JPH10160058A

JPH10160058A - 地震対応型偏心ホ−スおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH10160058A
Application number: JP8334704A
Authority: JP
Inventors: Shizuo Yokobori; 志津雄横堀; Masami Tsujimoto; 昌美辻本
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 1996-11-28
Filing date: 1996-11-28
Publication date: 1998-06-16
Anticipated expiration: 2016-11-28
Also published as: JP3842853B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ビル、屋上パネルタンクなどの空調衛生配管
路の途中に取り付けて、地震時の管軸方向の変位および
管軸直角方向の変位を吸収する地震対応型偏心ホ−スお
よびその製造方法を提供する。【解決手段】内外面ゴム層間に繊維補強層が設け
られて、形成される円筒状胴壁がフランジに固定されて
なるホ−スにおいて、前記繊維補強層がゴムトッピング
繊維コ−ドから構成され、該繊維コ−ドの管軸に対する
成形角度がホ−スの両端部でホ−スの釣合角度より大き
く、中央部ではホ−スの釣合角度より小さく形成されて
いることを特徴とする地震対応型偏心ホ−ス。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ビル、屋上パネ
ルタンクなどの空調衛生配管路の途中に取り付けて、地
震時の管軸方向の変位および管軸直角方向の変位を吸収
する地震対応型偏心ホ−スおよびその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ビル、マンション、または屋
上パネルタンクなどの空調衛生配管、例えば空調配管、
給水、給湯、排水などの衛生配管管路に使用される耐震
可とう伸縮継手としては図１９〜２０に示すようなもの
が知られている。図１９のものは内外面ゴム層２、３の
間に繊維補強層４が設けられ、外側に膨らんだ球形状胴
壁が端部リング７を介してフランジ８に固定された継手
である。また、図２０の継手は、図１９の繊維補強層４
を２層設け、その間にコイル状鋼線６を設けて形成され
る円筒状胴壁がフランジ８に固定されたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらビル、マンショ
ンまたは屋上パネルタンクなどの建物に固定された空調
衛生設備や配管は、１９９５年の阪神・淡路大地震にお
ける上下水道埋設管管路および建物に付設された空調衛
生設備ならびに屋上タンクの配管管路の大きな被害でみ
られたように、地震力によって、垂直方向よりも水平方
向の変位を受ける場合が多く、この水平方向変位、すな
わち管軸に直角方向の変位に耐える空調衛生配管および
その継手が必要とされるようになった。

【０００４】しかしながら、図１９の球形継手は、球形
部がｘ，ｙおよびｚ軸の３次元方向に変位し得るので、
伸長、圧縮、曲げ、偏心のすべての変位は可能ではある
が、変位による反力が大きく、偏心という管軸直角方向
の大きな変位に追随することはできなかった。そのた
め、多数の球形継手を取り付けて大きな変位を吸収させ
ようとすると、同時に軸方向伸びも大きくなって相手配
管を曲げたり、あるいは継手中の流体の圧損が大きくな
るなどの問題があった。また、図２０の棒状継手は、大
きな曲げに追随することは可能であるが、胴壁中央部に
剛性の大きいコイル状鋼線を有するため、管軸直角方向
の大きな変位δは困難であった。そのため、大きな偏心
変位をさせるためには、きわめて長大なフランジ面間長
さを必要とし、狭い建物内空間に設置するのには不都合
が多かった。

【０００５】このように、前記従来の可とう継手は、地
震力による管軸直角方向変位に対し、その材料力学的強
度を維持して可とう継手としての機能を果たすことは困
難な現状にある。

【０００６】この発明は上述した点に鑑みてなされたも
のであって、地震力によって地盤ひずみに応答した建物
の垂直方向の変位および特に水平方向の変位に自在に追
随する空調衛生設備配管ホースおよびその製造方法を提
供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
内外面ゴム層間に繊維補強層が設けられて形成される円
筒状胴壁がフランジに固定されてなるホ−スにおいて、
前記繊維補強層がゴムトッピング繊維コ−ドから構成さ
れ、該繊維コ−ドの管軸に対する成形角度がホ−スの両
端部でホ−スの釣合角度より大きく、中央部ではホ−ス
の釣合角度より小さく形成されていることを特徴とする
地震対応型偏心ホ−スを要旨とする。

【０００８】また、この発明の偏心ホ−スの製造方法
は、マンドレルに内面ゴム層を形成し、該内面ゴム層の
外周面上にゴムトッピング繊維コ−ドを軸線に対しホ−
スの釣合角度より小さい成形角度で積層してゴム被覆繊
維補強層を形成し、該ゴム被覆繊維補強層の外周面上に
外面ゴム層を設けて円筒状積層体を形成し、該ゴム被覆
繊維補強層および外面ゴム層の両端部に端部リングおよ
びフランジを配置し、該円筒状積層体両端部の内面ゴム
層およびマンドレルの間にカラ−を軸方向に挿入し、上
記両端部の胴壁を外周方向に押し拡げて該両端部胴壁の
繊維コ−ド角度をホ−スの釣合角度より大きい角度に形
成させ、前記端部リングおよびフランジにゴム被覆繊維
補強層および内面ゴム層の端縁部を一体的に接合・成形
し、さらに加硫することを要旨とする。

【０００９】さらに、本発明偏心ホ−スの他の製造方法
は、マンドレルに内面ゴム層を形成し、該内面ゴム層の
外周面上にゴムトッピング繊維コ−ドを軸線に対しホ−
スの釣合角度より大きい成形角度で積層してゴム被覆繊
維補強層を形成し、該ゴム被覆繊維補強層の外周面中央
部に中央ゴム層を設け、該中央ゴム層およびゴム被覆繊
維補強層の外周面上に外面ゴム層を形成して円筒状積層
体を構成し、該外面ゴム層の両端縁部に端部リングおよ
びフランジを配置・固定し、前記マンドレルを引き抜い
て、該積層体内筒部に円筒状真空吸引成形装置を挿入す
るとともに、該真空吸引成形装置の両端縁部周面上に当
てフランジを端部リングの外側からフランジと締結して
配置し、該真空吸引成形装置を作動させながら、スリ−
ブおよび当てフランジを両側へそれぞれ所定長さだけ引
き出して、円筒状積層体中央部の内径を真空吸引成形装
置のマンドレルの外径まで縮小させ、中央部のゴム被覆
繊維補強層繊維コ−ド角度をホ−スの釣合角度より小さ
い角度に形成させ、さらに加硫することを特徴とする。

【００１０】

【作用】この発明の偏心ホ−スによれば、繊維コ−ドを
管軸に対しホ−スの釣合角度より小さい成形角度および
大きい角度にそれぞれ積層成形した中央部および両端部
から可とう部を構成することにより、ホ−スが通水によ
り加圧された時には、両端部は管径が縮小して軸方向に
伸びるのに対し、中央部は管径がその同一径まで拡大
し、その管長は収縮することができる。その結果、可と
う部の両端部および中央部の変形反力（偏心応力）は低
下し、ホ−スを大きく偏心させることができる。

【００１１】また、上記の両端部および中央部の管軸方
向の伸びおよび縮みが打ち消し合うようにそれぞれの長
さを選んで可とう部を構成することにより、通水加圧時
には、管軸方向の伸び・縮みを生ずることなく、常にホ
−スの管長を一定に保つことができる。

【００１２】さらに、ゴム被覆繊維補強層上の中央部に
高硬度ゴム層、あるいは、中央部と両端部との間に鋼製
リングなどを設けて可とう部を構成することにより、負
圧時、または加圧時に、ホ−スが中央部で座屈したり、
あるいは繊維コ−ドが摩擦・摩耗するのを軽減すること
ができる。

【００１３】また、ゴム配合物およびゴムトッピング繊
維コ−ドとから可とう部を構成することにより、胴壁は
薄肉かつ柔軟となり、変形応力をさらに低下させること
ができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、この発明の
実施の形態を具体的に説明する。図１は本発明の地震対
応型偏心ホ−スの構成を示す部分破断側面図である。す
なわち、この偏心ホ−ス１は、内外面ゴム層２、３から
なる円筒状胴壁が、その断面中央部に管軸に対しホ−ス
の釣合角度より小さい成形角度で積層されたゴム被覆繊
維補強層を有する胴径の小さい中央部Ｂとホ−スの釣合
角度より大きい角度のゴム被覆繊維補強層を有する胴径
の大きい両端部Ａ、Ｃとからなり、その両端部に端部リ
ング７およびフランジ８がゴム被覆繊維補強層４および
内面ゴム層２で一体的に接合・成形されたものである。

【００１５】内外面ゴム層２、３は、天然ゴム、または
合成ゴムからなる公知のゴム管に準じたゴム配合物を予
めシ−トに成形し、これを積層して形成される。

【００１６】ゴム被覆繊維補強層４は、繊維からなるす
だれ織布に公知の未加硫ゴム配合物をトッピング処理し
た繊維コ−ド４を内面ゴム層２の外周面上に管軸に対し
ホ−スの釣合角度より小さい成形角度α４５°〜５４°
で繊維方向が交差するように交互に偶数枚（プライ）巻
き付け、積層して形成される。このゴム被覆繊維補強層
４に使用する繊維としては、ホ−スの偏心時に必要とさ
れる大きな伸びを有する材質のものであればよく、レ−
ヨン、ビニロン、ナイロン、ポリエステル、アラミド、
などの繊維があげられる。なお、ホ−スの釣合角度とは
ホ−スの管軸に対し所定の成形角度で巻き付けられた繊
維コ−ドが、それにより形成された円筒状積層体が軸方
向に圧縮されたり、または筒体内周面が外周方向に加圧
されたりしたとき、径方向および軸方向に変位して、力
学的に釣合って静止する角度をいい、通常管軸に対し５
４°４４′である。

【００１７】中央ゴム層５は、内面ゴム層２と同じく、
天然ゴムまたは合成ゴムからなる公知のゴム管に準じた
ゴム配合物からなるものであって、ゴム層は予め成形さ
れたシ−トを帯状に積層して形成される。この中央ゴム
層５は、ホ−スが通水加圧された時、中央部胴壁が外周
方向へ膨らむのを防止して内径段差を小さくするととも
に、非通水負圧時には上記胴壁のへこみを防ぐ役割をも
つ。またこのゴム層５は高硬度ゴム配合物で構成される
のが好ましい。

【００１８】鋼製リング６は、鋼線、またはビ−ドワイ
ヤ−からなるリングであって、ゴム被覆繊維補強層外周
面上の中央部、またはそれと両端部の間に設けられ、地
震時、または加圧時、あるいは負圧時の中央胴壁部の外
周方向への拡大、または内周方向への縮小による径変化
を防止する役目をする。

【００１９】端部リング７は、図１に示すように、フラ
ンジ８の締結面開口周縁部に設けられ、図５、１１およ
び１２に示すように、ゴム被覆繊維補強層４の端縁部４
ａ、４ａ′を包み込ませ、さらに内面ゴム層２の端縁部
２ａ、２ａ′をも包み込ませ、その端をフランジ８、
８′の内周面側に固定させることにより、可とう部を強
固にフランジ８、８′に結合させる役割を担うものであ
る。この端部リング７、７′としては、機械的強度を有
する、断面長方形状の環状鋼製部材が好ましい。

【００２０】フランジ８は、ホ−スの両端部に端部リン
グ７を介し、胴壁を構成する部材と一体的に可とう部に
接合・固定される。このフランジ８は公知の管フラン
ジ、または適宜に製作したフランジを使用することがで
きる。なお、フランジ８は、図１に示すように、締結面
開口周縁部を凹状に切削加工し、端部リングおよびその
上に巻かれたゴム被覆繊維補強層との嵌まり具合を良好
にし、可とう部胴壁とフランジ８の結合をさらに強固な
ものとすることができる。

【００２１】図６に示すカラ−９は、図７に示すよう
に、マンドレル１０の外周面上に嵌め通すことができる
内径と所定の厚さを有する短い金属製薄肉円筒であっ
て、一端部の肉厚は中央部Ｂの胴壁が内周方向へくぼみ
形状を形成することができるように外周方向に鋭角に加
工されている。そして、このカラ−９はホ−スの製造時
に、その鋭角先端部側から円筒状積層体両端部のマンド
レル１０と内面ゴム層２の間に挿入され、その両端部胴
壁を外周方向に押し拡げる役割をもつ。

【００２２】マンドレル１０は、図２に示すようにホ−
ス積層成形体の芯型であって、公知の、金属製円柱、ま
たは円筒形状のものが使用される。

【００２３】真空吸引成形装置１１は、図１５に示すよ
うに、マンドレル１２、スリ−ブ１７、１７′および当
てフランジ１８、１８′とから構成され、ホ−ス積層成
形体の中央部胴壁を内側へ真空吸引によりくぼ（凹）ま
せ、その繊維コ−ド成形角度αをホ−スの釣合角度θ５
４°４４′より小さく形成させる役目をする。

【００２４】マンドレル１２は、金属製円筒状密閉容器
の胴蓋片側面に吸引口１３が設けられたものであって、
胴壁中央部に設けられた孔１４から胴壁外周部の空気を
吸引できるようになっている。また、容器胴体両端縁部
の外周面には円周方向に溝１５が設けられ、そこに０リ
ング（オ−リング）１６が嵌め込まれるようになってい
る。

【００２５】吸引口１３は、図１６に示す中央部Ｂ胴壁
を図１７に示すように内周方向にくぼ（凹）ませるた
め、その内面ゴム層２の内周面とスリ−ブ１７、１７′
の両側への後退により形成される空間部の空気をマンド
レル１２の中央部の吸引孔１４から真空吸引するために
設けられる。この吸引口１３の構造は真空ポンプからの
導管に接続できる役目をするホ−ス接続機能を有するも
のであればよい。

【００２６】吸引孔１４は、マンドレル１２の外周部の
空気を吸引するためのものであって、孔径および孔数は
吸引精度などから適宜決められる。

【００２７】溝１５は、０リング１６が嵌まり込み、効
果的にシ−ル作用をするためのものであって、断面形
状、溝数および溝設置場所はシ−ル効果から勘案して決
められる。

【００２８】０リング１６は、マンドレル１２とスリ−
ブ１７、１７′との間隙からの外部空気の流入を遮断す
る役目をする。この０リング１６は市販品などを使用す
ることができる。

【００２９】スリ−ブ１７、１７′は、図１５に示すよ
うに、マンドレル１２の外周面上を軸方向にスム−ズに
摺動できる内径と所定の厚さを有する金属製薄肉円筒か
らなる。その一端部の肉厚は、積層成形体の中央部Ｂ胴
壁が内周方向にくぼみ形状を形成することができるよう
に、外周方向へ鋭角に加工されている。そして、このス
リ−ブ１７、１７′は、真空吸引の初期には、その鋭角
部同志が吸引孔１４のほぼ孔径だけ間隙を保ってマンド
レル１２の外周面上にして配置され、吸引中は両側へ所
定長さだけ引き出される。また、スリ−ブ１７、１７′
は、それぞれの端縁部内周面が０リング１６で加圧さ
れ、外側からの空気の流入が遮断されるようになってい
る。

【００３０】当てフランジ１８、１８′は、図１５に示
すように、その内周面がスリ−ブ１７、１７′の外周面
上を摺動でき、その内側面は端部リング７、７′の被覆
層の輪郭に密着するように形造られ、さらにその外周縁
部はフランジ８、８′とボルト締結できる構造となって
いる。そして、この当てフランジ１８、１８′は、吸引
作動中に両側へ所定長さだけ移動させられる。

【００３１】この偏心ホ−ス１製造方法としては、図２
に示すように、まず、マンドレル１０の表面に、所定の
幅のゴムシ−ト２を巻き付け、突き合わせ部を接着剤な
どで接合して円筒状の内面ゴム層２をつくる。また、ゴ
ムシ−トの代わりにゴムチュ−ブを用いてもよくこの場
合は接合作業を省くことができる。さらに、この内面ゴ
ム層２は、上記のほか、公知のゴム配合物をクロスヘッ
トダイにより押出被覆して形成することもできる。

【００３２】次に、図３に示すように、この内面ゴム層
２の外周面上に、予め所定の幅に裁断された帯状のトッ
ピング処理繊維コード４を管軸に対し、ホースの釣合角
度θ５４°４４′より小さい成形角度αで繊維方向Ｔが
交叉するように、交互に１プライずつ、計２プライ巻き
付けて積層し、ゴム被覆繊維補強層４を形成する。この
成形角度αは、４５°〜５４°の範囲で設定される。

【００３３】この成形角度α（以下、繊維コード成形角
度という）がホースの釣合角度θ５４°４４′より小さ
い場合には、形成された円筒状積層成形体は、後述す
る、カラー９による挿入・拡径法（図６、７）によっ
て、図８〜９に示すように、両端部の胴壁ＡおよびＣ部
でホ−スの釣合角度θ５４°４４′より大きい角度α’
に変化する。

【００３４】そして、上記のホ−スが空調衛生配管に接
続されて通水により内圧が負荷されると、図９に示すよ
うに、中央部Ｂ胴壁の繊維コード成形角度αは、繊維コ
ードの力学的釣合により、安定なホースの釣合角度θ５
４°４４′まで増大する結果、外径はＤ₀からＤに拡大
し、胴壁長さは通水前のｌ₂から△ｌだけ収縮してｌ′ ₂
となる。同時に、両側部Ａ、Ｃの胴壁の繊維コードの管
軸に対する角度α’（以下、繊維コード角度という）
は、安定なホースの釣合角度θ５４°４４′に戻り、外
径はＤ’からＤに縮小し、胴壁長さは通水前のｌ₁から
△ｌ’だけ伸長してｌ₁ となる。

【００３５】いま、図９に示すように、上記通水、加圧
後の胴壁Ａ、ＣおよびＢ部の長さをそれぞれｌ′₁およ
びｌ′₂とし、２△ｌ′＝△ｌとなるように、それぞれの拡径後の長さｌ₁およびｌ₂、
ホース径Ｄ₀、繊維コード成形角度αおよび繊維コード
角度α’を適宜に選択すれば、内圧負荷時に伸長・収縮
のないホース全体の長さが変らない偏心ホースを得るこ
とができる。

【００３６】前記Ａ、Ｃ部の繊維コード角度α’および
Ｂ部繊維コード成形角度αをそれぞれ６０°および５０
°とし、図９に示す偏心ホースを製作し、これに−７０
０ｍｍＨｇ〜＋１０ｋｇｆ／ｃｍ²の内圧を負荷したと
きの内圧と胴壁Ａ、ＣおよびＢ部の伸長および収縮の関
係を図１０に示す。同図は内圧がＰ値に達するまで、ホ
ースの伸長量と収縮量とが釣合って、その全長は変化し
ないことを示す。

【００３７】続いて、図４に示すように、前記ゴム被覆
繊維補強層４の両端部から内側へ所定長さの位置で挟ま
れた領域間の外周面上に、外面ゴム層３を内面ゴム層２
と同じ組成と方法で形成する。この所定長さの部分は、
図１１に示すように、図５に示す端部リング７、７’の
周囲を被覆し、かつ折り返して外面ゴム層３の端縁部３
ａ、３ａ’の下に挿入し、接着するのに用いられる。

【００３８】図５に示すように、このように形成した外
面ゴム層３およびゴム被覆繊維補強層４の両端縁部３
ａ、３ａ’および４ａ、４ａ’の外周面上に、それぞれ
フランジ８、８’および端部リング７、７’を嵌入、配
置する。

【００３９】そして、図７に示すように、上記各部材が
配置された状態の円筒状積層成形体両端部の内面ゴム層
２とマンドレル１０との間に、図６に示すカラー９を挿
入し、両端部から内側へ長さＬの胴壁を外周方向へ押し
拡げて、図８に示すように、ゴム被覆繊維補強層４の繊
維コード角度をホースの釣合角度θ５４°４４′より大
きい角度α′に形成させる。

【００４０】次に、図１１に示すように、ゴム被覆繊維
補強層４の端縁部４ａ、４ａ’で端部リング７、７’の
周囲を巻いて被覆・接着し、さらに折り返してその端部
を外面ゴム層３の端縁部３ａ、３ａ’の下側へ挿入し、
重ね接着する。

【００４１】続いて、外面ゴム層３の端縁部３ａ、３
ａ’を、上記端部リングを被覆したゴム被覆繊維補強層
４の端縁部４ａ、４ａ’の末端部上に接着した後、図１
２に示すように、フランジ８、８’を端部リング７、
７’の内側へ押しやって、ゴム被覆繊維補強層４を介し
て上記端部リング７、７’に接着・固定する。

【００４２】次いで、上記端部リング７、７’を内面ゴ
ム層２の端縁部２ａ、２ａ’で、ゴム被覆繊維補強層４
の上から接着・被覆し、その端縁部２ａ、２ａ’の断面
をフランジ８、８’の締結面に接着・固定する。

【００４３】このようにして得られた、図１２に示す、
フランジ付き円筒状積層成形体をその状態のまま、金型
に組み込むか、または成形体の外周面を布ラッピングで
締め付けるかしてから、加硫を行なう。

【００４４】加硫後、マンドレル１０およびカラー９を
外して、図１３に示すような、繊維コード成形角度αお
よび繊維コード角度α’を有する図１（ａ）の偏心ホー
スを得る。

【００４５】なお、図３で形成されたゴム被覆繊維補強
層４の外周面中央部Ｂに中央ゴム層５を設けて、図１
（ｂ）に示す偏心ホースを得たり、あるいは、同補強層
４の両端Ａ、Ｃ部と中央部Ｂとの間の外周面上に端部リ
ング、またはビードワイヤーリング６を設けて、図１
（ｃ）の製品を得ることもできる。

【００４６】また、本発明の偏心ホースは、上記カラー
９とマンドレル１０との組み合わせからなる装置を用い
る円筒状積層成形体の拡径法で製造できるほか、真空吸
引成形装置による縮径法でも製造することができる。

【００４７】上記真空吸引成形装置の縮径法による偏心
ホースの製造方法は、図１４に示すように、ホースの釣
合角度θ５４°４４′より大きい成形角度αで形成され
た、図３に示すゴム被覆繊維補強層４の外周面中央部に
帯状のゴムシート５を巻き付けて中央ゴム層５を形成
し、その後、この中央ゴム層５および両端部のゴム被覆
繊維補強層４の外周面上に外面ゴム層３を形成し、この
両端部にフランジ８、８′を端部リング７、７′を介し
て上記ゴム被覆繊維補強層４および外面ゴム層３の端縁
部で一体的に接合・固定して、フランジ付き円筒状積層
成形体を得る。

【００４８】次に、マンドレル１０を引き抜いて、図１
５に示すように、真空吸引成形装置１１の構成部品であ
るマンドレル１２とスリーブ１７、１７′を前記積層成
形体内に挿入する。さらに、もう１つの構成部品である
当てフランジ１８、１８′をスリーブ１７、１７′の端
部外周面上に嵌入、配置し、その外周縁部をフランジ
８、８’とボルト締結して図１６の配置とする。

【００４９】続いて、図１６に示すように、マンドレル
１２の吸引口１３に真空ポンプの配管を接続して真空吸
引しながら、２つのスリーブ１７、１７’をそれぞれ所
定長さだけ外側へ両端の当てフランジ１８、１８′とと
もに引き出す。その間、中央部胴壁Ｂの内周面は真空吸
引によってマンドレル１２の外周面上に密着する。

【００５０】そして、図１７に示すように、上記スリ−
ブおよび当てフランジが所定長さだけに引き出され、胴
壁Ｂの内周面が前記マンドレル１２とスリーブ１７、１
７’の鋭角部との表面で形造られる所定のくぼみ形状に
なったとき、真空吸引を停止する。

【００５１】このようにして得られた、図１７に示す、
フランジ付き円筒状積層成形体をその状態のまま、成形
体の外周面を布ラッピングで締め付けてから、加硫を行
なう。その後、真空吸引成形装置１１を外し、図１
（ｂ）に示す、偏心ホースを得る。

【００５２】

【実施例１】直径１００ｍｍのマンドレルに天然ゴムシ
ートを巻き付け、接合して内面ゴム層（硬度６０°、厚
さ４ｍｍ）を形成し、その上に天然ゴムでトッピング処
理した１２６０デニールポリエステルすだれ織コード
（糸径０．７ｍｍ、２５本／２５ｍｍ巾、厚さ１．０ｍ
ｍ）を管軸に対し成形角度５０°で交互に１プライず
つ、計２プライ積層してゴム被覆繊維補強層（以下補強
コードという。長さ３８０ｍｍ、厚さ２ｍｍ）を作っ
た。次に、この補強コードの上に天然ゴムシートを巻き
付け、外面ゴム層（厚さ２ｍｍ）を作った。この外面ゴ
ム層表面の両端部にフランジ（１００Ａ、ＪＩＳ１０
Ｋ：外径２１０ｍｍ、内径１１６ｍｍ、厚さ１８ｍｍ）
を配置すると同時に、補強コード上の両端部にも端部リ
ング（ＳＳ４００、外径１４１ｍｍ、内径１１９ｍｍ、
厚さ４．５ｍｍ）を配置した。続いて、カラー（外径１
０５ｍｍ、内径１００．２ｍｍ、長さ１２０ｍｍ、先端
挿入角１４．６°）を両端からマンドレルと内面ゴム層
の間に挿入し、端から８５ｍｍまでの胴壁を内径１１５
ｍｍに押し拡げ、その繊維コード角度を５６°に形成さ
せた。その後、補強コードの端で端部リングを巻き上げ
て接着・被覆し、折り返して、外面ゴム層の端の下側へ
もぐり込ませ、補強コードに重ね、接着した。次にフラ
ンジを端部リングの内側に押しやり、接着した後、外面
ゴム層も巻き上げ、補強コードとフランジ締結面に接着
して、図１３に示す構成の繊維コード角度α’５６°、
内径１１５ｍｍ、長さ３６．５ｍｍの両端部胴壁ｌ₁と
繊維コード成形角度α５０°、内径１００ｍｍ、長さ８
９ｍｍの中央部胴壁ｌ₂とからなる全長ｌ２６０ｍｍ
の未加硫成形体を得た。そして、この未加硫成形体を全
長２６０ｍｍにセットした状態のまま、その外周面を布
ラッピングで締め付けてから、加熱加硫（１４５℃×６
０分）を行なった後、冷却してマンドレルとカラーを外
して、長さ２６０ｍｍの図１（ａ）に示す本発明の偏心
ホースサンプルを得た。

【００５３】

【実施例２】直径１００ｍｍのマンドレルＡに内面ゴム
層（天然ゴム、硬度６０°、厚さ４．０ｍｍ）を形成
し、その上に天然ゴムでトッピング処理した１２６０デ
ニ−ルポリエステルすだれ織コ−ド（糸径０．７ｍｍ、
２５本／２５ｍｍ巾、厚さ１．０ｍｍ）を管軸に対し、
成形角度６０°で交互に１プライづつ、計２プライ積層
してゴム被覆繊維補強層（以下補強コ−ドという。長さ
３８０ｍｍ、厚さ２ｍｍ）を作った。次にこの表面中央
部に帯状の天然高硬度ゴムシ−ト（硬度８０°、幅１０
０ｍｍ、厚さ８ｍｍ）を貼りつけて高硬度中央ゴム層を
作った。次いで、その中央ゴム層とその両端部の補強コ
−ドの上に天然ゴムシ−トを巻付けて外面ゴム層（厚さ
２ｍｍ）を作った。この外面ゴム層の表面両端部にフラ
ンジと端部リングを配置し、端部リングを補強コ−ドで
巻き、折り返して重ね接着し、フランジを端部リングに
押しやった後、外面ゴム層も巻き上げた。次にマンドレ
ルＡを引き抜き、その代りにスリ−ブ（外径１００ｍ
ｍ、内径９０．２ｍｍ）を外周面にもち、真空吸引でき
るマンドレルＢ（外径９０ｍｍ）を挿入した。さらに、
当てフランジを両端部に嵌め通し、ボルドでフランジに
締結した。そして、吸引口からマンドレルＢ内の空気を
真空吸引（６００ｍｍＨｇ）しながら、スリ−ブを当て
フランジと共に外側へ引き出し、スリ−ブならびに当て
フランジの外側への総引き出し量がそれぞれ９０ｍｍな
らびに２０ｍｍとなったとき、両側部の補強コ−ド角度
α’は初期と同じ６０°で、中央部のそれの成形角度α
は径が縮小して約５０°となった。次に、この中央部と
両側部の長さがそれぞれｌ₂ ８９ｍｍ、ｌ₁ ３６．５
ｍｍ、全長ｌ３００ｍｍの、図１３に示す繊維コ−ド
角度を有する積層成形体を全長３００ｍｍにセットした
状態のまま、その外周面を布ラッピングで締め付けてか
ら、加熱加硫（１４５℃×６０分）を行なった後、冷却
して、真空吸引装置の構成部品を取り外して、長さ３０
０ｍｍの図１（ｂ）に示す本発明の偏心ホ−スサンプル
を得た。

【００５４】

【比較例１】直径１００ｍｍのマンドレルに天然ゴムシ
ートを巻き付け、接合して内面ゴム層（硬度６０°、厚
さ４ｍｍ）を形成し、その上に天然ゴムでトッピング処
理した１２６０デニールポリエステルすだれ織コード
（糸径０．７ｍｍ、２５本／２５ｍｍ、厚さ１．０ｍ
ｍ）を管軸に対し成形角度４５°で交互に１プライず
つ、計２プライ積層してゴム被覆繊維補強層（以下、補
強コードという。長さ２６０ｍｍ、厚さ２ｍｍ）を作っ
た。次に、この補強コードの表面に天然ゴムシートを巻
き付け、外面ゴム層（長さ２６０ｍｍ、厚さ２ｍｍ）
を作った。この外面ゴム層の両端部の外周面にフランジ
（１００Ａ、ＪＩＳ１０Ｋ：外径２１０ｍｍ、内径１
１６ｍｍ、厚さ１８ｍｍ）を配置するとともに、補強コ
ードの両端部の外周面に端部リング（ＳＳ４００、外径
１４１ｍｍ、内径１１９ｍｍ、厚さ４．５ｍｍ）を配置
した。続いて、この補強コードの端で端部リングを巻い
て接着し、折り返して外面ゴム層の端の下側へもぐり込
ませ、下の補強コードに重ね、接着した。さらに、フラ
ンジを端部リングの内側へ押しやり、これに接着した
後、外面ゴム層の端を補強コードの上から端部リングに
接着して巻き上げ、フランジ締結面に接着した。次に、
フランジを引き抜き、シリコンゴム円筒体（外径６０ｍ
ｍ、内径５０ｍｍ、厚さ５ｍｍ、長さ１６０ｍｍ）を成
形体中央部に挿入した。さらにこの円筒体の円筒部に鋼
製円柱状芯型（外径５０ｍｍ、長さ１４０ｍｍ）を挿し
通し、この両端部に圧縮用フランジ（外径２１０ｍｍ、
厚さ１８ｍｍ、メクラ板）を嵌め込み、ボルト締結によ
りフランジを内側へ締め付けて、シリコンゴム円筒体を
長さ４０ｍｍだけ圧縮変形させ、ホース胴壁を外側に球
形状に膨らませた。続いて、このホース積層成形体をそ
の状態のまま、その外周面を布ラッピングで締め付けて
から、加熱加硫（１４５℃×６０分）を行ない、冷却し
た後、圧縮装置とシリコンゴム円筒体を取り外して、最
大内径１６０ｍｍ、最小内径１００ｍｍ、全長１４０ｍ
ｍの図１９に示す球形継手を得た。

【００５５】

【比較例２】直径１００ｍｍのマンドレルに内面ゴム層
（天然ゴム、硬度６０°、厚さ４ｍｍ）を形成し、その
上に天然ゴムトッピング処理繊維コード（１２６０デニ
ールポリエステルすだれ織りコード、糸径０．７ｍｍ、
２５本／２５ｍｍ巾、厚さ１．０ｍｍ）を管軸に対し成
形角度５４°４４’で交互に１プライずつ、計２プライ
積層してゴム被覆繊維補強層（以下、補強コードとい
う。長さ４２０ｍｍ、厚さ２ｍｍ）を作った。次にこの
補強コードの上に、線径１０ｍｍのピッチ２５ｍｍのコ
イル状鋼線（有効巻数９、長さ２２５ｍｍ）を長手方向
全体にわたって配置した。このピッチ間をゴムシートで
埋めた後、その上に再び、前記繊維コードを２プライ積
層し、さらにその上に外面ゴム層（天然ゴム、硬度６０
°、厚さ２ｍｍ）を作った。この外面ゴム層の上の両端
部にフランジ（１００Ａ、ＪＩＳ１０Ｋ：外径２１０ｍ
ｍ、内径１１６ｍｍ、厚さ１８ｍｍ）を配置した。次
に、フランジを端部リングの内側へ押しやり、これに接
着した後、外面ゴム層と補強コードの端をフランジ締結
面に接着して、積層成形体を得た。そして、この成形体
を全長３００ｍｍにセットした状態のまま、その外周面
を布ラッピングで締め付けてから、加熱加硫（１４５℃
×６０分）を行ない、冷却した後、マンドレルを取り外
して、内径１００ｍｍ、長さ３００ｍｍの図２０に示す
の棒状フレキシブル継手サンプルを得た。

【００５６】実施例１および２で得られたホ−スサンプ
ルについて、内圧１０ｋｇｆ／ｃｍ²の条件下で、変位
（偏心）特性試験を比較例１および２とともに行ない、
それぞれ軸方向伸びおよび破断時の偏心量を測定した。
その結果を表１に示す。

【００５７】

【表１】

【００５８】表１から明らかなように、実施例１および
２で得られた本発明の偏心ホ−スは、比較例の従来継手
（ホ−ス）と比較して、材料力学的特性に大きな改良が
みられた。すなわち、本発明の偏心ホ−スは従来品に比
べ、従来品とほぼ同じ全長で、約５倍という大きな偏心
をさせることができた。これは、本発明の偏心ホ−スが
その繊維コ−ド角度が両端部で大きく、中央部で小さく
なるように構成され、加圧時に、それぞれが力学的に釣
合って胴壁の両端部の伸長および中央部の収縮を生じ、
これらが相乗して大きな変位量（偏心量）を生成するも
のと推測される。

【００５９】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明の偏心
ホ−スによれば、ホ−スの繊維コ−ド角度を両端部で大
きく、中央部でが小さくしたので、使用中の偏心ホ−ス
が建物の水平方向の変位、すなわち管軸直角方向の変位
を受けても、両端部の胴壁が伸びるととも中央部のそれ
が縮んで、この変位（偏心）応力に自在に追随できる結
果、従来品の数倍の偏心量にも耐えることができるよう
になった。

【００６０】また、両端部および中央部の胴壁の伸長お
よび収縮が打ち消し合うようにしてホ−スの長さが変化
せず、常に一定になるようにしたので、加圧、または偏
心時には相手側接続配管にこのホ−スによる伸長・収縮
の外力を加えることがなく、相手側配管を支持する必要
がなくなった。その結果、従来品にみられたような、相
手側配管を強く建物に固縛し、地震時の水平方向変位が
一箇所に集中して配管が剪断破壊されるといったような
事故を防止することができた。

【００６１】また、ホ−スの中央部に高硬度の中央ゴム
層、その中央両端部に鋼製リング、ビ−ドワイヤ−リン
グなどを設けて、胴壁を補強したので、従来にみられ
た、負圧時の中央部座屈や内圧が激しく変動する箇所に
使用した場合の、繊維コ−ド間の摩耗による損傷を著し
く軽減することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の偏心ホ−スの構成を示す部分破断側面
図である。

【図２】マンドレルに内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３】内面ゴム層にゴム被繊維補強層シ−トを巻回、
積層する状態を示す部分破断側面図である。

【図４】ゴム被覆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５】外面ゴム層とゴム被覆繊維補強層にフランジと
端部リングを配置した状態を示す部分破断側面図であ
る。

【図６】カラ−の部分破断側面図と断面図である。

【図７】積層成形管体の両端からカラ−を挿入して、拡
径した状態を示す部分縦断側面図である。

【図８】図７の拡径された積層成形体の繊維コ−ド角度
の状態の模示側面図である。

【図９】積層成形体の繊維コ−ド角度が拡径時から内圧
負荷後に変化する状態を示す部分破断模示側面図であ
る。

【図１０】両端部と中央部の伸び・縮みが打ち消し合う
ようにしたホ−スに内圧を負荷したときの、圧力と胴壁
の伸び・縮みの関係を示すグラフである。

【図１１】端部リングをゴム被覆繊維補強層と内面ゴム
層で固定した状態を示す部分縦断側面図である。

【図１２】フランジを端部リングを介して可とう部構成
部材と接合・固定した状態を示す部分縦断側面図であ
る。

【図１３】図８の拡径後の積層成形体にフランジと端部
リングを固定したときの繊維コ−ド角度の状態の部分破
断模示側面図である。

【図１４】ゴム被覆繊維補強層に中央ゴム層を設けた積
層成形体の構成を示す縦断要部側面図である。

【図１５】真空吸引成形装置の構成を示す縦断側面図で
ある。

【図１６】積層成形体に真空吸引成形装置を取り付けた
状態を示す縦断要部側面図である。

【図１７】中央部を真空吸引してくぼませた状態を示す
縦断要部側面図である。

【図１８】本発明の偏心ホ−スが加圧されて繊維コ−ド
角度がすべて釣合って均一な径になった状態の破断要部
模示側面図である。

【図１９】従来の耐震性可とう継手の構成を示す部分破
断側面図である。

【図２０】別の従来の耐震性可とう継手の構成を示す部
分破断側面図である。

【符号の説明】

１本発明の偏心ホ−ス２内面ゴム層２ａ、２ａ′内面ゴム層の端縁部３外面ゴム層３ａ、３ａ′外面ゴム層の端縁部４ゴム被覆繊維補強層４ａ、４ａ′ゴム被覆繊維補強層の端縁部５中央ゴム層６鋼製リング７端部リング８フランジ９カラ− １０、１２マンドレル１１真空吸引成形装置１３吸引口１４吸引孔１５、１５′溝１６、１６′ ０リング１７、１７′ スリ−ブ１８、１８′当てフランジＡ、Ｃホ−スの両端部Ｂホ−スの中央部Ｄ₀ 積層成形時のホ−スの外径Ｄ′拡径後のホ−スの両端部の外径Ｄ加圧後のホ−スの外径Ｌ拡径したホ−ス胴壁長さＰピッチＴ繊維方向ｌ₁ 拡径後のホ−ス両端部の長さｌ₂ 拡径後のホ−ス中央部の長さｌ′₁ 内圧負荷後のホ−ス両端部の長さｌ′₂ 内圧負荷後のホ−ス中央部の長さ △ｌホ−ス中央部の内圧負荷前後の縮みの差 △ｌ′ ホ−ス両端部の内圧負荷前後の伸びの差 ρ 内圧の値ｘｘ軸方向ｙｙ軸方向ｚｚ軸方向 α ホ−ス中央部の繊維コ−ド成形角度 α′ ホ−ス両端部の繊維コ−ド角度 δ 変位（偏心）量 θ 釣合角度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ // Ｂ２９Ｋ 9:00 105:08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内外面ゴム層間に繊維補強層が設けられ
て、形成される円筒状胴壁がフランジに固定されてなる
ホ−スにおいて、前記繊維補強層がゴムトッピング繊維
コ−ドから構成され、該繊維コ−ドの管軸に対する成形
角度がホ−スの両端部でホ−スの釣合角度より大きく、
中央部ではホ−スの釣合角度より小さく形成されている
ことを特徴とする地震対応型偏心ホ−ス。
【請求項２】ゴム被覆繊維補強層の中央部領域周面上
に高硬度ゴム層を設けた請求項１記載の地震対応型偏心
ホ−ス。
【請求項３】ゴム被覆繊維補強層の中央部領域の両端
部周面上に鋼製リングを配置した請求項１記載の地震対
応型偏心ホ−ス。
【請求項４】マンドルに内面ゴム層を形成し、該内面
ゴム層の外周面上にゴムトッピング繊維コ−ドを管軸に
対しホ−スの釣合角度より小さい成形角度で積層してゴ
ム被覆繊維補強層を形成し、該ゴム被覆繊維補強層の外
周面上に外面ゴム層を設け、該ゴム被覆繊維補強層およ
び外面ゴム層の両端部周面上に端部リングおよびフラン
ジを配置し、該円筒状積層体両端部の内面ゴム層および
マンドレルの間にカラ−を軸方向に挿入し、上記両端部
胴壁を外周方向に押し拡げて該両端部胴壁の繊維コ−ド
角度をホ−スの釣合角度より大きい角度に形成させ、前
記端部リングおよびフランジにゴム被覆繊維補強層およ
び内面ゴム層の端縁部を一体的に接合・成形し、さらに
加硫することを特徴とする地震対応型偏心ホ−スの製造
方法。
【請求項５】マンドレルに内面ゴム層を形成し、該内
面ゴム層の外周面上にゴムトッピング繊維コ−ドを管軸
に対しホ−スの釣合角度より大きい成形角度で積層して
ゴム被覆繊維補強層を形成し、該ゴム被覆繊維補強層の
外周面中央部に中央ゴム層を設け、該中央ゴム層および
ゴム被覆繊維補強層の外周面上に外面ゴム層を形成して
円筒状積層体を構成し、該外面ゴム層の両端縁部に端部
リングおよびフランジを配置・固定し、前記マンドレル
を引き抜いて、該積層体内筒部に円筒状真空吸引成形装
置を挿入するとともに、該真空吸引成形装置の両端部周
面上に当てフランジを端部リングの外側からフランジに
締結して配置し、該真空吸引成形装置を作動させなが
ら、スリ−ブおよび当てフランジを両側へそれぞれ所定
長さだけ引き出して、、円筒状積層体中央部の内径を真
空吸引成形装置のマンドレルの外径まで縮小させ、中央
部のゴム被覆繊維補強層繊維コ−ド角度をホ−スの釣合
角度より小さい角度に形成させ、さらに加硫することを
特徴とする地震対応型偏心ホ−スの製造方法。