JP2008132727A - Mandrel for molding bent hose and method of manufacturing resin/rubber-composite bent hose using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、曲がりホース成型用マンドレル及びこれを用いた樹脂層とゴム層とを設けてなる樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法に関し、更に詳しくは、自動車等の車両用エアコン(エアコンディショナー)の冷媒回路等に用いられる樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法に関する。 The present invention relates to a mandrel for forming a bent hose and a method for producing a resin-rubber composite bent hose comprising a resin layer and a rubber layer using the mandrel, and more specifically, for an air conditioner for a vehicle such as an automobile. The present invention relates to a method for producing a resin-rubber composite bent hose used in a refrigerant circuit or the like.
近年、自動車等の車両の軽量化を目的として、車両用エアコンの冷媒回路等の配管にはアルミニウム合金製配管が使用されているが、コンプレッサ等で発生する振動が配管を共振させ騒音を引き起こす恐れがある。そこで、配管の共振を抑制するために、ゴムと樹脂とからなる複合フレキシブルホースが配管の途中に組み込まれて使用されている。 In recent years, aluminum alloy pipes have been used in piping for refrigerant circuits of vehicle air conditioners for the purpose of reducing the weight of vehicles such as automobiles. However, vibration generated by a compressor or the like may resonate the pipes and cause noise. There is. Therefore, in order to suppress the resonance of the pipe, a composite flexible hose made of rubber and resin is used in the middle of the pipe.
このような車両用エアコンの冷媒回路に用いられる複合フレキシブルホースでは、一般に内管が樹脂層とゴム層とを有する樹脂−ゴム複合構造に構成されている。そして、最内層に設けられた薄い樹脂層で冷媒に対する耐ガス透過性を確保するとともに、外層のゴムホースでホースとしての柔軟性、振動吸収性および耐水分透過性を確保し、更に、前記ゴム層を繊維で補強するための繊維補強層を有するのが通常である。 In such a composite flexible hose used in the refrigerant circuit of such a vehicle air conditioner, the inner tube is generally configured as a resin-rubber composite structure having a resin layer and a rubber layer. Further, the thin resin layer provided in the innermost layer ensures gas permeation resistance to the refrigerant, and the outer layer rubber hose ensures flexibility, vibration absorption and moisture permeation resistance as a hose, and further the rubber layer It is usual to have a fiber reinforcing layer for reinforcing the fiber with fibers.
また、一般的に、車両用エアコンの冷媒用樹脂−ゴム複合ホースの最内層を形成する樹脂としては、主にポリアミド系のものが多用されている。更に、前記冷媒用樹脂−ゴム複合ホースを形成するゴムとしては、ブチルゴム、塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴムまたはエチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム(以下、EPDMと略す)等がある。 In general, as the resin that forms the innermost layer of the refrigerant resin-rubber composite hose of the vehicle air conditioner, a polyamide-based resin is mainly used. Further, examples of the rubber forming the refrigerant resin-rubber composite hose include butyl rubber, chlorinated butyl rubber, brominated butyl rubber, and ethylene-propylene-diene copolymer rubber (hereinafter abbreviated as EPDM).
しかるに、近年、自動車等車両の軽量化やエンジンルームのコンパクト化等により、配管スペースの狭小化、複雑化が進んでいる。このため車両用エアコンホースについても例外ではなく、狭いスペースに自由に配管出来かつ周辺機器と接触することなく、柔軟性に優れることが要求されている。一方、従来のストレート状のホースでは、これを強制的に曲げて装着する必要性が生じ、装着時の作業が難しくなって、場合によっては周辺機器との接触により装着できない場合が出てくる。 However, in recent years, the piping space has become narrower and more complicated due to the reduction in weight of vehicles such as automobiles and the reduction in the size of engine rooms. For this reason, the air conditioner hose for a vehicle is no exception, and it is required to be flexible in a narrow space and without being in contact with peripheral devices. On the other hand, in the conventional straight hose, it is necessary to forcibly bend and attach it, and the work at the time of attachment becomes difficult, and in some cases, it cannot be attached due to contact with peripheral devices.
従って、これらの要求に答えるために、ホースを曲げた状態で成型加硫する提案がなされている。しかしながら、樹脂−ゴム複合ホースの曲管を製造するには、通常、長尺のゴム製もしくは樹脂製のマンドレルの周囲に、樹脂およびゴムを同時もしくは段階的に重ねて内管とした後、この内管の表面にポリエステル糸等を編み上げて巻き付けた補強層を設け、この補強層の上から外面ゴムを押出被覆する。この場合、ホースがストレートな直管の場合にはそのまま加硫を行い、その後にマンドレルを抜き取れば加硫済みの樹脂−ゴム複合ホースが得られる。 Therefore, in order to meet these requirements, proposals have been made to mold and vulcanize the hose in a bent state. However, in order to manufacture a bent tube of a resin-rubber composite hose, usually, a resin and rubber are simultaneously or stepwise stacked around an elongated rubber or resin mandrel to form an inner tube. A reinforcing layer in which polyester yarn or the like is knitted and wound is provided on the surface of the inner tube, and the outer rubber is extrusion coated from above the reinforcing layer. In this case, when the hose is a straight straight pipe, vulcanization is performed as it is, and then a mandrel is extracted to obtain a vulcanized resin-rubber composite hose.
一方、ホースが曲がり形状を呈している曲がり管の場合は、長尺のストレートのマンドレルを抜き取った後に、この未加硫ホースを短尺に寸法切断し、所定の曲がり形状を有する金属製マンドレルを前記未加硫ホースに挿入して加硫するか、ストレートの長尺マンドレルを抜き取った後に寸法切断し、短尺の樹脂またはゴム製マンドレルをこの未加硫短尺ホースに再挿入し、もしくは長尺のマンドレルを挿入したまま寸法切断し、曲がり形状を有する外枠にはめて加硫を行うかのどちらかの方法で曲がりホースを製造することになる。 On the other hand, when the hose is a bent pipe, the long straight mandrel is extracted, and then the unvulcanized hose is cut to a short length to obtain the metal mandrel having a predetermined bent shape. Insert into an unvulcanized hose and vulcanize, or pull out a straight long mandrel and cut the dimensions, then reinsert a short resin or rubber mandrel into this unvulcanized short hose, or a long mandrel The bent hose is manufactured by either of the following methods: cutting the dimensions while inserting and vulcanizing the outer frame with a bent shape.
前者の製造方法は、内管がゴムの場合は特に問題がなく、広く一般的に採用されている工法であるが、最内管に熱可塑性樹脂を使用する場合、曲がり形状のマンドレルを挿入する際に樹脂とゴムの界面に剥離が生じたり、成型加硫後に金属製マンドレルを抜き取る作業時に内管樹脂表面に傷を生じさせる。また、後者の製造方法では、外層ゴムが未加硫であることから加硫時に外枠と接触して、外面ゴムに傷を生じさせることになる。 The former manufacturing method is not particularly problematic when the inner tube is made of rubber, and is a widely adopted method. However, when a thermoplastic resin is used for the innermost tube, a bent mandrel is inserted. At this time, the interface between the resin and the rubber is peeled off, or the surface of the inner tube resin is scratched during the operation of removing the metal mandrel after molding vulcanization. Moreover, in the latter manufacturing method, since the outer layer rubber is unvulcanized, it comes into contact with the outer frame at the time of vulcanization and causes damage to the outer rubber.
また、長尺のマンドレルを挿入したまま寸法切断する工法では、マンドレルの再利用が出来ずコストアップの要因となる。更に、外枠による曲がり成型の場合は、三次元形状の複雑な形状を有する外枠を作ることが困難で、かつ費用も多大なものとなるため実用には適さない。 Moreover, in the construction method in which the size is cut while the long mandrel is inserted, the mandrel cannot be reused, resulting in a cost increase. Further, in the case of bending by an outer frame, it is difficult to produce an outer frame having a complicated three-dimensional shape and the cost is great, so it is not suitable for practical use.
そこで、次に述べるような曲がりホースの製造方法が提案されている。このような従来例に係る曲がりホースの製造方法について、図7および図8を参照しながら以下説明する。図7は従来例に係る成型前のストレート状態の未加硫複合ホースの部分切断図、図8は他の従来例に係る実施例を示す3層ホースの押出しの説明図を示している。 Therefore, a method for manufacturing a bent hose as described below has been proposed. A method of manufacturing such a bent hose according to the conventional example will be described below with reference to FIGS. FIG. 7 is a partial cutaway view of a straight unvulcanized composite hose before molding according to a conventional example, and FIG. 8 is an explanatory view of extrusion of a three-layer hose showing an example according to another conventional example.
図7において、この複合曲がりホースの製造方法は、ゴムまたは樹脂製のマンドレル20に、内側より内面樹脂層21、内管未加硫ゴム層22、中間ゴム層24を挟んで2層スパイラル構造とした補強層23,25および外被未加硫ゴム層26が順次積層して未加硫複合ホースが構成され、ストレート状態の前記未加硫複合ホースを形成する第1工程と、外被未加硫ゴム層26上に軟化点が成型加硫時の温度よりも高い性質を持つ樹脂被覆27を施す第2工程と、前記内面樹脂層21が弾性変形を示す温度域にて予熱する第3工程とを有する。
In FIG. 7, this composite bent hose is manufactured by a two-layer spiral structure in which a
同時に引き続き、予め加硫温度付近に加熱した金型に前記予熱された未加硫複合ホース装填する第4工程と、所定の加硫条件にて成型加硫する第5工程と、内面樹脂層21が弾性変形を示す温度域において金型から取り外す第6工程と、内面樹脂層21が弾性変形を示す温度域において前記樹脂被覆27およびマンドレル20を取り外す第7工程と、室温まで冷却する間、目的の成型条件の型に装填しておく第8工程と、の各工程からなる(特許文献1参照)。
At the same time, subsequently, a fourth step of loading the preheated unvulcanized composite hose into a mold preheated to around the vulcanization temperature, a fifth step of molding and vulcanizing under predetermined vulcanization conditions, and an inner surface resin layer 21 A sixth step of removing the
しかしながら、このような従来例に係る複合曲がりホースの製造方法は、複雑で多段の工程を要するため、工程管理に手間取り製造コストが多大になるという問題点を有している。そこで、図8における他の従来例に係るゴム−樹脂積層曲がりホースの製造方法は、中芯30を流し、これに第一の押出機31で内層ゴムを、第二の押出機32で中間樹脂を、第三の押出機33で外層ゴムを夫々押出して中芯30の外周にこの順序で夫々積層していく。
However, such a method for manufacturing a composite bent hose according to the conventional example has a problem in that it requires a complicated and multi-step process, resulting in a large labor-saving manufacturing cost for process management. Therefore, in the manufacturing method of the rubber-resin laminated bent hose according to another conventional example in FIG. The outer rubbers are respectively extruded by the
積層された前記ホースは、所定の長さにカットしてこれを予備加硫する。そして、予備加硫したこのホースから中芯30を抜き取り、このホースを所望の曲がりを設けた加硫心棒に差し込み、これを加硫心棒を付けたままで本加硫するのである(特許文献2参照)。
The stacked hoses are cut to a predetermined length and pre-vulcanized. Then, the
ところが、前記従来例に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法は、中芯30を抜き取った前記未加硫ホースに、加硫心棒を直接差し込み本加硫して成型するため、ホース内面に傷を生じやすく、そのため複雑な三次元形状を有する複合ホースの製造には不向きである。
However, the method of manufacturing the resin-rubber composite bent hose according to the conventional example is because the vulcanized mandrel is directly inserted into the unvulcanized hose from which the
一方、成型マンドレルに形状記憶合金を用いた、次のような従来例に係る曲がりホースの製造方法が提案されている。即ち、この曲がりホースの製造方法は、配合ゴムより未加硫ゴムホースを形成する成形工程と、平板状または針金状の形状記憶合金を螺旋状に巻いて筒状とされた所定温度以上で所定の径を持つ曲がり形状となるように形状記憶されたマンドレルを、外径が前記未加硫ゴムホースの内径より小径の略真直形状として前記未加硫ゴムホースに挿入する挿入工程と、前記マンドレルを前記所定温度以上に加熱して形状記憶変形させ、前記未加硫ゴムホースを所定の屈曲形状に賦形するとともに加硫する加硫工程と、加硫後の曲がりホースから前記マンドレルを引き抜く工程とからなる(特許文献3参照)。
しかしながら、前記従来例に係る曲がりホースの製造方法は、高価な形状記憶合金を用いなくてはならない上、屈曲形状が複雑な三次元形状であったり曲率の大きいゴムホースの製造には、前記形状記憶合金による形状変形では満足し得る屈曲形状が精度良く得られないという問題点があった。 However, the manufacturing method of the bent hose according to the conventional example must use an expensive shape memory alloy, and the shape memory is used for manufacturing a rubber hose having a complicated three-dimensional bent shape or a large curvature. There has been a problem in that a satisfactory bent shape cannot be obtained with accuracy by shape deformation with an alloy.
従って、本発明の目的は、複雑な三次元形状を有し内面に傷のない高品質の樹脂−ゴム複合曲がりホースを、低コストで高精度に製造可能な曲がりホース成型用マンドレルおよびそれを用いた曲がりホース成形方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a high-quality resin-rubber composite bent hose having a complicated three-dimensional shape and having no scratch on the inner surface, a bent hose molding mandrel that can be manufactured with high accuracy at low cost, and the use thereof. It is to provide a bent hose forming method.
本発明の請求項1に係る曲がりホース成型用マンドレルが採用した手段は、樹脂チューブの外側に複数のゴム層とこの複数のゴム層間に介在する補強層とを被覆された樹脂−ゴム複合曲がりホースの成型に用いられる曲がりホース成型用マンドレルであって、可撓性チューブとこの可撓性チューブの外周に被覆されたゴム層とから構成されたことを特徴とするものである。 The bent hose molding mandrel according to claim 1 of the present invention employs a resin-rubber composite bent hose in which a plurality of rubber layers and a reinforcing layer interposed between the plurality of rubber layers are coated on the outside of the resin tube. A bent hose molding mandrel used for molding is characterized by comprising a flexible tube and a rubber layer coated on the outer periphery of the flexible tube.
本発明の請求項2に係る曲がりホース成型用マンドレルが採用した手段は、請求項1に記載の曲がりホース成型用マンドレルにおいて、前記可撓性チューブが、金属製ばね、耐熱性樹脂製ばねまたはインターロックチューブであることを特徴とするものである。
The bent hose molding mandrel according to
本発明の請求項3に係る曲がりホース成型用マンドレルが採用した手段は、請求項1または2に記載の曲がりホース成型用マンドレルにおいて、前記耐熱性樹脂製ばねが、スーパーエンジニアリング樹脂、強化材を複合したスーパーエンジニアリング樹脂または強化材を複合した汎用エンジニアリング樹脂からなることを特徴とするものである。
The bending hose molding mandrel according to
本発明の請求項4に係る曲がりホース成型用マンドレルが採用した手段は、請求項1乃至3のうちの何れか一つの項に記載の曲がりホース成型用マンドレルにおいて、前記ゴム層が、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム(EPDM)、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ブチル系ゴム、アクリルゴムまたはエチレン−プロピレンゴム(EPM)からなることを特徴とするものである。 The means adopted by the bent hose forming mandrel according to claim 4 of the present invention is the bent hose forming mandrel according to any one of claims 1 to 3, wherein the rubber layer is made of ethylene-propylene. -It is characterized by comprising diene copolymer rubber (EPDM), fluorine rubber, silicone rubber, butyl rubber, acrylic rubber or ethylene-propylene rubber (EPM).
本発明の請求項5に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法が採用した手段は、樹脂チューブの外側に複数のゴム層とこの複数のゴム層間に介在する補強層とを被覆された樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造において、未加硫の前記樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断した後、前記樹脂チューブの内側に、前記請求項1乃至4のうちの何れか一つの項に記載の曲がりホース成型用マンドレルを挿入し、更に、この曲がりホース成型用マンドレルに金型マンドレルを挿入して、その後加硫することにより曲がりホースを製造することを特徴とするものである。
The resin-rubber composite bent hose manufacturing method according to
本発明の請求項6に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法が採用した手段は、請求項5に記載の樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法において、未加硫の前記樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断する前に、予備加硫することを特徴とするものである。
The method adopted by the method for producing a resin-rubber composite bent hose according to
本発明の請求項7に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法が採用した手段は、樹脂チューブの外側に複数のゴム層とこの複数のゴム層間に介在する補強層とを被覆された樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造において、未加硫の前記樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断した後、前記樹脂チューブの内側に前記請求項1乃至4のうちの何れか一つの項に記載の曲がりホース成型用マンドレルを挿入して、ストレートの状態で予備加硫することによって補強層の熱収縮を行い、次いで、前記曲がりホース成型用マンドレルに金型マンドレルを挿入して、本加硫することにより曲がりホースを製造することを特徴とするものである。 The resin-rubber composite bent hose manufacturing method according to claim 7 of the present invention employs a resin coated with a plurality of rubber layers and a reinforcing layer interposed between the plurality of rubber layers on the outside of the resin tube. In the production of a rubber composite bent hose, the unvulcanized resin-rubber composite hose is cut into a predetermined length, and then bent inside the resin tube according to any one of claims 1 to 4. By inserting a hose molding mandrel and pre-vulcanizing in a straight state to heat shrink the reinforcing layer, then inserting a mold mandrel into the bent hose molding mandrel and vulcanizing this A bent hose is manufactured.
本発明の請求項1に係る曲がりホース成型用マンドレルによれば、樹脂チューブの外側に複数のゴム層とこの複数のゴム層間に介在する補強層とを被覆された樹脂−ゴム複合曲がりホースの成型に用いられる曲がりホース成型用マンドレルであって、可撓性チューブとこの可撓性チューブの外周に被覆されたゴム層とから構成されたものであるから、複雑な三次元形状を有する曲がりホースにも対応可能な安価な成形用マンドレルを提供できる。 According to the bending hose molding mandrel according to claim 1 of the present invention, molding of a resin-rubber composite bending hose in which a plurality of rubber layers and a reinforcing layer interposed between the plurality of rubber layers are coated on the outside of the resin tube. Bending hose molding mandrel used in the construction of a flexible tube and a rubber layer coated on the outer periphery of the flexible tube. Can provide an inexpensive molding mandrel.
また、本発明の請求項2に係る曲がりホース成型用マンドレルによれば、前記可撓性チューブが、金属製ばね、耐熱性樹脂製ばねまたはインターロックチューブであるので、複雑な三次元形状を有する樹脂−ゴム複合曲がりホースを、市販品を活用して低コストで高精度に製造可能な曲がりホース成型用マンドレルを提供できる。
Further, according to the bent hose molding mandrel according to
更に、本発明の請求項3に係る曲がりホース成型用マンドレルによれば、前記耐熱性樹脂製ばねが、スーパーエンジニアリング樹脂、強化材を複合したスーパーエンジニアリング樹脂または強化材を複合した汎用エンジニアリング樹脂からなるので、任意な形状の可撓性チューブが形成可能となり、前記曲がりホース成型用マンドレルの適用範囲が拡大される。
Furthermore, according to the bent hose molding mandrel according to
また更に、本発明の請求項4に係る曲がりホース成型用マンドレルによれば、前記ゴム層が、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム(EPDM)、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ブチル系ゴム、アクリルゴムまたはエチレン−プロピレンゴム(EPM)からなるので、内面に傷のない高品質の樹脂−ゴム複合曲がりホースを低コストで高精度に製造可能な曲がりホース成型用マンドレルを提供できる。 Furthermore, according to the bent hose molding mandrel according to claim 4 of the present invention, the rubber layer comprises ethylene-propylene-diene copolymer rubber (EPDM), fluorine rubber, silicone rubber, butyl rubber, acrylic rubber, or Since it is made of ethylene-propylene rubber (EPM), it is possible to provide a mandrel for forming a bent hose capable of manufacturing a high-quality resin-rubber composite bent hose having no scratches on the inner surface with high accuracy.
一方、本発明の請求項5に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法によれば、未加硫の前記樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断した後、前記曲がりホース成型用マンドレルを挿入し、更に、この曲がりホース成型用マンドレルに金型マンドレルを挿入して、その後加硫することにより曲がりホースを製造するので、短い工程で複雑な三次元形状を有する樹脂−ゴム複合曲がりホースを安価に製造可能となった。
On the other hand, according to the method for manufacturing a resin-rubber composite bent hose according to
また、本発明の請求項6に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法によれば、未加硫の前記樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断する前に予備加硫するので、前記ゴム層にゴム弾性がある程度付与され、樹脂チューブの内面に前記曲がりホース成型用マンドレルを挿入する際の損傷防止に寄与する。
According to the method for producing a resin-rubber composite bent hose according to
更に、本発明の請求項7に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法によれば、未加硫の前記樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断した後、前記曲がりホース成型用マンドレルを挿入して、ストレートの状態で予備加硫することによって補強層の熱収縮を行い、次いで、前記曲がりホース成型用マンドレルに金型マンドレルを挿入して、本加硫することにより曲がりホースを製造するので、前記樹脂チューブと曲がりホース成型用マンドレル間の隙間がなくなり、樹脂チューブ内面にしわやこぶ等の欠陥を生ずることなく高品質の樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造が可能となる。 Furthermore, according to the manufacturing method of the resin-rubber composite bent hose according to claim 7 of the present invention, the unvulcanized resin-rubber composite hose is cut to a predetermined length, and then the bent hose molding mandrel is inserted. Then, the heat-shrinkage of the reinforcing layer is performed by pre-vulcanization in a straight state, and then a bent hose is manufactured by inserting a mold mandrel into the bent hose molding mandrel and performing main vulcanization. A gap between the resin tube and the bent hose molding mandrel is eliminated, and a high-quality resin-rubber composite bent hose can be manufactured without causing defects such as wrinkles and bumps on the inner surface of the resin tube.
先ず、本発明の曲がりホース成型用マンドレルに係る実施の形態について添付図1及び2を参照しながら説明する。図1は本発明の実施の形態に係る曲がりホース成型用マンドレルの縦割断面図、図2は本発明の実施の形態に係る曲がりホース成型用マンドレルの横断面図である。 First, an embodiment according to the bent hose molding mandrel of the present invention will be described with reference to the attached FIGS. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a bent hose molding mandrel according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a transverse sectional view of a bent hose molding mandrel according to an embodiment of the present invention.
本発明に係る曲がりホース成型用マンドレルは、後述するような樹脂チューブの外側に複数のゴム層とこの複数のゴム層間に介在する補強層とを被覆された樹脂−ゴム複合曲がりホースの成型に用いられる曲がりホース成型用マンドレルである。そして、この曲がりホース成型用マンドレル1は、可撓性チューブ2とこの可撓性チューブ2の外周に被覆されたゴム層3とから構成されたものである。
The bending hose molding mandrel according to the present invention is used for molding a resin-rubber compound bending hose in which a plurality of rubber layers and a reinforcing layer interposed between the plurality of rubber layers are coated on the outside of a resin tube as described later. It is a bent mandrel for forming hose. The bent hose molding mandrel 1 is composed of a
前記可撓性チューブ2は、加硫時の耐熱性を有するとともに、所望とする三次元形状を有する金型マンドレルの形状に沿って、未加硫の樹脂−ゴム複合ホースに自在な形状を賦与させる必要性があるため、金属製ばね、耐熱性樹脂製ばねあるいはインターロックチューブ等の中空部2aを有する可撓性部材からなる。そして、前記可撓性チューブ2の外周には、ゴム層3が被覆されて構成される。前記可撓性チューブ2に、ゴム層3を被覆することにより、前記樹脂チューブ内面に可撓性チューブ2の外形形状が賦与されたり、傷が付くのを防止できるからである。
The
前記可撓性チューブ2を構成する金属製ばねは、ばね鋼を用いた市販品を用いることが出来る。また、前記インターロックチューブも、各種サイズのものが市販品(例えば、株式会社ハギテック製等)として利用可能である。更に、前記可撓性チューブ2を構成する耐熱性樹脂製ばねは、スーパーエンジニアリング樹脂、強化材を複合したスーパーエンジニアリング樹脂または強化材を複合した汎用エンジニアリング樹脂からなるのが好ましい。前記スーパーエンジニアリング樹脂は、一般的に、汎用エンジニアリング樹脂よりも耐熱性が更に高く、150℃以上の高温でも長期間使用できる熱可塑性樹脂の総称である。
As the metal spring constituting the
この様なスーパーエンジニアリング樹脂としては、ポリフェニレンスルファイド(PPS)、ポイリミド(PI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリアリレート(PAR)、ポリスルフォン(PSF)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、液晶ポリマー(LCP)及びポリテトラフルオロエチレン(PTFE)が挙げられる。また、強化材を複合したスーパーエンジニアリング樹脂とは、ガラス繊維や炭素繊維等のフィラーを混入してこのような樹脂を補強したもの(FRP)を言う。 Such super engineering resins include polyphenylene sulfide (PPS), polyimide (PI), polyetherimide (PEI), polyarylate (PAR), polysulfone (PSF), polyethersulfone (PES), polyetherether. Examples include ketone (PEEK), liquid crystal polymer (LCP), and polytetrafluoroethylene (PTFE). The super engineering resin combined with a reinforcing material refers to a resin (FRP) in which a filler such as glass fiber or carbon fiber is mixed to reinforce such a resin.
更に、汎用エンジニアリング樹脂とは、耐熱性が100℃以上で、強度が49MPa以上、曲げ弾性率が2.4GPa以上の特性を有する熱可塑性樹脂の総称である。汎用エンジニアリング樹脂としては、ポリアミド(PA)、ポリアセタール(POM)、ポリカーボネイト(PC)、変性ポニフェニレンエーテル(m−PPE)、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(UHPE)があり、強化材を複合したスーパーエンジニアリング樹脂とは、上記と同様、ガラス繊維や炭素繊維等のフィラーを混入してこのような樹脂を補強したもの(FRP)を言う。 Furthermore, the general-purpose engineering resin is a general term for thermoplastic resins having heat resistance of 100 ° C. or higher, strength of 49 MPa or higher, and flexural modulus of 2.4 GPa or higher. General-purpose engineering resins include polyamide (PA), polyacetal (POM), polycarbonate (PC), modified ponyphenylene ether (m-PPE), polybutylene terephthalate (PBT), ultrahigh molecular weight polyethylene (UHPE), and reinforcing material In the same manner as described above, the super engineering resin composited with is a resin reinforced with such a resin (FRP) mixed with fillers such as glass fiber and carbon fiber.
以上説明したような可撓性チューブ2を構成する金属製ばね、耐熱性樹脂製ばねまたはインターロックチューブからなる前記可撓性チューブ2は、製造しようとする樹脂−ゴム複合曲がりホースの曲がり形状や寸法に応じて、適宜適切な素材と寸法のものを選択すれば良い。
The
前記ゴム層3としては、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム(EPDM)、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ブチル系ゴム、アクリルゴムまたはエチレン−プロピレンゴム(EPM)等を用いるのが、屈曲した三次元形状に対応する柔軟性を有し、かつ加硫時の耐熱性を有する点から好ましい。この様なゴム層3の厚みは特に限定されるものではなく、製造しようとする樹脂−ゴム複合曲がりホースの内径及び金型マンドレルの外径に応じ、適宜適切な厚み寸法を選択すれば良い。
As the
次に、本発明の樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法に係る実施の形態1について、以下添付図3及び図4を参照しながら説明する。図3は本発明の実施の形態1に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法を説明するための工程図、図4は本発明の実施の形態1に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法ににおける、未加硫の樹脂−ゴム複合ホースの一部切欠斜視図を示す。 Next, Embodiment 1 according to the method for producing a resin-rubber composite bent hose of the present invention will be described below with reference to the attached FIGS. FIG. 3 is a process diagram for explaining a method for manufacturing a resin-rubber composite bent hose according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 4 is a method for manufacturing a resin-rubber composite bent hose according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 shows a partially cutaway perspective view of an unvulcanized resin-rubber composite hose.
前図3において、本発明の実施の形態1に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法は、先ず、未加硫の樹脂−ゴム複合ホース11が通常50〜100m程度の長尺を有するので、これを製品長さに合わせて0.5〜2m程度の所定長に寸法切断12する。
In FIG. 3, the method for manufacturing the resin-rubber composite bent hose according to Embodiment 1 of the present invention is first because the unvulcanized resin-
ここで、前記未加硫の樹脂−ゴム複合ホース11は、図4に例示したように、樹脂チューブ5aの外側に内面ゴム層5bを設けた内管5と、この内管5の外側に設けられた繊維補強層6と、この繊維補強層6の外側に被覆された外面ゴム層7とからなる。前記ゴム層は、内面ゴム層5bと外面ゴム層7に限定されることなく、その中間に中間ゴム層を有する場合もあり、また、前記繊維補強層6が複数層ある場合もある。
Here, as illustrated in FIG. 4, the unvulcanized resin-
そして、この切断された未加硫の樹脂−ゴム複合ホース11の樹脂チューブ5aの内側に、前図1を用いて説明した本発明に係る曲がりホース成型用マンドレル1を挿入13し、更に、この曲がりホース成型用マンドレル1の中空部2aに金型マンドレルを挿入14する。その後、所定の温度で所定時間加熱して加硫15する。そして、冷却が完了後、先ず金型マンドレルを抜き取り16a、その後曲がりホース成型用マンドレル1を抜き取り16b、樹脂−ゴム複合曲がりホース17の製造を完了する。
Then, the bent mandrel 1 for forming the bent hose according to the present invention described with reference to FIG. 1 is inserted 13 inside the cut unvulcanized resin-
ここで、図4に例示した前記未加硫の樹脂−ゴム複合ホース11について、更に詳しく述べる。前記樹脂チューブ5aとしては、通常ポリアミド樹脂が多用されている。このようなポリアミド樹脂は、PA6,PA66,PA6とPA66の共重合体,PA11,PA12,PA11とPA12の共重合物、変性物、ブレンド物およびPAにオレフィンをブレンドしたもの等が適している。
Here, the unvulcanized resin-
また、前記内面ゴム層5bのゴム材質としてはブチルゴム(IIR)が好ましい。このブチルゴムは、イソブチレンとイソプレンの共重合体であって、耐熱、耐寒、耐候性、耐薬品性および耐屈曲亀裂性に優れる上、ガス透過性が低いという特性を有するゴムであるからである。前記ブチルゴムは、塩素化ブチルゴムや臭素化ブチルゴム等のハロゲン化ブチルゴムでも良い。
The rubber material of the
また、前記外面ゴム層7や中間ゴム層のゴム材質としては、ブチルゴムやEPDMが好ましい。このブチルゴムは、上述したように極めてガス透過性が小さく、反発弾性が低いという性質を持ち、耐熱性、耐候性に優れているからであり、EPDMは、同様に耐熱性、耐候性、耐オゾン性に優れるためである。このようなゴム層の加硫に要する加熱温度と加熱時間は、使用されるゴム原料の架橋特性によって多少の違いはあるが、上述したようなゴム材質の場合は、160℃前後の温度で40分程度の加熱時間が必要である。 The rubber material of the outer rubber layer 7 and the intermediate rubber layer is preferably butyl rubber or EPDM. This butyl rubber has the properties of extremely low gas permeability and low rebound resilience as described above, and is excellent in heat resistance and weather resistance. EPDM is similarly heat resistant, weather resistant, ozone resistant. It is because it is excellent in property. The heating temperature and heating time required for vulcanization of such a rubber layer are slightly different depending on the crosslinking characteristics of the rubber raw material used. In the case of the rubber material as described above, the heating temperature and the heating time are 40 at a temperature of around 160 ° C. Heating time of about a minute is required.
次に、繊維補強層6について説明すると、複数本の補強糸を引き揃えて内面ゴム層5bの外周面に、交差させて編み込みしつつ巻き付け構成されてなる。前記補強糸は、複数本のポリエステル糸を加撚して構成されたものが強度上好ましい。
Next, the
ここで、前記曲がりホース成型用マンドレル1の外径と未加硫の樹脂−ゴム複合曲がりホース11の内径との隙間としては、直径で0.2〜0.5mm程度取るのが肝要である。前記隙間が0.2mm未満であると、この曲がりホース成型用マンドレル1の未加硫の樹脂−ゴム複合曲がりホース11への挿入が難しく、前記隙間が0.5mmを越えると、前記未加硫の樹脂−ゴム複合曲がりホース11の加硫に伴う収縮によっても、所望とする内径寸法に達しない恐れがあるからである。
Here, it is important that the clearance between the outer diameter of the bent hose molding mandrel 1 and the inner diameter of the unvulcanized resin-rubber composite
一方、前記金型マンドレルは、所望とする三次元形状を予め賦与され、表面にクロムメッキを施された鉄鋼棒材やステンレス鋼棒材からなるものが好ましく用いられる。 On the other hand, the mold mandrel is preferably made of a steel bar or a stainless steel bar, which has been given a desired three-dimensional shape in advance and has a chrome plated surface.
次に、本発明の樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法に係る実施の形態2について、以下添付図5を参照しながら説明する。図5は本発明の実施の形態2に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法を説明するための工程図である。尚、本発明の実施の形態2が上記実施の形態1と相違するところは、加硫方法に相違があり、その他は同構成であるから、上記実施の形態1と同一のものに同一符号を付して、その相違する点について以下説明する。
Next,
即ち、本発明の実施の形態2に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法は、図5に示す如く、未加硫の樹脂−ゴム複合ホース11を寸法裁断12する前に、予備加硫15aするのである。この予備加硫15aは、160℃前後の温度で5分加熱する程度で良い。このような予備加硫15aを行うことによって、前記ゴム層5b及び7にある程度の弾性を付与し、曲がりホース成型用マンドレル挿入13による損傷防止に寄与できるからである。
That is, in the method of manufacturing the resin-rubber composite bent hose according to the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. To do. The
次に、本発明の樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法に係る実施の形態3について、以下添付図6を参照しながら説明する。図6は本発明の実施の形態3に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法を説明するための工程図である。尚、本発明の実施の形態3が上記実施の形態1と相違するところは、加硫方法に相違があり、その他は同構成であるから、上記実施の形態1と同一のものに同一符号を付して、その相違する点について以下説明する。
Next, a third embodiment of the method for producing a resin-rubber composite bent hose of the present invention will be described below with reference to the attached FIG. FIG. 6 is a process diagram for explaining a method for manufacturing a resin-rubber composite bent hose according to
即ち、本発明の実施の形態3に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法は、図6に示す如く、未加硫の樹脂−ゴム複合ホースに金型マンドレルを挿入14する前に、予備加硫15aするのである。この予備加硫15aは、160℃前後の温度で5分加熱する程度で良い。このような予備加硫を行うことによって、前記ゴム層にある程度の弾性を付与し、金型マンドレル挿入14による損傷防止に寄与できるからである。
That is, the method for manufacturing a resin-rubber composite bent hose according to
以上、本発明の曲がりホース成型用マンドレル及びこれを用いた樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法によれば、可撓性チューブとこの可撓性チューブの外周に被覆されたゴム層とから構成された曲がりホース成型用マンドレルであり、この曲がりホース成型用マンドレルを用いて樹脂−ゴム複合曲がりホースを製造する方法であるから、複雑な三次元形状を有する曲がりホースにも柔軟に対応可能な安価な成形用マンドレルと、これを用いた安価で簡便な樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法を提供できる。 As mentioned above, according to the manufacturing method of the bending hose molding mandrel of the present invention and the resin-rubber composite bending hose using the same, the flexible tube and the rubber layer coated on the outer periphery of the flexible tube are configured. It is a mandrel for bending bent hose, and it is a method of manufacturing a resin-rubber compound bent hose using this bent hose forming mandrel, so it can be flexibly adapted to bent hoses with complicated three-dimensional shapes. A molding mandrel and an inexpensive and simple resin-rubber composite bent hose using the same can be provided.
<実施例−1>
図4に示した断面構成を有し、内径12.0mm、厚さ0.15mmのPA6チューブの外側に、ブチルゴム層、繊維補強層、EPDMからなる外面ゴム層を順次形成した外径19.0mmの未加硫の樹脂−ゴム複合ホースを、図3の工程に従って、先ず1.5mに寸法切断12した。次に、可撓性チューブとして金属製ばねを用いた外径11.9mm、内径9.4mmの曲がりホース成型用マンドレルを、切断された前記複合ゴムホースのPA6チューブの内側に挿入13する。
<Example-1>
4 has an outer diameter of 19.0 mm in which a butyl rubber layer, a fiber reinforcing layer, and an outer rubber layer made of EPDM are sequentially formed on the outside of a PA6 tube having an inner diameter of 12.0 mm and a thickness of 0.15 mm. The unvulcanized resin-rubber composite hose was first dimensionally cut 12 to 1.5 m according to the process of FIG. Next, a bending hose molding mandrel using a metal spring as a flexible tube and having an outer diameter of 11.9 mm and an inner diameter of 9.4 mm is inserted 13 inside the PA6 tube of the cut composite rubber hose.
次いで、外径8.0mmの金型マンドレルを前記曲がりホース成型用マンドレルの中空部に挿入14し、そのままの状態で加硫缶に装填し、温度160℃で40分間保持して加硫15した。冷却後これを取り出して前記金型マンドレルを抜き取り16a、次いで曲がりホース成型用マンドレルを抜き取った16bところ、PA6内面に傷もなく、成型用マンドレルの形状通りの形が賦与された曲がりホース製品が得られた。この曲がりホース17を軸方向に沿って分割し内面を目視観察したところ、何らマンドレルによる損傷は認められなかった。
Next, a mold mandrel having an outer diameter of 8.0 mm is inserted 14 into the hollow portion of the bent hose molding mandrel, and is loaded in a vulcanizing can as it is, and vulcanized by holding at a temperature of 160 ° C. for 40 minutes. . After cooling, this is taken out and the mold mandrel is extracted 16a, and then the bent hose molding mandrel is extracted 16b. As a result, a bent hose product is obtained in which the inner surface of the
<実施例−2>
図4に示した断面構成を有し、内径12.2mm、厚さ0.15mmのPA6チューブの外側に、ブチルゴム層、繊維補強層、EPDMからなる外面ゴム層を順次形成した外径19.0mmの未加硫の樹脂−ゴム複合ホースを、図6に示した工程に従って先ず寸法切断12し、長さ1.5mの未加硫樹脂−ゴム複合ホースを10本準備した。
<Example-2>
4 has an outer diameter of 19.0 mm in which a butyl rubber layer, a fiber reinforcing layer, and an outer rubber layer made of EPDM are sequentially formed on the outside of a PA6 tube having an inner diameter of 12.2 mm and a thickness of 0.15 mm. The unvulcanized resin-rubber composite hose was first dimensionally cut 12 in accordance with the process shown in FIG. 6 to prepare 10 unvulcanized resin-rubber composite hoses having a length of 1.5 m.
次に、可撓性チューブとして金属製ばねを用いた外径11.9mm、内径9.4mmの曲がりホース成型用マンドレルを、切断された前記複合ゴムホースのPA6チューブの内側に挿入13した。そして、前記複合ゴムホースをストレートな状態に保持したままで加熱炉に装填し、温度160℃で5分間保持して予備加硫15aした。次いで、外径8.0mmの金型マンドレルを前記曲がりホース成型用マンドレルの中空部に挿入14し、そのままの状態で加硫缶に装填し、温度160℃で35分間保持して加硫15した。
Next, a bending hose molding mandrel having an outer diameter of 11.9 mm and an inner diameter of 9.4 mm using a metal spring as a flexible tube was inserted 13 inside the PA6 tube of the cut composite rubber hose. Then, the composite rubber hose was loaded into a heating furnace while being kept in a straight state, and kept at a temperature of 160 ° C. for 5 minutes for
冷却後これを取り出して、前記金型マンドレルを抜き取り16a、次いで曲がりホース成型用マンドレルを抜き取った16bところ、この成型用マンドレルの形状通りの三次元形が賦形された10本の曲がりホース製品17が得られた。この曲がりホース17を軸方向に沿って全数分割し、PA6内面を目視観察したところ、10本全てしわやこぶ、傷等の欠陥は認められなかった。
After cooling, this is taken out, the mold mandrel is extracted 16a, and then the bent hose molding mandrel is extracted 16b. As a result, ten
<実施例−3>
前記実施例−1と同様の未加硫の樹脂−ゴム複合ホース10本を用い、前記可撓性チューブとしてインターロックチューブを用いた曲がりホース成型用マンドレルを使用したこと以外は、前記実施例−3と全く同一の処理を行った。得られた曲がりホースを軸方向に沿って分割し内面を目視観察したところ、10本全てしわやこぶ、傷等の何ら損傷は認められなかった。
<Example-3>
Example 10 except that the same unvulcanized resin-rubber composite hose as in Example 1 was used, and a bent hose molding mandrel using an interlock tube as the flexible tube was used. Exactly the same treatment as 3 was performed. When the obtained bent hose was divided along the axial direction and the inner surface was visually observed, no damage such as wrinkles, humps, or scratches was observed in all ten.
<比較例−1>
前記実施例−1と同様の未加硫の樹脂−ゴム複合ホース11を用いて、前記曲がりホース成型用マンドレルを用いることなく、PA6チューブの内側に直接外径11.9mmの金型マンドレルを挿入したこと以外は、実施例−1と全く同一の処理を行った。得られた曲がりホースを軸方向に沿って分割し内面を目視観察したところ、PA6チューブ内面の曲がり部分にしわが発生していた。
<Comparative Example-1>
Using an unvulcanized resin-
<比較例−2>
前記実施例−3と同様の未加硫の樹脂−ゴム複合ホース10本を用い、前記曲がりホース成型用マンドレルを用いることなく、PA6チューブの内側に直接外径11.9mmの金型マンドレルを挿入したこと以外は、実施例−3と全く同一の処理を行った。得られた曲がりホース全数を軸方向に沿って分割し内面を目視観察したところ、10本のうち2本にPA6チューブ内面の曲がり部分にしわが発生していた。
<Comparative Example-2>
Using 10 unvulcanized resin-rubber composite hoses similar to Example-3, a mold mandrel having an outer diameter of 11.9 mm was directly inserted inside the PA6 tube without using the bent hose molding mandrel. Except for this, the same process as in Example-3 was performed. When the total number of the obtained bent hoses was divided along the axial direction and the inner surface was visually observed, two of the ten bent hoses were wrinkled at the bent portion of the inner surface of the PA6 tube.
以上、本発明に係る曲がりホース成型用マンドレルは、樹脂チューブの外側に複数のゴム層とこの複数のゴム層間に介在する補強層とを被覆された樹脂−ゴム複合曲がりホースの成型に用いられる曲がりホース成型用マンドレルであって、内側に中空部を有する可撓性チューブと、この可撓性チューブの外周に被覆されたゴム層とから構成されたものであるから、前記可撓性チューブに所望とする三次元形状を有する金型マンドレルを挿入することによって、複雑な形状を有する曲がりホースにも自在に対応可能な安価な成形用マンドレルを提供できる。 As described above, the bending hose molding mandrel according to the present invention is a bending used for molding a resin-rubber composite bending hose in which a plurality of rubber layers and a reinforcing layer interposed between the plurality of rubber layers are coated on the outside of the resin tube. A hose molding mandrel comprising a flexible tube having a hollow portion inside and a rubber layer coated on the outer periphery of the flexible tube. By inserting a mold mandrel having a three-dimensional shape, it is possible to provide an inexpensive molding mandrel that can be freely adapted to a bent hose having a complicated shape.
また、本発明に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法は、未加硫の前記樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断した後、前記曲がりホース成型用マンドレルを挿入し、更に、この曲がりホース成型用マンドレルに金型マンドレルを挿入して、その後加硫することにより曲がりホースを製造するので、短い工程で複雑な三次元形状を有する樹脂−ゴム複合曲がりホースを安価に製造可能となった。 In the method for producing a resin-rubber composite bent hose according to the present invention, the unvulcanized resin-rubber composite hose is cut into a predetermined length, and then the bent hose molding mandrel is inserted. Since a bending hose is manufactured by inserting a mold mandrel into a molding mandrel and then vulcanizing it, a resin-rubber composite bending hose having a complicated three-dimensional shape can be manufactured at a low cost.
本発明に係るこのような曲がりホース成型用マンドレル及び樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法は、樹脂チューブの外側に複数のゴム層とこの複数のゴム層間に介在する補強層とを被覆された樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法に用いられるのが好ましいが、このようなホース構成に限定されることなく、例えば、前記樹脂チューブの内側に損傷防止のため薄いゴム層を設けた樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法にも適用できることは言うまでもない。 According to the present invention, the bending hose molding mandrel and the resin-rubber composite bending hose are manufactured by a method in which a resin tube is coated with a plurality of rubber layers and a reinforcing layer interposed between the plurality of rubber layers. -Although preferably used in a method for manufacturing a rubber composite bent hose, the present invention is not limited to such a hose configuration. For example, a resin-rubber composite in which a thin rubber layer is provided inside the resin tube to prevent damage. Needless to say, the method can be applied to a method of manufacturing a bent hose.
1:曲がりホース成型用マンドレル,
2:可撓性チューブ, 2a:中空部,
3:ゴム層,
5:内管, 5a:樹脂チューブ, 5b:内面ゴム層,
6:補強層(繊維補強層), 7:外面ゴム層
11:未加硫の樹脂−ゴム複合ホース, 12:寸法切断,
13:曲がりホース成型用マンドレル挿入, 14:金型マンドレル挿入,
15:加硫, 15a:予備加硫,
16a:金型マンドレル抜取, 16b:曲がりホース成型用マンドレル抜取,
17:樹脂−ゴム複合曲がりホース
1: Mandrel for molding bent hose,
2: Flexible tube, 2a: Hollow part,
3: Rubber layer,
5: Inner tube, 5a: Resin tube, 5b: Internal rubber layer,
6: reinforcement layer (fiber reinforcement layer), 7: outer rubber layer 11: unvulcanized resin-rubber composite hose, 12: dimension cut,
13: Insert a mandrel for bending hose molding, 14: Insert a mold mandrel,
15: vulcanization, 15a: preliminary vulcanization,
16a: Die mandrel sampling, 16b: Bending hose molding mandrel sampling,
17: Resin-rubber composite bent hose
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