JP5542424B2 - Composite hose - Google Patents
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Description
本発明は、ホースの材料としてゴムと熱可塑性樹脂との両方を使用した複合ホースに係るものである。 The present invention relates to a composite hose that uses both rubber and a thermoplastic resin as a material for the hose.
従来、ゴムと熱可塑性樹脂との両方を使用した複合ホースとしては、例えば、特許文献1のように、内層ゴム管と、この内層ゴム管の外周面に補強糸を巻回した補強層と、その補強層の外周面に配置した中間ゴム層と、更にこの中間ゴム層の外周面に熱可塑性樹脂からなる外層を備えた複合ホースが知られている。また、このような複合ホースにおいては、加硫済み中間ゴム層の外周面に熱可塑性樹脂の外層を被覆する際に、揮発性有機溶剤を含む接着剤を使用している。 Conventionally, as a composite hose using both rubber and thermoplastic resin, for example, as in Patent Document 1, an inner layer rubber tube, and a reinforcing layer in which a reinforcing thread is wound around the outer peripheral surface of the inner layer rubber tube, A composite hose having an intermediate rubber layer disposed on the outer peripheral surface of the reinforcing layer and an outer layer made of a thermoplastic resin on the outer peripheral surface of the intermediate rubber layer is known. In such a composite hose, an adhesive containing a volatile organic solvent is used when the outer peripheral surface of the vulcanized intermediate rubber layer is coated with the outer layer of the thermoplastic resin.
しかしながら、環境問題を考慮すると、揮発性有機溶剤を含む接着剤を使用しない複合ホースが望ましいが、中間ゴム層と外層とを接着しないと、中間ゴム層と外層との結合力が低下し、複合ホースを捻った際に、中間ゴム層に対して外層がずれると共に、複合ホースを曲げた際に、外層が中間ゴム層から浮いて外層に皺が発生する。 However, considering environmental issues, a composite hose that does not use an adhesive containing a volatile organic solvent is desirable. However, if the intermediate rubber layer and the outer layer are not bonded, the bonding force between the intermediate rubber layer and the outer layer is reduced, resulting in a composite When the hose is twisted, the outer layer shifts with respect to the intermediate rubber layer, and when the composite hose is bent, the outer layer floats from the intermediate rubber layer and wrinkles are generated in the outer layer.
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、接着剤を使用しないで中間ゴム層と外層との結合力を向上できる複合ホースを得ることが目的である。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to obtain a composite hose that can improve the bonding force between the intermediate rubber layer and the outer layer without using an adhesive.
請求項1に記載の発明の複合ホースは、ホース内周部に配置される内層ゴム管と、この内層ゴム管の外周面に補強糸を配設した一層以上の補強層と、この補強層の外周面に配置され、外周面に複数の凹凸部が形成された中間ゴム層と、この中間ゴム層の外周面に配置され内周面に前記中間ゴム層の複数の凹凸部に噛合った複数の凹凸部が形成された熱可塑性樹脂からなる外層と、を備え、前記中間ゴム層の複数の凹凸部における頂部と底部との距離は、前記中間ゴム層の厚さの10%以上50%以下である。 The composite hose according to the first aspect of the present invention includes an inner layer rubber tube disposed on the inner peripheral portion of the hose, one or more reinforcing layers in which reinforcing yarns are disposed on the outer peripheral surface of the inner layer rubber tube, An intermediate rubber layer disposed on the outer peripheral surface and having a plurality of concave and convex portions formed on the outer peripheral surface, and a plurality of intermediate rubber layers disposed on the outer peripheral surface of the intermediate rubber layer and meshed with the plurality of concave and convex portions of the intermediate rubber layer on the inner peripheral surface An outer layer made of a thermoplastic resin on which the concavo-convex portion is formed, and the distance between the top and bottom of the plurality of concavo-convex portions of the intermediate rubber layer is 10% or more and 50% or less of the thickness of the intermediate rubber layer It is.
中間ゴム層の外周面に複数の凹凸部が形成されており、中間ゴム層の外周面に配置された熱可塑性樹脂からなる外層の内周面には、中間ゴム層に複数の凹凸部に噛合った凹凸部が形成されている。このため、中間ゴム層と熱可塑性樹脂からなる外層とを接着することなしに、中間ゴム層と外層とをそれぞれの凹凸部の噛合いで結合できる。この結果、接着剤を使用しないで中間ゴム層と外層との結合力を向上できるので、複合ホースを捻った際に、中間ゴム層に対する外層のずれを防止できると共に、複合ホースを曲げた際に、外層が中間ゴム層から浮いて外層に皺が発生するのを防止できる。なお、中間ゴム層の複数の凹凸部における頂部と底部との距離が、中間ゴム層の厚さの10%未満だと、中間ゴム層と外層とのそれぞれの凹凸部の噛合いが浅すぎ、50%を超えると、中間ゴム層の凹部の肉厚が薄くなり、ゴム切れ等の製造不具合が発生し易い。 A plurality of uneven portions are formed on the outer peripheral surface of the intermediate rubber layer, and the inner peripheral surface of the outer layer made of a thermoplastic resin disposed on the outer peripheral surface of the intermediate rubber layer meshes with the plurality of uneven portions on the intermediate rubber layer. An uneven portion is formed. For this reason, the intermediate rubber layer and the outer layer can be joined by engagement of the respective concavo-convex portions without adhering the intermediate rubber layer and the outer layer made of the thermoplastic resin. As a result, the bonding force between the intermediate rubber layer and the outer layer can be improved without using an adhesive, so that when the composite hose is twisted, the outer layer can be prevented from shifting with respect to the intermediate rubber layer, and when the composite hose is bent. It is possible to prevent the outer layer from floating from the intermediate rubber layer and generating wrinkles in the outer layer. In addition, if the distance between the top and bottom of the plurality of uneven portions of the intermediate rubber layer is less than 10% of the thickness of the intermediate rubber layer, the engagement of the uneven portions of the intermediate rubber layer and the outer layer is too shallow, If it exceeds 50%, the thickness of the concave portion of the intermediate rubber layer becomes thin, and production defects such as rubber breakage are likely to occur.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の複合ホースにおいて、前記中間ゴム層の複数の凹凸部における底部の幅は、ホース周方向に沿った前記中間ゴム層の凹凸部の1ピッチの25%以上75%以下である。
The invention according to
中間ゴム層に形成した複数の凹凸部における底部の幅が、ホース周方向に沿った中間ゴム層の凹凸部の1ピッチの25%未満だと、凸部の剛性が低くなりすぎて、中間ゴム層と熱可塑性樹脂からなる外層との結合部が破損し易い。また、中間ゴム層に形成した複数の凹凸部における底部の幅が、ホース周方向に沿った中間ゴム層の凹凸部の1ピッチの75%を超えると、外層側の凸部の剛性が低くなりすぎて、中間ゴム層と熱可塑性樹脂からなる外層との結合部が破損し易い。If the width of the bottom of the plurality of uneven portions formed on the intermediate rubber layer is less than 25% of one pitch of the uneven portions of the intermediate rubber layer along the circumferential direction of the hose, the rigidity of the convex portions becomes too low, and the intermediate rubber The joint between the layer and the outer layer made of thermoplastic resin is likely to break. Also, if the width of the bottom of the plurality of uneven portions formed on the intermediate rubber layer exceeds 75% of one pitch of the uneven portions of the intermediate rubber layer along the circumferential direction of the hose, the rigidity of the convex portions on the outer layer side decreases. Therefore, the joint portion between the intermediate rubber layer and the outer layer made of the thermoplastic resin is easily damaged.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の複合ホースにおいて、前記中間ゴム層の複数の凹凸部は、ホース周方向に所定のピッチでホース長手方向に沿って直線状に形成されている。
The invention according to claim 3 is the composite hose according to
中間ゴム層における複数の凹凸部が、ホース周方向に所定のピッチで、ホース長手方向に沿って直線状に延びているので、中間ゴム層の外周面に凹凸部を容易に形成することができ、複合ホースの生産性が向上する。Since the plurality of uneven portions in the intermediate rubber layer extend linearly along the hose longitudinal direction at a predetermined pitch in the hose circumferential direction, the uneven portions can be easily formed on the outer peripheral surface of the intermediate rubber layer. The productivity of the composite hose is improved.
以上説明したように請求項1に記載の本発明の複合ホースは、接着剤を使用しないで中間ゴム層と外層との結合力を向上できる。また、中間ゴム層と外層との結合部が剥がれ難く、中間ゴム層と熱可塑性樹脂との間に隙間ができ難い。 As described above, the composite hose according to the first aspect of the present invention can improve the bonding force between the intermediate rubber layer and the outer layer without using an adhesive. Further, the joint between the intermediate rubber layer and the outer layer is difficult to peel off, and it is difficult to form a gap between the intermediate rubber layer and the thermoplastic resin.
請求項2に記載の本発明の複合ホースは、中間ゴム層と外層との結合部が破損し難い。 In the composite hose according to the second aspect of the present invention, the joint portion between the intermediate rubber layer and the outer layer is hardly damaged.
請求項3に記載の本発明の複合ホースは、生産性を向上できる。 The composite hose according to the third aspect of the present invention can improve productivity.
以下、本発明の第1実施形態を図1及び図2に基づいて説明する。 A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
なお、図1は本発明の第1実施形態に係る複合ホースを示す一部を断面とした斜視図であり、図2は、図1の2−2断面線に沿った断面図である。 1 is a perspective view, partly in section, showing the composite hose according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line 2-2 in FIG.
図1及び図2に示すように、本実施形態の複合ホース10は、複合ホース10の内周部に配置される内層ゴム管12と、この内層ゴム管の外周面に補強糸を配設した2層の補強層14、16と、外周側の補強層16の外周面に配置された中間ゴム層18と、中間ゴム層18の外周面に形成された熱可塑性樹脂からなる外層20と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、内層ゴム管12はその用途に耐えられるゴムを用いる。耐水性用途であれば、エチレン−プロピレンゴム(EPDM)、SBR等、耐油性用途であれば、NBR、CR等を使用する。本実施形態では、EPDMを用いた。
The
また、補強層14、16に用いられる補強糸は、ビニロン、ポリエステル、ポリアミド、アラミド等合成繊維を用いる。使用温度、用途により軟鋼線等金属線を用いてもよい。なお、本実施形態では、複合ホース10の使用温度で100℃未満の温水時はビニロンを、100℃を越えるときは芳香族ポリアミド繊維、軟鋼線を用いることが好ましい。特に、ビニロンは安価で全使用温度に使用したいが高温水では加水分解の恐れがあるため使用温度を100℃未満とするものである。
The reinforcing yarns used for the reinforcing
また、補強層16上に形成される中間ゴム層18は、主として内層ゴム層との接合を確保するために用いるもので、内層ゴムと同種もしくは接合可能なゴムが望ましい。なお、本実施形態では、ニトリルゴム(NBR)を主成分とする。また、中間ゴム層18の外周面には、凹部24と凸部26とからなる複数の凹凸部28が形成されており、複数の凹凸部28は、複合ホース10の周方向に所定のピッチで、複合ホース10のホース長手方向(図1の左右方向)に沿って直線状に連続して形成されている。
In addition, the
また、外層20の内周面には、中間ゴム層18の複数の凹部24に入り込んだ複数の凸部38と、中間ゴム層18の複数の凸部26が入り込んだ複数の凹部40からなる凹凸部36が、複合ホース10の周方向に所定のピッチで、複合ホース10のホース長手方向(図1の左右方向)に沿って直線状に連続して形成されている。このため、中間ゴム層18と外層20とは接着することなしに、中間ゴム層18と外層20とをそれぞれの凹凸部28、36の噛合いで互いに結合されている。
Further, on the inner peripheral surface of the
なお、外層20の樹脂層は、熱融着加工を容易とするため熱可塑性樹脂とし100℃未満の温水時はオレフィン系TPE、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリウレタン樹脂、スチレン系樹脂等が主として使用され、100℃を越えるときはオレフィン系TPE、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂等が使用可能である。
The resin layer of the
また、これら樹脂の硬度は複合ホース10としての柔軟性を確保するため50〜70°が望ましい。又、外層20を樹脂層とすることで複合ホース10のカラー化が容易となる。
The hardness of these resins is preferably 50 to 70 ° in order to ensure flexibility as the
なお、本実施形態では、図1に示すように、複合ホース10における、内径D1が13.0mm、外径D2が19.8mm、中間ゴム層18の外径D3が17.9mmとなっている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the inner diameter D1 of the
また、図2に示すように、中間ゴム層18の厚さT1が0.8mm、凹凸部28における頂部と底部との距離(凸部26の高さ)T2が0.2mmとなっており、凸部26の底部(根元部)の幅(周方向の長さ)W1が0.8mm、凸部26の頂部(上辺)の幅W2(周方向の長さ)が0.6mm、凹凸部28のホース周方向に沿った1ピッチP1が1、3mmとなっている。
Further, as shown in FIG. 2, the thickness T1 of the
なお、本発明の複合ホース10の各寸法D1、D2、D3、T1、T2、W1、W2、P1は、上記値に限定はされない。
The dimensions D1, D2, D3, T1, T2, W1, W2, and P1 of the
次に、本実施形態の複合ホース10の製造方法を説明する。
Next, the manufacturing method of the
第1工程としては、ゴム又は樹脂マンドルの上に内層ゴム管12を規定厚さ押し出す。
As the first step, the inner
次に、第2工程としては、内層ゴム管12の外周面に、合成繊維糸からなる補強糸を巻回し補強層14、16とする。なお、巻回しする構造はスパイラル状とし、第1の補強層14と第2の補強層16とを、相反する方向に巻き付ける。
Next, as a second step, a reinforcing yarn made of synthetic fiber yarn is wound around the outer peripheral surface of the
次に、第3工程としては、外周側となる第2の補強層16の外周面に中間ゴム層18を規定厚さ押し出す。その際、中間ゴム層18の外周面に、複合ホース10のホース長手方向(図1の左右方向)に沿って凹部24と凸部26とからなる複数の凹凸部28を形成する。
Next, as a third step, the
次に、第4工程としては、規定の温度で一定時間加硫し加硫後マンドルを抜き出してゴムホースを形成させる。 Next, as a fourth step, the rubber hose is formed by vulcanizing at a specified temperature for a certain period of time and extracting the mandle after vulcanization.
次に、第5工程としては、加硫済みゴムホースの中間ゴム層18の外周面に熱可塑性樹脂を規定厚さ押出し外層20を形成させる。
Next, as a fifth step, a thermoplastic resin is extruded to a predetermined thickness on the outer peripheral surface of the
なお、この際、中間ゴム層18の複数の凹凸部28に噛合った凹凸部36が押出し外層20の内周面に形成される。
At this time,
次に、本実施形態の複合ホース10の作用効果を説明する。
Next, the effect of the
本実施形態の複合ホース10では、中間ゴム層18の外周面に複合ホース10の複数の凹凸部28が、複合ホース10の周方向に所定のピッチで、複合ホース10のホース長手方向(図1の左右方向)に沿って直線状に連続して形成されており、中間ゴム層18の外周面に配置された熱可塑性樹脂からなる外層20の内周面には、中間ゴム層18に複数の凹凸部28に噛合った凹凸部36が形成されている。
In the
このため、中間ゴム層18と熱可塑性樹脂からなる外層20とを揮発性有機溶剤を含む接着剤を使用して接着することなしに、中間ゴム層18の凹凸部28と外層20の凹凸部28とが噛合って結合する。この結果、環境にやさしく、且つ、中間ゴム層18と外層20との結合力が向上するので、複合ホース10を捻った際に、中間ゴム層18に対する外層20のずれを防止できると共に、複合ホース10を曲げた際に、熱可塑性樹脂からなる外層20が中間ゴム層18から浮いて外層20に皺が発生するのを防止できる。
For this reason, the uneven | corrugated |
なお、本実施形態の複合ホース10では、複合ホース10を複合ホース10の外径D2(19.8mm)の2倍の曲げ半径(R=39.6mm)に曲げても、外層20が中間ゴム層18から浮いて外層20に皺が発生することは無かった。
In the
また、本実施形態の複合ホース10では、長さ0.5mの複合ホース10の一方の端部を固定し、他方の端部を軸線回りに360°のねじっても、外層20が中間ゴム層18から浮いて外層20に皺及び中間ゴム層18と外層20とのズレが発生することは無かった。
Moreover, in the
また、本実施形態の複合ホース10では、中間ゴム層18における複数の凹凸部28が複合ホース10の長手方向に沿って直線状に延びている。このため、中間ゴム層18の外周面に凹凸部28を容易に形成することができ、複合ホース10の生産性を向上できる。
Further, in the
また、本実施形態の複合ホース10では、中間ゴム層18の凹凸部28における頂部と底部との距離(凸部26の高さ)T2が0.2mmとなっている。これは、T2が中間ゴム層18の厚さT1=0.8mmの10%(0.08mm)未満だと、中間ゴム層18と外層20とのそれぞれの凹凸部の噛合いが浅すぎ、50%(0.4mm)を超えると、中間ゴム層18の凹部の肉厚が薄くなり、ゴム切れ等の製造不具合が発生し易いためである。
Moreover, in the
また、本実施形態の複合ホース10では、複数の凹凸部28における底部の幅W1が、凹凸部28の1ピッチP1の25%以上75%以下となっている。言い換えれば、複数の凸部26(の頂部)のホース周方向の長さの全合計が、中間ゴム層18の周長の25%以上75%以下である。
In the
これは、複数の凹凸部28における底部の幅W1が、凹凸部28の1ピッチP1の25%未満だと、中間ゴム層18の凸部26の剛性が低くなりすぎて、中間ゴム層18と熱可塑性樹脂からなる外層20との結合部が破損し易く、複数の凹凸部28における底部の幅W1が、凹凸部28の1ピッチP1の75%を超えると、外層20側の凸部38の剛性が低くなりすぎて、中間ゴム層18と熱可塑性樹脂からなる外層20との結合部が破損し易くなるためである。
This is because when the bottom width W1 of the plurality of
次に、本発明の第2実施形態を図3に基づいて説明する。
なお、第1実施形態と同一部材に付いては、同一符号を付してその説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In addition, about the same member as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
図3は本発明の第2実施形態に係る複合ホースを示す一部を断面とした斜視図であり、本実施形態では、中間ゴム層18の外周面に形成した凹凸部28が、蛇行しながら複合ホース10の長手方向に沿って波状に延びている。なお、外層20の内周面の凹凸部36も蛇行しながら複合ホース10の長手方向に沿って波状に延びている。
FIG. 3 is a perspective view, partly in section, showing a composite hose according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, an
従って、本実施形態では、中間ゴム層18における複数の凹凸部28と、外層20における複数の凹凸部36とが蛇行しながら複合ホース10の長手方向に沿って波状に延びているので、中間ゴム層18と熱可塑性樹脂からなる外層20との結合部の長さが長くなる。このため、中間ゴム層18と熱可塑性樹脂からなる外層20との結合力が第1実施形態に比べて更に向上する。
Therefore, in the present embodiment, the plurality of
次に、本発明の第3実施形態を図4に基づいて説明する。
なお、第1実施形態と同一部材に付いては、同一符号を付してその説明を省略する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In addition, about the same member as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
図4は本発明の第3実施形態に係る複合ホースを図2に対応する断面図であり、本実施形態では、凹凸部28における凸部26の底部の幅W1と頂部の幅W2とが等しくなっている(W1=W2)。このため、中間ゴム層18と熱可塑性樹脂からなる外層20との結合力が第1実施形態に比べて更に向上する。
FIG. 4 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 2 of the composite hose according to the third embodiment of the present invention. In this embodiment, the width W1 of the bottom of the
次に、本発明の第4実施形態を図5に基づいて説明する。
なお、第1実施形態と同一部材に付いては、同一符号を付してその説明を省略する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In addition, about the same member as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
図5は本発明の第4実施形態に係る複合ホースを図2に対応する断面図であり、本実施形態では、凹凸部28における凸部26の底部の幅W1が頂部の幅W2より狭くなって(W1<W2)。このため、中間ゴム層18と熱可塑性樹脂からなる外層20との結合力が第3実施形態に比べて更に向上する。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the composite hose according to the fourth embodiment of the present invention corresponding to FIG. 2. In this embodiment, the width W1 of the bottom of the
[その他の実施形態] [Other Embodiments]
以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記各実施形態では、凹凸部28及び凹凸部36を複合ホース10の長手方向に沿って連続して形成したが、凹凸部28及び凹凸部36を複合ホース10の長手方向に沿って断続的(間隔を開けて)に形成した構成としてもよい。
Although the present invention has been described in detail with respect to specific embodiments, the present invention is not limited to such embodiments, and various other embodiments are possible within the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art. For example, in each of the above embodiments, the
10 複合ホース
12 内層ゴム管
14 補強層
16 補強層
18 中間ゴム層
20 外層
24 凹部
26 凸部
28 凹凸部
36 凹凸部
38 凸部
40 凹部
D1 複合ホースの内径
D2 複合ホースの外径
D3 中間ゴム層の外径
P1 凹凸部の1ピッチ
T1 中間ゴム層の厚さ
T2 凸部の高さ
W1 凸部の底部の幅
W2 凸部の頂部の幅
DESCRIPTION OF
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