(57)【要約】【課題】気体または気体を含有した液体を流した際に、ホースの構成部材どうしの層間に入り込んだ気体が膨張して層間が膨れる不具合を防止できるホースを提供する。【解決手段】同軸状に積層されている内面層２外面層５の間に、金属線材４からなる複数の補強層３を同軸状に積層し、補強層３どうしの間には中間ゴム層６を同軸状に積層してホース１を構成し、中間ゴム層６には厚さ方向に貫通する中間ゴム貫通穴７を設けて、中間貫通穴７に内面層２を透過した気体Ａを通過させ、気体透過性が高い外面層５の場合は外面層５を透過させて気体Ａをホース１の外部に流出させ、気体透過性が低い外面層５の場合は外面貫通穴５ａを通じて気体Ａをホース１の外部に流出させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸状に積層されている内面層と外面層との間に、金属線材からなる同軸状に積層された複数の補強層と、前記補強層どうしの間に同軸状に積層された中間ゴム層とを備えたホースにおいて、
前記中間ゴム層がその厚さ方向に貫通する中間ゴム貫通穴を有していることを特徴とするホース。
【請求項２】
前記外面層がその厚さ方向に貫通する外面貫通穴を有している請求項１に記載のホース。
【請求項３】
前記中間ゴム貫通穴の１個当たり面積が０．１ｍｍ2以上３．２ｍｍ2以下である請求項１〜２のいずれかに記載のホース。
【請求項４】
それぞれの前記中間ゴム層での前記中間ゴム貫通穴が占める面積比率が１０％以下である請求項１〜３のいずれかに記載のホース。
【請求項５】
前記内面層の内側の流路を、８０℃以上１５０℃以下で気化する成分を含む液体が流れる請求項１〜４のいずれかに記載のホース。
【請求項６】
前記内面層が、架橋剤として有機過酸化物が配合されたゴムである請求項１〜５のいずれかに記載のホース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホースに関し、さらに詳しくは、気体または気体を含有した液体を流した際に、ホースの構成部材どうしの層間に入り込んだ気体が膨張して層間が膨れる不具合を防止できるホースに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ゴムホース等では、補強のために補強層が埋設されている（例えば、特許文献１参照）。このようなホースに気体や気体を含有した液体を流すと、その気体が内面層を透過する場合がある。内面層を透過した気体は、ホースの構成部材どうしの間（層間）に入り込み、ホース内圧が低下すると、層間でその気体が減圧されて膨張する。この気体の膨張によって、層間が膨れるという不具合が発生する。この不具合では内面層が剥離してホースを使用できなくなることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−５６０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、気体または気体を含有した液体を流した際に、ホースの構成部材どうしの層間に入り込んだ気体が膨張して層間が膨れる不具合を防止できるホースを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため本発明のホースは、同軸状に積層されている内面層と外面層との間に、金属線材からなる同軸状に積層された複数の補強層と、前記補強層どうしの間に同軸状に積層された中間ゴム層とを備えたホースにおいて、前記中間ゴム層がその厚さ方向に貫通する中間ゴム貫通穴を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、それぞれの中間ゴム層が、中間ゴム貫通穴を有しているので、内面層を透過した気体を、中間ゴム貫通穴を通じてホースの外部に流出させることができる。これにより、膨張した気体によって層間が膨れる不具合が発生することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のホースの実施形態を一部切開して例示する側面図である。
【図２】図１のホースの横断面図である。
【図３】ホースの別の実施形態を一部切開して例示する側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明のホースを図に示した実施形態に基づいて説明する。
【０００９】
図１、２に例示するように、本発明のホース１は、内周側から順に、内面層２、補強層３（第一層３ａ、第二層３ｂ、第三層３ｃ、第四層３ｄ）、外面層５が同軸状に積層された構造になっている。図面の一点鎖線ＣＬは、ホース軸心を示している。
【００１０】
ホース１の最内周に配置される内面層２の内側が流路になる。内面層２にはホース１を流れる液体が直接接触する。そのため、内面層２には、流れる液体に応じて適切な材料が選択され、適切な層厚が設定される。内面層２には、例えば各種加硫ゴムや樹脂等を用いることができる。
【００１１】
補強層３は、ホース１に要求される耐圧性能、曲げ性能等に基づいて、適切な材料や構造等が選択される。この実施形態では補強層３が４層であるが、ホース１に要求される性能に基づいて、例えば、２層、３層などの適切な複数層に設定される。
【００１２】
この実施形態の補強層３は、補強材となる金属線材４がホース軸心ＣＬに対して螺旋状に巻回されたスパイラル構造になっている。それぞれの補強層３は、積層順に金属線材４の巻き付け方向を交互に異ならせている。
【００１３】
金属線材４としては例えば鋼線ワイヤ等を用いて、必要に応じて表面にブラスめっき等を施す。金属線材４の外径は、例えば０．２ｍｍ以上０．８ｍｍ以下である。
【００１４】
ホース１の半径方向に隣り合って積層されている補強層３どうしの間には、中間ゴム層６（６ａ、６ｂ、６ｃ）が介在している。それぞれの中間ゴム層６の厚さはホース径によって異なるが、例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下である。
【００１５】
中間ゴム層６は補強層３どうしを接合させるとともに、隣り合う補強層３の間で金属線材４どうしの緩衝材になっている。これら中間ゴム層６にはそれぞれ、中間ゴム貫通穴７（７ａ、７ｂ、７ｃ）が形成されている。後述するように、中間ゴム貫通穴７は層間の気体Ａをホース１の外部に流出させる機能を有している。中間ゴム貫通穴７は、中間ゴム層６の全範囲を網羅するように均等に配置するとよい。
【００１６】
中間ゴム貫通穴７は円形に限らず、楕円形、三角形、四角形等でもよいが、なるべく角がない形状が好ましい。中間ゴム貫通穴７の大きさが過大であると、隣り合って積層されている補強層３の金属線材４どうしが中間ゴム貫通穴７を通じて接触する。これにより、ホース１の耐圧性に悪影響が生じるので、中間ゴム貫通穴７は金属線材４どうしが中間ゴム貫通穴７を通じて接触しない大きさにする。一方、中間ゴム貫通穴７の大きさが過小であると、気体Ａを流出させる機能が損なわれる。
【００１７】
中間ゴム貫通穴７の最適な大きさは、ホース径などによって異なり一律ではないが、目安として中間ゴム貫通穴７の１個当たりの面積は例えば、０．１ｍｍ2以上３．２ｍｍ2以下にする。円形の中間ゴム貫通穴７の場合は、直径が０．３６ｍｍ以上２ｍｍ以下になる。より具体的には、中間ゴム貫通穴７の１個当たりの最適面積は、例えば、ホース内径が２５ｍｍの場合は０．１ｍｍ2以上２．４ｍｍ2以下、ホース内径が５０ｍｍの場合は１．０ｍｍ2以上３．２ｍｍ2以下にする。
【００１８】
また、それぞれの補強層３において中間ゴム貫通穴７が占める面積割合が過大であると、中間ゴム層６による補強層３に対する拘束力が不足してホース１の耐圧性に悪影響が生じる。一方、中間ゴム貫通穴７が占める面積割合が過小であると、気体Ａを流出させる機能が損なわれる。そこで、目安としては、それぞれの補強層３での中間ゴム貫通穴７が占める面積割合（中間ゴム貫通穴７の開口面積の総計／その補強層３の全体面積）を例えば１％以上１０％以下にする。より好ましくは、この面積割合を１％以上５％以下にする。
【００１９】
ホース１の最外周に配置される外面層５には、ホース１に要求される性能（耐候性、耐摩耗性、柔軟性等）や使用環境等に基づいて、適切な材料が選択され、適切な層厚が設定される。外面層５には、例えば各種加硫ゴムや樹脂等を用いることができる。
【００２０】
外面層５が、ブチルゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム等の気体透過性が低い材質で形成されている場合は、この実施形態に例示するように外面層５を厚さ方向に貫通する外面貫通穴５ａを設ける。外面貫通穴５ａは、外面層５の全範囲を網羅するように均等に配置するとよい。外面層５が、ＥＰＤＭやシリコーンゴム、天然ゴム等の気体透過性が高い材質で形成されている外面層５の場合は、外面貫通穴５ａを必ずしも設ける必要はない。
【００２１】
外面貫通穴５ａは円形に限らず、楕円形、三角形、四角形等でもよいが、なるべく角がない形状が好ましい。外面ゴム貫通穴５ａの大きさが過大であると、ホース１の外部から内部に水分等が浸入し易くなって金属線材４が腐食する原因になる。一方、外面貫通穴５ａの大きさが過小であると、気体Ａを流出させる機能が損なわれる。そこで、目安として外面貫通穴５ａの１個当たりの面積は例えば、０．０３ｍｍ2以上０．８ｍｍ2以下にする。円形の外面貫通穴５ａの場合は、直径が０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下になる。
【００２２】
本発明のホース１は、中間ゴム貫通穴７を有していることが大きな特徴である。内面層２の内側を気体Ａまたは気体Ａを含有する液体（作動油など）が流れた際に、その液体圧が高くなると、気体Ａが内面層２を透過してホース１の構成部材どうしの層間に入り込むことがある。このホース１では、層間に入り込んだ気体Ａを中間ゴム貫通穴７を通じてホース１の外部に流出させる。
【００２３】
具体的には、内面層２の内側に高圧の気体Ａまたは気体Ａを含有する液体が流れて、気体Ａが内面層２を透過してホース１の構成部材の層間に入り込むと、その気体Ａは中間ゴム貫通穴７を通じて流れる。例えばその気体Ａは図１に示すように順次、中間ゴム貫通穴７ａから第二層３ｂ、中間ゴム貫通穴７ｂ、第三層３ｃ、中間ゴム貫通穴７ｃ、第四層３ｄ、外面貫通穴５ａを通過してホース１の外部に流出する。
【００２４】
気体透過性の高い外面層５の場合は、気体Ａは外面層５を透過する。気体透過性が高い外面層５であっても、外面貫通穴５ａを設けることにより、層間の気体Ａをホース１の外部に流出させ易くなる。
【００２５】
本発明のホース１では、このようにして内面層２を透過した気体Ａを、中間ゴム貫通穴７を通じてホース１の外部に流出させることができるので、ホース１の構成部材の層間に気体Ａが残留し難くなる。それ故、液体を流すことを停止してホース１の内圧が低下しても層間に残留した気体Ａが膨張することがなく、或いは、膨張しても僅かで済む。したがって、層間で膨張する気体Ａに起因して層間が膨れる不具合の発生を防止することができる。これに伴い、内面層２が第一層３ａからはく離する不具合を回避するには有利になる。
【００２６】
しかも本発明では、内面層２を透過した気体Ａをホース１の外部に流出させるために中間ゴム貫通穴７を設けるだけの簡易な構成を採用している。そのため、ホース１の曲げ剛性が増大して屈曲性が低下することもない。
【００２７】
複数の中間ゴム層６を備えたホース１の場合、中間ゴム貫通穴７は、すべての中間ゴム層６において同じ仕様にすることもできるが、異なる仕様にすることもできる。例えば、外周側に配置されている中間ゴム層６である程、中間ゴム貫通穴７の１個当たりの面積を大きくする。ホース内圧が作用している場合、外周側に配置されている中間ゴム層６である程、層間の気体Ａに作用する圧力が低くなると考えられる。そこで、より外周側の中間ゴム層６になる程、中間ゴム貫通穴７の面積を大きくすることで、層間の気体Ａをホース１の内部から外部へ流出させ易くなる。
【００２８】
中間ゴム層６では、例えば、中間ゴム貫通穴７をホース長手方向に所定間隔をあけて配列した穴列を周方向に等間隔で配置する。隣り合って積層されている中間ゴム層６では、互いの中間ゴム貫通穴７の位置を一致させることも、ずらすこともできる。互いの中間ゴム貫通穴７の位置を一致させると、層間の気体Ａが円滑に中間ゴム層６を通過し易くなるのでホース１の外部へ流出させ易い。
【００２９】
本発明のホース１では、図３に例示するように補強層３には金属線材４が編み目状に織り込まれたブレード構造を用いることもできる。補強層３をブレード構造にした場合も、その他の構成は上述したスパイラル構造の場合と同様にすることができる。
【００３０】
内面層２が、架橋剤として有機過酸化物が配合されたゴムの場合は、金属との接着性が低いので内面層２と第一層３ａとの層間など、層間はく離が発生し易い。したがって、本発明を適用すると内面層２のはく離が発生し難くなって非常に有益である。
【００３１】
ホース１を流れる液体が８０℃以上１５０℃以下で気化する成分を含んでいると、ホース１に内圧が作用した際に層間に気体Ａが入り込み易くなる。したがって、このようなホース１に本発明を適用すると層間はく離が発生し難くなって非常に有益である。
【００３２】
また、ホース内圧（液体圧）が高くなると内面層２の内側を流れる気体Ａは内面層２を透過し易くなる。そのため、本発明は例えば、使用内圧が５ＭＰａ以上であるホースに適用すると効果的であり、使用内圧が１０ＭＰａ以上のホースではより効果的である。
【実施例】
【００３３】
補強層をブレード構造にして、補強層および中間ゴム層の仕様のみを表１に示すように異ならせた１３種類のホース（実施例１〜９、比較例１〜４）の試験サンプルを作製した。ホース内径は５０ｍｍ、それぞれの中間ゴム層の厚さは０．４ｍｍ、補強材となる鋼線のワイヤ径は０．３ｍｍ、樹脂の繊維径は０．３ｍｍであった。表１の貫通穴の面積割合とは、それぞれの補強層において貫通穴が占める面積割合である。
【００３４】
それぞれの試験サンプルに対して、水と空気を含む作動油を充填して所定内圧（３．５ＭＰａ）にして所定時間維持する試験をした後、内面層のはく離の有無を評価した。また、隣り合って積層された補強層を構成する補強材どうしが接触している接触面積の割合（接触面積／補強層の面積）を把握してホースの耐圧性を評価した。接触面積の割合が大きい程、ホースの耐圧性が悪いと評価し、×は補強層どうしがほとんどの範囲で接触して耐圧性が悪いことを示し、△は補強層どうしが一部で接触する範囲があるが耐圧性が通常レベルであることを示し、○は補強層どうしが接触する範囲がなく耐圧性が良好であることを示している。評価結果は表１に示すとおりである。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
表１の結果から、実施例１〜９は中間ゴム層が存在しているが中間ゴム貫通穴を有しているので、内面層のはく離の発生が無いことが分かる。また、耐圧性は良好または通常レベルであることが分かる。尚、比較例４では中間ゴム層が存在して中間ゴム貫通穴を有してないが、補強材となる繊維が埋設された状態になり、繊維を通じて層間の気体がホース外部に流出したため、内面層のはく離が発生しなかったと考えられる。
【符号の説明】
【００３７】
１  ホース
２  内面層
３  補強層
３ａ  第一層
３ｂ  第二層
３ｃ  第三層
３ｄ  第四層
４  金属線材
５  外面層
５ａ  外面貫通穴
６（６ａ、６ｂ、６ｃ）  中間ゴム層
７（７ａ、７ｂ、７ｃ）  中間ゴム貫通穴
Ａ  気体
ＣＬ  ホース軸心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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