(57)【要約】【課題】損傷時における流体の漏れ量の低減を図りつつ可撓性を確保する上で有利なホースを提供する。【解決手段】ホース１０は、複数の管体１２と、複数の管体１２の長手方向の両端に取着された２つの継手部１４とを備えて構成されている。複数の管体１２は、流体（作動油）を流通させる内部流路１６が形成され、可撓性を有している。複数の管体１２は、２つの継手部１４が取着された状態でホース１０の中心軸を中心として螺旋状に巻回されて構成されている。２つの継手部１４のうちの少なくとも一方の継手部１４の各継手側流路２４に遮断弁２８が設けられている。遮断弁２８は、継手側流路２４の圧力が、予め定められた閾値よりも低下した際に、該継手側流路２４を閉塞するものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する複数の管体と、
前記複数の管体の長手方向の両端に取着された２つの継手部とを備えるホースであって、
前記複数の管体が前記ホースの中心軸を中心として螺旋状に巻回されて構成されている、
ことを特徴とするホース。
【請求項２】
各継手部はハウジングを有し、
前記ハウジングに、前記複数の管体の長手方向の端部がそれぞれ取着される複数の連結孔と、前記各連結孔に取着された管体の内部流路にそれぞれ連通する複数の継手側流路と、前記複数の継手側流路に連通する単一の合流流路とが設けられ、
前記２つの継手部のうちの少なくとも一方の継手部の各継手側流路に、該継手側流路の圧力が、予め定められた閾値よりも低下した際に、該継手側流路を閉塞する遮断弁が設けられている、
ことを特徴とする請求項１記載のホース。
【請求項３】
前記ホースは、建設機械用の油圧ホースである、
ことを特徴とする請求項１または２記載のホース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はホースに関する。
【背景技術】
【０００２】
建設機械用の油圧ホースは、建設機械に動力を伝達するため、高圧の油圧に耐える性能が要求される。
そこで、この種の油圧ホースは、複数のゴム層と複数の補強層とを組み合わせることで耐圧性を高めている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１３３０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、油圧ホースが破損して孔が空いた場合、油圧ホースが単管で構成されていることから、孔から大量の作動油が流出することが避けられない。このような作動油の流出は油圧が高圧になるほど顕著となる。
耐圧性を高めるためには、補強層を強化し、あるいは、補強層の数を増やせばよいが、この場合、可撓性が低下するという不都合が生じる。
また、このような流体の流出、可撓性の低下といった不都合は、油圧ホースに限らず、高圧の気体を流通させるホースにおいても同様に懸念される。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、損傷時における流体の漏れ量の低減を図りつつ可撓性を確保する上で有利なホースを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、可撓性を有する複数の管体と、前記複数の管体の長手方向の両端に取着された２つの継手部とを備えるホースであって、前記複数の管体が前記ホースの中心軸を中心として螺旋状に巻回されて構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、複数の管体で流体を分けて流通させるので、１つの管体が損傷しても流体の漏れ量を抑制することができる。また、各管体を螺旋状に巻回したので、可撓性を確保する上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ホースの斜視図である。
【図２】ホースをその中心軸を含む平面で破断した状態を示す斜視図である。
【図３】比較例と実施例とにおける圧力損失、外径などの比較を示す説明図である。
【図４】実施例および比較例における流量Ｑ対圧力損失ΔＰの関係を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
なお、本実施の形態では、ホースが建設機械用の油圧ホースである場合について説明する。
図１、図２に示すように、ホース１０は、複数の管体１２と、複数の管体１２の長手方向の両端に取着された２つの継手部１４とを備えて構成されている。
複数の管体１２は、流体（作動油）を流通させる内部流路１６が形成され、可撓性を有している。
また、複数の管体１２は、２つの継手部１４が取着された状態でホース１０の中心軸を中心として螺旋状に巻回されて構成されている。
管体１２の材料としては、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂など従来公知のさまざまな合成樹脂材料が使用可能である。
各管体１２は、補強層無しで市販品の建設機械用の油圧ホースと同程度の耐圧性を確保するように構成されている。
【０００９】
各継手部１４はハウジング１８を有している。
ハウジング１８の材料としては、従来公知のさまざまな合成樹脂材料や金属材料が使用可能である。
ハウジング１８には、雄ねじ部２０と、複数の連結孔２２と、複数の継手側流路２４と、単一の合流流路２６とが設けられている。
複数の連結孔２２は、ハウジング１８の基部側に設けられ、複数の管体１２の長手方向の端部がそれぞれ取着されている。管体１２の端部の連結孔２２への取着は、接着により、あるいは、モールド成形による接合によりなされている。
複数の継手側流路２４は、ハウジング１８の中間部側に設けられ、各連結孔２２に取着された管体１２の内部流路１６にそれぞれ連通している。
単一の合流流路２６は、ハウジング１８の先部側に設けられ、複数の継手側流路２４に連通している。
雄ねじ部２０は、ハウジング１８の先部の外周部分に形成され、ホース１０を作動油の供給元あるいは作動油の供給先の配管に連結するためのものである。
【００１０】
さらに、２つの継手部１４のうちの少なくとも一方の継手部１４の各継手側流路２４に遮断弁２８が設けられている。
遮断弁２８は、継手側流路２４の圧力が、予め定められた閾値よりも低下した際に、該継手側流路２４を閉塞するものである。このような遮断弁２８として、過大流量遮断弁など従来公知のさまざまな弁が使用可能である。
【００１１】
次にホース１０の使用方法について説明する。
初めにホース１０を建設機械に連結する。
すなわち、２つの継手部１４のうち一方の継手部１４を、建設機械における作動油の供給元である油圧ポンプ側の配管に雄ねじ部１４を介して連結する。
２つの継手部１４のうち他方の継手部１４を、建設機械における作動油の供給先である油圧シリンダ側の配管に雄ねじ部１４を介して連結する。
なお、遮断弁２８が設けられた継手部１４を、作動油の上流側である油圧ポンプ側の配管に連結する。
【００１２】
建設機械が稼動し、油圧ポンプからホース１０を介して作動油が供給されることにより油圧シリンダが動作する。
このとき、油圧ポンプから供給される作動油は、一方の継手部１４の単一の合流流路２６、複数の継手側流路２４を介して各管体１２の内部流路１６を流通し、他方の継手部１４の複数の継手側流路２４、単一の合流流路２６を介して油圧シリンダに供給される。
この場合、作動油の油圧は、例えば、２１ＭＰａである。
各遮断弁２８は、継手側流路２４の圧力が、予め定められた閾値以上に保持されているため、継手側流路２４を開放しており、作動油は正常にホース１０を流通する。
これにより、建設機械は油圧シリンダを用いて動作する。
【００１３】
次に、上述のように作動油がホース１０に供給されている状態で、複数の管体１２の１つが損傷して孔が空いた場合の動作について説明する。
この場合、管体１２の孔から作動油が流出し、この流出に伴い該管体１２の作動油の油圧が急激に低下する。
油圧が低下した管体１２に設けられている遮断弁２８は、継手側流路２４の圧力が、予め定められた閾値よりも低下するため、継手側流路２４を閉塞する。
これにより、損傷した管体１２の内部流路１６は継手側流路２４から遮断され、したがって、管体１２の孔からの作動油の流出が停止されるものの、損傷した管体１２を除く残りの管体１２は、作動油が流通されている。
そのため、残りの管体１２を用いた作動油の供給により建設機械の動作を停止することなく継続させることができる。
【００１４】
以上説明したように本実施の形態のホース１０によれば、複数の管体１２で流体を分けて流通させるので、１つの管体１２が損傷しても流体の漏れ量を抑制することができる。
また、可撓性を有する複数の管体１２がホース１０の中心軸を中心として螺旋状に巻回されて構成されているので、ホース１０の可撓性を確保する上で有利となり、ホース１０の取り回しが容易に行なえ、作業性の効率化を図る上で有利となる。
例えば、各管体１２の内部流路１６の断面積の総和と同等の内部流路の断面積を有する単管のホースに比較して、本実施の形態のホース１０は各管体１２の外径寸法が小さくて済むため耐圧性を確保する上で有利である。そのため、単管のホースでは、補強層を用いる必要があっても、本実施の形態のホースでは、補強層を省略しても耐久性を確保できる。したがって、単管のホースに比較して本実施の形態のホース１０は可撓性を確保する上で有利である。
また、仮に、複数の管体１２を平行させて並べた状態で（言い換えると管体１２を螺旋状に巻回せずに）それら複数の管体の長手方向の両端に継手部１８を取着したホースを考えた場合、ホースを屈曲させようとすると、カーブの内周に位置する管体には圧縮方向に力が掛かり、カーブの外周に位置する管体には伸長方向に力が掛かる。そのため、それらの力とは反対方向の反力が生じることでホースを屈曲させにくくなり、可撓性が低下する。
これに対して、本実施の形態のように管体１２が螺旋状に巻回されていると、上述したような反力が生じにくく、したがって、ホース１０は柔軟に屈曲させやすく、可撓性を確保することができる。
【００１５】
また、本実施の形態では、遮断弁２８が設けられた継手部１４を、作動油の上流側である油圧ポンプ側の配管に連結すると、１本あるいは複数本の管体１２が損傷した場合に、それら損傷した管体１２の内部流路１６が遮断弁２８により閉塞されるため、作動油の漏れを防止することが可能となる。
したがって、ホース１０の可撓性を確保しつつ作動油の漏れを防止することが可能となる。
【００１６】
次に、図３を参照して実施例について比較例と比較して説明する。
以下に示すように、比較例のホースと実施例のホースとにおいて、各種パラメータを設定し、圧力損失ΔＰがどの程度相違するかを計算によって求めた。
比較例は、１つの管体で構成された単管のホースである。
実施例は、１９本の管体１２で構成されたホースである。
管体のパラメータは、図３に示すように、管体内径ｄ、本数ｎ、管体長さＬ、管体断面積Ｓ、レイノルズ数Ｒｅ、管体摩擦係数λ、管体肉厚ｔ、フープ応力σ、ホース外径Ｄとした。
使用する流体は、建設機械などで使用される作動油を用いた。
流体のパラメータは、図３に示すように、液体密度ρ、粘度μ、動粘度ν、流量Ｑ、入口流速ｖとした。
なお、各パラメータの導出式、定義については公知であるため、説明を省略する。
使用する作動油、使用圧力Ｐ、管体長さＬを同一条件とし、パラメータを適宜設定して計算したところ、圧力損失ΔＰは以下の結果となった。
比較例の圧力損失ΔＰ：６７０３８３（Ｐａ）
実施例の圧力損失ΔＰ：６３３１５１（Ｐａ）
以上のことから、実施例は比較例に比較して圧力損失ΔＰが５．６％改善していることがわかった。
【００１７】
なお、ホースを構成する管体の内径が小さくなるほど、流体と管壁との摩擦によって圧力損失ΔＰは大きくなる。
また、管体を流れる流体が層流である場合は流体が乱流である場合よりも圧力損失ΔＰが小さくなる。
図４は、実施例および比較例における流量Ｑ対圧力損失ΔＰの関係を示す線図であり、流体が油である場合について実施例のホースおよび比較例のホースについてそれぞれ計算した結果に基づいて作成したものである。
図４から明らかなように、実施例では、流体の実用流量域（７０〜１４０Ｌ／ｍｉｎ）においてレイノルズ数Ｒｅが２３００以下の層流域となるように管体の内径ｄ＝０．００３２ｍを設定している。
したがって、実用流量域では、比較例のホース（単管）は乱流となっており、実施例のホースは層流となっている。このため、実施例は、比較例に対して圧力損失ΔＰの悪化を抑制する上で有利となる。
言い換えると、実施例と比較例とで、圧力損失ΔＰが同等であれば、流量Ｑをより大きく確保することができる。したがって、実施例と比較例とで同等の流量Ｑを確保する場合、実施例は、ホースの外径Ｄの増加を抑制する上で有利となる。
【００１８】
なお、本実施の形態では、ホースが建設機械用の油圧ホースである場合について説明したが、ホースを流通する流体は、作動油に限定されるものではなく、様々な液体、あるいは、様々な気体であってもよいことは無論である。
また、ホースを流通する流体が高圧ガスなどの気体であっても、本実施の形態と同様の効果が奏される。また、単管のホースに比較してホースの外形寸法および圧力損失を同等に維持できる点は流体が気体であっても同様である。
【符号の説明】
【００１９】
１０……ホース、１２……管体、１４……継手部、１６……内部流路、１８……ハウジング、２０……雄ねじ部、２２……連結孔、２４……継手側流路、２６……合流流路、２８……遮断弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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