【手続補正書】
【提出日】平成15年8月1日(2003.8.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】一端側が第１配管に、他端側が第２配管にそれぞれ固定され、前記第１配管と前記第２配管とが相対的に球面運動するように、前記第１配管と前記第２配管を変形可能に連結することを特徴とする可とう性配管継手。
【請求項２】前記可とう性配管継手の一端側は消防自動車の車体に径方向の移動を制限された状態で固定され、前記消防自動車の車体に固定されたジャイロターンテーブル装置に固定されて前記車体と相対的に球面運動可能な配管に前記可とう性配管継手の他端側が固定されたことを特徴とする請求項１記載の可とう性配管継手。
【請求項３】前記ジャイロターンテーブル装置は前記消防自動車の車体に固定された軸心に対して前記軸心の所定位置を境に傾斜回転するように構成され、前記ジャイロターンテーブル装置が前記軸心に対して傾斜回転する境界面に前記可とう性配管継手の端部が位置するように配置して前記傾斜回転する境界面おける回転中心に前記可とう性配管継手の端面の回転中心を一致させたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の可とう性配管継手。
【請求項４】前記可とう性配管継手は筒状の第１の補強用繊維と筒状の第２の補強用繊維間に複数の補強リングを所定間隔で配置して形成された蛇腹筒の外層が外面ゴムで形成され、前記蛇腹筒の内層が内面ゴムで同径の内筒となるように形成され、前記蛇腹筒の両端部では外周に第１のフランジが前記第１と第２の補強用繊維を引出した状態となるように各々配置されると共に、この引出された前記第１と第２の補強用繊維間に前記第１のフランジより径の小さい第２のフランジを配置して前記第１と第２の補強用繊維が前記第２のフランジの周面を覆っている外層をゴムで形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の可とう性配管継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの配管の間を連結する連結部材に係り、特に、消防自動車に消火用流体を搬送する配管継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６に示すように消防自動車１の車体２には、車体２と相対的に球面運動可能にジャイロターンテーブル装置３が取り付けられ、このジャイロターンテーブル装置３のターンテーブル（支持部材）４上に梯子受け台６が取り付けられる。梯子受け台６には、その横軸中心に揺動可能に伸縮可能な梯子５が取り付けられ、この梯子５に図示しない放水銃が取り付けられて消防自動車１の梯子５を使用しての消火作業ができるようになっている。
【０００３】
消防自動車１の車体２と相対的に球面運動可能にこの車体２に取り付けられる支持部材（ジャイロターンテーブル装置）３に、消防活動用の梯子５が取り付けられている消防自動車１においては、支持部材３や梯子５に取り付けられる放水銃に消火用流体を供給するため、車体２と支持部材３とにホースが連結される。
【０００４】
この場合、消防自動車が坂道に停車すると、支持部材への梯子取り付け面（ジャイロターンテーブル装置のテーブル面）が傾斜して、支持部材に固定される放水側の配管１１の中心軸と車体に固定される取水側の配管１２の中心軸が一致しないでずれてしまう。そのため、放水側の配管１１と取水側の配管１２の各一端部を球面に沿う形状に成形して嵌め込み、各配管の間にシール部材１３を配置して、このシール部材１３を介して両配管を相対的に球面運動可能に連結している。
【０００５】
この場合、両配管１１、１２の端部を球面加工する必要があるため加工コストの増大に加えて、各球面に沿う部分の中心が互いに一致するように精度良く加工することが困難である。両配管１１、１２の相対屈曲角度の増大、連結部における耐圧性能の向上、小径化が困難である。
【０００６】
そこで、特許第３０９１４３８号公報には、一端側が第１配管に、他端側が第２配管に、弾性変形可能なシール部材を介して相対的に屈曲可能に嵌め合わされる連結管と、その第１配管と第２配管とが連結管を介して相対的に球面運動するように、その第１配管に第１の軸中心に相対回転可能に連結され、且つ、その第１の軸に直交する第２の軸中心に相対回転可能に前記第２配管に連結される連結部材とを備える配管接手の発明が提案されている。
【０００７】
この特許第３０９１４３８号公報に記載の発明によれば、第１配管と第２配管及び連結部材に球面加工を施すことなく、屈曲可能な消火用流体の流路を形成し、車体２側からテーブル４側に消火用流体を搬送でき、第１、第２配管の相対屈曲角度の増大、連結部における耐圧性能の向上、第１配管と第２配管及び連結部材の小径化が図れるものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、梯子を搭載する消防自動車の放水側の配管と取水側の配管のように中心軸が一致しないでずれてしまう２つの配管の間を連結部材で連結する場合、特許第３０９１４３８号公報に記載の発明の配管接手では、第１配管と第２配管は連結管を介して相対的に球面運動可能になるが、各配管のそれぞれと連結管とを弾性変形可能なシール部材を介して相対的に屈曲可能に嵌め合わせることは、連結管の球面運動によりシール部材が劣化するので、短期間でシール部材の交換が必要となる。しかも２つの配管の内部に弾性変形可能なシール部材を配置して配管接手が組込まれるため配管接手の交換は煩雑でメンテナンス性が悪く改善が望まれていた。
【０００９】
上記課題を解決するために本発明は、第１配管と第２配管を相対的に球面運動可能でありながら、シール部材の交換が不用で交換が容易な配管継手を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明の可とう性配管継手は、一端側が第１配管に、他端側が第２配管にそれぞれ固定され、前記第１配管と前記第２配管とが相対的に球面運動するように、前記第１配管と前記第２配管を変形可能に連結することを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項２記載の発明の可とう性配管継手は、請求項１記載の発明において、前記可とう性配管継手の一端側は消防自動車の車体に径方向の移動を制限された状態で固定され、前記消防自動車の車体に固定されたジャイロターンテーブル装置に固定されて前記車体と相対的に球面運動可能な配管に前記可とう性配管継手の他端側が固定されたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項３記載の発明の可とう性配管継手は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記ジャイロターンテーブル装置は前記消防自動車の車体に固定された軸心に対して前記軸心の所定位置を境に傾斜回転するように構成され、前記ジャイロターンテーブル装置が前記軸心に対して傾斜回転する境界面に前記可とう性配管継手の端部が位置するように配置して前記傾斜回転する境界面おける回転中心に前記可とう性配管継手の端面の回転中心を一致させたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項４記載の発明の可とう性配管継手は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記可とう性配管継手は筒状の第１の補強用繊維と筒状の第２の補強用繊維間に複数の補強リングを所定間隔で配置して形成された蛇腹筒の外層が外面ゴムで形成され、前記蛇腹筒の内層が内面ゴムで同径の内筒となるように形成され、前記蛇腹筒の両端部では外周に第１のフランジが前記第１と第２の補強用繊維を引出した状態となるように各々配置されると共に、この引出された前記第１と第２の補強用繊維間に前記第１のフランジより径の小さい第２のフランジを配置して前記第１と第２の補強用繊維が前記第２のフランジの周面を覆っている外層をゴムで形成したことを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係る可とう性配管継手をジャイロターンテーブル装置に取り付けた状態の概略構成図、図２は図１の実施形態における可とう性配管継手が両端の中心軸がずれた状態の概略正面図、図３は図１の実施形態における可とう性配管継手が両端の中心軸が一致した状態の概略正面図、図４は図１の実施形態における可とう性配管継手の斜視図である。
【００１５】
ジャイロターンテーブル装置１００は車体のフレームに固定されるサブフレーム１１０に固定される第１リング部材１０１と、この第１リング部材１０１に転動体１１１を介して相対回転可能に連結される第２リング部材１０２と、この第２リング部材１０２に転動体１１２を介して相対回転可能に連結される第３リング部材１０３と、この第３リング部材１０３に転動体１１３を介して相対回転可能に連結されると共にターンテーブル１１４に固定される第４リング部材１０４とを有する。
【００１６】
その第１リング部材１０１に対する第２リング部材１０２の回転軸は、その第１リング部材１０１の軸心に一致し、その第４リング部材１０４に対する第３リング部材１０３の回転軸は、その第４リング部材１０４の軸心に一致し、その第２リング部材１０２に対する第３リング部材１０３の回転軸は、その第１、第４リング部材１０１、１０４の軸心に対して傾斜し、各回転軸は車体のフレームに固定されるサブフレーム１１０とターンテーブル１１４との間の各リング部材１０１、１０２、１０３、１０４の内部空間における一点を通るものとされる。
【００１７】
こうして車体のフレームに固定されるサブフレーム１１０に固定される第１リング部材１０１に転動体１１１を介して相対回転可能に連結される第２リング部材１０２は、消防自動車の車体に固定された軸心を構成し、この軸心を構成する第２リング部材１０２に転動体１１２を介して相対回転可能に連結されて、第２リング部材１０２の所定位置（第３リング部材１０３が転動体１１２を介して連結された位置）を境に第３リング部材１０３が傾斜回転するように構成される。
【００１８】
また、第３リング部材１０３には第３リング部材１０３より径の小さい第５リング部材１０５が径方向から中心に向かうように対向配置した２つのピンで連結され、また、第５リング部材１０５には、この第５リング部材１０５より径の小さい第６リング部材１０６が径方向から中心に向かうように対向配置した２つのピンで連結され、これら第３リング部材１０３、第５リング部材１０５、第６リング部材１０６は同軸に固定されている。
【００１９】
また、第２リング部材１０２、第３リング部材１０３、第６リング部材１０６の各内周には、ギヤが形成されている。第２リング部材１０２の内周に形成されたギヤ２ａに噛み合うギヤ２ｂを駆動するアクチュエータ１２２と第６リング部材１０６の内周に形成されたギヤ６ａに噛み合うギヤ６ｂを駆動するアクチュエータ１２６がサブフレーム１１０に取り付けられている。また、第３リング部材１０３の内周に形成されたギヤ３ａに噛み合うギヤ３ｂを駆動するアクチュエータ１２３がターンテーブル１１４に取り付けられている。
【００２０】
アクチュエータ１２３は、第３リング部材１０３を第４リング部材１０４に対して相対的に回転駆動することが可能とされている。また、アクチュエータ１２６は第６リング部材１０６及び第６リング部材１０６に同軸に固定されている第３リング部材１０３及び第５リング部材１０５を第１リング部材１０１に対して相対的に回転駆動することが可能とされていて、第３リング部材１０３の内周に形成されたギヤ３ａに噛み合うギヤ３ｂの外れが防止される。また、アクチュエータ１２２は、第２リング部材１０２を第１リング部材１０１に対して相対的に回転駆動することが可能とされている。
【００２１】
この回転機構によりジャイロターンテーブル装置１００は車体のフレームに固定されるサブフレーム１１０に対してターンテーブル１１４が旋回できる。このターンテーブル１１４には、外筒１３０ａと内筒１３０ｂを同軸に嵌合して構成した旋回接手１３０の外筒１３０ａが固定されていて、ターンテーブル１１４が回転すると旋回接手１３０の外筒１３０ａもターンテーブル１１４とともに回転する。また、旋回接手１３０の外筒１３０ａの上部の側面には、放水銃のホースを接続する吐水口のフランジ１３１が設けられている。
【００２２】
そして、旋回接手１３０の内筒１３０ｂの下側は、外筒１３０ａの下側から一定長さ突き出て、内筒１３０ｂの下側の端面の回転中心点は、第２リング部材１０２と第３リング部材１０３を相対回転可能に連結する転動体１１２の回転中心点Ｒに一致させており、この外筒１３０ａの下側から突き出た内筒１３０ｂの側面には、回り止めのピンＰ１が設けられている。サブフレーム１１０には、このピンＰ１の受け孔を形成した回り止め部材Ｐ２が立設されていて、ピンＰ１は回り止め部材Ｐ２の受け孔に嵌めこまれている。この回り止め部材Ｐ２の受け孔はピンＰ１がある範囲で移動できる大きさの孔であり、旋回接手１３０の内筒１３０ｂは多少、所定の角度まで外筒１３０ａと一緒に回転できる自由度をもっているが、旋回接手１３０を所定の角度を超えて回転させる内筒１３０ｂは回転できず、外筒１３０ａだけが回転する。
【００２３】
そして、外筒１３０ａの下側から突き出た内筒１３０ｂの端面部に可とう性配管継手１４０の一端側のフランジ１４０ａがネジにより接続されて、内筒１３０ｂと接続される側の可とう性配管継手１４０の端面の回転中心点は、第２リング部材１０２と第３リング部材１０３を相対回転可能に連結する転動体１１２の回転中心点Ｒと一致する。
【００２４】
したがって、消防自動車の車体に固定されたジャイロターンテーブル装置１００の軸心である第２リング部材１０２の所定位置を境にジャイロターンテーブル装置１００の回転軸が偏移して、第３リング部材１０３が傾斜回転する境界面（第３リング部材１０３が転動体１１２を介して連結された位置）に可とう性配管継手１４０の端部が位置するように配置しているので、ジャイロターンテーブル装置１００の回転軸の偏移点である境界面おいて、ジャイロターンテーブル装置１００の回転中心点Ｒに可とう性配管継手１４０の接合側の端面の回転中心点が一致するようになる。
【００２５】
この場合、フランジ１４０ａをゴムのような弾性部材で形成したり、可とう性配管継手１４０の配管部分に比べて、フランジ１４０ａの可とう性を高めておけば、ジャイロターンテーブル装置１００の回転時に回転軸の偏移に伴って発生する可とう性配管継手１４０の偏心がフランジ１４０ａの接合部分の近辺で抑えることができ、可とう性配管継手全体の偏心量を小さく抑えられる。
【００２６】
また、可とう性配管継手１４０の他端側のフランジ１４０ｂは、取水側の配管１６０の一端側のフランジ１６０ａにネジにより接続されている。また、このフランジ１４０ｂの周面を囲む環状のブラケット１５０が配置されて、可とう性配管継手１４０の他端側のフランジ１４０ｂはブラケット１５０の環の範囲内に移動が制限されている。
【００２７】
このブラケット１５０には、環状の周面の対向する２箇所に径方向に突き出して１対の固定脚１５０ａ，１５０ｂが設けられ、この１対の固定脚１５０ａ，１５０ｂは、サブフレーム１１０を消防自動車の車体に固定しているシャーシフレーム１１０ａ，１１０ｂに取り付けられて、ブラケット１５０をサブフレーム１１０に固定している。取水側の配管１６０の他端側のフランジ１６０ｂは可とう性配管継手１７０の一端側のフランジ１７０ａにネジにより接続されている。この可とう性配管継手１７０の他端側のフランジ１７０ｂは受水口につながる配管１８０の一端側のフランジ１６０ａにネジにより接続されて取水が可能な状態になっている。
【００２８】
次に、図５に示す可とう性配管継手の部分断面図を参照して可とう性配管継手の構造について説明する。可とう性配管継手１４０は筒状の補強用繊維１４１と筒状の補強用繊維間１４２の間に複数の補強リング１４３ａ，１４３ｂを所定間隔で配置し、補強用繊維１４１，１４２内を補強リング１４３ａ，１４３ｂとともにゴム１４９で接合して蛇腹筒Ｓを形成している。
【００２９】
蛇腹筒Ｓの外層は外面ゴム１４４で形成されている。蛇腹筒Ｓの内筒の凹溝には、充填物１４５ａ，１４５ｂが充填され、この充填物１４５ａ，１４５ｂを覆って内面ゴム１４６で蛇腹筒Ｓの内筒が同径状態となるように内層が形成されている。蛇腹筒Ｓの両端部では外周にフランジ１４７ａ，１４７ｂが補強用繊維１４１，１４２を一部引出した状態となるように各々配置されており、引出された補強用繊維１４１，１４２間にフランジ１４７ａ，１４７ｂより径の小さいフランジ１４８ａ，１４８ｂを配置して補強用繊維１４１，１４２がフランジ１４８ａ，１４８ｂの周面を覆っている状態にして、その外層は、ゴムＧで被覆して可とう性配管継手１４０は構成されている。
【００３０】
【発明の効果】
このように本発明では、中心軸が一致しないでずれてしまう２つの配管の間を連結する連結部材として可とう性配管継手を採用したので、可とう性配管継手は球面運動でき、この球面運動により可とう性配管継手におけるシール部が劣化することはないので、極めて長期間使用でき、従来のようにシール部材の劣化による連結部材の交換が必要なくなる。
【００３１】
また、消防自動車の車体に固定された軸心の所定位置を境にジャイロターンテーブル装置が傾斜回転する境界面に可とう性配管継手の端部が位置するように配置して、ジャイロターンテーブル装置が傾斜回転する境界面における回転中心点に可とう性配管継手の端面の回転中心点を一致させているので、ジャイロターンテーブル装置の回転時に回転軸の偏移に伴って発生する可とう性配管継手の偏心量を小さく抑えられる。しかも２つの配管への接続は、可とう性配管継手の各フランジを配管の端部に取付けるだけなので、可とう性配管継手は、耐久性に優れ、その交換も容易でメンテナンス性が良くなる等優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る可とう性配管継手をジャイロターンテーブル装置に取り付けた状態の概略構成図である。
【図２】図１の実施形態における可とう性配管継手が両端の中心軸がずれた状態の概略正面図である。
【図３】図１の実施形態における可とう性配管継手が両端の中心軸が一致した状態の概略正面図である。
【図４】図１の実施形態における可とう性配管継手の斜視図である。
【図５】本発明に係る可とう性配管継手の部分断面図である。
【図６】本発明に係る可とう性配管継手を消防自動車に適用した場合の概略図である。
【図７】従来の配管接手の構成説明図である。
【符号の説明】
１  消防自動車
２  車体
２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ，６ａ，６ｂ  ギヤ
３，１００  ジャイロターンテーブル装置（支持部材）
４，１１４  ターンテーブル（支持部材）
５  梯子
６  梯子受け台
１１，１２  配管
１３  シール部材
１１０  サブフレーム
１０１  第１リング部材
１０２  第２リング部材
１０３  第３リング部材
１０４  第４リング部材
１０５  第５リング部材
１０６  第６リング部材
１１０  サブフレーム
１１０ａ，１１０ｂ  シャーシフレーム
１１１，１１２，１１３  転動体
１２２，１２３，１２６  アクチュエータ
１３０  旋回接手
１３０ａ  外筒
１３０ｂ  内筒
１３１  フランジ
１４０  可とう性配管継手
１４０ａ，１４０ｂ  フランジ
１４１，１４２  補強用繊維
１４３ａ，１４３ｂ  補強リング
１４４  外面ゴム
１４５ａ，１４５ｂ  充填物
１４６ 内面ゴム
１４７ａ，１４７ｂ  フランジ
１４８ａ，１４８ｂ  フランジ
１４９、Ｇ  ゴム
１５０  ブラケット
１５０ａ，１５０ｂ  固定脚
１６０，１８０  配管
１６０ａ，１６０ｂ  フランジ
１７０  可とう性配管継手
Ｐ１  ピン
Ｐ２  回り止め部材
Ｒ  回転中心点
Ｓ 蛇腹筒