JP2006105313A

JP2006105313A - 高圧ゴムホース

Info

Publication number: JP2006105313A
Application number: JP2004294666A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Yanatori; 和人梁取
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2004-10-07
Filing date: 2004-10-07
Publication date: 2006-04-20
Also published as: US20060076070A1

Abstract

【課題】優れた膨張特性（音振特性）と耐久性とを共有するように両立させた高圧ゴムホース、特にパワーステアリングホースに好適な高圧ゴムホースを提供する。
【解決手段】少なくとも１層の繊維コードからなる補強層５ａ，５ｂを挿入した高圧ゴムホースにおいて、前記繊維コード６が、２ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の中間伸度が１０％以上１５％以下のポリブチレンテレフタレート繊維からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は高圧ゴムホースに関し、さらに詳しくは、膨張特性（音振特性）と耐久性とを両立させた高圧ゴムホース、特にパワーステアリングホースに好適な高圧ゴムホースに関する。

自動車のパワーステアリングは、ギヤポンプなどの油圧ポンプが高圧ゴムホース（以下、パワーステアリングホースという。）を介して圧送する作動油によって駆動されるため、パワーステアリングホースは油圧ポンプが発生する脈動圧により膨張を繰り返して脈動する。このパワーステアリングホースの振動は車室に伝達されるため、その振動数が一次共振点を超えると車室内が共振して騒音を発生し、乗員に不快感を与えるという問題があった。

上記のような音振を抑制するため、一般にパワーステアリングホースは脈動圧を吸収して振動を抑制するように、適度の膨張量を備えるように設計されている。しかし、ホースの膨張量を大きくするほど振動抑制効果は向上するものの、作動油の繰り返し加圧脈動によるホース構成材料に対する歪みの繰り返し負荷が大きくなることにより、ホースの耐久性が低下してしまうという問題があった。つまり、高圧ゴムホースにおいて膨張特性（音振特性）と耐久性とは互いに相反する関係にあり、これを両立させることは非常に難しい課題であった。

従来、膨張特性（音振特性）と耐久性とを両立させるようにした高圧ゴムホースとして、特許文献１は、ホースに挿入する補強層を６６ナイロン繊維で構成する場合について、その６６ナイロン繊維の４．５ｋｇｆ／１８９０ｄ（４４Ｎ／２１００ｄｔｅｘ）負荷時（略２．３ｇ／ｄ（２ｃＮ／ｄｔｅｘ）負荷時に相当）の中間伸度を９．０％や１０．０％にする提案をしている。このように補強層に使用する補強繊維の中間伸度を高くしたことにより大きな膨張量が確保され、膨張特性（音振特性）の代用特性を向上することが可能になっている。しかし、ホースの耐久性については、高ければ高いほど歓迎されることであるため、更なる耐久性の向上が期待されている。

本発明者は高圧ゴムホースの耐久性の限界について種々検討を行った結果、以下に述べる発明を得るに至った。

本発明の目的は、優れた膨張特性（音振特性）と耐久性とを共有するように両立させた高圧ゴムホース、特にパワーステアリングホースに好適な高圧ゴムホースを提供することにある。

上記目的を達成する本発明は、少なくとも１層の繊維コードからなる補強層を挿入した高圧ゴムホースにおいて、前記繊維コードが、２ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の中間伸度が１０％以上１５％以下のポリブチレンテレフタレート繊維からなることを特徴とするものである。

本発明によれば、上記のように補強層を高い中間伸度のポリブチレンテレフタレート繊維コードで構成することで低い初期モジュラスを確保し、その低い初期モジュラスによりゴムホースに大きな膨張量を確保するため、優れた音振特性を得ることができる。また、繊維コードの中間伸度に上限を定めたことにより、作動油の繰り返し加圧脈動によるホース耐久性の低下を抑制することができる。

本発明において、高圧ゴムホースは内側ゴム層と外側ゴム層との間に繊維コードからなる補強層を挿入して構成されている。ゴムホース内の補強層は少なくとも１層あればよく、必要により２層以上を配置することができる。複数の補強層を設ける場合は、隣接する層間に中間ゴム層を配置してもよく、或いは配置しなくてもよい。

補強層の構造は特に限定されないが、好ましくは繊維コードを編組構造に編成したものがよい。編組は筒状に構成され、ホース軸に共軸になるように挿入される。ホース軸方向に対する編組角度としては、４７〜５３度が好ましく、より好ましくは４９〜５１度にするとよい。また、補強層の構成としては、編組にせずに、複数本の繊維コードを平行に配列するだけで構成してもよい。繊維コードの配列方向はホース軸に対して傾斜させて螺旋状に挿入することが好ましい。かつ、層間で互いに逆方向に交差するようにすることが好ましい。

補強層を構成する繊維コードには、ポリブチレンテレフタレート繊維が使用され、かつ２ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の中間伸度が１０％以上１５％以下の特性を有するものが使用される。ポリブチレンテレフタレート繊維の２ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の中間伸度が１０％未満であっては、作動油の脈動を効率よく吸収することができず、ホースの振動抑制作用が低減する。そのため振動数が一次共振点を超えることになって、車室内の騒音を悪化する。一方、中間伸度が１５％を超えるとホースの耐久性が低下する。

本発明に使用するポリブチレンテレフタレート繊維としては、より好ましくは、上記中間伸度に加えて、破断伸度が２５％以下であるものがよく、ホースの耐久性及びクリープ特性を更に改善することができる。破断伸度の下限は特に限定しないが、中間伸度の下限値（１０％）との関係から必然的に設定される。また、破断強度が５．３ｇ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。このような破断強度を有することで、ホースの耐圧性を確保することができる。勿論、破断強度の上限は製造技術上からの限界があるが、製造可能な範囲で高ければ高いほどよい。

上述した繊維特性を得るためのポリブチレンテレフタレートとしては、９０モル％以上、好ましくは９５〜１００モル％がブチレンテレフタレート単位からなり、かつ固有粘度が１．０以上、好ましくは１．２以上である高重合度ポリブチレンテレフタレート系重合体であることが好ましい。固有粘度が１．０未満のポリブチレンテレフタレートでは、上述した強伸度特性を得ることが難しくなる。

ここで固有粘度とは、ポリマー０．１２５ｇにオルソクロルフェノール２５ｍｌを加えて、１２０℃で３０分間加熱して溶解した後、オストワルド粘度計で相対粘度を測定し、換算表により求めた固有粘度をいう。

１０モル％未満の共重合成分としては、エステル形成性の成分であれば特に限定されない。例えば、テレフタル酸およびプロピレングリコール、プロピレンオキサイドの他に、エチレングリコール、エチレンオキサイド、ブチレングリコール、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、５−スルホン酸ナトリウムイソフタル酸などを例示することができる。

上述のように本発明で使用するポリブチレンテレフタレート繊維は中間伸度が高いため、繊維コードに与える撚数としては、無撚りのゼロ（０）或いは低撚数にしてよい。このように撚数をゼロ又は低く抑えたことにより、ポリブチレンテレフタレート繊維の機械的特性を最大限に活用することができ、ゴムホースの諸特性を一層向上することができる。具体的な撚数としては、０〜１０回／10cmの範囲が好ましく、さらに好ましくは０〜７回／10cmの範囲にすることが好ましい。

内側ゴム層、外側ゴム層、中間ゴム層に使用するゴムの種類は特に限定するものではなく、従来高圧ゴムホースに使用されているゴムがいずれも使用可能である。それらのゴムのうちでも、特に内側ゴム層及び外側ゴム層には、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、アクリロニトリルブタジエンゴム等の使用が好ましく、また中間ゴム層には，アクリロニトリルブタジエンゴムの使用が好ましい。

図１は，本発明の高圧ゴムホースの一例を一部切り欠いて示す斜視図である。

図において、高圧ゴムホース１は、内側ゴム層２と外側ゴム層３との間に２層の補強層５ａ，５ｂを配置し、かつ補強層５ａ及び５ｂの間に中間ゴム層４を配置して構成されている。補強層５ａ，５ｂは、それぞれポリブチレンテレフタレート繊維コード６を編組にしたものが使用され、そのポリブチレンテレフタレート繊維コード６は、２ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の中間伸度が１０％以上１５％以下の特性を有するものが使用されている。

このように構成された高圧ゴムホースは、パワーステアリングホースとして使用されるとき、優れた膨張特性（音振特性）と耐久性とを共有することができる。

実施例１〜３，比較例１〜４
ホースサイズが内径１０ｍｍ／外径１９ｍｍ、ホース構造が図１の構造、ゴム材質として内側ゴムと中間ゴムにアクリロニトリルブタジエンゴム、外側ゴムにクロロスルホン化ポリエチレンを使用したホース構造を共通とし、２層の補強層を構成する繊維コードの種類、２ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の中間伸度、破断伸度を、表１に記載のように異ならせて７種類の高圧ゴムホースを製造した（実施例１〜３，比較例１〜４）。

なお、表１において、「ＰＢＴ」は、ポリブチレンテレフタレート繊維，１６７０ｄｔｅｘ／２構造を意味し、「ＰＥＴ」は、ポリエチレンテレフタレート繊維，１６７０ｄｔｅｘ／２構造を意味し、「Ｎ６６」は、ナイロン６６繊維，２１００ｄｔｅｘ／１構造を意味する。また、編組構造は、ＰＢＴ繊維使い及びＰＥＴ繊維については、それぞれコードを３本引き揃えた層の２４本打（×２層）とし、Ｎ６６繊維使いについては、コードを４本引き揃えた層の２４本打（×２層）とした。

これら７種類の高圧ゴムホースについて、下記の試験方法により膨張特性である音振特性と耐久性とを測定し，その結果を表１に記載した。

〔音振特性〕
４００ｍｍ長さの試験用ホースに作動油を充填し、温度５０℃下に５±０．１ＭＰａの脈動圧を加え、その脈動圧の周波数を変動させた時の第一次共振点を求めた。

音振特性の評価は，測定された第一次共振点が１３０Ｈｚ以下のホースを不快感を生じない合格品とし、１３０Ｈｚを超えたホースを不快感を生ずる不合格品とした。

〔耐久性〕
４００ｍｍ長さの試験用ホースに作動油を充填し、温度１５０℃、圧力８ＭＰａの条件下の衝撃圧力を繰り返し加え、ホースが破壊するまでの繰り返し加圧回数を測定した。

ホースの耐久性の評価は，繰り返し加圧回数を４０万回まで行っても破壊しないとき試験を打ち切りにし、そのホースを合格品とした。また、４０万回未満で破壊したホースを不合格品とした。

本発明の高圧ゴムホースの一例を一部切り欠いて示す斜視図である。

符号の説明

１高圧ホース
２内側ゴム層
３外側ゴム層
４中間ゴム層
５ａ，５ｂ補強層
６ポリブチレンテレフタレート繊維コード

Claims

少なくとも１層の繊維コードからなる補強層を挿入した高圧ゴムホースにおいて、前記繊維コードが、２ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の中間伸度が１０％以上１５％以下のポリブチレンテレフタレート繊維からなる高圧ゴムホース。
前記ポリブチレンテレフタレート繊維が、９０モル％以上がブチレンテレフタレート単位からなり、固有粘度が１．０以上である高重合度ポリブチレンテレフタレート系重合体からなる請求項１に記載の高圧ゴムホース。
前記繊維コードの撚数が０〜１０回／10cmである請求項１又は２に記載の高圧ゴムホース。