JP2009092050A - スクイーズ式ポンプ用ゴムローラ - Google Patents

Abstract

【課題】厚肉のポンピングチューブを押圧したときの最大シール面圧と最小シール面圧との差を極力小さくし、全ての部位におけるシール面圧を好適な範囲に設定することができるスクイーズ式ポンプ用ゴムローラの提供。
【解決手段】ゴムローラ４のローラ軸方向の中央部を膨出部６とする。ゴムローラ４のローラ軸方向の両端部を円筒部９又は円錐台部１０とする。ゴムローラ４をスクイーズ式ポンプ１に装備する。厚肉のポンピングチューブ３を押圧しながら転動させる。両端部のシール面圧を低下させることなく、膨出部６が中央部のシール面圧を高める。
【選択図】 図３

Description

本発明は、スクイーズ式ポンプに装備されて、ポンピングチューブを押圧しながら転動することにより、ポンピングチューブの一端から吸入した生コンクリートなどの流体を他端から吐出させるスクイーズ式ポンプ用ゴムローラに関するものである。

一般に、スクイーズ式ポンプは、円筒状のポンプケースにポンピングチューブを湾曲させて内装し、これを湾曲内側から押圧するゴムローラを転動させることにより、ポンピングチューブの一端から吸入した生コンクリートなどの流体を他端から吐出して圧送するようになっている（例えば特許文献１）。

図１７に一般的なポンピングチューブを種々のローラで押圧したときのシール面圧のローラ軸方向の分布を示す。ここで、シール面圧とは、ポンプケースの内周面に沿って配置されたパッドとローラとで押し潰されたポンピングチューブの内面同士の接触圧のことであり、このシール面圧が大きいほど、より大きな流体圧をシールすることができる。

図１７に示すように、極めて変形しにくい鉄ローラでポンピングチューブを押圧した場合、ローラ軸方向の両端部のシール面圧が大きくなり、中央部のシール面圧との差が大きくなる。このシール面圧の差は、ゴムローラを用いることによってある程度改善され、太鼓状のクラウンローラを用いて両端部のシール面圧を小さくすることによって、さらに改善される。

また、例えば一定径の円筒形状のゴムローラを用いた場合、ポンピングチューブの内面ゴムが摩耗することにより、シール面圧の分布がゴムローラＡ、ゴムローラＢ、ゴムローラＣの順に変化し、最終的に、中央部のシール面圧が０．０ＭＰａを下回って（中央部に隙間が空いて面圧が働いていない状態をいう）流体をシールできなくなる。これに対して、ばね支持したばね支持ローラを用いることにより、ポンピングチューブの摩耗に応じてパッドとゴムローラとのクリアランスを変化させ、ばね支持ローラＡからばね支持ローラＢにシール面圧の分布が移行する際のシール面圧の変化量を抑えることがある。

このように、シール面圧の分布は、その最大シール面圧と最小シール面圧との差を極力小さくして、ポンピングチューブの内面ゴムの摩耗を考慮しても必要なシール面圧が得られ、かつ、シール面圧が大きくなる部位においてもゴムや補強コードに悪影響を与えないように設定される。
特開２０００−１５４７８５

ところで、ポンピングチューブは、例えばその内径がφ１００ｍｍのとき、肉厚を１６ｍｍ〜１８ｍｍ程度に設定され、内径がφ１２５ｍｍのとき、肉厚を１６ｍｍ〜２０ｍｍ程度に設定されることが多いが、内面ゴムの摩耗に対する長寿命化や、押し潰しに対する復元性能の向上による流体吸入力の増大、シール面圧の安定などを目的として、ポンピングチューブの肉厚を従来よりも厚く設定することが求められている。

ただ、ポンピングチューブの肉厚を厚くするほど、最大シール面圧と最小シール面圧との差が大きくなりやすいため、ローラ軸方向に沿って全体を十分にシールするには、一部のシール面圧を極めて大きくする必要があり、ポンピングチューブやゴムローラ、パッドを損傷させるおそれがある。

例えば、図１８（ａ）に示すように、一定径の円筒形状のゴムローラ１０１を用いても、押圧するポンピングチューブ１０２の肉厚が薄ければ、ほぼ均一に近いシール面圧の分布を得ることができるが、ポンピングチューブ１０２の肉厚が１８ｍｍ以上でかつ内径の１９％以上になると、両端部を損傷させることなく中央部をシールすることができない。なお、図１８における矢印は、ポンピングチューブ１０２のシール面圧を示す。

また、図１８（ｂ）に示すように、ポンピングチューブ１０２の肉厚が１８ｍｍ以上でかつ内径の１９％以上であっても、通常の肉厚の範囲内であれば、太鼓状のクラウンローラ１０３を用いることにより、ほぼ均一に近いシール面圧の分布を得ることができるが、図１８（ｃ）に示すように、ポンピングチューブ１０２の肉厚が２２ｍｍ以上になると、クラウンローラ１０３を用いたとしても中央部をシールすることができない。

肉厚が２０ｍｍ程度のポンピングチューブ１０２のシール面圧の分布をほぼ均一にするクラウンローラ１０３は、その中央部の径と端部の径との差が１０ｍｍ程度であり、その径の差をさらに大きくして中央部をシールすることも考えられるが、径の差が１０ｍｍを超過する極端なクラウンローラ１０４を用いた場合、図１９に示すように、逆に、両端部をシールすることができなくなる。なお、図１９における矢印は、ポンピングチューブ１０２のシール面圧を示す。

本発明は、厚肉のポンピングチューブを押圧したときの最大シール面圧と最小シール面圧との差を極力小さくし、全ての部位におけるシール面圧を好適な範囲に設定することができるスクイーズ式ポンプ用ゴムローラの提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るスクイーズ式ポンプ用ゴムローラは、スクイーズ式ポンプに装備されて、ポンプケースの内周面に沿って湾曲するポンピングチューブを湾曲内側から押圧しながら転動し、ポンピングチューブの一端から吸入した流体を他端から吐出させるものであり、ローラ軸方向の中央部をローラ軸と直交する方向に膨出する膨出部とし、この膨出部が、ローラ軸を通る平面による切断面の外縁の少なくとも一部に円弧部を含むようにしたものである。

上記構成によれば、ゴムローラの中央部のみを膨出させるので、押圧するポンピングチューブが厚肉のものであっても、クラウンローラのように両端部のシール面圧を低下させることなく、中央部のシール面圧を高めることができる。これにより、最大シール面圧と最小シール面圧との差を極力小さくし、全ての部位におけるシール面圧を好適な範囲に設定することができる。

膨出部の形状は、ポンピングチューブの内径や肉厚に応じて、種々の形状を採用することができる。

例えば、膨出部のローラ軸を通る平面による切断面の外縁を、中央ほど膨出する円弧状に設定することができる。そうすれば、シール面圧の低下しやすい中央部のさらに中央ほど強く押圧することができ、ポンピングチューブが比較的に小径の場合に好適に採用することができる。しかも、切断面の外縁が円弧状の膨出部は、その形状が簡単な分、ゴムローラの製造を容易にすることができる。

また、膨出部のローラ軸を通る平面による切断面の外縁を、最も膨出する中央の平坦部と、この平坦部の両側の円弧部とから構成することもできる。そうすれば、膨出部の平坦部で、シール面圧の低下しやすい中央部の広い範囲を強くかつ安定して押圧することができ、円弧状の膨出部よりも、ポンピングチューブが比較的に大径の場合に好適に採用することができる。

また、膨出部のローラ軸を通る平面による切断面の外縁を、最も膨出する中央の第一円弧部と、この第一円弧部の両側で第一円弧部とは曲率半径の異なる第二円弧部とから構成することもできる。さらに、第一円弧部よりも第二円弧部の曲率半径を小さくすれば、曲率半径の大きい第一円弧部で、シール面圧の低下しやすい中央部のさらに中央ほど強く、かつ中央部の広い範囲を安定して押圧することができ、最大シール面圧と最小シール面圧との差を小さくするという点で、ポンピングチューブが大径の場合ほど、他の形状の膨出部よりも高い効果を得ることができる。なお、第一円弧部よりも第二円弧部の曲率半径を大きくしてもよい。

さらに、各形状の膨出部の膨出高さは、ポンピングチューブの肉厚などに応じて適宜設定することができ、例えばポンピングチューブの肉厚が厚いほど膨出高さを高く設定すればよい。ここで、膨出高さとは、膨出部の最大高さのことであり、膨出部のローラ軸方向中央におけるローラ半径と、膨出部のローラ軸方向端部におけるローラ半径との差である。なお、膨出部とその両側の両端部とは、その表面を角折れさせて連続させてもよく、曲面を介して滑らかに連続させてもよい。

ローラ軸方向の両端部は、ポンピングチューブの肉厚に応じて、円筒形状や円錐台形状に設定することができる。

例えば、ローラ軸方向の両端部をローラ軸方向に沿って一定径の円筒部とすれば、膨出部によって中央部のシール面圧を高めつつ、クラウンローラのような両端部のシール面圧の低下を防止することができる。しかも、両端部を円筒部とすることにより、その分、ゴムローラの形状を簡単にしてその製造を容易にすることができる。

また、ローラ軸方向の両端部を外端側ほど小径とすれば、両端部のシール面圧を適度に抑えることができるので、特に厚肉のポンピングチューブを押圧する場合にも、両端部のシール面圧が大きくなりすぎることがなく、シール面圧の分布を安定させることができる。ローラ軸方向の両端部を外端側ほど小径にするには、ローラ軸方向の両端部を円錐台部とすればよい。さらに、両端部は、外端側ほど小径となるＲ状（曲線状）に形成することもできる。

また、本発明は、中央部のみを膨出させたゴムローラを備えたスクイーズ式ポンプを提供する。すなわち、本発明は、円筒状のポンプケースと、該ポンプケースにその内周面に沿って湾曲して内装されたポンピングチューブと、該ポンピングチューブを湾曲内側から押圧しながら転動してポンピングチューブの一端から吸入した流体を他端から吐出させるゴムローラとを備え、前記ゴムローラは、ローラ軸方向の中央部が、ローラ軸と直交する方向に膨出する膨出部とされたことを特徴とするスクイーズ式ポンプを提供する。

以上のとおり、本発明によると、スクイーズ式ポンプ用ゴムローラの中央部のみを膨出させるので、押圧するポンピングチューブが厚肉のものであっても、ローラ軸方向両端部のシール面圧を低下させることなく、ローラ軸方向中央部の不足気味であるシール面圧を十分に高めることができる。これにより、厚肉のポンピングチューブの最大シール面圧と最小シール面圧との差を極力小さくして、全ての部位におけるシール面圧を好適な範囲に設定することができる。

その結果、ポンピングチューブを厚肉化して、内面ゴムの摩耗に対する長寿命化や、押し潰しに対する復元性能の向上による流体吸入力の増大、シール面圧の安定などを図ることができる。

以下、本発明に係るスクイーズ式ポンプ用ゴムローラを実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明に係るスクイーズ式ポンプ用ゴムローラを備えたスクイーズ式ポンプの全体断面図である。図２はポンピングチューブの断面図である。図３は両端部が円筒部であるゴムローラでポンピングチューブを押圧した状態を示す断面図である。図４は両端部が円錐台部であるゴムローラでポンピングチューブを押圧した状態を示す断面図である。

スクイーズ式ポンプ１は、生コンクリートなどの流体を圧送するためのものであり、両端を塞がれた円筒状のポンプケース２と、ポンプケース２にその内周面に沿って湾曲して内装されたポンピングチューブ３と、ポンピングチューブ３を湾曲内側から押圧しながら転動してポンピングチューブ３の下端から吸入した流体を上端から吐出させるゴムローラ４と、ゴムローラ４を保持しつつポンプケース２の中心軸周りに回転してゴムローラ４を転動させるロータ５とを備え、そのゴムローラ４が押圧するポンピングチューブ３のローラ軸方向中央部のシール面圧を高めるよう、ゴムローラ４のローラ軸方向の中央部が、ローラ軸と直交する方向に膨出する膨出部６とされている。

ポンピングチューブ３は、内部を流体が流れる内面ゴム３ａと、チューブ表面を覆う外面ゴム３ｂとの間に、二層の補強コード層３ｃ、３ｄを埋設した構造とされ、その内径（ｄ）がφ４０ｍｍ〜φ１５０ｍｍに設定されて、肉厚（ｔ）が２２ｍｍ〜３０ｍｍに設定される。

補強コード層３ｃ、３ｄは、チューブ中心軸方向に対して傾斜するスチールコードなどの補強コードを周方向に配列してなり、補強コード層３ｃ、３ｄに配列された補強コードの傾斜方向が互いに交差するように設定されている。

ポンピングチューブ３のチューブ中心軸方向の中央部は、ポンプケース２の内周面に配置されたゴム製のパッド７に内接して１８０°向きを変えるように一定の曲率で湾曲している。ポンピングチューブ３のチューブ中心軸方向の両端部は、直管状とされて、ポンプケース２の正面側に形成された上下一対のチューブ貫通孔８を貫通し、ポンプケース２の内部から外部に延設されている。

ゴムローラ４は、ローラシャフト４ａが貫通する芯金４ｂの周りにゴム４ｃをライニングしてなり、例えば、全体が一定径の円筒形状のゴムローラの外周面を研削することにより、中央部に膨出部６が形成される。なお、接着剤などを用いて、円筒形状のゴムローラの中央部に別体の膨出部６を接着することにより、ゴムローラ４を形成することもできる。

ゴムローラ４のローラ軸方向の両端部は、図３に示すように、ローラ軸方向に沿って一定径の円筒部９、又は、図４に示すように、外端側ほど小径の円錐台部１０とされ、中央部の膨出部６のみが膨出するように設定される。

ゴムローラ４の膨出部６は、図５〜図１０に示すように、種々の形状に設定することができ、ポンピングチューブ３の内径（ｄ）や肉厚（ｔ）に応じて、両端部の円筒部９又は円錐台部１０と組み合わせつつ、所望の形状に設定することができる。

膨出部６のローラ軸方向長さ（Ｌ１）は、押し潰された状態におけるポンピングチューブ３の幅（Ｂ）の２／５〜４／５程度の長さに設定される。また、ゴムローラ４の長さ（Ｌ２）は、膨出部６のローラ軸方向長さ（Ｌ１）よりも長く、押し潰されたポンピングチューブ３の幅（Ｂ）と同程度の長さに設定される。また、膨出部６と円筒部９又は円錐台部１０とは、その表面を角折れさせて連続させてもよく、曲面を介して滑らかに連続させることにより、その境界付近の面圧を滑らかに変化させてもよい。

図５に示すゴムローラ４は、その膨出部６ａのローラ軸を通る平面による切断面の外縁を、その全範囲（ｂ１）に渡って中央ほど膨出する円弧状に設定し、ゴムローラ４の両端部を円筒部９としたものである。このゴムローラ４は、比較的に小径で肉厚（ｔ）が２０ｍｍ〜２５ｍｍのポンピングチューブ３を押圧するのに好適であり、ポンピングチューブ３の中央部に密着しない部分を生じさせることなく押圧することができる。

膨出部６ａの膨出高さ（Ｈ）は、８ｍｍ〜１４ｍｍに設定され、ポンピングチューブ３の肉厚（ｔ）が厚いほど膨出高さ（Ｈ）が高く設定される。なお、膨出部６ａは、そのローラ軸方向長さ（Ｌ１）及び膨出高さ（Ｈ）に応じて、前記切断面の外縁の曲率半径（Ｒ１）が設定され（例えば、Ｒ１＝１６３ｍｍ）、これにより、膨出部６ａが所望のローラ軸方向長さ（Ｌ１）及び膨出高さ（Ｈ）を有する曲面状に設定される。この膨出部６ａは、例えば、ローラ軸方向長さ（Ｌ１）及び膨出高さ（Ｈ）を適宜設定することにより、球面状に形成することもできる。

図６に示すゴムローラ４は、その膨出部６ｂのローラ軸を通る平面による切断面の外縁を、最も膨出する中央の範囲（ｂ２）に設定する平坦部と、平坦部の両側の範囲（ｂ３）に設定する円弧部とから構成し、ゴムローラ４の両端部を円筒部９としたものである。このゴムローラ４は、比較的に大径で肉厚（ｔ）が２６ｍｍ〜３０ｍｍのポンピングチューブ３を押圧するのに好適であり、ポンピングチューブ３の中央部の広い範囲を安定して押圧することができる。

膨出部６ｂの膨出高さ（Ｈ）は、肉厚（ｔ）が２２ｍｍ〜３０ｍｍのポンピングチューブ３を押圧したときに最も安定した面圧の分布を示す範囲として、８ｍｍ〜１９ｍｍに設定するのがよく、そのうち、１２ｍｍ〜１７ｍｍに設定するのが特に好適である。また、ポンピングチューブ３の肉厚（ｔ）が厚いほど膨出高さ（Ｈ）を高く設定するのがよい。また、膨出部６ｂの円弧部は、中央の平坦部に滑らかに連続するよう、その曲率半径（Ｒ２）及び曲率中心が設定される（例えば、Ｒ２＝１５０ｍｍ）。

平坦部の範囲（ｂ２）は、押し潰された状態におけるポンピングチューブ３の幅（Ｂ）の１／２〜１／３程度の長さに設定するのが好適であり、ポンピングチューブ３の内径（ｄ）をφ４０ｍｍ〜φ１５０ｍｍとすると、平坦部の範囲（ｂ２）を３０ｍｍ〜１２０ｍｍに設定すればよく、そのうち、３０ｍｍ〜９０ｍｍに設定するのが特に好適である。

図７に示すゴムローラ４は、その膨出部６ｃのローラ軸を通る平面による切断面の外縁を、最も膨出する中央の範囲（ｂ４）に設定する外向きに凸の第一円弧部と、第一円弧部の両側の範囲（ｂ５）に設定する外向きに凸の第二円弧部と、第二円弧部の両側の範囲（ｂ６）に設定する内向きに凸の第三円弧部とから構成し、ゴムローラ４の両端部を円筒部９としたものである。さらに、第一円弧部の曲率半径（例えば、Ｒ３＝３２５ｍｍ）よりも第二円弧部の曲率半径（例えば、Ｒ４＝５０ｍｍ）を小さく設定している。

このゴムローラ４は、比較的に大径で肉厚（ｔ）が２０ｍｍ〜２６ｍｍのポンピングチューブ３を押圧するのに好適であり、ポンピングチューブ３の中央部の広い範囲を安定して押圧することができる。

膨出部６ｃの膨出高さ（Ｈ）は、８ｍｍ〜１９ｍｍに設定するのがよく、そのうち、１２ｍｍ〜１７ｍｍに設定するのが特に好適である。また、ポンピングチューブ３の肉厚（ｔ）が厚いほど膨出高さ（Ｈ）を高く設定するのがよい。なお、第二円弧部は、第一円弧部に滑らかに連続するよう、曲率半径（Ｒ４）及び曲率中心が設定され、第三円弧部は、第二円弧部と円筒部９とを滑らかに連続させるよう、その曲率半径（例えば、Ｒ５＝５０ｍｍ）及び曲率中心が設定される。

図８に示すゴムローラ４は、その中央部に、図５のゴムローラ４と同じ膨出部６ａを設け、ゴムローラ４の両端部を円錐台部１０としたものである。このゴムローラ４は、比較的に小径で肉厚（ｔ）が中程度のポンピングチューブ３を押圧するのに好適であり、図５のゴムローラ４の効果に加え、両端部のシール面圧を小さくすることができる。膨出部６ａの膨出高さ（Ｈ）は、１２ｍｍ〜１７ｍｍに設定され、円錐台部１０の半径差（Ｄ）は、２ｍｍ〜５ｍｍに設定される。

図９に示すゴムローラ４は、その中央部に、図６のゴムローラ４と同じ膨出部６ｂを設け、ゴムローラ４の両端部を円錐台部１０としたものである。このゴムローラ４は、比較的に大径で肉厚（ｔ）が２６ｍｍ〜３０ｍｍのポンピングチューブ３を押圧するのに好適であり、図６のゴムローラ４の効果に加え、両端部のシール面圧を小さくすることができる。膨出部６ｂの膨出高さ（Ｈ）を１２ｍｍ〜１７ｍｍに設定し、肉厚（ｔ）が２２ｍｍ〜３０ｍｍのポンピングチューブ３を押圧する場合、円錐台部１０の半径差（Ｄ）は、２ｍｍ〜５ｍｍに設定するのが好適である。

図１０に示すゴムローラ４は、その中央部に、図７のゴムローラ４と同じ膨出部６ｃを設け、ゴムローラ４の両端部を円錐台部１０としたものである。このゴムローラ４は、比較的に大径で肉厚（ｔ）が２６ｍｍ〜３０ｍｍのポンピングチューブ３を押圧するのに好適であり、図７のゴムローラ４の効果に加え、両端部のシール面圧を小さくすることができる。膨出部６ｃの膨出高さ（Ｈ）を１２ｍｍ〜１７ｍｍに設定し、肉厚（ｔ）が２２ｍｍ〜３０ｍｍのポンピングチューブ３を押圧する場合、円錐台部１０の半径差（Ｄ）は、２ｍｍ〜５ｍｍに設定するのが好適である。

ロータ５は、二枚の長方形板を平行に組み立ててなるフレームとされ、その両先端部のそれぞれがローラシャフト４ａの両端を軸支することにより、ロータ５の両先端部に合計二個のゴムローラ４が装着されている。ロータ５の中央部は、ポンプケース２の内部中央に設けられた回転軸１１に一体回転可能に連結され、回転軸１１が回転することにより、ロータ５の両先端部のゴムローラ４が、パッド７との間にポンピングチューブ３を挟んで押し潰すよう押圧しながら転動して、流体を圧送する。

ゴムローラ４とパッド７との間のクリアランス（ａ）は、内面ゴム３ａの摩耗によるシール面圧の減少分を考慮してもポンピングチューブ３をシール可能なシール面圧が得られ、かつ、最大シール面圧が内面ゴム３ａや外面ゴム３ｂ、補強コードに悪影響を与えない範囲の大きさに設定される。

ここで、スクイーズ式ポンプ１の動作を具体的に説明する。まず、ロータ５が図１における時計回りに回転することにより、ゴムローラ４が時計の６時に相当する位置に至るまでに徐々にポンピングチューブ３の押圧を開始し、その後、時計の１２時に相当する位置から徐々にポンピングチューブ３の押圧を解除する。この間、ゴムローラ４がポンピングチューブ３を押し潰しながら転動することにより、ポンピングチューブ３の内部の流体が上端に送られ、ゴムローラ４が通過した後の押し潰されたポンピングチューブ３の復元により、ポンピングチューブ３の下端から新たな流体が吸入される。

次に、膨出部６の膨出高さ（Ｈ）とシール面圧との関係を説明する。図１１は肉厚が２２ｍｍのポンピングチューブを図５の種々の膨出高さのゴムローラで押圧したときのシール面圧のローラ軸方向の分布を示す。図１２は肉厚が３０ｍｍのポンピングチューブを図５の種々の膨出高さのゴムローラで押圧したときのシール面圧のローラ軸方向の分布を示す。図１３は肉厚が２２ｍｍのポンピングチューブを図９の種々の膨出高さのゴムローラで押圧したときのシール面圧のローラ軸方向の分布を示す。図１４は肉厚が３０ｍｍのポンピングチューブを図９の種々の膨出高さのゴムローラで押圧したときのシール面圧のローラ軸方向の分布を示す。

図１１〜図１４において、横軸はローラ軸方向位置を示し、縦軸はシール面圧（ＭＰａ）を示す。また、ポンピングチューブ３の内径（ｄ）はφ１００ｍｍとされ、ゴムローラ４とパッド７とのクリアランス（ａ）は、中央のシール面圧が適正値である２ＭＰａになるように設定している。また、図１３及び図１４において、ゴムローラの円錐台部の半径差（Ｄ）は３ｍｍに設定している。

シール面圧は、押し潰されたポンピングチューブ３の内面同士の接触圧であり、流体の圧送圧力をやや上回る１．０ＭＰａ〜３．０ＭＰａが適正面圧とされる。危険面圧は、３．０ＭＰａを超過するシール面圧であり、ポンピングチューブ３やゴムローラ４、パッド７などを破損させるおそれがある。低下面圧は、１．０ＭＰａを下回るシール面圧であり、シールが不十分で、高圧時の逆流や早期の摩耗を生じさせるおそれがある。不可面圧は、０．０ＭＰａを下回るシール面圧であって、チューブ内面間に隙間の空いた状態であり、流体の逆流を生じさせる。なお、これらのシール面圧の範囲は、圧送する流体の圧力やゴムの強度などに応じて適宜変更することができる。

図１１に示すように、ポンピングチューブ３の肉厚（ｔ）が２２ｍｍの場合、図５のゴムローラ４の膨出高さ（Ｈ）を８ｍｍ〜１４ｍｍの範囲に設定することにより、全領域においてシール面圧をほぼ適正面圧の範囲にすることができる。その中でもＨ＝１２ｍｍに設定したものは、円筒部９の位置する端部におけるシール面圧を膨出部６ａの位置する中央部のシール面圧に最も近づけることができる。なお、Ｈ＝８ｍｍに設定したものは、端部におけるシール面圧がやや大きく、Ｈ＝１４ｍｍに設定したものは、端部におけるシール面圧がやや小さくなる。

また、図１２に示すように、ポンピングチューブ３の肉厚（ｔ）が３０ｍｍの場合、図５のゴムローラ４の膨出高さ（Ｈ）を１０ｍｍ〜１４ｍｍの範囲に設定することにより、全領域においてシール面圧をほぼ適正面圧の範囲にすることができる。このように、ポンピングチューブ３の肉厚（ｔ）を厚くする場合、膨出高さ（Ｈ）も若干大きめに設定するのがよい。なお、ポンピングチューブ３の内径（ｄ）が生コンクリートの圧送に用いられるφ４０ｍｍ〜φ１５０ｍｍ程度の範囲にある場合、肉厚（ｔ）と膨出高さ（Ｈ）との関係は、ポンピングチューブ３の内径（ｄ）の大きさの影響を受けにくい。

また、図１３に示すように、ポンピングチューブ３の肉厚（ｔ）が２２ｍｍの場合、図９のゴムローラ４の膨出高さ（Ｈ）を６ｍｍ〜１２ｍｍの範囲に設定することにより、全領域においてシール面圧をほぼ適正面圧の範囲にすることができる。

また、図１４に示すように、ポンピングチューブ３の肉厚（ｔ）が３０ｍｍの場合、図９のゴムローラ４の膨出高さ（Ｈ）を６ｍｍ〜１４ｍｍの範囲に設定することにより、全領域においてシール面圧をほぼ適正面圧の範囲にすることができる。

図１３及び図１４に示すように、中央部が平坦部を有する膨出部６ｂで両端部が円錐台部１０である図５のゴムローラを採用することにより、中央部と両端部とのシール面圧の差を小さくしてシール面圧の分布を安定させることができ、特に、ポンピングチューブ３の肉厚（ｔ）が厚いほど、その効果が顕著である。

次に、本発明のゴムローラと他のゴムローラとを比較する。図１５は種々の肉厚のポンピングチューブを本発明及び従来のゴムローラで押圧したときのシール面圧のローラ軸方向の分布を示す。図１５において、横軸はローラ軸方向位置を示し、縦軸はシール面圧（ＭＰａ）を示す。また、ポンピングチューブ３の内径（ｄ）はφ１００ｍｍとされ、ゴムローラ４とパッド７とのクリアランス（ａ）は、全領域のシール面圧の平均が適正値である２ＭＰａ程度になるように設定している。

図１５に示すように、本発明ローラのうち、両端部が円筒部９である図５のゴムローラを用いたもの（Ａ及びＢ）は、肉厚（ｔ）が厚い場合（Ｂ）に、膨出部６ａの位置する中央部のシール面圧が大きくなりがちであるものの、端部及び中央部のシール面圧を近づけることができる。特に、ポンピングチューブ３の肉厚（ｔ）が薄い場合（Ａ）、本発明ローラをより効果的に用いることができる。

また、本発明ローラのうち、両端部が円錐台部１０である図９のゴムローラを用いたもの（Ｃ及びＤ）は、肉厚（ｔ）が薄い場合（Ｃ）及び厚い場合（Ｄ）のいずれの場合にも、端部及び中央部のシール面圧を近づけることができ、図５のゴムローラよりも、ポンピングチューブ３の肉厚（ｔ）の適用範囲を広くすることができる。

これに対して、全体が一定径の円筒ローラを用いたもの（Ｅ及びＦ）は、端部のシール面圧が大きく、中央部のシール面圧が小さくなりやすい。特に、ポンピングチューブ３の肉厚（ｔ）が大きい場合（Ｅ）、端部のシール面圧が極端に大きくなり、かつ、中央部に隙間が空いた状態になる。

極端なクラウンローラを用いたもの（Ｇ及びＨ）は、中央部のシール面圧が大きく、両端部のシール面圧が小さいため、全領域を適正面圧に設定しにくい。また、中央部と端部の径の差が１０ｍｍ以下であるような通常のクラウンローラを用いたものは、厚肉のポンピングチューブ３を押圧しても、その中央部の隙間を閉じることができず、シールすることができない。

ここで、通常のクラウンローラ１０３で押圧された厚肉のポンピングチューブ３の挙動を説明する。図１６はポンピングチューブ３を通常のクラウンローラ１０３で徐々に押圧する様子を示す図である。ここで、図１６における矢印は、ポンピングチューブ３とクラウンローラ１０３との接触圧を示す。

まず、図１６（ａ）に示すように、クラウンローラ１０３及びパッド７で中央部を押圧されたポンピングチューブ３が楕円形に変形し、図１６（ｂ）に示すように、ポンピングチューブ３が押し潰される。

ポンピングチューブ３の両端部は、中央部の二倍に相当する肉厚であり、クラウンローラ１０３及びパッド７で押圧されることにより、内面ゴム３ａがローラ軸方向に広がろうとする。この内面ゴム３ａの広がりが補強コード層３ｃ、３ｄによって規制されるため、内面ゴム３ａの内側部分が中央部に向けて押し出され、中央部を押し上げてポンピングチューブ３の中央部に隙間１０を空ける。なお、補強コード層３ｃ、３ｄに配列された補強コードがローラ軸方向に対して傾斜しているので、内面ゴム３ａの広がりを規制することによって張力の作用する補強コードが中央部の押し上げを阻止することはない。

ポンピングチューブ３を強く押圧するほど、その中央部を押し上げようとする力も強くなるので、さらに強く押圧しても、各部におけるポンピングチューブ３とクラウンローラ１０３との接触圧が極端に高まるものの、図１６（ｃ）に示すように、ポンピングチューブ３の中央部の隙間１０が空いたままである。

上記構成によれば、ゴムローラ４の中央部を膨出部６とし、両端部を円筒部９又は円錐台部１０として、中央部のみを膨出させるので、押圧するポンピングチューブ３が厚肉のものであっても、ローラ軸方向両端部のシール面圧を適正面圧から低下させることなく、ローラ軸方向中央部の不足気味であるシール面圧を高めて適正面圧にし、流体の逆流を防止することができる。特に、必要に応じて両端部を円錐台部１０とすることにより、両端部のシール面圧をより適正な大きさにすることができる。

内面ゴム３ａを厚くすることができるので、その摩耗に対するポンピングチューブ３の長寿命化を図ることができ、さらに、摩耗などによって圧縮量が多少変化したとしても、シール面圧の変化を抑えてシール面圧及び吐出圧力を安定させることができる。また、厚肉のポンピングチューブ３は、押し潰された後の復元性能が高く、流体吸入力を大きくすることができる。また、太径の補強コードを用いることができるので高圧圧送が可能となる。

特に、生コンクリートを圧送する場合、内面ゴム３ａの摩耗に至る圧送量及び圧送時間を、圧送量で２０００ｍ^３〜４０００ｍ^３程度であり、圧送時間で５０時間〜１００時間程度である従来のポンピングチューブよりも、多くあるいは長くすることができる。また、内面ゴム３ａの摩耗は圧送圧力と流速に比例するが、圧送圧力を高めることができるので、配管抵抗が大きくなる高粘性の高強度生コンクリートを圧送でき、さらに、それらを短時間に圧送することも可能とする。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、ポンピングチューブ３の内径（ｄ）は、φ４０ｍｍ〜φ１５０ｍｍに限定されるものではなく、φ４０ｍｍ以下あるいはφ１５０ｍｍ以上のポンピングチューブ３であってもよい。この場合、ポンピングチューブ３の内径（ｄ）及び肉厚（ｔ）に応じてゴムローラ４の膨出高さ（Ｈ）を適宜設定すればよい。

本発明に係るスクイーズ式ポンプ用ゴムローラを備えたスクイーズ式ポンプの全体断面図 ポンピングチューブの断面図 両端部が円筒部であるゴムローラでポンピングチューブを押圧した状態を示す断面図 両端部が円錐台部であるゴムローラでポンピングチューブを押圧した状態を示す断面図 ゴムローラを示す図で、上半分は断面図、下半分は側面図 ゴムローラの別の形態を示す図で、上半分は断面図、下半分は側面図 ゴムローラのさらに別の形態を示す図で、上半分は断面図、下半分は側面図 ゴムローラのさらに別の形態を示す図で、上半分は断面図、下半分は側面図 ゴムローラのさらに別の形態を示す図で、上半分は断面図、下半分は側面図 ゴムローラのさらに別の形態を示す図で、上半分は断面図、下半分は側面図 肉厚が２２ｍｍのポンピングチューブを図５の種々の膨出高さのゴムローラで押圧したときのシール面圧のローラ軸方向の分布 肉厚が３０ｍｍのポンピングチューブを図５の種々の膨出高さのゴムローラで押圧したときのシール面圧のローラ軸方向の分布 肉厚が２２ｍｍのポンピングチューブを図９の種々の膨出高さのゴムローラで押圧したときのシール面圧のローラ軸方向の分布 肉厚が３０ｍｍのポンピングチューブを図９の種々の膨出高さのゴムローラで押圧したときのシール面圧のローラ軸方向の分布 種々の肉厚のポンピングチューブを本発明及び従来のゴムローラで押圧したときのシール面圧のローラ軸方向の分布 ポンピングチューブを通常のクラウンローラで徐々に押圧する様子を示す図 従来のローラでポンピングチューブを押圧したときのシール面圧のローラ軸方向の分布 ポンピングチューブを押圧する従来のゴムローラの断面図 ポンピングチューブを押圧する極端なクラウンローラの断面図

符号の説明

１ スクイーズ式ポンプ
３ ポンピングチューブ
４ ゴムローラ
６ 膨出部
９ 円筒部
１０ 円錐台部

Claims (7)

1. スクイーズ式ポンプに装備され、ポンプケースの内周面に沿って湾曲するポンピングチューブを湾曲内側から押圧しながら転動し、ポンピングチューブの一端から吸入した流体を他端から吐出させるスクイーズ式ポンプ用ゴムローラであって、
   ローラ軸方向の中央部が、ローラ軸と直交する方向に膨出する膨出部とされ、該膨出部は、ローラ軸を通る平面による切断面の外縁の少なくとも一部に円弧部を含むことを特徴とするスクイーズ式ポンプ用ゴムローラ。
2. 前記膨出部は、ローラ軸を通る平面による切断面の外縁が、中央ほど膨出する円弧状に設定されたことを特徴とする請求項１に記載のスクイーズ式ポンプ用ゴムローラ。
3. 前記膨出部は、ローラ軸を通る平面による切断面の外縁が、最も膨出する中央の平坦部と、該平坦部の両側の円弧部とから構成されたことを特徴とする請求項１に記載のスクイーズ式ポンプ用ゴムローラ。
4. 前記膨出部は、ローラ軸を通る平面による切断面の外縁が、最も膨出する中央の第一円弧部と、該第一円弧部の両側で第一円弧部とは曲率半径の異なる第二円弧部とから構成されたことを特徴とする請求項１に記載のスクイーズ式ポンプ用ゴムローラ。
5. ローラ軸方向の両端部が、ローラ軸方向に沿って一定径の円筒部とされたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスクイーズ式ポンプ用ゴムローラ。
6. ローラ軸方向の両端部が、外端側ほど小径とされたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスクイーズ式ポンプ用ゴムローラ。
7. 円筒状のポンプケースと、該ポンプケースにその内周面に沿って湾曲して内装されたポンピングチューブと、該ポンピングチューブを湾曲内側から押圧しながら転動してポンピングチューブの一端から吸入した流体を他端から吐出させるゴムローラとを備え、
   前記ゴムローラは、ローラ軸方向の中央部が、ローラ軸と直交する方向に膨出する膨出部とされたことを特徴とするスクイーズ式ポンプ。

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