JP2009052575A - 多層耐圧ホース - Google Patents

Abstract

【課題】 ホース表面を略平滑にしながら補強糸の巻き付け時における位置ズレを防止可能でしかも保形性に優れた多層耐圧ホースを提供する。
【解決手段】 補強糸３としてモノフィラメント３ａとマルチフィラメント３ｂを互いに接する網目状に巻き付けることにより、モノフィラメント３ａとマルチフィラメント３ｂの交差部３ｃにおいて、細い繊維が何本も集まって１本の糸となっているマルチフィラメント３ｂが潰れ、その分だけ各交差部３ｃの厚さ寸法が薄くなると共に、該マルチフィラメント３ｂの潰れ部分にモノフィラメント３ａが係合する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば高圧エアホースなどの多目的に使用される保形性に優れた多層耐圧ホースに関する。
詳しくは、内層と外層との間に複数本の補強糸としてモノフィラメント（monofilament:単繊維）などを互いに交差させて螺旋状に巻き付ける多層耐圧ホースに関する。

従来、この種の多層耐圧ホースとして、押出装置により製造された内層側の樹脂層の外周に、補強糸としてモノフィラメントを網目状に巻き付け、次に外層側の樹脂層を同様の押出装置に用いてその上に被覆することにより、内層側の樹脂層と外層側の樹脂層との間にモノフィラメントが介在されると共に、内層側の樹脂層と外層側の樹脂層とが接触する部分は相互に相溶化して接着されるため、網目状のモノフィラメントが移動不能となって固定され位置ズレしないようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１９４３４７号公報（第３−４頁、図２）

しかし乍ら、このような従来の多層耐圧ホースでは、網目の交差部においてモノフィラメント同士が互いに重なり合うと共にモノフィラメントは剛性が高いことから重なっても潰れて変形することがほとんど無いため、各交差部の厚さ寸法が他の部分に比べ厚くなって部分的に突出し、それによりホースの表面全体に凹凸ができてしまう。
このようなホースの端部を接続するために、その外周をホースバンドなどで締め付けた場合には、ホース表面の凹凸により周方向全周に亘って均等に締め付けることができず、この接続箇所から管内の流体漏れなどが発生し易くなるという問題があった。
更に、一般的にモノフィラメントは押出し成形により、その外面が軸方向へ滑らかに形成されるため、一方のモノフィラメントの上に他方のモノフィラメントを重ねて巻き付ける際に、これらの表面同士が滑って巻き付けの際のピッチが位置ズレし易く、この位置ズレによってピッチが広くなった箇所は、ホースとして耐圧強度が低くなって破裂し易いという問題もあった。
また、モノフィラメント同士の交差部が互いに変形せずに点接触しているため、外層２を積層する際に、これらの交差部に空気が巻き込み易くなって補強層に気泡が残り、それによって内層と外層の接着力が弱まり剥離し易くなるばかりでなく、内層と外層が共に透明又は半透明の材料で形成される場合には、不規則に残った気泡が目立って商品価値を著しく低下させるという問題もあった。

本発明のうち第一の発明は、ホース表面を略平滑にしながら補強糸の巻き付け時における位置ズレを防止可能でしかも保形性に優れた多層耐圧ホースを提供することを目的としたものである。
第二の発明は、第一の発明の目的に加えて、補強層に気泡が残ることを防止することを目的としたものである。

前述した目的を達成するために、本発明のうち第一の発明は、補強糸としてモノフィラメントとマルチフィラメントを螺旋状に巻き付けて網目状に交差させたことを特徴とするものである。
第二の発明は、第一の発明の構成に、前記内層の外周面に沿ってマルチフィラメントを巻き付け、その外側にモノフィラメントを巻き付けて、外層との間に補強層を形成した構成を加えたことを特徴とする。

本発明のうち第一の発明は、補強糸としてモノフィラメントとマルチフィラメントを螺旋状に巻き付けて網目状に交差させることにより、モノフィラメントとマルチフィラメントの交差部において、細い繊維が何本も集まって１本の糸となっているマルチフィラメントが扁平となって軸方向へ凹部を形成するため、その分だけ各交差部の厚さ寸法が薄くなると共に、該マルチフィラメントの凹部にモノフィラメントが係合する。
従って、ホース表面を略平滑にしながら補強糸の巻き付け時における位置ズレを防止可能でしかも保形性に優れた多層耐圧ホースを提供することができる。
その結果、網目の交差部分においてモノフィラメント同士が互いに点接触して潰れ変形しない従来のものに比べ、ホースの端部を接続するために、その外周をホースバンドなどで締め付けても全周に亘って均等に締め付けることができ、管内の流体漏れなどを完全に防止できる。
更に、一方のモノフィラメントの上に他方のモノフィラメントを重ねて巻き付ける際にこれらの表面同士が滑ってピッチが位置ズレし易い従来のものに比べ、ピッチを均等にすることができ、部分的に耐圧強度が低下することを防止できる。

第二の発明は、第一の発明の効果に加えて、内層の外周面に沿ってマルチフィラメントを巻き付け、その外側にモノフィラメントを巻き付けて、外層との間に補強層を形成することにより、内層の外周面に沿ってマルチフィラメントが変形しながら該外周面の内部に食い込んで密着すると共に、このマルチフィラメントの扁平となった部分に上糸のモノフィラメントが係合するため、その上に外層を積層する際に、これらマルチフィラメントとモノフィラメントの交差部に空気が巻き込み難くなる。
従って、補強層に気泡が残ることを防止することができる。
その結果、モノフィラメント同士の交差部が互いに変形せずに点接触する従来のものに比べ、補強層に残った気泡による内層と外層の剥離を確実に防止でき、しかも内層と外層が共に透明又は半透明の材料で形成しても、気泡が目立つことがなく商品価値を高く維持することができる。

本発明の多層耐圧ホースＡの実施形態は、図１〜図３に示す如く、合成樹脂やゴムなどの可撓性材料からなる内層１と外層２との間に、補強糸３としてモノフィラメント３ａとマルチフィラメント３ｂを螺旋状に巻き付けて網目状に交差させることにより、内層１と外層２との間に補強層３′が形成されるようにしている。

上記モノフィラメント３ａは、例えばＰＥＴ（polyethylen terephthalate:ポリエチレンテレフタレート）などの合成繊維や天然繊維が太く連続した単繊維であり、これを内層１の外周面１ａに沿って、後述するマルチフィラメント３ｂの外側か又は内側に適宜張力で螺旋状に巻回することにより、その剛性で該ホースＡを潰れ難くして保形性能の向上が図られる。
このモノフィラメント３ａには、延伸モノフィラメントも含まれる。

このマルチフィラメント３ｂは、例えばＰＥＴなどのポリエステルやナイロンやアラミド繊維又は細いモノフィラメントなどを撚り合わせて１本の糸としたものであり、内層１の外周面１ａとモノフィラメント３ａとの間に適宜張力で巻回することが好ましい。

これらモノフィラメント３ａとマルチフィラメント３ｂの配置例は、これら両者のどちらか一方のみを下糸として複数本、内層１の外周面１ａ沿いに適宜ピッチで夫々螺旋状に巻き付け、その外側に他方を上糸として複数本、適宜ピッチで夫々逆向きの螺旋状に巻き付けている。

更に、これらモノフィラメント３ａとマルチフィラメント３ｂの巻き付け角度を略等しくしつつ、それらの交差角度を軸方向の強度と周方向の強度が等しくなる理論静止角度（１０９．５度）又はそれに近い角度とすることにより、最も耐圧性能に優れた状態にすることが好ましい。

また、それ以外の例としては、内層１の外周面１ａ沿いに下糸としてモノフィラメント３ａとマルチフィラメント３ｂの両方を同一螺旋方向へ交互に単数本又は複数本ずつ適宜ピッチで夫々螺旋状に巻き付け、更にその外側にも同様の組み合わせか、又はマルチフィラメント３ｂのみを上糸として適宜ピッチで夫々異なる螺旋方向へ巻き付けることも可能である。

そして、上記モノフィラメント３ａとマルチフィラメント３ｂの巻き付け例としては、下糸と上糸とが交差すればどのように巻き付けても良いが、下糸及び上糸共に周方向へ等間隔毎に複数本夫々が軸線に対して所定角度傾斜するように巻き付けることが好ましい。

更に、上記モノフィラメント３ａとマルチフィラメント３ｂの巻き付け後に、その交差部３ｃを接着させることも可能である。
その具体例として、モノフィラメント３ａとマルチフィラメント３ｂのどちらか一方又は両方の外周面に、その芯材より低融点の接着層が予め被覆されたものを使用し、この接着層を熱溶融することで、その交差部３ｃを融着させても良い。

また、必要に応じて、前記内層１の内側に、該内層１の材料と相溶性が良好でしかもそれを通る流体に適応した材料からなる最内層（図示せず）を共押出成形などによって積層したり、上記外層３の外側にも該外層３の材料と相溶性が良好で配置環境に適応した材料からなる最外層（図示せず）を共押出成形などによって積層することも可能である。
以下、本発明の各実施例を図面に基づいて説明する。

この実施例１は、図１に示す如く、前記内層１と外層２の間に、複数本のマルチフィラメント３ｂを下糸として夫々螺旋状に巻き付け、その外側に複数本のモノフィラメント３ａを上糸として夫々逆向きの螺旋状に巻き付けて、これらが網目状に交差される場合を示すものである。

これら内層１及び外層２は、図示例の場合、その主成分を柔軟性に優れた透明又は半透明の塩化ビニルやポリオレフィン系樹脂・スチレン系樹脂やフッ素樹脂などの軟質合成樹脂か若しくはシリコーンゴムなどで形成しているが、その他の例として不透明な軟質合成樹脂やゴムで形成することも可能である。

次に、斯かる多層耐圧ホースＡの製造方法及び作用効果について説明する。
先ず、押し出し成形装置（図示せず）によって内層１を押出成形した後に、その外周面１ａに沿って下糸のマルチフィラメント３ｂを適宜張力で螺旋状に巻き付けると、このマルチフィラメント３ｂが内層１の外周面１ａに沿って変形しながら、外周面１ａの内部に食い込む。

これに続いて、上記マルチフィラメント３ｂの外側に上糸のモノフィラメント３ａを適宜張力で逆向きの螺旋状に巻き付けると、これら下糸のマルチフィラメント３ｂと上糸のモノフィラメント３ａが網目状に交差する。

これらの交差部３ｃでは、上糸のモノフィラメント３ａの張力により、細い繊維が何本も集まって１本の糸となっているマルチフィラメント３ｂが潰れ、扁平となって軸方向へ凹部が形成され、その分だけ各交差部３ｃの厚さ寸法が薄くなると共に、該マルチフィラメント３ｂの扁平となった部分の形成する軸方向の凹部にモノフィラメント３ａが係合する。

それにより、各交差部３ｃの厚さ寸法がその他のモノフィラメント３ａが巻き付けられる箇所の厚さ寸法に比べて極端に厚くならず、各交差部３ｃを含む補強糸３全体の厚さ寸法が平均化されると共に、上糸の巻き付け時における位置ズレを防止できる。

そして、このように網目状に交差するマルチフィラメント３ｂとモノフィラメント３ａの外側に外層２を押出成形して積層すると、上記内層１との間にマルチフィラメント３ｂ及びモノフィラメント３ａからなる補強層３′が形成され、この補強層３′全体の厚さ寸法が平均化されるため、ホース表面を略平滑にすることができる。

更に、これらマルチフィラメント３ｂとモノフィラメント３ａの網状空間部では、内層１と外層２とが相互に相溶化して接着され、そのため、網目状のマルチフィラメント３ｂ及びモノフィラメント３ａが移動不能となって固定され位置ズレしない。

また、内層１の外周面１ａに沿って下糸のマルチフィラメント３ｂが変形しながら該外周面１ａの内部へ部分的に食い込んで密着すると共に、このマルチフィラメント３ｂの潰れ部分に上糸のモノフィラメント３ａが係合するため、外層２を積層する際に、これらマルチフィラメント３ｂとモノフィラメント３ａの交差部３ｃに空気を巻き込み難くなって補強層３′に気泡が残らない。

この実施例２は、図２に示す如く、前記補強層３′の下糸として、モノフィラメント３ａとマルチフィラメント３ｂの両方を交互に単数本又は複数本ずつ適宜ピッチで夫々同一螺旋方向へ巻き付け、その外側にも上糸として、モノフィラメント３ａとマルチフィラメント３ｂの両方を交互に単数本又は複数本ずつ適宜ピッチで夫々逆向きの異なる螺旋方向へ巻き付けることにより、網目状に交差させた構成が、前記図１に示した実施例１とは異なり、それ以外の構成は図１に示した実施例１と同じものである。

図示例の場合には、下糸としてモノフィラメント３ａとマルチフィラメント３ｂの両方を交互に１本ずつ適宜ピッチで夫々螺旋状に巻き付け、その外側にも上糸として、モノフィラメント３ａとマルチフィラメント３ｂの両方を交互に１本ずつ適宜ピッチで夫々逆向きの螺旋状に巻き付けている。

その他の例として、上糸及び下糸のどちらか一方又は両方に、モノフィラメント３ａの間に２本又は３本若しくはそれ以上のマルチフィラメント３ｂを配置することも可能である。

従って、図２に示す実施例２は、下糸のモノフィラメント３ａと上糸のモノフィラメント３ａとの交差部３ｃでは、これらモノフィラメント３ａ同士が互いに重なっても潰れ変形しないため、その厚さ寸法が厚くなってしまうものの、その他の交差部３ｃは、モノフィラメント３ａとマルチフィラメント３ｂが互いに重なり合うか、又はマルチフィラメント３ｂ同士が互いに重なり合うから、特開２００６−１９４３４７号に記載されるような全ての交差部においてモノフィラメント同士を重ね合うものに比べ、厚いモノフィラメント３ａ同士の交差部３ｃの数を減らすことができ、その分だけホース表面を略平滑にすることができる。

更に、補強層３′の下糸と上糸がバランスされているため、ネジレのない優れたホースとなると共に、実施例１に比べて保形性がより高くなり、潰れたりキンクし難くなるという利点がある。

この実施例３は、図３に示す如く、前記補強層３′の下糸及び上糸の編み目の密度（打ち数）やピッチ又は太さを、所望の耐圧に合わせて変更した構成が、前記図１に示した実施例１又は図２に示した実施例２とは異なり、それ以外の構成は図１〜図３に示した実施例１又は図２に示した実施例２と同じものである。

図示例の場合には、図１に示した実施例１と同様に、前記補強層３′の下糸として複数本のマルチフィラメント３ｂを適宜ピッチで夫々螺旋状に巻き付け、その外側に上糸として複数本のモノフィラメント３ａを適宜ピッチで夫々螺旋状に巻き付けることにより網目状に交差させているが、図１に示した実施例１とは、下糸及び上糸の巻き付け方向を逆にしつつ、これら下糸及び上糸の編み目の密度が粗となるように変更すると共に、各モノフィラメント３ａ及びマルチフィラメント３ｂの太さを太くしている。

その他の例として、下糸及び上糸の編み目の密度が密となるように変更したり、各モノフィラメント３ａ及びマルチフィラメント３ｂの太さを細くすることも可能である。

従って、図３に示す実施例３は、上述した実施例１又は実施例２と同様な作用効果が得られ、更に加えて伸びや強度の異なるモノフィラメント３ａとマルチフィラメント３ｂを上糸及び下糸に使用すると、強度バランスが崩れてネジレが生じる虞が高くなるが、これを防止するためにモノフィラメント３ａとマルチフィラメント３ｂの巻き付け角度や夫々のピッチや太さなどを換えれば、ホースのネジレ防止を所望の耐圧に合わせて設計できるという利点がある。

尚、前示実施例１と実施例３では、下糸としてマルチフィラメント３ｂを螺旋状に巻き付けてから、その外側に上糸としてモノフィラメント３ａを螺旋状に巻き付けたが、これに限定されず、これと逆に下糸としてマルチフィラメント３ｂを螺旋状に巻き付けてから、その外側に上糸としてマルチフィラメント３ｂを螺旋状に巻き付けても良い。

本発明の多層耐圧ホースの一実施例を示す一部切欠斜視図であり、要部を部分拡大して示している。 本発明の多層耐圧ホースの他の実施例を示す一部切欠斜視図である。 本発明の多層耐圧ホースの他の実施例を示す一部切欠斜視図であり、要部を部分拡大して示している。

符号の説明

Ａ 多層耐圧ホース １ 内層
１ａ 外周面 ２ 外層
３ 補強糸 ３ａ モノフィラメント
３ｂ マルチフィラメント ３ｃ 交差部
３′ 補強層

Claims (2)

1. 内層（１）と外層（２）との間に複数本の補強糸（３）を互いに交差させて螺旋状に巻き付ける多層耐圧ホースにおいて、
   前記補強糸（３）としてモノフィラメント（３ａ）とマルチフィラメント（３ｂ）を螺旋状に巻き付けて網目状に交差させたことを特徴とする多層耐圧ホース。
2. 前記内層（１）の外周面に沿ってマルチフィラメント（３ｂ）を巻き付け、その外側にモノフィラメント（３ａ）を巻き付けて、外層（２）との間に補強層（３′）を形成した請求項１記載の多層耐圧ホース。

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