(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のローラにより流体を圧送するスクイズ式ポンプのポンピングホースにおいて、前記ホースが内面ゴム層、ゴム被覆繊維補強層および外面ゴム層からなり、該内面ゴム層の内周面が所定の領域においてテーパ状に形成され、かつゴム被覆繊維補強層が均一径に形成されており；ホースの内径が入口から出口に向って縮小する、漸増する肉厚に形成されているテーパ部を有し、該テーパ部においてスクイズローラによる押し潰し・吸い込みが行なわれることを特徴とする耐摩耗ゴムホース。
【請求項２】
テーパ付きマンドレルをクロスヘッドダイに通し、前記マンドレルの周面にゴム配合物を押出被覆して内面ゴム層を形成し、該内面ゴム層の周面にゴム被覆繊維補強層を均一径に形成し、更に外面ゴム層を積層成形した後、該積層成形体を加硫することによって、ホースの内径が入口から出口に向って縮小する、漸増する肉厚に形成されているテーパ部を有し、該テーパ部においてスクイズローラによる押し潰し・吸い込みが行なわれる、スクイズ式ポンプのポンピングホースを製造することを特徴とする、耐摩耗ゴムホースの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スラリー圧送、特に生コンクリートを圧送するスクイズ式ポンプに使用されるポンピングホースの寿命向上を目的に改良された耐摩耗ゴムホースおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からのスクイズ式ポンプに使用されるポンピングホースとしては、例えば、以下のようなものが知られている。すなわち、図８に示すものは、芯材３で補強された、一定の内径と肉厚を有するゴムホース２で構成されたものである。上記ポンピングホース２は、図９に示すように、その中央部が、スクイズ式ポンプ１０の円筒ドラム１１の中心を通る垂線ＸＹの左側のドラム内周半円弧部に内接して設けられ、他方、その両端部の吹込部２ａおよび吐出部２ｃは、ドラム内周上のＸ点およびＹ点における接線方向に延びてドラム外に突出するように設けられている。そして、そのポンピングホース２は、一定速度で時計廻りに回転運動するアーム１３に取り付けられた回転自在のスクイズローラ１４または１５により、Ｘ点からＹ点まで押し潰されて扁平化されながら、内部のスラリーを絞り作用によって吐出部２ｃへ移送するようになっている。
【０００３】
しかしながら、前記ポンピングホース２は、生コンクリートなどのスラリーの圧送に使用された場合には、次に述べるようなスラリー流体による局部的な摩耗で損傷し、その寿命が著しく短縮されるという欠点があった。
【０００４】
すなわち、上記、従来のポンピングホース２は、図９に示すように、先行または後行スクイズローラ１４または１５により、ドラム１１の内周面Ｘ点で完全に扁平状に押し潰され、その後同じ状態のまま内部のスラリー１８を絞り上げるようにして頂上のＹまで移送する。そして、先行または後行スクイズローラ１４または１５が頂上のＹ点を通過するやいなや、上記ホース２は完全に押し潰された閉塞状態から元の完全開口状態へ開口を開始し、さらに、上記スクイズローラ１４または１５がＹ点から角度αだけ進んでスラリー１８が通過可能な間隙ｄを生ずるＣ点位置近傍において、吐出側輸送パイプ１７中に既に移送されているスラリー１８の水頭換算高さｈ1に相当する圧力およびその位置エネルギーｈ0（水頭換算高さ）により、スラリー１８が前記間隙ｄから逆流する。このとき、スラリー、すなわち、生コンクリート中の砂、砂利、小石、砕石などの固形物はホース２の内周面を部分的に摩耗する。しかも、この摩耗は先行または後行スクイズローラ１４または１５がＹ点を通過する毎に繰り返される。その結果、肉厚均一なポンピングホース２は、その一部分が摩耗損傷して使用不可能となるため、この早期摩損によって著しくその寿命が短縮されていた。
【０００５】
また、二物体間の摩耗に関しては、摩耗量は摩擦距離と摩擦面にかかる荷重に比例するといわれる。したがって、生コンクリートの逆流によるポンピングホース内周面の摩耗量は生コンクリート流体による摩擦距離と摩擦面の単位面積にかかる圧力に比例する。これらのことから明らかなように、ポンピングホースの摩耗を受ける場所は、生コンクリートが通過可能な間隙を生じた後、そこを通る急速な生コンクリート逆流によって、その中に含まれる固形物による衝突、または摩擦を受けるＢ点からＹ点までのホース内周面および先行または後行スクイズローラ１４または１５がポンピングホース２から離れる手前までのＹ点からＥ点までの内周面である。このうち、特にＣ点近傍内周面およびＢ点からＹ点までの上側内周面の摩耗率が最も大きいことが観察されている。
【０００６】
このようなスラリーによるポンピングホースの摩耗を防ぎ、その寿命を向上させるものとして、図１０に示すようなものが提案されている。これは、スクイズローラによる押し圧を受けて扁平状となって互いに接触する対向面部の局部を中心方向に突出させて厚肉に形成したものである。しかし、このホースは、突出部ｆ、ｇの摩耗に要する時間分だけ寿命は延びるが、長期使用といった大幅な寿命向上は期待できなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、スラリー圧送時の逆流量を抑制するとともに、初期の局部的摩耗損傷をも防止して、長期使用に耐える耐摩耗ゴムホースを提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、ホースの内径を所定の領域において入口から出口に向って縮小するテーパ状に形成して、スクイズローラによる吸い込みスラリー流体をより高い位置まで押し上げるとともに、それに続く内径も縮小してスラリー逆流量を抑制することにより、ホースの摩耗損傷を減少することに成功した。すなわち、この発明は、一対のローラにより流体を圧送するスクイズ式ポンプのポンピングホースにおいて、前記ホースが内面ゴム層、ゴム被覆繊維補強層および外面ゴム層からなり、該内面ゴム層の内周面が所定の領域においてテーパ状に形成され、かつゴム被覆繊維補強層が均一径に形成されており；ホースの内径が入口から出口に向って縮小する、漸増する肉厚に形成されているテーパ部を有し、該テーパ部においてスクイズローラによる押し潰し・吸い込みが行なわれることを特徴とする耐摩耗ゴムホースをその要旨とする。
【０００９】
また、この発明の耐摩耗ゴムホースの製造方法は、テーパ付きマンドレルをクロスヘッドダイに通し、前記マンドレルの周面にゴム配合物を押出被覆して内面ゴム層を形成し、該内面ゴム層の周面にゴム被覆繊維補強層を均一径に形成し、更に外面ゴム層を積層成形した後、該積層成形体を加硫することによって、ホースの内径が入口から出口に向って縮小する、漸増する肉厚に形成されているテーパ部を有し、該テーパ部においてスクイズローラによる押し潰し・吸い込みが行なわれる、スクイズ式ポンプのポンピングホースを製造することを要旨とする。
【００１０】
【作用】
この発明の耐摩耗ゴムホースによれば、ホースの所定領域にホースの内径が入口から出口に向って縮小するテーパ部を構成することにより、このホースがスクイズ式ポンプ内に装着、使用されたとき、後行ローラにより吸い込まれた一定流量のスラリーをより高い位置、すなわち先行ローラ近傍位置まで押し上げることができる。その結果、先行ローラがその頂上位置の回転軌道を通り、ホースから離れる直前までの、ホースの開口開始状態から完全開口状態までに起るスラリーの逆流量を抑制して、逆流による摩耗損傷を最小限に抑えることができる。
【００１１】
また、スラリーの逆流が始まるホースの開口開始位置までの縮小形テーパ部は漸増する肉厚に形成され、それに続く吐出部も同じ肉厚の管壁を有することにより、スラリーの逆流による内周面の摩耗を受けても、ホース壁の肉厚が均等になるように摩耗され、部分的摩耗損傷によるホースの取換えは防止できる。
【００１２】
また、この発明の製造方法においても、テーパ付きマンドレルにクロスヘッドダイを用いて、内面ゴム層を押出被覆することにより、内径にテーパ部を有するゴム円筒体を容易に得ることができ、さらに通常のゴムホース製造設備を用いて、この内面ゴム円筒体上に、ゴム被覆繊維補強層および外面ゴム層を巻き付け、積層成形した後、加硫することにより、品質の安定した、長尺の耐摩耗ゴムホースを経済的に製造することができる。
【００１３】
【実施例】
以下、図面を参照し、この発明の一実施例を具体的に説明する。図１は、本発明の内径にテーパ部を有する耐摩耗ゴムホース１の部分破断側面図である。
すなわち、この発明のゴムホース１は、内面ゴム層２、ゴム被覆繊維補強層３および外面ゴム層４から構成されたものであって、前記内面ゴム層２の内周面が所定の領域でテーパ状２ｂに形成され、しかも前記ゴム被覆繊維補強層３が均一な径に形成されているものである。
【００１４】
内面ゴム層２は、ゴム配合物からなるものであって、公知の主材料および副資材を使用できる。この内面ゴム層２は、後述する公知のクロスヘッド押出成形法により形成される。
【００１５】
ゴム被覆繊維補強層３は、図５に示すように、繊維からなるすだれ織布に公知の未加硫ゴム配合組成物をトッピング処理した、ゴムトッピング処理繊維コード９を、内面ゴム層２の周面に、ホースの軸線に対し、所定の成形角度Φで繊維方向が交差するように、交互に所定の偶数プライ巻き付け、積層成形される。このゴム被覆繊維補強層３に使用される繊維としては、レーヨン、ナイロン、ポリエステル、アラミド、カーボンなどの有機繊維およびガラス、スチールなどの無機、金属繊維などがあげられる。
【００１６】
外面ゴム層４は、ゴム配合物からなるものであって、公知の主材料および副資材を使用できる。このゴム層４は、予め成形されたゴムシートを積層して形成される。
【００１７】
テーパ付きマンドレル５は、図２に示すように、所定の領域で外径が縮小または拡大するテーパ部５ｂを有する棒状体または筒状体で構成される。このテーパ部５ｂは、成形製品ホース１の内周面テーパ部２ｂに対応する。上記マンドレルのテーパ部５ｂのテーパ角度およびその領域は、成形されるホース１のスクイズ式ポンプにおける使用態様により決定される。上記マンドレル５は、公知の金属材料から製作される。
【００１８】
接続治具６は、マンドレル５同志を接続する治具であって、図３に示すように、複数のマンドレル５、５’、５’’・・・（図示せず）を連結して一体化することができる。
【００１９】
クロスヘッドダイ７は、図３に示すように、電線被覆などに使用される公知のクロスヘッド押出機のダイであって、前記電線などの金属線のほか、金属菅の被覆にも用いることができる。
【００２０】
溶融ゴム配合物８は、図３に示すように、公知のゴム配合物が押出機内で加熱混練され、クロスヘッドダイ７内へ送られてきたゲル化溶融状態のものであって、クロスヘッドダイ７により、マンドレル５の周面に押出被覆されて、図４に示すゴム層２を形成する。
【００２１】
ゴムトッピング処理繊維コード９は、繊維からなるすだれ織布に公知の未加硫ゴム配合組成物をトッピング処理したものであって、図５に示すように、内面ゴム層２の周面に巻き付け、積層成形されて、ゴム被覆繊維補強層３を形成する。
【００２２】
この内径にテーパ部を有する耐摩耗ゴムホースの製造方法は、図３に示すように、テーパ付きマンドレル５をその大径側からクロスヘッド押出機のクロスヘッドダイ７に通し、その周面に溶融ゴム配合物８を被覆して、図４に示す内面ゴム層２を形成する。この場合、マンドレル５は、接続治具６を用いて複数本５’、５”・・・（図示せず）連結すれば、連続押出被覆が可能となり、生産効率を上げることができる。
なお、上記マンドレル５は、大径側からクロスヘッドダイ７に通して押出被覆できるほか、小径側からの押出被覆も可能である。この場合、大径側からの押出被覆の方が溶融ゴム配合物の押出圧力による押出推進力をマンドレルに伝達しやすい。
【００２３】
次に、図５に示すように、予め所定幅に裁断されたゴムトッピング処理繊維コード９を、上記内面ゴム層２の周面に、ホースの軸線に対し、所定の成形角度φで繊維方向Ｔが交差するように、交互に所定の偶数プライ巻き付け、積層して、ゴム被覆繊維補強層３を形成する。上記ゴムトッピング処理繊維コード９の積層プライ数は、ホースの設計口径、補強繊維などの組み合わせによって、適宜に選択、決定される。通常、１〜３偶数プライの範囲である。また、上記成形角度φは、内圧を負荷しても角度変化を起さない、静止角度５４°４４′に設定される。
【００２４】
さらに、図６に示すように、上記ゴム被覆繊維補強層３の周面に、ゴムシート４を巻き付けて積層し、接合して外面ゴム層４をつくる。
【００２５】
このようにして得られた、図６に示す円筒状積層成形体を、その周面を布ラッピング、または金型で締め付けて加硫を行う。
【００２６】
上記円筒状積層成形体の加硫の後、マンドレル５を引き抜いて、本発明の製品１を得る。
【００２７】
【発明の効果】
以上、説明したように、この発明の耐摩耗ゴムホースによれば、ホースの内径が入口から出口に向って縮小するテーパ部をホースの所定領域に構成することにより、このホースがスクイズ式ポンプ内に装着、使用されたとき、後行ローラにより吸い込まれた一定流量のスラリーをより高い位置、すなわち先行ローラ近傍位置まで押し上げることができる。その結果、先行ローラがその頂上位置の回転軌道を通りホースから離れる直前までの、ホースの開口開始状態から完全開口状態までに起るスラリーの逆流による摩耗損傷を最小限に抑えることができるようになった。
【００２８】
また、スラリーの逆流が始まるホースの開口開始位置までの縮小テーパ部は漸増する肉厚で形成され、それに続く吐出部も同じ肉厚の管壁を有するので、スラリーの迷流による内周面の摩耗を受けても、従来品にみられた内周面の部分的摩耗損傷による寿命短縮は防止され、ホース壁の肉厚が均等になるようにその内周面が摩耗されるので、従来品にみられた内周面の部分的摩耗によるホースの取換えはなくなり、長期間にわたって使用することができるようになった。
【００２９】
さらに、テーパ部に続く吐出部の内径を最も小さい場合で、その断面積が従来品のそれの２５％縮小したので、スラリーの逆流量は従来品の１／４に減少し、その結果、ホース内周面の摩耗損傷を大幅に減少することができた。
【００３０】
また、この発明の製造方法においても、テーパ付きマンドレルにクロスヘッドダイを用いて内面ゴム層を押出被覆することにより、内径にテーパ部を有するゴム円筒体を容易に得ることができ、さらに、通常のゴムホース製造設備を用いて、この内面ゴム層上に、ゴム被覆繊維補強層および外面ゴム層を積層成形した後、加硫することにより、品質の安定した長尺の耐摩耗ゴムホースを経済的に製造することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内径にテーパ部を有する耐摩耗ゴムホースの構成を示す部分破断側面図である。
【図２】テーパ付きマンドレルの側面図である。
【図３】クロスヘッドダイにマンドレルを通して、内面ゴム層を押出被覆している状態を示す部分破断平面図である。
【図４】図３の押出被覆で得られた、マンドレルに内面ゴム層を形成した押出成形体を示す部分破断側面図である。
【図５】内面ゴム層にゴムトッピング処理繊維コードを巻き付け、ゴム被覆繊維補強層を形成する状態を示す部分破断側面図である。
【図６】ゴム被覆繊維補強層に外面ゴム層を形成した状態を示す部分破断側面図である。
【図７】本発明の耐摩耗ゴムホースをスクイズ式ポンプに使用したときの、スラリーの吸い込みおよび逆流の状態を示す部分破断正面図である。
【図８】従来のポンピングホースを示す部分破断側面図である。
【図９】図８のポンピングホースをスクイズ式ポンプに使用したときの、スラリーの吸い込みおよび逆流の状態を示す部分破断正面図である。
【図１０】従来の別のポンピングホースを示す断面図である。
【符号の説明】
１．  本発明の耐摩耗ゴムホース
１ａ．  吸込部
１ｂ．  テーパ部
１ｃ．  吐出部
２．  内面ゴム層（従来技術ではポンピングホース）
２ａ．            （従来技術ではポンピングホース吸込部）
２ｂ．  テーパ部
２ｃ．            （従来技術ではポンピングホース吐出部）
３．  ゴム被覆繊維補強層（従来技術では芯材）
４．  外面ゴム層
５．５．’５’’・・・  マンドレル
５ｂ．  テーパ部
６．  マンドレル接続治具
７．  クロスヘッドダイ
８．  溶融ゴム配合物
９．  ゴムトッピング処理繊維コード
１０．  スクイズ式ポンプ
１１．  ドラム
１２．  回転軸
１３．  アーム
１４．  先行スクイズローラ
１５．  後行スクイズローラ
１６．  ホッパー
１７．  輸送パイプ
１８．  スラリー
Ａ．  スラリー吸い込み開始後の位置
Ｂ．  ホース扁平状態の位置
Ｃ．  スラリー逆流開始位置
Ｅ．  ホース完全開口位置
Ｔ．  繊維方向
Ｘ．  ホース完全閉塞位置
Ｙ．  ホース開口開始位置
ｄ．  ホース間隙
ｆ．ｇ．  突出部
ｈ０．  スラリーの位置エネルギ
ｈ１．  スラリーの水頭換算高さ
α．  逆流間隙を生ずるローラ回転角
【図１】
0003896554.tif 000002
【図２】
0003896554.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003896554.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003896554.tif 000008
【図８】
0003896554.tif 000009
【図９】
0003896554.tif 000010
【図１０】
0003896554.tif 000011