JPS604399B2 - 加圧媒体輸送用の可撓性ホース - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は加圧媒体の輸送用の可榛性ホースに関し、詳し
くは油送船等のタンカー類の積荷または荷上げに適当な
ホースに関する。

タンカーは積荷または荷上げ用のブイに係留される場合
が多く、このブィは可孫性導管によって固定した水没パ
イプラインに連結されている。

このタンカーとブィ間の連結も通常水面に浮遊している
可榛・性導管からなるものである。このような可操性導
管は各長さ１０肌、直径０．３〜０．６ｍの１０本ない
し２０本のホースから一般に構成され、そしてこれらの
ホースは直列に連結されそして１０〜２０バールの圧力
に充分耐えるものである。潮の干満、波および潮流に原
因する影響によってこの導管は殆んど常時連続して運動
している。

その結果、ホースは曲げ、軸方向の延長およびねじれ等
からなる複雑な形態の歪にさらされている。一般に知ら
れているホースは、例えばゴム等の可榛・性材料の壁お
よびその壁の内部に配列されたコード材の強化層からな
る。

この目的のために、例えば天然ゴム、ニトリルゴム、ネ
オプレンゴム、クロロプレンゴム等の種のゴムが使用さ
れている。

この代りに、他の適当な材料も使用される。ホースの壁
の内部表面にはこのホースを墜過する媒体に対して抵抗
性を有する内張がほどこされており；例えばこの媒体が
油である場合ニトリルゴムが適当な内張り材料である。
強化層は通常多くのロードからなり、各コードはホース
の中心軸と同軸である中心軸を有するらせん状に配列さ
れており、そしてコードは例えばホースの中心軸と約５
５度の角度をなしている。

コード‘ま多くの積層、例えば３〜５層に配列されてお
り；接した層におけるコードの巻きは反対の方向をなし
ている。コードは鋼鉄、木綿、ナイロン、レーヨンまた
はその他の適当な材料であることができる。更に、ホー
スの壁の外部表面近くに、波形スチールまたは繊維材料
のような強度を有する材料の薄層をホースの壁に存在せ
しめると、ヒビの阻止に役立つ。公知のホースはホース
の壁の外部表面近くの壁に配列された強力な鋼鉄ワイヤ
一にて通常強化されており、このワイヤ一はホースの中
心線と同軸の中心線を有するら線の形状をしている。

その代りに、軸方向に間隔をおいて離れた、ホースの中
心軸に同軸である中心軸を有する強化用の輪からなる補
強をホースの壁に設けることが提案される。上に述べた
運動によるホースの歪は実際の使用において非常に大き
いのでホースは急速に損耗することが見出された。

もちろん、ホースの寿命を増大することは、環境の保存
のためおよびホースの高価格の見地から極めて重要であ
る。本発明は、特別の態様に配列された強化用の輪をそ
なえた種類のホースの改善された構造を提供するもので
ある。

本発明は、可榛性材料（例えばゴム）の壁と、該壁の内
部に配列されたコード材料からなる強化層７と、ホース
の中心軸に一致する中心軸を有する強化用の論９，１０
、又は１２，１３からなる輪の群８とを有し、これらの
強化用の論の各群８は軸方向に相互に間隔をおいて配置
され、かつ該論の各群８は少なくとも二個の強化用の論
９，１０、又は１２，１３からなり、各群８の中の強化
用の輪９，１０又は１２，１３は、その中心軸に直角の
方向の該強化用の輪の対称面が相互に重なり合うように
配列され、各群８の少なくとも一個の強化用の論１０又
は１３は該強化層７の外側に配置されており、そして各
群少なくとも一個の強化用の論９又は１２は該強化層７
の内側に配置さ、− ・ ０ の山 の可
操性ホースに関するものである。

このホースの良好な状態は、特にホースの壁の可犠牲材
料と、圧力に対してホースを抵抗性にする強化層との間
の結合（ｂｏｎｄｓ）によりもたらされるものである。

ホースの連続的運動により起る結合部への張力荷重を防
止するか或いは少なくとも減少させることが重要である
。本発明による構造はこの要請を非常によく満す。何故
ならば強化層がここで各群の強化用の論の間に封じ込め
られるからである。その結果、強化層は多少前記の論に
より支えられる。論と強化層との間に可榛性材料が存在
する。ホースに軸方向の張力荷重がかけられた場合、強
化層の収縮が起るであろう。各群の内側の論はこの収縮
に抵抗し、そして輪と強化層との間の可操性材料は圧縮
されるであろう。ホースに圧縮荷重がかけられた場合、
強化層と外側の論との間の可操性材料に同じことが起る
であろう。この材料に張力がかけられる限り、全体の伸
張は限定されるであろう。この材料が過酷な状態におか
れる危険はもはやない。本発明によるホースは、内側お
よび外側の圧力に対して高抵抗性を有し、曲げに対して
低度の剛性を有する。

本発明を図面を参照して更に説明する。

ここで、第１図は、本発明のホ−スの一具体例の上半分
の縦方向の断面図を図式的に示したものである。第２図
は、本発明のホースの別の具体例の上半分の縦方向の断
面図を図式的に示したものである。

第３図は、第２図の具体例の一群の強化用の輪の配列を
拡大して示したものである。

第１および第２図において、ホースの壁にはホースを通
過することになる媒体に抵抗性の材料からなる内部層２
が備えられているが、この材料は、例えば前記媒体が油
の場合ニトリルゴムである。

ホース壁の大部分は適当な可操性材料、例えば天然ゴム
、からなり：この部分は番号３で示されている。内部表
面の真下および外部表面の真下には、強度を有する材料
、例えば波形スチールまたは繊維材料からなるそれぞれ
４および５の一つまたはそれ以上の層であり、それぞれ
これらの層４および５は亀裂阻止の働きをする。

ホースの外側にはネオプレンゴムまたはクロロプレンゴ
ムの層を備えることができる。可榛性材料３の内部には
、コード材からなる強化層７がある。

使用されるコード材は、金属、例えば鋼鉄、ナイロン、
木綿、レーヨンまたはその他のあらゆる適当な材料から
なることができる。強化層７は多くのコードを含むが、
各コード‘まホ−スの中心軸と同軸の中心軸を有するら
せん状に配列され、且つコードはホースの中０鞠と例え
ば約５５度の角度をなすように配列されるのが好ましい
。コードは多くの積層、例えば３〜５層に配列され、隣
接した層におけるコードの巻きは反対の方向をなしてい
る。材料３の内部には、轍方向に間隔をおいて隔れた強
化用の論の一群８が存在する。図中、この群８の間の軸
方向の間隔は記号Ｓで示されている。

各群８は少なくとも中心を共有する二つの輪からなり、
換言すれば、各群８の中の論９，１０，１２，１３は、
その中心軸に直角の方向の談論の対称面が相互に重なり
合うように配列され、ここで各群８の少なくとも一つの
輪は強化層７に関して外側に配置されておりそして各群
８の少なくとも一つの論は強化層７に関して内側に配置
されている。第１図は本発明の簡単な具体例が示されて
いるが、ここで強化用の輪からなる各群８は強化層７の
内部に配置された一つの内部論９および強化用の層７の
外側に配置された一つの外部論１０からなる。

論９および１０‘ま適当な金属、例えば鋼鉄、またはそ
の他のあらゆる適当な材料、例えばェポキシ樹脂、好ま
しくはガラス繊維材のような繊維材料で補強されたもの
、のような適当な樹脂材料、からなることができる。輪
９と強化層７との間および論１０と強化層７との間に可
犠牲の材料、例えばゴム、からなる層１１が存在する。
第２および第３図に示したような本発明の具体例におい
て、強化用の論は細長い鋼鉄からなる。この具体例にお
いて、強化層７の内側に四つの輪１２が配置され、そし
て強化層７の外側には三つの論１３が配置されている。
論１２の間および輪１３の間には、可操性材料の層１４
、例えばゴムのようなもの、が存在する。各層１４の厚
さはせし、ぜし、論１２または１３の各々の厚さに等し
い厚ミである。層１４が論１２または１３の隣接する鋼
鉄の表面に結合しているのが好ましい。強化層７に最も
接近した論１２および１３の間に、可榛・性材料、例え
ばゴム、からなる層１６が存在する。

輪８の群の外部表面（第３図参照）は、引き裂きに対し
て抵抗性の可酸性材料、例えばクロロプレンゴム、から
なる層１５で被覆されている。

細長い鋼鉄の論１２および１３は、１〜２肌の幅である
ことができ、そして０．５〜１．５柳の厚さを有するこ
とができる。平たい論１２，１３の適用は、歪により隣
接する層および可榛性材料からなる内部層に大きな灘断
力が発現しないので有利である。

それぞれの論の群は３〜ＩＮ固の論からなるのが好まし
い。

強化層７の両側上の論の数は等しくてもよいが、しかし
勿論このことは必要事項ではない。強化層７の外側およ
び／または内側に一つより多い輪を適用することは、強
度が更に高くなると同時に周囲の可榛性材料に過剰の灘
断力が発生する危険がないという利点である。

上記の層中に配列された輪の群は、非常に大きな歪の場
合にしか永久歪が起らないという利点を更に有する。輪
の群の移転はホース内にふくらみを形成する結果となら
ないであろう。所望により、各群８の論１２および１３
な例えば鋼鉄製のピンからなる放射状に向いた連結物（
図示されていない）により相互に連結することができる
。

これは合着を改良し、そして論の相互間の移転による論
１２および１３の間の可操性材料にかかる荷重は減少す
るか或いはこの荷重は全く防止されるであろう。所望に
よりり、群８の論１２および１３はらせん状に巻いた連
続した細長い片、例えば連続した金属の細長い片または
その他の適当な材料の連続した細長い片、から成ること
ができる。

これはホースの製造法の観点から有利である。何故なら
これらのホースはその縦方向の軸の回りを回転しながら
製造されるからである。第１および第２図に示した具体
例において、輪の群８の間の軸方向の距離Ｓは、強化用
の層中にらせん状に配列されたコードのピッチよりも小
さいのが好ましく、例えばピッチの３分の１である。

そうすると強化用の層７が輪の群８の間に移転するのが
殆んど下可能になる。このことは強化層７のコード間に
存在する可操性材料にかかる荷重の観点から非常に重要
である。ホースの直径が６０肌で、そしてらせん状に配
列されたコードとホースの中心軸が成す角度が５５度で
あると、上記の軸方向の距離Ｓはせいせし、２２伽にな
るであろう。前記の説明から明らかなように、本発明の
ホースの主な特徴は、前言己の強化用の論の各群８が鞠
方向に相互に間隔をおいて配置されかつ該輪の各群８は
少なくとも二個の強化用の論９，１０、又は１２，１３
からなり、各群８の中の強化用の輪９，１０、又は１２
，１３は、その中心軸に直角の方向の該強化用の論の対
称面が相互に重なり合うように配列され、各群８の少な
くとも一個の強化用の論１０又は１３は該強化層７の外
側に配置されており、そして各群の少なくとも一個の強
化用の論９又は１２は該強化層７の内側に配置されてい
ることであり、しかして特に重要な特徴は、前記の各群
８が少なくとも二個の強化用の論９，１０、又は１２，
１３からなること、および、各群８の中の強化用の論９
，１０、又は１２，１３は、この中心軸に直角の方向の
該強化用の論の対称面が相互に重なり合うように配列さ
れていることである。従釆のホースは上記の構造を有し
ない。たとえば実公昭３９−２７９２８号公報には、ゴ
ム壁と、該壁内に配置された強化層と、該強化層の外側
に同０状に、相互に間隔をへだてて配置された強化用の
論とを有し、この強化用の論は、この論の末端部が前記
強化層中に軸方向に間隔をへだてて同Ｄ状にその近くに
配置された別の強化リングの末端部にオーバーラップす
るように配置されているホースが開示されているが、こ
の公知ホースにおける強化用の輪の配列構造では、この
公知ホースをタンカーと荷物取扱用地点との間を結ぶ可
榛性導管として使用する場合のように反覆屈曲条件下に
使用するときに、この公知ホースの破損が比較的短時間
内に起るそれがある。なぜならば、強化層がかなり速や
かに摩耗するからである。この摩耗は、強化層の上にオ
ーバーラップした強化用の論の末端部の軸方向往復運動
のために生ずるのである。さらに、上記のオーバーラッ
プした強化用の論の末端部の軸方向運動の結果として、
強化層の外側に配置された強化用の輪とその隣りの強化
用の論との間の隙間に対向する強化層の部分が、外方に
膨張する。さらにまた、強化層の内側に配置された強化
用の論とその隣りの強化用の輪との間の隙間に対向する
強化層の部分が内側に膨張する。これに対し、本発明に
従って強化用の論を配列した場合には、上記の欠点がな
く、強化層の摩耗はかなり少し、したがって本発明に係
るホ−スは、破損までの有効寿命がかなり長く、それゆ
えにこれは、タンカーと荷物取扱用地点との間を結ぶ可
操性導管として非常に有利に使用できるのである。かよ
うに、本発明に係るホースは従来のホースに比して品質
および使用効果が格別にすぐれたものであるといえよう
。

前記の如く本発明のホースは過酷な使用条件下に長期間
にわたって、損傷することなく使用できるのであるが、
この点について一層詳細に説明する。

最初に、本発明にかかるホースの軸方向への荷重すなわ
ち外力の影響について、添附図面第４図および第５図の
参照下に説明する。

これらの図面はホースの一部の略式縦断面図であって、
このホースは、可操性材料からなる壁部ａと、強化層（
補強層）ｂと、複数群ｄの強化用の輪ｅおよびｆとから
なるものである。強化用の論のｅ，ｆは、中央軸に垂直
な「強化用の２つの輪の対称面（２つの面）」が相互に
一致するように配列されている。ホースにかかる軸方向
の荷重は強化層ｂによって吸収される。第４図は、矢印
ｋで示された方向の引張力の影響を示す図面である。

引張力ｋがかかるとその結果として、強化層ｂは軸方向
に伸長し、半径方向に収縮する。強化層ｂの変位の方向
はと矢印ｍで示されている。内側の強化用の輪ｆは強化
層ｂの収縮に抵抗し、内側の強化用の輪ｆと強化層ｂと
の間にある可榛・性材料ｎは圧縮される。可榛性材料ｎ
は、強化層ｂと内側の強化用の続ｆとの間で緩衝材とし
て働く。強化層ｂと外部の強化用の輪ｅとの間の可榛性
材料ｒは、伸長するが、伸長の程度は、或限られた範囲
内のものにすぎず、したがって、こ可榛性材料の損傷の
危険性は全くない。第５図はホースの鞠方向への圧縮力
の影響を図示したものである。

この影響は矢印ｏで示されたいる。圧縮力がかかると、
その結果として、強化層ｂが、半径方口にひろがり、す
なわち膨張する〔矢印（ｐ）〕。外側の強化用の輪ｅと
強化層ｂとの間の可榛‘性材料ｒは圧縮され、そして、
外側のの強化用の輪ｅと強化層ｂとの間で緩衝剤として
働く。内側の強化用の輪ｆと強化層ｂとの間の可携性材
料ｍは伸長するが、これは或限られた範囲内でしか伸長
せず、この可操性材料ｍが損傷するおそれは全くない。
上記の説明は、本発明に係るホースの中の別の群の強化
用の論（図示せず）にも適用できるものである。

さらに、各群の強化用の輪が３個以上の輪からなり、そ
のうちの少なくとも１つの輪が強化層の外側に配置され
ており、他の論が強化層の内側に配置されている場合に
おいても、前記の説明が適用できる。これに対し、公知
ホースはいずれも、これが何回も折り曲げられたときに
比較的速やかに摩耗してしまうが、この点について詳細
に説明する。

公知ホースの１例について、それが少し屈曲したときの
状態を、添附図面第６図に示す。第６図に記載の公知ホ
ースの強化用の輪はその末端部が相互にオーバーラップ
するように配置されており、そしてこれらの強化用の論
は、ホースの壁部全体にわたって均質に分布している。

公知ホースを真直ぐな状態から、第６図に記載の如く曲
げたときには、ホースの外側の部分ｔが伸長し、内側の
部分ｕが収縮する。したがってすべての強化用の輪が強
化層ｘの両側で、かつ相互間で相対的な関係で曲がって
しまう。さらに、これらの強化用の輪は、強化層ｘを基
準として相対的に変位します。しかしてこの場合には、
外側の強化用の輪ｖの変位量（強化層ｘ基準）は内側の
強化用の輪ｗの変位量（強化層ｘ基準）よりも大きい。
この公知ホースを、第６図に記載された曲げ方向とは反
対の方向に曲げた場合には、．内側の強化用の輪ｖ及び
外側の強化用の輪ｗは、前記の場合とは反対の方向に変
位しかつ曲がる（強化層ｘ基準）。前記の公知ホースを
何回も曲げたり伸ばしたりした場合には、強化用の輪が
何回も軸方向変位運動および屈曲変位運動を行い（強化
層基準）、すなわち前記運動の往復運動を煤返す。

これらの反覆運動は、強化用の輪と強化層との間の区域
のゴム材料の亀裂の原因となる。この亀裂が大きくなっ
たときに、強化層はゴム壁から分離し、この強化層は半
径方向に動くようになる。外側の強化用の輪の変位量（
強化層基準）が内側の強化用の論の変位量（強化層基準
）と異なるために、或外側の強化用の論とその隣りの外
側の強化用のの間の区域の近くの強化層は外側に移動し
、この移動が膨張（ｓｗｅｌｌｉｎｇ）の原因となる。
一方、本発明に係るホースでは、一群の強化用の輪は互
いに勅方向に所定の間隔をおいて配置されており、（オ
ーバーラップしていない）、したがって、ホースが曲げ
られたときに、或一群の強化用の輪とその隣りの一群の
強化用の論との間の区域がヒンジの役割を果す。

それゆえに、本願発明のホースが曲げられたときには、
強化用の輪自体の変位量（強化層基準）は非常に小さく
、したがって、強化用の論と強化層との間の区域の可榛
・性材料に亀裂が生じる機会は非常に少ないのである。
しかして、強化用の輪と強化層との間の区域において可
擬性材料中に亀裂が生じた場合においても、この亀裂が
、或一群の強化用の論とその隣りの一群の強化用の輪と
の間の区域の方にひろがることはあり得ない。なぜなら
ば、これらの区域では弾性材料が強化用の論によって乱
されることがなく、したがって該弾性材料は、より剛性
度の大きい強化層の屈曲形状に容易に適合できるので、
これらの区域の該弾性材料中に残る応力の値は“亀裂拡
大をもたらす応力値”よりはるかに小さいからである。
この結果として、本発明に係るホースでは、強化層の外
側の膨張は全く起らない。本発明に係るホースが前記の
公知ホースと異なる点を要約すれば次の通りである。

本発明のホ−スでは、強化用の輪が、ホースの中心軸と
一致する中央軸を有する複数の群の強化用の論として、
たがいに軸方向に或間隔をおいて配置されている。そし
て各群の強化用の論の少なくとも１つは強化層の外側に
配置されており、かつ、各群のなかの別の輪（１または
それ以上）は強化層の内側に配置される。この構造は、
前記の公知ホースの構造に比して、前記の如く予想外に
大きな効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１および第２図は、本発明のホースの具体例の上半分
の縦方向の断面図をそれぞれ図示する。 第３図は、第２図示す具体例の強化用の論の配列の拡大
図である。第４図および第５図は、本発明のホースの一
部の基本的構造を示した略式縦断面図である。第６図は
公知ホースの１例の略式縦断面図である。３・・…・可
嬢性材料層（すなわち該材料からなる壁部）；７・・・
・・・強化層；８・・・・・・強化用の輪の群：９，１
０，１２，１３…・・・強化用の論；ａ・・・・・・可
榛・性材料層（すなわち該材料からなる壁部）；ｂおよ
びｘ・・・…強化層：ｄ・・・…強化用の論の群；ｅ，
ｆ，ｖおよびｗ・・・・・・強化用の論。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 可撓性材料（例えばゴム）の壁と、該壁の内部に配
   列されたコード材料からなる強化層７と、ホースの中心
   軸に一致する中心を有する強化用の輪９，１０、又は１
   ２，１３からなる輪の群８とを有し、これらの強化用の
   輪の各群８は軸方向に相互に間隔をおいて配置され、か
   つ該輪の各群８は少なくとも二個の強化用の輪９，１０
   、又は１２，１３からなり、各群８の中の強化用の輪９
   ，１０、又は１２，１３は、その中心軸に直角の方向の
   該強化用の輪の対称面が相互に重なり合うように配列さ
   れ、各群８の少なくとも一個の強化用の輪１０又は１３
   は該強化層７の外側に配置されており、そして各群の少
   なくとも一個の強化用の輪９又は１２は該強化層７の内
   側に配置されていることを特徴とする加圧媒体の輸送用
   の可撓性ホース。