JP5627934B2

JP5627934B2 - ホース

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Publication number: JP5627934B2
Application number: JP2010131063A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　幸治; 幸治鈴木
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2010-06-08
Filing date: 2010-06-08
Publication date: 2014-11-19
Anticipated expiration: 2030-06-08
Also published as: JP2011256923A

Description

本発明は、ホースに関し、特には、特定の方向に曲がり難いホース。

油圧配管系に用いられるホースとして、内側より、内管ゴム層、第１の補強層、中間ゴム層、第２の補強層、及び外皮ゴム層などを順次積層して構成された油圧ホースがある。このような多層構造のホースとしては、例えば、特許文献１のホースなどがある。

特開２００２−１０６７５６号公報

ところで、特許文献１のような多層構造のホースを製造する際、ホースの最外層を構成する外皮ゴム層は押し出し機などで形成されるが、ホースの内側層を構成する中間ゴム層などは、帯状ゴム材の側部同士をオーバーラップし該オーバーラップ部を接合させて形成されることが多い。このため、中間ゴム層には、筒軸方向に延びるオーバーラップ部（継ぎ目）が形成されていることが多い。

上述のようなオーバーラップ部が形成された中間ゴム層を曲げる際に、オーバーラップ部が曲げの外側に位置した場合は、曲げの内側に位置した場合よりも歪や伸びが大きくなるため、オーバーラップ部に大きな応力が作用して接合面が剥がれる可能性がある。

本発明は、上記課題を解決すべく成されたもので、特定の方向に曲がり難くすることで耐久性を向上させたホースを提供することを課題とする。

請求項１のホースは、帯状の弾性体の側部同士をオーバーラップさせると共に該オーバーラップ部を接合して形成された筒状の弾性体層と、前記弾性体層の径方向外側及び径方向内側の少なくとも一方に設けられ、前記オーバーラップ部を中心とした前記弾性体層の周長の１／２の領域内に位置し、前記弾性体層の筒軸方向に延び、前記弾性体よりも剛性が高く可撓性を有する補強部材と、を有する。

請求項１のホースでは、オーバーラップ部を中心とした弾性体層の周長の１／２の領域内に、弾性体層（弾性体）よりも剛性が高い（すなわち、弾性体よりも伸張変形、及び圧縮変形し難い）補強部材を設けている。

ここで、ホース（弾性体層）を曲げると、曲げの外側には引張力が作用し、曲げの内側には圧縮力が作用するが、曲げの外側に補強部材が位置する場合には、曲げの外側の補強部材を基準として曲げの内側の弾性体層が圧縮変形させられてホースが曲がるためホースが曲がり難い。これに対して、曲げの内側に補強部材が位置する場合には、曲げの内側の補強部材を基準として曲げの外側の弾性体層が伸張変形させられてホースが曲がるため、曲げの外側に補強部材が位置するよりもホースが曲がり易い。

このため、ホースは、曲げ難い方向よりも曲げ易い方向で曲げられて設置場所に設置される。

一方、補強部材は、オーバーラップ部を中心とした弾性体層の周長の１／２の領域内に設けられていることから、補強部材が曲げの内側に位置する場合、オーバーラップ部は曲げの外側の最も曲げ半径が大きくなる部位には位置しないため、曲げの外側の最も曲げ半径が大きくなる部位に位置した場合と比べて、オーバーラップ部に作用する応力が小さくなり、接合面の剥離が抑制される。

以上のことから、ホースは、補強部材が曲げの外側となる方向（特定の方向）に曲がり難くなり、オーバーラップ部の剥離が抑制されて、耐久性が向上する。

請求項２のホースは、請求項１のホースにおいて、前記補強部材は、前記オーバーラップ部を中心とした前記弾性体層の周長の１／４の領域内に設けられている。

請求項２のホースでは、補強部材がオーバーラップ部を中心とした弾性体層の周長の１／４の領域内に設けられていることから、補強部材が曲げの内側に位置する場合に、オーバーラップ部に作用する応力がさらに小さくなり、接合面の剥離が効果的に抑制される。

請求項３のホースは、請求項１又は請求項２のホースにおいて、前記補強部材は、ホース平面視で少なくとも一部が前記オーバーラップ部に重なる。

請求項３のホースでは、ホース平面視で補強部材の少なくとも一部がオーバーラップ部に重なることから、重ならないものと比べて、補強部材が曲げの内側に位置する場合に、オーバーラップ部に作用する応力が小さくなり、接合面の剥離が抑制される。
特に、補強部材が弾性体層の径方向外側に設けられた場合には、補強部材のオーバーラップ部に重なっている部分が、曲げによる応力が作用するオーバーラップ部を拘束するため、剥離が抑制される。

請求項４のホースは、請求項１〜請求項３のいずれか１項のホースにおいて、前記補強部材は、前記弾性体層の筒軸方向の一端部から他端部へ連続して延びている。

請求項４のホースでは、補強部材が弾性体層の筒軸方向の一端部から他端部へ連続して延びていることから、弾性体層の筒軸方向の全域において、曲げ易い方向と曲げ難い方向とを設定することができる。

請求項５のホースは、請求項１〜請求項４のいずれか１項のホースにおいて、前記補強部材は、ホース断面視で少なくとも一部が前記弾性体層に埋設されている。

請求項５のホースでは、ホース断面視で補強部材の少なくとも一部が弾性体層に埋設されていることから、埋設されていないものと比べて、ホースの外周面の真円度を向上させることができる。

請求項６のホースは、請求項１〜請求項４のいずれか１項のホースにおいて、前記補強部材は、ホース断面視で少なくとも一部がホース最外層を構成する外皮ゴム層の内周面に埋設されている。

請求項６のホースでは、ホース断面視で補強部材の少なくとも一部が外皮ゴム層の内周面に埋設されていることから、埋設されていないものと比べて、ホース外周面の真円度を向上させることができる。

以上説明したように、本発明のホースは、特定の方向に曲がり難くなり、耐久性を向上することができる。

第１実施形態に係るホースを示す一部分解斜視図である。（Ａ）は第１実施形態に係るホースの断面図である。（Ｂ）は図２（Ａ）の補強部材周りを拡大した拡大断面図である。第１実施形態に係る弾性体層のオーバーラップ部に設けられた補強部材周りを示す平面図である。第１実施形態に係る補強部材の第１変形例を示す平面図である。（Ａ）はその他の実施形態に係るホースの断面図である。（Ｂ）は図５（Ａ）の補強部材周りを拡大した拡大断面図である。（Ａ）はその他の実施形態に係るホースの断面図である。（Ｂ）は図６（Ａ）の補強部材周りを拡大した拡大断面図である。

［第１実施形態］
以下、本発明に係るホースの一例について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施形態に係るホース１０を示す一部分解斜視図である。図１に示すように、ホース１０は、多層構造とされ、径方向内側から順に内管ゴム層１４、第１補強層１６、中間ゴム層１８（弾性体層の一例）、第２の補強層２０、及び外皮ゴム層２２が積層されて構成されている。なお、本実施形態のホース１０は、主として油圧配管系に用いられる。

（内管ゴム層）
内管ゴム層１４は、ホース１０の最内層を構成するゴム層である。この内管ゴム層１４は、内側を通る流体（例えば、油など）の透過を抑制可能な材料、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、又はＣＲなどのゴム材で構成されている。

（第１の補強層）
第１補強層１６は、内管ゴム層１４の外周面に補強糸１６ａをスパイラル状に巻き付けて構成されている（所謂、スパイラル構造）。この補強糸１６ａは、ビニロン、ポリエステル、芳香族ポリエステル、ポリアミド、芳香族ポリアミドなどの繊維や、ステンレス、鉄などの硬鋼線ワイヤーなどから選択することが好ましい。

なお、本実施形態では、第１補強層１６は、内管ゴム層１４の外周面に補強糸１６ａをスパイラル状に巻き付けて構成（スパイラル構造）されているが、本発明はこの構成に限定されず、第１補強層１６は、内管ゴム層１４の外周面に補強糸１６ａをブレード状に編上げて構成（所謂、ブレード構造）されてもよい。

（中間ゴム層）
中間ゴム層１８は、帯状のゴムシートの側部（幅方向端部）同士をオーバーラップさせ、このオーバーラップ部１９を接合して、第１補強層１６の外周面を被覆したゴム層である。この中間ゴム層１８は、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、又はＣＲなどのゴム材で構成されている。なお、中間ゴム層１８は、弾性体層の一例である。

（第２の補強層）
第２補強層２０は、中間ゴム層１８の外周面に補強糸２０ａをスパイラル状に巻き付けて構成されている（所謂、スパイラル構造）。この補強糸２０ａは、第１補強層１６を構成する補強糸１６ａに対して交差するように上記中間ゴム層１８の外周面に巻き付けられている。このように、第１補強層１６の補強糸１６ａと、第２補強層２０の補強糸２０ａとを互いに交差させるように配設することで、ホース１０の強度を高くすることができる。

また、補強糸２０ａは、ビニロン、ポリエステル、芳香族ポリエステル、ポリアミド、芳香族ポリアミドなどの繊維や、ステンレス、鉄などの硬鋼線ワイヤーなどから選択することが好ましい。

なお、本実施形態では、第２補強層２０は、中間ゴム層１８の外周面に補強糸２０ａをスパイラル状に巻き付けて構成（スパイラル構造）されているが、本発明はこの構成に限定されず、第２補強層２０は、中間ゴム層１８の外周面に補強糸２０ａをブレード状に編上げて構成（所謂、ブレード構造）されてもよい。

（外皮ゴム層）
外皮ゴム層２２は、第２補強層２０の外周面を被覆したゴム層であり、ホース１０の最外層を構成している。この外皮ゴム層２２は、耐候性、耐摩耗性などに優れるゴム材（例えば、ＥＰＤＭなど）で構成されている。

（補強部材）
図２は、本実施形態に係るホース１０を断面（軸方向と直交する方向で切断した断面）で見た断面図である。図２に示すように、中間ゴム層１８と第２補強層２０との間には、補強部材の一例としての補強糸２４が１本又は複数本（本実施形態では４本）設けられている。

この補強糸２４は、オーバーラップ部１９を中心とした中間ゴム層１８の周長Ｌの１／２の領域内に設けられている。ここで、補強糸２４は、オーバーラップ部１９を中心とした中間ゴム層１８の周長Ｌの１／４の領域内に設けられることがより好ましい。

また、図３に示すように、ホース１０は、ホース平面視で補強糸２４の少なくとも一部がオーバーラップ部１９と重なるように設けることが好ましい。なお、本実施形態では、ホース１０は、ホース平面視で補強糸２４の全部がオーバーラップ部１９と重なっている。

補強糸２４は、ホース平面視で中間ゴム層１８の筒軸（中心軸ＣＬと同軸）方向と平行に延びている。また、補強糸２４は、中間ゴム層１８の筒軸方向の一端部から他端部へ連続して延びている。さらに、補強糸２４は、ホース１０を断面で見て（ホース断面視）、少なくとも一部が中間ゴム層１８の外周面に埋設されている（図２参照）。

また、補強糸２４は、中間ゴム層１８を構成するゴム材よりも剛性が高く、可撓性を有している。補強糸２４は、ビニロン、ポリエステル、芳香族ポリエステル、ポリアミド、芳香族ポリアミドなどの繊維や、ステンレス、鉄などの硬鋼線ワイヤーなどから選択することが好ましい。特に、ステンレスワイヤーを用いた場合には、ホース内側から液体が透過してきても、錆などが生じ難くい。

次に、ホース１０の製造工程のうち、中間ゴム層１８を形成した後、オーバーラップ部１９の周囲に補強糸２４を配設する工程ついて説明する。

先ず、未加硫の内管ゴム層１４の外周面に形成された第１補強層１６を包み込むように帯状の未加硫のゴムシートを巻き付け、その側部同士をオーバーラップさせて、未加硫の中間ゴム層１８を形成する。

その後、一定のテンションを加えた状態の補強糸２４を、未加硫の中間ゴム層１８のオーバーラップ部１９の外周面に中心軸ＣＬ方向に沿って配設する。この補強糸２４の配設は、ホース断面視で補強糸２４の少なくとも一部をオーバーラップ部１９の外周面に埋め込みながら行なう。このように補強糸２４をオーバーラップ部１９の外周面に埋め込みながら配設することで、配設時における補強糸２４の蛇行が抑制される。そして、次工程において、未加硫の中間ゴム層１８の外周面に第２補強層２０を形成する際の補強糸２４の横ずれも抑制することができる。

なお、補強糸２４は、オーバーラップ部１９の外周面に接着剤を用いて接着配設しても構わないが、補強糸２４をオーバーラップ部１９に埋設配置した方が、ホース１０の外周面の真円度を向上させることができる。
また、未加硫のホース構成部材で構成された未加硫のホースは、加硫缶にて加硫されて形成される。

次に第１実施形態のホース１０の作用効果について説明する。
ホース１０では、オーバーラップ部１９を中心とした中間ゴム層１８の周長Ｌの１／２の領域内に、中間ゴム層１８を構成するゴム材よりも剛性が高い（すなわち、該ゴム材よりも伸張変形、及び圧縮変形し難い）補強糸２４を設けている。

ここで、ホース１０（含む中間ゴム層１８）を曲げると、曲げの外側には引張力が作用し、曲げの内側には圧縮力が作用するが、曲げの外側に補強糸２４が位置する場合には、曲げの外側の補強糸２４を基準として曲げの内側のホースを構成する部材（ゴム材など）が圧縮変形させられてホース１０が曲がるため、ホース１０が曲がり難い。これに対して、曲げの内側に補強糸２４が位置する場合には、曲げの内側の補強糸２４を基準として曲げの外側のホース構成部材（ゴム材）が伸張変形させられてホース１０が曲がるため、曲げの外側に補強糸２４が位置するよりもホース１０が曲がり易い。

このため、作業者がホース１０を設置する際には、曲げ難い方向よりも曲げ易い方向で曲げて設置場所に設置される。

一方、補強糸２４は、オーバーラップ部１９を中心とした中間ゴム層１８の周長Ｌの１／２の領域内に設けられていることから、補強糸２４が曲げの内側に位置する場合、オーバーラップ部１９は曲げの外側の最も曲げ半径が大きくなる部位（つまり、最も伸びが大きくなる部位）には位置しないため、曲げの外側の最も曲げ半径が大きくなる部位に位置した場合と比べて、オーバーラップ部１９に作用する応力が小さくなり、接合面の剥離が抑制される。

また、補強糸２４は、オーバーラップ部１９を中心とした中間ゴム層１８の周長の１／４の領域内に設けられていることから、補強糸２４が曲げの内側に位置する場合に、オーバーラップ部１９に作用する応力がさらに小さくなり、接合面の剥離が効果的に抑制される。

さらに、ホース平面視（図３参照）で補強糸２４の少なくとも一部がオーバーラップ部１９と重なることから、重ならないものと比べて、補強糸２４が曲げの内側に位置する場合に、オーバーラップ部１９に作用する応力が小さくなり、接合面の剥離が抑制される。
特に、本実施形態では、ホース平面視で補強糸２４の全部がオーバーラップ部１９と重なることから、オーバーラップ部１９が曲げの外側となるようにホース１０を曲げるのが難しくなる。これにより、ホース１０を、オーバーラップ部１９が曲げの外側に位置するように、設置場所に配置されるのが効果的に防止され、ホース１０の耐久性、つまり、寿命を延ばすことができる。

以上のことから、ホース１０は、補強糸２４が曲げの外側となる方向（特定の方向）に曲がり難くなり、オーバーラップ部１９の剥離が抑制されて、中間ゴム層１８の径方向内側に配設される第１補強層１６、及び径方向外側に配設される第２補強層２０に悪影響が及ぶのが抑制されて、耐久性が向上する。

そして、ホース平面視（図３参照）で補強糸２４の少なくとも一部がオーバーラップ部１９と重なり、さらに、補強糸２４が中間ゴム層１８の径方向外側に設けられた場合には、補強糸２４のオーバーラップ部１９に重なっている部分が、曲げによる応力が作用するオーバーラップ部１９を拘束するため、接合面の剥離が抑制される。特に、本実施形態のように、オーバーラップ部１９の外周面に補強糸２４が埋設された場合には、オーバーラップ部１９の剥離がさらに効果的に抑制される。

補強糸２４が中間ゴム層１８の筒軸方向の一端部から他端部へ連続して延びていることから、中間ゴム層１８の筒軸方向の全域において、曲げ易い方向と曲げ難い方向とを設定することができる。
なお、補強糸２４の端部は、中間ゴム層１８の軸方向の端部に到達せずに終端してもよいが、ホース１０の耐久性の観点（終端した端部の反り防止）からは、補強糸２４は中間ゴム層１８の筒軸方向の一端部から他端部へ連続して延びる構成とすることが好ましい。

補強糸２４をステンレスワイヤーとした場合には、ホース１０の内側を流れる液体が漏れ出しても、ステンレスワイヤーは液体の影響を受け難いため、補強糸２４の耐久性が確保され、ホース１０の耐久性が向上する。

ホース断面視で補強糸２４の少なくとも一部が中間ゴム層１８に埋設されていることから、埋設されていないものと比べて、ホース１０の外周面の真円度を向上させることができる。これにより、ホース１０の見栄えが向上する。

［その他の実施形態］
第１実施形態では、補強糸２４を中心軸ＣＬに沿って延ばす構成としたが、本発明はこれに限らず、図４に示すように、補強糸２４は、中心軸ＣＬに対して角度θで傾斜してもよい。

また、上述の実施形態では、補強糸２４を中間ゴム層１８と第２補強層２０との間に配設する構成としたが、本発明はこの構成に限らず、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、中間ゴム層１８と第１補強層１６との間に配設してもよい。なお、第１実施形態と同様に、補強糸２４は、中間ゴム層１８のオーバーラップ部１９の内周面に埋設されることが好ましい。
なお、第１補強層１６上に補強糸１６ａを配置する際に、補強糸２４が横ずれするのを抑制するために、接着剤を用いて補強糸２４を第１補強層１６上に接着配置してもよく、未加硫ゴムで被覆した補強糸２４を第１補強層１６上にローラなどで圧着配置してもよい。また、未加硫の中間ゴム層１８となる帯状の未加硫ゴムシートの側部に予め補強糸２４を埋設しておく構成としてもよい。

さらに、上述の実施形態では、補強糸２４を中間ゴム層１８と第１補強層１６との間に配設する構成としたが、本発明はこの構成に限らず、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、補強糸２４を中間ゴム層１８と第１補強層１６との間に配設し、さらに、補強糸２４を第２補強層２０と外皮ゴム層２２との間に配設する構成としてもよい。なお、第１実施形態と同様に、補強糸２４は、中間ゴム層１８のオーバーラップ部１９の内周面に埋設されることが好ましく、外皮ゴム層２２の内周面に埋設されることが好ましい。この場合には、ホース１０の特定方向への曲げをより曲げ難くすることができる。
また、補強糸２４の径を小さくして、補強糸２４を中間ゴム層１８、及び外皮ゴム層２２にそれぞれ完全に埋設することで、特定方向への曲げ難さを確保しつつ、ホース１０の外周面の真円度を効果的に向上させることもできる。
なお、補強糸２４は、第２補強層２０と外皮ゴム層２２との間にのみ配設される構成としてもよいことは言うまでもない。
またさらに、補強糸２４を内管ゴム層１４と第１補強層１６との間に配設する構成としもよい。もちろん、補強糸２４は、内管ゴム層１４の内周面のオーバーラップ部１９に対応した領域に埋設することがより好ましい。
そして、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、補強糸２４を配設した場合には、外皮ゴム層２２側の補強糸２４と中間ゴム層１８側の補強糸２４がホース平面視で、交差するように配置してもよい。

また、上述の実施形態では、補強糸２４は、中間ゴム層１８のオーバーラップ部１９の外周面に埋設配置する構成としたが、補強糸２４は、中間ゴム層１８を中心とした中間ゴム層１８の周長Ｌの１／２の領域内であれば、いずれの部位に設けてもよいことは言うまでもない。

さらに、上述の実施形態では、補強部材の一例として補強糸２４を用いる構成としたが、本発明はこれに限らず、補強部材の一例として、例えば、内管ゴム層１４、中間ゴム層１８、及び外皮ゴム層２２よりも弾性率が低い（剛性が高い）ゴム材や樹脂を帯状に成形したものを用いる構成としてもよい。

またさらに、上述の実施形態では、ホース１０を、内管ゴム層１４、第１補強層１６、中間ゴム層１８、第２補強層２０、及び外皮ゴム層２２で構成したが、本発明はこの構成に限らず、ホース１０の第２補強層２０と外皮ゴム層２２との間に中間ゴム層１８と補強層の一組を、１組又は複数組積層する構成としてもよい。この場合には、各中間ゴム層１８のオーバーラップ部１９がホース平面視でおおむね重なるように配置し、補強糸２４を適当な場所に埋設配置することが好ましい。

そして、上述の実施形態では、補強糸２４をいずれかのゴム層上に埋設配置する構成を示したが、本発明はこれに限るものではなく、オーバーラップ部１９が形成されたゴム層に対して、補強糸２４が、オーバーラップ部１９を中心としたゴム層の周長の１／２の領域内に設けられれば、ゴム層の径方向内側及び径方向外側の何れに設けられてもよい。もちろん、ゴム層の径方向内側及び径方向外側に設けられもよい。
なお、本発明の弾性体層は、ゴム層以外の弾性を有する層のすべてを含むことは言うまでもない。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。

１０ホース
１８中間ゴム層（弾性体層）
１９オーバーラップ部
２２外皮ゴム層
２４補強糸
ＣＬ中心軸
Ｌ周長

Claims

帯状の弾性体の側部同士をオーバーラップさせると共に該オーバーラップ部を接合して形成された筒状の弾性体層と、
前記弾性体層の径方向外側及び径方向内側の少なくとも一方に設けられ、前記オーバーラップ部を中心とした前記弾性体層の周長の１／２の領域内に位置し、前記弾性体層の筒軸方向に延び、前記弾性体よりも剛性が高く可撓性を有する補強部材と、
を有するホース。
前記補強部材は、前記オーバーラップ部を中心とした前記弾性体層の周長の１／４の領域内に設けられている請求項１に記載のホース。
前記補強部材は、ホース平面視で少なくとも一部が前記オーバーラップ部に重なる請求項１又は請求項２に記載のホース。
前記補強部材は、前記弾性体層の筒軸方向の一端部から他端部へ連続して延びている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のホース。
前記補強部材は、ホース断面視で少なくとも一部が前記弾性体層に埋設されている請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のホース。
前記補強部材は、ホース断面視で少なくとも一部がホース最外層を構成する外皮ゴム層の内周面に埋設されている請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のホース。