JP2007205363A - 樹脂被覆ゴムホース - Google Patents

Abstract

【課題】ホース端部に挿着する金具の種々の固定方法に対して良好なホースの耐抜け性を保ち、ホース外周を加締めるような固定方法の場合に、高温時において加締めているホース表面部に膨れが生じないようにした樹脂被覆ゴムホースを提供する。
【解決手段】内周側から順に、内面ゴム層２、補強層３、外面ゴム層４、カバー樹脂層５を積層した構造にし、カバー樹脂層５の厚さを０．５〜３．０ｍｍとし、内面ゴム層２、外面ゴム層４の圧縮永久ひずみＣｓ１、Ｃｓ２（ＪＩＳ Ｋ ６２６２、７０℃×２２時間）を５％〜７０％とし、内面ゴム層２の厚さｔ１と外面ゴム層４の厚さｔ２とに基づいて加重平均して算出した平均圧縮永久ひずみＣｓＡを２２％〜３５％になるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、樹脂被覆ゴムホースに関し、さらに詳しくは、ホース端部に挿着する金具の種々の固定方法に対して良好なホースの耐抜け性を保つとともに、ホース外周を加締めるような固定方法の場合に、高温時において加締めているホース表面部に膨れが生じることを抑制するようにした樹脂被覆ゴムホースに関するものである。

従来から、一般家庭や種々の施設等において、室内の浴槽と室外に設置された給湯装置との間で湯水を循環させるためや、その他の給湯設備などにおいて、図４に示すような内面ゴム層２と外面ゴム層４の間に樹脂等の補強層３を介挿させ、最外周をカバー樹脂層５で被覆した樹脂被覆ゴムホース１ａが用いられている（例えば、特許文献１参照）。

このような樹脂被覆ゴムホース１ａは、最外周のカバー樹脂層５を熱溶着して樹脂被覆ゴムホース１ａどうしを並設する、所謂、ツイン加工をすることができるので、簡単にペアホースを製造することができ、給湯用ホースなどを施工する場合は便利である。

このように異なる材質が積層された構造になっていると、ホース端部に挿着した挿着金具７に固定する際には、最も剛性が低い材質（部分）に応力が集中する。図４に示すように樹脂被覆ゴムホース１ａの外周面から加締め金具８等で加締めることにより、固定している場合に、加熱等により高温状態になると、この応力が緩和しようとして加締め金具８の両サイドのホース外周表面に膨れＢが発生するという問題があった。また、この変形により固定強度が低下し、挿着金具７から樹脂被覆ゴムホース１ａが抜け易くなる、いわゆる耐抜け性が低下するという問題があった。

ホースの固定方法は他にもあるので、これらに対応して汎用的に耐抜け性を確保できるようにすることが必要であった。
特開平１１−３３６９５５号公報

本発明の目的は、ホース端部に挿着する金具の種々の固定方法に対して良好なホースの耐抜け性を保つとともに、ホース外周を加締めるような固定方法の場合に、高温時において加締めているホース表面部に膨れが生じることを抑制するようにした樹脂被覆ゴムホースを提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の樹脂被覆ゴムホースは、内面ゴム層と外面ゴム層との間に補強層を介挿し、前記外面ゴム層の外周面に厚さ０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下のカバー樹脂層を設け、前記内面ゴム層および前記外面ゴム層のそれぞれの圧縮永久ひずみＣｓ１、Ｃｓ２（ＪＩＳ Ｋ ６２６２、７０℃×２２時間）が５％以上７０％以下であり、かつ下記（１）式により算出する平均圧縮永久ひずみＣｓＡが２２％以上３５％以下であることを特徴とするものである。

ＣｓＡ＝（Ｃｓ１×ｔ１＋Ｃｓ２×ｔ２）／（ｔ１＋ｔ２）（％）・・・（１）
この（１）式において、ｔ１は内面ゴム層の厚さ、ｔ２は外面ゴム層の厚さを示す。

本発明の樹脂被覆ゴムホースによれば、内周側から順に内面ゴム層、補強層、外面ゴム層、カバー樹脂層を積層した構造にして、カバー樹脂層の厚さを０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下とするとともに、内面ゴム層および外面ゴム層のそれぞれの圧縮永久ひずみＣｓ１、Ｃｓ２（ＪＩＳ Ｋ ６２６２、７０℃×２２時間）と、上記（１）式により内面ゴム層の厚さｔ１と外面ゴム層の厚さｔ２とに基づいて加重平均して算出したＣｓ１とＣｓ２との平均圧縮永久ひずみＣｓＡを上記したような特定の範囲に設定することにより、ホース端部に挿着する金具に固定した際のホースの変形およびこの変形により生じる応力を継続的に適正な程度にすることができ、種々の固定方法に対してホースの耐抜け性を良好に保つことが可能になる。また、ホース外周を加締めるような固定方法であっても、高温時において加締めているホース外周表面部に生じようとする膨れを抑えることができる。

最外周には厚さ０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下のカバー樹脂層が設けられているので、樹脂被覆ゴムホースの外周表面どうしを熱溶着する、所謂、ツイン加工の加工性が損なわれず、また、剛性が過大にならずに柔軟性も確保できる。

以下、本発明の樹脂被覆ゴムホースを図に示した実施形態に基づいて説明する。図１は第１実施形態の樹脂被覆ゴムホース１を一部切開して斜視図で例示したものである。

この樹脂被覆ゴムホース１は、内周側から順に内面ゴム層２、補強層３、外面ゴム層４、カバー樹脂層５が同軸状に積層された構造となっている。

内面ゴム層２には種々のゴム組成物を使用することができ、スチレン−ブタジエン系共重合ゴム、ブタジエンゴム、ブチル系ゴム、エチレン−プロピレン系共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン系共重合ゴム、クロロプレン系ゴム、エチレン系共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン系共重合ゴムのうちの少なくとも１種類のゴムを主成分とするゴム組成物を例示することができる。

外面ゴム層４についても、内面ゴム層２として上記に例示したゴム組成物を用いることができ、外面ゴム層４と内面ゴム層２とに同じゴム組成物を用いるようにしてもよい。

内面ゴム層２と外面ゴム層４との間には、補強糸３ａを編組した一層の補強層３が設けられている。補強糸３ａの破断伸びは、１５％以下程度（ＪＩＳ Ｌ １０１７に準拠した測定）が好ましく、編組角度Ａは４９．４°以上５２．２°以下の範囲にすることが好ましい。補強糸３ａとしては、ビニロン、アラミド繊維等が例示できる。

補強層３は、水圧等の使用条件によって中間ゴム層を介して複数層とすることもでき、また、補強糸３ａをスパイラル巻きにしたものとすることもできる。

補強糸３ａの破断伸びが１５％以下であると、内圧上昇時の樹脂被覆ゴムホース１の膨張を十分抑えことができる。補強糸３ａの編組角度Ａを４９．４°以上５２．２°以下にすると樹脂被覆ゴムホース１の変形が適度に抑制されて、金具挿入性および耐抜け性を良好にすることができる。

カバー樹脂層５は、厚さが０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下に設定されている。この厚さを０．５ｍｍ以上にして、カバー樹脂層５どうしを熱溶着して複数の樹脂被覆ゴムホース１を並設するツイン加工の加工性を損なわないようにしている。また、この厚さを３．０ｍｍ以下として、樹脂被覆ゴムホース１の曲げ剛性を大幅に上げることなく、柔軟性を確保している。厚さを３．０ｍｍ以下にしてカバー樹脂層５のボリュームを小さくしているので、ホース外周を加締めるように固定して高温になった場合に、加締めているカバー樹脂層５の外周表面部に生じる膨れを抑制することもできる。

カバー樹脂層５に用いる樹脂は、樹脂被覆ゴムホース１の柔軟性等を考慮するとデュロメータ硬さ（ＪＩＳ Ｋ ７２１５）が、ＨＤＡ４０以上ＨＤＡ９０以下の樹脂を用いることが好ましく、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン等を例示することができる。ツイン加工性や対候性を良好にするには、ポリ塩化ビニルが特に好ましい。

樹脂被覆ゴムホース１をホース端部に挿着した挿着金具７と固定する代表的な方法としては、図３に示すように樹脂被覆ゴムホース１の外周面から加締め金具８等で加締める方法と、このような加締め金具８を用いることなく、単に樹脂被覆ゴムホース１に差し込んで固定強度を確保する方法がある。

差し込み固定の場合に、内面ゴム層２および外面ゴム層４の変形および変形による応力が、固定強度に大きな影響を与える。変形によって生じた応力を保って、高い固定強度を継続的に確保してホースの耐抜け性を良好にするためは、内面ゴム層２および外面ゴム層４の圧縮永久ひずみを小さくすることが好ましい。

しかしながら、内面ゴム層２および外面ゴム層４の圧縮永久ひずみを小さくし過ぎると、最も剛性が低い材質（部分）に過度の応力が集中し、樹脂被覆ゴムホース１に高温の流体が流通する等により高温状態になると、この応力が緩和しようとして変形が生じ易くなり、図４に示したように加締め固定をする場合には、加締め金具８の両サイドでホース外周表面に膨れＢが発生する。このように膨れＢが生じて、加締め金具８の下部のカバー樹脂層５が移動すると、固定強度が低下し、挿着金具７から樹脂被覆ゴムホース１が抜け易くなり、耐抜け性が低下してしまう。

したがって、このような高温時におけるホース外周表面に発生する膨れＢを防止するとともに、種々の固定方法に対して良好な耐抜け性を得るには、内面ゴム層２および外面ゴム層４の圧縮永久ひずみを適正な範囲に設定してバランスさせることが必要となる。

そこで、本発明では、ＪＩＳ Ｋ ６２６２に準拠した圧縮永久ひずみの測定方法において、試験温度７０℃ 試験時間２２時間の条件における内面ゴム層２および外面ゴム層４のそれぞれの圧縮永久ひずみＣｓ１、Ｃｓ２と、このＣｓ１とＣｓ２とを用いた下記（１）式により算出される平均圧縮永久ひずみＣｓＡの範囲を規定することにより、図３に示すように高温時における加締めているホース外周表面に発生する膨れＢを防止しつつ、種々の固定方法に対して良好な耐抜け性が得られるようにして汎用性を得るようにしている。

ＣｓＡ＝（Ｃｓ１×ｔ１＋Ｃｓ２×ｔ２）／（ｔ１＋ｔ２）（％）・・・（１）
この（１）式で算出される平均圧縮永久ひずみＣｓＡは、内面ゴム層の厚さｔ１と外面ゴム層の厚さｔ２とに基づいて、それぞれの圧縮永久ひずみＣｓ１、Ｃｓ２を加重平均するものである。

内面ゴム層２および外面ゴム層４のそれぞれの圧縮永久ひずみＣｓ１、Ｃｓ２は、５％以上７０％以下の範囲になければ、平均圧縮永久ひずみＣｓＡを適正な範囲にして十分な効果を得ることができない。

平均圧縮永久ひずみＣｓＡが２２％未満であると、加締め固定した場合に、加締めによる圧縮応力が高温時に緩和しようとして発生させる変形が大きくなり、樹脂被覆ゴムホース１の加締めている表面部に発生する膨れを十分に防ぐことができない。一方、平均圧縮永久ひずみＣｓＡが３５％超であると、挿着金具７を差し込んだ際に生じる変形の経時的変化が大きくなり過ぎて、十分な耐抜け性を確保できなくなる。

図２に第２実施形態を示す。この樹脂被覆ゴムホース１は、第１実施形態の樹脂被覆ゴムホース１の内面ゴム層２の内周側に内面樹脂層６を設けたものであり、その他の部分は同一となっている。

このように構成することにより、内部を流通する流体は、内面ゴム層２のゴムに接触しなくなり、内面ゴム層２による流体に対する非汚染性（有害成分の移行、臭いの付着、変色等）が強く要求される水道配管等には適した構造となる。

内面樹脂層６に用いる樹脂としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリブテン（ＰＢ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアミド（６ナイロン（Ｎ６）、６６ナイロン（Ｎ６６）、１１ナイロン（Ｎ１１）、１２ナイロン（Ｎ１２））、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭｗＰＥ）、フッ素樹脂等を例示することができる。さらに、これらの樹脂の複層管にすることもできる。

１１ナイロンを用いると容易に押出加工を行なうことができるとともに、優れた耐水性を得ることができる。また、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭｗＰＥ）を用いると、水道水に含有する塩素に対して反応しにくくし、接着剤を用いることなく、先に例示したゴム種の内面ゴム層２との強固な接着が可能となる。

内面樹脂層６は、厚さが０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下に設定されている。この厚さが０．０５ｍｍ未満であると、内面ゴム層２による水道水に対する非汚染性（有害成分の移行、臭いの付着、変色等）の要求性能を満たすことが困難となり、１．０ｍｍを超えると曲げ剛性が高くなって、樹脂被覆ゴムホース１の柔軟性が損なわれることになる。この厚さを０．０８ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下にすると、非汚染性、曲げ剛性の両性能において更にバランスがよい。

このように樹脂被覆ゴムホース１を水道配管として用いる場合は、内面ゴム層２のゴムを可塑剤を配合していない無可塑配合のゴムとすることが好ましい。これによって、内面樹脂層６に移行、透過しやすい可塑剤による水道水の汚染を防止することができる。

内面樹脂層６と内面ゴム層２とを接着する場合は、例えば、濃度が低くても強固な接着力を有するフェノール樹脂系接着剤を用いて、その濃度を９．０〜１７．０％にして接着する。

図２に例示した第２実施形態と同じ構造の樹脂被覆ゴムホースにおいて、内面樹脂層を厚さ０．１０ｍｍの１１ナイロン、内面ゴム層を厚さ２．１０ｍｍのアクリロニトリルブタジエンゴム、補強層をビニロンのスパイラル２層、外面ゴム層を厚さ１．７５ｍｍのアクリロニトリルブタジエンゴム、カバー樹脂層を厚さ１．０ｍｍ、デュロメータ硬さ（ＪＩＳ Ｋ ７２１５）がＨＤＡ７０のポリ塩化ビニルにしたことを共通条件として、外面ゴム層の圧縮永久ひずみＣｓ２（ＪＩＳ Ｋ ６２６２、７０℃×２２時間）を２７％と５１％の２通りにして、内面ゴム層の圧縮永久ひずみＣｓ１（ＪＩＳ Ｋ ６２６２、７０℃×２２時間）を様々に変化させた１０種類の試験体（実施例１〜４、比較例１〜６）を製造して以下の評価測定を行なった。

評価項目は、樹脂被覆ゴムホース端部での金具を加締めた部分の表面膨れの有無および耐抜け性である。尚、表１において平均ＣｓＡ（％）とは、下記（１）により算出される平均圧縮永久ひずみである。（１）式において、ｔ１とは内面ゴム層の厚さ、ｔ２とは外面ゴム層の厚さを示している。

ＣｓＡ＝（Ｃｓ１×ｔ１＋Ｃｓ２×ｔ２）／（ｔ１＋ｔ２）（％）・・・（１）

［表面膨れ］
ホース端部に所定の金具を挿着し、その挿着部分のホース外周表面を加締金具で加締め率３０％（（加締め前のホース外径−加締め後のホース外径）／加締め前のホース外径（％））で加締めた状態にして、１００℃のオーブンに３０分間放置した後に、加締めた部分のホース表面の膨れを評価し、膨れが無い場合は○印、膨れが僅かでほとんど無い場合を△印、膨れがはっきりと発生した場合を×印で示した。

［耐抜け性］
各試験体の内部に９５℃の作動油を３０分間循環させ、次いで試験体の一端部を閉止して内圧３．５ＭＰａを３０分間負荷した状態にし、その後再度、内部に９５℃の作動油を１０分間循環させる。その後、試験体の一端部を所定のＳＬ（ソケットレス）金具で閉止してこのＳＬ金具が試験体から抜けるまで内圧を負荷し、金具が抜けた際の負荷圧力を測定して高温破壊強度とした。ここで、高温破壊強度が３．５ＭＰａ以上の場合を耐抜け性が良好と判断して、表１において○印で示し、３．５ＭＰａ未満の場合を耐抜け性が不十分と判断して×印で示した。

この結果から、内面ゴム層、外面ゴム層のそれぞれの圧縮永久ひずみＣｓ１、Ｃｓ２および（１）式により算出される平均圧縮永久ひずみＣｓＡを本発明で特定した範囲に設定することで（実施例１〜４）、良好な耐抜け性と表面膨れの抑制とを両立する性能を得られることが確認できた。

第１実施形態の樹脂被覆ゴムホースを一部切開した斜視図である。 第２実施形態の樹脂被覆ゴムホースを一部切開した斜視図である。 図１の樹脂被覆ゴムホースに高温の流体を流した場合の状態を示す半断面図である。 従来の樹脂被覆ゴムホースに高温の流体を流した場合の状態を示す半断面図である。

符号の説明

１ 樹脂被覆ゴムホース
１ａ 従来の樹脂被覆ゴムホース
２ 内面ゴム層
３ 補強層 ３ａ 補強糸
４ 外面ゴム層
５ カバー樹脂層
６ 内面樹脂層
７ 挿着金具
８ 加締め金具

Claims (3)

1. 内面ゴム層と外面ゴム層との間に補強層を介挿し、前記外面ゴム層の外周面に厚さ０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下のカバー樹脂層を設け、前記内面ゴム層および前記外面ゴム層のそれぞれの圧縮永久ひずみＣｓ１、Ｃｓ２（ＪＩＳ Ｋ ６２６２、７０℃×２２時間）が５％以上７０％以下であり、かつ下記（１）式により算出する平均圧縮永久ひずみＣｓＡが２２％以上３５％以下である樹脂被覆ゴムホース。
   ＣｓＡ＝（Ｃｓ１×ｔ１＋Ｃｓ２×ｔ２）／（ｔ１＋ｔ２）（％）・・・（１）
   ｔ１：内面ゴム層の厚さ、ｔ２：外面ゴム層の厚さ
2. 前記カバー樹脂層のデュロメータ硬さ（ＪＩＳ Ｋ ７２１５）が、ＨＤＡ４０以上ＨＤＡ９０以下である請求項１に記載の樹脂被覆ゴムホース。
3. 前記内面ゴム層の内周面に厚さ０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の内面樹脂層を設けた請求項１または２に記載の樹脂被覆ゴムホース。

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