(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面ゴム層(2) と外面ゴム層(4) との間に、層間ゴム層(5a),(5b) を介して複数の鋼線スパイラル補強層(12a,12b,12c,12d,13a,13b) を介在させて構成して成る高圧ゴムホース(1a)であって、前記鋼線スパイラル補強層(12a,12b,12c,12d,13a,13b) の内面ゴム層(2) 側の二層以上を偶数層の内圧力負担層となる鋼線スパイラル補強層(12a,12b,12c,12d) で構成すると共に、その外周の少なくとも二層以上を偶数層の引張り荷重負担層となる鋼線スパイラル補強層(13a,13b) で構成し、前記引張り荷重負担層の巻付け角度 (αf ) を、前記内圧力負担層の巻付け角度 (αa ) よりも小さく（αa ＞αf ）設定し、前記鋼線スパイラル補強層(12a,12b,12c,12d) の各鋼線巻付け角度（αa 〜αd ）を、内圧力負担層から引張り荷重負担層に向かって順次大きくなる（αa ＜αb ＜αc ＜αd ）ように構成し、前記引張り荷重負担層の巻付け角度 (αf ) を、内圧力負担層の最小巻付け角度 (αa ) より小さい４９．７°〜５１．４°に設定したことを特徴とする建設・土木機械用高圧ゴムホース。
【請求項２】
前記引張り荷重負担層の鋼線密度を７０％〜９０％に設定した請求項１に記載の建設・土木機械用高圧ゴムホース。
【請求項３】
前記引張り荷重負担層側の層間ゴム層(5b)の肉厚を、内圧力負担層側の層間ゴム層(5a)の肉厚よりも大きく設定した請求項１または２に記載の建設・土木機械用高圧ゴムホース。
【請求項４】
前記引張り荷重負担層の鋼線の線径を、０．４ｍｍよりも太い鋼線を使用する請求項１，２または３に記載の建設・土木機械用高圧ゴムホース。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、単長２０ｍ或いは４０ｍのゴムホースの両端に金具を組み付けたアセンブリホースを数本連結し、リールに巻いて使用する建設・土木機械用高圧ゴムホースに係わり、更に詳しくは特に金具端末部で曲げ、引張り、曲げ変形を要求される土木機械等で使用される建設・土木機械用高圧ゴムホースに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建設機械，土木機械等で使用される内圧と引張り荷重と曲げとが同時に作用し、しかもリール等に巻付け，巻出しを繰返し行う低伸長の高圧ゴムホースとしては、図６に示すように高圧ゴムホース１の両端に金具２０を組付けたアセンブリホースを数本連結して使用され、このような高圧ゴムホース１の構成としては、例えば、図２〜図５に示すように、種々の構造のものが提案されている。
【０００３】
例えば、図２に示すような汎用の高圧ゴムホース１の場合は、内面ゴム層２，センター布３と外面ゴム層４との間に、層間ゴム層５を中間に介在させて内圧力負担層となる６層の鋼線スパイラル補強層７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆを配設し、この鋼線スパイラル補強層７ａ〜７ｆの鋼線巻付け角度αa 〜αf は、αa ＜αb ＜αc ＜αd ＜αe ＜αf となるように構成されている。
【０００４】
また、他の従来例としては、図３に示すように内面ゴム層２，センター布３と外面ゴム層４との間に、層間ゴム層５を中間に介在させて内圧力負担層となる４層の鋼線スパイラル補強層８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄと、引張り荷重負担層となる１層の鋼線編組層９とを配設して構成し、鋼線スパイラル補強層８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの鋼線巻付け角度αa 〜αd は、αa ＜αb ＜αc ＜αd となるように構成されている。
【０００５】
更に、図４に示す従来例は、内面ゴム層２と外面ゴム層４との間に、内圧力負担層となる２層の鋼線編組層１０ａ，１０ｂと、引張り荷重負担層となる１層の鋼線編組層１０ｃとを配設して構成し、また図５に示す従来例は、内面ゴム層２と外面ゴム層４との間に、内圧力負担層となる２層の鋼線編組層１１ａ，１１ｂと、引張り荷重負担層となる１層の糸編組層１１ｃとを配設して構成してある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、図２に示すような汎用の高圧ゴムホース１の場合は、内圧力負担層のみから構成されているため、ホースに引張り荷重が作用した場合、ホースの伸びが非常に大きくなると共に、ホース本体の内径が細くなり、後に荷重を取り除いても元の状態には復元しなくなると言う問題がある。
【０００７】
また、図３に示す高圧ゴムホースの場合は、引張り荷重負担層となる１層の鋼線編組層９が最外層に配設され、この鋼線編組層９の鋼線径は、ホースの加工上直径０．４mm以下の制約があるため、耐引張り力不足となり、鋼線編組層９が図６で示すように金具２０の金具端末部２０ａで破損すると言う問題がある。
【０００８】
更に、図４に示す内圧力負担層となる２層の鋼線編組層１０ａ，１０ｂと、引張り荷重負担層となる１層の鋼線編組層１０ｃとからなる高圧ゴムホースの場合は、耐圧力不足、及び座屈が発生し易いと言う問題がある。
【０００９】
また、図５に示す内圧力負担層となる２層の鋼線編組層１１ａ，１１ｂと、引張り荷重負担層となる１層の糸編組層１１ｃとからなる高圧ゴムホースの場合は、耐圧力不足及び耐引張り力不足のため荷重に対する伸びが大きく、荷重を取り除いても元の状態には復元しなくなると言う問題がある。
【００１０】
以上のように、従来の高圧ホースの場合には、いずれも種々の問題を具備するものであった。
【００１１】
この発明の目的は、高圧に耐えることが出来ると共に、耐引張り力が大きく金具端末部での破損を有効に防止でき、柔軟性に富んだ建設・土木機械用高圧ゴムホースを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記目的を達成するため、内面ゴム層(2) と外面ゴム層(4) との間に、層間ゴム層(5a),(5b) を介して複数の鋼線スパイラル補強層(12a,12b,12c,12d,13a,13b) を介在させて構成して成る高圧ゴムホース(1a)であって、前記鋼線スパイラル補強層12a,12b,12c,12d,13a,13b) の内面ゴム層(2) 側の二層以上を偶数層の内圧力負担層となる鋼線スパイラル補強層(12a,12b,12c,12d) で構成すると共に、その外周の少なくとも二層以上を偶数層の引張り荷重負担層となる鋼線スパイラル補強層(13a,13b) で構成し、前記引張り荷重負担層の巻付け角度 (αf ) を、前記内圧力負担層の巻付け角度 (αa ) よりも小さく（αa ＞αf ）設定し、前記鋼線スパイラル補強層(12a,12b,12c,12d) の各鋼線巻付け角度（αa 〜αd ）を、内圧力負担層から引張り荷重負担層に向かって順次大きくなる（αa ＜αb ＜αc ＜αd ）ように構成し、前記引張り荷重負担層の巻付け角度(αf ) を、内圧力負担層の最小巻付け角度 (αa ) より小さい４９．７°〜５１．４°に設定したことを要旨とするものである。
ここで、前記引張り荷重負担層の鋼線密度を７０％〜９０％に設定し、前記引張り荷重負担層側の層間ゴム層(5b)の肉厚を、内圧力負担層側の層間ゴム層(5a)の肉厚よりも大きく設定するものである。また、前記引張り荷重負担層の鋼線の線径を、０．４ｍｍよりも太い鋼線を使用することも可能である。
【００１３】
この発明は、上記のように構成され、内圧力負担層が鋼線スパイラルで構成するため、高圧に耐え得ることが出来ると共に、引張り荷重負担層が鋼線スパイラルで構成されているため、鋼線線径は特に制約を受けることがなく、０．４mmより太い鋼線の使用も可能であり、耐引張り力が大きくなり金具端末部での破損を有効に防止することが出来るものである。更に、引張り荷重負担層の鋼線密度を７０〜９０％に設定してあるので、柔軟性に富みリールに巻付けることも容易に行うことが出来る。
【００１４】
【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。
なお、従来例と同一構成要素は、同一符号を付して説明は省略する。
【００１５】
図１は、この発明を実施した建設・土木機械用のリール巻き高圧ゴムホースの補強構造を示す一部切欠した正面図を示し、この高圧ホース１ａは、内面ゴム層２，センター布３と外面ゴム層４との間に、層間ゴム層５ａ，５ｂを中間に介在させて内圧力負担層となる４層の鋼線スパイラル補強層１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと、引張り荷重負担層となる２層の鋼線スパイラル補強層１３ａ，１３ｂとを配設して構成してあり、内圧力負担層及び引張り荷重負担層は、バランスの関係上、二層以上の偶数層に設定する。
【００１６】
前記内圧力負担層となる４層の鋼線スパイラル補強層１２ａ，１２ｂ，１２  ｃ，１２ｄの鋼線巻付け角度αa 〜αd は、従来の汎用ホースと同じ５２．２°〜５５ ．２°に設定し、また引張り荷重負担層となる２層の鋼線スパイラル補強層１３ａ，１  ３ｂの鋼線巻付け角度αe ，αf は、４９．７°〜５１．４°に設定し、引張り荷重負  担層の巻付け角度を、内圧力負担層の最小巻付け角度より小さくなるように設定してあ  る。
【００１７】
即ち、一般の高圧ホースは、ホースの一端から引張り荷重が作用した場合、ホースの補強層の巻付け角度は変化し、その結果ホースは伸びることになる。その時、巻付け角度が大きいもの程変化し易く、巻付け角度が小さい程変化し難くなるものである。つまり、引張り荷重が作用した場合、巻付け角度が小さいものが引張り荷重を受けやすく、逆に巻付け角度が大きいものは変化し易い（伸び易い）ため、引張り荷重が作用した場合、変化して荷重を受け難くなる。
【００１８】
従って、上記のように引張り荷重負担層の巻付け角度を、内圧力負担層の巻付け角度より小さくしておかないと、引張り加重を内圧力負担層で受けなければならず、内圧力負担層がホース内圧に引張り加重を加えた加重が作用して破損しなくなり、これを防止するために上記のような巻付け角度配置としたものである。これを模式図で示すと、図７に示すようになる。
【００１９】
即ち、鋼線（Ａ）α：巻付け角度小（引張り荷重負担層）、
鋼線（Ｂ）β：巻付け角度大（内圧力負担層）、
とした場合、今、各層を自由に動けると仮定した場合、ホースを引張ることにより、それぞれ（Ａ），（Ｂ）は、（Ａ’），（Ｂ’）へ移動する。
その時、ホースの伸び量をＫA ，ＫBの関係は、ＫA＜ＫBとなる。
実際のホースの伸びは、２層共同じであることから、（Ｂ）層には引張り荷重がかからないことになる。
【００２０】
以上のような理由により、内圧力負担層から引張り荷重負担層の巻付け角度を、αe ≦αf ＜αa ＜αb ＜αc ＜αd に設定するのが望ましい。
【００２１】
次に、前記引張り荷重負担層（鋼線スパイラル補強層１３ａ，１３ｂ）の鋼線密度は、従来の高圧ホースは一般に９０％を超え、９５％以下に設定されているのに対して、この発明の実施形態における高圧ホース１ａは、７０％〜９０％に設定してある。
【００２２】
即ち、鋼線密度を７０％以下に設定すると、ホースの口金を装着する際、鋼線の切れが発生し易く、また９０％以上とした場合には、曲げ力が大きくなり、リールに巻付けるのが難くなり、使用上に支障を来すからである。
【００２３】
また、前記引張り荷重負担層（鋼線スパイラル補強層１３ａ，１３ｂ）側の層間ゴム層５ｂの肉厚を、内圧力負担層（鋼線スパイラル補強層１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）側の層間ゴム層５ａの肉厚よりも大きく設定してある。
【００２４】
即ち、この発明の実施形態における高圧ゴムホース１ａは、リール巻きのために柔軟性が要求される。柔軟性を良くするには、層間ゴムの厚さを厚くすれば良いが、反面ホース外径が太くなり、耐圧力が低下すると共に、質量が大きくなる等の問題が生じる。
【００２５】
そこで、この実施形態における高圧ホース１ａの場合には、内圧力負担層側の層間ゴム層５ａの肉厚は、従来の汎用ホースの層間ゴム層の肉厚（０．２mm）と同様とし、引張り荷重負担層側の層間ゴム層５ｂの肉厚を、内圧力負担層側よりも厚く（例えば、０．６mm程度）とすることにより、ホースを曲げ易くしたものである。
【００２６】
また、従来のような鋼線編組補強層の場合には、編組加工上、鋼線直径が０．４mm以下の制約があるが、この発明の実施形態では、鋼線スパイラル補強層で構成してあるため、加工上の制約がなく、従って引張り荷重負担層の鋼線の線径を０．４mmよりも太い鋼線を使用することが出来る。これにより、耐引張り力が大きくなり、金具端末部での破損を防止することが出来る。
【００２７】
次に、この発明のリール巻き高圧ホースの実験結果を、以下の表１及び表２に示す。
【００２８】
なお、この実験に使用した高圧ホースの仕様は、内径：50.8mm、外径：75mm、鋼線の線径：0.8 mm、層間ゴム（内圧力負担層：0.2 mm、引張り荷重負担層：0.6 mm) である。また、Ｗ／Ｓは鋼線（ワイヤー）／スパイラルを示している。
【００２９】
以下の表１は、リール巻き高圧ホースの内圧力負担層の巻付け角度、引張り荷重負担層の巻付け角度を種々に設定した場合であり、本願発明の実施例１，２と、比較例１，２，３及び従来例１，２について、破壊圧力、引張り破断力、ホースの伸び、曲げ力を比較したものである。
【００３０】
【表１】
0004383586.tif 000002
【００３１】
なお、上記表１において、曲げ力は、比較例１＞比較例３＞実施例１＞実施例２＞比較例２の順になっているのは、引張り荷重負担層の巻付け角度によるものである。
【００３２】
また、従来例２（汎用ホース）が実施例１，実施例２，比較例２よりも曲げ力が大きいのは、４Ｗ／Ｓと５Ｗ／Ｓ、５Ｗ／Ｓと６Ｗ／Ｓ間の層間ゴムの厚さが実施例１，実施例２，比較例２よりも薄いからである。つまり、従来例２の層間ゴムの厚さは0.2 mm、他のホースは0.6 mmである。
【００３３】
また、以下の表２は、リール巻き高圧ホースの内圧力負担層の巻付け角度、引張り荷重負担層の巻付け角度を一定に設定し、層間ゴムの厚さを変えた場合の実験例を示している。
【００３４】
【表２】
0004383586.tif 000003
【００３５】
なお、上記表２において、比較例２では、実施例１，２に比べて曲げ力が小さいのは、引張り荷重負担層の層間ゴムの厚さが厚くなっているからである。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、この発明では内面ゴム層(2) と外面ゴム層(4) との間に、層間ゴム層(5a),(5b) を介して複数の鋼線スパイラル補強層(12a,12b,12c,12d,13a,13b) を介在させて構成して成る高圧ゴムホース(1a)であって、前記鋼線スパイラル補強層(12a,12b,12c,12d,13a,13b) の内面ゴム層(2) 側の二層以上を偶数層の内圧力負担層となる鋼線スパイラル補強層(12a,12b,12c,12d) で構成すると共に、その外周の少なくとも二層以上を偶数層の引張り荷重負担層となる鋼線スパイラル補強層(13a,13b) で構成し、前記引張り荷重負担層の巻付け角度 (αf ) を、前記内圧力負担層の巻付け角度 (αa ) よりも小さく（αa ＞αf ）設定し、前記鋼線スパイラル補強層(12a,12b,12c,12d) の各鋼線巻付け角度（αa 〜αd ）を、内圧力負担層から引張り荷重負担層に向かって順次大きくなる（αa ＜αb ＜αc ＜αd ）ように構成し、前記引張り荷重負担層の巻付け角度(αf ) を、内圧力負担層の最小巻付け角度 (αa ) より小さい４９．７°〜５１．４°に設定したので、高圧に耐えることが出来ると共に、耐引張り力が大きく金具端末部での破損を有効に防止でき、柔軟性に富んだ高圧ゴムホースとすることが出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を実施したリール巻き高圧ホースの補強構造を示す一部切欠した正面図である。
【図２】従来の汎用高圧ホースの補強構造を示す一部切欠した正面図である。
【図３】従来の高圧ホースの補強構造を示す一部切欠した正面図である。
【図４】従来の鋼線編組補強層を備えた高圧ホースの一部切欠した正面図である。
【図５】従来の鋼線編組補強層と糸編組補強層とを備えた高圧ホースの一部切欠した正面図である。
【図６】従来の金具を装着した高圧ゴムホースの一部拡大正面図である。
【図７】引張り荷重負担層の巻付け角度を、内圧力負担層の巻付け角度より小さく設定した場合の模式図である。
【符号の説明】
１  高圧ゴムホース
２  内面ゴム層
３  センター布
４  外面ゴム層
５  層間ゴム層
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ  鋼線スパイラル補強層
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ  鋼線スパイラル補強層
９  鋼線編組層
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ  鋼線編組層
１１ａ，１１ｂ  鋼線編組層
１１ｃ  糸編組層
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ  鋼線スパイラル補強層
１３ａ，１３ｂ  鋼線スパイラル補強層
αa 〜αd   鋼線巻付け角度
２０  金具          ２０ａ  金具端末部
【図１】
0004383586.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004383586.tif 000008
【図６】
0004383586.tif 000009
【図７】
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