专利名称：耐高压减振软管及其制造方法
技术领域：
本发明涉及耐高压减振软管及其制造方法，尤其涉及这样一种耐高压减振软管，该软管优选适用于作为管路设在机动车辆的发动机室内的软管。
背景技术：
通常。主要由橡胶层构成的软管广泛用作各种用途的工业或车辆用软管。
采用上述软管的主要目的是减振。
例如，在设于机动车辆的发动机室内的管路用软管的情况中，软管部分吸收发动机的振动、空调器压缩机的振动(在冷却介质输送软管即空调器软管的情况中)、以及依据车辆行驶产生的各种振动，该软管承担着抑制该振动从经由软管连接的一个部件传递给另一部件的作用。
同时，例如在以下专利文献1中公开的，不论工业用软管或机动车辆用软管，润滑油系统、燃料系统、水系统以及冷却介质系统的软管都形成为具有加强层，在该加强层中，在内表面侧橡胶层(内表面侧层)与外表面侧橡胶层(外表面侧层)的中点处螺旋缠绕有加强丝或加强线。
图8(A)显示在以下专利文献1中公开的一种冷却介质输送软管(空调器软管)的结构，图中的参考数字200代表内表面侧橡胶层。内表面侧橡胶层200的内表面涂覆有树脂内层202。
该结构被制造成使得通过螺旋缠绕加强线形成的第一加强层204层叠在内表面侧橡胶层200的外侧上、通过朝向与该第一加强层204相反的方向螺旋缠绕加强线形成的第二加强层208经由中间橡胶层206层叠在该第一加强层的外侧上、以及外表面橡胶层210作为最外层的保护层被层叠。
该实施例对应于一种加强层通过螺旋缠绕加强线构成的例子，然而，加强层也可通过编织加强线构成。
图8(B)显示其例子，图中的参考数字212代表通过编织加强线形成的加强层。加强层212形成在内表面侧橡胶层200与外表面侧橡胶层210之间。
在这种情况中，内表面侧橡胶层200的内表面涂覆有树脂内层202。
在如上所述直管状软管的情况中，通常需要预定长度以确保良好减振性。
尤其，与低压用软管例如燃料系统、水系统等的软管相比，在用于抵抗较高压力的软管例如润滑油系统软管(例如，动力转向用软管)、冷却介质系统软管(冷却介质输送用软管)等中，为减小振动且减少声音和振动传播至客室所需要的长度在软管刚性高的程度下变长。
例如，在冷却介质输送软管的情况中，即便所要连接的直线距离为200mm，一般也需要采用长度在300至600mm之间的软管来减小振动且减少声音和振动的传播。
然而，各种装置和部件拥挤地组装在发动机室内，且尤其近几年，发动机室被制造得越来越紧凑。如果设在那里的软管长度大，则难以设计避免干扰其它部件的管路以及难以在连接软管时布置管路。此外，需要为每种车辆类型设想管路设计，已造成很大的负担。
依据上述问题，已需要开发一种能够经由短软管长度来良好减振的软管。
作为一种在确保软管减振性的同时缩短该软管的方法，考虑一种把软管形成为波纹状的结构。
这里，如果软管形成为波纹状，则挠曲性急剧增大，但该软管经由作用于其内部的流体高压而整体沿轴向大幅伸长。
在这种情况中，如果软管的两端处于固定状态(通常这样设置)，该软管整体大幅弯曲，并产生了该软管干扰周围部件的问题。
换句话说，形成波纹状的对策是不足的。
在耐高压软管例如空调器软管等的情况中，在流体被以高压引导至内部的状态下，该软管和流体协作以显示一种与不施加上述压力的情况相比更像刚性体的行为。
随着包括软管和流体在内的横截面的横截面积或者软管内部的横截面积变大，刚性程度变大。
反之，如果软管和流体的横截面积变小，刚性程度变小，减振性能在该程度下增强。
因此，为以小长度增强减振性能而不把软管形成为波纹状，这是一种使软管直径变小的有效方法。
然而，如果包括轴向端部的软管被简单地制造成整体狭窄且接头装置的直径也被制造得小，那么该接头装置内的插管的内径也变小，于是输送流体时在该部分内产生压力损失，从而不能确保预期流速。
另一方面，在使轴向端部的敛缝部狭窄且还采用具有大内径插管的大直径接头装置的情况中，当把该插管插入轴向端部的敛缝部以便安装时，插入阻力变得非常大，使该插管的插入特性恶化，且实际上难以安装接头装置。
因此，即便使软管直径小，也希望保持轴向端部的敛缝部的直径按照原样，以及仅使主要部分的直径狭窄。
在这种情况中，轴向端部的敛缝部形成为相对于主要部分扩张的形状。
作为一种用于制造其轴向端部形成为扩大直径形状的软管或者软管主体的方法，考虑一种用于把未硫化软管暂时形成为直管形状、随后仅扩张轴向端部、然后进行硫化处理的方法。
例如，以下专利文献2和专利文献3公开了一种通过在水系统软管例如散热器软管等中把芯模插入挤压成型的未硫化软管的端部并在该状态下进行硫化来形成软管的轴向端部的技术。
然而，专利文献2和专利文献3中公开的软管对应于水系统软管且具有小破裂压力，加强层的编织密度低达约15至25％之间。因此在这种情况中，扩张操作的难度不那么大。
然而，在破裂压力等于或大于5MPa且加强层的编织或缠绕密度等于或大于50％的高密度耐高压软管中，在挤压芯模时加强层导致的阻力急剧增大，且同时扩张操作变得困难。
此外，在扩张如上所述轴向端部的情况中，产生了加强层的加强线的编织或缠绕角在具有扩张形状的敛缝部内变化(增大)的问题。
详细的，在耐低压软管例如水系统软管等和具有高编织或缠绕密度的耐高压软管中，加强层内的加强线的编织或缠绕角一般被设定成接近中性角(55度)的角度。然而，如果在此状态下通过扩张轴向端部来形成敛缝部，则产生了加强线的编织或缠绕角在敛缝部内变得大于适当角的问题以及加强线的编织或缠绕角在敛缝部以及主要部分内变得不均匀的问题。
在此情况中，存在以下用于把加强线的编织或缠绕角设定成中性角的方法。
例如，如果编织或缠绕角大于中性角，则如图9(a)所示，由于作用于加强层的内压，该加强层朝向把其编织或缠绕角设定成中性角的方向整体纵向伸长(此时加强层径向收缩)，且变形量变大。此外，另一方面，如果加强层内的加强线的编织或缠绕角如图9(c)所示小于中性角，当内压作用于该加强层时，该加强层朝向把其编织或缠绕角设定成中性角的方向径向扩张(此时加强层纵向收缩)，且变形量按照相同方式变大。
相反，如果编织或缠绕角被设定成中性角或接近其的角度，即使如图9(b)所示施加内压，也可防止和抑制软管纵向及径向变形。
因此，如果具有扩张形状的敛缝部内的加强线的编织或缠绕角变得大于中性角，当利用所输送流体重复施加或者作用高压时，有助于该敛缝部的变形，且由于该编织或缠绕角的差异，这种变形在敛缝部与主要部分之间变得不均匀。因此，存在软管性能例如耐压性、耐久性等恶化和不稳定的问题。
此外，由于敛缝部的厚度基于扩张而变小，如果该厚度(内表面侧层的厚度)变成等于或小于固定水平，就会产生敛缝部经由敛缝和固定接头装置而断开的问题。
在软管轴向端部的敛缝部中，考虑到厚度分布和紧固强度，一般需要设置约25至50％的压缩率。然而，如果轴向端部的敛缝部的厚度由于扩张而变成等于或薄于固定水平，就会产生敛缝部、尤其内表面侧层中的敛缝部在敛缝和固定接头装置时出现敛缝断开的问题(关于这一点，专利文献2和专利文献3中公开的软管不基于敛缝和固定接头装置的方式，所以不产生上述问题)。
JP-U，7-68659[专利文献2]JP-B，3244183[专利文献3]JP-B，8-26955本发明是考虑到上述情况做出的，本发明目的是提供一种通过把接头装置敛缝和固定到轴向端部上形成的耐高压减振软管及其制造方法，该轴向端部具有增强的减振性能、可在输送流体时确保预期流速、可避免敛缝断开的问题、以及作为软管具有良好且稳定的性能。
发明内容
依据本发明，提供一种具有等于或大于5MPa的破裂压力的耐高压减振软管。该耐高压减振软管提供有软管主体，该软管主体具有内表面侧层(例如，内表面层)、通过以等于或大于50％的高编织密度编织或螺旋缠绕加强丝件形成的且设置在该内表面侧层的外侧上的加强层、以及设置在该加强层的外侧上且相当于保护层的外表面层。该软管主体设有位于轴向端部上的敛缝部和主要部分。该耐高压减振软管还提供有接头装置，该接头装置具有插入敛缝部内的刚性插管以及装配在该敛缝部的外表面上的套筒状插座金属配件。通过沿收缩方向来敛缝被装配到敛缝部的外表面上的插座金属配件，接头装置被固定在插管插入其内的敛缝部上。在依据本发明的耐高压减振软管中，在敛缝并固定接头装置之前的形状中，轴向端部的敛缝部相对于主要部分形成扩张形状，以及加强层内的加强丝件的编织或缠绕角在主要部分和形成为扩张形状的敛缝部内被相等地设定为55度±2度。也就是说，敛缝部和主要部分内的编织或螺旋缠绕角相等，且都被设定为一角度或一角度范围(55度(中性角)±2度)。在依据本发明的耐高压减振软管中，在敛缝并固定接头装置之前的形状中，内表面侧层或内表面层的厚度等于或大于1mm。
在这种情况中，编织或螺旋缠绕密度对应于加强层内的加强丝件或线的面积比，在加强丝件之间的间隙为零的情况下，编织或螺旋缠绕密度变成100％。更具体的，编织或螺旋缠绕密度被计算为(线宽×纱线支数/(2×π×内表面侧层的外径×cos编织或缠绕角))×100。
此外，依据本发明，提供一种具有等于或大于5MPa的破裂压力的耐高压减振软管的新颖制造方法。利用该制造方法制造的具有等于或大于5MPa的破裂压力的耐高压减振软管提供有软管主体，该软管主体具有内表面侧层(例如，内表面层)、通过以等于或大于50％的高编织密度编织或螺旋缠绕加强丝件形成的且设置在该内表面侧层的外侧上的加强层、以及设置在该加强层的外侧上且相当于保护层的外表面层。该软管主体具有位于轴向端部上的敛缝部和主要部分。所制得的耐高压减振软管还提供有接头装置，该接头装置具有插入敛缝部内的刚性插管以及装配在该敛缝部的外表面上的套筒状插座金属配件。通过沿收缩方向来敛缝被装配到敛缝部的外表面上的插座金属配件，接头装置被固定在插管插入其内的敛缝部上。在所制得的耐高压减振软管中，在敛缝并固定接头装置之前的形状中，轴向端部的敛缝部相对于主要部分形成扩张形状，以及加强层内的加强丝件的编织或缠绕角被设定为一角度或一角度范围(55度±2度)，并且在主要部分和形成为扩张形状的敛缝部内都被设定为相等。在所制得的耐高压减振软管中，在敛缝并固定接头装置之前的形状中，内表面侧层或内表面层的厚度等于或大于1mm。
此外，在依据本发明的耐高压减振软管的制造方法中，该方法包括把与内表面侧层对应的内表面侧橡胶层(例如，内表面橡胶层)挤压成型为长直管状的步骤(第一步)，以及挤压成型之后(第一步之后)在该内表面侧橡胶层的外周面上编织或螺旋缠绕加强丝件以连续形成加强层(第二步)。此时(第二步时)，在要形成为敛缝部的部分内以小于一角度(55度±2度)的角度或者以小于53度的角度编织或缠绕加强丝件，以及在主要部分内以这样一角度编织或螺旋缠绕加强丝件，该角度大于在要形成为敛缝部的部分内编织或螺旋缠绕加强丝件的角度且在一角度范围(55度±2度)内，并沿着纵向交替地重复进行在要形成为敛缝部的部分内的加强丝件的编织或螺旋缠绕以及在主要部分内的加强丝件的编织或螺旋缠绕。通过进一步地把与外表面层对应的外表面橡胶层挤压成型在加强层的外周面上来形成长的中间模制品(第三步)。此外，该方法在形成敛缝部的部分处每软管主体长度切断中间模制品(第四步)，随后(第四步之后)，把芯模挤入被切割的软管主体的轴向端部以用预定扩张率扩张该轴向端部并形成敛缝部，设定或放大敛缝部处的加强丝件的角度(放大角度)在一角度范围(55度±2度)内，以及随后进行硫化处理以获得耐高压减振软管或软管主体。具有插入敛缝部内的刚性插管以及装配在该敛缝部的外表面上的套筒状插座金属配件的接头装置通过沿收缩方向敛缝被装配到插管插入其内的敛缝部的外表面上的插座金属配件而被固定在敛缝部上。
在依据本发明的制造方法中，可在挤入芯模之前，对中间模制品或者被切割的软管主体进行半硫化处理。
在依据本发明的制造方法中，在挤入芯模时利用保持模具约束并保持主要部分的外表面，并在此状态下挤入该芯模以使轴向端部或者形成为敛缝部的部分扩张和变形。
在依据本发明的制造方法中，还可在内压施加给软管主体的状态下，挤入芯模。
如上所述，依据本发明，在敛缝并固定接头装置之前的形状中，轴向端部的敛缝部相对于主要部分形成扩张形状，内表面侧层或内表面层的厚度被设定为等于或大于1mm，以及加强层内的加强丝件的编织或缠绕角在主要部分和形成为扩张形状的敛缝部内都被设定为一角度或一角度范围(55度(中性角)±2度)。
在依据本发明的耐高压减振软管中，由于在依据敛缝固定接头装置之前的形状中，轴向端部的敛缝部形成为扩张形状，可以容易地安装该接头装置于其上，并可使该接头装置内的插管的内径与软管的主要部分的内径之间的差异尽可能得小或者使插管的内径与主要部分的内径相等，借此可以抑制输送流体时在接头装置部分内产生的压力损失，并可容易地确保预期流速。
此外，在本发明中，由于敛缝部的厚度(内表面侧层或内表面层的厚度)等于或大于1mm，可防止由于敛缝和固定接头装置导致的敛缝部断开的问题。
本发明的特征尤其在于这一点，即，具有扩张形状的敛缝部内的加强层的加强丝件的编织或螺旋缠绕角被设定为与主要部分的编织或螺旋缠绕角相等，在一角度范围(55度±2度)内。因此，即便在流体高压作为内压重复作用于软管的情况中，也可确保敛缝部的耐变形性，也就是说，抑制轴向和径向的扩张和收缩变形，使敛缝部和主要部分的变形程度相等。因而，可防止由于变形不均匀导致在软管内局部产生极大的应力，由此可防止软管性能例如耐压性、耐久性等恶化，并可给该耐高压减振软管提供良好且稳定的性能。
在此情况中，敛缝部的编织或缠绕角和主要部分的编织或缠绕角可以不严格相等，两者间存在±2度范围内或者2度范围内的差异(离差)。
依据本发明的耐高压减振软管的制造方法被构造成这样制造该耐高压减振软管，在与内表面侧层对应的内表面侧橡胶层或内表面橡胶层的外周面上编织加强线时对于要形成为敛缝部的部分以小于一角度(55度±2度)的编织或缠绕角编织或螺旋缠绕加强线来连续形成加强层、在主要部分内以这样一种角度编织或螺旋缠绕加强丝件，该角度大于在形成敛缝部的部分内编织或螺旋缠绕加强丝件的角度且在一角度范围(55度±2度)内、沿着纵向交替地重复进行在要形成为敛缝部的部分内的加强丝件的编织或螺旋缠绕以及在主要部分内的加强丝件的编织或螺旋缠绕、把与外表面层对应的外表面橡胶层挤压成型在加强层的外周面上、随后在形成上述敛缝部的部分处每预定软管长度或者预定软管主体长度切断长的中间模制品、随后把芯模挤入被切断的软管主体的轴向端部内以扩张该轴向端部、形成敛缝部以使此时敛缝部的加强丝件的编织或螺旋缠绕角扩大至一角度或一角度范围(55度±2度)、以及随后进行最终的硫化处理。依据该制造方法，可容易地制造一种其内主要部分和敛缝部内的编织角都由中性角构成的耐高压减振软管。
在此情况中，在扩张之前，要形成为敛缝部的部分的编织或螺旋缠绕角可以被设定为近似51度(51度±2度)。由于敛缝部的扩张率不均匀，因此在扩张之前，要形成为敛缝部的部分的编织或螺旋缠绕并不恒定。
在此情况中，可在挤入上述芯模之前对中间模制品或被切断的软管主体(软管体或者被切断的软管体)实施半硫化处理。
依据上述构造，可基于随后挤入芯模来容易地扩张软管的轴向端部。
接着，如果在挤入上述芯模时利用保持模具约束和保持上述主要部分的外表面并通过在此状态下把该芯模挤入轴向端部来实现扩张，可很好地防止被切割的软管主体(软管体或被切割的软管体)的轴向端部基于芯模在轴向上的挤压力而产生弯曲，并且可使该轴向端部良好地扩张和变形，因为在把芯模挤入轴向端部和内部时主要部分的外表面经由保持模具约束和保持以扩张该轴向端部。
如果以等于或大于50％的高编织或螺旋缠绕密度来编织或螺旋缠绕加强层内的加强丝件以给软管提供耐高压性能，那么在把芯模挤入轴向端部和内部以扩张时的阻力也大。因此，易于产生轴向端部由于挤入芯模而沿轴向弯曲的问题。然而，依据本发明的一个方面，基于利用保持模具获得的约束和保持作用，不会产生上述问题，并可把芯模平滑地挤入轴向端部的内部，由此可使轴向端部良好扩张。
此外，如果在挤入芯模时给软管主体施加内压以施加径向扩张力并在此状态下挤入该芯模，那么可更容易地基于挤入该芯模来使轴向端部扩张和变形。
以下参照附图给出依据本发明的一种实施例的说明。
图1(A)是表示依据本发明一种实施例的软管的视图；图1(B)是表示软管主体的层叠结构的视图；图2是以放大方式表视图1所示软管的主要部分的剖视图；图3(A)是表示在固定接头金属配件之前的图1所示软管主体的视图；图3(B)是图3(A)所示部分B的放大视图；图4(A)是说明图1所示软管的制造方法的一个例子的视图，以及表示第一步的视图；图4(B)是说明图1所示软管的制造方法的一个例子的视图，以及表示第二步的视图；图4(C)是说明图1所示软管的制造方法的一个例子的视图，以及表示第三步和第四步的视图；图4(D)是说明图1所示软管的制造方法的一个例子的视图，以及表示第五步的视图；图5(A)是说明第五步的视图，以及表示挤入芯模之前的状态的视图；图5(B)是说明第五步的视图，以及表示软管主体的轴向端部经由挤入芯模而扩张的状态的视图；图5(C)是说明第五步的视图，以及表示硫化处理的视图；图6(A)是说明一种与图5不同的软管主体轴向端部的扩张方法的视图，以及表示挤入芯模之前的状态的视图；图6(B)是说明一种与图5不同的软管主体轴向端部的扩张方法的视图，以及表示软管主体的轴向端部经由挤入芯模而扩张的状态的视图；图7是一种高温重复加压耐久性的试验方法的说明图；图8(A)是表示一种传统已知软管例子的视图；图8(B)是表示另一种传统已知软管例子的视图；以及图9是表示扩张和收缩依据加强层的编织或缠绕角的关系的说明图。
具体实施例在图1中，参考数字10代表一种例如用作冷却介质输送软管(空调器软管)等的耐高压减振软管(以下，简称为软管)。软管10具有软管主体12以及一对经由敛缝固定到两轴向端部的敛缝部12B，12B(参照图2)的接头金属配件(接收设备)14，14。
如图1(B)所示，软管主体12是通过层叠内表面橡胶层(内表面层或内表面侧层)16、经由编织加强线(加强丝状件)形成在该内表面橡胶层16外侧上的加强层18、以及作为最外层的保护层的外表面橡胶层(外表面层)20构成的。
在此例中，对于形成加强层18的加强线或加强丝状件，可采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘酸酯(PEN)、芳族聚酰胺、聚酰胺、尼龙(PA)、维尼纶、人造丝、金属线等。
此外，内表面橡胶层16可由异丁烯-甲基丁二烯橡胶(IIR)、卤化IIR(氯-IIR(Cl-IIR或CIIR)、溴-IIR(Br-IIR或BIIR))、丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)、氯丁二烯橡胶(CR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、二元乙丙橡胶(EPM)、氟橡胶或氟化橡胶(FKM)、氯醇橡胶或环氧乙烷共聚物(ECO)、硅橡胶、聚氨酯橡胶、丙烯酸橡胶等中的单个材料或者混合材料形成。
在此例中，对于氢氟碳(HFC)类冷却介质输送软管，IIR或卤化IIR的单个材料或混合材料是特别优选的。
外表面橡胶层20也可由以上作为内表面橡胶层16材料列举的每种橡胶材料形成。另外，热缩管和热塑弹性体(TPE)也可用于外表面橡胶层20。至于这种热缩管和TPE的材料，可采用丙烯酸类、苯乙烯类、烯烃类、二烯类、聚氯乙烯类、尿烷类、酯类、酰胺类、氟类等。
如图2所示，接头金属配件14具有由金属制成的刚性插管22和套筒状插座金属配件24，且通过把该插管22插入软管主体12的轴向端部的敛缝部内、把插座金属配件24装配在敛缝部12B的外表面、然后沿径向收缩方向敛缝来基于敛缝把该接头金属配件14固定到软管主体12上，从而将敛缝部22B固定在经由插管22和插座金属配件24沿向内和向外方向夹紧的状态。
在此例中，向内的环状锁定部26设在插座金属配件24中，该锁定部26的内周端部被锁定或啮合到插管22外周面上的环状锁定槽28中。
在此例中，图1所示参考数字15代表一种可转动地连接到插管22上的六角头螺母。
在本实施例中，软管主体12的主要部分12A的内径d3(具体的，内表面橡胶层16的主要部分16A的内径d3)和插管22的内径d4被设定成相同，如图2所示。
图3表示在固定接头金属配件14之前的软管主体12的形状。
在图3中，参照数字12A代表软管主体12的主要部分，参考数字12B代表轴向端部的敛缝部。如所示，在此实施例中，主要部分12A的外径d1小于敛缝12B的外径d2。
换句话说，在传统的这类型软管中，主要部分的外径与敛缝部的外径相同。然而，这里，仅主要部分12A变窄。
结果，敛缝部12B相对于主要部分12A形成扩张形状。
在此例以及图3中，参考数字16A代表内表面橡胶层16的主要部分，参考数字16B代表内表面橡胶层16的敛缝部。此外，参考数字18A代表加强层18的主要部分，参考数字18B代表加强层18的敛缝部。
此外，参考数字20A代表外表面橡胶层20的主要部分，参考数字20B代表外表面橡胶层20的敛缝部。
在本实施例中，如图3(A)所示，加强层18的主要部分18A的加强线的编织角被设定为编织角θ2(55度±2度)，以及在具有扩张形状的轴向端部的敛缝部18B中，加强线的编织角被设定为与θ2相同。
此例里，在内表面橡胶层16中，敛缝部16B的厚度t2变得小于主要部分16A的厚度t1，如图3(B)所示。在此例中，t2具有等于或大于1mm的厚度。
图4和5表示一种依据本实施例的软管10的制造方法。
如图4(A)所示，在该制造方法中，首先在型芯30的外周面上把内表面橡胶层16挤压成型为长直管状(第一步)。
随后如图4(B)所示，通过在内表面橡胶层16的外周面上编织加强线，沿轴向连续形成加强层18(第二步)。
此时，在随后要扩张并形成敛缝部的一部分(扩张部分)18B-1中，以小于一角度(55度±2度)或者53度的编织角θ1例如51度的编织角编织加强线，而在主要部分18A内，以编织角θ2(55度±2度)编织加强线，且沿纵向交替重复这些操作。
在此例中，过渡部(锥形部分)19-1设在要形成为敛缝部的部分18B-1与主要部分18A之间。
过渡部19-1对应于在敛缝部12B与主要部分12A之间的边界部内形成为锥形的那部分，如图4(D)所示。
在此过渡部19-1中，加强线的编织角从要形成为敛缝部的部分18B-1的编织角θ1(编织角θ1未变化)朝向主要部分18A的编织角θ2(编织角θ2未变化)变化。
在此例中，图4(B)中参考数字18B-1表示的那部分的长度是图4(D)中所示软管主体12(形成图1所示制品的软管10)的敛缝部18B长度的两倍。
当如上所述形成加强层18时，接着沿纵向在该加强层18的外周面上连续地挤压成型外表面橡胶层20(参考图4(C)(第三步)。
随后，把如上所述获得的长的中间模制品暂时放入半硫化炉中以进行半硫化，且被半硫化之后，在要形成敛缝部12B的那部分的中间位置(详细的，图4(C)中的切割位置C)每预定软管长度切断该长的中间模制品，从而形成软管主体12-1(第四步)。
接着，如图5所示，通过采用一种前端部内具有小直径部31的芯模32，使被切割的软管主体12-1的轴向端部扩张和变形。
在此例中，轴向端部基于芯模32的挤压以33％的扩张率执行扩张。
此外，上述敛缝部12B依据扩张变形而形成为如图4(D)所示，最初小于中性角的形成敛缝部18B的部分18B-1的编织角θ1变大至一角度(55度(中性角)±2度)，且变成与主要部分18A的编织角θ2相同的角度。
如图5所示，通过采用圆筒状保持模具34来执行轴向端部的扩张变形。
详细的，如图5(A)所示，圆筒状保持模具34装配到软管主体12-1的主要部分12A上以约束和保持其外表面，且通过在此状态下如图5(B)所示把芯模32轴向挤入轴向端部和内部，该轴向端部扩张为一种与该芯模32的形状和外径对应的形状。
此时，由于利用保持模具34约束和保持主要部分12A，即便在克服沿加强层18(详细的，加强层18的敛缝部18B)的扩张方向的阻力挤入芯模32的情况中，轴向端部也不会出现弯曲，且可以利用该芯模32良好扩张。
此时，内表面橡胶层16的敛缝部16B的厚度基于扩张变形而变小，然而，在如上所述扩张之后，该敛缝部16B的厚度t2(参照图3(B))被确保等于或大于1mm。
换句话说，在基于插入芯模32来以预定扩张率扩张轴向端部时，内表面橡胶层16的厚度、尤其是主要部分16A的厚度t1被限定为使扩张之后的内表面橡胶层16的敛缝部16B的厚度t2变得等于或大于1mm。
在此情况下以及在本实施例中，内表面橡胶层16的主要部分16A的厚度t1被设定成一种给软管10提供良好减振性能以及另一方面提供内部流体的耐渗透性、耐渗水性所需要的厚度。
如上所述挤压并插入芯模32以扩张轴向端部之后，在该芯模32被插入的状态下对软管主体12-1进行硫化(图5(C))。
此外，如果硫化处理结束，则取出芯模32，并依据敛缝把接头金属配件14固定到软管主体12的扩张敛缝部12B上。
在此情况下，获得图1所示软管10。
图5中，该结构是简单地把芯模32挤入和插入软管主体12-1的轴向端部内制得的，然而，在基于加强层18的阻力而难以挤入和插入芯模32的情况中，该结构可这样制得，即，如图6所示，经由管体36和被提供为贯穿芯模32的通道38把加压流体引导至软管主体12-1的内部，然后在施加内压的状态下把该芯模32挤入和插入软管主体12-1。
例如，在扩张率大的情况中难以挤入和插入芯模32，则可在如上所述给软管主体12-1施加内压的状态下挤入和插入该芯模32，由此可平滑地挤入和插入该芯模32。
在依据上述本实施例的软管10中，由于轴向端部的敛缝部12B在依据敛缝固定接头金属配件14之前形成为扩张形状，所以可容易地安装该接头金属配件14于其上。此外，由于接头金属配件14内的插管22的内径d4和软管主体12的主要部分12A的内径d3相同，所以可抑制输送流体时在该接头金属配件14部分内产生的压力损失，以及可容易地确保预定流速。
此外，在本实施例中，由于内表面橡胶层16的敛缝部16B的厚度t2被设定成等于或大于1mm，可防止由于接头金属配件14的敛缝和固定导致的该敛缝部16B出现断开的问题。
此外，在本实施例中，由于敛缝部12B内的加强线的编织角被设定成与主要部分12A的编织角相同的55度±2度，即便在流体的高压作为内压重复作用于软管10时，也可确保该敛缝部12B的耐变形性，也就是说，抑制轴向和径向的扩张和收缩变形。此外，使敛缝部12B与主要部分12A内的变形程度均匀化，可防止由于变形不均匀导致在软管10内局部产生极大的应力、从而使软管性能例如耐压性、耐久性等恶化的问题，并可给该软管10提供良好且稳定的性能。
此外，依据本实施例的软管10的制造方法被构造成这样制造软管10，在内表面橡胶层16的外周面上编织加强线时对于要形成敛缝部的部分18B-1以小于一角度(55度±2度)的编织角θ1编织该加强线来形成加强层18、对于主要部分18A以55度±2度的编织角θ2编织该加强线、沿纵向交替重复这些操作、把外表面橡胶层20挤压成型在该加强层18的外周面上、随后在形成为敛缝部的部分处每预定软管长度切断长的中间模制品、把芯模32挤入和插入被切断的软管主体12-1的轴向端部内以扩张该轴向端部、形成敛缝部12B以使此时敛缝部18B的加强线的编织角扩大至一角度(55度(中性角)±2度)、以及随后进行最终的硫化处理。因此，尽管敛缝部12B经由使轴向端部扩张来形成，但可容易地制造主要部分12A和敛缝部12B内的编织角都形成中性角的软管10。
此外，依据本实施例，由于在挤入上述芯模32之前使中间模制品半硫化，所以易于利用随后挤入和插入该芯模32来扩张轴向端部。
此外，在本实施例中，由于在挤入和插入芯模32时利用保持模具34约束和保持主要部分12A的外表面并在此状态下通过把该芯模32挤入轴向端部来执行扩张，可良好地防止该轴向端部由于沿芯模32轴向的挤入力而出现弯曲，并可良好地扩张轴向端部。同时，加强层18可经由螺旋缠绕加强线来形成。
制造具有表1所示的各种构造的软管，并评价扩张时的芯模32插入性能、加压时的长度变化率、室温(RT)破裂压力以及高温重复加压耐久性。
*内径、外径和厚度中每个的单位都是mm
在表1中每个实施例和比较例的加强层的行“纱线支数”中，“3行线×48载体(arrier)”指在48载体机上编织1000丹尼尔(de)的3行加强线。
类似的，“2行线×48载体”指在48载体机上编织1000丹尼尔(de)的2行加强线。
以及，“22线×2扭”指沿着一个方向螺旋缠绕3000de或1200de的一股22条加强线以形成一层，然后沿着相反方向螺旋缠绕3000de或1200de的另一股22条加强线以在该一层上层叠另一层。
在此例中，分别在以下条件下评价和测量表1中的扩张时的芯模32插入性能、加压时的长度变化率、RT破裂压力以及高温重复加压耐久性。
<扩张时的芯模插入性能>
利用包括“良好”、“可接受”和“差”在内的三种程度评价在制造软管过程中使轴向端部扩张时的芯模32挤入和插入性能。
在此例中，扩张方法采用如图5中所示的在无压力情况下的扩张方法，但通过采用图6所示方法、即在内压作用于软管主体12-1的内部的状态下插入芯模32的扩张方法来进行评价。
<加压时的长度变化率>
测量在施加1.5MPa×5分钟的压力之后的长度，并确定与加压前长度的差异，借此计算变化率。具体的，“加压时的长度变化率”被计算为((加压后软管的软管主体的自由长度-加压前软管的软管主体的自由长度)/加压前软管的软管主体的自由长度)×100。这里，“软管的软管主体的自由长度”指在套筒状插座金属配件24的最内敛缝位置之间延伸的软管的软管主体的长度。
<RT破裂压力>
在室温下给软管内部施加水压，且以160MPa/分钟的压力增大速度增大该水压，利用到达破裂时的压力来表示破裂压力。
<高温重复加压耐久性>
如图7所示，在维持软管处于其中央以90mm的半径呈近似L形弯曲的状态下，给一个端部施加密封塞40，并在两端固定的状态下给软管内部重复供应液压，然后评价耐久性。
此例中，在3.5MPa压力和35cpm加压速度的条件下重复供应液压。
另外，结果如表1所示。
在表1的结果中，比较实施例A里软管的主要部分和敛缝部的加强线的编织角分别为45度和49度，它们都小于一角度(55度(中性角)±2度)。因此，尽管芯模插入性能较好，但编织角小且编织角在敛缝部与主要部分之间变得不均匀。由此，加压时的长度变化率成为较大值，且高温重复加压耐久性为作为低值的三万次。
此外，在比较实施例B中，由于软管的主要部分内的加强线的编织角低于50度、敛缝部内的加强线的编织角是作为一角度(55度(中性角)±2度)的下限值的53度、且编织角在该敛缝部与主要部分之间不均匀，所以加压时的长度变化率成为大值。
此外，高温重复加压耐久性成为相当于低值的二千次。
此情况下在比较实施例A和B中，在1MPa压力下对芯模32插入性能的评价变为扩张时的芯模32插入性能“可接受”。这意味着如果压力变得高于固定值，阻止芯模32插入的阻力相反变大。
另一方面，在比较实施例C中，软管的主要部分内的加强线的缠绕(螺旋缠绕)密度为比较小的18％。因此，RT破裂压力是作为显著低值的2.4。
在此例中，扩张时的芯模插入性能变成“良好”，然而，这是由于敛缝部的扩张速度是作为低值的13％这个原因导致的。
相反，在加强线的编织角或者软管的主要部分和敛缝部内的加强线的编织角都位于一角度范围(55度(中性角)±2度)内的实施例1和实施例2中，扩张时的芯模插入性能、加压时的长度变化率、RT破裂压力以及高温重复加压耐久性都变为“良好”。
以上详细给出了对依据本发明的实施例的说明，然而，这仅示范作为一个例子。可基于在本发明范围内的各种变更形式和结构来实施本发明。
权利要求
1.一种耐高压减振软管，其具有等于或大于5MPa的破裂压力，包括软管主体(12)，具有内表面侧层(16)、通过以等于或大于50％的高编织密度编织或螺旋缠绕加强丝件形成的且设置在所述内表面侧层(16)的外侧上的加强层(18)、以及设置在所述加强层(18)的外侧上且相当于保护层的外表面层(20)，所述软管主体(12)具有位于轴向端部上的敛缝部(12B)和主要部分(12A)；接头装置(14)，具有插入所述敛缝部(12B)内的刚性插管(22)以及装配在所述敛缝部(12B)的外表面上的套筒状插座金属配件(24)，通过沿收缩方向对所述被装配到所述敛缝部(12B)的外周面上的插座金属配件(24)进行敛缝，所述接头装置(14)被固定在所述敛缝部(12B)上；在敛缝并固定所述接头装置(14)之前的形状中，所述轴向端部的所述敛缝部(12B)相对于所述主要部分(12A)形成扩张形状，所述加强层(18)内的所述加强丝件的编织或缠绕角在所述主要部分(12A)和形成为所述扩张形状的所述敛缝部(12B)内都被相等地设定为55度±2度；以及在敛缝并固定所述接头装置(14)之前的形状中，所述内表面侧层(16)的厚度等于或大于1mm。
2.一种如权利要求1中所限定的耐高压减振软管的制造方法，包括步骤把与所述内表面侧层对应的内表面侧橡胶层(16)挤压成型为长直管状；随后，在所述内表面侧橡胶层(16)的外周面上编织或螺旋缠绕所述加强丝件以连续形成所述加强层(18)，同时在要形成为所述敛缝部(18B)的部分内以小于55度±2度的角度编织或缠绕所述加强丝件；对于所述主要部分(18A)以这样一种角度编织或螺旋缠绕所述加强丝件，所述角度大于在要形成为所述敛缝部(18B)的部分内编织或螺旋缠绕所述加强丝件的所述角度且在55度±2度的范围内；并沿着纵向交替地重复进行在要形成为所述敛缝部(18B)的部分内的所述加强丝件的编织或螺旋缠绕以及在所述主要部分(18A)内的所述加强丝件的编织或螺旋缠绕；通过进一步地把与所述外表面层对应的外表面橡胶层(20)挤压成型在所述加强层(18)的外周面上来形成长的中间模制品；在要形成为所述敛缝部(12B)的部分处按软管主体长度切割所述中间模制品，随后把芯模(32)挤入被切割的软管主体(12-1)的所述轴向端部以扩张所述轴向端部并形成所述敛缝部(12B)，以及把所述敛缝部(18B)处的所述加强丝件的角度设定为55度±2度；以及随后进行硫化处理以获得所述耐高压减振软管(10)。
3.如权利要求2所述的耐高压减振软管的制造方法，其特征在于，在挤入所述芯模(32)之前，使所述中间模制品或者所述被切割的软管主体(12-1)半硫化。
4.如权利要求2或3所述的耐高压减振软管的制造方法，其特征在于，在利用保持模具(34)约束并保持所述主要部分(12A)的外表面的同时，挤入所述芯模(32)以使所述轴向端部扩张和变形。
5.如权利要求4所述的耐高压减振软管的制造方法，其特征在于，在内压施加给所述被切割的软管主体(12-1)的状态下，挤入所述芯模(32)。
全文摘要
本发明提供一种通过把接头装置敛缝且固定到轴向端部上形成的耐高压减振软管，其具有增强的减振性能、可在输送流体时确保预期流速、可避免敛缝断开的问题、以及作为软管具有良好且稳定的性能。一种耐高压减振软管(10)包括内表面橡胶层(16)、通过在该橡胶层(16)以等于或大于50％的高编织密度编织加强线形成的加强层(18)以及外表面橡胶层(20)，其具有装配到轴向端部上的接头金属配件(14)，敛缝部(12B)形成为扩张形状，且敛缝部(18B)和主要部分(18A)内的加强线的编织角都设定为55度±2度。
文档编号F16L33/00GK1840951SQ20061007103
公开日2006年10月4日 申请日期2006年3月31日 优先权日2005年3月31日
发明者有马彻哉, 伊藤公英, 古田则彦, 胁田幸一, 池本歩 申请人:东海橡胶工业株式会社