JP4348100B2

JP4348100B2 - 高圧ホース

Info

Publication number: JP4348100B2
Application number: JP2003079778A
Authority: JP
Inventors: 康水村
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2023-03-24
Also published as: JP2004286143A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウォータージェット用、土木工事用、建設機械用等の油圧又は水圧機器に使用される高圧ホースに関するものであり、特に、大幅な長寿命化が可能な高圧ホースに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、各種の油圧又は水圧機器等において樹脂製の高圧ホースが使用されている。即ち、熱可塑性樹脂からなる内管及び外被の間に硬線ワイヤの補強層を設けたホースである。そして、補強層は、使用圧力等に応じて複数層の積層構造とされることがあり、その場合、例えばスパイラル構造の補強層の間に中間糸層が巻き付けられる。
【０００３】
この中間糸層は、高圧ホースに圧力が作用した際等に、上下の補強層同士の摩耗を防止して補強層の破断を防止するものであり、従来は、安価でコスト的に有利なポリエステル繊維やナイロン繊維が使用されていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−５６０７３号公報（第２頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の中間糸層に使用されていたポリエステル繊維やナイロン繊維は、実使用での加圧繰り返し等に伴って発生する、上下の補強層の動きによる擦れによって損傷を受け、比較的早期に中間糸層が破断することがあった。そして、中間糸層が切れると今度は上下の補強層同士が直接擦れ、結果的に補強層が破断し、ホースの破壊が生じることとなっていた。
【０００６】
そのため、特に樹脂ホースの硬線ワイヤスパイラル構造の場合には、ホースの寿命が、加圧繰り返しによる補強層の引っ張り疲労によるものではなく、上下の補強層同士の擦れに左右されることとなり、期待寿命に対して短くなることが多かった。
【０００７】
そこで本発明は、製造工程上の問題が生じないように、従来の高圧ホースの構造を変えることなく、本来の破壊形態になるようにすることで、大幅な長寿命化を図ることができる高圧ホースを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたものであって、その要旨は、内管と外被との間に２層以上の補強層を有し、補強層の間に中間糸層を有し、補強層と中間糸層とが直接接触する高圧ホースであって、補強層が硬線ワイヤのスパイラル構造となっており、中間糸層が、アラミド系繊維、ポリアリレート系繊維、超高分子量ポリエチレン系繊維、又は炭素系繊維からなる高圧ホースに係るものである。なお、内管及び外被は、例えば熱可塑性樹脂からなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の高圧ホースは、内管と外被との間に２層以上の補強層を有するものである。この補強層は、硬線ワイヤのスパイラル構造となっているため、ホースに圧力が作用するとスパイラルの巻き付け角度が静止角に近づくように変化する。すると、補強層の各層が別々に動くこととなり、層間で擦れが発生することとなる。
【００１０】
そして特に、圧力の変化が頻繁であると擦れも大きくなり、最悪の場合、硬線ワイヤの破断に至ることもある。そのため、補強層の硬線ワイヤ同士が直接触れないようにすべく中間糸層を設けているのであるが、今度は補強層と中間糸層とが擦れることとなる。
【００１１】
ここで、本発明の高圧ホースは特徴的に、中間糸層が、アラミド系繊維、ポリアリレート系繊維、超高分子量ポリエチレン系繊維、又は炭素系繊維である高張力繊維からなっている。高張力繊維は、その強度のために補強層として使用されることはあるが、硬線ワイヤとの擦れに対して有効であるという性質は知られていない。本発明は、繊維補強層としてではなく、硬線ワイヤの補強層の間の中間糸層として高張力繊維が極めて擦れに強いことを見出し、なされたものである。
【００１２】
このような高張力繊維であるアラミド系繊維、ポリアリレート系繊維、超高分子量ポリエチレン系繊維、又は炭素系繊維は、引張強さが２０ｇ／ｄ以上で、太さが６００ｄ〜４５００ｄのものが好適である。
【００１３】
そして、中間糸層に高張力繊維（アラミド繊維）を使用した本発明の高圧ホースは、従来繊維（ポリエステル繊維）を使用した同一構造、同一寸法の高圧ホースに比べ、ホース自体の破壊に至るまでの寿命が約４倍に長くなった。なお、本発明の高圧ホースは中間糸層だけを高張力繊維としたものであり、補強層、内管及び外被は従来の高圧ホースと同様にすることができるので、製造工程上の問題はない。
【００１４】
次に、補強層は硬線ワイヤのスパイラル構造で、キンクの発生を効果的に防止し、加圧時のホースの耐圧力を確保している。即ち、金属硬線の剛性によって、たとえホースが小さい半径に曲げられたとしてもその部分が偏平にならないようにし、かつ、高圧ホースとして一般的なホース内径（５ｍｍφ〜１２ｍｍφ）で内圧によって補強層が破断しないようにしているのである。
【００１５】
なお、硬線ワイヤに関し、ピアノ線はＪＩＳＧ３５０２に、硬鋼線はＪＩＳＧ３５０６に、ばね用ステンレス鋼線はＪＩＳＧ４３１４にそれぞれ規定されているが、好適には、硬鋼線や、高圧用途における腐食の防止を考慮したステンレス硬線が使用できる。
【００１６】
そして、硬線ワイヤの引張強さは、１５００Ｎ／ｍｍ²〜３２００Ｎ／ｍｍ²が好ましく、線径は、０．１５ｍｍ〜０．５ｍｍが好ましい。硬線ワイヤの種類にもよるが、引張強さが１５００Ｎ／ｍｍ²未満であったり、線径が０．１５ｍｍ未満であると、剛性が低くなってホースの折れ曲がりに対抗する力が弱くなるからである。
【００１７】
また、内管は、例えば熱可塑性樹脂等からなるが、単層構造でも積層構造でもよい。即ち、ゴム、ポリブテン樹脂、架橋ポリエチレン樹脂等の単体から内層を構成することもできるし、ゴム等の内面にフッ素樹脂等をコーティングした積層構造としてもよい。なお、高圧ホースの内管として一般的な肉厚は、１．０ｍｍ〜３．０ｍｍである。
【００１８】
更に、外被も従来の高圧ホースと同様に、例えば熱可塑性樹脂等とすることができる。外被は、補強層３を構成する硬線ワイヤを保護し、外傷を防止するもので、一般的な肉厚は、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍである。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の好ましい実施の形態の具体例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の高圧ホースの一例を示す一部断面斜視図である。図１に示す実施例の高圧ホースは、内側から順に、内管１、第１補強層３Ａ、第１中間糸層４Ａ、第２補強層３Ｂ、第２中間糸層４Ｂ、第３補強層３Ｃ、第３中間糸層４Ｃ、第４補強層３Ｄ、外被２となっており、ホース内径が５ｍｍφ、ホース肉厚が３．０ｍｍとなっている。
【００２０】
この実施例の内管１及び外被２は熱可塑性樹脂、具体例には内管１はポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、外被２はポリアミド（ＰＡ）であり、内管１の肉厚を１．０ｍｍ、外被２の肉厚を１．０ｍｍとしている。また、第１補強層３Ａ、第２補強層３Ｂ、第３補強層３Ｃ及び第４補強層３Ｄは、硬鋼線からなる硬線ワイヤのスパイラル構造で、線径は０．３ｍｍであり、巻き付けピッチは１６〜２１ｍｍであり、巻き付け角度は５４．７°である。この補強層３Ａ〜３Ｄにより、小さい半径に曲げてもキンクが発生することはない。
【００２１】
各補強層の間にある中間糸層、即ち、第１中間糸層４Ａ、第２中間糸層４Ｂ及び第３中間糸層４Ｃは、アラミド繊維からなる、太さ１０００ｄの高張力繊維であり、補強層と同様にスパイラル状に巻き付けられている。従って、第１補強層３Ａと第２補強層３Ｂとの間の動きに対しては第１中間糸層４Ａが、第２補強層３Ｂと第３補強層３Ｃとの間の動きに対しては第２中間糸層４Ｂが、第３補強層３Ｃと第４補強層３Ｄとの間の動きに対しては第３中間糸層４Ｃがそれぞれ介在することとなる。
【００２２】
このように、本発明の高圧ホースの構造は従来と同様であることから、製造工程上の問題が生じることはない。そして、各中間糸層４Ａ〜４Ｃが高張力繊維であるアラミド繊維からなっているので、各補強層３Ａ〜３Ｄとの擦れに極めて強い。そのため、ホースの破壊形態が加圧繰り返しによる補強層３Ａ〜３Ｄの引っ張り疲労によるものとなり、期待通りの寿命が得られる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の高圧ホースは、内管と外被との間に２層以上の補強層を有し、補強層の間に中間糸層を有する高圧ホースであって、補強層が硬線ワイヤのスパイラル構造となっており、中間糸層が高張力繊維からなっているので、硬線ワイヤとの擦れに対して有効であり、従来の高圧ホースの構造を変えることなく、大幅な長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の高圧ホースの一例を示す一部断面斜視図である。
【符号の説明】
１‥内管
２‥外被
３‥補強層
３Ａ‥第１補強層
３Ｂ‥第２補強層
３Ｃ‥第３補強層
３Ｄ‥第４補強層
４‥中間糸層
４Ａ‥第１中間糸層
４Ｂ‥第２中間糸層
４Ｃ‥第３中間糸層

Claims

内管（１）と外被（２）との間に２層以上の補強層（３）を有し、補強層（３）の間に中間糸層（４）を有し、補強層（３）と中間糸層（４）とが直接接触する高圧ホースであって、補強層（３）が硬線ワイヤのスパイラル構造となっており、中間糸層（４）が、アラミド系繊維、ポリアリレート系繊維、超高分子量ポリエチレン系繊維、又は炭素系繊維からなることを特徴とする高圧ホース。
内管（１）及び外被（２）が熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の高圧ホース。