説明

強化フレキシブルPVCホースの製造方法

【課題】流体によって誘起されるトルクを排除できる強化フレキシブルPVCホースの提供。
【解決手段】a)PVC管状内層2を実現し、b)該管状内層2の外表面上に、トリコットタイプの鎖編み目から成る鎖編みタイプの強化材3の単層を形成し、c)強化材層3上にPVCの外層6を重ね合わせるステップから成り、該編み目の行4および列5がそれぞれの縦方向ピッチと傾斜角とを有するらせんであり、これらの傾斜角が縦方向軸Yに関して互いに相対している方法において、編み目の列5の縦方向ピッチが内層2の外径の2乗に比例し、また、編み目の行4および列5が、異なった傾斜角を有し、内層2の外形の全ての値において、これらの傾斜角の和が一定で、90°に等しいかまたはこれよりもわずかに小さく、編み目のらせん状のスレッドを解くことにより生じる回転に効果的に対照する方式で、ホースの内部圧力により生じるトルクを排除する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ファブリック製の管状ブレードを有する、PVC製のフレキシブルホースの製造方法に関する。このホースは、灌漑の分野、または開回路もしくは閉回路による加圧流体の搬送の分野において使用できる。
【背景技術】
【0002】
従来のタイプのフレキシブルホースは、一般に、プラスチックまたはゴム製の第一の管状内層から成り、該内層の上に管状ファブリックが巻かれ、前記フレキシブルホースの耐圧性を向上させ、変形を減少させ、かつ性能を向上させるようになっている。
【0003】
もっとも普及しかつもっとも適当な従来のホースの一つは、いわゆる"メッシュ強化"タイプのものである。このタイプのホースにおいては、管状の強化ファブリックが、平行かつ等間隔の行となるようにフレキシブルホースにらせん状に巻かれた一連のスレッドと、同様に平行かつ等間隔の列に沿って重ねられた同数の横断方向のスレッドとから構成される。これらのスレッドはホースの軸に関して対称に配置され、ひし形のセルを有するメッシュを形成するようになっている。プラスチック内層の外表面を包囲するこのファブリックは、次に、プラスチックまたはゴム製のさらなる外層によって被覆される。この外層は、必ずしも透明である必要はないが、普通は透明であり、メッシュファブリックをフレキシブルホースに固定し、かつこのホースを保護する。このタイプのブレードの場合、フレキシブルホースはブレードを有しないホースに比して高圧に耐えるのに適しており、またホースの変形を小さくするのに適している。織り方が非伸長タイプであるため、内層の変形が防がれるからである。
【0004】
前記メッシュ強化ホースの欠点は、柔軟性が割合に小さいということである。すなわち、このホースで実現しうる曲げ半径は、ニットホースの場合のそれに比してかなり大きい。
【0005】
もう一つの従来型のフレキシブルホースは、ホースの外側部分を包囲するブレードを、織らずに、編むことによって作るものである。
【0006】
本件と同一出願人によるEP−A−0 527 512号明細書には、独特のニット強化材を備えたホースが開示されている。この強化材においては、それぞれの編み目が、かどに編み合わされるフィラメントによって台形状のループとなるように形作られる。このタイプのニット強化材は、類似のニットフレキシブルホースに比して、ホースをより強化する、という長所を有する。
【0007】
公知のように、編み地は特殊な生地(weaving)である。編み地は、多少なりとも複雑なターン(ループあるいはベーシックステッチとも呼ばれる)によって相互連結される一つ以上のスレッドによって得られる。このターンが編み地に大きな弾性を与える。
【0008】
いわゆる鎖編みは、一連の相互に平行なスレッドによって構成される。これらのスレッドは、複数のスプールによって供給され、よこ方向と鎖方向とのどちらにおいてもからみ合う同数の編み目の列が形成されるように湾曲させられる。これらのスレッドの編み合わせによって、一連の、編み目の横方向の行と、一連の、編み目または畝の縦方向の列とが形成される。
【0009】
もっとも普通の市販のフレキシブルホースの一つは、編み方がトリコット鎖タイプのものである。トリコット鎖タイプというのは、各スレッドに、右側に一つ以上のスレッドを、左側に一つ以上のスレッドを編み合わせることによって、編み目が形成されるような編み方を意味する。
【0010】
トリコット編み地は、周知のように圧力増大によりホース径が増大すると降伏するので、この編み地を備えたフレキシブルホースは柔軟性が大きい。しかし、編み地特にトリコット編み地の欠点は、圧力が増大すると、ホースが、ホース内を圧力下で流れる流体によるねじり効果にさらされる、ということである。これは、編み目の行のらせん配置による。この配置は、実質的に縦方向の列の配置と異なり、ホースに、釣り合わない反作用特にトルクを生じる。
【0011】
本件と同一出願人によるEP−A−0 623 776号明細書には、ホースが開示してあり、このホースは、内側から外側へ、外表面を有するプラスチックまたはゴムの内層、鎖編み部品であって、編み目の行と列を有し、管状の形であって、前記内層の外表面の回りに一層に巻かれている鎖編み部品、外側の編み目保護層、を有し、編み目の行と列がホースの縦方向軸に対して、実質的に同じ傾斜角だけ互いに反対方向に傾斜していて、ホース内の圧力負荷によって生じるトルクの効果を排除するようになっている。
【0012】
この先行特許は、ニット強化部品のいろいろなパラメータ、たとえばピッチ、傾斜角、および単位長さあたりのスレッド数、の間の関係を与えておらず、またこれらと内層の寸法パラメータとの関係も与えていない。したがって、関与パラメータが多く、またこれらの可能な組合せが多数存在するため、当業者は、意図する結果を確実に実現するため、あるいは少なくともホースの坑トルク効果を最適化するために必要な情報のすべては得ていない、ということになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明の目的は、前記の欠点を排除することである。
【0014】
本発明のもう一つの目的は、たとえば、柔軟性を損なうことなくまた耐圧特性を低下させることなく、流体の圧力によって編み地に生じるトルクを排除するために、ブレードおよび内層のいろいろなパラメータの間の関係を与えることである。
【課題を解決するための手段】
【0015】
この目的および以下で明らかになる他の目的は、本発明によるフレキシブルホースの製造方法によって実現される。本発明のフレキシブルホースの製造方法は、請求項1の内容によれば、強化フレキシブルPVCホースを製造する方法であって、a)12.5mmから37mmの範囲の外径(φo)および縦方向軸(Y)を有する少なくともひとつのPVC管状内層(2)を実現し、b)少なくともひとつの該管状内層(2)の外表面上に、トリコットタイプの鎖編み目から成る鎖編みタイプの強化材(3)の管状の単層を該内層と同軸上に形成し、該鎖編みタイプの強化材(3)が、縦方向の単位長さあたりの編み目数(Nm)を有する、実質的に平行な編み目の行(4)と、縦方向の単位長さあたりの編み目数(Nr)を有する、実質的に平行な編み目の列(5)とを有し、c)強化材層(3)上にPVCの外層(6)を該強化材層の保護の為に重ね合わせる、ステップから成り、該編み目の行(4)および該編み目の列(5)がそれぞれの縦方向ピッチ(Pm、Pr)と傾斜角(α、β)とを有する実質的ならせんであり、これらの傾斜角が縦方向軸(Y)に関して互いに相対している、方法において、下記の式に基づいて、該編み目の列(5)の縦方向ピッチ(Pr)が該内層(2)の外径(φo)の2乗に実質的に比例し: Pr=K(φo2 ここで、Kは0.35〜0.50mm-1の範囲にあり、また、実質的にらせん状の編み目の該行(4)および該列(5)が、異なった傾斜角(α、β)を有し、該内層(2)の外径(φo)の全ての値において、これらの傾斜角の和が実質的に一定で、90°に等しいかまたはこれよりもわずかに小さく、編み目のらせん状のスレッドを解くことにより生じる回転に効果的に対照するそのような方式で、ホースの内部圧力により生じるトルクを排除することを特徴とする方法である。
【0016】
ここでの意外な発見によれば、流体の内部圧力によって誘起されるトルクを排除するためには、編み目の列のピッチは内径の増大とともに増大しなければならないが、編み目のらせんスレッドのコイルの解けによって誘起される回転に有効に対抗するためには、線形関係ではなく、2乗関係で増大しなければならない。
【0017】
同時に、編み目の行の縦方向ピッチは、実質的に一定に保つことができ、内層の外径には無関係とすることができる。
【0018】
好ましくは、ホースの単位長さあたりの編み目の列の数は内層の外径に直接比例する。
【0019】
本発明のさらなる特徴と利点は、添付の図面に単なる非限定例として示す本発明の好ましい実施態様に関する以下の説明により明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
添付の図面において、本発明によるフレキシブルホースの全体を参照番号1で示す。このフレキシブルホースは、PVCで作られた内層2から成る。内層2は、実質的に管状である。内層2は、フレキシブルホースの軸と一致する縦方向軸Y、内径φiの内表面、および直径φoの外表面を有する。
【0021】
参照番号3で全体を示す鎖編み部品は、内層2を覆うように編まれている。この部品3は、実質的にらせん状の編み目の行4と、やはり実質的にらせん状の編み目の列5とから成る。編み目の行4のそれぞれは互いに平行で、図2のホース10の軸Yに対して傾斜角αを有する。編み目の列5は軸Yに対して傾斜角βを有するが、行4とは傾斜の向きが逆である。
【0022】
前記の行および列は、それぞれの縦方向ピッチPmおよびPrを有する。さらに、行または編み目の単位長さ(100mm)あたりの列の数(linear count or number)は、それぞれNmおよびNrである。
【0023】
すでに知られているように、ブレード3が巻かれる内層2の外径φoが増大すると、トルクを抑制しうるためには列のピッチを増大させる必要がある。しかしこれまで、これらのパラメータの間の正確な関係は明確にされていなかった。試験と実験により、意外なことに、これらのパラメータの間の関係は線形ではなく、2乗の関係であるということが確認できた。
【0024】
すなわち、この関係は次の一般式で表すことができる。
r=Kφ2 (1)
この式で、パラメータKは材料と使用する計測単位とに依存する。
PVCの場合、すべてのパラメータをmm単位で表すと、式(1)の定数Kは一般に0.35〜0.50mm-1の範囲にあり、好ましくは、大体0.45mm-1に等しい。
【0025】
図1のホースのニット強化材はトリコットタイプの鎖編み目から成るということに注意する。これらの編み目は、いわゆる編み機によってホース上に直接形成させることができる。この編み機は市販されており、この編み機による編み目形成法は周知である。
【0026】
ホースの軸Yに関して傾斜し、交差しているこの構成により、たとえば実質的に縦方向の列を有する通常の鎖編み目の場合にホースに発生するトルクが打ち消される。これに対して、列を縦方向でなく横断方向に配置することにより、らせん形の行5のコイル巻きによって発生する回転力成分が打ち消される。
【0027】
このタイプの編み地により、編み目の列と行によって発生する力が釣り合って、相殺するにいたる。したがって、ホース1は、ホース内の流体の圧力によって誘起されるトルクに対して相当に鈍感になる。
【0028】
一方、編み目の行の縦方向ピッチPmは実質的に一定に保つことができ、内層の外径φoに無関係であるということに注意する。
さらに、ホースの単位長さあたりの編み目の列の数Nrは実質的に直接に外径φoに比例する。
【0029】
角αとβは一般に異なっているが、これらの角の和は、内層2の外径φoの値が変化しても、大体一定で、90°に等しいかまたはこれよりもわずかに小さい。
【0030】
特に、観察結果によれば、編み目5の列の傾斜角βは、実質的に、内層2の外径φoの平方根に比例する。
【0031】
外径φoの値として12〜37mm、内径φiの値として10〜32mmを使用した場合、観察結果によれば、単位長さあたりの行の数Nmは実質的に一定で、100mmあたり30〜40行の範囲にあり、平均値は100mmあたり35行である。
【0032】
同じ条件の場合、単位長さあたりの列の数Nrは、実質的に、内層2の外径φoに比例し、100mmあたり10〜16行の範囲にある。
【0033】
本発明の実施例の前記パラメータを、下記の表Iにまとめる。また、これらのパラメータの大部分を図3のグラフに示す。
【表1】

【0034】
最後に、PVC製の外層6は、他のすべての公知のフレキシブルホース構造物で行われるように、前記のようなホース表面上に形成される鎖編み地を固定する。
【0035】
編み目の列と行の傾斜角は、ホースの材料、ホースの直径、編み地のタイプ、スプールの数、行と列のピッチ、ならびにスレッドのタイプおよび/または番手に応じて、前記の値をわずかに変更することができる、ということに注意することが重要である。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明による方法により製造されたフレキシブルホースの部分図である。
【図2】図1のホースの断面図である。
【図3】本発明の強化ブレードの鎖編みの主要パラメータを、内層の外径に対して示すグラフである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
強化フレキシブルPVCホースを製造する方法であって、
a)12.5mmから37mmの範囲の外径(φo)および縦方向軸(Y)を有する少なくともひとつのPVC管状内層(2)を実現し、
b)少なくともひとつの該管状内層(2)の外表面上に、トリコットタイプの鎖編み目から成る鎖編みタイプの強化材(3)の管状の単層を該内層と同軸上に形成し、該鎖編みタイプの強化材(3)が、縦方向の単位長さあたりの編み目数(Nm)を有する、実質的に平行な編み目の行(4)と、縦方向の単位長さあたりの編み目数(Nr)を有する、実質的に平行な編み目の列(5)とを有し、
c)強化材層(3)上にPVCの外層(6)を該強化材層の保護の為に重ね合わせる、
ステップから成り、
該編み目の行(4)および該編み目の列(5)がそれぞれの縦方向ピッチ(Pm、Pr)と傾斜角(α、β)とを有する実質的ならせんであり、これらの傾斜角が縦方向軸(Y)に関して互いに相対している、
方法において、
下記の式に基づいて、該編み目の列(5)の縦方向ピッチ(Pr)が該内層(2)の外径(φo)の2乗に実質的に比例し:
r=K(φo2
ここで、Kは0.35〜0.50mm-1の範囲にあり、
また、実質的にらせん状の編み目の該行(4)および該列(5)が、異なった傾斜角(α、β)を有し、該内層(2)の外径(φo)の全ての値において、これらの傾斜角の和が実質的に一定で、90°に等しいかまたはこれよりもわずかに小さく、
編み目のらせん状のスレッドを解くことにより生じる回転に効果的に対照するそのような方式で、ホースの内部圧力により生じるトルクを排除することを特徴とする方法。
【請求項2】
請求項1に記載の方法により製造された強化フレキシブルPVCホース。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2010−100062(P2010−100062A)
【公開日】平成22年5月6日(2010.5.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−285076(P2009−285076)
【出願日】平成21年12月16日(2009.12.16)
【分割の表示】特願平9−539488の分割
【原出願日】平成9年4月25日(1997.4.25)
【出願人】(502120550)
【Fターム(参考)】