(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左転回帯材および右転回帯材からなる編組ホース補強材であって、前記左転回帯材は、順次、前記右転回帯材の上側および下側を通過するように蛇行し、かつ前記右転回帯材は、順次、前記左転回帯材の上側および下側を通過するように蛇行し、前記帯材は各々１つの長手方向中心領域と２つの長手方向側領域を有し、前記中心領域および側領域は各々１本以上の鋼ワイヤからなる、ような編組ホース補強材において、
前記側領域の前記１本以上の鋼ワイヤは、前記中心領域の前記１本以上の鋼ワイヤの引張強度よりも実質的に低い引張強度を有し、
前記側領域の前記１本以上の鋼ワイヤおよび前記中心領域の前記１本以上の鋼ワイヤは、すべて同一の直径を有していることを特徴とする編組ホース補強材。
【請求項２】
前記側領域の前記１本以上の鋼ワイヤは、前記中心領域の前記１本以上の鋼ワイヤの引張強度よりも少なくとも１０％低い引張強度を有することを特徴とする請求項１に記載のホース補強材。
【請求項３】
前記側領域の前記１本以上の鋼ワイヤは応力除去処理を施されていることを特徴とする請求項１に記載のホース補強材。
【請求項４】
前記応力除去処理を施されているワイヤは４％を超える破断伸びを有していることを特徴とする請求項３に記載のホース補強材。
【請求項５】
前記側領域の前記１本以上の鋼ワイヤは０．８０％未満の炭素含有量を有していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のホース補強材。
【請求項６】
前記側領域内の前記鋼ワイヤの数は１であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のホース補強材。
【請求項７】
前記中心領域内の鋼ワイヤは２８００ＭＰａよりも高い引張強度を有していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のホース補強材。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１つに記載のホース補強材からなるホース、パイプ、またはチューブ。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれか１つに記載のホース補強材を製造する方法において、
多数の帯材を供給する工程と、
前記帯材を編組みし、ホース補強材を形成する工程とからなり、 各帯材は１つの長手方向中心領域と２つの長手方向側領域を有し、前記中心領域および側領域は各々１本以上の鋼ワイヤからなり、
前記側領域の前記１本以上の鋼ワイヤは前記中心領域の前記１本以上の鋼ワイヤの引張強度よりも実質的に低い引張強度を有し、前記側領域の前記１本以上の鋼ワイヤおよび前記中心領域の前記１本以上の鋼ワイヤは、すべて同一の直径を有していることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は編組ホース補強材に関する。
【０００２】
［発明の背景］
油圧ホースや空圧ホースなどのホースは、従来、金属ワイヤからなる１層以上の管状編組によって包囲された柔軟性のある内管、例えば、ゴムまたはプラスチック製の内管によって構成されていた。これらのホースは、高圧の流体またはガスを移送するのに用いられるので、ホース内の圧力に耐える必要がある。高い衝撃力を得るために、高強度炭素鋼からなるワイヤが補強要素として利用されている。さらに、ホース補強材の重量を節約し、かつ柔軟性を向上させる検討がなされ、より高い引張強度を有するワイヤが用いられる傾向にある。しかし、ホース内の高い圧力によって、高い横応力が補強要素に付加されるので、ホースの許容される使用強度は、（ワイヤの引張強度に基づく）理論的な強度で用いられない。
【０００３】
ワイヤに付加される応力を可能な限り小さくするために、ワイヤからなる帯材を編組みし、その編組み構造が内管を１００％覆うことなく８０ないし８５％だけ覆うように構成する方法が知られている。隣接する帯材を離間させることによって、ワイヤが曲げられたり、および/またはホースの流体圧が付加されているとき、ワイヤの運動に自由度を与えることができ、その結果、応力を１つのワイヤから他のワイヤに良好に伝達させることができる。ワイヤに付加される応力を可能な限り小さくする他の方法として、ワイヤからなるいくつかの層の積層体からなるホース補強材を用いる方法が知られている。しかし、このようなホース補強材は重量が増えるという欠点を有している。
【０００４】
［発明の要約］
本発明の目的は、強度と耐久性を向上させることができる編組ホース補強材を提供することにある。本発明の他の目的は、ホ−ス補強材の高い強度を維持しながら、ホース補強材の重量を低減させ、かつホース補強材の柔軟性を向上させることにある。
【０００５】
本発明の第１態様によれば、編組ホ−ス補強材が提供される。このホース補強材は多数の左転回帯材と右転回帯材からなる。左転回帯材は、順次、右転回帯材の上側および下側を通過するように曲がり、右転回帯材は、順次、左転回帯材の上側および下側を通過するように曲がる。
【０００６】
各帯材は、互いに平行に隣接して配置された多数の鋼ワイヤからなり、実質的に平坦な形状を有している。また、帯材は１つの長手方向中心領域と２つの長手方向側領域を有している。これらの中心領域および各側領域は各々１本以上の鋼ワイヤからなる。
【０００７】
帯材は、好ましくは、４ないし１０本の鋼ワイヤ、さらに好ましくは、６ないし８本の鋼ワイヤからなるとよい。好ましい一実施例において、各側領域における鋼ワイヤの数は１本であり、中心領域における鋼ワイヤの数は４ないし６本である。
【０００８】
鋼ワイヤは、好ましくは、０．１０から０．９０ｍｍの範囲内の直径、例えば、０．２０ｍｍの直径を有しているとよい。
【０００９】
側領域の鋼ワイヤと中心領域の鋼ワイヤはすべて同一の直径を有しているとよい。あるいは、側領域の鋼ワイヤは中心領域の鋼ワイヤよりも大きい直径を有しているとよい。
【００１０】
ワイヤは丸ワイヤ、あるいは、平ワイヤ、例えば、矩形断面のワイヤまたは角に丸みの付けられた矩形断面のワイヤであるとよい。
【００１１】
ホースに含まれる鋼ワイヤは、好ましくは、０．７０％から１．２０％の範囲内の炭素含有量と２１５０から４０００Ｎ／ｍｍ2の範囲内の引張強度を有しているとよい。
【００１２】
各帯材はその帯材と交差する横方向帯材の上側と下側を交互に通過するように蛇行するので、その帯材を構成するワイヤは変形する。その結果、ワイヤ、特にワイヤの一区域、具体的には、ワイヤの上側および下側に位置する横方向帯材の隣接する２つの部分に挟まれたワイヤの一区域に応力が生じる。ワイヤの一区域に生じる応力はそのワイヤの上側および下側に位置するワイヤによる締付けの程度に依存する。この締付けによって、単なる引張りまたは牽引（traction）ではなくワイヤの長手方向におけるいくつかの点に集中する横向きの力を含む複雑な形態の応力が生じる。
【００１３】
この締付け効果が最も著しく現われるは帯材の側領域のワイヤである。
【００１４】
横方向力は金属ワイヤの破断荷重に悪影響を与えることがわかっている。すなわち、締付け効果によって、横方向接触応力が生じ、高張力ワイヤはその理論的な最大強度未満の条件によっても破断することがある。これは、高張力ワイヤを用いているにもかかわらず、ホースの許容される使用強度が制限されることを意味している。
【００１５】
従って、本発明によれば、側領域の１本または複数の鋼ワイヤは中心領域の一本または複数の鋼ワイヤの引張強度よりも実質的に低い引張強度を有している。側領域の一本または複数の鋼ワイヤはより高い延性を有しているので、より高い応力に耐えることができる。
【００１６】
好ましくは、帯材の側領域の1本または複数の鋼ワイヤは、中心領域の１本または複数の鋼ワイヤの引張強度よりも少なくとも１０％低い引張強度を有しているとよい。さらに好ましくは、帯材の側領域の1本または複数の鋼ワイヤは、中心領域の１本または複数の鋼ワイヤの引張強度よりも少なくとも２０％低い引張強度を有しているとよい。
【００１７】
中心領域の１本または複数の鋼ワイヤは、好ましくは、２１５０ＭＰａ、さらに好ましくは、２８００ＭＰａよりも高い引張強度を有しているとよい。
【００１８】
側領域用のワイヤとして好適なワイヤは、例えば、応力除去されたワイヤである。応力除去されたワイヤは、好ましくは、４％を超える破断伸びを有しているとよい。
【００１９】
あるいは、側領域の１本または複数の鋼ワイヤは、中心領域の１本または複数の鋼ワイヤの炭素含有量よりも低い炭素含有量を有しているワイヤであってもよい。側領域の１本または複数の鋼ワイヤの炭素含有量は、たとえば、０．８０％未満である。
【００２０】
帯材の側領域の１本または複数の鋼ワイヤは、好ましくは、平ワイヤまたは矩形の断面を有するワイヤであるとよい。
【００２１】
ホースの材料であるエラストマに対する良好な接着性を確保するために、鋼ワイヤに皮膜が施されるとよい。好適な皮膜として、銅皮膜、亜鉛皮膜、または銅と亜鉛の合金皮膜、例えば、真鍮皮膜が挙げられる。
【００２２】
編組みホース補強材は、１層または多層に配置された複数の鋼ワイヤからなるとよい。
【００２３】
ホース補強材が多層構造を有している場合、1つの層から他の層に応力を伝達するために、２つの異なる層間に薄いポリマー層を介在させるとよい。
【００２４】
本発明の第２態様によれば、上記のホース補強材からなるホース、パイプ、またはチューブが提供される。
【００２５】
本発明のさらに他の態様によれば、ホース補強材を製造する方法が提供され、その方法は、多数の帯材を供給する工程と、前記帯材を編組みし、ホース補強材を形成する工程とからなり、各帯材は１つの長手方向中心領域と２つの長手方向側領域を有し、前記中心領域および側領域は各々１本以上の鋼ワイヤからなり、前記側領域の前記１本以上の鋼ワイヤは前記中心領域の前記１本以上の鋼ワイヤの引張強度よりも実質的に低い引張強度を有することを特徴とする。
【００２６】
なお、前述の帯材に関する実施例はすべてホース補強材の製造にも適用できることは明らかである。
【００２７】
以下、本発明を添付の図面に基づいて、さらに詳細に説明する。
【００２８】
［発明の好適な実施例の説明］
図１は可撓性ホース１０を示している。ホースは、内管１２、少なくとも１つの管状編組からなる補強構造体１４、および外カバー１６からなる。
【００２９】
図２は補強構造体１４の断面を示している。補強構造体は、横方向帯材２２の上側と下側を交互に通過する帯材２０を備える。帯材は、０．１０から０．９０ｍｍの範囲内の直径を有する６本の鋼ワイヤからなる。帯材のすべての鋼ワイヤは同一の直径を有している。帯材の各側領域は１本のワイヤからなり、帯材の中心領域は４本のワイヤからなる。
【００３０】
中心領域の鋼ワイヤは、例えば、０．７０％から１．２０％の範囲内の炭素含有量を有する炭素鋼ワイヤである。また、０．７０―１．２０％の炭素、０．１０−１．２％のマンガン、０．４０％以下のクロム、コバルト、モリブデン、ニッケル、および/またはバナジウムを含む高炭素微細合金鋼を用いてもよい。ワイヤの引張強度は、好ましくは、２８００Ｎ／ｍｍ2よりも高いとよい。鋼ワイヤは真鍮層によって被覆されてもよい。
【００３１】
側領域２４の鋼ワイヤは応力除去されたワイヤである。
【００３２】
帯材の側領域のワイヤとして好適に用いられる応力除去されたワイヤは以下のようにして得ることができる。すなわち、鋼ワイヤまたは真鍮層によって被覆された鋼ワイヤに、０．１０から０．９０ｍｍの範囲の最終径および約２８００から３６００Ｎ／ｍｍ2の範囲の引張強度Ｒmが得られるまで、伸線加工を施す。次いで、伸線加工された鋼ワイヤを、例えば、高周波または中周波誘導コイル中にワイヤを通過させ、ワイヤを３００から４５０℃の範囲内の温度に加熱することによって、応力除去処理を施す。
【００３３】
他の実施例において、側領域のワイヤとして、２５００Ｎ／ｍｍ2の引張強度を有するワイヤを用いてもよい。
【００３４】
帯材２４の側領域のワイヤに生じる変形および応力は、そのワイヤの上側および下側が帯材２４と交差する横方向帯材の隣接する２つの部分に挟まれることによって生じる締付け効果によって、内側のワイヤに生じる変形および応力よりも大きい。帯材の側領域のワイヤとして、中心領域のワイヤの引張強度よりも実質的に低い引張強度を有するように特徴付けられたワイヤを用いることにより、帯材の耐応力特性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による補強ホースを示す図である。
【図２】  図１に示される補強材の断面図である。
【図１】
0004783538.tif 000002
【図２】
0004783538.tif 000003