JP2001511232A - 強化フレキシブルホース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 強化フレキシブルホースが、プラスチックまたはゴム製の少なくとも一つの管状内層（２）、ニット強化材（３）、および外層（６）を含む。ニット強化材は、ホースの単位長さあたりにそれぞれの編み目数（Ｎ_m、Ｎ_r）を有する、実質的に平行な編み目の実質的に平行な行（４）と列（５）を有する。外層（６）は強化材層（３）を覆っており、この層を保護する。ニット強化材層（３）は、管状の単層の形で備えられ、管状内層（２）の外表面を包囲している。編み目の行（４）と列（５）は、実質的にらせん状であり、それぞれの縦方向ピッチ（Ｐ_m、Ｐ_r）と、縦方向軸（Ｙ）に関して互いに反対向きの傾斜角とを有する。編み目の列（５）の縦方向ピッチ（Ｐ_r）は、内層（２）の外径（φ_o）の２乗に実質的に比例し、一方ホースの単位長さあたりの編み目の列の数（Ｎ_r）は、内層（２）の外径（φ_o）に直接比例する。

Description

【発明の詳細な説明】 強化フレキシブルホース 本発明は、ファブリック製の管状ブレードを有する、プラスチックまたは強化 ゴム製のフレキシブルホースに関する。このホースは、灌漑の分野、または開回 路もしくは閉回路による加圧流体の搬送の分野において使用できる。 従来の前記タイプのフレキシブルホースは、一般に、プラスチックまたはゴム 製の第一の管状内層から成り、該内層の上に管状ファブリックが巻かれ、前記フ レキシブルホースの耐圧性を向上させ、変形を減少させ、かつ性能を向上させる ようになっている。 もっとも普及しかつもっとも適当な従来のホースの一つは、いわゆる“メッシ ュ強化”タイプのものである。このタイプのホースにおいては、管状の強化ファ ブリックが、平行かつ等間隔の行となるようにフレキシブルホースにらせん状に 巻かれた一連のスレッドと、同様に平行かつ等間隔の列に沿って重ねられた同数 の横断方向のスレッドとから構成される。これらのスレッドはホースの軸に関し て対称に配置され、ひし形のセルを有するメッシュを形成するようになっている 。プラスチック内層の外表面を包囲するこのファブリックは、次に、プラスチッ クまたはゴム製のさらなる外層によって被覆される。この外層は、必ずしも透明 である必要はないが、普通は透明であり、メッシュファブリックをフレキシブル ホースに固定し、かつこのホースを保護する。このタイプのブレードの場合、フ レキシブルホースはブレードを有しないホースに比して高圧に耐えるのに適して おり、またホースの変形を小さくするのに適している。織り方が非伸長タイプで あるため、内層の変形が防がれるからである。 前記メッシュ強化ホースの欠点は、柔軟性が割合に小さいということであ る。すなわち、このホースで実現しうる曲げ半径は、ニットホースの場合のそれ に比してかなり大きい。 もう一つの従来型のフレキシブルホースは、ホースの外側部分を包囲するブレ ードを、織らずに、編むことによって作るものである。 本件と同一出願人によるＥＰ−Ａ−０ ５２７ ５１２号明細書には、独特の ニット強化材を備えたホースが開示されている。この強化材においては、それぞ れの編み目が、かどに編み合わされるフィラメントによって台形状のループとな るように形作られる。このタイプのニット強化材は、類似のニットフレキシブル ホースに比して、ホースをより強化する、という長所を有する。 公知のように、編み地は特殊な生地（ｗｅａｖｉｎｇ）である。編み地は、多 少なりとも複雑なターン（ループあるいはベーシックステッチとも呼ばれる）に よつて相互連結される一つ以上のスレッドによって得られる。このターンが編み 地に大きな弾性を与える。 いわゆる鎖編みは、一連の相互に平行なスレッドによって構成される。これら のスレッドは、複数のスプールによって供給され、よこ方向と鎖方向とのどちら においてもからみ合う同数の編み目の列が形成されるように湾曲させられる。こ れらのスレッドの編み合わせによって、一連の、編み目の横方向の行と、一連の 、編み目または畝の縦方向の列とが形成される。 もっとも普通の市販のフレキシブルホースの一つは、編み方がトリコット鎖タ イプのものである。トリコツト鎖タイプというのは、各スレッドに、右側に一つ 以上のスレッドを、左側に一つ以上のスレッドを編み合わせることによって、編 み目が形成されるような編み方を意味する。 トリコット編み地は、周知のように圧力増大によりホース径が増大すると降伏 するので、この編み地を備えたフレキシブルホースは柔軟性が大きい。しかし、 編み地特にトリコット編み地の欠点は、圧力が増大すると、ホース が、ホース内を圧力下で流れる流体によるねじり効果にさらされる、ということ である。これは、編み目の行のらせん配置による。この配置は、実質的に縦方向 の列の配置と異なり、ホースに、釣り合わない反作用特にトルクを生じる。 本件と同一出願人によるＥＰ−Ａ−０ ６２３ ７７６号明細書には、ホース が開示してあり、このホースは、内側から外側へ、外表面を有するプラスチック またはゴムの内層、鎖編み部品であって、編み目の行と列を有し、管状の形であ って、前記内層の外表面の回りに一層に巻かれている鎖編み部品、外側の編み目 保護層、を有し、編み目の行と列がホースの縦方向軸に対して、実質的に同じ傾 斜角だけ互いに反対方向に傾斜していて、ホース内の圧力負荷によって生じるト ルクの効果を排除するようになっている。 この先行特許は、ニット強化部品のいろいろなパラメータ、たとえばピッチ、 傾斜角、および単位長さあたりのスレッド数、の間の関係を与えておらず、また これらと内層の寸法パラメータとの関係も与えていない。したがって、関与パラ メータが多く、またこれらの可能な組合せが多数存在するため、当業者は、意図 する結果を確実に実現するため、あるいは少なくともホースの坑トルク効果を最 適化するために必要な情報のすべては得ていない、ということになる。 本発明の目的は、前記の欠点を排除することである。 本発明のもう一つの目的は、たとえば、柔軟性を損なうことなくまた耐圧特性 を低下させることなく、流体の圧力によって編み地に生じるトルクを排除するた めに、ブレードおよび内層のいろいろなパラメータの間の関係を与えることであ る。 この目的および以下で明らかになる他の目的は、本発明によるフレキシブルホ ースによって実現される。本発明のフレキシブルホースは、請求項１の内容によ れば、 外径と縦方向軸とを有する、プラスチックまたはゴム製の少なくとも一つの管 状内層、 鎖タイプのニット強化材であって、 縦方向の単位長さあたりそれぞれの編み目数を有する、実質的に平行な編み目 の行と、実質的に平行な編み目の列とを有し、ニット強化材層が管状の単層の形 に与えられていて、前記管状内層の外表面に該内層と同軸に巻かれており、編み 目の行と列がそれぞれの縦方向ピッチと傾斜角とを有する実質的ならせんであり 、これらの傾斜角が長さ方向軸に関して互いに反対向きであって、管状内層の内 部の流体の圧力によって加わるトルクを排除するようになっているニット強化材 、および前記強化材層を保護するために該強化材層に重ねられる外層、を有し、 編み目の列の縦方向ピッチが前記内層の外径の２乗に実質的に比例することを特 徴とする、フレキシブルホースである。 ここでの意外な発見によれば、流体の内部圧力によって誘起されるトルクを排 除するためには、編み目の列のピッチは内径の増大とともに増大しなければなら ないが、編み目のらせんスレッドのコイルの解けによって誘起される回転に有効 に対抗するためには、線形関係ではなく、２乗関係で増大しなければならない。 同時に、編み目の行の縦方向ピッチは、実質的に一定に保つことができ、内層の 外径には無関係とすることができる。 好ましくは、ホースの単位長さあたりの編み目の列の数は内層の外径に直接比 例する。 本発明のさらなる特徴と利点は、添付の図面に単なる非限定例として示す本発 明の好ましい実施態様に関する以下の説明により明らかになるであろう。 添付の図面において、図１は本発明によるフレキシブルホースの部分図である 。図２は図１のホースの断面図である。 図３は本発明の強化ブレードの鎖編みの主要パラメータを、内層の外径に 対して示すグラフである。 前記図面において、本発明によるフレキシブルホースの全体を参照番号１で示 す。このフレキシブルホースは、ポリマーまたはエラストマー材料、たとえばＰ ＶＣ、天然または合成ゴム、で作られた内層２から成る。内層２は、実質的に管 状である。内層２は、フレキシブルホースの軸と一致する縦方向軸Ｙ、内径φ_i の内表面、および直径φ_oの外表面を有する。 参照番号３で全体を示す鎖編み部品は、内層２を覆うように編まれている。こ の部品３は、実質的にらせん状の編み目の行４と、やはり実質的にらせん状の編 み目の列５とから成る。編み目の行４のそれぞれは互いに平行で、図２のホース １０の軸Ｙに対して傾斜角αを有する。編み目の列５は軸Ｙに対して傾斜角βを 有するが、行４とは傾斜の向きが逆である。 前記の行および列は、それぞれの縦方向ピッチＰ_mおよびＰ_rを有する。さらに 、行または編み目の単位長さ（１００ｍｍ）あたりの列の数（ｌｉｎｅａｒ ｃ ｏｕｎｔ ｏｒ ｎｕｍｂｅｒ）は、それぞれＮ_mおよびＮ_rである。 すでに知られているように、ブレード３が巻かれる内層２の外径φ_oが増大す ると、トルクを抑制しうるためには行のピッチを増大させる必要がある。しかし これまで、これらのパラメータの間の正確な関係は明確にされていなかった。試 験と実験により、意外なことに、これらのパラメータの間の関係は線形ではなく 、２乗の関係であるということが確認できた。 すなわち、この関係は次の一般式で表すことができる。 Ｐ_r＝Ｋφ² （１） この式で、パラメータＫは材料と使用する計測単位とに依存する。 ＰＶＣの場合、すべてのパラメータをｍｍ単位で表すと、式（１）の定数Ｋは一 般に０．３５〜０．５０ｍｍ^-1の範囲にあり、好ましくは、大体０．４５ｍｍ^-1 に等しい。 図１のホースのニット強化材はトリコットタイプの鎖編み目から成るというこ とに注意する。これらの編み目は、いわゆる編み機によってホース上に直接形成 させることができる。この編み機は市販されており、この編み機による編み目形 成法は周知である。 ホースの軸Ｙに関して傾斜し、交差しているこの構成により、たとえば実質的 に縦方向の列を有する通常の鎖編み目の場合にホースに発生するトルクが打ち消 される。これに対して、列を縦方向でなく横断方向に配置することにより、らせ ん形の行５のコイル巻きによって発生する回転力成分が打ち消される。 このタイプの編み地により、編み目の列と行によって発生する力が釣り合って 、相殺するにいたる。したがって、ホース１は、ホース内の流体の圧力によって 誘起されるトルクに対して相当に鈍感になる。 一方、編み目の行の縦方向ピッチＰ_mは実質的に一定に保つことができ、内層 の外径φ_oに無関係であるということに注意する。 さらに、ホースの単位長さあたりの編み目の列の数Ｎ_rは実質的に直接に外径 φ_oに比例する。 角αとβは一般に異なっているが、これらの角の和は、内層２の外径φ_oの値 が変化しても、大体一定で、９０°に等しいかまたはこれよりもわずかに小さい 。 特に、観察結果によれば、編み目５の列の傾斜角βは、実質的に、内層２の外 径φ_oの平方根に比例する。 外径φ_oの値として１２〜３７ｍｍ、内径φ_iの値として１０〜３２ｍｍを使用 した場合、観察結果によれば、単位長さあたりの行の数Ｎ_mは実質的に一定で、 １００ｍｍあたり３０〜４０行の範囲にあり、平均値は１００ｍｍあたり３５行 である。 同じ条件の場合、単位長さあたりの列の数Ｎ_rは、実質的に、内層２の外 径φ_oに比例し、１００ｍｍあたり１０〜１６行の範囲にある。 前記パラメータを、下記の表Ｉにまとめる。また、これらのパラメータの大部 分を図３のグラフに示す。 最後に、プラスチックまたはゴム製の外層６は、他のすべての公知のフレキシ ブルホース構造物で行われるように、前記のようなホース表面上に形成される鎖 編み地を固定する。 編み目の列と行の傾斜角は、ホースの材料、ホースの直径、編み地のタイプ、 スプールの数、行と列のピッチ、ならびにスレッドのタイプおよび／または番手 に応じて、前記の値をわずかに変更することができる、ということに注意するこ とが重要である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ， ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．強化フレキシブルホースであって、 外径（φ_e）および縦方向軸（Ｙ）を有する、プラスチックまたはゴム製 の少なくともひとつの管状内層（２）、 鎖編みタイプの強化材層（３）であって、縦方向の単位長さあたりそれぞ れの編み目数（Ｎ_m、Ｎ_r）を有する、実質的に平行な編み目の行（４）と、実質 的に平行な編み目の列（５）とを有する強化材層、 前記強化材層（３）を保護するために前記強化材層に重ねられた外層（６ ）、 から成り、 前記強化材層（３）が管状の単層の形に与えられていて、前記管状内層（２ ）の外表面に該内層と同軸に形成されており、 編み目の前記行（４）および編み目の前記列（５）がそれぞれの縦方向ピッ チ（Ｐ_m、Ｐ_r）と傾斜角（α、β）とを有する実質的ならせんであり、これらの 傾斜角が縦方向軸（Ｙ）に関して互いに反対向きであって、管状内層の内部の流 体の圧力によって加わるトルクを排除するようになっている強化フレキシブルホ ースにおいて、 編み目の前記列（５）の縦方向ピッチ（Ｐ_r）が前記内層（２）の外径（φ_o ）の２乗に実質的に比例することを特徴とするフレキシブルホース。 ２．単位長さあたりの編み目の列の数（Ｎ_r）が前記内層（２）の外径（φ_o）に 実質的に直接比例することを特徴とする請求項１記載のフレキシブルホース。 ３．編み目の行の縦方向ピッチ（Ｐ_m）が実質的に一定であり、前記内層（２） の外径（φ_o）に無関係であることを特徴とする請求項１記載のフレキ シブルホース。 ４．実質的にらせん状の編み目の前記行（４）および前記列（５）が、異なった 傾斜角（α、β）を有し、前記内層（２）の外径（φ_o）の値が変化しても、こ れらの角の和が実質的に一定で、９０°に等しいかまたはこれよりもわずかに小 さいことを特徴とする請求項１記載のフレキシブルホース。 ５．編み目の列（５）の傾斜角（β）が前記内層（２）の外径（φ_o）の平方根 に実質的に比例することを特徴とする請求項４記載のフレキシブルホース。６． 前記内層（２）において、外径（φ_o）が１２〜２７ｍｍであり、内径（φ_i）が １０〜３２ｍｍであることを特徴とする請求項１記載のフレキシブルホース。 ７．前記内層（２）の外径（φ_o）が変化しても、単位長さあたりの行の数（Ｎ_m ）が実質的に一定であって、１００ｍｍあたり３０〜４０行の範囲にあり、平均 の数が１００ｍｍあたり３５行であることを特徴とする請求項１記載のフレキシ ブルホース。 ８．単位長さあたりの列の数（Ｎ_r）が前記内層（２）の外径（φ_o）に実質的に 比例しており、１００ｍｍあたり１０〜１６列の範囲にあることを特徴とする請 求項１記載のフレキシブルホース。