JP3732638B2 - 複合曲がりホ−スの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂、ゴム及び補強層の組合せにより構成される複合曲がりホ−スの製造方法であって、特に言えば、自動車用冷媒輸送ホ−スの製造方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車用冷媒輸送ホ−スとして耐冷媒透過性、耐透水性、耐熱耐久性等に優れた複合ホ−スが用いられており、その構造は一般には最内層にナイロン等の内面樹脂層を有し、その外側に内管ゴム層、次いで補強層、更に外被ゴム層が順次積層して構成される。
【０００３】
しかるに、近年、自動車の軽量化やエンジンル−ムのコンパクト化等により、配管スペ−スの狭小化、複雑化が進んでいる。このため自動車用冷媒輸送ホ−スについても例外ではなく、狭いスペ−スに自由に配管できかつ周辺機器と接触せず、柔軟性に優れることが要求されているが、従来のストレ−ト状のホ−スでは装着時にこれを曲げて装着することになるが、装着作業が難しくなり、又、装着後もホ−スの曲がり具合が変わったりして要求特性を十分に満足し得ない場合が出てきている。従って、これらの要求に答えるために、曲げた状態で成型加硫を行う提案がされている。しかしながら、ストレ−ト状態の未加硫複合ホ−スを先ず成型しこれを曲げ加硫した場合、必ず曲げ戻り（スプリングバック）が生じるため、最終的な目的の形状の製品を得るためには、かかる曲げ戻り量を考慮した金型を設計しておく必要があった。
【０００４】
更に、曲げ個所が１〜２個所程度の複合曲がりホ−スの場合には前記金型の設計も容易であるが、曲げ個所が３個所以上でしかも３次元的に曲がったホ−スの場合には、金型設計が極めて複雑となり、かつ又、目的の製品形状を得るために何度か金型を作り直さなければならない場合もあり、所定形状を得るまでに時間と工数を要しコストも高くなるという欠点があった。
【０００５】
又、加硫後に曲がったホ−スをフリ−の状態で放置しておく場合には、成型加硫後の形状のバラツキが大きくなるという欠点もあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は内面樹脂層及び外被ゴム層の表面が平滑で構成された複合曲がりホ−スを、低コストでかつ安定した形状にて供給することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は以上の課題を解決するためになされたものであって、その要旨は、ゴム又は樹脂製のマンドレル上に、内側より内面樹脂層、内管未加硫ゴム層、補強層及び外被未加硫ゴム層が順次積層してストレ−ト状態の未加硫複合ホ−スを形成する第１工程と、外被未加硫ゴム層上に軟化点が成型加硫時の温度よりも高い性質をもつ樹脂被覆を施す第２工程と、前記内面樹脂層が弾性変形を示す温度域にて予熱する第３工程と、予め加硫温度付近に加熱した金型に前記予熱された未加硫複合ホ−ス装填する第４工程と、所定の加硫条件にて成型加硫する第５工程と、内面樹脂層が弾性変形を示す温度域において金型から取り外す第６工程と、内面樹脂層が弾性変形を示す温度域において前記樹脂被覆及びマンドレルを取り外す第７工程と、室温まで冷却する間、目的の成型形状の型に装填しておく第８工程と、の各工程からなることを特徴とする複合曲がりホ−スの製造方法にかかるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の複合曲がりホ−スの製造方法の具体的な実施の形態を更に詳しく述べれば、予め準備された材質がゴム又は樹脂であるフレキシブルなマンドレル上に、複合曲がりホ−スの構成部材である内面樹脂層を押し出した後、その上に必要に応じて内面樹脂と内管ゴムの接着のための接着剤を塗布する。その後、内管ゴム（未加硫）を押し出し、更に補強層としてその上に補強糸をスパイラル状もしくはブレ−ド構造にて編み上げる。尚、スパイラル状の補強構造を採用する場合、反対方向に２層以上巻き付けることとし、必要に応じて各層間に中間ゴム層を設けてもかまわない。そして次に外被ゴム（未加硫）を押し出す。以上の工程ををもって形成されたストレ−ト状態の未加硫複合ホ−スの外周面に、軟化点が成型加硫温度よりも高い樹脂を被覆する。
【０００９】
この樹脂被覆されたマンドレル入りのストレ−ト状態の未加硫複合ホ−スを、被覆樹脂及び内面樹脂が弾性変形を示す温度域まで予熱し、これを目的の成型形状に前記樹脂被覆の厚さを考慮した、かつ好ましくは予め加硫温度まで加熱した金型に装填した後、所定の加硫条件によって成型加硫を行う。
【００１０】
このように、マンドレル入りの状態で成型加硫すること及び予熱条件の適正化によって、内面樹脂の表面にシワが入らずに平滑な複合曲がりホ−スを提供することが可能となったもので、また樹脂被覆を施した未加硫複合ホ−スを金型に入れ加硫することによって、外被ゴムの表面が直接金型に接触することがないために、外被ゴムの表面が平滑な複合曲がりホ−スを提供することが可能になったものである。
特に、第３工程の予熱温度が１００〜１４０℃、予熱時間が２０〜６０分であると成型作業性がよく、内面樹脂面が平滑となり、外観形状及びホ−スとしての形状の安定性に優れたものが得られることとなったものである。勿論、用いられたゴム性状やその他の条件によって予熱温度や予熱時間は変動することはあり得ることは言うまでもない。
【００１１】
そして、成型加硫後、前記内面樹脂層が弾性変形を示す温度域において金型から取り外し、最外層に位置する前記被覆樹脂に切れ目を施しこの被覆樹脂を取り去る。次に、やはり前記内面樹脂層が弾性変形を示す温度域においてマンドレルも抜き去るものであって、内面樹脂の表面にシワが入らずに平滑な複合曲がりホ−スを供給することが可能となる。
【００１２】
その後、室温まで冷却する間目的の成型形状の型に装填（第８工程）しておくことによって成型加硫後のホ−スの形状が安定し、形状にバラツキの少ない複合曲がりホ−スを供給することが可能になる。尚、冷却までの間は外被ゴム表面が直接型に接触することとなるが、既に製品は十分に加硫されており、外被ゴム表面に有害な傷や凹みが生じることはない。尚、外被ゴム表面には必要に応じてガス抜き用のプリッキングホ−ルを設けても構わない。
【００１３】
このようにして製造された複合曲がりホ−スは、所定形状を得ることが容易になるとともに、形状のバラツキが少なくなり不良率も低減するために製造コストも安くなる。すなわち、当初の目的を達成できることとなる。
【００１４】
マンドレルは内面樹脂との離型性等を考慮し、ゴム、樹脂等の材質が用いられる。特にリサイクル性を考慮して樹脂マンドレルを用いるとよい。
【００１５】
内面樹脂層は耐冷媒透過、耐熱、耐油、耐疲労性、更には柔軟性も考慮して材質が選定され、好ましくは６−ナイロンを主成分としポリオレフィンを加えたナイロンアロイ材が用いられるが、必要に応じてこれに１２−ナイロンを添加したり、６−ナイロン単体、更には６−、６，６−共重合ナイロンを用いてもよい。又、例えばフッ素樹脂等、ナイロン以外の樹脂を用いてもよいことは言うまでもない。この内面樹脂層の厚さは通常０．０５〜０．５０ｍｍの範囲で用いられ、更に言えば０．１〜０．２ｍｍの厚さで用いられることが多い。
【００１６】
内管ゴム層は耐透水、耐熱性及び柔軟性も考慮して材質が選定され、ＩＩＲが好んで用いられるが、場合によってはＥＰＤＭを用いることもできる。又、内部流体の種類によってはＮＲ、ＮＢＲ、ＳＢＲ、ＣＲ等が選択されることもある。、一例を挙げれば、耐透水性を考慮すればＩＩＲ、ＥＰＤＭが選択され、耐透水性を考慮しなくてもよいのであればＮＢＲ、ＣＲ等が選択可能である。又内管の耐油性を考慮すればＮＢＲ等が選択可能である。また内管ゴム層の厚さは通常０．５〜２．５ｍｍの範囲で用いられ、更に言えば０．８〜１．８ｍｍの厚さで用いられることが多い。
【００１７】
補強層に求められる特性としては、耐熱、耐疲労性及び高強力、高弾性率があり、ＰＥＴ、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレ−ト）、ビニロン、ナイロン、アラミド、全芳香族ポリエステル等の繊維をはじめ、ステンレス等金属繊維が用いられ、これらが単独或いは複合して用いられる。そして、補強層は複数層のスパイラル構造やブレ−ド構造とされ、必要に応じて各層間に中間ゴム層を設けた構造としてもよい。
【００１８】
外被ゴム層は一般には外気に露呈するため、耐熱、耐オゾンクラック性及び柔軟性を考慮して材質が選定され、ＥＰＤＭ、ＣＲ、ＩＩＲ、ＳＢＲ等が採用される。この外被ゴム層の厚さは通常０．５〜２．５ｍｍの範囲で用いられ、更に言えば、０．８〜１．８ｍｍの厚さで用いられることが多い。
【００１９】
外被ゴム層の外側に被覆する樹脂は押出して被覆したものであり、成型加硫時のモ−ルドの機能をするもので、軟化点が加硫温度よりも高い温度であることが必要であり、成型加硫中のホ−スに対し適当な加圧ができることが条件となる。この被覆樹脂の厚さは通常１．０〜５．０ｍｍの範囲で用いられるが、薄いと加圧効果が薄れて発泡等外観不良の原因となり、逆に厚いと成形作業性等が悪くなるため、通常２．０〜３．０ｍｍの厚さで用いられることが多い。尚、外被ゴム層を被覆する樹脂は場合によっては、ナイロン等で織ったシ−ツを巻き付けて被覆したり、樹脂をフィルム状にしたものを巻き付けて被覆したものでもよい。この場合のシ−ツ、フィルムは通常０．５ｍｍ以下の厚さで用いられる。
【００２０】
成型加硫に用いる金型は通常はアルミの彫り込み型他、鋳型、組立型等を用いてもよい。尚、高温下での強度、耐熱性等が十分であれば、樹脂等金属以外の材料を用いてもかまわない。また冷却用に使用する型についても同様である。
【００２１】
【実施例】
以下、実施例をもって本発明を更に詳細に説明する。
図１に成型前のストレ−ト状態の未加硫複合ホ−スの部分切断図を示す。
符号１０はマンドレルであり、複合ホ−ス構成部材である内面樹脂との離型性等を考慮してゴム製マンドレルを用いた。
【００２２】
符号１１は内面樹脂であり、耐冷媒透過、耐熱、耐油、耐疲労性更に柔軟性も考慮して６−ナイロンを主成分としポリオレフィンを加えたナイロンアロイ材を用いた。厚さは０．１５ｍｍとした。
【００２３】
符号１２は内管ゴム層であり、内部流体が冷媒ＨＦＣ−１３４ａ及びＰＡＧであり、吸湿性が高くまたエアコンシステム内への水分の侵入を極端に嫌うため、特に耐透水性を考慮しＩＩＲを用いた。厚さは１．４ｍｍとした。
【００２４】
符号１３、１５はＰＥＴ繊維を用いた補強層であり、中間ゴム層１４をはさんで２層スパイラル構造としたものである。
【００２５】
符号１６は外覆ゴム層であり、耐熱、耐オゾンクラック性及び柔軟性を考慮してＥＰＤＭを用いた。厚さは１．２ｍｍとした。
【００２６】
符号１７は外覆ゴムの外側に被覆した樹脂であり、加硫時のモ−ルドの機能をなす。従って、この被覆する樹脂は軟化点が加硫温度よりも高い温度であることが必要であり、加硫中のホ−スに対し適当な加圧ができることが条件となる。本実施例においては樹脂を押出して被覆している。厚さは２．５ｍｍとした。
【００２７】
以上のように構成された未加硫複合ホ−スを加硫成型するのであるが、その成型加硫時の条件のなかで特に重要な要件は第３工程の予熱温度及び予熱時間であり、第８工程における冷却型使用の有無である。
前者のストレ−ト状で樹脂被覆されたの未加硫複合ホ−スの予熱は、被覆樹脂１７を適度に柔らかくし成型作業性を向上させ、かつ内面樹脂層１１が弾性変形を示す温度域に加熱し内面樹脂層１１にシワが発生しないような条件を選ぶ必要があり、後者は成型加硫後の曲げ戻り（スプリングバック）についての対策のためで最終製品の形状安定性に特に寄与するものである。
【００２８】
以上を考慮し検討・評価した結果を表１に示す。
尚、評価は◎〜×で示し、◎は極めて良好なもの、○は良好なもの、△はやや問題があるもの、×は欠陥があるもの、の４段階にて示した。
【００２９】
【表１】

【００３０】
表１に示す通り、第３工程における予熱条件は予熱温度が１００〜１４０℃、予熱時間が２０〜４０分程度とすることが適正であり、好ましくはこの範囲の中間が更に良いことがわかった。
又、第８工程において冷却型を用いることにより形状安定性が向上することもわかった。
【００３１】
【発明の効果】
以上の通り、本発明の製造方法による複合曲がりホ−スは、曲げ戻り量の検討が不要となり所定の形状を得るのが容易となるとともに、形状のバラツキも少なくなり不良率も低減するために製造コストも安くなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は成型前のストレ−ト状態の未加硫複合ホ−スの部分切断図を示す。
【符号の説明】
１０‥‥マンドレル、
１１‥‥内面樹脂層、
１２‥‥内管ゴム層、
１３、１５‥‥補強層、
１４‥‥中間ゴム層、
１６‥‥外覆ゴム層、
１７‥‥被覆樹脂層。

Claims (2)

1. ゴム又は樹脂製のマンドレル上に、内側より内面樹脂層、内管未加硫ゴム層、補強層及び外被未加硫ゴム層が順次積層してストレ−ト状態の未加硫複合ホ−スを形成する第１工程と、外被未加硫ゴム層上に軟化点が成型加硫時の温度よりも高い性質をもつ樹脂被覆を施す第２工程と、前記内面樹脂層が弾性変形を示す温度域にて予熱する第３工程と、予め加硫温度付近に加熱した金型に前記予熱された未加硫複合ホ−ス装填する第４工程と、所定の加硫条件にて成型加硫する第５工程と、内面樹脂層が弾性変形を示す温度域において金型から取り外す第６工程と、内面樹脂層が弾性変形を示す温度域において前記樹脂被覆及びマンドレルを取り外す第７工程と、室温まで冷却する間、目的の成型形状の型に装填しておく第８工程と、の各工程からなることを特徴とする複合曲がりホ−スの製造方法。
2. 第４工程の金型は予め成型加硫温度に加熱されている請求項第１項記載の複合曲がりホ−スの製造方法。

Images