JP2011132982A

JP2011132982A - 複合ホース

Info

Publication number: JP2011132982A
Application number: JP2009290744A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kobayashi; 茂小林
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2011-07-07
Anticipated expiration: 2029-12-22
Also published as: JP5542424B2

Abstract

【課題】接着剤を使用しないで中間ゴム層と外層との結合力を向上できる複合ホースを得る。
【解決手段】複合ホース１０の中間ゴム層１８の外周面には、凹部２４と凸部２６とからなる複数の凹凸部２８が形成されており、凹凸部２８は複合ホース１０のホース周方向に所定のピッチでホース長手方向に沿って直線状に形成されている。また、中間ゴム層１８の外周面に形成された熱可塑性樹脂からなる外層２０の内周面には、中間ゴム層１８の複数の凹部２４と噛合った複数の凹凸部３６が形成されており、中間ゴム層１８と外層２０とが接着剤を使用しないで結合されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホースの材料としてゴムと熱可塑性樹脂との両方を使用した複合ホースに係るものである。

従来、ゴムと熱可塑性樹脂との両方を使用した複合ホースとしては、例えば、特許文献１のように、内層ゴム管と、この内層ゴム管の外周面に補強糸を巻回した補強層と、その補強層の外周面に配置した中間ゴム層と、更にこの中間ゴム層の外周面に熱可塑性樹脂からなる外層を備えた複合ホースが知られている。また、このような複合ホースにおいては、加硫済み中間ゴム層の外周面に熱可塑性樹脂の外層を被覆する際に、揮発性有機溶剤を含む接着剤を使用している。

特開平１１−１５３２６４号公報

しかしながら、環境問題を考慮すると、揮発性有機溶剤を含む接着剤を使用しない複合ホースが望ましいが、中間ゴム層と外層とを接着しないと、中間ゴム層と外層との結合力が低下し、複合ホースを捻った際に、中間ゴム層に対して外層がずれると共に、複合ホースを曲げた際に、外層が中間ゴム層から浮いて外層に皺が発生する。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、接着剤を使用しないで中間ゴム層と外層との結合力を向上できる複合ホースを得ることが目的である。

請求項１に記載の発明の複合ホースは、ホース内周部に配置される内層ゴム管と、この内層ゴム管の外周面に補強糸を配設した一層以上の補強層と、この補強層の外周面に配置され、外周面に複数の凹凸部が形成された中間ゴム層と、この中間ゴム層の外周面に配置され内周面に前記中間ゴム層の複数の凹凸部に噛合った複数の凹凸部が形成された熱可塑性樹脂からなる外層と、を備えている。

中間ゴム層の外周面に複数の凹凸部が形成されており、中間ゴム層の外周面に配置された熱可塑性樹脂からなる外層の内周面には、中間ゴム層に複数の凹凸部に噛合った凹凸部が形成されている。このため、中間ゴム層と熱可塑性樹脂からなる外層とを接着することなしに、中間ゴム層と外層とをそれぞれの凹凸部の噛合いで結合できる。この結果、接着剤を使用しないで中間ゴム層と外層との結合力を向上できるので、複合ホースを捻った際に、中間ゴム層に対する外層のずれを防止できると共に、複合ホースを曲げた際に、外層が中間ゴム層から浮いて外層に皺が発生するのを防止できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の複合ホースにおいて、前記中間ゴム層の複数の凹凸部は、ホース周方向に所定のピッチでホース長手方向に沿って直線状に形成されている。

中間ゴム層における複数の凹凸部が、ホース周方向に所定のピッチで、ホース長手方向に沿って直線状に延びているので、中間ゴム層の外周面に凹凸部を容易に形成することができ、複合ホースの生産性が向上する。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の複合ホースにおいて、前記中間ゴム層の複数の凹凸部における頂部と底部との距離は、前記中間ゴム層の厚さの１０％以上５０％以下である。

中間ゴム層の複数の凹凸部における頂部と底部との距離が、中間ゴム層の厚さの１０％未満だと、中間ゴム層と外層とのそれぞれの凹凸部の噛合いが浅すぎ、５０％を超えると、中間ゴム層の凹部の肉厚が薄くなり、ゴム切れ等の製造不具合が発生し易い。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の複合ホースにおいて、前記中間ゴム層の複数の凹凸部における底部の幅は、ホース周方向に沿った前記中間ゴム層の凹凸部の１ピッチの２５％以上７５％以下である。

中間ゴム層に形成した複数の凹凸部における底部の幅が、ホース周方向に沿った中間ゴム層の凹凸部の１ピッチの２５％未満だと、凸部の剛性が低くなりすぎて、中間ゴム層と熱可塑性樹脂からなる外層との結合部が破損し易い。また、中間ゴム層に形成した複数の凹凸部における底部の幅が、ホース周方向に沿った中間ゴム層の凹凸部の１ピッチの７５％を超えると、外層側の凸部の剛性が低くなりすぎて、中間ゴム層と熱可塑性樹脂からなる外層との結合部が破損し易い。

以上説明したように請求項１に記載の本発明の複合ホースは、接着剤を使用しないで中間ゴム層と外層との結合力を向上できる。

請求項２に記載の本発明の複合ホースは、生産性を向上できる。

請求項３に記載の本発明の複合ホースは、中間ゴム層と外層との結合部が剥がれ難く、中間ゴム層と熱可塑性樹脂との間に隙間ができ難い。

請求項４に記載の本発明の複合ホースは、中間ゴム層と外層との結合部が破損し難い。

本発明の第１実施形態に係る複合ホースを示す一部を断面とした斜視図である。図１の２−２断面線に沿った断面図である。本発明の第２実施形態に係る複合ホースを示す一部を断面とした斜視図である。本発明の第３実施形態に係る複合ホースを示す図２に対応する断面図である。本発明の第４実施形態に係る複合ホースを示す図２に対応する断面図である。

以下、本発明の第１実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。

なお、図１は本発明の第１実施形態に係る複合ホースを示す一部を断面とした斜視図であり、図２は、図１の２−２断面線に沿った断面図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態の複合ホース１０は、複合ホース１０の内周部に配置される内層ゴム管１２と、この内層ゴム管の外周面に補強糸を配設した２層の補強層１４、１６と、外周側の補強層１６の外周面に配置された中間ゴム層１８と、中間ゴム層１８の外周面に形成された熱可塑性樹脂からなる外層２０と、を備えている。

また、内層ゴム管１２はその用途に耐えられるゴムを用いる。耐水性用途であれば、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ＳＢＲ等、耐油性用途であれば、ＮＢＲ、ＣＲ等を使用する。本実施形態では、ＥＰＤＭを用いた。

また、補強層１４、１６に用いられる補強糸は、ビニロン、ポリエステル、ポリアミド、アラミド等合成繊維を用いる。使用温度、用途により軟鋼線等金属線を用いてもよい。なお、本実施形態では、複合ホース１０の使用温度で１００℃未満の温水時はビニロンを、１００℃を越えるときは芳香族ポリアミド繊維、軟鋼線を用いることが好ましい。特に、ビニロンは安価で全使用温度に使用したいが高温水では加水分解の恐れがあるため使用温度を１００℃未満とするものである。

また、補強層１６上に形成される中間ゴム層１８は、主として内層ゴム層との接合を確保するために用いるもので、内層ゴムと同種もしくは接合可能なゴムが望ましい。なお、本実施形態では、ニトリルゴム（ＮＢＲ）を主成分とする。また、中間ゴム層１８の外周面には、凹部２４と凸部２６とからなる複数の凹凸部２８が形成されており、複数の凹凸部２８は、複合ホース１０の周方向に所定のピッチで、複合ホース１０のホース長手方向（図１の左右方向）に沿って直線状に連続して形成されている。

また、外層２０の内周面には、中間ゴム層１８の複数の凹部２４に入り込んだ複数の凸部３８と、中間ゴム層１８の複数の凸部２６が入り込んだ複数の凹部４０からなる凹凸部３６が、複合ホース１０の周方向に所定のピッチで、複合ホース１０のホース長手方向（図１の左右方向）に沿って直線状に連続して形成されている。このため、中間ゴム層１８と外層２０とは接着することなしに、中間ゴム層１８と外層２０とをそれぞれの凹凸部２８、３６の噛合いで互いに結合されている。

なお、外層２０の樹脂層は、熱融着加工を容易とするため熱可塑性樹脂とし１００℃未満の温水時はオレフィン系ＴＰＥ、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリウレタン樹脂、スチレン系樹脂等が主として使用され、１００℃を越えるときはオレフィン系ＴＰＥ、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂等が使用可能である。

また、これら樹脂の硬度は複合ホース１０としての柔軟性を確保するため５０〜７０°が望ましい。又、外層２０を樹脂層とすることで複合ホース１０のカラー化が容易となる。

なお、本実施形態では、図１に示すように、複合ホース１０における、内径Ｄ１が１３．０ｍｍ、外径Ｄ２が１９．８ｍｍ、中間ゴム層１８の外径Ｄ３が１７．９ｍｍとなっている。

また、図２に示すように、中間ゴム層１８の厚さＴ１が０．８ｍｍ、凹凸部２８における頂部と底部との距離（凸部２６の高さ）Ｔ２が０．２ｍｍとなっており、凸部２６の底部（根元部）の幅（周方向の長さ）Ｗ１が０．８ｍｍ、凸部２６の頂部（上辺）の幅Ｗ２（周方向の長さ）が０．６ｍｍ、凹凸部２８のホース周方向に沿った１ピッチＰ１が１、３ｍｍとなっている。

なお、本発明の複合ホース１０の各寸法Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｔ１、Ｔ２、Ｗ１、Ｗ２、Ｐ１は、上記値に限定はされない。

次に、本実施形態の複合ホース１０の製造方法を説明する。

第１工程としては、ゴム又は樹脂マンドルの上に内層ゴム管１２を規定厚さ押し出す。

次に、第２工程としては、内層ゴム管１２の外周面に、合成繊維糸からなる補強糸を巻回し補強層１４、１６とする。なお、巻回しする構造はスパイラル状とし、第１の補強層１４と第２の補強層１６とを、相反する方向に巻き付ける。

次に、第３工程としては、外周側となる第２の補強層１６の外周面に中間ゴム層１８を規定厚さ押し出す。その際、中間ゴム層１８の外周面に、複合ホース１０のホース長手方向（図１の左右方向）に沿って凹部２４と凸部２６とからなる複数の凹凸部２８を形成する。

次に、第４工程としては、規定の温度で一定時間加硫し加硫後マンドルを抜き出してゴムホースを形成させる。

次に、第５工程としては、加硫済みゴムホースの中間ゴム層１８の外周面に熱可塑性樹脂を規定厚さ押出し外層２０を形成させる。

なお、この際、中間ゴム層１８の複数の凹凸部２８に噛合った凹凸部３６が押出し外層２０の内周面に形成される。

次に、本実施形態の複合ホース１０の作用効果を説明する。

本実施形態の複合ホース１０では、中間ゴム層１８の外周面に複合ホース１０の複数の凹凸部２８が、複合ホース１０の周方向に所定のピッチで、複合ホース１０のホース長手方向（図１の左右方向）に沿って直線状に連続して形成されており、中間ゴム層１８の外周面に配置された熱可塑性樹脂からなる外層２０の内周面には、中間ゴム層１８に複数の凹凸部２８に噛合った凹凸部３６が形成されている。

このため、中間ゴム層１８と熱可塑性樹脂からなる外層２０とを揮発性有機溶剤を含む接着剤を使用して接着することなしに、中間ゴム層１８の凹凸部２８と外層２０の凹凸部２８とが噛合って結合する。この結果、環境にやさしく、且つ、中間ゴム層１８と外層２０との結合力が向上するので、複合ホース１０を捻った際に、中間ゴム層１８に対する外層２０のずれを防止できると共に、複合ホース１０を曲げた際に、熱可塑性樹脂からなる外層２０が中間ゴム層１８から浮いて外層２０に皺が発生するのを防止できる。

なお、本実施形態の複合ホース１０では、複合ホース１０を複合ホース１０の外径Ｄ２（１９．８ｍｍ）の２倍の曲げ半径（Ｒ＝３９．６ｍｍ）に曲げても、外層２０が中間ゴム層１８から浮いて外層２０に皺が発生することは無かった。

また、本実施形態の複合ホース１０では、長さ０．５ｍの複合ホース１０の一方の端部を固定し、他方の端部を軸線回りに３６０°のねじっても、外層２０が中間ゴム層１８から浮いて外層２０に皺及び中間ゴム層１８と外層２０とのズレが発生することは無かった。

また、本実施形態の複合ホース１０では、中間ゴム層１８における複数の凹凸部２８が複合ホース１０の長手方向に沿って直線状に延びている。このため、中間ゴム層１８の外周面に凹凸部２８を容易に形成することができ、複合ホース１０の生産性を向上できる。

また、本実施形態の複合ホース１０では、中間ゴム層１８の凹凸部２８における頂部と底部との距離（凸部２６の高さ）Ｔ２が０．２ｍｍとなっている。これは、Ｔ２が中間ゴム層１８の厚さＴ１＝０．８ｍｍの１０％（０．０８ｍｍ）未満だと、中間ゴム層１８と外層２０とのそれぞれの凹凸部の噛合いが浅すぎ、５０％（０．４ｍｍ）を超えると、中間ゴム層１８の凹部の肉厚が薄くなり、ゴム切れ等の製造不具合が発生し易いためである。

また、本実施形態の複合ホース１０では、複数の凹凸部２８における底部の幅Ｗ１が、凹凸部２８の１ピッチＰ１の２５％以上７５％以下となっている。言い換えれば、複数の凸部２６（の頂部）のホース周方向の長さの全合計が、中間ゴム層１８の周長の２５％以上７５％以下である。

これは、複数の凹凸部２８における底部の幅Ｗ１が、凹凸部２８の１ピッチＰ１の２５％未満だと、中間ゴム層１８の凸部２６の剛性が低くなりすぎて、中間ゴム層１８と熱可塑性樹脂からなる外層２０との結合部が破損し易く、複数の凹凸部２８における底部の幅Ｗ１が、凹凸部２８の１ピッチＰ１の７５％を超えると、外層２０側の凸部３８の剛性が低くなりすぎて、中間ゴム層１８と熱可塑性樹脂からなる外層２０との結合部が破損し易くなるためである。

次に、本発明の第２実施形態を図３に基づいて説明する。
なお、第１実施形態と同一部材に付いては、同一符号を付してその説明を省略する。

図３は本発明の第２実施形態に係る複合ホースを示す一部を断面とした斜視図であり、本実施形態では、中間ゴム層１８の外周面に形成した凹凸部２８が、蛇行しながら複合ホース１０の長手方向に沿って波状に延びている。なお、外層２０の内周面の凹凸部３６も蛇行しながら複合ホース１０の長手方向に沿って波状に延びている。

従って、本実施形態では、中間ゴム層１８における複数の凹凸部２８と、外層２０における複数の凹凸部３６とが蛇行しながら複合ホース１０の長手方向に沿って波状に延びているので、中間ゴム層１８と熱可塑性樹脂からなる外層２０との結合部の長さが長くなる。このため、中間ゴム層１８と熱可塑性樹脂からなる外層２０との結合力が第１実施形態に比べて更に向上する。

次に、本発明の第３実施形態を図４に基づいて説明する。
なお、第１実施形態と同一部材に付いては、同一符号を付してその説明を省略する。

図４は本発明の第３実施形態に係る複合ホースを図２に対応する断面図であり、本実施形態では、凹凸部２８における凸部２６の底部の幅Ｗ１と頂部の幅Ｗ２とが等しくなっている（Ｗ１＝Ｗ２）。このため、中間ゴム層１８と熱可塑性樹脂からなる外層２０との結合力が第１実施形態に比べて更に向上する。

次に、本発明の第４実施形態を図５に基づいて説明する。
なお、第１実施形態と同一部材に付いては、同一符号を付してその説明を省略する。

図５は本発明の第４実施形態に係る複合ホースを図２に対応する断面図であり、本実施形態では、凹凸部２８における凸部２６の底部の幅Ｗ１が頂部の幅Ｗ２より狭くなって（Ｗ１＜Ｗ２）。このため、中間ゴム層１８と熱可塑性樹脂からなる外層２０との結合力が第３実施形態に比べて更に向上する。

［その他の実施形態］

以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記各実施形態では、凹凸部２８及び凹凸部３６を複合ホース１０の長手方向に沿って連続して形成したが、凹凸部２８及び凹凸部３６を複合ホース１０の長手方向に沿って断続的（間隔を開けて）に形成した構成としてもよい。

１０複合ホース
１２内層ゴム管
１４補強層
１６補強層
１８中間ゴム層
２０外層
２４凹部
２６凸部
２８凹凸部
３６凹凸部
３８凸部
４０凹部
Ｄ１複合ホースの内径
Ｄ２複合ホースの外径
Ｄ３中間ゴム層の外径
Ｐ１凹凸部の１ピッチ
Ｔ１中間ゴム層の厚さ
Ｔ２凸部の高さ
Ｗ１凸部の底部の幅
Ｗ２凸部の頂部の幅

Claims

ホース内周部に配置される内層ゴム管と、この内層ゴム管の外周面に補強糸を配設した一層以上の補強層と、この補強層の外周面に配置され、外周面に複数の凹凸部が形成された中間ゴム層と、この中間ゴム層の外周面に配置され内周面に前記中間ゴム層の複数の凹凸部に噛合った複数の凹凸部が形成された熱可塑性樹脂からなる外層と、を備えた複合ホース。
前記中間ゴム層の複数の凹凸部は、ホース周方向に所定のピッチでホース長手方向に沿って直線状に形成されている請求項１記載の複合ホース。
前記中間ゴム層の複数の凹凸部における頂部と底部との距離は、前記中間層の厚さの１０％以上５０％以下である請求項１又は請求項２に記載の複合ホース。
前記中間ゴム層の複数の凹凸部における底部の幅は、ホース周方向に沿った前記中間ゴム層の凹凸部の１ピッチの２５％以上７５％以下である請求項１〜３の何れか１項に記載の複合ホース。