JP2021004650A - ホース、ホースカバー及びホースの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】使用に際してホースカバーを取付ける必要をなくして、作業の手間を大幅に削減できるようにする。【解決手段】編組スリーブ１３を外周面に備えたホース１１において、編組スリーブを構成する素材の一部に熱融着性の材料を備え、編組スリーブを、内部のホース本体１２に対応する太さの筒形に形成する。編組スリーブ１３は、ホース本体１２の外周面上でヒートセットされて保持される。ヒートセットの温度は、編組スリーブを構成する熱融着性の材料の熱融着温度に設定する。【選択図】図１

Description

この発明は、各種機械機器に用いられる油圧ホースのようなホース、特にその保護のための構造に関する。

油圧ホースには、主に大型機械等に用いられるゴムホースと、主に小型機械等に用いられる樹脂ホースがある。いずれのタイプのホースも、ホースを破損や摩耗、損傷などから保護するためにホースカバーで被覆して使用される。

そのホースカバーには、図７に示したような樹脂製のスパライル型のカバー１０１がある。図７中、１０２はホースを示している。そのほか、下記特許文献１に開示されているように経糸と緯糸を用いて織られた偏平な筒状をなすニードルタイプと呼ばれるカバーと、下記特許文献２に開示されているように編組スリーブからなるカバーがある。

前述の２つのタイプのホースのうち、主として小型機械等に用いられる樹脂ホースは、ゴムホースに比べて口径が小さい。樹脂ホースの外径は２０ｍｍよりも小径である。このため、前述したニードルタイプのホースカバーや編組スリーブからなるホースカバーも細く形成されている。

これらのホースカバーは、スパイラル型のホースカバーのように巻き付けて被覆することはできないので、ホースを被覆するのに際しては、差し込む作業が必要である。

しかし、ホースもホースカバーも細いため、差し込み作業は容易ではなかった。

つまり、ニードルタイプのホースカバーは伸縮性がないので、ホースが内部で引っかかっても無理に押し込めば差し込みできるが、偏平形状であるので差し込みの端緒を作るのが面倒である。編組スリーブからなるホースカバーは筒状になっているので、差し込みの端緒を作る作業は軽減されるが、狙いを定めて差し込むのが難しい。編組スリーブからなるホースカバーはまた、伸縮性があるので内部でホースが引っかかると一度引き戻して向きを直して再度差し込むというような作業が必要になる。

また、ホースの取り付けに際しては、ホースの端部に金具が必要である。伸縮性のないニードルタイプのホースカバーでは、金具に引っかからないように金具の長さを考慮して短めに切断して使用する必要があって、このことも、ホースを被覆する作業を困難にする一因であった。

この点、図７に示したスパイラル型のホースカバー１０１は、らせん状に巻き付けるようにすると被覆できるので、基本的には作業性が良い。このため、樹脂ホースの保護には、主にスパイラル型のホースカバーが用いられてきた。

しかしながら、ホースの位置や長さ、ホースの敷設形態、ホース周囲の空間の広さや形状によっては、スパイラル型のホースカバーであってもホースに巻き付ける作業に手間がかかることがある。

また、スパイラル型のホースカバーの場合には、表面にらせん状の隙間ができることもあって、摩擦によってホースカバーがずれたり捲れたり外れたりすることがあり、ホースの保護が不十分になることもあった。

登録実用新案第３１８７５６９号公報 特許第４９８１４９８号公報

この発明は、使用に際しての手間を大幅に削減できるようにすることを主な目的とする。

そのための手段は、編組スリーブを外周面に備えたホースであって、前記編組スリーブが、前記ホースに対応する太さの筒形に形成されるとともに、前記ホースの外周面上でヒートセットされたホースである。

この構成では、ホースの外周面上に位置している編組スリーブがホースカバーとしてホースを破損や摩擦、損傷から保護する。保護に際して、筒形の編組スリーブは、ホース周方向全体を開く部分なしに閉じた状態で覆い、ホースの形状になじんで形態や寸法が安定している。そして編組スリーブは、繊維を三つ編み状に編み上げて形成されるので、必要に応じてホース上で伸縮するとともに、ホースに対して相対移動可能である。

この発明によれば、編組スリーブ、つまりホースカバーはあらかじめホースの表面を覆っているので、ホースの使用に際して改めてホースカバーで被覆する手間を省け、作業の簡略化がはかれる。しかも、スパイラル型のホースカバーのように巻き付ける作業が不要なので、例えば狭小空間などでもホースの取り付け作業が簡単である。

また、編組スリーブは伸縮可能であるので、ホースの端部に取り付ける金具の長さを考慮することなく金具を含めた長さで切断してもよく、この点からも作業性の向上がはかれる。

さらに編組スリーブはホースに対応する太さであるので、後でホースを差し込んで被覆する場合と比べて細くてよい。このため、材料の削減を図りコストの低減も可能である。

ホースの一部破断正面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 編組スリーブの一部拡大断面図。 編組スリーブを構成する繊維の斜視図。 ホースの製造方法の説明図。 試験装置の概略構成図。 従来のホースカバーを備えたホースの正面図。

この発明を実施するための一形態を、以下図面を用いて説明する。

図１に、油圧アクチュエータを備えた機械機器に好適に用いられるホース１１の一部破断正面図を、図２に、図１のＡ−Ａ断面を示す。ホース１１は、内部に作動油を流すホース本体１２と、ホース本体の外周面を被覆する編組スリーブ１３を有している。

ホース本体１２は、ポリエステルやポリウレタンなどの樹脂を用いて形成されており、曲げが可能な円筒形である。ホース本体１２の長さは適宜設定される。

ホース本体１２の外周面に備えられた編組スリーブ１３は、既存の製紐機（編組装置）によって、繊維を三つ編み状に編み上げて形成される。編組スリーブ１３の形状は円筒形であり、周方向に割れや開く部分がなく全周にわたって閉じている。

繊維には適宜の合成樹脂材料が用いられるが、例えばポリエチレンやポリアミド、ナイロン、特に６６ナイロンからなるモノフィラメントが好適に用いられる。６６ナイロンは、擦り切れや、へたり、熱、摩擦に強いからである。

編組スリーブ１３は、図３に一部を拡大して例示した断面図のように、編組スリーブ１３を構成するフィラメント同士が熱融着部１３ａによって結合されている。

熱融着部１３ａの形成は、編組スリーブ１３を構成する素材の一部に熱融着性の材料を備えて、熱処理をすることでなされる。

熱融着性の材料を備える態様は適宜設計され得るが、編組スリーブ１３の伸縮性を確保できる態様である。つまり、フィラメント同士が熱融着部１３ａによって長手方向の側面や互いの交点において結合されていても、フィラメントの形状やフィラメントの間に形成される隙間（開口）の形状が変形するように設計される。その態様として、例えば、熱融着性の材料として繊維（フィラメント）状または糸状の熱融着糸を使用し、図４に示したように、熱融着糸３２を、編組スリーブ１３を構成する主たるモノフィラメント３１と共に引き揃える。このとき、熱融着糸３２の存在割合も適宜設定される。モノフィラメント３１と熱融着糸３２の混合割合は、例えば９：１〜８：２程度の範囲に設定するとよいが、その範囲でも、熱融着糸３２の混合割合は極力少なくするのが好ましい。熱融着糸３２は、耐摩耗性等の点で強度が高くないからである。

熱融着性の材料としては、９０℃〜９５℃で溶融するように設計した、例えば６ナイロンのようなものを使用するとよい。

円筒形をなす編組スリーブ１３の太さは、ホース本体１２に対応する太さ、つまりホース本体１２の外径に合う太さに形成されている。換言すれば、編組スリーブ１３はホース本体１２に嵌って安定する太さである。具体的には、編組スリーブ１３の内径は、ホース本体１２の外径と同じか、それよりも若干大きく又は小さく設定される。編組スリーブ１３は伸縮性を有し、縮んだ時には拡径し、伸びた時には縮径するので、編組スリーブ１３の内径は、ホース本体１２から外した状態においてホース本体１２の外径よりもわずかに小径であってもよい。

また編組スリーブ１３の組織は、ホース本体１２の外周面上でヒートセットされて、形態安定性と寸法安定性のある、ホース本体１２の形状になじんだ状態である。

ヒートセットの仕方には乾式でも湿式でも適宜の方法を採用し得るが、ホース本体１２の耐熱温度よりも低い温度、例えば１００℃以下の温度にさらす方法が好適に採用される。この熱処理としては、所定温度の湯に浸漬する湿式による方法が簡便である。

また、このヒートセットは前述の熱融着部１３ａの形成と同一の処理で行う。このため、前述した熱融着性の材料（熱融着糸３２）には、ヒートセットの温度で熱融着するものが使用される。前述例のように９０℃〜９５℃で溶融するように設計した６ナイロンを使用すれば、沸騰する程度の湯に浸漬すれば、熱融着部13aを形成できる。浸漬時間は、熱融着糸３２の太さや融点などの条件によっても異なるが、熱融着糸３２の融着にはホース本体の温度も上昇する必要があるため、例えば５分などの適宜の時間に設定される。

このような構成のホース１１は、図５に模式的に示したようにして製造される。

すなわち、編組スリーブ１３を外周面に備えたホース１１の製造方法は、次の工程を有している。それは、ホース本体１２の外周面に編組スリーブ１３を編み上げる編み上げ工程（図５（ａ））と、内部にホース本体を備えた状態のまま編組スリーブ１３にヒートセットを行うヒートセット工程（図５（ｂ））である。

編み上げ工程（図５（ａ））は、あらかじめ製造されたホース本体１２を繰り出しながら、ホース本体１２の外周面上に製紐機５１を用いて編組スリーブ１３を形成する。その後のヒートセット工程（図５（ｂ））は、ホース本体１２と編組スリーブ１３を所定温度の湯５２に浸漬して加熱する。図５中、５３は浸漬槽、５４はヒータである。所定時間の熱処理後にホース１１を湯５２から取り出し、エアの吹き付けなどによりホース１１を水切り乾燥させる。

このようにして製造したホース１１について、編組スリーブ１３によるホース本体１２の保護性能に関する試験を行った。

試験は、耐摩耗性試験（ＪＩＳ Ｄ ４６０４）であり、編組スリーブ１３で被覆された状態のホース１１を試料として、次のように行われる。

試料を、温度２０±２℃、相対湿度（６５±２）％で２４時間放置した後、試験を行う。この試験は、図６に概略を示したような試験装置６１に対して試料６２を取り付けて行われる。試料６２の長手方向の一端に質量２．３５Ｋｇの重錘６３を吊るし、試料６２の長手方向の他端をドラム６４の外周面に固定する。試料６２の長手方向の中間部分は、横架された六角棒６５の上に渡されており、試料６２は側面から見て略逆Ｌ字状に曲がった状態である。六角棒６５は、断面形状が正六角形である。ドラム６４はクランク６６により回転し、試料６２を重錘６３による引張に抗して引き上げて、六角棒６５の２か所の角で往復摩擦する。往復運動の繰返し速度は毎分３０回であり、行程は３３０ｍｍである。

試料６２としては、つぎのものを用意した。
試料Ａ；樹脂ホース（内径６．３ｍｍ、外径１０．６ｍｍ、株式会社ブリヂストン製の鉱物性作動油用樹脂ホースＳＰＬ０４）に、外径１２．３５ｍｍ、厚み１ｍｍの編組スリーブを被覆したもの。
試料Ｂ； 樹脂ホース（内径９．５ｍｍ、外径１５．２ｍｍ、株式会社ブリヂストン製の鉱物性作動油用樹脂ホースＳＰＬ０６）に、外径１５．７０ｍｍ、厚み１ｍｍの編組スリーブを被覆したもの。
試料Ｃ； 樹脂ホース（内径９．５ｍｍ、外径１５．２ｍｍ、株式会社ブリヂストン製の鉱物性作動油用樹脂ホースＳＰＬ０６）に、適用ホース径９ｍｍ〜２００ｍｍのスパイラル型のホースカバーを被覆したもの。

試料Ａ，Ｂの編組スリーブは、いずれも、ナイロン６６を９０％、６ナイロンを１０％用いたものである。編組スリーブの厚み１ｍｍは、最も厚い部分の厚さであり、おおよその厚さである。スパイラル型のホースカバーはポリエチレン製である。

また、いずれの試料も長さは１００ｃｍにして実験を行った。

試験回数（往復回数）は、２，０００回、５，０００回、１０，０００回の３区分とし、それぞれ所定の試験回数に達した時点でドラム６４の回転が自動的に止まるように設定して試験を行った。

なお、各試験回数の試料はそれぞれ別である。つまり、各試料は２，０００回の試験に用いるものと、５，０００回の試験に用いるものと、１０，０００回の試験に用いるものを用意した。

結果は、表１に示したとおりである。表１には、縦に試料名を並べ、横に試験回数を並べて、試料と試験回数ごとに、ホースの外観写真（上段）と所見（下段）を掲載している。

つまり、試料Ａについては、表１の写真から判るように、２，０００回、５，０００回のいずれも、編組スリーブに目立った変化はなかった。１０，０００回になると、編組スリーブの擦れた箇所がわずかに毛羽立ったものの、大きな変化はなかった。

試料Ｂについては、２，０００回では編組スリーブに目立った変化はなかった。５，０００回、１０，０００回になると、編組スリーブの擦れた箇所がわずかに毛羽立ったものの、大きな変化はなかった。

編組スリーブの目立った大きな変化は、１０，０００回の試験でも見られなかったので、ホース本体は十分に保護できると考えられる。

一方、試料Ｃについては、試験回数が約３００回となった時点でスパイラル型のホースカバーがホース本体から外れてしまい、測定不能となってしまった。ホース本体がむき出しになったことによって、ホース本体には容易に視認できる損傷が見られた。

試料の長手方向に沿って六角棒の２つの角が当たって摩擦する試験であるが、約３００回という、１０，０００回に比べて極めて少ない試験回数で、保護の機能を果たさせない状態になってしまったことが判る。

以上のように、試料Ａ，Ｂのいずれも、ホース本体の保護機能を有すると考えられることが判ったが、このような試験後、各試料の摩耗量と摩耗率について、参考までに調べてみた。摩耗量と摩耗率は、試験の前後にわたる試料の重量を測定して、その測定結果から算出して求めた。

結果は表２のとおりである。表２では、縦に試料名と試験回数を並べ、横に試験前重量と、試験後重量と、摩耗量と、摩耗率を順に並べている。

つまり、試料Ａでは、いずれの試験回数のものでも、摩耗率が０．１％と低かった。

試料Ｂでは、２，０００回、５，０００回、１０，０００回の試験区において、それぞれ１．０％、０．９％、０．８％と、試験回数に関わらず、摩耗量が１．０％以下であった。

ここで、各試料におけるホース本体の外径と編組スリーブの内径の差をみると、試料Ａが最もその差が小さいことが判る。つまり、試料Ａの場合は、ホース本体の外径が１０．６ｍｍであるのに対して編組スリーブの内径が１０．３５ｍｍ（１２．３５ｍｍ−２ｍｍ）であって０．２５ｍｍである。試料Ｂの場合は、ホース本体の外径が１５．２ｍｍであるのに対して編組スリーブの内径が１３．７０ｍｍ（１５．７０ｍｍ−２ｍｍ）であって１．５ｍｍである。

すなわち試料Ａは、編組スリーブがホース本体の太さに対応する大きさの円筒形であるなかでも、より合っている。つまりフィット感が高い状態である。表１から判るように、試料Ａ，Ｂのいずれでもホースの保護はできるが、試料Ａのほうは外観上においては、他のどの試料よりも耐摩耗性に優れている結果が得られ、表２の摩耗率という数値上でも良好な結果が得られた。これは、編組スリーブがホース本体の形状になじんだ状態で、必要に応じてホース本体上で伸縮するとともに、ホース本体に対して相対移動可能であるため、編組スリーブに過大な負荷がかからないことに起因するのであろうと考えられる。

このことから、編組スリーブの太さがホースの外径に対してより対応しているほうが耐摩耗性に優れていると推認することができる。

以上のように構成されたホース１１は、端部に取り付けられる金具の長さを考慮することなく、編組スリーブ１３部分が切断されて取り付け位置に適用される。ホースカバーである編組スリーブ１３はあらかじめホース本体１２の表面を覆っているので、ホース１１の使用に際して改めてホースカバーで被覆する作業は不要である。このため、作業の手間を省け、作業の簡略化をはかれる。しかも、ホース１１の取り付けに際して巻き付けるような動作が不要であるので、狭小空間などでもホース１１の取り付け作業は簡単である。

またホース１１の取り付けに際して、編組スリーブ１３は伸縮性を有しているので、編組スリーブ１３を縮めればホース本体１２の端部の金具に合わせることができる。必要であれば、金具を被覆することも可能である。このように取り付けに際して、編組スリーブ１３の長さは金具の長さを考慮することなく、金具を含めた長さで切断しても良いので、この点からも作業性の向上がはかれる。

さらに編組スリーブ１３はホース本体１２に対応する太さであって、後でホース本体１２を差し込んで被覆する場合と比べて細くてよい。このため、材料の削減を図りコストの低減も可能である。しかも、前述のように編組スリーブ１３の太さがホース本体１２に対して対応する場合のほうがより耐摩耗性が良く、効果が高い。

編組スリーブ１３を構成する材料には、熱融着性の材料を混ぜており、熱融着部１３ａが存在してモノフィラメント３１同士を部分的に結合一体化しているので、編組スリーブ１３を切断しても、切断部分がほつれることを抑制したり防止したりすることができる。

しかもその一方で、モノフィラメント３１同士の結合は部分的になされてモノフィラメント３１を引き揃えただけのような状態は維持されるので、伸縮性を確保でき、前述のような効果が得られる。

また、そのような熱融着はヒートセットと同時に行われるので、ホース１１の製造は簡素な工程で簡単に行える。この点からも、コストの低減を図ることができる。

１１…ホース
１２…ホース本体
１３…編組スリーブ
１３ａ…熱融着部
３１…モノフィラメント
３２…熱融着糸

Claims (6)

1. 編組スリーブを外周面に備えたホースであって、
   前記編組スリーブが、内部のホース本体に対応する太さの筒形に形成されるとともに、前記ホース本体の外周面上でヒートセットされた
   ホース。
2. 前記編組スリーブを構成する素材の一部に、前記ヒートセットの温度で溶融する熱融着性の材料を有する
   請求項１に記載のホース。
3. 前記熱融着性の材料が、前記編組スリーブを構成するフィラメントに引き揃えられた熱融着糸である
   請求項２に記載のホース。
4. ホース本体の外周面に被覆され編組スリーブからなるホースカバーであって、
   前記ホース本体に対応する太さの筒形に形成されるとともに、
   前記ホース本体の外周面上でヒートセットされた
   ホースカバー。
5. 当該ホースカバーを構成する素材の一部に、前記ヒートセットの温度で溶融する熱融着性の材料を有する
   請求項４に記載のホースカバー。
6. 編組スリーブを外周面に備えたホースの製造方法であって、
   内部のホース本体の外周面に前記編組スリーブを編み上げる編み上げ工程と、
   内部に前記ホース本体を備えた状態のまま前記編組スリーブにヒートセットを行うヒートセット工程を有する
   ホースの製造方法。