JP2009052699A - 液圧ブレーキホース - Google Patents

Abstract

【課題】ホースを細径化するために内面ゴム層を薄肉化しても、ブレーキ液の透過による補強糸層の劣化が防止されることにより、従来品より高耐久性を有し、かつレイアウト性に優れた液圧ブレーキホースを提供する。
【解決手段】本発明に係る液圧ブレーキホースＡは、内面から外面に向かって順次、内面ゴム層１と、第１補強糸層２と、中間ゴム層３と、第２補強糸層４と、外面ゴム層５とを備え、内面ゴム層１を、ブレーキ液透過性が２質量％以下の、プロピレンを３５〜５０質量％含有するＥＰＤＭで形成する。ここに、ブレーキ液透過性とは、ゴム材料で形成された内径３．０ｍｍ、肉厚０．７ｍｍ、自由長さ３０５ｍｍ（１フィート）のゴムチューブにブレーキ液（ＪＩＳ Ｋ ２２３３）を充填して封入し、７０℃において７２ｈ保持したときのブレーキ液の減量割合で表示した値である。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車や二輪車等のサスペンションに用いられる液圧ブレーキホースに関し、特にレイアウト性に優れた細径の液圧ブレーキホースに関する。

自動車や二輪車等に使用される液圧ブレーキホースは、例えば図１に示すように、内面ゴム層１の外周に第１補強糸層２を施し、その外周に中間ゴム層３、ついで第２補強糸層４および外面ゴム層５が施されている。各層の材質は、内面ゴム層１にエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）が、中間ゴム層３にレギュラーブチルゴム（ＩＩＲ）が、外面ゴム層５にクロロプレンゴム（ＣＲ）を主体としたブレンドゴムあるいはＥＰＤＭの単独またはブレンドゴムが使用されている。そして補強糸層２、４には通常、伸びの小さいポリビニルアルコール（ＰＶＡ）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の糸が使用されている（例えば、特許文献１参照）。

このような構造、材質の選定および組合せは、液圧ブレーキホースに要求される耐屈曲疲労性や耐繰返し加圧性、さらにブレーキ液に対する耐ブレーキ液性、雨水や大気中の水分に対する耐水分透過性などを考慮して決められている。

ところで、近年自動車や二輪車等に用いられるサスペンションは複雑化しているため、液圧ブレーキホース（以下、単に「ブレーキホース」または「ホース」ともいう。）を相手部品に干渉しないようにレイアウトすることがますます困難になっている。このため、ブレーキホースを従来品より細径化することができれば、ホースの曲げ半径が小さくなることでレイアウト性が増すとともに、ホースの屈曲疲労特性も向上すること、補強糸層の外径も縮小して加圧時のホースの膨張が抑制され圧力応答性が上昇することでブレーキフィーリングが向上すること、さらには部品の軽量化により燃費向上にもつながること等から、ホース細径化のニーズが高い。

ところが、ホースを細径化するために、単純にホース肉厚を薄くすると、内面ゴム層１を透過するブレーキ液の量が多くなり、ブレーキ液中に含まれるホウ酸エステル、アミン等により補強糸層２の化学劣化が促進されることとなり、耐久性が低下する問題が発生する。

なお、ホースを細径化するために、ホースの全肉厚をそのままにしてホース内径を小さくすると、却ってホースの可撓性が低下して曲がりにくくなるとともに、屈曲疲労特性も却って悪化するので、上記レイアウト性および屈曲疲労特性の向上という本来の目的を達成できない。

また、上記図１と同様に内管ゴム層（内面ゴム層）の外周に繊維補強層（補強糸層）を二重に施したホースにおいて、各繊維補強層（補強糸層）それぞれの繊維量と、両繊維補強層（補強糸層）間の接着力を規定することにより細径化が可能とする車両用ブレーキホースが提案されている（特許文献２参照）。同文献には、内管ゴム層（内面ゴム層）にＥＰＤＭを使用し、内径が３．３ｍｍとなるブレーキホースが記載され（同文献の[００１７]、[００２１]等参照）、耐圧試験、膨張試験、破裂試験、引張試験による破壊強度等の性能を維持できる旨の記述は存在する（同文献の表１、表２等参照）。しかしながら、ブレーキ液の透過による耐久性の低下およびその対策、ＥＰＤＭ中のプロピレン含有量に関する記述は一切なく、後述するように、内面ゴムのブレーキ液透過性を規定することにより内面ゴムを薄肉化して細径化を図るという本発明の技術的思想を示唆するところはまったくない。

いっぽう、上記図１と同様に内管（内面ゴム層）の外周に補強糸層を二重に施したホースにおいて、少なくとも内管（内面ゴム層）が、ＥＰＤＭをゴム成分の全部又は主成分とするエチレンプロピレンゴム配合物により形成されるホースであって、上記ＥＰＤＭは、プロピレン含有量が４３〜５１重量％であるブレーキホースが開示されている（特許文献３参照）。

しかしながら、上記プロピレン含有量の規定は、弾性率の温度依存性を少なくし、かつ耐圧縮永久歪み性および加工性を良好なものとすることを目的としており（同文献の[００１１]等参照）、上記特許文献２と同様、ブレーキ液透過性を小さくして内面ゴムを薄肉化し細径化するという本発明の技術的思想を示唆するところはまったくない。
特開平６−２４３２６号公報（[０００２]、図１等） 特開２００３−９０４６６号公報（特許請求の範囲、図１等） 特開平９−６７４８５号公報（特許請求の範囲、[０００５]、[００１８]、[００３１]、図１等）

そこで、本発明は、ホースを細径化するために内面ゴム層を薄肉化しても、ブレーキ液の透過による補強糸層の劣化が防止されることにより、従来品より高耐久性を有し、かつレイアウト性に優れた液圧ブレーキホースを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、内面から外面に向かって順次、内面ゴム層と、補強糸層と、外面ゴム層とを少なくとも備えた液圧ブレーキホースであって、前記内面ゴム層を形成するゴム材料のブレーキ液透過性が２質量％以下であることを特徴とする液圧ブレーキホースである。
ここに、ブレーキ液透過性とは、ゴム材料で形成された内径３．０ｍｍ、肉厚０．７ｍｍ、自由長さ３０５ｍｍのゴムチューブにブレーキ液（ＪＩＳ Ｋ ２２３３）を充填して封入し、７０℃において７２ｈ保持したときのブレーキ液の減量割合で表示した値である（以下、同じ）。

請求項２に記載の発明は、内面から外面に向かって順次、内面ゴム層と、第１補強糸層と、中間ゴム層と、第２補強糸層と、外面ゴム層とを備えたブレーキホースであって、前記内面ゴム層を形成するゴム材料のブレーキ液透過性が２質量％以下であることを特徴とする液圧ブレーキホースである。

請求項３に記載の発明は、内面から外面に向かって順次、内面ゴム層と、第１補強糸層と、接着剤層と、第２補強糸層と、外面ゴム層とを備えたブレーキホースであって、前記内面ゴム層を形成するゴム材料のブレーキ液透過性が２質量％以下であることを特徴とする液圧ブレーキホースである。

請求項４に記載の発明は、前記内面ゴム層を形成するゴム材料が、プロピレンを３５〜５０質量％含有するエチレン−プロピレン−ジエンゴム配合物からなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の液圧ブレーキホースである。

請求項５に記載の発明は、前記内面ゴム層の肉厚が０．５〜０．８ｍｍ以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載の液圧ブレーキホースである。

本発明によれば、内面ゴム層のブレーキ液透過性を所定値（２質量％）以下に規定することによって、内面ゴム層の肉厚を薄くしてもブレーキ液の透過量を抑制することができ、補強糸層の劣化を防止できるようになった。この結果、従来品に比べ、ホースの全肉厚も薄くでき、ホースを細径化することが可能となり、可撓性が向上して、より高い曲げ疲労特性が得られるようになった。このように、ホースの細径化と薄肉化とを両立できたことにより、従来品では得られなかった、高耐久性で、かつレイアウト性に優れた液圧ブレーキホースを提供できるようになった。

以下、本発明の一実施形態として、前述の図１の構成からなる液圧ブレーキホースに本発明を適用した例について詳細に説明する。

〔液圧ブレーキホースの構成〕
液圧ブレーキホースＡを構成する各ゴム層１，３，５のゴム材料に関して、以下説明する。

まず、内面ゴム層１を形成するゴム材料には、ブレーキ液透過性が２質量％以下のものを使用する。このようにブレーキ液透過性を所定値（２質量％）以下とすることにより、内面ゴム層１を従来品より薄肉としても、ブレーキ液が内面ゴム層１を透過する量が大幅に抑制され、内面ゴム層１の外周に施された補強糸層２，４を劣化させることが効果的に防止される。ブレーキ液透過性の好ましい範囲は１．０質量％以下、さらに好ましい範囲は０．５質量％以下である。

このようなブレーキ液透過性が２質量％以下となるゴム材料としては、プロピレンを３５〜５０質量％含有するＥＰＤＭを用いることが推奨される。

ＥＰＤＭを用いるのは、大気中の水分がゴム層１，３，５を透過してブレーキ液中に混入して発生するベーパーロック現象を防止する耐水分透過性に優れることに加え、耐ブレーキ液性、耐熱性、高温時におけるシール圧特性にも優れているためである。

また、ＥＰＤＭ中のプロピレン含有量を３５〜５０質量％としたのは、３５質量％未満ではブレーキ液透過性が２質量％を超えて大きくなるためであり（後記図２参照）、いっぽう５０質量％を超えると引張強さ、反撥弾性、耐磨耗性などの強度的物性の低下や加工性に問題が生じやすくなるためである。ＥＰＤＭ中のプロピレン含有量のより好ましい範囲は３８〜５０質量％、特に好ましい範囲は４３〜４７質量％である。

内面ゴム層１の肉厚は、０．８ｍｍ以下とするのが好ましい。このように内面ゴム層１の肉厚を薄くすることにより、ホースＡの全肉厚も薄くすることができ、ホースＡの可撓性が高まり、曲げ耐久性も向上する。ただし、内面ゴム層１の肉厚は薄くしすぎると、ブレーキ液や水分の透過量が増加するとともに耐圧強度も低下するので、０．５ｍｍ以上、さらには０．６ｍｍ以上とするのが望ましい。

中間ゴム層３には、水分透過性の極めて低いレギュラーＩＩＲを使用するのが推奨される。中間ゴム層３のＩＩＲはＩＩＲ単独でも性能上の目的は達成できるが、ＩＩＲはロールでの薄層圧延後のロールからの取出しや、薄層押出被覆時に肉厚にバラツキを生ずることがある。そこで、低水分透過性の効果を損ねることなく加工性を容易にするため、部分架橋ＩＩＲを５〜３０質量％程度混合するのが望ましい。部分架橋ＩＩＲが少ないと加工性の向上がみられず、多すぎると配合物の分散性が低下することがあり、混練り時間を長くする必要が生じる場合があるので好ましくない。

なお、中間ゴム層３の働きは、補強糸と補強糸の間に介在させ、補強糸同士の摩擦疲労を防ぐためであり、０．１〜０．５ｍｍ、さらには０．２〜０．４ｍｍの薄さで充分機能を果たす。中間ゴム層３の肉厚が大きすぎると口金具とカシメにより結合したときにカシメ応力が中間ゴム層３で分散し、シール圧特性が低下する。また、ホース細径化の目的からも中間ゴム層の肉厚を大きくすることは得策ではない。

外面ゴム層５には、耐熱性、耐候性、耐オゾン性に優れたＥＰＤＭあるいはＥＰＤＭとＣＲとのブレンド物を使用するのが推奨される。なお、ＣＲのブレンドは、ＣＲが多すぎると耐オゾン性、耐寒性が低下するので、７０質量％まで、好ましくは６０質量％までとするとよい。

〔液圧ブレーキホースの製造方法〕
本発明に係る液圧ブレーキホースＡは、従来と同様の方法により製造することができる。すなわち、マンドレルに内面ゴム層１として押出しチューブを被覆し、第１補強糸層２を編組する。その外周に中間ゴム層３を被覆したのち、第２補強糸層４を編組すると同時に接着剤処理を施す。その後、外面ゴム層５を被覆し、蒸気加硫することにより製造できる。補強糸層２，４はＰＶＡまたはＰＥＴ系糸などの従来使用されている糸を用いることができる。

〔変形例〕
上記実施の形態では、ブレーキホースの構成として、内面ゴム層と、第１補強糸層と、中間ゴム層と、第２補強糸層と、外面ゴム層とからなるホースを例示したが、中間ゴム層の代わりに接着剤層を設けた、内面ゴム層と、第１補強糸層と、接着剤層と、第２補強糸層と、外面ゴム層とからなるホースに適用してもよい。あるいは、中間ゴム層と第２補強糸層とを省略した、内面ゴム層と、補強糸層と、外面ゴム層とからなるホースに適用してもよい。

ブレーキ液透過性に及ぼすＥＰＤＭ中のプロピレン含有量の影響を調査するため、以下の実験を実施した。すなわち、ＥＰＤＭ中のプロピレン含有量を順次変化させたゴム材料で、内径３．０ｍｍ、肉厚０．７ｍｍ、自由長３０５ｍｍ（１フィート）のゴムチューブ（内面ゴム層に相当）を作成し、これにブレーキ液（ＪＩＳ Ｋ ２２３３）を充填して封入し、１７０℃の恒温槽内に７２ｈ保持し、保持前後の重量変化から、ブレーキ液透過量を測定した。そして、初期のブレーキ液充填量に対するブレーキ液透過量の割合（質量％）をブレーキ液透過性と定義した。

図２にＥＰＤＭ中のプロピレン含有量とブレーキ液透過性との関係を示す。図から明らかなように、ＥＰＤＭ中のプロピレン含有量が増加するにつれてブレーキ液透過性が低下しており、プロピレン含有量３５質量％以上でブレーキ液透過性が２質量％以下、プロピレン含有量４０質量％以上でブレーキ液透過性が１．５質量％以下、プロピレン含有量４５質量％でブレーキ液透過性が１．４質量％以下、プロピレン含有量５０質量％でブレーキ液透過性が１．２質量％以下となることがわかった。

つぎに、本発明の効果を確認するため、前述の図１の構成からなる下記の表２に示す３種類の液圧ブレーキホースを作成した。

比較例１は外径が１０ｍｍを超える従来品に相当するホースであり、比較例２および発明例は外径が１０ｍｍを下回る従来品より細径のホースである。そして、３種類のホースとも、内面ゴム層のゴム材料としてはＥＰＤＭを用いたが、比較例１および比較例２ではプロピレン含有量が２８質量％であるブレーキ液透過性が２．０質量％を超えるものを用い、発明例ではプロピレン含有量が４０質量％であるブレーキ液透過性が２．０質量％を下回るものを用いた。なお、３種類のホースとも、内面ゴム層以外は、まったく同じ材料を用いた（中間ゴム層：ＩＩＲ、外面ゴム層：ＥＰＤＭ、第１補強糸層および第２補強糸層：ＰＶＡ）。

そして、各ホースに対して下記の屈曲疲労試験を実施し、その耐久回数を測定するとともに、試験後の目視観察により第１補強糸層へのブレーキ液の染み込みの有無を調査し、その試験結果を表１に併記した。

（屈曲疲労試験）
長さ３０５ｍｍ（１フィート）のブレーキホースの両端に取付金具を固着し、このホースにブレーキ液（ＪＩＳ Ｋ ２２３３）を封入して試験機に取り付け、１００℃の雰囲気中で、０←→９．８１ＭＰａの繰り返し加圧サイクル０．６８Ｓ^-1（４１ｃｐｍ）にて加圧を繰り返すとともに、ホースの片端を屈曲ストローク１４０ｍｍ、屈曲サイクル１．６７Ｓ^-1（１００ｃｐｍ）にて１００万回屈曲させ、屈曲後の破裂強度を測定し、屈曲前の破裂強度に対する比率である、破裂強度保持率を調査した。

表１に示すように、従来品に相当する比較例１では、内面ゴム層を形成するＥＰＤＭのプロピレン含有量が３５質量％より少なくブレーキ液透過性が２．０質量％を超えるにもかかわらず、屈曲疲労試験後の破裂強度保持率は６４．８％と十分高い耐久性が確保されるとともに、屈曲疲労試験後にも補強糸層へのブレーキ液の染み込みは見られなかった。これは、内面ゴム層の肉厚が１．０ｍｍと比較的厚く、ブレーキ液の透過量が少なかったためと考えられる。

いっぽう、比較例２では、屈曲疲労試験後の破裂強度保持率は５５．２％と比較例１より低くなるとともに、屈曲疲労試験後に補強糸層へのブレーキ液の染み込みが明らかに認められた。これは、内面ゴム層に従来品（比較例１）と同じプロピレン含有量が３５質量％より少ないＥＰＤＭをそのまま用いて厚みを０．７ｍｍに減じたことにより、ブレーキ液の透過量が増加して補強糸層の化学劣化が促進され、ホース細径化による屈曲疲労特性の向上効果が十分に発揮されなかったためと考えられる。

これに対し、発明例では、屈曲疲労試験後の破裂強度保持率は９２．１％と比較例１よりも大幅に高くなるとともに、屈曲疲労試験後にも補強糸層へのブレーキ液の染み込みが見られなかった。これは、内面ゴム層の厚みを０．７ｍｍに薄くしても、内面ゴム層を形成するＥＰＤＭのプロピレン含有量を３５〜５０質量％の範囲に増加させたことによりブレーキ液の透過が効果的に抑制されて補強糸層の化学劣化が防止され、ホース細径化による屈曲疲労特性の向上効果が十分に発揮されたためと考えられる。

本発明の一実施形態に係る液圧ブレーキホースの構成を示す斜視図である。 ＥＰＤＭ中のプロピレン含有量とブレーキ液透過性との関係を示すグラフ図である。

符号の説明

１ 内面ゴム層
２ 第１補強糸層
３ 中間ゴム層
４ 第２補強糸層
５ 外面ゴム層
Ａ 液圧ブレーキホース

Claims (5)

1. 内面から外面に向かって順次、内面ゴム層と、補強糸層と、外面ゴム層とを少なくとも備えた液圧ブレーキホースであって、
   前記内面ゴム層を形成するゴム材料のブレーキ液透過性が２質量％以下であることを特徴とする液圧ブレーキホース。
   ここに、ブレーキ液透過性とは、ゴム材料で形成された内径３．０ｍｍ、肉厚０．７ｍｍ、自由長さ３０５ｍｍのゴムチューブにブレーキ液（ＪＩＳ Ｋ ２２３３）を充填して封入し、７０℃において７２ｈ保持したときのブレーキ液の減量割合で表示した値である（以下、同じ）。
2. 内面から外面に向かって順次、内面ゴム層と、第１補強糸層と、中間ゴム層と、第２補強糸層と、外面ゴム層とを備えた液圧ブレーキホースであって、
   前記内面ゴム層を形成するゴム材料のブレーキ液透過性が２質量％以下であることを特徴とする液圧ブレーキホース。
3. 内面から外面に向かって順次、内面ゴム層と、第１補強糸層と、接着剤層と、第２補強糸層と、外面ゴム層とを備えた液圧ブレーキホースであって、
   前記内面ゴム層を形成するゴム材料のブレーキ液透過性が２質量％以下であることを特徴とする液圧ブレーキホース。
4. 前記内面ゴム層を形成するゴム材料が、プロピレンを３５〜５０質量％含有するエチレン−プロピレン−ジエンゴム配合物からなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の液圧ブレーキホース。
5. 前記内面ゴム層の肉厚が０．５〜０．８ｍｍ以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載の液圧ブレーキホース。

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