JP2005147260A - スチールフィラメントによる保形ホース用の円筒状ジャケット及び保形ホース - Google Patents

Abstract

【課題】保形ホースを軽量化し、製造コストを低減し、かつ保形ホースの柔軟性を向上させるための円筒状ジャケットを提供すること。
【解決手段】緯糸１０ａ及び経糸１０ｂが共に断面偏平フィラメントであり、緯糸１０ａ及び経糸１０ｂの一方または両方が小さな波状のくせを有し、上記断面偏平フィラメントの偏平率（短径／長径）が４０〜７０％であり、かつ短径が０．１５〜０．４０ｍｍであるスチールフィラメントにより構成した保形ホース用の円筒状ジャケット。
【選択図】図１

Description

この発明は、保形ホース用の円筒状ジャケットに関するものであり、保形ホースを軽量化し、製造コストを低減し、かつ保形ホースの柔軟性を向上させることができるものである。

消防用ホースや高圧ガス用ホースなどの高圧流体や高圧ガスを搬送するもので、比較的大径でかつ高い柔軟性が求められる保形ホースにおいては、スチールフィラメントを紡織して円筒状ジャケット（編組）を構成し、この円筒状のジャケットの内側面にゴムライニング層を形成している。
従来の消防用ホースや高圧ガス用ホースでは、スチールフィラメント径が比較的大きく、しかも剛性が高いので、ホースの肉厚が厚くなることが避けられず、このためにホースの柔軟性が損なわれ、また収納スペースが大きくなるという問題がある。この問題解決のために、円筒状ジャケット（編組）の縦、横のスチールフィラメントの一方を断面偏平のフィラメントにしたものがある。具体的には、図４に示すように、フィラメント緯糸２を断面楕円形にし、経糸１を断面円形にし、これで円筒状ジャケット３を織り、当該ジャケット３の内側面にゴム層４をライニングして保形ホース５を構成したものである。このものは、緯糸、経糸を共に断面円形フィラメントで構成したものに比して、保形ホースの肉厚ｄ₁を薄くすることができ、また、ライニング４の内面を比較的平滑にすることができる（先行技術）。
しかし、この先行技術においては、スチールフィラメントの耐久性、ジャケットの柔軟性、軽量性、保形ホースの柔軟性、軽量性等において、改善すべき点がある。
特開平４−５０３３８号公報

この発明は、スチールフィラメントによるホース用の円筒状ジャケット及び保形ホースの軽量化を図り、ホースの屈曲に伴うスチールフィラメントの摩耗を低減してその耐久性を向上させ、さらにホースの肉厚を小さくして柔軟性を向上させることをその課題とするものである。

上記課題を解決するために講じた手段は、スチールフィラメントを紡織した保形ホース用の円筒状ジャケット（編組）について、次の（イ）（ロ）（ハ）によって構成されたものである。
（イ）緯糸及び経糸が共に断面偏平フィラメントであること、
（ロ）緯糸及び経糸の一方または両方が小さな波状のくせを有すること、
（ハ）上記断面偏平フィラメントの偏平率（短径／長径）が４０〜７０％であり、短径が０．１５〜０．４０ｍｍであること。
〔作用〕

緯糸及び経糸が共に断面偏平フィラメントであるから、円筒状ジャケットの厚さが上記従来のものに比してさらに肉薄になり、また、その内面の凸凹も小さいので、その内面のライニングゴム層が薄くなるので、保形ホースの肉厚が小さく、それだけホース重量が低減され、またホースの柔軟性が高くなる。
また、緯糸、経糸が共に偏平であるので、ホース内圧を各フィラメントで支える支持面積が大きい。したがって、編組のフィラメント密度を粗にすることができ、編組全体の重量が低減され、また、保形ホースの柔軟性が向上する。また、編組のフィラメント密度が粗になるのでその生産性が向上する。

さらに、緯糸、経糸が互いに平面で当接して組み合わされるので、当該接触面の圧接力（ホース内圧等のために生じる当接面の面圧）が低く、したがって、擦れ合うことによる摩耗、すなわちフレッティング摩耗が著しく低減され、それだけ耐久性が向上する。
さらに、編組の緯糸及び経糸がともに波状のくせがつけられているので、編組が縦及び横方向において伸縮性が高い。したがって、保形ホースの柔軟性が一層高く、また、編組のフィラメントに局部的に過大な力がかかって破断することが回避されるので、それだけ保形ホースの耐久性が高い。
スチールフィラメントの断面形状偏平の偏平率が７０％を越えると、断面形状を偏平にしたことの効果が小さく、４０％未満では、偏平加工による圧延率が高くなって加工性が低下し（加工硬化などのために割れを生じる等）、加工率が大きいので生産性が低くなり、他方、フィラメントの横方向の剛性が高すぎて、保形ホースの柔軟性が低下する。

また、スチールフィラメントの断面偏平形状の短径が０．１５ｍｍよりも小さいとその断面形状に成形することが困難で、加工コストが増大し、他方０．４０ｍｍを越えるとフィラメントの断面形状が偏平であってもライニングゴム層の厚さを低減することができず、幅方向の柔軟性が低下する。
〔実施態様１〕

上記解決手段の実施態様１は、上記波状の小さなくせが２次元波またはスパイラル状のくせであって、緯糸、経糸の一方のフィラメント谷部に他方のフィラメントを嵌めた状態で、編組が構成されていることである。
〔実施態様２〕

上記解決手段の実施態様２は、波状のくせの波高ｈと波のピッチＰの比を、ｈ／Ｐ＝０．０１〜０．０５にしたことである。
〔作用〕

ｈ／Ｐが大きいほど、各スチールフィラメントの伸縮性が高く、０．０１未満では、編組の柔軟性が乏しく、したがって、保形ホースの柔軟性、繰り返し曲げ等の負荷に対する耐久性の向上が顕著でなく、０．０５を越えると低負荷による伸びが過大であって、ホースに対する保形機能が低くいとともに、過大な伸縮のためにスチールフィラメントのフレッティング摩耗が助長され、耐久性が損なわれる。
〔実施態様３〕

実施態様３は、編組の緯糸、経糸の一方または両方が平行に引き揃えた複数のスチールフィラメントで構成されていることである。
〔作用〕

このようにすれば、編組が密となるので、より高圧に耐える構造となり、しかも、外部からの衝撃、穿孔に対する耐衝撃性、耐穿孔性が向上する。

以上のとおり、この発明は、スチールフィラメントで紡織した保形ホース用の円筒状ジャケット（編組）の厚さ、ライニングゴム層の厚さを低減し、保形ホースを軽量化し、また、編組の生産性を高めて、保形ホースの生産コストを低減することができ、保形ホースの柔軟性を向上させ、さらに、緯糸と経糸のスチールフィラメントの当接面のフレッティング摩耗を低減させ、また編組の伸縮性が高いので、保形ホースの耐久性を向上させることができる。

ついで、図面を参照しながら実施例を説明する。
〔実施例１〕
実施例１は、それぞれ一本のスチールフィラメント（素材：ＪＩＳ ＳＷＲＨ７２Ａ 相当）によって緯糸１０ａ、経糸１０ｂを構成している例であり、両スチールフィラメントは線径０．２５ｍｍのものを、短径ｔ₁：０．１９ｍｍ、長径ｔ₂：０．３６ｍｍのほぼ断面偏平形状に加工したものである。そして、各スチールフィラメントは２次元波のくせが付けられており、波高ｈが０．１２ｍｍ、ピッチＰが３．０ｍｍであり、ｈ／Ｐ＝０．０４である。そして、図１の例では緯糸１０ａ、経糸１０ｂが波状くせのピッチと同じ間隔で織られて、円筒状ジャケットＪ₁が構成されている。
また、緯糸、経糸１０ａ、１０ｂを、図２の例に示すように波状くせのピッチの２倍の間隔で織って、円筒状ジャケットＪ₂を構成してもよい。このものは、フィラメントの密度が粗であるので、図１の例に比して、軽量化が図れ、生産性が向上して、コストダウンも図れるという利点がある。
なお、図１、図２の例のいずれも波状くせの谷の部分で緯糸１０ａと経糸１０ｂが互いに組み合わされている。

断面偏平形状で波状くせが付けられたフィラメントを成形加工するには、例えば、断面円形のスチールフィラメントを上記の断面形状に圧延加工し、これをくせ付けピンの間を通し、あるいは歯車の間を通して波状くせを付ければよい。
また、断面円形のスチールフィラメントを波付けピン間に通し、あるいは歯車間に通して先に波状くせを付加し、これを圧延ロールで偏平加工してもよい。
このようなフィラメントのくせ付け加工においては、ピン間距離、回転数、フィラメントにかける張力を調整することで、くせの波高、ピッチが調整される。
実施例１のものは、フィラメントの密度が粗であるので、低圧力下のガス、液体等の保形ホースに適用するのが望ましい。
〔実施例２〕

実施例２は、図３に示すように、緯糸１２ａ、経糸１２ｂを平行な３本のフィラメントでそれぞれ構成したものであり、このものの各フィラメントの断面形状は実施例１と同じであり、波状くせの波高ｈが０．０６ｍｍ、ピッチＰが３．０ｍｍである（ｈ／Ｐ＝０．０２）。
図３の実施例２のものは、緯糸１２ａ、経糸１２ｂが平行な３本のフィラメントで織られて、円筒状ジャケットＪ₃が構成されていて、一つの緯糸、経糸の幅が広く、フィラメントの密度が密であるので、高圧力下で使用する油圧ホース等の保形ホースに適用するのが望ましい。
以上の実施例１、実施例２においては、スチールフィラメントの断面形状が上下面が互いに平行で左右両側端が円弧状のいわゆる「トラック」形状のものであるが、必ずしもトラック形状である必要はなく、楕円形状でもよい。

以上の実施例による円筒状ジャケットの内面にゴム層をライニングして保形ホースを形成するのであるが、そのライニング層は必ずしもゴムに限らず、熱可塑性エラストマー等の合成樹脂でもよく、また、ライニング層は一層に限らず、多層でもよく、さらに、円筒状ジャケット外面を合成樹脂の外皮で被覆することもできる。
また、上記スチールフィラメントの表面にブラスメッキを施すことによって、スチールフィラメントとゴムとの接着力を大きくすることができる。

この発明のスチールフィラメントによる保形ホース用の円筒状ジャケットは、消防用ホースや高圧ガス用ホースなどの保形ホースの保形材として極めて有効であるが、厚さが薄くて縦方向及び横方向の柔軟性及び伸縮性が高く、スチールフィラメントのフレッティング摩耗が少ないので、高圧の油圧配管、空気圧配管用のフレキシブルホースの補強にも有効であり、また、硬質ゴム製タンクの補強、水タンク、油タンク、ガスタンクなどの各種タンクのゴムライニング層の補強、ゴムボートの補強にも極めて有効である。
なお、硬質ゴムタンクなどに利用する場合であって、円筒状ジャケットを用いることができないときは、これを平面体としてゴム層に埋設して用いれば良い。

（ａ）は実施例１の一例の拡大平面図であり、（ｂ）は経糸の側面図であり、（ｃ）は、図（ｂ）におけるＸ−Ｘ断面図である。 は他の例の拡大平面図である。 は実施例２の拡大平面図である。 は従来例の保形ホースの一部断面図である。

符号の説明

１０ａ、１２ａ・・・緯糸
１０ｂ、１２ｂ・・・経糸
Ｊ₁、Ｊ₂、Ｊ₃・・・ジャケット

Claims (7)

1. 緯糸及び経糸が共に断面偏平フィラメントであり、
   緯糸及び経糸の一方または両方が小さな波状のくせを有し、
   上記断面偏平フィラメントの偏平率（短径／長径）が４０〜７０％であり、かつ短径が０．１５〜０．４０ｍｍであるスチールフィラメントによる保形ホース用の円筒状ジャケット。
2. 上記波状の小さなくせが２次元波またはスパイラル状のくせであって、緯糸、経糸の一方のフィラメントの谷部に他方のフィラメントが嵌まっている、請求項１の円筒状ジャケット。
3. 上記波状のくせの波高ｈと波のピッチＰの比が、ｈ／Ｐ＝０．０１〜０．０５である、請求項１または請求項２の円筒状ジャケット。
4. 編組の緯糸、経糸の一方または両方が平行に引き揃えた複数のスチールフィラメントで構成されている、請求項１乃至請求項２の円筒状ジャケット。
5. 上記スチールフィラメントがその表面にブラスメッキを施したものである、請求項１乃至請求項４の円筒状ジャケット。
6. 請求項１乃至請求項５の円筒状ジャケットの内側にゴムライニング層を形成している保形ホース。
7. 緯糸及び経糸が共に断面偏平フィラメントであり、
   緯糸及び経糸の一方または両方が小さな波状のくせを有し、
   上記断面偏平フィラメントの偏平率（短径／長径）が４０〜７０％であり、かつ短径が０．１５〜０．４０ｍｍであるスチールフィラメントによる円筒状ジャケットでゴムライニング層を補強している保形ホース。

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