JP2000193152A

JP2000193152A - 耐熱性ホース

Info

Publication number: JP2000193152A
Application number: JP10366529A
Authority: JP
Inventors: Tatsuto Noda; 達人野田; Kenichiro Furui; 謙一郎古井; Takahiro Iwata; 貴博岩田; Katsushi Kitaoka; 克司北岡
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1998-12-24
Publication date: 2000-07-14

Abstract

(57)【要約】【課題】耐熱性ホース２０は、耐熱温度を高くし、生
産性に優れるとともにその外表面にエンジンオイルなど
が滲み難くくすることにある。【解決手段】耐熱性ホース２０は、ターボチャージャ
などに接続されるホースであり、高温ガス流体を流す流
路２２ａを形成する内管ゴム層２２と、内管ゴム層２２
上に積層されシリコンから形成された下ゴム層２４と、
下ゴム層２４上に補強糸２６ａを巻回することにより形
成された補強糸層２６と、補強糸層２６上に積層され、
シリコンゴムからなる上ゴム層２８と、を備え、上記内
管ゴム層２２は、フッ素化合物系ゴムまたは、フッ素化
合物系ゴム／アクリル化合物系ゴムのブレンドゴムまた
はこれらの重合体から形成されている。内管ゴム層２２
は、押出工程の際に円筒形状を維持して、マンドレルＭ
ｄを挿入して補強糸を巻回する工程をとることを可能と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のエンジン
などに使用され、高温ガスを流通させるための耐熱性ホ
ース及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の耐熱性ホースとして、た
とえば、ターボチャージャを搭載したエンジンにおい
て、ターボチャージャで加給された吸気ガスをエンジン
の吸気管側へ送るためのホースに使用されている。図９
は耐熱性ホース１００を示す半断面図、図１０は図９の
１０−１０線に沿った断面図である。図９及び図１０に
おいて、耐熱性ホース１００は、シリコンゴムからなる
ホース本体１０２内に補強糸層１０４を埋設することに
より、６００ｋＰａまでの耐圧性を備えている。また、
耐熱性ホース１００は、ターボチャージャにより加給さ
れた高温の吸気ガスにも耐えるようにシリコンゴムから
形成されている。シリコンゴムは、耐熱性に優れている
が、その未加硫時の粘度が低いことから、通常のホース
のように押出工程により製造することが難しい。このた
め、図１１に示すように、手作業による巻き付け工程に
より製造されていた。すなわち、未加硫のシリコンゴム
板１１０に、補強糸層１０４を形成するための布１１２
を重ね合わせ、これをロール１１４に巻回し、その後に
加硫することにより製造されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の耐熱性
ホース１００の製造工程は、手による巻き付け作業であ
るので、生産性が低く、製品のコストアップの要因にな
っている。また、ホース本体１０２を形成するシリコン
ゴムは、オイルの透過性が高いという性質をもってい
る。このため、ターボチャージャから送られる吸気ガス
にエンジンオイルがミスト状態で混入している場合に、
オイルが耐熱性ホース１００のシリコンゴム内を浸透し
て、耐熱性ホース１００の外表面にまで滲み出ることが
ある。このようなオイルは、耐熱ホース１００の外表面
で斑点などの模様となるために外観を損なうという問題
があった。

【０００４】また、他の従来の技術では、シリコンゴム
の代わりにアクリル系ゴム材料だけから形成されている
ものも知られているが、１２０℃くらいまでの耐熱性し
か得られておらず、１６０℃くらいまでの温度で長期間
の耐熱性を要請されていた。

【０００５】本発明は、上記従来の技術の問題を解決す
るものであり、耐熱温度を高め、生産性に優れるととも
に、その外表面にエンジンオイルなどが滲み難い耐熱性
ホースを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題を解決するためになされた第１の発明は、高温ガ
ス流体を流す耐熱性ホースにおいて、上記高温ガス流体
を流す流路を形成する内管ゴム層と、内管ゴム層上に積
層され、シリコンから形成された下ゴム層と、下ゴム層
上に補強糸を巻回することにより形成された補強糸層
と、補強糸層上に積層され、シリコンゴムまたはアクリ
ル化合物系ゴムからなる上ゴム層と、を備え、上記内管
ゴム層は、フッ素化合物系ゴムまたは、フッ素化合物系
ゴム／アクリル化合物系ゴムのブレンドゴム、またはこ
れらの重合体から形成されていることを特徴とする。

【０００７】第１の発明にかかる耐熱性ホースでは、高
温ガス流体を流す流路を有する内管ゴム層の外周側に、
下ゴム層、補強糸層及び上ゴム層が順次積層されてい
る。下ゴム層は、シリコンゴムから形成されて、高温ガ
ス流体に対する耐熱性を高めている。また、内管ゴム層
は、フッ素化合物系ゴムまたは、フッ素化合物系ゴム／
アクリル化合物系ゴムのブレンドゴム、またはこれらの
重合体から形成されている。ここで、フッ素化合物系ゴ
ムとは、ビニリデンフロライド・ヘキサフロロプロピレ
ン・テトラフロロエチレン共重合物：ＦＫＭ等をいう。
また、アクリル化合物系ゴムとは、アルキル酸エステル
と２−クロルエチルビニルエステルとの共重合体：ＡＣ
Ｍをいう。内管ゴム層を形成するフッ素化合物系ゴムま
たは、フッ素化合物系ゴム／アクリル化合物系ゴムのブ
レンドゴム、またはこれらの重合体は、耐オイル浸透性
が大きく、オイルが高温流体に混入していても下ゴム
層、補強糸層、上ゴム層へ浸透するのを防止することが
できる。よって、耐熱性ホースの外表面に斑点などの模
様が表われて外観を損なうことがない。

【０００８】また、第２の発明は、高温ガス流体を流す
耐熱性ホースの製造方法において、内管ゴム層とシリコ
ンゴムからなる下ゴム層とを押し出すことにより、上記
内管ゴム層の内側に流路を有する押出体を形成する工程
と、上記押出体の流路にマンドレルを挿入して押出体を
支持する工程と、マンドレルで支持した押出体の外周部
に補強糸を巻回することにより補強糸層を形成する工程
と、補強糸層上に、シリコンゴムまたはアクリル化合物
系ゴムからなる上ゴム層を積層する工程と、を備え、上
記内管ゴム層は、フッ素化合物系ゴムまたは、フッ素化
合物系ゴム／アクリル化合物系ゴムのブレンドゴム、ま
たはこれらの重合体から形成することを特徴とする。

【０００９】第２の発明は、耐熱性ホースの製造方法に
かかり、押出機によりフッ素化合物系ゴムまたは、フッ
素化合物系ゴム／アクリル化合物系ゴムのブレンドゴ
ム、またはこれらの重合体を押し出すことにより、押出
体が形成される。この押出体は、アクリル化合物系ゴム
などから形成されているので、シリコンゴムに比べて粘
度が高く、押出加工を施すことができるうえに、自重に
よりつぶれることがなく、管形状が維持される。そし
て、押出直後の押出体の流路に、マンドレルを挿入し
て、該マンドレルで支持した状態にて、補強糸を押出体
の外周部に巻回して補強糸層を形成する。このように、
押出体を支持した状態にて、補強糸を巻回することがで
きるので、耐熱性ホースの製造工程は、押出工程に続い
て連続的な補強糸層を形成する工程をとることができ、
生産性に優れている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成・作用
を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例
について説明する。

【００１１】図１は本発明の一実施の形態にかかる耐熱
性ホース２０を長手方向に切断した半断面図、図２は図
１の２−２線に沿った断面図である。図１及び図２にお
いて、耐熱性ホース２０は、図示しない自動車のエンジ
ンのターボチャージャと吸気管とを接続するホースであ
り、４層に積層されることにより耐熱性及び耐圧性を有
するように形成されている。すなわち、耐熱性ホース２
０は、流路２２ａを有する内管ゴム層２２と、下ゴム層
２４と、補強糸層２６と、上ゴム層２８とを備えてい
る。耐熱性ホース２０は、１６０℃で１０，０００時間
以上の耐熱性、６００ｋＰａまでの耐圧性、耐オイル浸
透性及び形状保持性を得るために、各層の材質が定めら
れている。

【００１２】すなわち、内管ゴム層２２は、後述するよ
うに、主に形状保持性と耐オイル浸透性を得るために、
フッ素化合物系ゴム（ＦＫＭ）または、フッ素化合物系
ゴム（ＦＫＭ）／アクリル化合物系ゴム（ＡＣＭ）のブ
レンドゴム、またはこれらの重合体から形成されてい
る。ここで、形状保持性は、押出体を管状に形成した場
合に自重による潰れ難さをいう。また、下ゴム層２４
は、主として耐熱性を高めるためにシリコンゴムから形
成されている。さらに、補強糸層２６は、耐圧性を高め
るために形成され、アラミド系樹脂、芳香族ポリアミド
などの繊維糸を下ゴム層２４上にブレードすることによ
り形成されている。さらに、上ゴム層２８は、耐環境性
を得るためにシリコンゴムの単一層またはアクリル化合
物系ゴムの単一層から形成されている。この上ゴム層２
８の材料の条件は、下ゴム層２４と加硫接着が可能な材
料であることが好ましい。なお、上ゴム層２８は、内管
ゴム層２２及び下ゴム層２４の断熱作用により、温度上
昇が抑えられるために耐熱性はさほど要求されない。

【００１３】耐熱性ホース２０の各層の厚さも、耐熱
性、耐オイル浸透性などを考慮して定められており、た
とえば、耐熱性ホース２０の内径φを３０〜７０ｍｍ、
肉厚ｔを４〜８ｍｍとした場合において、下ゴム層２４
が２〜４ｍｍ、補強糸層２６が０．１〜１ｍｍ、上ゴム
層２８が２〜４ｍｍの範囲に定めることができる。な
お、内管ゴム層２２の厚さについては、後述する。

【００１４】次に、耐熱性ホース２０の製造方法につい
て説明する。耐熱性ホース２０は、周知の方法により、
つまりゴム押出工程、補強糸の巻回工程及び加硫工程を
施すことにより製造することができる。図３はホース製
造装置３０を説明する説明図である。

【００１５】図３において、ホース製造装置３０は、第
１押出機４０と、ブレード装置５０と、第２押出機６０
とを備えている。第１押出機４０は、ゴム材料を共押出
しすることにより押出体２０Ａ（内管ゴム層２２及び下
ゴム層２４）を形成するための装置である。ブレード装
置５０は、押出体２０Ａ上に補強糸層２６を形成するた
めの装置であり、ドラム５２ａに装着されたボビンキャ
リア（図示省略）を備え、該ボビンキャリアから補強糸
２６ａを繰り出しつつ押出体２０Ａ上にブレードするこ
とにより補強糸層２６を形成する装置である。また、第
２押出機６０は、上ゴム層２８を形成するための装置で
あり、外管押出部６１からゴム材料を押し出して上ゴム
層２８を形成する。

【００１６】次に、図３を用いて、ホース製造装置３０
による耐熱性ホース２０の一連の製造工程について説明
する。第１押出機４０から、フッ素化合物系ゴムまた
は、フッ素化合物系ゴム／アクリル化合物系ゴムのブレ
ンドゴム、またはこれらの重合体からなるゴム材料、及
びシリコンゴムを同軸上で押し出すことにより、２層の
円筒状の押出体２０Ａが形成される。そして、押出体２
０Ａが押し出されると、この押出体２０Ａの流路を形成
するスペース２０ａに、マンドレルＭｄが挿入される。

【００１７】続いて、押出体２０Ａは、ブレード装置５
０に送られて、ブレード装置５０のドラム５２ａの回転
によりボビンから補強糸２６ａが繰り出され、これによ
り押出体２０Ａ上に補強糸層２６が形成される。つま
り、第１押出機４０により押し出された直後の押出体２
０ＡがマンドレルＭｄで支持された状態にて、補強糸層
２６が形成される。このとき、押出体２０Ａは、マンド
レルＭｄで支持されているので潰れることがない。次
に、第２押出機６０により、上ゴム層２８を形成するた
めのシリコンゴムまたはアクリル化合物系ゴム（ＡＣ
Ｍ）が補強糸層２６上に積層される。すなわち、上ゴム
層２８を形成するためのゴム材料は、補強糸層２６上に
直接供給することにより行なう。

【００１８】続いて、加硫工程を行なう。加硫工程の条
件として、１４０〜１７０℃で２０〜６０分に設定す
る。この加硫工程により、内管ゴム層２２、下ゴム層２
４及び上ゴム層２８は、通常の加硫接着が行なわれて接
合される。これにより、耐熱性ホース２０が一体化して
形成される。

【００１９】上記実施例による耐熱性ホース２０の製造
方法において、第１押出機４０により押し出される押出
体２０Ａの内管ゴム層２２は、フッ素化合物系ゴムまた
は、フッ素化合物系ゴム／アクリル化合物系ゴムのブレ
ンドゴム、またはこれらの重合体から形成され、シリコ
ンゴムだけで形成するより機械的強度が高められている
ので、自重によってつぶれにくい。このため、押出直後
の押出体２０ＡにマンドレルＭｄを挿入することがで
き、マンドレルＭｄで押出体２０Ａを支持した状態に
て、ブレード装置５０により補強糸２６ａを巻回するこ
とができる。したがって、耐熱性ホース２０の製造工程
は、押出工程に続いて連続的な補強糸層２６を形成する
工程をとることができ、生産性に優れている。

【００２０】次に、上述した押出体２０Ａの厚さについ
て説明する。押出体２０Ａの厚さは、補強糸層２６を形
成できる形状保持性と耐オイル浸透性とを考慮して定め
る。つまり、第１に、押出体２０Ａの厚さは、補強糸層
２６を形成するためにマンドレルＭｄを挿入できるよう
にすることを考慮して、扁平率Ｋ（％）から求めた。図
４は扁平率Ｋを説明する説明図であり、ａが垂直方向の
距離、ｂが水平方向の距離を示し、扁平率Ｋ（％）は、
Ｋ＝（１−ａ／ｂ）×１００で表わされる。図５は扁平
率Ｋと押出体２０Ａの内管ゴム層２２の肉厚ｔとの関係
を示すグラフである。なお、押出体２０Ａの厚さ、つま
り内管ゴム層２２と下ゴム層２４との合計の厚さは、
２．５ｍｍとした。ここで、扁平率Ｋが５０％以下であ
ると、マンドレルＭｄの挿入が可能であることから、内
管ゴム層２２の肉厚ｔは、０．２５ｍｍ以上必要である
ことが分かった。このような内管ゴム層２２の厚さに設
定することにより、押出体２０Ａは潰れることなく形状
保持性を高くすることができ、補強糸２６ａを巻回する
ことができる。

【００２１】また、内管ゴム層２２の肉厚ｔは、耐オイ
ル透過性の点から、フッ素化合物系ゴム（ＦＫＭ）で
０．５ｍｍ、フッ素化合物系ゴム（ＦＫＭ）／アクリル
化合物系ゴム（ＡＣＭ／ＦＫＭ）では、ＦＫＭ／ＡＣＭ
ブレンド比が７０／３０の場合で１．０ｍｍ以上とする
ことが好ましい。これにより、耐オイル透過性に対して
十分な性能を得ることができる。

【００２２】一方、内管ゴム層２２が２ｍｍを越える
と、フッ素化合物系ゴムなどの高価な材料の使用量が多
くなることから、コストダウンの観点から内管ゴム層２
２は、２ｍｍ以下であることが好ましい。

【００２３】次に、耐熱性ホース２０に用いる材料の耐
熱性についての実験を行なった。この耐熱性の実験は、
下記の材料で成形した短冊状のゴム片を所定の温度雰囲
気内に所定時間放置し、２倍に伸ばしたときに破断した
時間を調べることにより行なった。その結果を図６に示
す。図６において、１点鎖線がシリコンゴムを、実線が
ＡＣＭを、２点鎖線がＦＫＭを、破線がＦＫＭ／ＡＣＭ
ブレンドゴム（ブレンド比７０／３０）をそれぞれ示
す。ここで、耐熱性が１６０℃以上で１０，０００時間
以上を適合範囲とした。この適合範囲は、車両の通常の
走向時における温度で、３０万ｋｍ（平均時速３０ｋｍ
／ｈ）を越える条件を意味している。図６から、内管ゴ
ム層２２、下ゴム層２４に適用するＦＫＭ、ＦＫＭ／Ａ
ＣＭブレンドゴム、シリコンゴムは適合基準を満たすこ
とが確認できた。

【００２４】また、耐熱性ホースのオイル透過量を調べ
る実験を行なった。実験は、全長２００ｍ、内径φ３４
ｍｍ、厚さ５ｍｍのホースにディーゼルオイルを充填
し、１４５℃の雰囲気下におけるオイル透過量を調べ
た。図７は横軸に測定したときの経過時間、縦軸にシリ
コン（第１比較例）の２４時間後の透過量を１とした場
合の比率を示す。また、図８は各試料の厚さｔのデータ
を示す。図７に示すように、従来の技術に相当するシリ
コンゴムは、オイル透過量が時間の経過とともに減少し
難いのに対して、第１実施例、第２実施例は時間の経過
とともにオイル透過量が減少し、ホース外表面にオイル
の滲みがなくなったことが目視できた。なお、耐熱性ホ
ース２０の流路２２ａ内に、ミスト状のオイルを混入し
た吸気ガスを流通させても、内管ゴム層２２に耐オイル
透過性に優れた材料を使用しているので耐熱性ホース２
０の外周面に斑点などの模様が表われることがなく、内
管ゴム層２２の耐オイル浸透性の効果が得られているこ
とが分かった。

【００２５】なお、この発明は上記実施例に限られるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の
態様において実施することが可能であり、例えば次のよ
うな変形も可能である。

【００２６】（１）耐熱性ホース２０は、上ゴム層２
８をすべてシリコンゴムにより形成してもよいが、耐熱
性ホースを使用する雰囲気温度が低い場合にはＡＣＭを
使用してもよい。この場合において、ＡＣＭは、シリコ
ンゴムとの溶着性に優れるとともに、形状保持性が高
く、傷が付き難いという特長を加えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態にかかる耐熱性ホース２
０を長手方向に切断した半断面図である。

【図２】図１の２−２線に沿った断面図である。

【図３】ホース製造装置３０を説明する説明図である。

【図４】扁平率Ｋを説明する説明図である。

【図５】扁平率と押出体２０Ａの肉厚ｔとの関係を示す
グラフである。

【図６】耐熱性ホースの耐熱性試験の結果を示すグラフ
である。

【図７】時間の経過に従ったシリコンを基準にしたオイ
ル透過比率を調べたグラフである。

【図８】各試料の材料及び厚さを説明する説明図であ
る。

【図９】従来の耐熱性ホース１００を示す半断面図であ
る。

【図１０】図９の１０−１０線に沿った断面図である。

【図１１】従来の耐熱性ホース１００を製造する工程を
説明する説明図である。

【符号の説明】

２０…耐熱性ホース２０Ａ…押出体２０ａ…スペース２２ａ…流路２２…内管ゴム層２４…下ゴム層２６…補強糸層２６ａ…補強糸２８…上ゴム層３０…ホース製造装置４０…第１押出機５０…ブレード装置５２ａ…ドラム６０…第２押出機６１…外管押出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩田貴博愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１番地豊田合成株式会社内 (72)発明者北岡克司愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１番地豊田合成株式会社内Ｆターム(参考） 3H111 AA02 BA12 CB05 CB11 CB14 CC03 DA09 DA11 DB11 DB20 EA04 EA17 4F207 AA16 AA21 AA33 AA45 AD16 AG03 AG08 AH16 KA01 KA17 KB11 KB22 KJ05 KL58 KL65

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高温ガス流体を流す耐熱性ホースにおい
て、上記高温ガス流体を流す流路を形成する内管ゴム層と、内管ゴム層上に積層され、シリコンから形成された下ゴ
ム層と、下ゴム層上に補強糸を巻回することにより形成された補
強糸層と、補強糸層上に積層され、シリコンゴムまたはアクリル化
合物系ゴムからなる上ゴム層と、を備え、上記内管ゴム層は、フッ素化合物系ゴムまたは、フッ素
化合物系ゴム／アクリル化合物系ゴムのブレンドゴム、
またはこれらの重合体から形成されていることを特徴と
する耐熱性ホース。
【請求項２】高温ガス流体を流す耐熱性ホースの製造
方法において、内管ゴム層とシリコンゴムからなる下ゴム層とを押し出
すことにより、上記内管ゴム層の内側に流路を有する押
出体を形成する工程と、上記押出体の流路にマンドレルを挿入して押出体を支持
する工程と、マンドレルで支持した押出体の外周部に補強糸を巻回す
ることにより補強糸層を形成する工程と、補強糸層上に、シリコンゴムまたはアクリル化合物系ゴ
ムからなる上ゴム層を積層する工程と、を備え、上記内管ゴム層は、フッ素化合物系ゴムまたは、フッ素
化合物系ゴム／アクリル化合物系ゴムのブレンドゴム、
またはこれらの重合体から形成することを特徴とする耐
熱性ホースの製造方法。