曲がりホース成型用金型及びこれを用いた曲がりホースの製造方法
【課題】複雑な三次元形状を有し内面にしわやたるみのない高品質の曲がりホースを、低コストで簡便に製造可能な曲がりホース成型金型を提供する。
【解決手段】曲がりホースの成型に用いられる金型であって、前記曲がりホースの所定の曲げ形状に加工された金属棒２と、この金属棒２の長手方向の任意の位置と円周方向の任意の向きに固定可能とされると共に、未加硫の前記ホースを支持可能な複数個のホルダー３とを備えてなる。
【解決手段】曲がりホースの成型に用いられる金型であって、前記曲がりホースの所定の曲げ形状に加工された金属棒２と、この金属棒２の長手方向の任意の位置と円周方向の任意の向きに固定可能とされると共に、未加硫の前記ホースを支持可能な複数個のホルダー３とを備えてなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲がりホース成型用金型及びこれを用いた曲がりホースの製造方法に関し、更に詳しくは、自動車等の車両用エアコン（エアコンディショナー）の冷媒回路等に用いられる曲がりホースの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等の車両の軽量化を目的として、車両用エアコンの冷媒回路にはアルミニウム合金製配管が使用されているが、コンプレッサ等で発生する振動がパイプを共振させ騒音を引き起こす恐れがある。そこで、配管の共振を抑制するために、ゴムやゴムと樹脂とからなるフレキシブルホースが配管の途中に組み込まれて使用されている。
【０００３】
この様な車両用エアコンの冷媒回路に用いられるフレキシブルホースでは、一般に、ゴム層単層、樹脂層単層または樹脂層の外周にゴム層を設けた樹脂−ゴム複合構造からなる内管と、この内管の外周を覆う補強層と、この補強層の外周に設けられた複数のゴム層とからなる外管とにより構成されている。そして、この様な構成からなる内管のバリア層で冷媒に対する耐ガス透過性を確保するとともに、外層のゴム層でホースとしての柔軟性、振動吸収性および耐水分透過性を確保し、更に、前記ゴム層を補強するための繊維補強層を有するのが通常である。
【０００４】
また、一般的に、車両用エアコンの内管のゴム層としてはブチルゴム、塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴムが使用され、樹脂−ゴム複合構造の内管の最内層を形成する樹脂としては、主にポリアミド系の樹脂が多用されている。更に、外層のゴム層としては、ブチルゴム、塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴムまたはエチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム（以下、ＥＰＤＭと略す）等がある。
【０００５】
しかるに、近年、自動車等車両の軽量化やエンジンルームのコンパクト化等により、配管スペースの狭小化、複雑化が進んでいる。このため車両用エアコンホースについても例外ではなく、狭いスペースに自由に配管出来かつ周辺機器と接触することなく、柔軟性に優れることが要求されている。一方、従来のストレート状のホースでは、これを強制的に曲げて装着する必要性が生じ、装着時の作業が難しくなって、場合によっては周辺機器との接触により装着できない場合が出てくる。
【０００６】
従って、これらの要求に答えるために、ホースを曲げた状態で加硫して曲がりホースを製造する方法が採用されている。しかしながら、曲がり形状を有するホースを製造するには、通常、長尺のゴム製もしくは樹脂製のマンドレルの周囲に、樹脂およびゴムを同時もしくは段階的に重ねて内管とした後、この内管の表面にポリエステル糸等を編み上げて巻き付けた補強層を設け、この補強層の上から外面ゴムを押出被覆する。この場合、ホースがストレートな直管を製造する場合にはそのまま加硫を行い、その後にマンドレルを抜き取れば加硫済みの樹脂−ゴム複合ホースが得られる。
【０００７】
一方、ホースが曲がり形状を呈している曲がり管を製造する場合は、長尺のストレートのマンドレルを抜き取った後に、この未加硫ホースを短尺に寸法切断し、所定の曲がり形状を有する金属製マンドレルを前記未加硫ホースに挿入して加硫するか、ストレートの長尺マンドレルを抜き取った後に寸法切断し、短尺の樹脂またはゴム製マンドレルをこの未加硫短尺ホースに再挿入し、もしくは長尺のマンドレルを挿入したまま寸法切断し、曲がり形状を有する外枠に嵌めて加硫を行うかのどちらかの方法で曲がりホースを製造することになる。
【０００８】
前者の製造方法は、内管がゴムの場合は特に問題がなく、広く一般的に採用されている工法であるが、最内管に熱可塑性樹脂を使用する場合、曲がり形状のマンドレルを挿入する際に樹脂とゴムの界面に剥離が生じたり、成型加硫後に金属製マンドレルを抜き取る作業時に内管樹脂表面に傷を生じさせる。また、後者の製造方法では、外層ゴムが未加硫であることから加硫時に外枠と接触して、外面ゴムに傷を生じさせることになる。また、、外枠による曲がり成型の場合は、三次元形状の複雑な形状を有する外枠を作ることが困難で、かつ費用も多大なものとなるため実用には適さない。
【０００９】
そこで、次に述べるような曲がりホースの製造方法が提案されている。このような従来例に係る曲がりホースの製造方法について、図６および図７を参照しながら以下説明する。図６は従来例に係る成型前のストレート状態の未加硫複合ホースの部分切断図、図７は他の従来例に係る実施例を示す３層ホースの押出しの説明図を示している。
【００１０】
図６において、この複合曲がりホースの製造方法は、ゴムまたは樹脂製のマンドレル３０に、内側より内面樹脂層３１、内管未加硫ゴム層３２、中間ゴム層３４を挟んで２層スパイラル構造とした補強層３３，３５および外被未加硫ゴム層３６が順次積層して未加硫複合ホースが構成され、ストレート状態の前記未加硫複合ホースを形成する第１工程と、外被未加硫ゴム層３６上に軟化点が成型加硫時の温度よりも高い性質を持つ樹脂被覆３７を施す第２工程と、前記内面樹脂層３１が弾性変形を示す温度域にて予熱する第３工程とを有する。
【００１１】
同時に引き続き、予め加硫温度付近に加熱した金型に前記予熱された未加硫複合ホース装填する第４工程と、所定の加硫条件にて成型加硫する第５工程と、内面樹脂層３１が弾性変形を示す温度域において金型から取り外す第６工程と、内面樹脂層３１が弾性変形を示す温度域において前記樹脂被覆３７およびマンドレル３０を取り外す第７工程と、室温まで冷却する間、目的の成型条件の型に装填しておく第８工程と、の各工程からなる（特許文献１参照）。
【００１２】
しかしながら、このような従来例に係る複合曲がりホースの製造方法は、複雑で多段の工程を要するため、工程管理に手間取り製造コストが多大になるという問題点を有している。そこで、図７における他の従来例に係るゴム−樹脂積層曲がりホースの製造方法は、中芯４０を流し、これに第一の押出機４１で内層ゴムを、第二の押出機４２で中間樹脂を、第三の押出機４３で外層ゴムを夫々押出して中芯４０の外周にこの順序で夫々積層していく。
【００１３】
積層された前記ホースは、所定の長さにカットしてこれを予備加硫する。そして、予備加硫したこのホースから中芯４０を抜き取り、このホースを所望の曲がりを設けた加硫心棒に差し込み、これを加硫心棒を付けたままで本加硫するのである（特許文献２参照）。
【００１４】
ところが、前記従来例に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法は、中芯４０を抜き取った前記未加硫ホースに、加硫心棒を直接差し込み本加硫して成型するため、ホース内面に傷を生じやすく、そのため複雑な三次元形状を有する複合ホースの製造には不向きである。
【００１５】
一方、成型マンドレルに形状記憶合金を用いた、次のような従来例に係る曲がりホースの製造方法が提案されている。即ち、この曲がりホースの製造方法は、配合ゴムより未加硫ゴムホースを形成する成形工程と、平板状または針金状の形状記憶合金を螺旋状に巻いて筒状とされた所定温度以上で所定の径を持つ曲がり形状となるように形状記憶されたマンドレルを、外径が前記未加硫ゴムホースの内径より小径の略真直形状として前記未加硫ゴムホースに挿入する挿入工程と、前記マンドレルを前記所定温度以上に加熱して形状記憶変形させ、前記未加硫ゴムホースを所定の屈曲形状に賦形するとともに加硫する加硫工程と、加硫後の曲がりホースから前記マンドレルを引き抜く工程とからなる（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平１１−１９２６６８号公報
【特許文献２】特開２０００−２８９１２１号公報
【特許文献３】特開平５−１４７１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、前記従来例に係る曲がりホースの製造方法は、高価な形状記憶合金を用いなくてはならない上、屈曲形状が複雑な三次元形状であったり曲率の大きいゴムホースの製造には、前記形状記憶合金による形状変形では満足し得る屈曲形状が得られないという問題点があった。
【００１７】
従って、本発明の目的は、複雑な三次元形状を有し内面にしわやたるみのない高品質の曲がりホースを、低コストで簡便に製造可能な曲がりホース成型金型及びそれを用いた曲がりホースの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の請求項１に係る曲がりホース成型用金型が採用した手段は、曲がりホースの成型に用いられる金型であって、前記曲がりホースの所定の曲げ形状に加工された金属棒と、この金属棒の長手方向の任意の位置と円周方向の任意の向きに固定可能とされると共に、未加硫の前記ホースを支持可能な複数個のホルダーとを備えてなることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の請求項２に係る曲がりホース成型用金型が採用した手段は、請求項１に記載の曲がりホース成型用金型において、未加硫の前記ホースが、樹脂チューブの外側に複数のゴム層とこの複数のゴム層間に介在する補強層とを被覆された樹脂−ゴム複合ホースであって、更に、前記樹脂チューブ内に樹脂製またはゴム製のマンドレルが内在することを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の請求項３に係る曲がりホース成型用金型が採用した手段は、請求項１または２に記載の曲がりホース成型用金型において、前記金属棒が、この金属棒を支持する台座に立設して固定されたことを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の請求項４に係る曲がりホース成型用金型が採用した手段は、請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載の曲がりホース成型用金型において、前記ホルダーが、未加硫の前記ホース外径と同等な幅を有する開口部を備え、この開口部に未加硫の前記ホースを差し込んで支持可能とされたことを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の請求項５に係る曲がりホースの製造方法が採用した手段は、長尺のゴム製もしくは樹脂製のマンドレルの周囲に、樹脂層単独または樹脂層の外周にゴム層を重ねて内管とした後、この内管の外周を覆う補強層を設け、この補強層の上から単層または複数のゴム層を押出被覆した樹脂−ゴム複合ホースとなし、次いで、この樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断した後、前記請求項１乃至４のうちの何れか一つの項に記載の曲がりホース成型用金型にセットして所定の曲がり形状とした状態で加硫し、その後、前記曲がりホース成型用金型から除去し、前記マンドレルを抜き取って樹脂−ゴム複合曲がりホースを製造することを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の請求項６に係る曲がりホースの製造方法が採用した手段は、請求項５に記載の曲がりホースの製造方法において、未加硫の前記樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断する前に、予備加硫することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の請求項１に係る曲がりホース成型用金型によれば、曲がりホースの成型に用いられる金型であって、前記曲がりホースの所定の曲げ形状に加工された金属棒と、この金属棒の長手方向の任意の位置と円周方向の任意の向きに固定可能とされると共に、未加硫の前記ホースを支持可能な複数個のホルダーとを備えてなるので、複雑な三次元形状を有する曲がりホースにも対応可能な簡便で安価な曲がりホース成型用金型を提供し得る。
【００２５】
また、本発明の請求項２に係る曲がりホース成型用金型によれば、未加硫の前記ホースが、樹脂チューブの外側に複数のゴム層とこの複数のゴム層間に介在する補強層とを被覆された樹脂−ゴム複合ホースであって、更に、前記樹脂チューブ内に樹脂製またはゴム製のマンドレルが内在するので、複雑な三次元形状も自在に形成し得ると共に、加硫時の前記ホースの収縮防止が可能となる。
【００２６】
更に、本発明の請求項３に係る曲がりホース成型用金型によれば、前記金属棒が、この金属棒を支持する台座に立設して固定されたものであるから、未加硫の前記ホースの前記金型へのセット、及び加硫後の曲がりホースの前記金型からの除去における作業性が向上する。
【００２７】
また更に、本発明の請求項４に係る曲がりホース成型用金型によれば、前記ホルダーが未加硫のホース外径と同等な幅を有する開口部を備え、この開口部に前記未加硫のホースを差し込んで支持可能とされたので、簡便な手段によって前記ホースを支持出来ると共に前記ホルダーへのホース着脱が簡単に行える。
【００２８】
一方、本発明の請求項５に係る曲がりホースの製造方法によれば、長尺のゴム製もしくは樹脂製のマンドレルの周囲に、樹脂層単独または樹脂層の外周にゴム層を重ねて内管とした後、この内管の外周を覆う補強層を設け、この補強層の上から単層または複数のゴム層を押出被覆した樹脂−ゴム複合ホースとなし、次いで、この樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断した後、前記請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載の曲がりホース成型用金型にセットして所定の曲がり形状とした状態で加硫し、その後、前記曲がりホース成型用金型から除去し、前記マンドレルを抜き取って樹脂−ゴム複合曲がりホースを製造するので、複雑な三次元形状を有し内面にしわやたるみのない高品質の曲がりホースを低コストで製造できる。
【００２９】
また、本発明の請求項６に係る曲がりホースの製造方法によれば、未加硫の前記樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断する前に予備加硫するので、ホースを構成するゴム層にゴム弾性がある程度付与され、切断後のマンドレル抜き取りやその後の曲がりホース成型用金型へのセット時の接触による損傷防止に寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
先ず、本発明の曲がりホース成型用金型に係る実施の形態について添付図１及び２を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に係る曲がりホース成型用金型の斜視図、図２は本発明の実施の形態に係る曲がりホース成型金型に未加硫のホースをセットした状態を示す斜視図である。
【００３１】
本発明に係る曲がりホース成型用金型１は、曲がりホースの所定の曲げ形状になる様にベンダー等により曲げ加工された金属棒２と、この金属棒２の長手方向の任意の位置に固定されると共に前記未加硫のホース１０を支持可能な複数個のホルダー３とを備えてなるものである。
【００３２】
前記ホルダー３には、金属棒２が装入可能な貫通孔が設けられており、この貫通孔に前記金属棒２を挿入して、この金属棒２の長手方向及び回転方向の任意の位置で止めネジ４により固定可能とされている。即ち、所望とする曲がり形状を未加硫のホース１０に賦形させるため、複数の前記ホルダー３を金属棒２の長手方向や回転方向の任意の位置に移動して、前記金属棒３に固定可能としている。
【００３３】
そして、前記ホルダー３には、未加硫のホース１０の外径と同等の幅を有する開口部３ａが形成されており、図２に示す如く、この開口部３ａに未加硫のホース１０を差し込んで、所定の曲がり形状にセット可能に構成されている。また、必要に応じて、前記開口部３ａに図示しない留め金具を取り付けてホース６の脱落を防止することも出来る。前記金属棒２は、所望とする三次元形状を予め賦形され、鉄製のみがき丸棒材やステンレス鋼棒材からなるものが好ましく用いられる。
【００３４】
以上の様な構成により曲がりホース成型用金型として用いることが可能であるが、更に図１及び２に示す如く、金属棒２の一端を台座５に立設して固定されたものが更に好ましい。前記金属棒２が台座５に立設して固定されていると、曲がりホース成型用金型１の周囲から、前記ホルダー３の位置調整や未加硫のホースのセット及び加硫後の曲がりホースの除去が可能となり、作業性が格段に向上するためである。
【００３５】
この様な曲がりホース成型用金型１によれば、前記曲がりホースの所定の曲げ形状に加工された金属棒２と、この金属棒２の長手方向の任意の位置と円周方向の任意の向きに固定可能とされると共に、未加硫の前記ホース１０を支持可能な複数個のホルダー３とを備えてなるので、複雑な三次元形状を有する曲がりホースにも対応可能な簡便で安価な曲がりホース成型用金型１が得られる。
【００３６】
更に、未加硫の前記ホース１０が、樹脂チューブの外側に複数のゴム層とこの複数のゴム層間に介在する補強層とを被覆された樹脂−ゴム複合ホースであって、前記樹脂チューブ内に樹脂製またはゴム製のマンドレル６が内在するものが好ましい。樹脂チューブ内に前記マンドレルが内在することによって、複雑な三次元形状も自在に形成し得ると共に、加硫時の前記ホースの収縮防止が可能となるからである。
【００３７】
次に、本発明の曲がりホースの製造方法に係る実施の形態１について、以下添付図３及び図４を参照しながら、工程を追って順次説明する。図３は本発明の実施の形態１に係る曲がりホースの製造方法を説明するための工程図、図４は本発明の実施の形態１に係る曲がりホースの製造方法における未加硫の樹脂−ゴム複合ホースの一部切欠斜視図を示す。
【００３８】
図３，４において、本発明の実施の形態１に係る曲がりホースの製造方法は、先ず、長尺のゴム製もしくは樹脂製のマンドレル６を連続的に供給（ステップ１１）しながら、押出機等によって、この長尺マンドレル６の外周に樹脂層７ａを形成（ステップ１２）した後、この上から内面ゴム層７ｂを被覆（ステップ１３）して内管７を形成する。次いで、この内管７の外周に補強糸を編み込んで補強層８を形成（ステップ１４）し、この補強層８の上から外面ゴム層９を押出被覆（ステップ１５）して、未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１０を形成（ステップ１６）する。
【００３９】
この未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１０は通常５０〜１００ｍ程度の長尺を有するので、これを製品長さに合わせて０．５〜２ｍ程度の所定長に、長尺マンドレル６と共に寸法切断（ステップ１７）する。その後、本発明の実施の形態に係る曲がりホース成型用金型１のホルダー３にセット（ステップ１８）して、所定の曲がり形状とした状態で加硫（ステップ１９）し、次いで、前記曲がりホース成型用金型１のホルダー３から除去（ステップ２０）した後、前記マンドレル６を抜き取って（２１）樹脂−ゴム複合曲がりホースを得る（ステップ２２）。
【００４０】
ここで、前記未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１０は、図４に例示したように、樹脂チューブ７ａの外側に内面ゴム層７ｂを設けた内管７と、この内管７の外側に設けられた繊維補強層８と、この繊維補強層８の外側に被覆された外面ゴム層９と供えている。前記ゴム層は、内面ゴム層７ｂと外面ゴム層９に限定されることなく、その中間に中間ゴム層を有する場合もあり、また、前記繊維補強層８が複数層ある場合もある。
【００４１】
そして更に、本発明に係る未加硫の（樹脂−ゴム複合）ホース１０とは、内管７の内側に存在するゴム製または樹脂製の前記マンドレル６も含むものを言う。この様に、未加硫の（樹脂−ゴム複合）ホース１０に前記マンドレル６を内在させたままで、本発明の実施の形態に係る曲がりホース成型用金型１にセットして加硫し、所定の曲がり形状を有する（樹脂−ゴム複合）曲がりホースを成型することが肝要である。前記前記マンドレル６を内管７の内側に内在させることにより、加硫時のホースの収縮を防止し得ると共に最内層である樹脂層７ａにしわやたるみを発生させることがない。
【００４２】
ここで、図４に例示した前記未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１０の構成について、更に詳しく述べる。前記樹脂チューブ７ａとしては、通常ポリアミド樹脂が多用されている。このようなポリアミド樹脂は、ＰＡ６，ＰＡ６６，ＰＡ６とＰＡ６６の共重合体，ＰＡ１１，ＰＡ１２，ＰＡ１１とＰＡ１２の共重合物、変性物、ブレンド物およびＰＡにオレフィンをブレンドしたもの等が適している。
【００４３】
また、前記内面ゴム層７ｂのゴム材質としてはブチルゴム（ＩＩＲ）が好ましい。このブチルゴムは、イソブチレンとイソプレンの共重合体であって、耐熱、耐寒、耐候性、耐薬品性および耐屈曲亀裂性に優れる上、ガス透過性が低いという特性を有するゴムであるからである。前記ブチルゴムは、塩素化ブチルゴムや臭素化ブチルゴム等のハロゲン化ブチルゴムでも良い。
【００４４】
また、前記外面ゴム層７や中間ゴム層のゴム材質としては、ブチルゴムやＥＰＤＭが好ましい。このブチルゴムは、上述したように極めてガス透過性が小さく、反発弾性が低いという性質を持ち、耐熱性、耐候性に優れているからであり、ＥＰＤＭは、同様に耐熱性、耐候性、耐オゾン性に優れるためである。このようなゴム層の加硫に要する加熱温度と加熱時間は、使用されるゴム原料の架橋特性によって多少の違いはあるが、上述したようなゴム材質の場合は、１６０℃前後の温度で４０分程度の加熱時間が必要である。
【００４５】
次に、繊維補強層８について説明すると、複数本の補強糸を引き揃えて内面ゴム層７ｂの外周面に、交差させて編み込みしつつ巻き付け構成されてなる。前記補強糸は、複数本のポリエステル糸を加撚して構成されたものが強度上好ましい。
【００４６】
そして更に、前記長尺マンドレル６としては、ゴム製のものとしてはＥＰＭ，ＥＰＤＭ等を、樹脂製のものとしてはポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂及びポリメチルペンテン樹脂（ＴＰＸ）等を用いることが出来る。この様な材質からなる長尺マンドレル６は、加硫時の加熱に対する耐熱性、柔軟性及び加硫後のマンドレルの抜き取り易さ等の点で優れているためである。
【００４７】
次に、本発明の曲がりホースの製造方法に係る実施の形態２について、以下添付図５を参照しながら説明する。図５は本発明の実施の形態２に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法を説明するための工程図である。尚、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、加硫方法に相違があり、その他は同構成であるから、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以下説明する。
【００４８】
即ち、本発明の実施の形態２に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法は、図５に示す如く、未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１０を寸法裁断（ステップ１７）する前に、予備加硫（ステップ１９ａ）するのである。この予備加硫１９ａは、１６０℃前後の温度で５分加熱する程度で良い。このような予備加硫１９ａを行うことによって、前記ゴム層７ｂ，９にある程度の弾性を付与し、前記マンドレル６の抜き取りや曲がりホース成型用金型１へのセットの際の損傷防止に寄与出来る。
【００４９】
以上、本発明の曲がりホース成型用金型１を用いた曲がりホースの製造方法によれば、長尺のゴム製もしくは樹脂製のマンドレル６を内在する樹脂−ゴム複合ホース１０を形成し、次いで、この樹脂−ゴム複合ホース１０を所定長に切断した後、本発明に係る曲がりホース成型用金型１にセットして所定の曲がり形状とした状態で加硫し、その後、前記曲がりホース成型用金型１から除去し、前記マンドレル６を抜き取って樹脂−ゴム複合曲がりホースを製造するので、複雑な三次元形状を有し内面にしわやたるみのない高品質の曲がりホースを、収縮させることなく低コストで製造できる。
【実施例】
【００５０】
＜実施例−１＞
図３に示した工程に従って、先ず、外径１２．０ｍｍのＴＰＸ製長尺マンドレルの外周に、厚さ０．１５ｍｍのＰＡ６チューブ層を形成した。次いで、ブチルゴム層、繊維補強層、ＥＰＤＭからなる外面ゴム層を順次形成して、図４の構成からなる外径１９．０ｍｍの未加硫の樹脂−ゴム複合ホースを作成した。その後、この未加硫の樹脂−ゴム複合ホースを１．５ｍに寸法切断し、図１に示した曲がりホース成型用金型１にセットして、所定の曲がり形状とした状態で加硫缶に装填し、温度１６０℃で４０分間保持して加硫した。
【００５１】
冷却後これを取り出して、前記曲がりホース成型金型１を除去し、次いでマンドレル６を抜き取ったところ、曲がりホース成型用金型１にセットされた形状通りの形が賦形された樹脂−ゴム複合曲がりホース製品が得られた。この曲がりホースを軸方向に沿って分割し内面を確認したところ、収縮も無くしわやたるみ等の不具合は認められなかった。
【００５２】
＜実施例−２＞
図５に示した工程に従って、先ず、外径１２．０ｍｍのＴＰＸ製長尺マンドレルの外周に、厚さ０．１５ｍｍのＰＡ６チューブ層を形成した。次いで、ブチルゴム層、繊維補強層、ＥＰＤＭからなる外面ゴム層を順次形成し、図４の構成からなる外径１９．０ｍｍの未加硫の樹脂−ゴム複合ホースを作成した。その後、前記複合ゴムホースをストレートな状態に保持したままで加熱炉に装填し、温度１６０℃で５分間保持して予備加硫した後、寸法切断して長さ１．５ｍの未加硫樹脂−ゴム複合ホースを１０本準備した。
【００５３】
次に、図１に示した曲がりホース成型用金型１にセットして、所定の曲がり形状とした状態で加硫缶に装填し、温度１６０℃で３５分間保持して加硫した。冷却後これを取り出して、前記曲がりホース成型用金型１を除去し、次いでマンドレル６を抜き取ったところ、この曲がりホース成型用金型１にセットされた形状通りの形が賦与された１０本の曲がりホース製品が得られた。この曲がりホースを軸方向に沿って全数分割してＰＡ６内面を確認したところ、１０本全て収縮やしわ、たるみ、傷等の欠陥は認められなかった。
【００５４】
＜比較例−１＞
前記実施例−１と同様に作成した未加硫の樹脂−ゴム複合ホースから、長尺マンドレルを抜き取って加硫したこと以外は、実施例−１と全く同一の処理を行った。得られた曲がりホースを軸方向に沿って分割し内面を確認したところ、ＰＡ６チューブ内径の収縮及びしわ発生が認められた。即ち、内管を構成する最内層が樹脂チューブである樹脂−ゴム複合ホースの場合、前記樹脂チューブ内にマンドレル６が存在しない状態で加硫すると、内面の収縮としわが発生し、品質低下を招くことを示している。
【００５５】
＜比較例−２＞
前記実施例−２と同様に作成した樹脂−ゴム複合ホースを予備加硫して所定寸法に切断し、その後長尺マンドレルを抜き取ったこと以外は、実施例−２と全く同一の処理を行った。得られた曲がりホース全数を軸方向に沿って分割し内部を確認したところ、１０本のうち２本に収縮が認められ、８本にＰＡ６チューブ内面のしわやたるみが認められた。即ち、内管を構成する最内層が樹脂チューブである樹脂−ゴム複合ホースの場合、予備加硫時は樹脂チューブ内にマンドレル６が存在していても、本加硫時にマンドレル６が存在しない状態であると、内面の収縮やしわ、たるみ等が発生することを示している。
【００５６】
以上述べた通り、本発明に係るホース成型用金型は、樹脂−ゴム複合曲がりホースの所定の曲げ形状に加工された金属棒と、この金属棒の長手方向の任意の位置と円周方向の任意の向きに固定可能とされると共に、未加硫の前記樹脂−ゴム複合ホースを支持可能な複数個のホルダーとを備えてなるので、複雑な三次元形状を有する曲がりホースにも対応可能な安価な曲がりホース成型用金型を提供し得る。
【００５７】
また、本発明に係る曲がりホースの製造方法によれば、長尺のゴム製もしくは樹脂製のマンドレルの周囲に樹脂−ゴム複合ホースを形成し、次いで、この樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断した後、本発明に係る上記曲がりホース成型用金型にセットして所定の曲がり形状とした状態で加硫し、次いで、前記曲がりホース成型用金型から除去して前記マンドレルを抜き取るので、複雑な三次元形状を有し内面に収縮やしわ、たるみのない高品質の樹脂−ゴム複合曲がりホースを低コストで製造できる。
【００５８】
本発明に係るこのような曲がりホース成型用金型及びこれを用いた曲がりホースの製造方法は、樹脂チューブの外側に複数のゴム層とこの複数のゴム層間に介在する補強層とを被覆された樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法に用いられるのが好ましいが、このようなホース構成に限定されることなく、例えば、前記樹脂チューブの内側に損傷防止のため薄いゴム層を設けた樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態に係る曲がりホース成型用金型の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る曲がりホース成型金型に、未加硫のホースをセットした状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る曲がりホースの製造方法を説明するための工程図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る曲がりホースの製造方法における未加硫の樹脂−ゴム複合ホースの一部切欠斜視図を示す。
【図５】本発明の実施の形態２に係る曲がりホースの製造方法を説明するための工程図である。
【図６】従来例に係る成型前のストレート状態の未加硫複合ホースの部分切断図を示す。
【図７】他の従来例に係る実施例を示す３層ホースの押出しの説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
１：曲がりホース成型用金型， ２：金属棒，
３：ホルダー， ３ａ：開口部，
４：止めネジ， ５：台座， ６：（長尺）マンドレル，
７：内管， ７ａ：樹脂チューブ， ７ｂ：内面ゴム層，
８：補強層（繊維補強層）， ９：外面ゴム層，
１０：未加硫の（樹脂−ゴム複合）ホース，
１１〜２２：樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造ステップ，
１９ａ：予備加硫のステップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲がりホース成型用金型及びこれを用いた曲がりホースの製造方法に関し、更に詳しくは、自動車等の車両用エアコン（エアコンディショナー）の冷媒回路等に用いられる曲がりホースの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等の車両の軽量化を目的として、車両用エアコンの冷媒回路にはアルミニウム合金製配管が使用されているが、コンプレッサ等で発生する振動がパイプを共振させ騒音を引き起こす恐れがある。そこで、配管の共振を抑制するために、ゴムやゴムと樹脂とからなるフレキシブルホースが配管の途中に組み込まれて使用されている。
【０００３】
この様な車両用エアコンの冷媒回路に用いられるフレキシブルホースでは、一般に、ゴム層単層、樹脂層単層または樹脂層の外周にゴム層を設けた樹脂−ゴム複合構造からなる内管と、この内管の外周を覆う補強層と、この補強層の外周に設けられた複数のゴム層とからなる外管とにより構成されている。そして、この様な構成からなる内管のバリア層で冷媒に対する耐ガス透過性を確保するとともに、外層のゴム層でホースとしての柔軟性、振動吸収性および耐水分透過性を確保し、更に、前記ゴム層を補強するための繊維補強層を有するのが通常である。
【０００４】
また、一般的に、車両用エアコンの内管のゴム層としてはブチルゴム、塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴムが使用され、樹脂−ゴム複合構造の内管の最内層を形成する樹脂としては、主にポリアミド系の樹脂が多用されている。更に、外層のゴム層としては、ブチルゴム、塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴムまたはエチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム（以下、ＥＰＤＭと略す）等がある。
【０００５】
しかるに、近年、自動車等車両の軽量化やエンジンルームのコンパクト化等により、配管スペースの狭小化、複雑化が進んでいる。このため車両用エアコンホースについても例外ではなく、狭いスペースに自由に配管出来かつ周辺機器と接触することなく、柔軟性に優れることが要求されている。一方、従来のストレート状のホースでは、これを強制的に曲げて装着する必要性が生じ、装着時の作業が難しくなって、場合によっては周辺機器との接触により装着できない場合が出てくる。
【０００６】
従って、これらの要求に答えるために、ホースを曲げた状態で加硫して曲がりホースを製造する方法が採用されている。しかしながら、曲がり形状を有するホースを製造するには、通常、長尺のゴム製もしくは樹脂製のマンドレルの周囲に、樹脂およびゴムを同時もしくは段階的に重ねて内管とした後、この内管の表面にポリエステル糸等を編み上げて巻き付けた補強層を設け、この補強層の上から外面ゴムを押出被覆する。この場合、ホースがストレートな直管を製造する場合にはそのまま加硫を行い、その後にマンドレルを抜き取れば加硫済みの樹脂−ゴム複合ホースが得られる。
【０００７】
一方、ホースが曲がり形状を呈している曲がり管を製造する場合は、長尺のストレートのマンドレルを抜き取った後に、この未加硫ホースを短尺に寸法切断し、所定の曲がり形状を有する金属製マンドレルを前記未加硫ホースに挿入して加硫するか、ストレートの長尺マンドレルを抜き取った後に寸法切断し、短尺の樹脂またはゴム製マンドレルをこの未加硫短尺ホースに再挿入し、もしくは長尺のマンドレルを挿入したまま寸法切断し、曲がり形状を有する外枠に嵌めて加硫を行うかのどちらかの方法で曲がりホースを製造することになる。
【０００８】
前者の製造方法は、内管がゴムの場合は特に問題がなく、広く一般的に採用されている工法であるが、最内管に熱可塑性樹脂を使用する場合、曲がり形状のマンドレルを挿入する際に樹脂とゴムの界面に剥離が生じたり、成型加硫後に金属製マンドレルを抜き取る作業時に内管樹脂表面に傷を生じさせる。また、後者の製造方法では、外層ゴムが未加硫であることから加硫時に外枠と接触して、外面ゴムに傷を生じさせることになる。また、、外枠による曲がり成型の場合は、三次元形状の複雑な形状を有する外枠を作ることが困難で、かつ費用も多大なものとなるため実用には適さない。
【０００９】
そこで、次に述べるような曲がりホースの製造方法が提案されている。このような従来例に係る曲がりホースの製造方法について、図６および図７を参照しながら以下説明する。図６は従来例に係る成型前のストレート状態の未加硫複合ホースの部分切断図、図７は他の従来例に係る実施例を示す３層ホースの押出しの説明図を示している。
【００１０】
図６において、この複合曲がりホースの製造方法は、ゴムまたは樹脂製のマンドレル３０に、内側より内面樹脂層３１、内管未加硫ゴム層３２、中間ゴム層３４を挟んで２層スパイラル構造とした補強層３３，３５および外被未加硫ゴム層３６が順次積層して未加硫複合ホースが構成され、ストレート状態の前記未加硫複合ホースを形成する第１工程と、外被未加硫ゴム層３６上に軟化点が成型加硫時の温度よりも高い性質を持つ樹脂被覆３７を施す第２工程と、前記内面樹脂層３１が弾性変形を示す温度域にて予熱する第３工程とを有する。
【００１１】
同時に引き続き、予め加硫温度付近に加熱した金型に前記予熱された未加硫複合ホース装填する第４工程と、所定の加硫条件にて成型加硫する第５工程と、内面樹脂層３１が弾性変形を示す温度域において金型から取り外す第６工程と、内面樹脂層３１が弾性変形を示す温度域において前記樹脂被覆３７およびマンドレル３０を取り外す第７工程と、室温まで冷却する間、目的の成型条件の型に装填しておく第８工程と、の各工程からなる（特許文献１参照）。
【００１２】
しかしながら、このような従来例に係る複合曲がりホースの製造方法は、複雑で多段の工程を要するため、工程管理に手間取り製造コストが多大になるという問題点を有している。そこで、図７における他の従来例に係るゴム−樹脂積層曲がりホースの製造方法は、中芯４０を流し、これに第一の押出機４１で内層ゴムを、第二の押出機４２で中間樹脂を、第三の押出機４３で外層ゴムを夫々押出して中芯４０の外周にこの順序で夫々積層していく。
【００１３】
積層された前記ホースは、所定の長さにカットしてこれを予備加硫する。そして、予備加硫したこのホースから中芯４０を抜き取り、このホースを所望の曲がりを設けた加硫心棒に差し込み、これを加硫心棒を付けたままで本加硫するのである（特許文献２参照）。
【００１４】
ところが、前記従来例に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法は、中芯４０を抜き取った前記未加硫ホースに、加硫心棒を直接差し込み本加硫して成型するため、ホース内面に傷を生じやすく、そのため複雑な三次元形状を有する複合ホースの製造には不向きである。
【００１５】
一方、成型マンドレルに形状記憶合金を用いた、次のような従来例に係る曲がりホースの製造方法が提案されている。即ち、この曲がりホースの製造方法は、配合ゴムより未加硫ゴムホースを形成する成形工程と、平板状または針金状の形状記憶合金を螺旋状に巻いて筒状とされた所定温度以上で所定の径を持つ曲がり形状となるように形状記憶されたマンドレルを、外径が前記未加硫ゴムホースの内径より小径の略真直形状として前記未加硫ゴムホースに挿入する挿入工程と、前記マンドレルを前記所定温度以上に加熱して形状記憶変形させ、前記未加硫ゴムホースを所定の屈曲形状に賦形するとともに加硫する加硫工程と、加硫後の曲がりホースから前記マンドレルを引き抜く工程とからなる（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平１１−１９２６６８号公報
【特許文献２】特開２０００−２８９１２１号公報
【特許文献３】特開平５−１４７１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、前記従来例に係る曲がりホースの製造方法は、高価な形状記憶合金を用いなくてはならない上、屈曲形状が複雑な三次元形状であったり曲率の大きいゴムホースの製造には、前記形状記憶合金による形状変形では満足し得る屈曲形状が得られないという問題点があった。
【００１７】
従って、本発明の目的は、複雑な三次元形状を有し内面にしわやたるみのない高品質の曲がりホースを、低コストで簡便に製造可能な曲がりホース成型金型及びそれを用いた曲がりホースの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の請求項１に係る曲がりホース成型用金型が採用した手段は、曲がりホースの成型に用いられる金型であって、前記曲がりホースの所定の曲げ形状に加工された金属棒と、この金属棒の長手方向の任意の位置と円周方向の任意の向きに固定可能とされると共に、未加硫の前記ホースを支持可能な複数個のホルダーとを備えてなることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の請求項２に係る曲がりホース成型用金型が採用した手段は、請求項１に記載の曲がりホース成型用金型において、未加硫の前記ホースが、樹脂チューブの外側に複数のゴム層とこの複数のゴム層間に介在する補強層とを被覆された樹脂−ゴム複合ホースであって、更に、前記樹脂チューブ内に樹脂製またはゴム製のマンドレルが内在することを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の請求項３に係る曲がりホース成型用金型が採用した手段は、請求項１または２に記載の曲がりホース成型用金型において、前記金属棒が、この金属棒を支持する台座に立設して固定されたことを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の請求項４に係る曲がりホース成型用金型が採用した手段は、請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載の曲がりホース成型用金型において、前記ホルダーが、未加硫の前記ホース外径と同等な幅を有する開口部を備え、この開口部に未加硫の前記ホースを差し込んで支持可能とされたことを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の請求項５に係る曲がりホースの製造方法が採用した手段は、長尺のゴム製もしくは樹脂製のマンドレルの周囲に、樹脂層単独または樹脂層の外周にゴム層を重ねて内管とした後、この内管の外周を覆う補強層を設け、この補強層の上から単層または複数のゴム層を押出被覆した樹脂−ゴム複合ホースとなし、次いで、この樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断した後、前記請求項１乃至４のうちの何れか一つの項に記載の曲がりホース成型用金型にセットして所定の曲がり形状とした状態で加硫し、その後、前記曲がりホース成型用金型から除去し、前記マンドレルを抜き取って樹脂−ゴム複合曲がりホースを製造することを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の請求項６に係る曲がりホースの製造方法が採用した手段は、請求項５に記載の曲がりホースの製造方法において、未加硫の前記樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断する前に、予備加硫することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の請求項１に係る曲がりホース成型用金型によれば、曲がりホースの成型に用いられる金型であって、前記曲がりホースの所定の曲げ形状に加工された金属棒と、この金属棒の長手方向の任意の位置と円周方向の任意の向きに固定可能とされると共に、未加硫の前記ホースを支持可能な複数個のホルダーとを備えてなるので、複雑な三次元形状を有する曲がりホースにも対応可能な簡便で安価な曲がりホース成型用金型を提供し得る。
【００２５】
また、本発明の請求項２に係る曲がりホース成型用金型によれば、未加硫の前記ホースが、樹脂チューブの外側に複数のゴム層とこの複数のゴム層間に介在する補強層とを被覆された樹脂−ゴム複合ホースであって、更に、前記樹脂チューブ内に樹脂製またはゴム製のマンドレルが内在するので、複雑な三次元形状も自在に形成し得ると共に、加硫時の前記ホースの収縮防止が可能となる。
【００２６】
更に、本発明の請求項３に係る曲がりホース成型用金型によれば、前記金属棒が、この金属棒を支持する台座に立設して固定されたものであるから、未加硫の前記ホースの前記金型へのセット、及び加硫後の曲がりホースの前記金型からの除去における作業性が向上する。
【００２７】
また更に、本発明の請求項４に係る曲がりホース成型用金型によれば、前記ホルダーが未加硫のホース外径と同等な幅を有する開口部を備え、この開口部に前記未加硫のホースを差し込んで支持可能とされたので、簡便な手段によって前記ホースを支持出来ると共に前記ホルダーへのホース着脱が簡単に行える。
【００２８】
一方、本発明の請求項５に係る曲がりホースの製造方法によれば、長尺のゴム製もしくは樹脂製のマンドレルの周囲に、樹脂層単独または樹脂層の外周にゴム層を重ねて内管とした後、この内管の外周を覆う補強層を設け、この補強層の上から単層または複数のゴム層を押出被覆した樹脂−ゴム複合ホースとなし、次いで、この樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断した後、前記請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載の曲がりホース成型用金型にセットして所定の曲がり形状とした状態で加硫し、その後、前記曲がりホース成型用金型から除去し、前記マンドレルを抜き取って樹脂−ゴム複合曲がりホースを製造するので、複雑な三次元形状を有し内面にしわやたるみのない高品質の曲がりホースを低コストで製造できる。
【００２９】
また、本発明の請求項６に係る曲がりホースの製造方法によれば、未加硫の前記樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断する前に予備加硫するので、ホースを構成するゴム層にゴム弾性がある程度付与され、切断後のマンドレル抜き取りやその後の曲がりホース成型用金型へのセット時の接触による損傷防止に寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
先ず、本発明の曲がりホース成型用金型に係る実施の形態について添付図１及び２を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に係る曲がりホース成型用金型の斜視図、図２は本発明の実施の形態に係る曲がりホース成型金型に未加硫のホースをセットした状態を示す斜視図である。
【００３１】
本発明に係る曲がりホース成型用金型１は、曲がりホースの所定の曲げ形状になる様にベンダー等により曲げ加工された金属棒２と、この金属棒２の長手方向の任意の位置に固定されると共に前記未加硫のホース１０を支持可能な複数個のホルダー３とを備えてなるものである。
【００３２】
前記ホルダー３には、金属棒２が装入可能な貫通孔が設けられており、この貫通孔に前記金属棒２を挿入して、この金属棒２の長手方向及び回転方向の任意の位置で止めネジ４により固定可能とされている。即ち、所望とする曲がり形状を未加硫のホース１０に賦形させるため、複数の前記ホルダー３を金属棒２の長手方向や回転方向の任意の位置に移動して、前記金属棒３に固定可能としている。
【００３３】
そして、前記ホルダー３には、未加硫のホース１０の外径と同等の幅を有する開口部３ａが形成されており、図２に示す如く、この開口部３ａに未加硫のホース１０を差し込んで、所定の曲がり形状にセット可能に構成されている。また、必要に応じて、前記開口部３ａに図示しない留め金具を取り付けてホース６の脱落を防止することも出来る。前記金属棒２は、所望とする三次元形状を予め賦形され、鉄製のみがき丸棒材やステンレス鋼棒材からなるものが好ましく用いられる。
【００３４】
以上の様な構成により曲がりホース成型用金型として用いることが可能であるが、更に図１及び２に示す如く、金属棒２の一端を台座５に立設して固定されたものが更に好ましい。前記金属棒２が台座５に立設して固定されていると、曲がりホース成型用金型１の周囲から、前記ホルダー３の位置調整や未加硫のホースのセット及び加硫後の曲がりホースの除去が可能となり、作業性が格段に向上するためである。
【００３５】
この様な曲がりホース成型用金型１によれば、前記曲がりホースの所定の曲げ形状に加工された金属棒２と、この金属棒２の長手方向の任意の位置と円周方向の任意の向きに固定可能とされると共に、未加硫の前記ホース１０を支持可能な複数個のホルダー３とを備えてなるので、複雑な三次元形状を有する曲がりホースにも対応可能な簡便で安価な曲がりホース成型用金型１が得られる。
【００３６】
更に、未加硫の前記ホース１０が、樹脂チューブの外側に複数のゴム層とこの複数のゴム層間に介在する補強層とを被覆された樹脂−ゴム複合ホースであって、前記樹脂チューブ内に樹脂製またはゴム製のマンドレル６が内在するものが好ましい。樹脂チューブ内に前記マンドレルが内在することによって、複雑な三次元形状も自在に形成し得ると共に、加硫時の前記ホースの収縮防止が可能となるからである。
【００３７】
次に、本発明の曲がりホースの製造方法に係る実施の形態１について、以下添付図３及び図４を参照しながら、工程を追って順次説明する。図３は本発明の実施の形態１に係る曲がりホースの製造方法を説明するための工程図、図４は本発明の実施の形態１に係る曲がりホースの製造方法における未加硫の樹脂−ゴム複合ホースの一部切欠斜視図を示す。
【００３８】
図３，４において、本発明の実施の形態１に係る曲がりホースの製造方法は、先ず、長尺のゴム製もしくは樹脂製のマンドレル６を連続的に供給（ステップ１１）しながら、押出機等によって、この長尺マンドレル６の外周に樹脂層７ａを形成（ステップ１２）した後、この上から内面ゴム層７ｂを被覆（ステップ１３）して内管７を形成する。次いで、この内管７の外周に補強糸を編み込んで補強層８を形成（ステップ１４）し、この補強層８の上から外面ゴム層９を押出被覆（ステップ１５）して、未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１０を形成（ステップ１６）する。
【００３９】
この未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１０は通常５０〜１００ｍ程度の長尺を有するので、これを製品長さに合わせて０．５〜２ｍ程度の所定長に、長尺マンドレル６と共に寸法切断（ステップ１７）する。その後、本発明の実施の形態に係る曲がりホース成型用金型１のホルダー３にセット（ステップ１８）して、所定の曲がり形状とした状態で加硫（ステップ１９）し、次いで、前記曲がりホース成型用金型１のホルダー３から除去（ステップ２０）した後、前記マンドレル６を抜き取って（２１）樹脂−ゴム複合曲がりホースを得る（ステップ２２）。
【００４０】
ここで、前記未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１０は、図４に例示したように、樹脂チューブ７ａの外側に内面ゴム層７ｂを設けた内管７と、この内管７の外側に設けられた繊維補強層８と、この繊維補強層８の外側に被覆された外面ゴム層９と供えている。前記ゴム層は、内面ゴム層７ｂと外面ゴム層９に限定されることなく、その中間に中間ゴム層を有する場合もあり、また、前記繊維補強層８が複数層ある場合もある。
【００４１】
そして更に、本発明に係る未加硫の（樹脂−ゴム複合）ホース１０とは、内管７の内側に存在するゴム製または樹脂製の前記マンドレル６も含むものを言う。この様に、未加硫の（樹脂−ゴム複合）ホース１０に前記マンドレル６を内在させたままで、本発明の実施の形態に係る曲がりホース成型用金型１にセットして加硫し、所定の曲がり形状を有する（樹脂−ゴム複合）曲がりホースを成型することが肝要である。前記前記マンドレル６を内管７の内側に内在させることにより、加硫時のホースの収縮を防止し得ると共に最内層である樹脂層７ａにしわやたるみを発生させることがない。
【００４２】
ここで、図４に例示した前記未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１０の構成について、更に詳しく述べる。前記樹脂チューブ７ａとしては、通常ポリアミド樹脂が多用されている。このようなポリアミド樹脂は、ＰＡ６，ＰＡ６６，ＰＡ６とＰＡ６６の共重合体，ＰＡ１１，ＰＡ１２，ＰＡ１１とＰＡ１２の共重合物、変性物、ブレンド物およびＰＡにオレフィンをブレンドしたもの等が適している。
【００４３】
また、前記内面ゴム層７ｂのゴム材質としてはブチルゴム（ＩＩＲ）が好ましい。このブチルゴムは、イソブチレンとイソプレンの共重合体であって、耐熱、耐寒、耐候性、耐薬品性および耐屈曲亀裂性に優れる上、ガス透過性が低いという特性を有するゴムであるからである。前記ブチルゴムは、塩素化ブチルゴムや臭素化ブチルゴム等のハロゲン化ブチルゴムでも良い。
【００４４】
また、前記外面ゴム層７や中間ゴム層のゴム材質としては、ブチルゴムやＥＰＤＭが好ましい。このブチルゴムは、上述したように極めてガス透過性が小さく、反発弾性が低いという性質を持ち、耐熱性、耐候性に優れているからであり、ＥＰＤＭは、同様に耐熱性、耐候性、耐オゾン性に優れるためである。このようなゴム層の加硫に要する加熱温度と加熱時間は、使用されるゴム原料の架橋特性によって多少の違いはあるが、上述したようなゴム材質の場合は、１６０℃前後の温度で４０分程度の加熱時間が必要である。
【００４５】
次に、繊維補強層８について説明すると、複数本の補強糸を引き揃えて内面ゴム層７ｂの外周面に、交差させて編み込みしつつ巻き付け構成されてなる。前記補強糸は、複数本のポリエステル糸を加撚して構成されたものが強度上好ましい。
【００４６】
そして更に、前記長尺マンドレル６としては、ゴム製のものとしてはＥＰＭ，ＥＰＤＭ等を、樹脂製のものとしてはポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂及びポリメチルペンテン樹脂（ＴＰＸ）等を用いることが出来る。この様な材質からなる長尺マンドレル６は、加硫時の加熱に対する耐熱性、柔軟性及び加硫後のマンドレルの抜き取り易さ等の点で優れているためである。
【００４７】
次に、本発明の曲がりホースの製造方法に係る実施の形態２について、以下添付図５を参照しながら説明する。図５は本発明の実施の形態２に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法を説明するための工程図である。尚、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、加硫方法に相違があり、その他は同構成であるから、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以下説明する。
【００４８】
即ち、本発明の実施の形態２に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法は、図５に示す如く、未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１０を寸法裁断（ステップ１７）する前に、予備加硫（ステップ１９ａ）するのである。この予備加硫１９ａは、１６０℃前後の温度で５分加熱する程度で良い。このような予備加硫１９ａを行うことによって、前記ゴム層７ｂ，９にある程度の弾性を付与し、前記マンドレル６の抜き取りや曲がりホース成型用金型１へのセットの際の損傷防止に寄与出来る。
【００４９】
以上、本発明の曲がりホース成型用金型１を用いた曲がりホースの製造方法によれば、長尺のゴム製もしくは樹脂製のマンドレル６を内在する樹脂−ゴム複合ホース１０を形成し、次いで、この樹脂−ゴム複合ホース１０を所定長に切断した後、本発明に係る曲がりホース成型用金型１にセットして所定の曲がり形状とした状態で加硫し、その後、前記曲がりホース成型用金型１から除去し、前記マンドレル６を抜き取って樹脂−ゴム複合曲がりホースを製造するので、複雑な三次元形状を有し内面にしわやたるみのない高品質の曲がりホースを、収縮させることなく低コストで製造できる。
【実施例】
【００５０】
＜実施例−１＞
図３に示した工程に従って、先ず、外径１２．０ｍｍのＴＰＸ製長尺マンドレルの外周に、厚さ０．１５ｍｍのＰＡ６チューブ層を形成した。次いで、ブチルゴム層、繊維補強層、ＥＰＤＭからなる外面ゴム層を順次形成して、図４の構成からなる外径１９．０ｍｍの未加硫の樹脂−ゴム複合ホースを作成した。その後、この未加硫の樹脂−ゴム複合ホースを１．５ｍに寸法切断し、図１に示した曲がりホース成型用金型１にセットして、所定の曲がり形状とした状態で加硫缶に装填し、温度１６０℃で４０分間保持して加硫した。
【００５１】
冷却後これを取り出して、前記曲がりホース成型金型１を除去し、次いでマンドレル６を抜き取ったところ、曲がりホース成型用金型１にセットされた形状通りの形が賦形された樹脂−ゴム複合曲がりホース製品が得られた。この曲がりホースを軸方向に沿って分割し内面を確認したところ、収縮も無くしわやたるみ等の不具合は認められなかった。
【００５２】
＜実施例−２＞
図５に示した工程に従って、先ず、外径１２．０ｍｍのＴＰＸ製長尺マンドレルの外周に、厚さ０．１５ｍｍのＰＡ６チューブ層を形成した。次いで、ブチルゴム層、繊維補強層、ＥＰＤＭからなる外面ゴム層を順次形成し、図４の構成からなる外径１９．０ｍｍの未加硫の樹脂−ゴム複合ホースを作成した。その後、前記複合ゴムホースをストレートな状態に保持したままで加熱炉に装填し、温度１６０℃で５分間保持して予備加硫した後、寸法切断して長さ１．５ｍの未加硫樹脂−ゴム複合ホースを１０本準備した。
【００５３】
次に、図１に示した曲がりホース成型用金型１にセットして、所定の曲がり形状とした状態で加硫缶に装填し、温度１６０℃で３５分間保持して加硫した。冷却後これを取り出して、前記曲がりホース成型用金型１を除去し、次いでマンドレル６を抜き取ったところ、この曲がりホース成型用金型１にセットされた形状通りの形が賦与された１０本の曲がりホース製品が得られた。この曲がりホースを軸方向に沿って全数分割してＰＡ６内面を確認したところ、１０本全て収縮やしわ、たるみ、傷等の欠陥は認められなかった。
【００５４】
＜比較例−１＞
前記実施例−１と同様に作成した未加硫の樹脂−ゴム複合ホースから、長尺マンドレルを抜き取って加硫したこと以外は、実施例−１と全く同一の処理を行った。得られた曲がりホースを軸方向に沿って分割し内面を確認したところ、ＰＡ６チューブ内径の収縮及びしわ発生が認められた。即ち、内管を構成する最内層が樹脂チューブである樹脂−ゴム複合ホースの場合、前記樹脂チューブ内にマンドレル６が存在しない状態で加硫すると、内面の収縮としわが発生し、品質低下を招くことを示している。
【００５５】
＜比較例−２＞
前記実施例−２と同様に作成した樹脂−ゴム複合ホースを予備加硫して所定寸法に切断し、その後長尺マンドレルを抜き取ったこと以外は、実施例−２と全く同一の処理を行った。得られた曲がりホース全数を軸方向に沿って分割し内部を確認したところ、１０本のうち２本に収縮が認められ、８本にＰＡ６チューブ内面のしわやたるみが認められた。即ち、内管を構成する最内層が樹脂チューブである樹脂−ゴム複合ホースの場合、予備加硫時は樹脂チューブ内にマンドレル６が存在していても、本加硫時にマンドレル６が存在しない状態であると、内面の収縮やしわ、たるみ等が発生することを示している。
【００５６】
以上述べた通り、本発明に係るホース成型用金型は、樹脂−ゴム複合曲がりホースの所定の曲げ形状に加工された金属棒と、この金属棒の長手方向の任意の位置と円周方向の任意の向きに固定可能とされると共に、未加硫の前記樹脂−ゴム複合ホースを支持可能な複数個のホルダーとを備えてなるので、複雑な三次元形状を有する曲がりホースにも対応可能な安価な曲がりホース成型用金型を提供し得る。
【００５７】
また、本発明に係る曲がりホースの製造方法によれば、長尺のゴム製もしくは樹脂製のマンドレルの周囲に樹脂−ゴム複合ホースを形成し、次いで、この樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断した後、本発明に係る上記曲がりホース成型用金型にセットして所定の曲がり形状とした状態で加硫し、次いで、前記曲がりホース成型用金型から除去して前記マンドレルを抜き取るので、複雑な三次元形状を有し内面に収縮やしわ、たるみのない高品質の樹脂−ゴム複合曲がりホースを低コストで製造できる。
【００５８】
本発明に係るこのような曲がりホース成型用金型及びこれを用いた曲がりホースの製造方法は、樹脂チューブの外側に複数のゴム層とこの複数のゴム層間に介在する補強層とを被覆された樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法に用いられるのが好ましいが、このようなホース構成に限定されることなく、例えば、前記樹脂チューブの内側に損傷防止のため薄いゴム層を設けた樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態に係る曲がりホース成型用金型の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る曲がりホース成型金型に、未加硫のホースをセットした状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る曲がりホースの製造方法を説明するための工程図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る曲がりホースの製造方法における未加硫の樹脂−ゴム複合ホースの一部切欠斜視図を示す。
【図５】本発明の実施の形態２に係る曲がりホースの製造方法を説明するための工程図である。
【図６】従来例に係る成型前のストレート状態の未加硫複合ホースの部分切断図を示す。
【図７】他の従来例に係る実施例を示す３層ホースの押出しの説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
１：曲がりホース成型用金型， ２：金属棒，
３：ホルダー， ３ａ：開口部，
４：止めネジ， ５：台座， ６：（長尺）マンドレル，
７：内管， ７ａ：樹脂チューブ， ７ｂ：内面ゴム層，
８：補強層（繊維補強層）， ９：外面ゴム層，
１０：未加硫の（樹脂−ゴム複合）ホース，
１１〜２２：樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造ステップ，
１９ａ：予備加硫のステップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲がりホースの成型に用いられる金型であって、前記曲がりホースの所定の曲げ形状に加工された金属棒と、この金属棒の長手方向の任意の位置と円周方向の任意の向きに固定可能とされると共に、未加硫の前記ホースを支持可能な複数個のホルダーとを備えてなることを特徴とする曲がりホース成型用金型。
【請求項２】
未加硫の前記ホースが、樹脂チューブの外側に複数のゴム層とこの複数のゴム層間に介在する補強層とを被覆された樹脂−ゴム複合ホースであって、更に、前記樹脂チューブ内に樹脂製またはゴム製のマンドレルが内在することを特徴とする請求項１に記載の曲がりホース成型用金型。
【請求項３】
前記金属棒が、この金属棒を支持する台座に立設して固定されたことを特徴とする請求項１または２に記載の曲がりホース成型用金型。
【請求項４】
前記ホルダーが、未加硫の前記ホース外径と同等な幅を有する開口部を備え、この開口部に未加硫の前記ホースを差し込んで支持可能とされたことを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載の曲がりホース成型用金型。
【請求項５】
長尺のゴム製もしくは樹脂製のマンドレルの周囲に樹脂層単独または樹脂層の外周にゴム層を重ねて内管とした後、この内管の外周を覆う補強層を設け、この補強層の上から単層または複数のゴム層を押出被覆した樹脂−ゴム複合ホースとなし、次いで、この樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断した後、前記請求項１乃至４のうちの何れか一つの項に記載の曲がりホース成型用金型にセットして所定の曲がり形状とした状態で加硫し、その後、前記曲がりホース成型用金型から除去し、前記マンドレルを抜き取って樹脂−ゴム複合曲がりホースを製造することを特徴とする曲がりホースの製造方法。
【請求項６】
未加硫の前記樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断する前に、予備加硫することを特徴とする請求項５に記載の曲がりホースの製造方法。
【請求項１】
曲がりホースの成型に用いられる金型であって、前記曲がりホースの所定の曲げ形状に加工された金属棒と、この金属棒の長手方向の任意の位置と円周方向の任意の向きに固定可能とされると共に、未加硫の前記ホースを支持可能な複数個のホルダーとを備えてなることを特徴とする曲がりホース成型用金型。
【請求項２】
未加硫の前記ホースが、樹脂チューブの外側に複数のゴム層とこの複数のゴム層間に介在する補強層とを被覆された樹脂−ゴム複合ホースであって、更に、前記樹脂チューブ内に樹脂製またはゴム製のマンドレルが内在することを特徴とする請求項１に記載の曲がりホース成型用金型。
【請求項３】
前記金属棒が、この金属棒を支持する台座に立設して固定されたことを特徴とする請求項１または２に記載の曲がりホース成型用金型。
【請求項４】
前記ホルダーが、未加硫の前記ホース外径と同等な幅を有する開口部を備え、この開口部に未加硫の前記ホースを差し込んで支持可能とされたことを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載の曲がりホース成型用金型。
【請求項５】
長尺のゴム製もしくは樹脂製のマンドレルの周囲に樹脂層単独または樹脂層の外周にゴム層を重ねて内管とした後、この内管の外周を覆う補強層を設け、この補強層の上から単層または複数のゴム層を押出被覆した樹脂−ゴム複合ホースとなし、次いで、この樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断した後、前記請求項１乃至４のうちの何れか一つの項に記載の曲がりホース成型用金型にセットして所定の曲がり形状とした状態で加硫し、その後、前記曲がりホース成型用金型から除去し、前記マンドレルを抜き取って樹脂−ゴム複合曲がりホースを製造することを特徴とする曲がりホースの製造方法。
【請求項６】
未加硫の前記樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断する前に、予備加硫することを特徴とする請求項５に記載の曲がりホースの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２３２５６（Ｐ２００９−２３２５６Ａ）
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８９８２７（Ｐ２００７−１８９８２７）
【出願日】平成１９年７月２０日（２００７．７．２０）
【出願人】（０００２３３６１９）株式会社ニチリン (69)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２０日（２００７．７．２０）
【出願人】（０００２３３６１９）株式会社ニチリン (69)
【Ｆターム（参考）】
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