JP2009127850A

JP2009127850A - 自動車用ホースおよびその製造装置

Info

Publication number: JP2009127850A
Application number: JP2007307164A
Authority: JP
Inventors: Shoji Noda; 将司野田; Koji Senda; 弘二仙田
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2009-06-11

Abstract

【課題】自動車に用いると、その数量を従来よりも削減することができる自動車用ホースおよびその製造装置を提供する。
【解決手段】チューブ状の中心の第１の流路Ａに加えて、その外周の周壁部内に第２の流路Ｂが形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用ホースおよびその製造装置に関するものである。

自動車には、様々なホースが用いられている。その自動車用ホースとしては、例えば、燃料用ホース（例えば、特許文献１参照），オイル用ホース，冷却水用ホース，ガス用ホース等があげられる。これら各自動車用ホースには、流路である中空部が１つ形成されており、通常、１本の自動車用ホースには、１種類の流体が１方向に流される。
特開２００７−１７５９２９号公報

ところで、自動車の分野では、低燃費化（環境性能向上）のために、軽量化が進められている。しかしながら、自動車には、上記燃料輸送用ホース等のホースが多数用いられており、この点で、自動車の軽量化が困難となっている。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、自動車に用いると、その数量を従来よりも削減することができる自動車用ホースおよびその製造装置の提供をその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、厚肉のチューブ状に形成され、その中空部を流路とし、その外周が周壁部に形成されている自動車用ホースであって、上記周壁部内に上記流路に沿って単数もしくは複数の第２の流路が形成されている自動車用ホースを第１の要旨とする。

また、本発明は、上記自動車用ホースを押出成形により製造する製造装置であって、ニップルと、ニップルの外周に隙間をあけて上記ニップルと同軸的に設けられている略筒状のダイスとを有し、これらニップルとダイスとの間の上記隙間から押出材料を押出成形しチューブ状に形成する押出ヘッドを備え、第２の流路形成用の棒状突起が、上記ニップルとダイスとの間の上記隙間に位置決めされているとともに、その先端部分が、上記ダイスの先端開口付近に位置決めされている自動車用ホースの製造装置を第２の要旨とする。

本発明の自動車用ホースは、チューブ状の中心の流路に加えて、その外周の周壁部内に第２の流路が形成されているため、その第２の流路を従来の他のホースとして機能させることができ、その従来の他のホースの数量を削減することができる。

本発明の自動車用ホースの製造装置は、ホース押出成形装置であり、それに備えられている押出ヘッドのニップルとダイスとの間の隙間（ホースの周壁部を形成する隙間）に、第２の流路形成用の棒状突起が、位置決めされているとともに、その棒状突起の先端部分が、上記ダイスの先端開口付近に位置決めされているため、押出成形した際に、上記棒状突起が押出材料の通過の障害となり、その棒状突起を通過した押出材料の通過跡が空隙となって、周壁部内に第２の流路が形成され、本発明の自動車用ホースを製造することができる。

つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。

図１は、本発明の自動車用ホースの一実施の形態を示している。この実施の形態の自動車用ホースは、チューブ状に形成された内層（内周壁部）１と、その外周面に厚肉のチューブ状に形成された外層（外周壁部）２とからなる２層構造であり、その中心の中空部に、第１の流路Ａが形成され、上記外層２内に、４本の第２の流路Ｂが、等間隔で、かつ、上記第１の流路Ａと平行に形成されている。

このような自動車用ホースは、例えば、燃料用ホースとして使用することができる。すなわち、中心の第１の流路Ａに、燃料タンクからエンジンに供給する燃料を流し、外側の第２の流路Ｂに、エンジンで噴射（使用）されなかった燃料（リターン燃料）を流し（上記第１の流路Ａ内を流れる燃料とは逆方向）、燃料タンクに戻すようにして使用することができる。このようにすると、従来必要であったリターン燃料用のホースを削減することができる。さらに、リターン燃料は、エンジン部分を通った後であることから、燃料タンクからエンジンに供給する燃料よりも、温度が高くなっており、そのため、上記自動車用ホース内では、中心の第１の流路Ａを流れる燃料と外側の第２の流路Ｂを流れるリターン燃料との間で熱交換が行われる。これにより、エンジンに供給する燃料は、暖められ、エンジン内で効率よく気化し、リターン燃料は、冷やされ、安全に燃料タンク内に戻されるとともに、燃料タンク内での燃料の蒸散量を低減することができる。

上記自動車用ホースの製造は、内層１がチューブ状に押出成形された後、その外周面に外層２がチューブ状に押出成形されるという二重押出成形により行われるが、その外層２の押出成形の際に、上記第２の流路Ｂを形成するための棒状突起Ｔ（図２参照）が設けられた、特定の押出ヘッド１０を用いることにより、上記第２の流路Ｂが形成される。

より詳しく説明すると、上記押出ヘッド１０は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、内層１を同軸的に挿通させる略筒状のニップル１１と、このニップル１１の先端部の外周に隙間をあけて設けられている略筒状のダイス１２とを有している。そして、上記棒状突起Ｔは、この実施の形態では、上記ダイス１２と一体的に形成され、上記ニップル１１とダイス１２との間の隙間において、ダイス１２の内周面からダイス１２の先端開口部付近まで延びている。そして、上記棒状突起Ｔの先端部分Ｔａは、外層２の軸と平行に形成されているとともに、その横断面形状は、上記第２の流路Ｂの横断面と同形状に形成されている。また、その先端部分Ｔａまでの後端部分（ダイス１２の内周面と先端部分Ｔａとの間の棒状突起Ｔ部分）Ｔｂは、下記に説明するように、外層２の形成材料（押出材料）が通過する際の抵抗にならないよう、正面視（矢視Ｘ方向）の厚みが細い方が好ましい〔図２（ｂ）参照〕。

上記押出ヘッド１０を用いた自動車用ホースの製造は、図３に示すように、まず、内層１を押出成形し、第１の流路Ａ（図１参照）が形成されたチューブ状に形成する。ついで、その内層１を、上記押出ヘッド１０のニップル１１の後端開口から挿通させ、そのニップル１１の前端開口から繰り出す。つぎに、外層２の形成材料を材料供給口１３から上記押出ヘッド１０内に供給し、上記押出ヘッド１０の先端開口（ダイス１２の先端開口）から押し出す。このとき、上記棒状突起Ｔ部分の後端部分Ｔｂでは、外層２の形成材料は、上記棒状突起Ｔ部分の後端部分Ｔｂに当たると、一旦、上下左右に分かれた後、外層２の形成材料にかかる押出圧力により、その棒状突起Ｔ部分の後端部分Ｔｂの前方で一緒になる。一方、上記棒状突起Ｔ部分の先端部分Ｔａでは、その先端部分Ｔａが上記形成材料の通過の障害となり、その先端部分Ｔａを通過した上記形成材料の通過跡が空隙となって、上記外層２内に、上記第２の流路Ｂが形成される。この第２の流路Ｂの横断面形状は、上記棒状突起Ｔ部分の先端部分Ｔａの横断面形状と同形状になっている。その後、上記ダイス１２の先端開口を通過した外層２は、上記押出ヘッド１０内の押出圧力から開放されるため、上記第２の流路Ｂは、潰れることなく、その形状を維持する。このようにして、上記自動車用ホースが製造される。

上記自動車用ホースの製造において、上記内層１および外層２の形成材料としては、自動車用ホースの用途に応じて適宜なものが選択される。また、内層１の形成材料と外層２の形成材料とは、同じでもよいし、異なっていてもよい。上記形成材料としては、例えば、フッ素ゴム（ＦＫＭ），アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ），アクリロニトリル−ブタジエンゴムとポリ塩化ビニルとのブレンドゴム（ＮＢＲ／ＰＶＣ），クロロプレンゴム（ＣＲ），エピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ），クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ），塩素化ポリエチレンゴム（ＣＰＥ），ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）等があげられ、これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。この形成材料には、必要に応じて、カーボンブラック，老化防止剤，加硫剤，加硫促進剤，加工助剤，白色充填材，可塑剤，軟化剤，受酸剤，着色剤，スコーチ防止剤等を適宜に配合してもよい。

そして、第２の流路Ｂを形成する層（この実施の形態では外層２）の形成材料の未加硫粘度（１２１℃測定、１分保温＋３分後の測定値：ＭＬ₁₊₃）は、その層がダイス１２の先端開口を通過した後でも、第２の流路Ｂの形状を維持し易くする観点から、１０〜８０の範囲内であることが好ましい。上記未加硫粘度が１０を下回ると、形成材料が柔らかいため、第２の流路Ｂが潰れる結果となり、上記未加硫粘度が８０を上回ると、形成材料が硬いため、流動性が低下し、第２の流路Ｂの形状が不均一（滑らかな円状にならない）となり、いずれの場合も、第２の流路Ｂの形状維持が困難になるからである。上記未加硫粘度の調整は、ポリマーの分子量調整やカーボンブラックの種類・添加量の調整等により行うことができる。

また、上記自動車用ホースの中心の第１の流路Ａの内径は、通常、２〜３０ｍｍの範囲内に設定され、内層１の厚みは、０．０５〜１０ｍｍの範囲内に設定され、外層２の厚みは、０．０５〜１０ｍｍの範囲内に設定される。そして、その外層２内に形成される第２の流路Ｂの横断面形状としては、例えば、円，楕円等があげられ、その内径（外層２の厚み方向の内径）は、外層２の厚みの２０〜８０％の範囲内に設定される。

なお、上記実施の形態では、第２の流路Ｂを４本形成したが、１本以上形成されていればよい。また、上記実施の形態では、燃料用ホース（流路Ａ，Ｂに燃料を流すホース）を例にあげたが、各流路Ａ，Ｂにそれぞれ異なる種類の流体を流すようにしてもよい（流路Ａ，Ｂが合計３本以上であれば、３種類以上の流体を流すことができる）。また、上記実施の形態では、２層構造とし、その外層２に第２の流路Ｂを形成したが、それ以外でもよく、例えば、１層構造としてもよいし、３層以上の構造としてもよい。１層構造の場合は、上記自動車用ホースの製造において、内層１に代えてマンドレルを、上記押出ヘッド１０のニップル１１の後端開口から挿通させるようにする。３層以上の構造にする場合は、そのうちのいずれかの層に第２の流路Ｂを形成してもよいし、複数の層に第２の流路Ｂを形成してもよい。この場合、第２の流路Ｂを形成する層を押出成形する際に、上記押出ヘッド１０を用いるようにする。さらに、必要に応じて、任意の層の外周面に補強用糸材を巻回してもよい。

また、上記第１および第２の流路Ａ，Ｂの内周面をコーティングしてもよい。その場合、例えば、下記のＰＯ−ＦＫＭ材料またはＰＯ−ＡＥＭ材料等をＭＥＫ等で溶解した溶液が塗工される。その塗工方法としては、例えば、上記第１および第２の流路Ａ，Ｂが形成されたホースを、上記溶液中に浸漬した後、引き上げる方法（ディッピング法）や、上記第１および第２の流路Ａ，Ｂの内周面に、上記溶液をスプレーガン等でスプレーコートして均一に塗布する方法（スプレー法）等があげられる。上記溶液の濃度は、塗工方法に応じて適宜調整され、通常、濃度３〜３０％程度に設定される。

上記ＰＯ−ＦＫＭ材料としては、例えば、ダイエルＧ９０１（ダイキン工業社製）１００重量部に対して、ＭＴカーボンブラック（米国Engineered Carbons lnc. 社製）２０重量部、トリアリルイソシアヌレート（タイク、日本化成社製）４重量部、有機過酸化物（パーヘキサ２５Ｂ、日本油脂社製）１．５重量部を混合した材料があげられる。上記ＰＯ−ＡＥＭ材料としては、例えば、ＶＡＭＡＣＤＰ（デュポン社製）１００重量部に対して、ＦＥＦカーボンブラック（シーストＳＯ、東海カーボン社製）５５重量部、老化防止剤（ノクラックＣＤ、大内新興化学社製）２重量部、ステアリン酸（ルナックＳ３０、花王社製）２重量部、加工助剤（アーミン１８Ｄ、ライオンアクゾ社製）０．５重量部、有機過酸化物（パークミルＤ、日本油脂社製）２．７重量部、トリアリルイソシアヌレート（タイク、日本化成社製）２重量部を混合した材料があげられる。

また、上記実施の形態では、押出ヘッド１０において、第２の流路Ｂを形成するための棒状突起Ｔを、ダイス１２と一体的に形成し、そのダイス１２の内周面からダイス１２の先端開口部付近まで延びたものとしたが、それ以外でもよく、例えば、上記棒状突起Ｔをニップル１１と一体的に形成し、そのニップル１１の外周面からダイス１２の先端開口部付近まで延びたものとしてもよい。

つぎに、実施例について説明する。但し、本発明は、これに限定されるわけではない。

〔内層および外層の形成材料の調製〕
フッ素ゴム（ＦＫＭ）（ダイエルＧ５５５、ダイキン工業社製）１００重量部に対して、ＳＲＦカーボン（シーストＳ、東海カーボン社製）１５重量部、受酸剤（酸化マグネシウム）（キョーワマグ♯１５０、協和化学工業社製）３重量部、水酸化カルシウム（カルディック２０００、近江化学工業社製）６重量部を加えてミキシングロールを用いて混練し、内層および外層の形成材料（内層と外層とは同じ形成材料）を調製した。この形成材料の粘度は、粘度測定機（ムーニー試験機、東洋精機製作所社製）を用いて測定した結果、５５であった。

〔外層形成用の押出ヘッド〕
第２の流路形成用の棒状突起は、先端部分の横断面形状を周方向に長い楕円状（長径３ｍｍ、短径１ｍｍ）、後端部分の正面視〔図２（ｂ）参照〕の厚みを０．５ｍｍ、側面視の幅〔図２（ａ）参照〕を１．５ｍｍに設定した。また、ニップルの先端外径を１４ｍｍ、ダイスの先端開口内径を２０ｍｍに設定した。

〔ホースの作製〕
内層（内径１０ｍｍ、厚み２ｍｍ）を円筒状に押出成形した後、上記押出ヘッドを用い、内層の外周面に、外層（厚み３ｍｍ）を円筒状に押出成形し、ホースを作製した。その外層には、４本の第２の流路が形成されていた。各第２の流路の横断面形状は、楕円状であり、その長径は３ｍｍ、短径は１ｍｍであった。なお、上記第２の流路の横断面形状および各径は、作製されたホースを軸方向に直角に切断した結果である。

本発明の自動車用ホースの一実施の形態を模式的に示す横断面図である。本発明の自動車用ホースの製造装置における押出ヘッドを模式的に示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ｘ方向から見た矢視図である。上記自動車用ホースの製造方法を模式的に示す縦断面図である。

符号の説明

Ａ第１の流路
Ｂ第２の流路

Claims

厚肉のチューブ状に形成され、その中空部を流路とし、その外周が周壁部に形成されている自動車用ホースであって、上記周壁部内に上記流路に沿って単数もしくは複数の第２の流路が形成されていることを特徴とする自動車用ホース。
請求項１記載の自動車用ホースを押出成形により製造する製造装置であって、ニップルと、ニップルの外周に隙間をあけて上記ニップルと同軸的に設けられている略筒状のダイスとを有し、これらニップルとダイスとの間の上記隙間から押出材料を押出成形しチューブ状に形成する押出ヘッドを備え、第２の流路形成用の棒状突起が、上記ニップルとダイスとの間の上記隙間に位置決めされているとともに、その先端部分が、上記ダイスの先端開口付近に位置決めされていることを特徴とする自動車用ホースの製造装置。