| 【発明の名称】 |
コイル補強ホースの接続構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】横堀 志津雄
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| 【要約】 |
【課題】接続が簡易な操作で行え、各種材料に適用でき、接続強度も十分なコイル補強ホースの接続構造を提供する。
【解決手段】コイル７で補強されたホース１の端部側１ａに、管状体９を連通接続してあるホースの接続構造において、前記コイル７のらせん方向に沿った相対回転により、前記コイル７の嵌合を許容する嵌合部１０を設けて、前記コイル７の端部近傍７ａを嵌合してある。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 コイルで補強されたホースの端部側に、管状体を連通接続してあるホースの接続構造であって、前記管状体に、前記コイルのらせん方向に沿った相対回転により、前記コイルの嵌合を許容する嵌合部を設けて、前記コイルの端部近傍を嵌合してあるホースの接続構造。
【請求項２】 前記嵌合部が前記管状体の外周部に螺合したアイボルトの穴であり、その穴に前記コイルの端部近傍を貫通させてある請求項１記載のホースの接続構造。
【請求項３】 前記嵌合部が前記管状体に設けたらせん状溝であり、そのらせん状溝に前記コイルの端部近傍を螺合してある請求項１記載のホースの接続構造。
【請求項４】 前記ホースが更に繊維で補強されていると共に、その繊維の端部近傍を、前記コイルと前記らせん状溝との間に介在させてある請求項３記載のホースの接続構造。
【請求項５】 前記コイル、前記管状体、および前記嵌合部がいずれも導電体で構成されると共に、前記コイルと前記嵌合部とを接触させてある請求項１〜３いずれか記載のホースの接続構造。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コイルで補強されたホースの端部側に、管状体を連通接続してあるホースの接続構造に関し、例えばフランジやニップルの管状部とホースとの接続に採用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のホースの接続構造に関して、例えば鋼材コイルで補強されたホースと金属フランジの管状部とを接続する方法としては、図６に示すように、鋼材コイル７の端部に対してクローズドエンド化と研削を行って（以下、「平滑化」と略称する）、端部が鋼材コイル７の軸線とほぼ垂直になるようにした後、その端部と管状部９の端部とをほぼ全周で溶接したものが知られていた。その際、鋼材コイル７の端部を平滑化するのは、管状部９のほぼ全周に対して溶接が行えるようにするためであり、そうすることにより鋼材コイル７の端部に生じる圧縮力等を溶接部に広く分散して、応力集中を避けることができる。
【０００３】なお、図６に基づき、コイルで補強されたゴムホースの一般的な構造を述べると、輸送物との接触面を形成する内面ゴム層２、主に内圧に対する補強効果を有する内側繊維補強層４、主に外圧に対する補強効果を有する鋼材コイル７、コイル間に介在し変形を許容する中間ゴム層６、コイルの離脱防止のための外側繊維補強層５、耐候性等を確保する外面ゴム層３などで構成されている。そして、内側繊維補強層４は、フランジ１０の外側に存在するリング８で折り返されて、引き抜けが起こりにくい構造になっているが、その他、種々の方法で補強繊維の抜け止めが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記のような溶接による接続構造では、溶接作業やコイル端部の平滑化が煩雑であり、また、溶接が困難な材料には適用できないと言う問題があった。また、上記のようなホースは、高温で劣化し易いゴム等を使用する場合が多いため、ゴム等の近傍で溶接することができず、コイルとフランジ等の溶接を別に行って一体とした後に、マンドレルに形成された内面ゴムに外挿する必要があり、特に大型のものではフランジ金具も含めると大重量のため、製造に非常に労力を要した。
【０００５】一方、管状部の外周にコイルの抜け止めのための係止部（例えば突起）を設けて、コイルの端部近傍を係止するような接続構造も考えられるが、上記の補強用コイルには種々の方向の力が加わるため、圧縮力等が生じてコイルと係止部とが離間するなどして、その部分でゴムホースが破損するなどのおそれがあった。
【０００６】従って、本発明の目的は、上記に鑑みて、接続が簡易な操作で行え、各種材料に適用でき、接続強度も十分なコイル補強ホースの接続構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するための本発明の特徴構成は、コイルで補強されたホースの端部側に、管状体を連通接続してあるホースの接続構造において、前記管状体に、前記コイルのらせん方向に沿った相対回転により、前記コイルの嵌合を許容する嵌合部を設けて、前記コイルの端部近傍を嵌合してある点にある。ここで、嵌合部の形状は、前記コイルのらせん方向に沿った相対回転によりコイルの嵌合を許容するものであればいずれの形状でもよく、管状体の全周又は一部に形成されていればよく、嵌合されるコイル表面の全周又は一部に外嵌し得る形状であればよい。また、嵌合されるコイルとの接面が、コイル表面と同一又は近似の形状である必要はなく、コイルの離脱を阻止するための接面を有していればよい。
【０００８】但し、前記嵌合部が前記管状体の外周部に螺合したアイボルトの穴であり、その穴に前記コイルの端部近傍を貫通させてあることが後述の作用効果より好ましい。ここで、アイボルトとは、頭部に穴の開いた部分を有しつつ、螺合部を更に有するものを指し、螺合の形式はいずれであってもよい。
【０００９】一方、前記嵌合部が前記管状体に設けたらせん状溝であり、そのらせん状溝に前記コイルの端部近傍を螺合してあることが後述の作用効果より好ましい。ここで、らせん状溝とは、基準面に対して凹部を形成したものの他、基準面に対する凸部の形成によりその間に溝部を形成したもの等を含むものである。
【００１０】前記ホースが更に繊維で補強されていると共に、その繊維の端部近傍を、前記コイルと前記らせん状溝との間に介在させてあることが後述の作用効果より好ましい。
【００１１】また、前記コイルや前記管状体の材質は、要求されるホース等の物性により適宜選択すればよいが、前記コイル、前記管状体、および前記嵌合部がいずれも導電体で構成されると共に、前記コイルと前記嵌合部とを接触させてあることが後述の作用効果より好ましい。
【００１２】〔作用効果〕そして、本発明の上記特徴構成によれば、前記管状体に、前記コイルのらせん方向に沿った相対回転により、前記コイルの嵌合を許容する嵌合部を設けてあるため、特に材質の制限を受けることなく、コイルと管状体との連結が、相対的な回転操作のみで極めて容易に行えるようになる。そして、使用中にコイルが相対的な前記回転力を受けることは少なく、嵌合部での離脱が起こりにくい。また、かかる相対的な回転の程度により、連結後の総長さ（連結長）を調整できる。そして、溶接による接合のように熱によるゴム等の劣化を考慮する必要がないため、内面ゴムを存在させつつ、コイルと管状体との連結が可能になるので、先に溶接したものを一体として内面ゴムに外挿する必要がなく、特に大径のものに対しても製造が容易になる。その結果、接続が簡易な操作で行え、各種材料に適用でき、接続強度も十分なコイル補強ホースの接続構造を提供することができた。
【００１３】前記嵌合部が前記管状体の外周部に螺合したアイボルトの穴であり、その穴に前記コイルの端部近傍を貫通させてある場合、従来のフランジ等の管状部に、ボルト穴等を設けて安価なアイボルトを螺合するだけで、簡易に嵌合部を形成でき、そこへの貫通操作も容易に行える。そして、穴の半径方向のいずれの外力に対しても、コイルの離脱を防止でき、しかも、アイボルトの螺合の程度で、嵌合部の高さ（半径方向の位置）を調整できる。
【００１４】前記嵌合部が前記管状体に設けたらせん状溝であり、そのらせん状溝に前記コイルの端部近傍を螺合してある場合、管状体にらせん状溝を形成するだけで、嵌合部を形成でき、しかも半周以上の螺合により、又はらせん状溝をアリ溝とすることで、いずれの方向の外力（螺合方向の外力は除く）に対しても、コイルの離脱を防止できる。
【００１５】前記ホースが更に繊維で補強されていると共に、その繊維の端部近傍を、前記コイルと前記らせん状溝との間に介在させてある場合、繊維補強により、内圧等に対する強度を増加させながら、特別な係止部や抜け止めリングを設けることなく、引張り力に対する上記繊維の抜けを防止することができる。
【００１６】前記コイル、前記管状体、および前記嵌合部がいずれも導電体で構成されると共に、前記コイルと前記嵌合部とを接触させてある場合、前記コイルから前記管状体までを溶接せずに導通させることができ、管状体が金属管に接続されて、埋設される場合でも金属管の腐食（電食）を防止することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について、第１実施形態及び第２実施形態を中心に、図面に基づき説明する。
【００１８】〔第１実施形態〕本発明の第１実施形態は、図１に示すように、コイル７で補強されたホース１の端部側１ａに、管状体９を連通接続してあるホースの接続構造であって、管状体９の外周部に螺合したアイボルト１１の穴１１ａが、コイル７のらせん方向に沿った相対回転により、コイル７の嵌合を許容する嵌合部１０に相当し、その穴１１ａにコイル７の端部近傍７ａを貫通させて、コイル７の端部近傍７ａを嵌合してあるものである。そして、コイル７はバネ鋼で、管状体９は鋳鉄で、アイボルト１１は鋼材でそれぞれ形成され、いずれも導電体である金属で構成されると共に、コイル７と穴１１ａとを接触させてある。
【００１９】コイル７は、バネ鋼をほぼ同じピッチでらせん状に形成したものであり、端部は特に平滑化されていないが、管状体９との重なり量を多くする目的で、平滑化又はピッチを小さくするなどしてもよい。コイル７の端部近傍７ａは、アイボルト１１の穴１１ａに貫通してあり、特に穴１１ａからの抜け止めは行っていないが、安全のためカシメ等により抜け止めを行ってもよい。なお、コイル７は、主に外圧に対する補強や断面形状保持の機能を有している。
【００２０】管状体９は、例えばフランジに溶接等された管状部やニップルの管状部等に相当し、種々の形状が挙げられるが、本実施形態では、内面ゴム２の内周面との面が合わせられるように、管状体９の接続側端部は少し拡径してある。そして、アイボルト１１の螺合を許容するように、その端部の１か所にメネジ穴を設けてあり、螺合の程度によって穴１１ａの位置の微調整が行えるようにしてある。但し、アイボルト１１をナットで締結する場合やタップネジの場合、メネジ穴にする必要はない。
【００２１】アイボルト１１の穴１１ａは、円形でコイル７の直径と略同じであるのが好ましいが、ある程度、間隙があってもコイル７の引張り力に対する抜け止め機能は維持される。そして、穴１１ａは、コイル７の貫通部の軸線方向に向けられている。その結果、アイボルト１１の穴１１ａが、コイル７のらせん方向に沿った相対回転により、コイル７の嵌合を許容するように構成されている。なお、安全を期してアイボルト１１を、コイル７のらせん方向に沿って複数箇所設けてもよい。また、アイボルト１１の代わりに、断面Ｃ字型の頭部を有するボルト等を用いてもよい。
【００２２】内側繊維補強層４は、主に内圧に対する補強効果を得るためのもので、すだれ状繊維にゴムトッピングしたテープを、内面ゴム層２の外周面にらせん状に偶数層巻いて（例えば静止角にて交差するように２プライ積層される）、コイル７の内側に配置される。その際、アイボルト１１は、繊維の目を広げた部分やテープの境界部などを貫通して螺合される。そして、内側繊維補強層４の端部側は、リング８に巻くように折り返されて、抜け止めされている。本実施形態では、リング８の内径が管状体９の拡径部の外形より小さいため、その拡径部に係止して抜け止めされているが、アイボルト１１によりリング８を係止させて抜け止めを行ってもよい。
【００２３】なお、コイル７のピッチ間およびその外側には、コイル７の変形を許容するための中間ゴム層（外面ゴム層３と区別して図示せず）、コイルの離脱防止のための外側繊維補強層５、耐候性等を確保する外面ゴム層３などが設けられている。内面ゴム層２、中間ゴム層、外面ゴム層３に用いられる材質としては、天然ゴム、合成ゴムなどから、要求されるホース等の物性に応じて適宜選択すればよい。また、内側繊維補強層４、外側繊維補強層５に使用される繊維の材質も、要求されるホース等の物性に応じて適宜選択すればよい。
【００２４】以上のような実施形態の接続構造を形成するための製造方法は、次の通りである。なお、コイル７と管状体９との接続構造以外は、従来のものと特に変わるものでなく、その部分に関してはいずれの公知の製法も採用できる。また、各部材も公知のものがいずれも使用できる。即ち、マンドレルなどの表面に押出し成形等により未加硫の内面ゴム層２を形成し、アイボルト１１のメネジ穴を形成した管状体９をその端部に配置する。その外周面に前記テープをらせん状に偶数層巻いて内側繊維補強層４を形成し、更にコイル７を外挿する。メネジ穴の上方に位置する内側繊維補強層４の目を広げて、その部分を通過してメネジ穴にアイボルト１１を螺合し、コイル７をらせん方向に沿って回転させ、その端部近傍７ａを穴１１ａに貫通させる。一方、内側繊維補強層４は、管状体９に外挿したリング８の内側から外側に折り返される。そして、未加硫の中間ゴム層がコイル７のピッチ間に巻かれて形成され、平織り等された外側繊維補強層５が巻付けられ、未加硫の外面ゴム層３などが形成され、最後に加硫操作が行われる。
【００２５】〔第２実施形態〕本発明の第２実施形態は、図２に示すように、コイル７で補強されたホース１の端部側１ａに、管状体９を連通接続してあるホースの接続構造であって、管状体９に設けたらせん状溝１２が、コイル７のらせん方向に沿った相対回転により、コイル７の嵌合を許容する嵌合部１０に相当し、そのらせん状溝１２にコイル７の端部近傍７ａを螺合させて、コイル７の端部近傍７ａを嵌合してあるものである。以下、第１実施形態と異なる点についてのみ説明するが、他の部分については、第１実施形態と同等の内容である。
【００２６】管状体９には、コイル７にほぼ外接する断面コの字型のらせん状溝１２が、コイル７のピッチとほぼ同じピッチで、コイル７のらせん形状に沿うように、ほぼ２周だけ設けてある。但し、らせん状溝１２のピッチをコイル７と相違させることにより、コイル７の弾性復元力で離脱しにくくしてもよく、同様の効果を得る目的で、らせん状溝１２の深さをコイル７の端部側ほど徐々に浅くしてもよい。また、らせん状溝１２の長さは、コイル７の端部側にかかる力を考慮すると、らせん状溝１２にコイル７を半周以上螺合できる長さが好ましく、１周以上螺合できる長さがより好ましい。なお、らせん状溝１２は、管状体９の接続側を拡径等してその内面に形成することも可能である。また、管状体９は、らせん状溝１２を形成してない部分の外径を、らせん状溝１２を形成した基準面の外径より小さくして、その境界部によりリング８による外側繊維補強層５の抜け止めを行っている。
【００２７】コイル７は、らせん状溝１２に１周半ほど螺合されており、コイル７が径方向に広がり変形しない限り、いずれの方向の力（螺合方向の力は除く）に対しても、コイル７の離脱を防止することができる。コイル７は、同じピッチでらせん状に形成したものであるが、コイル７の変形によりらせん状溝１２に螺合可能であれば、ピッチは変化していてもよい。
【００２８】なお、本実施形態では外側繊維補強層５のみを繊維補強層として設けてあるが、このような構造は、サクションホースのように外圧が大きく内圧がかかりにくい場合に主に採用される。従って、各種用途に応じて、内側繊維補強層等を設けてもよい。
【００２９】製造方法に関しては、第１実施形態において、コイル７をらせん方向に沿って回転させ、その端部近傍７ａをアイボルト１１の穴１１ａに貫通させる代わりに、らせん状溝１２にコイル７の端部近傍７ａを螺合させればよく、その他は第１実施形態の製法と同様に行うことができる。
【００３０】〔別実施形態〕以下、本発明の他の実施形態について説明する。
【００３１】〈１〉第２実施形態では、リング８で外側繊維補強層５を折り返して、その抜け止めを行う構造の例を示したが、図３に示すように外側繊維補強層５の端部近傍を、コイル７とらせん状溝１２との間に介在させ、繊維の抜け止めを行う構造としてもよく、コイル７で外側繊維補強層５を折り返してあると、更に抜け止め効果が高いものとなる。その場合、コイル７はらせん状であるため、リング８の場合と同様に環状に折り返すことは出来ないが、図３（ｂ）に示すように、外側繊維補強層５の端部をコイル７のらせん形状に沿って切断し、かつピッチ間をまたぐ切れ目５ａを入れておけば、コイル７で外側繊維補強層５をらせん状に折り返すことができる。また、繊維の介在を考慮して、介在する部分のらせん状溝１２をコイル７の径より大きめにしておくのが望ましい。かかる構成によって、特別な係止部や抜け止めリングを設けることなく、引張り力に対する上記繊維の抜けを防止することができる。
【００３２】〈２〉先の実施形態では、嵌合部として、第１及び第２実施形態に示したもの例示したが、図４及び図５に示すような嵌合部を形成してもよい。図４（ａ）に示すものは、アイボルトの頭の代わりになるような突起部１４を、管状体９の外周に設けて、その穴１４ａを嵌合部としたものである。その場合、螺合されるコイルのピッチに合わせて、複数箇所設けてもよい。上記の構成によると、管状体９の形成時に容易に嵌合部が形成できる。図４（ｂ）に示すものは、図４（ａ）に示すものの突起部１４をコイルのらせん方向に沿って延長した凸条部１５を設け、その穴１５ａを嵌合部とし、更にコイル先端の突き当たり部を設けたものである。上記の構成によると、よりコイルが離脱しにくくなると共に、コイル先端の突き当たり部により、螺合の位置決めを行うことができる。図５（ａ）に示すものは、図４（ｂ）に示すものの凸条部１５の穴１５ａを溝１６ａに代えるべく、２列の凸条部１６を設けたものである。上記の構成によると、管状体９の形成時に容易に嵌合部が形成できる。図５（ｂ）に示すものは、アイボルトの代わりに、コイル径に対応するサドル金具１７を用いて、それを管状体９の外周にボルト締結して、嵌合部を形成してある。その場合、サドル金具１７のボルト締結の程度により、コイルの締めつけ強度が変わるように構成してもよい。上記の構成によると、従来の管状体に対して、嵌合部を容易に形成することができ、また、サドル金具１７のボルト締結の程度により、コイルの離脱を防止することも可能である。
【００３３】〈３〉先の実施形態では、図１及び図２に示すような構造のゴムホースを用いる例を示したが、ゴムホースの構造自体は、要求されるホースの物性に応じて適宜変更することができる。また、コイルで補強されたホースであればゴムホースに限らず、樹脂管や金属ベローズ管等にも同様に適用できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３１４８
【氏名又は名称】東洋ゴム工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）６月２５日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】尾崎 雄三
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１３９６８ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１月２２日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−１６８４３７ |
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