JP2013166375A - 強化フレキシブルｐｖｃホースの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐圧特性を低下させることなく、流体の圧力によって編み地に生じるトルクを排除する強化フレキシブルＰＶＣホースの製造方法の提供。
【解決手段】ａ）少なくともひとつのＰＶＣ管状内層（２）、ｂ）該管状内層（２）の外表面に、トリコット鎖タイプの編み目から成る単層の管状強化材（３）、該強化材が、縦方向の単位長さあたりの編み目数（Ｎ_m）、実質的に平行な編み目の行（４）と、縦方向の単位長さあたりの編み目数（Ｎ_r）の、実質的に平行な編み目の列（５）とを有し、ｃ）強化材層上にＰＶＣの外層（６）を有し、該編み目の行および該編み目の列が縦方向ピッチ（Ｐm、Ｐr）と傾斜角（α、β）とを有するらせんであり、編み目の列の縦方向ピッチ（Ｐr）が該内層の外径（φo）の２乗に比例し、編み目の行の縦方向ピッチ（Ｐm）が実質的に一定該編み目の列の該編み目数が該内層の外径に直接比例するステップ。
【選択図】図１

Description

本発明は、ファブリック製の管状ブレードを有する、ＰＶＣ製のフレキシブルホースの製造方法に関する。このホースは、灌漑の分野、または開回路もしくは閉回路による加圧流体の搬送の分野において使用できる。

従来のタイプのフレキシブルホースは、一般に、プラスチックまたはゴム製の第一の管状内層から成り、該内層の上に管状ファブリックが巻かれ、前記フレキシブルホースの耐圧性を向上させ、変形を減少させ、かつ性能を向上させるようになっている。

もっとも普及しかつもっとも適当な従来のホースの一つは、いわゆる“メッシュ強化”タイプのものである。このタイプのホースにおいては、管状の強化ファブリックが、平行かつ等間隔の行となるようにフレキシブルホースにらせん状に巻かれた一連のスレッドと、同様に平行かつ等間隔の列に沿って重ねられた同数の横断方向のスレッドとから構成される。これらのスレッドはホースの軸に関して対称に配置され、ひし形のセルを有するメッシュを形成するようになっている。プラスチック内層の外表面を包囲するこのファブリックは、次に、プラスチックまたはゴム製のさらなる外層によって被覆される。この外層は、必ずしも透明である必要はないが、普通は透明であり、メッシュファブリックをフレキシブルホースに固定し、かつこのホースを保護する。このタイプのブレードの場合、フレキシブルホースはブレードを有しないホースに比して高圧に耐えるのに適しており、またホースの変形を小さくするのに適している。織り方が非伸長タイプであるため、内層の変形が防がれるからである。

前記メッシュ強化ホースの欠点は、柔軟性が割合に小さいということである。すなわち、このホースで実現しうる曲げ半径は、ニットホースの場合のそれに比してかなり大きい。

もう一つの従来型のフレキシブルホースは、ホースの外側部分を包囲するブレードを、織らずに、編むことによって作るものである。

本件と同一出願人によるＥＰ−Ａ−０ ５２７ ５１２号明細書には、独特のニット強化材を備えたホースが開示されている。この強化材においては、それぞれの編み目が、かどに編み合わされるフィラメントによって台形状のループとなるように形作られる。このタイプのニット強化材は、類似のニットフレキシブルホースに比して、ホースをより強化する、という長所を有する。

公知のように、編み地は特殊な生地（ｗｅａｖｉｎｇ）である。編み地は、多少なりとも複雑なターン（ループあるいはベーシックステッチとも呼ばれる）によって相互連結される一つ以上のスレッドによって得られる。このターンが編み地に大きな弾性を与える。

いわゆる鎖編みは、一連の相互に平行なスレッドによって構成される。これらのスレッドは、複数のスプールによって供給され、よこ方向と鎖方向とのどちらにおいてもからみ合う同数の編み目の列が形成されるように湾曲させられる。これらのスレッドの編み合わせによって、一連の、編み目の横方向の行と、一連の、編み目または畝の縦方向の列とが形成される。

もっとも普通の市販のフレキシブルホースの一つは、編み方がトリコット鎖タイプのものである。トリコット鎖タイプというのは、各スレッドに、右側に一つ以上のスレッドを、左側に一つ以上のスレッドを編み合わせることによって、編み目が形成されるような編み方を意味する。

トリコット編み地は、周知のように圧力増大によりホース径が増大すると降伏するので、この編み地を備えたフレキシブルホースは柔軟性が大きい。しかし、編み地特にトリコット編み地の欠点は、圧力が増大すると、ホースが、ホース内を圧力下で流れる流体によるねじり効果にさらされる、ということである。これは、編み目の行のらせん配置による。この配置は、実質的に縦方向の列の配置と異なり、ホースに、釣り合わない反作用特にトルクを生じる。

本件と同一出願人によるＥＰ−Ａ−０ ６２３ ７７６号明細書には、ホースが開示してあり、このホースは、内側から外側へ、外表面を有するプラスチックまたはゴムの内層、鎖編み部品であって、編み目の行と列を有し、管状の形であって、前記内層の外表面の回りに一層に巻かれている鎖編み部品、外側の編み目保護層、を有し、編み目の行と列がホースの縦方向軸に対して、実質的に同じ傾斜角だけ互いに反対方向に傾斜していて、ホース内の圧力負荷によって生じるトルクの効果を排除するようになっている。

この先行特許は、ニット強化部品のいろいろなパラメータ、たとえばピッチ、傾斜角、および単位長さあたりのスレッド数、の間の関係を与えておらず、またこれらと内層の寸法パラメータとの関係も与えていない。したがって、関与パラメータが多く、またこれらの可能な組合せが多数存在するため、当業者は、意図する結果を確実に実現するため、あるいは少なくともホースの反トルク効果を最適化するために必要な情報のすべては得ていない、ということになる。

本発明の目的は、前記の欠点を排除することである。

本発明のもう一つの目的は、たとえば、柔軟性を損なうことなくまた耐圧特性を低下させることなく、流体の圧力によって編み地に生じるトルクを排除するために、ブレードおよび内層のいろいろなパラメータの間の関係を与えることである。

この目的および以下で明らかになる他の目的は、本発明によるフレキシブルホースの製造方法によって実現される。本発明のフレキシブルホースの製造方法は、請求項１の内容によれば、一連の強化フレキシブルＰＶＣホースを製造する方法であって、一連のホースのそれぞれについて、ａ）１２．５ｍｍから３７ｍｍの範囲の外径（φ_o）および縦方向軸（Ｙ）を有する少なくともひとつのＰＶＣ管状内層（２）を実現し、ｂ）少なくともひとつの該管状内層（２）の外表面上に、トリコット鎖タイプの編み目から成る鎖編みタイプの強化材（３）の管状の単層を該内層と同軸上に形成し、該鎖編みタイプの強化材（３）が、縦方向の単位長さあたりの編み目数（Ｎ_m）を有する、実質的に平行な編み目の行（４）と、縦方向の単位長さあたりの編み目数（Ｎ_r）を有する、実質的に平行な編み目の列（５）とを有し、ｃ）強化材層（３）上にＰＶＣの外層（６）を該強化材層の保護の為に重ね合わせる、ステップから成り、該編み目の行（４）および該編み目の列（５）がそれぞれの縦方向ピッチ（Ｐ_m、Ｐ_r）と傾斜角（α、β）とを有する実質的ならせんであり、これらの傾斜角が縦方向軸（Ｙ）に関して互いに相対しており、一連のホースのそれぞれについて、下記の式に基づいて、該編み目の列（５）の縦方向ピッチ（Ｐ_r）が該内層（２）の外径（φ_o）の２乗に実質的に比例し： Ｐ_ｒ＝Ｋ（φ_o）^２ ここで、Ｋは０．３５〜０．５０ｍｍ^−１の範囲にあり、また、実質的にらせん状の編み目の該行（４）および該列（５）が、異なった傾斜角（α、β）を有し、該内層（２）の外径（φ_o）の全ての値において、これらの傾斜角の和が実質的に一定で、９０°に等しいかまたはこれよりもわずかに小さく、編み目の列と行によって発生する力が釣り合って、相殺するような方式で、ホースの内部圧力により生じるトルクを排除する、方法において、一連のホースのそれぞれについて、編み目の行（４）の縦方向ピッチ（Ｐ_m）が実質的に一定であり、該内層（２）の外径（φ_o）に無関係であり、一連のホースのそれぞれについて、該編み目の列（５）の該編み目数（Ｎ_r）が該内層（２）の外径（φ_o）に実質的に直接比例する、ことを特徴とする方法である。

ここでの意外な発見によれば、流体の内部圧力によって誘起されるトルクを排除するためには、編み目の列のピッチは内径の増大とともに増大しなければならないが、編み目のらせんスレッドのコイルの解けによって誘起される回転に有効に対抗するためには、線形関係ではなく、２乗関係で増大しなければならない。

同時に、編み目の行の縦方向ピッチは、実質的に一定に保つことができ、内層の外径には無関係とすることができる。

好ましくは、ホースの単位長さあたりの編み目の列の数は内層の外径に直接比例する。

本発明のさらなる特徴と利点は、添付の図面に単なる非限定例として示す本発明の好ましい実施態様に関する以下の説明により明らかになるであろう。

添付の図面において、本発明によるフレキシブルホースの全体を参照番号１で示す。このフレキシブルホースは、ＰＶＣで作られた内層２から成る。内層２は、実質的に管状である。内層２は、フレキシブルホースの軸と一致する縦方向軸Ｙ、内径φ_iの内表面、および直径φ_oの外表面を有する。

参照番号３で全体を示す鎖編み部品は、内層２を覆うように編まれている。この部品３は、実質的にらせん状の編み目の行４と、やはり実質的にらせん状の編み目の列５とから成る。編み目の行４のそれぞれは互いに平行で、図２のホース１０の軸Ｙに対して傾斜角αを有する。編み目の列５は軸Ｙに対して傾斜角βを有するが、行４とは傾斜の向きが逆である。

前記の行および列は、それぞれの縦方向ピッチＰ_mおよびＰ_rを有する。さらに、編み目の単位長さ（１００ｍｍ）あたりの行または列の数（ｌｉｎｅａｒ ｃｏｕｎｔ ｏｒ ｎｕｍｂｅｒ）は、それぞれＮ_mおよびＮ_rである。

すでに知られているように、ブレード３が巻かれる内層２の外径φ_oが増大すると、トルクを抑制しうるためには列のピッチを増大させる必要がある。しかしこれまで、これらのパラメータの間の正確な関係は明確にされていなかった。試験と実験により、意外なことに、これらのパラメータの間の関係は線形ではなく、２乗の関係であるということが確認できた。

すなわち、この関係は次の一般式で表すことができる。
Ｐ_r＝Ｋφ² （１）
この式で、パラメータＫは材料と使用する計測単位とに依存する。
ＰＶＣの場合、すべてのパラメータをｍｍ単位で表すと、式（１）の定数Ｋは一般に０．３５〜０．５０ｍｍ^-1の範囲にあり、好ましくは、大体０．４５ｍｍ^-1に等しい。

図１のホースのニット強化材はトリコットタイプの鎖編み目から成るということに注意する。これらの編み目は、いわゆる編み機によってホース上に直接形成させることができる。この編み機は市販されており、この編み機による編み目形成法は周知である。

ホースの軸Ｙに関して傾斜し、交差しているこの構成により、たとえば実質的に縦方向の列を有する通常の鎖編み目の場合にホースに発生するトルクが打ち消される。これに対して、列を縦方向でなく横断方向に配置することにより、らせん形の行４のコイル巻きによって発生する回転力成分が打ち消される。

このタイプの編み地により、編み目の列と行によって発生する力が釣り合って、相殺するにいたる。したがって、ホース１は、ホース内の流体の圧力によって誘起されるトルクに対して相当に鈍感になる。

一方、編み目の行の縦方向ピッチＰ_mは実質的に一定に保つことができ、内層の外径φ_oに無関係であるということに注意する。
さらに、ホースの単位長さあたりの編み目の列の数Ｎ_rは実質的に直接に外径φ_oに比例する。

角αとβは一般に異なっているが、これらの角の和は、内層２の外径φ_oの値が変化しても、大体一定で、９０°に等しいかまたはこれよりもわずかに小さい。

特に、観察結果によれば、編み目の列５の傾斜角βは、実質的に、内層２の外径φ_oの平方根に比例する。

外径φ_oの値として１２〜３７ｍｍ、内径φ_iの値として１０〜３２ｍｍを使用した場合、観察結果によれば、単位長さあたりの行の数Ｎ_mは実質的に一定で、１００ｍｍあたり３０〜４０行の範囲にあり、平均値は１００ｍｍあたり３５行である。

同じ条件の場合、単位長さあたりの列の数Ｎ_rは、実質的に、内層２の外径φ_oに比例し、１００ｍｍあたり１０〜１６行の範囲にある。

本発明の実施例の前記パラメータを、下記の表Ｉにまとめる。また、これらのパラメータの大部分を図３のグラフに示す。

最後に、ＰＶＣ製の外層６は、他のすべての公知のフレキシブルホース構造物で行われるように、前記のようなホース表面上に形成される鎖編み地を固定する。

編み目の列と行の傾斜角は、ホースの材料、ホースの直径、編み地のタイプ、スプールの数、行と列のピッチ、ならびにスレッドのタイプおよび／または番手に応じて、前記の値をわずかに変更することができる、ということに注意することが重要である。

本発明による方法により製造されたフレキシブルホースの部分図である。 図１のホースの断面図である。 本発明の強化ブレードの鎖編みの主要パラメータを、内層の外径に対して示すグラフである。

Claims (3)

1. 一連の強化フレキシブルＰＶＣホースを製造する方法であって、一連のホースのそれぞれについて、
   ａ）１２．５ｍｍから３７ｍｍの範囲の外径（φ_o）および縦方向軸（Ｙ）を有する少なくともひとつのＰＶＣ管状内層（２）を実現し、
   ｂ）少なくともひとつの該管状内層（２）の外表面上に、トリコット鎖タイプの編み目から成る鎖編みタイプの強化材（３）の管状の単層を該内層と同軸上に形成し、該鎖編みタイプの強化材（３）が、縦方向の単位長さあたりの編み目数（Ｎ_m）を有する、実質的に平行な編み目の行（４）と、縦方向の単位長さあたりの編み目数（Ｎ_r）を有する、実質的に平行な編み目の列（５）とを有し、
   ｃ）強化材層（３）上にＰＶＣの外層（６）を該強化材層の保護の為に重ね合わせる、
   ステップから成り、
   該編み目の行（４）および該編み目の列（５）がそれぞれの縦方向ピッチ（Ｐ_m、Ｐ_r）と傾斜角（α、β）とを有する実質的ならせんであり、これらの傾斜角が縦方向軸（Ｙ）に関して互いに相対しており、
   一連のホースのそれぞれについて、下記の式に基づいて、該編み目の列（５）の縦方向ピッチ（Ｐ_r）が該内層（２）の外径（φ_o）の２乗に実質的に比例し：
   Ｐ_ｒ＝Ｋ（φ_o）^２
   ここで、Ｋは０．３５〜０．５０ｍｍ^−１の範囲にあり、
   また、実質的にらせん状の編み目の該行（４）および該列（５）が、異なった傾斜角（α、β）を有し、該内層（２）の外径（φ_o）の全ての値において、これらの傾斜角の和が実質的に一定で、９０°に等しいかまたはこれよりもわずかに小さく、編み目の列と行によって発生する力が釣り合って、相殺するような方式で、ホースの内部圧力により生じるトルクを排除する、方法において、
   一連のホースのそれぞれについて、編み目の行（４）の縦方向ピッチ（Ｐ_m）が実質的に一定であり、該内層（２）の外径（φ_o）に無関係であり、
   一連のホースのそれぞれについて、該編み目の列（５）の該編み目数（Ｎ_r）が該内層（２）の外径（φ_o）に実質的に直接比例する、ことを特徴とする方法。
2. 一連のホースのそれぞれについて、該編み目の列（５）の該編み目数（Ｎ_r）が１００ｍｍあたり１０〜１６列の範囲にあることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法により製造された一連の強化フレキシブルＰＶＣホース。

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