JP5028558B2 - 積層補強ホース - Google Patents

Description

本発明は、例えば食品、飲料、医療機器、化学やその他の工業に用いられる耐圧性能に優れたシリコーン積層補強ホースや、その他の材料からなる耐圧性に優れた積層補強ホースに関する。
詳しくは、合成樹脂やゴムなどからなる内層と外層との間に、補強糸又は補強繊維などからなる補強線材を螺旋状に巻き付けた積層補強ホースに関する。

従来、この種の積層補強ホースとして、主成分がシリコーンゴムで成形された内層と外層との間に、補強糸又は補強繊維からなるブレードを筒状にニット編みして層状に形成することにより、シリコーンゴムからなる内層及び外層がホースの軸方向へ伸縮することに伴い、筒状にニット編みされたブレードも同方向へ伸縮して、ブレードの糸抜けを防止すると共に、ニット編みされたブレードの交差する編み方向を、ホースのねじれに対して交差する二方向の編み列に作用する力が釣り合うように、ホースの軸方向から所定角度に傾斜させて螺旋状に巻き付けることにより、ホース全体が周方向へねじれた時には、交差する二方向の編み列に作用する力が釣り合あって、ホースが筒状に保形されるため、ホースのねじれに対する剛性をアップさせてねじれによるホースの潰れを防止するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１９７７７４号公報（第２−５頁、図１−２）

しかし乍ら、このような従来の積層補強ホースでは、ホース内の圧力上昇により補強糸又は補強繊維が径方向へ膨張してホース全体が膨らみ易いと共に、径方向への圧縮によりキンク（潰れて内部閉塞する現象）し易いという問題があった。
また他の補強ホースには、内層と外層との間にコイルを巻装して一体化することにより、ホース内が圧力上昇しても径方向へ膨張し難いと共に潰れ難いコイル補強ホースがある。
しかし、このコイル補強ホースは、ホース内の圧力上昇によってホース全体が捻れたり軸方向へ伸び易く、この点において保形性能が劣るという問題があった。
このようにホースの外径変化が大きいと、ホース内を透過する流体の流量が安定せず、軸方向への伸び率が大きいと、配管したホースが垂れて機械設備に接触したり、ホースが脈動するなど危険であり、ホースの捻れが大きいと、取り扱い難くなると共に接続金具から抜け易くなるという問題がある。
即ち、これらの性能は、ホースの品質を決定する上で最も重要な性能である。

本発明のうち請求項１記載の発明は、保形性能が優れたバランスの良い積層補強ホースを提供することを目的としたものである。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明の目的に加えて、擦れによる補強糸又は補強繊維の切れを防止することを目的としたものである。
請求項３記載の発明は、請求項２に記載の発明の目的に加えて、保形性能が優れたバランスの良いシリコーン補強ホースを提供することを目的としたものである。
請求項４記載の発明は、請求項２または３に記載の発明の目的に加えて、ホース内の流体を透視可能に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、本発明のうち請求項１記載の発明は、内層と外層との間に、補強糸又は補強繊維からなる補強層を有する積層補強ホースであって、前記内層と前記外層との間で内側に、前記補強糸又は前記補強繊維が筒状に編み込まれた前記補強層を形成し、外側に前記補強層に沿ってコイルを螺旋状に巻き付け、前記補強層は、ホースの軸方向へ延びる縦編み列と、これに交差して前記ホースの周方向へ延びる横編み列とを、前記ホースの径方向へ伸縮自在にニット編みし、前記縦編み列を前記ホースの軸方向に対し適宜角度で傾斜させて螺旋状に編み込むと共に、前記横編み列を前記コイルの巻き付け方向と逆向きの螺旋状に編み込むことを特徴とする
ものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に、前記補強層と前記コイルとの間に中間層を形成し、前記中間層を挟んで内側に前記補強層を配置し、外側に前記コイルを巻装した構成を加えたことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明の構成に、前記内層と前記外層を主成分がシリコーンゴムで成形し、前記内層と前記外層との間に、主成分がシリコーンゴムで成形された前記中間層を形成し、前記中間層を挟んで前記補強糸又は前記補強繊維を前記ホースの軸方向へ所定角度に傾斜させて筒状にニット編みすると共に、この編み込まれた前記補強層と反対側の周面に沿って前記コイルを巻装して一体化した構成を加えたことを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項２または３記載の発明の構成に、前記内層と前記外層と前記中間層が透明である構成を加えたことを特徴とする。

本発明のうち請求項１記載の発明は、内層と外層との間で内側に、補強糸又は補強繊維が筒状に編み込まれた補強層を形成し、外側に前記補強層に沿ってコイルを螺旋状に巻き付け、前記補強層は、ホースの軸方向へ延びる縦編み列と、これに交差して前記ホースの周方向へ延びる横編み列とを、前記ホースの径方向へ伸縮自在にニット編みし、前記縦編み列を前記ホースの軸方向に対し適宜角度で傾斜させて螺旋状に編み込むと共に、前記横編み列を前記コイルの巻き付け方向と逆向きの螺旋状に編み込むことにより、前記補強層の補強糸又は補強繊維が径方向へ変化し易い欠点と、コイルが捻れたり軸方向へ伸び易い欠点が打ち消され、これらの組み合わせ以上の保形性能が得られる。
従って、保形性能が優れたバランスの良い積層補強ホースを提供することができる。
その結果、ホース内の圧力上昇により編み込み補強層が径方向へ膨張してホース全体が膨らみ易い従来のものに比べ、耐圧性能が向上し、用途が広くなって使い勝手が良い。

請求項２の発明は、請求項１の発明の効果に加えて、補強糸又は補強繊維とコイルとの間に中間層を形成し、この中間層を挟んで補強糸又は補強繊維とコイルを逆向きに巻き付けることにより、補強糸又は補強繊維とコイルがホース製造時及び使用時に接触しない。
従って、擦れによる補強糸又は補強繊維の切れを防止することができる。
さらに加えて、中間層を挟んで内側に補強糸又は補強繊維からなる補強層を配置し、外側にコイルを巻装することにより、ホース内の圧力が上昇しても外側のコイルが中間層を挟んで編み込み補強層が径方向へ膨張するのを上から抑える。
従って、ホース内の圧力上昇に伴って外層が膨らんで剥離するのを防止することができる。
その結果、品質を安定できる。

請求項３の発明は、請求項２の発明の効果に加えて、主成分がシリコーンゴムで成形された内層と外層との間に、主成分がシリコーンゴムで成形された中間層を形成し、この中間層を挟んで補強糸又は補強繊維をホースの軸方向へ所定角度に傾斜させて筒状にニット編みすると共に、この編み込まれた補強層と反対側の周面に沿ってコイルを巻装して一体化することにより、編み込まれた補強層の径方向へ膨張し易い欠点と、コイルが捻れたり軸方向へ伸び易い欠点が打ち消され、これらの組み合わせ以上の保形性能が得られる。
従って、保形性能が優れたバランスの良いシリコーン補強ホースを提供することができる。
その結果、ホース内の圧力上昇により編み込み補強層が径方向へ膨張してホース全体が膨らみ易い従来のものに比べ、耐圧性能が向上し、用途が広くなって使い勝手が良い。

請求項４の発明は、請求項２または３の発明の効果に加えて、内層と外層と中間層を透明にすることにより、これらの層を通して補強糸又は補強繊維からなる補強層及びコイルの隙間からホース内部が外部から透視可能となる。
従って、ホース内の流体を透視できる。

本発明の積層補強ホースＨは、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、補強糸又は補強繊維を螺旋状に巻き付けることで、補強層３が形成されると共に、必要に応じて該補強層３との間に中間層４を挟み込んでから、コイル５を上記補強層３の補強糸又は補強繊維と逆向きの螺旋状に巻き付けて構成される。

上記補強層３の補強糸又は補強繊維としては、例えばポリエステルやナイロンやアラミド繊維か又は細いモノフィラメントを編んだマルチフィラメントなどが使用される。

上記コイル５としては、例えばステンレスなどの金属線や太いモノフィラメントなどの硬質合成樹脂製の線材か又はそれらの組み合わせからなる。
この太いモノフィラメント（延伸モノフィラメント）を使用すれば、剛性に優れ、金属線に比べホースＨの切断が容易で軽量化も図れることから望ましい。
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、本発明の積層補強ホースＨが、図１に示す如く、内層１と外層２との間に、補強糸又は補強繊維からなるブレード３ａ，３ｂが筒状に編み込まれた補強層３と、この編み込まれた補強層３と隣接する中間層４と、この中間層４を挟んで補強層３と反対側の周面４ａ沿いに巻装されたコイル５とを一体的に積層すると共に、上記ブレード３ａ，３ｂの編み込み方向とコイル５の巻き付け方向を逆にしたシリコーン補強ホースである場合を示すものである。

上記内層１、外層２及び中間層４は、その主成分が柔軟性に優れた透明なシリコーンゴムで成形され、例えば特開平８−２０７１１０号公報に開示されるような押し出し成形装置によって、先ず内層１を押出成形した後に、その外周面１ａに沿って補強糸又は補強繊維からなるブレード３ａ，３ｂか又はコイル５のどちらか一方を巻き付け、この外側に中間層４を押出成形し、更に該中間層４の外周面４ａに沿って上記ブレード３ａ，３ｂか又はコイル５の他方を巻き付け、最後に外層２を押し出し成形して積層される。

本実施例の場合には、中間層４を挟んで内側に、ポリエステルやナイロンやアラミド繊維などの補強糸又は補強繊維からなるブレード３ａ，３ｂがニット編みされた編み込み補強層３を配置し、外側には、ステンレスなどの金属線や合成樹脂製の線材か又はそれらの組み合わせからなるコイル５を巻装している。

上記補強層３は、補強糸又は補強繊維からなるブレード３ａ，３ｂを、編み機（図示せず）により軸方向へ筒状に編み込むことで形成され、ホースＨの軸方向へ延びる縦編み列３ａ…と、これに交差してホースＨの周方向へ延びる横編み列３ｂ…とが伸縮自在に編み込まれる。

そして、これら縦編み列３ａ…及び横編み列３ｂ…の編み込み方向は、図示せる如く、ホースＨのねじれに対して縦編み列３ａ…及び横編み列３ｂ…に作用する力が釣り合うように、ホースＨの軸方向から所定角度に傾斜させて螺旋状に巻き付ける。

本実施例の場合には、縦編み列３ａ…をホースＨの軸方向に対し適宜角度で傾斜させて螺旋状に編み込むと共に、該縦編み列３ａ…に対して横編み列３ｂ…を略直交するように編み込んでいる。
これら縦編み列３ａ…と横編み列３ｂ…の交差角度は、図示した略直角以外に適宜角度に傾斜させても良い。

また、上記コイル５は、コイル成形機（図示せず）やコイル貯留部（図示せず）から導かれた静止状態のコイル５を、軸方向へ設定速度で連続供給して、内層１の外周面１ａに沿って螺旋状に巻き付け、その外側に押出成形された溶融状態の中間層４を重ねることにより、該コイル５の周りで硬化させるか、又は中間層４の外周面４ａに沿って螺旋状に巻き付け、その外側に押出成形された溶融状態の外層２を重ねることにより、該コイル５の周りで硬化させる。

更に、上記コイル成形機としては、例えば特開昭６１−１４４２３０号公報に開示されるような線材の巻き付け時に弾性反発力が残らない状態でコイルを連続して巻き成形するものを使用することが好ましい。

次に、斯かる実施例１の積層補強ホースＨの耐圧性能を比較するために、前記内層１と外層２の間に補強糸又は補強繊維３ａ，３ｂからなる補強層３のみを積層して一体化したコイル５の無い比較例１と、前記内層１と外層２の間にコイル５のみを積層して一体化した補強層３の無い比較例２と、上述した実施例１の積層補強ホースＨとを、同じサイズ（長さ：25.4mm×外径：35.5mm）で用意し、これらについて同じ計測条件で耐圧試験を行った結果を、下記の表１に示す。

この耐圧試験では、常温時（23℃）と、加熱使用時（90℃）において、ホース内に掛ける圧力を徐々に上昇（0.5MPa、1.0MPa、1.5MPa）させていき、夫々の外径変化率（％）と軸方向への伸び率（％）と径方向への捻れ（回/m）とを順次計測した。
また、上記圧力を更に上昇させていき、上記補強層３の補強糸又は補強繊維からなるブレード３ａ，３ｂが切れて破裂するか、又はホース自体が破裂する時の圧力を計測した。

その結果、常温時（23℃）と加熱使用時（90℃）の両方において、実施例１の積層補強ホースＨの破裂圧力（MPa）は、比較例１の破裂圧力と比較例２の破裂圧力を組み合わせた合計の数値よりも高い数値になって、耐圧性能が改善されたことが解った。
更に実施例１の積層補強ホースＨの捻れ（回/m）は、比較例１及び比較例２の捻れよりも小さく、その他の外径変化率（％）や伸び率（％）でも比較例１や比較例２よりも改善されていることが解った。

その理由としては、編み込み補強層３において横編み列３ｂの編み込み方向とコイル５の巻き付け方向を逆向きの螺旋状にしたため、補強層３の補強糸又は補強繊維からなるブレード３ａ，３ｂが径方向へ膨張変化し易い欠点と、コイル５が捻れたり軸方向へ伸び易い欠点が打ち消され、相互に補って、これらの組み合わせ以上の保形性能が得られたと推測される。
それにより、保形性能が優れたバランスの良いホース補強構造を得られる。

従って、実施例１の積層補強ホースＨは、ホース内の圧力が上昇してもホースの外径変化が小さいため、ホース内を透過する流体の流量が安定し、軸方向への伸び率が小さいため、配管したホースが垂れないから機械設備との接触を防止でき、しかもホースの脈動も防げるから安全であり、ホースの捻れが小さいため、取り扱いが容易であると共に接続金具から抜け難くなり、ホースの品質を決定する上で最も重要な性能が得られる。

更に本実施例では、補強糸又は補強繊維からなるブレード３ａ，３ｂとコイル５との間に中間層４を形成したため、補強糸又は補強繊維からなるブレード３ａ，３ｂとコイル５とがホース製造時及び使用時に直接接触せず、擦れによる補強糸又は補強繊維の切れを防止できるという利点がある。

また、中間層４を挟んで内側に補強糸又は補強繊維からなるブレード３ａ，３ｂが配置され、外側にコイル５を巻装したため、ホース内の圧力が上昇しても外側のコイル５が中間層４を挟んで補強糸又は補強繊維からなるブレード３ａ，３ｂが径方向へ膨張するのを上から抑えて、外層２が膨らんで剥離するのを防止できるという利点がある。

また更に、内層１と外層２と中間層４が透明であるため、これらの層を通して補強糸又は補強繊維からなるブレード３ａ，３ｂからなる補強層３及びコイル５の隙間からホース内部が外部から透視可能となって、ホース内の流体を透視できるという利点がある。

尚、前示実施例１では、中間層４を挟んで内側に補強糸又は補強繊維３ａ，３ｂからなる補強層３を配置し、外側にコイル５を巻装したが、これに限定されず、中間層４を挟んで内側にコイル５を巻装し、外側に補強糸又は補強繊維３ａ，３ｂからなる補強層３を配置しても良い。
更に、前示実施例１では、中間層４を形成したが、これに限定されず、中間層４を形成せずに補強糸又は補強繊維３ａ，３ｂからなる補強層３とコイル５とが接するように配置することも可能である。

本発明の一実施例を示す積層補強ホースの一部切欠斜視図である。

符号の説明

Ｈ シリコーン補強ホース １ 内層
１ａ 外周面 ２ 外層
３ 補強層 ３ａ 補強糸又は補強繊維（ブレード）
３ｂ 補強糸又は補強繊維（ブレード） ３ｃ 補強糸又は補強繊維（補強線材）
４ 中間層 ４ａ 外周面
５ コイル

Claims (4)

1. 内層と外層との間に、補強糸又は補強繊維からなる補強層を有する積層補強ホースであって、
   前記内層と前記外層との間で内側に、前記補強糸又は前記補強繊維が筒状に編み込まれた前記補強層を形成し、外側に前記補強層に沿ってコイルを螺旋状に巻き付け、
   前記補強層は、ホースの軸方向へ延びる縦編み列と、これに交差して前記ホースの周方向へ延びる横編み列とを、前記ホースの径方向へ伸縮自在にニット編みし、前記縦編み列を前記ホースの軸方向に対し適宜角度で傾斜させて螺旋状に編み込むと共に、前記横編み列を前記コイルの巻き付け方向と逆向きの螺旋状に編み込むことを特徴とする積層補強ホース。
2. 前記補強層と前記コイルとの間に中間層を形成し、前記中間層を挟んで内側に前記補強層を配置し、外側に前記コイルを巻装した請求項１記載の積層補強ホース。
3. 前記内層と前記外層を主成分がシリコーンゴムで成形し、前記内層と前記外層との間に、主成分がシリコーンゴムで成形された前記中間層を形成し、前記中間層を挟んで前記補強糸又は前記補強繊維を前記ホースの軸方向へ所定角度に傾斜させて筒状にニット編みすると共に、この編み込まれた前記補強層と反対側の周面に沿って前記コイルを巻装して一体化した請求項２記載の積層補強ホース。
4. 前記内層と前記外層と前記中間層が透明である請求項２または３記載の積層補強ホース。

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