JP4381124B2

JP4381124B2 - 口金具付きホース及びその製造方法

Info

Publication number: JP4381124B2
Application number: JP2003418088A
Authority: JP
Inventors: 幹久山口
Original assignee: 王子ゴム化成株式会社
Priority date: 2003-12-16
Filing date: 2003-12-16
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2023-12-16
Also published as: JP2005180479A

Description

本発明は、ゴムホース、例えば、生コンクリート打設用先端ホースの基部に口金具を取付けた口金具付きホース及びその製造方法に関する。

従来、建設現場等で生コンクリートを打設する際には、例えば、コンクリートミキサー車で運ばれて来た生コンクリートを、一旦コンクリート圧送ポンプ車で受け入れて、コンクリート圧送ポンプ車の排出口に接続した圧送管と、図２に示す生コンクリート打設用の口金具付きホース８０とを接続して圧送路を構成し、所定の場所まで圧送して打設を行っていた。

このとき、口金具付きホース８０の吐出口での生コンクリートの吐出圧力を高めるため、あるいは圧送管への生コンクリートの供給が遅れた場合であっても圧送管中に空隙が生じ難くなるように、圧送管とゴムホース８１の連結を行う口金具８２内に内径が徐々に小さくなる先細のテーパ８３を設け、生コンクリートが澱んだり詰まったりするのを極力避けていた。

通常、建築の場合では、最終配管（圧送管）は、内径４インチ（１０５ｍｍ）であり、ゴムホース８１の内径は、作業性（軽さ、曲がり）を勘案して、それ以下、例えば９０〜９７ｍｍとするのが一般的である。その為に配管とホース内面との内径段差を是正するために、例えば、内径９７ｍｍのゴムホースを用いた場合、口金具８２のテーパ８３は、１０５ｍｍから９７ｍｍまで絞っている。このテーパ８３が形成されているテーパ部８４の長さは、軽量性を考えれば当然短い方が良いが、短すぎるとその急激な傾斜角度により生コンクリートが閉塞することがあった。

ここで、経験上内径を１０５ｍｍから９７ｍｍまで縮径するテーパ８３の長さは、少なくとも１５０ｍｍ程度は必要である。更に、テーパ部８４の基端側には、圧送管と接続するため、長さ１０〜５０ｍｍのフランジ部８５（例えば、３０ｍｍ）と、ゴムホース８１を固定するため、環状突起８６を備えた長さ５０〜１００ｍｍの挿入部８７（例えば、１００ｍｍ）が必要となり、口金具８２の全長は２８０ｍｍ程度となっていた。また、口金具８２の厚みは、通常３．０〜６．０ｍｍであり、非常に重くなっていた。

また、ゴムホースと口金具との締結手段としては、化学的締結方法及び物理的締結方法がある。化学的締結方法は、口金具８２に取付けたゴムホース８１を例えば、１５０〜１８０℃に加熱して、焼き付けて固定する方法である。なお、化学締結方法により、口金具８２にゴムホース８１を焼き付けて固定した場合、口金具８２及び口金具８２の先端にかかる部分のゴムホース８１の総重量は、８．２ｋｇであった。

また、物理的締結方法として、例えば、特許文献１には、接続金具の縮径された内側インサート部を打設ホース本体の根元部内側に挿入し、更に接続金具の外側スリーブ部を根元部外周に挿着した後、内側インサート部を内径が打設ホース本体と同じになるまで拡径し、内側インサート部と外側スリーブ部で打設ホース本体を挟んで圧着固定した、いわゆる、内筒拡大式の生コン打設用ホースが開示されている。また、特許文献２には、膨張収縮可能なゴムホースと、接続金具のチューブに取付け、更に、チューブをゴムホースに固定するソケットを有する、いわゆる、外筒圧縮式の圧力流体供給ホースが開示されている。

実開平6−６３９８２号公報実開平３−９９２８９号公報

ここで、従来の口金具８２は、テーパ部８４の他に、フランジ部８５及び挿入部８７を有しているので、長く、重くなり、生コンクリート打設の作業性が劣るという問題があった。
また、口金具８２とゴムホース８１とが、焼き付けによる化学的締結方法によって固定される場合、安定した強度が得られるが、金具抜け止めのために補強コードの折り返しや頭部形状造りのため頭部が膨れ上がり重量も重くなるという問題もあった。

また、特許文献１記載の方法では、口金具の抜けに対する強度面が優れており、またスリムなイメージではあるが、生コンクリートの場合、摩耗により、金具ニップルの厚みが減少し、最後は薄肉となり、圧締力が低下し、金具抜けするおそれもあった。また、拡大用の金具は材料面、形状面からも価格が高価となるという問題もあった。

更に、特許文献２記載の方法では、高圧ホースのような小口径（例えば、内径６〜２５ｍｍ）のものでは有効であるが、上記の適用サイズ（１００ｍｍ程度）では圧締時にかなりの力を加えないと耐圧性能は得られず、圧力をかけすぎるとゴムホースが損傷することがあった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、軽量で、強固に固定される口金具付きホース及びその製造方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う請求項１記載の口金具付きホースは、ゴムホースの基部に筒状の口金具の先部が挿入され、該ゴムホースを該口金具に焼き付け固定した口金具付きホースであって、
前記口金具は、内側が基部から先部へと徐々に縮径するテーパに形成され、しかも、前記口金具の先部の内径は前記ゴムホースの内径と同径に形成され、更に、前記口金具は、外側の先部には周方向に３つの抜け防止用の環状突起を備えた接合部を有し、該接合部に装着された前記ゴムホースの外側には、該ゴムホースを締め付ける圧締具が取付けられている口金具付きホースにおいて、
前記３つの環状突起は、外径が１１５ｍｍの同一外径に切削された前記接合部に、周方向に３本の深さ２ｍｍ幅１０ｍｍの溝を１０ｍｍ間隔で切削して形成され、かつ前記圧締具による前記ゴムホースの加圧率は、以下の式で計算される加圧率が１０％である。
加圧率＝１００×（加圧前の断面積−加圧後の断面積）／加圧前の断面積

請求項２記載の口金具付きホースは、請求項１記載の口金具付きホースにおいて、前記口金具は、外側基部にフランジを有している。

請求項３記載の口金具付きホースは、請求項１及び２記載の口金具付きホースにおいて、前記ゴムホースは、補強ワイヤ及び繊維コードで補強されている生コンクリート打設用先端ホースである。
請求項３記載の口金具付きホースにおいて、生コンクリート打設用先端ホース（以下、打設用先端ホースともいう）は、例えば、内面ゴム層と外面ゴム層の間に螺旋状に巻き回したピアノ線やＳＷＢ鋼等からなる補強ワイヤが設けられている。更に、補強ワイヤの内側及び／又は外側には、ナイロンやポリエステル等のすだれ繊維コード又は帆布等からなる繊維コードを巻き付けることもできる。打設用先端ホースは、補強ワイヤ等で補強されているので十分な耐圧性を得ることができる。

請求項４記載の口金具付きホースの製造方法は、ゴムホースの基部に、内側が基部から先部へと徐々に縮径するテーパに形成され、更に先部の内径が前記ゴムホースの基部の内径と同じであって、しかも、外側の先部には周方向に３つの抜け防止用の環状突起を備えた接合部を有している口金具を挿入し、焼き付けて固定した後、前記ゴムホースの外側から圧締具によって締め付ける口金具付きホースの製造方法において、
前記３つの環状突起は、外径が１１５ｍｍの同一外径に切削された前記接合部に、周方向に３本の深さ２ｍｍ幅１０ｍｍの溝を１０ｍｍ間隔で切削して形成され、以下の式で計算される加圧率１０％で締め付ける。
加圧率＝１００×（加圧前の断面積−加圧後の断面積）／加圧前の断面積

請求項４記載の口金具付きホースの製造方法において、ゴムホースの口金具への固定は、ゴムホースを例えば、１５０〜１８０℃程度まで加熱して焼き付けて行う。また、圧締具での圧締の加圧力は、圧締具を単独で用いて固定する際の加圧力と比較して１／２〜２／３程度でよくなる。圧締の際の加圧力が低減されるので、ゴムホースのダメージを少なくすることができ、口金具付きホースを長持ちさせることができる。

請求項１〜３記載の口金具付きホースは、口金具の内側にテーパが設けられ、口金具の先部外側に接合部が設けられているので、口金具の全長を短くでき、重量を軽くすることができる。
特に、接合部に装着されたゴムホースの外側にゴムホースを締め付ける圧締具が取付けられているので、強固に締結することができる。
また、ゴムホースは焼き付けによって、口金具に固定されているので、強固に締結することができる。

そして、接合部は、外径が長さ方向に同一径となっているので、締め付ける際に、加圧力を均一にかけることができる。
請求項２記載の口金具付きホースは、口金具は、外側基部にフランジを有しているので、他のホースに取付けられたフランジ付の口金具を介して、ゴムホースを他のホースと接続できる。
請求項３記載の口金具付きホースは、ゴムホースは、補強ワイヤ及び繊維コードで補強されている生コンクリート打設用先端ホースであるので、軽量の口金具付き生コンクリート打設用先端ホースを製造することができる。

請求項４記載の口金具付きホースの製造方法は、口金具を、ゴムホースの基部に挿入し、口金具の接合部で焼き付けて固定した後、更に、圧締具によって締め付けるので、焼き付け及び圧締により、強固に固定することができる。また、焼き付け及び締め付けによる固定であるので、締め付けの際の加圧力を低減でき、ゴムホースの損傷を少なくでき、寿命を長くすることができる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る口金具付きホースの説明図である。

図１を参照して、本発明の一実施の形態に係る口金具付きホース１０について説明する。
口金具付きホース１０は、内径７５〜２００ｍｍ、長さ４〜１０ｍ、厚み５〜３０ｍｍ（ここでは、内径９７ｍｍ、長さ７ｍ、厚み２０ｍｍ）のゴムホース１１を有している。なお、本実施の形態では、ゴムホース１１の一例として、生コンクリートの打設時に使用される生コンクリート打設用先端ホースを用いている。

ゴムホース１１は、内側の第１のゴム層１２と外側の第２のゴム層１３を有し、第１及び第２のゴム層１２、１３の間には、ピアノ線やＳＷＢ鋼等からなる補強ワイヤ１４が螺旋状に巻き付けられ、更に、補強ワイヤ１４の内側及び外側のいずれか一方又は双方には、ナイロンやポリエステル等の図示しない繊維コードが巻き付けられており、十分な耐圧性を得ることができる。

口金具付きホース１０は、ゴムホース１１の基部に挿入され、ゴムホース１１を焼き付けて固定された筒状の口金具１５を有している。口金具１５は、内径９７ｍｍのゴムホース１１と例えば内径１０５ｍｍの図示しない圧送管とを接続するために、内側が基部（内径１０５ｍｍ）から先部（内径９７ｍｍ）へと徐々に縮径するテーパ１６に形成されている。なお、口金具１５のテーパ１６が形成されている部分の長さを１５０ｍｍ（１５０〜２００ｍｍ）とした。

口金具１５は、テーパ１６が設けられている位置の外側の先部には、周方向に３本の抜け防止用の環状突起１７を備えた接合部１８を有している。環状突起１７は、突出高さ２ｍｍ、幅１０ｍｍとなり、隣り合う環状突起１７は所定の間隔、１０ｍｍが空けられている。また、口金具１５の接合部１８は、外径が長さ方向に同一径の１１５ｍｍとなっている。

口金具は、テーパ１６が設けられている位置の外側の基部にフランジ１９を有している。フランジ１９は、例えば、外径１２２ｍｍ、長さ１６ｍｍとなっている。
口金具１５は、テーパ１６の先部に、内径９７ｍｍ、長さ２０ｍｍ、厚み３ｍｍの挿入部２０が設けられ、口金具１５の全長が１７０ｍｍとなっている。

口金具付きホース１０は、口金具１５の接合部１８に装着されたゴムホース１１の外側に、ゴムホース１１を締め付ける圧締具２１が取付けられている。圧締具２１は、例えば、長さ４０ｍｍ、厚み４ｍｍとなって、加圧によってゴムホース１１に取付けられている。

次に、口金具付きホース１０の製造方法について説明する。
口金具１５は、例えば、直径１２７ｍｍで、長さ１７０ｍｍの円柱状の鉄柱（例えば、ＳＳ４００）を、旋盤で切削して製造することができる。鉄柱の内側は、基部（内径１０５ｍｍ）から先部（内径９７ｍｍ）へと徐々に縮径する長さ１５０ｍｍのテーパ１６を形成し、更に、テーパ１６の先部は、内径９７ｍｍ、長さ２０ｍｍと長さ方向に同一径となる挿入部２０を設けている。なお、挿入部２０の厚みが３ｍｍ、つまり、外径が１０３ｍｍとなるように、鉄柱の外側を切削している。

更に、テーパ１６が設けられている位置の外側の先部から基部方向へ長さ１３４ｍｍ（全体では先端からみて２０〜１５４ｍｍ）まで、外径が１１５ｍｍの同一径となるように切削している。
また、外周を１１５ｍｍとした先端部分に、周方向に３本の深さ２ｍｍ、幅１０ｍｍの溝を１０ｍｍ間隔で切削して設けている。この切削により、３本の突出高さ２ｍｍ、幅１０ｍｍの環状突起１７が１０ｍｍ間隔で形成されている。

また、鉄柱の基部は、外径１２２ｍｍ、長さ１６ｍｍに切削され、ジョイント用として、フランジ１９が形成さられる。
なお、口金具１５は、直径１２７ｍｍで長さ１７０ｍｍの鉄柱以外に、直径１２２ｍｍ以上で長さが１７０ｍｍ以上の鉄柱を切削して製造することもできる。口金具１５は、旋盤で製造できるので、精度よく形成することができる。

圧締具２１は、例えば、長さ４０ｍｍ、厚み４ｍｍ、内径１４５ｍｍのパイプが使用できる。また、圧締具２１は、長さ４０ｍｍ、厚み４ｍｍ、幅４５５ｍｍの鉄板を口金具１５に取付けたゴムホース１１の外側に沿って曲げ、更に加圧して締め付けて固定することもできる。

ゴムホース１１の基部に口金具１５を、口金具１５の先端から８５ｍｍ程度挿入し、接合部１８の環状突起１７がゴムホース１１の基部で覆われるようにする。ゴムホース１１の基部（口金具１５に装着した部分）を１５０〜１８０℃まで加熱し、焼き付けて（加硫接着ともいう）固定した後、更に、接合部１８に装着したゴムホース１１の外側から圧締具２１によって締め付ける。なお、口金具１５及び口金具１５の先端にかかる部分のゴムホース１１並びに圧締具２１の総重量は５．４ｋｇとなり、従来の焼き付けによる口金具付きホースの口金具の部分（８．２ｋｇ）よりもおよそ３０％の軽量化ができた。

口金具付きホース１０において、口金具１５にゴムホース１１を焼き付けて固定したものに、圧締具２１を締め付ける際の圧締具２１への加圧力を変えて締結し、口金具付きホース１０が破裂するまで負荷をかけた。なお、加圧力は、締結前の接合部１８（環状突起１７）におけるゴムホース１１の断面積Ｓ₁と圧締具２１で締め付けた後のゴムホース１１の断面積Ｓ₂との差（Ｓ₁−Ｓ₂）の締結前の断面積Ｓ₁に対する割合を、加圧率Ｐとして求めている。

ここで、外径が１１５ｍｍの口金具１５に厚みが２０ｍｍのゴムホース１１を取付けると、取付けたゴムホース１１が伸びてゴムホース１１の外径が１４５ｍｍとなるので、断面積Ｓ₁は（１）式で示される。
Ｓ₁＝（１４５／２）²×π−（１１５／２）²×π ・・・・・（１）
また、断面積Ｓ₂は、ゴムホース１１の外径が圧締具２１の内径と同じであり、圧締具２１の内径をＬとすると、断面積Ｓ₂は、（２）式で表すことができる。
Ｓ₂＝（Ｌ／２）²×π−（１１５／２）²×π ・・・・・（２）

従って、加圧率Ｐは、（３）式で示される。
Ｐ＝（Ｓ₁−Ｓ₂）／Ｓ₁×１００・・・・・（３）
ここで、加圧率Ｐが１０％（すなわち、Ｌが１４２．３ｍｍ）となるように、圧締具２１を加圧して、ゴムホース１１に固定した。

ここで、圧締具２１を加圧率１０％に加圧してゴムホース１１に締め付け固定して口金具付きホース１１を製造し、ゴムホース１１の先端に圧力計を取付けて閉塞して負荷をかけたところ、４．６ＭＰａでゴムホース１１の中央部（ゴムホース１１の先部から３．５ｍ付近）が破裂した。なお、加圧率を１５％、２０％とした場合には、それぞれ４．０、３．５ＭＰａで口金具１５の取付け部分で破裂し、強く締め付けたことによりゴムホース１１が損傷していることがわかる。

（比較例１）
従来の焼き付けタイプの口金具８２（図２参照）にゴムホース１１を焼き付けて固定して、口金具付きホースを製造し、ゴムホース１１の先端に圧力計を取付けて閉塞して負荷をかけたところ、４．９ＭＰａでゴムホース１１の中央部が破裂した。この口金具付きホースは、大きい負荷をかけられるが、口金具付きホースの重量が重くなり、取り扱い難くなっている。

（比較例２）
特許文献１に記載された内筒拡大式により、口金具付きホースを製造した。この際に外側スリーブ部の内径をかえて、加圧率Ｐを１５％、２０％とした。
加圧率が１５％では、４．１ＭＰａで中央部が破裂し、２０％では４．０ＭＰａで口金具の取付け部分が破裂した。

（比較例３）
特許文献２に記載された外筒圧縮式により、圧締具の加圧率を１０％、１５％、２０％にして、口金具付きホースを製造した。加圧率が１０％の口金具付きホースでは、締め付けが弱く、３．２ＭＰａで口金具からゴムホースが外れた。また、加圧率が１５％、２０％では、それぞれ３．９ＭＰａ、２．６ＭＰａで口金具の取付け部分が破裂し、ゴムホースが損傷していた。

本発明は、前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記した実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の口金具付きホース及びその製造方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。

本発明の一実施の形態に係る口金具付きホースの説明図である。従来例に係る口金具付きホースである。

１０：口金具付きホース、１１：ゴムホース、１２：第１のゴム層、１３：第２のゴム層、１４：補強ワイヤ、１５：口金具、１６：テーパ、１７：環状突起、１８：接合部、１９：フランジ、２０：挿入部、２１：圧締具

Claims

ゴムホースの基部に筒状の口金具の先部が挿入され、該ゴムホースを該口金具に焼き付け固定した口金具付きホースであって、
前記口金具は、内側が基部から先部へと徐々に縮径するテーパに形成され、しかも、前記口金具の先部の内径は前記ゴムホースの内径と同径に形成され、更に、前記口金具は、外側の先部には周方向に３つの抜け防止用の環状突起を備えた接合部を有し、該接合部に装着された前記ゴムホースの外側には、該ゴムホースを締め付ける圧締具が取付けられている口金具付きホースにおいて、
前記３つの環状突起は、外径が１１５ｍｍの同一外径に切削された前記接合部に、周方向に３本の深さ２ｍｍ幅１０ｍｍの溝を１０ｍｍ間隔で切削して形成され、かつ前記圧締具による前記ゴムホースの加圧率は、以下の式で計算される加圧率が１０％であることを特徴とする口金具付きホース。
加圧率＝１００×（加圧前の断面積−加圧後の断面積）／加圧前の断面積
請求項１記載の口金具付きホースにおいて、前記口金具は、外側基部にフランジを有していることを特徴とする口金具付きホース。
請求項１及び２のいずれか１項に記載の口金具付きホースにおいて、前記ゴムホースは、補強ワイヤ及び繊維コードで補強されている生コンクリート打設用先端ホースであることを特徴とする口金具付きホース。
ゴムホースの基部に、内側が基部から先部へと徐々に縮径するテーパに形成され、更に先部の内径が前記ゴムホースの基部の内径と同じであって、しかも、外側の先部には周方向に３つの抜け防止用の環状突起を備えた接合部を有している口金具を挿入し、焼き付けて固定した後、前記ゴムホースの外側から圧締具によって締め付ける口金具付きホースの製造方法において、
前記３つの環状突起は、外径が１１５ｍｍの同一外径に切削された前記接合部に、周方向に３本の深さ２ｍｍ幅１０ｍｍの溝を１０ｍｍ間隔で切削して形成され、以下の式で計算される加圧率１０％で締め付けることを特徴とする口金具付きホースの製造方法。
加圧率＝１００×（加圧前の断面積−加圧後の断面積）／加圧前の断面積