JP5257585B2 - 高圧ホースの寿命検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば油圧機器に使用される高圧ホースの寿命を検知する高圧ホースの寿命検知装置に関するものである。

一般に、この種の高圧ホースとしては、補強用鋼線が螺旋状に巻回されて形成された補強層を有するものが知られている。また、この種の高圧ホースの寿命検知装置としては、補強用鋼線とともに巻回されて補強層内に設けられるとともに、補強用鋼線よりも破断強度の低い鋼線から形成された検知用鋼線と、補強用鋼線と検知用鋼線とを絶縁する絶縁層と、検知用鋼線の一端及び他端に接続されて検知用鋼線の抵抗値を計測する抵抗測定装置とを備え、補強用鋼線が破断する前に検知用鋼線の破断を検知することにより、補強用鋼線の破断を防止するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開昭６１−７０２８９号公報

ところで、前記寿命検知装置では、検知用鋼線が補強用鋼線とともに巻回されて補強層内に設けられ、検知用鋼線の動きが高圧ホースを構成するゴムや補強用鋼線によって規制されているので、検知用鋼線の一部が破断しても検知用鋼線の破断部同士が接触している場合があり、検知用鋼線の破断を正確に検知することができないという問題点があった。

また、検知用鋼線を補強層内に設けているので、既に完成している高圧ホースに後から寿命検知機能を付加することができないという問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、寿命検知を正確に行うことができ、しかも完成している高圧ホースに後から容易に取付けることのできる寿命検知装置を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、高圧ホースの寿命を検知する高圧ホースの寿命検知装置において、前記高圧ホースの外周面に取付けられた寿命検知部材を備え、寿命検知部材は、サージ圧によって高圧ホースの外周面が伸長する方向に延ばして配置された少なくとも１つの延設部と両端のそれぞれが前記延設部の異なる端に連結された連結部とを有し、高圧ホースの外周面の伸長に応じて変形し、高圧ホースの寿命に応じた所定の変形履歴を受けると前記連結部が破断するように構成されている。

これにより、寿命検知部材は高圧ホースの外周面に取付けられていることから、寿命検知部材の連結部が破断した際に寿命検知部材の動きが規制されず、例えば寿命検知部材の両端部間の抵抗値に基づいて寿命検知部材の破断を検知する場合に、寿命検知部材の破断部同士の接触を防止することができ、寿命検知部材の破断が正確に検知される。また、寿命検知部材の連結部は高圧ホースの外周面の伸縮に応じて変形し、高圧ホースの寿命に応じた所定の変形履歴を受けると破断するので、高圧ホースの寿命を正確に検知することができる。さらに、寿命検知部材は高圧ホースの外周面に取付けられていることから、完成している高圧ホースに後から容易に取付けることができる。

本発明によれば、寿命検知を正確に行うことができ、しかも完成している高圧ホースに後から容易に取付けることができるので、用途に応じて高圧ホースの寿命検知を効率的且つ正確に行うことができる。

図１乃至図２は本発明の第１実施形態を示すもので、図１は寿命検知装置が取付けられた継手付き高圧ホースの正面図、図２は寿命検知装置が取付けられた高圧ホースの要部正面図である。

この高圧ホースの寿命検知装置は、例えば油圧機器用の継手付き高圧ホースに取付けられる。この継手付き高圧ホースは、可撓性の高圧ホース１０と、高圧ホース１０の両端にそれぞれ加締めによって取付けられた周知の金属製の継手部材２０とを有する。高圧ホース１０は、図１に示すように、例えば複数本の鋼線が螺旋状に巻回されて形成された補強層１１を内部に有する周知の構造を有し、外周面はゴム材料から形成されている。

一方、高圧ホースの寿命検知装置は、高圧ホース１０の外周面に取付けられた寿命検知部材３０と、寿命検知部材３０の電気抵抗値を検出可能な周知の抵抗検出装置４０とを備えている。

寿命検知部材３０は金属製の線材から成る。また、寿命検知部材３０は、高圧ホース１０の周方向に延設されるとともに高圧ホース１０の外周面に接触するように設けられ、一端が高圧ホース１０の外周面に固定された一対の延設部３１と、各延設部３１の他端の間を連結するとともに各延設部３１の延設方向に変形可能な連結部３２とを有する。各延設部３１の一端は例えば接着剤及びゴム製の固定部材３１ａによって高圧ホース１０の外周面に固定されている。また、連結部３２はＶ字型に形成され、その一端及び他端が各延設部３１の他端にそれぞれ連結されている。即ち、所定の長さに切断された１本の線材の一部をＶ字型に変形させることにより、各延設部３１及び連結部３２が一体に設けられた寿命検知部材３０を形成することが可能である。また、Ｖ字型に形成された線材の一端及び他端にそれぞれ延設部３１用の２本の線材を溶接等によって取付けることにより、寿命検知部材３０を形成することも可能である。線材を構成する金属材料の例としては鉄やステンレスが挙げられ、他の金属材料を用いることも可能である。また、連結部３２は、例えば各延設部３１の延設方向への１．２５ｍｍの変形が１２０万回加わると破断するように構成されている。

抵抗検出装置４０は、一方の接続端子４１が一方の延設部３１に接続されるとともに、他方の接続端子４２が他方の延設部３１に接続され、各端子４１，４２の間の電気抵抗を検出するようになっている。

以上のように構成された寿命検知装置は、サージ圧によって高圧ホース１０の外周面が周方向に伸長すると、寿命検知部材３０の連結部３２が高圧ホース１０の外周面の伸長に応じて変形する。

ここで、高圧ホース１０は補強層１１によって補強されており、補強層１１はサージ圧等による高圧ホース１０の変形を極力規制するようにしているので、サージ圧が加わった場合の高圧ホース１０の外周面の周方向への伸長は小さい。

例えば、油圧機器に使用される鋼線補強ホースのＪＩＳ規格において、サージ圧が加わった際の長さ変化率が＋２％〜−４％の範囲に入るように求められており、一般的には長さ変化率が±１％の範囲に入るように設計されている。また、長さ変化率を極力小さくするために、補強層１１の鋼線の交差する角度αは略１０９°に設定されている。このように設計された高圧ホース１０において、例えば２０．５ＭＰａのサージ圧が加わった際の外周面の周長の変化率は、内径が６ｍｍ（外径は１２．４ｍｍ）のもので平均約３．２％となり、内径が２５ｍｍ（外径は３６ｍｍ）のもので平均約１．２％となる。即ち、外周面の周長の変化は、内径が６ｍｍのもので平均約１．２５ｍｍ、内径が２５ｍｍのもので平均約１．４ｍｍとなる。従って、サージ圧が加わった際の外周面の周長の変化は極めて小さい。

従って、例えば寿命検知部材３０が内径６ｍｍの高圧ホース１０に取付けられるとともに、寿命検知部材３０が高圧ホース１０の外周面の１周に亘って延びるように設けられている場合、高圧ホース１０に２０．５ＭＰａのサージ圧が加わると、寿命検知部材３０が平均約１．２５ｍｍ伸びる。ここで、各延設部３１は高圧ホース１０の周方向に延設されているので、各延設部３１はほとんど高圧ホース１０の周方向に伸長変形せず、各延設部３１の他端同士の間隔が変化する。即ち、高圧ホース１０に２０．５ＭＰａのサージ圧が加わると、寿命検知部材３０においてＶ字型に形成された連結部３２が高圧ホース１０の周方向に平均約１．２５ｍｍ変形する。連結部３２は各延設部３１の延設方向への１．２５ｍｍの変形が１２０万回加わると破断するように構成されているので、高圧ホース１０に２０．５ＭＰａのサージ圧が１２０万回加わると、連結部３２が破断し、その破断が抵抗検出装置４０によって検知される。

このように、本実施形態の高圧ホースの寿命検知装置によれば、寿命検知部材３０が高圧ホース１０の外周面に取付けられていることから、寿命検知部材３０が破断した際に寿命検知部材３０の動きが規制されない。即ち、寿命検知部材３０の抵抗値に基づいて寿命検知部材３０の破断を検知する場合に、寿命検知部材３０の破断部同士の接触を防止することができ、寿命検知部材３０の破断が正確に検知される。また、寿命検知部材３０は高圧ホース１０の外周面の伸長に応じて変形し、高圧ホース１０の寿命に応じた所定の変形履歴（例えば１．２５ｍｍ×１２０万回の変形履歴）を受けると破断するので、高圧ホース１０の寿命を正確に検知することができる。さらに、寿命検知部材３０は高圧ホース１０の外周面に取付けられていることから、完成している高圧ホース１０に後から容易に取付けることができる。従って、寿命検知を正確に行うことができ、しかも完成している高圧ホース１０に後から容易に取付けることができるので、用途に応じて高圧ホース１０の寿命検知を効率的且つ正確に行うことができる。

また、寿命検知部材３０は、サージ圧が加わる際に高圧ホース１０の外周面が伸長する周方向に延設されて一端が高圧ホース１０の外周面に固定されている一対の延設部３１と、各延設部３１の他端の間を連結するとともに各延設部３１の延設方向に変形可能な連結部３２とから構成され、サージ圧によって高圧ホース１０の外周面が周方向に伸長する際に、各延設部３１がほとんど伸長変形せずに各延設部３１の他端同士の間隔が変化するように構成されている。このため、サージ圧によって高圧ホース１０の外周面が周方向に伸長すると、寿命検知部材３０において主に連結部３２が変形する。また、連結部３２は高圧ホース１０の寿命に応じた所定の変形履歴（例えば１．２５ｍｍ×１２０万回の変形履歴）を受けると破断する。従って、各延設部３１ではなく連結部３２を確実に破断させることができ、破断の有無を正確に検知する上で極めて有利である。

また、連結部３２の一端及び他端を直接高圧ホース１０の外周面に取付けても、連結部３２の変形量が小さく、連結部３２の破断による検知を行うことは難しいが、連結部３２の一端及び他端が各延設部３１を介して高圧ホース１０の外周面に取付けられているので、各延設部３１の延設された範囲の分だけ連結部３２の変形量が大きくなり、連結部３２の破断による検知を正確に行うことが可能となる。

また、各延設部３１は高圧ホース１０の周方向に延設されているので、高圧ホース１０が曲げ方向に変形する際の連結部３２の変形を低減することができ、高圧ホース１０の寿命を正確に検知する上で極めて有利である。

また、連結部３２はＶ字型に形成され、一端及び他端が各延設部３１の他端にそれぞれ連結されているので、連結部３２の中央の屈曲部に応力が集中し易く、連結部３２の破断による検知を正確に行う上で有利である。

また、連結部３２が金属材料によって形成され、連結部３２の抵抗値の変化に基づいて連結部３２の破断が検知されるので、連結部３２の破断を確実に検知可能である。

尚、本実施形態では、各延設部３１が高圧ホース１０の周方向に延設されたものを示した。これに対し、寿命検知部材３０が高圧ホース１０における曲げ方向に変形しない部分に取付けられるならば、各延設部３１が高圧ホース１０の軸方向に延設される場合でも、前述と同様の作用効果を達成することが可能である。また、寿命検知部材３０をその他の方向に延設することも可能である。

尚、本実施形態では、連結部３２が破断する変形履歴を２０．５ＭＰａ時の変形量である１．２５ｍｍ×１２０万回としたものを示した。これに対し、連結部３２が破断する変形履歴を定格圧力の１．３３倍の時の変形量×１２０万回とすることも可能であり、他の圧力の時の変形量及び他の回数とすることも可能である。

図３は本発明の第２実施形態を示す寿命検知装置が取付けられた継手付き高圧ホースの要部正面図である。尚、第１実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。

この高圧ホースの寿命検知装置は、第１実施形態の寿命検知部材３０の代わりに寿命検知部材５０を設けたものである。

この場合、寿命検知部材５０は金属製の線材から成る。また、寿命検知部材５０は、高圧ホース１０の周方向に延設されるとともに高圧ホース１０の外周面に接触するように設けられた延設部５１と、延設部５１の両端を連結するとともに延設部の延設方向に変形可能な連結部５２とを有する。また、延設部５１は高圧ホース１０の外周面に複数回（本実施形態では３回）巻回されている。連結部５２はＶ字型に形成され、その一端及び他端が延設部５１の両端にそれぞれ連結されている。即ち、所定の長さに切断された１本の線材の一部をＶ字型に変形させ、その線材の端部同士を溶接等によって接続することにより、寿命検知部材５０を形成することが可能である。また、Ｖ字型に形成された線材の一端及び他端にそれぞれ延設部５１用の１本の線材の両端を溶接等によってそれぞれ取付けることにより、寿命検知部材５０を形成することも可能である。また、連結部５２は、例えば延設部５１の延設方向への３．７５ｍｍの変形が１２０万回加わると破断するように構成されている。また、抵抗検出装置４０の一方の接続端子４１は連結部５２の一端に接続され、他方の接続端子４２は連結部５２の他端に接続されている。

以上のように構成された寿命検知装置は、サージ圧によって高圧ホース１０の外周面が周方向に伸長すると、寿命検知部材５０の連結部５２が高圧ホース１０の外周面の伸長に応じて変形する。

例えば、寿命検知部材５０が第１実施形態と同様に内径６ｍｍの高圧ホース１０に取付けられ、高圧ホース１０に２０．５ＭＰａのサージ圧が加わると、高圧ホース１０の外周面の周長が平均約１．２５ｍｍ伸びる。ここで、延設部５１は高圧ホース１０の外周面に３周巻回されており、延設部５１がほとんど高圧ホース１０の周方向に伸長変形しないので、延設部５１の端部同士の間隔が平均約３．７５ｍｍ変化する。即ち、高圧ホース１０に２０．５ＭＰａのサージ圧が加わると、寿命検知部材５０においてＶ字型に形成された連結部５２が高圧ホース１０の周方向に平均約３．７５ｍｍ変形する。連結部５２は延設部５１の延設方向への３．７５ｍｍの変形が１２０万回加わると破断するように構成されているので、高圧ホース１０に２０．５ＭＰａのサージ圧が１２０万回加わると、連結部５２が破断し、その破断が抵抗検出装置４０によって検出される。

このように、本実施形態の高圧ホースの寿命検知装置によれば、寿命検知部材５０が高圧ホース１０の外周面に取付けられていることから、寿命検知部材５０が破断した際に寿命検知部材５０の動きが規制されない。即ち、寿命検知部材５０の抵抗値に基づいて寿命検知部材５０の破断を検知する場合に、寿命検知部材５０の破断部同士の接触を防止することができ、寿命検知部材５０の破断が正確に検知される。また、寿命検知部材５０は高圧ホース１０の外周面の伸長に応じて変形し、高圧ホース１０の寿命に応じた所定の変形履歴（例えば３．７５ｍｍ×１２０万回の変形履歴）を受けると破断するので、高圧ホース１０の寿命を正確に検知することができる。さらに、寿命検知部材５０は高圧ホース１０の外周面に取付けられていることから、完成している高圧ホース１０に後から容易に取付けることができる。従って、寿命検知を正確に行うことができ、しかも完成している高圧ホース１０に後から容易に取付けることができるので、用途に応じて高圧ホース１０の寿命検知を効率的且つ正確に行うことができる。

また、寿命検知部材５０は、高圧ホース１０の周方向に延設された延設部５１と、延設部５１の両端の間を連結するとともに延設部５１の延設方向に変形可能な連結部５２とから構成され、サージ圧によって高圧ホース１０の外周面が周方向に伸長する際に、延設部５１がほとんど伸長変形せずに延設部５１の両端部同士の間隔が変化するように構成されている。このため、サージ圧によって高圧ホース１０の外周面が周方向に伸長すると、寿命検知部材５０において主に連結部５２が変形する。また、連結部５２は高圧ホース１０の寿命に応じた所定の変形履歴（例えば３．７５ｍｍ×１２０万回の変形履歴）を受けると破断する。従って、延設部５１ではなく連結部５２を確実に破断させることができ、破断の有無を正確に検知する上で極めて有利である。

また、連結部５２の一端及び他端を直接高圧ホース１０の外周面に取付けても、連結部５２の変形量が小さく、連結部５２の破断による検知を行うことは難しいが、連結部５２の一端及び他端が延設部５１の両端にそれぞれ取付けられ、延設部５１が高圧ホース１０の周方向に延設されているので、延設部５１の延設された範囲の分だけ連結部５２の変形量が大きくなり、連結部５２の破断による検知を正確に行うことが可能となる。

また、その他の作用効果は第１実施形態と同様である。

尚、第１及び第２実施形態では、寿命検知部材３０，５０を高圧ホース１０の外周面に直接接触させるものを示した。これに対し、図４に示すように、例えば寿命検知部材５０と高圧ホース１０の外周面との間に円筒状部材６０を設けることも可能である。この場合、円筒状部材６０は高圧ホース１０の外周面よりも硬い材料（例えばプラスチックや金属）から形成された薄い板状部材から成り、内周面が高圧ホース１０の外周面に接触するように形成されている。また、円筒状部材６０は断面Ｃ型に形成され、高圧ホース１０の外径の変化に追随可能である。一方、寿命検知部材５０の延設部５１は円筒状部材６０の外周面に接触するように設けられる。即ち、サージ圧によって高圧ホース１０の外周面が周方向に伸長すると、円筒状部材６０の周長（外径）が大きくなるとともに、連結部５２が延設部５１の延設方向に変形するので、前述と同様の作用効果を達成することが可能である。また、円筒状部材６０が高圧ホース１０の外周面よりも硬い材料から形成されているので、高圧ホース１０の径寸法の変化が寿命検知部材５０に効率良く伝達され、検知精度を向上する上で有利である。

尚、第１及び第２実施形態では、連結部３２，５２の破断を電気的に検知するものを示した。これに対し、図５に示すように、例えば延設部５１の両端部に接続されたインク収納部材７０を設け、連結部５２が破断するとインク収納部材７０からインクが流出するように構成することも可能である。この場合、流出したインクは高圧ホース１０の外周面に付着するので、インクが高圧ホース１０の外周面と異なる色を有していれば、連結部５２の破断を容易に目視確認することができるようになる。

また、第１及び第２実施形態では、連結部３２，５２の破断を電気的に検知するものを示した。これに対し、図６に示すように、例えば寿命検知部材５０を覆う可撓性且つ筒状の被覆部材８０を設け、連結部５２が破断すると延設部５１が巻き戻って拡径し、延設部５１の拡径によって被覆部材８０が径方向に膨らむようにすることも可能である。

尚、第１及び第２実施形態では、寿命検知部材３０，５０を金属製の線材から形成したものを示した。これに対し、寿命検知部材３０を金属製且つ細長い板状部材から形成することも可能であり、プラスチックや他の材料から成る線材や板状部材から形成することも可能である。

また、第１及び第２実施形態では、連結部３２，５２をＶ字型に形成したものを示したが、連結部３２，５２をＵ型やＷ型など他の形状に形成する場合でも前述と同様の作用効果を達成することが可能である。

本発明における第１実施形態を示す寿命検知装置が取付けられた継手付き高圧ホースの正面図 寿命検知装置が取付けられた高圧ホースの要部正面図 本発明における第２実施形態を示す寿命検知装置が取付けられた継手付き高圧ホースの要部正面図 第２実施形態の第１変形例を示す寿命検知装置が取付けられた継手付き高圧ホースの要部正面図 第２実施形態の第２変形例を示す寿命検知装置が取付けられた継手付き高圧ホースの要部正面図 第２実施形態の第３変形例を示す寿命検知装置が取付けられた継手付き高圧ホースの要部正面図

符号の説明

１０…高圧ホース、１１…補強層、２０…継手部材、３０…寿命検知部材、３１…延設部、３２…連結部、４０…抵抗検出装置、４１…接続端子、４２…接続端子、５０…寿命検知部材、５１…延設部、５２…連結部、６０…円筒状部材、７０…インク収納部材、８０…被覆部材。

Claims (9)

1. 高圧ホースの寿命を検知する高圧ホースの寿命検知装置において、
   前記高圧ホースの外周面に取付けられた寿命検知部材を備え、
   寿命検知部材は、サージ圧によって高圧ホースの外周面が伸長する方向に延ばして配置された少なくとも１つの延設部と両端のそれぞれが前記延設部の異なる端に連結された連結部とを有し、高圧ホースの外周面の伸長に応じて変形し、高圧ホースの寿命に応じた所定の変形履歴を受けると前記連結部が破断するように構成されている
   ことを特徴とする高圧ホースの寿命検知装置。
2. 前記寿命検知部材を、サージ圧が加わる際に高圧ホースの外周面が伸長変形する方向にそれぞれ延設されるとともに、それぞれ一端が高圧ホースの外周面に固定された一対の延設部と、各延設部の他端の間を連結するとともに各延設部の延設方向に変形可能な連結部とから構成し、
   サージ圧によって高圧ホースの外周面が伸長すると、各延設部自体の伸長方向の変形量よりも各延設部の他端同士の間隔変化の方が大きくなるように構成するとともに、前記所定の変形履歴を受けると連結部が破断するように構成した
   ことを特徴とする請求項１に記載の高圧ホースの寿命検知装置。
3. 前記各延設部を高圧ホースの周方向に延設した
   ことを特徴とする請求項２に記載の高圧ホースの寿命検知装置。
4. 前記寿命検知部材における連結部は、Ｖ字型に形成されるとともに一端及び他端が各延設部の他端にそれぞれ連結されている
   ことを特徴とする請求項２または３の何れかに記載の高圧ホースの寿命検知装置。
5. 前記寿命検知部材に、高圧ホースの周方向に延びるように設けられた延設部と、延設部の両端を連結するとともに延設部の延設方向に変形可能な連結部とから構成し、
   サージ圧によって高圧ホースの外周面が伸長すると、延設部自体の伸長方向の変形量よりも延設部の両端部同士の間隔変化の方が大きくなるように構成するとともに、前記所定の変形履歴を受けると連結部が破断するように構成した
   ことを特徴とする請求項１に記載の高圧ホースの寿命検知装置。
6. 前記寿命検知部材における連結部は、Ｖ字型に形成されるとともに一端及び他端が延設部の両端にそれぞれ連結されている
   ことを特徴とする請求項５に記載の高圧ホースの寿命検知装置。
7. 前記寿命検知部材の連結部を金属材料によって形成し、連結部の破断を電気的に検知するように構成した
   ことを特徴とする請求項２、３、４、５または６の何れかに記載の高圧ホースの寿命検知装置。
8. 前記高圧ホースの外周面または寿命検知部材に取付けられ、高圧ホースの外周面と異なる色のインクを収納しているインク収納部材を備え、
   前記寿命検知部材の連結部が破断するとインク収納部材からインクが流出するように構成した
   ことを特徴とする請求項２、３、４、５、６または７の何れかに記載の高圧ホースの寿命検知装置。
9. 前記寿命検知部材と高圧ホースの外周面との間に介在するとともに、高圧ホースの外径の変化に追随して拡縮する円筒状部材を備え、
   円筒状部材を高圧ホースの外周面よりも硬い材料から形成した
   ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７の何れかに記載の高圧ホースの寿命検知装置。

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