JP2007040321A - 耐久性を向上した超高圧ホース - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の超高圧ホ−スは流体を輸送するに際しても長期に渡って内管チューブの損傷が極めて少なくなったものであり、これによって超高圧ホースとしての寿命が著しく向上したものである。
【解決手段】内管チューブの表面に複数の補強層を積層してなる超高圧ホ−スであって、内管チューブを予め縮径（常態の内管チューブ外径の１．３〜１０％）させておき、この表面に前記補強層を積層した超高圧ホ−ス。１１‥内管チューブ、 １２‥補強層、 １３‥外被。
【選択図】図１

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に示すように、内管チュ−ブの表面に補強層として金属製ワイヤ等を巻き付けてなるものである。

特開平１１−２３０４３２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を変形させないように表面に金属製のワイヤによる２層のスパイラル層１２を巻き付けたものであり、この外側に外被１３が形成されたものである。

内管チユーブ１１を変形させないように補強層１２を巻き付けたホースであるがために、超高圧状態に加圧された流体を輸送する場合にはその流体の圧力により内管チユーブ１１が拡径され、これが繰り返されることとなる。そのため、内管チューブ１１の内側より微小クラック（疲労起源）が早期に発生し、それが進展し内管チューブ１１の外面まで達し割れが発生することとなる。このような状態に至った場合、当然のことながら超高圧流体を輸送するという本来の目的を達成することが出来ないため、ホースとしては成立し得ないものとなる。

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、超高圧流体を輸送するに際しても長期に渡って本来の目的を達成できる超高圧ホ−スを提供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複数の補強層を積層してなる超高圧ホ−スであって、内管チューブを縮径させておき、この表面に前記補強層を積層したことを特徴とする超高圧ホ−スにかかるものである。そして、特に具体的には、内管チューブの縮径が、常態の内管チューブ外径の１．３〜１０％である。

本発明の超高圧ホースは以上の通りであり、従来のこの種のホースに比べて内管チューブの損傷が極めて少なくなったものであり、これによって超高圧ホースとしての寿命が著しく向上したものである。

超高圧流体を輸送するホースにおいて、その構成要素として最も重要な役割を担っている内管チユーブに対しての改良を目的としたホースであり、特に、内管チユーブを圧縮（本発明では縮径という）させることにより、内管チユーブ材質である樹脂材料の耐クラック性（耐疲労性）の向上を目的としたもので、超高圧ホースとしての耐久性向上をなし得たものである。即ち、超高圧ホースを構成する内管チューブを縮径させた状態を保ち、且つ超高圧状態の流体による内圧に耐え得る構造としたものである。

さて、最大の特徴である内管チューブの縮径について言えば、内管チューブ外径の圧縮率で０％〜内管チューブの破損発生迄の範囲が考えられるが、好ましくは１．３〜１０％程度の圧縮率範囲がよい。縮径が１．３％以下で、０％に近くなると殆ど効果は見られず、逆にこれが大きくなると内管チューブそのものが圧縮に耐え切れず、割れ又は破損に至る可能性が高くなる。従って、ホース本来の目的を達成するためには、最高でも１０％程度の縮径であるのがよい。

ここで、内管チューブの縮径方法について述べれば、予め縮径させた内管チューブに補強層を設け、縮径前の内管チューブ外径に戻らないように拘束する手段、縮径させていない内管チューブに補強層を設け、その補強層を設ける際に作用する力で内管チューブを縮径し、元の内管チューブ外径に戻らないように拘束する手段、内管チューブが変形しやすいものであれば、芯棒又はその効果を発揮するものを内管チューブ内に入れて前記したような方法で補強層を設け、内管チューブを縮径させる手段等がある。

内管チューブの材質について言えば、樹脂材料が好ましく、汎用性、強度等を考慮した樹脂材料がよく、ナイロン６、１１、１２のＰＡ（ポリアミド）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）系エンプラ、ＰＥＥＫ、ポリエステル、これらの複合材等が挙げられる。勿論、材質強度を向上させるために、各種の添加剤等を用いたものでもよい。特にＰＯＭ等の高結晶性樹脂の場合には、その効果は顕著に見られる。

勿論、このホースは内部を流れる流体の圧力に耐え得る構造でなくてはならず、その構造については、次のような構造が挙げられる。即ち、例えば、補強材として金属製ワイヤ（単線、撚り線）をスパイラル状又は編組（ブレード）状に巻き付ける構造であり、又、内圧の大きさにより巻き付ける金属製ワイヤを複数層に重ねてそれを組み合わせることも可能である。尚、内圧に耐え得る強度が確保できれば、樹脂材料を用いても同様の効果を得ることが可能であるが、内圧による内管チューブの拡径を最小限に抑えるために金属材料が好ましいことは言うまでもない。

かかる内圧に耐え得る構造とする補強層について更に言えば、内圧の大きさに応じて補強材を適宜選択し、又、補強層数を変化させることが可能である。金属製のワイヤを用いた場合には、例えば、内圧が１４ＭＰａ程度であれば、一対のブレード層、２１ＭＰａ程度であれば二対のブレード層、７０ＭＰａ程度であればニ層のスパイラル層と一対のブレード層等が適宜選択される。勿論、補強層を構成する材質によって異なり、補強の形態としての組み合わせは任意に選択可能である。材質としては、通常は鉄線、ステンレス線、チタン等であるが、合金であってもよい。又、その太さは汎用性のある線材であれば特に問わないが、通常は０．２〜２．０ｍｍ程度の線径が用いられる。

補強層の表面を覆う外被層は任意であるが、ナイロン、ポリウレタン等の樹脂材料或いは例えば耐油姓のゴム材料にて外被が形成されるのがよい。尚、外被が不要であればその限りではない。

以下、本発明を実施例（比較例）をもって更に説明する。内管チューブ１１はＰＯＭ樹脂を用い、内径φ４．５ｍｍ、外径φ７．０ｍｍ、補強層１２は鉄線（φ０．３０ｍｍ径）のもので、６Ｓ（スパイラル層）を形成した。そしてこの上にナイロン製の外被１３を厚さは約１ｍｍで押し出し成形によって被せた。尚、補強層を巻き付ける際に、比較例は内管チューブ１１は意識的には縮径させることなく巻き付けた（縮径率０％）。

本発明品は、構造そのものは図１に示すホ−スとほぼ同一である。内管チューブ１１は上記例と同様のものを採用し、かかる内管チューブ１１の外表面に補強層１２としてワイヤを６層スパイラル状に巻き付け、更に前記と同様にナイロン外被１３を形成した点も同じである。

尚、本発明品は内管チューブ１１の表面に補強層を巻き付ける際に、内管チューブ１１を縮径（縮径率５％）した状態とし、この上に補強層を巻き付けた。即ち、縮径していない内管チューブ１１に補強層となるワイヤ１２をスパイラル状に巻き付け、そのワイヤを巻き付けによる力により内管チューブ１１を縮径させた。縮径された内管チューブ１１は、巻き付けられたワイヤにより元に戻ることがなくその縮径状態が保たれた。

（テスト）
得られたホースの封入加圧テスト（２４５ＭＰａの圧力を封入する）にあっては、比較例品のものは１００ｈｒｓ以下で内管チューブが割れたが、本発明品では５００〜６００ｈｒｓにて微小クラックの発生に至るだけであり、著しく寿命が向上した。

（内管チューブの観察）
内管チューブの観察の結果、比較例品のものにあってはフウニュウ加圧テスト１００ｈｒｓで内管チューブに割れが目視され、１００ｈｒｓ以下で既に微小クラックが発生していたが、本発明品の場合には、封入加圧テスト５００〜６００ｈｒｓで初めて微小クラックが見られるもので、５００ｈｒｓ以下でのこの微小クラックは殆ど見られない。

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は超高圧ホ−スの一部切欠斜視図である。

符号の説明

１１‥内管チューブ、
１２‥補強層、
１３‥外被。

Claims (8)

1. 内管チューブの表面に複数の補強層を積層してなる超高圧ホ−スであって、内管チューブを予め縮径させておき、この表面に前記補強層を積層したことを特徴とする超高圧ホ−ス。
2. 内管チューブの縮径が、常態の内管チューブ外径の１．３〜１０％である請求項１記載の超高圧ホース。
3. 内管チューブが、エンジニアリングプラスチック系樹脂から選択された請求項１又は２記載の超高圧ホース。
4. 前記補強層が、金属製又は樹脂製の単線或いは撚り線である請求項１乃至３いずれか１記載の超高圧ホース。
5. 補強層がスパイラル状に巻き付けられた層である請求項４記載の超高圧ホース。
6. 補強層がブレード状に巻き付けられた層である請求項４記載の超高圧ホース。
7. 補強層がスパイラル状に巻き付けられた層及びブレード状に巻き付けられた層の複合層である請求項４記載の超高圧ホース。
8. 補強層の表面に外被層を形成した請求項１乃至７いずれか１記載の超高圧ホース。

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