JP3760734B2 - 加圧用筒状体 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ゴム製筒状体を流体加圧により径方向に膨張させて形成される膨張体を利用して、土木建築用コンクリート構造物の製造で必要とする貫通孔を形成する中型、土壌や岩盤などに形成された孔を塞ぐシール部材あるいは破砕用チューブ部材の加圧用に適した筒状体を提供するものである。
【０００２】
【従来技術】
一般に、筒状体はゴム製ホースとされているもので、該ホースの補強層補強材は編組あるいはスパイラルの構成となることが多い。そして一般的に、スパイラル層は撚り線コードがホース軸線に対し正逆二方向に対称的にかつ同数になるように複数スパイラル（巻回）されている。
例えば、当社発明実公昭６３−３１９２５号のコンクリートブロック等の孔成形用中型は、２層のスパイラルが５０度の角度で正逆二方向に巻回されているので、加圧流体を排出した後であっても筒状を保ち折曲しないとしている。
同じく、当社発明特公平３−１８０７５号の岩盤や土壌の孔を破砕するチューブ用あるいは孔のシール部材用は、編組角度３０度の繊維補強層の他に４層のスパイラルが各々略３０度の角度で正逆二方向に巻回されているので、拡径変形の偏りを極力回避しているとしている。
更に、当社発明特願平１１−３５８０６８号の液の排出装置用ゴム膨張管は、補強層が軸方向に延びる縦糸で引き揃えられているので、軸方向に収縮を伴うことなく径方向に膨張・収縮することができるとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これら上記筒状体は、補強層に内圧が加わると静止角度５４．５に成るようにコードが変位して径方向に膨張し易くなっている。除圧されるとゴム弾性により筒状体の径が均等に元に戻ろうとする。
しかし、これら筒状体を施工現場や工場で使用を繰返すと、例えば孔成形用中型の場合は、コンクリート硬化後の除圧で筒状体外面ゴム層の表面にコンクリート内周面等が密着して剥離し難くなるか、一部剥離していても孔より中型を引抜くときに捩りを与えて引抜く力を必要とする。あるいは、筒状体にバンピング圧力や外部から衝撃を加えることで剥離することになるが、脱型に時間がかかり筒状体に外傷を与え耐久性が低下する。
【０００４】
また、シール部材用では、その端部にパイプやケーブルを通して機器類が取付けられて、筒状体軸方向の荷重負担が増加し筒状体に永久伸びが生じて耐久性即ちシール性能が早期に低下する問題がある。これを解消するため補強層を増やせば膨張性の低下、あるいは可撓性の低下でシール性能が悪くなる。更に筒状体の重量が重くなり人手による取扱いができなくなる。
【０００５】
また、軸方向に延びる縦糸を引き揃えた補強層のゴム膨張管は、径方向に膨張するのはゴム弾性のみのため外面あるいは内面ゴム層に外傷が発生すると、繰返す膨縮で外傷が成長し終には貫通傷となり易い。そのため上記特公平３−１８０７５号のシール部材用チューブは損傷を防止するために編組層を内面ゴム層に積層している。
よって、本発明は、径方向に膨張し易くかつ除圧のとき筒状体を容易に短時間に抜去することができ、尚、加圧膨張の繰返しに耐久性のある筒状体を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
よって、本発明は、上記の課題を解決するために発明された加圧用筒状体であって、而して、請求項１は、筒状体がその端部からの流体加圧で膨張・拡径されて前記筒状体外周面に接する被圧面を加圧する筒状体にして、前記筒状体の内面ゴム層と外面ゴム層との間に、撚り線コード簾織布のゴム引き補強層が筒状体長さ方向軸線に対して正逆二方向に巻回された少なくとも一対を一体的に設けた筒状体において、
前記一対の一方の補強層コードが前記軸線と交差する角度をα、他方の補強層コードの前記角度をβとしたとき、α≦５４．５度、β≦５４．５度及び｜β−α｜≧５度にあることを特徴とする加圧用筒状体、である。
このため、正逆二方向に巻回される補強層コードが軸線に対し非対称となるため、コードの軸線と交差する角度の小さい補強層のみが他の補強層に比べて長さ方向の収縮が小さくなる。例えば、コンクリートの貫通孔成形用中型であれば膨張後の中型収縮のとき、交差角度が大きい補強層の収縮が大きいので捩じれるように収縮することになり、成形される孔の内周面との剥離が容易となる。交差角度の差が５度を超えないと中型の捩じれ効果が弱く中型の抜去の容易性に変化が表れなかった。このように筒状体が膨張・拡径するためには、ホースの補強層の編組角度と同様に静止角度５４．５度以下の網角が必要である。
更に、軸線との交差角度が小さい補強層コードはより荷重負担を受け持つことになるので、正逆二方向の対称的に巻回される補強層を増加させて荷重負担を図る必要が少なくなる。
【０００７】
請求項２は、筒状体がその端部からの流体加圧で膨張・拡径されて前記筒状体外周面に接する被圧面を加圧する筒状体にして、前記筒状体の内面ゴム層と外面ゴム層との間に、撚り線コード簾織布のゴム引き補強層が筒状体長さ方向軸線に対して正逆二方向に巻回された少なくとも一対を一体的に設けた筒状体において、
前記一対の他に、前記補強層コードの前記軸線と交差する角度を５４．５度以下とした補強層１層が正逆一方向に巻回されてあることを特徴とする加圧用筒状体、である。
これにより、補強層が正逆二方向の一対毎になっていないので収縮に偏りが発生し筒状体が捩れるように収縮する。
【０００８】
更に、請求項３は、請求項１の記載において、前記補強層が一対のみからなり、かつ、前記α＜前記βのとき前記αの補強層が前記βの補強層の外側に位置することを特徴とする加圧用筒状体、である。
これにより、径方向に膨張するゴム層が２層の補強層コードによって菱形に形成されることにより、内外面ゴム層の損傷に対して傷の成長防止となる。
更に、交差角度の大きい補強層が筒状体の内側に位置するため、径方向への膨縮が均一になり易い。
【０００９】
更に、請求項４は、請求項１、２乃至３の記載において、前記コードが有機繊維からなる撚り線であることを特徴とする加圧用筒状体、である。
このため、可撓性のあるコードを使用するため柔軟性が確保でき、より円形に膨張しシールすべき孔の内周面になじみ易い。
【００１０】
更に、請求項５は、請求項１記載の前記一方の補強層コード、請求項２記載の前記正逆一方向の補強層コード乃至請求項３記載の前記αの補強層コードにおいて、これらのコードが無機繊維からなる撚り線であることを特徴とする加圧用筒状体、である。
このため、引張応力の大きいコードを使用するため長さ方向荷重負担を大きくでき、その端部に取付けられる機器類の荷重負担に耐えることができる。
【００１１】
【実施例】
次に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、外面ゴム層１と内面ゴム層２の間に２層の撚り線コードの簾織布のゴム引き補強層３１、３２が一体成形された筒状体５の一部解剖図を示す。補強層３１のコード４１の交差角度αは補強層３２のコード４２のβより５度小さくなっている。
図２は、図１の補強層３２のコード４２が軸線８と平行になっている筒状体５を示す。
図３は、正逆二方向に対称的に巻回された一対の補強層３１、３２に対して、更に、その外側に１層の補強層３３が一体成形された筒状体５の一部解剖図を示す。
図４は、図１のコード４１、４２が軸線と交差する角度α、βを説明する模式図を示す。
図５は、図１の筒状体５をコンクリートブロックの貫通孔形成用中型９にした場合の長さ方向中央部を欠損した長さ方向断面図を示す。金具７１、７２はホース両端末に装着されるもので、片端が膨張用加圧流体の入出用金具となり他端が密閉用金具となる。筒状体５の外側の点線は筒状体が膨張した場合の拡径の状態を示す。シール部材用であれば各々金具にパイプあるいはケーブルが挿通されて必要に応じてそれらに機器類が装着される（図示されていない）。
【００１２】
更に、本発明の構成を詳しく説明する。
補強層３１、３２の補強材は、公知のタイヤ用簾織布がそのまま使用できる。織布のコードはレーヨン、ナイロン、テトロン、ビニロン、ケブラーあるいは綿等の有機繊維の撚り線が好ましい。無機繊維としてはカーボン、ガラス、鋼線等の撚り線が知られているが、タイヤ用簾織布に使用されているスチールコードが好ましい。これら無機繊維は有機繊維に比べて引張応力が大きいことが特徴であり、これにより、筒状体の荷重負担を増加できる。これら簾織布はいずれも接着処理が施されてゴムと加硫接着が可能となっている。
【００１３】
補強層３１、３２は、上記簾織布をゴム引き６したものを云い、簾織布が筒状体径方向に膨縮が十二分にできるように、軟質なゴムが各コードの間及び簾織布の間に充填されていれば良い。
図１の補強層３１、３２は、径０．５６ｍｍ、引張り強度１．６７ＭＰａ、伸び１５．４％のポリエステル製のコードを５１本／５ｃｍで織って公知のデイップ処理したもので厚み０．７５ｍｍになるようにゴム引き６したものである。
【００１４】
表１の筒状体５は、通常のゴムホース製造と同様で、厚み１．５ｍｍの内面ゴム層２をマンドレル上にチューブ状の成形を行い、その外周面に補強層３１を内面ゴム層側にマンドレル軸線８に対し交差角度２５度に貼着し、その外側に同じく帯状の補強層３２をマンドレル軸線８に対し補強層３１とは逆方向に２０度に貼着し（比較例は２５度）、その外周面に外面ゴム層１を厚み２．２ｍｍに貼着しホース状に成形する。
筒状体の軸線８との交差角度を０度（コードが軸線に平行となる）にする方法は、通常、寿司巻きと云われる方法でコードの並びが軸線と同じになるようにゴム引き簾織布を補強層３１の外周面に密着して巻付ける。
【００１５】
これにラッピイングを施し、加硫缶で所定の加硫後、ラッピイング及びマンドレルを外して筒状体５を得る。
【００１６】
表１の比較例１は従来のコンクリートブロック貫通孔成形用中型で、外径５９ｍｍφ、肉厚５．２ｍｍ、長さ８ｍの筒状体を使用。実施例１は比較例１の外面ゴム層側に接する補強層の交差角度を図１とは逆に表１の如く変えたものである。加圧空気により筒状体の膨張した外径を示し、捩れ角度は加圧前に筒状体外面ゴム表面に軸線と平行な線を全長表示し、加圧膨張後、片端を固定した場合に他端末に表示した線が捩れて周方向に回転した角度を表示したものである。実施例１の４５０度とは他端が片端に対して１周（３６０度）と更に９０度回転したことを示す（捩れたこと）。実施例１の筒状体で成型された貫通孔は比較例１の膨張状態と同様な孔であった。しかし、除圧したときは直ぐに捩れを発生したため、筒状体に直接捩れを与えることは不要であった。当然に抜去ためのバンピング圧も不要であった。比較例１の９０度は補強層３１と３２の外径差による通常の捩れである。
【００１７】
【表１】

【００１８】
【発明の効果】
通常、コンクリートの貫通孔成型用中型、土壌や岩盤の孔のシール部材用ゴム膨張管あるいはパッカー用ゴム管は、正逆二方向に軸線に対し対称的に巻回した一対の補強層を必要に応じて複数対積層したゴム製筒状体（ホース）を加圧拡径していたが、本発明は、非対称に補強層を巻回す、あるいは、一対の補強層の他に補強層１層のみを巻回すことにより、補強層が加圧により収縮差を発生しそれが筒状体の捩れとなる。この筒状体の捩れは使用現場では、繰返し使用する場合には除圧後の筒状体の縮径、抜去るが容易となった。
また、筒状体の軸方向の荷重は軸線方向に傾いているコードが主に負担するため、荷重の増加にも対応して使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例で、一部解剖図を示す。
【図２】本発明の二実施例で、一部解剖図を示す。
【図３】本発明の三実施例で、一部解剖図を示す。
【図４】図１における補強層コードのα及びβを説明する模式図を示す。
【図５】本発明の筒状体をコンクリートブロック等の孔成型用に使用した場合の中型の中央部を欠損した概要断面図を示す。
【符号の説明】
１ 外面ゴム層
２ 内面ゴム層
３１、３２ 撚り線コード簾織布
４１、４２ 撚り線コード
５ 加圧用筒状体
９ コンクリートの貫通孔成型用中型

Claims (5)

1. 筒状体がその端部からの流体加圧で膨張・拡径されて前記筒状体外周面に接する被圧面を加圧する筒状体にして、前記筒状体の内面ゴム層と外面ゴム層との間に、撚り線コード簾織布のゴム引き補強層が筒状体長さ方向軸線に対して正逆二方向に巻回された少なくとも一対を一体的に設けた筒状体において、
   前記一対の一方の補強層コードが前記軸線と交差する角度をα、他方の補強層コードの前記角度をβとしたとき、α≦５４．５度、β≦５４．５度及び｜β−α｜≧５度にあることを特徴とする加圧用筒状体。
2. 筒状体がその端部からの流体加圧で膨張・拡径されて前記筒状体外周面に接する被圧面を加圧する筒状体にして、前記筒状体の内面ゴム層と外面ゴム層との間に、撚り線コード簾織布のゴム引き補強層が筒状体長さ方向軸線に対して正逆二方向に巻回された少なくとも一対を一体的に設けた筒状体において、
   前記一対の他に、前記補強層コードの前記軸線と交差する角度を５４．５度以下とした補強層１層が正逆一方向に巻回されてあることを特徴とする加圧用筒状体。
3. 請求項１の記載において、前記補強層が一対のみからなり、かつ、前記α＜前記βのとき前記αの補強層が前記βの補強層の外側に位置することを特徴とする加圧用筒状体。
4. 請求項１、２乃至３の記載において、前記コードが有機繊維からなる撚り線であることを特徴とする加圧用筒状体。
5. 請求項１記載の前記一方の補強層コード、請求項２記載の前記正逆一方向の補強層コード乃至請求項３記載の前記αの補強層コードにおいて、これらのコードが無機繊維からなる撚り線であることを特徴とする加圧用筒状体。

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