JP5141444B2 - ホース - Google Patents

Description

本発明は、ホースに関し、詳細には、振動を受ける場所に用いられるホースに関する。本発明の適用対象はさまざまであり、例えば、自動車用、産業用等のホースに本発明は適用可能である。自動車における適用箇所としては、例えば、エンジンの冷却系統の配管や、吸気系統の配管、燃料供給系統の配管などが挙げられる。

ホースとして、例えば、自動車のエンジンの冷却系統の配管や、吸気系統の配管、燃料供給系統の配管などに用いられるものがある。この種のホースは、エンジンなどからの振動を受ける場所に配置されるため、ホースが膜振動して放射音が発生する可能性がある。この場合、ホースの肉厚が薄くなるほど、膜振動が発生しやすくなり、また、膜振動に起因して発生する放射音が大きくなる。

従来では、ホースの肉厚を全体的に厚くしたり、ホースに蛇腹を設けたりすることで、ホースの剛性を高めて、そのような膜振動や放射音を低減することが行われている。しかし、肉厚を厚くする対策では、その肉厚を厚くするほどコストが高くなることが懸念される。また、蛇腹を設ける対策では、その蛇腹の高さ（径方向の突出量）が高くなるほど、製造時にホースから内型（マンドレルや中子など）を引き抜いて取り外す作業が困難になる。このため、不良品の割合が高くなり、生産性が悪化することが懸念される。

また、従来では、ゴムホースの差し込み荷重を軽減するとともに、接続部分のシール性を維持するために、ゴムホースの両端部の内周面に窪み形状部（ディンプル）を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に示される技術を利用して、ディンプルをホース内面のほぼ全体にわたって形成すれば、上述の蛇腹を設ける対策における問題を改善することは可能である。しかし、この構成、つまり、ホース内面のみに単にディンプルを形成した構成では、ホース外周部でディンプルに対応する部分が平坦になるので、ディンプルが形成された部分（ディンプル形成部）は、その周囲の部分に比べ肉厚が薄くなる。このため、ホースのディンプル形成部では、その周囲の部分に比べ剛性が低くなる。したがって、ホースのディンプル形成部において、膜振動が発生しやすくなり、放射音が大きくなるという問題が考えられる。
特開２００３−４２３５２号公報

本発明は、上述のような問題点を鑑みてなされたものであって、生産性の改善を図ることが可能であり、しかも、膜振動や放射音を低減することが可能なホースを提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、振動を受ける場所に用いられるホースであって、ホース内面に複数のディンプルが軸方向および周方向に離散的に形成されているとともに、ホース外周部で各ディンプル形成部に相当する部分にそれぞれ径方向の外側へ膨出する膨出部が形成されており、上記ディンプル形成部の肉厚が、それ以外の部分の肉厚に相当する厚さに形成され、上記ホース壁体の内部に補強用の線材が螺旋状に配置されており、上記ディンプル形成部は、径方向から見て上記線材間に配置されていることを特徴としている。

上記構成によれば、ディンプル形成部の肉厚がそれ以外の部分（その周囲の部分）の肉厚に相当する厚さに形成されるため、ホース外周部でディンプルに対応する部分が平坦な従来の構成に比べて、ホースのディンプル形成部の剛性を高めることができる。これにより、ディンプル形成部で発生する膜振動を低減することができ、その結果、膜振動にともなって発生する騒音（放射音）を低減することができる。

また、ディンプルの径方向の深さが、蛇腹を設ける従来の構成に比べて小さく抑えられるため、製造時にホースから内型（マンドレルや中子など）を引き抜いて取り外す作業が容易に行えるようになる。これにより、ホースの不良品の割合を低く抑えることができ、ホースの生産性の改善を図ることができる。

この構成では、ディンプル形成部が径方向から見て補強用の線材とは重なり合わない位置に設けられるので、ディンプル形成部には線材による緊迫力が作用しにくくなっている。これにより、内型によるディンプル形成部の成形を容易に行うことが可能となり、ホースの生産性の向上を図ることができる。しかも、長期間にわたりディンプル形成部の形状を維持することが可能となり、耐久性に優れたホースを提供できる。

本発明のホースによれば、ホース外周部でディンプルに対応する部分が平坦な従来の構成に比べて、ホースのディンプル形成部の剛性を高めることができる。これにより、ディンプル形成部で発生する膜振動を低減することができ、その結果、膜振動にともなって発生する放射音を低減することができる。

また、ディンプルの径方向の深さが、蛇腹を設ける従来の構成に比べて小さく抑えられるため、製造時にホースから内型を取り外す作業が容易に行えるようになる。これにより、ホースの不良品の割合を低く抑えることができ、ホースの生産性の改善を図ることができる。

本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。

−第１実施形態−
第１実施形態では、ホース壁体の内部に補強用の線材が配置されていない形態のホースについて説明する。

図１は、第１実施形態に係るホースを示す斜視図、図２は、図１のホースを軸方向に直交する方向から見た断面図、図３は、図１のホースを軸方向から見た断面図である。

図１〜図３に示すホース１０は、振動を受ける場所に用いられるホースであって、例えば、自動車のエンジンの冷却装置のラジエータホースとして用いられるものである。このホース１０は、ゴム材により管状に構成されている。ホース１０を構成するゴム材としては、例えば、ＮＲ、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ＨＮＢＲ、ＣＲ、ＥＣＯ、ＦＫＭ、シリコンゴム、ウレタンゴム等の単独材もしくはブレンド材を用いることができる。

ホース１０は、軸方向および周方向に離散的に設けられた多数のディンプル形成部１１を備えている。この実施形態では、ディンプル形成部１１は、軸方向および周方向にほぼ一定の間隔で繰り返し設けられており、ホース１０のほぼ全体にわたって斑点状に設けられている。なお、図１では、ホース１０の両端部のディンプル形成部１１だけを示し、その中間に設けられるディンプル形成部１１の図示を省略している。

ディンプル形成部１１は、それ以外の部分（その周囲の部分）１２に比べ、径方向の外側へ膨出する部分となっている。この実施形態では、ディンプル形成部１１の断面形状は、図２、図３に示すように、径方向の外側へ膨らむほぼ円弧状に形成されている。具体的には、ディンプル形成部１１は、ホース１０の内周面に形成される凹形状のディンプル１１ａと、ホース１０の外周面に形成される凸形状の膨出部１１ｂとによって構成されている。ディンプル１１ａと膨出部１１ｂとは、径方向の内外で互いに対向する位置に設けられている。なお、上記周囲の部分１２の内面および外面は、ほぼ平坦（平滑）に延びている。

ディンプル形成部１１は、ほぼ一定の肉厚ｔ１に形成されている。そして、ディンプル形成部１１の肉厚ｔ１は、その周囲の部分１２の肉厚ｔ２に相当する厚さに形成されている。この実施形態では、ディンプル形成部１１の肉厚ｔ１と周囲の部分１２の肉厚ｔ２とがほぼ同じとなっている。また、ディンプル形成部１１のディンプル１１ａの径方向の深さｄ１、つまり、周囲の部分１２の内面に対してディンプル１１ａの窪む深さは、ディンプル１１ａの軸方向の幅ｗ１（または周方向の幅）に比べ小さく設定されている。

ここで、上記構成のディンプル形成部１１を備えたホース１０の製造手順について説明する。ホース１０のディンプル形成部１１は、例えば、金型を用いた射出成形による方法や、マンドレルを用いた方法によって成形することが可能である。ここでは、射出成形による方法について説明する。

この場合、ディンプル形成部１１を成形するために、金型の外型となる上型と下型、および、金型の内型となる中子に、ディンプル形成部１１に対応する凹部および凸部を予め形成しておく。具体的には、膨出部１１ｂの凸形状に対応する形状の凹部を上型および下型に形成するとともに、ディンプル１１ａの凹形状に対応する形状の凸部を中子に形成しておくようにする。

射出成形を行う際、例えば中子を下型の所定の位置にセットし、上型を下型に対し型締めする。そして、外型と中子との間に形成されるキャビティ内にゴム材を注入する。その状態で、加硫炉等を用いて加硫処理を行うことによって、ディンプル形成部１１が成形される。つまり、外型に形成された凹部と中子に形成された凸部とに倣った形状のディンプル形成部１１が成形される。その後、型開きを行い、中子を引き抜くことによってホース１０が製造される。

この実施形態によれば、ホース１０に上述のようなディンプル形成部１１が備えられるので、次のような効果が得られる。

すなわち、ディンプル形成部１１の肉厚ｔ１が、その周囲の部分１２の肉厚ｔ２とほぼ同じであるため、ホース外周部でディンプルに対応する部分が平坦な従来の構成に比べて、ホース１０のディンプル形成部１１の剛性を高めることができる。これにより、ディンプル形成部１１で発生する膜振動を低減することができ、その結果、膜振動にともなって発生する騒音（放射音）を低減することができる。

また、ディンプル形成部１１の径方向の深さｄ１が、蛇腹を設ける従来の構成に比べて小さく抑えられるため、製造時にホース１０から内型（中子やマンドレルなど）を引き抜いて取り外す作業が容易に行えるようになる。これにより、ホース１０の不良品の割合を低く抑えることができ、ホース１０の生産性の改善を図ることができる。

−第２実施形態−
第２実施形態では、ホース壁体の内部に補強用の線材が配置されている形態のホースについて説明する。この第２実施形態では、主として上記第１実施形態と異なる点について説明する。

図４は、第２実施形態に係るホースを示す斜視図、図５は、図２のホースを軸方向に直交する方向から見た断面図、図６は、図３のホースを軸方向から見た断面図である。

図４〜図６に示すホース２０は、内層２１と外層２２とを備えた２層構造に構成されている。ホース２０の内層２１および外層２２は、上記第１実施形態と同様のゴム材により構成される。なお、内層２１および外層２２のゴム材料として、同じ材料を用いてもよいし、異なる材料を用いてもよい。

内層２１と外層２２との間には、補強用の線材２３が挟み込まれている。線材２３は、内層２１の外周面に螺旋状に捲回されている。この実施形態では、図４に示すように、複数の線材２３が互いに逆向き（時計回りおよび反時計回り）に所定のピッチで螺旋状に巻き付けられている。線材２３は、ホース２０に強度等を付与するもので、例えば、金属ワイヤ、有機繊維等により構成される。

この実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、ホース２０に多数のディンプル形成部２４が設けられている。ディンプル形成部２４は、軸方向および周方向にほぼ一定の間隔で繰り返し設けられており、ホース２０のほぼ全体にわたって斑点状に設けられている。この実施形態では、ディンプル形成部２４は、内層２１と外層２２とにわたって形成されている。なお、図４では、ホース２０の両端部のディンプル形成部２４だけを示し、その中間に設けられるディンプル形成部２４の図示を省略している。

ディンプル形成部２４は、その周囲の部分２５に比べ、径方向の外側へ膨出する部分となっている。ディンプル形成部２４の断面形状は、図５、図６に示すように、径方向の外側へ膨らむほぼ円弧状に形成されている。具体的には、ディンプル形成部２４は、ホース２０の内周面（内層２１の内周面）に形成される凹形状のディンプル２４ａと、ホース２０の外周面（外層２２の外周面）に形成される凸形状の膨出部２４ｂとによって構成されている。ディンプル２４ａと膨出部２４ｂは、径方向の内外で互いに対向する位置に設けられている。

ディンプル形成部２４は、ほぼ一定の肉厚ｔ３に形成されている。そして、ディンプル形成部２４の肉厚ｔ３は、その周囲の部分２５の肉厚ｔ４に相当する厚さに形成されている。この実施形態では、ディンプル形成部２４の肉厚ｔ３と周囲の部分２５の肉厚ｔ４とがほぼ同じとなっている。また、ディンプル形成部２４のディンプル２４ａの径方向の深さｄ２、つまり、周囲の部分２５の内面に対してディンプル２４ａの窪む深さは、ディンプル２４ａの軸方向の幅ｗ２（または周方向の幅）に比べ小さく設定されている。

このように、ディンプル形成部２４の構成は、上記第１実施形態のディンプル形成部１１と同様となっているが、この実施形態では、ディンプル形成部２４と補強用の線材２３との位置関係が次のように設定されている。ディンプル形成部２４は、径方向から見て隣り合う線材２３間の領域に配置されている。言い換えれば、ディンプル形成部２４は、径方向から見て線材２３とは重なり合わないように配置されている。詳細には、ホース２０には、径方向から見ると、互いに逆向きに巻かれた線材２３が交差することによってほぼ菱形の領域が形成されているが、ディンプル形成部２４が菱形の領域内に収まるように形成されている。

ここで、上記構成のディンプル形成部２４を備えたホース２０の製造手順について説明する。ホース２０のディンプル形成部２４は、例えば、金型を用いた射出成形による方法や、マンドレルを用いた方法によって成形することが可能である。ここでは、マンドレルを用いた方法について説明する。

まず、押し出し成形によりゴム材から管状の内層２１を形成する。次に、内層２１の外周面に補強用の線材２３を螺旋状に巻き付ける。次に、線材２３が巻き付けられた内層２１の外周にゴム材からなる外層２２を形成する。この際、例えば、押し出し成形により管状に形成された外層２２内に内層２１を圧入する。次に、そのようにして形成された連続管を所定の長さのゴム管に切断する。

そして、切断後のゴム管をマンドレルに嵌め込み、成形型にセットして加硫処理を行う。この場合、ディンプル形成部２４を成形するために、内型となるマンドレル、および、外型となる成形型の上型と下型に、ディンプル形成部２４に対応する凸部および凹部を予め形成しておく。具体的には、ディンプル２４ａの凹形状に対応する凸部をマンドレルに形成しておくとともに、膨出部２４ｂの凸形状に対応する凹部を成形型の上型と下型に形成しておくようにする。

加硫処理の際、例えばゴム管が外嵌されたマンドレルを成形型の下型の所定の位置にセットし、成形型の上型を下型に対し型締めする。この状態で、加硫炉等を用いて加硫処理を行うことによって、ディンプル形成部２４が成形される。つまり、マンドレルに形成された凸部と成形型に形成された凹部とに倣った形状のディンプル形成部２４が成形される。その後、成形型の型開きを行い、マンドレルを引き抜くことによってホース２０が製造される。

この実施形態によれば、ホース２０に上述のようなディンプル形成部２４が備えられるので、上記第１実施形態と同様の効果に加え、次のような効果が得られる。

すなわち、ディンプル形成部２４を線材２３と重なり合う位置に設けたとすると、線材２３の緊迫力が内径側に向けて作用するため、内型（マンドレルや中子など）によるディンプル形成部２４の成形が難しくなるという問題がある。つまり、内型によるディンプル形成部２４の成形が線材２３の緊迫力によって妨げられる可能性がある。また、外径側へ膨出するディンプル形成部２４の形状を維持することが困難になるという問題がある。つまり、線材２３と内型の凸部とが干渉して、所望の形状のディンプルおよび膨出部を形成することが難しくなる。

この実施形態では、ディンプル形成部２４が径方向から見て線材２３とは重なり合わない位置に設けられるので、ディンプル形成部２４に対し、線材２３の緊迫力が作用しにくい構成となっている。これにより、内型によるディンプル形成部２４の成形を容易に行うことが可能となり、ホース２０の生産性の向上を図ることができる。しかも、長期間にわたりディンプル形成部２４の形状を維持することが可能となり、耐久性に優れたホース２０を提供できる。

−他の実施形態−
以上、本発明の実施形態について説明したが、ここに示した実施形態は一例であり、さまざまに変形することが可能である。

ディンプル形成部は、ほぼ一定の肉厚に形成されていればよく、その断面形状は特に限定されない。ディンプル形成部の断面形状を、例えば径方向外側に凸で２次曲線状に湾曲するような形状とすることが可能である。

ホースを、３層以上の構造としてもよい。また、補強用の線材を同じ向きにのみ巻き付ける構成としてもよい。

上記実施形態では、ホースのほぼ全体にわたってディンプル形成部を設ける構成としたが、他の配管等の接続部分となるホースの両端部においては、ディンプル形成部を省略することは可能である。

ホースの材料は、ゴム以外であってもよい。ホースの材料として、例えば樹脂を用いることが可能である。なお、樹脂製のホースの場合には、加硫処理は不要となる。

本発明の適用対象として挙げた自動車のエンジンの冷却装置のラジエータホースは一例であって、本発明は、振動を受ける場所に用いられるホースであれば、さまざまなものに適用可能である。自動車においては、例えば、エンジンの冷却系統の配管や、吸気系統の配管、燃料供給系統の配管などに本発明は適用可能である。また、自動車用に限らず、産業用の種々のホースにも本発明は適用可能である。

第１実施形態に係るホースを示す斜視図である。 図１のホースを軸方向に直交する方向から見た断面図である。 図１のホースを軸方向から見た断面図である。 第２実施形態に係るホースを示す斜視図である。 図４のホースを軸方向に直交する方向から見た断面図である。 図４のホースを軸方向から見た断面図である。

符号の説明

１０ ホース
１１ ディンプル形成部
１１ａ ディンプル
１１ｂ 膨出部
１２ 周囲の部分
ｔ１ ディンプル形成部の肉厚
ｔ２ 周囲の部分の肉厚

Claims (1)

1. 振動を受ける場所に用いられるホースであって、
   ホース内面に複数のディンプルが軸方向および周方向に離散的に形成されているとともに、ホース外周部で各ディンプル形成部に相当する部分にそれぞれ径方向の外側へ膨出する膨出部が形成されており、上記ディンプル形成部の肉厚が、それ以外の部分の肉厚に相当する厚さに形成され、
   上記ホース壁体の内部に補強用の線材が螺旋状に配置されており、
   上記ディンプル形成部は、径方向から見て上記線材間に配置されていることを特徴とするホース。

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