JP2006292095A - 高圧ゴムホース - Google Patents

Abstract

【課題】ドッキングホースを含むテーパ管の構造を見直すことにより、配管ラインの途中部位に、鋼管等の強度・剛性に富むテーパ管を装備してサイズダウンする構造を採ることによる上述の不利を解消し、配管ラインの長大化やコストアップが抑制される、といった具合に高圧ゴムホースを改善させる。
【解決手段】肉厚の中間部に補強用螺旋ワイヤ２０及び螺旋状に巻回される繊維補強コード２２が埋込み配置されている高圧ゴムホースにおいて、
内部流路１２Ｒの断面積がホース長さに伴って変化するテーパ筒部１２ｔを有するとともに、前記補強用螺旋ワイヤ２０の配列ピッチＰが、前記テーパ筒部１２ｔの小径側から大径側に行くに従って狭められている。
【選択図】図１

Description

本発明は、肉厚の中間部に補強用螺旋ワイヤ及び螺旋状に巻回される繊維補強コードが埋込み配置されている高圧ゴムホースに関するものである。

上記の高圧ゴムホースは、高圧補強が必要なゴム製品或いは高圧ホースにおける基本的な構成要素として用いられることが多い。一例としては、コンクリートポンプ車のブームに取付けるドッキングホースとして用いられる。コンクリートポンプ車は、特許文献１において開示された公知のものであり、またドッキングホースは、特許文献２において開示されたもの（特許文献２では「ゴムホース１」と記載されている）である。

コンクリートポンプ車は、コンクリートミキサー車等から供給されるコンクリートを、昇降並びに旋回操作自在なブームに沿わせて延びる配管ラインに、車体に設置されたポンプによって加圧して送り込むことにより、配管ラインの先端部である先端ホースからコンクリートを広い範囲で、かつ、意図する箇所に供給できるように構成された建機の一つであり、ビルやマンション等の建設現場におけるコンクリート打設作業に欠かせないものである。

上記ポンプ車では、ポンプ吐出部の口径は高圧を発生すべくある程度大きなもの、即ち大径のものとなるが、先端ホースの吐出部の口径は、人為作業性を考慮した比較的小径のものとなる。この場合、配管ライン先端部のホース部分は全長に亘って極緩やか断面積が減少するテーパ状のフレキシブルなゴムホースを用いるのが望ましいが、そのようなゴムホースは製作が困難で高価なものとなるため、実際には一定径のゴムホースと鋼管製のテーパ管との組合わせにより、先端に行くに従って次第に実質的に径が細くなるホース部分が設定される。

具体的には、図５に示すように、ポンプ車Ａに装備される配管ラインＨは、ポンプ側となる大径の配管３１、ドッキングホース３２、テーパ管３３、及び先端ホース３４をこの順に接続連結して構成されている。内径寸法の一例としては、配管３１及びドッキングホース３２が内径５インチ、テーパ管３３は基端内径が５インチで、かつ、先端内径が４インチに、そして、先端ホース３４は内径が４インチにそれぞれ設定されている。

ホース部分としての向きが変更される箇所であるドッキングホース３２と、作業者が持って操作する部分である先端ホース３４については、可撓性を有するゴムホース（高圧ゴムホース）が用いられ、それ以外の部分には鋼管が用いられることが多い。つまり、口径をサイズダウンする機能は主として鋼管製のテーパ管３３が受け持つのであるが、サイズダウンによる生コン詰まりを防止して円滑な流れを確保するには、テーパ管３３をある程度長尺なものとする必要があり、それによって配管ラインＨとしての長大化やブームＢの長大化を招く傾向があった。

また、ゴム製であるドッキングホース３２には、ホースの折れや閉塞が生じないようにしながら、高圧に耐える強度と柔軟な可撓性とが要求されるので、それに対応すべく高価なものとならざるを得なかった。そして、ドッキングホース３２の生コン流れ方向の下流側にテーパ管３３が配備される構成では、テーパ管は鋼管製であってフレキシブル性（可撓性）は無いので、テーパ管前後のホース（ドッキングホース３２、先端ホース３４）にはより一層のフレキシブル性が要求されるので、それによってコストアップを招くとともに、ホースの折れや詰まりのおそれが生じる。加えて、鋼管製テーパ管がホース中間に存在することでブームの旋回や昇降、即ちブーム作動を阻害する要因となることから、配管ラインやブームを長くする必要があった。
特開平１１−１７２９１９号公報 特開平９−３１７９５７号公報

本発明の目的は、ドッキングホースを含むテーパ管の構造を見直すことにより、配管ライン先端部のホース部分の途中部位に、鋼管等の強度・剛性に富むテーパ管を装備してサイズダウンする構造を採ることによる上述の不利を解消し、配管ラインの長大化やコストアップが抑制される、といった具合に高圧ゴムホースを改善させる点にある。

請求項１に係る発明は、肉厚の中間部に補強用螺旋ワイヤ２０及び螺旋状に巻回される繊維補強コード２２が埋込み配置されている高圧ゴムホースにおいて、
内部流路１２Ｒの断面積がホース長さに伴って変化するテーパ筒部１２ｔを有するとともに、前記補強用螺旋ワイヤ２０の配列ピッチＰが、前記テーパ筒部１２ｔの小径側から大径側に行くに従って狭められていることを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の高圧ゴムホースにおいて、前記繊維補強コード２２の配列ピッチＱが、前記テーパ筒部１２ｔの大径側から小径側に行くに従って狭められていることを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の高圧ゴムホースにおいて、前記補強用螺旋ワイヤ２０と前記繊維補強コード２２とのうちのより内径側に配置されるものの内径側に形成される内面ゴム１７の肉厚が、前記テーパ筒部１２ｔの小径側から大径側に行くに従って薄くならないように設定されていることを特徴とするものである。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の高圧ゴムホースにおいて、前記テーパ筒部１２ｔの肉厚が、このテーパ筒部１２ｔの小径側から大径側に行くに従って薄くならないように設定されていることを特徴とするものである。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の高圧ゴムホースにおいて、前記補強用螺旋ワイヤ２０が硬鋼線で、かつ、前記繊維補強コード２２がスチールコード又はアラミド繊維でそれぞれ構成されていることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、補強用螺旋ワイヤの配列ピッチを大径側ほど密にする工夫により、従来ではドッキングホースとテーパ管との二部品で成る箇所を、テーパ筒部を有するドッキングホースの単品で構成できるので、配管ラインやブーム装置の小型化が行え、性能は同じとしながらコンクリートポンプ車の小型化を図れる等、およそ従来のテーパ管分の長さを短縮化することが可能になる。また、この二部品の一体化によってテーパの傾斜角を従来よりも緩くして、生コンの閉塞（詰まり）が生じ難くなる効果も得られる。また、部品点数削減によって、コストダウンが可能であるとか洗浄能率が高まるといった利点もある

その結果、テーパ管の構造を見直すことにより、高圧ゴムホースの途中部位に、鋼管等の強度・剛性に富むテーパ管を装備してサイズダウンする構造を採ることによる上述の不利（ホースとしての長大化やブームの長大化を招く傾向があるとかコストアップ）を解消し、高圧ゴムホースの長大化やコストアップが抑制されるように改善させることができるようになる効果が得られる。例えば、繊維補強コードが大径側ほど疎に巻かれているようなことがあっても、必要な強度が確保可能となる利点もある。

請求項２の発明によれば、補強コードを高圧ゴムホースの軸心に対する一定角度でテーパ部に巻付けることが可能であり、繊維補強コードをズレなく円滑に巻回させることが可能となる高圧ゴムホースを提供することができる。

請求項３の発明によれば、例えば、先細りテーパ筒であるドッキングホースにおいては、生コンの入り口側である大径側端の内面ゴムが早期に磨耗し易い傾向にあるので、その部分の内面ゴムの厚みを先端側よりも厚くして、どの部分における磨耗も等しい又はほぼ等しくなるようにすることができる、といった具合に、大径側ほど内面ゴム層が磨耗し易いことに対応でき、それによって耐久性向上や製品寿命の延命化を図ることが可能になった。

請求項４の発明によれば、内面ゴムの肉厚が、テーパ筒部の小径側から大径側に行くに従って厚くなるか、或いは厚み一定に設定されるから、大径側ほど内面が磨耗し易い使用形態に好適であるとともに、ホース強度の均一化や大径側ほど強くする構成も可能になる等、使用目的に応じた高圧ゴムホースを提供できる利点がある。

請求項５の発明によれば、補強用螺旋ワイヤの材料が硬鋼線で、かつ、繊維補強コードの材料がスチールコード又はアラミド繊維にそれぞれ設定されているので、補強繊維コードの伸びと荷重の関係が補強用螺旋ワイヤのそれとが比較的類似したものとなり、補強繊維コードと補強用螺旋ワイヤとの両者に耐圧補強性能を持たせることが可能となる効果が得られる。

以下に、本発明による高圧ゴムホースの実施の形態を、コンクリートポンプ車の配管ラインにおけるドッキングホースに適用した場合について、図面を参照しながら説明する。図１はドッキングホースの構造を示す断面図、図２はコンクリートポンプ車の概略を示す全体図、図３は内径側の繊維補強コードの巻き方を示す平面図、図４は繊維補強層の構造を示す断面図である。尚、図１において、内外の繊維補強層１９，２１、及び補強用螺旋ワイヤ２０は、図が小さいことから意図的にハッチングを省略してある。

〔実施例１〕
図２に示すコンクリートポンプ車Ａは、自走自在な車体１の荷台２に、コンクリートを受けるホッパ３、ブーム装置４を支持する旋回台５と、スクイーズ式等のコンクリート圧送用のポンプを有するポンプ装置６とが搭載されている。ブーム装置４は、旋回台５に起立設置される第１ブーム７、先端に湾曲支持ガイド１０が装備される第３ブーム９、及び第１ブーム７と第３ブーム９とを連結する第２ブーム８等を有して構成されている。ブーム装置４には、ポンプ装置６から圧送される流動状態のコンクリート（以後、「生コン」と略称する）を送るための配管ラインＨが支持されている。

配管ラインＨは、図１及び図２に示すように、基端側の主配管１１、ドッキングホース１２、及び先端ホース１３をこの順に連結して構成されている。主配管１１は内径は５インチ一定の管に、ドッキングホース（高圧ゴムホースの一例）１２は、基端側内径が５インチで先端内径が４インチのテーパホースに、そして先端ホース１３は内径４インチ一定の管にそれぞれ形成されている。

ドッキングホース１２は、図１、図３に示すように、両端に口金具１５，１６が嵌合されている多層構造の高圧ゴムホースであり、合成ゴムや天然ゴムからなる内面ゴム１７と外面ゴム１８との間に、スチールコードやアラミド等の繊維補強コード２２からなる繊維補強層１９、硬鋼線を用いた補強用螺旋ワイヤ２０、及び繊維補強コード２２からなる繊維補強層２１が、内径側から外径側にかけて順番に埋込み状態に配置されて成る多層ホースに構成されている。各繊維補強層１９，２１は、ゴム（内面ゴム１７や外面ゴム１８と同質のゴム）ｇで被覆された繊維補強コード２２が螺旋状に巻回されて成るものである。つまり、ドッキングホース１２は、肉厚の中間部に補強用螺旋ワイヤ２０及び螺旋状に巻回される繊維補強コード２２が埋込み配置された高圧ゴムホースである。

ドッキングホース１２は、その全長（約３ｍ）に亘って内部流路１２Ｒの断面積がホース長さに伴って変化するテーパ筒部１２ｔに形成されている。つまり、前述したように、流路上手側端（上手側口金具１５側端）の内径が１２２ｍｍ（≒５インチ）で、流路下手側端（下手側口金具１６側端）の内径が１０４ｍｍ（≒４インチ）となる緩やかなテーパが付けられている。そして、内面ゴム１７の厚みは、流路上手側端では７ｍｍに、かつ、流路下手側端では５．５ｍｍに設定されている。

これは、入口側が大径で出口側が小径となるように内径にテーパが付けられたゴムホースでは、生コン流入側で内面ゴムの損傷が大きく、出口側で少ない、という実情に適合させた構成であり、ドッキングホース１２としての強度向上、及び耐久性向上に寄与している。これは、「補強用螺旋ワイヤ２０と繊維補強コード２２とのうちのより内径側に配置されるものの内径側に形成される内面ゴム１８の肉厚が、テーパ筒部１２ｔの小径側から大径側に行くに従って薄くならないように設定されている」に相当している。

また、スチール製の補強用螺旋ワイヤ２０の配列ピッチＰは、ドッキングホース１２の全長に亘って、テーパ筒部１２ｔの小径側から大径側に行くに従って狭められている。つまり、配列ピッチＰは、流路上手側端では２０ｍｍで、かつ、流路下手側端では３０ｍｍであって、これらの間において配列ピッチＰが漸変する状態に構成されている。

内径側の繊維補強層１９においては、繊維補強コード２２の軸心（ホース軸）Ｘに対する角度は、ドッキングホース１２の全長において均一であり、その角度は厳密には５０〜５４度の範囲に設定されている。これは静止角度以上では繊維補強コード２２に周方向分力を負担させられないこと、及び５０度以下であるとドッキングホース１２の曲げ性能が低下することから決まる範囲である。但し、一般的な誤差を見込んだ場合は、４８〜５５度に設定すれば良い。そして、外径側の繊維補強層２１の繊維補強コード２２としては、ポリエステルコードが使用されており、軸心Ｘに対する角度が４０〜７０度で巻付けられている。

その結果、図３に示すように、繊維補強コード２２の配列ピッチＱは、テーパ筒部１２ｔの大径側から小径側に行くに従って狭められている。また外面ゴム１８は、厚さ３ｍｍ均一に設定されている。図３において、繊維補強コード２２は往復の二重に螺旋巻きされているが、片側方向にのみ一重に螺旋巻きする構造や、三重巻きする構造も可能である。

内径がテーパ状になったホースにおいて、一貫した連続の補強繊維（例：トッピングをしたすだれコードで一定幅を有するもの）を巻付ける場合、巻付け周長が、幅のある繊維補強コードの両端で変化し、繊維補強コード間でずれが生じることを防止する点から、ドッキングホースの１２の全長におけるどの部分においても一定角度で巻付ける必要がある。一定角度で巻付ける場合、隣合う繊維補強コードの間隔が大径側では幅が広く、かつ、小径側では幅が狭くなるから、比較上、大径側の方が補強用螺旋ワイヤ２０による補強機能が弱くなってしまい、都合が悪い。そこで、前述のように、大径側ほど配列ピッチＰが密になるように構成すれば、単位面積当りの補強用螺旋ワイヤ２０の量をドッキングホース１２の全長に亘って均一な（強度の均一性）ものにすることができ、耐圧力を全体で均等、又はほぼ均等なものにすることが可能になる。

そして、ドッキングホース１２の曲げ特性については、補強用螺旋ワイヤ２０の巻付け角度が一定であることから、曲げ許容度も各部において均一であるが、曲げ反力に関しては、大径側で大きく、小径側で小さくなるので、下方に過大な荷重が作用したときでも、第３ブーム９先端の湾曲支持ガイド１０においてドッキングホース１２が座屈することは生じない。また、補強繊維コード２２と補強用螺旋ワイヤ２０との両者に耐圧補強性能を持たせるため、補強繊維コード２２はその伸びと荷重の関係が補強用螺旋ワイヤ２０と比較的類似していることが要求される。この場合、補強用螺旋ワイヤ２０の材料としては硬鋼線が好適であり、繊維補強コード２２の材料としてはスチールコード（又はアラミド繊維）が好適である。

以上説明したように、本発明によるドッキングホース１２を有する配管ラインＨを持つコンクリートポンプ車Ａにおいては、従来ではドッキングホースとテーパ管との二部品で成る箇所を、補強用螺旋ワイヤ２０の配列ピッチ（巻付け密度）Ｐを大径側ほど密にする工夫により、テーパ筒部を有するドッキングホース１２の単品で構成できるので、およそ従来のテーパ管分の長さを短縮化することが可能になる。その結果、配管ラインＨやブーム装置４の小型化が行え、性能は同じとしながらコンクリートポンプ車Ａの小型化を図ることができる。また、この二部品の一体化によってテーパの傾斜角を従来よりも緩くして、生コンの閉塞（詰まり）が生じ難くなる効果も得られる。また、部品点数削減によって、コストダウンが可能であるとか洗浄能率が高まるといった利点もある。

先細りテーパ筒であるドッキングホース１２においては、生コンの入り口側である大径側端の内面ゴム１７が早期に磨耗し易い傾向にある。そこで、その部分の内面ゴム１７の厚みを先端側よりも厚くしてあるので、どの部分における磨耗も等しい又はほぼ等しくなるようにすることができ、それによって耐久性向上や製品寿命の延命化を図ることが可能になった。

ドッキングホース１２は、ブーム装置４との位置関係等から、主に下方への荷重を受けることになるが、曲げ力を大きく受ける大径側端部分では、密に巻かれた補強用螺旋ワイヤ２０によって十分に耐えることができ、主に垂下荷重を受ける小径側部分では、密に巻かれた繊維補強コード２２がしっかりと支え持つといった具合に、うまく機能分担し合えるようになる。

本発明によるドッキングホースの構造を示す断面図（実施例１） 図１のドッキングホースを有するコンクリートポンプ車の概略図 内面ゴムに繊維補強コードが巻付けられた状態を示す平面図 繊維補強層の断面図 従来の配管ラインの構造を示すコンクリートポンプ車の概略図

符号の説明

１２ 高圧ゴムホース（ドッキングホース）
１２Ｒ 内部流路
１２ｔ テーパ筒部
１７ 内面ゴム
２０ 補強用螺旋ワイヤ
２２ 繊維補強コード
Ｐ 補強用螺旋ワイヤの配列ピッチ
Ｑ 繊維補強コードの配列ピッチ

Claims (5)

1. 肉厚の中間部に補強用螺旋ワイヤ及び螺旋状に巻回される繊維補強コードが埋込み配置されている高圧ゴムホースであって、
   内部流路の断面積がホース長さに伴って変化するテーパ筒部を有するとともに、前記補強用螺旋ワイヤの配列ピッチが、前記テーパ筒部の小径側から大径側に行くに従って狭められている高圧ゴムホース。
2. 前記繊維補強コードの配列ピッチが、前記テーパ筒部の大径側から小径側に行くに従って狭められている請求項１に記載の高圧ゴムホース。
3. 前記補強用螺旋ワイヤと前記繊維補強コードとのうちのより内径側に配置されるものの内径側に形成される内面ゴムの肉厚が、前記テーパ筒部の小径側から大径側に行くに従って薄くならないように設定されている請求項１又は２に記載の高圧ゴムホース。
4. 前記テーパ筒部の肉厚が、このテーパ筒部の小径側から大径側に行くに従って薄くならないように設定されている請求項１〜３の何れか一項に記載の高圧ゴムホース。
5. 前記補強用螺旋ワイヤが硬鋼線で、かつ、前記繊維補強コードがスチールコード又はアラミド繊維でそれぞれ構成されている請求項１〜４の何れか一項に記載の高圧ゴムホース。
   

Images