JPH068386Y2 - 落下防止ホ−ス - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、重量の大なるスラリー等の粘性流体を圧送
するホースにおいて、特に、垂直方向に、使用時の破断
によるホース断片の落下の危険を防止する構造体を目差
した落下防止ホースに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、ホースの構造には大別して、螺旋状の補強線を有
するワイヤ入りホースと、補強線を用いないワイヤレス
ホースの２種に区分され、ワイヤ入りホースには、露線
式ホースと埋線式ホースがあるが、この考案の利用分
野、即ちスラリー等の粘性流体の圧送するホースには埋
線式ホースが使用されている。

ところで、ワイヤ入りホースのワイヤは剛性が高く、単
独でもホースの補強と保形に利用しうるものであるが、
通常は用途に応じて他の補強繊維材料と色々組合せて用
いられることが多い。

従来からこの分野で使用されてきた埋線式ホースは、第
４図の一部内部構造を示した側面図に示すように、ゴム
又はゴム状弾性エラストマーからなる内面層１の外周
に、内側補強布２′を巻き付け、その上に中間エラスト
マー４と螺旋状の補強線３からなる補強線埋設層を形成
し、その外周に外側補強布５′を巻き付け、エラストマ
ー外被層６にて被覆した構造であり、補強の主体は、螺
旋状の補強線の内外を補強布にて挟持した線材補強区域
ＷＲＳである。この補強区域ＷＲＳは、用途に応じてワ
イヤの直径の大小、ピッチの大小、織布の種類とプライ
数等の色々な組合せにより構成されている。また、内側
補強布と外側補強布のプライ数は、内側と外側を同数あ
るいはどちらかを多くする等、用途、使用条件に応じて
適宜に選定されるものである。

〔考案が解決しようとする問題点〕

従来のワイヤ入りホースは、使用中の内圧負荷がホース
の耐圧力を上回ったとき破壊するが、ワイヤの補強力は
周方向に偏っているため、ホースの破壊する形態は、そ
の軸方向ではなく、軸直角方向の破壊となる。

ところで、この種の埋線式ホースをスラリー等の圧送に
おいて垂直状態で使用する場合は、通常、内圧および下
方荷重に対し十分な安全性をもって設計されるのである
が、スラリー等の粘性流体による磨耗が激しく、ホース
の内面層のみならず補強布をも磨耗すると耐圧力および
耐引張り荷重が低下し、最終的には第５図、第６図に示
すように破裂、破断されてホース断片が落下することに
なる。

すなわち、埋線式ホースの破壊形態は、第５図−（ａ）
のように垂直方向に垂れ下がり状態でスラリーを排出す
る場合、磨耗の進行につれて耐引張り荷重が低下したホ
ースに粘性流体の排出に伴う大きな伸張力が働き、突然
補強布２′、５′が切断され、第５図−（ｂ）および第
６図の拡大断面図に示すように、軸直角方向の破断を開
始し、補強線は、２周分か、少なくとも１周分が剥離さ
れる。

通常、ホースの螺旋状ワイヤは、ほとんどが接着加工す
ることなく、そのままワンディングマシンによって巻き
締めされるので、ワイヤは埋設ゴムと非接着状態にあ
り、また、埋設ゴムはワイヤに比べ極めて小さい引張り
強度を有するため、両者の界面は容易に剥離するもので
ある。

一般に、螺旋状の補強線は単線ワイヤからなるが、その
少なくとも１周分が剥離してループ状に伸ばされると１
８０°方向にねじりが与えられ、これに下方荷重が働
き、第５図−（ｃ）のように容易に切断される。このよ
うにホースの自重とホース内の流体重量によって破断さ
れたホース断片が垂直に落下すると、下方の機器並びに
作業者に重大な損傷、危害が加えられることになる。

この考案は上記のような問題点を解消すべくなされたも
のであって、その目的とするところは、ホースが破断し
た場合にもホース断片が容易に落下しないような構成と
し、また、これによりホースとしての屈曲性や耐剥離性
が阻害されることのないホース構造体を提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案者らは上記の目的を達成するため鋭意研究を重ね
た結果、埋線式ホースの補強ならびに保形用に埋設され
た螺旋状補強線に加え耐ねじり切断性の高い螺旋状の補
強撚り線を併用し、かつ該撚り線を予め表面処理してお
くことにより所期の目的が達成されることを見出だし、
この考案を完成するに至った。

即ち、この考案はエラストマー内面層、内側補強繊維
層、中間エラストマー、螺旋状の補強層、外側補強繊維
層、エラストマー外被層を有する埋線式ホースの線材補
強区域において、螺旋状の補強線のピッチ間隔の範囲内
において、外側補強繊維層の内側又は外側に、補強線の
間を連携するような状態において、螺旋状の補強撚り線
の複数本を並列状態に埋設した落下防止ホースを要旨と
するものである。

この考案において使用される補強線と補強撚り線はすべ
て金属の螺旋状のものである。この撚り線は、破断時に
補強線と補強撚り線が同時に、同一箇所において、互い
に協力して支持性を発揮するように、ホース成形時にそ
の複数本を補強線の間を連携するような状態に並列さ
せ、補強線と同ピッチで埋設されるものである。

特に、この考案に係わる撚り線を外側補強繊維層の外側
に設定する場合には、螺旋状の補強撚り線の複数本を並
列状態に互いに近接させて巻き締め、補強線の間の外側
補強繊維層の部分を押し下げて、補強線の間を連携する
ような状態に埋設する。

この螺旋状の補強撚り線は、エラストマーが撚り線の隙
間に侵入することによる投錨効果によって、そのままで
も、単線からなる補強線に比べると、相当な耐剥離性を
発揮するものであるが、接着処理すなわち、撚り線にあ
らかじめエラストマーをトッピングするか、又は真鍮メ
ッキを施すか、金属接着剤を塗布するか等の前処理をし
て埋設すると、さらに強力な接着力が得られる。

なお、螺旋状の補強線は、第５図−（ｂ）のように、１
８０°方向にねじられると、材質記号ＳＷ−Ｂの補強線
の場合、強度が６０％程度に低下する属性を有するもの
であるが、撚り線の場合は９５％程度に保持され殆んど
低下しないため、高度の安全性が得られ、ホース壁の破
断開始時におけるホースの下方荷重を充分支持すること
が出来るものである。

なお、詳細な具体的構成は、実施例において例示の図面
に基づいて詳述する。

〔作用〕 この考案においては、色々な組合せの埋線式ホースの
線材補強区域において、螺旋状の補強線と類似の荷重−
伸度特性を有する螺旋状撚り線を同じピッチでほぼ同径
に設定されるため、破断時にかかる下方荷重を補強線と
撚り線が同時に張力負荷を担う構成となり、耐ねじり破
断性の高い撚り線の機能が効果的に発揮され、ねじりに
弱い補強線の切断が抑制されて、落下防止に有効な作用
が得られる。

単線からなる補強線を多く並列使用することは、エラ
ストマーとの接着力を低下し、使用中に補強部が分離し
易くなり、破壊が急速に促進されるが、撚り線、中でも
前処理された撚り線は大きな接着力が得られるため、多
く並列使用しても剥離力の低下のおそれがなく強固な保
持力が得られる。

この考案の撚り線は、金属細線からなる柔軟な可撓性
材料であるため、ホースの曲げ特性を阻害しない。ま
た、使用時における動的作動に追随するので剥離力を発
揮しない。

垂直使用におけるホースの自重と内部流体重量の排出
によるホースの伸縮、振動、屈曲作動において、撚り線
は順応性を発揮し、剛性な補強線間の剥離力を増大しな
い。また、撚り線は可撓性を有するため破断時のねじり
による障害が解消される。

〔実施例〕

第１図はこの考案の落下防止ホースの一例を一部内部構
造を側面図で示したもので、埋線式ホースの線材補強区
域（螺旋状の補強線を内外補強繊維層で挟んで補強部を
形成した部分）の外側補強繊維層の内側に、そのピッチ
間隔の範囲内において、補強線の間を連結するような状
態において、螺旋状の補強撚り線の複数本を並列状態に
埋設したものである。

この例示の埋線式ホースは、エラストマー内面層１、内
側補強繊維層２、螺旋状の補強線３と螺旋状の補強撚り
線７をその中に埋設する中間エラストマー４、外側補強
繊維層５、エラストマー外被層６の各層から構成される
ものであり、内側補強繊維層２および外側補強繊維層５
は通常織布類が使用されるもので、ホース管壁に及ぼす
軸線方向及び径方向の張力を支持することのできる補強
繊維層である。その内外のプライ数並びにその割合は使
用条件に応じて適宜に選定される。また、使用条件に応
じて、織布または織布の一部をすだれ織の交差構造に代
えることも可能である。

本例の内側補強繊維層２は織布１プライ、外側補強繊維
層５は織布２プライからなっている。螺旋状の補強撚り
線７は、螺旋状の補強線３の線径より小さい径の撚り線
であり、これを補強線３のピッチ間隔の範囲で、外側補
強繊維層５の内側に５本並列状態に設定したものであ
る。なお、補強線のピッチは、通常、線径の４〜１０倍
の範囲で設定される。また、撚り線の本数はこのピッチ
間において補強線と同等もしくはそれ以上の切断強度を
持つように決定されている。また、埋設されるエラスト
マーとよく接着していることが好ましいので、予めエラ
ストマーをトッピングした所要幅の撚り線を巻き付ける
のが好ましい。従って、その本数は通常少なくとも３
本、多くて１０本程度の本数となる。この撚り線の伸度
は、ホース破断時に補強線と協同してホース断片を保持
させるため、補強線と同程度であることが好ましい。ま
た、撚り線の撚りピッチは、通常用いられるワイヤロー
プと同等の標準素線径の３０倍（２０〜８０倍）程度が
好ましい。例えばスチールコード（１×４×０．２５m
m）を用いた場合、その撚りピッチは７．５mmが適当で
ある。また撚り線の線径は、その配置構造から補強線の
線径と同等もしくは小さい線径の方がホースの製造が容
易で好ましい。その許容範囲としては、補強線の線径の
＋２０％〜−５０％の範囲が推奨される。

第２図は、この考案の他の実施例をホース管璧の断面に
て示したものである。

本例は、エラストマーの内面層１、内側補強繊維層２、
螺旋状の補強線３、中間エラストマー４、外側補強繊維
層５、エラストマー外被層６の各層からなる埋線式ホー
スの線材補強区域ＷＲＳにおいて、螺旋状の補強線３の
ピッチ間隔の範囲内において、外側補強繊維層５の外側
に、補強線３の線径より小径の螺旋状の補強撚り線７を
５本並列状態に巻き締め埋設したものである。

次に、第１図の実施例と第４図の埋線式ホースとの構成
の比較表を示す。

上記の構成比較表に示す従来例とこの考案との破断状態
の比較図の一例を第３図に示す。

第３図−（ａ）は、使用開始時の垂直状態に設定したホ
ース（１０ｍ）の正面図、 第３図−（ｂ）は、ホースの破断開始時の正面図で、ホ
ースの上部取付け部から１ｍの箇所から破断した場合の
例である。

第３図（ｃ）は、第３図−（ｂ）の破断部（○印）の拡
大正面図で、ＦＥは従来例、ＵＰはこの考案の状態を示
すものである。

第３図−（ｄ）は、切断直前の拡大正面図である。

このホースの破断は、内面磨耗によって耐圧性が減少
し、内圧と下方荷重（流体とホース重量）によって破断
されたホース断片は、従来例ＦＥでは補強線３で支持さ
れ、第３図−（ｄ）に示すようにねじり状態を生起し切
断落下する。一方、この考案ＵＰのホース破断片は、第
３図−（ｄ）に示すように、補強線３と撚り線７により
効果的に支持されるので容易に落下しない。次に、第３
図−（ｂ）の状態、すなわち、取付け部から１ｍの箇所
で破断した場合の例について、前記構成比較表の場合の
支持性の安全度（動的要因を無視）を比較する。

ホースの断片の下方荷重． 従来例は、 本考案は、 従来例の安全度 補強線の切断強度＝770kg １回ねじりを与えられた場合の強度＝770kg×0.6＝460k
g ∴安全度は、460/199＝2.3（倍） この考案の安全度 撚り線１本の切断強度＝160kg 撚り線全体(5本）の強度＝160kg×５＝800kg 比較のため、同様に１回ねじりを受けたものとして比較
する。

すなわち、 １回ねじりを受けたときの強度＝800×0.95＝760kg 全体の支持強度＝460kg＋760kg＝1220kg ∴安全度は、1220／199.9＝6.1（倍） 以上のとおり、この考案のホースは従来例の約３倍の安
全度が得られるものである。

〔考案の効果〕

この考案の落下防止ホースは、前記のような多くの有効
な作用を有するため、ホースの破断片が落下して機器並
びに作業者に重大な損傷、危害を与える恐れがないばか
りでなく、ホース重量の増加もほんの僅かで、しかも大
きな支持性が得られ、引裂強度の著しい向上と良好な作
業性と耐久寿命に大きく寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一例を示す一部内部構造を示した
側面図、 第２図は、この考案の他の一例を示すホース管壁の断面
図、 第３図−（ａ）は、垂直状態に設定されたホースの正面
図、 第３図−（ｂ）は、同ホースの破断開始時の正面図、 第３図−（ｃ）は、第３図−（ｂ）の破断部（○印）の
拡大正面図、ＦＥは従来例、ＵＰは本考案の状態。 第３図−（ｄ）は、補強線のねじり状態支持による切断
直前の拡大正面図、ＦＥは従来例、ＵＰはこの考案の支
持状態。 第４図は、従来の埋線式ホースの一部内部構造を示す側
面図、 第５図−（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第４図の従来例の
破断経過の一例を示す正面図で、（ａ）は使用中、
（ｂ）は破断開始時、（ｃ）は完全破断を示したもので
ある。 第６図は、破断部の一例を示す拡大断面図である。 １……エラストマー内面層 ２……内側補強繊維層 ３……螺旋状の補強線 ４……中間エラストマー ５……外側補強繊維層 ６……エラストマー外被層 ７……螺旋状の補強撚り線 ＷＲＳ……線材補強区域

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エラストマー内面層、内側補強繊維層、中
   間エラストマー、螺旋状の補強線、外側補強繊維層、エ
   ラストマー外被層を有する埋線式ホースの線材補強区域
   において、螺旋状の補強線のピッチ間隔の範囲内におい
   て、外側補強繊維層の内側又は外側に、補強線の間を連
   携するような状態において、螺旋状の補強撚り線の複数
   本を並列状態に埋設した落下防止ホース。
2. 【請求項２】螺旋状の補強線とほぼ同ピッチに螺旋状の
   補強撚り線を埋設した実用新案登録請求の範囲第１項記
   載の落下防止ホース。
3. 【請求項３】螺旋状の補強撚り線を、あらかじめエラス
   トマーをトッピングするか、真鍮メッキを施すか、金属
   用接着剤を塗布するか等の前処理をして埋設した実用新
   案登録請求の範囲第１項又は第２項記載の落下防止ホー
   ス。
4. 【請求項４】螺旋状の補強線のピッチ間に埋設する補強
   撚り線の合計強度が、補強線の強度と同等もしくはそれ
   以上の高強度となるように設定した実用新案登録請求の
   範囲第１項、第２項又は第３項記載の落下防止ホース。