JP4859349B2 - ホース - Google Patents

Description

この発明はスチールワイヤを補強層として使用したホースに関し、さらに詳しくは、耐久性を損なうことなしに圧送流体の脈動音の低減性に優れ、かつ外観に優れたホースに関するものである。

高圧流体を圧送するために使用されるゴムホースには、一般にスチールコードで補強したゴムホースが使用される。これらの中でも、特に油圧ポンプの配管に使用されるゴムホースは、吐出する作動油からの脈動に起因して発生する振動、騒音が大きく、これが外部に放散されて周囲の環境を悪化させるという問題がある。かかる振動、騒音を低減するために、油圧ポンプの構造の改良に加えて、ゴムホースにも振動、騒音を吸収するための柔軟性と高圧の作動油に耐えるための耐久性が要求される。

これら両特性を満たすものとして補強層に使用するスチールワイヤを予めくせ付けした複数の素線を撚り合わせたオープン撚りコードを使用する発明が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

然しながら、上記の発明では、内層と外層との間にスチールコードをスパイラル構造に巻き回す時のコードに負荷される張力により、しばしばオープン撚り構造が崩れて通常の撚りコードに近くなり、コードの伸びが低下して振動、騒音を吸収するためのホースの柔軟性が損なわれる事態が生じていた。また、このような現象が生じない場合にあっても、オープン撚りコードを使用することにより製造されたホースの表面にオープン構造による凹凸が生じ、ホースの外観が劣化するという問題を孕んでいた。
特開２００１−４１３６１号公報（第１−４頁、図１−３）

この発明はかかる従来の問題点に着目し、耐久性を損なうことなしに圧送流体の脈動音の低減性及び外観性に優れたホースを提供することを目的とするものである。

この発明は上記目的を達成するため、スチールワイヤをブレード構造に編組またはスパイラル構造に巻回して補強層として埋設したホースにおいて、前記ブレード構造の場合には、前記スチールワイヤが、三次元的なスパイラル形状にくせ付けされた単線により構成すると共に、該スチールワイヤの切断時の伸度を３〜１５％にし、かつ切断荷重の２０％負荷時の伸びを０．３５％以上にし、前記スパイラル構造の場合には、前記スチールワイヤが、二次元的な波形状、または三次元的なスパイラル形状にくせ付けされた単線により構成すると共に、該スチールワイヤの切断時の伸度を３〜１５％にし、かつ切断荷重の２０％負荷時の伸びを０．３５％以上にしたことを要旨とするものである。

この発明は、上記のように補強層としてスチールワイヤをブレード構造に編組またはスパイラル構造に巻回して補強層として埋設し、このスチールワイヤとして、二次元的な波形状、または三次元的なスパイラル形状にくせ付けした単線を使用したので、圧送される流体の圧力に応じて補強層が伸縮することによりホースを弾力的に膨張させ、作動油からの脈動に起因して発生する振動、騒音を効率良く吸収することができる。

また、波形状またはスパイラル形状にくせ付けされたスチール単線は、直状のスチール単線に比較して略均等の切断強度を有することからホースの耐久性を損なうことがなく、さらにホース表面に凹凸を生じさせて外観を悪くすることがない。

以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。

図１は、この発明の一実施形態によるホースの一部を破断して示すもので、この発明のホースＨには、ゴム、樹脂等からなる内層１と外層２との間に中間層３を介してスチールワイヤ５をスパイラル構造に巻回した４層の補強層４が埋設されている。各補強層４は層間でスチールワイヤ５の巻回方向を異にしている。スチールワイヤ５は、二次元的な波形状、または三次元的なスパイラル形状にくせ付けされている。

これにより、圧送される流体の圧力に応じて補強層４が伸縮することによりホースＨを弾力的に膨張させ、作動油からの脈動に起因して発生する振動、騒音を効率良く吸収することができる。また、波形状またはスパイラル形状にくせ付けされたスチール単線は、直状のスチール単線に比較して略均等の切断強度を有することからホースの耐久性を損なうことがなく、さらにホース表面に凹凸を生じさせて外観を悪くすることがない。

本発明において、補強層４はスチールワイヤ５をブレード構造に編組したものであってもよい。補強層４をブレード構造にした場合は、スチールワイヤ５は三次元的なスパイラル形状にくせ付けされたものを用いる。また、スチールワイヤ５をスパイラル構造に巻回する補強層４の数は４層に限られるものではなく、層間で互いに巻回方向を異にする一対又は複数対により構成させてもよい。

なお、スチールワイヤ５を構成するスチール単線の素線径は、特に限定されないが、０．１５〜０．８０ｍｍのものを使用するとよい。また、波形状またはスパイラル形状のピッチや大きさは、ホースの要求特性に応じて調整するが、スチールワイヤ５の切断時の伸度を３〜１５％とし、かつ切断荷重の２０％負荷時の伸びを０．３５％以上するように調整している。

このように調整することにより圧送流体の圧力に応じて補強層４が伸縮することによりホースＨを弾力的に膨張させ、作動油からの脈動に起因して発生する振動、騒音の吸収効果を一層増大させることができる。

上述するスチールワイヤの切断時の伸度は高ければ高いほどホースＨの膨張性を大きくして圧送流体からの振動、騒音を有効に吸収することができるが、あまり大きくし過ぎるとホースＨの補強効果が不充分となり耐久性が低下するので、本発明では、１５％を上限値とし、下限値をホースＨの体積膨張量を確保して騒音吸収性能を向上させる観点から３％としている。

また、スチールワイヤの切断荷重の２０％負荷時の伸びがあまり小さいとホースＨの膨張性が制約されて圧送流体からの振動、騒音を吸収することができなくなるので、０．３５％を下限値としている。さらに好ましくは、０．５％以上とするとよい。なお、上限値については、上記するように切断時の伸度を設定することから特に限定されるものではない。

補強層を除く全ての仕様を共通にして、補強層に使用するスチールワイヤを表１のように異ならせてスパイラル構造に４層巻回した従来ホース（従来例１，２）及び試験ホース（実施例１，２、比較例１，２）とを作製した。

上記６種類のホースを下記の評価方法により脈動騒音低減性、耐久性及び外観性を評価し、その結果を表１に記載した。

なお、表１において、ホースの柔軟性を示す尺度としてホース体積膨張量を併記し、このホース体積膨張量は、一定の長さのホースに２０．５ＭＰａの内圧を負荷した時の体積膨張量（ml／ｍ）を示している。

〔脈動騒音低減性評価方法〕
２０．５ＭＰａ用１２枚歯ギアポンプに５００ｍｍ長さのホースを接続し、ポンプの回転数が３０００ｒｐｍ時の脈動音をホースから１ｍ離れた位置で聴覚により観測した。これを従来例１を基準として、これより明らかに騒音が低下したものを◎、騒音の低下が認められたものを○、従来例１と同等レベルであったものを×とした。

〔耐久性評価方法〕
２０．５ＭＰａ×１００％台形波条件により破壊に至るまでの回数を調べ、１００万回をクリアしたものを○、クリアできなかったものを×とした。

〔外観性評価方法〕
出来あがったホースの外周面を観察し、表面に凹凸が認められないものを○、表面に凹凸が認められたものを×とした。

その結果、実施例１，２は全ての評価項目について優れ、比較例１は切断荷重の２０％負荷時の伸びが０．３５未満であったことから脈動騒音低減性が不充分で、比較例２は切断時の伸びが１５％超であったことから耐久性が低下することを確認した。

この発明の一実施形態によるホースの一部を破断して示す斜面図である。

符号の説明

Ｈ ホース
１ 内層
２ 外層
３ 中間層
４ 補強層
５ スチールワイヤ

Claims (1)

1. スチールワイヤをブレード構造に編組またはスパイラル構造に巻回して補強層として埋設したホースにおいて、
   前記ブレード構造の場合には、前記スチールワイヤが、三次元的なスパイラル形状にくせ付けされた単線により構成すると共に、該スチールワイヤの切断時の伸度を３〜１５％にし、かつ切断荷重の２０％負荷時の伸びを０．３５％以上にし、
   前記スパイラル構造の場合には、前記スチールワイヤが、二次元的な波形状、または三次元的なスパイラル形状にくせ付けされた単線により構成すると共に、該スチールワイヤの切断時の伸度を３〜１５％にし、かつ切断荷重の２０％負荷時の伸びを０．３５％以上にしたホース。

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