JPH0768659A

JPH0768659A - 車両用配管ホース

Info

Publication number: JPH0768659A
Application number: JP5219762A
Authority: JP
Inventors: Koji Akiyoshi; 幸治秋吉; Noriaki Imaeda; 教招今枝; Tetsuya Arima; 徹哉有馬
Original assignee: Tokai Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1993-09-03
Filing date: 1993-09-03
Publication date: 1995-03-14

Abstract

(57)【要約】【目的】スパイラル編組構造の補強層を有する車両用
配管ホースにおいて、耐圧性、耐久性を高め、特に高温
雰囲気下での耐繰り返し加圧性を改善する。【構成】内側ゴム層１０の外周面上に、スパイラル編
組構造の第一の補強層１２を形成すると共に、該第一の
補強層上に、中間ゴム層１４を介して、逆方向のスパイ
ラル編組構造を有する第二の補強層１６を形成し、更に
その外周面上に、ゴム又は樹脂からなる外側層１８を設
けた車両用配管ホースにおいて、第一の補強層を、３０
００〜５０００デニールのポリエステルフィラメント糸
を補強糸として用いて、密度が表面面積比率で７０〜９
０％の範囲となるように形成すると共に、第二の補強層
の補強糸本数を、第一の補強層の補強糸本数より多くし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、車両用配管ホースに係り、特
に、ホースの耐圧性と耐久性を高めるために、複数本の
補強糸を用いて形成した補強層がゴム層上に積層された
構造の車両用配管ホースに関するものである。

【０００２】

【背景技術】従来より、水系、燃料系、冷媒系等の各種
の車両用配管において、耐圧性と耐久性が要求される箇
所では、複数本の補強糸を用いて形成した補強層がゴム
層上に積層された構造のホースが用いられている。そし
て、そのような構造のホースは、一般に、内側ゴム層−
補強層−外側ゴム層（または外側樹脂層）の積層構造を
有しており、補強糸はブレード編みされるか、内側ゴム
層の外周面上にスパイラル状に巻き付けられた状態にお
いて編組されて、補強層を与えている。

【０００３】そして、低コスト化を図るために、そのよ
うな補強層としては、スパイラル編組構造が有利に採用
され、通常は、ホースの捩じれを防止するために、補強
糸が一方向にスパイラル状に巻き付けられた第一の補強
層とその逆方向に補強糸がスパイラル状に巻き付けられ
た第二の補強層とが積層されることとなる。また、それ
ら二つの補強層は、直接に積層される場合もあるが、両
層の結合性を高め、相互の摩耗を防止して、耐久性を高
めるために、それらの間に中間ゴム層が介在せしめられ
るようになっている。

【０００４】ところで、従来では、低コスト化を図るた
めに、また設備上の関係から、それら第一、第二の補強
層を形成する際、単純に、同じ本数の補強糸を同一のピ
ッチで巻き付けていた。しかしながら、そのような構造
では、ホースが高温、高圧下で使用される場合におい
て、破裂圧が低くなり、耐繰り返し加圧性が不十分とな
って、耐久性が不十分となることが判ったのである。即
ち、第一の補強層と第二の補強層において、補強糸の本
数と巻き付けピッチが同一である場合、両層の巻付け径
の差によって、両層の補強糸の密度が異なり、破裂圧強
度に差が生じるため、高温、高圧下でホースに捩じれが
生じ、耐繰り返し加圧性、耐久性が低下するようになる
のである。

【０００５】さらに、スパイラル編組構造の補強層で
は、補強糸の糸間が広いと、内圧により糸間が更に広が
って、耐圧性、耐久性が低下する問題がある。一方、耐
圧性を高めるために、補強糸の糸間を狭めて、密度を上
げると、ホース加硫時に内側ゴム層の膨張と糸の収縮が
生じた際に、糸間の隙間が広い部分にゴムの吹き出しが
集中することによって、第一の補強層を形成する補強糸
が部分的に内側ゴム層側に食い込む、所謂「棚落ち」現
象が生じてしまい、結果的に、そこから破裂する原因と
なる問題があった。

【０００６】また、一方、近年においては、特定フロン
冷媒規制への対策として、代替冷媒への切替えが進んで
おり、カーエアコン用等としてはＨＦＣ−１３４ａが使
用されると共に、冷凍機油としてはグリコール系のもの
が使用されてきている。そして、それら冷媒及び冷凍機
油の何れもが吸湿性の高いものであるために、冷媒系の
車両用配管ホースでは、内側ゴム層、中間ゴム層を形成
するゴム材料として、従来のＮＢＲに替えて、耐透湿性
に優れるブチルゴムが使用されるようになってきてい
る。しかしながら、ブチルゴムは、一般的に高温モジュ
ラスが低く、１３５℃の温度における５０％モジュラス
が１５〜２４kgf/cm² 程度であるために、ブチルゴムを
用いた車両用配管ホースでは、高温雰囲気下で、内圧に
よって、補強層の糸間が徐々に広がり、破裂圧、耐繰り
返し加圧性が劣化する問題を有していた。

【０００７】

【解決課題】本発明は、上述の如き事情を背景として為
されたものであって、その解決課題とするところは、ス
パイラル編組構造の補強層を有する車両用配管ホースに
おいて、耐圧性、耐久性を高めることにあり、特に高温
雰囲気下での耐繰り返し加圧性を改善することにある。

【０００８】

【解決手段】そして、そのような課題を解決するため
に、本発明にあっては、内側ゴム層の外周面上に、複数
本の補強糸を引き揃えて一方向にスパイラル状に巻き付
けることによって第一の補強層を形成すると共に、該第
一の補強層上に、中間ゴム層を介して、複数本の補強糸
を引き揃えて前記一方向とは逆の方向にスパイラル状に
巻き付けることによって第二の補強層を形成し、更に該
第二の補強層の外周面上に、ゴム又は樹脂からなる外側
層を設けてなる車両用配管ホースにおいて、前記第一の
補強層が、３０００〜５０００デニールのポリエステル
フィラメント糸からなる補強糸を用いて、密度が表面面
積比率で７０〜９０％の範囲となるように形成されてい
ると共に、前記第二の補強層の補強糸本数が、前記第一
の補強層の補強糸本数より多くされていることを特徴と
する車両用配管ホースを、その要旨とするものである。

【０００９】また、本発明において、有利には、前記内
側ゴム層及び前記中間ゴム層が、それぞれ、１３５℃の
温度における５０％モジュラスが２５〜４０kgf/cm² で
あるゴム材料にて形成されると共に、該中間ゴム層が、
０．０５〜０．６mmの厚さで形成されることとなる。

【００１０】さらに、本発明においては、必要に応じ
て、前記内側ゴム層の内周面上に、所定厚さの内側樹脂
層が形成されることとなる。

【００１１】

【作用・効果】要するに、本発明にあっては、（Ａ）第
一の補強層が、３０００〜５０００デニールのポリエス
テルフィラメント糸からなる補強糸を用いて、密度が表
面面積比率で７０〜９０％の範囲となるように、スパイ
ラル編組構造で形成されていると共に、（Ｂ）第二の補
強層の補強糸本数が、第一の補強層の補強糸本数より多
くされているのである。

【００１２】そして、かかる（Ａ）の構成で、適度の糸
径の補強糸を用いることにより、密度を上げ過ぎること
なく、十分な耐圧性を確保することができるのである。
また、密度を適正値に制御して、補強糸間に均一に隙間
を開けておくことにより、ホース加硫時に内側ゴム層の
ゴムが第一の補強層の一部に集中して吹き出すことを無
くし、棚落ちの発生を防止することができ、耐久性を向
上させることができる。更に、上記の如き（Ｂ）の構成
にて、第一の補強層と第二の補強層の破裂圧強度が同一
となるように調整されることにより、ホースの捩じれが
効果的に防止され、優れた耐繰り返し加圧性が得られる
のである。それ故、かかる車両用配管ホースは、その補
強層が安価なスパイラル編組構造のホースであると共
に、耐圧性、耐久性に優れ、特に高温雰囲気下での耐繰
り返し加圧性が効果的に改善されているのである。

【００１３】また、内側ゴム層及び中間ゴム層が、それ
ぞれ、１３５℃の温度における５０％モジュラスが２５
〜４０kgf/cm² であるゴム材料にて形成されると共に、
該中間ゴム層が０．０５〜０．６mmの厚さで形成される
場合には、ホース加硫時に補強糸が棚落ちしたり、高温
雰囲気下で補強糸間の隙間が広がったりすることが、よ
り効果的に防止され得るようになり、車両用配管ホース
における耐圧性、耐繰り返し加圧性が、更に有利に向上
せしめられ得るのである。なお、中間ゴム層の厚さが
０．６mmを越えた場合に糸の棚落ちが生じ易くなる理由
は明らかではないが、中間ゴム層が厚いと、ホース加硫
時の内側ゴム層のゴムの吹き出しが中間ゴム層に溜まり
易くなり、また中間ゴム層にて補強糸を拘束し難くなる
ため、糸の棚落ちが生じ易くなるものと考えられる。

【００１４】

【具体的構成】ところで、図１には、本発明に係る車両
用配管ホースの一具体例について、その積層構造が示さ
れている。そこにおいて、１０は内側ゴム層、１２は第
一の補強層、１４は中間ゴム層、１６は第二の補強層、
１８は外側層である。また、該内側ゴム層１０の内周面
上には、内側樹脂層２０が設けられている。

【００１５】より具体的には、前記内側樹脂層２０は、
例えばナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイ
ロン６−６６共重合体、ナイロン６／ナイロン６６／ポ
リオレフィンのブレンド樹脂、ポリエステル樹脂等の公
知の各種樹脂材料を用いて、通常、０．０５〜０．３０
mm程度の厚さで形成されている。なお、かかる内側樹脂
層２０は、例えばホースの耐透過性を向上させる必要が
ある場合等において適宜に設けられるものであり、本発
明においては必須の構成でない。

【００１６】また、前記内側ゴム層１０は、ニトリルブ
タジエンゴム（ＮＢＲ）、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）、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）、ヒドリンゴム（ＣＨＲ、ＣＨＣ）、アクリル
ゴム（ＡＣＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）等の公知の
各種ゴム材料を用いて、通常、０．５〜２．５mm程度の
厚さで形成される。なお、車両用配管ホースを冷媒系の
配管に用いて、吸湿性の高いＨＦＣ−１３４ａを冷媒と
して流通させる場合には、耐透湿性に優れるブチルゴム
が好ましく使用される。

【００１７】そして、前記第一の補強層１２は、複数の
ポリエステルフィラメントを撚り合わせて得た３０００
〜５０００デニールの糸を補強糸として用い、それらを
複数本引き揃えて、密度が表面面積比率で７０〜９０％
の範囲となるようにして、前記内側ゴム層１０の外周面
上に一方向にスパイラル状に巻き付けることにより、形
成される。

【００１８】この補強糸が３０００デニールより細いも
のでは、十分な耐圧性を得るために補強糸の本数を大幅
に増やさなければならないことから、密度が上昇して、
補強糸の棚落ちを惹起するようになるのである。一方、
５０００デニールより太い補強糸では、外観の悪化とコ
ストアップを招く。なお、補強糸の撚りは、通常、１０
Ｔ（１０cm² の糸長あたり１０回の撚りが存在する）程
度とされる。また、密度が表面面積比率で７０％より低
いと、補強糸間が広くなり、耐圧性が低下するため、動
圧を掛けた時に破裂する恐れがある。一方、密度が９０
％より高いと、ホース加硫時に補強糸の棚落ちが生じ、
その部分の糸間が広がる結果、耐圧性が低下して、破裂
する恐れがある。

【００１９】そして、かかる第一の補強層１２上に、前
記内側ゴム層１０と同様のゴム材料にて、通常、０．１
０〜０．８０mm程度の厚さで中間ゴム層１４が形成され
る。更には、該中間ゴム層１４上に、前記第一の補強層
１２に使用されるものと同様の補強糸を、第一の補強層
１２の巻き方向とは逆の方向にスパイラル状に巻き付け
ることにより、前記第二の補強層１６が形成されるので
ある。

【００２０】但し、その補強糸本数は、第一の補強層１
２の補強糸本数より多くされ、それにより、両層の破裂
圧強度が同一となるように調整されるのである。なお、
通常、第二の補強層１６の補強糸本数は、最大で、第一
の補強層１２の補強糸本数の１．２倍程度とされる。ま
た、第二の補強層１６の密度は、最大で、第一の補強層
１２の密度の１．２倍程度とされる。何故なら、第二の
補強層１６の補強糸本数が多過ぎたり、密度が高過ぎた
りすると、逆方向にホースが捩じれるようになって、耐
繰り返し加圧性が低下するからである。

【００２１】なお、ホースの軸方向に対する補強糸の巻
付け角度は５４°４４′の時に最も安定であり、それよ
りずれると、そのずれ量に応じて、長さ、径、捩じれ等
が内圧により変化する。そして、この変化度合いが両層
で異なると、不安定になって、耐圧性、耐久性が低下す
ることから、第一の補強層１２と第二の補強層１６とで
は、両層の巻付け径の差を考慮して、補強糸の巻き付け
ピッチを変化させ、補強糸の巻付け角度が一致するよう
に調整することが望ましい。

【００２２】さらに、外側層１８は、前記内側樹脂層２
０を形成する樹脂材料や前記内側ゴム層１０を形成する
ゴム材料を用いて、通常、０．５〜２．５mm程度の厚さ
で形成されることとなる。

【００２３】かくして、目的とする車両用配管ホースを
得ることができるのであり、そのような車両用配管ホー
スにあっては、第一、第二の補強層１２，１６に上述し
た如き構成が採用されていることにより、十分な耐圧性
を確保しつつ、補強糸の棚落ちを防止して、破裂圧を効
果的に高めることができ、且つホースの捩じれを防止し
て、高温雰囲気下における耐繰り返し加圧性を有利に引
き上げることができるのである。

【００２４】ところで、車両用配管ホースを冷媒系の配
管に用いて、吸湿性の高いＨＦＣ−１３４ａを冷媒とし
て流通させる場合には、前記内側ゴム層１０及び前記中
間ゴム層１４の形成材料として、前述したように、耐透
湿性に優れるブチルゴム（ＩＩＲ）が好ましく使用され
る。而して、より有利には、１３５℃の温度における５
０％モジュラス（Ｍ５０）が２５〜４０kgf/cm² である
ゴム材料が使用されることとなり、それによって、高温
雰囲気下における耐圧性、耐繰り返し加圧性を一層有利
に高めることができる。なお、Ｍ５０がこの範囲より低
いと、高温雰囲気下において、内圧により第一、第二の
補強層１２，１６の補強糸間の隙間が徐々に広がり、破
裂圧が低下して、耐圧性、耐繰り返し加圧性が悪くなる
一方、Ｍ５０がこの範囲より高いと、押出し性が悪くな
り、量産に不向きとなる。

【００２５】そして、Ｍ５０が２５〜４０kgf/cm² の範
囲となるようにゴム材料の特性を調整するには、例えば
ブチルゴムのポリマー分子量を高くしたり、ブチルゴム
に加硫剤を多く配合して架橋密度を上げたり、カーボン
ブラックを多く配合したりする方法等が効果的である。
また、塩素化ブチルゴム（Ｃｌ−ＩＩＲ）を使用し、架
橋密度を上げることによっても、Ｍ５０を有利に前記の
範囲に調整することができる。

【００２６】また、更に、中間ゴム層１４の厚さを０．
０５〜０．６mmとすることにより、第一の補強層１２の
補強糸の棚落ちを良好に防止することができるようにな
り、それによって、ホースの耐圧性、耐久性を一層効果
的に改善することができるのである。

【００２７】そして、このような本発明に従う車両用配
管ホースは、従来より公知の各種手法に従って製造する
ことができ、例えば、所定のマンドレル上に内側の層よ
り順次積層形成し、その得られた積層管を加硫（架橋）
せしめて、一体化することにより、製造することができ
る。なお、各層の間には、必要に応じて、ゴム糊等の接
着剤を塗布しても良い。

【００２８】

【実施例】以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本
発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明
が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも
受けるものでないことは、言うまでもないところであ
る。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には
上記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない
限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、
修正、改良等を加え得るものであることが、理解される
べきである。

【００２９】実施例１先ず、図１に示される如き、内側樹脂層、内側ゴム層、
第一の補強層、中間ゴム層、第二の補強層、外側層が積
層された構造の各種配管ホース（内径：１２．１mm、外
径：１９．７mm）を、それぞれ異なる設計値に従って作
製した。但し、何れのホースでも、内側樹脂層はナイロ
ン６／オレフィン系エラストマーブレンド樹脂にて０．
１５mmの厚さで形成し、内側ゴム層はＣｌ−ＩＩＲにて
１．０mmの厚さで形成し、中間ゴム層はＣｌ−ＩＩＲに
て０．３mmの厚さで形成し、外側層はＥＰＤＭにて１．
５mmの厚さで形成した。一方、第一の補強層及び第二の
補強層は、ポリエステルフィラメント糸を用い、それぞ
れ、下記表１、表２、表３に示される設計値に従って、
互いに逆方向となるようにして、スパイラル編組構造で
形成した。なお、乾熱収縮は１５０℃×６０分の乾熱処
理時の糸の収縮量を示し、また伸度は６．８kgの重量を
加えた時の糸の伸びを示している。更に、補強糸の巻付
け角度は、本発明例のホースでは、第一、第二の補強層
の何れもホース軸方向に対して５６°となるようにし、
比較例のホースでは、第一の補強層では５４°、第二の
補強層では５７°となるようにした。

【００３０】そして、得られた各ホースについて、第一
の補強層における補強糸の棚落ちの発生を調べ、棚落ち
がなく、補強糸が一列に並んでいる場合には○、棚落ち
の幅（ホース厚さ方向における補強糸の移動距離）が糸
径未満である場合には△、棚落ちの幅が糸径以上である
場合には×と評価して、その結果を、下記表１、表２、
表３に併せて示した。

【００３１】さらに、各ホースについて、室温下及び高
温雰囲気下（１２０℃）における破裂圧、高温雰囲気下
における耐繰り返し加圧性を調べ、その結果を、下記表
１、表２、表３に併せて示した。なお、耐繰り返し加圧
性は、油温：１３５℃において、３０ｃｐｍのサイクル
で０kgf/cm² から５４kgf/cm² の内圧を繰り返し掛け
て、破裂するまでのサイクル数を調べた。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】

【表３】

【００３５】かかる表１、表２、表３の結果より明らか
なように、本発明例の各ホースでは、第一の補強層にお
ける補強糸の棚落ちが良好に防止されており、破裂圧が
高く且つ高温雰囲気下における耐繰り返し加圧性が優れ
ている。これに対して、比較例の各ホースでは、高温雰
囲気下での耐繰り返し加圧性が低く、特に棚落ちが生じ
たホース（比較例１，３，１１）では、耐繰り返し加圧
性が大きく低下している。

【００３６】実施例２先ず、図１に示される如き内側樹脂層、内側ゴム層、第
一の補強層、中間ゴム層、第二の補強層、外側層が積層
された構造の各種配管ホース（内径：１２．１mm、外
径：１９．７mm）を、それぞれ異なる設計値に従って作
製した。但し、何れのホースでも、内側樹脂層はナイロ
ン６／オレフィン系エラストマーブレンド樹脂にて０．
１５mmの厚さで形成し、外側層はＥＰＤＭにて１．５mm
の厚さで形成した。また、内側ゴム層及び中間ゴム層は
下記表４に従って調製された、６種類の内側ゴム層形成
用のゴム材料（Ａ〜Ｆ）の何れかを用いて、それぞれ、
下記表５に示される厚さで形成した。更に、第一、第二
の補強層は、第一の補強層では２６本、第二の補強層で
は２８本の４０００デニールのポリエステルフィラメン
ト糸を補強糸として用いて、それぞれ、下記表５に示さ
れる設計値に従って、互いに逆方向となるようにして、
スパイラル編組構造で形成した。なお、補強糸の巻付け
角度は、実施例、比較例共に、第一、第二の補強層の何
れもホース軸方向に対して５６°となるようにした。

【００３７】

【表４】

【００３８】そして、得られた各ホースについて、実施
例１と同様にして、第一の補強層における補強糸の棚落
ちの発生を調べると共に、室温下及び高温雰囲気下（１
２０℃）における破裂圧、高温雰囲気下における耐繰り
返し加圧性を調べ、その結果を、下記表５に併せて示し
た。

【００３９】

【表５】

【００４０】かかる表５の結果より明らかなように、Ｍ
５０が２５〜４０kgf/cm² の範囲内のゴム材料（Ｄ〜
Ｆ）を用いたホースでは、Ｍ５０がその範囲外のゴム材
料（Ａ〜Ｃ）を用いたホースに比して、高温雰囲気下に
おける耐繰り返し加圧性が大幅に改善されていることが
分かる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う車両用配管ホースの一具体例につ
いて、その積層構造を示す説明図である。

【符号の説明】

１０内側ゴム層１２第一の補強層１４中間ゴム層１６第二の補強層１８外側層２０内側樹脂層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ１６Ｌ 11/08 Ａ 58/04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内側ゴム層の外周面上に、複数本の補強
糸を引き揃えて一方向にスパイラル状に巻き付けること
によって第一の補強層を形成すると共に、該第一の補強
層上に、中間ゴム層を介して、複数本の補強糸を引き揃
えて前記一方向とは逆の方向にスパイラル状に巻き付け
ることによって第二の補強層を形成し、更に該第二の補
強層の外周面上に、ゴム又は樹脂からなる外側層を設け
てなる車両用配管ホースにして、前記第一の補強層が、３０００〜５０００デニールのポ
リエステルフィラメント糸からなる補強糸を用いて、密
度が表面面積比率で７０〜９０％の範囲となるように形
成されていると共に、前記第二の補強層の補強糸本数
が、前記第一の補強層の補強糸本数より多くされている
ことを特徴とする車両用配管ホース。
【請求項２】前記内側ゴム層及び前記中間ゴム層が、
それぞれ、１３５℃の温度における５０％モジュラスが
２５〜４０kgf/cm² であるゴム材料にて形成されている
と共に、該中間ゴム層が、０．０５〜０．６mmの厚さで
形成されている請求項１に記載の車両用配管ホース。
【請求項３】前記内側ゴム層の内周面上に、更に、所
定厚さの内側樹脂層が形成されている請求項１または２
に記載の車両用配管ホース。