JPS638348B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ホースの連続的製造方法に関する。
さらに詳しく述べると、本発明は、金属補強材層
が組み込まれているホースの連続的製造方法に関
する。本発明のホースは、いろいろな用途を有し
ているものの、広範囲にそれを使用することので
きる用途の１つは、例えば、農業及び建設機械の
油圧系統において用いられる圧媒油の搬送であ
る。

近来になつて、例えば“Dacron”（商標）とし
て知られているポリエチレンテレフタレートポリ
エステル繊維のような繊維材料を補強材層として
使用することが熱可塑性ホース工業の分野におい
て具現されている。さらに最近になつて、例えば
“Kevlar”（商標）のような芳香族ポリアミドも
補強材層として熱可塑性ホースに用いられてい
る。補強材層は、それが用いられているホースに
強度と耐破裂力とを付与することができる。今望
まれていることは、実質的な捩り抵抗性をホース
に付与しかつ望ましい補強作用を呈している間に
もまだ十分に可撓性であるような補強材層を提供
することである。

多数のいろいろなタイプのホース構造物が多年
にわたつて開発されている。これらのホース構造
物は、それぞれ、いろいろな望ましい特徴を有し
ておりかつ広範囲の材料を使用している。さら
に、コアチユーブの外面に補強材層を結合させる
ために多数のいろいろな技法が利用されている。
最近の一例として、例えば、米国特許第3944453
号をあげることができる（補強材層とコアチユー
ブが機械的にかみ合わさつている）。しかしなが
ら、この米国特許に教示されている技法の場合、
特別に熱的に形成及び溶融させた結合層を使用す
ることが必要である。

機械的にかみ合わさつているタイプのものであ
つて先と同じように特別な層を使用することが必
要である補強熱可塑性ホースのもう１つの例をあ
げると、それは、米国特許第3945867号である。

繊維補強材タイプの熱可塑性ホースとならん
で、金属又は鋼線の補強材を有しているようなゴ
ムホースも提案されている。鋼線入りゴムホース
を教示しているものは、例えば、米国特許第
3776794号である。ここでは、最初に、内部マン
ドレルによつてコアチユーブを支承しておかなけ
ればならず、また、その後でチユーブを硬化させ
なければならない。

ある例では、例えば熱可塑性材料のようなゴム
以外の材料から構成されているコアチユープの上
方に金属の補強材が設けられている。しかしなが
ら、このような場合、結合層は不存在であるかも
しくは存在していても非常に貧弱である。

本発明の目的は、先に述べたようなホースの次
点を解消すること、すなわち、金属の補強材が熱
可塑性コアチユーブに機械的にかみ合わさつてお
りかつ有利なことにカバーにもかみ合わさつてい
るようなホースの製法を提供することにある。

本発明に従うと、熱可塑性材料からなるコアチ
ユーブを先ず形成する。次いで、この熱可塑性コ
アチユーブの外面に金属補強材を施して間〓のあ
る金属補強材層を形成する。ここで、“間〓”と
は、以下の記載から明らかな通り、コアチユーブ
の外面に編組又はスパイラル捲てん等により金属
補強材を施す場合に形成される小さな開口、すな
わち、スペースを指す。次いで、金属補強材層を
誘導加熱によつて加熱してその層に接する前記コ
アチユーブの外面の限られた部分（すなわち、金
属補強材層が被覆している部分）を局部的に加熱
及び軟化させる。すると、コアチユーブの外面の
この軟化部分が補強材層の間〓に移行する。その
後、コアチユーブの移行の行なわれた部分を冷却
すると、一様な、すなわち、溶剤を含まない、機
械的なかみ合わせがコアチユーブと補強材との間
で生成する。複合構造物の結合性（一体性）を保
持する働きを有しているこのような改良されたか
み合わせは、捩り抵抗性及び油圧衝撃条件下にお
ける良好な性能をもたらすという長所を有してい
る。さらに、このコアチユーブにその材料との相
容性を具えている熱可塑性カバー材料を被覆する
場合、押出成形されたカバーからの熱によつて移
行部分が軟化せしめられ、よつて、カバー及び移
行部分間の融着がひきおこされる。

引き続いて、本発明の構成及び効果等を以下に
詳しく記載する。これらの詳細な記載から、先に
述べた以外の本発明の目的及び利点がより明りよ
うになるであろう。

先ず、添付の図面に示されている代表的な態様
に関して本発明を説明する。

第１図に示されている斜視図において、参照番
号１０は、コア１１、補強材１２及びカバー１３
という３種類の常用の成分からなるホースを一般
的に指している。

補強材１２は、１４（第３図参照）で一般的に
表わされている編組機又はスパイラル捲てん機に
よつてコアチユーブに施すのが有利である。添付
の略示図（第２図参照）において、多数の間〓１
６を形成するような手法に従い編組機又は捲てん
機の金属線１５によつて補強材１２が製造されて
いる。編組機を利用した場合、１本の金属線が他
方のそれの上に交錯し、また、スパイラル捲てん
機を利用した場合、各組の金属線が同じ層上に巻
き付けられる。いずれにしても、多数の間〓１６
が作られることには変りがない。

第３図に示されるように、補強されたコアチユ
ーブ１１は、編組機１４を出た後、１７で示され
る一般的な加熱コイル内を貫通する。加熱コイル
１７は先ず金属線からなる補強材１２（第２図参
照）を加熱し、そしてこの加熱された補強材１２
がその下方に位置するコアチユーブ１１の外面の
限られた部分を局部的に加熱し、そしてこれを軟
化させる。この軟化せるコアチユーブは、以下に
説明する通り、金属補強材１２の間〓１６に移行
する。

第４図（図面を明りようにしかつ理解を容易な
らしめるために１つの金属線層のみが示されてい
る）を参照すると、コアチユーブ１１から多数の
突起１８が突出していてこれらの突起はさらに補
強材層１２のいろいろな編物又はリボン間に存在
する間〓中に入り込んでいることが判るであろ
う。第５図において認められるように、編物（番
号１５で一般的に表わされている）は、多数のス
トランド１９から作られている……突起１８は、
先に移行部と呼称したものである……。この第５
図を検討すれば、補強材の部分はそれぞれ通常２
つの金属線層、すなわち、ストランド１９、を有
するであろうということ、そして、このことは編
組又はスパイラル捲てんのいずれかを使すること
には無関係であるということが理解されるであろ
う。ここで、“２つの金属線層”とは、編組を使
用する場合、一組の金属線の上にもう一組の金属
線が重なつていわば金属線層が２つ重なつた状態
となること、また、スパイラル捲てんを使用する
場合、捲てん方向を異にする２組の金属線同志が
重なり合つて同じく２つの重なり合つた金属線層
を形成すること、を意味する。すなわち、金属線
補強材の断面が２層構造となることを意味する。
なお、この断面構造はホースの平面図である第５
図では認めることができない。

第６図において、補強されたコアチユーブ１１
の上方にカバー１３が被覆されたものが示されて
いる。通常の場合、編組又はスパイラル捲てんが
行なわれた個所から物理的に離れた位置において
補強コアチユーブ上にカバーを押出成形する。加
熱（17で行なう）は、編組又はスパイラル捲てん
にすぐに続けて実施してもよくあるいはそれから
一定の時間をおいて、但し一貫して実施してもよ
く、さもなければ、場合によつて、物理的に離れ
た位置において実施してもよい。さらにまた、コ
アチユーブ上にカバーを取り付けた後もしくはそ
れと同時に加熱工程を実施してもよい。さらにま
た、第８図において１２及び１１２で示されてい
るように補強材部を複数で使用してもよい。この
ような場合には、コアチユーブに第１の部分を施
してそれを前述のように加熱し、よつて、突起１
８を形成させ、その後、番号１１１で示される熱
可塑性材料のフイルム又はシートを施し、そして
番号１１２で示されるもう１つの編組又はスパイ
ラル捲てん部分（第２補強材部）を先のフイルム
又はシート上に施し、そしてさらに加熱を実施し
て突起１１８を形成させる。なお、このような場
合に、コアチユーブ材料との相容性を熱可塑性材
料のフイルム又はシート１１１が有していなけれ
ばならない（すなわち、フイルム又はシート１１
１はコアチユーブ材料と融着し得るものでなけれ
ばならない）。

第７図において、ストランド１９の上下が特に
選らんで拡大して示されている。番号１８は、被
覆カバー１３と組み合わさつて存在している機械
的なかみ合わせがいかなるものであるかを示して
いる。先に述べたように、コアチユーブの材料と
カバーのそれとが相容性を有している場合、これ
らの２種類の材料を互いに融着せしめることがで
きる。本発明を実施する場合には、このような材
料としていろいろな材料を使用することができ
る。例えば、コアチユーブ１１に用いられる熱可
塑性材料はポリエステルエラストマー、例えばデ
ユポン社（E.I.duPont deNemours＆Company、
Inc.）製の“Hytrel”であつてもよい。カバーに
もこれと同じ材料を使用してもよく、さもなけれ
ば、場合によつて、コアチユーブ又はカバーの一
方もしくはそれらの両方にポリウレタン又はポリ
アミド材料を使用してもよい。

次に、下記の実施例によつて本発明を説明す
る。

例 １ コアチユーブは、呼称1/2インチの直径及び
0.050インチの肉厚を有している熱可塑性材料
（Hytrel）であつた。このコアチユーブに、1.385
のリード線を使用した12ミル黄銅被覆鋼線（編物
１個につき７本のストランド）を編組した。この
ようにして編組したコアチユーブ（比較的に微細
な間〓を有する）を周波数約300〜400kHz、パワ
ーセツテイング95及びグリツドセツテイング67で
運転しているLepel2.5kW誘導加熱機内を貫通さ
せた。コイルのデザインは、巻き数10 1/2（内径
１ 1/4インチで巻き取り）であつた。このコイル
自体は、“テフロン”（デユポン社商標）を被覆し
た銅管（直径3/16インチ）であり、その内部は80
〓（約26.7℃）の脱イオン水によつて閉回路で冷
却されていた。二成分系ホースを８フイート／分
の送り速度で誘導加熱機内を案内し、そして、ゆ
つくりと空気を放出させながら、空気（約30プサ
イの圧力）を用いて内部的に加圧した。誘導加熱
機から補強チユーブを取り出したのに続いてその
チユーブを空気冷却し、そして肉厚0.030インチ
及び硬さ80Åのポリウレタンカバーを施した。冷
却の結果、よく結合した複合ホース構造物が得ら
れた。この構造物は、十分な可撓性を有してお
り、屈曲させても捩れず、そして油圧衝撃条件
下、すなわち、S.A.E.J517、においても良好な性
能を保有していた。このホースは、軽量であるこ
とに加えて、製造コストに関しても経済的であ
り、また、S.A.E.100R1で要求されている性能を
はるかに上廻る性能を有していた。さらに、かみ
合わせも達成されたので、“フレアの形成”、すな
わち、得られたホースを接続に供するために切断
した時にその切断鋼線が放射状に外側に広がるこ
と（これがあると継手又はコネクタの取り付けが
妨害される）、を著しく有利に防止することがで
きた。継手は、ホースの外径に取り付けるように
出来ているのが一般的であり、したがつて、フレ
アが形成されるとホースの容易な組立てが妨害さ
れることは明らかである。

例 ２ 呼称3/8インチの直径及び0.045インチの肉厚を
有しているHytrel製熱可塑性コアチユーブを用
意した点を除いて前記例１に記載の手法を繰り返
した。本例において完成されたホースは、0.385
インチの内径及び0.580インチの外径を有してい
た。前記例１と同じタイプの補強材を施した。前
記例１と同じタイプの誘導加熱機を使用すること
を通じてかみ合わせを達成した。しかしながら、
本例の場合、処理条件として14フイート／分の送
り速度、50プサイの内圧（ゆつくりと空気を放
出）、100のパワーセツテイング及び64のグリツド
セツテイングを適用してこのかみ合わせを達成し
た。その後、前記例１に記載のようにして厚さ
0.030インチのカバーを被覆した。本例において
得られた複合ホースは、前記例１のそれに等しく
かつ十分に満足すべきものであつた。

本発明を実施する場合、先にも述べたようにい
ろいろな構成材料を使用してもよい。さらに詳し
く述べると、加熱によつて軟化及び溶融するよう
なすべての重合体に本発明を適用することができ
る。コア及びカバー材料として適当なものを列挙
すると、熱可塑性材料、例えば、ナイロン11、ナ
イロン12、ポリエステル（デユポン社製の
Hytrel）、ポリウレタン、そして加熱によつて溶
融しかつ引き続いて架橋結合を形成するような熱
架橋性重合体である。

本発明によると、１つ以上の層を一緒に融着さ
せたものからコアチユーブを形成してもよい。例
えば、コアチユーブの１番内側の層をそれに化学
的耐性を付与するために“Hytrel”（前出）から
調製してもよく、そして、その外側の層（第２
層）をそのチユーブに向上せしめられた可撓性を
付与しかつ材料コストの節約を達成するためにポ
リウレタンから調製してもよい。

補強材のタイプとしては、例えば、スパイラル
捲てん物、編組物及びその他の適当なタイプをあ
げることができ、そして、その構成材料として
は、例えば、先に述べたような黄銅被覆鋼線又は
その他の金属線、すなわち、所望とする強度をホ
ースに付与しかつ誘導加熱又はその他の加熱手
段、例えば接触電極等による抵抗加熱、によつて
加熱することができる金属線をあげることができ
る。いずれにしても、補強材の間〓に関連して突
起を形成させるため、コアチユーブ（さもなけれ
ば、複数の補強材を使用する場合にはフイルム又
はシート）の外面に隣接する部分に限つて加熱を
実施するるのが有利である。この加熱を誘導加熱
によつて達成する場合、その周波数を有利に、60
Hz〜約1MHzとすることができる（これとは対照
的に、誘電加熱を使用した場合には10MHzからマ
イクロ波領域までの周波数を使用しなければなら
ない）。

補強材層を加熱する際の程度は、コイルのデザ
イン、コイル内を貫通するホースの速度、加熱機
の出力レベル及び操作時の周波数に依存して有利
に調整することができる。本発明者らが確認した
ところによると、コアチユーブ内に冷却流体を案
内することによつて金属線又はその他の補強材か
らコアチユーブに達する熱量を調整することが特
に有利に可能であり、また、このようにすると、
同時にコアチユーブを内部的に支承することがで
きるのでそのチユーブにへこみが発生するのを予
防し得るという別の利点も得られる。先にも述べ
たように、これは、コアチユーブ内に圧縮空気を
装入しかつその圧力を保持する（コアチユーブの
下流側端部を絞つて圧縮空気が限られた状態でし
か“放出”されないようにすることによる）こと
によつて達成することができる。この結果、圧縮
空気の僅かな流れが生じ、過剰の熱が運び去られ
る。もしもこのようにしないと、コアチユーブの
局部的な歪みが発生し、したがつて、欠陥をもつ
た最終製品が得られるはずである。

本発明によつて製造される製品は、均質なコア
チユーブを有しており、また、このコアチユーブ
は、有利なことに、補強材層とかみ合わさつてい
る。ここで、“均質な”という用語は、特別な層
の使用を通じて従来達成されているかみ合わせの
タイプ、特に溶剤（通常の場合に少なくとも痕跡
量が残留するのでコアチユーブが均質でなくな
る）の使用を通じて達成されているかみ合わせ、
と本発明のそれとを区別するために用いられてい
る。

本発明方法に従うと、製造するのに経済的であ
りかつ使用上の信頼性が大である、熱可塑性コア
チユーブを有するホースを製造することができ
る。この方法は、単層のコアチユーブを使用する
にもかかわらず、従来技術のそれのように結合層
又は接着層を使用することが不必要である。この
単層のコアチユーブは、結合層又は接合層を使用
したホースに不可避の問題であるところの装置上
及び取り扱い上の問題を最低限度に抑えるばかり
でなく、必要に応じてそのコアチユーブを再生加
工することも可能にする。実際、コアチユーブに
それと材質を異にする付加的な層があつた場合、
その再生加工は従来不可能であつた。さらに、本
発明方法に従うと、結合層とコアチユーブとの間
の不完全な結合をとやかく言うことは不必要であ
り、したがつて、より信頼性の高いホースを得る
ことができる。ちなみに、コアチユーブと付加的
な層との間に非結合部分が存在する場合、たとえ
それが非常に僅かであつたとしてもホースの破損
が導びかれることは必至であつた。なぜなら、ホ
ースがその使用中にさらされる屈曲、衝撃及び温
度循環の間にこれらの非結合部分が拡大したから
である。

さらに、本発明方法に従うと、チユーブの表面
部分のうち金属補強材と接する部分の局部的な加
熱のみを行なう方向で、誘導加熱機を用いてコア
チユーブを加熱することができる。このような加
熱方法のため、コアチユーブ全体を著しく加熱し
ないで、コアチユーブの表面のみを局部的に加熱
することが可能になり、したがつて、コアチユー
ブ及び金属補強材間の良好な結合を得ることがで
きる。その際に、コアチユーブ全体を加熱した場
合に発生が可能であつた、チユーブを構成する高
分子材料の性質の低下や寸法安定性のロスはもち
ろん不存在である。さらに、このような局部的な
加熱のため、従来のホースに比較して一段と広い
範囲の使用温度（サーヴイス温度）をホースに付
与することができる（ここでは、ホースの温度評
価を低下させるもとであるところの、溶融温度の
低い結合層を使用しないから）。さらに、本発明
方法に従うと、コアチユーブの表面部分のみを局
部的に加熱することから、マンドレルを使用しな
いでホースを製造することができる。

本発明は、特にその好ましい態様に関して詳細
に説明されているけれども、本発明の精神及び範
囲を逸脱しないかぎり細部におけるろいろな変更
を行ない得ることも理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のホースを断片的に示した斜
視図、第２図は、コアチユーブに補強材層を被覆
するための機械の一部を示した略示図、第３図
は、本発明を実施する際に用いられる装置の略示
図、第４図は、本発明方法に従つて製造されたホ
ースの一部を示した断面図、第５図は、第４図に
示したホースの外面の状態を示した平面図、第６
図は、上方にカバーが被覆されているホースの断
面図、第７図は、第６図に示したホースの拡大断
面図、そして第８図は、補強材層を二重としたホ
ースの断面図である。 図中、１０はホース、１１はコアチユーブ、１
２は補強材、１３はカバー、１４は編組機又はス
パイラル捲てん機、１５は金属線、１６は間〓、
１７は加熱コイル、１８は突起部（移行部）、１
９はストランド、１１１は熱可塑性材料のフイル
ム又はシート、１１２は第２補強材、そして１１
８は突起である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ホースを連続的に製造する方法であつて、下
   記の工程： 熱可塑性材料からなるコアチユーブを形成する
   こと、 前記コアチユーブの外面に金属補強材を施して
   間〓のある金属補強材層を形成すること、 前記金属補強材層を誘導加熱によつて加熱して
   その層に接する前記コアチユーブの外面の限られ
   た部分を局部的に加熱及び軟化させ、よつて、そ
   の軟化部分を前記金属補強材層の間〓に移行させ
   ること、 前記コアチユーブ外面の限られた部分を冷却し
   て前記コアチユーブと前記金属補強材とを機械的
   にかみ合わせること、及び 前記補強コアチユーブ上に熱可塑性材料からな
   るカバーを押出成形してそれに融着させること、 を含んでなることを特徴とするホースの連続的製
   法。 ２ 60Hz〜1MHzの範囲に含まれる周波数で前記
   誘導加熱を実施する、特許請求の範囲第１項に記
   載の製法。