(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面ゴム層と外面ゴム層との間に中間ゴム層を介して複数層の補強層を埋設した高圧ゴムホースにおいて、前記内面ゴム層の外周側に有機繊維を２層のスパイラル状又は１層のブレード状に編み上げた有機繊維補強層を配置し、該有機繊維補強層の外周側に鋼線を２層のスパイラル状に編み上げた鋼線補強層を配置すると共に、前記有機繊維補強層の編組角度を前記鋼線補強層の編組角度よりも小さくし、前記有機繊維補強層の編組張力を前記鋼線補強層の編組張力よりも高くした高圧ゴムホース。
【請求項２】
前記有機繊維補強層の編組張力を前記鋼線補強層の編組張力の１２０〜１８０％の範囲に設定した請求項１に記載の高圧ゴムホース。
【請求項３】
前記有機繊維は強力１５ｇｆ／ｄ以上、切断伸度３％以上の物性を有し、ゴムに対する密着強さが１．６ｋＮ／ｍ以上である請求項１に記載の高圧ゴムホース。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の高圧ゴムホースを製造する方法であって、長尺のフレキシブルマンドレルの外周上に未加硫の内面ゴム層を成形し、その外周側に有機繊維を２層のスパイラル状又は１層のブレード状に編み上げた有機繊維補強層を形成し、その外周側に未加硫の中間ゴム層を介して鋼線を２層のスパイラル状に編み上げた鋼線補強層を形成し、その外周側に未加硫の外面ゴム層を積層した後、前記フレキシブルマンドレルをドラムに巻き取って加硫を行う高圧ゴムホースの製造方法。
【請求項５】
前記フレキシブルマンドレルは長さが４０ｍ以上である請求項４に記載の高圧ゴムホースの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧ゴムホース及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、補強材料として有機繊維と鋼線とを複合して用いることで柔軟性の向上と軽量化を図ると共に、有機繊維の座屈による破断を防止するようにした高圧ゴムホース及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高圧ゴムホースにおいて、内面ゴム層と外面ゴム層との間に中間ゴム層を介して複数層の補強層を埋設し、その補強層として鋼線をスパイラル状に編み上げたものがある。しかしながら、鋼線補強層は柔軟性に乏しく、しかもホース重量を著しく増加させるという欠点がある。そこで、柔軟性の向上と軽量化を図るために、補強層の一部を芳香族ポリアミド等の有機繊維に置き換えることが試みられている。
【０００３】
ところが、芳香族ポリアミド等の有機繊維は座屈により破断し易いため、高圧ゴムホースの補強材料として耐久性に乏しいという問題があった。そのため、有機繊維材料と鋼線材料との複合化より軽量で柔軟性に優れた高圧ゴムホースを実用化することは困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、補強材料として有機繊維と鋼線とを複合して用いることで柔軟性の向上と軽量化を図ると共に、有機繊維の座屈による破断を防止して耐久性を向上した高圧ゴムホース及びその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の高圧ゴムホースは、内面ゴム層と外面ゴム層との間に中間ゴム層を介して複数層の補強層を埋設した高圧ゴムホースにおいて、前記内面ゴム層の外周側に有機繊維を２層のスパイラル状又は１層のブレード状に編み上げた有機繊維補強層を配置し、該有機繊維補強層の外周側に鋼線を２層のスパイラル状に編み上げた鋼線補強層を配置すると共に、前記有機繊維補強層の編組角度を前記鋼線補強層の編組角度よりも小さくし、前記有機繊維補強層の編組張力を前記鋼線補強層の編組張力よりも高くしたことを特徴とするものである。
【０００６】
このように柔軟性の向上と軽量化を図るために高圧ゴムホースの補強材料として有機繊維と鋼線とを複合して用いるにあたって、有機繊維補強層の編組角度を鋼線補強層の編組角度よりも小さくし、かつ有機繊維補強層の編組張力を鋼線補強層の編組張力よりも高く設定することにより、有機繊維補強層が鋼線補強層から受ける応力（歪み）を軽減して座屈を抑制するので、有機繊維の座屈による破断を防止して耐久性を向上することができる。
【０００７】
一方、本発明の高圧ゴムホースの製造方法は、本発明の高圧ゴムホースを製造する方法であって、長尺のフレキシブルマンドレルの外周上に未加硫の内面ゴム層を成形し、その外周側に有機繊維を２層のスパイラル状又は１層のブレード状に編み上げた有機繊維補強層を形成し、その外周側に未加硫の中間ゴム層を介して鋼線を２層のスパイラル状に編み上げた鋼線補強層を形成し、その外周側に未加硫の外面ゴム層を積層した後、前記フレキシブルマンドレルをドラムに巻き取って加硫を行うことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態からなる高圧ゴムホースを例示するものである。図において、高圧ゴムホースは、最内側の内面ゴム層１と最外側の外面ゴム層５との間に、内側から２層構造の有機繊維補強層２と２層構造の鋼線補強層４とを順次埋設し、各層間に中間ゴム層３を介在させた積層構造になっている。
【０００９】
内面ゴム層１、中間ゴム層３、外面ゴム層５のゴム材料は特に限定されるものではなく、例えば内面ゴム層１及び中間ゴム層３にはニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）等を使用することができ、外面ゴム層５にはクロロプレンゴム（ＣＲ）等を使用することができる。
【００１０】
有機繊維補強層２は複数本の有機繊維をホース軸方向に対して傾斜させながらスパイラル状に編み上げた２層構造を有し、その層間で有機繊維が互いに交差するようになっている。但し、有機繊維補強層２は図２のように複数本の有機繊維を１層のブレード状に編み上げたものであっても良い。上記有機繊維には、強力が１５ｇｆ／ｄ以上であると共に、切断伸度が３％以上、より好ましくは４〜４．８％であるものが使用されている。このような有機繊維として、芳香族ポリアミド繊維（アラミド繊維）を挙げることができる。上記物性を有する芳香族ポリアミド繊維は高圧ホースの補強材料として好適な高弾性を備えている。また、有機繊維にはラテックス等の接着処理が施されており、ゴムに対する密着強さが１．６ｋＮ／ｍ以上になっている。
【００１１】
一方、鋼線補強層４は複数本の鋼線をホース軸方向に対して傾斜させながらスパイラル状に編み上げた２層構造を有し、その層間で鋼線が互いに交差するようになっている。鋼線としては直径０．３０〜０．８０ｍｍのものを使用することができる。
【００１２】
上記高圧ゴムホースにおいて、有機繊維補強層２の編組角度は鋼線補強層４の編組角度）よりも小さく設定されている。このように有機繊維補強層２の編組角度を鋼線補強層４の編組角度よりも小さくすることにより、有機繊維補強層２が鋼線補強層４から受ける応力を軽減することができる。ここで、編組角度とはホース軸方向を挟んで互いに交差する有機繊維又は鋼線の交差角度を意味するものである。
【００１３】
また、有機繊維補強層２の編組張力は鋼線補強層４の編組張力よりも高く設定されている。このように有機繊維補強層２の編組張力を鋼線補強層４の編組張力よりも高くすることにより、有機繊維補強層２が鋼線補強層４から受ける応力を軽減することができる。この有機繊維補強層２の編組張力は鋼線補強層４の編組張力の１２０〜１８０％、より好ましくは１５０〜１８０％の範囲に設定すると良い。この比率が１２０％未満であると有機繊維補強層２に対する応力軽減効果が不十分になり、逆に１８０％を超えると初期歪みが大きくなり過ぎ、張力のバランスを崩して耐久性が低下する。
【００１４】
本発明では、有機繊維補強層２及び鋼線補強層４の編組角度と編組張力を上記関係にすることにより、有機繊維補強層２の座屈を効果的に抑制することが可能になるので、有機繊維の座屈による破断を防止して高圧ゴムホースの耐久性を向上することができる。従って、補強材料として有機繊維と鋼線とを複合して用いることで柔軟性の向上と軽量化を図った場合であっても、鋼線補強と同等の優れた耐久性を有する高圧ゴムホースを提供することができる。その結果、高圧ゴムホースの曲げ半径を従来の鋼線補強のものに比べて１０％以上小さく設定することが可能になる。
【００１５】
次に、本発明の高圧ゴムホースの製造方法について説明する。上記高圧ゴムホースを製造する場合、マンドレルの外周上に未加硫の内面ゴム層１を成形し、その外周側に有機繊維を２層のスパイラル状又は１層のブレード状に編み上げた有機繊維補強層２を形成する。次に、有機繊維補強層２の外周側に未加硫の中間ゴム層３を介して鋼線を２層のスパイラル状に編み上げた鋼線補強層４を形成し、その外周側に未加硫の外面ゴム層５を積層する。
【００１６】
上記編み上げ工程において、有機繊維補強層２の編組角度は鋼線補強層４の編組角度よりも小さくし、有機繊維補強層２の編組張力を鋼線補強層４の編組張力よりも高くする。これら編組角度と編組張力を調整することにより、有機繊維の座屈による破断を防止して高圧ゴムホースの耐久性を高めるようにする。その後、未加硫ゴムホースをマンドレルと共に加熱して加硫を行う。
【００１７】
上記高圧ゴムホースの長さはマンドレルの長さによって制限されるため、長さ４０ｍ以上の高圧ゴムホースを製造することは困難であった。そこで、芯材としてフレキシブルマンドレルを使用し、該フレキシブルマンドレルの周囲に未加硫ゴムホースを成形した後、これをドラムに巻き取って加硫を行うようにする。このようにフレキシブルマンドレルを使用し、未加硫ゴムホースをフレキシブルマンドレルと共にドラムに巻き取った状態で加硫を行うことにより、有機繊維補強層２と鋼線補強層４とを備えた高圧ゴムホースを長さ４０ｍ以上の長尺に形成することが可能である。
【００１８】
上記製造方法において、内面ゴム層１上に有機繊維補強層２を施行する場合、その編組密度を１００％以上とし、有機繊維補強層２を構成する有機繊維の交点に隙間を形成しないようにする。このように有機繊維補強層２に隙間を存在させないことにより、ドラム巻き加硫時に内面ゴム層１の未加硫ゴムが有機繊維補強層２を通して外周側に吹き出すことを防止できるので、フレキシブルマンドレルを用いてドラム巻き加硫を行っても高圧ゴムホースの品質を低下させることはない。
【００１９】
【実施例】
内径１９ｍｍ、外径３０ｍｍとし、そのホース構造を下記のように異ならせた実施例１〜４及び従来例の高圧ゴムホースをそれぞれ製作した。
【００２０】
実施例１：
内面ゴム層と外面ゴム層との間に中間ゴム層を介して、周当たり７４本の芳香族ポリアミド繊維（テクノーラ1500ｄ/2）をスパイラル状に編み上げた２層の有機繊維補強層と、周当たり９０本の鋼線（スチールワイヤ０．５ＨＴ）をスパイラル状に編み上げた２層の鋼線補強層とを埋設した（図１参照）。有機繊維補強層は５本又は６本の有機繊維を８００ｇのワインディング張力で一旦ボビンに巻き取り、このボビンから巻き解きながら編み上げた。これら有機繊維補強層と鋼線補強層の編組張力及び編組角度は表１の通りである。また、上記芳香族ポリアミド繊維（テクノーラ1500ｄ/2）は強力１５ｇｆ／ｄ、切断伸度４．４％の物性を有し、ラテックスの接着処理によりゴムに対する密着強さを１．６ｋＮ／ｍにしたものである。
【００２１】
実施例２：
有機繊維補強層の編組角度を小さくしたこと以外は実施例１と同じにした。
実施例３：
有機繊維補強層のワインディング張力を２００〜３５０ｇとし、その編組張力を低くしたこと以外は実施例１と同じにした。
【００２２】
実施例４：
内面ゴム層と外面ゴム層との間に中間ゴム層を介して、６本を１束として周当たり１４４本の芳香族ポリアミド繊維（テクノーラ1500ｄ/2）をブレード状に編み上げた１層の有機繊維補強層と、周当たり９０本の鋼線（スチールワイヤ０．５ＨＴ）をスパイラル状に編み上げた２層の鋼線補強層とを埋設した（図２参照）。有機繊維補強層は６本の有機繊維を８００ｇのワインディング張力で一旦ボビンに巻き取り、このボビンから巻き解きながら編み上げた。これら有機繊維補強層と鋼線補強層の編組張力及び編組角度は表１の通りである。また、上記芳香族ポリアミド繊維（テクノーラ1500ｄ/2）は強力１５ｇｆ／ｄ、切断伸度４．４％の物性を有し、ラテックスの接着処理によりゴムに対する密着強さを１．６ｋＮ／ｍにしたものである。
【００２３】
従来例：
内面ゴム層と外面ゴム層との間に中間ゴム層を介して、周当たり８６本の鋼線（スチールワイヤ０．５ＨＴ）をスパイラル状に編み上げた４層の鋼線補強層を埋設した。鋼線補強層の編組張力及び編組角度は表１の通りである。
【００２４】
これら実施例１〜４及び従来例の高圧ゴムホースについて、下記の測定方法によりホース重量、破壊圧力、高温衝撃性能、曲げ反力を測定し、その結果を表１に併せて示した。
【００２５】
ホース重量：
試験ホースを同一長さに切断し、その重量（ｇ）を測定した。
破壊圧力：
試験ホース内の油圧を上昇させ、破壊に至る圧力（ＭＰａ）を測定した。
【００２６】
高温衝撃性能：
試験ホースを曲げ半径２００ｍｍのＵ字状に保持し、内圧３３．６ＭＰａ、油温１００℃の条件下で台形波インパルスを繰り返し加え、破壊に至る回数を測定した。なお、４０万回まで衝撃圧力を加えても破壊しないものは試験を打ち切った。
【００２７】
曲げ反力：
試験ホースを湾曲させてその一端を他端側に向けて押圧し、曲げ半径２００ｍｍになったときの曲げ反力（Ｎ）を測定した。この曲げ反力（Ｎ）が小さいほど柔軟性が優れている。
【００２８】
【表１】
0004277967.tif 000002
【００２９】
この表１から明らかなように、実施例１〜４の高圧ゴムホースは鋼線補強を施した従来例の高圧ゴムホースに比べて軽量で柔軟性に優れ、また高温衝撃性能も良好であった。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、内面ゴム層と外面ゴム層との間に中間ゴム層を介して複数層の補強層を埋設した高圧ゴムホースにおいて、内面ゴム層の外周側に有機繊維を２層のスパイラル状又は１層のブレード状に編み上げた有機繊維補強層を配置し、該有機繊維補強層の外周側に鋼線を２層のスパイラル状に編み上げた鋼線補強層を配置すると共に、有機繊維補強層の編組角度を鋼線補強層の編組角度よりも小さくし、有機繊維補強層の編組張力を鋼線補強層の編組張力よりも高くしたことにより、補強材料として有機繊維と鋼線とを複合して用いることで柔軟性の向上と軽量化を図ると共に、有機繊維の座屈による破断を防止して耐久性を向上することができる。
【００３１】
また、本発明の高圧ゴムホースの製造方法によれば、本発明の高圧ゴムホースを製造するにあたって、長尺のフレキシブルマンドレルの外周上に未加硫の内面ゴム層を成形し、その外周側に有機繊維を２層のスパイラル状又は１層のブレード状に編み上げた有機繊維補強層を形成し、その外周側に未加硫の中間ゴム層を介して鋼線を２層のスパイラル状に編み上げた鋼線補強層を形成し、その外周側に未加硫の外面ゴム層を積層した後、フレキシブルマンドレルをドラムに巻き取って加硫を行うことにより、有機繊維補強層と鋼線補強層とを備えた高圧ゴムホースを長さ４０ｍ以上の長尺に形成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる高圧ゴムホースを一部切り欠いて示す斜視図である。
【図２】本発明の他の実施形態からなる高圧ゴムホースを一部切り欠いて示す斜視図である。
【符号の説明】
１  内面ゴム層
２  有機繊維補強層
３  中間ゴム層
４  鋼線補強層
５  外面ゴム層
【図１】
0004277967.tif 000003
【図２】
0004277967.tif 000004