JPS624987A - 高伸度難捻転性ホ−ス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、螺旋状補強線材入り高伸縮性デリバリ−ホ
ースにおいて、ホースの軸捻じれを生起しないような高
伸度難捻転性ホースの提供を日差したものである。

〔従来の技術〕

従来、補強線入りホースは、使用条件に応じて色々な構
造が使用されているが、一般に、補強線の内外に補強布
または交差補強コードを配置する構造が多く使用されて
いる。

たとえば、デ゛リバリーホースでは、主として内側補強
布を、内圧に対す耐圧補強として、螺旋状補強線下に設
定し、補強線によって、内側補強布の耐圧性を、より一
層増人するように構成したもので、耐圧性を主体とした
＠造のものであった。

従って、外側補強布は、湾曲時の補強線の飛出し防止お
よび外傷による内部への破損の進行を防止する作用とし
て使用されているものである。

以上のとおり、従来ホースはすべて耐圧性を基盤として
構成されており、耐圧の点においては充分な安全率が考
慮されているため、補強パランスリなわら、左巻き方向
と布巻き方向の分張力のアンバランスは無視されていた
ものである。

すなわら、螺旋状補強線材は、有は繊維材の耐圧強度を
増大するため、すべて一方向に設定されているもので、
耐圧力の増大によって、用途にｄプける使用圧力下にお
いてホースの伸びを抑制し、出来る限りホースの原反状
態において操業出来るようにして使用されていたもので
ある。

〔発明が解決しＪ一つとする問題点〕

従来の可撓性ホースは、上記のとおり、耐圧・１１１を
基盤として構成されているものであり、使用される繊維
補強材の伸びは、可塑性を有するゴムの伸びを押えるた
め、一般に２０％以下の１０％内外の範囲程度のものか
使用されている。

この発明の高伸度難捻転性ホースは、ます、０１出圧に
よって容易に伸縮し、振動圧を吸収し、伸張により容易
に捻じれを発生する誘因を抑制ηることを特徴とする螺
旋状補強線材入りホースで゛あり、このような、通常使
用圧力下において１０％〜５０％の広範囲に伸張可能イ
【ボースでは、１Ｉｌｉ紐補強材自身を高度に伸張させ
ることができないので、いきおい軸方向に耐する貼（ｓ
ｔ　ｃす角度を静止角度（５４°４５′　）より大きく
設定して、内圧が負荷されたとき、静止角度に変化しよ
うとする特性を利用して、大きなホースの伸びを期待す
るものである。

この期待において、一般に用いられている方法では、補
強線材の内側に配置する内側繊維補強材に、内圧に耐え
る主応力を負担させるやり方では、静止角度より大きく
配置した場合、角度変化したときの径が小さくなること
となり、結果として補強線と離反するような力が働いて
いることになる。

そこで、主補強として、外側繊維補強材を補強線材の外
側に配し、静止角度より大きく配置して、角度変化した
後の径が小さくなることを利用し、外側繊維補強材か、
内圧負荷時、補強線材をより強固に押し付けるようにす
る方法かとられることになる。

この場合、外側繊維補強材を偶数プライ配置することに
なるが、内側繊維補強材については、主応力を負担させ
ない場合には、単に補強線か内管ゴムに食い込むのを防
止する役目や内面ゴムと、その上層の中間ゴムとの接着
性を良くする目的で使用されるものであるため、へ方向
く左巻き方向）とＢ方向（布巻ぎ方向）に同一系を同密
度で配置するものであった。

このような従来構造では、次の点において重大な欠陥を
持つものであることが判明した。

すなわち、螺旋状補強線材入り高伸度ホースでは、補強
線の巻き方向かへ方向またはＢ方向のいずれか一方向の
みであるため、補強線材自身の耐圧補強バランスがとれ
ていないものである。低伸度ホースでは、螺旋状補強線
材か９０’に近い高角度に配置の場合、へ方向とＢ方向
の方向性によるアンバランスが少ないが、１０％〜５０
％も伸張されるホースでは、配置角度がより鋭角となり
、軸方向に対する傾きか大きく生じているので、アンバ
ランスを生起するものである。さて、このようにアンバ
ランスを生じると、ホースに（コ、軸捻じれという欠陥
を発生するようになる。

なお、この高伸度ホースは、大きな伸縮性を特徴とする
ものであり、０．１〜２　ｋＭＣＩ２程度の内圧ではな
く、３〜３０ｋ（］／ｃｍ２程度の中圧力で使用される
ことが多い。また、／１０ｋＭｃｍ２１００高圧では、
使用される補強材利かスヂールコード等の高抗張力材を
使用することに４【るので、大きな伸張度を期待するこ
とができない。

また、高伸度ホースは、ぞの用途が主としてスラリ−物
質の斤送であるため、６−ＩＩ　Ｏｍｍ程度の小口径ホ
ースでは汗送に適さ！Ｚ’Ｊ）。

従って、高伸度ホースの用途条イ１範囲としては、に１
径が５０〜６００　ｍｍ、内圧か３〜３０　ｋｇ／　ｃ
ｍ２の範囲どなるもので、特に軸捻じれか太き４工欠陥
要因となるものである。

囚って、従来全く考慮されてなかった一方向だ（プに設
定される螺旋状補強線材か負担する軸方面分張力のアン
バランスを解決する必要がある。もち論、その他の補強
材についてもバランスを構成することか必要である。

〔問題点を解決するための手段〕

まず、ボース内圧力Ｐｋ（］／Ｃ…２にあい−Ｃ１一方
向の螺旋状補強線材おＪ：び内側有機繊維材等の補強材
が負担する軸方面分張力を考察する。

計算の便宜のため、内圧力を負担する各補強線材、有機
繊維材等の各線条体は２方向に交差してるものとして計
算し、最終的には一方向のみの分張力を求めるので１／
２の係数を掛けるものとする。軸方向張力に及ぼす長軸
とα角度方向の単位長ざ当りの分張力 貼付は角度αがθに変化したとき 貼付は角度αがθに変化したとき補強材の密磨とおＣプ
る貼付は径（ｃｍ）、線条体がホース円筒を１周するに
要する長さをＣとすると、 ＤＯＬ−−Ｓｌｎα、ｒ）θ−−’Ｌ　Ｓｉｎθ　、π
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ルＤ（ｔｓｉ
ｎα 補強材１１ＩＩの線条体本数をに１補強材の密度をＦと
すると、α時、０時の単位面憤当りの密１食Ｅα、Ｆθ
は、 ２Ｃｓｉｎθ　ｃｏｓθ ［α　　　Ｓ：ｎθ　ＣＯＳθ 補強材の０時の伸度（％／１００　）をεとすると、初
期貼付時にお（プる補強材の単位幅線条応力（ｋＭｃｍ
）をＳαとし、角度変化０時における補強材の単位幅線
条応力（ｋＭｃｍ）をＳθとすると、ｉｎＯ 島−−ｘ　Ｄ　（１＋　Ｅ） ｓｉ口α Ｂ　ｃｏｓθＳｅ　　ｓｉｎθ ｓｉｎαＤ（１＋ε） ３ｌｎθＤ（１＋ε）２ この計算式に基づいて螺旋状補強線材（略称補強ワイヤ
ー）と内側有機繊維材とのバランスを求めることによっ
て捻転性を解決するものである。

上記計算式に補強ワイヤーと内側有機繊維材のそれぞれ
の場合の記号を当て嵌めると下記のようになる。

以下、内側有機繊維材は内側補正繊維層と指称すること
にする。ホース内圧力ＰｋＭｃｍ２において、一方向の
螺旋状補強線材（略称補強ワイヤー）が負担する軸方面
分張力をＰｗとすると、Ｐｗは次式で求められる。

また、ホース内圧力Ｐ　ｋｇ／　Ｃｍ２において、一方
向の繊維材料が負担する軸方面分張力をＰＦとすると、
ＰＦは次式で求められる。

但し、 θＷ・・・内圧力２時における補強ワイヤーの巻角度 Ｓｗ・・・ホース内に設定された中位幅当りの補強ワイ
ヤーの強度（ｋ（］／Ｃ…） αＷ・・・補強ワイヤーの初！１１巻角度Ｄｗ・・・補
強ワイヤーの初期の巻径（ｃｍ）Ｅｗ・・・内圧力２時
におけるワイヤーの伸び（％／１００　） θｆ・・・内圧力２時にｄうける内側補正繊維層のコー
ド角磨 Ｓｆ・・・内側補正１１１ｉ紐層（略称補正層）の単位
幅当りの強度（ｋＭｃｍ） αｆ・・・内側補正ｐＨｉ紐層の初期巻角度Ｄ−ｒ・・
・内側補正繊維層の初期の貼イ」け径（Ｃ…）Ｆｆ・・
・内圧力２時の内側補正１ｉｌｉ維１台の伸び（％／１
００　） 上記計算式において、Ｐｗ＝ＰＦのときのＳｗとＳｆと
の関係にＪ、ってバランスを求めればよい。

このバランスの得られる内側補正繊維層のｌａ侍幅当り
の強度（ｋ（］／Ｃｍ）を基７￥ｆａどするものである
。

囚って、一方向の螺旋状補強線材か負担づる輔方向分張
力に見合う反対方向の内側補正繊維層の負担する軸方内
分張力を、螺旋状補強線材の下部に設定すればよい。す
なわら、このような内側補正繊維層を設（）ることによ
って捻転性を解決覆るものである。従って、補強ワイヤ
ーの構成並びに品質強度によって、内側補正ＮＭＭ層の
強度も変化するものである。

なお、内側補正繊維層の設定によって分張力のバランス
か補正された下部に、左右の分張力を均等に分担す高巻
角度の交差状のスダレ織二１−ド材利にて、耐久性の必
要に応じて、内側補強繊維層を適宜に設定してもよい。

また、この高巻角度の交差状のコード材料に代えて、用
途に応じて高伸度の織布を用いてもよい。

因って、この発明の高伸度難捻転性ホースは、エラスト
マーの内管上に、上記説明の内側補正繊紐間を一方向に
設定し、ぞの上部に、反対方向の螺旋状補強線材を、エ
ラストマー中に埋設し、ぞの外周に、外側補強繊維層と
して有機繊維のスダレ織コード材料を交差状に２プライ
以上の偶数プライを設定し、外周をエラストマーにて被
覆して構成されるものである。

上記の外側補強ｉｌｉ紺層の巻角度は６０層以上７５°
以下の範囲とし、螺旋状補強線材の巻角度は７５°以−
１＝９０’未満の範囲から使用条件等をＮＪ］案じて適
切な角度を選定し目つ対応する外側補強繊維層の巻角度
より人イ【る角度に設定するものである。

また、内側補正繊維層の巻角度は、６０層以上７５°以
下の範囲において、設定される外側補強＄ｌｌｉ維層の
紐間度の±１０°の範囲を基準に適宜に設定するもので
ある。内側補正繊維層の下部に、交差状のスダレ織コー
ドの内側補強１１層を設定する必要の場合は、その巻角
度は、はぼ同角度に設定すればにいが、強度は、補強線
材の設定の安定性および保持的耐久性強度があればよい
ので低強度のものでもよい。

また、この交差状のスダレ織コードの内側補強繊維層の
２プライの代用として平織布を使用する場合は、前者の
場合と同様低強度のものでよいが、平織布の場合は、４
５°±５°の範囲程度に設定する必要があるため、ホー
スの高伸度の時、切断されるおそれがあるので、特に高
伸度たとえば４０％以上のものが望ましい。

（作用〕 この発明のホースは、上記のとおり、高伸張・［イ１構
成のため容易に高度の伸縮性が１ｑられるばかりでなく
、一方向の螺旋状補強線材が負担する軸方内分張力に見
合う反対方向の内側補正繊維層を設定したことによって
分張力のアンバランスが解消され、高伸度ホースに生起
されやすい捻転性が防止される。

〔実施例〕

図面は、この発明ホースの一例を示す正面図で、一部切
欠して、構成の各層を開示したものである。

図おいて、１はエラストマーの内管で、ホース内径９０
ｍｍφの例である。］［ラス１〜マーどは、天然ゴム、
合成ゴム系、ぞの他プラスチック系等の各種のゴム状弾
性を有するものを旧称するものである。本例は、最も普
通の例を示したもので、エラストマーは天然ゴムを使用
、製品硬度（は６０’で、内管厚ざは４　…０１である
。２は内側補ｉ′Ｔ：１１１ｉ紐層で、厚さ１　ｍｍ、
巻角度を７０°を基準とし、巻方向は矢印Ｂ方向すなわ
ち右ネジ方向に設定、３は螺旋状補強線材で、本例では
、巻方向１．１１、矢印Ａ方向す４１わら左ネジｈ向に
設定し、線径３　ｍｍφ、ピッチ１３ｍｍ　（巻角度約
８７゜４０’）、＝１は埋設エラストマー、５．６は外
側補強繊維層の交差状の２プライてあり、５は下部の１
プライで、エラストマーにて１〜ツピングしたりイロン
スダレ酸（ＣＯＲＤ　　ＦＡＢＲＩＣ）であり、厚さ１
ｍｍ、最大甲位幅強度１８０ｋＭｃｍ、切断伸度２０％
、巻角度７０°、巻方向は矢印へ方向、６は」一部の１
プライで、下部と同様で、巻方向だけが反対の矢印Ｂ方
向に配置される。７は１゛ラストマ一外被層で、厚さ２
ｍｍである。

上記実施例について、前記のＰｗとＰＦの式によって、
螺旋状補強線材の軸方面分張力と、内側補正繊維層の軸
方面分張力を計算した。但しｌ）が１０ｋａ／ｃｍ２で
ホースの伸びが３３％の場合の計算である。

ＰＷ　＝　Ｓｗ　Ｘ　Ｏ，００（１８３６ＰＦ　＝３ｆ
Ｘ　Ｏ，０６３５ 、’、　　Ｓｗ　Ｘ　Ｏ，０００８３６＝ＳｆＸ　Ｏ，
０６３５Ｓ　ｆ　＝　Ｓ　ｗ　Ｘ　−！２−”’−”−
”−−３ｙｙ　Ｘ　０．０１３１Ｂ５０、０１；３ダ 螺旋状補強線材（略称補強ワイヤー）の材質が７０００
ｋＭｃｍ２として計算した場合、０．３　ｍｍφ（断面
積０．０７０６５ｃｍ２）の強度は４９４．６ｋ（＋と
なり、ピッチが１．３　ｃｍであるから、１ｃｍ当りの
強度は３８０．４８　ｋｑ／ｃｍ　、従ッテ、上記計算
では、 ３８０、／＋８　ｋｏ／ｃｍ　ｘ　Ｏ，０１３１６５＝
：＝　５．Ｏｋｑ／ｃｍとなるが、その他各種の変動の
場合をｈ１舞しても、７０００ｋＭｃｍ２の場合は、内
側補正繊維層は５〜５．５ｋＭｃｍ　　程度の範囲で釣
り合うものと考えられる。囚って、この範囲を基準値と
した強度のものを使用すれば、バランスか得られろもの
である。もち論、ホースの各伸び率においてこの範囲で
対応されるものである。

同様にして、補強ワイヤーの材質を１００００ｋＱ／Ｃ
…２としてｈ１算した場合は、５４３．５ｋＭｃｍｘ　
Ｏ，（＋１３１６５　中７．２　（ｋＭｃｍ）となるが
、ぞの他の各種の変動の場合を削詐しても、内側補正繊
維層は７．２〜７．８に！ＩＩ／Ｃ…　程度の範囲を基
準値とした強度のものを使用覆ればバランスが得られる
。

同様にして補強ワイヤーの材質を１３０００ｋＯ／Ｃｍ
２として計算した場合、内側補正繊維層は９．３〜１０
．２　ｋＭ　ｃｍ　　程度の範囲を基準値とした強度の
ものを使用すればバランスか得られる。

次に、螺旋状補強線材に７０００ｋＭｃ…２を使用し、
内側補正８Ｍ層（略称補正層）に各強度のものを使用し
た場合の試験結果を次表に示す。

前記ＰｗとＰＦを求めると、内側補正ｌ　ｆｆｆｆ　層
（略称補正層）には５〜５．５　ｋＭＣＩ　　の強度の
ものを使用すればアンバランスか補正されることになる
。次表の内側補正繊維層の変化による捻じれ特性表は、
図示の構造の実施例にｄ３いて、試料Ｎ０．５に補正層
の強度の基準として５１（ｇ／Ｃｍの有機繊維コードを
使用し、仙の試料ＮＯ，に強度の異なる補正層を形成し
たものである。

なお、ホースＧＪ、、可塑性を有するエラス）〜マーの
加工製品であるため、ある程度のバラツキを兇込む必要
がある。

（以下次頁） 内側補正繊維層の変化による捻じれ特・１（１表（注） 試料Ｎｏ、１は、補正層）こＡ方向と目方向の２方向に
スダレ織を使用したものであり、従って、他の試わｌと
貼イ１（プ袢を同径とηるため、内面ゴムの厚さを１ｍ
１Ｔ１減らして３　［１１ｔｔｌとした。

なお、捻れ角の測定は、ホースの両端に盲蓋を取り（＝
ｔけ内圧を負荷できるようにして、一端を固定し、他端
をフリー状態とし、内圧負荷したときにホースが自由に
伸張するように上部に回転［］−ラーを置く、この一端
を固定、細幅：をツリー状態とした初期長さ１ｍｌこ対
するフリー状態端部のホースの上端部をＡと覆ると、加
圧して所定のｉ１＼−ス伸びに達したとき、八か変化し
た位置の横方向からみた位置をＡ′と１−る。このＡ−
Ａ’の４ｒす角度を捻れ角（γ°）として測定したもの
である。

以上内側補正繊維層の待・１４表に示すとａづつ、螺旋
状補強線材の軸方面分張力と釣り合うような強度を基準
とした前後範囲の補正弾出、す４ｆわち、試料Ｎ０．４
、Ｎｏ、５、Ｎｏ、６の９１（ＭＣＩ＋、５ｋＭＣ…、
’ｌ　！（Ｍ　ｃｍ　　は捻れ角か２°、１°、２°と
なり、この範囲であれば実用上支障のない範囲である。

この範囲は基準値の一１ｋｇ／Ｃ１ｎ（−２０％）、＋
４ｋＭＣＩ（＋８０％）の補正強度であれば実用−Ｌ支
障のない捻れ角か得られる。

〔発明の効果〕

この発明は、以上のように、一方向の螺旋状補強線材の
軸方面分張力と釣り合うような反対方向の内側補正繊維
層を設定したため、捻じれの要因である分張力のアンバ
ランスを解潤しうることか出来るので、高伸度の伸縮性
ホースの捻転性か抑制され且つ１１４出圧にＪ、る振動
か均等に吸収され、実用上好適な操業性か得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の一実施例で、一部切欠内部崩成を示
したホースの部分正面図である１・・・内管　　　　　
　２・・・内側補正繊維層３・・・螺旋状補強線材　４
・・・埋設Ｊラス］〜マー５．６・・・外側補強ｉｌｉ
維層 紐間・・エクス１〜マー外被層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）エラストマーと螺旋状補強線材および有機繊維材
   料とからなるホースにおいて、エラストマーの内管上に
   、内側補正繊維層として、一方向の螺旋状補強線材の軸
   方向分張力と釣り合うような強度を基準値とした前後範
   囲の補正強度で捻れ角が０°〜２°範囲となる強度の反
   対方向の有機繊維コードからなる内側補正繊維層を設定
   し、該内側補正繊維層上において、上記螺旋状補強線材
   を埋設エラストマー中に埋設し、その外周に、外側補強
   繊維層として、有機繊維のスダレ織コード材料を、巻角
   度６０°以上で、螺旋状補強線材の巻角度より小さい巻
   角度で、相互に交差状に２プライ以上の偶数プライを設
   定し、外周をエラストマー外被層にて被覆したことを特
   徴とする高伸度難捻転性ホース。
2. （２）外側補強繊維層のコードの巻角度を６０°以上７
   ５°以下の範囲とし、螺旋状補強線材の巻角度を７５°
   以上９０°未満の範囲から選定し且つ対応する外側補強
   繊維層の巻角度より大なる角度に設定した特許請求の範
   囲第１項記載の高伸度難捻転性ホース。
3. （３）内側補正繊維層のコードの巻角度を、外側補強繊
   維層のコードの巻角度の６０°以上７５°以下の範囲に
   おいて適宜に設定した特許請求の範囲第１項記載の高伸
   度難捻転性ホース。