(57)【要約】【課題】肉厚の中間部に埋設される補強層の構造工夫により、柔軟性と剛性との双方が必要とされ、かつ、捩れ現象の更なる改善が要求される先端ホース等に好適なものとなる生コン打設用先端ホースを提供する。【解決手段】肉厚の中間部に補強用螺旋ワイヤ１９及び螺旋状に巻回される繊維補強コード１８，２０が埋込み配置されている生コン打設用先端ホースにおいて、ホース先端部１３Ｃにおいては繊維補強コード２０が、繊維材が正方向の螺旋状に巻回されて成る正コード層２０ａと、繊維材が逆方向の螺旋状に巻回されて成る逆コード層２０ｂとが互いに同数で積層されることによる複合繊維補強コードに構成される。複合繊維補強コード２０は、補強用螺旋ワイヤ１９の外径側に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
肉厚の中間部に補強用螺旋ワイヤ及び螺旋状に巻回される繊維補強コードが埋込み配置されている生コン打設用先端ホースであって、
ホース先端部におけるホース先端からホース根元側に亘る所定の範囲では、前記繊維補強コードが、繊維材が正方向の螺旋状に巻回されて成る正コード層と、繊維材が逆方向の螺旋状に巻回されて成る逆コード層とが互いに同数で積層されることによる複合繊維補強コードに構成されている生コン打設用先端ホース。
【請求項２】
前記複合繊維補強コードが前記補強用螺旋ワイヤの外径側に配置されている請求項１に記載の生コン打設用先端ホース。
【請求項３】
前記複合繊維補強コードが、単一の正コード層と単一の逆コード層とから構成されている請求項１又は２に記載の生コン打設用先端ホース。
【請求項４】
前記正コード層における繊維材の螺旋角度と、前記逆コード層における繊維材の螺旋角度とは、それらの絶対値が互いに同じ値に設定されている請求項１〜３の何れか一項に記載の生コン打設用先端ホース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生コン打設用先端ホースに係り、詳しくは、肉厚の中間部に補強用螺旋ワイヤ及び螺旋状に巻回される繊維補強コードが埋込み配置されている生コン打設用先端ホースに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生コン打設用先端ホースとは、コンクリートポンプ車におけるポンプ装置によって昇圧された流動状態のコンクリート（生コン）を送るための配管ラインの出口ホースとして用いられるものであり、その先端ホースを建設現場等において作業者が操作（ハンドリング）することにより、所望の場所にコンクリートを流し込むものとして用いられる。
【０００３】
従来の生コン打設用先端ホースとしては、特許文献１において開示されたものが知られている。即ち、特許文献１の明細書において、生コン打設用先端ホースは内部ゴムと外部ゴムとの間に耐圧補強層と螺旋ワイヤとが埋設された構造のものを開示している。より具体的に構造を開示するものとしては、特許文献２において開示されたように、螺旋ワイヤの内外に繊維補強コードによる補強層が配置されてゴム管に埋設される構造の生コン打設用先端ホースが知られている。
【０００４】
つまり、この種の生コン打設用先端ホースは、曲げによる変形に耐える屈曲性および内部流路において圧送される生コンクリートの負担重量に耐える剛性及び耐圧性、さらには耐摩耗性を確保することが必要である。そこで一般には、図７に示すように、先端ホース１３としては、円筒状の内面ゴム３６と円筒状の外面ゴム３７との間に、螺旋ワイヤ３９と、これの内外径側の双方に配置される繊維補強コード３８，４０とから成る補強層３４が埋設配置される多層構造のゴムホースが採用されている。
【０００５】
この場合、生コンが送られて加圧されたときは先端ホースが大きく伸長し、減圧されて元の形状に戻るときに軸方向に沿って捩れが生じる問題がある。単に捩れ現象を軽減するには、繊維補強コードのプライ数（積層数）を多くすれば良いが、そうなると人為操作でホースを曲げることができなくなって都合が悪い。
【０００６】
そこで、従来の生コン打設用先端ホースでは、前述のように螺旋ワイヤの内外に計一対の繊維補強コードを配する構造とすることにより、ある程度は曲げることが可能で、かつ、人為操作上で弊害となる捩れ現象を抑制させるようにしてある（図７参照）。しかしながら、捩れによる悪影響は無視できないレベルにあるため、更なる改善が望まれているのが実情である。
【特許文献１】実用新案登録第３０９３４４６号公報
【特許文献２】特開２０００−２８０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上述の実情に鑑みることにより、肉厚の中間部に埋設される補強層の構造工夫により、柔軟性と剛性との双方が必要とされ、かつ、捩れ現象の更なる改善が要求されるものとして好適な生コン打設用先端ホースを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、肉厚の中間部に補強用螺旋ワイヤ１９及び螺旋状に巻回される繊維補強コード１８，２０が埋込み配置されている生コン打設用先端ホースにおいて、ホース先端部１３Ｃにおけるホース先端からホース根元側に亘る所定の範囲では、前記繊維補強コード２０が、繊維材が正方向の螺旋状に巻回されて成る正コード層２０ａと、繊維材が逆方向の螺旋状に巻回されて成る逆コード層２０ｂとが互いに同数で積層されることによる複合繊維補強コードに構成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の生コン打設用先端ホースにおいて、前記複合繊維補強コード２０が前記補強用螺旋ワイヤ１９の外径側に配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の生コン打設用先端ホースにおいて、前記複合繊維補強コード２０が、単一の正コード層２０ａと単一の逆コード層２０ｂとから構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の生コン打設用先端ホースにおいて、前記正コード層２０ａにおける繊維材の螺旋角度θｓと、前記逆コード層２０ｂにおける繊維材の螺旋角度θｇとは、それらの絶対値が互いに同じ値に設定されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、詳しくは実施例において説明するが、正コード層と逆コード層とが同数で積層する構造（偶数プライ：後述）の複合繊維補強コードとすることにより、繊維補強コードの巻付け角度がホース軸心に対して傾斜することに起因する捩れ現象が相殺されて解消することが可能になる。加えて、その複合繊維補強コードが螺旋ワイヤの内径側又は外径側のみに配備されるので、螺旋ワイヤの内外に配備されることによる径方向の寸法差に基づく捩れ現象も生じないようになり、ほぼ完全に捩れ現象を回避することができる。そして、螺旋ワイヤの内外に繊維補強コードが配備される構造に比べて、曲げ反力を小さくすることができ、曲げ操作に対応し易くなるという利点がある。
【００１３】
その結果、繊維補強コードの積層数（プライ数）、並びに螺旋ワイヤに対する配設位置を変更するという、肉厚の中間部に埋設される補強層の構造工夫により、柔軟性と剛性との双方が必要とされ、かつ、捩れ現象の更なる改善が要求されるに好適な生コン打設用先端ホースを提供することができる。この場合、コンクリートが流動することによるゴムの磨耗量が最も少ない筒先部において、コンクリートを流し込む場所に筒先部を曲げる操作がし易い等、人為操作によるハンドリング性が改善される利点が得られる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、補強用螺旋ワイヤの外径側に複合繊維補強コードが配置されているので、生コン打設用先端ホースが他物と当接する等によって磨耗する外面の補強として機能し、耐久性向上に寄与するとともに、複合繊維補強コードが波状に巻回されることから曲げ反力の小さいもの、即ち強度を維持しながら曲げ操作が行い易いものとなる利点がある。
【００１５】
請求項３の発明によれば、複合繊維補強コードが必要最少数の部品（一つの正コード層と一つの逆コード層）から構成されるので、必要な機能（効果）を奏しながらも径方向寸法のコンパクト化や軽量化が図れるという利点が追加される。
【００１６】
請求項４の発明によれば、正コード層と逆コード層との傾斜角度の絶対値が互いに等しいから、捩れ現象を完全なまでに相殺することができ、請求項１〜３の発明によるいずれかの作用効果が強化される利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明による生コン打設用先端ホース（以下、先端ホースと略称する）の実施の形態を、コンクリートポンプ車の配管ラインに適用した場合について図面を参照しながら説明する。図１は先端ホースの構造を示す断面図、図２はコンクリートポンプ車の概略を示す全体図、図３は内径側の繊維補強コードの巻き方を示す平面図、図４は先端ホース内面の長さ位置と磨耗量との関係グラフを示す図、図５は各種筒先部の特性を示す図、図６実施例２による生コン打設用先端ホースの断面図である。
【００１８】
〔実施例１〕
図２に示すコンクリートポンプ車Ａは、自走自在な車体１の荷台２に、コンクリートを受けるホッパ３、ブーム装置４を支持する旋回台５と、スクイーズ式等のコンクリート圧送用のポンプを有するポンプ装置６とが搭載されている。ブーム装置４は、旋回台５に起立設置される第１ブーム７、先端に湾曲支持ガイド１０が装備される第３ブーム９、及び第１ブーム７と第３ブーム９とを連結する第２ブーム８等を有して構成されている。ブーム装置４には、ポンプ装置６から圧送される流動状態のコンクリート（以後、「生コン」と略称する）を送るための配管ラインＨが支持されている。
【００１９】
配管ラインＨは、図１及び図２に示すように、基端側の主配管１１、ドッキングホース１２、テーパー状鋼管２２、及び先端ホース（生コン打設用先端ホース）１３をこの順に連結して構成されている。主配管１１は内径は５インチ一定の管に、ドッキングホース１２は、内径が５インチで、かつ、その先に内径が５インチから４インチに変化するテーパー状鋼管２２が接続される管に、そして先端ホース１３は内径４インチ一定の管にそれぞれ形成されている。
【００２０】
先端ホース１３は、図１に示すように、肉厚の中間部に補強用螺旋ワイヤ及び螺旋状に巻回される繊維補強コードとで成る補強層１４が埋込み配置されている生コン打設用先端ホースであって、テーパー状鋼管２２の先端に接続可能な口金具１５を有する根元側の口金具部１３Ａと、中央部１３Ｂと、筒先部１３Ｃとを有して構成されている。まず、基本構造部分である中央部１３Ｂは、断面円形の内部流路Ｗを形成する内面ゴム１６、補強層１４、外面ゴム１７とから成り、補強層１４は、二層構造の繊維補強コード１８、硬鋼線による螺旋ワイヤ１９、二層構造の繊維補強コード２０をこの順で内径側から順に積層して構成されている。
【００２１】
口金具部１３Ａは、内面ゴム１６の内径と同じ内径を有する口金具１５、及びこれに外嵌装着される始端リング２１とを有する以外は、中央部１３Ｂと基本的には同じ構造を採っている。筒先部１３Ｃは、内面ゴム１６と、補強層１４と、外面ゴム１７とから成り、補強層１４は、螺旋ワイヤ１９とその外径側に配置される二層構造の繊維補強コード２０とから構成されている。つまり、筒先部１３Ｃは、中央部１３Ｂから内径側の繊維補強コード１８を除去したような構造となっており、螺旋ワイヤ１９と外径側の繊維補強コード２０とで補強層１４が構成されている。
【００２２】
内外の繊維補強コード１８，２０は合成繊維等の互いに同じ材料から構成されており、その構造を内側の繊維補強コード１８のもので説明すると、図３に示すように、先端ホース１３としての軸心Ｐに対して正方向に角度θｓで傾斜した正コード層１８ａと、軸心Ｐに対して逆方向に角度θｇで傾斜した逆コード層１８ｂとを重ねて積層して成る構造、所謂２プライ（ＰＬＹ）構造のものに構成されている。同じく２プライ（ＰＬＹ）構造の外径側の繊維補強コード２０は、正コード層２０ａと逆コード層２０ｂとから成る。これら内外の繊維補強コード１８，２０は複合繊維補強コードである。
【００２３】
繊維補強コード１８，２０が前記２プライ構造のものは２ＣＰと表し、正逆いずれかのコード層のみの１プライ構造のものは１ＣＰと表すものとする。例えば、正逆コード層１８ａ，１８ｂが互いに２層ずつ重ねられたものは４ＣＰと表す。また、一重の螺旋ワイヤ１９は１Ｗと表すものとする。実施例１による先端ホースＡは、口金具部１３Ａと中央部１３Ｂは「内２ＣＰ＋１Ｗ＋外２ＣＰ」構造であり、筒先部１３Ｃは「内０ＣＰ＋１Ｗ＋外２ＣＰ」構造である。
【００２４】
正逆のコード層を積層した構造（偶数プライ構造）とすれば、巻付角度の存在による捩れ現象が相殺される利点があり、この利点は内外の繊維補強コード１８，２０の双方について得られる。しかしながら、螺旋ワイヤ１９を挟んだ内外に１プライずつの繊維補強コード１８，２０を有する構成では、内外の繊維補強コード１８，２０はそれらの間に介在する螺旋ワイヤ１９により、この螺旋ワイヤ１９周辺では部分的にコード角度が変化するために捻じれ易い傾向があり、前記捩れ現象が完全には相殺されない。
【００２５】
そこで、筒先部１３Ｃにおいては、螺旋ワイヤ１９の外径側にのみ２プライ構造の繊維補強コード２０を有する構成とされているので、螺旋ワイヤ１９の内外の少なくとも一方に１プライの繊維補強コード１８又は２０が存在する構造に起因しての捩れが生じないとともに、螺旋ワイヤの内外に繊維補強コードが２プライずつ配される構造に比べて曲げやすいので、生コンの流動による内圧上昇に伴う捩れ現象が殆ど生ぜず、しかも人為操作がし易いものとなっている。つまり、従来構造の先端ホースに比べて筒先部１３Ｃのハンドリングがすこぶる行い易いという効果を生み出している。
【００２６】
〔実施例２〕
実施例２による先端ホースＡは、図６に示すように、筒先部１３Ｃにおける補強層１４が、螺旋ワイヤ１９と、その内径側の繊維補強コード１８とによるものである以外は、実施例１による先端ホースと同じである。つまり、外径側の繊維補強コード２０に代えて内径側の繊維補強コード１８を有する構造の筒先部１３Ｃを持つものである。
【００２７】
この実施例２による先端ホースでは、内径側にのみ２プライ構造の繊維補強コード１８を配備してあるので、捩れ現象が生じない利点がある。しかしながら、繊維補強コード１８は直管状であって実施例１のようなウェーブは付いていないので、曲げ反力が大きくなる不利がある。また、他物との当接等により外面ゴム１７が磨耗した場合には螺旋ワイヤ１９が露出し易い傾向がある。
【００２８】
これに対して実施例１による先端ホースでは、螺旋ワイヤ１９の外径側の巻回される繊維補強コード２０はウェーブしているので曲げ反力が小さい利点があるとともに、外面ゴム１７がその内側に存在する繊維補強コード２０によって補強される利点もある。但し、内面ゴム１６が磨耗した場合には螺旋ワイヤ１９が内面に露出し易い傾向がある。
【００２９】
〔繊維補強コードの構造による比較〕
図５に、実施例１，２を含み、筒先部１３Ｃにおける内外の繊維補強コード１８，２０のプライ数（積層数）を種々に変更したものの特性比較を示す。比較例１の筒先部は、実施例１，２の先端ホースにおける中央部１３Ｂと同じ構造を持つものであり、比較例２は、互いに正逆関係を有する内外１プライ構造の繊維補強コード１８，２０を有するもの（従来技術に相当）であり、比較例３は内径側の繊維補強コード１８が２プライで外径側の繊維補強コード２０が１プライの構造を持つ筒先部である。
【００３０】
筒先部１３Ｃの構造を、比較例３以外の四者のように、繊維補強コード１８，２０の合計プライ数が偶数となるように設定すれば、正逆コード層の数を合わせることができて比較的捩れ現象の無い又は少ない（約１５度以下）ものにすることができる。これは、偶数プライに設定すると、生コンを流す加圧時に各繊維補強コード１８，２０に作用する負荷による伸長量のバランスをとり易く捩れ難いものとなるためである。
【００３１】
ところが、螺旋ワイヤ１９の内外に１プライずつの繊維補強コード１８，２０が存在する構造（比較例２）であると、繊維補強コードの数としてはバランスするが、外側の繊維補強コード２０が螺旋ワイヤ１９の存在によって波打つように配置されていてワイヤ前後で角度変化するから、内外の繊維補強コード１８，２０の貼付け角度が部分的に変化し、これが捩れ現象を引き起こす。そして、比較例３のもの（内１ＣＰ＋１Ｗ＋外２Ｃを採るものも含む）のように、トータル積層数が奇数プライのものでは、螺旋ワイヤ１９の内外における繊維補強コードの数的バランスが取れないことから、やはり捩れ現象が明確に起きることとなる。
【００３２】
また、図５には載せていないが、螺旋ワイヤ１９をも省略して２プライ構造の繊維補強コード１８（又は２０）のみが肉厚の中間部に埋設される構造の筒先部では、断面変形が容易化されて生コンの打設方向や流量調節が行い易い利点がある。しかしながら、螺旋ワイヤが無い強度不足のために、曲げると簡単に座屈してしまい、生コン打設作業が不能となる不都合があることから採用は無理である。
【００３３】
繊維補強コード１８，２０の積層数がトータルで偶数プライのもののうち、螺旋ワイヤ１９の内径側のみ或いは外径側のみに配置されている筒先部（実施例１及び２）１３Ｃでは、螺旋ワイヤ１９の存在による径方向寸法差も解消されるため、図５の「捩れ量」の項目に示すように、捩れ現象は限りなく零に近いものとなる。そして、螺旋ワイヤ１９の外径側に偶数プライの繊維補強コード２０を有する実施例１のものでは、他物との接触機会が多く磨耗し易い外面ゴム１７の補強にもなり、全ての項目において満足できる優れた筒先部１３Ｃを実現している。尚、実施例２に筒先部１３Ｃにおける「外面磨耗性」の項目が「劣」であるのは、実施例１によるものと比較した場合のものであり、外面ゴム１７を厚くすることで実質上問題とならないレベルにまで改善することが可能である。
【００３４】
参考に記載するが、繊維補強コード数が奇数の場合には、相当な角度補正が必要である。例えば正コード層が２層で逆コード層が１層の３プライ場合では、各繊維補強コードの強度が互いに同じである前提で、２ｃｏｓθｓ＝ｃｏｓθｇ（θ＞６０度）が成り立つように設定すること（互いの角度の絶対値を同じとすること）により、計算上は捩れ現象を相殺可能となる。加えて、正コード層の強度ｆｓと、逆コード層の強度ｆｇとが異なる場合には、２ｆ２ｃｏｓθｓ＝ｆｇｃｏｓθｇ（θ＞６０度）が成り立つように設定することにより、計算上は捩れ現象を相殺可能となる。しかしながら、実際の成型設備の問題上、何種類もの幅の繊維補強コードを準備することは難しいとともに、互いに異なる巻付け角度を実現させるための段取り工数や管理工程が増えることから実現は困難である。
【００３５】
〔先端ホースの内部流路の磨耗について〕
図４に、先端ホース１３の内部流路Ｗの軸心方向の位置に対する磨耗量の関係グラフを示す。先端ホース１３の根元側端（流入部）における内面ゴム１６の磨耗量を１００としたときの各部の磨耗量を表している。この関係グラフから分かるように、ホース先端側（生コン吐出側）は内圧が大気圧に近く、内部流路Ｗの磨耗量は明確に少なくなっている。例として、図４においては全長８ｍの先端ホースとしてあり、先端から１０００ｍｍの範囲（「ホース先端部１３Ｃにおけるホース先端からホース根元側に亘る所定の範囲」の一例）では内径側の繊維補強コード１８を省略しても差し支え（螺旋ワイヤ１８の内部流路Ｗへの飛び出し）ないことが理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】生コン打設用先端ホースの構造を示す断面図（実施例１）
【図２】図１の生コン打設用先端ホースを有するコンクリートポンプ車の概略図
【図３】繊維補強層コードの巻回状態を示す部分平面図
【図４】生コン打設用先端ホースの内面ゴム長さ位置と磨耗との関係グラフを示す図
【図５】生コン打設用先端ホースの種々の構造と特性との対比表を示す図
【図６】実施例２による生コン打設用先端ホースの構造を示す断面図
【図７】従来の生コン打設用先端ホースの構造を示す断面図
【符号の説明】
【００３７】
１３        生コン打設用先端ホース（先端ホース）
１３Ｃ      ホース先端部
１８        繊維補強コード
１９        螺旋ワイヤ１９
２０        繊維補強コード
２０ａ      正コード層
２０ｂ      逆コード層
θｓ        正コード層における繊維材の螺旋角度
θｇ        逆コード層における繊維材の螺旋角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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