JP5022728B2 - 液圧ブレーキホース - Google Patents

Description

本発明は、液圧ブレーキホースに関し、特に、内面ゴム層外周にポリエチレンテレフタレート繊維による補強繊維層を有する前記ホースにおいて、高温時の耐ブレーキ液性に優れた性能を有するブレーキホースに関する。

自動車用ブレーキシステムには、マスターシリンダーで発生させたブレーキ液圧をブレーキキャリパーやホイールシリンダーへ伝達するパイプ機構の中で、金属配管では対応できない場所、例えば、構造上極端な屈曲または振動を直接受ける場所に、ゴム材料を主体に構成された柔軟性に富む液圧ブレーキホースが採用されている。

この様な液圧ブレーキホースは、過酷な環境下で使用される関係上、その要求特性は多岐にわたりかつ厳しいものがあるが、特に、振動や屈曲などに対する耐疲労特性、液圧伝達を鋭敏にするための耐膨張性、及びブレーキ液に対する耐食性の3特性を特に重要な要求特性として挙げることができる。

これらの特性は、特に、ブレーキ液が充填される内面ゴム層の外周に形成された第1補強糸層の特質による影響を受け、第2補強糸層はこれを補足する存在となる。内面ゴム層外周の前記第1補強糸層の構成材としては、一般に、ポリビニルアルコール、レーヨンあるいはポリエチレンテレフタレートを材質とした繊維類が使用されているが、ポリビニルアルコールは低膨張性を有しているが耐疲労性が悪く、レーヨンはメーカが限定されるため入手が困難である。

一方、ポリエチレンテレフタレート繊維は、優れた物理特性を有しているため、補強糸層構成材としてブレーキホースに使用した場合、耐疲労特性、耐膨張性に優れた性能が得られることが知られており、一般的に良く用いられる。

しかしながら、より過酷な使用環境下において、従来のポリエチレンテレフタレート繊維では、耐加水分解性（水分存在下での耐劣化性能）、ゴム層内での耐熱性及び耐ブレーキ液性（ブレーキ液浸透による耐劣化性能）における経時的な変化を解消することは困難であった。このために、近年では、ゴム層内での耐熱性、耐加水分解性の改善を目的として、種々検討がなされている。

この様な従来技術について説明すると、例えば、ポリエチレンテレフタレート繊維中に含まれる末端カルボキシル基量を減少させる方法や、溶融紡糸により製造される芯成分がポリエステルで鞘成分がポリアミドである2層コードなどが提案されている（特許文献１参照）が、前者の方法では実用上の耐ブレーキ液性は得られない。

また、後者の方法では、耐加水分解性には優れるものの、技術的に繊維メーカ以外での生産は難しく、小ロット生産に適さないことから適用範囲が限られる。その上、芯鞘構造を有する２層コードを形成する溶融紡糸において、前記２層間で延伸時の同一伸びが必要となるため適用できる原糸ポリマーの選択範囲が狭く、液圧ブレーキホースに要求される耐膨張性・耐疲労特性の特性を得ることができなかった。

更に、耐加水分解性に優れたポリエチレン−２，６−ナフタレート繊維を、前記第1補強糸層に使用したブレーキホースが提案されている（例えば、特許文献２，３参照）。これらのホースはポリエチレン−２，６−ナフタレート繊維のコストが高く、高温時のブレーキ液に対しては優れた耐食性能を保持するが、内圧が付加した状態で繰り返し屈曲が作用した時の耐疲労性および耐膨張性に十分な性能を確保できない場合がある。
特開平11-222775号公報 特開2001-82640号公報 特開2004-225851号公報

従って、本発明の目的は、内面ゴム層外周にポリエチレンテレフタレート繊維による補強繊維層を形成された液圧ブレーキホースにおいて、高温時の耐ブレーキ液性に優れた性能を有する液圧ブレーキホースを提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る液圧ブレーキホースが採用した手段は、ブレーキ液が充填される内面ゴム層の外周に、アルコール可溶性または水溶性ポリアミドを被膜した複数本のポリエチレンテレフタレートフィラメントからなる第１補強糸層が形成され、この第１補強糸層の外周に第２補強糸層及び外面ゴム層が形成されてなる液圧ブレーキホースであって、前記アルコール可溶性または水溶性ポリアミド被膜のポリエチレンテレフタレートフィラメントに対する固形分付着量の割合が０．５〜２０ｗｔ％であることを特徴とするものである。

本発明の請求項２に係る液圧ブレーキホースが採用した手段は、請求項１に記載の液圧ブレーキホースにおいて、前記第１補強糸層と第２補強糸層との間に、中間ゴム層が形成されたことを特徴とするものである。

本発明の請求項３に係る液圧ブレーキホースが採用した手段は、請求項１または２に記載の液圧ブレーキホースにおいて、前記被膜がディップ法により形成されたことを特徴とするものである。

本発明の請求項４に係る液圧ブレーキホースが採用した手段は、ブレーキ液が充填される内面ゴム層の外周に、複数本のポリエチレンテレフタレートフィラメントからなる第１補強糸層が形成され、この第１補強糸層の外周にディップ法によってアルコール可溶性または水溶性ポリアミドを被膜した後、この被膜層の外周に第２補強糸層及び外面ゴム層が形成されてなる液圧ブレーキホースであって、前記アルコール可溶性または水溶性ポリアミド被膜層のポリエチレンテレフタレートフィラメントに対する固形分付着量の割合が０．５〜２０ｗｔ％であることを特徴とするものである。

本発明の請求項５に係る液圧ブレーキホースが採用した手段は、請求項４に記載の液圧ブレーキホースにおいて、前記被膜層と第２補強糸層との間に、中間ゴム層が形成されたことを特徴とするものである。

本発明の請求項１に係る液圧ブレーキホースによれば、ブレーキ液が充填される内面ゴム層の外周に、アルコール可溶性または水溶性ポリアミドを被膜した複数本のポリエチレンテレフタレートフィラメントからなる第１補強糸層が形成され、この第１補強糸層の外周に第２補強糸層及び外面ゴム層が形成されてなる液圧ブレーキホースであって、前記アルコール可溶性または水溶性ポリアミド被膜のポリエチレンテレフタレートフィラメントに対する固形分付着量の割合が０．５〜２０ｗｔ％であるので、高温時の耐ブレーキ液性に優れた性能を有する液圧ブレーキホースの提供が可能となる。

また、本発明の請求項２に係る液圧ブレーキホースによれば、前記第１補強糸層と第２補強糸層との間に中間ゴム層が形成されたものであるから、外部からの応力等に伴う補強糸間の摩耗の防止と、振動や屈曲等に対する耐疲労特性とを更に向上させることが出来る。

更に、本発明の請求項３に係る液圧ブレーキホースによれば、前記被膜がディップ法により形成されたものであるので、ポリエチレンテレフタレートフィラメントを連続的に走行させることによって、前記アルコール可溶性または水溶性ポリアミドの被膜を効率的に行える。

一方、本発明の請求項４に係る液圧ブレーキホースによれば、ブレーキ液が充填される内面ゴム層の外周に、複数本のポリエチレンテレフタレートフィラメントからなる第１補強糸層が形成され、この第１補強糸層の外周にディップ法によってアルコール可溶性または水溶性ポリアミドを被膜した後、この被膜層の外周に第２補強糸層及び外面ゴム層が形成されてなる液圧ブレーキホースである。

そして、この液圧ブレーキホースは、前記アルコール可溶性または水溶性ポリアミド被膜層のポリエチレンテレフタレートフィラメントに対する固形分付着量の割合が０．５〜２０ｗｔ％であるので、前記請求項１と同様、高温時の耐ブレーキ液性に優れた性能を有する液圧ブレーキホースの提供が可能となる。

また、本発明の請求項５に係る液圧ブレーキホースによれば、請求項４に記載の液圧ブレーキホースにおいて、前記被膜層と第２補強糸層との間に中間ゴム層が形成されたものであるから、外部からの応力等に伴う補強糸間の摩耗の防止と、振動や屈曲等に対する耐疲労特性とを更に向上させることが出来る。

以下、本発明の実施の形態１について、以下図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る液圧ブレーキホースの一部切欠斜視図である。本発明の実施の形態１に係る液圧ブレーキホース１は、ブレーキ液が充填される内面ゴム層１０の外周に第１補強糸層１１が形成され、この第１補強糸層１１の外周に第２補強糸層１２及び外面ゴム層１３が形成されている。

そして、前記第１補強糸層１１は、アルコール可溶性または水溶性ポリアミドを被膜した複数本のポリエチレンテレフタレートフィラメントを編組して形成されている。前記第１補強糸層１１に、アルコール可溶性または水溶性のポリアミドを被膜したポリエチレンテレフタレート繊維を用いる理由としては、ポリエチレンテレフタレートの持つ優れた物理特性に加え、ポリアミドの持つ耐加水分解性と柔軟性を付与することで、ブレーキホースに必要とされる、振動や屈曲などに対する耐疲労特性、液圧伝達を鋭敏にするための耐膨張性、およびブレーキ液に対する耐食性の3特性を満足させるためである。

被膜に用いる前記アルコール可溶性ポリアミドは、ナイロン6を原料としてホルムアルデヒドとメタノールを反応させて化学的に変性したＮ-メトキシメチル化ナイロンと呼ばれるものであり、また水溶性ポリアミドは、Ｎ-メトキシメチル化ナイロンにアクリル酸をグラフト重合したものである。この様なアルコール可溶性ポリアミド及び水溶性ポリアミドを被膜材として用いる理由は、ポリアミドの持つ耐アルカリ性、耐加水分解性に加え、ポリアミド骨格に導入されたメトキシメチル基やアクリル酸によりポリエチレンテレフタレートへの親和性を有していると考えられるからである。

そして同時に、前記アルコール可溶性または水溶性ポリアミド被膜の、前記ポリエチレンテレフタレートフィラメントに対する固形分付着量の割合が、０．５〜２０ｗｔ％であるのが好ましい。この固形分付着量の割合が０．５ｗｔ％未満であるとブレーキ液に対する耐性が悪く、２０ｗｔ％を越えると、被膜された前記ポリエチレンテレフタレートフィラメントが硬くなったり編組時の毛羽立ちが大きくなるため、ホース成形に適さないからである。

また、ポリエチレンテレフタレートフィラメントに前記アルコール可溶性または水溶性ポリアミドを被膜する方法としては、前記ポリエチレンテレフタレートフィラメントを、アルコール可溶性ポリアミドまたは水溶性ポリアミド液に連続的に浸漬させてコーティングした後、熱処理するディップ法によるのが好ましい。アルコール可溶性ポリアミドンや水溶性ポリアミドは、そのままディップ処理に供することも出来るが、クエン酸などの有機酸を触媒として用いることで処理速度を早めたり、被膜強度を高めることも可能である。

尚、第１補強糸層１１を形成するポリエチレンテレフタレート繊維の形態としては、複数本のフィラメントから構成されている。そして、前記第１補強糸層１１は、これら複数のフィラメントを無撚糸もしくは加撚糸の糸束として、前記アルコール可溶性または水溶性ポリアミドをディップ法により被膜し、この被膜されたポリエチレンテレフタレートフィラメントを内面ゴム層１０の外周に編組して形成されるのが好ましい。

あるいはまた、前記第１補強糸層１１は、複数本のポリエチレンテレフタレートフィラメントの１本ずつ、前記アルコール可溶性または水溶性ポリアミドをディップ法により被膜し、この被膜されたポリエチレンテレフタレートフィラメントの複数本を無撚糸もしくは加撚糸として束ね、前記内面ゴム層１０の外周に編組して形成されるのが更に好ましい。前記ポリエチレンテレフタレート繊維が、複数本のフィラメント束として被膜された場合は、フィラメント間の隙間に前記被膜が確実に形成される保証がないためである。

前記第2補強糸層１２の構成材としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリビニルアルコール、レーヨン、アラミドおよびポリアミド等を組成とするフィラメントより選択された編組とすることが好ましい。

一方、本発明に係る液圧ブレーキホース１のゴム層としては、前記内面ゴム層１０及び外面ゴム層１３に加え、前記第１補強糸層１１と第２補強糸層１２との間に中間ゴム層（図示せず）を形成することもできる。この様な中間ゴム層は、外部からの応力等に伴う補強糸間の摩耗の防止と、振動や屈曲等に対する耐疲労特性とを更に向上させることが出来るという点で好ましい。

そして、前記内面ゴム層１０、外面ゴム層１３及び中間ゴム層の構成材としては、エチレンプロピレンジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、クロロプレンゴムあるいはクロロスルホン化ポリエチレンゴム等が使用され、これらの中より、各層の要求特性に応じてそれぞれの材質が選択される。

次に、本発明の実施の形態２に係る液圧ブレーキホースについて、図２を参照しながら説明する。図２は本発明の実施の形態２に係る液圧ブレーキホースの一部切欠斜視図である。但し、本発明の実施の形態２が上記実施の形態１と相違するところは、アルコール可溶性または水溶性ポリアミドの被膜の構成に相違があり、これ以外は上記実施の形態１と全く同構成であるから、上記実施の形態１と同一のものに同一符号を付して、その相違する点について説明する。

即ち、上記実施の形態１に係る液圧ブレーキホース１が、アルコール可溶性または水溶性ポリアミドを被膜した複数本のポリエチレンテレフタレートフィラメントからなる第１補強糸層１１が形成されるのに対し、本実施の形態２に係る液圧ブレーキホース２は、内面ゴム層１０の外周に複数本のポリエチレンテレフタレートフィラメントからなる第１補強糸層１１ａが形成され、この第１補強糸層１１ａの外周にディップ法によってアルコール可溶性または水溶性ポリアミドの被膜層１４が形成されている。

そして、この液圧ブレーキホース２も、実施の形態１と同様、前記アルコール可溶性または水溶性ポリアミド被膜層１４のポリエチレンテレフタレートフィラメントに対する固形分付着量の割合が０．５〜２０ｗｔ％であるのが好ましい。

この様な被膜構成は、前記実施の形態１と異なり、複数本のポリエチレンテレフタレートフィラメントからなる第１補強糸層１１ａの外周に、ディップ法によってアルコール可溶性または水溶性ポリアミドの被膜層１４が形成されるので、前記ポリエチレンテレフタレートフィラメントと内面ゴム層１０との接触部までは、前記アルコール可溶性または水溶性ポリアミドが浸入し難いが、前記実施の形態１と同等乃至は多少劣る程度の効果が得られる。

また、前記被膜層１４と第２補強糸層１２との間に、中間ゴム層（図示せず）を形成することも出来る。更に、この様なホース構造は、前記第2補強糸層１２を省略したり、あるいは新たに他の層を追加するなど、様々な形態とすることが可能である。

以上、本発明に係る液圧ブレーキホースによれば、アルコール可溶性または水溶性ポリアミドを、前記第１補強糸層を形成するポリエチレンテレフタレートフィラメントに直接被膜したり、あるいは前記第１補強層の外周にディップ法により被膜して、前記アルコール可溶性または水溶性ポリアミド被膜のポリエチレンテレフタレートフィラメントに対する固形分付着量の割合を０．５〜２０ｗｔ％とするので、高温時の耐ブレーキ液性に優れた性能を有する液圧ブレーキホースの提供が可能となる。

前図２に示した断面を有し、下記の基本構成からなる液圧ブレーキホースを試作して、ホース特性を試験した実施例について以下説明する。
＜基本構成＞
・内面ゴム層：エチレンプロピレンジエンゴム
（内径：３．４ｍｍ、厚さ：０．８ｍｍ）
・第1補強糸層：アルコール可溶性または水溶性ポリアミドを被膜した
ポリエチレンテレフタレートフィラメントの編組体
・中間ゴム層 ：ブチルゴム（厚さ：０．３ｍｍ）
・第2補強糸層：ポリエチレンテレフタレートフィラメントの編組体
・外面ゴム層 ：エチレンプロピレンジエンゴム（厚さ：１．０ｍｍ）

上記構成に基づく実施例および比較例の試作条件とその特性試験結果を、表１にまとめて示す、尚、表１において、耐屈曲疲労性は、温度１００℃の環境下で供試液圧ブレーキホースに０〜１０ＭＰａのインパルス内圧を加えて繰り返し屈曲させたときの、ホース破裂時の屈曲回数を示し、６０万回以上であれば良好である。また、耐ブレーキ液性は、供試液圧ブレーキホースの初期破裂強度に対し、この液圧ブレーキホースにブレーキ液を封入して温度１２０℃で３００時間経過後の破裂強度保持率を示したものであり、７０％以上であれば良好である。

表１によれば、実施例１〜７が耐屈曲疲労性と耐ブレーキ液性の両特性において優れた性能を示しているのに比べ、比較例１及び２は耐ブレーキ液性、比較例３及び４は耐屈曲疲労性において夫々不充分な結果を示している。

これは、比較例1が、本発明に係るポリアミドを被膜されていないポリエチレンテレフタレートフィラメントを用いていること、比較例２は、アルコール可溶性ポリアミドの固形分付着量の割合が少なすぎることによる。比較例３は、前記固形分付着量の割合が多すぎることによって、ポリエチレンテレフタレートフィラメント本来の耐屈曲疲労性が損なわれたことによる。また、比較例４は、耐加水分解性や耐薬品性に優れたポリエチレンナフタレートを用いているが、内圧が付加した状態で繰り返し屈曲が作用した時の耐疲労性に劣ることによる。

以上説明した様に、内面ゴム層の外周に、アルコール可溶性または水溶性ポリアミドを被膜した複数本のポリエチレンテレフタレートフィラメントからなる第１補強糸層が形成され、この第１補強糸層の外周に第２補強糸層及び外面ゴム層が形成されてなる液圧ブレーキホースであって、前記アルコール可溶性または水溶性ポリアミド被膜のポリエチレンテレフタレートフィラメントに対する固形分付着量の割合が０．５〜２０ｗｔ％であるので、高温時の耐ブレーキ液性に優れた性能を有する液圧ブレーキホースの提供が可能となった。

また、前記内面ゴム層の外周に、複数本のポリエチレンテレフタレートフィラメントからなる第１補強糸層が形成され、この第１補強糸層の外周にディップ法によってアルコール可溶性または水溶性ポリアミドを被膜した後、この被膜層の外周に第２補強糸層及び外面ゴム層が形成されてなる液圧ブレーキホースであって、前記アルコール可溶性または水溶性ポリアミド被膜層のポリエチレンテレフタレートフィラメントに対する固形分付着量の割合が０．５〜２０ｗｔ％であるので、上記と同様な効果を有する液圧ブレーキホースの提供が可能となった。

本発明の実施の形態１に係る液圧ブレーキホースの一部切欠斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る液圧ブレーキホースの一部切欠斜視図である。

符号の説明

１，２：液圧ブレーキホース，
１０：内面ゴム層， １１，１１ａ：第１補強糸層， １２：第２補強糸層，
１３：外面ゴム層， １４：アルコール可溶性または水溶性ポリアミドの被膜層

Claims (5)

1. ブレーキ液が充填される内面ゴム層の外周に、アルコール可溶性ポリアミドのみ、または水溶性ポリアミドのみを被膜した複数本のポリエチレンテレフタレートフィラメントからなる第１補強糸層が形成され、この第１補強糸層の外周に第２補強糸層及び外面ゴム層が形成されてなり、前記アルコール可溶性ポリアミドまたは前記水溶性ポリアミド被膜のポリエチレンテレフタレートフィラメントに対する固形分付着量の割合が０．５〜２０ｗｔ％であることを特徴とする液圧ブレーキホース。
2. 前記第１補強糸層と第２補強糸層との間に、中間ゴム層が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液圧ブレーキホース。
3. 前記被膜がディップ法により形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の液圧ブレーキホース。
4. ブレーキ液が充填される内面ゴム層の外周に、複数本のポリエチレンテレフタレートフィラメントからなる第１補強糸層が形成され、この第１補強糸層の外周にディップ法によってアルコール可溶性ポリアミドのみ、または水溶性ポリアミドのみを被膜した後、この被膜層の外周に第２補強糸層及び外面ゴム層が形成されてなり、前記アルコール可溶性ポリアミドまたは前記水溶性ポリアミド被膜層のポリエチレンテレフタレートフィラメントに対する固形分付着量の割合が０．５〜２０ｗｔ％であることを特徴とする液圧ブレーキホース。
5. 前記被膜層と第２補強糸層との間に、中間ゴム層が形成されたことを特徴とする請求項４に記載の液圧ブレーキホース。

Images