(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム等の可撓性材からなる内管および外管の間に繊維を束ねてなる糸を編組構造またはスパイラル構造にした繊維補強層を設けた高圧ホースにおいて、
前記繊維補強層を構成する、繊維を束ねてなる糸のホース長手方向に切った断面のホース長手方向の糸外径（Ａ）と、前記断面のホース径方向の糸外径（Ｂ）の比（Ａ／Ｂ）が、１≦Ａ／Ｂ≦３であることを特徴とする高圧ホース。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高圧ホースに係わり、更に詳しくは油圧機器やパワ─ステアリング等の配管に用いられ、繊維からなる補強層を有する高圧ホースに関するもので、特に補強効率の高い補強層を有する高圧ホースに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、油圧機器やパワ─ステアリング等の配管に用いられる高圧ホースには、ゴム等の可撓性材からなる内管および外管の間に、編組構造またはスパイラル構造の繊維補強層を設けたホースが用いられている。特に近年は、アラミド繊維などの高強力の繊維が出現したので、補強層に鋼線を用いたホースに対しより軽量で柔軟であり、耐圧力も鋼線補強ホースに匹敵する繊維補強ホースが使用されるようになった。
【０００３】
この繊維補強層は、繊維を束ねた糸を編組またはスパイラルに巻いた一層または複数層の繊維層で構成され、ホースに要求される耐圧力に応じて、繊維材質、繊維層一層当たりの繊維量、および、層数が決められる。
そして従来は、繊維層の層数をできるだけ少なくしてホースの生産コストを下げるようにしていたので、一層当たりの繊維量は多くなっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、繊維量と補強効率の関係を研究してみると、一層当たりの繊維量が多くなると、繊維の補強効率が低下することが判った。
この発明は、かかる従来の課題に着目して案出されたもので、少ない繊維量でできるだけ高い耐圧力を有するホース、即ち、補強効率の高い繊維補強層を有する高圧ホースを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の高圧ホースは、ゴム等の可撓性材からなる内管および外管の間に繊維を束ねてなる糸を編組構造またはスパイラル構造にした繊維補強層を設けた高圧ホースにおいて、前記繊維補強層を構成する、繊維を束ねてなる糸のホース長手方向に切った断面のホース長手方向の糸外径（Ａ）と、前記断面のホース径方向の糸外径（Ｂ）の比（Ａ／Ｂ）が、１≦Ａ／Ｂ≦３であることを特徴とする。
【０００６】
この発明は上記のように構成され、ゴム等の可撓性材からなる内管および外管の間に設けた繊維補強層を構成する糸のホース長手方向に切った断面のホース長手方向の糸外径（Ａ）と、同断面のホース径方向の糸外径（Ｂ）の比（Ａ／Ｂ）を、１≦Ａ／Ｂ≦１３とすることにより、少ない繊維量でできるだけ高い耐圧力を有するホース、即ち、補強効率の高い繊維補強層を有する高圧ホースとすることが出来るものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。
図１は、この発明の編組構造の高圧ホースの実施の形態を示し、内管１および外管２の間に編組された繊維補強層３を形成している。
図１では、繊維補強層の繊維層は１層であるが、複数層で構成される場合もある。図２は、図１の編組構造の高圧ホースにおいて、内管１、外管２、及び編組された繊維層１層からなる繊維補強層３の一部分を示す部分断面図であり、ホースの長手方向および径方向を矢印で図示している。
【０００８】
図２において、Ａは、繊維を束ねてなる糸４のホース長手方向に切った断面のホース長手方向の糸外径であり、Ｂは、前記断面のホース径方向の糸外径である。そして、前記ＡのＢに対する比Ａ／Ｂは、１≦Ａ／Ｂ≦３である。
前記編組構造の繊維補強層３は、複数のキャリヤのそれぞれに巻かれた１本または複数本の糸を編組機で編組することにより形成され、その糸は、多数の繊維を撚って、または、撚らずに束ねたものである。
【０００９】
図３は、この発明にかかるスパイラル構造の高圧ホースの実施の形態を示し、内管１´および外管２´の間にスパイラル巻きされた繊維補強層３´を形成している。図３では繊維補強層の繊維層は２層であるが、３層以上の繊維層で構成される場合もある。
図４は、図３のスパイラル構造の高圧ホースの、内管１´，外管２´，及び、スパイラル構造の繊維層２層からなる繊維補強層３´の一部分を示す部分断面図であり、ホースの長手方向、および、径方向を矢印で図示している。
Ａは、繊維を束ねてなる糸４´のホース長手方向に切った断面のホース長手方向の糸外径であり、Ｂは、前記断面のホース径方向の糸外径である。そして、前記ＡのＢに対する比Ａ／Ｂは、１≦Ａ／Ｂ≦３である。
【００１０】
スパイラル構造の繊維補強層３´は、スパイラルマシンで１本または複数本の糸を連続して所定の角度をもって各繊維層交互に反対の向きにスパイラルに巻くことにより形成され、その糸は、多数の繊維を撚って、または、撚らずに束ねたものである。
なお、図２及び図４は図としては同形であるが、図２の編組構造の繊維補強層３は向きの違う２方向の糸を編み込んで１層の繊維層を形成しており、図４のスパイラル構造の繊維補強層３´は向きの違う２方向の糸を別々にスパイラルに巻いて別々の層をなし、２層の繊維層を形成したものである。
図２及び図４の前記Ａ及びＢは、式（数１）によって求められる。
【００１１】
【数１】
0003721228.tif 000002
但し、Ｐは糸が巻かれるピッチ、Ｃはキャリヤの数、Ｅはキャリヤに巻かれた糸の本数、ＤO は各繊維層の外径、ＤI は各繊維層の内径である。
また、スパイラル構造の前記ＡおよびＢは、式（数２）によって求められる。
【００１２】
【数２】
0003721228.tif 000003
但し、Ｐは糸が巻かれるピッチ、Ｆは一度に巻かれる糸の本数、ＤO は各繊維層の外径、ＤI は各繊維層の内径である。
【００１３】
この発明の最大の特徴は、１≦Ａ／Ｂ≦３としたことであるが、その理由は、次のとおりである。
補強効率は、ホースの実際の破壊圧力と、補強層を構成する繊維全てが本来持つ強度を１００％発現したと仮定した時のホースの破壊圧力の比であるが、従来のホースは繊維補強層を構成する繊維に掛かる張力が不均等のため、補強効率は常に１００％に達せず、６０％以下の場合もある。
【００１４】
製造過程等で各繊維に張力の不均一や若干のたるみが生じると、無負荷状態のホースにおいて各繊維の初期張力は均一ではない。この初期張力の不均一な状態でホースに負荷が生じると、すなわち内圧が掛かかると、初期張力の大きい繊維に大きな張力が発生するので、ホースが内圧に耐えかねて破壊する時は、その初期張力の大きい繊維から破断し、順次他の繊維が破断して破壊する。
即ち、各繊維の破断に時間差が生じるので、ホースの破壊圧力は初期張力の均一なものに比べて小さくなる。
【００１５】
従って、繊維補強層に可能な限り最大の強度を持たせるためには、繊維補強層を構成する各繊維にたるみがなく、初期張力が均一である必要がある。
この発明はこの点に着目してなされたものであり、研究の結果それは、糸の断面の径方向の糸外径が小さいほど、即ち、Ａ／Ｂが大きいほど繊維の初期張力が均一になり、繊維補強層の強度が上がることが分かった。
【００１６】
即ち、Ａ／Ｂが０．７では、補強効率はおおむね６０％程度にすぎないが、Ａ／Ｂが１ではおおむね８０％程度に向上し、Ａ／Ｂが２となるとほとんど１００％に近くなり、その後もほとんど１００％を保持する。
従って、この発明でＡ／Ｂを１≦Ａ／Ｂ≦３としたのはこのような理由からである。
【００１７】
なお、Ａ／Ｂの上限は３であるが、それは、Ａ／Ｂが３を越えると繊維補強層を構成する１層または複数層の繊維層の１層当たりの強度が低くなるので、要求耐圧を得るにはそれだけ繊維層を多層化しなければならず、その場合多層化により生産性が低下してコストアップとなるからである。
繊維補強層の糸には、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等の種々の繊維を用いることができるが、この発明の効果は、弾性率が高く、切断伸度の小さい糸において大きい。
【００１８】
それは、高弾性で切断伸度の小さい繊維においては、伸びの僅かな差異で繊維に掛かる張力の差が大きくなるので、初期張力の違いにより各糸が分担する張力の差異が大きくなって、補強効率が低くなりやすいからである。
従って、繊維間の初期張力の差をほとんどなくしたこの発明は、弾性率が高く切断伸度が小さいために初期張力の差異に敏感なアラミド繊維において、より大きな効果を奏する。
【００１９】
また、繊維補強層の糸には、撚りのかかった糸より、無撚りまたは甘撚りのルーズに束ねた糸の方が、製造の過程で、Ａ／Ｂを大きくし易い。従って、この発明では、無撚り、または、撚り数が長さ１０ｃｍ当たりに１０回以下の甘撚りの糸の方がより大きな効果を奏する。
【００２０】
【実施例】
下記の６本の高圧ホースを製作し、ＪＩＳＫ６３３０に基づく破裂試験をおこなって破裂圧力を測定し、Ａ／Ｂ、および、補強効率を算出した。試験結果を表１、および、図５に示す。なお、この発明に属するホースを実施例、属さないホースを比較例と称する。
【００２１】
0003721228.tif 000004
【００２２】
【表１】
0003721228.tif 000005
【００２３】
【発明の効果】
この発明は、繊維補強層を構成する、繊維を束ねてなる糸のホース長手方向に切った断面のホース長手方向の糸外径（Ａ）と、前記断面のホース径方向の糸外径（Ｂ）の比（Ａ／Ｂ）を上記のように規定することにより、繊維補強層を構成する繊維層の１層当たりの繊維量を少なくし、繊維層を薄くしても、繊維補強層の補強効率が高くなり、従って、少ない繊維量でできるだけ高い耐圧力を有するホース、即ち、補強効率の高い繊維補強層を有する高圧ホースを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の高圧ホースの一部切り欠きした斜視図である。
【図２】この発明の高圧ホースの部分断面図である。
【図３】この発明の高圧ホースの一部切り欠きした斜視図である。
【図４】この発明の高圧ホースの部分断面図である。
【図５】この発明及び比較例の補強効率の比較図である。
【符号の説明】
１，１´  内管                ３，３´  繊維補強層
２，２´  外管                ４，４´  糸
【図１】
0003721228.tif 000006
【図２】
0003721228.tif 000007
【図３】
0003721228.tif 000008
【図４】
0003721228.tif 000009
【図５】
0003721228.tif 000010