JP4294774B2 - ホースと結合金具との結合方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、消防ホースの端部に結合される継手金具、口金等のホースと結合金具との結合方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、消防ホースは、縦糸と横糸を筒状に織成したジャケットの内側にライニング層を施すことにより、水密に構成されている。この消防ホースは、ホース相互を接続するためにホースの両端部に継手金具を設けたもの、ホースの一端部に継手金具を設け、他端部に放水ノズル等の口金を設けたものなどがある。
【0003】
ホースの端部に設けられる継手金具や口金等の結合金具は、その結合金具本体の内周面に縦断面形状が略鋸歯状のホース挿入部を有している。そして、ホースの端部を結合金具本体のホース挿入部に挿入し、その内側に金属製のエキスパンリングを挿入し、このエキスパンリングをエキスパン治具によって拡大圧着してホースと結合金具本体とを固着している。
【0004】
例えば呼称内径65mmの場合、口元保護布(はかま)を取り付けたホース外径は70mm程度であり、これをエキスパン金具の鋸歯状結合部の内径70.5〜73.5mm(平均72mm)の結合部へ挿入して、挿入したホース内に円筒形で肉厚1.8mm長さ32mm程度のエキスパンリングを入れてこのリング内径が65mm程度になるまで拡張(エキスパン)で圧着する。
【0005】
つまりホース内径は65mmから68.6mm(65+1.8×2=68.6)へと約5.5%(((68.6/65)−1)×100=5.54)拡大され、ホース肉厚は2.5mm((70−65)/2=2.5)から1.7mm((72−68.6)/2=1.7)へと単純計算で32%((1−(1.7/2.5))×100=32)で圧着されている。なお、エキスパンリングで拡大圧着される部分には13巻き程度の横糸が入っている。
【0006】
ジャケットの横糸がポリエステルの場合、消防ホースで通常使用されるポリエステルフィラメント糸の切断伸度は17%程度なので、切断伸度の30%((5.5/17)×100=32.4)程度伸びて拡大圧着されている。
【0007】
しかし、ジャケットの横糸がアラミドの場合、使用圧4MPa(40kgf/cm2)と云うような超高圧の消防ホースに使用されるパラ系アラミド繊維(デュポンのケブラー等)のフィラメント糸の切断伸度は4.5%程度なので、拡大圧着に必要な5.5%まで伸ばすことができず金具のエキスパン締めができない。
【0008】
通常のエキスパン機はアラミド繊維の横糸を切断できるほどの力がないのでホースが十分拡大圧着出来ず、ホースアッセンブリ使用中に金具が抜けてしまうという問題が発生する。
【0009】
なお、横糸に伸びがない場合はエキスパン機でエキスパンリングを拡張しても全くホース内径が変化しないかというと、そうではなく縦糸が斜めになるようにジャケットが回転できる範囲で横糸が広がって内径が拡大する。(コイルスプリングを拡張したような状態であり、横糸が全く伸びなくても内径はある程度拡大できる。)また、横糸は完全には接着固定されていないので、横糸がずれる(抜ける)ことにより多少拡大出来る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように構成されたホース結合金具は、ホース挿入部が略鋸歯形状に形成されているため、ホースを結合した状態においては、ホースの外周面のジャケットが拡径され鋸歯形状の凹凸部に食い込んで固着される設計になっている。
【0011】
しかしながら、近年、消防ホースにおいても、使用圧力が4Mpa(40kgf/cm2)というように超高圧な性能が求められるようになった。シングルジャケット構造で超高圧ホースを設計するためには、ジャケットの特に横糸をアラミド繊維等のスーパー繊維で構成する必要がある。アラミド繊維は、高強力性に優れているものの、伸びがほとんどないため、前述のようにホースの内側からエキスパンリングをエキスパン治具によって拡径しても、ジャケットの横糸がほとんど延びないために、ジャケットが拡径されず、結合金具の鋸歯形状の凹凸部に食い込んで強固に固着されないという問題がある。
【0012】
従って、ホースに水圧が加わると、ホースの端部が結合金具のホース挿入部から抜けてしまうという問題がある。
【0013】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、高強力性を有するアラミド繊維または鋼線からなるジャケットを有するホースであっても、結合金具本体と強固に結合され、高圧に耐えられるホースと結合金具との結合方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を達成するために、請求項1は、縦糸と横糸を筒状に織成したジャケットの内側にライニング層を施したホースを、内周面にホース装着部を持つ結合金具本体に挿入して、その内側からエキスパンリングを拡径してホースと結合金具本体とを固着するホースと結合金具の結合方法において、前記ホースの端部を結合金具本体のホース装着部に挿入する前に、前記ホース端部側の横糸を切断することを特徴とする。
請求項2は、縦糸と横糸を筒状に織成したジャケットの内側にライニング層を施したホースを、内周面にホース装着部を持つ結合金具本体に挿入して、その内側からエキスパンリングを拡径してホースと結合金具本体とを固着するホースと結合金具の結合方法において、前記エキスパンリングを拡径するときの力によってホース端部側の横糸を切断することを特徴とする。
前記請求項に記載の構成によれば、ジャケットの横糸がアラミド繊維、鋼線等のほとんど伸びないホースであっても、ホースの外周面は結合金具本体の鋸歯状のホース挿入部に食い込み、ホースの内周面はエキスパンリングの外周面に形成された凹凸部と食い込んで強固に結合される。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0016】
図1及び図2は第1の参考例を示し、図1は例えば消防ホース等のホース結合金具の半縦断側面図、図2は図1のA部を拡大した縦断側面図である。継手金具等の金属製の結合金具本体1の内周面には縦断面形状が略鋸歯状のホース装着部2が設けられ、このホース装着部2には後述する消防ホース等のホース3を介してエキスパンリング4が挿入されるようになっている。
【0017】
エキスパンリング4は金属製の短管であり、この外周面には縦断面形状が略鋸歯状の凹凸部5が形成されている。エキスパンリング4の凹凸部5はホース装着部2の鋸歯形状とは逆テーパであり、ホース装着部2が結合金具本体1の内方に向かって上り勾配のテーパであるのに対し、エキスパンリング4の凹凸部5は結合金具本体1の外方に向かって上り勾配のテーパに形成されている。
【0018】
一方、ホース3は、縦糸と横糸を筒状に織成したジャケット6の内側にライニング層7を施すことにより、水密に構成されている。ジャケット6を構成する縦糸及び横糸は本参考例においては、高強力性に優れたアラミド繊維または鋼線によって形成されている。
【0019】
次に、結合金具本体1とホース3とを結合する方法について説明すると、まず、ホース3の端部を結合金具本体1のホース装着部2に挿入し、さらに、ホース3の内側にエキスパンリング4を挿入してホース装着部2とエキスパンリング4の凹凸部5とをホース3を介して対向させる。
【0020】
この状態で、公知のエキスパン治具(図示しない)をエキスパンリング4の内側に挿入し、エキスパン治具によってエキスパンリング4を内側から拡径すると、エキスパンリング4の凹凸部5がホース3の内側に食い込み、ホース3の外側が結合金具本体1のホース装着部2に形成された鋸歯状部に食い込み、ホース3の端部と結合金具本体1とが強固に結合される。
【0021】
従って、ホース3のジャケット6の横糸がアラミド繊維または鋼線で形成され、ジャケット6が径方向にほとんど伸びなくても、エキスパンリング4の拡径によって凹凸部5がホース3の内側に食い込んで結合される。このため、結合金具を含むホース3の内部に高圧が加わっても、結合金具本体1からホース3が抜けることはない。また、ジャケット6がアラミド繊維または鋼線で形成されているため、超高圧性能を有するホース3を提供できる。
【0022】
エキスパンリング4に鋸歯状の凹凸部5を設けることによって、ホース3の最大内径が68.6mmに拡大されればよいので鋸歯状の最小内径部は65.6mmで、平均内径は67.1mmとなる。よって、ホース内径は65mmから67.1mmへと平均約3%(((67.1/65)−1)×100=3.23)拡大されればよくなる。
【0023】
なお、単純に考えると部分的には5.5%伸びる部分と0.9%(((65.6/65)−1)×100=0.923)伸びる部分が出来るわけだが、従来項で述べたように、大きく伸びる部分の縦糸が斜めになることによって、実際の横糸の伸びはほぼ均一に3%となる。
【0024】
図3は第2の参考例を示し、エキスパンリング8の外周面に、その周方向に沿うリブ9をエキスパンリング8の軸方向に離間して複数条配置したものであり、各リブ9の凸部は略円弧状に形成されている。エキスパンリング8にリブ9を設けることによって、図3からも分かるように、鋸歯状のエキスパンリング4よりも更に小さな平均内径で良いことになる。よって、ホース内径の拡張率も更に小さく出来る。本実施形態の作用は、第1の参考例と同じである。
【0025】
図4は第3の参考例を示し、エキスパンリング8の外周面に、その周方向に複数に分割した凸部10をエキスパンリング8の軸方向に亘って配置したものであり、凸部10は縦筋状に形成されている。
【0026】
前述したように、周方向に4この凸部10を設けたエキスパンリング8、つまり4枚歯の歯車状リングでホース内径を拡大すると、グリップ力を確保するために必要な歯先部68.6mmに拡大されるが、歯無部分の横糸は直線状になるので横糸1巻きの長さは次の通り求められる。
歯先部分の長さ…107.8mm(((68.6×π)/8)×4=107.756)
歯無部分の長さ…105.8mm((69.6/2)×sin22.5×2×4=105.008)
この横糸1巻きの長さ212.8mmを元の横糸の円周204.2mm(65×π=204.204)と比較すると平均で4.2%(((212.8/204.2)−1×100=4.21)拡大されればよくなったことが分かる。
【0027】
なお、単純に考えると部分的には5.5%伸びる部分と2.8%{(((105.0×2)/204.2)−1)×100=2.84}伸びる部分が出来るわけだが、前記のように横糸は完全には接着固定されていないので、横糸がずれる(抜ける)ことによって、実際の横糸の伸びはほぼ均一に4.2%となる。
【0028】
本参考例の作用は、第1の参考例と同じである。
【0029】
図5は第4の参考例を示し、エキスパンリング8の外周面に、その周方向に沿うリブ11をエキスパンリング8の外周面に千鳥状に複数配置したものであり、各リブ9の凸部は略円弧状に形成されている。このように、4枚千鳥歯状リングでホース内径を拡張すると、歯車状リングの効果と鋸歯状リングの効果の両方の効果によって、横糸自身の伸びが小さくてもしっかりと拡大圧着することが出来る。
【0030】
本参考例の作用は、第1の参考例と同じである。
【0031】
図6は第5の参考例を示し、結合金具本体1のホース装着部2のホース端部側12aの内径をホース装着部2より小径にしたものであり、エキスパンリング13は従来と同様の短管である。
【0032】
本参考例によれば、エキスパンリング13を公知のエキスパン治具(図示しない)によって拡径すると、ホース端部側12aにおいては、ホース3より小径であるためホース3に縦皺が生じて水密にならず、ホース3が切れることもあるが、ホース装着部2の鋸歯にジャケット6が食い込んでグリップされる。また、ホース装着部2の開口側12bは大径であるため、十分なグリップ力は得られないが、ホース3に対して確実にシールされるため、水密性を確保できる。
【0033】
図7は第1の実施形態であり、ホース3と結合金具本体1との結合方法を示す。本実施形態における結合金具本体1は第1の参考例と同じであり、エキスパンリング13は第5の参考例と同じ短管である。
【0034】
次に、結合金具本体1とホース3とを結合する方法について説明すると、まず、ホース3の端部におけるジャケット6の横糸6aを数か所切断する(×は切断部を示す)。本実施形態では、横糸6aの1〜2周に1か所としているが、ホース3の端部からホース装着部2の1/2位までライニング層7とともに切込みを入れてもよい。
【0035】
前述のように加工したホース3の端部を結合金具本体1のホース装着部2に挿入し、さらに、ホース3の内側にエキスパンリング13を挿入する。この状態で、公知のエキスパン治具(図示しない)をエキスパンリング13の内側に挿入し、エキスパン治具によってエキスパンリング13を内側から拡径すると、ホース3の横糸6aは数か所切断されているため拡径し、ホース3の外側が結合金具本体1のホース装着部2に形成された鋸歯状部に食い込み、ホース3の端部と結合金具本体1とが強固に結合される。
【0036】
従って、ホース3のジャケット6がアラミド繊維で形成され、ジャケット6がほとんど伸びなくても、横糸6aが切断されているためエキスパンリング13の拡径によって強固に結合され、結合金具を含むホース3の内部に高圧が加わっても、結合金具本体1からホース3が抜けることはない。また、ジャケット6がアラミド繊維、鋼線で形成されているため、超高圧性能を有するホース3を提供できる。
【0037】
例えば、結合金具本体1の鋸歯状結合部に挿入する部分のホース長さに対して、ホース端部側の50〜90%程度の横糸を0.5から1.5周に一回程度の箇所で事前にカッターナイフで切断してから、結合金具本体1へ挿入してエキスパンリング13を入れてエキスパン加工する。この場合は、前記のように横糸は完全には接着固定されていないので、横糸がずれる(抜ける)ことによって、実際の横糸はほとんど伸びないにもかかわらず強固に拡大圧着することが出来る。
【0038】
なお、エキスパン機の力を強くすることによって、エキスパンする時の力で横糸を切断して同様の効果を得ることも出来る。ただし、この場合はこの強力なエキスパン力によって金具に変形を与えてしまうので、結合金具本体1の外側へ離脱可能な変形止めの補強リングを取り付けてからエキスパンする必要がある。
【0039】
前記第1の実施形態においては、ホース3の端部におけるジャケット6の横糸6aを予め数か所切断するようにしたが、エキスパンリング13を拡径するときの力によってホース3の端部の横糸6aを切断するようにしてもよい。
【0040】
図8は第2の実施形態を示し、ホース3と結合金具本体1との結合方法を示す。本実施形態における結合金具本体1は第1の参考例と同じであり、エキスパンリング13は第5の参考例と同じ短管である。
【0041】
本実施形態のエキスパン治具14は、テーパ部15aを有するエキスパン心棒15と、周方向に複数個に分割され前記テーパ部15aに嵌合されるエキスパン駒16とから構成されている。エキスパン駒16の外周面には周方向に沿ってリブ16aが形成され、このリブ16aはエキスパン駒16の軸方向に離間して複数条配置されている。
【0042】
次に、結合金具本体1とホース3とを結合する方法について説明すると、まず、ホース3の端部を結合金具本体1のホース装着部2に挿入し、さらに、ホース3の内側にエキスパンリング13を挿入する。
【0043】
この状態で、エキスパン治具14のエキスパン駒16をエキスパンリング13の内側に対向させ、エキスパン心棒15を軸方向に移動させ、そのテーパ部15aによってエキスパン駒16を拡径方向に移動させると、エキスパンリング13が内側から拡径し、エキスパン駒16のリブ16aによってエキスパンリング13が凹凸状に塑性変形し、そのエキスパンリング13の凹凸部13aがホース3の内側に食い込み、ホース3の外側が結合金具本体1のホース装着部2に形成された鋸歯状部に食い込み、ホース3の端部と結合金具本体1とが強固に結合される。
【0044】
従って、ホース3のジャケット6がアラミド繊維で形成され、ジャケット6にほとんど伸びがなくても、エキスパンリング13の凹凸部13aがホース3の内側に食い込んで結合されるため、結合金具を含むホース3の内部に高圧が加わっても、結合金具本体1からホース3が抜けることはない。また、ジャケット6がアラミド繊維、鋼線で形成されているため、超高圧性能を有するホース3を提供できる。
【0045】
図9は第2の実施形態の変形例を示し、エキスパン駒16が周方向に偶数個に分割されている場合、第1のエキスパン駒17と第2のエキスパン駒18の外周面に形成するリブ17a,18aを軸方向にずらし、第1と第2のエキスパン駒17と18とを交互に配置することにより、エキスパンリング13に千鳥状の凹凸部を形成することができ、第2の実施形態と同様に作用効果が得られる。
【0046】
なお、前記各実施形態においては、消防ホースについて説明したが、保形ホース、吸管等にも適用できる。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ホースの外周面は結合金具本体の鋸歯状のホース装着部に食い込み、ホースの内周面はエキスパンリングの外周面に形成された凹凸部と食い込んで強固に結合される。従って、ホースのジャケットを高強力性を有するアラミド繊維、鋼線で織成し、ほとんど伸びないジャケットにおいてもホースと結合金具との係合が強固に行なえ、耐圧性が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の第1の参考例を示すホース結合金具の半縦断側面図。
【図2】 同参考例を示し、図1のA部を拡大した縦断側面図。
【図3】 この発明の第2の参考例を示すエキスパンリングの一部の縦断側面図。
【図4】 この発明の第3の参考例のエキスパンリングを示し、(a)は端面図、(b)は半縦断側面図。
【図5】 この発明の第4の参考例のエキスパンリングを示し、(a)は端面図、(b)は半縦断側面図。
【図6】 この発明の第5の参考例を示すホース結合金具の一部の縦断側面図。
【図7】 この発明の第1の実施形態のジャケットの横糸を切断する位置を示す概略図。
【図8】 この発明の第2の実施形態を示し、(a)は拡径前のエキスパンリングの一部の縦断側面図、(b)は拡径後のエキスパンリングとエキスパン駒の一部の縦断側面図。
【図9】 同実施形態の変形例を示すエキスパン駒の一部の縦断側面図。
【符号の説明】
1…結合金具本体、2…ホース装着部、3…ホース、4…エキスパンリング、5…凹凸部、6…ジャケット、6a…横糸、7…ライニング層、13…エキスパンリング
Claims (2)
- 縦糸と横糸を筒状に織成したジャケットの内側にライニング層を施したホースを、内周面にホース装着部を持つ結合金具本体に挿入して、その内側からエキスパンリングを拡径してホースと結合金具本体とを固着するホースと結合金具の結合方法において、
前記ホースの端部を結合金具本体のホース装着部に挿入する前に、前記ホース端部側の横糸を切断することを特徴とするホースと結合金具との結合方法。 - 縦糸と横糸を筒状に織成したジャケットの内側にライニング層を施したホースを、内周面にホース装着部を持つ結合金具本体に挿入して、その内側からエキスパンリングを拡径してホースと結合金具本体とを固着するホースと結合金具の結合方法において、
前記エキスパンリングを拡径するときの力によってホース端部側の横糸を切断することを特徴とするホースと結合金具との結合方法。
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