JPH05340489A - 補強ゴムホース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】この補強ゴムホースは、螺旋状ワイヤ３ａを含
む中間ゴム層３の外周側及び内周側に、それぞれ主補強
層２１及び副補強層２２を有する。副補強層２２は、主
体層２２ａとこれに部分的に積層された伸び規制層２２
ｂとを含む。主補強層２１及び主体層２２ａの繊維コー
ドは、ホース軸線方向Ｐに対してそれぞれ３５〜５０
度、及び６０〜８０度の角度をなす。主補強層２１の破
断時に伸び規制層２２ｂが主体層２２ａの伸びを部分的
に規制し、ホースが湾曲する。 【効果】主補強層２１の破断を確実に検知でき且つ漏洩
を確実に防止できる。強度に対して繊維コードを効率的
に寄与させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、浚渫用、油その他の
流体の輸送に使用される補強ゴムホースに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記の補強ゴムホースは、図１４
に示すような断面構造をしていた。すなわち、この補強
ゴムホースは、内周側から、内面ゴム層９１、補強層９
２、螺旋状ワイヤやリング等からなる剛性部材９３ａを
含む中間ゴム層９３、ブレーカ層９４および外面ゴム層
９５を順次に積層している。

【０００３】内面ゴム層９１としては、被輸送流体に対
する耐蝕性に優れたものが使用される。補強層９２は、
ホース軸線方向に対して所定の角度（以下、コード角度
という）をなすように配設された繊維コードを含んで構
成され、主に耐圧層として寄与する。螺旋状ワイヤ等の
剛性部材９３ａは、当該補強ゴムホースが潰れたり、曲
げによって座屈したりすることを防止し、特に、補強層
９２の径方向への膨張（周方向への伸長）を規制する。
ブレーカ層９４は、螺旋状ワイヤ等の剛性部材９３ａが
外部に露出することを防止するとともに補強ゴムホース
の外傷によるカット傷を防止する。外面ゴム層９５とし
ては、耐候性等に優れたものが使用される。

【０００４】ところで、上記の補強ゴムホースにおい
て、何らかの原因にて、補強層９２が亀裂を生じたり破
断したりした場合、内部流体は、補強層９２を貫通して
外部に漏洩流出する。この漏洩流体が油や化学薬品であ
る場合は、環境汚染等の問題が発生する。特に、海上で
このような漏洩が発生すると、その汚染は非常に重大な
問題となる。

【０００５】そこで、特公昭５９−４７１８８号公報や
実開平２−４１７８６号公報に示すように、補強層を、
剛性部材等を含んだ中間ゴム層の内周側に配置した主補
強層と中間ゴム層の外周側に配置した副補強層とで構成
し、主補強層が破損した場合に副補強層によって被輸送
流体を保持することにより、外部への漏洩を防止するよ
うにした補強ゴムホースが提供されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、主補強層
の、ホース径方向への膨張に対する強度は、当該主補強
層の外周側に配置された剛性部材によって補完されてい
るのに対して、この主補強層の繊維コードのコード角度
が静止角度近傍の角度に設定されている場合には、周方
向への伸長に対して不要に高い強度を確保することにな
り、強度確保に関するコード配置が効率的でなくなる。

【０００７】また、一般に、コード角度が５４度４４分
（いわゆる静止角度）よりも大きい場合には、内部圧力
が負荷されると、コード角度が静止角度に近づくように
して、ホースは径方向に収縮するとともに軸方向に伸び
る。一方、コード角度が静止角度よりも小さい場合に
は、コード角度が静止角度に近づくようにして、径方向
に膨張するとともに、軸方向に収縮する。

【０００８】一方、上記公報開示のものにおいては、副
補強層の繊維コードのコード角度が何れも静止角度より
も小さいため、主補強層の破断時に、副補強層は軸方向
へ殆ど伸びることができない。したがって、主補強層の
破断時に、副補強層に負荷される衝撃が大きく、主補強
層の破断に伴って副補強層も破断してしまう虞があっ
た。特に、実開平２−４１７８６号公報開示のもののよ
うに、主補強層および副補強層の繊維コードのコード角
度が近接して設定されている場合には、主補強層の破断
時に、瞬時に内部圧力が副補強層に対して加わり、主補
強層の破断と同時に副補強層が破断してしまう虞が一層
高かった。

【０００９】ところで、主補強層の破断時の、副補強層
の軸方向への伸びによって、主補強層の破断を検知する
ものにあっては、実際には、ホースの隣合う被固定部分
間の全長が伸びることよって生じたホースの湾曲によっ
て検知されていた。したがって、このような検知は、固
定間隔の影響を受けることになり、その検知が不確実で
あった。

【００１０】この発明の目的は、上記の技術的課題を解
決し、必要な強度を効率的なコード配置により確保でき
るとともに、主補強層の破断を確実に検知することがで
き、且つ内部流体の漏洩を確実に防止することができる
補強ゴムホースを提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
のこの発明の補強ゴムホースの態様としては、管状の内
面ゴム層と外面ゴム層との間に、繊維コードを含む管状
の主補強層および副補強層が配設されているとともに、
螺旋状の剛性部材またはスチールコードを含む中間ゴム
層が埋設されている補強ゴムホースにおいて、上記主補
強層は、中間ゴム層の内周側に配設されているととも
に、副補強層は、中間ゴム層の外周側に配設され、副補
強層は、主体層と、主補強層が破断され当該副補強層に
よって内部圧力を保持する状態においてホースの少なく
とも一部が湾曲形状を呈するように、上記主体層の湾曲
の内周側となる部分に主体層の軸方向への伸びを規制す
るべく積層された伸び規制層とを含んでおり、主補強層
の繊維コードは、ホース軸線方向に対して３５度〜５０
度の角度をなすように配設されているとともに、副補強
層の主体層の繊維コードは、ホース軸線方向に対して６
０度〜８０度の角度をなすように配設されていること特
徴とするものである。

【００１２】また、この発明の好ましい態様としては、
中間ゴム層と副補強層との間に、主補強層の破断に伴い
ホース全長にわたって副補強層とこれの内周側の部分と
を分断させるべく剥離を起こす断時剥離層が設けられて
いるものである。

【００１３】

【作用】上記の構成の補強ゴムホースによれば、副補強
層は、その主体層に伸び規制層を部分的に積層させてあ
り、その弾性を部分的に異ならせてあるので、主補強層
が破断されて副補強層によって内部圧力が保持される状
態になると、ホースの少なくとも一部が湾曲形状を呈す
る。したがって、これにより、主補強層の破断を検知す
ることができる。

【００１４】また、主補強層の破断時に、副補強層が主
に強度を受け持つことになるが、当該副補強層の繊維コ
ードのコード角度を、５４度４４分のいわゆる静止角度
よりも大きい６０度〜８０度にしてあるので、主補強層
の破断時の副補強層の伸び量を十分に確保されるととも
に、上記湾曲形状を呈するための、軸方向への伸び量が
確保されることになる。

【００１５】さらに、主補強層の繊維コードのコード角
度を、３５〜５０度としてあるので、必要な強度を効率
良く確保することができる。すなわち、主補強層の外周
側には剛性部材を含む中間ゴム層が配設されており、こ
の剛性部材によって、主補強層のホース周方向への伸び
による破壊強度が補完されている。したがって、主補強
層の繊維コードのコード角度としては、ホース軸線方向
への伸びに対して重点をおいた２０度〜５０度の角度が
好ましい。加えて、コード角度が３５度未満ではホース
が座屈し易くなるので、これを回避するためには、３５
〜５０度のコード角度が好ましい。

【００１６】また、破断時剥離層を設けている場合に
は、主補強層の破断に伴って、副補強層の内周側の破断
時剥離層が、ホース全長にわたって剥離を起こす。した
がって、内部流体の圧力は、副補強層の内周面の全面に
わたって負荷されるので、従来局部的負荷に起因して発
生していた副補強層の破断を防止することができる。

【００１７】

【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図１はこの発明の一実施例を示す補強ゴムホー
スの概略縦断面図である。同図を参照して、この補強ゴ
ムホースＡは、その内周側から、内面ゴム層１、繊維コ
ードを含む主補強層２１、剛性部材としての螺旋状ワイ
ヤ３ａを含む中間ゴム層３、繊維コードを含む副補強層
２２、外傷によるカット傷を防止するブレーカ層４およ
び優れた耐候性を有する外面ゴム層５を順次に積層して
いる。

【００１８】主補強層２１は、繊維コードとしてのポリ
エステル繊維コードＣが含まれたゴム層からなり、少な
くとも２プライが積層される。この主補強層２１として
は、通常の設計基準である、使用圧力の５倍の圧力に耐
え得る破壊強度を持つように、上記積層プライ枚数を選
定した。図２を参照して、主補強層２１のホース軸線方
向Ｐに対するコード角度θとしては、ホースの可撓性、
耐座屈性等を考慮して３５〜５０度に設定されている。

【００１９】螺旋状ワイヤ３ａは、例えば直径９．４５
ｍｍで、ピッチ３５ｍｍにて巻かれた硬鋼線からなる。
図１および図３を参照して、副補強層２２は、主補強層
２１側の繊維コードと同一の材料からなるポリエステル
繊維コードＣが少なくとも２プライ積層された主体層２
２ａと、この主体層２２ａの外周面の一部に積層され、
所定の内部圧力を超えた状態で当該副補強層２２が図５
（この図５において、伸び規制層２２ｂが積層された部
分Ｂにハッチングを施した）に示すような湾曲形状を呈
するように、主体層２２ａの伸びを部分的に規制する伸
び規制層２２ｂとが含まれたゴム層からなる。伸び規制
層２２ｂは、図３および図４（この図４において、伸び
規制層２２ｂが積層された部分Ｂにハッチングを施し
た）を参照して、上記主体層２２ａの湾曲の外周側とな
る部分に断面視において半周にわたって積層されてお
り、当該湾曲の外周側となる部分の軸方向への伸びを規
制することにより、上記の湾曲形状の実現に寄与する。

【００２０】上記の主体層２２ａとしては、使用圧力の
２倍の圧力に耐え得る破壊強度を持つように、上記積層
プライ枚数を選定した。伸び規制層２２ｂとしては、主
体層２２ａの積層プライ枚数の半分の枚数とした。主体
層２２ａのポリエステル繊維コードＣのコード角度は、
６０度〜８０度とした。また、伸び規制層２２ｂのポリ
エステル繊維コードＣのコード角度は、主体層２２ａの
伸びを規制するために主体層２２ａのポリエステル繊維
コードＣのコード角度よりも小さい角度、好ましくは３
５〜５０度に設定される。

【００２１】この実施例によれば、主補強層２１が破断
されて副補強層２２によって内部圧力が保持される状態
になると、ホースが湾曲形状を呈するので、これによ
り、主補強層２１の破断を確実に検知することができ
る。特に、ホースの固定間隔等の影響を受けないで検知
できるので、一層検知が確実である。また、副補強層２
２の繊維コードのコード角度を６０度〜８０度にしてあ
り、主補強層２１の破断時に、副補強層の伸び量を十分
に確保できるので、副補強層２２への衝撃を緩和して、
主補強層２１破断時の副補強層２２の同時破断を防止す
ることができ、内部流体の漏洩を確実に防止することが
できる。また、上記湾曲形状を呈するための、軸方向へ
の伸び量を十分に確保することができる。

【００２２】さらに、螺旋状ワイヤ３ａを含む中間ゴム
層３によって、径方向への強度が補強されている主補強
層２１は、その繊維コードのコード角度を、３５〜５０
度としてあるので、必要な強度を効率良く確保すること
ができる。すなわち、主補強層２１の繊維コードのコー
ド角度としては、ホース軸線方向への伸びに重点をおい
た２０〜５０度の角度が好ましいのに対して、コード角
度が３５度未満ではホースが座屈し易くなるので、３５
〜５０度のコード角度に設定したのである。

【００２３】図６はこの発明の他の実施例を示してい
る。この実施例が図１の実施例と異なる構成は、中間ゴ
ム層３と副補強層２２との間に、破断時剥離層２０が設
けられていることである。この破断時剥離層２０は、中
間ゴム層３と副補強層２２との間に介在し、主補強層２
１の破断に伴ってホース全長にわたって剥離を起こすこ
とができる層である。一般の補強ゴムホースでは、通常
の使用圧力では軸線方向に１．５〜２．５％の伸びを生
じ、破壊圧力時には１０〜１５％の伸びを生じることか
ら、軸線方向の伸びが１０％を超えると剥離するように
した。

【００２４】具体的に破断時剥離層２０としては、図７
を参照して、織目の細かいナイロンの織布２０ａ（４２
０ｄ、密度５３本／ｉｎｃｈ）の両面に、天然ゴムをベ
ースとする厚み０．２ｍｍのゴムをコーティングし、こ
れを２枚積層しておく。この状態では、中間ゴム層３と
織布２０ａの下面側のゴム２０ｃとが接着した状態とな
っており、織布２０ａの下面側のゴム２０ｃと織布２０
ａ間のゴム２０ｃとは、織布目間を通して僅かに接着さ
れた状態となっている。織布２０ａの上面側のゴム２０
ｄと副補強層２２との関係についても同様である。すな
わち、２枚の織布２０ａ間のゴム２０ｃは、織布目間を
通して上下の層２２，３と僅かに接着されており、上記
のように軸方向への伸びが１０％を超えると、織布間の
ゴム２０ｃと織布２０ａが剥離するようになっている。
なお、破断時剥離層２０としては、上記のものに限定さ
れるものではなく、例えば、織布２０ａとしては、キャ
ンバス地、綿の平織布等も使用することができる。

【００２５】この実施例によれば、図１の実施例と同様
の作用効果を奏することに加えて、主補強層２１の破断
に伴って、中間ゴム層３と副補強層２２との間に介在さ
れた破断時剥離層２０が、ホース全長にわたって剥離を
起こすので、内部流体の圧力は、副補強層２２の内周面
の全面にわたって負荷されることになり、従来局部的負
荷により発生していた副補強層２２の破断を防止するこ
とができる。したがって、主補強層２１の外方へ漏れ出
した内部流体を、副補強層２２によって確実に保持する
ことができ、外部への漏洩を一層確実に防止することが
できる。しかも、上記の破断時剥離層２０は、主補強層
２１が破断を生じていない通常状態においては、所定の
接着力で接着されているものであるから、通常状態での
屈曲等により剥離が生じて剥離部分に擦れによる破損が
生じるといった虞がない。

【００２６】なお、主補強層２１の繊維コードとして破
断伸びの低いスチールコードや、アラミド繊維コードを
用い、副補強層２２の繊維コードとして破断伸びの大き
いポリエステル繊維コードやナイロン繊維コードを用い
た場合等において、上記の破断時剥離層２０を設けるこ
とが、好ましい。また、各補強層２１，２２の繊維コー
ドの材質が同じであってそれぞれのコード角度の差が小
さい場合（例えば主補強層２１の繊維コードのコード角
度が３５度で、副補強層２２のそれが６０度あるような
場合）には、上記の破断時剥離層２０を設けることが、
好ましい。

【００２７】そして、この発明は、上記各実施例に限定
されるものではなく、例えば、断面半周状の伸び規制層
２２ｂが積層された部分Ｂとして、図８に示すように互
いに断面の反対側の半周に配置されるようものを一対設
けることもできる。この場合、主補強層２１の破断時
に、図９に示すようにＳ字形形状に湾曲されることによ
り、主補強層２１の破断を検知することができる。

【００２８】また、伸び規制層２２ｂが積層される部分
Ｃを、図１０に示すように所定の幅を持ち且つ主体層２
２ａの外周側に螺旋状に巻かれたものとして構成するこ
ともできる。この場合、主補強層２１の破断時に、図１
１に示すように螺旋形状に屈曲することにより、主補強
層２１の破断を検知することができる。また、繊維コー
ドとしては、スチールやナイロンを使用することもでき
る。

【００２９】さらに、螺旋状ワイヤ３ａに代えてリング
状の剛性部材を用いることもできる。その他、本発明を
海上での使用に適用する場合、補強ゴムホースの外部
に、浮力材を付与することもでき、その他、この発明の
要旨を変更しない範囲で種々の設計変更を施すことがで
きる。試験 破壊試験 上記の図１の実施例に係る補強ゴムホースであって、主
補強層２１の積層プライ枚数を２枚とするとともに、副
補強層２２の主体層２２ａおよび伸び規制層２２ｂの積
層プライ枚数をそれぞれ２枚および１枚とし、主補強層
２１、主体層２２ａおよび伸び規制層２２ｂの各ポリエ
ステル繊維コードＣのコード角度を、それぞれ４５度、
７０度および４５度としたものを用いて水圧による破壊
試験を行ったところ、図１２に示すような結果を得た。

【００３０】当該補強ゴムホースに、常時使用圧力であ
る１．５５ＭＰａを負荷した状態において、ホースの伸
びは０．４％であった。また、設計破壊圧力である７．
７５ＭＰａを超えた８．６ＭＰａの負荷により、主補強
層２１が破断したが、水は副補強層２２によって保持さ
れ、外部へ漏洩はしなかった。上記破断時におけるホー
スの伸びは５％であった。破断後には、水圧の低下が認
められた。再度、常時使用圧力である１．５５ＭＰａに
上昇させた時に、ホースが伸び規制層２２ｂを内周側と
する略円弧状に湾曲した。なお、この場合において、伸
び規制層２２ｂが積層された側と積層されていない側の
弾性の比は、３．１対１となるので、内部圧力が負荷さ
れた状態での伸び量の比は１対３．１となり、この伸び
量の差によって上記の湾曲形状が得られたことになる。
その後、更に圧力を上昇させると、副補強層２２の設計
破壊圧力である３．１ＭＰａにて破壊した。

【００３１】次に、上記と同様の破壊試験を、上記の図
６の実施例に係る補強ゴムホースであって、主補強層２
１の積層プライ枚数を２枚とするとともに、副補強層２
２の主体層２２ａおよび伸び規制層２２ｂの積層プライ
枚数をそれぞれ２枚および１枚とし、主補強層２１、主
体層２２ａおよび伸び規制層２２ｂの各ポリエステル繊
維コードＣのコード角度を、それぞれ３５度、６０度お
よび４０度としたものを用いて行ったところ、図１３に
示すような結果を得た。

【００３２】当該補強ゴムホースに、常時使用圧力であ
る１．５５ＭＰａを負荷した状態において、ホースの伸
びは１．８％であった。また、設計破壊圧力である７．
７５ＭＰａを超えた８．５５ＭＰａの負荷により、主補
強層２１が破断したが、水は副補強層２２によって保持
され、外部へ漏洩はしなかった。上記破断時におけるホ
ースの伸びは１５％であった。破断後には、水圧の低下
が認められた。再度、常時使用圧力である１．５５ＭＰ
ａに上昇させた時に、ホースが伸び規制層２２ｂを内周
側とする略円弧状に湾曲した。この湾曲により主補強層
２１の破断を検知することができた。なお、この場合に
おいて、伸び規制層２２ｂが積層された側と積層されて
いない側の弾性の比は、２．２対１となるので、内部圧
力が負荷された状態での伸び量の比は１対２．２とな
り、この伸び量の差によって上記の湾曲形状が得られた
ことになる。その後、更に圧力を上昇させると、副補強
層２２の設計破壊圧力である３．１ＭＰａにて破壊し
た。そして、試験後の解体調査により、破断時剥離層２
０が、ホース全体にわたって剥離を生じていることが確
認された。 屈曲曲げ試験 上記破壊試験に用いた後者の補強ゴムホースを用い、常
時使用圧力である１．５５ＭＰａを負荷した状態で、ホ
ース内径の６倍の曲げ半径の曲率での１０万回の屈曲動
作をさせた。試験終了後の解体調査において、破断時剥
離層２０に剥離が生じていなかった。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、この発明の補強ゴムホー
スによれば、主補強層が破断されて副補強層によって内
部圧力が保持される状態になると、ホースの少なくとも
一部が湾曲形状を呈するので、これにより、主補強層の
破断を確実に検知することができる。また、副補強層の
繊維コードのコード角度を６０度〜８０度にしてあり、
主補強層の破断時に、副補強層の伸び量を十分に確保で
きるので、副補強層への衝撃を緩和して副補強層の破断
を防止することができるとともに、上記湾曲形状を呈す
るための、軸方向への伸び量を十分に確保することがで
きる。さらに、主補強層の繊維コードのコード角度を、
３５〜５０度としてあるので、必要な強度を効率良く確
保することができる。

【００３４】また、破断時剥離層を設けている場合に
は、主補強層の破断に伴って、副補強層の内周側の破断
時剥離層が、ホース全長にわたって剥離を起こす。した
がって、内部流体の圧力は、副補強層の内周面の全面に
わたって負荷されるので、従来局部的負荷に起因して発
生していた副補強層の破断を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる補強ゴムホースの
概略縦断面図である。

【図２】繊維コードの配列方向を示す概略図である。

【図３】副補強層の構成を示す断面図である。

【図４】伸び規制層の配置状態を示す補強ゴムホースの
概略平面図である。

【図５】補強ゴムホースの湾曲状態を示す概略平面図で
ある。

【図６】この発明の他の実施例に係る補強ゴムホースの
概略縦断面図である。

【図７】その要部の概略断面図である。

【図８】この発明のさらに他の実施例に係る補強ゴムホ
ースの概略平面図である。

【図９】その補強ゴムホースの湾曲状態を示す概略平面
図である。

【図１０】この発明のさらに他の実施例に係る補強ゴム
ホースの概略平面図である。

【図１１】その補強ゴムホースの湾曲状態を示す概略平
面図である。

【図１２】破壊試験における圧力の変化を示す図であ
る。

【図１３】破壊試験における圧力の変化を示す図であ
る。

【図１４】従来の補強ゴムホースの概略縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 内面ゴム層 ２ 外面ゴム層 ３ 中間ゴム層 ３ａ 螺旋状ワイヤ（剛性部材） ２０ 破断時剥離層 ２１ 主補強層 ２２ 副補強層 ２２ａ 主体層 ２２ｂ 伸び規制層 Ｃ ポリエステル繊維コード Ｐ ホース軸線方向

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】管状の内面ゴム層と外面ゴム層との間に、
   繊維コードを含む管状の主補強層および副補強層が配設
   されているとともに、螺旋状の剛性部材またはスチール
   コードを含む中間ゴム層が埋設されている補強ゴムホー
   スにおいて、 上記主補強層は、中間ゴム層の内周側に配設されている
   とともに、副補強層は、中間ゴム層の外周側に配設さ
   れ、 副補強層は、主体層と、主補強層が破断され当該副補強
   層によって内部圧力を保持する状態においてホースの少
   なくとも一部が湾曲形状を呈するように、上記主体層の
   湾曲の内周側となる部分に主体層の軸方向への伸びを規
   制するべく積層された伸び規制層とを含んでおり、 主補強層の繊維コードは、ホース軸線方向に対して３５
   度〜５０度の角度をなすように配設されているととも
   に、副補強層の主体層の繊維コードは、ホース軸線方向
   に対して６０度〜８０度の角度をなすように配設されて
   いることを特徴とする補強ゴムホース。
2. 【請求項２】中間ゴム層と副補強層との間に、主補強層
   の破断に伴いホース全長にわたって副補強層とこれの内
   周側の部分とを分断させるべく剥離を起こす破断時剥離
   層が設けられていることを特徴とする請求項１記載の補
   強ゴムホース。