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特開2023-160186自動車配管用エラストマーホース及び自動車配管用エラストマーホースの製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023160186
(43)【公開日】2023-11-02
(54)【発明の名称】自動車配管用エラストマーホース及び自動車配管用エラストマーホースの製造方法
(51)【国際特許分類】
F16L 11/06 20060101AFI20231026BHJP
【ＦＩ】
F16L11/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022070346
(22)【出願日】2022-04-21
(71)【出願人】
【識別番号】000113942
【氏名又は名称】マルヤス工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100078721
【弁理士】
【氏名又は名称】石田 喜樹
(72)【発明者】
【氏名】山田 香澄
(72)【発明者】
【氏名】石黒 達也
(72)【発明者】
【氏名】白木 淳
(72)【発明者】
【氏名】岩橋 和裕
【テーマコード（参考）】
3H111
【Ｆターム（参考）】
3H111AA02
3H111BA12
3H111BA34
3H111DA07
3H111DB09
(57)【要約】
【課題】耐圧強度と、挿入性とが両立し、実用に適する自動車配管用エラストマーホースを提供することにある。
【解決手段】ポリプロピレンを含む熱可塑性オレフィン系エラストマーを用いて製造され、所定の外径を有する被接続配管に接続可能な自動車配管用エラストマーホースであって、肉厚が、１．１×（最大内圧×エラストマーホース内径）／（ポリプロピレン比率×（外径変化率＋３．９））≦肉厚≦－９７×（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（ポリプロピレン比率×（挿入荷重－１７７））を満たす。
【選択図】なし
【解決手段】ポリプロピレンを含む熱可塑性オレフィン系エラストマーを用いて製造され、所定の外径を有する被接続配管に接続可能な自動車配管用エラストマーホースであって、肉厚が、１．１×（最大内圧×エラストマーホース内径）／（ポリプロピレン比率×（外径変化率＋３．９））≦肉厚≦－９７×（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（ポリプロピレン比率×（挿入荷重－１７７））を満たす。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリプロピレンを含む熱可塑性オレフィン系エラストマーを用いて製造され、所定の外径を有する被接続配管に接続可能な自動車配管用エラストマーホースであって、
肉厚が、１．１×（最大内圧×エラストマーホース内径）／（ポリプロピレン比率×（外径変化率＋３．９））≦肉厚≦－９７×（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（ポリプロピレン比率×（挿入荷重－１７７））を満たすことを特徴とする自動車配管用エラストマーホース。
肉厚が、１．１×（最大内圧×エラストマーホース内径）／（ポリプロピレン比率×（外径変化率＋３．９））≦肉厚≦－９７×（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（ポリプロピレン比率×（挿入荷重－１７７））を満たすことを特徴とする自動車配管用エラストマーホース。
【請求項2】
前記ポリプロピレン比率は、０．２５＜ポリプロピレン比率＜０．５の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の自動車配管用エラストマーホース。
【請求項3】
硬度は、ポリプロピレン比率＝（硬度－６２）／６２．５で表され、
前記肉厚が、１．１×（最大内圧×エラストマーホース内径）／（（（硬度－６５．４）／５１．８）×（外径変化率＋３．９））≦肉厚≦－９７×（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（（（硬度－６２）／６２．５）×（挿入荷重－１７７））を満たすことを特徴とする請求項２に記載の自動車配管用エラストマーホース。
前記肉厚が、１．１×（最大内圧×エラストマーホース内径）／（（（硬度－６５．４）／５１．８）×（外径変化率＋３．９））≦肉厚≦－９７×（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（（（硬度－６２）／６２．５）×（挿入荷重－１７７））を満たすことを特徴とする請求項２に記載の自動車配管用エラストマーホース。
【請求項4】
前記硬度は、７７＜硬度＜９４の範囲内であることを特徴とする請求項３に記載の自動車配管用エラストマーホース。
【請求項5】
ポリプロピレンを含む熱可塑性オレフィン系エラストマーを用いる、所定の外径を有する被接続配管に接続可能な自動車配管用エラストマーホースの製造方法であって、
肉厚が、１．１×（最大内圧×エラストマーホース内径）／（ポリプロピレン比率×（外径変化率＋３．９））≦肉厚≦－９７×（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（ポリプロピレン比率×（挿入荷重－１７７））を満たすことを特徴とする自動車配管用エラストマーホースの製造方法。
肉厚が、１．１×（最大内圧×エラストマーホース内径）／（ポリプロピレン比率×（外径変化率＋３．９））≦肉厚≦－９７×（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（ポリプロピレン比率×（挿入荷重－１７７））を満たすことを特徴とする自動車配管用エラストマーホースの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動車、特に電気自動車の冷却配管に用いることを目的とする熱可塑性エラストマーホースに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、燃料電池や電気自動車等に搭載される蓄電池を最適な温度下に保つための冷却液を流通させる冷却用配管としての可撓性配管には、例えば、特許文献１で開示されるような合成ゴムを材料とするものが用いられていた。しかし、合成ゴムから製造された可撓性配管は、４～４．５ｍｍ程度の厚みを持つことが知られており、自動車の冷却用配管として使用する際、配管周辺のスペースを圧迫するため、より薄い厚みの可撓性配管の開発が求められていた。また、自動車のように、屋外で低温に曝される可能性のある箇所で用いられる冷却液は、凍結を防止するために不凍液が用いられることが一般的である。また、燃料電池、蓄電池等の冷却液は、短絡や漏電を避けるため、低伝導率であることが必要となる。しかし、低伝導率の冷却液を用いても、可撓性配管からイオンの溶出が生じると、冷却液の伝導率の上昇は避けられないため、イオンの溶出を抑えた可撓性配管の開発が望まれていた。そのような背景の下、特許文献２では、過酸化物を架橋剤として用いて動的架橋された動的架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマーを用いることで、従来の合成ゴムから製造される可撓性配管よりも薄く、また、イオンの溶出を抑制した燃料電池用水系ホースが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平９－１６８８号公報
【特許文献2】特開２０１３－３７９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、特許文献２に記載の燃料電池用水系ホースは、硬度が６４～７５であることが開示されているが、この範囲の硬度のエラストマーホースでは、自動車用配管としての実際の運用を考慮した場合、耐圧性が不足する可能性がある。また、耐圧性を向上させるためにはエラストマーの硬度を増加させることで対応可能となるが、単純に硬度を増加させるだけでは、例えば金属配管等の相手部品との組み付けの際の挿入荷重が大きくなってしまい、実用できない可能性がある。
【0005】
そこで、本発明の目的は、耐圧強度と、挿入性とが両立し、実用に適する自動車配管用エラストマーホース及び自動車配管用エラストマー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】
【0006】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ポリプロピレンを含む熱可塑性オレフィン系エラストマーを用いて製造され、所定の外径を有する被接続配管に接続可能な自動車配管用エラストマーホースであって、肉厚が、１．１×（最大内圧×エラストマーホース内径）／（ポリプロピレン比率×（外径変化率＋３．９））≦肉厚≦－９７×（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（ポリプロピレン比率×（挿入荷重－１７７））を満たすことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、ポリプロピレン含有率は、０．２５＜ポリプロピレン含有率＜０．５の範囲内であることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２の構成において、硬度は、ポリプロピレン比率＝（硬度－６２）／６２．５で表され、肉厚が、１．１×（最大内圧×エラストマーホース内径）／（（（硬度－６５．４）／５１．８）×（外径変化率＋３．９））≦肉厚≦－９７×（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（（（硬度－６２）／６２．５）×（挿入荷重－１７７））を満たすことを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３の構成において、硬度は、７７＜硬度＜９４の範囲内であることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、ポリプロピレンを含む熱可塑性オレフィン系エラストマーを用いる、所定の外径を有する被接続配管に接続可能な自動車配管用エラストマーホースの製造方法であって、肉厚が、１．１×（最大内圧×エラストマーホース内径）／（ポリプロピレン比率×（外径変化率＋３．９））≦肉厚≦－９７×（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（ポリプロピレン比率×（挿入荷重－１７７））を満たすことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、ポリプロピレン含有率は、０．２５＜ポリプロピレン含有率＜０．５の範囲内であることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２の構成において、硬度は、ポリプロピレン比率＝（硬度－６２）／６２．５で表され、肉厚が、１．１×（最大内圧×エラストマーホース内径）／（（（硬度－６５．４）／５１．８）×（外径変化率＋３．９））≦肉厚≦－９７×（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（（（硬度－６２）／６２．５）×（挿入荷重－１７７））を満たすことを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３の構成において、硬度は、７７＜硬度＜９４の範囲内であることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、ポリプロピレンを含む熱可塑性オレフィン系エラストマーを用いる、所定の外径を有する被接続配管に接続可能な自動車配管用エラストマーホースの製造方法であって、肉厚が、１．１×（最大内圧×エラストマーホース内径）／（ポリプロピレン比率×（外径変化率＋３．９））≦肉厚≦－９７×（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（ポリプロピレン比率×（挿入荷重－１７７））を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、耐圧性と挿入性とが両立し、実用に適する自動車配管用エラストマーホースが容易に設計及び製造できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】硬度とＰＰ比率との相関を示すグラフである。
【図2】本発明のエラストマーホースに関するデータをまとめた表である。
【図3】本発明のエラストマーホースの外径変化率と（最大内圧×エラストマーホース内径）／（肉厚×ＰＰ比率）との相関を示すグラフである。
【図4】本発明のエラストマーホースの挿入荷重と（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（肉厚×ＰＰ比率）との相関を示すグラフである。
【図5】（ａ）は、外径変化率が５％であると仮定した際の最大内圧が０．２５ＭＰａの場合におけるＰＰ比率と式３から算出されるエラストマーホースの肉厚との相関を示すグラフ、（ｂ）は、外径変化率が５％であると仮定した際の最大内圧が０．３５ＭＰａである場合におけるＰＰ比率と式３から算出されるエラストマーホースの肉厚との相関を示すグラフ、（ｃ）は、挿入荷重が１２０Ｎであると仮定した際の被接続配管最大外径が１８．７ｍｍである場合におけるＰＰ比率と式４から算出されるエラストマーホースの肉厚との相関を示すグラフ、（ｄ）は、挿入荷重が１２０Ｎであると仮定した際の被接続配管最大外径が１９．２ｍｍである場合におけるＰＰ比率と式４から算出されるエラストマーホースの肉厚との相関を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の自動車配管用エラストマーホースの実施の形態を図面に基づいて説明する。
自動車配管用エラストマーホース（以下、エラストマーホース）は、ポリプロピレンとＥＰＤＭとを含む熱可塑性オレフィン系エラストマーを押出成形により中空のホースとして製造されたものである。エラストマーホースは、所定長さに切断された後、曲げ加工が施され、所定形状とされたものが所定の外径を有する被接続配管との接続により電気自動車の冷却系に組み付けられ、冷却液が流通する冷却用配管として利用される。また、本発明のエラストマーホースは単層成型であるため、リサイクル性が高い。
自動車配管用エラストマーホース（以下、エラストマーホース）は、ポリプロピレンとＥＰＤＭとを含む熱可塑性オレフィン系エラストマーを押出成形により中空のホースとして製造されたものである。エラストマーホースは、所定長さに切断された後、曲げ加工が施され、所定形状とされたものが所定の外径を有する被接続配管との接続により電気自動車の冷却系に組み付けられ、冷却液が流通する冷却用配管として利用される。また、本発明のエラストマーホースは単層成型であるため、リサイクル性が高い。
【0010】
本発明のエラストマーホースは、組み上がった状態の性能だけではなく、組付作業も含めて実際に自動車配管として利用する上で適切と考えられる硬度の熱可塑性オレフィン系エラストマーを用いる。作業員又は作業用機械によるエラストマーホースと被接続配管との接続作業を可能とする場合、エラストマーの硬度は７７以上であることが望ましく、また、あまり硬度が高すぎても挿入性に劣るため、最大でも９４程度であることが望ましい。ここで、エラストマーホースから採取されたサンプル片のＴＥＭ画像におけるポリプロピレンとポリプロピレン以外の材料との面積比から算出されるポリプロピレン比率（以下、ＰＰ比率）と、エラストマーホースの硬度との相関に着目した。図１は、硬度とＰＰ比率との相関を示すグラフである。事前検討のために、７７＜硬度＜９４の範囲においてそれぞれ硬度の異なる複数のエラストマーホースを製造し、そのサンプル片それぞれのＰＰ比率を、ＴＥＭ画像を撮影して算出し、グラフ上にプロットした。すると、図１に示すように、ＰＰ比率と硬度との間には、ＰＰ比率が増加するほど硬度が上昇する正の相関があることが分かった。また、その相関は、７７＜硬度＜９４の範囲において、図１から、硬度＝６２．５×ＰＰ比率＋６２（関係式１）で示せることが分かった。関係式１を用いて硬度をＰＰ比率に変換すると、その範囲は、０．２５＜ＰＰ比率＜０．５である。
なお、本願において、硬度はデュロメータ硬度計Ａ型を用いて測定された値を指す。
なお、本願において、硬度はデュロメータ硬度計Ａ型を用いて測定された値を指す。
【0011】
以下で説明する実施例としてのエラストマーホースは、ＰＰ比率がそれぞれ、０．２７０（硬度７８）、０．３２０（硬度８２）、０．３６８（硬度８５）、０．４００（硬度８７）、０．４８０（硬度９２）である４種類のエラストマー材料を原料とし、既存の製造機械を用いた押出成形により製造された。
【0012】
また、製造されたエラストマーホースの接続先である被接続配管として、先端に原管よりも径が大きいバルジ部が形成された金属製の配管が選択された。また、被接続配管の最大外径は１８．７ｍｍ、又は１９．２ｍｍとされた。なお、バジル部を除く原管の外径は１７ｍｍである。
【0013】
また、エラストマーホースと被接続配管との接続後、エラストマーホースにかかる最大内圧は、０．２５ＭＰａ、又は０．３５ＭＰａとされた。
【0014】
ここで、耐圧強度と挿入性とが両立し、実用に適したエラストマーホースとするための条件について考察する。
耐圧強度を高くするためには、エラストマーホースの剛性を増大させる必要があり、剛性を評価する一つの指針として、外径変化率が挙げられる。剛性を増大させると外径変化率が小さくなり、車体への組み付け後の組付箇所周辺の環境への影響を考慮すると、外径変化率は５％以内であることが望ましいと考えられる。
耐圧強度を高くするためには、エラストマーホースの剛性を増大させる必要があり、剛性を評価する一つの指針として、外径変化率が挙げられる。剛性を増大させると外径変化率が小さくなり、車体への組み付け後の組付箇所周辺の環境への影響を考慮すると、外径変化率は５％以内であることが望ましいと考えられる。
【0015】
一方、剛性を増大させるとエラストマーホースと被接続配管との接続時に生じる挿入荷重が増大する。実用に適するエラストマーホースとするためには、挿入荷重は、既存の機械を用いた挿入工程で挿入が可能な１２０Ｎ以下であることが望ましい。より好ましくは９０Ｎ以下である。
【0016】
従って、外径変化率５％以内、且つ挿入荷重１２０Ｎ以下の特性を有するエラストマーホースであれば、耐圧強度と挿入性とを両立した上で、実用に適したものということができる。
以下の実施例では、外径変化率５％以内、且つ挿入荷重１２０Ｎ以下となるように、エラストマーホースの肉厚及び内径の調整、被接続配管の最大外径の選択、及びエラストマーホースと被接続配管との接続後にエラストマーホースにかかる最大内圧の選択を行った。
以下の実施例では、外径変化率５％以内、且つ挿入荷重１２０Ｎ以下となるように、エラストマーホースの肉厚及び内径の調整、被接続配管の最大外径の選択、及びエラストマーホースと被接続配管との接続後にエラストマーホースにかかる最大内圧の選択を行った。
【0017】
最大内圧をかけた際の外径変化率は、内圧の全くかかっていない状態のエラストマーホースの外径から、最大内圧をかけた状態のエラストマーホースの外径との間の変化率を既存の手法を用いて測定し、算出された。
また、エラストマーホースを被接続配管に接続する際に生じる挿入荷重は、既存の手法を用いて測定された。
また、エラストマーホースを被接続配管に接続する際に生じる挿入荷重は、既存の手法を用いて測定された。
【0018】
図２は、本発明のエラストマーホースに関するデータをまとめた表である。
実施例１は、ＰＰ比率０．２７０のエラストマーを用いて製造された、肉厚は３．３ｍｍ、内径は１６．６ｍｍのエラストマーホースであり、接続先の被接続配管として最大外径１８．７ｍｍの金属配管が選択され、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．２５ＭＰａとされたものである。外径変化率は３．１１％、挿入荷重は９０Ｎであった。
実施例２は、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．３５ＭＰａとされたことを除き、実施例１と同様である。外径変化率は４．８５％、挿入荷重は９０Ｎであった。
実施例３は、ＰＰ比率０．３２０のエラストマーを用いて製造された、肉厚は３．１ｍｍ、内径は１６．３ｍｍのエラストマーホースであり、接続先の被接続配管として最大外径１８．７ｍｍの金属配管が選択され、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．２５ＭＰａとされたものである。外径変化率は２．０１％、挿入荷重は８３Ｎであった。
実施例４は、エラストマーホースの肉厚が３．１ｍｍ、内径が１６．５ｍｍとされたことを除き、実施例３と同様である。外径変化率は２．７９％、挿入荷重は５８Ｎであった。
実施例５は、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．３５ＭＰａとされたことを除き、実施例４と同様である。外径変化率は４．３０％、挿入荷重は５８Ｎであった。
実施例６は、エラストマーホースの肉厚が２．２ｍｍ、内径が１７．０ｍｍとされたことを除き、実施例４と同様である。外径変化率は３．１１％、挿入荷重は３４Ｎであった。
実施例７は、ＰＰ比率０．４０のエラストマーを用いて製造された、肉厚は２．４ｍｍ、内径は１６．６ｍｍのエラストマーホースであり、接続先の被接続配管として最大外径１８．７ｍｍの金属配管が選択され、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．２５ＭＰａとされたものである。外径変化率は１．７３％、挿入荷重は７７Ｎであった。
実施例８は、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．３５ＭＰａとされたことを除き、実施例４と同様である。外径変化率は２．８７％、挿入荷重は７７Ｎであった。
実施例９は、エラストマーホースの肉厚が２．５ｍｍ、内径が１６．３ｍｍとされたことを除き、実施例７と同様である。外径変化率は０．６５％、挿入荷重は７９Ｎであった。
実施例１０は、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．３５ＭＰａとされたことを除き、実施例９と同様である。外径変化率は１．５６％、挿入荷重は７９Ｎであった。
実施例１１は、エラストマーホースの肉厚が２．１ｍｍ、内径が１６．１ｍｍとされたことを除き、実施例７と同様である。外径変化率は２．７７％、挿入荷重は６５Ｎであった。
実施例１２は、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．３５ＭＰａとされたことを除き、実施例１１と同様である。外径変化率は４．３０％、挿入荷重は６５Ｎであった。
実施例１３は、ＰＰ比率０．３６８のエラストマーを用いて製造された、肉厚は２．４ｍｍ、内径は１６．７ｍｍのエラストマーホースであり、接続先の被接続配管として最大外径１８．７ｍｍの金属配管が選択され、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．２５ＭＰａとされたものである。外径変化率は１．４０％、挿入荷重は５７Ｎであった。
実施例１４は、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．３５ＭＰａとされたことを除き、実施例１３と同様である。外径変化率は２．９８％、挿入荷重は５７Ｎであった。
実施例１５は、エラストマーホースの肉厚が２．２ｍｍ、内径が１５．８ｍｍとされたことを除き、実施例１３と同様である。外径変化率は２．３５％、挿入荷重は７３Ｎであった。
実施例１６は、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．３５ＭＰａとされたことを除き、実施例１５と同様である。外径変化率は４．４７％、挿入荷重は７３Ｎであった。
実施例１７は、エラストマーホースの肉厚が２．１ｍｍ、内径が１６．８ｍｍとされたことを除き、実施例１３と同様である。外径変化率は２．４０％、挿入荷重は４８Ｎであった。
実施例１８は、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．３５ＭＰａとされたことを除き、実施例１７と同様である。外径変化率は４．５８％、挿入荷重は４８Ｎであった。
実施例１９は、ＰＰ比率０．４８０のエラストマーを用いて製造された、肉厚は２．２ｍｍ、内径は１６．４ｍｍのエラストマーホースであり、接続先の被接続配管として最大外径１８．７ｍｍの金属配管が選択され、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．２５ＭＰａとされたものである。外径変化率は１．０３％、挿入荷重は７６Ｎであった。
実施例２０は、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．３５ＭＰａとされたことを除き、実施例１９と同様である。外径変化率は１．８８％、挿入荷重は７６Ｎであった。
実施例２１は、接続先の被接続配管として最大外径１９．２ｍｍの金属配管が選択されたことを除き、実施例４と同様である。外径変化率は２．７９％、挿入荷重は６７Ｎであった。
実施例２２は、接続先の被接続配管として最大外径１９．２ｍｍの金属配管が選択されたことを除き、実施例６と同様である。外径変化率は３．１１％、挿入荷重は４０Ｎであった。
実施例２３は、接続先の被接続配管として最大外径１９．２ｍｍの金属配管が選択されたことを除き、実施例７と同様である。外径変化率は１．７３％、挿入荷重は８５Ｎであった。
実施例２４は、接続先の被接続配管として最大外径１９．２ｍｍの金属配管が選択されたことを除き、実施例９と同様である。外径変化率は０．６５％、挿入荷重は９８Ｎであった。
実施例２５は、接続先の被接続配管として最大外径１９．２ｍｍの金属配管が選択されたことを除き、実施例１３と同様である。外径変化率は１．４０％、挿入荷重は６３Ｎであった。
実施例２６は、接続先の被接続配管として最大外径１９．２ｍｍの金属配管が選択されたことを除き、実施例１５と同様である。外径変化率は２．３５％、挿入荷重は８５Ｎであった。
実施例２７は、接続先の被接続配管として最大外径１９．２ｍｍの金属配管が選択されたことを除き、実施例１７と同様である。外径変化率は２．４０％、挿入荷重は６２Ｎであった。
実施例２８は、接続先の被接続配管として最大外径１９．２ｍｍの金属配管が選択されたことを除き、実施例１９と同様である。外径変化率は１．０３％、挿入荷重は９１Ｎであった。
実施例１は、ＰＰ比率０．２７０のエラストマーを用いて製造された、肉厚は３．３ｍｍ、内径は１６．６ｍｍのエラストマーホースであり、接続先の被接続配管として最大外径１８．７ｍｍの金属配管が選択され、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．２５ＭＰａとされたものである。外径変化率は３．１１％、挿入荷重は９０Ｎであった。
実施例２は、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．３５ＭＰａとされたことを除き、実施例１と同様である。外径変化率は４．８５％、挿入荷重は９０Ｎであった。
実施例３は、ＰＰ比率０．３２０のエラストマーを用いて製造された、肉厚は３．１ｍｍ、内径は１６．３ｍｍのエラストマーホースであり、接続先の被接続配管として最大外径１８．７ｍｍの金属配管が選択され、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．２５ＭＰａとされたものである。外径変化率は２．０１％、挿入荷重は８３Ｎであった。
実施例４は、エラストマーホースの肉厚が３．１ｍｍ、内径が１６．５ｍｍとされたことを除き、実施例３と同様である。外径変化率は２．７９％、挿入荷重は５８Ｎであった。
実施例５は、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．３５ＭＰａとされたことを除き、実施例４と同様である。外径変化率は４．３０％、挿入荷重は５８Ｎであった。
実施例６は、エラストマーホースの肉厚が２．２ｍｍ、内径が１７．０ｍｍとされたことを除き、実施例４と同様である。外径変化率は３．１１％、挿入荷重は３４Ｎであった。
実施例７は、ＰＰ比率０．４０のエラストマーを用いて製造された、肉厚は２．４ｍｍ、内径は１６．６ｍｍのエラストマーホースであり、接続先の被接続配管として最大外径１８．７ｍｍの金属配管が選択され、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．２５ＭＰａとされたものである。外径変化率は１．７３％、挿入荷重は７７Ｎであった。
実施例８は、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．３５ＭＰａとされたことを除き、実施例４と同様である。外径変化率は２．８７％、挿入荷重は７７Ｎであった。
実施例９は、エラストマーホースの肉厚が２．５ｍｍ、内径が１６．３ｍｍとされたことを除き、実施例７と同様である。外径変化率は０．６５％、挿入荷重は７９Ｎであった。
実施例１０は、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．３５ＭＰａとされたことを除き、実施例９と同様である。外径変化率は１．５６％、挿入荷重は７９Ｎであった。
実施例１１は、エラストマーホースの肉厚が２．１ｍｍ、内径が１６．１ｍｍとされたことを除き、実施例７と同様である。外径変化率は２．７７％、挿入荷重は６５Ｎであった。
実施例１２は、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．３５ＭＰａとされたことを除き、実施例１１と同様である。外径変化率は４．３０％、挿入荷重は６５Ｎであった。
実施例１３は、ＰＰ比率０．３６８のエラストマーを用いて製造された、肉厚は２．４ｍｍ、内径は１６．７ｍｍのエラストマーホースであり、接続先の被接続配管として最大外径１８．７ｍｍの金属配管が選択され、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．２５ＭＰａとされたものである。外径変化率は１．４０％、挿入荷重は５７Ｎであった。
実施例１４は、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．３５ＭＰａとされたことを除き、実施例１３と同様である。外径変化率は２．９８％、挿入荷重は５７Ｎであった。
実施例１５は、エラストマーホースの肉厚が２．２ｍｍ、内径が１５．８ｍｍとされたことを除き、実施例１３と同様である。外径変化率は２．３５％、挿入荷重は７３Ｎであった。
実施例１６は、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．３５ＭＰａとされたことを除き、実施例１５と同様である。外径変化率は４．４７％、挿入荷重は７３Ｎであった。
実施例１７は、エラストマーホースの肉厚が２．１ｍｍ、内径が１６．８ｍｍとされたことを除き、実施例１３と同様である。外径変化率は２．４０％、挿入荷重は４８Ｎであった。
実施例１８は、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．３５ＭＰａとされたことを除き、実施例１７と同様である。外径変化率は４．５８％、挿入荷重は４８Ｎであった。
実施例１９は、ＰＰ比率０．４８０のエラストマーを用いて製造された、肉厚は２．２ｍｍ、内径は１６．４ｍｍのエラストマーホースであり、接続先の被接続配管として最大外径１８．７ｍｍの金属配管が選択され、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．２５ＭＰａとされたものである。外径変化率は１．０３％、挿入荷重は７６Ｎであった。
実施例２０は、エラストマーホースと被接続配管との接続後の最大内圧が０．３５ＭＰａとされたことを除き、実施例１９と同様である。外径変化率は１．８８％、挿入荷重は７６Ｎであった。
実施例２１は、接続先の被接続配管として最大外径１９．２ｍｍの金属配管が選択されたことを除き、実施例４と同様である。外径変化率は２．７９％、挿入荷重は６７Ｎであった。
実施例２２は、接続先の被接続配管として最大外径１９．２ｍｍの金属配管が選択されたことを除き、実施例６と同様である。外径変化率は３．１１％、挿入荷重は４０Ｎであった。
実施例２３は、接続先の被接続配管として最大外径１９．２ｍｍの金属配管が選択されたことを除き、実施例７と同様である。外径変化率は１．７３％、挿入荷重は８５Ｎであった。
実施例２４は、接続先の被接続配管として最大外径１９．２ｍｍの金属配管が選択されたことを除き、実施例９と同様である。外径変化率は０．６５％、挿入荷重は９８Ｎであった。
実施例２５は、接続先の被接続配管として最大外径１９．２ｍｍの金属配管が選択されたことを除き、実施例１３と同様である。外径変化率は１．４０％、挿入荷重は６３Ｎであった。
実施例２６は、接続先の被接続配管として最大外径１９．２ｍｍの金属配管が選択されたことを除き、実施例１５と同様である。外径変化率は２．３５％、挿入荷重は８５Ｎであった。
実施例２７は、接続先の被接続配管として最大外径１９．２ｍｍの金属配管が選択されたことを除き、実施例１７と同様である。外径変化率は２．４０％、挿入荷重は６２Ｎであった。
実施例２８は、接続先の被接続配管として最大外径１９．２ｍｍの金属配管が選択されたことを除き、実施例１９と同様である。外径変化率は１．０３％、挿入荷重は９１Ｎであった。
【0019】
一般に、自動車の冷却用配管のような内面に圧力を受け、管の半径に対して肉厚が薄い薄肉円筒状の圧力容器における発生応力は、発生応力＝（内圧×内径）／肉厚（相関式１）で表される薄肉円筒式によって表される。
また、エラストマーホースの自動車用冷却配管としての利用を鑑みると、冷却液の流通によりエラストマーホースにかかる内圧が上昇する際に高い耐圧性を発揮するためには外径変化率は低い方が望ましい。ここで、外径変化率は、エラストマーホースに生じる発生応力が大きくなるほど増大する正の相関がある。つまり、相関式１において、発生応力は、外径変化率と置き換えが可能といえる。従って、外径変化率を相関式１に導入すると、外径変化率＝（内圧×エラストマーホース内径）／肉厚（相関式２）と表すことができると考えられる。
また、エラストマーホースの自動車用冷却配管としての利用を鑑みると、冷却液の流通によりエラストマーホースにかかる内圧が上昇する際に高い耐圧性を発揮するためには外径変化率は低い方が望ましい。ここで、外径変化率は、エラストマーホースに生じる発生応力が大きくなるほど増大する正の相関がある。つまり、相関式１において、発生応力は、外径変化率と置き換えが可能といえる。従って、外径変化率を相関式１に導入すると、外径変化率＝（内圧×エラストマーホース内径）／肉厚（相関式２）と表すことができると考えられる。
【0020】
さらに、外径変化率と、エラストマーホースの円周方向の強度といえる引張強度との間には、引張強度が大きいほど外径変化率が小さくなるという負の相関がある。従って、外径変化率と引張強度との関係性を相関式２に導入すると、外径変化率＝（内圧×エラストマーホース内径）／（肉厚×引張強度）（相関式３）と表すことができると考えられる。
また、引張強度は材料の硬度に依存し、引張強度と硬度との間には、硬度が高いほど引張強度は増大する正の相関がある。つまり、相関式３の引張強度は硬度に置き換えが可能といえる。従って、硬度を相関式３に導入すると、外径変化率＝（内圧×エラストマーホース内径）／（肉厚×硬度）（相関式４）と表すことができると考えられる。
また、引張強度は材料の硬度に依存し、引張強度と硬度との間には、硬度が高いほど引張強度は増大する正の相関がある。つまり、相関式３の引張強度は硬度に置き換えが可能といえる。従って、硬度を相関式３に導入すると、外径変化率＝（内圧×エラストマーホース内径）／（肉厚×硬度）（相関式４）と表すことができると考えられる。
【0021】
続いて、エラストマーホースの組み付けに関係するパラメータである被接続配管との挿入性に着目する。挿入性が良いということは、すなわちエラストマーホースと被接続配管との接続時の挿入荷重が小さく、エラストマーホースと被接続配管との接続において作業性が高いことを指す。そして、挿入荷重を小さくするためには、エラストマーホースの軟性を高くする必要がある。一方、エラストマーホースの軟性が高くなると、外径変化率も大きくなる。従って、外径変化率と挿入荷重とは相関するといえる。よって、挿入荷重は、相関式４から、挿入荷重＝（内圧×エラストマーホース内径）／（肉厚×硬度）（相関式５）と表すことができると考えられる。ただし、外径変化率とは異なり、挿入荷重は、エラストマーホースと被接続配管との接続時に生じる荷重であるため、エラストマーホースの内径、及び被接続配管の外径の大きさから影響を受ける。具体的には、被接続配管の外径に対してエラストマーホースの内径が小さいほど挿入荷重が増大し、エラストマーホースの内径に対して被接続配管の外径が小さいほど挿入荷重は減少する。また、エラストマーホースと被接続配管との接続後に生じるパラメータである内圧は、接続持に生じる挿入荷重に影響を与えない。従って、相関式５を元に、エラストマーホースの内径、及び被接続配管の外径の大きさから受ける影響を加味し、内圧の影響を排除すると、挿入荷重は、挿入荷重＝（エラストマーホース内径／被接続配管外径）／（肉厚×硬度）（相関式６）と表すことができると考えられる。
【0022】
また、上述の通り、硬度とＰＰ比率との間に関係式１で示される相関関係が存在することが分かっている。つまり、相関式４及び相関式６における硬度は、ＰＰ比率に置き換えが可能といえる。従って、ＰＰ比率を相関式４に導入すると、外径変化率＝（内圧×エラストマーホース内径）／（肉厚×ＰＰ比率）（相関式７）と表すことができると考えられる。
また、ＰＰ比率を相関式６に導入すると、挿入荷重＝（エラストマーホース内径／被接続配管外径）／（肉厚×ＰＰ比率）（相関式８）と表すことができると考えられる。
また、ＰＰ比率を相関式６に導入すると、挿入荷重＝（エラストマーホース内径／被接続配管外径）／（肉厚×ＰＰ比率）（相関式８）と表すことができると考えられる。
【0023】
図３は、本発明のエラストマーホースの外径変化率と（最大内圧×エラストマーホース内径）／（肉厚×ＰＰ比率）との相関を示すグラフである。
相関式７として導かれた相関を元に、測定された実施例１～２８の外径変化率をグラフ上にプロットした（図３）。
相関式７として導かれた相関を元に、測定された実施例１～２８の外径変化率をグラフ上にプロットした（図３）。
【0024】
その結果、外径変化率と、（最大内圧×エラストマーホース内径）／（肉厚×ＰＰ比率）との間は、線形関係の相関があることが分かる。
また、図３のグラフから、外径変化率と、（内圧×エラストマーホース内径）／（肉厚×ＰＰ比率）との相関関係は、抽出されたプロットを基に算出される近似式、外径変化率＝１．１×（（最大内圧×エラストマーホース内径）／（肉厚×ＰＰ比率））－３．９（式１）で表すことができる。
また、図３のグラフから、外径変化率と、（内圧×エラストマーホース内径）／（肉厚×ＰＰ比率）との相関関係は、抽出されたプロットを基に算出される近似式、外径変化率＝１．１×（（最大内圧×エラストマーホース内径）／（肉厚×ＰＰ比率））－３．９（式１）で表すことができる。
【0025】
図４は、本発明のエラストマーホースの挿入荷重と（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（肉厚×ＰＰ比率）との相関を示すグラフである。
相関式８として導かれた相関を元に、測定された実施例１～２８の挿入荷重をグラフ上にプロットした（図４）。
相関式８として導かれた相関を元に、測定された実施例１～２８の挿入荷重をグラフ上にプロットした（図４）。
【0026】
その結果、挿入荷重と、（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（肉厚×ＰＰ比率）との間は、線形関係の相関があることが分かる。
また、図４のグラフから、挿入荷重と、（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（肉厚×ＰＰ比率）との相関関係は、抽出されたプロットを基に算出される近似式、挿入荷重＝－９７×（（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（肉厚×ＰＰ比率））＋１７７（式２）で表すことができる。
また、図４のグラフから、挿入荷重と、（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（肉厚×ＰＰ比率）との相関関係は、抽出されたプロットを基に算出される近似式、挿入荷重＝－９７×（（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（肉厚×ＰＰ比率））＋１７７（式２）で表すことができる。
【0027】
実際の製造現場において、被接続配管の最大外径、及びエラストマーホースにかかる最大内圧の値は、自動車の規格等に基づくため、ほぼ固定値であると考えられる。従って、エラストマーホースの設計段階では、ある程度定まった被接続配管の最大外径とエラストマーホースにかかる最大内圧とを考慮した上で、耐圧強度と挿入性が両立し、実用に適したエラストマーホースを設計することは想像に難くない。また、エラストマーホースの内径は、挿入荷重への影響が考えられる一方、被接続配管の外径に対応させる必要があるため、被接続配管が規格等に基づく以上、内径の設定には一定の限度がある。しかし、実施例１～２６それぞれで得られた外径変化率及び挿入荷重から、外径変化率及び挿入荷重へ与える影響が大きいと考えられるエラストマーホースの肉厚の設定は、比較的自由度が高いと言える。また、肉厚と同様に外径変化率及び挿入荷重へ与える影響が大きいと考えられるＰＰ比率については、エラストマーホースの原料となるエラストマー材料によって異なることが容易に考えられる。実際の現場では、種々のエラストマー材料の中から選択することを考慮すると、ＰＰ比率は比較的設定の自由度が高いと言える。従って、式１及び２を、エラストマーホース設計への寄与の大きい肉厚及びＰＰ比率についての関係式へと整理すると、以下の式３及び４となる。
【0028】
肉厚＝１．１×（最大内圧×エラストマーホース内径）／（ＰＰ比率×（外径変化率＋３．９））（式３）
肉厚＝－９７×（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（ＰＰ比率×（挿入荷重－１７７））（式４）
肉厚＝－９７×（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（ＰＰ比率×（挿入荷重－１７７））（式４）
【0029】
図５（ａ）は、外径変化率が５％であると仮定した際の最大内圧が０．２５ＭＰａの場合におけるＰＰ比率と式３から算出されるエラストマーホースの肉厚との相関を示すグラフ、図５（ｂ）は、外径変化率が５％であると仮定した際の最大内圧が０．３５ＭＰａの場合におけるＰＰ比率と式３から算出されるエラストマーホースの肉厚との相関を示すグラフ、図５（ｃ）は、挿入荷重が１２０Ｎであると仮定した際の被接続配管最大外径が１８．７ｍｍである場合におけるＰＰ比率と式４から算出されるエラストマーホースの肉厚との相関を示すグラフ、図５（ｄ）は、挿入荷重が１２０Ｎであると仮定した際の被接続配管最大外径が１９．２ｍｍである場合におけるＰＰ比率と式４から算出されるエラストマーホースの肉厚との相関を示すグラフである。
続いて、実施例１～２８における最大内圧が０．２５ＭＰａである実施例１，３，４，６，７，９，１１，１３，１５，１７，１９，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８について、エラストマーホース内径、ＰＰ比率を抽出し、外径変化率が５％であると仮定した検討例１～２０について、式３を用いて算出される肉厚とＰＰ比率との関係をグラフ上にプロットした（図５（ａ））。また、実施例１～２６における最大内圧が０．３５ＭＰａである実施例２，５，８，１０，１２，１４，１６，１８，２０について、エラストマーホース内径、ＰＰ比率を抽出し、外径変化率が５％であると仮定した検討例２１～２８について、式３を用いて算出される肉厚とＰＰ比率との関係をグラフ上にプロットした（図５（ｂ））。さらに、図５（ａ）及び（ｂ）に示すグラフに、実施例１～２６の肉厚とＰＰ比率との関係をプロットした。
図５（ａ）及び（ｂ）に示すグラフにおいて、外径変化率が、望ましい外径変化率である５％以内の実施例１～２８における肉厚とＰＰ比率との関係を示す各点は、図５（ａ）及び（ｂ）に示すグラフに重畳された検討例１～２０から近似された近似曲線、又は検討例２１～２８から近似された近似曲線よりも上の領域にプロットされることが分かる。つまり、本発明のエラストマーホースの肉厚は、肉厚≧１．１×（最大内圧×エラストマーホース内径）／（ＰＰ比率×（外径変化率＋３．９））（式５）で表すことができるといえる。
続いて、実施例１～２８における最大内圧が０．２５ＭＰａである実施例１，３，４，６，７，９，１１，１３，１５，１７，１９，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８について、エラストマーホース内径、ＰＰ比率を抽出し、外径変化率が５％であると仮定した検討例１～２０について、式３を用いて算出される肉厚とＰＰ比率との関係をグラフ上にプロットした（図５（ａ））。また、実施例１～２６における最大内圧が０．３５ＭＰａである実施例２，５，８，１０，１２，１４，１６，１８，２０について、エラストマーホース内径、ＰＰ比率を抽出し、外径変化率が５％であると仮定した検討例２１～２８について、式３を用いて算出される肉厚とＰＰ比率との関係をグラフ上にプロットした（図５（ｂ））。さらに、図５（ａ）及び（ｂ）に示すグラフに、実施例１～２６の肉厚とＰＰ比率との関係をプロットした。
図５（ａ）及び（ｂ）に示すグラフにおいて、外径変化率が、望ましい外径変化率である５％以内の実施例１～２８における肉厚とＰＰ比率との関係を示す各点は、図５（ａ）及び（ｂ）に示すグラフに重畳された検討例１～２０から近似された近似曲線、又は検討例２１～２８から近似された近似曲線よりも上の領域にプロットされることが分かる。つまり、本発明のエラストマーホースの肉厚は、肉厚≧１．１×（最大内圧×エラストマーホース内径）／（ＰＰ比率×（外径変化率＋３．９））（式５）で表すことができるといえる。
【0030】
同様に、実施例１～２８における被接続配管最大外径が１８．７ｍｍである実施例１～２０について、エラストマーホース内径、ＰＰ比率を抽出し、挿入荷重が１２０Ｎであると仮定した検討例１～２０について、式４を用いて算出される肉厚とＰＰ比率との関係をグラフ上にプロットした（図５（ｃ））。また、実実施例１～２６における被接続配管最大外径が１９．２ｍｍである実施例２１～２８について、エラストマーホース内径、ＰＰ比率を抽出し、挿入荷重が１２０Ｎであると仮定した検討例２１～２８について、式４を用いて算出される肉厚とＰＰ比率との関係をグラフ上にプロットした（図５（ｄ））。さらに、図５（ｃ）及び（ｄ）に示すグラフに、実施例１～２８の肉厚とＰＰ比率との関係をプロットした。
図５（ｃ）及び（ｄ）に示すグラフにおいて、挿入荷重が、望ましい挿入荷重である１２０Ｎ以下の実施例１～２８における肉厚とＰＰ比率との関係を示す各点は、図５（ｃ）及び（ｄ）に示すグラフに重畳された検討例１～２０から近似され近似曲線、又は検討例２１～２８から近似された近似曲線よりも下の領域にプロットされる。つまり、本発明のエラストマーホースは、肉厚≦－９７×（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（ＰＰ比率×（挿入荷重－１７７））（式６）で表すことができるといえる。
図５（ｃ）及び（ｄ）に示すグラフにおいて、挿入荷重が、望ましい挿入荷重である１２０Ｎ以下の実施例１～２８における肉厚とＰＰ比率との関係を示す各点は、図５（ｃ）及び（ｄ）に示すグラフに重畳された検討例１～２０から近似され近似曲線、又は検討例２１～２８から近似された近似曲線よりも下の領域にプロットされる。つまり、本発明のエラストマーホースは、肉厚≦－９７×（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（ＰＰ比率×（挿入荷重－１７７））（式６）で表すことができるといえる。
【0031】
従って、ＰＰ比率、エラストマーホース内径、被接続配管最大外径、最大内圧及び肉厚が式５及び式６から導かれる式７を満たすようにすることで、耐圧強度と挿入性が両立し、実用に適したエラストマーホースを容易に設計できる。
【0032】
１．１×（最大内圧×エラストマーホース内径）／（ポリプロピレン比率×（外径変化率＋３．９））≦肉厚≦－９７×（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（ポリプロピレン比率×（挿入荷重－１７７））（式７）
【0033】
なお、関係式１と式７とから、式８を導くことができる。従って、硬度、エラストマーホース内径、被接続配管最大外径、最大内圧及び肉厚が式８を満たすようにすることでも、耐圧強度と挿入性が両立し、実用に適したエラストマーホースを容易に設計できる。
【0034】
１．１×（最大内圧×エラストマーホース内径）／（（（硬度－６２）／６２．５）×（外径変化率＋３．９））≦肉厚≦－９７×（エラストマーホース内径／被接続配管最大外径）／（（（硬度－６２）／６２．５）×（挿入荷重－１７７））（式８）
【0035】
また、本発明エラストマーホースにおいて望ましいＰＰ比率の範囲は、０．２５＜ポリプロピレン含有率＜０．５である。
また、本発明のエラストマーホースにおいて望ましい硬度の範囲は、７７＜硬度＜９４である。
また、本発明のエラストマーホースにおいて望ましい硬度の範囲は、７７＜硬度＜９４である。
【0036】
以上は、本発明を図示例に基づいて説明したものであり、その技術範囲はこれに限定されるものではない。例えば、式７を満たすことができれば、エラストマー材料の硬度、ＰＰ比率、エラストマーホース内径、被接続配管外径、及びエラストマーホースと被接続配管との接続後にエラストマーホースにかかる内圧は任意に設定可能である。
ＰＰ比率は、ＴＥＭを用いた算出方法を用いて得られた値以外にも、既存の分析手法を用いて算出された値であっても良い。
ＰＰ比率は、ＴＥＭを用いた算出方法を用いて得られた値以外にも、既存の分析手法を用いて算出された値であっても良い。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】