【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]
この考案は、繊維で補強された耐圧ホースの改
良に関するものである。
従来、液体、気体等の高圧液体輸送系あるいは
高圧力伝達系用のホースは、ゴムまたはプラスチ
ツクからなり、それらはいずれも高圧に耐えられ
るようにホース構造中に補強層を備えている。か
かる補強層を構成する素材には、使用圧力、内層
チユーブの径、肉厚、及び材質等によつてワイ
ヤ、あるいはポリエステル樹脂等の合成樹脂を紡
糸して束ねたいわゆるマルチフイラメントが、編
組または螺旋状に巻かれた状態で使われている。
マルチフイラメントを用いたホースは、ワイヤの
ように錆びることもなく、またナイフ等で簡単に
切断することができるので広く利用されている。
ところで、耐圧ホースにおいて繊維質補強層を
形成するマルチフイラメントは、一般的に、紡糸
された繊維を数百本集束して1000〜1500デニール
程度の太さにしたものが多く、１本１本の繊維は
細いが束ねてマルチフイラメントにすると長さ方
向の強度が非常に高くなるので、編組して補強層
とした場合に高い耐圧性を得ることができる。と
ころが、これらマルチフイラメントは前述の如く
細く長い繊維の集合体であつて、この細く長いと
いう性質のゆえに、一般に柔らかく、また曲がり
やすい性質をもち、その反面剛性に欠ける面があ
る。その結果、マルチフイラメントを編組して補
強層とした耐圧ホースにおいては、ある曲げ半径
以下にホースを曲げたときに、いわゆるキンク現
象と呼ばれる急な折曲がりが生じる。キンク現象
とは第１図に示すように、ホースの曲げられた部
分Ａの内側がある個所で壁面座屈を起こして折曲
がることで、圧力損失や耐圧不良をもたらし、更
に折れた部分での早期破壊が生じ易くなる。この
対策方法として従来は、内層チユーブの肉厚を増
すことによつて座屈を防止する手段がとられてい
たが、その反面、特にゴムホースにおいては、重
量増加が著しく、更にゴムホースにあつては内層
チユーブの硬度が低いため、補強層が内層チユー
ブの表面に埋設されやすく、また外層チユーブを
加硫する際に、内層チユーブ、補強層及び外層チ
ユーブが一体化しやすく、そのため可撓性も大幅
に減少するというマイナス面が多い。
本考案は以上の欠点に鑑みなされたもので、そ
の目的とするところは、可撓性を現象させること
なく、耐キンク性の向上した耐圧ホースを提供す
ることにある。
すなわち、プラスチツクからなる内層チユーブ
の外側に、少なくとも一層のモノフイラメント補
強層からなる繊維質補強層を該内層チユーブに対
して非接着状態で設け、屈曲時に内層チユーブと
補強層、さらに補強層が複数からなる場合には補
強層の間でも滑りを生ずるような構成とすること
により、可撓性を損なうことなく、モノフイラメ
ントの剛性によつて耐キンク性を向上させ、その
結果、曲げ使用時の圧力損失がなくなり、さらに
耐久性が向上する。
以下、本考案による耐圧ホースを図面に基づい
て説明する。例えば第２図に示すように、熱可塑
性樹脂からなる内層チユーブ１と、その外周に合
成樹脂よりなるモノフイラメント２が持数４本で
編組して形成される繊維質補強層３と、更にそれ
らを被覆する外層チユーブ４とからなる耐圧ホー
ス５として構成されている。第３図は繊維質補強
層３の一部分を拡大して示した図である。この場
合、繊維質補強層３はゴムチユーブに比べて硬度
が高いプラスチツク１の外周に埋設されることな
く設けられ、しかも繊維質補強層３はモノフイラ
メントからなるので、繊維質補強層３と内層チユ
ーブ１との接触面積が小さく、その結果、屈曲時
に両者の間で容易に滑りを生じて良好な可撓性を
示す。さらに、内層チユーブ１外周の繊維質補強
層３を構成するモノフイラメント２の剛性が高い
から、内層チユーブ１の断面形状保持効果が高
く、そのためホースを極度に屈曲した場合にも内
層チユーブ１がつぶれることはない。
本考案において繊維質補強層を形成するフイラ
メントとしては、例えばポリエステル、ポリアミ
ド、ポリアクリロニトリル等の合成樹脂を外径
0.3mm以上に紡糸したもので、引張強度のできる
だけ高いものが望ましい。これらは、使用圧力、
内層チユーブ径及び材質に応じて外径、打数及び
持数を選択する。モノフイラメントの外径0.3mm
以下であると、剛性が低く、耐キンク性に対する
効果は少なくなる。モノフイラメントの素材とし
ては、前述の合成樹脂以外にFRP線あるいは炭
素繊維等の剛性、引張強度の高い線状体の使用も
可能で、これらを使用したときには耐キンク性が
向上するばかりか高い耐圧性が得られる。
また、第４図に示すように、プラスチツクから
なる内層チユーブ６、その外周に施された従来の
マルチフイラメント７の編組による第一補強層８
と、更にその外周に本考案において使用するモノ
フイラメント９を編組して形成された第二補強層
１０とからなる繊維質補強層１１、そしてそれら
を被覆する外層チユーブ１２とで構成される耐圧
ホース１３とすることも可能である。このような
構造とした場合は、耐圧性が向上するとともに、
屈曲時には内層チユーブ６と第一補強層８、及び
第一補強層８と第二補強層１０との間で滑りを生
じるため可撓性及び耐キンク性を備えた耐圧ホー
スとなる。なお、繊維質補強層１１を形成する際
に第一補強層８と第二補強層１０とを逆にするこ
とも考えられるが、耐圧性、耐キンク性の両方を
満足するには第４図の如き構造の方が望ましい。
更に繊維質補強層は、例えば第５図に示すよう
に、従来のマルチフイラメント１４を編組した第
一補強層１５の外周に螺旋状にモノフイラメント
１６を巻くことも可能であり、第４図実施例に比
べて耐圧性は若干低下するものの、可撓性及び耐
キンク性に優れたホースとなる。
なお、本考案は実施例に限定されるものではな
く、図示はしないが、使用圧力、ホース内径ある
いは材質によつて繊維質補強層を形成するモノフ
イラメントの巻き方、あるいはマルチフイラメン
トとの組み合せ、編組層の数等を変更することが
できる。
また、本考案において用いる合成樹脂製のモノ
フイラメントは、断面が必ずしも円形ではなくて
もよい。例えば第６図に示すように断面が偏平状
に形成されたモノフイラメント１７であつてもよ
く、このような形状の場合には、断面円形のモノ
フイラメントに比べて内層チユーブあるいは他の
補強層との接触面積が増加するため、可撓性はや
や低下するが、その反面特に編組したときにモノ
フイラメントの交差した部分の盛り上がりが少な
くなり、繊維質補強層を薄くすることができるた
め、ホース外径を大きくせずに耐キンク性を向上
させることができる。
次に、本考案に係る耐圧ホースと従来の耐圧ホ
ースの耐キンク性及び可撓性について比較を行つ
た試験結果が次表である。試験は第４図に示すよ
うな繊維質補強層が２層の編組層によつて形成さ
れる耐圧ホースについて行ない、比較例としては
繊維質補強層を従来のマルチフイラメントのみで
形成したものである。
This invention relates to an improvement in a pressure hose reinforced with fibers. Conventionally, hoses for high-pressure liquid transport systems or high-pressure transmission systems, such as liquids or gases, are made of rubber or plastic, both of which have a reinforcing layer in the hose structure to withstand high pressure. The material constituting the reinforcing layer may be wire, or so-called multifilament made by spinning and bundling synthetic resin such as polyester resin, or braided or spiral material, depending on the operating pressure, the diameter and wall thickness of the inner tube, and the material. It is used rolled up.
Hoses using multifilaments are widely used because they do not rust like wires and can be easily cut with a knife or the like. By the way, the multifilament that forms the fibrous reinforcing layer in pressure hoses is generally made of several hundred spun fibers bundled together to a thickness of about 1,000 to 1,500 deniers. Although the fibers are thin, when they are bundled to form a multifilament, the strength in the longitudinal direction becomes very high, so when they are braided to form a reinforcing layer, high pressure resistance can be obtained. However, as mentioned above, these multifilaments are aggregates of long and thin fibers, and because of their long and thin nature, they are generally soft and bendable, but on the other hand, they lack rigidity. As a result, in a pressure hose having a reinforcing layer formed by braiding multifilaments, when the hose is bent below a certain bending radius, a sharp bend called a kink phenomenon occurs. As shown in Figure 1, the kink phenomenon is when the inside of the bent part A of the hose buckles and bends at a certain point, resulting in pressure loss and poor pressure resistance, and furthermore, the bending occurs at the bent part. Early failure is likely to occur. Conventionally, measures to prevent buckling have been taken by increasing the wall thickness of the inner tube, but on the other hand, this results in a significant increase in weight, especially in rubber hoses. Because the hardness of the inner tube is low, the reinforcing layer is easily buried on the surface of the inner tube, and when the outer tube is vulcanized, the inner tube, reinforcing layer, and outer tube are easily integrated, which greatly increases flexibility. There are many negative aspects of the decline. The present invention was devised in view of the above drawbacks, and its purpose is to provide a pressure-resistant hose with improved kink resistance without reducing flexibility. That is, a fibrous reinforcing layer made of at least one monofilament reinforcing layer is provided on the outside of an inner tube made of plastic in a non-adhesive state to the inner tube, so that when the inner tube is bent, the inner tube, the reinforcing layer, and a plurality of reinforcing layers are bonded together. By creating a structure that allows slipping even between the reinforcing layers, the stiffness of the monofilament improves kink resistance without sacrificing flexibility, and as a result, the stiffness during bending is improved. Pressure loss is eliminated and durability is further improved. Hereinafter, the pressure hose according to the present invention will be explained based on the drawings. For example, as shown in FIG. 2, an inner layer tube 1 made of thermoplastic resin, a fibrous reinforcing layer 3 formed by braiding four monofilaments 2 made of synthetic resin around the outer periphery, and It is constructed as a pressure-resistant hose 5 consisting of an outer layer tube 4 that covers the inside. FIG. 3 is an enlarged view of a portion of the fibrous reinforcing layer 3. In this case, the fibrous reinforcing layer 3 is provided without being embedded in the outer periphery of the plastic 1, which has higher hardness than the rubber tube, and since the fibrous reinforcing layer 3 is made of monofilament, the fibrous reinforcing layer 3 and the inner tube The contact area with 1 is small, and as a result, when bent, slippage easily occurs between the two and exhibits good flexibility. Furthermore, since the monofilament 2 constituting the fibrous reinforcing layer 3 on the outer periphery of the inner tube 1 has high rigidity, the effect of maintaining the cross-sectional shape of the inner tube 1 is high, so that the inner tube 1 will not collapse even if the hose is bent extremely. Never. In the present invention, the filament forming the fibrous reinforcing layer is made of synthetic resin such as polyester, polyamide, polyacrylonitrile, etc.
It is preferable that the fiber be spun to a thickness of 0.3 mm or more and have as high a tensile strength as possible. These are the working pressure,
Select the outer diameter, number of strokes, and number of rods according to the inner tube diameter and material. Monofilament outer diameter 0.3mm
If it is less than that, the rigidity will be low and the effect on kink resistance will be reduced. In addition to the synthetic resins mentioned above, it is also possible to use linear bodies with high rigidity and tensile strength such as FRP wire or carbon fiber as the material for the monofilament, and when these are used, they not only improve kink resistance but also have high pressure resistance. You can get sex. Further, as shown in FIG. 4, there is also an inner layer tube 6 made of plastic, and a first reinforcing layer 8 made of a conventional braided multifilament 7 applied to the outer periphery of the inner layer tube 6.
and a second reinforcing layer 10 formed by braiding the monofilament 9 used in the present invention on the outer periphery of the fibrous reinforcing layer 11, and an outer layer tube 12 covering them. It is also possible to set it to 13. With this structure, pressure resistance is improved, and
When bent, slipping occurs between the inner tube 6 and the first reinforcing layer 8, and between the first reinforcing layer 8 and the second reinforcing layer 10, resulting in a pressure-resistant hose with flexibility and kink resistance. Note that when forming the fibrous reinforcing layer 11, it is possible to reverse the first reinforcing layer 8 and the second reinforcing layer 10, but in order to satisfy both pressure resistance and kink resistance, the method shown in FIG. A structure like this is more desirable. Furthermore, the fibrous reinforcing layer can be formed by winding a monofilament 16 spirally around the outer periphery of a first reinforcing layer 15 made by braiding a conventional multifilament 14, as shown in FIG. 5, for example. Although the pressure resistance is slightly lower than in the example, the hose has excellent flexibility and kink resistance. Note that the present invention is not limited to the examples, and although not shown in the drawings, the method of winding the monofilament to form the fibrous reinforcing layer, or the combination with the multifilament, depending on the working pressure, inner diameter of the hose, or material. The number of braided layers, etc. can be changed. Furthermore, the synthetic resin monofilament used in the present invention does not necessarily have a circular cross section. For example, as shown in FIG. 6, it may be a monofilament 17 with a flat cross section. In the case of such a shape, compared to a monofilament with a circular cross section, it is easier to connect to the inner tube or other reinforcing layer. As the contact area increases, the flexibility decreases slightly, but on the other hand, especially when braided, there is less bulge at the intersection of the monofilaments, and the fibrous reinforcing layer can be made thinner, so the outside of the hose is less flexible. Kink resistance can be improved without increasing the diameter. Next, the following table shows test results comparing the kink resistance and flexibility of the pressure hose according to the present invention and a conventional pressure hose. The test was conducted on a pressure-resistant hose in which the fibrous reinforcing layer was formed by two braided layers as shown in Figure 4, and as a comparative example, the fibrous reinforcing layer was formed only from conventional multifilament. .
【表】
この表から明らかなように、繊維質補強層を従
来のマルチフイラメントの編組のみで形成したも
のではホースが過度に曲げられたときにキンク現
象を発生するのに対して、本考案による耐圧ホー
スにおいてはキンク現象の発生が見られず、可撓
性も良好であつた。なお、内層チユーブをゴムで
形成し、前記比較試験における本願考案の実施例
と同様な補強層を設けたものについて、同様な試
験を行なつたところ、本願考案のものに比べて可
撓性が悪かつた。
以上説明したように本考案によれば、プラスチ
ツクからなる内層チユーブ、繊維質補強層及び外
層チユーブとからなる耐圧ホースにおいて、繊維
質補強層は少なくとも一層のモノフイラメント補
強層で形成すると共に、内層チユーブに対して非
接着状態で設けることにより可撓性を損なうこと
なく、軽量で、かつ耐キンク性が向上するという
顕著な効果がある。[Table] As is clear from this table, when the fibrous reinforcing layer is formed only by conventional multifilament braiding, a kink phenomenon occurs when the hose is bent excessively. No kink phenomenon was observed in the pressure-resistant hose, and the flexibility was good. In addition, when similar tests were conducted on tubes in which the inner layer tube was made of rubber and a reinforcing layer similar to that of the embodiment of the present invention in the comparative test was conducted, it was found that the inner tube was more flexible than that of the present invention. It was bad. As explained above, according to the present invention, in a pressure hose consisting of an inner tube made of plastic, a fibrous reinforcing layer, and an outer tube, the fibrous reinforcing layer is formed of at least one monofilament reinforcing layer, and the inner tube By providing the material in a non-adhered state to the material, there is a remarkable effect that flexibility is not impaired, the material is lightweight, and kink resistance is improved.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図はホースのキンク現象を説明するための
説明図、第２図は本考案に係る耐圧ホースの斜視
図、第３図は本考案において使用するモノフイラ
メントを編組して形成される繊維質補強層の一部
分を拡大して示した図、第３図ないし第５図は本
考案に係る他の実施例の斜視図、第６図は本考案
に係る他のモノフイラメントの断面図である。
１，６：内層チユーブ、２，９，１６，１７：
モノフイラメント、７，１４：マルチフイラメン
ト、３，１１：繊維質補強層、４，１２：外層チ
ユーブ。
Fig. 1 is an explanatory diagram for explaining the kink phenomenon of a hose, Fig. 2 is a perspective view of a pressure-resistant hose according to the present invention, and Fig. 3 is a fibrous material formed by braiding monofilaments used in the present invention. FIGS. 3 to 5 are perspective views of another embodiment of the invention, and FIG. 6 is a sectional view of another monofilament of the invention. 1, 6: Inner layer tube, 2, 9, 16, 17:
Monofilament, 7, 14: Multifilament, 3, 11: Fibrous reinforcement layer, 4, 12: Outer layer tube.