JP3522062B2 - 自動変速機用繊維補強ゴムホース - Google Patents
自動変速機用繊維補強ゴムホースInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は繊維補強ゴムホース
に関し、特に自動車用のオイル系ホースとかラジエータ
系ホース、更に自動変速機油（ＡＴＦ）の冷却配管等に
用いられるゴムホースに関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来から内面ゴムと外面ゴムとの間に繊
維補強層を介在したゴムホースの例として、実公平６−
４７７２０号公報には、内被層及び／又は外被層をカル
ボキシル基含有アクリル共重合エラストマーとカルボキ
シル基含有エチレン−アクリレート共重合エラストマー
とをブレンドし、前記カルボキシル基含有エチレン−ア
クリレート共重合エラストマーのブレンド割合を１０〜
３０重量％としたゴム組成物で形成し、繊維補強層をア
ラミド系の芳香族ポリアミド系繊維により形成した繊維
補強ゴムホースの構成が開示されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の繊維補強ゴムホースは、要求される性能である
耐熱性、耐油性、耐圧性及び金属パイプとの間のシール
性等は優れているものの、内被層内に防錆の目的でＳｎ
−Ｚｎメッキ処理された金属製パイプを挿入して使用し
た場合には、金属製パイプと接触する部分のゴムがメッ
キ成分中の亜鉛と反応して劣化が促進される。更に降雪
量の多い地域等では融雪剤として塩化カルシウムが路上
に散布されるが、ゴムホースが車両の下部に取り付けら
れる場合、ホース外表面には塩化カルシウムや鉄錆等が
付着して前記と同様にこれらがゴムと反応して劣化が促
進されることがあり、ホースの寿命を向上させる上で妨
げとなる。 【０００４】又、繊維補強層として用いられているアラ
ミド系の芳香族ポリアミド系繊維は、耐熱性、耐薬品性
及び強度面では優れているものの価格的にはきわめて高
価であり、ホース製作時のコストアップを招いてしまう
という課題がある。 【０００５】ここでアクリルエラストマーの劣化機構の
概略を説明すると、イオン反応による劣化が推定され、
このイオン反応は、反応の開始時にエステルの分解でカ
ルボン酸が生成し、多価金属の存在下でイオン結合反応
が進行して硬化劣化が促進されるというものである。 【０００６】そこで本発明はこのような従来の繊維補強
ゴムホースが有している課題を解消して、ゴムホースに
要求される耐熱性、耐油性、耐圧性及びシール性に加え
て耐接触金属性、耐塩化カルシウム性をも比較的低コス
トで満足する繊維補強ゴムホースを得ることを目的とす
るものである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、管状の内面ゴムと外面ゴムとの間に繊維
補強層を介在して、一体に加硫成形すると共に、内面ゴ
ムと外面ゴムの一方もしくは両方が、加硫剤として多価
アミン化合物を配合したアクリルエラストマーからなる
自動車の自動変速機用繊維補強ゴムホースであって、前
記アクリルエラストマーとして、カルボキシル基含有ア
クリルエラストマー（但し、エチレンを共重合させたカ
ルボキシル基含有アクリルエラストマーは除く）を用い
ると共に、前記繊維補強層として、含有するカルボキシ
ル基末端基の量が２０（当量／トン）以下であるポリエ
ステル繊維を用いたことを特徴とする自動車用の自動変
速機用繊維補強ゴムホースを提供する。 【０００８】上記カルボキシル基含有アクリルエラスト
マーを加硫させる加硫剤としてヘキサメチレンジアミン
カーバメイト、ヘキサメチレンジアミン、テトラメチレ
ンペンタミン、４，４’−メチレンジアニリン、ｍ−フ
ェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルエー
テル等多価アミン化合物を用いており、該多価アミン化
合物を、ゴム１００重量部当たり約０.１〜１０重量部
の配合割合で添加する。 【０００９】かかる繊維補強ゴムホースによれば、ゴム
ホースとしての耐熱性、耐油性、耐圧性及びシール性に
関して満足する性能を達成する。又、使用時に締結され
る金属製パイプの表面に防錆のためのメッキ処理が施さ
れている場合にあっても、該パイプに接触する部分が劣
化しにくく（耐接触金属性が良い）、更に融雪剤として
用いられる塩化カルシウムによるホース外表面の劣化も
しにくいという特徴が得られ、比較的安価な素材を用い
て繊維の劣化が少なくホース強度の低下が抑止される。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる繊維補強ゴ
ムホースの各種実施例を説明する。図１は本実施例を適
用した繊維補強ゴムホース１を部分的に破断した斜視図
であり、図中の２は管状の内面ゴム、３は繊維補強層、
４は管状の外面ゴムである。繊維補強層３は補強用繊維
が内面ゴム２の外表面に編み上げられており、加硫手段
により一体化されている。 【００１１】この繊維補強ゴムホース１の使用時には、
図２に示したように鋼管５が内面ゴム２内に挿入接続さ
れ、ねじ止め式のクランプ治具６により締付固定される
場合があり、その要求される性能として流通する流体に
対する耐劣化性、耐薬品性、ゴムホース１と鋼管５間の
シール性、エンジンルーム等の高温部位に使用した場合
の耐熱性がある。特に鋼管５として、防錆のためにＳｎ
−Ｚｎメッキ＋クロメート処理されたパイプが用いられ
る場合が多い。 【００１２】従来からゴムホースの主剤として用いられ
るアクリルエラストマーは、前記した劣化メカニズムに
より多価金属イオンの存在下で劣化が促進される傾向が
あり、金属との接触部分、特に前記メッキ処理された鋼
管５等に対して耐接触金属性が良好であることが要求さ
れる。又、ゴムホースが車両下部に取り付けられる場合
には融雪剤としての塩化カルシウムに対する耐塩化カル
シウム性が良好であることが要求される。 【００１３】本実施例では、上記内面ゴム２と外面ゴム
４の一方もしくは両方を、カルボキシル基含有アクリル
エラストマーを用いており、且つ繊維補強層として、含
有するカルボキシル基末端基の量が２０（当量／トン）
以下であるポリエステル繊維を用いて、一体に加硫成形
したことが特徴となっている。 【００１４】上記のカルボキシル基含有アクリルエラス
トマーは、任意の加硫剤を用いて架橋させることができ
るが、本実施例ではゴムホースの目標性能を達成するた
めの加硫剤として多価アミン化合物を用いた。この多価
アミン化合物として、例えばヘキサメチレンジアミンカ
ーバメイト、ヘキサメチレンジアミン、テトラメチレン
ペンタミン、４，４’−メチレンジアニリン、ｍ−フェ
ニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテ
ル等を採用し、ゴム１００重量部当たり約０.１〜１０
重量部の配合割合とした。 【００１５】多価アミン化合物が上記配合割合以下では
加硫成形後にホース材として十分な引張り強さが得られ
ず、上記配合割合以上では加硫成形後の材料の伸び性が
低下してゴムホースとして所望の性能が得られない。 【００１６】本実施例では更に他の添加剤として、カー
ボン，可塑剤，老化防止剤，ステアリン酸，加工助剤，
加硫促進剤を用いた。 【００１７】表１は本実施例で採用したカルボキシル基
含有アクリルエラストマーである実施例〔１−１〕と、
他のアクリルエラストマーである比較例〔１−１〕〜
〔１−７〕の性能を比較した一覧表である。 【００１８】 【表１】 【００１９】表１中のエラストマータイプ（Ａ）は本実
施例で採用したカルボキシル基含有アクリルエラストマ
ーであり、同（Ｂ）はエチレン共重合カルボキシル基含
有アクリルエラストマー、同（Ｃ）はエチレン・酢酸ビ
ニル共重合アクリルエラストマー、同（Ｄ）は塩素基含
有アクリルエラストマー、同（Ｅ）はエポキシ基含有ア
クリルエラストマーである。 【００２０】加硫剤として、本実施例ではアミン化合物
を用いており、各比較例はアミン化合物の外にイミダゾ
ール，金属石鹸類，トリアジン，安息香酸アンモニウ
ム，ジチオカーバメイトを用いている。尚、比較例〔１
−１〕〜〔１−７〕で用いた各種アクリルエラストマー
への加硫剤の添加は、繊維補強ゴムホース材料としてそ
れぞれ実用的な配合割合となっている。 【００２１】各試料は、１６０℃×２０分のプレス加硫
後、１７５℃×５時間オーブン加硫したものを使用し
た。耐熱老化性は１７５℃×７２時間後の特性を測定
し、耐油性は自動変速機油（ＡＴＦ）に試料を浸漬して
１５０℃にて７２時間放置後に特性を測定した。圧縮永
久歪は１５０℃にて７２時間放置後に測定し、耐接触金
属性はＳｎ−Ｚｎメッキ＋クロメート処理した鋼板２枚
に厚さ２ｍｍのシート状の試料を挟み、試料厚さに対し
て２５％圧縮した常態で１７５℃の恒温槽に放置し、２
４時間毎に試料を取り出して１８０度折り曲げて亀裂を
確認した。 【００２２】表１の結果から圧縮永久歪においては本実
施例のカルボキシル基含有アクリルエラストマー（Ａ）
及び（Ａ）とエチレン共重合カルボキシル基含有アクリ
ルエラストマー（Ｂ）とのブレンド材（比較例〔１−
１〕）が優れており、耐接触金属性においては（Ａ）及
びエポキシ基含有アクリルエラストマー（Ｅ）（比較例
〔１−７〕）が優れている。その他の性能項目には目立
った差異がない。 【００２３】表２は本実施例と比較的で用いた各種ホー
ス用補強繊維の初期強度と強度低下率を測定した一覧表
である。繊維としては種々のものがあるが、その要求性
能として、引張強度（破断荷重）、伸度（引張破断伸
び）、中間伸長率（弾性）、収縮性がある。又、エンジ
ンルーム等の高温雰囲気及び自動変速機油等の高温流体
が通過する場合には、耐熱性、耐油性と、更にゴム材料
中に配合された種々の薬品類に対する耐薬品性がある。 【００２４】 【表２】 【００２５】ここでポリエステル繊維はその劣化メカニ
ズムによりアミンによる劣化促進作用が推定される。こ
の劣化抑止策としてポリエステル中のカルボキシル基末
端基量を減少させる手段が考えられる。 【００２６】そこで表２に示したように、本実施例〔２
−１〕としてカルボキシル基末端基含有量が１５（当量
／トン）で１５００デニールのポリエステルと、比較例
〔２−１〕として該カルボキシル基末端基含有量が３５
（当量／トン）で１５００デニールのポリエステルと、
他の比較例〔２−２〕〔２−３〕として一般的なホース
用補強繊維であるビニロン（２０番手３本撚り），６，
６ナイロン（１２６０デニール）を用いてそれぞれ初期
強度と強度低下率（％）を評価した。 【００２７】表２中の空気加熱は、試料を１５０℃×２
４０時間加熱した後に測定し、油中浸漬後の強度は試料
を自動変速機油（ＡＴＦ）に浸漬して１４０℃×２４０
時間経過後に測定した。 【００２８】湿熱劣化はホース用蒸気加硫缶中で１６４
℃×２０分間試料単体を放置した後に引き上げて測定し
た。又、アミン加硫＋空気加熱は、加硫剤としてアミン
化合物を配合したカルボキシル基含有アクリルエラスト
マーの未加硫シート２枚の間に試料を挟み、１６０℃×
２０分プレスにて加硫し、そのままの状態で１２０℃×
１２０時間空気加熱後に試料単体を取り出して測定し
た。 【００２９】強度低下率（％）は、初期強度をＦ0、劣
化後の強度をＦ1として、 強度低下率＝｛（Ｆ1−Ｆ0／Ｆ0）｝×１００（％） として計算した。 【００３０】表２の結果から、カルボキシル基含有アク
リルエラストマーをゴムホース１の内外面ゴム２，４の
一方、もしくは両方とした場合、補強用繊維として実施
例〔２−１〕のカルボキシル基末端基含有量が１５（当
量／トン）であるポリエステルを用いることが好適であ
る。 【００３１】このポリエステルのカルボキシル基末端基
含有量は、前記したように繊維の劣化の大小に影響する
ものと考えられる。そこで本実施例では、実用上の補強
効果を高めるため、カルボキシル基末端基含有量が２０
（当量／トン）以下のポリエステル繊維を用いた。これ
以上のカルボキシル基末端基含有量では加硫成形時に補
強用繊維の強度低下率が２０（％）以上になり、繊維強
化ホースの耐圧性が低下してしまうという問題が生じ
る。又、加硫成形時の強度低下を考慮して、補強繊維の
太さを大にしたり編み上げ本数を多くして初期強度を高
くすることも可能であるが、これらカルボキシル基末端
基含有量を２０（％）以下としたポリエステル繊維に対
してコスト高となる。本実施例の場合には、ゴムホース
１への耐圧性等の要求に対しては、補強繊維の太さとか
編み上げ本数は任意に設定することができる。 【００３２】一般に変速機油の冷却配管等に用いられる
ゴムホース内には最高で約１４０℃に加熱された変速機
油が流通し、油圧は最高で約１２（ｋｇｆ／ｃｍ2）と
なる。更にゴムホースがエンジンルーム内に配管される
ため、ホースの外表面も高温にさらされる。 【００３３】従ってゴムホースに対して熱老化後の破裂
圧が６０（ｋｇｆ／ｃｍ2）以上、シール性が２５（ｋ
ｇｆ／ｃｍ2）以上という性能が要求され、結合される
パイプが鋼管の場合には、前記したように防錆の目的で
表面にＳｎ−Ｚｎのメッキ処理がなされたものが多いた
め、接触するホース内面ゴムの劣化が問題となる場合が
多々あり、従ってパイプへの組付状態で１５０℃にて７
００時間の熱老化によりパイプ接触部に切り開き部とか
亀裂が入らないようにする必要がある。 【００３４】又、ホースがエンジンルームの下部に取り
付けられることが多いため、融雪剤として用いられる塩
化カルシウムがホース外表面に付着することがあり、塩
化カルシウム付着状態で１２０℃にて４８０時間放置後
外表面に亀裂が入らないようにする必要がある。 【００３５】表３は本実施例〔３−１〕にかかるゴムホ
ースと、前記比較例〔１−２〕〔１−１〕〔１−４〕
〔１−３〕のアクリルエラストマーを使用した比較例
〔３−１〕〔３−２〕〔３−３〕〔３−４〕の各ゴムホ
ースとのホース性能を比較した一覧表である。加硫剤と
しては本実施例〔３−１〕と比較例〔３−１〕〔３−
２〕はアミン化合物を使用し、比較例〔３−３〕は金属
石鹸類を、比較例〔３−４〕はイミダゾールを使用し
た。何れのホースについても図１に示したホース構造と
なっている。 【００３６】 【表３】 【００３７】表３中の破裂圧は、図３に示したように内
径７.５ｍｍ，外径１５.０ｍｍ，長さ３００ｍｍにカッ
トしたゴムホースの試料７の両端部からパイプ８，８を
挿入して固定用クランプ治具９，９を用いて固定し、バ
ルブ１０を閉じた状態で水圧ポンプ１１から昇圧速度１
０〜２０（ｋｇｆ／ｃｍ2）／分の水圧を加えて初期破
裂圧を測定した。又、試料７内に自動変速機油を封入し
て、１５０℃×７２時間の空気加熱後に熱老化後の破裂
圧を測定した。 【００３８】Ｓｎ−Ｚｎメッキ鋼管接触部の亀裂発生時
間は、図２に示した鋼管５としてＳｎ−Ｚｎメッキした
パイプを使用して、このパイプと試料７とをクランプ治
具６を用いて締め付け固定し、試料７内に自動変速機油
を封入した状態で１５０℃にて規定時間だけ空気加熱後
にパイプの挿入部分を切り開き、試料７の内面状態を観
察して亀裂発生の有無を調べた。 【００３９】耐塩化カルシウム性は、ホース外表面に塩
化カルシウムの飽和水溶液を１２時間毎に塗布しながら
１２０℃×４８０時間の空気加熱後、ホースを約１８０
度折り曲げた時の外表面ゴムの亀裂発生の有無を調べ
た。 【００４０】表３によれば、本実施例〔３−１〕にかか
るゴムホースは、破裂圧とシール性に関する項目で要求
される性能を満足しているのに対して、比較例〔３−
４〕は破裂圧はほぼ満足しているものの熱老化後のシー
ル性が２５（ｋｇｆ／ｃｍ2）以下となっている。又、
比較例〔３−１〕はホース加硫成形時の繊維補強層の劣
化により初期破裂圧が著しく低下している。比較例〔３
−２〕は熱老化後の破裂圧が不良であり、比較例〔３−
３〕は熱老化後の破裂圧とシール性がともに不良となっ
ている。 【００４１】Ｓｎ−Ｚｎメッキ鋼管接触部の亀裂発生時
間に関しては、本実施例〔３−１〕にかかるゴムホース
が７５０時間以上で１０００未満をクリヤしているのに
対して、比較例〔３−２〕〔３−３〕の各ゴムホースは
３６０時間と１９２時間で亀裂が発生し、比較例〔３−
４〕は５００時間はクリヤしているものの７５０時間で
亀裂が発生している。 【００４２】又、耐塩化カルシウム性は、本実施例〔３
−１〕及び比較例〔３−４〕が亀裂発生がなく、他の比
較例〔３−１〕〔３−２〕〔３−３〕は亀裂が発生し
た。 【００４３】従って本実施例で提案した内外面ゴムの一
方もしくは両方を、カルボキシル基含有アクリルエラス
トマーとし、繊維補強層としてカルボキシル基末端基含
有量が２０（当量／トン）以下であるポリエステル繊維
を用いたことにより、熱老化後の破裂圧とシール性に関
して満足する性能が達成される上、締結される金属製パ
イプの表面にＳｎ−Ｚｎ等のメッキ処理がなされている
場合でも該パイプに接触する部分が劣化しにくく、更に
ホースが車両下部に取り付けられ、融雪剤としての塩化
カルシウムが付着する場合でもホース外表面ゴムが劣化
しにくいという特徴が得られ、上記カルボキシル基含有
アクリルエラストマーの加硫剤として用いられる多価ア
ミン化合物等に起因する繊維の劣化とホース強度の低下
が抑止されて、比較的安価で耐熱性、耐油性及びシール
性はもとより耐接触金属性、耐塩化カルシウム性におい
ても優れた繊維補強ゴムホースを得ることができる。 【００４４】 【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる繊維補強ゴムホースは、内面ゴムと外面ゴムの一方
もしくは両方を、カルボキシル基含有アクリルエラスト
マーを用いるとともに、前記繊維補強層として、含有す
るカルボキシル基末端基の量が２０（当量／トン）以下
であるポリエステル繊維を用いたことにより、ゴムホー
スとして要求される耐熱性、耐油性、耐圧性及びシール
性を満足させることができる。 【００４５】更に使用時に締結される金属製パイプの表
面に防錆のためのメッキ処理が施されている場合にあっ
ても、該パイプに接触する部分の劣化が抑止され、又、
ホースが車両下部に取り付けられて融雪剤として用いら
れる塩化カルシウムが付着する場合でも、外表面ゴムの
劣化が抑止されるという特徴が得られる。 【００４６】本実施例で用いている素材であるポリエス
テル繊維は従来のアラミド系の芳香族ポリアミド系繊維
を利用した繊維補強層に較べて素材自体が比較的安価で
あるため、低コストで耐熱性、耐油性、耐圧性及びシー
ル性の優れた繊維補強ゴムホースを得ることができる。
に関し、特に自動車用のオイル系ホースとかラジエータ
系ホース、更に自動変速機油（ＡＴＦ）の冷却配管等に
用いられるゴムホースに関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来から内面ゴムと外面ゴムとの間に繊
維補強層を介在したゴムホースの例として、実公平６−
４７７２０号公報には、内被層及び／又は外被層をカル
ボキシル基含有アクリル共重合エラストマーとカルボキ
シル基含有エチレン−アクリレート共重合エラストマー
とをブレンドし、前記カルボキシル基含有エチレン−ア
クリレート共重合エラストマーのブレンド割合を１０〜
３０重量％としたゴム組成物で形成し、繊維補強層をア
ラミド系の芳香族ポリアミド系繊維により形成した繊維
補強ゴムホースの構成が開示されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の繊維補強ゴムホースは、要求される性能である
耐熱性、耐油性、耐圧性及び金属パイプとの間のシール
性等は優れているものの、内被層内に防錆の目的でＳｎ
−Ｚｎメッキ処理された金属製パイプを挿入して使用し
た場合には、金属製パイプと接触する部分のゴムがメッ
キ成分中の亜鉛と反応して劣化が促進される。更に降雪
量の多い地域等では融雪剤として塩化カルシウムが路上
に散布されるが、ゴムホースが車両の下部に取り付けら
れる場合、ホース外表面には塩化カルシウムや鉄錆等が
付着して前記と同様にこれらがゴムと反応して劣化が促
進されることがあり、ホースの寿命を向上させる上で妨
げとなる。 【０００４】又、繊維補強層として用いられているアラ
ミド系の芳香族ポリアミド系繊維は、耐熱性、耐薬品性
及び強度面では優れているものの価格的にはきわめて高
価であり、ホース製作時のコストアップを招いてしまう
という課題がある。 【０００５】ここでアクリルエラストマーの劣化機構の
概略を説明すると、イオン反応による劣化が推定され、
このイオン反応は、反応の開始時にエステルの分解でカ
ルボン酸が生成し、多価金属の存在下でイオン結合反応
が進行して硬化劣化が促進されるというものである。 【０００６】そこで本発明はこのような従来の繊維補強
ゴムホースが有している課題を解消して、ゴムホースに
要求される耐熱性、耐油性、耐圧性及びシール性に加え
て耐接触金属性、耐塩化カルシウム性をも比較的低コス
トで満足する繊維補強ゴムホースを得ることを目的とす
るものである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、管状の内面ゴムと外面ゴムとの間に繊維
補強層を介在して、一体に加硫成形すると共に、内面ゴ
ムと外面ゴムの一方もしくは両方が、加硫剤として多価
アミン化合物を配合したアクリルエラストマーからなる
自動車の自動変速機用繊維補強ゴムホースであって、前
記アクリルエラストマーとして、カルボキシル基含有ア
クリルエラストマー（但し、エチレンを共重合させたカ
ルボキシル基含有アクリルエラストマーは除く）を用い
ると共に、前記繊維補強層として、含有するカルボキシ
ル基末端基の量が２０（当量／トン）以下であるポリエ
ステル繊維を用いたことを特徴とする自動車用の自動変
速機用繊維補強ゴムホースを提供する。 【０００８】上記カルボキシル基含有アクリルエラスト
マーを加硫させる加硫剤としてヘキサメチレンジアミン
カーバメイト、ヘキサメチレンジアミン、テトラメチレ
ンペンタミン、４，４’−メチレンジアニリン、ｍ−フ
ェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルエー
テル等多価アミン化合物を用いており、該多価アミン化
合物を、ゴム１００重量部当たり約０.１〜１０重量部
の配合割合で添加する。 【０００９】かかる繊維補強ゴムホースによれば、ゴム
ホースとしての耐熱性、耐油性、耐圧性及びシール性に
関して満足する性能を達成する。又、使用時に締結され
る金属製パイプの表面に防錆のためのメッキ処理が施さ
れている場合にあっても、該パイプに接触する部分が劣
化しにくく（耐接触金属性が良い）、更に融雪剤として
用いられる塩化カルシウムによるホース外表面の劣化も
しにくいという特徴が得られ、比較的安価な素材を用い
て繊維の劣化が少なくホース強度の低下が抑止される。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる繊維補強ゴ
ムホースの各種実施例を説明する。図１は本実施例を適
用した繊維補強ゴムホース１を部分的に破断した斜視図
であり、図中の２は管状の内面ゴム、３は繊維補強層、
４は管状の外面ゴムである。繊維補強層３は補強用繊維
が内面ゴム２の外表面に編み上げられており、加硫手段
により一体化されている。 【００１１】この繊維補強ゴムホース１の使用時には、
図２に示したように鋼管５が内面ゴム２内に挿入接続さ
れ、ねじ止め式のクランプ治具６により締付固定される
場合があり、その要求される性能として流通する流体に
対する耐劣化性、耐薬品性、ゴムホース１と鋼管５間の
シール性、エンジンルーム等の高温部位に使用した場合
の耐熱性がある。特に鋼管５として、防錆のためにＳｎ
−Ｚｎメッキ＋クロメート処理されたパイプが用いられ
る場合が多い。 【００１２】従来からゴムホースの主剤として用いられ
るアクリルエラストマーは、前記した劣化メカニズムに
より多価金属イオンの存在下で劣化が促進される傾向が
あり、金属との接触部分、特に前記メッキ処理された鋼
管５等に対して耐接触金属性が良好であることが要求さ
れる。又、ゴムホースが車両下部に取り付けられる場合
には融雪剤としての塩化カルシウムに対する耐塩化カル
シウム性が良好であることが要求される。 【００１３】本実施例では、上記内面ゴム２と外面ゴム
４の一方もしくは両方を、カルボキシル基含有アクリル
エラストマーを用いており、且つ繊維補強層として、含
有するカルボキシル基末端基の量が２０（当量／トン）
以下であるポリエステル繊維を用いて、一体に加硫成形
したことが特徴となっている。 【００１４】上記のカルボキシル基含有アクリルエラス
トマーは、任意の加硫剤を用いて架橋させることができ
るが、本実施例ではゴムホースの目標性能を達成するた
めの加硫剤として多価アミン化合物を用いた。この多価
アミン化合物として、例えばヘキサメチレンジアミンカ
ーバメイト、ヘキサメチレンジアミン、テトラメチレン
ペンタミン、４，４’−メチレンジアニリン、ｍ−フェ
ニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテ
ル等を採用し、ゴム１００重量部当たり約０.１〜１０
重量部の配合割合とした。 【００１５】多価アミン化合物が上記配合割合以下では
加硫成形後にホース材として十分な引張り強さが得られ
ず、上記配合割合以上では加硫成形後の材料の伸び性が
低下してゴムホースとして所望の性能が得られない。 【００１６】本実施例では更に他の添加剤として、カー
ボン，可塑剤，老化防止剤，ステアリン酸，加工助剤，
加硫促進剤を用いた。 【００１７】表１は本実施例で採用したカルボキシル基
含有アクリルエラストマーである実施例〔１−１〕と、
他のアクリルエラストマーである比較例〔１−１〕〜
〔１−７〕の性能を比較した一覧表である。 【００１８】 【表１】 【００１９】表１中のエラストマータイプ（Ａ）は本実
施例で採用したカルボキシル基含有アクリルエラストマ
ーであり、同（Ｂ）はエチレン共重合カルボキシル基含
有アクリルエラストマー、同（Ｃ）はエチレン・酢酸ビ
ニル共重合アクリルエラストマー、同（Ｄ）は塩素基含
有アクリルエラストマー、同（Ｅ）はエポキシ基含有ア
クリルエラストマーである。 【００２０】加硫剤として、本実施例ではアミン化合物
を用いており、各比較例はアミン化合物の外にイミダゾ
ール，金属石鹸類，トリアジン，安息香酸アンモニウ
ム，ジチオカーバメイトを用いている。尚、比較例〔１
−１〕〜〔１−７〕で用いた各種アクリルエラストマー
への加硫剤の添加は、繊維補強ゴムホース材料としてそ
れぞれ実用的な配合割合となっている。 【００２１】各試料は、１６０℃×２０分のプレス加硫
後、１７５℃×５時間オーブン加硫したものを使用し
た。耐熱老化性は１７５℃×７２時間後の特性を測定
し、耐油性は自動変速機油（ＡＴＦ）に試料を浸漬して
１５０℃にて７２時間放置後に特性を測定した。圧縮永
久歪は１５０℃にて７２時間放置後に測定し、耐接触金
属性はＳｎ−Ｚｎメッキ＋クロメート処理した鋼板２枚
に厚さ２ｍｍのシート状の試料を挟み、試料厚さに対し
て２５％圧縮した常態で１７５℃の恒温槽に放置し、２
４時間毎に試料を取り出して１８０度折り曲げて亀裂を
確認した。 【００２２】表１の結果から圧縮永久歪においては本実
施例のカルボキシル基含有アクリルエラストマー（Ａ）
及び（Ａ）とエチレン共重合カルボキシル基含有アクリ
ルエラストマー（Ｂ）とのブレンド材（比較例〔１−
１〕）が優れており、耐接触金属性においては（Ａ）及
びエポキシ基含有アクリルエラストマー（Ｅ）（比較例
〔１−７〕）が優れている。その他の性能項目には目立
った差異がない。 【００２３】表２は本実施例と比較的で用いた各種ホー
ス用補強繊維の初期強度と強度低下率を測定した一覧表
である。繊維としては種々のものがあるが、その要求性
能として、引張強度（破断荷重）、伸度（引張破断伸
び）、中間伸長率（弾性）、収縮性がある。又、エンジ
ンルーム等の高温雰囲気及び自動変速機油等の高温流体
が通過する場合には、耐熱性、耐油性と、更にゴム材料
中に配合された種々の薬品類に対する耐薬品性がある。 【００２４】 【表２】 【００２５】ここでポリエステル繊維はその劣化メカニ
ズムによりアミンによる劣化促進作用が推定される。こ
の劣化抑止策としてポリエステル中のカルボキシル基末
端基量を減少させる手段が考えられる。 【００２６】そこで表２に示したように、本実施例〔２
−１〕としてカルボキシル基末端基含有量が１５（当量
／トン）で１５００デニールのポリエステルと、比較例
〔２−１〕として該カルボキシル基末端基含有量が３５
（当量／トン）で１５００デニールのポリエステルと、
他の比較例〔２−２〕〔２−３〕として一般的なホース
用補強繊維であるビニロン（２０番手３本撚り），６，
６ナイロン（１２６０デニール）を用いてそれぞれ初期
強度と強度低下率（％）を評価した。 【００２７】表２中の空気加熱は、試料を１５０℃×２
４０時間加熱した後に測定し、油中浸漬後の強度は試料
を自動変速機油（ＡＴＦ）に浸漬して１４０℃×２４０
時間経過後に測定した。 【００２８】湿熱劣化はホース用蒸気加硫缶中で１６４
℃×２０分間試料単体を放置した後に引き上げて測定し
た。又、アミン加硫＋空気加熱は、加硫剤としてアミン
化合物を配合したカルボキシル基含有アクリルエラスト
マーの未加硫シート２枚の間に試料を挟み、１６０℃×
２０分プレスにて加硫し、そのままの状態で１２０℃×
１２０時間空気加熱後に試料単体を取り出して測定し
た。 【００２９】強度低下率（％）は、初期強度をＦ0、劣
化後の強度をＦ1として、 強度低下率＝｛（Ｆ1−Ｆ0／Ｆ0）｝×１００（％） として計算した。 【００３０】表２の結果から、カルボキシル基含有アク
リルエラストマーをゴムホース１の内外面ゴム２，４の
一方、もしくは両方とした場合、補強用繊維として実施
例〔２−１〕のカルボキシル基末端基含有量が１５（当
量／トン）であるポリエステルを用いることが好適であ
る。 【００３１】このポリエステルのカルボキシル基末端基
含有量は、前記したように繊維の劣化の大小に影響する
ものと考えられる。そこで本実施例では、実用上の補強
効果を高めるため、カルボキシル基末端基含有量が２０
（当量／トン）以下のポリエステル繊維を用いた。これ
以上のカルボキシル基末端基含有量では加硫成形時に補
強用繊維の強度低下率が２０（％）以上になり、繊維強
化ホースの耐圧性が低下してしまうという問題が生じ
る。又、加硫成形時の強度低下を考慮して、補強繊維の
太さを大にしたり編み上げ本数を多くして初期強度を高
くすることも可能であるが、これらカルボキシル基末端
基含有量を２０（％）以下としたポリエステル繊維に対
してコスト高となる。本実施例の場合には、ゴムホース
１への耐圧性等の要求に対しては、補強繊維の太さとか
編み上げ本数は任意に設定することができる。 【００３２】一般に変速機油の冷却配管等に用いられる
ゴムホース内には最高で約１４０℃に加熱された変速機
油が流通し、油圧は最高で約１２（ｋｇｆ／ｃｍ2）と
なる。更にゴムホースがエンジンルーム内に配管される
ため、ホースの外表面も高温にさらされる。 【００３３】従ってゴムホースに対して熱老化後の破裂
圧が６０（ｋｇｆ／ｃｍ2）以上、シール性が２５（ｋ
ｇｆ／ｃｍ2）以上という性能が要求され、結合される
パイプが鋼管の場合には、前記したように防錆の目的で
表面にＳｎ−Ｚｎのメッキ処理がなされたものが多いた
め、接触するホース内面ゴムの劣化が問題となる場合が
多々あり、従ってパイプへの組付状態で１５０℃にて７
００時間の熱老化によりパイプ接触部に切り開き部とか
亀裂が入らないようにする必要がある。 【００３４】又、ホースがエンジンルームの下部に取り
付けられることが多いため、融雪剤として用いられる塩
化カルシウムがホース外表面に付着することがあり、塩
化カルシウム付着状態で１２０℃にて４８０時間放置後
外表面に亀裂が入らないようにする必要がある。 【００３５】表３は本実施例〔３−１〕にかかるゴムホ
ースと、前記比較例〔１−２〕〔１−１〕〔１−４〕
〔１−３〕のアクリルエラストマーを使用した比較例
〔３−１〕〔３−２〕〔３−３〕〔３−４〕の各ゴムホ
ースとのホース性能を比較した一覧表である。加硫剤と
しては本実施例〔３−１〕と比較例〔３−１〕〔３−
２〕はアミン化合物を使用し、比較例〔３−３〕は金属
石鹸類を、比較例〔３−４〕はイミダゾールを使用し
た。何れのホースについても図１に示したホース構造と
なっている。 【００３６】 【表３】 【００３７】表３中の破裂圧は、図３に示したように内
径７.５ｍｍ，外径１５.０ｍｍ，長さ３００ｍｍにカッ
トしたゴムホースの試料７の両端部からパイプ８，８を
挿入して固定用クランプ治具９，９を用いて固定し、バ
ルブ１０を閉じた状態で水圧ポンプ１１から昇圧速度１
０〜２０（ｋｇｆ／ｃｍ2）／分の水圧を加えて初期破
裂圧を測定した。又、試料７内に自動変速機油を封入し
て、１５０℃×７２時間の空気加熱後に熱老化後の破裂
圧を測定した。 【００３８】Ｓｎ−Ｚｎメッキ鋼管接触部の亀裂発生時
間は、図２に示した鋼管５としてＳｎ−Ｚｎメッキした
パイプを使用して、このパイプと試料７とをクランプ治
具６を用いて締め付け固定し、試料７内に自動変速機油
を封入した状態で１５０℃にて規定時間だけ空気加熱後
にパイプの挿入部分を切り開き、試料７の内面状態を観
察して亀裂発生の有無を調べた。 【００３９】耐塩化カルシウム性は、ホース外表面に塩
化カルシウムの飽和水溶液を１２時間毎に塗布しながら
１２０℃×４８０時間の空気加熱後、ホースを約１８０
度折り曲げた時の外表面ゴムの亀裂発生の有無を調べ
た。 【００４０】表３によれば、本実施例〔３−１〕にかか
るゴムホースは、破裂圧とシール性に関する項目で要求
される性能を満足しているのに対して、比較例〔３−
４〕は破裂圧はほぼ満足しているものの熱老化後のシー
ル性が２５（ｋｇｆ／ｃｍ2）以下となっている。又、
比較例〔３−１〕はホース加硫成形時の繊維補強層の劣
化により初期破裂圧が著しく低下している。比較例〔３
−２〕は熱老化後の破裂圧が不良であり、比較例〔３−
３〕は熱老化後の破裂圧とシール性がともに不良となっ
ている。 【００４１】Ｓｎ−Ｚｎメッキ鋼管接触部の亀裂発生時
間に関しては、本実施例〔３−１〕にかかるゴムホース
が７５０時間以上で１０００未満をクリヤしているのに
対して、比較例〔３−２〕〔３−３〕の各ゴムホースは
３６０時間と１９２時間で亀裂が発生し、比較例〔３−
４〕は５００時間はクリヤしているものの７５０時間で
亀裂が発生している。 【００４２】又、耐塩化カルシウム性は、本実施例〔３
−１〕及び比較例〔３−４〕が亀裂発生がなく、他の比
較例〔３−１〕〔３−２〕〔３−３〕は亀裂が発生し
た。 【００４３】従って本実施例で提案した内外面ゴムの一
方もしくは両方を、カルボキシル基含有アクリルエラス
トマーとし、繊維補強層としてカルボキシル基末端基含
有量が２０（当量／トン）以下であるポリエステル繊維
を用いたことにより、熱老化後の破裂圧とシール性に関
して満足する性能が達成される上、締結される金属製パ
イプの表面にＳｎ−Ｚｎ等のメッキ処理がなされている
場合でも該パイプに接触する部分が劣化しにくく、更に
ホースが車両下部に取り付けられ、融雪剤としての塩化
カルシウムが付着する場合でもホース外表面ゴムが劣化
しにくいという特徴が得られ、上記カルボキシル基含有
アクリルエラストマーの加硫剤として用いられる多価ア
ミン化合物等に起因する繊維の劣化とホース強度の低下
が抑止されて、比較的安価で耐熱性、耐油性及びシール
性はもとより耐接触金属性、耐塩化カルシウム性におい
ても優れた繊維補強ゴムホースを得ることができる。 【００４４】 【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる繊維補強ゴムホースは、内面ゴムと外面ゴムの一方
もしくは両方を、カルボキシル基含有アクリルエラスト
マーを用いるとともに、前記繊維補強層として、含有す
るカルボキシル基末端基の量が２０（当量／トン）以下
であるポリエステル繊維を用いたことにより、ゴムホー
スとして要求される耐熱性、耐油性、耐圧性及びシール
性を満足させることができる。 【００４５】更に使用時に締結される金属製パイプの表
面に防錆のためのメッキ処理が施されている場合にあっ
ても、該パイプに接触する部分の劣化が抑止され、又、
ホースが車両下部に取り付けられて融雪剤として用いら
れる塩化カルシウムが付着する場合でも、外表面ゴムの
劣化が抑止されるという特徴が得られる。 【００４６】本実施例で用いている素材であるポリエス
テル繊維は従来のアラミド系の芳香族ポリアミド系繊維
を利用した繊維補強層に較べて素材自体が比較的安価で
あるため、低コストで耐熱性、耐油性、耐圧性及びシー
ル性の優れた繊維補強ゴムホースを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例を適用した繊維強化ゴムホースを部分
的に破断した斜視図。 【図２】本実施例の繊維強化ゴムホースの使用時の態様
を示す要部斜視図。 【図３】ゴムホースの破裂圧とシール性を測定する装置
例の概略図。 【符号の説明】 １…繊維補強ゴムホース ２…内面ゴム ３…繊維補強層 ４…外面ゴム ５…鋼管 ６…クランプ治具 ７…試料 ８…パイプ ９…固定用クランプ治具 １０…バルブ １１…水圧ポンプ
的に破断した斜視図。 【図２】本実施例の繊維強化ゴムホースの使用時の態様
を示す要部斜視図。 【図３】ゴムホースの破裂圧とシール性を測定する装置
例の概略図。 【符号の説明】 １…繊維補強ゴムホース ２…内面ゴム ３…繊維補強層 ４…外面ゴム ５…鋼管 ６…クランプ治具 ７…試料 ８…パイプ ９…固定用クランプ治具 １０…バルブ １１…水圧ポンプ
フロントページの続き
(72)発明者 鈴木 隆
千葉県千葉市稲毛区長沼町330番地 鬼
怒川ゴム工業株式会社内
(72)発明者 大西 達海
神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日
産自動車株式会社内
(72)発明者 奥山 裕司
神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日
産自動車株式会社内
(72)発明者 草間 紳
神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日
産自動車株式会社内
(56)参考文献 特開 平６−99515（ＪＰ，Ａ)
特公 平７−26709（ＪＰ，Ｂ２)
実公 平６−47720（ＪＰ，Ｙ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16L 11/08
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 管状の内面ゴムと外面ゴムとの間に繊維
補強層を介在して、一体に加硫成形すると共に、内面ゴ
ムと外面ゴムの一方もしくは両方が、加硫剤として多価
アミン化合物を配合したアクリルエラストマーからなる
自動車の自動変速機用繊維補強ゴムホースであって、 前記アクリルエラストマーとして、 カルボキシル基含有
アクリルエラストマー（但し、エチレンを共重合させた
カルボキシル基含有アクリルエラストマーは除く）を用
いると共に、 前記繊維補強層として、含有するカルボキシル基末端基
の量が２０（当量／トン）以下であるポリエステル繊維
を用いたことを特徴とする自動車用の自動変速機用繊維
補強ゴムホース。
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|---|---|---|---|
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