JP2012036927A - ゴムホース - Google Patents

Abstract

【課題】補強層を撚り構造のスチールコードによって形成してホースの軽量化、柔軟化を図りつつ、ホース金具の加締め性能低下を抑制するゴムホースを提供する。
【解決手段】内面ゴム層と外面ゴム層５との間に、スチールコード６をスパイラル状に巻付けて形成した補強層３ａ、３ｂ、或いは、スチールコード６を編組して形成した補強層３ａ、３ｂを備えたゴムホースにおいて、補強層３ａ、３ｂを形成するスチールコード６を、癖付けしていない複数本のコード素線７を撚り合わせた１×Ｎ構造にして、Ｎ＝２〜４にするとともに、スチールコード６の外径Ａに対するコード素線７の撚りピッチＰの比率を示す撚り倍数（Ｐ／Ａ）を１５．０以上３５．０以下にした。
【選択図】図５

Description

本発明は、ゴムホースに関し、さらに詳しくは、補強層を撚り構造のスチールコードによって形成することにより、ホースの軽量化、柔軟化を図りつつ、ホース金具の加締め性能の低下を抑えることができるゴムホースに関するものである。

油圧機器等の高圧流体を流通させるゴムホースでは、高い耐圧性を確保するために、内面ゴム層と外面ゴム層との間にスチールコードで形成された補強層を設けている。この補強層は、スチールコードをスパイラル状に巻付けて形成されるか、編組して形成されている。一般に、ゴムホースの補強層は、単線のスチールコードによって形成されている。

一方、タイヤの補強層では、複数のコード素線を撚り合せた撚り構造のスチールコードが使用されている。撚り構造のスチールコードを用いた補強層をゴムホースに適用すると、ホースの軽量化や柔軟性を向上させることができる等の利点がある。しかしながら、撚り構造のスチールコードを用いると、ホース金具をホース端部に加締める際に、強固にホース金具を固定することができず、ホース金具の加締め性能に劣るという問題が生じる。

例えば、ゴムホースの補強層として、予め癖付けしたコード素線、または、予め波付けしたコード素線を撚り合せた撚り構造のスチールコードを用いることが提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、このような撚り構造のスチールコードでは、撚り合わされたコード素線の間に隙間があるため、ホース金具の加締め性能が一段と低下する。ホース金具を確実に固定して金具抜けを防止することは、ゴムホースに求められる基本性能であるため、撚り構造のスチールコードによって形成された補強層を用いると多くの利点があるにも関わらず、用いることが困難であった。

特開２００１−４１３６１号公報

本発明の目的は、補強層を撚り構造のスチールコードによって形成することにより、ホースの軽量化、柔軟化を図りつつ、ホース金具の加締め性能の低下を抑えることができるゴムホースを提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のゴムホースは、内面ゴム層と外面ゴム層との間に、スチールコードをスパイラル状に巻付けて形成した補強層、或いは、スチールコードを編組して形成した補強層を備えたゴムホースにおいて、前記補強層を形成するスチールコードが、癖付けしていない複数本のコード素線を撚り合わせた１×Ｎ構造であり、Ｎ＝２〜４とするとともに、前記スチールコードの外径Ａに対するコード素線の撚りピッチＰの比率を示す撚り倍数（Ｐ／Ａ）が１５．０以上３５．０以下であることを特徴とする。

本発明のゴムホースによれば、補強層を撚り構造のスチールコードによって形成することにより、単線のスチールコードによって形成された補強層を用いた場合に比して、ホースの軽量化、柔軟化を図ることができる。一方で、撚り構造のスチールコードによって、補強層を形成することで低下し易くなるホース金具の加締め性能については、スチールコードを１×Ｎ構造でＮ＝２〜４にするとともに、スチールコードの外径Ａに対するコード素線の撚りピッチＰの比率を示す撚り倍数（Ｐ／Ａ）を１５．０以上３５．０以下にすることにより、性能低下を抑えることができる。このように、撚り構造のスチールコードによって形成された補強層を用いることによるメリットを活かしつつ、デメリットを抑制することが可能になる。

また、前記補強層の外周側に単線のスチールコードによって形成した単線コード補強層を設けた仕様にすることもできる。この仕様によれば、ホース金具の加締め性能をさらに向上させることができる。

前記癖付けしていないコード素線の素線径が、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ未満である仕様にすることもできる。この仕様によれば、ホース金具を加締める時のコード素線の破断を防止しつつ、ホースの曲げ剛性アップおよび重量アップを抑制することができる。

前記癖付けしていないコード素線で構成されるスチールコードの外径が、０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ未満である仕様にすることもできる。この仕様によれば、ホースの破壊圧の低下を防止しつつ、ホース外径の過大化を抑制することができる。

スチールコードをスパイラル状に巻付けて形成した補強層を備えた本発明のゴムホースを例示する一部切欠き図である。 スチールコードを編組して形成した補強層を備えた本発明のゴムホースを例示する一部切欠き図である。 単線コード補強層を設けた本発明のゴムホースを例示する一部切欠き図である。 本発明で使用する撚り構造のスチールコードを例示する説明図である。 ホース金具を加締める前の撚り構造のスチールコードの状態を模式的に例示する拡大断面図である。 ホース金具を加締めた後の撚り構造のスチールコードの状態を模式的に例示する拡大断面図である。

以下、本発明のゴムホースを図に示した実施形態に基づいて説明する。

本発明のゴムホース１は、図１に例示するように、内面ゴム層２の外側に順次、補強層３ａ、中間ゴム層４、補強層３ｂ、外面ゴム層５が同軸状に積層されて構成されている。内面ゴム層２と外面ゴム層５との間に配置された補強層３ａ、３ｂは、スチールコード６を内側の構成部材の外周面にスパイラル状に巻付けて形成されている。それぞれの補強層３ａ、３ｂでは、スチールコード６の巻付け方向が反対になっている。補強層３ａ、３ｂは、図２に例示するようにスチールコード６を編組して形成されたものでもよい。

本発明のゴムホース１は、高圧流体を流通させる高圧ホースであり、単層または複層の補強層を有している。補強層の層数は特に限定されるものではなく、主に要求耐圧性能に応じて設定される。スチールコード６をスパイラル状に巻付けて形成された補強層を設ける場合は、例えば４層〜６層程度であり、スチールコード６を編組して形成された補強層を設ける場合は、例えば１層〜２層程度である。

それぞれの補強層３ａ、３ｂを形成するスチールコード６は、図４に例示するように、癖付けしていない直線状の２本のコード素線７を撚り合わせた１×２構造になっている。さらに、スチールコード６の外径Ａに対するコード素線７の撚りピッチＰの比率を示す撚り倍数（Ｐ／Ａ）が１５．０以上３５．０以下に設定されている。

互いのコード素線７は、隙間なく密着するように撚り合わされている。スチールコード６の外径Ａは、例えば、０．２０ｍｍ〜０．８０ｍｍ程度であるので、コード素線７の素線径は、０．１０ｍｍ〜０．４０ｍｍ程度である。

コード素線７の素線径が０．１ｍｍ未満であるとホース金具を加締める時にコード素線７が破断し易くなり、０．４ｍｍ以上であると補強層３ａ、３ｂの剛性が高くなってゴムホース１の曲げ剛性が大きくなるとともに、重量が増大する。そのため、コード素線７の素線径は０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ未満が好ましい。

また、スチールコード６の外径Ａが０．２ｍｍ未満であると十分なコード強力を得難くなるためゴムホース１の破壊圧が低下し、１．０ｍｍ以上であるとゴムホース１の外径が過大になり、ホース金具を大型化する必要が生じる。そのため、スチールコード６の外径は０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ未満が好ましい。

実施形態では、内面ゴム層２と外面ゴム層５との間に配置されるすべての補強層３ａ、３ｂを形成するスチールコード６が、この１×２構造になっている。このようにすべての補強層３ａ、３ｂを、この１×２構造のスチールコード６によって形成することもできるが、図３に例示するように１×２構造のスチールコード６によって形成される補強層３ａ、３ｂの外周側に、単線のスチールコード６ａによって形成された単線コード補強層３ｃを設けることもできる。このように最外周に単線コード補強層３ｃを配置することにより、ホース金具の加締め性能を向上させることができる。

単線コード補強層３ｃは、単線のスチールコード６ａをスパイラル状に巻付けて形成したもの、或いは、編組して形成したものを採用することができる。基本的には、補強層３ａ、３ｂがスパイラル構造であれば単線コード補強層３ｃもスパイラル構造とし、補強層３ａ、３ｂが編組構造であれば単線コード補強層３ｃも編組構造にして、補強層３ａ、３ｂと単線コード補強層３ｃとの構造を同じにする。

ホース金具を加締める前のゴムホース１では、図５に例示するように、スチールコード６の撚り合わされたコード素線７どうしがランダムに並んだ状態になっている。

次いで、図６に例示するようにゴムホース１の端部にホース金具８を外嵌して加締めると、補強層３ｂは外周側から内周側に向かって押圧される。スチールコード６の押圧された部分は、最も安定した状態になるように、撚り合わされている２本のコード素線７が、押圧力に対して直交する方向に並列するように移動する。

ここで、この１×２構造のスチールコード６のコード素線７の撚り倍数（Ｐ／Ａ）が１５．０倍未満であると、ホース金具を加締めた際に、２本のコード素線７が押圧力に対して直交する方向に並列するように移動し難くなり、ホース金具の加締め性能が低下し易くなる。一方、撚り倍数（Ｐ／Ａ）が３５．０倍超であると、このスチールコード６をリール等に取った時にこの撚り構造を維持し難くなり、取扱いが難しくなる。或いは、ゴムホース１成型後、ホース端末部分のスチールコード６がばらけてホース金具の装着が困難になる。そのため、２本のコード素線７の撚り倍数（Ｐ／Ａ）は１５．０倍以上３５．０倍以下にする。

図６に例示するようにコード素線７が、最も安定した状態になってホース金具８が加締められるため、ホース金具８は強固にゴムホース１に固定されて抜けが防止される。このように本発明では、撚り構造のスチールコード６によって形成された補強層３ａ、３ｂを用いることにより、ホースの軽量化、柔軟化を図ることができるとともに、撚り構造のスチールコードを用いることで低下し易くなるホース金具８の加締め性能の低下を抑えることができる。

上記実施形態では、癖付けしていないコード素線７を撚り合わせて形成した１×２構造のスチールコード６を例示したが、本発明では、これに限定されず、スチールコード６を、癖付けしていないコード素線７を撚り合わせた１×Ｎ構造であり、Ｎを２〜４にした仕様にすることができる。即ち、本発明では、スチールコード６について、１×２構造、１×３構造、１×４構造を採用することができる。

５本以上のコード素線を撚り合わせた１×Ｎ構造のスチールコードを用いて補強層を形成した場合は、４本以下のコード素線を撚り合わせた場合に比して、スチールコートの芯部分に形成される空洞部分の面積割合が大きくなることから、加締め時にコード構造が崩れて、１本のスチールコード６を構成するコード素線間、もしくは、隣接するスチールコードのコード素線どうしの干渉が増加する。その結果、十分な加締め性能を得ることができなくなる。

スチールコードをスパイラル状に巻付けて形成した補強層を、内面ゴム層と外面ゴム層との間に、中間ゴム層を介在させて４層設けたゴムホースを、ホース内径を同一にして、補強層を形成するスチールコードの仕様のみを表１のように異ならせた７種類（従来例、実施例１〜３、比較例１〜３）作製した。従来例では単線のスチールコード、実施例１、比較例１、２では癖付けしていない２本のコード素線を撚り合せたスチールコード、実施例２では癖付けしていない３本のコード素線を撚り合せたスチールコード、実施例３では癖付けしていない４本のコード素線を撚り合せたスチールコード、比較例３では癖付けしていない５本のコード素線を撚り合せたスチールコードを用いて４層の補強層を形成した。

この７種類のゴムホースに対して、下記の加締め性能、曲げ剛性、重量を評価し、その結果を表１に示す。表１の充填率とは、スチールコードの外径Ａを直径とする円の面積に対して、スチールコードを構成するコード素線の断面積の総和が占める割合を百分率で示すものである。

[加締め性能]
それぞれのホースの端部に、縮径程度を３段階に変化させてホース金具を加締め、そのホースに対して破壊するまで圧力を上げた時に、ホースの損傷状態を確認した。表１の加締め率が大きい程、きつく加締めたことを示す。「ホース本体破壊」とは、ホース金具が抜けずにホースが破壊したことを意味しており、加締め性能が優れていることを示す。「金具抜け」とは、ホースが破損する前にホース金具が脱落したことを意味しており、加締め性能が劣ることを示す。「素線破断」とは、補強層のホース金具に押圧された部分のコード素線が破断したことを意味しており、加締め性能が劣ることを示す。

[曲げ剛性]
従来例を基準の１００として指数表示した。数値が小さい程、剛性が小さく曲げ易いことを示す。

[重量]
従来例を基準の１００として、単位長さ当りの重量を指数表示したものであり、数値が小さい程、軽量であることを示す。

表１の結果から、実施例１〜３は従来例に比して、ホースの軽量化、柔軟化を図りつつ、ホース金具の加締め性能の低下を抑えることが可能であることが分かる。また、実施例１は比較例１に比して軽量でホース金具の加締め性能に優れていることが分かる。比較例２は、コードの撚りのばらけによりホース本体の外径がホース金具の内径よりも大きくなるため、ホース金具を装着することができなかった。

１ ゴムホース
２ 内面ゴム層
３ａ、３ｂ 補強層
３ｃ 単線コード補強層
４ 中間ゴム層
５ 外面ゴム層
６ スチールコード
６ａ 単線のスチールコード
７ コード素線
８ ホース金具

Claims (4)

1. 内面ゴム層と外面ゴム層との間に、スチールコードをスパイラル状に巻付けて形成した補強層、或いは、スチールコードを編組して形成した補強層を備えたゴムホースにおいて、前記補強層を形成するスチールコードが、癖付けしていない複数本のコード素線を撚り合わせた１×Ｎ構造であり、Ｎ＝２〜４とするとともに、前記スチールコードの外径Ａに対するコード素線の撚りピッチＰの比率を示す撚り倍数（Ｐ／Ａ）が１５．０以上３５．０以下であることを特徴とするゴムホース。
2. 前記補強層の外周側に単線のスチールコードによって形成した単線コード補強層を設けた請求項１に記載のゴムホース。
3. 前記癖付けしていないコード素線の素線径が、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ未満である請求項１または２に記載のゴムホース。
4. 前記癖付けしていないコード素線で構成されるスチールコードの外径が、０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ未満である請求項１〜３にいずれかに記載のゴムホース。

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