WO2013073433A1 - 積層補強ホース - Google Patents

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WO2013073433A1
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芳博 中川
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株式会社トヨックス
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/04Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
    • F16L11/08Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall
    • F16L11/088Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall comprising a combination of one or more layers of a helically wound cord or wire with one or more braided layers

Definitions

  • the present invention relates to a silicone laminated reinforcing hose excellent in pressure resistance used in food, beverages, medical equipment, chemistry and other industries, and a laminated reinforcing hose excellent in pressure resistance made of other materials.
  • the coil is similarly crushed in a flat shape in the radial direction so as to be compressed and deformed into a substantially elliptical cross section.
  • the two parts orthogonal to each other are bent into a generally U-shape and sharpened, and each protrudes in the radial direction toward the outer layer.
  • the outer layer is made of a material that is very easy to tear, such as silicone rubber
  • the outer layer bites into the outer layer and breaks are formed.
  • the coil would break through the outer layer and jump out, making it unusable.
  • An object of the present invention is to cope with such a problem, and an object of the present invention is to prevent the outer layer from being torn by compressive deformation of the coil accompanying the partial deformation of the hose in the radial direction. To do.
  • the present invention provides an inner layer formed of a flexible material in a cylindrical shape and laminated by knitting a reinforcing yarn or a reinforcing fiber into a cylindrical shape along the outer peripheral surface of the inner layer.
  • the second reinforcing layer and the outer layer laminated in a cylindrical shape with a flexible material along the outside of the second reinforcing layer are integrally provided.
  • the reinforcing yarn or the reinforcing fiber of the second reinforcing layer is knitted into a cylindrical shape along the outer side of the coil and integrally laminated, and the outer layer is formed along the outer side of the second reinforcing layer.
  • the second reinforcing layer is disposed between the coil and the outer layer so as to cover the outer periphery of the coil by laminating them integrally, a part of the hose is partially deformed in the radial direction, and the coil Even if a part of the axial direction in the slab is partially flattened in the radial direction and compressed and deformed into a substantially elliptical cross section, the pointed portion that is bent into a generally square shape directly hits the inner surface of the outer layer. Therefore, it is possible to prevent the outer layer from being broken due to the compression deformation of the coil accompanying the partial deformation of the hose in the radial direction.
  • the flexible material constituting the outer layer is very easy to tear, such as silicone rubber, compared to the conventional one that does not include the second reinforcing layer in which the reinforcing yarn or the reinforcing fiber is knitted in a cylindrical shape. Even if it is a thing, it can be used for a long period of time because it does not break out of the outer layer and the pointed portion of the coil is bent into a substantially square shape.
  • a laminated reinforcing hose A includes a inner layer 1 formed in a cylindrical shape with a flexible material, and reinforcing yarns or reinforcing fibers along the outer peripheral surface 1 a of the inner layer 1.
  • a first reinforcing layer 2 formed by knitting into a cylindrical shape, a coil 3 formed by winding a wire in a spiral shape along the outside of the first reinforcing layer 2, and along the outside of the coil 3
  • a second reinforcing layer 4 formed by knitting a reinforcing thread or a reinforcing fiber into a cylindrical shape, and an outer layer 5 formed in a cylindrical shape by a flexible material along the outside of the second reinforcing layer 4. Is integrated.
  • the inner layer 1 and the outer layer 5 are formed of a flexible material whose main component is excellent in flexibility such as silicone rubber, other rubber, or soft synthetic resin.
  • a transparent or translucent material so that a fluid passing through the laminated reinforcing hose A can be seen.
  • a method for producing the inner layer 1 and the outer layer 5 it is preferable to extrude the inner layer 1 and the outer layer 5 using, for example, an extrusion molding apparatus as disclosed in JP-A-8-207110.
  • an innermost layer made of a flexible material suitable for a fluid passing through the laminated reinforcing hose A is laminated inside the inner layer A1, or a protective layer is placed outside the outer layer 5. It is also possible to laminate and form an outermost layer made of a flexible material suitable for use.
  • the first reinforcing layer 2 and the second reinforcing layer 4 are knitted in a cylindrical shape in the axial direction of the laminated reinforcing hose A by a braiding machine (not shown) using a reinforcing yarn such as polyester, nylon or aramid fiber or a reinforcing fiber. It is formed by doing. More specifically, the first reinforcing layer 2 and the second reinforcing layer 4 include warp knitting rows 2a and 4a extending in the axial direction of the laminated reinforcing hose A and weft knitting extending in the circumferential direction of the laminated reinforcing hose A. The rows 2b and 4b are knitted to be stretchable.
  • the knitting directions of the warp knitting row 2a and the weft knitting row 2b of the first reinforcing layer 2 and the warp knitting row 4a and the weft knitting row 4b of the second reinforcing layer 4 are the same as those of the laminated reinforcing hose A shown in the illustrated example. It is preferable that the laminated reinforcing hose A is wound at a predetermined angle from the axial direction so as to be spirally wound so that the forces acting on the warp knitting rows 2a and 4a and the weft knitting rows 2b and 4b are balanced.
  • the warp knitting rows 2a, 4a are inclined at an appropriate angle with respect to the axial direction of the laminated reinforcing hose A and are knitted in a spiral shape, and the warp knitting rows 2b, 4a 4b is knitted so as to be substantially orthogonal.
  • the coil 3 is configured by winding a wire made of a hard rust metal such as stainless steel or a hard fiber such as a monofilament (stretched monofilament) or a hard synthetic resin in a spiral shape.
  • a monofilament is used, it is less rusting than a metal wire, and the laminated reinforcing hose A can be easily cut and reduced in weight.
  • a stationary wire led from a coil molding machine (not shown) or a coil storage part (not shown) is continuously supplied at a set speed in the axial direction of the laminated reinforcing hose A, and the coil 3 is spirally wound. It is preferable to wind in the shape.
  • the coil forming machine it is preferable to use, for example, a machine that continuously forms a coil in such a manner that no elastic repulsion remains when winding a wire as disclosed in JP-A-61-144230. .
  • the first intermediate layer 6 made of the same kind of flexible material as the inner layer 1 and the outer layer 5 such as silicone rubber is interposed between the first reinforcing layer 2 and the coil 3.
  • a second intermediate layer 7 whose main component is made of the same kind of flexible material as the inner layer 1 and the outer layer 5 such as silicone rubber is laminated between the coil 3 and the second reinforcing layer 4. preferable.
  • the manufacturing method for producing the laminated reinforcing hose A first, after the inner layer 1 is extruded, the first along the smooth outer peripheral surface 1a.
  • the reinforcing yarn or the reinforcing fiber (the warp knitting row 2a and the weft knitting row 2b) of the reinforcing layer 2 is wound, and if necessary, the outer side of the first reinforcing layer 2 is a first intermediate in a molten state that is extruded to the outside.
  • the layers are cured and laminated on the outer periphery of the first reinforcing layer 2.
  • the first intermediate layer 6 is spirally wound along the coil 3 along the smooth outer peripheral surface 6a, and the outer side of the coil 3 is melted by being extruded outside the coil 3 as necessary.
  • the outer periphery of the coil 3 is cured and laminated.
  • the reinforcing yarns or reinforcing fibers (warp knitting rows 4 a and weft knitting rows 4 b) of the second reinforcing layer 4 are wound along the smooth outer peripheral surface 7 a of the second intermediate layer 7, and are wound outside the second reinforcing layer 4. Is laminated on the outer periphery of the second reinforcing layer 4 by stacking the melted outer layer 5 extruded on the outside.
  • the second reinforcing layer 4 is disposed between the coil 3 and the outer layer 5 so as to cover the outer periphery of the coil 3. Therefore, a part of the axial direction in the coil 3 is forced to be partially bent in the axial direction of the laminated reinforcing hose A or a compressive load is applied to a part of the axial direction of the laminated reinforcing hose A in the radial direction.
  • the pointed portion that is bent into a substantially square shape directly hits the inner surface 5a of the outer layer 5 and bites into it. There is no. Thereby, the tearing of the outer layer 5 due to the compressive deformation of the coil 3 accompanying the partial deformation of the laminated reinforcing hose A in the radial direction can be prevented. Therefore, even if the flexible material constituting the outer layer 5 is a tear material that is very easy to tear, such as silicone rubber, a sharp portion that is bent into a substantially square shape in the coil 3 breaks through the outer layer 5 and jumps out. It can be used for a long time.
  • the coil 3 is spirally wound along the smooth outer peripheral surface 6a of the layer 6, and the reinforcing yarns or reinforcing fibers of the second reinforcing layer 4 are knit in a cylindrical shape along the smooth outer peripheral surface 7a of the second intermediate layer 7. Knitted. Therefore, damage to the reinforcing yarn or the reinforcing fiber in the first reinforcing layer 2 and the second reinforcing layer 4 due to the contact of the coil 3 is prevented, and the winding pitch of the coil 3 and the braiding pitch of the second reinforcing layer 4 are made uniform, respectively. be able to.
  • an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • the inner layer 1, the first intermediate layer 6, the second intermediate layer 7, and the outer layer 5 are all extruded sequentially with silicone rubber whose main component is transparent.
  • polyester, nylon, aramid fiber or the like is knit knitted into a cylindrical shape as a reinforcing yarn or reinforcing fiber (warp knitting row 2a and weft knitting row 2b) of the first reinforcing layer 2, and the first intermediate layer A rust-resistant metal wire such as stainless steel is spirally wound as a coil 3 between 6 and the second intermediate layer 7, and between the outer layer 5 of the second intermediate layer 7 and the reinforcing yarn or reinforcing fiber of the second reinforcing layer 4 Polyester, nylon, aramid fiber or the like is knit knitted into a cylindrical shape as (longitudinal knitting row 4a and weft knitting row 4b).
  • the knitting directions of 4a and weft knitting row 4b) are reversed.
  • the reinforcing yarns or reinforcing fibers (the warp knitting row 4a and the weft knitting row 4b) in the second reinforcing layer 4 rather than the stitches of the reinforcing yarns or reinforcing fibers (the warp knitting row 2a and the weft knitting row 2b) in the first reinforcing layer 2.
  • the coil 3 is set to be difficult to pass through the second reinforcing layer 4.
  • the outer surface 5b of the outer layer 5 is provided with an identification line 8 having a color different from that of the outer layer 5 and extending in the axial direction of the laminated reinforcing hose A so that it can be distinguished from other hoses at a glance.
  • an identification line 8 As a manufacturing method of the identification line 8, when the outer layer 5 is extruded, a color different from the color of the outer layer 5 is extruded into a strip shape, or a thermoplastic resin tape is thermocompression bonded to the outer surface 5b of the outer layer 5 to be integrated. It is preferable.
  • the ratio of the winding pitch P of the coil 3 to the thickness T from the inner surface 1b of the inner layer 1 to the outer surface 5b of the outer layer 5 is set to 1.3 to 1.5: 1.
  • the reduction of the allowable bending radius in A and the reduction of the crushing deformation with respect to the local compressive load are aimed at. That is, when the thickness (wall thickness) D of the laminated reinforcing hose A is about 6.5 to 7.5 mm, the winding pitch P of the coil 3 is set to about 5.0 mm.
  • the second intermediate layer 7 and the second reinforcing layer 4 are not provided and the coil with respect to the thickness T is provided separately from the above-described setting embodiment.
  • a plurality of comparative examples each having the same structure as the above example except that the ratio of the winding pitch P of 3 is set to about 0.75: 1 are prepared for each of these examples and comparative examples under the same measurement conditions.
  • the allowable bending radius measurement test shown in FIG. 2, the compression crushing test shown in FIG. 3, the compression bending test shown in FIG. 4, and the water pressure resistance test were performed.
  • the laminated reinforcing hose A of the example and the laminated reinforcing hose of the comparative example were prepared with both inner diameters set to predetermined dimensions (25 mm). Furthermore, the laminated reinforcing hose of the comparative example has no second intermediate layer 7 and the second reinforcing layer 4 as compared with the laminated reinforcing hose A of the example, so the thickness (thickness) is reduced accordingly, and the actual measurement thereof In value, the thickness T was about 5.3 mm, and the coil winding pitch P was about 7.0 mm.
  • the test method for measuring the allowable bending radius is that the example and the comparative example are bent in a curved shape at room temperature (23 ⁇ 3 ° C.), and the outer diameter D of the hose is 10% flat.
  • the bending radius R of the hose was measured.
  • the bending radius R of the example was about 70% smaller than the bending radius R of the comparative example.
  • the compression crushing test is performed at room temperature (23 ⁇ 3 ° C.) by applying a load L to a part of the axial direction of the examples and comparative examples and compressing them in the radial direction.
  • the load for each rate and the flatness for each load were examined.
  • the load (N) when the flatness is 10%, 20%, 30%, 40%, and 50% was measured as the load for each flatness.
  • the flatness ratio (%) for each load when the load was 100 N, 200 N, 300 N, 400 N, and 500 N was also examined.
  • the compression speed of the load L was set to 20 mm / min.
  • the example is about 1.3 to 1.8 times less likely to be crushed at the load for each flatness ratio than the comparative example, and the flatness ratio at each load is about 1. It was 2 to 1.9 times less likely to collapse.
  • the compression bending test is performed by compressing and bending the example and the comparative example at room temperature (23 ⁇ 3 ° C.), and the load for each set span S and the load span S at the maximum load. I investigated.
  • the load (N) when the span S was 320 mm, 280 mm, 240 mm, 2000 mm, and 160 mm was measured as the load for each set span S.
  • the sample hose length was 400 mm, and the compression speed was set to 200 mm / min.
  • the results of the compression bending test show that the example is more likely to bend about 59 to 78% in the load for each set span S than the comparative example, and the load span S when the maximum load of the example is about 60 N is about 127 mm.
  • the test method of the water pressure resistance test is that the examples and comparative examples are submerged in water baths at a water temperature of 23 ° C. and 90 ° C., and the pressure applied to the hose is stepwise when used at normal temperature (23 ° C.) and when heated (90 ° C.) Measure the outer diameter change rate (%), axial elongation rate (%), and circumferential twist (turns / m), and increase the internal pressure of the hose.
  • the breaking pressure when the reinforcing yarns or reinforcing fibers (the warp knitting rows 2a and 4a and the weft knitting rows 2b and 4b) of the one reinforcing layer 2 and the second reinforcing layer 4 were broken and broken was also measured.
  • the internal pressure was set to 0.5 MPa, 1.0 MPa, 1.5 MPa, and burst pressure (MPa).
  • the break pressure was about 1.4 times higher than that of the comparative example, but the outer diameter change rate was reduced by about 50% and the elongation rate was reduced by about 40%. .
  • the laminated reinforcing hose A of the example not only has a higher breaking pressure than the comparative example, but also has a smaller outer diameter change rate and elongation rate, which is advantageous for quantitative supply of fluid.
  • the allowable bending radius of the hose is reduced, and at the same time, the deformation of the hose against the local compressive load is reduced. Therefore, partial collapse of the hose can be improved.
  • the internal flow path of the hose is widely held, so that clogging of the fluid can be reduced, and the pressure inside the hose (internal pressure) is less likely to increase, so that accidents such as hose disconnection can be reduced.
  • the weaving direction of the reinforcing yarn or the reinforcing fiber in the first reinforcing layer 2 and the weaving direction of the reinforcing yarn or the reinforcing fiber in the second reinforcing layer 4 are reversed, the first
  • the drawback that the reinforcing yarns or reinforcing fibers of the reinforcing layer 2 and the reinforcing yarns or reinforcing fibers of the second reinforcing layer 4 are likely to change in the radial direction is negated, and the hose is difficult to twist due to an increase in internal pressure of the hose. Therefore, there is also an advantage that the shape retention performance can be improved by preventing the hose from twisting.
  • the weaving direction of the reinforcing yarn or reinforcing fiber in the first reinforcing layer 2 and the weaving direction of the reinforcing yarn or reinforcing fiber in the second reinforcing layer 4 are reversed, but the present invention is not limited to this.
  • the weaving directions of the first reinforcing layer 2 and the second reinforcing layer 4 may be the same.
  • the stitches of the reinforcing yarns or reinforcing fibers in the second reinforcing layer 4 are set to be finer than the stitches of the reinforcing yarns or reinforcing fibers in the first reinforcing layer 2, but the present invention is not limited to this.
  • the stitches of the reinforcing layer 2 and the second reinforcing layer 4 may be the same, or the stitches of the first reinforcing layer 2 may be finer than the stitches of the second reinforcing layer 4.

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Abstract

ホースの部分的な潰れ変形に伴ったコイルの食い込みによる外層の破れを防止する。 コイル3の外側に沿って第二補強層4の補強糸又は補強繊維を筒状にニット編みして一体的に積層させ、第二補強層4の外側に沿って外層5を一体的に積層することにより、コイル3と外層5の間に第二補強層4がコイル3の外周を覆うように配置されるため、ホースAの一部が部分的な径方向への潰れ変形に伴って、コイル3における軸方向の一部が部分的に径方向へ扁平状に潰れて断面略楕円形に圧縮変形しても、その略くの字型に折れ曲がって尖った部位が直接的に外層5の内面5aに突き当たって食い込むことがない。

Description

積層補強ホース
 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。
 従来、この種の積層補強ホースとして、内層と外層との間に、補強糸又は補強繊維が筒状にニット編みされた補強層を設け、その外側に前記補強層に沿ってコイルを螺旋状に巻き付けたもがある(例えば、特許文献1参照)。
特開2006-183868号公報
 しかし乍ら、このような従来の積層補強ホースでは、ホースにおける軸方向の一部を非常に大きな力で折り曲げたり、ホースにおける軸方向の一部に径方向へ非常に大きな圧縮荷重をかけたりすると、このような集中した荷重の作用箇所が部分的に径方向へ扁平状に潰れて断面略楕円形に圧縮変形し易く、それによりホースの一部における内部流路の面積が狭くなって、それを通る流体が詰まり易くなるとともに、ホース内の圧力(内圧)が上昇してホース抜けなどの事故が発生し易くなるおそれがあった。
 さらに、このようなホースの部分的な扁平状の潰れに伴ってコイルも同様に、その軸方向の一部が径方向へ扁平状に潰れて断面略楕円形に圧縮変形し、コイルにおいて潰れ方向と直交する二つの部位が略くの字型に折れ曲がるとともに尖って、それぞれ外層に向けて径方向へ突出する。
 その際、特に外層がシリコーンゴムのような非常に裂け易い材料で構成された場合には、コイルにおいて略くの字型に折れ曲がって尖った部位が外層に対し突き当たると、外層に食い込んで切れ目が発生し、それによりコイルが外層を突き破って飛び出してしまい、使用不能になってしまうという可能性もあった。
 本発明は、このような問題に対処することを課題とするものであり、ホースの部分的な径方向への潰れ変形に伴ったコイルの圧縮変形による外層の破れを防止することなどを目的とするものである。
 このような目的を達成するために本発明は、可撓性材料で円筒状に形成される内層と、前記内層の外周面に沿って補強糸又は補強繊維が筒状にニット編みすることで積層される第一補強層と、前記第一補強層の外側に沿って線材を螺旋状に巻き付けることで形成されるコイルと、前記コイルの外側に沿って補強糸又は補強繊維を筒状にニット編みすることで積層される第二補強層と、前記第二補強層の外側に沿って可撓性材料で円筒状に積層される外層とを一体的に備えたことを特徴とする。
 前述した特徴を有する本発明は、コイルの外側に沿って第二補強層の補強糸又は補強繊維を筒状にニット編みして一体的に積層させ、第二補強層の外側に沿って外層を一体的に積層することにより、コイルと外層の間に第二補強層がコイルの外周を覆うように配置されるため、ホースの一部が部分的な径方向への潰れ変形に伴って、コイルにおける軸方向の一部が部分的に径方向へ扁平状に潰れて断面略楕円形に圧縮変形しても、その略くの字型に折れ曲がって尖った部位が直接的に外層の内面に突き当たって食い込むことがないので、ホースの部分的な径方向への潰れ変形に伴ったコイルの圧縮変形による外層の破れを防止することができる。
 その結果、補強糸又は補強繊維が筒状にニット編みされる第二補強層を備えていない従来のものに比べ、外層を構成する可撓性材料がシリコーンゴムなどのような非常に裂け易い裂けものであっても、コイルにおいて略くの字型に折れ曲がって尖った部位が外層を突き破って飛び出すことがなくなり、長期間に亘って使用し続けることができる。
本発明の実施形態に係る積層補強ホースの説明図(一部切欠斜視図)である。 許容曲げ半径測定の試験方法を示す説明図である。 圧縮潰し試験の方法を示す説明図である。 圧縮曲げ試験の方法を示す説明図である。
 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
 本発明の実施形態に係る積層補強ホースAは、図1に示すように、可撓性材料で円筒状に形成される内層1と、内層1の外周面1aに沿って補強糸又は補強繊維が筒状にニット編みすることで積層形成される第一補強層2と、第一補強層2の外側に沿って線材を螺旋状に巻き付けることで形成されるコイル3と、コイル3の外側に沿って補強糸又は補強繊維を筒状にニット編みすることで積層形成される第二補強層4と、第二補強層4の外側に沿って可撓性材料で円筒状に積層形成される外層5を、一体的に備えている。
 内層1と外層5は、その主成分がシリコーンゴムやその他のゴム又は軟質合成樹脂などの柔軟性に優れた可撓性材料で成形される。可撓性材料の色としては、積層補強ホースA内を通る流体が見られるように透明又は半透明なものを用いることが好ましい。
 内層1及び外層5の製造方法としては、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を用いて、内層1と外層5をそれぞれ押出成形することが好ましい。
 また、必要に応じて図示しないが、内層A1の内側には、積層補強ホースA内を通る流体に適した可撓性材料からなる最内層を積層形成したり、外層5の外側には、保護用に適した可撓性材料からなる最外層を積層形成したり、することなども可能である。
 第一補強層2と第二補強層4は、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を、編み機(図示しない)により積層補強ホースAの軸方向へ筒状にニット編みすることで形成される。
 詳しく説明すると、第一補強層2及び第二補強層4は、積層補強ホースAの軸方向へ延びる縦編み列2a,4aと、これに交差して積層補強ホースAの周方向へ延びる横編み列2b,4bとが伸縮自在に編み込まれている。
 第一補強層2の縦編み列2a及び横編み列2bと、第二補強層4の縦編み列4a及び横編み列4bの編み込み方向は、図示された例のように、積層補強ホースAのねじれに対して縦編み列2a,4aと横編み列2b,4bに作用する力が釣り合うように、積層補強ホースA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が好ましい。
 さらに、図示された例では、縦編み列2a,4aを積層補強ホースA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ともに、縦編み列2a,4aに対して横編み列2b,4bを略直交するように編み込んでいる。
 また、その他の例として図示しないが、縦編み列2a,4aと横編み列2b,4bの交差角度を略直角以外の適宜角度に傾斜させることも可能である。
 コイル3は、例えばステンレスなどの錆難い金属か又はモノフィラメント(延伸モノフィラメント)などの硬質繊維や硬質合成樹脂からなる線材を螺旋状に巻き付けることで構成される。モノフィラメントを使用した場合には、金属線に比べて錆難く且つ積層補強ホースAの切断が容易で軽量化も図れる。
 コイル3の製造方法としては、コイル成形機(図示しない)やコイル貯留部(図示しない)から導かれた静止状態の線材を、積層補強ホースAの軸方向へ設定速度で連続供給して、螺旋状に巻き付けることが好ましい。
 また、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。
 さらに、第一補強層2とコイル3との間には、図1に示されるように、主成分がシリコーンゴムなどの内層1や外層5と同種の可撓性材料からなる第一中間層6を積層し、コイル3と前記第二補強層4との間には、主成分がシリコーンゴムなどの内層1や外層5と同種の可撓性材料からなる第二中間層7を積層することが好ましい。
 そして、このような本発明の実施形態に係る積層補強ホースAを生産するための製造方法の具体例としては、先ず、内層1を押出成形した後に、その平滑な外周面1aに沿って第一補強層2の補強糸又は補強繊維(縦編み列2aと横編み列2b)を巻き付け、第一補強層2の外側には必要に応じて、その外側に押出成形された溶融状態の第一中間層6を重ねることにより、第一補強層2の外周で硬化して積層形成される。
 その次に、第一中間層6の平滑な外周面6aに沿ってコイル3に沿って螺旋状に巻き付け、コイル3の外側には必要に応じて、その外側に押出成形された溶融状態の第二中間層7を重ねることにより、コイル3の外周で硬化して積層形成される。
 その後に、第二中間層7の平滑な外周面7aに沿って第二補強層4の補強糸又は補強繊維(縦編み列4aと横編み列4b)を巻き付け、第二補強層4の外側には、その外側に押出成形された溶融状態の外層5を重ねることにより、第二補強層4の外周で硬化して積層形成される。
 このような本発明の実施形態に係る積層補強ホースAによると、図1に示されるように、コイル3と外層5の間に第二補強層4がコイル3の外周を覆うように配置されるため、積層補強ホースAにおける軸方向の一部が強制的に折り曲げられるか又は積層補強ホースAにおける軸方向の一部に径方向へ圧縮荷重がかけられるなどに伴い、コイル3における軸方向の一部が部分的に径方向へ扁平状に潰れて断面略楕円形に圧縮変形しても、その略くの字型に折れ曲がって尖った部位が直接的に外層5の内面5aに突き当たって食い込むことがない。
 それにより、積層補強ホースAの部分的な径方向への潰れ変形に伴ったコイル3の圧縮変形による外層5の破れを防止することができる。
 したがって、外層5を構成する可撓性材料がシリコーンゴムなどのような非常に裂け易い裂けものであっても、コイル3において略くの字型に折れ曲がって尖った部位が外層5を突き破って飛び出すことがなくなり、長期間に亘って使用し続けることができる。
 特に、第一補強層2とコイル3との間に第一中間層6を積層し、コイル3と第二補強層4との間に第二中間層7を積層した場合には、第一中間層6の平滑な外周面6aに沿ってコイル3が螺旋状に巻き付けられ、第二中間層7の平滑な外周面7aに沿って第二補強層4の補強糸又は補強繊維が筒状にニット編みされる。
 したがって、コイル3の接触による第一補強層2及び第二補強層4における補強糸又は補強繊維の損傷を防止するとともに、コイル3の巻き付けピッチ及び第二補強層4の編み込みピッチをそれぞれ均一にすることができる。
 次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
 この実施例は、図1に示すように、内層1と第一中間層6と第二中間層7と外層5を総て、主成分が透明なシリコーンゴムで順次押出成形し、内層1と第一中間層6の間に、第一補強層2の補強糸又は補強繊維(縦編み列2aと横編み列2b)としてポリエステルやナイロンやアラミド繊維などを筒状にニット編みし、第一中間層6と第二中間層7の間にコイル3としてステンレスなどの錆難い金属線を螺旋状に巻き付け、第二中間層7の外層5との間に、第二補強層4の補強糸又は補強繊維(縦編み列4aと横編み列4b)としてポリエステルやナイロンやアラミド繊維などを筒状にニット編みしている。
 図1に示される例では、第一補強層2における補強糸又は補強繊維(縦編み列2aと横編み列2b)の編み込み方向と、第二補強層4における補強糸又は補強繊維(縦編み列4aと横編み列4b)の編み込み方向を逆にしている。
 さらに、第一補強層2における補強糸又は補強繊維(縦編み列2aと横編み列2b)の編み目よりも、第二補強層4における補強糸又は補強繊維(縦編み列4aと横編み列4b)の編み目の方を細かくすることで、コイル3が第二補強層4を通り難くなるように設定している。
 また、外層5の外面5bには、外層5の色と異なる色で且つ積層補強ホースAの軸方向へ延びる識別ライン8を設けて、他のホースと見分けが一目で行えるようにしている。
 識別ライン8の製造方法としては、外層5の押出成形時に外層5の色と異なる色を帯状に押出成形するか、又は熱可塑性樹脂製テープを外層5の外面5bに加熱圧着して一体化することが好ましい。
 そして、この実施例では、内層1の内面1bから外層5の外面5bまでの厚みTに対するコイル3の巻き付けピッチPの比率を1.3~1.5:1に設定することで、積層補強ホースAにおける許容曲げ半径の減少と局部的な圧縮荷重に対する潰れ変形の軽減を図っている。
 つまり、積層補強ホースAの厚み(肉厚)Dが約6.5~7.5mmである時に、コイル3の巻き付けピッチPを約5.0mmに設定している。
 このような本発明の実施例に係る積層補強ホースAにおける性能試験のため、前述した設定の実施例とは別に、第二中間層7及び第二補強層4が無くて、且つ厚みTに対するコイル3の巻き付けピッチPの比率が約0.75:1に設定された以外は前記実施例と同じ構造からなる比較例をそれぞれ複数本ずつ用意し、これら実施例及び比較例について同じ計測条件で、図2に示す許容曲げ半径測定の試験、図3に示す圧縮潰し試験、図4に示す圧縮曲げ試験、耐水圧試験をそれぞれ行った。
 なお、実施例の積層補強ホースA及び比較例の積層補強ホースとして、それぞれの内径が共に所定寸法(25mm)に設定されたものを準備した。
 さらに、比較例の積層補強ホースは、実施例の積層補強ホースAと比べて、第二中間層7及び第二補強層4が無いため、その分だけ厚み(肉厚)が薄くなり、その実測値で、厚みTが約5.3mmであり、コイルの巻き付けピッチPが約7.0mmであった。
 許容曲げ半径測定の試験方法は、常温(23±3℃)中で、図2に示されるように、実施例及び比較例を湾曲状に屈曲して、ホースの外径Dが10%扁平になった時におけるホースの曲げ半径Rを測定した。
 許容曲げ半径測定の結果は、実施例の曲げ半径Rが比較例の曲げ半径Rに比べて約70%小さくなった。
 それにより、実施例の積層補強ホースAは比較例よりも小さく曲げることができるので、狭い箇所での配管が可能となり、ホースの配管長さを短くできてホースの品質が向上した。
 圧縮潰し試験の試験方法は、常温(23±3℃)中で、図3に示されるように、実施例及び比較例の軸方向一部に荷重Lをかけて径方向へ圧縮し、各扁平率毎の荷重及び各荷重毎の扁平率を調べた。
 なお、各扁平率毎の荷重は、扁平率が10%,20%,30%,40%,50%の時における荷重(N)を測定した。さらに荷重が100N,200N,300N,400N,500Nの時における各荷重毎の扁平率(%)も調べた。荷重Lの圧縮速度を20mm/minに設定した。
 圧縮潰し試験の結果は、実施例が比較例に比べ、各扁平率毎の荷重において、約1.3~1.8倍程度潰れ難くなっており、各荷重毎の扁平率において、約1.2~1.9倍程度潰れ難くなっていた。
 圧縮曲げ試験の試験方法は、常温(23±3℃)中で、図4に示されるように、実施例及び比較例を圧縮折り曲げし、設定スパンS毎の荷重及び最大荷重時の荷重スパンSを調べた。
 なお、設定スパンS毎の荷重は、スパンSが320mm,280mm,240mm,2000mm,160mmの時における荷重(N)を測定した。試料ホース長さを400mmとし、圧縮速度を200mm/minに設定した。
 圧縮曲げ試験の結果は、実施例が比較例に比べ、設定スパンS毎の荷重において、約59~78%程度曲がり易く、実施例の最大荷重が約60Nの時の荷重スパンSが約127mmであるのに対し、比較例の最大荷重が約96Nの時の荷重スパンSが約151mmで且つキンク(湾曲時に潰れて内部閉塞する現象)が発生した。
 それにより、実施例の積層補強ホースAは比較例よりも小さな荷重で曲がって、曲がりキンクが発生しないことが判明した。
 耐水圧試験の試験方法は、実施例及び比較例を水温23℃と90℃の水槽に沈め、常温使用時(23℃)と加熱使用時(90℃)において、ホース内にかける圧力を段階的に上昇させていき、それぞれの外径変化率(%)、軸方向への伸び率(%)、周方向への捻れ(回/m)を測定し、更にホースの内圧を上昇させて、第一補強層2や第二補強層4の補強糸又は補強繊維(縦編み列2a,4aと横編み列2b,4b)が切れて破壊した時の破壊圧も測定した。
 なお、内圧は、0.5MPa、1.0MPa、1.5MPa、破裂圧(MPa)に設定した。
 耐水圧試験の結果は、実施例が比較例に比べ、破壊圧が約1.4倍程度高くなる反面、外径変化率が約50%程度減少し、伸び率も約40%程度少なくなった。
 それにより、実施例の積層補強ホースAは比較例よりも破壊圧が高くなるだけでなく、外径変化率や伸び率が小さいため、流体の定量供給に有利であることが判明した。
 このような本発明の実施例に係る積層補強ホースAによると、ホースの許容曲げ半径が減少すると同時に、局部的な圧縮荷重に対するホースの潰れ変形が軽減される。
 したがって、ホースの部分的な潰れを改善することができる。
 その結果、ホースの内部流路が広く保持されるので、流体の詰まりを軽減できるとともに、ホース内の圧力(内圧)が上昇し難くなるため、ホース抜けなどの事故を軽減でき、さらに、ホース外面からのコイルの突き破りをも軽減できるという利点がある。
 さらに、図示される例のように、第一補強層2における補強糸又は補強繊維の編み込み方向と、第二補強層4における補強糸又は補強繊維の編み込み方向を逆にした場合には、第一補強層2の補強糸又は補強繊維と第二補強層4の補強糸又は補強繊維が径方向へ変化し易い欠点が打ち消されて、ホースの内圧上昇によりホースが捻れ難くなる。
 したがって、ホースの捻れを防止して保形性能の向上を図ることができるという利点もある。
 なお、図示される例では、第一補強層2における補強糸又は補強繊維の編み込み方向と、第二補強層4における補強糸又は補強繊維の編み込み方向を逆にしているが、これに限定されず、第一補強層2及び第二補強層4の編み込み方向を同じにしても良い。
 さらに、第一補強層2における補強糸又は補強繊維の編み目よりも、第二補強層4における補強糸又は補強繊維の編み目の方が細かくなるように設定したが、これに限定されず、第一補強層2及び第二補強層4の編み目を同じにするか、又は第一補強層2の編み目が第二補強層4の編み目よりも細かくなるようにしても良い。
 1 内層                1a 外周面
 1b 内面               2 第一補強層
 3 コイル               4 第二補強層
 5 外層                5b 外面
 6 第一中間層             7 第二中間層
 T 厚み                P ピッチ

Claims (4)

  1.  可撓性材料で円筒状に形成される内層と、
     前記内層の外周面に沿って補強糸又は補強繊維が筒状にニット編みすることで積層される第一補強層と、
     前記第一補強層の外側に沿って線材を螺旋状に巻き付けることで形成されるコイルと、
     前記コイルの外側に沿って補強糸又は補強繊維を筒状にニット編みすることで積層される第二補強層と、
     前記第二補強層の外側に沿って可撓性材料で円筒状に積層される外層とを一体的に備えたことを特徴とする積層補強ホース。
  2.  前記第一補強層と前記コイルとの間に第一中間層を積層し、前記コイルと前記第二補強層との間に第二中間層を積層したことを特徴とする請求項1記載の積層補強ホース。
  3.  前記内層の内面から前記外層の外面までの厚みに対する前記コイルの巻き付けピッチの比率を1.3~1.5:1に設定したことを特徴とする請求項1又は2記載の積層補強ホース。
  4.  前記第一補強層における前記補強糸又は前記補強繊維の編み込み方向と、前記第二補強層における前記補強糸又は前記補強繊維の編み込み方向を逆にしたことを特徴とする請求項1、2又は3記載の積層補強ホース。
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