(57)【要約】【課題】金属製ワイヤが相互に編組されてなる補強層を有する高圧ホースの耐久性を向上させること。【解決手段】内層チューブの外周面上に、金属ワイヤを編組した金属ワイヤ補強層が１又は複数層設けられた高圧ホースにおいて、前記金属ワイヤの編組は、３本以上の金属ワイヤを並列に並べてなる帯状金属ワイヤを、該帯状金属ワイヤ単位で相互に編み動作することによりなされ、該帯状金属ワイヤ単位は、内層チューブ外表面からの高さより幅の大きな幅広金属ワイヤが最外側に位置しており、該幅広金属ワイヤの内層チューブ外表面からの高さは、その内側に位置する金属ワイヤの内層チューブ外表面からの高さ以下であり、且つ該幅広金属ワイヤの幅がその内側に位置する金属ワイヤの幅よりも大きいことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内層チューブの外周面上に、金属ワイヤを編組した金属ワイヤ補強層が１又は複数層設けられた高圧ホースにおいて、
前記金属ワイヤの編組は、３本以上の金属ワイヤを並列に並べてなる帯状金属ワイヤを、該帯状金属ワイヤ単位で相互に編み動作することによりなされ、
該帯状金属ワイヤ単位は、内層チューブ外表面からの高さより幅の大きな幅広金属ワイヤが最外側に位置しており、
該幅広金属ワイヤの内層チューブ外表面からの高さは、その内側に位置する金属ワイヤの内層チューブ外表面からの高さ以下であり、且つ該幅広金属ワイヤの幅がその内側に位置する金属ワイヤの幅よりも大きいことを特徴とする高圧ホース。
【請求項２】
前記幅広金属ワイヤの内層チューブ外表面からの高さは、その内側に位置する金属ワイヤの内層チューブ外表面からの高さと略同一であることを特徴とする請求項１に記載の高圧ホース。
【請求項３】
前記内側の金属ワイヤは、断面形状が円形の円形金属ワイヤであり、
前記幅広金属ワイヤが、前記帯状金属ワイヤ単位における最外側にのみ位置することを特徴とする請求項２に記載の高圧ホース。
【請求項４】
前記幅広金属ワイヤの内層チューブ外表面からの高さに対する幅の比が、１．５〜６の範囲であることを特徴とする請求項３に記載の高圧ホース。
【請求項５】
前記帯状金属ワイヤ単位における円形金属ワイヤ本数に対する幅広金属ワイヤ本数の比が、０．５〜２の範囲であることを特徴とする請求項３又は４に記載の高圧ホース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製ワイヤで補強した高圧ホースに関し、特に、金属製ワイヤを編組してなる補強層を有する高圧ホースに関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧ホースは、例えば、水や鉱物油等の液体又は圧縮空気を伝達媒体として用いる駆動系において、高圧状態で使用される配管等に使用される。特に、この高圧ホースのうち、油圧器に用いられるものは、超高圧状態での使用に耐えうるようにするため、当該高圧ホースに金属製ワイヤで構成された補強構造が施される。この補強構造には、一般に、スパイラル構造とブレード構造と呼ばれるものがある。
【０００３】
特許文献１には、このスパイラル構造の補強層を有する高圧ホースが開示されている。図５に示すように、この高圧ホース５０は、内層のチューブ５２（ここではゴムチューブ）に金属製のワイヤを隙間なくらせん状に巻き付けてなるスパイラル構造の補強層５４を、合計で４層有する。このスパイラル構造を有する高圧ホースは、一般にその構造上剛性が高くなる一方で、取り回しがしにくいという不具合がある。
【０００４】
また、ブレード構造とは、図６に示すように、単線金属ワイヤを複数本（ここでは、３本）並列に並べて帯状にした帯状金属ワイヤを編組（ここでは、網代状に）しつつ内層のチューブ６２に巻きつけてなる補強構造である。図６の高圧ホース６０は、このブレード構造による２層の補強層６４を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３０８１１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらの補強構造のうち、ブレード構造の補強層を有する高圧ホースはスパイラル構造を有するものよりも取り回しが容易であるという利点を有する一方で、編組された金属ワイヤの交差する部位で金属ワイヤが破断しやすいという構造的な弱点をも有する。具体的には、上記帯状金属ワイヤのうち最外側に位置する単線金属ワイヤに応力が集中し、この最外側の単線金属ワイヤに繰り返し折り曲げ入力が加わることで疲労し、破断するものである。したがって、ブレード構造の補強層を有する高圧ホースにおいて、超高圧状態での繰り返し使用に対する耐久性の向上が望まれていた。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、金属製ワイヤが相互に編組されてなる補強層を有する高圧ホースの耐久性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、内層チューブの外周面上に、金属ワイヤを編組した金属ワイヤ補強層が１又は複数層設けられた高圧ホースにおいて、前記金属ワイヤの編組は、３本以上の金属ワイヤを並列に並べてなる帯状金属ワイヤを、該帯状金属ワイヤ単位で相互に編み動作することによりなされ、該帯状金属ワイヤ単位は、内層チューブ外表面からの高さより幅の大きな幅広金属ワイヤが最外側に位置しており、該幅広金属ワイヤの内層チューブ外表面からの高さは、その内側に位置する金属ワイヤの内層チューブ外表面からの高さ以下であり、且つ該幅広金属ワイヤの幅がその内側に位置する金属ワイヤの幅よりも大きいことを特徴とする。
【０００９】
上述したように、帯状金属ワイヤ単位が互いに編組されてなる金属ワイヤ補強層においては、一般に一の帯状金属ワイヤと交差する他の帯状金属ワイヤにおける最外側の金属ワイヤに最も強い曲げ入力が加わる。しかし、この構成によれば、他の帯状金属ワイヤ単位の最外側に幅広金属ワイヤが位置するので、一の帯状金属ワイヤから受ける荷重が幅方向に分散され、幅広金属ワイヤの内層チューブ外表面からの高さ方向への繰り返し折り曲げ入力による最外側の金属ワイヤの疲労による破断が抑制される。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の高圧ホースにおいて、前記幅広金属ワイヤの内層チューブ外表面からの高さは、その内側に位置する金属ワイヤの内層チューブ外表面からの高さと略同一であることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、他の帯状金属ワイヤ単位の最外側に位置する幅広金属ワイヤによって断面積が確保されて最外側の金属ワイヤに集中する応力が分散され、内層チューブ外表面からの高さ方向への繰り返し曲げ入力による最外側の金属ワイヤの疲労による破断が抑制される。また、幅広金属ワイヤの内層チューブからの高さがその内側に位置する金属ワイヤの高さと略同一であるので、その高さ方向への繰り返し曲げ入力に対する幅広金属ワイヤの表面歪みが内側の金属ワイヤを最外側に配置する場合に比べて増大することがない。したがって、効果的に最外側の金属ワイヤを起点とする破断が抑制され、高圧ホースの耐久性を向上させることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の高圧ホースにおいて、前記内側の金属ワイヤは、断面形状が円形の円形金属ワイヤであり、前記幅広金属ワイヤが、前記帯状金属ワイヤ単位における最外側にのみ位置することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、帯状金属ワイヤ単位における最外側にのみ位置する幅広金属ワイヤによって高圧ホースの耐久性向上効果を発揮させつつ、内側に多くの従来品の円形金属ワイヤを配置することができる。よって、別途圧延加工を要する幅広金属ワイヤの本数を最小の本数とすることができ、高圧ホースの生産に係る追加工程を最小限とし、且つその生産コストの増加も最小限度に抑制することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の高圧ホースにおいて、前記幅広金属ワイヤの内層チューブ外表面からの高さに対する幅の比が、１．５〜６の範囲であることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、１．５以上という幅／高さの値を有する幅広金属ワイヤによって高圧ホースの耐久性向上効果を維持しつつ、６以下という幅／高さの値により幅広金属ワイヤの圧延加工が容易となっている。これにより、高圧ホースの耐久性向上効果を発揮させつつ、その生産に係る生産コストの増加も抑制される。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の高圧ホースにおいて、前記帯状金属ワイヤ単位における円形金属ワイヤ本数に対する幅広金属ワイヤ本数の比が、０．５〜２の範囲であることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、高圧ホースの耐久性が向上するのみならず、帯状金属ワイヤ単位の金属ワイヤを全て円形断面形状のものとする場合と比べて耐圧性（破壊圧力）が向上する。これは、幅広金属ワイヤを用いることにより、編組された帯状金属ワイヤ相互の接触領域が増大したことによる効果であると推測される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、金属製ワイヤが編組されてなる補強層を有する高圧ホースの耐久性が向上するので、取り回しが比較的容易であるというブレード構造の特性を活かしつつ、高圧状態で使用される配管の製品寿命も長期化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る高圧ホース１０の概略斜視図である。
【図２】（Ａ）図１の一部Ａの拡大平面図である。（Ｂ）図２（Ａ）のIIＢ−IIＢ線断面図である。
【図３】従来の高圧ホース７０の補強層７２の部分断面図である。
【図４】帯状金属ワイヤ単位の他の態様を説明するための断面図である。
【図５】従来の、スパイラル構造の補強層を有する高圧ホース５０を説明するための概略斜視図である。
【図６】従来の、ブレード構造の補強層を有する高圧ホース６０を説明するための概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明の実施の形態について図に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る高圧ホース１０の概略斜視図であり、図２（Ａ）は、図１の一部Ａの拡大平面図、図２（Ｂ）は、同図（Ａ）のIIＢ−IIＢ線断面図である。図３は、従来の高圧ホース７０の補強層７２の部分断面図である。
【００２１】
なお、矢印Ｉは、高圧ホースの径方向内方を示し、矢印Ｏは、高圧ホースの径方向外方を示している。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態に係る高圧ホース１０は、高圧流体を内部に流通させる内層チューブ１２の外周面上に、金属ワイヤからなる１層の金属ワイヤ補強層１４が設けられている。金属ワイヤ補強層の積層数には特に限定は無く、例えば、１〜１０層の補強層を積層したものでも良い。また、補強層と補強層の間には、合成ゴム等による中間層を設けることも任意である。
【００２３】
金属ワイヤ補強層１４は、内層チューブ１２の外周面上に、金属ワイヤを編組してなり、その金属ワイヤ補強層１４の外表面上である最外層には、ゴム製外被層１６を設けている。尚、この外被層１６を設けるか否かも本発明においては任意である。
【００２４】
この金属ワイヤ補強層１４は、図２（Ａ）に示すように、内層チューブ１２に右巻きに巻きつきながら内層チューブ１２の長手方向（すなわち、矢印１００方向）に伸長するように３本の金属ワイヤを隣り合わせて並列に並べて帯状の帯状金属ワイヤ２０単位とし、この一の帯状金属ワイヤ２０単位を、内層チューブ１２に左巻きに巻きつきながら内層チューブ１２の長手方向（すなわち、矢印１００方向）に伸長するように内層チューブ１２上に並べた他の帯状金属ワイヤ２０単位と相互に編み動作することにより編組されたものである。
【００２５】
本実施の形態においては、金属ワイヤ補強層１４は図示のように網代状に編組しているが、編組されたものであれば良く、他の編組方法としては、例えば、格子状（ござ目編みを含む）、六つ目編み状（亀甲編み状を含む）等が挙げられる。
【００２６】
金属ワイヤ補強層１４を構成する帯状金属ワイヤ２０は、本実施の形態においては３本の金属ワイヤからなる。具体的には、図２（Ｂ）に示すように、帯状金属ワイヤ２０単位のうち、最外側に幅広な幅広金属ワイヤ２２がそれぞれ１本ずつ配されており、その内側に断面形状が円形の円形金属ワイヤ２４が配されている。
【００２７】
幅広金属ワイヤ２２は、図示のように、内層チューブ１２外表面からの高さ（Ｈ）よりも幅（Ｗ）が大きく、且つ、互いに対向する幅広面２２ａ、２２ａを有する。この幅広金属ワイヤ２２の断面形状は、円を径方向両側から潰してその両側に対向する略平坦な面を設けたような、或いは幅広な長方形の四隅を丸めたような、幅広な断面形状である。すなわち、幅広面２２ａは、略平坦面から緩やかな曲面の範囲の面的な形状を有する。
【００２８】
この幅広金属ワイヤ２２の内層チューブ１２外表面からの高さ（Ｈ）は、円形金属ワイヤ２４の直径（ｌ）と等しい。したがって、円形金属ワイヤ２４の高さ（ｈ）は幅広金属ワイヤの高さ（Ｈ）と等しく、円形金属ワイヤ２４の幅（ｗ）は幅広金属ワイヤ２２の幅（Ｗ）よりも小さく、幅広金属ワイヤ２２の断面積は円形金属ワイヤ２４の断面積より大きい。
【００２９】
また、幅広金属ワイヤ２２の高さ（Ｈ）に対する幅広金属ワイヤ２２の幅（Ｗ）の比は、本実施の形態においては１．５である。この比は、後述する高圧ホース１０の耐久性向上の観点から１．５以上である。また、幅広金属ワイヤ２２の圧延加工を容易とし、高圧ホース１０の生産性を向上させる観点から、６以下であることが好ましい。中でも、（Ｗ）／（Ｈ）の値は１．５〜３の範囲であることが好ましい。
【００３０】
使用される金属ワイヤの材質はどのようなものであっても良いが、本実施の形態では炭素鋼線を用いている。
【００３１】
次に、上記構成を有する高圧ホース１０に対して鉱物油等の液体を高圧で流通させた状態について、従来の高圧ホース７０との対比により説明する。図３は、従来の高圧ホース７０に係る補強層７２の要部断面図である。この高圧ホース７０は、補強層７２を構成する金属ワイヤのみが、本発明に係る高圧ホース１０とは異なる。
【００３２】
具体的には、高圧ホース７０は、断面円形の４本の金属ワイヤ７４が並列に並べられて帯状の帯状金属ワイヤ７６を構成し、この帯状金属ワイヤ７６単位で相互に網代状に編組され、補強層７２を構成している。そして、金属ワイヤ７４は断面形状が円形であるため、高圧ホース７０に係る金属ワイヤ７４の高さ（ｈ）に対する幅（ｗ）の比は１である。尚、金属ワイヤ７４の高さ（ｈ）と本発明に係る円形金属ワイヤ２４の高さ（ｈ）は同じ高さである。
【００３３】
この従来の高圧ホース７０によれば、図示の左右方向に伸長する一の帯状金属ワイヤ７６と交差する他の帯状金属ワイヤ７６単位における最外側に位置する金属ワイヤ７４が、一の帯状金属ワイヤ７６との接触部位Ｐ１を起点に高さ（ｈ）方向下方に強く曲げ入力を受け、同様に、一の帯状金属ワイヤ７４から接触部位Ｐ２を起点に高さ（ｈ）方向上方に強く曲げ入力を受ける。そして、高圧ホース７０に高圧流体が繰り返し流通すると、最外側の金属ワイヤ７４が次第に疲労し、ついには他の内側の金属ワイヤ７４より先に最外側の金属ワイヤ７４が破断することとなる。
【００３４】
一方、本発明に係る高圧ホース１０によれば、図２（Ｂ）に示すように、帯状金属ワイヤ２０が相互に交差する部位において、高さ（Ｈ）方向である上下方向に強く曲げ入力を受ける最外側の金属ワイヤが幅広金属ワイヤ２２であることから円形金属ワイヤ２４と比べて断面積が大きく確保されて帯状金属ワイヤ２０単位のうちの最外側の幅広金属ワイヤ２２に集中する応力が分散され、高さ（Ｈ）方向への繰り返し折り曲げ入力による最外側の金属ワイヤの疲労による破断も抑制される。
【００３５】
また、幅広金属ワイヤ２２の高さ（Ｈ）が円形金属ワイヤの高さ（ｈ）と略同一であるので、高さ（Ｈ）方向への繰り返し曲げ入力に対する幅広金属ワイヤ２２の表面歪みが円形金属ワイヤ２４を最外側に配置する場合と比べて増大することが無い。よって、効果的に最外側の金属ワイヤを起点とする破断が抑制され、高圧ホース１０の耐久性を向上させることができる。
【００３６】
また、本実施の形態によれば、帯状金属ワイヤ２０単位のうち、最外側に配置した金属ワイヤのみを幅広金属ワイヤ２２とし、内側には従来品の円形金属ワイヤ２４を配置しているので、最外側に配置した幅広金属ワイヤ２２によって高圧ホース１０の耐久性向上効果を発揮させつつ、内側に多くの従来品の円形金属ワイヤを配置することができる。よって、別途圧延加工を要する幅広金属ワイヤ２２の本数を最小の２本とすることができ、高圧ホース１０の生産に係る追加工程を最小限とし、且つその生産コストの増加も最小限度に抑制することができる。
【００３７】
特に、帯状金属ワイヤ単位を構成する金属ワイヤ本数を増大させる場合、上記生産コストの増加抑制及び追加工程を最小限とする効果は大きい。図４は、帯状金属ワイヤ単位の他の態様を説明するための断面図である。図示のように、帯状金属ワイヤ８０単位は６本の金属ワイヤからなり、最外側にのみ幅広金属ワイヤ２２を１本ずつ配置し、内側には断面円形の円形金属ワイヤ２４を４本配置している。
【００３８】
この構成によれば、高圧ホースにブレード構造の補強層を施すにあたり円形金属ワイヤ２４の使用本数に対して幅広金属ワイヤ２２の使用本数を少なくすることができ、生産コストの増加が大きく抑制される。また、内側の円形金属ワイヤには圧延加工を施す必要が無いので、内側の金属ワイヤに引張強度の値が大きく設定された円形金属ワイヤを多数用いることができ、これにより高圧ホースの耐圧性（破壊圧力）を大きくすることも可能である。
【００３９】
また、本発明においては、帯状金属ワイヤ２０単位内において幅広金属ワイヤ２２が最外側に、その内側に円形金属ワイヤ２４が配置されていればよく、その本数に制限は無い。但し、帯状金属ワイヤ２０単位における円形金属ワイヤ２４の本数に対する幅広金属ワイヤ２２の本数の比が、０．５〜２の範囲であることが好ましい。
【００４０】
この範囲であれば、後述する実施例に示す通り、高圧ホース１０の耐久性向上効果に加えて、帯状金属ワイヤ単位を全て円形金属ワイヤ２４とする場合と比べて耐圧性（破壊圧力）向上効果も得られるからである。これは、幅広金属ワイヤを用いることにより、編組された帯状金属ワイヤ相互の接触領域が増大するからであると推測される。
【００４１】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されることはなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００４２】
例えば、上記実施の形態において、帯状金属ワイヤ単位内で内側に位置する金属ワイヤを円形断面形状の円形金属ワイヤ２４としたが、断面略矩形、楕円形等の他の形状であっても良い。
【００４３】
その場合、最外側に位置する幅広金属ワイヤの高さ（Ｈ）は、その内側の金属ワイヤの内層チューブ１２外表面からの高さ（ｗ）以下であり、その幅（Ｗ）は内側の金属ワイヤの幅（ｗ）より大きいものであれば良い。この場合であっても、一の帯状金属ワイヤと交差する他の帯状金属ワイヤにおける最外側の幅広金属ワイヤに強い曲げ入力が加わった際、他の金属ワイヤから受ける荷重が幅方向に分散され、幅広金属ワイヤの高さ（Ｈ）方向への繰り返し折り曲げ入力による最外側の金属ワイヤの疲労による破断が抑制される。したがって、高圧ホースの耐久性が向上するという本発明の作用効果が得られる。
【００４４】
また、幅広金属ワイヤの断面積が、その内側の金属ワイヤの断面積よりも大きいことは本発明の実施において必須ではない。
【００４５】
しかしながら、幅広金属ワイヤの高さ（Ｈ）が内側の金属ワイヤの内層チューブ１２外表面からの高さ（ｈ）と略同一であることが好ましく、幅広金属ワイヤの断面積が内側の金属ワイヤの断面積より大きいことが好ましいことは、上記実施の形態に記載した通りである。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明を実施例により説明する。
１．高圧ホースの作成
内層チューブの外表面上に、炭素鋼線よりなる金属ワイヤを相互にブレード状に編組した金属ワイヤ補強層を１層設けた。この補強層の外側をさらにナイロン製の外被で被覆して高圧ホースとした。
【００４７】
表１に、このように構成した高圧ホースのホース口径、帯状金属ワイヤ単位における幅広金属ワイヤ及び円形金属ワイヤの配列、幅広金属ワイヤの幅（Ｗ）、幅広金属ワイヤの内層チューブ外表面からの高さ（Ｈ）、円形金属ワイヤの直径（ｌ）、（Ｗ）／（Ｈ）の値、帯状金属ワイヤ単位における円形金属ワイヤの本数に対する幅広金属ワイヤの本数、破壊圧力指数、及びインパルス耐久寿命指数を記す。
【００４８】
尚、対比する実施例１と比較例１、実施例２〜３と比較例２、及び実施例４〜５と比較例３との間で、各編組単位における金属ワイヤ合計の幅長を全て同一とした。
【００４９】
２．破壊圧力の測定
［１．高圧ホースの作成］に従って作成した高圧ホースに対し、ＪＩＳ Ｋ６３３０−２に準拠した耐圧性試験を行い、高圧ホースの破壊圧力を測定した。表１には、実施例に係る高圧ホースの破壊圧力を、対応する比較例の値を１００とした際の比により示す。
【００５０】
３．インパルス耐久寿命の測定
［１．高圧ホースの作成］に従って作成した高圧ホースに対し、ＪＩＳ Ｋ６３３０−８に準拠した衝撃圧力試験を行い、高圧ホースが破裂するまで実施された圧力試験の回数を記録した。表１には、実施例に係る高圧ホースの圧力試験回数を、対応する比較例の圧力試験回数を１００とした際の比により示す。
【００５１】
【表１】
2014206261.tif 000003
【００５２】
［結果］
表１に示す通り、本発明に係る実施例１〜５と、各実施例にそれぞれ対応する比較例１〜３を比較すると、実施例においては耐久寿命が増大することがわかった。
【００５３】
さらに、帯状金属ワイヤ単位における円形金属ワイヤ本数に対する幅広金属ワイヤの比が０．５〜２の範囲においては（実施例１〜４）、対応する比較例１〜３と比べて破壊圧力も向上することが確認された。
【符号の説明】
【００５４】
１０  高圧ホース
１２  内層チューブ
２０、８０  帯状金属ワイヤ
２２  幅広金属ワイヤ
２２ａ  幅広面
２４  円形金属ワイヤ
【図１】
2014206261.tif 000004
【図２】
2014206261.tif 000005
【図３】
2014206261.tif 000006
【図４】
2014206261.tif 000007
【図５】
2014206261.tif 000008
【図６】
2014206261.tif 000009