JPH08200560A - 低伸長高圧ホース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 十分な耐圧性をもち、軽量かつ引っ張り荷重
に対する伸びの小さい低伸長高圧ホ−スを提供すること
にある。 【構成】 円筒状の内面ゴム層２の外周面に設けられた
一層以上の金属ワイヤ編み組層からなり、これら全層の
ホ−スの軸線方向３に対する編み組角度の平均値を±５
２〜５７度としてなる第一補強層４と、該第一補強層４
の外周面に、直接又は中間ゴム層５を介して設けられた
有機繊維糸をらせん状に巻き回して交差積層させた一層
以上の該交差積層からなり、これら各積層のホ−スの軸
線方向に対する交差角度をそれぞれ±４０〜５０度とし
てなる第二補強層６と、該第二補強層６の外周面に設け
られた外面ゴム層７と、を順次設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、十分な耐圧性をもち、
軽量で引っ張り荷重に対する伸びが小さい低伸長高圧ホ
−スに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ホ−スは、用途に応じて必要とされる性
能が異なるが、例えば、地盤改良工法等で長尺、例え
ば、長さが３０〜６０メ−トル（ｍ）位の高圧ホ−スを
用いてあるいはそれ以上の深い所では例えば長さが２０
ｍのホ−スを複数本接続し地表から削孔した孔の中へ地
盤改良用の比重の高い流動性材料等を圧送、注入する用
途や、クレ−ン等で高い位置から長尺、例えば、長さが
２０〜６０ｍ位の高圧ホ−スを吊り下げセメントミルク
等を地上から圧送、注入して作業する土木・建築工事等
の用途では、耐圧性の他、特に、引っ張り荷重を負荷・
除荷した際の伸縮量が小さい性質を有することが必要と
される。なぜなら、前記高圧ホ−スは長尺で使用される
ため、そのホ−ス自体の自重、圧送・注入される比重の
高い流動性材料等の重量及びホ−ス先端に取りつけられ
るノズル等の部品の重量でホ−スに大きい引っ張り荷重
が作用するが、この引っ張り荷重を負荷・徐荷した際に
高圧ホ−スの伸縮量が大きいと、非常に取扱がしにくく
なるからである。また、ホ−ス先端部の位置決めが必要
な場合には、この大きな伸縮量のため作業が非常に困難
になるからである。

【０００３】加えて使用中に伸び易い高圧ホ−スは、ハ
ンドリングしにくいため、なんらかの不具合でホ−スの
一部が意図しないない場所に引っ掛かりやすく、このと
き、引っ張り荷重が作用して、さらにホ−スが長くな
り、位置決め作業がさらにやりにくくなる場合があると
ともにホ−スの引っ掛かった部分が外れると、大きな伸
縮量による反動で、ホ−スが予期しない方向に跳ね上が
ることになり、この結果、近くに人がいたり危険物があ
ると非常に危険であった。さらに、伸び易い高圧ホ−ス
は、他の機材や、掘削孔の壁面にこすれてホ−ス自体を
損傷したり、他の機材を損傷させたりしやすい。

【０００４】そのため、従来の低伸長高圧用ホ−スは、
その補強層として低伸長性である金属ワイヤを使用し
て、内面ゴム層の外周に一層からなる第一金属ワイヤ補
強層としてホ−スの軸線方向に対して理論静止角度±５
４．７度近くで編み組、その第一金属ワイヤ補強層の外
周面に中間ゴム層を介して、もしくは直接二層目の第二
金属ワイヤ補強層をホ−スの軸線方向に対して±４０〜
５０度の角度で編み組、この第二金属ワイヤ補強層の外
周に外面ゴム層を設けたものが知られているが（実公平
１−３３９０４号）、このような低伸長高圧用ホ−ス
は、補強層としてすべて金属ワイヤを使用するため、そ
のホ−ス重量が重くなり、ハンドリングしにくいという
欠点があった。また、本発明に係る上記した用途に使用
されるホ−スでは、その先端部を人が抱えて作業する場
合、あるいは人手を介してそのホ−スを掘削した穴部に
セットし作業する場合があり、かかる点からもホ−スの
軽量化が望まれていた。

【０００５】

【本発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、十
分な耐圧性を持ち、軽量かつ引っ張り荷重に対する伸び
が小さい低伸長高圧ホ−スを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の低伸長高圧ホ−スは、円筒状の内面ゴム層
の外周面に設けられた一層以上の金属ワイヤ編み組層か
らなり、これら全層のホ−スの軸線方向に対する編み組
角度の平均値を±５２〜５７度としてなる第一補強層
と、該第一補強層の外周面に、直接又は中間ゴム層を介
して設けられた有機繊維糸をらせん状に巻き回して交差
積層させた一層以上の該交差積層からなり、これら各積
層のホ−スの軸線方向に対する交差角度をそれぞれ±４
０〜５０度としてなる第二補強層と、該第二補強層の外
周面に設けられた外面ゴム層とを設けてある。又、前記
有機繊維糸は低密度、低伸度高補強性繊維であるアラミ
ド繊維が好ましい。

【０００７】

【作用】本発明の低伸長高圧ホ−スは、第一補強層とし
て、一層以上の金属ワイヤ編み組層からなり、これら全
層のホ−スの軸線方向に対する編み組角度の平均値を±
５２〜５７度、より好ましくは±５３．７〜５５．７度
の編み組角度で配置することにより、ホ−スの径及び長
さの寸法変化及び破壊圧力などに対し、耐圧的な役割を
担わせ、第二補強層として有機繊維糸をらせん状に巻き
回して交差積層させた一層以上の該交差積層からなり、
これら各積層のホ−スの軸線方向に対する交差角度をそ
れぞれ±４０〜５０度として配置することにより、ホ−
スの軸線方向への引っ張り荷重に対する伸びを抑制する
とともに軽量化の役割を担わせることができ、その結
果、ホ−ス自体に十分な耐圧性を付与するとともに、軽
量かつホ−スの軸線方向への引っ張り荷重に対する伸び
も抑制される。

【０００８】

【実施例】本発明に従う低伸長耐圧ホ−ス１の具体的な
実施例１を図１を参照しながら説明する。図１に、本発
明に従う低伸長高圧ホ−スの各層を部分的にはぎ取った
状態の部分側面図を示し、図中１は低伸長高圧ホ−ス、
２は内面ゴム層、３はホ−ス１の軸線方向、４は第一補
強層としての一層からなる金属ワイヤ編み組層、５は中
間ゴム層、６は第二補強層として有機繊維糸を交差積層
してなる一層、７は外面ゴム層である。

【０００９】この図の低伸長高圧ホ−ス１は、円筒状の
内面ゴム層２の外周面に、ホ−ス１の軸線方向３に対
し、理論静止角度±５４．７度に近い編み組角度で編み
組された一層の金属ワイヤからなる第一補強層４を設
け、この第一補強層４の外周面に、中間ゴム層５と、前
記ホ−ス１の軸線方向３に対し交差角度を±４０〜５０
度とした低密度で低伸度高補強性有機繊維であるアラミ
ド繊維糸をらせん状に巻き回し交差積層させた一層より
なる第二補強層６と、被覆層である外面ゴム層７とを順
次配設したものである。なお、低密度で低伸度高補強性
有機繊維糸とは、密度が１．５ｇ／ｃｍ³ 以下で引っ張
り強度が２２０Ｋｇｆ／ｍｍ² 以上そして破断伸度が
４．５％以下の繊維糸をいう。

【００１０】図２に、本発明に従う実施例２の低伸長高
圧ホ−スの各層を部分的にはぎ取った状態の部分側面図
を示し、図中１は低伸長高圧ホ−ス、２は内面ゴム層、
３はホ−ス１の軸線方向、４は４ａの内層及び４ｂの外
層で構成される金属ワイヤ編み組層の二層からなる第一
補強層、５は中間ゴム層、６は第二補強層として有機繊
維糸を交差積層してなる一層、７は外面ゴム層である。

【００１１】この図の低伸長高圧ホ−ス１は、円筒状の
内面ゴム層２の外周面に、ホ−ス１の軸線方向３に対
し、中間ゴム層５を介して金属ワイヤからなる内層４ａ
の編み組角度が±５２〜５４度、金属ワイヤからなる外
層４ｂの編み組角度が±５４〜５６度よりなり、それら
の角度の平均値が理論静止角度である±５４．７度に近
い第一補強層４を設け、この第一補強層４の外周面に、
中間ゴム層５と、この中間ゴム層５の外周面に前記ホ−
ス１の軸線方向３に対し交差角度を±４０〜５０度とし
た低密度で低伸度高補強性有機繊維であるアラミド繊維
糸をらせん状に巻き回し交差積層させた一層よりなる第
二補強層６と、被覆層である外面ゴム層７とを順次配設
したものである。

【００１２】なお、一層以上の金属ワイヤ編み組からな
る第一補強層４の前記軸線方向３に対する角度を、±５
４．７度の理論静止角度に近い角度としたのは、ホ−ス
１の周方向と軸線方向３の強度が等しくなるからであ
り、これによって、ホ−ス１の径及び長さの寸法変化及
び破壊圧力などに対し、耐圧的な役割をこの第一補強層
４で受け持たせるためである。また、低伸度高補強性で
あり、かつ金属ワイヤ対比、密度が約１８％の有機繊維
であるアラミド繊維糸をらせん状に巻き回し交差積層さ
せた一層以上の第二補強層６を前記軸線方向３に対する
交差角度を、±４０〜５０度としたのは、この第二補強
層６で、ホ−ス１の軸線方向３への引っ張り荷重に対す
る伸びを抑制し、軽量化の役割りを担わせるためであ
る。即ち、この角度は、小さい程、ホ−ス１の伸びを小
さくできるが、その反面、らせん状に巻き回し交差積層
した補強繊維糸がずれ落ちやすい等の製造上の問題が生
じやすく、さらに、あまり角度を小さくするとホ−スが
曲がりにくくなり、巻いて保管する場合や、リ−ルなど
に巻つけて輸送したり、あるいはリ−ルなどに巻つけた
まま使用する場合、好ましくない結果をもたらすため、
前記角度の下限を±４０度とし、またその上限を±５０
度としたのは、この上限を越えると、ホ−ス１の軸線方
向３への引っ張り荷重に対する伸びを抑制する効果が顕
著でなくなるからである。ここで有機繊維として、ビニ
ロン、ポリエステル等の繊維糸も使用し得るが引っ張り
荷重に対する伸びを抑制する効果の点からアラミド繊維
糸が好適である。また、本発明の低伸長高圧ホ−ス１で
は、中間ゴム５を設けても設けなくてもいずれでもよ
い。さらに第一補強層４は、ホ−スの使用圧力に応じて
一層にしたり、二層、あるいはそれ以上にすることがで
きる。一般に第一補強層４としてホ−スの使用圧力が１
４０ｋｇｆ／ｃｍ² までは一層、それ以上の圧力では二
層あるいはそれ以上を用いる。第一補強層４の金属ワイ
ヤ編み組角度は、二層の場合、ホ−ス１の軸線方向３に
対し、内側補強層を±５２〜５４度にし、外側補強層を
±５４〜５６度として、二つの層の編み組角度の平均値
を理論静止角度５４．７度に近ずける。この内側補強層
と外側補強層の編み組角度をそれぞれ変えてその平均値
を理論静止角度５４．７度に近ずけるのは二層を連続的
に編み組できる現在の一般的な編み組機の性能上の理由
からでもある。しかし、ホ−スの用途や、寸法によって
は、第一補強層４の編み組角度を、一層の場合、ホ−ス
の軸線方向３に対し、±５２〜５７度、あるいは二層も
しくは二層以上の場合、それらの層の平均編み組角度を
±５２〜５７度とする場合もある。また、第二補強層６
についても、引っ張り荷重に対し伸長性を最小限に抑制
したい用途に対しては各積層のらせん状の巻き回し交差
角度を±４０〜５０度として二層以上にすることもでき
る。さらに、本発明の低伸長高圧ホ−ス１を構成する内
面ゴム層２、中間ゴム層５及び外面ゴム層７は従来の高
圧ホ−スで用いられているものと同一でよい。

【００１３】次に、この低伸長高圧ホ−ス１を製造する
ための手順の一例を説明する。この低伸長高圧ホ−ス１
を製造するには、まず、マンドレル上に、押し出し機に
よって、内面ゴム層２を形成し、その上に、編み組機に
よって、一層の金属ワイヤを、ホ−ス１の軸線方向３に
対し、±５４．７度に近い角度で連続的に編み組、また
は連結された二台の編み組機によって、二層の編み組角
度を各々前記した所望の角度で連続的に編み組、その編
み組角度の平均値が理論静止角度±５４．７度になるよ
うに内面ゴム層２上に編み組被覆していく。続いて第一
補強層４の外周面上に、スパイラルマシ−ンによってア
ラミド繊維糸を前記ホ−ス１の軸線方向３に対して＋４
０〜５０度の角度でらせん状に巻き回し、次いでその上
に前記軸線方向３に対し−４０〜５０度の角度でらせん
状に巻き回し交差積層して一層の第二補強層６を形成す
る。このとき、一般的に知られている方法で、シ−ト状
にした中間ゴム層５を第一補強層４間と第一補強層４と
第二補強層６との間に挿入する。その第二補強層６の外
周面を、押し出し機により押し出される外面ゴム層７で
被覆した後、一般的に知られている方法、例えば、鉛を
被覆したり、あるいは布でラッピングした後、加硫処理
を施し、その後、鉛や布を取り除きマンドレルを水圧で
押し出したり、あるいは引き抜いたりすることによっ
て、ホ−ス１を製造する。なお、このホ−ス１の各層を
設ける工程は、各々独立して行っても、連続して行って
もよい。

【００１４】

【試験例】実施例１に使用した低伸長耐圧ホ−ス１は、
内径１９．０ｍｍ，ゴム厚み２．０ｍｍの円筒状の内面
ゴム層２の外周面に、線径０．３３ｍｍのピアノ線３２
Ｘ６本からなる金属ワイヤを、ホ−ス１の軸線方向３に
対し±５４．０度の角度で編み組してなる一層の第一補
強層４を設け、この第一補強層４の外周面に、ゴム厚み
０．４ｍｍの中間ゴム層５と、コ−ドサイズ１５００デ
ニ−ルのアラミド繊維糸（帝人株式会社製の商品名テク
ノ−ラを使用）９６本を、前記軸線方向３に対し±４
３．５度の角度でらせん状に巻き回し交差積層してなる
一層の第二補強層６と、この第二補強層６の外周面を覆
う外面ゴム層７の厚みを１．５ｍｍとして順次設けたも
のである。

【００１５】比較例１に使用した高圧用ホ−スは、中間
ゴム層５及び第二補強層６を除去した以外は、実施例１
と同様のホ−ス構造を有する。

【００１６】比較例２に使用した高圧用ホ−スは、第二
補強層６の代わりに、ホ−ス１の軸線方向３に対し、線
径０．３３ｍｍのピアノ線３２Ｘ４本からなる一層の金
属ワイヤを±４５度の角度で編み組したこと以外は、実
施例１と同様のホ−ス構造を有する。

【００１７】（試験方法）試験は、上記各ホ−スに、引
っ張り荷重を２０ｋｇｆずつ２００ｋｇｆまで増加させ
ていき、そのときのホ−スの伸び（％）を測定した。こ
の結果を図３に示す。また単位長さ（１ｍ）あたりの重
量を測定した。

【００１８】図３において、符号Ａは上述した比較例１
の構造のホ−ス、符号Ｂは上述の実施例１の構造のホ−
ス、また符号Ｃは上述の比較例２の構造を有するホ−ス
である。この結果から、比較例１の構造Ａは引っ張り荷
重に対する伸びが大きく本発明の目的にそぐわないが実
施例１のホ−ス構造Ｂは、比較例２のホ−ス構造Ｃと比
較し引っ張り荷重に対する伸びにおいて遜色ない結果を
示し、引っ張り荷重に対する伸びが十分に抑制されてお
り本発明の目的を達成していることを示している。一
方、実施例１のホ−ス構造Ａは単位重量が６８０グラム
（ｇ）であり、比較例２のホ−ス構造Ｃの８００グラム
（ｇ）に対し、単位重量が約１５％低減されていた。さ
らに、耐圧性についても十分なる試験をしたところ、い
ずれのホ−スとも、常用圧１４０Kgｆ/cm²（１３．７Ｍ
Ｐａ）までの内圧に対しては、十分に使用に耐え得るこ
とがわかった。

【００１９】さらに本発明に係わる他の低伸長耐圧ホ−
ス１を実施例２とし図２及び図４に基ずき説明する。実
施例２に使用した図２に示す低伸長耐圧ホ−ス１は、内
径１２．７ｍｍ，ゴム厚み２．２ｍｍの円筒状の内面ゴ
ム層２の外周面に、線径０．３０ｍｍのピアノ線２４Ｘ
８本からなる金属ワイヤを、ホ−ス１の軸線方向３に対
し±５２．５度の角度で編み組してなる内側補強層４ａ
の外周に、厚さ０．４ｍｍの中間ゴム層５を介して外側
補強層４ｂとして±５５．５度の角度で編み組した二層
よりなる第一補強層４を設け、この外側補強層４ｂの外
周面に、ゴム厚み０．３ｍｍの中間ゴム層５と、この中
間ゴム層５の外周面にコ−ドサイズ１５００デニ−ルの
アラミド繊維糸（帝人株式会社製の商品名テクノ−ラを
使用）７２本を、前記軸線方向３に対し±４３．５度の
角度でらせん状に巻き回し交差積層してなる一層の第二
補強層６と、この第二補強層６の外周面を覆う外面ゴム
層７の厚みを１．２ｍｍとして順次設けたものである。

【００２０】比較例３に使用した高圧用ホ−スは、実施
例２の構造より中間ゴム層５及び第二補強層６を除去し
たこと以外は、実施例２と同様のホ−ス構造を有する。

【００２１】比較例４に使用した高圧用ホ−スは、実施
例２の第二補強層６の代わりに、ホ−ス１の軸線方向３
に対し、線径０．３０ｍｍのピアノ線２４Ｘ７本からな
る金属ワイヤを±４５度の角度で一層編み組したこと以
外は、実施例２と同様のホ−ス構造を有する。

【００２２】（試験方法）試験は、上述した方法に準拠
した。

【００２３】図４において、符号ａは上述した比較例３
の構造のホ−スを示し、符号ｂは上述した実施例２のホ
−ス構造、また符号ｃは上述の比較例４の構造を有する
ホ−スである。この結果から、実施例２のホ−ス構造ｂ
は、比較例４の構造を有するホ−スｃに比べて引っ張り
荷重に対する伸びにおいて全く遜色ない結果を示し、引
っ張り荷重に対する伸びが十分に抑制されていることを
示しているが、比較例３のホ−ス構造ａは引っ張り荷重
に対する伸びが大きく本発明の目的にそぐわないことを
示している。 また、実施例２のホ−ス構造ｂは単位重
量が６９０グラム（ｇ）に対し、比較例４のホ−ス構造
ｃのそれは７９０グラム（ｇ）であり、単位重量が約１
３％低減されていた。さらに、耐圧性についても十分な
る試験をしたところ、いずれのホ−スとも、常用圧２１
０Kgｆ/cm²（２０．６ＭＰａ）までの内圧に対しては、
十分に使用に耐え得ることがわかった。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、金属ワイヤからなる補
強層を持つ従来ホ−スに比べて、十分な耐圧性を持ち、
重量の大幅な低減が図られるとともにホ−ス軸線方向に
対する引っ張り荷重に対する伸びが小さい低伸長高圧ホ
−スの提供が可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う実施例１の低伸長高圧ホ−スの、
各層を部分的にはぎ取った状態の部分側面図である。

【図２】本発明に従う実施例２の低伸長高圧ホ−スの、
各層を部分的にはぎ取った状態の部分側面図である。

【図３】実施例１及び比較例１及び２に関する引っ張り
荷重に対するホ−スの伸びの変化をプロットした図であ
る。

【図４】実施例２及び比較例３及び４に関する引っ張り
荷重に対するホ−スの伸びの変化をプロットした図であ
る。

【符号の説明】

１ 低伸長高圧ホ−ス ２ 内面ゴム層 ３ ホ−スの軸線方向 ４ 第一補強層 ４ａ 内側補強層 ４ｂ 外側補強層 ５ 中間ゴム層 ６ 第二補強層 ７ 外面ゴム層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の内面ゴム層の外周面に設けられ
   た一層以上の金属ワイヤ編み組層からなり、これら全層
   のホ−スの軸線方向に対する編み組角度の平均値を±５
   ２〜５７度としてなる第一補強層と、該第一補強層の外
   周面に、直接又は中間ゴム層を介して設けられた有機繊
   維糸をらせん状に巻き回して交差積層させた一層以上の
   該交差積層からなり、これら各積層のホ−スの軸線方向
   に対する交差角度をそれぞれ±４０〜５０度としてなる
   第二補強層と、該第二補強層の外周面に設けられた外面
   ゴム層と、からなることを特徴とする低伸長高圧ホ−
   ス。
2. 【請求項２】 前記有機繊維糸は低密度、低伸度高補強
   性のアラミド繊維よりなることを特徴とする請求項１に
   記載の低伸長高圧ホ−ス。