JP3709710B2

JP3709710B2 - 冷媒輸送ホースとその製造方法

Info

Publication number: JP3709710B2
Application number: JP12701898A
Authority: JP
Inventors: 徹哉有馬; 伸明仁木; 正信大西
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1998-05-11
Filing date: 1998-05-11
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2018-05-11
Also published as: JPH11325331A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷媒輸送ホース、及び冷媒輸送ホースの製造方法に関し、更に詳しくは、内側ゴム層と外側保護層との間に補強糸層を備え、例えば自動車等においてＲ１２やＲ１３４ａ等のフロンやその他の冷媒を輸送するために用いる冷媒輸送ホース、及び冷媒輸送ホースの製造方法に関する。本発明は特に、冷媒輸送ホースに対する近年の厳しい高耐圧、高耐久等の要求性能に対応して、いわゆる棚落ち（編組された補強糸の乱れた部分からゴムが吹き出し、補強糸が内側ゴム層へ落ち込む現象）がなく、繰り返し加圧等に対して優れた耐性を示すことができる冷媒輸送ホースを提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的な冷媒輸送ホースは、最内層から順に、耐冷媒透過性の樹脂層、内側ゴム層、補強層、ゴム又は樹脂からなる外側保護層を備えている。
【０００３】
上記の補強層として、ポリエステル糸等からなる補強糸層を用いる場合、その編組形態としては、糸が互いに絡み合って安定したブレード巻きよりも、加工速度に優れたスパイラル巻き（内外二層の補強糸層を互いに逆方向にスパイラル巻きしたもの）が有利である。そして、スパイラル巻きの補強糸の乱れから生ずる棚落ちを防ぎ、ひいてはホースの高耐圧、高耐久を実現するため、二層の補強糸層間に比較的薄い中間ゴム層を挟ませて、その接着力で補強糸を安定させる形態が一般的になりつつある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のように中間ゴム層を挟んで内外二層のスパイラル巻きの補強糸層を有する冷媒輸送ホースにおいて、高耐圧、高耐久を実現するためには必然的にスパイラル巻きの糸密度も高くなるために、新たな不具合を生じていた。
【０００５】
即ち、ホース加硫時においては内側ゴム層の外向きの膨張圧と補強糸の内向きの収縮圧が拮抗して生ずるが、補強糸が高密度にスパイラル巻きされているために膨張ゴムの逃げ場がなく、その圧力が補強糸の乱れを誘発して不均衡な糸隙間を生じ、却って棚落ちし易くなるのである。こうして棚落ちを内在させた冷媒輸送ホースは、耐圧性、耐久性が劣る。
【０００６】
そこで本発明は、このような不具合のない高耐圧、高耐久の冷媒輸送ホースを提供することを、解決すべき課題とする。
【０００７】
【着眼点】
（１）上記不具合に対しまず着想されるのが、加硫時の収縮度を示す乾熱収縮率（ＪＩＳＬ−１０１７のＢ法で測定）の小さな補強糸（例えばポリエステル糸において１．５％以下）を使用して、加硫時の収縮圧を低減することにより棚落ちを防ぐことである。しかし図１（４０００デニール、撚り数５Ｔ／１０ｃｍの補強糸について例示する。）に示すように、乾熱収縮率の小さな補強糸ほど、ホース構成後において、同一の引張力に対する伸びが相対的に大きいと言う知見が得られている。従ってこの場合、棚落ちがないのに、繰り返し加圧による拡縮が大きいために破壊し易いホースとなる。
【０００８】
むしろ、乾熱収縮率の大きな補強糸（例えばポリエステル糸において２．０％以上）を使用して繰り返し加圧への耐性を高め、棚落ちに対してはスパイラル巻きに不均衡な糸隙間を生じさせない工夫を行う方が合理的である。
【０００９】
（２）上記（１）とは別に、あるいは上記（１）と併せて、棚落ちの一方の原因である内側ゴム層の膨張圧に対して、内側ゴム層自体にその逃げ場が準備された構成とすることが、極めて有効である。この構成は、補強糸層側の構成形態の如何（ブレード巻き／スパイラル巻きの別、スパイラル巻きにおける中間ゴム層の有無）に関わらず採用できるため、その構成形態において前記の如き不具合を生ずる範囲において、それぞれに効果を期待できる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（第１発明の構成）
上記課題を解決するための本願第１発明の構成は、少なくとも内側ゴム層と外側保護層を備えると共に、この両層の間に、中間ゴム層を挟んで互いに逆方向にスパイラル巻きした内外二層のポリエステル補強糸層からなる補強層を備える冷媒輸送ホースにおいて、前記ポリエステル補強糸として、乾熱収縮率が２％以上であり、かつ撚り数が３〜７回／１０ｃｍのものを用いた、冷媒輸送ホースである。
【００１１】
（第２発明の構成）
上記課題を解決するための本願第２発明の構成は、少なくとも内側ゴム層と外側保護層を備えると共に、この両層の間に補強糸を用いた補強層を備える冷媒輸送ホースを製造するに当たり、前記内側ゴム層を外周に凹凸を有する形状に押出成形し、その外周に補強層を形成した後、最終的に加硫工程に供する、冷媒輸送ホースの製造方法である。
【００１２】
（第３発明の構成）
上記課題を解決するための本願第３発明の構成は、前記第２発明における補強層が、互いに逆方向にスパイラル巻きした内外二層の補強糸層からなる、冷媒輸送ホースの製造方法である。
【００１３】
（第４発明の構成）
上記課題を解決するための本願第４発明の構成は、前記第３発明における内外二層の補強糸層が中間ゴム層を挟んで形成される、冷媒輸送ホースの製造方法である。
【００１４】
（第５発明の構成）
上記課題を解決するための本願第５発明の構成は、前記第２発明〜第４発明のいずれかにおける補強糸が、乾熱収縮率が２％以上であり、かつ撚り数が３〜７回／１０ｃｍのポリエステル補強糸である、冷媒輸送ホースの製造方法である。
【００１５】
【発明の作用・効果】
（第１発明の作用・効果）
第１発明においては、乾熱収縮率が２％以上のポリエステル糸を用いて補強糸層を構成するので、前記図１より分かるように引張力に対する伸びが小さく、繰り返し加圧への耐性の高いホースが得られる。
【００１６】
又、上記ポリエステル糸は撚り数が３〜７回／１０ｃｍと比較的少ないので、スパイラル巻きの際にその断面が偏平に変形する。その結果、補強糸の高い巻き密度とも相まって補強糸の乱れや不要な糸隙間を生じ難くなり、加硫時の棚落ちを起こし難い。
【００１７】
（第２発明の作用・効果）
第２発明においては、内側ゴム層を外周に凹凸を有する形状に押出成形するので、内側ゴム層の外周に補強糸を巻き締めても内側ゴム層に若干の凹部のスペースが残される。加硫時において、補強糸の収縮と内側ゴム層の膨張により糸が内側ゴム層に食い込むスペースを予め確保することで、内側ゴム層の膨張圧が逃げ場を得る。従って加硫時の棚落ちを起こし難くする。
【００１８】
かかる作用・効果は、ホースが比較的低耐圧用で中間ゴム層を用いないスパイラル巻きの場合や、更に補強糸がブレード巻きである場合においても、それなりに発生し得る加硫時の棚落ちに対して有効である。
【００１９】
（第３発明の作用・効果）
第３発明においては、補強層が互いに逆方向にスパイラル巻きした内外二層の補強糸層からなるので、上記第２発明の効果が一層有効に発揮される。
【００２０】
（第４発明の作用・効果）
第４発明においては、この製造方法が、内外二層の逆方向にスパイラル巻きした補強糸層が中間ゴム層を挟んで形成される高耐圧、高耐久向けの冷媒輸送ホースに適用されるため、上記第２発明の効果がとりわけ有効に発揮される。
【００２１】
（第５発明の作用・効果）
第５発明においては、上記第１発明の作用・効果と第２発明〜第４発明の作用・効果とが併せ発現されるため、極めて優れた高耐圧、高耐久の冷媒輸送ホースを実現することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、第１発明〜第５発明の実施の形態について説明する。以下において単に「本発明」と言うときは、第１発明〜第５発明を一括して指している。
【００２３】
〔冷媒輸送ホース〕
本発明の冷媒輸送ホースは、輸送される冷媒の種類によって限定されず、又、用途も自動車用の各種冷媒輸送ホースを含めて何ら限定されない。冷媒輸送ホースの構成は、少なくとも内側ゴム層と外側保護層の間に補強糸を用いた補強層を備えたものである。
【００２４】
内側ゴム層の種類は限定されないが、例えばブチルゴム（ＩＩＲ）、塩素化ブチルゴム（Cl−ＩＩＲ）、臭素化ブチルゴム（Br−ＩＩＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、塩素化ポリエチレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）等を用いることができる。又、内側ゴム層の更に内周部には、耐冷媒透過性のポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等からなる樹脂層を設けることができる。
【００２５】
外側保護層の種類も限定されず、例えばクロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチル系ゴム、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合ゴム（ＥＰＤＭ）等の各種のゴム材料又は樹脂材料を用いて適宜に構成することができる。
【００２６】
〔補強層〕
補強層は補強糸を用いて構成されたものであって、内側ゴム層と外側保護層の間に形成される。
【００２７】
第１発明において、補強層は中間ゴム層を挟んで互いに逆方向にスパイラル巻きした内外二層のポリエステル補強糸層からなる。第２発明においては補強糸のブレード巻きとスパイラル巻きの双方を含むが、第３発明のように補強層が互いに逆方向にスパイラル巻きした内外二層の補強糸層からなるもの、更に第４発明のように内外二層の補強糸層が中間ゴム層を挟んで形成されるものが、より好ましい。
【００２８】
上記において、スパイラル巻きやブレード巻きされた補強糸の糸密度は、ホースの要求性能等に応じて適宜に設定されるものであって、限定されない。中間ゴム層は、例えば前記内側ゴム層と同質の材料等の任意の材料を以て任意の厚さに設けることができる。
【００２９】
〔補強糸〕
補強糸として公知の各種の補強糸を適宜選択して使用することができるが、代表的なものの一つがポリエステル補強糸である。
【００３０】
ポリエステル補強糸としては、例えば総デニールが２０００〜６０００デニール程度のポリエステルフィラメントの撚糸や、ポリエステルフィラメントと他の適宜な材質のフィラメントとの混撚糸を用いることができる。第１発明及び第５発明においては、その乾熱収縮率が２％以上で、撚り数が３〜７回／１０ｃｍのものを用いる。とりわけ乾熱収縮率が２．５％以上のものや、撚り数が５回／１０ｃｍ程度のものを用いると、棚落ちがなく繰り返し加圧に高耐性の冷媒輸送ホースが得られる。
【００３１】
〔冷媒輸送ホースの製造方法〕
冷媒輸送ホースの製造方法において、内側ゴム層を外周に凹凸を有する形状に押出成形し、その外周に補強層を形成した後、最終的に加硫工程に供する。前記のように、この補強層には補強糸がブレード巻きされたもの、互いに逆方向にスパイラル巻きした内外二層の補強糸層からなるもの、かかる内外二層の補強糸層が中間ゴム層を挟んで形成されるもの、のいずれもが含まれる。
【００３２】
内側ゴム層の外周に形成される凹凸形状の形態や凹凸の深さは任意であるが、押出成形を考慮すると、軸方向に沿う凹凸形状の方が容易に形成でき、例えば図２に示すように、内側ゴム層１が星型の断面形状となるように軸方向の凹凸形状を形成しても良い。この場合、内側ゴム層１の凸部２に対してやや食い込む状態で補強糸を巻き締めて、中間ゴム層を含む補強層３を形成したとき、凹部のスペース４が残される。従って更に外側保護層５を形成した後に加硫処理をすると、補強糸の収縮ト膨張した内側ゴム層１で凹凸部が平らになり、スペース４はなくなり、補強糸の収縮代が吸収される。
【００３３】
【実施例】
（冷媒輸送ホースの製造）
図３に示すように、ポリアミド樹脂を用いた内周樹脂層６、ブチルゴムを用いた内側ゴム層７、デニール数が４０００デニールのポリエステルフィラメントの撚糸を打ちこみ本数２４本でスパイラル巻きした第１の補強糸層８、ＥＰＤＭを用いた中間ゴム層９、前記第１の補強糸層８とは逆方向に同一のポリエステルフィラメントを同一の打ちこみ本数でスパイラル巻きした第２の補強糸層１０、更にその外側に形成されたＥＰＤＭ製の外側保護層１１からなる多数の冷媒輸送ホース、即ち末尾の表１における１〜７（製造例１〜７）に示す冷媒輸送ホースと、末尾の表２における８〜１４（製造例８〜１４）に示す冷媒輸送ホースとを製造した。
【００３４】
これらの製造に当たっては、常法に従い、マンドレルを用いて内層から外層へ順に、樹脂層やゴム層６，７，９，１１の押出成形と補強糸層８，１０のスパイラル編組とを所定の順序で行い、最後に通常の条件で加硫処理を行った。
【００３５】
但し、表１及び表２に示すように、各製造例において、ポリエステルフィラメントの撚糸は乾熱収縮（％）が１．０〜２．５の範囲で幾通りかに異なり、かつ撚り数（Ｔ／１０ｃｍ）も３〜１０の範囲で幾通りかに異なるものを選択して用いた。
【００３６】
又、製造例１〜７については、表中に「丸形」の表記で示すように中間ゴム層の押出形状を従来通りに外周面が滑らかな円周面である形状としたが、製造例８〜１４については、表中に「凹凸」の表記で示すように前記図２に示す中間ゴム層の押出形状（内側ゴム層の内径が１２．０ｍｍ、凹部底部を結ぶ外径が１３．９ｍｍ、凸部頂部を結ぶ外径が１５．８ｍｍ）とした。製造例８〜１４は加硫処理の終了後において、凹部スペースの残存は認められなかった。
【００３７】
（棚落ちの観察）
製造例１〜１４に係る各適数本の冷媒輸送ホース約１ｍを鋭利な刃物で軸方向に切断し、それらの切断面に棚落ちが生じているか否かを、ルーペによる拡大目視で観察した。その結果を表１及び表２に示す。表中、×は糸の落ち込みが平均して糸２本分以上、○は糸の落ち込みが平均して糸２本分未満、◎は糸の落ち込みが無しであったことを示す。
【００３８】
（インパルス試験）
製造例１〜１４に係る冷媒輸送ホースにつき、ＪＡＳＯＭ−３２１の規定に対し圧力、温度、サイクル、耐久回数とも厳しい条件にてインパルス試験（繰り返し加圧試験）を行って耐圧性及び耐久性を評価した。
【００３９】
その際、加圧条件は０ｋｇｆ／ｃｍ²と５０ｋｇｆ／ｃｍ²とを３０ｃｐｍの頻度で繰り返すものであり、かつ、製造例１〜７については１００°Ｃと１３５°Ｃとの二通りの油温下で、製造例８〜１４についても１００°Ｃと１３５°Ｃとの二通りの油温下で、それぞれ試験した。その結果を表１及び表２に示す。表中、「ＯＫ」の表記はホースが破壊しなかったことを、「破壊」の表記はホースが破壊したことを示し、その左側の数値はそれらの結果を得た時点のインパルス回数（単位：万回）を示す。
【００４０】
（各試験例の評価）
中間ゴム層の押出形状が「凹凸」であり、ポリエステルフィラメント撚糸の乾熱収縮率が２．５％で、かつ撚り数（Ｔ／１０ｃｍ）が５であった製造例１３において、棚落ちの有無が「◎」であり、各油温下での４０万回インパルス試験でも破壊せず、最も優れた結果を示した。
【００４１】
ポリエステルフィラメント撚糸の乾熱収縮率が２％以上であり、かつ撚り数が３〜７であった製造例は全て、棚落ちの有無が「○」又は「◎」であり、各油温下での４０万回インパルス試験でも破壊しないと言う良好な結果を示した。
【００４２】
中間ゴム層の押出形状が「凹凸」である製造例８〜１４のグループは、ポリエステルフィラメント撚糸の乾熱収縮率が１．０％である製造例８においてやや耐圧、耐久性が劣った他は、いずれも棚落ちの有無及び各油温下での４０万回インパルス試験で良好な結果を示した。
【００４３】
中間ゴム層の押出形状が「○形」であり、かつ、ポリエステルフィラメント撚糸における「乾熱収縮率２％以上／撚り数３〜７」の二条件の少なくとも一方を満たさない製造例１，２，４のグループは、棚落ちを生じ易く、更に、特に高温（油温１３５°Ｃ）インパルス試験での結果が悪かった。
【００４４】
【表１】

【００４５】
【表２】

【図面の簡単な説明】
【図１】補強糸の乾熱収縮率の相違による引張り−伸び特性の違いを示す図である。
【図２】加硫前のホースの状態を示す断面図である。
【図３】冷媒輸送ホースを各層毎に切り欠いて示す斜視図である。
【符号の説明】
１，７内側ゴム層
２凸部
３補強層
４スペース
８第１の補強糸層
９中間ゴム層
１０第２の補強糸層

Claims

少なくとも内側ゴム層と外側保護層と備えると共に、この両層の間に補強糸を用いた補強層を備える冷媒輸送ホースを製造するに当たり、
前記内側ゴム層を外周に凹凸を有する形状に押出成形し、その外周に、中間ゴム層を挟んで互いに逆方向にスパイラル巻きした、乾熱収縮率が２％以上であるポリエステル補強糸を用いた内外二層の補強糸層からなる補強層を形成した後、最終的に加硫工程に供することを特徴とする冷媒輸送ホースの製造方法。
前記ポリエステル補強糸が、撚り数が３〜７回／１０ｃｍのポリエステル補強糸であることを特徴とする請求項１に記載の冷媒輸送ホースの製造方法。