JP2005214219A - ホース口金装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ホースに、曲げ荷重、捩じり荷重等の外力が作用しても、ホースは損傷等しにくく、ホース寿命の向上を達成できるホース口金装置を提供する。
【解決手段】ゴムホース１の端部１ａを接続するためのホース口金装置である。ゴムホース１の端部１ａに挿入される内筒体６と、端部１ａに外嵌されると共にカシメ加工にて縮径して端部１ａを締付ける締付部７を有する外筒体８とを備える。外筒体８に、締付部７から反締付部側に伸びる外力受け部１０を形成した。
【選択図】図１

Description

この発明は、ホース口金装置に関するものである。

一般に、油圧ショベル等の建設機械は、図３に示すように、下部走行体５０と、上部旋回体５１と、この上部旋回体５１に連設される作業機５２とを備える。また、作業機５２は、上部旋回体５１から突設されるブーム５３と、このブーム５３に連結されるアーム５４と、このアーム５４に付設されるバケット５５等を有する。そして、ブーム５３はブーム用シリンダ機構５６の駆動にて揺動し、アーム５４はアーム用シリンダ機構５７の駆動にて揺動し、バケット５５はバケット用シリンダ機構５８の駆動にて揺動する。この際、各シリンダ機構は油圧にて駆動する。そのため、各シリンダ機構には油圧を供給するためのゴムホース（以下、単にホースと呼ぶ場合がある）が接続される。

また、各ホースは、ホース口金装置を使用してシリンダ機構等に接続される（例えば、特許文献１参照）。この場合のホース口金装置は図４に示すような構成とされる。すなわち、ホース口金装置６０は、挿入部６１がゴムホース６２の端部６３に挿入される内筒体６４と、ゴムホース６２の端部６３に外嵌されると共にカシメ加工にて縮径してこの端部６３を締付ける締付部６５を有する外筒体６６とを備える。なお、この種のゴムホースは、例えば、内ゴム層６７と、外ゴム層６８と、この内外ゴム層６７、６８間に介在される補強層６９とを備えたものが一般に使用される。
特開平８−７５０６７号公報（第２頁、図３）

ところが、上記のような構成のものでは、各シリンダ機構５６、５７、５８を駆動して作業機５２を揺動させれば、各ゴムホースは、その揺動のために、連結部、つまり締付部６５において、内圧に加え、曲げ荷重や捩じり荷重等の外力を受止することになる。このため、ホースはこれらの外力等に耐えられずに損傷するおそれがある。すなわち、上記したような従来のホース口金装置では、ホースの寿命は短く、ホースの交換を頻繁に行う必要があり、コスト高となると共に、交換作業期間中においてはこの建設機械による現場作業を行うことができなかった。

この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、ホースに、曲げ荷重、捩じり荷重等の外力が作用しても、ホースは損傷等しにくく、ホース寿命の向上を達成できるホース口金装置を提供することにある。

そこで請求項１のホース口金装置は、ゴムホース１の端部１ａを接続するためのホース口金装置であって、上記ゴムホース１の端部１ａに挿入される内筒体６と、この端部１ａに外嵌されると共にカシメ加工にて縮径してこの端部１ａを締付ける締付部７を有する外筒体８とを備え、上記外筒体８に、上記締付部７から反締付部側に伸びる外力受け部１０を形成したことを特徴としている。

上記請求項１のホース口金装置では、上記外筒体８に、上記締付部７から反締付部側に伸びる外力受け部１０を形成したので、締付部７でのゴムホース１の外力の作用が低減される。

請求項２のホース口金装置は、外力受け部１０の長さ寸法を、上記ゴムホース１の外径寸法をＤとしたときに０．４Ｄ以上としたことを特徴としている。

上記請求項２のホース口金装置では、外力受け部１０の長さ寸法を、上記ゴムホース１の外径寸法をＤとしたときに０．４Ｄ以上としたので、締付部７でのゴムホース１の外力の作用を確実に低減される。

請求項３のホース口金装置は、上記締付部７は内圧を受止すると共に、上記外力受け部１０は、曲げ荷重、及び捩じり荷重を受止することを特徴としている。

上記請求項３のホース口金装置では、上記外力受け部１０において、曲げ荷重、及び捩じり荷重を受止することになって、締付部７には内圧のみが作用して、曲げ荷重等の外力が作用しない。

請求項４のホース口金装置は、上記ゴムホース１は、内ゴム層２と、外ゴム層３と、この内外ゴム層２、３間に介在される補強層４とを備えたことを特徴としている。

上記請求項４のホース口金装置では、ゴムホース１としては、内ゴム層２と、外ゴム層３と、この内外ゴム層２、３間に介在される補強層４であるが、このようなゴムホース１であっても、締付部７での補強層４を保護することができる。

請求項１のホース口金装置によれば、締付部でのゴムホースの外力の作用が低減されるので、ホースの耐用寿命の向上を図ることができる。また、全体として簡単な構造であって、コスト高とならず、しかも生産性に優れる。

請求項２のホース口金装置によれば、締付部でのゴムホースの外力の作用を確実に低減されるので、ホースの耐用寿命の一層の向上を図ることができる。

請求項３のホース口金装置によれば、締付部には内圧のみが作用して、曲げ荷重等の外力が作用しない。このため、締付部においてホースに対して過大な外力が作用せず、締付部におけるホースの損傷等を確実の防止することができる。

請求項４のホース口金装置によれば、内ゴム層と、外ゴム層と、この内外ゴム層間に介在される補強層で構成されるゴムホースであっても、締付部において補強層に屈曲疲労等が起こらず、耐用寿命の大幅な向上を達成できる。

次に、この発明のホース口金装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１にこの発明のホース口金装置の断面図を示す。このホース口金装置は、ブルドーザや油圧ショベル等の建設機械の油圧機器に使用され、シリンダ機構等の動作部材の出入口のポートに接続されて、ゴムホース１の端部１ａを接続するためのものである。この場合のゴムホース１は、内ゴム層２と、外ゴム層３と、この内外ゴム層２、３の間に介在される補強層４とを備える。

そして、内ゴム層２には例えばＮＢＲ系ゴムが使用され、外ゴム層３には例えばＣＲ系ゴムが使用される。ここで、ＮＢＲとは、アクリロニトリルブタジエンゴムであり、アクリロトリルとブタジエンを共重合させて生成する耐油性ゴムの総称である。このため、ＮＢＲは優れた耐油性を有し、油圧ホース１の内ゴム層２に最適な材料となる。また、ＣＲとは、クロロプレンゴムであり、クロロプレンのゴム状重合体である。ＣＲは耐候性、耐油性のほか接着性、難燃性等の固有の特性があり、油圧ホースの外ゴム層３に最適な材料である。さらに、補強層４は、例えば、スチールワイヤ、ネット等にて構成される。従って、このように構成されたゴムホース１は可撓性を具備し、しかも、内外ゴム層２、３が耐油性に優れ、外ゴム層３が耐油性に加え難燃性等に優れるものとなって、油圧ホースとして最適のものとなっている。

ホース口金装置は、挿入部５がゴムホース１の端部１ａに挿入される内筒体６と、ゴムホース１の端部１ａに外嵌されると共にカシメ加工にて縮径してゴムホース１の端部１ａを締付ける締付部７を有する外筒体８とを備える。また、挿入部５の外周面には凹凸部９が設けられ、ゴムホース１の端部１ａからの内筒体６の抜け止めが構成されている。さらに、締付部７においては、ゴムホース１の外ゴム層３が剥離されている。

この場合、外筒体８に、締付部７から反締付部側に伸びる外力受け部１０を形成している。すなわち、締付部７から反締付部側に延長筒部１１を延設することによって、外力受け部１０を形成する。また、締付部７の内周面にも上記挿入部５の外周面の凹凸部９に対応して凹凸部１６が設けられている。なお、内筒体６にはその外周面に一対の周方向凸条部１２、１３が設けられ、この周方向凸条部１２、１３間に、外筒体８の一端部１４が嵌合している。また、内筒体６と外筒体８とはそれぞれ金属製である。

次にホース口金装置をゴムホース１との連結（接続）方法を説明する。まず図２に示すように、内筒体６に外筒体８を装着して、内筒体６と外筒体８とで、内筒体６の挿入部５の外周側に嵌合隙間１５を形成し、この嵌合隙間１５にゴムホース１の端部１ａを挿入する。この際、ゴムホース１の端部１ａの外ゴム層３を剥離しておく。そして、図示省略のかしめ工具にて外筒体８の凹凸部１６対応部位を縮径させて、締付部７を形成する。これによって、ゴムホース１の端部１ａにホース口金装置を装着することができる。また、外力受け部１０を構成する延長筒部１１を僅かに縮径させて、この延長筒部１１をゴムホース１に僅かな力で密着させる。

このように、上記外筒体８に上記締付部７から反締付部側に伸びる外力受け部１０を形成したので、締付部７でのゴムホース１の外力の作用が低減される。すなわち、上記外力受け部１０において、曲げ荷重、及び捩じり荷重を受止することになって、締付部７には内圧のみが作用して、曲げ荷重等の外力が作用しない。このため、締付部７においてホース１に対して過大な外力が作用せず、締付部７におけるホース１の損傷等を確実の防止することができる。特に、ゴムホース１が、内ゴム層２と、外ゴム層３と、この内外ゴム層２、３間に介在される補強層４であるので、締付部７における補強層４での屈曲疲労等の発生を防止でき、耐用寿命の一層の向上を達成できる。

ところで、外力受け部１０の長さ寸法Ｌとしては、ホース１の外径寸法をＤとしたときに、０．４Ｄ以上とするのが好ましい。ここで、外力受け部１０の長さ寸法Ｌとは、締付部７の端部からこの外筒体８の他端側開口端（内筒体６の反周方向凸部側の開口端）までの長さであって、ホース１の外周面に加圧させていない状態で接触している範囲の長さである。この場合、長さ寸法Ｌが０．４Ｄ未満では短過ぎて、曲げ荷重、及び捩じり荷重等の外力を十分受止することができず、このような外力が締付部７に作用することになる。このため、締付部７でのホース１の端部１ａが損傷しやすく、ホース１の寿命の低下を招くことになる。これに対して、外力受け部１０の長さ寸法Ｌを０．４Ｄ以上とすれば、締付部７でのゴムホース１の外力の作用を確実に低減され、ホース１の耐用寿命の一層の向上を図ることができる。

以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、外力受け部１０の長さ寸法Ｌとしては、上記実施の形態では、ホース１の外径寸法をＤとしたときに、０．４Ｄ以上としたが、過度に長過ぎれば、可撓性を示す範囲が短くなって、図３に示すような油圧ショベル等の建設機械に使用した場合に、作業機５２等の揺動にゴムホース１が追従しにくくなるおそれがある。このため、使用するホース１の材質、内外径寸法、長さ寸法等によって相違するが、０．５５Ｄ〜０．４５Ｄ程度が好ましい。

次に実施例を示す。この場合、第１実施例として、図５に示すように、歪ゲージＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６を貼り付けたゴムホース１の端部１ａに内筒体６を挿入すると共に、ゴムホース１の端部１ａに外筒体８を外嵌する。歪ゲージＳ１・・は、外ゴム層３を剥離して補強層（ワイヤ）４に貼り付けている。この際、第１歪ゲージＳ１から第５歪ゲージＳ５までを軸方向に沿って、図６に示すように、ピッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４で配置する。また、締付部７から第１歪ゲージＳ１までの寸法を１０ｍｍとする。さらに、第６歪ゲージＳ６は外筒体８から露出した位置に配置としている。そして、ゴムホース１としては外径寸法を３５．８ｍｍとすると共に、図７のａの寸法を８ｍｍとしている。ここで、寸法ａとは、外筒体８の端縁２２から歪ゲージ基台２３（図６参照）の端縁２３ａまでの寸法であり、また、この端縁２３ａから第５歪ゲージＳ５までの寸法ｂを２ｍｍとしている。

そして、図７に示すように、内筒体６の端部鍔部１９を固定部２０に固定具２１を介して固定して、ゴムホース１を湾曲させて各歪ゲージＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６の歪み量を測定した。この場合、ゴムホース１の湾曲半径（曲率半径）を１００ｍｍ、１６０ｍｍ、２２０ｍｍとして測定した。その結果を表１と図８に示す。表１の１ゲージとは第１歪ゲージＳ１であり、２ゲージとは第２歪ゲージＳ２であり、３ゲージとは第３歪ゲージＳ３であり、４ゲージとは第４歪ゲージＳ４であり、５ゲージとは第５歪ゲージＳ５であり、外歪とは、第６歪ゲージＳ６である。また、１ゲージの欄の「１０」は口金端からの距離（締付部７からの距離）が１０ｍｍであることを示し、２ゲージの欄の「１６」は口金端からの距離が１６ｍｍであることを示し、３ゲージの欄の「２０」は口金端からの距離が２０ｍｍであることを示し、４ゲージの欄の「２５」は口金端からの距離が２５ｍｍであることを示し、５ゲージの欄の「３０」は口金端からの距離が３０ｍｍであることを示している。

この表１と図８からわかるように、口金端からの距離が１６ｍｍから２０ｍｍの範囲で急激に歪みが小さくなっている。すなわち、口金端からの距離が１６ｍｍである場合では、ゴムホース１の外径寸法Ｄが３５．８ｍｍであるので、１６／３５．８＝０．４４７となり、口金端からの距離が２０ｍｍである場合では、２０／３５．８＝０．５５９となり、この口金端からの距離（締付部からの距離）を０．４Ｄ以上とするのが好ましいことがわかる。すなわち、歪みが図８における最大歪みの２０％を許容範囲の下限とみることができ、最も好ましいのは、最大歪みの１０％となる範囲であり、これは、口金端から１６ｍｍから２０ｍｍの範囲である。

さらに、第２実施例として、所定長さであって、外径３７．５ｍｍ、最高使用圧力３４．５ＭＰａの液圧用鋼線補強のゴムホース１の両端部に、それぞれ外力受け部１０を有さない口金装置、外力受け部１０の長さが０．１Ｄ、０．２Ｄ、０．３Ｄ、０．４Ｄ・・・となる口金装置を装着して、所定の振動回数で破損したか否かを判定した。すなわち、図９に示される揺動試験を行った。また、圧力（内圧）を３５０（ｋｇｆ／ｃｍ^２）×５２５（ｋｇｆ／ｃｍ^２）とし、油温を１２０℃とし、圧力サイクルを５０ｃｐｍとし、揺動サイクルを７ｃｐｍとした。

図９では、ゴムホース１を第１湾曲部３１（曲率半径Ｒ１が１８０ｍｍ）と第２湾曲部３２（曲率半径Ｒ２が１７０ｍｍ）とを有するように略Ｓの字状に湾曲させたαの状態と、このαの状態から所定の回転中心点Ｏを中心に揺動させたβの状態とに変位させるものである。この際の揺動半径Ｒ３は６９２ｍｍとされる。また、αの状態での口金装置３０ａ、３０ｂ間寸法Ａ１を８５３ｍｍとし、回転中心点Ｏから口金装置３０ａまでの寸法Ａ２を１６１ｍｍとし、基準面３３から口金装置３０ｂまでの寸法Ａ３を１４７ｍｍとする。また、βの状態での基準面３３から口金装置３０ａまでの寸法Ｂ１を７１６ｍｍとし、口金装置３０ａ、３０ｂ間寸法Ｂ２を２３２ｍｍとする。そして、βの状態では第１湾曲部３１の曲率半径Ｒ４を２００ｍｍとし、第２湾曲部３２の曲率半径Ｒ５を１８０ｍｍとする。

この揺動試験の結果、外力受け部１０を有さない口金装置、及び外力受け部１０の長さが０．１Ｄ、０．２Ｄ、０．３Ｄである口金装置を使用したものにおいて、ゴムホース１に破損が生じ、外力受け部１０の長さが０．４Ｄ以上のものでは、ゴムホース１に破損が生じなかった。

この発明のホース口金装置の実施形態を示す半截断面図である。 上記ホース口金装置のホース接続前の半截断面図である。 ホース口金装置を使用した建設機械の簡略図である。 従来のホース口金装置の断面図である。 第１実施例に使用するホース口金装置の簡略図である。 上記第１実施例に使用する歪ゲージの配置を示す簡略図である。 上記第１実施例の試験状態を示す簡略図である。 上記第１実施例の試験結果を示すグラフ図である。 第２実施例の試験状態を示す簡略図である。

符号の説明

１・・ゴムホース、１ａ・・端部、２・・内ゴム層、３・・外ゴム層、４・・補強層、６・・内筒体、７・・締付部、８・・外筒体、１０・・外力受け部

Claims (4)

1. ゴムホース（１）の端部（１ａ）を接続するためのホース口金装置であって、上記ゴムホース（１）の端部（１ａ）に挿入される内筒体（６）と、この端部（１ａ）に外嵌されると共にカシメ加工にて縮径してこの端部（１ａ）を締付ける締付部（７）を有する外筒体（８）とを備え、上記外筒体（８）に、上記締付部（７）から反締付部側に伸びる外力受け部（１０）を形成したことを特徴とするホース口金装置。
2. 外力受け部（１０）の長さ寸法を、上記ゴムホース（１）の外径寸法をＤとしたときに０．４Ｄ以上としたことを特徴とする請求項１のホース口金装置。
3. 上記締付部（７）は内圧を受止すると共に、上記外力受け部（１０）は、曲げ荷重、及び捩じり荷重を受止することを特徴とする請求項１又は請求項２のホース口金装置。
4. 上記ゴムホース（１）は、内ゴム層（２）と、外ゴム層（３）と、この内外ゴム層（２）（３）間に介在される補強層（４）とを備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかのホース口金装置。