WO2017073777A1 - 高圧ホース - Google Patents

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WO2017073777A1
WO2017073777A1 PCT/JP2016/082188 JP2016082188W WO2017073777A1 WO 2017073777 A1 WO2017073777 A1 WO 2017073777A1 JP 2016082188 W JP2016082188 W JP 2016082188W WO 2017073777 A1 WO2017073777 A1 WO 2017073777A1
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reinforcing
layer
reinforcing layer
pitch length
hose
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伸好 大和
亙 関
亮 宮脇
和祐 白木
鈴木　健也
康匡 城戸
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株式会社ブリヂストン
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Definitions

  • the present disclosure relates to a high-pressure hose provided with a reinforcing layer.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Publication No. 2014-185758 discloses a high-pressure hose used in a place with a large movement such as an excavator car or a crane arm.
  • the present disclosure is to provide a high-pressure hose that can improve pressure resistance while suppressing the amount of reinforcing material while considering flexibility.
  • the high-pressure hose according to the first aspect of the present disclosure has four or more reinforcing layers in a hose body in which a linear reinforcing material extends in a spiral shape, and is disposed inside two reinforcing layers adjacent in the hose radial direction.
  • the pitch length of the reinforcing material in the reinforcing layer arranged outside is shorter than the pitch length of the reinforcing material in the formed reinforcing layer.
  • the high-pressure hose According to the high-pressure hose according to the present disclosure, it is possible to more efficiently improve the breakdown pressure while considering flexibility.
  • the pitch length ⁇ of the reinforcing material constituting each reinforcing layer is short.
  • the structure set in this way is called a reverse pitch structure, and is used in the following description.
  • the reverse pitch means that the pitch length ⁇ decreases from the inner side toward the outer reinforcing layer.
  • a forward pitch in which the pitch length increases from the inner side toward the outer reinforcing layer is referred to, and a pitch length that is equal or substantially equal in the inner to outer reinforcing layer is described as an equal pitch.
  • FIG. 1 is a view showing an example of a high-pressure hose 10 according to the present embodiment, and such a high-pressure hose 10 is used in a place with a large movement such as an excavator car or a crane arm.
  • the inner tube rubber layer 14 made of a tubular rubber body is provided inside the hose body 12 of the high pressure hose 10 to prevent leakage of fluid flowing therethrough.
  • a first reinforcing layer 16 is provided outside the inner tube rubber layer 14, and the inner tube rubber layer 14 is reinforced.
  • a first intermediate layer 18 is provided outside the first reinforcing layer 16, and a second reinforcing layer 20 is provided outside the first intermediate layer 18.
  • the second intermediate layer 22 is provided outside the second reinforcing layer 20, and the third reinforcing layer 24 is provided outside the second intermediate layer 22.
  • a third intermediate layer 26 is provided outside the third reinforcing layer 24, and a fourth reinforcing layer 28 is provided outside the third intermediate layer 26.
  • the fourth intermediate layer 30 is provided outside the fourth reinforcing layer 28, and the fifth reinforcing layer 32 is provided outside the fourth intermediate layer 30.
  • a fifth intermediate layer 34 is provided outside the fifth reinforcing layer 32, and a sixth reinforcing layer 36 is provided outside the fifth intermediate layer 34.
  • the outer layer of the sixth reinforcing layer 36 is provided with an outer layer 38, and the outer surface of the high-pressure hose 10 is covered with the outer layer 38.
  • the first to sixth reinforcing layers 16, 20, 24, 28, 32, and 36 are formed between the outer sheath layer 38 and the inner tube rubber layer 14, and thereby, in the hose body 12 It has 6 layers of reinforcement.
  • Each intermediate layer 18, 22, 26, 30, 34 is composed of a tubular rubber body.
  • the case where the intermediate layer is formed of rubber will be described as an example.
  • the present invention is not limited to this, and may be formed of, for example, a thread or a canvas.
  • Each reinforcing layer 16, 20, 24, 28, 32, 36 is constituted by a plurality of linear reinforcing members 40 having the same diameter, and is spirally formed with the reinforcing members 40 arranged side by side. It is wound and configured.
  • each reinforcing member 40 is configured by a single wire.
  • the present invention is not limited to this.
  • a combination of reinforcing members having different diameters or a plurality of reinforcing members may be used. You may comprise with the strand wire which twisted the wire of.
  • the material is not limited to metal, and may be composed of yarn or the like.
  • the reinforcing material 40 is wound around the hose shaft 42 alternately in different directions in the reinforcing layers adjacent to the inside and outside, and the reinforcing layers 16, 20, 24, 28, 32, arranged from the inside to the outside are wound.
  • No. 36 is set so that the winding directions are alternately alternated. Thereby, it is comprised so that the twist produced in the hose main body 12 can be offset by the adjacent reinforcement layer.
  • the reinforcing layer is composed of six layers from the first reinforcing layer 16 to the sixth reinforcing layer 36 will be described as an example.
  • the present invention is not limited to this, and the reinforcing layer is not limited thereto. There may be four or more layers.
  • the reinforcing member 40 wound in a spiral shape has a pitch length ⁇ , which is the distance that travels in the direction along the hose shaft 42 when it rotates once around the hose shaft 42, and the reinforcing member 40 of the first reinforcing layer 16. Is wound with the first pitch length ⁇ 1, and the reinforcing member 40 of the second reinforcing layer 20 is wound with the second pitch length ⁇ 2.
  • the reinforcing member 40 of the third reinforcing layer 24 is wound with the third pitch length ⁇ 3, and the reinforcing member 40 of the fourth reinforcing layer 28 is wound with the fourth pitch length ⁇ 4.
  • the reinforcing material of the fifth reinforcing layer 32 is wound with a fifth pitch length ⁇ 5
  • the reinforcing material 40 of the sixth reinforcing layer 36 is wound with a sixth pitch length ⁇ 6 (not shown).
  • the length ⁇ is set to be short, and is configured to satisfy ⁇ 1> ⁇ 2> ⁇ 3> ⁇ 4> ⁇ 5> ⁇ 6.
  • the first reinforcing layer 16 is set to the first outer diameter dimension D1
  • the second reinforcing layer 20 is the second outer diameter dimension.
  • D2 is set.
  • the third reinforcing layer 24 is set to the third outer diameter dimension D3
  • the fourth reinforcing layer 28 is set to the fourth outer diameter dimension D4.
  • the fifth reinforcing layer 32 is set to the fifth outer diameter dimension D5
  • the sixth reinforcing layer 36 is set to the sixth outer diameter dimension D6.
  • the relationship of “1 ⁇ ⁇ / ⁇ D ⁇ 6” is established (not shown).
  • the upper limit of ⁇ / ⁇ D is set to 6. More preferably, it is configured such that the relationship “1 ⁇ ⁇ / ⁇ D ⁇ 5” is satisfied.
  • the case where there are six reinforcing layers will be described as an example.
  • the number of reinforcing layers is not limited to this, and the case where the number of reinforcing layers is n will be described.
  • the pitch length of the innermost layer is ⁇ 1
  • the pitch length of the outermost layer is ⁇ n
  • the configuration is such that ⁇ 1> ⁇ 2>.
  • the outer diameter of the innermost reinforcing layer is D1
  • the outer diameter of the outermost layer is Dn
  • “1 ⁇ ⁇ / The relationship of “ ⁇ D ⁇ 6” is established. More preferably, it is configured such that the relationship “1 ⁇ ⁇ / ⁇ D ⁇ 5” is satisfied.
  • the outer diameter dimension D of the outer reinforcing layer is larger than that of the inner reinforcing layer.
  • the pitch length ⁇ of the reinforcing material 40 constituting each reinforcing layer is shorter than the pitch length ⁇ of the reinforcing material 40 arranged on the outer side than the pitch length ⁇ of the reinforcing material 40 arranged on the inner side. So as to form a so-called reverse pitch.
  • the outer diameter dimension D is small and the pitch length ⁇ is long, the driving angle ⁇ formed by the hose shaft 42 and the reinforcing material 40 becomes small.
  • the outer diameter D is large and the pitch length ⁇ is short, so that the driving angle ⁇ formed by the hose shaft 42 and the reinforcing member 40 is large.
  • the internal pressure burden ratio refers to a ratio at which each reinforcing layer bears the internal pressure received from the fluid supplied to the hose body 12.
  • the driving angle ⁇ of the reinforcing material 40 since the driving angle ⁇ of the reinforcing material 40 is large as described above, the driving angle ⁇ formed by the reinforcing material 40 becomes small so as to approach the stationary angle ⁇ 0.
  • the reinforcing layer tends to shrink in the direction of diameter reduction. Thereby, since the pressure which the inner reinforcement layer should bear is borne, the internal pressure burden ratio in the outer reinforcement layer increases.
  • the internal pressure burden ratio is reduced in the inner reinforcing layer where the internal pressure is most easily received when the internal pressure is applied and the internal pressure burden ratio is large. Further, the internal pressure burden ratio increases in the outer reinforcing layer that is difficult to receive the internal pressure when the internal pressure is applied and the internal pressure burden ratio is small. For this reason, it is possible to improve the pressure resistance by averaging the internal pressure burden ratio in the inner and outer reinforcing layers. As a result, it is possible to reduce the number of implantations by reducing the number of reinforcements per unit area while maintaining pressure resistance. Therefore, the flexibility can be improved.
  • the reverse pitch is a structure that is set so that the pitch length ⁇ of the reinforcing material in the reinforcing layer arranged outside the reinforcing layer pitch length ⁇ in the reinforcing layer arranged inside is shorter, and
  • the case where the driving angle ⁇ at the inner reinforcing layer is smaller than the stationary angle ⁇ 0 and the driving angle ⁇ at the outer reinforcing layer is larger than the stationary angle ⁇ 0 has been described as an example.
  • a case where the pitch is opposite and the driving angle ⁇ at the inner and outer reinforcing layers is smaller than the stationary angle ⁇ 0 will be described.
  • the driving angle ⁇ formed by the reinforcing member 40 with respect to the hose shaft 42 is larger in the outer reinforcing layer than in the inner reinforcing layer.
  • the expansion amount is larger in the inner reinforcement layer, and the expansion amount is smaller in the outer reinforcement layer.
  • the expansion amount refers to an amount by which the coil diameter increases as the angle ⁇ of the reinforcing member 40 increases.
  • the pitch is reverse and the driving angle ⁇ at the inner and outer reinforcing layers is larger than the stationary angle ⁇ 0 will be described.
  • the driving angle ⁇ formed by the reinforcing member 40 with respect to the hose shaft 42 is larger in the outer reinforcing layer than the inner reinforcing layer, the shrinkage rate is small in the inner reinforcing layer, and the shrinkage rate is large in the outer reinforcing layer. .
  • the internal pressure burden rate in the outer reinforcement layer having a low internal pressure burden rate can be further increased, and the pressure resistance can be improved by averaging the internal pressure burden rates in the inner and outer reinforcement layers.
  • FIG. 2 shows the high-pressure hose 10 in which the driving angle ⁇ of the reinforcing material 40 is equiangular in the inner and outer reinforcing layers, and the outer diameter D of the reinforcing layer is larger on the outer side than on the inner side.
  • This is a so-called forward pitch in which the pitch length ⁇ of the reinforcing material in the outer reinforcing layer becomes longer.
  • the driving angle ⁇ is the same between the inner side and the outer side, the reinforcing member 40 of each layer tilts toward the stationary angle ⁇ 0, and each reinforcing layer tends to expand or contract. For this reason, the internal pressure burden factor of the inner reinforcing layer remains large.
  • FIG. 3 shows a so-called equal pitch high-pressure hose 10 in which the pitch length ⁇ of the reinforcing material 40 is the same in the inner and outer reinforcing layers.
  • the outer diameter D of the reinforcing layer is larger on the outer side than on the inner side, so that the driving angle ⁇ of the reinforcing material 40 on the outer reinforcing layer on the outer side is larger.
  • the difference is small and not necessarily ideal.
  • the pitch length ⁇ in each reinforcing layer is configured to gradually decrease from the inner reinforcing layer toward the outer reinforcing layer.
  • the adjacent reinforcing layer when the reinforcing material 40 having the same pitch length ⁇ is arranged in the reverse direction and the tilting direction of the reinforcing material 40 is set in the reverse direction to cancel the tilting power, that portion Then, even if the tilting power can be offset, the balance of the internal pressure burden as a whole may not be averaged, and the pressure resistance may not be improved.
  • the pitch length ⁇ is configured to be sequentially reduced from the inner reinforcing layer toward the outer reinforcing layer, the balance of the internal pressure burden can be averaged as the hose body 12 as a whole, The pressure resistance can be improved.
  • the difference between the sixth outer diameter D6 of the sixth reinforcing layer 36 constituting the outermost layer and the first outer diameter D1 of the first reinforcing layer 16 constituting the innermost layer is ⁇ D, and the outermost layer.
  • the difference between the sixth pitch length ⁇ 6 in the sixth reinforcing layer 36 constituting the first pitch length ⁇ 1 in the first reinforcing layer 16 constituting the innermost layer is ⁇ , “1 ⁇ ⁇ / ⁇ D ⁇ 6 It is comprised so that it may become.
  • the reinforcing material 40 constituting each reinforcing layer 16, 20, 24, 28, 32, 36 tilts and the outer diameter D changes.
  • the outer diameters D of the reinforcing layers 16, 20, 24, 28, 32, and 36 are the same, the internal pressure sharing in the reinforcing layers 16, 20, 24, 28, 32, and 36 is uniform. Therefore, the internal pressure can be most efficiently shared by the reinforcing layers 16, 20, 24, 28, 32, 36.
  • the reinforcing material 40 of the first reinforcing layer 16 having the driving angle ⁇ 1 reaches the outer diameter D1
  • the reinforcing material 40 of the sixth reinforcing layer 36 having the driving angle ⁇ 6 reaches the outer diameter D6.
  • b is the intersection of the parallel line passing through a and parallel to the hose shaft 42 and the intersection line perpendicular to the parallel line and intersecting b
  • FIG. 5 to FIG. 7 show the results of the evaluation test, and show the results of the pressure resistance test in the high pressure hose under each condition.
  • the pressure resistance performance was evaluated according to JIS K 6330-2 (ISO 1402: the same content as JIS K 6330-2), and the pressure resistance until the high pressure hose 10 was damaged was recorded.
  • 1S to 6S represent the first reinforcing layer 16 to the sixth reinforcing layer 36, and the conditions of each reinforcing layer include the number of reinforcements 40 to be used in the reinforcing layer, the pitch length ⁇ of the reinforcing material 40, and each reinforcing layer.
  • the outer diameter D and the driving angle ⁇ are shown.
  • the other conditions including the reinforcing member 40 are the same in each comparative example and each example.
  • the difference between the sixth pitch length ⁇ 6 in the sixth reinforcing layer 36 constituting the outermost layer and the first pitch length ⁇ 1 in the first reinforcing layer 16 constituting the innermost layer is shown as ⁇ . .
  • ⁇ D represents a difference between the sixth outer diameter D6 of the sixth reinforcing layer 36 constituting the outermost layer and the first outer diameter D1 of the first reinforcing layer 16 constituting the innermost layer. Then, ⁇ / ⁇ D is shown.
  • FIG. 5 shows a comparative example.
  • comparative example 1 a so-called equal pitch test result in which the pitch length ⁇ of the reinforcing material 40 is the same in the inner and outer reinforcing layers is shown.
  • Comparative Example 2 shows a so-called forward pitch test result in which the reinforcement angle 40 of the reinforcing material 40 is made equal in the inner and outer reinforcing layers, and the pitch length ⁇ of the reinforcing material in the reinforcing layer outside the inner side becomes longer. Yes.
  • FIG. 6 shows Examples 1 to 4.
  • the pitch length ⁇ of the reinforcing member 40 in the outer reinforcing layer is shorter than the pitch length ⁇ of the reinforcing member 40 in the inner reinforcing layer.
  • the test results of the high-pressure hose 10 having a so-called reverse pitch and having substantially the same pitch length ⁇ difference ( ⁇ 1- ⁇ 2, ⁇ 2- ⁇ 3... ( ⁇ n-1) - ⁇ n) between adjacent reinforcing layers are shown.
  • “substantially the same” refers to a value within ⁇ 5%, preferably within ⁇ 3%, and more preferably within ⁇ 1% of the size when the size is reduced at regular intervals.
  • Example 2 the difference between the pitch lengths ⁇ ( ⁇ 1 ⁇ 2, ⁇ 2 ⁇ 3... ( ⁇ n ⁇ 1) ⁇ n) between the inner and outer reinforcing layers is the highest at the innermost layer side and the outermost layer side.
  • the test result of the hose 10 is shown.
  • Example 3 shows the test result of the high-pressure hose 10 set so that ⁇ / ⁇ D is 0.5 as compared with Example 1.
  • Example 4 the test result of the high-pressure hose 10 set so that ⁇ / ⁇ D is 1.0 as compared with Example 1 is shown.
  • FIG. 7 shows Examples 5 to 8.
  • Example 5 the test results of the high-pressure hose 10 set so that ⁇ / ⁇ D is 3 as compared with Example 1 are shown. Has been.
  • Example 6 the test result of the high-pressure hose 10 set so that ⁇ / ⁇ D is 4 as compared with Example 1 is shown.
  • Example 7 the test result of the high-pressure hose 10 set so that ⁇ / ⁇ D is 5 as compared with Example 1 is shown.
  • Example 8 the test result of the high-pressure hose 10 set so that ⁇ / ⁇ D is 6 as compared with Example 1 is shown.
  • the pitch length ⁇ of the reinforcing member 40 in the reinforcing layer arranged outside the reinforcing layer 40 arranged outside the reinforcing layer 40 arranged outside from the test result is set to be shorter than the pitch length ⁇ of the reinforcing member 40 arranged inside. It was found that the pressure resistance is higher than in each comparative example. Among them, the pressure resistance of the high-pressure hose 10 of Example 8 set so that ⁇ / ⁇ D was 6 was the highest.
  • Comparative Example 1 has a so-called equal pitch structure. Even with an equal pitch structure, the angle gradually increases. In the case of the equal pitch structure, since ⁇ is always constant, ⁇ / ⁇ D is 0. In this case, the pressure resistance of Example 1 is improved by 5.9 MPa from Comparative Example 1.
  • Comparative Example 2 has a so-called forward pitch structure.
  • ⁇ / ⁇ D is always negative.
  • the pressure resistance of Example 1 is improved by 3.8 MPa from Comparative Example 1.
  • the driving angle gradually increases from the inner layer to the outer layer, but the driving angle is substantially the same in the 1-2 reinforcing layer, the 3-4 reinforcing layer, and the 5-6 reinforcing layer that form a pair. It is a structure. Even if the driving angle increases from the inner layer toward the outer layer, the pitch length ⁇ does not necessarily decrease gradually. In this case, the pressure resistance is reduced by 4.4 MPa from Example 1.
  • Comparative Example 4 has a structure in which the pitch length ⁇ gradually decreases from the inner layer toward the outer layer, but the pitch length ⁇ is partially reversed. In such a structure, the pressure load is not uniform, and the pressure resistance is reduced from Example 1 to 12.9 MPa.
  • Example 8 where ⁇ / ⁇ D was 6 where the pressure resistance of the high-pressure hose 10 was the highest, the compression strain of the rubber in the first intermediate layer 18 between the first reinforcing layer 16 and the second reinforcing layer 36 was somewhat. It will be the direction to go up. For this reason, when ⁇ / ⁇ D exceeds 6, it is necessary to consider the balance with durability.
  • a condition that satisfies 1 ⁇ ⁇ / ⁇ D ⁇ 6 is preferable, but a condition that satisfies 1 ⁇ ⁇ / ⁇ D ⁇ 5 is more preferable.
  • the reinforcing members 40 of the reinforcing layers 16, 20, 24, 28, 32, and 36 are inclined when the internal pressure is applied.
  • the internal pressure can be more evenly applied between the reinforcing layers, and the pressure resistance can be improved.
  • the pressure resistance is further improved by setting the difference in pitch length ⁇ between the inner and outer reinforcing layers to be the largest on the innermost layer side and the outermost layer side as in the second embodiment.
  • 1 ⁇ ⁇ / ⁇ D may be satisfied.

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Abstract

本開示に係る高圧ホースは、線状の補強材が螺旋状に延びる補強層をホース本体内に４層以上有し、ホース径方向に隣接する２つの補強層において、内側に配置された補強層における補強材のピッチ長よりも外側に配置された補強層における補強材のピッチ長が短い。

Description

高圧ホース
　本開示は、補強層を備えた高圧ホースに関する。
　日本国特許出願公開２０１４－１８５７５８号公報（以下、特許文献１という。）には、ショベルカーやクレーンのアームなど動きの大きい箇所で使用される高圧ホースが開示されている。
　特許文献１に開示された高圧ホースにあっては、屈曲されること多いので、補強層を構成する補強材の単位面積当たりの打込み数を示す打ち込み密度が低い方が屈曲性に優れる。一方、破壊圧力を向上するためには、打込み密度が高い方がよく、両立させるのは非常に難しかった。
　本開示は、屈曲性を考慮しつつ、補強材料をより少なく抑えつつ、耐圧力の向上を図ることができる高圧ホースを提供することにある。
　本開示の第一の態様の高圧ホースは、線状の補強材が螺旋状に延びる補強層をホース本体内に４層以上有し、ホース径方向に隣接する２つの補強層において、内側に配置された補強層における補強材のピッチ長よりも外側に配置された補強層における補強材のピッチ長が短い。
　本開示に係る高圧ホースによれば、屈曲性を考慮しつつ、より効率的に耐破壊圧力の向上を図ることができる。
本実施形態に係る逆ピッチ構造の高圧ホースの内部構造を一部破断して示す概略斜視図である。 順ピッチ構造の高圧ホースの内部構造を一部破断して示す概略斜視図である。 等ピッチ構造の高圧ホースの内部構造を一部破断して示す斜視図である。 単一の補強材が巻かれた状態を示す概略斜視図である。 実施例と比較例との評価試験の結果を表にまとめた図である。 図５に続く評価試験の結果を表にまとめた図である。 図６に続く評価試験の結果を表にまとめた図である。
　以下、一実施形態を図面を参照しつつ説明する。
　ここで、各補強層を構成する補強材のピッチ長λの関係において、内側に配置された補強層における補強材のピッチ長λより外側に配置された補強層における補強材のピッチ長λが短くなるように設定する構造を逆ピッチ構造と呼ぶことにし、以下の説明で用いる。
　すなわち、逆ピッチとは、内側から外側の補強層に向かってピッチ長λが短くなっていくものをいう。これに対して、内側から外側の補強層に向かってピッチ長が長くなるもの順ピッチをいい、内側から外側の補強層においてピッチ長が等しい又はほぼ等しいものを等ピッチとして説明する。
　図１は、本実施形態に係る高圧ホース１０一例を示す図であり、このような高圧ホース１０は、ショベルカーやクレーンのアームなどの動きの大きい箇所で使用される。
　この高圧ホース１０のホース本体１２の内側には、管状のゴム体で構成された内管ゴム層１４が設けられており、通流する流体の漏れが防止されている。この内管ゴム層１４の外側には、第１補強層１６が設けられており、内管ゴム層１４が補強されている。第１補強層１６の外側には、第１中間層１８が設けられており、第１中間層１８の外側には、第２補強層２０が設けられている。
　この第２補強層２０の外側には、第２中間層２２が設けられており、第２中間層２２の外側には、第３補強層２４が設けられている。第３補強層２４の外側には、第３中間層２６が設けられており、第３中間層２６の外側には、第４補強層２８が設けられている。
　この第４補強層２８の外側には、第４中間層３０が設けられており、第４中間層３０の外側には、第５補強層３２が設けられている。第５補強層３２の外側には、第５中間層３４が設けられており、第５中間層３４の外側には、第６補強層３６が設けられている。
　第６補強層３６の外側には、外被層３８が設けられており、当該高圧ホース１０は、外被層３８によって外側面が被覆されている。これにより、外被層３８と内管ゴム層１４との間には、第１～第６の補強層１６，２０，２４，２８，３２，３６が形成され、これによって当該ホース本体１２内に６層の補強層を有している。
　各中間層１８，２２，２６，３０，３４は、管状のゴム体で構成されている。本実施形態では、中間層をゴムで形成した場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものでなく、例えば糸や帆布で構成しても良い。また、これらの中間層を設けずに、補強層同士を直接接触状態で積層してもよい。
　各補強層１６，２０，２４，２８，３２，３６は、線径が等径の複数の線状の補強材４０によって構成されており、各補強材４０が並設された状態で螺旋状に巻回されて構成されている。ここで、各補強材４０が、単一本のワイヤで構成されている場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではなく、例えば異径の補強材を組み合わせたり、複数本のワイヤを撚りあわせた撚り線で構成してもよい。材質は金属に限定されるものではなく、また糸などで構成しても良い。
　この補強材４０は、内外に隣接する補強層においてホース軸４２の周りに交互に異なる方向に巻回されており、内側から外側に配置された各補強層１６，２０，２４，２８，３２，３６は、その巻回方向が交互に互い違いとなるように設定されている。これにより、ホース本体１２に生ずるねじれを隣接する補強層で相殺できるよう構成されている。また、本実施の形態では、補強層を第１補強層１６から第６補強層３６の６層で構成した場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではなく、この補強層は４層以上あればよい。
　螺旋状に巻回された補強材４０は、ホース軸４２の回りに一回転したときホース軸４２に沿った方向に進む距離をピッチ長λとした際に、第１補強層１６の補強材４０は第１ピッチ長λ１で巻回されており、第２補強層２０の補強材４０は第２ピッチ長λ２で巻回されている。また、第３補強層２４の補強材４０は第３ピッチ長λ３で巻回されており、第４補強層２８の補強材４０は第４ピッチ長λ４で巻回されている。さらに、第５補強層３２の補強材は第５ピッチ長λ５で巻回されており、第６補強層３６の補強材４０は第６ピッチ長λ６で巻回されている（図示省略）。
　また、図１に示したように、ホース径方向に隣接する２つの補強層において内側に配置された補強層における補強材４０のピッチ長λより外側に配置された補強層における補強材４０のピッチ長λが短くなるように設定されており、λ１＞λ２＞λ３＞λ４＞λ５＞λ６となるように構成されている。
　補強材４０が螺旋状に巻回されてなる各補強層の外径に関しては、第１補強層１６は第１外径寸法Ｄ１に設定されており、第２補強層２０は第２外径寸法Ｄ２に設定されている。第３補強層２４は第３外径寸法Ｄ３に設定されており、第４補強層２８は第４外径寸法Ｄ４に設定されている。また、第５補強層３２は第５外径寸法Ｄ５に設定されており、第６補強層３６は第６外径寸法Ｄ６に設定されている。
　そして、最外層を構成する第６補強層３６の第６外径寸法Ｄ６と最内層を構成する第１補強層１６の第１外径寸法Ｄ１との差をΔＤ（ΔＤ＝Ｄ６－Ｄ１）とするとともに、最外層を構成する第６補強層３６での第６ピッチ長λ６と最内層を構成する第１補強層１６での第１ピッチ長λ１との差をΔλ（Δλ＝λ１－λ６）とした際に「１≦Δλ／ΔＤ≦６」の関係が成立するように構成されている（図示省略）。
　ここで、Δλ／ΔＤが大きくなると補強層の角度変化による層間ゴムの歪が大きくなることが想定され、Δλ／ΔＤの上限が６を超えると耐久性とのバランスを考慮する必要がある。そのため本実施の形態では、Δλ／ΔＤの上限を６とした。より好ましくは、「１≦Δλ／ΔＤ≦５」の関係が成立するように構成する。
　なお、本実施形態では、補強層が６層の場合を例に挙げて説明するが、補強層の数はこれに限定されるものではなく、補強層の数がｎの場合を説明する。補強層がｎ層あり、最内層のピッチ長をλ１、最外層のピッチ長をλｎとした場合、λ１＞λ２＞・・・＞λｎとなるように構成する。そして、補強層がｎ層あり、最内層の補強層の外径寸法をＤ１、最外層の外径寸法をＤｎとし、Δλ＝λ１－λｎ、ΔＤ＝Ｄｎ－Ｄ１としたとき「１≦Δλ／ΔＤ≦６」の関係が成立するように構成する。より好ましくは、「１≦Δλ／ΔＤ≦５」の関係が成立するように構成する。
　以上の構成に係る本実施形態の作用を説明する。
　本実施形態に係る高圧ホース１０では、内側の補強層と外側の補強層とを比較すると、外径寸法Ｄは内側の補強層より外側の補強層の方が大きい。しかし、各補強層を構成する補強材４０のピッチ長λは、内側に配置された補強層における補強材４０のピッチ長λより外側に配置された補強層における補強材４０のピッチ長λが短くなるように設定されており、いわゆる逆ピッチを構成している。
　内側の補強層では、外径寸法Ｄが小さくピッチ長λが長いので、ホース軸４２と補強材４０とが成す打込み角度θが小さくなる。一方、外側の補強層では、外径寸法Ｄが大きくピッチ長λが短くなるので、ホース軸４２と補強材４０とが成す打込み角度θが大きくなる。
　ここで、内圧印加時には、ホース軸４２と補強材４０との成す打込み角度θがいわゆる静止角度θ0（約５４．７°）となる方向へ傾動力が生ずる。このため、図１に示したように、内圧印加時の内圧負担率が大きい内側の補強層では、前述したように補強材４０の打込み角度θが小さいので、補強材４０が成す打込み角度θが静止角度θ0へ近づくように大きくなり、当該補強層は拡径方向に膨張しようとする。これにより、内側の補強層での内圧負担率が軽減する。ここで、内圧負担率とは、ホース本体１２に供給された流体より受ける内圧を各補強層が負担する割合をいう。
　また、内圧印加時の内圧負担率が小さい外側の補強層では、前述したように補強材４０の打込み角度θが大きいので、補強材４０の成す打込み角度θが静止角度θ0へ近づくように小さくなり、当該補強層は縮径方向に収縮しようとする。これにより、内側の補強層が受け持つべき圧力を負担するため、外側の補強層での内圧負担率が増加する。
　このように、本実施の形態に係る高圧ホース１０では、内圧印加時に内圧を一番受けやすく内圧負担率が大きかった内側の補強層において内圧負担率が軽減する。また、内圧印加時に内圧を受けにくく内圧負担率が小さかった外側の補強層では内圧負担率が増加する。このため、内側及び外側の補強層において内圧負担率を平均化して耐圧性の向上を図ることができる。これにより、耐圧性を維持しつつ単位面積当たりの補強材の打込み数を減少し打ち込み密度を下げることが可能となる。よって、屈曲性の向上が可能となる。
　本実施形態では、内側に配置された補強層における補強材のピッチ長λより外側に配置された補強層における補強材のピッチ長λが短くなるように設定する構造である逆ピッチであり、かつ内側の補強層での打込み角度θが静止角度θ0より小さく、外側の補強層での打込み角度θが静止角度θ0より大きい場合を例に挙げて説明した。ここで、逆ピッチであり、かつ内側及び外側の補強層での打込み角度θが静止角度θ0より小さい場合について説明する。この場合、ホース軸４２に対して補強材４０が成す打込み角度θは内側の補強層より外側の補強層で大きくなる。このため、内側の補強層では拡張量がより大きく、外側の補強層では拡張量が小さい。このため、内圧負担率が大きかった内側の補強層での内圧負担率をより軽減でき、内側及び外側の補強層において内圧負担率を平均化して耐圧性の向上を図ることができる。ここで、拡張量とは、補強材４０の角度θが大きくなることによりコイル径が増大する量をいう。
　次に、逆ピッチであり、かつ内側及び外側の補強層での打込み角度θが静止角度θ0より大きい場合について説明する。この場合、ホース軸４２に対して補強材４０が成す打込み角度θは内側の補強層より外側の補強層で大きくなり、内側の補強層では収縮率が小さく、外側の補強層では収縮率が大きい。このため、内圧負担率が低かった外側の補強層での内圧負担率をより増加でき、内側及び外側の補強層において内圧負担率を平均化して耐圧性の向上を図ることができる。
　図２は、内側と外側の補強層において補強材４０の打込み角度θを等角度とした高圧ホース１０を示すものであり、補強層の外径寸法Ｄは内側より外側が大きくなるので、内側より外側の補強層での補強材のピッチ長λが長くなるいわゆる順ピッチとなる。この場合、内側と外側で打込み角度θが等しいことから、各層の補強材４０は静止角度θ0へ向けて傾動し、各補強層は膨張しようとするあるいは収縮しようとする。このため、内側の補強層の内圧負担率は大きいままとなる。
　図３は、内側と外側の補強層において補強材４０のピッチ長λを同寸法とした、いわゆる等ピッチの高圧ホース１０を示すものである。この高圧ホース１０では、補強層の外径寸法Ｄは内側より外側が大きくなるので、内側より外側の補強層での補強材４０の打込み角度θが大きくなる。しかし、その差は僅かであり必ずしも理想の状態とは言えない。
　これらに対して本実施の形態では、各補強層でのピッチ長λは、内側の補強層から外側の補強層へ向かうに従って徐々に小さくなるように構成されている。ここで、隣接する補強層において、同ピッチ長λの補強材４０を逆向きに配置して補強材４０の傾動方向を逆向きにすることで、その傾動力を相殺しようとする場合、その部分では傾動力を相殺できたとしても、全体としては内圧負担のバランスを平均化せず、耐圧性が向上しない場合がある。
　しかし、本実施の形態では、内側の補強層から外側の補強層へ向かうに従ってピッチ長λが順次小さくなるように構成したので、ホース本体１２全体として内圧負担のバランスを平均化することができ、耐圧性の向上を図ることができる。
　また、本実施形態では、最外層を構成する第６補強層３６の第６外径寸法Ｄ６と最内層を構成する第１補強層１６の第１外径寸法Ｄ１との差をΔＤ、最外層を構成する第６補強層３６での第６ピッチ長λ６と最内層を構成する第１補強層１６での第１ピッチ長λ１との差をΔλとした際に「１≦Δλ／ΔＤ≦６」となるように構成されている。
　ここで、Δλ／ΔＤが１より小さいと、内側の補強層における補強材４０のピッチ長λより外側の補強層における補強材４０のピッチ長λを短くした逆ピッチによる効果がそれほど大きくはなく、耐圧性がやや上がる程度である。このため、本願のように「１≦Δλ／ΔＤ」とすることで、前述の逆ピッチによる効果を高めることができる。
　また、Δλ／ΔＤが６より大きいと前述した逆ピッチの効果が減少し、補強層の角度変化による層間ゴムの歪が大きくなることが想定され、Δλ／ΔＤの上限が６を超えると耐久性とのバランスを考慮する必要がある。そこで、本願のように「１≦Δλ／ΔＤ≦６」とすることで、前述の逆ピッチによる効果を高めることができる。
　すなわち、内圧印加時には各補強層１６，２０，２４，２８，３２，３６を構成する補強材４０は傾動し外径寸法Ｄも変化する。このとき、各補強層１６，２０，２４，２８，３２，３６の外径寸法Ｄが同じになるとすると、各補強層１６，２０，２４，２８，３２，３６での内圧分担が均一になるため、内圧を各補強層１６，２０，２４，２８，３２，３６で最も効率的に分担することができる。
　このような条件が成立する場合を次の条件において算出する。（１）補強材４０はホース本体１２に内圧を印加した時に隣接する他の補強材４０や中間層により運動を妨げられないものとする。（２）内圧印加時の補強材４０の伸びは無視できるほど小さいものとする。（３）各補強層１６，２０，２４，２８，３２，３６の補強材４０同士は接触するので同一径になることはないが、これは無視するものとする。（４）各補強層１６，２０，２４，２８，３２，３６の打ち込み角度θは静止角度θ0とほとんど同じとし、その誤差は無視する。
　同位置から出発した第１補強層１６の打込み角θ１の補強材４０が外径寸法Ｄ１に達した位置をａ、第６補強層３６の打込み角θ６の補強材４０が外径寸法Ｄ６に達した位置をｂ、ホース軸４２と平行しａを通過する平行線と、この平行線に直交しｂと交差する交差線との交点をｄとすると、三角形ａｂｄにおいて式「Δλ／ΔＤ＝πｔａｎθ0＝π√２」が成立するとき、理論上、各補強層の外径寸法Ｄが同じになる。
（試験例）
　図５から図７は、評価試験の結果を示すものであり、各条件の高圧ホースにおける耐圧性能試験の結果が示されている。なお、耐圧性能の評価方法は JIS K 6330-2（ISO 1402：JIS K 6330-2と同内容）に従って行い、高圧ホース１０が破損するまでの耐圧性を記録した。
　図中１Ｓ～６Ｓは第１補強層１６～第６補強層３６を表し、各補強層の条件として、補強層で使用する補強材４０の打込み本数、補強材４０のピッチ長λ、各補強層での外径寸法Ｄ、及び打込み角度θを示した。なお、補強材４０を含む他の条件は、各比較例及び各実施例において同一とする。
　また、指数の欄では、最外層を構成する第６補強層３６での第６ピッチ長λ６と最内層を構成する第１補強層１６での第１ピッチ長λ１との差をΔλとして示した。また、最外層を構成する第６補強層３６の第６外径寸法Ｄ６と最内層を構成する第１補強層１６の第１外径寸法Ｄ１との差をΔＤとして示した。そして、Δλ／ΔＤを示した。
　評価の欄では、各高圧ホース１０が破損するまでの耐圧性、実施例１での耐圧性との差、第１補強層１６と第２補強層２０間の圧縮歪、及び第１補強層１６と第２補強層２０間の圧縮歪の実施例１に対する比を記載した。
　図５には、比較例が記載されており、比較例１では、内側と外側の補強層において補強材４０のピッチ長λを同寸法としたいわゆる等ピッチの試験結果が示されている。比較例２では、内側と外側の補強層において補強材４０の打込み角度θを等角度とし内側より外側の補強層での補強材のピッチ長λが長くなるいわゆる順ピッチの試験結果が示されている。
　比較例３では、第１補強層１６での第１ピッチ長λ１、第２補強層２０での第２ピッチ長λ２、第３補強層２４での第３ピッチ長λ３、第４補強層２８での第４ピッチ長λ４、第５補強層３２での第５ピッチ長λ５、第６補強層３６での第６ピッチ長λ６とした際に、λ１≒λ２＞λ３≒λ４＞λ５≒λ６となる高圧ホース１０の試験結果が示されている。比較例４では、λ１＞λ２＞λ３＜λ４＞λ５＜λ６で、かつλ２＞λ４となる高圧ホース１０の試験結果が示されている。
　図６には、実施例１～実施例４が示されており、実施例１では、内側の補強層における補強材４０のピッチ長λより外側の補強層における補強材４０のピッチ長λが短いいわゆる逆ピッチであって、隣接する補強層間でのピッチ長λの差（λ１－λ２、λ２－λ３・・・（λｎ－１）－λｎ）が略同一となる高圧ホース１０の試験結果が示されている。ここで、略同一とは、等間隔で減少した場合の寸法を基準として、その寸法の±５％以内、好ましくは±３％以内、さらに好ましくは±１％以内の値となることを言う。
　実施例２では、内側と外側の補強層でのピッチ長λの差（λ１－λ２、λ２－λ３・・・（λｎ－１）－λｎ）が最内層側及び最外層側で最も大きくなる高圧ホース１０の試験結果が示されている。
　実施例３では、実施例１と比較してΔλ／ΔＤが０．５となるように設定された高圧ホース１０の試験結果が示されている。実施例４では、実施例１と比較してΔλ／ΔＤが１．０となるように設定された高圧ホース１０の試験結果が示されている。
　図７には、実施例５～実施例８が示されており、実施例５では、実施例１と比較してΔλ／ΔＤが３となるように設定された高圧ホース１０の試験結果が示されている。実施例６では、実施例１と比較してΔλ／ΔＤが４となるように設定された高圧ホース１０の試験結果が示されている。実施例７では、実施例１と比較してΔλ／ΔＤが５となるように設定された高圧ホース１０の試験結果が示されている。実施例８では、実施例１と比較してΔλ／ΔＤが６となるように設定された高圧ホース１０の試験結果が示されている。
　この試験結果から内側に配置された補強層における補強材４０のピッチ長λより外側に配置された補強層における補強材４０のピッチ長λが短くなるように設定された総ての実施例において、各比較例より耐圧性が高まることが分かった。その中でΔλ／ΔＤが６となるように設定された実施例８の高圧ホース１０の耐圧性が最も高かった。
　比較例１はいわゆる等ピッチ構造である。等ピッチ構造でも角度は徐々に大きくなっていく。等ピッチ構造の場合、λは常に一定なので、Δλ/ΔＤは０となる。この場合、耐圧性は、実施例１は比較例１から5.9MPaも向上している。
　比較例２はいわゆる順ピッチ構造である。順ピッチ構造の場合、Δλ/ΔＤは必ずマイナスになる。この場合も耐圧性は、実施例１は比較例１から3.8MPaも向上している。
　比較例３は内層から外層に向かって打込み角度は徐々に大きくなっていくが、対となる１－２補強層、３－４補強層、５－６補強層では打込み角度が略同一となっている構造である。打込み角度が内層から外層に向かって大きくなっていっても、ピッチ長λは必ずしも徐々に小さくなってはいない。この場合、耐圧性は実施例１から4.4MPaも落ちている。
　比較例４は内層から外層に向かってピッチ長λが徐々に小さくなるが、一部でピッチ長λが逆転している場合の構造である。このような構造の場合、圧力負担が均等ではなくなり、耐圧性は実施例１から12.9MPaも落ちている。
　そして、高圧ホース１０の耐圧性が最も高かったΔλ／ΔＤが６となる実施例８では、第１補強層１６と第２補強層３６間の第１中間層１８でのゴムの圧縮歪がやや上がる方向となる。このため、Δλ／ΔＤが６を超えると耐久性とのバランスを考慮する必要がある。
　したがって、耐圧性では１≦Δλ／ΔＤ≦６が成立する条件が好ましいが１≦Δλ／ΔＤ≦５が成立する条件とすることがさらに好ましい。
　また、実施例１のように隣接する補強層間でのピッチ長λの差を略同一とすることで、内圧印加時に各補強層１６，２０，２４，２８，３２，３６の補強材４０が傾倒し、内側層が膨らもうとし、外側層が縮小しようとする際に、補強層間でより均等に内圧を負担することができ、耐圧性を向上することができる。
　さらに、実施例２のように、内側と外側の補強層でのピッチ長λの差が最内層側及び最外層側で最も大きくなるように設定することで、より耐圧性が向上する。
　なお、最外層を構成する補強層の外径寸法Ｄｎと最内層を構成する補強層の外径寸法Ｄ１との差をΔＤ＝Ｄｎ－Ｄ１とし、最内層を構成する補強層でのピッチ長λ１と最外層を構成する補強層でのピッチ長λｎとの差をΔλ＝λ１－λｎとした際に１≦Δλ／ΔＤ≦６としなくてもよい。例えば、１≦Δλ／ΔＤとなるようにすれば良い。さらには、各補強層のピッチ長λの関係において、隣接した補強層のうち内側に配置された補強層における補強材４０のピッチ長λより外側に配置された補強層における補強材４０のピッチ長λが短くなるように設定されていればよい。
≪付記≫
　２０１５年１０月３０日に出願された日本国特許出願２０１５－２１５１７１号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
　また、本明細書に記載されたすべての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (2)

  1. 　線状の補強材が螺旋状に延びる補強層をホース本体内に４層以上有し、ホース径方向に隣接する２つの補強層において、内側に配置された補強層における補強材のピッチ長よりも外側に配置された補強層における補強材のピッチ長が短い高圧ホース。
  2. 　最外層を構成する補強層の外径寸法と最内層を構成する補強層の外径寸法との差をΔＤとするとともに、最外層を構成する補強層での前記ピッチ長と最内層を構成する補強層での前記ピッチ長との差をΔλとした際に、１≦Δλ／ΔＤとなる請求項１記載の高圧ホース。
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