JP2005308114A - 超高圧ホース - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の超高圧ホ−スは、補強層を構成する金属製のワイヤを効果的に選択して超高圧ホ−スの耐久性を向上することを目的とするものであり、最も疲労が進行する部位の補強層のワイヤ径を他のワイヤの径よりも大きいものとし、これによって疲労の進行を遅らせ、かつ引っ張り強度も大きくすることができるようにした。
【解決手段】 内管チューブの表面に金属製ワイヤ補強層を複数層積層してなる超高圧ホ−スであって、内管チューブに近い補強層の金属製ワイヤの断面積を他の補強層ワイヤの断面積よりも大きくしたことを特徴とする超高圧ホース。１‥内管チューブ、２、２₁ ‥補強層。
【選択図】図４

Description

本発明は油圧、液圧、空気圧等の配管に用いる超高圧ホースに関するものである。

従来の油圧、液圧、空気圧等に用いられる超高圧ホースは、特許文献１又は特許文献２に示すように、内管チュ−ブの表面に金属製ワイヤを巻き付けてなるものである。

特開平１１−２３０４３２号公報 実公昭４５−３２４５３号公報

上記した従来の技術では、内管チューブに金属製のワイヤを隙間なくスパイラル状（螺旋巻き）に巻き付けるか、内管チューブにプレード状（格子編み）巻き付けるもので、これらを組み合わせて複数重ね合わせて補強層としてホースを形成したものである。

図１はかかる従来の超高圧ホ−スを示すものであり、内管チュ−ブ１１の表面に金属製のワイヤによる４層のスパイラル層１２を巻き付けたものであり、この外側に外皮１３が形成されたものである。かかる従来の超高圧ホ−スにあっては、補強層１２を構成する金属製ワイヤは形成されたホースとしてのバランスを考慮し、各補強層共にワイヤ線径が同一線径であることが一般的である。

しかるに、超高圧ホ−スは加圧により内管チューブに近い最内補強層はより多く負荷（荷重）を受ける。従来の技術では、補強層ワイヤ線径が各補強層共に同一線径であり、そのため、最内補強層は繰り返し加圧を受けると、内管チューブに近い補強層程負荷（荷重）分担が多く、ダメージ（疲労）をより多く受ける。そのため、内管チューブより遠い補強層に比べて補強層ダメージ（疲労）が大きくなり、超高圧ホ−スとしての耐久性の面で劣るという問題がある。

本発明の超高圧ホ−スは以上のような従来の課題を解決するものであって、補強層を構成する金属製のワイヤを効果的に選択して超高圧ホ−スの耐久性を向上することを目的とするものである。

本発明の要旨は、内管チューブの表面に金属製のワイヤ補強層を複数層積層してなる超高圧ホ−スであって、内管チューブに近い補強層の金属製のワイヤの断面積を他の補強層ワイヤの断面積よりも大きくした超高圧ホースであって、特に言えば、かかる金属製のワイヤの断面形状を非円形とした超高圧ホ−スである。

本発明は、ホ−スが使用に供された際に最も疲労が進行する部位の補強層のワイヤ径を他のワイヤの径よりも大きいものとし、これによって疲労の進行を遅らせ、かつ引っ張り強度も大きくすることができるようになったことから、超高圧ホ−スとしての耐久性が大きく向上することとなったものである。

本発明では、従来の技術で内管チューブにより近い補強層において早くダメージ（疲労）を受けるという問題点を克服するため、次のような構造に補強層を変更し問題点を改良したものである。尚、本発明にあっては、補強層の数は特に限定はなく、例えば２〜１０層の補強層のホ−スであり、更にはこの補強層もスパイラル状に巻き付けるか、ブレード状に巻き付けるもので特に限定はない。

即ち、内管チューブに近い補強層（１層目又は１層目と２層目）のワイヤ断面積を他の補強層ワイヤ断面積よりも大きくし、繰り返し加圧時での疲労（摩耗）進行を遅らせることを主目的とするものであり、これは断面積比で１．０〜２．５倍、好ましくは、１．２〜２．０倍程度が望ましい。そして、同時に補強層ワイヤ断面積を大きくすることでワイヤ素線の引っ張り強度も上昇することから、ホースとして形成された場合にはより耐圧力の向上も同時に達成出来ることになる。

そして、ワイヤ断面形状が円形以外の形状（四角形、三角形、楕円形、台形等）とするのがよく、この場合には、ワイヤ間の接触方法が断面視で点接触から線接触に変化し、耐疲労（耐摩耗性）性、が向上することになる。即ち、従来のワイヤの接触状態は夫々が断面円形であるため、両者の接触は断面視で点接触で荷重を受けるため、接触部では面圧が高く局部的に疲労することになる。

一方、本発明の場合には、ワイヤの接触が断面視で線接触になり、負荷を分散しながら接触するため、ワイヤの耐疲労性（耐磨耗性）が向上することになったものである。即ち、ワイヤ接触状態はワイヤ間で断面視で線接触を受けるため、接触部全体で荷重分担が可能となり、接触部での面圧を低く、又、局部的疲労を緩和（分散）することとなったものである。

以下、本発明を実施例をもって更に詳細に説明する。
（従来構造のホ−ス）
従来構造のホ−スを図１に示す。
内管チューブ１１をポリアセタ−ル（内径：φ５．０ｍｍ）にて成形した。

かかる内管チューブ１１の外表面に補強層１２としてスチ−ル製のワイヤを６層スパイラル状に巻き付けた。これらのワイヤ径はいずれもφ０．３ｍｍであった。

そしてこの上に外皮１３を被せた。外皮１３はナイロン製であり、厚さは約１ｍｍで押し出し成形によって被せた。

（本発明構造のホ−ス１）
従来構造のホ−スを図２に示す。
内管チューブ１は従来の構造のホ−スと同様のものを採用し、かかる内管チューブ１の外表面に補強層２としてワイヤを４層スパイラル状に巻き付け、更に従来の構造のホ−スと同様の外皮を形成した。内管チューブ１より遠い側の補強層２₃ 、２₄ 、２₅ 、２₆ は従来の構造のホ−スと同様のものを採用した。そして、内管チューブ１側に巻き付けた補強層２₁ 、２₂ のワイヤは従来の補強層のワイヤと同質素材ではあるが、その断面積が１．６倍であった。

図３は図１及び図２の補強層のみを取り出した断面図であり、従来のホ−スにあっては全ての補強層のワイヤの線径は同一のものを用いているが、本発明のホ−スの補強層においては内管チューブに近い側の２層（２₁ 、２₂ ）のワイヤはその径が１．６倍のものを用い、補強層２₃ 、２₄ 、２₅ 、２₆ は従来のホ−スと同じものを用いたものである。

（テスト１）
得られたホ−スの繰り返し加圧テスト（０ＭＰａ⇔２４５ＭＰａにおける約２０ｃｐｍの圧力繰り返しテスト）にあっては、従来のホ−スでは１．０〜１．５万回で破れたが、本発明のホ−スでは２．０万回以上となり、寿命が著しく向上した。

尚、設計上の計算値では、図１における従来品の破壊圧力と図５における本発明品の破壊圧力は、１．１０〜１．２０％アップすることとなり、上記の耐久性の向上に寄与することが明らかとなった。

（本発明構造のホ−ス２）
図４〜図５は内管チューブ１に近い側の補強層のワイヤの断面形状をほぼ四角形状としたものを用いた例を示す断面図である。図４は補強層が３層であり、そのうちの最内層の補強層２₁ のワイヤを、図５は補強層が４層であり、そのうちの最内層から２層（２₁ 、２₂ ）をかかる四角形状のワイヤとしたものである。勿論、補強層２の数は任意であることは言うまでもない。

図６はワイヤ間の接触の状況を示す概念図であり、従来の丸形状のワイヤの場合には、接触点は断面視で点接触４ａとなる（立体視で線接触）。このため、ワイヤにかかる荷重を接点４ａにて受けることになり、面圧が高く局部的に疲労することがある。

一方、本発明のワイヤの場合には、ワイヤ間の接触は断面視で線接触４ｂとなる（立体視で面接触）。このため、ワイヤにかかる荷重を線接点４ｂにて受けることが可能となり、ワイヤ全体での荷重の負担となるため、接触部での面圧が低く局部的に疲労することがなくなるものである。

本発明は以上の通りであり、油圧ホ−ス等に用いられる超高圧ホ−スに適用できることは勿論のこと、さほど内部圧力の高くならない各種ホ−スに適用できることは言うまでもない。

図１は従来より公知のホ−スの一部切欠斜視図である。 図２は本発明のホ−スの一部切欠斜視図である。 図３は補強層の状態を示す拡大図である。 図４は補強層のワイヤの形状が四角形の場合の断面図である。 図５は補強層のワイヤの形状が四角形の場合の他の例の断面図である。 図６はワイヤの接触状態を示す概念図である。

符号の説明

１‥内管チューブ、
２、２₁ 、２₂ 、２₃ 、２₄ 、２₅ 、２₆ ‥補強層、
３‥外皮、
４ａ、４ｂ‥接触部位。

Claims (6)

1. 内管チューブの表面に金属製ワイヤ補強層を複数層積層してなる超高圧ホ−スであって、内管チューブに近い補強層の金属製ワイヤの断面積を他の補強層ワイヤの断面積よりも大きくしたことを特徴とする超高圧ホース。
2. 金属製ワイヤ補強層に外皮を形成した請求項１記載の超高圧ホ−ス。
3. 断面積比で１．０〜２．５である請求項１記載の超高圧ホ−ス。
4. 断面積比で１．２〜２．０である請求項３記載の超高圧ホ−ス。
5. 内管チューブに近い補強層の金属製ワイヤの断面形状を非円形とした請求項１乃至４いずれか記載の超高圧ホ−ス。
6. 内管チューブに近い補強層の金属製ワイヤの断面形状が三角形、台形、楕円形、四角形のいずれかである請求項５記載の超高圧ホ−ス。
   
   

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