JP2014214841A - 結合金具 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた蓄光発光性能を有するとともに、弾性、靱性および耐摩耗性にも優れた保護バンドを備えた結合金具を提供する。
【解決手段】結合金具１は、円筒状の受け金具２と差し金具３とを含み、これらの隙間はゴムパッキン４により液密的に封止されている。連結部においては、つめ８およびつめ座９を介して、受け金具２の外周にしめ輪５が配置されている。しめ輪５と差し金具３との間隙に押し輪６が挿入され、止め輪７が設けられている。しめ輪５の外周には、保護バンド１０が嵌装されている。前記保護バンド１０は、１０〜２５質量％の蓄光顔料を含有するポリ塩化ビニルの成型体からなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、結合金具に関する。

従来、消防ホースおよび産業用ホース等の発光性を有する製品として、種々のホースや結合金具が提案されている（例えば、特許文献１〜４）。

結合金具を物理的な損傷から保護するために、結合金具の外周には保護バンドが装着されている。保護バンドには、暗所においても結合金具の位置を容易に把握できるように、蓄光発光性が付与されている。多量の蓄光顔料が含有されれば蓄光発光性は強められるものの、物理特性であるエラストマーとしての弾性が失われ、金具を落下させた時の衝撃によって割れや欠けを生じ易くなる。また、この場合には、靱性が乏しいので耐摩耗性等の特性も損なわれてしまう。このため、従来の保護バンドにおいては蓄光顔料の含有量が制限されている。具体的には、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭゴム）を使用した従来の保護バンドにおいては、蓄光顔料の含有量は７重量％程度以下とされている。

蓄光発光特性が優れていたところで、エラストマーとしての弾性が失われて耐摩耗性の乏しい保護バンドは、路面や床面を引きずり回されるホースに適用することができない。弾性、靱性および耐摩耗性といった物理特性を維持しつつ、より強い蓄光発光特性を有する保護バンドが求められているものの、そのような保護バンドは未だ得られていないのが現状である。

実開昭５９−１８８３８３号公報 実開平０５−５８１５９号公報 特開２０００−３１７００７号公報 特開２０１２−２００４２８号公報

本発明の目的は、優れた蓄光発光性能を有するとともに、弾性、靱性および耐摩耗性にも優れた保護バンドを備えた結合金具を提供することにある。

本発明の結合金具は、円筒状の金具本体と、前記金具本体の外周に装着された保護バンドとを具備する。前記保護バンドは、１０〜２５質量％の蓄光顔料を含有するポリ塩化ビニルの成型体からなることを特徴とする。

前記ポリ塩化ビニルは、分子量が７００〜１０００であることが好ましい。

前記保護バンドは、内径ｄ_in、外径ｄ_out、幅Ｌの円環状であり、前記外径ｄ_outは、幅Ｌ／２において最大値となるように連続的に変化し、内周面に凹部を有することが好ましい。

前記保護バンドと前記金具本体との間に配置された反射部材をさらに具備することが好ましい。

本発明によれば、優れた蓄光発光性能を有するとともに、弾性、靱性および耐摩耗性にも優れた保護バンドを備えた結合金具が提供される。

一実施形態にかかる結合金具の一部切り欠き断面図。 保護バンドの斜視図。 保護バンドの正面図。 図３に示した保護バンドの領域Ａの拡大図。 図３に示した保護バンドの領域Ａの拡大断面図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明の結合金具の一実施形態を示したものである。結合金具１は、円筒状の受け金具２と差し金具３とを含み、これらの隙間はゴムパッキン４により液密的に封止されている。連結部においては、つめ８およびつめ座９を介して、受け金具２の外周にしめ輪５が配置されている。しめ輪５と差し金具３との間隙に押し輪６が挿入され、止め輪７が設けられている。本明細書においては、これらを含む構造体を金具本体と称する。

しめ輪５の外周には、保護バンド１０が嵌装されている。この保護バンド１０は、しめ輪５の外周に凸状に突出し、この突出した保護バンド１０の存在によって、結合金具１やホース端末が路面を引きずられた際、摩耗や損傷を受けないようにそれらを保護し、また保護バンド１０の弾性力によって落下や衝突時の衝撃を緩和する。しかも、本実施形態の結合金具における保護バンド１０は蓄光性を有しており、これによって、暗所においても結合金具の位置を容易に把握することができる。

図示する例では、保護バンド１０はしめ輪５の外周面に直接設けられているが、反射テープのような反射部材（図示せず）をしめ輪５の上に配置しておき、そのしめ輪５の上に保護バンド１０を配置してもよい。光を照射された際に反射するので、蓄光特性に加えて反射特性も備えた結合金具が得られる。また、反射によって蓄光発光性能自体も向上する。

図２には、保護バンド１０の斜視図を示す。図示するように、保護バンド１０は円環状であり、その外周面には、浮出しマーク１２が設けられていてもよい。本実施形態の結合金具における保護バンド１０は、１０〜２５質量％の蓄光顔料を含有するポリ塩化ビニルの成型体である。

ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）は、透明性や外観上の艶を備えていることが望まれ、さらに、後述するように射出成形に対応可能であることも求められる。分子量が７００〜１０００程度のポリ塩化ビニルであれば、この条件を満たすことができる。ポリ塩化ビニルの分子量は、７５０〜８５０程度であることがより好ましい。また、蓄光顔料を含有した時の濁りを回避するため、ポリ塩化ビニルの安定剤は非鉛系安定剤を用いることが好ましい。なお、従来のＥＰＤＭゴムを用いた保護バンドの場合には、有機過酸化物系架橋剤で透明性を確保して、それによって物理特性が充分確保できないという問題があった。本実施形態においては、透明性の高いポリ塩化ビニルが使用されるので、透明性を確保するために配合される成分によって物理特性が犠牲になるおそれはない。

ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）のなかでも、軟質ポリ塩化ビニル（ＳＰＶＣ）および塩化ビニル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶＣ）が好ましく、ＴＰＶＣがより好ましい。ＴＰＶＣとは、乳化重合により部分架橋ゲルを含有させたゲルＰＶＣ、高重合度ＰＶＣ可塑化物、およびＮＢＲ（ニトリルゴム）変性ＰＶＣ等をさす。

本実施形態の結合金具における保護バンドは、全質量の１０〜２５質量％の蓄光顔料を含有する。蓄光顔料が少なすぎる場合には、十分な蓄光発光性能を得ることができない。一方、蓄光顔料が多すぎる場合には、物理特性（引張強さ、伸び等）が低下すると共に比重が増えて保護バンドの質量が増加する。蓄光顔料の含有量は、全質量の１５〜２０質量％がより好ましい。本実施形態の保護バンドは、１０〜２５質量％の蓄光顔料が含有されてもエラストマーとしての弾性や耐摩耗性が損なわれることがない。

蓄光顔料としては、光に曝された後に暗所において燐光または蛍光を発する任意の物質を用いることができる。燐光体のほか、蛍光体や各種ルミネッセンス現象を生じる物質を含む。射出成形を考慮すると、蓄光顔料の平均粒度は３〜３０μｍであり、蓄光発光性能を考えると平均粒度は１７〜３０μｍであることがより好ましい。

具体的には、蓄光顔料としては例えば(株)ネモト・ルミマテリアルのＮ夜光等が挙げられる。

本実施形態の結合金具における保護バンドを構成するポリ塩化ビニルの成型体は、可塑剤が含有される。可塑剤の含有量は、目的の成型体が得られるように適宜決定すればよい。上述したような分子量７００〜１０００のポリ塩化ビニルと、可塑剤とを組み合わせることによって、製品強度および弾性力と蓄光発光性能とを兼ね備えることができる。可塑剤としては低移行性であることが好ましく、例えばポリエステル系の高分子可塑剤が挙げられる。

また、耐候性助剤を配合することによって、保護バンドの耐候性を更に高めることができる。

図３には、保護バンド１０の正面図を示す。保護バンド１０の外径（ｄ_out）、内径（ｄ_in）、および幅（Ｌ）といった寸法は、用いられる金具本体の寸法に応じて適宜決定することができる。外径ｄ_outは、幅Ｌ／２において最大となるように連続的に変化していることが好ましい。この場合には、金具を落下させた時の衝撃吸収力と云う点で有利となる。

例えば、外径（ｄ_out）の最小値（幅Ｌの両端での値）が１０８ｍｍ、内径（ｄ_in）が９６ｍｍ、幅（Ｌ）が２４ｍｍの保護バンドの場合には、領域Ａは、図４に示すような寸法とすることができる。図４中の寸法Ｒ２０は、外周の幅方向における曲率である。この寸法が小さい場合には柔軟に衝撃を吸収するが耐摩耗性が悪化し、逆に大きいと耐摩耗性が向上するが衝撃吸収力が低下するおそれがある。したがって、この部分の曲率は、図示するようにＲ２０とすることが好ましい。角部をきれいに仕上げるためにはＲ２とすることが好ましく、両端の寸法０．８部分は保護バンド１０がしめ輪５から不用意に外れないようにするための処置である。

また、図５の断面図に示されるように、保護バンド１０の内周面に凹部１４を設けてもよい。内周面に凹部１４を設けることによって、金具本体と保護バンド１０との間に空気層が形成され、蓄光発光性能が向上するとともにクッション性を高めることができる。

凹部１４の深さｗが小さすぎる場合には、十分な蓄光発光性能の向上やクッション性が得られず、一方、深さｗが大きすぎる場合には、保護バンド１０の強度の低下につながる。凹部１４の深さｗは、保護バンド１０の寸法に応じて適宜選択することが望まれる。例えば、外径（ｄ_out）の最小値が１０８ｍｍであって、内径（ｄ_in）９６ｍｍ、幅（Ｌ）２４ｍｍの上述したような寸法の保護バンドの場合には、凹部１４の深さｗは０．５〜２．５ｍｍとすることが好ましい。

この凹部１４は、保護バンド１０の幅Ｌの３０〜９０％の領域にわたって設けられていれば、目的の蓄光発光性能の向上とクッション性を十分に発揮することができる。また、、反射テープのような反射部材をしめ輪５の上に配置しておき、その上に図５の保護バンド１０を配置した場合には、光を照射された際に反射する特性が加わるとともに、反射によって蓄光発光性能自体も向上する。

本実施形態にかかる保護バンド１０は、原料組成物を常法により射出成形することによって作製することができる。射出成形に用いる金型の寸法は、金具本体に応じて適宜選択すればよい。

原料組成物は、ベースポリマーとしてのポリ塩化ビニル、蓄光顔料、および可塑剤等を混合して調製することができる。蓄光顔料は、組成物全体の１０〜２５質量％となる量で配合する。可塑剤の量は、目的の成型体が得られるように適宜選択すればよい。

上述したように、本実施形態にかかる結合金具は、強い蓄光発光性能を有する保護バンドを備えているので、暗所においても、結合金具の位置を容易に把握することができる。しかも、本実施形態の結合金具における保護バンドは、必要な製品強度や弾性力を確保できるのに加えて耐摩耗性も優れており、長期にわたって繰り返し使用しても蓄光発光性能を維持することができる。

以下に、保護バンドの具体例を示す。

ベースポリマーと蓄光顔料と可塑剤が主要成分でありこれに滑剤や安定剤等々を混合して、原料組成物を調製した。ベースポリマーとしては、ポリ塩化ビニル（新第一塩ビ(株)製、分子量８００）を用い、蓄光顔料としては、ＧＬＬ−３００Ｍ（(株)ネモト・ルミマテリアル製）を、組成物全体の１７質量％の量で用いた。この蓄光顔料は、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ，Ｄｙで表わされる組成を有する化合物であり、平均粒度は３０μｍである。可塑剤としては、ポリエステル系の高分子可塑剤を用い、その量は組成物全体の３７質量％とした。

得られた原料組成物を用いて射出成形法により保護バンドを作製し、得られた保護バンドをサンプルＡ１とした。

保護バンドの寸法は、外径（ｄ_out）１０８ｍｍ、内径（ｄ_in）９６ｍｍ、幅（Ｌ）２４ｍｍとし、図４に示したような寸法で外周を形成した。

サンプルＡ１の原料組成物からテストピースを作製して、その物性を以下のＪＩＳ規格に準じて測定した。

引張強さと伸び、モジュラス（ＪＩＳ Ｋ ６７２３）
比重（ＪＩＳ Ｋ ７１１２）
硬度（ＪＩＳ Ｋ ６２５３ タイプＡデュロメータの値）
一般的に、結合金具用の保護バンドの引張強さ（ＭＰａ）、伸び（％）およびモジュラス（ＭＰａ）は、値が大きいほど良好である。結合金具の軽量化を考慮すると、保護バンドの比重は小さいことが望まれる。硬度は、柔軟性と摩耗特性等から設定した。

サンプルＡ１の物理特性は、引張強さ８．４ＭＰａ、伸び２６０％、５０％モジュラス２．５ＭＰａ、１００％モジュラス４．２ＭＰａ、比重１．３６、硬度６３（タイプＡ）であった。サンプルＡ１は、８ＭＰａ以上の引張強さを有するのに加え、伸びが２００％を超えているので充分に強靭であり、消防ホース等の結合金具に用いるのに適切な性能を有していた。

なお、強靭性とはタフネスとも呼ばれ、物体の破壊され難さのことである。（ＪＩＳ Ｋ ６７２３に基づく引張強度試験を行い、縦軸に応力−横軸にひずみでグラフ化した時に、応力−ひずみ曲線と横軸（ひずみ軸）との間の面積は破断仕事量を表し、タフネスとも呼ばれる。この量が大きいほどその物体を破断するためのエネルギーは大きく、その物体は強靭であるといえる。なお、破断点での応力およびひずみ率をそれぞれ、引張強さおよび伸びと呼ぶ。）
また、金型を変更する以外はサンプルＡ１と同様にして、図５に示したような内周面に凹部を有するサンプルＡ２を作製した。サンプルＡ２においては、深さ０．５ｍｍの凹部を、内周面の幅Ｌの６０％の領域に形成した。

比較のために、従来の青色標準品（ＮＢＲゴム製）、および蓄光市販品（シリコーンゴム製）を用意し、それぞれサンプルＢおよびサンプルＣとした。サンプルＢおよびＣの保護バンドは、いずれもモールド製法により作製されたものである。サンプルＣには、８質量％の蓄光顔料が含有されている。

各サンプルの原料組成物からテストピースを作製して、それぞれ以下の耐摩耗試験を行なって、サンプルＡ１，ＢおよびＣの保護バンドの耐摩耗性を調べた。

＜耐摩耗試験＞
耐摩耗性は、ＪＩＳ Ｋ ６２６４に準じたテーバー試験を行なって評価した。試験条件は、以下のとおりとした。

摩耗輪：Ｈ−２２
荷重：９．８Ｎ
回転速度：毎分６０±２回、
試験回数：１０００回（回転）
試験後、摩耗した質量（ｍｇ）を秤量して評価する。摩耗量の少ないものが良好である。

サンプルＡ１の摩耗量は非常に少なく６ｍｇであった。これに対して、比較品の保護バンドの摩耗量はいずれも多く、標準的に使用されているサンプルＢが７５ｍｇで、サンプルＣにおいても４３ｍｇであった。

ポリ塩化ビニル製のサンプルＡ１は、ＮＢＲゴム製のサンプルＢおよびシリコーンゴム製のサンプルＣと比較して優れた耐摩耗性を有することが確認された。保護バンドの耐摩耗性は原料組成物の組成に依存するので、サンプルＡ２の保護バンドもサンプルＡ１と同程度の耐摩耗性を有すると考えられる。

したがって、サンプルＡ１またはＡ２の保護バンドを含む結合金具を消防ホースに適用した際には、地面を引きずられても保護バンドの摩耗は少ないことが予測される。こうした保護バンドを含む結合金具は、消防ホースの長期間の繰り返し使用にも耐えられるものとなる。

次に、サンプルＡ１、Ａ２およびＣの保護バンドの蓄光発光特性（残光輝度特性）を、以下の試験により調べた。

＜蓄光試験＞
常用光源Ｄ₆₅蛍光ランプを用い、ＪＩＳ Ｚ９１０７に準拠して２００ｌｘ（ルクス）で２０分間照射後の残光輝度を測定した。

黒い下地にサンプルを載せ、５分後、２０分後および６０分後の残光輝度ｍｃｄ／ｍ²（ミリカンデラ／平方メートル）を測定した。得られた結果を、下記表１にまとめる。

上記表１に示されるように、サンプルＡ１およびサンプルＡ２の輝度は、５分後において、それぞれ４７９ｍｃｄ／ｍ²および４８５ｍｃｄ／ｍ²である。時間の経過とともに残光輝度は低下するものの、６０分後でも、サンプルＡ１は３５ｍｃｄ／ｍ²の輝度を有し、サンプルＡ２は３６ｍｃｄ／ｍ²の輝度を有している。

これに対して、サンプルＣの保護バンドの輝度は、５分後でもサンプルＡ１，Ａ２の半分以下であり、時間の経過とともに残光輝度はさらに低下している。

消防庁が「高輝度蓄光式誘導標識」として認めるのは、同一条件での２０分後の残光輝度が１００ｍｃｄ／ｍ²以上である。サンプルＡ１およびＡ２の２０分後の残光輝度は、それぞれ１２３ｍｃｄ／ｍ²および１２５ｍｃｄ／ｍ²であるので、いずれも暗所において位置を容易に把握できる。なお、サンプルＣの２０分後６３ｍｃｄ／ｍ²は「中輝度蓄光式誘導標識」のレベルになる。

本実施形態の結合金具は、強い蓄光発光性能を有し、耐摩耗性に優れた保護バンドを備えている。本実施形態の結合金具を消防ホース用の継ぎ手として用いた場合、例えば消火活動中の消防隊員が非常時に撤退する際、発光する保護バンドを含むホースラインは正しい帰還路を示すことができる。また、追って消火活動に参加する応援部隊にとっても、発光する保護バンドは有効な目印となる。

しかも、本実施形態の結合金具における保護バンドは、弾性および靱性に優れているので金具を落下させた時の衝撃をよく吸収でき、しかも耐摩耗性にも優れていることから消防ホース等が路面や床面を引きずり回された後でも、蓄光発光性能が大きく低下することはない。

１…結合金具； ２…受け金具； ３…差し金具； ４…ゴムパッキン
５…しめ輪； ６…押し輪； ７…止め輪； ８…つめ； ９…つめ座
１０…保護バンド； ｄ_out…外径； ｄ_in…内径； Ｌ…； Ａ…領域
１４…凹部。

Claims (4)

1. 円筒状の金具本体と、
   前記金具本体の外周に装着された保護バンドとを具備し、
   前記保護バンドは、１０〜２５質量％の蓄光顔料を含有するポリ塩化ビニルの成型体からなることを特徴とする結合金具。
2. 前記ポリ塩化ビニルは、分子量が７００〜１０００であることを特徴とする請求項１に記載の結合金具。
3. 前記保護バンドは、内径ｄ_in、外径ｄ_out、幅Ｌの円環状であり、前記外径ｄ_outは、幅Ｌ／２において最大値となるように連続的に変化し、内周面に凹部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の結合金具。
4. 前記保護バンドと前記金具本体との間に配置された反射部材をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の結合金具。

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