樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型および成型方法
【課題】複雑な三次元形状を有し内面にしわやこぶ等の欠陥のない高品質の樹脂−ゴム複合曲がりホースを、低コストに製造可能な成型金型を提供する。
【解決手段】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成型金型であって、所望とする三次元形状を有する所定長の金型マンドレル２と、この金型マンドレル２を未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１１に挿入して前記金型マンドレル２の両端を固定するための固定金具３，４と、この固定金具３，４によって前記金型マンドレル２が所定形状に固定される共通台座５とからなると共に、前記金型マンドレル２が長手方向に２分割されてなる樹脂-ゴム複合曲がりホース成型金型１。
【解決手段】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成型金型であって、所望とする三次元形状を有する所定長の金型マンドレル２と、この金型マンドレル２を未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１１に挿入して前記金型マンドレル２の両端を固定するための固定金具３，４と、この固定金具３，４によって前記金型マンドレル２が所定形状に固定される共通台座５とからなると共に、前記金型マンドレル２が長手方向に２分割されてなる樹脂-ゴム複合曲がりホース成型金型１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂層とゴム層とを設けてなる樹脂−ゴム複合曲がりホースの成型金型および製造方法に関し、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樹脂−ゴム複合曲がりホースの成型金型および製造方法に関する。
【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等の配管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配管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、ゴムと樹脂とからなる複合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】
このような車両用エアコンの冷媒回路に用いられる複合フレキシブルホースでは、一般に内管が樹脂層とゴム層とを有する樹脂−ゴム複合構造に構成されている。そして、最内層に設けられた薄い樹脂層で冷媒に対する耐ガス透過性を確保するとともに、外層のゴムホース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、前記ゴム層を繊維で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、車両用エアコンの冷媒用樹脂−ゴム複合ホースの最内層を形成する樹脂としては、主にポリアミド系のものが多用されている。更に、前記冷媒用樹脂−ゴム複合ホースを形成するゴムとしては、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来る。
【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成型加硫する提案がなされている。しかしながら、樹脂−ゴム複合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の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の場合は、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は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、成型加硫時の補強層の熱収縮により、前記マンドレルと最内層樹脂との隙間の大きい曲がり箇所の曲面内側でしわやこぶを生じさせ易く、また、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たりして正常な完成品が得られない。
【０００９】
一方、ストレートのマンドレルを抜き取った後に、寸法切断したゴムまたは樹脂のマンドレルを再挿入する後者の工法の場合、外層の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。更にまた、前記金属製マンドレルを再挿入する工法と同様に、成型加硫時の補強層の熱収縮により、最内層樹脂とマンドレルとの間に隙間が出来、曲がり箇所の曲面内側でしわやこぶを生じさせ易い。
【００１０】
また、長尺のマンドレルを挿入したまま寸法切断する工法では、マンドレルの再利用が出来ずコストアップの要因となる。更に、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。
【００１１】
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５および図６を参照しながら以下説明する。図５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６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。
【００１２】
図５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２０に、内側より内面樹脂層２１、内管未加硫ゴム層２２、中間ゴム層２４を挟んで２層スパイラル構造とした補強層２３，２５および外被未加硫ゴム層２６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２６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２７を施す第２工程と、前記内面樹脂層２１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。
【００１３】
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２１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２１が弾性変形を示す温度域において前記樹脂被覆２７およびマンドレル２０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）。
【００１４】
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６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３０を流し、これに第一の押出機３１で内層ゴムを、第二の押出機３２で中間樹脂を、第三の押出機３３で外層ゴムを夫々押出して中芯３０の外周にこの順序で夫々積層していく。
【００１５】
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３０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）。
【００１６】
しかしながら、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３０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。
【００１７】
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】
【００１８】
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復元力では満足し得る屈曲形状が精度良く得られないという問題点があった。
【００１９】
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こぶ等の欠陥のない高品質の樹脂−ゴム複合曲がりホースを、低コストに製造可能な成型金型および成型方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の請求項１に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型が採用した手段は、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成型金型であって、所望とする三次元形状を有する所定長の金型マンドレルと、この金型マンドレルを未加硫の樹脂−ゴム複合ホースに挿入して前記金型マンドレルの両端を固定するための固定金具と、この固定金具によって前記金型マンドレルが所定形状に固定される共通台座とからなると共に、前記金型マンドレルが長手方向に２分割されてなることを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の請求項２に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法が採用した手段は、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成型方法において、前記未加硫の樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断した後、前記樹脂チューブの内側に中空部を有する可撓性マンドレルを挿入して、ストレートの状態で予備加硫することによって前記補強層を熱収縮させる。
【００２２】
次いで、前記請求項１に記載の樹脂-ゴム複合曲がりホース成型金型を用い、２分割された前記金型マンドレルを前記可撓性マンドレルの中空部に両端から夫々挿入した後、この金型マンドレルが所定の三次元形状になるように、前記金型マンドレルの両端を前記固定金具によって前記共通台座に固定した後、本加硫することにより曲がりホースを成型することを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の請求項３に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法が採用した手段は、請求項２に記載の樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法において、前記可撓性マンドレルが、金属製ばねまたはインターロックチューブであることを特徴とするものである。
【００２４】
本発明の請求項４に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法が採用した手段は、請求項２または３に記載の樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法において、前記可撓性マンドレルの外面に可撓性カバーを被せることを特徴とするものである。
【００２５】
本発明の請求項５に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法が採用した手段は、請求項２乃至４の何れか一つの項に記載の樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法において、前記可撓性マンドレルの内面と金型マンドレルの外面との隙間が０．５ｍｍ以上であることを特徴とするものである。
【００２６】
本発明の請求項６に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法が採用した手段は、請求項２乃至５の何れか一つの項に記載の樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法において、前記樹脂−ゴム複合曲がりホースが、樹脂チューブの外側に内面ゴム層を設けた内管と、この内管の外側に設けられた繊維補強層と、この繊維補強層の外側に設けられた外面ゴム層とからなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の請求項１に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型によれば、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成型金型であって、所望とする三次元形状を有する所定長の金型マンドレルと、この金型マンドレルを未加硫の樹脂−ゴム複合ホースに挿入して前記金型マンドレルの両端を固定するための固定金具と、この固定金具によって前記金型マンドレルが所定形状に固定される共通台座とからなる。
【００２８】
そして同時に、この樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型は、前記金型マンドレルが長手方向に２分割されてなるので、前記未加硫の樹脂−ゴム複合ホースに無理なく挿入できる上、成型後の前記樹脂−ゴム複合曲がりホース内面にしわやこぶを発生させることが無い。
【００２９】
一方、本発明の請求項２に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法によれば、
未加硫の樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断した後、前記樹脂チューブの内側に中空部を有する可撓性マンドレルを挿入して、ストレートの状態で予備加硫することによって前記補強層を熱収縮させ、次いで、前記請求項１に記載の樹脂-ゴム複合曲がりホース成型金型を用い、２分割された前記金型マンドレルを前記可撓性マンドレルの中空部に両端から夫々挿入する。
【００３０】
その後、この金型マンドレルが所定の三次元形状になるように、前記金型マンドレルの両端を前記固定金具によって前記共通台座に固定し、本加硫することにより曲がりホースを成型するので、前記予備加硫により生じた補強層の熱収縮によって、前記樹脂チューブと可撓性マンドレル間の隙間がなくなる一方、前記金型マンドレルを樹脂チューブに無理なく挿入出来るので、前記樹脂チューブ内面にしわやこぶ等の欠陥を生ずることなく高品質の樹脂−ゴム複合曲がりホースの成型が可能となる。
【００３１】
また、本発明の請求項３に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法によれば、前記可撓性マンドレルが金属製ばねまたはインターロックチューブであるので、熱収縮することなく前記金型マンドレルと一定の隙間を保持し得る可撓性マンドレルとして最適な特性を発揮出来る。
【００３２】
更に、本発明の請求項４または５に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法によれば、前記可撓性マンドレルの外面に可撓性カバーを被せることにより樹脂チューブ内面に損傷を与えることなく高品質の樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造が可能となり、また、前記可撓性マンドレルの内面と金型マンドレルの外面との隙間を０．５ｍｍ以上としたので、金型マンドレルを前記可撓性マンドレルの内側に挿入し易くなる。
【００３３】
また更に、本発明の請求項６に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法によれば、前記樹脂−ゴム複合曲がりホースが、樹脂チューブの外側に内面ゴム層を設けた内管と、この内管の外側に設けられた繊維補強層と、この繊維補強層の外側に設けられた外面ゴム層とからなるので、最も一般的な車両用エアコンホースの製造に適用可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について図１〜４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樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型の外観を示す斜視図、図２は本発明の実施の形態に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型に、未加硫の樹脂−ゴム複合ホースをセットした状態を示す斜視図、図３は本発明の実施の形態に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型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に係る未加硫の樹脂−ゴム複合ホースの部分切断図である。
【００３５】
先ず、図１及び図２を用いて、本発明の実施の形態に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型を説明する。本発明に係る樹脂-ゴム複合曲がりホース成型金型１の金型マンドレル２は、分割部Ｃにおいて長手方向に２分割された第１金型マンドレル２ａと第２金型マンドレル２ｂとからなる。そして、これら２分割された第１金型マンドレル２ａと第２金型マンドレル２ｂとによって、所望とする三次元形状を構成するものである。
【００３６】
このような第１金型マンドレル２ａと第２金型マンドレル２ｂは、所望とする三次元形状を得るため、夫々の端部を固定金具３，４を介して共通台座５に、蝶ボルト６を用いて固定されている。前記固定金具３，４は、夫々下固定金具３ａ，４ａと上固定金具３ｂ，４ｂとからなる。
【００３７】
即ち、本発明の実施の形態に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型１においては、凹状溝と蝶ボルト６をねじ込むタップとを所定位置に加工された前記下固定金具３ａ，４ａを、共通台座５の所定位置に溶接固定しておく一方、所定位置にボルト孔を加工された前記上固定金具３ｂ，４ｂを、前記第１金型マンドレル２ａ及び第２金型マンドレル２ｂの夫々の端部に溶接固定しておく。
【００３８】
そして、共通台座５の所定位置に固定された下固定金具３ａ，３ｂの前記凹状溝に上固定金具３ｂ，４ｂを嵌め込み、前記ボルト孔に蝶ボルト６を通して、前記下固定金具３ａ，４ａの所定位置に形成されたタップ孔にねじ込んで固定するよう構成されている。このような構成とすることによって、未加硫の樹脂−ゴム複合ホースを、樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型１にセットし、所望とする三次元形状を得る際の作業効率が向上する。
【００３９】
このような樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型１を用いて、樹脂−ゴム複合曲がりホースを成型する際は、図２に示す如く、所定長の長さを有する後述の未加硫の樹脂-ゴム複合ホース１１の両端から、前記第１金型マンドレル２ａ及び第２金型マンドレル２ｂの分割部Ｃ側を差し込んで夫々挿入した後、固定金具３，４を共通台座５にボルト固定して、２分割された金型マンドレル２が所定の三次元形状をなすように、この樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型１にセットし後述するように加硫成型する。
【００４０】
このような樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型１は、前記金型マンドレル２が長手方向に第１金型マンドレル２ａと第２金型マンドレル２ｂの２つに分割されてなるので、前記未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１１に無理なく挿入できる上、成型後の前記樹脂−ゴム複合曲がりホース内面にしわやこぶを発生させることが無い。
【００４１】
前記金型マンドレル２は、所望の三次元形状を予め賦与され、表面にクロムメッキを施された鉄鋼棒材やステンレス鋼棒材から形成される。この金型マンドレル２を第１金型マンドレルと第２金型マンドレルの２つに分割する分割部Ｃは、しわやこぶの発生し易い複雑な形状を有する箇所に設けるのが好ましい。未加硫の樹脂−ゴム複合ホースに前記金型マンドレル２を挿入する際、前記金型マンドレル２の複雑な形状を有する箇所において、前記未加硫の樹脂−ゴム複合ホース内面に無理な力が作用ししわやこぶを発生するからである。
【００４２】
そこで、前記分割部Ｃは、先ず、分割前の金型マンドレル２を用いて、未加硫の樹脂−ゴム複合ホースをこの樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型１にセットし、後述するような手順で実際に加硫成型して樹脂−ゴム複合曲がりホースを得て、樹脂チューブ内のしわやこぶ等の不良発生箇所を確認後、このような不良発生箇所近傍を分割するのがより好ましい。
【００４３】
更に、この第１金型マンドレル２ａと第２金型マンドレル金型２ｂの分割部Ｃは、後述するように可撓性マンドレルの中空部に挿入する際、この可撓性マンドレル内面に引っ掛かったり損傷を付与したりすることが無いよう、夫々先端を丸めた形状としておくのが好ましい。
【００４４】
また、前記第１金型マンドレル２ａと第２金型マンドレル金型２ｂとを共通台座５の所定位置に取り付けたとき、前記分割部Ｃは必ずしも密着している必要は無く、形状によっては１０ｍｍ程度あるいはそれ以上の間隙を形成しても良い。前記金型マンドレル２の外周には、後述する金属製の可撓性マンドレルを用いるため、前記の如き間隙が成型時に樹脂−ゴム複合曲がりホース内面に賦形されることは無い。
【００４５】
次に、図２〜４を用いて、本発明の実施の形態に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法を説明する。図３において、本発明の実施の形態に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの成型方法は、先ず、未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１１が通常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程度の所定長に寸法切断１２する。
【００４６】
ここで、前記未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１１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とからなる。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。
【００４７】
そして、この切断された未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１１の樹脂チューブ７ａの内側に、中空部を有する可撓性マンドレルを挿入１３し、この可撓性マンドレルを挿入したままストレートの状態で予備加硫１５ａし、繊維補強層８の収縮を図る。次に、この可撓性マンドレルの中空部の両端から、前述した樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型１を構成する第１及び第２金型マンドレル２ａ，２ｂを夫々挿入し、固定金具３，４により共通台座５にセット１４する。
【００４８】
その後、所定の温度で所定時間加熱して加硫１５する。そして、加硫後、先ず樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型１の金型マンドレル２ａ，２ｂを解除１６ａし、次いで可撓性マンドレルを抜き取り１６ｂ、樹脂−ゴム複合曲がりホース１７の成型を完了する。
【００４９】
ここで、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。
【００５０】
次に、ゴム層について以下詳細に説明する。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。
【００５１】
また、前記外面ゴム層９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る。また、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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
一方、前記可撓性マンドレルとしては、加硫時の耐熱性を有するとともに、前記金型マンドレル２の形状に沿って未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１１に自在な形状を賦与させる一方、成型後の金型マンドレル２抜き取り時に樹脂チューブ７ａ内面との間に隙間が保持される必要性があるため、金属製ばねやインターロックチューブ（例えば、株式会社ハギテック製）等の中空部を有する可撓性金属であるのが好ましい。
【００５５】
そして、前記可撓性マンドレルの外面には、可撓性カバーを被せて使用するのが好ましい。金属製ばねやインターロックチューブからなる可撓性マンドレルに、可撓性カバーを被せることにより、前記樹脂チューブ７ａ内面に可撓性マンドレルの外形形状が賦与されたり、傷が付くのを防止できるからである。このような可撓性カバーとしては、ゴムや樹脂シートからなるカバーが良い。
【００５６】
また、前記可撓性マンドレルの内面と金型マンドレル２の外面との隙間は、直径で０．５ｍｍ以上であるのが好ましい。前記隙間が０．５ｍｍ未満であると両者間に余裕がなくなり、金型マンドレル２の挿入がし難くなるためである。
【００５７】
前記予備加硫１５ａは、１６０℃前後の温度で５分程度加熱するので良い。このような予備加硫によって前記繊維補強層に熱収縮を生じて、この熱収縮により前記内面樹脂チューブと可撓性マンドレル間の隙間をなくし、前記樹脂内面にしわやこぶが発生するのを防止出来るからである。
【００５８】
以上、本発明の樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法によれば、先ず、未加硫の樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断した後、前記樹脂チューブの内側に中空部を有する可撓性マンドレルを挿入して、ストレートの状態で予備加硫することによって前記補強層を熱収縮させ、次いで、前記請求項１に記載の樹脂-ゴム複合曲がりホース成型金型を用い、２分割された前記金型マンドレルを前記可撓性マンドレルの中空部に両端から夫々挿入する。
【００５９】
その後、この金型マンドレルが所定の三次元形状になるように、前記金型マンドレルの両端を前記固定金具によって前記共通台座に固定し、本加硫することにより曲がりホースを成型するので、前記予備加硫により生じた補強層の熱収縮によって、前記樹脂チューブと可撓性マンドレル間の隙間がなくなる一方、前記金型マンドレルを樹脂チューブに無理なく挿入出来るので、前記樹脂チューブ内面にしわやこぶ等の欠陥を生ずることなく高品質の樹脂−ゴム複合曲がりホースの成型が可能となる。
【実施例】
【００６０】
＜実施例−１＞
図４に示した断面構成を有し、内径１２．２ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍのＰＡ６チューブの外側に、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た外径１９．０ｍｍの未加硫の樹脂−ゴム複合ホースを、図３の工程に従って先ず寸法切断し、長さ１．５ｍの未加硫樹脂−ゴム複合ホースを１０本準備した。
【００６１】
次に、ゴム製カバーを被せた外径１１．９ｍｍ、内径９．４ｍｍの金属製ばねからなる可撓性マンドレルを、切断された前記複合ゴムホースのＰＡ６チューブの内側に挿入した。そして、前記ゴム製棒をストレートな状態に保持したままで加硫缶に装填し、温度１６０℃で５分間保持して予備加硫した。
【００６２】
更に、所定の三次元形状を有し、長手方向に２分割された外径８．０ｍｍの金型マンドレルを前記金属ばねからなる可撓性マンドレルに挿入し、図２に示したように樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型にセットした後、そのままの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。
【００６３】
その後これを取り出して、前記金型マンドレルを抜き取り、次いで金属製ばねからなる可撓性マンドレルを抜き取ったところ、金型マンドレルの形状通りの三次元形状が賦形された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、ＰＡ６内面を目視観察したところ、１０本全てしわやこぶ、傷等の欠陥は認められなかった。
【００６４】
＜実施例−２＞
前記実施例−１と同様の未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１０本を用い、前記可撓性マンドレルにインターロックチューブを用いたこと以外は、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目視観察したところ、１０本全てしわやこぶ、傷等の何ら損傷は認められなかった。
【００６５】
＜比較例−１＞
前記実施例−１と同様の未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１０本を用い、予備加硫を施すことなく、温度１６０℃で４０分間の加硫を行ったこと以外は、全く実施例−１と同一の処理を行った。得られた曲がりホース１０本全てを軸方向に沿って分割し内面を目視観察したところ、１本のホースのＰＡ６チューブ内面にしわの発生が認められた。
【００６６】
＜比較例−２＞
前記実施例−１と同様の未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１０本を用い、前記金型マンドレルを２分割することなくＰＡ６チューブの内側に挿入したこと以外は、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全数を軸方向に沿って分割し内面を目視観察したところ、２本のホースのＰＡ６チューブ内面にしわの発生が認められた。
【００６７】
以上、本発明の樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型は、所望とする三次元形状を有する所定長の金型マンドレルと、この金型マンドレルを未加硫の樹脂−ゴム複合ホースに挿入して前記金型マンドレルの両端を固定するための固定金具と、この固定金具によって前記金型マンドレルが所定形状に固定される共通台座とからなると共に、前記金型マンドレルが長手方向に２分割されてなるので、前記未加硫の樹脂−ゴム複合ホースに無理なく挿入できる上、成型後の前記樹脂−ゴム複合曲がりホース内面にしわやこぶを発生させることが無い。
【００６８】
また、本発明の樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法は、未加硫の樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断した後、前記樹脂チューブの内側に可撓性マンドレルを挿入してストレートの状態で予備加硫し、次いで、長手方向に２分割された金型マンドレルを備えた樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型にセットした後、本加硫することにより曲がりホースを成型するものである。
【００６９】
従って、前記予備加硫により生じた繊維補強層の熱収縮によって、前記樹脂チューブと可撓性マンドレル間の隙間がなくなる一方、前記金型マンドレルを樹脂チューブに無理なく挿入出来るので、樹脂チューブ内面にしわやこぶ等の欠陥を生ずることなく高品質の樹脂−ゴム複合曲がりホースの成型が可能となる。
【００７０】
本発明に係るこのような樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型及び成型方法は、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無いゴム層と補強層とからなる補強ゴム曲がりホースや、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にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型に、未加硫の樹脂−ゴム複合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に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの成型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に係る未加硫の樹脂−ゴム複合ホースの部分切断図である。
【図５】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である。
【図６】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】
【００７２】
Ｃ：分割部
１：樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型
２：金型マンドレル，２ａ：第１金型マンドレル，２ｂ：第２金型マンドレル
３，４：固定金具， ３ａ，４ａ：下固定金具， ３ｂ，４ｂ：上固定金具
５：共通台座， ６：蝶ボルト
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
１１：未加硫の樹脂−ゴム複合ホース， １２：寸法切断
１３：可撓性マンドレル挿入
１４：樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型セット
１５：加硫， １５ａ：予備加硫
１６ａ：樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型解除， ６ｂ：可撓性マンドレル抜取
１７：樹脂−ゴム複合曲がりホース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂層とゴム層とを設けてなる樹脂−ゴム複合曲がりホースの成型金型および製造方法に関し、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樹脂−ゴム複合曲がりホースの成型金型および製造方法に関する。
【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等の配管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配管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、ゴムと樹脂とからなる複合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】
このような車両用エアコンの冷媒回路に用いられる複合フレキシブルホースでは、一般に内管が樹脂層とゴム層とを有する樹脂−ゴム複合構造に構成されている。そして、最内層に設けられた薄い樹脂層で冷媒に対する耐ガス透過性を確保するとともに、外層のゴムホース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、前記ゴム層を繊維で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、車両用エアコンの冷媒用樹脂−ゴム複合ホースの最内層を形成する樹脂としては、主にポリアミド系のものが多用されている。更に、前記冷媒用樹脂−ゴム複合ホースを形成するゴムとしては、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来る。
【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成型加硫する提案がなされている。しかしながら、樹脂−ゴム複合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の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の場合は、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は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、成型加硫時の補強層の熱収縮により、前記マンドレルと最内層樹脂との隙間の大きい曲がり箇所の曲面内側でしわやこぶを生じさせ易く、また、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たりして正常な完成品が得られない。
【０００９】
一方、ストレートのマンドレルを抜き取った後に、寸法切断したゴムまたは樹脂のマンドレルを再挿入する後者の工法の場合、外層の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。更にまた、前記金属製マンドレルを再挿入する工法と同様に、成型加硫時の補強層の熱収縮により、最内層樹脂とマンドレルとの間に隙間が出来、曲がり箇所の曲面内側でしわやこぶを生じさせ易い。
【００１０】
また、長尺のマンドレルを挿入したまま寸法切断する工法では、マンドレルの再利用が出来ずコストアップの要因となる。更に、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。
【００１１】
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５および図６を参照しながら以下説明する。図５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６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。
【００１２】
図５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２０に、内側より内面樹脂層２１、内管未加硫ゴム層２２、中間ゴム層２４を挟んで２層スパイラル構造とした補強層２３，２５および外被未加硫ゴム層２６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２６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２７を施す第２工程と、前記内面樹脂層２１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。
【００１３】
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２１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２１が弾性変形を示す温度域において前記樹脂被覆２７およびマンドレル２０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）。
【００１４】
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６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３０を流し、これに第一の押出機３１で内層ゴムを、第二の押出機３２で中間樹脂を、第三の押出機３３で外層ゴムを夫々押出して中芯３０の外周にこの順序で夫々積層していく。
【００１５】
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３０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）。
【００１６】
しかしながら、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３０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。
【００１７】
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】
【００１８】
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復元力では満足し得る屈曲形状が精度良く得られないという問題点があった。
【００１９】
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こぶ等の欠陥のない高品質の樹脂−ゴム複合曲がりホースを、低コストに製造可能な成型金型および成型方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の請求項１に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型が採用した手段は、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成型金型であって、所望とする三次元形状を有する所定長の金型マンドレルと、この金型マンドレルを未加硫の樹脂−ゴム複合ホースに挿入して前記金型マンドレルの両端を固定するための固定金具と、この固定金具によって前記金型マンドレルが所定形状に固定される共通台座とからなると共に、前記金型マンドレルが長手方向に２分割されてなることを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の請求項２に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法が採用した手段は、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成型方法において、前記未加硫の樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断した後、前記樹脂チューブの内側に中空部を有する可撓性マンドレルを挿入して、ストレートの状態で予備加硫することによって前記補強層を熱収縮させる。
【００２２】
次いで、前記請求項１に記載の樹脂-ゴム複合曲がりホース成型金型を用い、２分割された前記金型マンドレルを前記可撓性マンドレルの中空部に両端から夫々挿入した後、この金型マンドレルが所定の三次元形状になるように、前記金型マンドレルの両端を前記固定金具によって前記共通台座に固定した後、本加硫することにより曲がりホースを成型することを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の請求項３に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法が採用した手段は、請求項２に記載の樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法において、前記可撓性マンドレルが、金属製ばねまたはインターロックチューブであることを特徴とするものである。
【００２４】
本発明の請求項４に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法が採用した手段は、請求項２または３に記載の樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法において、前記可撓性マンドレルの外面に可撓性カバーを被せることを特徴とするものである。
【００２５】
本発明の請求項５に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法が採用した手段は、請求項２乃至４の何れか一つの項に記載の樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法において、前記可撓性マンドレルの内面と金型マンドレルの外面との隙間が０．５ｍｍ以上であることを特徴とするものである。
【００２６】
本発明の請求項６に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法が採用した手段は、請求項２乃至５の何れか一つの項に記載の樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法において、前記樹脂−ゴム複合曲がりホースが、樹脂チューブの外側に内面ゴム層を設けた内管と、この内管の外側に設けられた繊維補強層と、この繊維補強層の外側に設けられた外面ゴム層とからなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の請求項１に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型によれば、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成型金型であって、所望とする三次元形状を有する所定長の金型マンドレルと、この金型マンドレルを未加硫の樹脂−ゴム複合ホースに挿入して前記金型マンドレルの両端を固定するための固定金具と、この固定金具によって前記金型マンドレルが所定形状に固定される共通台座とからなる。
【００２８】
そして同時に、この樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型は、前記金型マンドレルが長手方向に２分割されてなるので、前記未加硫の樹脂−ゴム複合ホースに無理なく挿入できる上、成型後の前記樹脂−ゴム複合曲がりホース内面にしわやこぶを発生させることが無い。
【００２９】
一方、本発明の請求項２に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法によれば、
未加硫の樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断した後、前記樹脂チューブの内側に中空部を有する可撓性マンドレルを挿入して、ストレートの状態で予備加硫することによって前記補強層を熱収縮させ、次いで、前記請求項１に記載の樹脂-ゴム複合曲がりホース成型金型を用い、２分割された前記金型マンドレルを前記可撓性マンドレルの中空部に両端から夫々挿入する。
【００３０】
その後、この金型マンドレルが所定の三次元形状になるように、前記金型マンドレルの両端を前記固定金具によって前記共通台座に固定し、本加硫することにより曲がりホースを成型するので、前記予備加硫により生じた補強層の熱収縮によって、前記樹脂チューブと可撓性マンドレル間の隙間がなくなる一方、前記金型マンドレルを樹脂チューブに無理なく挿入出来るので、前記樹脂チューブ内面にしわやこぶ等の欠陥を生ずることなく高品質の樹脂−ゴム複合曲がりホースの成型が可能となる。
【００３１】
また、本発明の請求項３に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法によれば、前記可撓性マンドレルが金属製ばねまたはインターロックチューブであるので、熱収縮することなく前記金型マンドレルと一定の隙間を保持し得る可撓性マンドレルとして最適な特性を発揮出来る。
【００３２】
更に、本発明の請求項４または５に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法によれば、前記可撓性マンドレルの外面に可撓性カバーを被せることにより樹脂チューブ内面に損傷を与えることなく高品質の樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造が可能となり、また、前記可撓性マンドレルの内面と金型マンドレルの外面との隙間を０．５ｍｍ以上としたので、金型マンドレルを前記可撓性マンドレルの内側に挿入し易くなる。
【００３３】
また更に、本発明の請求項６に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法によれば、前記樹脂−ゴム複合曲がりホースが、樹脂チューブの外側に内面ゴム層を設けた内管と、この内管の外側に設けられた繊維補強層と、この繊維補強層の外側に設けられた外面ゴム層とからなるので、最も一般的な車両用エアコンホースの製造に適用可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について図１〜４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樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型の外観を示す斜視図、図２は本発明の実施の形態に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型に、未加硫の樹脂−ゴム複合ホースをセットした状態を示す斜視図、図３は本発明の実施の形態に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型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に係る未加硫の樹脂−ゴム複合ホースの部分切断図である。
【００３５】
先ず、図１及び図２を用いて、本発明の実施の形態に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型を説明する。本発明に係る樹脂-ゴム複合曲がりホース成型金型１の金型マンドレル２は、分割部Ｃにおいて長手方向に２分割された第１金型マンドレル２ａと第２金型マンドレル２ｂとからなる。そして、これら２分割された第１金型マンドレル２ａと第２金型マンドレル２ｂとによって、所望とする三次元形状を構成するものである。
【００３６】
このような第１金型マンドレル２ａと第２金型マンドレル２ｂは、所望とする三次元形状を得るため、夫々の端部を固定金具３，４を介して共通台座５に、蝶ボルト６を用いて固定されている。前記固定金具３，４は、夫々下固定金具３ａ，４ａと上固定金具３ｂ，４ｂとからなる。
【００３７】
即ち、本発明の実施の形態に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型１においては、凹状溝と蝶ボルト６をねじ込むタップとを所定位置に加工された前記下固定金具３ａ，４ａを、共通台座５の所定位置に溶接固定しておく一方、所定位置にボルト孔を加工された前記上固定金具３ｂ，４ｂを、前記第１金型マンドレル２ａ及び第２金型マンドレル２ｂの夫々の端部に溶接固定しておく。
【００３８】
そして、共通台座５の所定位置に固定された下固定金具３ａ，３ｂの前記凹状溝に上固定金具３ｂ，４ｂを嵌め込み、前記ボルト孔に蝶ボルト６を通して、前記下固定金具３ａ，４ａの所定位置に形成されたタップ孔にねじ込んで固定するよう構成されている。このような構成とすることによって、未加硫の樹脂−ゴム複合ホースを、樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型１にセットし、所望とする三次元形状を得る際の作業効率が向上する。
【００３９】
このような樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型１を用いて、樹脂−ゴム複合曲がりホースを成型する際は、図２に示す如く、所定長の長さを有する後述の未加硫の樹脂-ゴム複合ホース１１の両端から、前記第１金型マンドレル２ａ及び第２金型マンドレル２ｂの分割部Ｃ側を差し込んで夫々挿入した後、固定金具３，４を共通台座５にボルト固定して、２分割された金型マンドレル２が所定の三次元形状をなすように、この樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型１にセットし後述するように加硫成型する。
【００４０】
このような樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型１は、前記金型マンドレル２が長手方向に第１金型マンドレル２ａと第２金型マンドレル２ｂの２つに分割されてなるので、前記未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１１に無理なく挿入できる上、成型後の前記樹脂−ゴム複合曲がりホース内面にしわやこぶを発生させることが無い。
【００４１】
前記金型マンドレル２は、所望の三次元形状を予め賦与され、表面にクロムメッキを施された鉄鋼棒材やステンレス鋼棒材から形成される。この金型マンドレル２を第１金型マンドレルと第２金型マンドレルの２つに分割する分割部Ｃは、しわやこぶの発生し易い複雑な形状を有する箇所に設けるのが好ましい。未加硫の樹脂−ゴム複合ホースに前記金型マンドレル２を挿入する際、前記金型マンドレル２の複雑な形状を有する箇所において、前記未加硫の樹脂−ゴム複合ホース内面に無理な力が作用ししわやこぶを発生するからである。
【００４２】
そこで、前記分割部Ｃは、先ず、分割前の金型マンドレル２を用いて、未加硫の樹脂−ゴム複合ホースをこの樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型１にセットし、後述するような手順で実際に加硫成型して樹脂−ゴム複合曲がりホースを得て、樹脂チューブ内のしわやこぶ等の不良発生箇所を確認後、このような不良発生箇所近傍を分割するのがより好ましい。
【００４３】
更に、この第１金型マンドレル２ａと第２金型マンドレル金型２ｂの分割部Ｃは、後述するように可撓性マンドレルの中空部に挿入する際、この可撓性マンドレル内面に引っ掛かったり損傷を付与したりすることが無いよう、夫々先端を丸めた形状としておくのが好ましい。
【００４４】
また、前記第１金型マンドレル２ａと第２金型マンドレル金型２ｂとを共通台座５の所定位置に取り付けたとき、前記分割部Ｃは必ずしも密着している必要は無く、形状によっては１０ｍｍ程度あるいはそれ以上の間隙を形成しても良い。前記金型マンドレル２の外周には、後述する金属製の可撓性マンドレルを用いるため、前記の如き間隙が成型時に樹脂−ゴム複合曲がりホース内面に賦形されることは無い。
【００４５】
次に、図２〜４を用いて、本発明の実施の形態に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法を説明する。図３において、本発明の実施の形態に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの成型方法は、先ず、未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１１が通常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程度の所定長に寸法切断１２する。
【００４６】
ここで、前記未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１１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とからなる。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。
【００４７】
そして、この切断された未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１１の樹脂チューブ７ａの内側に、中空部を有する可撓性マンドレルを挿入１３し、この可撓性マンドレルを挿入したままストレートの状態で予備加硫１５ａし、繊維補強層８の収縮を図る。次に、この可撓性マンドレルの中空部の両端から、前述した樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型１を構成する第１及び第２金型マンドレル２ａ，２ｂを夫々挿入し、固定金具３，４により共通台座５にセット１４する。
【００４８】
その後、所定の温度で所定時間加熱して加硫１５する。そして、加硫後、先ず樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型１の金型マンドレル２ａ，２ｂを解除１６ａし、次いで可撓性マンドレルを抜き取り１６ｂ、樹脂−ゴム複合曲がりホース１７の成型を完了する。
【００４９】
ここで、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。
【００５０】
次に、ゴム層について以下詳細に説明する。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。
【００５１】
また、前記外面ゴム層９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る。また、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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
一方、前記可撓性マンドレルとしては、加硫時の耐熱性を有するとともに、前記金型マンドレル２の形状に沿って未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１１に自在な形状を賦与させる一方、成型後の金型マンドレル２抜き取り時に樹脂チューブ７ａ内面との間に隙間が保持される必要性があるため、金属製ばねやインターロックチューブ（例えば、株式会社ハギテック製）等の中空部を有する可撓性金属であるのが好ましい。
【００５５】
そして、前記可撓性マンドレルの外面には、可撓性カバーを被せて使用するのが好ましい。金属製ばねやインターロックチューブからなる可撓性マンドレルに、可撓性カバーを被せることにより、前記樹脂チューブ７ａ内面に可撓性マンドレルの外形形状が賦与されたり、傷が付くのを防止できるからである。このような可撓性カバーとしては、ゴムや樹脂シートからなるカバーが良い。
【００５６】
また、前記可撓性マンドレルの内面と金型マンドレル２の外面との隙間は、直径で０．５ｍｍ以上であるのが好ましい。前記隙間が０．５ｍｍ未満であると両者間に余裕がなくなり、金型マンドレル２の挿入がし難くなるためである。
【００５７】
前記予備加硫１５ａは、１６０℃前後の温度で５分程度加熱するので良い。このような予備加硫によって前記繊維補強層に熱収縮を生じて、この熱収縮により前記内面樹脂チューブと可撓性マンドレル間の隙間をなくし、前記樹脂内面にしわやこぶが発生するのを防止出来るからである。
【００５８】
以上、本発明の樹脂−ゴム複合曲がりホースの製造方法によれば、先ず、未加硫の樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断した後、前記樹脂チューブの内側に中空部を有する可撓性マンドレルを挿入して、ストレートの状態で予備加硫することによって前記補強層を熱収縮させ、次いで、前記請求項１に記載の樹脂-ゴム複合曲がりホース成型金型を用い、２分割された前記金型マンドレルを前記可撓性マンドレルの中空部に両端から夫々挿入する。
【００５９】
その後、この金型マンドレルが所定の三次元形状になるように、前記金型マンドレルの両端を前記固定金具によって前記共通台座に固定し、本加硫することにより曲がりホースを成型するので、前記予備加硫により生じた補強層の熱収縮によって、前記樹脂チューブと可撓性マンドレル間の隙間がなくなる一方、前記金型マンドレルを樹脂チューブに無理なく挿入出来るので、前記樹脂チューブ内面にしわやこぶ等の欠陥を生ずることなく高品質の樹脂−ゴム複合曲がりホースの成型が可能となる。
【実施例】
【００６０】
＜実施例−１＞
図４に示した断面構成を有し、内径１２．２ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍのＰＡ６チューブの外側に、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た外径１９．０ｍｍの未加硫の樹脂−ゴム複合ホースを、図３の工程に従って先ず寸法切断し、長さ１．５ｍの未加硫樹脂−ゴム複合ホースを１０本準備した。
【００６１】
次に、ゴム製カバーを被せた外径１１．９ｍｍ、内径９．４ｍｍの金属製ばねからなる可撓性マンドレルを、切断された前記複合ゴムホースのＰＡ６チューブの内側に挿入した。そして、前記ゴム製棒をストレートな状態に保持したままで加硫缶に装填し、温度１６０℃で５分間保持して予備加硫した。
【００６２】
更に、所定の三次元形状を有し、長手方向に２分割された外径８．０ｍｍの金型マンドレルを前記金属ばねからなる可撓性マンドレルに挿入し、図２に示したように樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型にセットした後、そのままの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。
【００６３】
その後これを取り出して、前記金型マンドレルを抜き取り、次いで金属製ばねからなる可撓性マンドレルを抜き取ったところ、金型マンドレルの形状通りの三次元形状が賦形された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、ＰＡ６内面を目視観察したところ、１０本全てしわやこぶ、傷等の欠陥は認められなかった。
【００６４】
＜実施例−２＞
前記実施例−１と同様の未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１０本を用い、前記可撓性マンドレルにインターロックチューブを用いたこと以外は、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目視観察したところ、１０本全てしわやこぶ、傷等の何ら損傷は認められなかった。
【００６５】
＜比較例−１＞
前記実施例−１と同様の未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１０本を用い、予備加硫を施すことなく、温度１６０℃で４０分間の加硫を行ったこと以外は、全く実施例−１と同一の処理を行った。得られた曲がりホース１０本全てを軸方向に沿って分割し内面を目視観察したところ、１本のホースのＰＡ６チューブ内面にしわの発生が認められた。
【００６６】
＜比較例−２＞
前記実施例−１と同様の未加硫の樹脂−ゴム複合ホース１０本を用い、前記金型マンドレルを２分割することなくＰＡ６チューブの内側に挿入したこと以外は、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全数を軸方向に沿って分割し内面を目視観察したところ、２本のホースのＰＡ６チューブ内面にしわの発生が認められた。
【００６７】
以上、本発明の樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型は、所望とする三次元形状を有する所定長の金型マンドレルと、この金型マンドレルを未加硫の樹脂−ゴム複合ホースに挿入して前記金型マンドレルの両端を固定するための固定金具と、この固定金具によって前記金型マンドレルが所定形状に固定される共通台座とからなると共に、前記金型マンドレルが長手方向に２分割されてなるので、前記未加硫の樹脂−ゴム複合ホースに無理なく挿入できる上、成型後の前記樹脂−ゴム複合曲がりホース内面にしわやこぶを発生させることが無い。
【００６８】
また、本発明の樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法は、未加硫の樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断した後、前記樹脂チューブの内側に可撓性マンドレルを挿入してストレートの状態で予備加硫し、次いで、長手方向に２分割された金型マンドレルを備えた樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型にセットした後、本加硫することにより曲がりホースを成型するものである。
【００６９】
従って、前記予備加硫により生じた繊維補強層の熱収縮によって、前記樹脂チューブと可撓性マンドレル間の隙間がなくなる一方、前記金型マンドレルを樹脂チューブに無理なく挿入出来るので、樹脂チューブ内面にしわやこぶ等の欠陥を生ずることなく高品質の樹脂−ゴム複合曲がりホースの成型が可能となる。
【００７０】
本発明に係るこのような樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型及び成型方法は、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無いゴム層と補強層とからなる補強ゴム曲がりホースや、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にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型に、未加硫の樹脂−ゴム複合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に係る樹脂−ゴム複合曲がりホースの成型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に係る未加硫の樹脂−ゴム複合ホースの部分切断図である。
【図５】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である。
【図６】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】
【００７２】
Ｃ：分割部
１：樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型
２：金型マンドレル，２ａ：第１金型マンドレル，２ｂ：第２金型マンドレル
３，４：固定金具， ３ａ，４ａ：下固定金具， ３ｂ，４ｂ：上固定金具
５：共通台座， ６：蝶ボルト
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
１１：未加硫の樹脂−ゴム複合ホース， １２：寸法切断
１３：可撓性マンドレル挿入
１４：樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型セット
１５：加硫， １５ａ：予備加硫
１６ａ：樹脂−ゴム複合曲がりホース成型金型解除， ６ｂ：可撓性マンドレル抜取
１７：樹脂−ゴム複合曲がりホース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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成型金型であって、所望とする三次元形状を有する所定長の金型マンドレルと、この金型マンドレルを未加硫の樹脂−ゴム複合ホースに挿入して前記金型マンドレルの両端を固定するための固定金具と、この固定金具によって前記金型マンドレルが所定形状に固定される共通台座とからなると共に、前記金型マンドレルが長手方向に２分割されてなることを特徴とする樹脂-ゴム複合曲がりホース成型金型。
【請求項２】
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成型方法において、前記未加硫の樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断した後、前記樹脂チューブの内側に中空部を有する可撓性マンドレルを挿入して、ストレートの状態で予備加硫することによって前記補強層を熱収縮させ、次いで、前記請求項１に記載の樹脂-ゴム複合曲がりホース成型金型を用い、２分割された前記金型マンドレルを前記可撓性マンドレルの中空部に両端から夫々挿入した後、この金型マンドレルが所定の三次元形状になるように、前記金型マンドレルの両端を前記固定金具によって前記共通台座に固定した後、本加硫することにより曲がりホースを成型することを特徴とする樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法。
【請求項３】
前記可撓性マンドレルが、金属製ばねまたはインターロックチューブであることを特徴とする請求項２に記載の樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法。
【請求項４】
前記可撓性マンドレルの外面に可撓性カバーを被せることを特徴とする請求項２または３に記載の樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法。
【請求項５】
前記可撓性マンドレルの内面と前記金型マンドレルの外面との隙間が０．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項２乃至４の何れか一つの項に記載の樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法。
【請求項６】
前記樹脂−ゴム複合曲がりホースが、樹脂チューブの外側に内面ゴム層を設けた内管と、この内管の外側に設けられた繊維補強層と、この繊維補強層の外側に設けられた外面ゴム層とからなることを特徴とする請求項２乃至５の何れか一つの項に記載の樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法。
【請求項１】
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成型金型であって、所望とする三次元形状を有する所定長の金型マンドレルと、この金型マンドレルを未加硫の樹脂−ゴム複合ホースに挿入して前記金型マンドレルの両端を固定するための固定金具と、この固定金具によって前記金型マンドレルが所定形状に固定される共通台座とからなると共に、前記金型マンドレルが長手方向に２分割されてなることを特徴とする樹脂-ゴム複合曲がりホース成型金型。
【請求項２】
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成型方法において、前記未加硫の樹脂−ゴム複合ホースを所定長に切断した後、前記樹脂チューブの内側に中空部を有する可撓性マンドレルを挿入して、ストレートの状態で予備加硫することによって前記補強層を熱収縮させ、次いで、前記請求項１に記載の樹脂-ゴム複合曲がりホース成型金型を用い、２分割された前記金型マンドレルを前記可撓性マンドレルの中空部に両端から夫々挿入した後、この金型マンドレルが所定の三次元形状になるように、前記金型マンドレルの両端を前記固定金具によって前記共通台座に固定した後、本加硫することにより曲がりホースを成型することを特徴とする樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法。
【請求項３】
前記可撓性マンドレルが、金属製ばねまたはインターロックチューブであることを特徴とする請求項２に記載の樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法。
【請求項４】
前記可撓性マンドレルの外面に可撓性カバーを被せることを特徴とする請求項２または３に記載の樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法。
【請求項５】
前記可撓性マンドレルの内面と前記金型マンドレルの外面との隙間が０．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項２乃至４の何れか一つの項に記載の樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法。
【請求項６】
前記樹脂−ゴム複合曲がりホースが、樹脂チューブの外側に内面ゴム層を設けた内管と、この内管の外側に設けられた繊維補強層と、この繊維補強層の外側に設けられた外面ゴム層とからなることを特徴とする請求項２乃至５の何れか一つの項に記載の樹脂−ゴム複合曲がりホース成型方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−１３７３５９（Ｐ２００８−１３７３５９Ａ）
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２８５０３（Ｐ２００６−３２８５０３）
【出願日】平成１８年１２月５日（２００６．１２．５）
【出願人】（０００２３３６１９）株式会社ニチリン (69)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月５日（２００６．１２．５）
【出願人】（０００２３３６１９）株式会社ニチリン (69)
【Ｆターム（参考）】
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