JPS62119032A - 高圧パツカ−ゴムチユ−ブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高圧パッカーゴムチューブの改良に関する。高
圧パッカーゴムチューブは、硬岩やコンクリートなどに
形成した孔に装入され、径方向に膨張することにより硬
岩やコンクリートなどを破砕するものである。又、高圧
パッカーゴムチューブは、土壌、岩盤などに形成された
孔を塞いでシールするシール部材としても使用できる。

［従来の技術］ 従来、硬岩やコンクリートなどの破砕は、（イ）火薬を
使用する発破法、（０）膨張セメントを使用する静的破
砕法、（ハ）ＩＩ械的破砕法、などにより行なわれてい
た。これら各方法とも次のような特質がある。即ち、発
破法は最も低コストで高能率であるが、騒音や振動を伴
うため市街地での使用は事実上不可能な欠点がある。

膨張セメントを使用する静的発破法は、騒音や振動を伴
わない利点があるが、膨張力を発生させるに２〜１４時
間とかなり長時間必要とする欠点がある。、機械的破砕
法は、ボーリングマシンのような大型特殊機械を使用し
て硬壁を破砕する方法である。この場合には大型特殊機
械を使用のため、汎用性および経済性の面から好ましく
ない。

上述したような欠点を改善するため、高圧パッカーゴム
チューブが開発されている（特公昭４６−３２２号公報
）。この高圧パッカーゴムチューブは、周壁に編組補強
層を持つ筒状の弾性補強チューブ本体と、該弾性補強チ
ューブ本体の両端開口を液密に封止するアセンブリー部
と、アセンブリー部に設けられた流体出入部と、で構成
されている。

このような高圧パッカーゴムチューブを使用するにあた
っては、破砕すべき硬岩などに孔をあけ、この孔の中に
該高圧パッカーゴムチューブを装入し、次に流体出入部
から弾性補強チューブ本体内に高水圧をかけることによ
り該弾性補強チューブ本体をこれの径方向に膨張させ、
以て硬岩などを破砕することにしている。

このような高圧パッカーゴムチューブによれば、振動を
発生させず、市街地のトンネル工事に適し、又膨張力の
発生を極く短時間で行なうことができるなどといった種
々の利点がある。

この高圧パッカーゴムチューブでは、径方向への膨張率
を更に大きくし、破砕度を一層大きくすることが要請さ
れている。

し発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記した実情に鑑みなされたものであり、その
目的は、径方向への膨張量を一層大きくし、破砕度を向
上させた高圧パッカーゴムチューブを提供するにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る高圧パッカーゴムチューブは、内周面側に
内面ゴム部、外周面側に外面ゴム部をもつとともに該内
面ゴム部と該外面ゴム部との間に少なくとも一層の編組
補強層をもつ筒状の弾性補強チューブ本体と、該弾性補
強チューブ本体の両端開口を液密に封止するアセンブリ
ー部と、該アセンブリー部の少なくとも一方に設けられ
該弾性補強チューブ本体と該アレンプリ一部とで形成さ
れた内部空間内に流体を出入れする流体出入部と、で構
成され、該弾性補強チューブ本体の該編組補強層は、コ
ードを編組角度を１０〜４５度で編組むことにより形成
され、該弾性補強チューブ本体の径方向への膨張量を大
きくしたことを特徴とする。

以下構成要素にわけて説明を加える。

弾性補強チューブ本体は、内周面側に内面ゴム部、外周
面側に外面ゴム部をもつと共に、内面ゴム部と外面ゴム
部との間に少なくとも一層の編組補強層をもつ構成であ
る。編組補強層は、ｗ４維コードなどのコードをスパイ
ラル状に巻回して編組んで形成した部材である。編組補
強層は、コードを編組角度１０〜４５度で編組むことに
より形成されている。編組角度は２０〜４０度であるこ
とが好ましい。ここで編組角度は、コードが弾性補強チ
ューブ本体の軸線に対して傾斜している角度である。

１０〜４５度に設定した埋山は次のようである。

即ち、編組角度を理論静止角度である５４度４４分に設
定すれば、弾性補強チューブ本体の径方向の強度と長さ
方向の強度とが等しくなることが理論的に解明されてい
る。そして上記編組角度を５４度４４分よりも小さく設
定すれば、弾性補強チューブ本体の径方向の強度が長さ
方向の強度よりも弱くなるため、弾性補強チューブ本体
内に液体を送入したときに、上記角度が５４度４４分に
戻ろうとし、そのため弾性補強チューブ本体は長さ方向
に収縮するが径方向に大きく脹らむ。

編組補強層は、金属コードなどのコードを正逆２方向か
らスパイラル状に巻回して編組むことにより構成するこ
とができる。ここでコードは金属線などの１本１本をい
う。

編組補強層は、何層であってもよい。例えば４層であっ
てもよい。具体的には、弾性補強チューブ本体は、第１
図に例示したように、内周面側から、内面ゴム部、布部
材層、第１中間ゴム部、第１１１補強強層、第２中間ゴ
ム部、第２編補強強層、第３中間ゴム部、第３Ｉｉ組補
強層、第４中間ゴム部、第４編相補強層、外面ゴム部と
で形成することができる。

編組補強層はコードを撚って形成した撚線を編組むこと
により形成されることが好ましい。撚線を用いれば、撚
りのぶん長さ方向にのび・冑すいので伸び率が高くなり
、それだけパッカーゴムチューブが径方向へ膨張する際
無理がかからないので、長寿命化に有効である。撚線を
形成するコードは、金属線、合成繊維、天然繊維などか
ら形成することができる。

内面ゴム部は、伸びの大きなゴム、例えば伸び率が５０
０〜８００％程度のゴムで形成されていることが好まし
い。弾性補強チューブ本体の径方向への膨張に対処する
ためである。又内面ゴム部は、引張り強さ１５０ｋｇ／
ｃｍ’以上が好ましい。

外面ゴム部は、伸び率が５００〜８００％程度のゴムで
形成されていることが好ましい。又外面ゴム部は、岩な
どに触れるため耐摩耗性が良好であることが好ましい。

前記した中間ゴム部も同様に、伸び率が５００〜８００
％程度のゴムで形成されていることが好ましい。上記の
ような伸び率をもつ代表的なゴムとしては、天然ゴム（
ＮＲ）、又は天然ゴムを主成分とするゴムがある。

アセンブリー部は、弾性補強チューブ本体内の流体が外
方へ漏れぬように該弾性補強チューブ本体の両端部の開
口を液密状態に閉塞するためのものである。この場合、
アセンブリー部は、外側からバンドで締付けて弾性補強
チューブ本体の端部に固定することができる。アセンブ
リー部には。

他の部材を介して把手を設けてもよい。把手を設ければ
、パッカーゴムチューブの孔からの抜き取りは一層容易
となる。又アセンブリー部には、他の部材等を介して圧
力計を取り付けてもよい。圧力計を取り付ければ、弾性
補強チューブ本体の内部空間の内圧をただちに調べるこ
とができ便利である。

流体出入部は、弾性補強チューブ本体とアセンブリー部
とで形成された内部空間内に流体特に液体を出入するた
めのものである。流体出入部は、アセンブリー部に形成
された流体出入孔とすることができる。この流体出入孔
には、出入パイプやエアカプラーを装着することができ
る。他には、手動バルブ、電磁バルブなどを装着するこ
とができる。

［作用］ 本発明に係るパッカーゴムチューブの代表的な使用方法
を説明する。まず従来と同様に、破砕すべき硬岩などに
孔をあけ、この孔の中にパッカーゴムチューブを装入し
た状態で流体出入部から流体を例えば水を水圧ポンプな
どで送入し、これにより弾性補強チューブ本体に例えば
２００ｋｑ／Ｃｍ２程度の圧力をかけ、該弾性補強チュ
ーブ本体をこれの径方向に膨張させ、この膨張により硬
岩などを破砕する。

ところで、本発明に係る高圧パッカーゴムチューブでは
、弾性補強チューブ本体の編組補強層は、コードを編組
角度１０〜４５度で編組むことにより形成されている。

そのため、弾性補強チューブ本体の径方向への膨張量を
大きくすることができる。従って硬岩などの破砕度を太
き（向上させることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る高圧パッカーゴムチュ
ーブを用いれば、硬岩などの破砕の程度を大きくするこ
とができる。特に編組補強層を撚線で形成した場合には
、破砕の程度を一層大きくすることができる。

「実施例］ （実施例の構成） 本発明に係る１実論例を第１図〜第５図に示す。

本実施例に係るパッカーゴムチューブは、弾性補強チュ
ーブ本体１と、アセンブリー部２および３と、流体出入
部としての流体出入孔４とで形成されている。

弾性補強チューブ本体１は、第１図に示すように、内周
面側から内面ゴム部１０１布部材層１１、第１中間ゴム
部１２、第１編組補強Ｉｌｌ　３、第２中間ゴム部１４
、第２編組補強層１５、第３中間ゴム部１６、第３編組
補強層１７、第４中間ゴム部１８、第４編組補強層１９
、外面ゴム部２０とで形成されている。

内面ゴム部１０は、天然ゴムで形成され、伸び率が６６
０％で、引張り強さが１９２　ｋ　Ｑ／ｃｍ２とされて
いる。内面ゴム部１ｏの内径は２５．４１ｍであり、肉
厚は３．０ＩＩｌｌＩである。外面ゴム部２０は、同じ
く天然ゴムで形成され、伸び率が６６０％で、引張り強
さが１９２ｋＱ／ｃｍ２とされている。外面ゴム部１９
の外径は４５．０ｍｍであり、肉厚は３．０１ｍ１１で
ある。第１中間ゴム部１２、第２中間ゴム部１４、第３
中間ゴム部１６、第４中間ゴム部１８は同じく天然ゴム
で形成され、肉厚が０　、３　ｍｌｌ、伸び率が６６０
％で、引張り強さが１９２ｋｇ／Ｃｌ１ｚとされている
。

布部材層１１はブレード編組構造であり、その編組角度
は３０度であり、ナイロン製である。

第１１１相補強層１３は、金属コードをスパイラル状に
編組角度３２度で編組むことにより形成されている。

第２編組補強１１１５は、径（Ｄ）０．６７ｍｍの撚線
を（第２図参照）編組角度２６〜２９度で第１編組補強
［１１３と逆方向からスパイラル状に編組むことにより
形成されている。この撚線は、素線径０．２５１１１１
１のワイヤーを５本撚ることによって形成した。

第３ｔｉ組補強層１７は第１編組補強層１３とほぼ同様
な構成であり、巻回方向が第１１相補強層１３の場合と
同じでスパイラル状に編組まれている。第４編組補強層
１つは、第１編組補強層１３と巻回方向が逆方向でスパ
イラル状に編組まれている。

アごンブリ一部２および３は弾性補強チューブ本体１の
両端開口に装着され、該両端開口を水密状態に封止する
ためのものである。このアセンブリー部２および３は外
筒たるソケットと内筒たるニップルとからなり、ソケッ
トを加締めて組み付ける。ここでアセンブリー部３にめ
くらキャップ３を取着することにより、アセンブリー部
３は水密状態に封止される。

流体出入孔４は、アセンブリー部２に設けられており、
弾性補強チューブ本体１とアセンブリー部２および３と
で形成された内部空間内に水を出入するためのものであ
る。

（実施例の作用） 次に本実施例に係るパッカーゴムチューブの代表的な使
用方法を説明する。まず従来と同様に硬岩に孔をあけ、
この孔の中にパッカーゴムチューブを装入する。そして
装入した状態で流体出入孔４と水圧ポンプのホースＭと
を接続し、ホースＭを介して流体出入孔４から弾性補強
チューブ本体１内に水を送入する。そしてこれにより弾
性補強デユープ本体１内を高圧（例えば７００ｋＱ／ａ
ｍ２）とし、弾性補強チューブ本体１を径方向へ、膨張
させる。この膨張により、第４図のごとく硬岩Ａを破砕
することができる。

上記した本実施例では弾性補強チューブ本体１の布部材
層１１、第１１ｉ１組補強層１３、第２１相補強層１５
、第３編組補強層１７、第４編組補強層１９、はそれぞ
れコードを編組角度２０〜４５度の範囲で編組むことに
より形成されている。そのため弾性補強チューブ本体１
の径方向への膨張量を従来に比べて大きくすることがで
きる。

、特に本実施例では、第１網組補強層１３の金属コード
の食いこみを抑える布部材層１１は編粗角度３０度で形
成されているため、該布部材層１１の径方向への膨張量
が大きくなり、したがって、該布部材層１１は弾性補強
チューブ本体１の径方向への膨張に対応することができ
る。

また第２編相補強層１５、第３編相補強層１７、第４１
相補強層１９をそれぞれ撚線で形成している本実施例で
は、撚線で形成しているふん、膨張率を高くすることが
でき、従って弾性補強チューブ本体１の径方向への膨張
量を一層大きくすることができる。

又本実施例では、弾性補強チューブ本体１を径方向へ膨
張させた際には、弾性補強チューブ本体１の周壁は、第
１４９相補強層１３、第２編相補強層１５、第３編相補
強層１７、第りｍ相補強１１ｔ１９で補強されているた
め、第５図に模式的に示したようにほぼ一様に膨張する
ことができる。そのため、第５図のごとく硬岩Ａなどに
鋭利な凹凸部があったとしても、弾性補強チューブ本体
１の外面ゴム部２０の外周面は破損しにくい。この点弾
性補強チューブ本体の周壁の補強層の編向が小さい（１
０度未満即ち軸方向に平行に近い）場合には、第６図の
ごとく該周壁が鋭利な凹凸部に圧接するのと異なる。

［試験例１］ 上記した構成の高圧パッカーゴムチューブの膨張量を調
べる試験を行なった。上記した編組角度が２７度の場合
には、パッカーゴムチューブの内圧を１００に９ｆ／ｃ
ｍ２としたとき外面ゴム部２０の最大外径寸法は４５ｍ
ｍから７２間に膨張したく約６ｏ％の膨張）。

［試験例２］ ところで上記した構成の高圧パッカーゴムチューブにつ
いて、破裂する際の圧力と動圧寿命とを測定する試験を
行なった。破裂圧力測定試験は、具体的には、内径５ｏ
ｍＩｌｌのバイブの中にホースを装入し、液体としての
作動油を流体出入部４からチューブ本体１内に次第に送
入することにより行なった。そして液体としての作動油
が漏れるときの圧力の値を、破裂圧力とした。又動圧寿
命測定試験は、破裂圧力測定試験と同様、内径５Ｑｍｍ
のパイプの中にホースを装入し、無加圧状態から液体と
しての作動油を弾性補強チューブ本体１内に送入して弾
性補強チューブ本体１の内圧を７００ｋｇｆ、’ａｍ２
にし、更に、液体としての作動油を弾性補強チューブ本
体１から排出し無加圧状態にする工程を１サイクルとし
、このサイクルを繰り返すことにより行なった。そして
流体としての作動油が漏れるときのサイクル数の値を動
圧寿命とした。

試験結果は、撚線の径Ｄ（第２図参照）が０゜５７ｍｍ
の場合には、編組角度１０度で破裂圧力は５００ｋＯｆ
／ｃｎ＋２であり、３０度で１０００ｋＣＪｆ／Ｃｍ２
であり、４５度では１０００ｋＱｆ／Ｃｍ２でも漏れは
生じなかった。動圧寿命試験では編組角度３０度のとき
寿命は６００回であった。

又撚線ではなく径０．７Ｏｎ＋ｍの単線を用いて上記し
た実施例に係る編組補強層を形成したパッカーゴムチュ
ーブについても、同様に破裂する際の圧力と動圧寿命と
を測定する試験を行なった。試験結果は、編組角度３０
度のとき破裂圧力は８５Ｏｋｇｆ／ｃｎｕであり、動圧
寿命は５０回であった。

上記の試験結果から明らかなようにパッカーゴムチュー
ブの破裂圧力および動圧寿命を確保するためには、本実
施例のように撚線で編組補強層を形成することが極めて
有効であることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の１実施例を示し、第１図はパ
ッカーゴムチューブの要部を部分的に切除して示す平面
図である。第２図は撚線の平面図である。第３図はパッ
カーゴムチューブの側面図である。第４図はパッカーゴ
ムチューブの使用状態を示す説明図である。第５図は周
壁に鋭利な凹凸部をもつ孔の中に装入したパッカーゴム
チューブを膨張させた状態を示す要部の縦断側面図であ
る。第６図は比較例の場合の第５図相当図である。 図中、１は弾性補強チューブ本体、１ｏは内面ゴム部、
１１は布部材層、１２は第１中間ゴム部、１３は第１編
相補強層、１４は第２中間ゴム部、１５は第２編相補強
層、１６は第３中間ゴム部、１７は第３編相補強層、１
８は第４中間ゴム部、１９は第４編相補強層、２０は外
面ゴム部、２１３よび３はアセンブリー部、４は流体出
入孔（流体出入部）をそれぞれ示す。 特許出願人　　　東海ゴム工業株式会社代理人　　　　
弁理士　大川　宏 同　　　　　弁理士　丸山明夫 第１図 第２図 第３図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）内周面側に内面ゴム部、外周面側に外面ゴム部を
   もつとともに該内面ゴム部と該外面ゴム部との間に少な
   くとも一層の編組補強層をもつ筒状の弾性補強チューブ
   本体と、 該弾性補強チューブ本体の両端開口を液密に封止するア
   センブリー部と、 該アセンブリー部の少なくとも一方に設けられ該弾性補
   強チューブ本体と該アセンブリー部とで形成された内部
   空間内に流体を出入れする流体出入部と、で構成され、 該弾性補強チューブ本体の該編組補強層は、コードを編
   組角度を１０〜４５度で編組むことにより形成され、該
   弾性補強チューブ本体の径方向への膨張量を大きくした
   ことを特徴とする高圧パッカーゴムチューブ。
2. （２）弾性補強チューブ本体の編組補強層は、コードを
   編組角度２０〜４０度で編組むことにより形成される特
   許請求の範囲第１項記載の高圧パッカーゴムチューブ。
3. （３）編組補強層は、コードを撚って形成した撚線を編
   組むことにより形成されている特許請求の範囲第１項記
   載の高圧パッカーゴムチューブ。
4. （４）編組補強層は金属撚線を編組むことにより形成さ
   れると共に、内面ゴム部との間に布部材層を有し、該布
   部材層は、編組角度１０〜４５度のブレード編組構造で
   あることを特徴とする１項記載の高圧パッカーゴムチュ
   ーブ。
5. （５）内面ゴム部および外面ゴム部は、伸び率が５００
   〜８００％のゴムで形成されている特許請求の範囲第１
   項記載の高圧パッカーゴムチューブ。
6. （６）内面ゴム部および外面ゴム部は天然ゴム又は天然
   ゴムを主成分とするゴム部材で形成されている特許請求
   の範囲第１項記載の高圧パッカーゴムチューブ。