JP2007132371A

JP2007132371A - スラリー流体輸送用耐圧ホース

Info

Publication number: JP2007132371A
Application number: JP2005323607A
Authority: JP
Inventors: Shinkichi Ishizaka; 信吉石坂
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2005-11-08
Filing date: 2005-11-08
Publication date: 2007-05-31

Abstract

【課題】耐摩耗性、耐圧強度及び可撓性の低下並びに重量アップ、コストアップを招かず、取扱性、作業性に優れたものでありながら、摩耗箇所の発見および摩耗状況や摩耗の進行程度などを明確に確認し把握できるスラリー流体輸送用耐圧ホースを提供する。
【解決手段】内面ゴム層４、補強層５及び外面ゴム層６を積層してなる耐圧ホース本体２における内面ゴム層４と補強層５との境界面部分に、ＩＤを含むデータを電波により発信出力する非接触式の無線ＩＣセンサー（無線ＩＣタグ）７を、流体輸送方向に所定のピッチ間隔を隔てて配設している。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば建築あるいは構築現場まで生コンクリート車で輸送されてきた生コンクリートを打設する場合に用いられる生コンクリート圧送用耐圧ホース等のように、固形分中に水分を含有するスラリー流体を輸送する場合に用いられるスラリー流体輸送用耐圧ホースに関する。詳しくは、ゴム層等の内面耐摩耗層、補強層及びゴム層等の外面保護層を積層してなる耐圧ホース本体の長手方向の少なくとも一端部に接続用口金具が接続されているスラリー流体輸送用耐圧ホースに関する。

この種の耐圧ホースにおいては、その内部を固体粒子の混在する生コンクリートや浚渫土砂を含んだ海水などのスラリー流体が高圧高速で流動することによって、内面耐摩耗層が摩耗しやすく、その摩耗が内面耐摩耗層を消失し製品としての寿命限界ともいえる補強層にまで達すると、さらに摩耗が急速に進行して耐圧力が極端に低下し耐圧ホース本体がバーストする恐れがある。特に、バーストが生コンクリート等のスラリー流体の圧送時に発生すると、予期せぬ事態を引き起こしかねない。

このような予期せぬ事態の発生を避けるために、耐圧ホースの使用直後あるいは使用前にライト等を用いてホース内部を照明したりして、肉眼によって摩耗状態を確認する、いわゆる、日常点検を励行しているが、内面耐摩耗層の色相はほぼ一様で濃淡（明暗）がないうえに、固体粒子や土砂等の一部が内面耐摩耗層の内周面に付着残留していることが多いことから、肉眼による摩耗箇所の発見はホースの入口付近に限られ、長いホースで、入口から奥まった箇所に摩耗が発生したような場合、その摩耗箇所の発見は非常に困難ないしは不可能であり、ましてや摩耗状況や摩耗の進行程度に関しては殆ど確認することができない。

そこで、従来、少なくともホースの端部における内面耐摩耗層を、色の異なる二種以上の着色ゴムからなる積層体から構成することにより、日常点検時に積層体のどの層の着色ゴムまでが摩耗しているかを観察して摩耗状況や摩耗進行程度の確認を行うようにした耐圧ホースが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、内面耐摩耗層とその外側の補強層との間あるいは補強層を内外二層にしてその内外の補強層間に流出流体吸収層を設けて、内面耐摩耗層が摩耗してホース内部から流出した流体が前記流体吸収層に漏洩したとき、その漏洩流体の圧力を受けて外面保護層、つまりはホースの外形を変形させることにより、内面耐摩耗層の摩耗箇所を外部から肉眼により発見（確認）できるようにした流体輸送用耐圧ホースも提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００２−２２０６８公報特開２００３−１５６１８０公報

しかし、特許文献１に示す従来のスラリー流体輸送用耐圧ホースの場合は、内面耐摩耗層自体を着色剤の配合材料から構成しなければならず、カーボンブラックを用いた補強構成とすることができないために、この種の耐圧ホースとして要求度の高い耐摩耗性および耐圧強度の低下は避けられず、耐圧ホース自身の使用寿命が短くなる。また、着色ゴムの積層体であるから、ホース内面の色相はほぼ一様で濃淡がないために、摩耗箇所の発見および摩耗状況を明確に確認することができず、それらの看過により予期せぬ事態を引き起こす可能性がある。

また、特許文献２に示す従来のスラリー流体輸送用耐圧ホースの場合は、流出流体吸収層の形成によって内面耐摩耗層と補強層あるいは内外の補強層同士が非接着状態となるために、スラリー流体の高圧高速流動に伴い最内側の内面耐摩耗層が流体との間に働く強力な摩擦力を受けて容易に剥離・破損し耐圧強度の早期低下を招きやすいばかりでなく、前記流出流体吸収層の存在によりホース全体の肉厚が厚くなり、製品のコストアップに止まらず、重量の増加及び曲げ反力の増大によってホース使用時の取扱性、作業性が低下するという問題があった。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、耐摩耗性、耐圧強度及び可撓性を低下することなく、また、重量アップ、コストアップを招かず、取扱性、作業性に優れたものでありながら、摩耗箇所の発見および摩耗状況や摩耗の進行程度などを判断材料とする寿命限界を明確に確認し把握することができるスラリー流体輸送用耐圧ホースを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係るスラリー流体輸送用耐圧ホースは、内面耐摩耗層、補強層及び外面保護層を積層してなる耐圧ホース本体の長手方向の少なくとも一端部に接続用口金具が接続されているスラリー流体輸送用耐圧ホースにおいて、前記内面耐摩耗層と補強層との境界面部分に、自己の識別コードを含むデータを記録するＩＣチップ及びそのデータを所定の周波数の電波により発信出力するアンテナを薄いカード、スティックまたはラベルに内蔵してなる非接触式の無線ＩＣセンサーが流体輸送方向に所定の間隔を隔てて配設されていることを特徴としている。

上記のような特徴構成を有する本発明によれば、使用に伴って内面耐摩耗層が経時摩耗し消失した場合、この内面耐摩耗層とその外周の補強層との境界面部分に配設されている非接触式の無線ＩＣセンサーに水分が直接接触したり、水分に含まれる微粒子の擦れにより削られて損傷されたり、あるいは、流体とともに流されて所定の配置位置から消失されたりして摩耗箇所に位置する無線ＩＣセンサーからの電波の発信機能が停止、もしくは、機能障害を受けることになる。これによって、内面耐摩耗層の摩耗箇所に対応位置する無線ＩＣセンサー内に記録されている識別コード等のデータを送るための電波が各無線ＩＣセンサーとの間でデータをやりとりしていたリーダ／ライタに届かなくなり、したがって、このリーダ／ライタの動作を該リーダ／ライタにコントローラを介して接続されているパソコンなどのコンピュータで常時監視することにより、摩耗箇所をリアルタイムに確実に発見（検知）することができる。また、携帯型のリーダを準備し、これを日常点検時にホース外面に沿わせて移動させるといった簡単な点検作業を行うことによっても、摩耗箇所を確実に発見（検知）することができる。そして、摩耗箇所の発見のみならず、その摩耗箇所の形状、範囲など摩耗状況や摩耗の進行程度をも確認して当該ホースが使用寿命に達したか否かを的確に把握し、ホースのバーストなど予期せぬ事態の発生を未然に防止することができる。

しかも、本発明では、内面耐摩耗層自体にカーボンブラックを用いた補強構成として耐摩耗性を十分に確保して使用寿命の長い耐圧ホースを提供することができる。加えて、耐圧ホース本体を構成する内面耐摩耗層と補強層との境界面部分に薄い無線ＩＣセンサーを局所的に介在させればよく、内面耐摩耗層、補強層及び外面保護層の全てを強力に加硫接着することが可能であるから、層間に流出流体吸収層を形成する特許文献２に示す従来の耐圧ホースに比べて、スラリー流体が高圧高速流動される使用条件下でも層間の剥離・破損がない十分な耐圧強度を確保できるとともに、ホース全体の肉厚を薄くして製品のコストダウン及び重量軽減が図れ、ホース使用時の取扱性、作業性も良好なものとすることができるという効果を奏する。

本発明に係るスラリー流体輸送用耐圧ホースにおいて、請求項２に記載のように、前記内面耐摩耗層と補強層との境界面部分に、前記無線ＩＣセンサーの配設箇所及びそれの非配設箇所を含む広い範囲に亘って、吸水性、通水性を有する材料からなる水浸透膜を配置した構成を採用することが望ましい。この場合は、内面耐摩耗層が摩耗した場合、スラリー流体中の水分が水浸透膜に接触して無線ＩＣセンサーの配設箇所にまで浸透していき、上述したと同様に電波の発信機能が停止もしくは機能障害されることになるため、無線ＩＣセンサーの設置数を少なくし、それだけコストダウンを図りつつ、摩耗箇所の発見という所期の効果を確実に達成することができる。

また、本発明に係るスラリー流体輸送用耐圧ホースにおいて、請求項３に記載のように、前記無線ＩＣセンサーの配設箇所に対応する前記外面保護層の外周面部分に、それぞれの無線ＩＣセンサーの配設箇所を指標するマークを予め付しておくことが好ましい。この場合は、携帯型リーダを用いて摩耗箇所の有無を日常点検する際、予めホース外周面にマーキングしているマーク位置に合わせてリーダを移動操作すればよいので、日常点検の作業性を高めることができる。

さらに、本発明は、浚渫土砂を含んだ海水などのスラリー流体を輸送する浚渫用耐圧ホースなど各種のスラリー流体の輸送用耐圧ホースに適用してもよいが、特に、請求項４に記載のように、生コンクリート圧送用耐圧ホースを対象とする場合は、その内面耐摩耗層の摩耗が耐圧ホース本体の接続用口金に近い箇所に集中的に発生するものであるから、内面耐摩耗層に対する締結部位から生コンクリート圧送方向の下流側に向かって所定の長さ範囲に亘る内面耐摩耗層と補強層との境界面部分にのみ、前記無線ＩＣセンサーを配設するだけでよく、摩耗箇所の発見効果をコスト的に安価に達成することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図１は本発明に係るスラリー流体輸送用耐圧ホースの一例となる生コンクリート圧送用耐圧ホースの第１実施例を示す半截断面図であり、この生コンクリート圧送用耐圧ホース１は、耐圧ホース本体２の一端部内側に高硬度鋼などから形成された接続用口金具３のニップル部３ａを挿入させ、かつ、そのニップル部３ａの外周面から径外方へ向けて一体に突出させたリンク状突起部３ｂに耐圧ホース本体２の中間補強層（後述する。）５を構成する補強用螺旋ワイヤ５ａや繊維コード５ｂの端部を物理的に係合させることにより、前記接続用口金具３を抜止め状態に締結して全長８ｍ位の長さに構成されている。

前記耐圧ホース本体２は、合成ゴムや天然ゴムからなり前記口金具３の内径と等しい内径を有する内面ゴム層（内面耐摩耗層の例）４と、前記中間補強層５と、合成ゴムや天然ゴムからなりその一端に前記口金具３のニップル部３ａの外周面に弾接されるリング状の肉厚部６ａを有する外面ゴム層（外面保護層の例）６との積層構造に構成されている。前記内面ゴム層４は、カーボンブラックを混入したゴム材料により耐摩耗性に優れた補強構造で全面黒色の色相を呈するように構成されている。

また、前記中間補強層５は、ナイロン、ポリエステルやアラミド等の内外二枚の繊維コード５ｂ，５ｃとそれら内外二枚の繊維コード５ｂ，５ｃ間に挟在された硬鋼線等の補強用螺旋ワイヤ５ａとからなる。

上記のような基本構成を備えた生コンクリート圧送用耐圧ホース１において、前記内面ゴム層４と前記中間補強層５を構成する内外二枚の繊維コード５ｂ，５ｃのうちの内側繊維コード５ｂとの境界面で、前記接続用口金具３に対する耐圧ホース本体２の締結部位またはその近傍から生コンクリート圧送方向Ａ（ホース軸線方向）の下流側に向かって約４ｍの長さ範囲Ｌに亘る内面ゴム層４の外周面部分に、後述する非接触式の無線ＩＣセンサー（無線ＩＣタグあるいはＲＦＩＤタグと呼ばれている）７が生コンクリート圧送方向Ａに所定のピッチ間隔Ｐで円周方向に複数個づつ配設されている。

前記各無線ＩＣセンサー７は、図２に示すように、自己の識別コード（ＩＤ）等のデータを記録するメモリや電源電圧を一定にするコンデンサなどの部品が組み込まれたＩＣチップ７ａ及び渦巻状に巻かれた配線からなり、前記ＩＤ等のデータを所定の周波数の電波により外部に発信出力するアンテン７ｂを薄いラベル７ｃ（これは、カードであっても、スティックであってもよい）に内蔵してなる。これら無線ＩＣセンサー７から発信出力される電波は、リーダ／ライタ８のアンテナ８ａで受信されてデータが読み取られ、その読み取られたデータはリーダ／ライタ８にコントローラ９を介して接続されたパソコンなどのコンピュータ１０に入力されて識別管理されるように構成されている。

なお、前記無線ＩＣセンサー７は、電波の到達距離、つまり、通信距離が、使用周波数１３．５６ＭＨｚの近接型のもので最低１０ｃｍ程度であるから、前記ピッチ間隔Ｐは２０ｃｍ以上に設定すればよく、実使用時の摩耗の範囲が２０ｃｍよりも大きい場合は、その範囲に合わせたピッチ間隔Ｐに設定すればよい。また、無線ＩＣセンサー７には、使用周波数が１３．５６ＭＨｚ、２．４５ＭＨｚ、９５０ＧＨｚなど多種多様なものがあるが、水分の影響を受けやすい点からみると、使用周波数２．４５ＭＨｚ、９５０ＧＨｚのものを用いるのが最も効果的である。

上記のように構成された生コンクリート圧送用耐圧ホース１においては、それの使用に伴って図３（ａ），（ｂ）に示すように、耐圧ホース本体２の内面ゴム層４のうち、口金具３に対する締結部位またはその近傍から生コンクリート圧送方向Ａ（ホース軸線方向）の下流側に向かって約４ｍの長さ範囲Ｌ内の内面ゴム層４部分が、ある長さ範囲ｌ、周方向の幅ｗの範囲で経時的に局部摩耗し、その摩耗が進行して当該局所の内面ゴム層４部分が消失した場合、その外周に配設されている無線ＩＣセンサー７が露出し、その露出した無線ＩＣセンサー７に水分が接触したり、水分に含まれる微粒子の擦れにより削られて損傷したり、あるいは、生コンクリートとともに流されて所定の配置位置から消失したりして当該摩耗箇所に位置する無線ＩＣセンサー７からの電波の発信機能が停止する、もしくは、発信機能が障害を受けることになる。

これに伴って、内面ゴム層４の摩耗箇所に対応位置する無線ＩＣセンサー７内に記録されているＩＤ等のデータを送るための電波がリーダ／ライタ８に届かなくなり、したがって、このリーダ／ライタ８の動作を常時監視しているコンピュータ１０において、発信停止あるいは発信障害を発生した無線ＩＣセンサー７がどのセンサーであるかが検出表示されることになり、これによって、摩耗箇所をリアルタイムに確実に発見（検知）することができる。

また、上記したような常時監視体制に代えて、携帯型のリーダを準備し、これを日常点検時にホース外面に沿わせて移動させるといった簡単な点検作業を行うことによっても、上記と同様にして摩耗箇所を確実に発見（検知）することができる。そして、摩耗箇所の発見のみならず、その摩耗箇所の形状、範囲など摩耗状況や摩耗の進行程度をも確認することが可能で当該ホースが使用寿命に達したか否かを的確に把握し、ホースのバーストなど予期せぬ事態の発生を未然に防止することができる。

図４は生コンクリート圧送用耐圧ホースの第２実施例を示す半截断面図であり、この第２実施例の生コンクリート圧送用耐圧ホース１は、前記内面ゴム層４と前記中間補強層５の内側繊維コード５ｂとの境界面で、前記接続用口金具３に対する耐圧ホース本体２の締結部位またはその近傍から生コンクリート圧送方向Ａ（ホース軸線方向）の下流側に向かって約４ｍの長さ範囲Ｌに亘る内面ゴム層４の外周面部分に、例えば綿繊維や毛繊維など吸水性、通水性に優れた繊維材料からなるテープ状の水浸透膜１１を生コンクリート圧送方向Ａに所定のピッチ間隔Ｐ１で螺旋状に巻回し、この螺旋状に巻回されたテープ状水浸透膜１１の螺旋方向に間隔を隔てた複数位置に前記非接触式無線ＩＣセンサー７を配置したものであり、その他の構成は第１実施例と同様であるため、それらの詳しい説明を省略する。なお、この第２実施例では、図４に示すように、前記無線ＩＣセンサー７をそれの長手方向が生コンクリート圧送方向Ａに平行姿勢となるように配置したが、その長手方向が水浸透膜１１に沿うような姿勢に配置してもよい。

この第２実施例による生コンクリート圧送用耐圧ホース１は、テープ状の水浸透膜１１が前記無線ＩＣセンサー７の配設箇所だけでなく、それ（無線ＩＣセンサー７）の非配設箇所を含む広い範囲に亘って巻回配置されているので、内面ゴム層４が摩耗した場合、生コンクリート中の水分が水浸透膜１１に接触して無線ＩＣセンサー７の配設箇所にまで浸透していき、上述したと同様な電波の発信機能停止もしくは機能障害が起きるために、無線ＩＣセンサー７の設置数を少なくして、それだけコストダウンを図りつつ、摩耗箇所の発見という所期の効果を確実に達成することができる。

図５は生コンクリート圧送用耐圧ホースの第３実施例を示す半截断面図であり、この第３実施例の生コンクリート圧送用耐圧ホース１は、前述した吸水性、通水性に優れた繊維材料からなる水浸透膜１１を、前記内面ゴム層４と前記中間補強層５の内側繊維コード５ｂとの境界面で、前記接続用口金具３に対する耐圧ホース本体２の締結部位またはその近傍から生コンクリート圧送方向Ａ（ホース軸線方向）の下流側に向かって約４ｍの長さ範囲Ｌに亘る内面ゴム層４の外周面部分の全域に層状に巻き付け、この層状水浸透膜１１の生コンクリート圧送方向Ａに所定のピッチ間隔Ｐを隔てた複数位置に前記非接触式無線ＩＣセンサー７を配置したものであり、その他の構成は第１実施例と同様であるため、それらの詳しい説明を省略する。

この第３実施例による生コンクリート圧送用耐圧ホース１も、内面ゴム層４が前記長さ範囲Ｌのどこで摩耗した場合も、生コンクリート中の水分が水浸透膜１１に接触して無線ＩＣセンサー７の配設箇所にまで浸透していき、上述した第２実施例と同様な電波の発信機能停止もしくは機能障害が起きるために、無線ＩＣセンサー７の設置数を少なくして、それだけコストダウンを図りつつ、摩耗箇所の発見という所期の効果を確実に達成することができる。

なお、上記各実施例においては、内面耐摩耗層及び外面保護層をゴム層としたものについて説明したが、軟質塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン等の弾性樹脂層としてもよい。

また、上記各実施例において、前記無線ＩＣセンサー７の配設箇所に対応する外面ゴム層６の外周面部分に、各無線ＩＣセンサー７の配設箇所を指標するマーク、例えば細い環状溝や有色塗料線などを予め付しておくことが望ましい。このようなマーキングを施しておけば、携帯型リーダを用いて摩耗箇所の有無を日常点検する際、予めホース外周面にマーキングしているマーク位置に合わせてリーダを移動操作するだけで、摩耗箇所を発見することが可能であり、日常点検の作業性を高めることができる。

また、上記各実施例では、スラリー流体輸送用耐圧ホースとして生コンクリート圧送用耐圧ホースへの適用例を示したが、生コンクリート圧送用耐圧ホース以外に、例えば浚渫土砂を含んだ海水などのスラリー流体を輸送する浚渫用耐圧ホースなど各種のスラリー流体の輸送用耐圧ホースに適用しても同様な効果を奏し得るものである。

さらに、本発明において使用する非接触式の無線ＩＣセンサー（無線ＩＣタグあるいはＲＦＩＤタグ）７としては、アクティブ（能動）型、パシブ（受動）型のいずれを用いてもよい。

本発明に係るスラリー流体輸送用耐圧ホースの一例となる生コンクリート圧送用耐圧ホースの第１実施例を示す半截断面図である。無線ＩＣセンサー及びそれを用いた識別管理システムの概略構成図である。（ａ）は第１実施例の生コンクリート圧送用耐圧ホースにおける局部摩耗の発生状況を示す要部の拡大断面図、（ｂ）はその局部摩耗の発生範囲を示す要部の拡大展開図である。本発明に係るスラリー流体輸送用耐圧ホースの一例となる生コンクリート圧送用耐圧ホースの第２実施例を示す半截断面図である。本発明に係るスラリー流体輸送用耐圧ホースの一例となる生コンクリート圧送用耐圧ホースの第３実施例を示す半截断面図である。

符号の説明

１生コンクリート圧送用耐圧ホース
２耐圧ホース本体
３接続用口金具
４内面ゴム層（内面耐摩耗層の例）
５中間補強層
６外面ゴム層（外面保護層の例）
７非接触式無線ＩＣセンサー
１１水浸透膜
Ａ生コンクリート圧送方向
Ｘ摩耗箇所

Claims

内面耐摩耗層、補強層及び外面保護層を積層してなる耐圧ホース本体の長手方向の少なくとも一端部に接続用口金具が接続されているスラリー流体輸送用耐圧ホースにおいて、
前記内面耐摩耗層と補強層との境界面部分に、自己の識別コードを含むデータを記録するＩＣチップ及びそのデータを所定の周波数の電波により発信出力するアンテナを薄いカード、スティックまたはラベルに内蔵してなる非接触式の無線ＩＣセンサーが、流体輸送方向に所定の間隔を隔てて配設されていることを特徴とするスラリー流体輸送用耐圧ホース。
前記内面耐摩耗層と補強層との境界面部分には、前記無線ＩＣセンサーの配設箇所及びそれの非配設箇所を含む広い範囲に亘って、吸水性、通水性を有する材料からなる水浸透膜が配置されている請求項１に記載のスラリー流体輸送用耐圧ホース。
前記無線ＩＣセンサーの配設箇所に対応する前記外面保護層の外周面部分には、それぞれの無線ＩＣセンサーの配設箇所を指標するマークが予め付されている請求項１または２に記載のスラリー流体輸送用耐圧ホース。
対象とするホースが、生コンクリート圧送用耐圧ホースであり、その耐圧ホース本体の前記接続用口金に対する締結部位から生コンクリート圧送方向の下流側に向かって所定の長さ範囲に亘る内面耐摩耗層と補強層との境界面部分に、前記無線ＩＣセンサーが配設されている請求項１〜３のいずれかに記載のスラリー流体輸送用耐圧ホース。