消防ホースの結合金具
【課題】 消防ホースを引きずる時における障害物による結合金具の解除やホース加圧時における人の誤操作による結合金具の解除を防止することができ、かつ、付き加える部材も追加手間もなく、従来の優れた操作性を損なうことがなく、より効率かつ安全に消火活動を行える消防ホース用結合金具を提供すること。
【解決手段】 本発明の消防ホースの結合金具は、環状突部２３の差し金具用ホース接続部側端面２３ａには、斜面２３ｂを形成する係止ロック用溝２３ｃを設け、受け金具爪１７には、斜面２３ｂと当接する突起１７ｂを設けたことを特徴とする。
【解決手段】 本発明の消防ホースの結合金具は、環状突部２３の差し金具用ホース接続部側端面２３ａには、斜面２３ｂを形成する係止ロック用溝２３ｃを設け、受け金具爪１７には、斜面２３ｂと当接する突起１７ｂを設けたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消防ホースの結合金具に関し、特に脱落による危険を回避するための脱落防止機構を備えた消防ホースの結合金具に関する。
【背景技術】
【０００２】
消防隊による消火活動において、消防車から火点まで消防ホースを延長し、消火剤を確実に送る必要がある。
消防ホースと消防車の吐出口、消防ホースと放水ノズル、および消防ホース同士は結合金具によって連結されるものである。消防車からの加圧された水または泡がそれらを通して、放水ノズルに送られ、消火などのために放出される。
日本で販売される結合金具には、差込式、ねじ式、およびツイスト式があるが、差込式の町野式結合金具は構造が簡単で軽量であり、着脱の操作性が優れているため、ほとんどの消防隊で使用している。
【０００３】
図１２から図１４に町野式結合金具の構造を示す。
結合金具は、受け金具１０と差し金具２０とからなる。
差し金具２０は差し金具本体２１と押し輪２２とから構成される。差し金具本体２１の一方には、受け金具１０の受け金具爪１７との係止のための環状突部２３が設けられ、差し金具本体２１の他方には、鋸刃状断面からなる差し金具用ホース接続部２４が設けられている。押し輪２２は、受け金具爪１７を押しよけるための係止解除用円筒部２２ａと指で押す鍔状操作部２２ｂからなる。係止解除用円筒部２２ａの外径は、差し金具本体２１の環状突部２３の外径よりやや大きい。
【０００４】
受け金具１０は、受け金具本体１１と、受け金具締め輪１３、爪座１４、受け金具爪１７、爪ばね１５、ゴムバンド１６、およびＯリング１８から構成される。
受け金具締め輪１３、爪座１４、受け金具爪１７、爪ばね１５、ゴムバンド１６、およびＯリング１８は、受け金具本体１１の一方に配置される。受け金具本体１１の他方には、鋸刃状断面からなる受け金具用ホース接続部１２が設けられている。
受け金具爪１７は円周方向に等間隔で複数設けられ、受け金具１０の先端（一方の開口）に向けて斜面を持ち、また、爪座１４に沿って径方向にスライドできる。爪ばね１５は受け金具爪１７を常に中心方向に付勢している。
【０００５】
差し金具２０を受け金具１０に差し込む際、差し金具本体２１の先端（一方の開口）の縁は、受け金具爪１７の斜面に当り、爪ばね１５の力を抑え、受け金具爪１７を後退（外方向に移動）させる。よって、差し金具本体２１の先端は、受け金具本体１１の止め部１９まで進み、差し金具本体２１の外周面と受け金具本体１１の内周面とはＯリング１８によってシールされる。その際、差し金具本体２１の環状突部２３は、受け金具爪１７の位置を越えるため、受け金具爪１７は爪ばね１５の力により中心方向に付勢され、元の位置に戻り、結合が完了する。
【０００６】
結合された金具の解除は、押し輪２２を受け金具１０の方向、つまり差し金具本体２１の環状突部２３の方向に移動させることで行う。押し輪２２を移動させることで、係止解除用円筒部２２ａは受け金具爪１７の斜面に当り、受け金具爪１７を押しよけながら、差し金具２０の環状突部２３まで進む。よって、受け金具爪１７と環状突部２３との引っ掛かりが解消され、結合が解除される。
【０００７】
このように、町野式結合金具は簡単に結合及び解除できる。一方、良好な操作性を持つ反面、金具が結合しても、結合状態を解除する押し輪２２を固定する機構がないため、衝撃やホース移動時の引っ掛かりなどで押し輪２２が解除の方向に動き、受け金具爪１７が外され、ホース接続部２４が離脱してしまう可能性がある。実際、火災現場での消火活動中に放水ノズルとホースの結合金具が離脱したり、ホース延長時に結合金具への衝撃や、階段でホース延長した際に結合金具の押し輪２２が段差に掛かり、ホース接続部２４が離脱したりする場合がある。このような場合、送水が中断され、消火活動に支障が生じてくるだけではなく、結合部の離脱したホースが水の流れで暴れて、まわりの人に危害を加える危険もある。
また、訓練や消火活動中、ホースの圧力を抜かないまま結合金具を解除してしまうヒューマンエラーもあった。
要するに、水や圧縮空気で加圧された消防ホースの結合金具が外部の原因や人の操作ミスで不用意に解除されると、消火活動の支障になるだけでなく、操作者本人や周囲の人に危害を加えることもあるため、それを防ぐことが消防の課題である。
【０００８】
近年、水と泡の放射が簡単に切り替えられ、Ａ火災とＢ火災を効率よく対応できる圧縮空気泡消火システム（ＣＡＦＳ）を搭載する消防車が増えている。ＣＡＦＳ車は従来のポンプ車よりさまざまな火災に対応でき、効率よく消火できる反面、圧縮空気泡を使用しているため、結合金具が不用意に解除された場合、多くのエネルギーを持つ圧縮空気泡が噴出し、水の場合に比べ、周囲により大きい危害を与える可能性がある。従って、消防ホースの結合金具の不用意解除を防止することが急務である。
特許文献１は、押し輪２２が障害物に引っ掛かることにより結合が不用意に解除されることを防ぐ方法を提示している。つまり、差し金具２０と受け金具１０の外周に押し輪２２の外径よりも大きい外径を持つカバー部材を取り付けることにより、押し輪２２が地面や障害物に簡単に接触できない。
また特許文献２や特許文献３では、差し金具２０の押し輪２２と受け金具１０の締め輪との間に押し輪２２の動きを制限するロック部材を入れることにより、結合金具の不用意解除を防止する方法を提示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許３７４２００３号公報
【特許文献２】特開２０００−３２９２８０号公報
【特許文献３】特開２００４−１１８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１によると、結合金具の重量と体積が増え、操作性が損なわれ、コストも増加する。また、ヒューマンエラーによる結合の誤解除を防止することができない。
また、特許文献２や特許文献３では、ホースの移動中に押し輪が障害物に引っ掛かったことによる結合金具の離脱を防止することができるが、誤操作による不用意の離脱を防ぐことができない。また、ロック部材を取り付けることは、一刻一秒を争う消防活動にとっては、手間の掛かるものであり、ホースの操作性を損なうものである。さらに、ヒューマンエラーとして取り付け忘れることもあり得る。
【００１１】
本発明の解決しようとする課題は、上述した従来の技術の問題を解決し、消防ホースを引きずる時における障害物による結合金具の解除やホース加圧時における人の誤操作による結合金具の解除を防止することができ、かつ、付き加える部材も追加手間もなく、従来の優れた操作性を損なうことがなく、より効率かつ安全に消火活動を行える消防ホース用結合金具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載の本発明の消防ホースの結合金具は、差し金具と受け金具とからなり、前記差し金具が、一方に環状突部を、他方に差し金具用ホース接続部を、前記環状突部と前記差し金具用ホース接続部との間に摺動円筒部を、それぞれ設けた差し金具本体と、前記摺動円筒部でスライド可能な押し輪とを有し、前記受け金具が、一方に受け金具爪を、他方に受け金具用ホース接続部を、それぞれ設けた受け金具本体と、前記受け金具爪を前記受け金具本体の中心軸線の方向に付勢する爪ばねとを有し、前記環状突部を、前記受け金具爪を越える位置まで、前記受け金具本体の一方から挿入することで前記差し金具と前記受け金具を結合し、前記押し輪を、前記摺動円筒部に沿ってスライドさせて前記受け金具に挿入し、前記受け金具爪の係止解除用斜面に当接させ、前記押し輪によって前記係止解除用斜面を押圧することで前記受け金具爪を外方に押しよけて、前記受け金具爪と前記環状突部との係止を解除することで、前記差し金具と前記受け金具との結合を解除するように構成された消防ホースの結合金具において、前記環状突部の前記差し金具用ホース接続部側端面には、斜面を形成する係止ロック用溝を設け、前記受け金具爪には、前記斜面と当接する突起を設けたことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の消防ホースの結合金具において、前記摺動円筒部の外周面に本体側滑り止め溝を設けたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の消防ホースの結合金具において、前記押し輪の内周面の端部に押し輪側滑り止め溝を設けたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の消防ホースの結合金具において、前記突起を、三角形、台形、又は半円形の断面形状としたことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の消防ホースの結合金具において、前記差し金具の中心軸線に対する前記係止ロック用溝の前記斜面の角度をαとした時に、０°＜α＜９０°としたことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項５に記載の消防ホースの結合金具において、前記差し金具本体の中心軸線に対する前記係止解除用斜面の角度をβとした時に、β＜αとしたことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項３に記載の消防ホースの結合金具において、前記本体側滑り止め溝又は前記押し輪側滑り止め溝を、三角形、台形、又は波状の断面形状としたことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項２から請求項７のいずれかに記載の消防ホースの結合金具において、前記本体側滑り止め溝を横断するキー溝を形成し、前記キー溝の両端が前記本体側滑り止め溝の幅を超えるように付設したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上に示すように、本発明に係る消防ホースの結合金具によれば、従来の結合金具の優れた操作性を維持しながら、加圧時の誤操作による結合金具の離脱と、ホース移動中における障害物による結合金具の離脱を防ぐことができる。よって、結合金具の不用意の離脱によるホースの暴れなどの危険を回避でき、より安全で迅速な消防活動を実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例による消防ホースの結合金具を離脱させた状態の半断面図
【図２】同結合金具を結合させた状態の半断面図
【図３】同結合金具の要部断面図
【図４】同結合金具に用いる押し輪の半断面図
【図５】同結合金具の動作状態を示す要部断面図
【図６】本発明の他の実施例による消防ホースの結合金具に用いる差し金具の半断面図
【図７】同消防ホースの圧力と軸方向の引張力との関係を示すグラフ
【図８】本実施例の結合金具の係止のロックと解除に関わる力関係の模式図
【図９】従来の結合金具と本実施例の結合金具に対する解除力の実測値を示すグラフ
【図１０】人による結合金具の係止を解除する際の最大指力の測定値を示す図
【図１１】従来の結合金具と本実施例の結合金具の解除の状況を示す図
【図１２】従来の消防ホースの結合金具を離脱させた状態の半断面図
【図１３】同結合金具を結合させた状態の半断面図
【図１４】同結合金具の受け金具爪の拡大図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の第１の実施の形態による消防ホースの結合金具は、環状突部の差し金具用ホース接続部側端面には、斜面を形成する係止ロック用溝を設け、受け金具爪には、斜面と当接する突起を設けたものである。本実施の形態によれば、ホースが加圧されると、差し金具と受け金具が離脱の方向に動き、係止ロック用溝によって形成された斜面と受け金具爪に加工された突起による斜面が相互にかみ合い、結合状態がロックされるため、ホースの使用状態において、誤操作や外部の引っ掛かりなどによる不用意の離脱が防止できる。一方で、ホースが加圧されない未使用時には、ロックされないために離脱操作を容易に行うことができる。
【００１６】
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による消防ホースの結合金具において、摺動円筒部の外周面に本体側滑り止め溝を設けたものである。本実施の形態によれば、ホースの使用状態において、外部の引っ掛かりによる離脱を防止できる。
【００１７】
本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態による消防ホースの結合金具において、押し輪の内周面の端部に押し輪側滑り止め溝を設けたものである。本実施の形態によれば、ホースの使用状態において、外部の引っ掛かりによる離脱を更に確実に防止できる。
【００１８】
本発明の第４の実施の形態は、第１から第３の実施の形態による消防ホースの結合金具において、突起を、三角形、台形、又は半円形の断面形状としたものである。本実施の形態によれば、ホースの使用状態において、外部の引っ掛かりによる離脱を更に確実に防止できる。
【００１９】
本発明の第５の実施の形態は、第１から第４の実施の形態による消防ホースの結合金具において、差し金具の中心軸線に対する係止ロック用溝の斜面の角度をαとした時に、０°＜α＜９０°としたものである。本実施の形態によれば、係止ロック用溝の斜面の角度αの設定によってロックされる強さを調整できる。
【００２０】
本発明の第６の実施の形態は、第５の実施の形態による消防ホースの結合金具において、差し金具本体の中心軸線に対する係止解除用斜面の角度をβとした時に、β＜αとしたものである。本実施の形態によれば、結合の解除操作を容易に行うことができる。
【００２１】
本発明の第７の実施の形態は、第３の実施の形態による消防ホースの結合金具において、本体側滑り止め溝又は押し輪側滑り止め溝を、三角形、台形、又は波状の断面形状としたものである。本実施の形態によれば、外部の引っ掛かりによる離脱を更に確実に防止できる。
【００２２】
本発明の第８の実施の形態は、第２から第７の実施の形態による消防ホースの結合金具において、本体側滑り止め溝を横断するキー溝を形成し、前記キー溝の両端が前記本体側滑り止め溝の幅を超えるように付設したものである。本実施の形態によれば、キー溝に付着した砂や粉塵を除去する場合、ブラシや布等を溝に押し当てたまま、外周に沿って移動させることで、砂や粉塵を本体側滑り止め溝からキー溝に追い出し、容易に砂や粉塵を除去することができる。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明の一実施例による消防ホースの結合金具を図面に基づいて説明する。
図１は本実施例による消防ホースの結合金具を離脱させた状態（ただし押し輪を図示せず）の半断面図、図２は同実施例による消防ホースの結合金具を結合させた状態の半断面図、図３は同実施例による消防ホースの結合金具の要部断面図、図４は同実施例による消防ホースの結合金具に用いる押し輪の半断面図、図５は同実施例による消防ホースの結合金具の動作状態を示す要部断面図である。なお、従来例と同一機能部材には、同一符号を付して説明を一部省略する。
【００２４】
本実施例による消防ホースの結合金具は、差し金具２０と受け金具１０とからなる。
差し金具本体２１は、一方に環状突部２３を、他方に差し金具用ホース接続部２４を、環状突部２３と差し金具用ホース接続部２４との間に摺動円筒部２５をそれぞれ設けている。
図４に示す押し輪２２は、図１に示す摺動円筒部２５でスライド可能に設けている。
受け金具本体１１は、一方に受け金具爪１７を、他方に受け金具用ホース接続部１２をそれぞれ設けている。爪ばね１５は、受け金具爪１７を受け金具本体１１の中心軸線Ｘ１の方向に付勢する。
【００２５】
図２に示すように、差し金具２０と受け金具１０は、受け金具爪１７を越える位置まで、環状突部２３を、受け金具本体１１の一方の開口から挿入する。すなわち、差し金具本体２１の先端の環状突部２３は、受け金具爪１７の係止解除用斜面１７ａに当り、爪ばね１５の力を抑え、受け金具爪１７を後退させる。よって、環状突部２３の先端は受け金具本体１１の止め部１９まで進み、Ｏリング１８によってシールされる。その際、差し金具本体２１の環状突部２３は受け金具爪１７を越えるため、受け金具爪１７が爪ばね１５の力により中心軸線Ｘ１の方向に進み、元の位置に戻る。よって、差し金具本体２１の環状突部２３が受け金具爪１７に係止され、結合が完了する。
差し金具２０と受け金具１０との結合の解除は、押し輪２２を、摺動円筒部２５に沿ってスライドさせて受け金具１０に挿入し、受け金具爪１７の係止解除用斜面１７ａに当接させ、押し輪２２によって係止解除用斜面１７ａを押圧することで受け金具爪１７を外方に押しよけて、受け金具爪１７と環状突部２３との係止を解除することで行われる。
本実施例による消防ホースの結合金具は、環状突部２３の差し金具用ホース接続部側端面２３ａには、斜面２３ｂを形成する係止ロック用溝２３ｃを設け、受け金具爪１７には、斜面２３ｂと当接する突起１７ｂを設けている。
【００２６】
差し金具２０の中心軸線Ｘ２に対する係止ロック用溝２３ｃの斜面２３ｂの角度αは、０°＜α＜９０°の範囲であり、４５°としている。また、この斜面２３ｂと当接する突起１７ｂの斜面についても、係止ロック用溝２３ｃの斜面２３ｂの角度αと同じ角度としている。
差し金具本体２１の中心軸線Ｘ２に対する係止解除用斜面１７ａの角度をβとした時に、β＜αとしている。
受け金具爪１７は受け金具１０の円周方向に等間隔で３つ設けられ、受け金具１０の入口に向けて係止解除用斜面１７ａを持ち、また、爪座１４に沿って半径方向にスライドできる。爪ばね１５は受け金具爪１７に対して常に中心軸線Ｘ２の方向に動く力をかけている。
【００２７】
ホースが加圧されると、差し金具２０と受け金具１０が離脱の方向に動き、係止ロック用溝２３ｃによって形成された斜面２３ｂと受け金具爪１７に加工された突起１７ｂによる斜面が相互にかみ合い、結合状態がロックされる。
ホースに圧力が掛からない状態において、結合された金具を解除する時、従来の通り、押し輪２２の鍔状操作部２２ｂを指で受け金具１０の方向、つまり差し金具本体２１の環状突部２３の方向に押すと、押し輪２２の係止解除用円筒部２２ａは受け金具爪１７に加工された突起１７ｂによる斜面に当り、受け金具爪１７を押しよけながら、差し金具２０の環状突部２３まで進む。よって、受け金具爪１７と環状突部２３との引っ掛かりが解消され、結合が解除される。
また、ホースの非加圧時における結合金具の離脱対策として、押し輪２２の係止解除用円筒部２２ａの内周面の両端には、微細な溝による押し輪側滑り止め溝２２ｃを加工し、差し金具本体２１の摺動円筒部２５の外周面には、微細の溝による本体側滑り止め溝２５ａを加工した。
【００２８】
図５に示すように、押し輪２２の鍔状操作部２２ｂが障害物に引っ掛かり、押し輪２２が一方側の受力状態になると、係止解除用円筒部２２ａの先端の一方が浮き上がり、他方が差し金具本体２１の外周にくい込むようになる。また、係止解除用円筒部２２ａの後部も同様な現象が起きる。そこで押し輪側滑り止め溝２２ｃや本体側滑り止め溝２５ａを施すと、係止解除用円筒部２２ａの内周と差し金具本体２１が互いに係止できるようになり、一方に加えられた障害物の力は滑り止めの効果をもたらすようになる。よって、障害物による結合金具の不用意の離脱を防ぐことができる。
【００２９】
図６に、本発明の他の実施例による消防ホースの結合金具を示す。
図６は本実施例による消防ホースの結合金具に用いる差し金具の半断面図であり、押し輪を外した状態を示している。押し輪２２及び受け金具１０については上記実施例と同一であるので説明を省略する。また、従来例と同一機能部材には、同一符号を付して説明を一部省略する。
本実施例では、複数条の本体側滑り止め溝２５ａを横断するキー溝２５ｂを形成し、キー溝２５ｂの両端が本体側滑り止め溝２５ａの幅を超えるように付設している。
キー溝２５ｂに付着した砂や粉塵を除去する場合には、ブラシや布等を溝に押し当てたまま、外周に沿って移動させることで、砂や粉塵を本体側滑り止め溝２５ａからキー溝２５ｂに追い出し、容易に砂や粉塵を除去することができる。
【００３０】
図７にホース圧力（放水圧力）とホースの軸方向にかかった引張力との関係を示す。この引張力は結合金具を離脱させる方向に働く。放水圧力は一般的に０．３Mpａ以上であり、それに対応する呼称６５ｍｍと５０ｍｍのホースの引張力はそれぞれ７２０Ｎと１１００Ｎ以上である。係止ロック用溝２３ｃによって形成された斜面２３ｂと受け金具爪１７に加工された突起１７ｂによる斜面が相互にかみ合うことにより、このホース加圧時の引張力を利用して金具同士の結合状態をロックすることができる。
【００３１】
図８に結合金具の係止のロックと解除に関わる力関係の模式図を示す。Ｆ１はホースの加圧による発生した引張力である。Ｆ２はＦ１の分力で発生した力で、この力は爪を中心軸Ｘ２の方向に動く、つまり係止を解除しないように働く。Ｆ４は押し輪２２から受けた力である。また、Ｆ３はＦ４の分力で、係止を解除するように働く。Ｆ３とＦ２とが等しい時に釣り合いが保たれる。αを差し金具２０の中心軸線Ｘ２に対する係止ロック用溝２３ｃの斜面２３ｂの角度とすると、斜面２３ｂの角度αは、０°〜９０°の任意角度に加工することができる。また、差し金具本体２１の中心軸線Ｘ２に対する係止解除用斜面１７ａの角度をβとすると、係止解除用斜面１７ａの角度βは一定である。ここで、係止を解除する時の爪の動きを考えると、爪がF2の力でL2の距離を半径方向に移動し、それに伴い、F1の力を克服し、環状突部２３が軸方向にL1の距離を移動する。その際、仕事量として、F1×L1＝F2×L2となる。また、L１/L2＝ｔａｎ（９０−α）であるため、各力と角度との関係は以下の通りである。
Ｆ２／Ｆ１＝ｔａｎ（９０−α）・・・（１）
Ｆ４／Ｆ３＝ｔａｎβ・・・（２）
同様に、Ｆ３＝Ｆ２’ｔａｎβ＝ａ（ｃｏｎｓｔａｎt）、よって
Ｆ４＝ａＦ１ｔａｎ（９０−α）・・・（３）
【００３２】
式（３）のように、斜面２３ｂの角度αを変えることによって、一定圧力Ｆ１における解除力の大きさが変わる。従来の結合金具はロック用の溝がないため、αが９０°である。よって、ｔａｎ（９０−α）＝０、Ｆ４＝０である。すなわち、従来の構造では、圧力がかかった状態においても、爪ばね１５の力と係止面の摩擦抵抗力を克服するための力があれば結合を解除できる。
一方、αが０°になると、ｔａｎ（９０−α）が無限大になり、ホースの内圧に関係なく、係止の解除に必要な力Ｆ４は無限大になる。このように、斜面２３ｂの角度αを適切に設定すれば、それに対応する解除力が決まる。最小放射圧における結合金具の解除力（爪ばね力と摩擦力を含む）が人の指の力より大きく設定すれば、誤操作があっても、結合金具が不用意に解除されてしまうことが避けられる。また、ホースが加圧された状態で移動する際、たとえ障害物に引っ掛かっても、金具の結合が簡単に離脱することがない。
【００３３】
また、前記の対策だけでは、ホースが加圧されていない状態において、ホースの圧力を利用して結合金具をロックすることができないため、移動中に障害物による結合金具の離脱を防ぐことができない。そのため、押し輪２２の係止解除用円筒部２２ａの内周面の両端には、微細な溝による押し輪側滑り止め溝２２ｃを加工し、差し金具本体２１の摺動円筒部２５の外周面には、微細の溝による本体側滑り止め溝２５ａを形成している。
人が結合金具を解除する場合、両手の指で押し輪２２の鍔状操作部２２ｂを均等に押すことに対して、押し輪２２の鍔状操作部２２ｂが障害物に引っ掛かった場合では、鍔状操作部２２ｂの一方側が力を受ける状態となる。押し輪２２の係止解除用円筒部２２ａの内周と差し金具本体２１の外周との間にわずかな隙間があるため、一方の受力状態になると、図５のように、係止解除用円筒部２２ａの先端の一方が浮き上がり、他方が差し金具本体２１の外周にくい込むようになる。また、係止解除用円筒部２２ａの後部も同様な現象が起きる。そこで本体側滑り止め溝２５ａを形成することで、係止解除用円筒部２２ａの端面が係止できるが、係止解除用円筒部２２ａの内周面の両端に押し輪側滑り止め溝２２ｃを形成することで、互いの係止がより確実に行え、一方に加えられた障害物の力は滑り止めの効果をもたらすようになる。よって、障害物による結合金具の不用意の離脱を防ぐことができる。
【００３４】
図９に、従来の結合金具と本実施例の結合金具に対する解除力の実測値を示す。
本発明の有用性を実証するため、４５°の係止ロック用溝２３ｃの斜面２３ｂの角度αを有する結合金具を試作し、ホース圧を変化させて解除力を測定した。また、比較のため従来の結合金具の解除力も測定した。ここで解除力とは、差し金具２０と受け金具１０が結合した状態において、結合金具の係止を解除するために、押し輪２２の鍔状操作部２２ｂに加えた力の最大値を指す。ここに示された必要な解除力の測定値は爪ばね１５の力と摩擦力および斜面のかみ合いによるロック力の合計値である。
図９に示すように、ホースに圧力がかかっていない状態において、従来品と本実施例の解除力が同等である。一方、ホースの加圧状態において、その圧力の増大につれ、金具の結合解除に必要な力が増える。通常の最低使用圧力の０．３ＭＰａにおいて、本実施例の解除力は従来品の約６倍である。
【００３５】
図１０に、人による結合金具の係止を解除する際の最大指力の測定値を示す。
差し金具２０と受け金具１０の構造が異なるため、それを解除する時の操作者と結合金具の相対位置、つまり、差し金具２０側に立つか、または受け金具１０側に立つかによって、指の持ちやすさが変わり、それに伴って力の出し方も変わる。測定は同じ被験者に対して、二つの位置において測定を行った。また、測定対象として、一般人と消防士を分けて、それぞれのグループに対する測定を行った。その結果によると、結合金具を解除するための一般人の指力の最小値、最大値および平均値は、それぞれ１４０Ｎと５５０Ｎおよび３０８Ｎである。また、消防隊員の指力の最小値、最大値および平均値は、それぞれ１４９Ｎと６８０Ｎおよび３９８Ｎである。
その結果より、従来の結合金具を使用する場合、人によっては０．７ＭＰａのホース圧力においても結合金具の結合を解除することが可能である。それに対し、本発明の結合金具を使用する場合、人の指力で結合金具を解除できる限界圧力は約０．１１ＭＰａである。消火活動時の通常の最低使用圧力は０．３ＭＰａであるため、本実施例を利用すれば誤操作により結合金具の離脱を防止することができる。
【００３６】
図１１は従来品と本実施例の結合金具の押し輪が段差の引っ掛かりにより、金具の結合が解除されるかどうかを調べた結果である。また、ホースの加圧されない状態において、押し輪２２が段差に引っ掛かった時の状態も調べた。実験は新品の結合金具を使用してそれぞれ１０回を実施した。同様な引っ張る力において、従来品が１００％の確率で結合が解除されたことに対して、本実施例の解除確率は０％であった。本実施例では段差などの障害物に引っ掛かった際、不用意の離脱を防げることがわかる。
従って、本発明の有用性が実証される。
【符号の説明】
【００３７】
１０ 受け金具
１１ 受け金具本体
１２ 受け金具用ホース接続部
１５ 爪ばね
１７ 受け金具爪
１７ａ 係止解除用斜面
１７ｂ 突起
２０ 差し金具
２１ 差し金具本体
２２ 押し輪
２３ 環状突部
２３ａ 差し金具用ホース接続部側端面
２３ｂ 斜面
２３ｃ 係止ロック用溝
２４ 差し金具用ホース接続部
２５ 摺動円筒部
２５ａ 本体側滑り止め溝
２５ｂ キー溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消防ホースの結合金具に関し、特に脱落による危険を回避するための脱落防止機構を備えた消防ホースの結合金具に関する。
【背景技術】
【０００２】
消防隊による消火活動において、消防車から火点まで消防ホースを延長し、消火剤を確実に送る必要がある。
消防ホースと消防車の吐出口、消防ホースと放水ノズル、および消防ホース同士は結合金具によって連結されるものである。消防車からの加圧された水または泡がそれらを通して、放水ノズルに送られ、消火などのために放出される。
日本で販売される結合金具には、差込式、ねじ式、およびツイスト式があるが、差込式の町野式結合金具は構造が簡単で軽量であり、着脱の操作性が優れているため、ほとんどの消防隊で使用している。
【０００３】
図１２から図１４に町野式結合金具の構造を示す。
結合金具は、受け金具１０と差し金具２０とからなる。
差し金具２０は差し金具本体２１と押し輪２２とから構成される。差し金具本体２１の一方には、受け金具１０の受け金具爪１７との係止のための環状突部２３が設けられ、差し金具本体２１の他方には、鋸刃状断面からなる差し金具用ホース接続部２４が設けられている。押し輪２２は、受け金具爪１７を押しよけるための係止解除用円筒部２２ａと指で押す鍔状操作部２２ｂからなる。係止解除用円筒部２２ａの外径は、差し金具本体２１の環状突部２３の外径よりやや大きい。
【０００４】
受け金具１０は、受け金具本体１１と、受け金具締め輪１３、爪座１４、受け金具爪１７、爪ばね１５、ゴムバンド１６、およびＯリング１８から構成される。
受け金具締め輪１３、爪座１４、受け金具爪１７、爪ばね１５、ゴムバンド１６、およびＯリング１８は、受け金具本体１１の一方に配置される。受け金具本体１１の他方には、鋸刃状断面からなる受け金具用ホース接続部１２が設けられている。
受け金具爪１７は円周方向に等間隔で複数設けられ、受け金具１０の先端（一方の開口）に向けて斜面を持ち、また、爪座１４に沿って径方向にスライドできる。爪ばね１５は受け金具爪１７を常に中心方向に付勢している。
【０００５】
差し金具２０を受け金具１０に差し込む際、差し金具本体２１の先端（一方の開口）の縁は、受け金具爪１７の斜面に当り、爪ばね１５の力を抑え、受け金具爪１７を後退（外方向に移動）させる。よって、差し金具本体２１の先端は、受け金具本体１１の止め部１９まで進み、差し金具本体２１の外周面と受け金具本体１１の内周面とはＯリング１８によってシールされる。その際、差し金具本体２１の環状突部２３は、受け金具爪１７の位置を越えるため、受け金具爪１７は爪ばね１５の力により中心方向に付勢され、元の位置に戻り、結合が完了する。
【０００６】
結合された金具の解除は、押し輪２２を受け金具１０の方向、つまり差し金具本体２１の環状突部２３の方向に移動させることで行う。押し輪２２を移動させることで、係止解除用円筒部２２ａは受け金具爪１７の斜面に当り、受け金具爪１７を押しよけながら、差し金具２０の環状突部２３まで進む。よって、受け金具爪１７と環状突部２３との引っ掛かりが解消され、結合が解除される。
【０００７】
このように、町野式結合金具は簡単に結合及び解除できる。一方、良好な操作性を持つ反面、金具が結合しても、結合状態を解除する押し輪２２を固定する機構がないため、衝撃やホース移動時の引っ掛かりなどで押し輪２２が解除の方向に動き、受け金具爪１７が外され、ホース接続部２４が離脱してしまう可能性がある。実際、火災現場での消火活動中に放水ノズルとホースの結合金具が離脱したり、ホース延長時に結合金具への衝撃や、階段でホース延長した際に結合金具の押し輪２２が段差に掛かり、ホース接続部２４が離脱したりする場合がある。このような場合、送水が中断され、消火活動に支障が生じてくるだけではなく、結合部の離脱したホースが水の流れで暴れて、まわりの人に危害を加える危険もある。
また、訓練や消火活動中、ホースの圧力を抜かないまま結合金具を解除してしまうヒューマンエラーもあった。
要するに、水や圧縮空気で加圧された消防ホースの結合金具が外部の原因や人の操作ミスで不用意に解除されると、消火活動の支障になるだけでなく、操作者本人や周囲の人に危害を加えることもあるため、それを防ぐことが消防の課題である。
【０００８】
近年、水と泡の放射が簡単に切り替えられ、Ａ火災とＢ火災を効率よく対応できる圧縮空気泡消火システム（ＣＡＦＳ）を搭載する消防車が増えている。ＣＡＦＳ車は従来のポンプ車よりさまざまな火災に対応でき、効率よく消火できる反面、圧縮空気泡を使用しているため、結合金具が不用意に解除された場合、多くのエネルギーを持つ圧縮空気泡が噴出し、水の場合に比べ、周囲により大きい危害を与える可能性がある。従って、消防ホースの結合金具の不用意解除を防止することが急務である。
特許文献１は、押し輪２２が障害物に引っ掛かることにより結合が不用意に解除されることを防ぐ方法を提示している。つまり、差し金具２０と受け金具１０の外周に押し輪２２の外径よりも大きい外径を持つカバー部材を取り付けることにより、押し輪２２が地面や障害物に簡単に接触できない。
また特許文献２や特許文献３では、差し金具２０の押し輪２２と受け金具１０の締め輪との間に押し輪２２の動きを制限するロック部材を入れることにより、結合金具の不用意解除を防止する方法を提示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許３７４２００３号公報
【特許文献２】特開２０００−３２９２８０号公報
【特許文献３】特開２００４−１１８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１によると、結合金具の重量と体積が増え、操作性が損なわれ、コストも増加する。また、ヒューマンエラーによる結合の誤解除を防止することができない。
また、特許文献２や特許文献３では、ホースの移動中に押し輪が障害物に引っ掛かったことによる結合金具の離脱を防止することができるが、誤操作による不用意の離脱を防ぐことができない。また、ロック部材を取り付けることは、一刻一秒を争う消防活動にとっては、手間の掛かるものであり、ホースの操作性を損なうものである。さらに、ヒューマンエラーとして取り付け忘れることもあり得る。
【００１１】
本発明の解決しようとする課題は、上述した従来の技術の問題を解決し、消防ホースを引きずる時における障害物による結合金具の解除やホース加圧時における人の誤操作による結合金具の解除を防止することができ、かつ、付き加える部材も追加手間もなく、従来の優れた操作性を損なうことがなく、より効率かつ安全に消火活動を行える消防ホース用結合金具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載の本発明の消防ホースの結合金具は、差し金具と受け金具とからなり、前記差し金具が、一方に環状突部を、他方に差し金具用ホース接続部を、前記環状突部と前記差し金具用ホース接続部との間に摺動円筒部を、それぞれ設けた差し金具本体と、前記摺動円筒部でスライド可能な押し輪とを有し、前記受け金具が、一方に受け金具爪を、他方に受け金具用ホース接続部を、それぞれ設けた受け金具本体と、前記受け金具爪を前記受け金具本体の中心軸線の方向に付勢する爪ばねとを有し、前記環状突部を、前記受け金具爪を越える位置まで、前記受け金具本体の一方から挿入することで前記差し金具と前記受け金具を結合し、前記押し輪を、前記摺動円筒部に沿ってスライドさせて前記受け金具に挿入し、前記受け金具爪の係止解除用斜面に当接させ、前記押し輪によって前記係止解除用斜面を押圧することで前記受け金具爪を外方に押しよけて、前記受け金具爪と前記環状突部との係止を解除することで、前記差し金具と前記受け金具との結合を解除するように構成された消防ホースの結合金具において、前記環状突部の前記差し金具用ホース接続部側端面には、斜面を形成する係止ロック用溝を設け、前記受け金具爪には、前記斜面と当接する突起を設けたことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の消防ホースの結合金具において、前記摺動円筒部の外周面に本体側滑り止め溝を設けたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の消防ホースの結合金具において、前記押し輪の内周面の端部に押し輪側滑り止め溝を設けたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の消防ホースの結合金具において、前記突起を、三角形、台形、又は半円形の断面形状としたことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の消防ホースの結合金具において、前記差し金具の中心軸線に対する前記係止ロック用溝の前記斜面の角度をαとした時に、０°＜α＜９０°としたことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項５に記載の消防ホースの結合金具において、前記差し金具本体の中心軸線に対する前記係止解除用斜面の角度をβとした時に、β＜αとしたことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項３に記載の消防ホースの結合金具において、前記本体側滑り止め溝又は前記押し輪側滑り止め溝を、三角形、台形、又は波状の断面形状としたことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項２から請求項７のいずれかに記載の消防ホースの結合金具において、前記本体側滑り止め溝を横断するキー溝を形成し、前記キー溝の両端が前記本体側滑り止め溝の幅を超えるように付設したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上に示すように、本発明に係る消防ホースの結合金具によれば、従来の結合金具の優れた操作性を維持しながら、加圧時の誤操作による結合金具の離脱と、ホース移動中における障害物による結合金具の離脱を防ぐことができる。よって、結合金具の不用意の離脱によるホースの暴れなどの危険を回避でき、より安全で迅速な消防活動を実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例による消防ホースの結合金具を離脱させた状態の半断面図
【図２】同結合金具を結合させた状態の半断面図
【図３】同結合金具の要部断面図
【図４】同結合金具に用いる押し輪の半断面図
【図５】同結合金具の動作状態を示す要部断面図
【図６】本発明の他の実施例による消防ホースの結合金具に用いる差し金具の半断面図
【図７】同消防ホースの圧力と軸方向の引張力との関係を示すグラフ
【図８】本実施例の結合金具の係止のロックと解除に関わる力関係の模式図
【図９】従来の結合金具と本実施例の結合金具に対する解除力の実測値を示すグラフ
【図１０】人による結合金具の係止を解除する際の最大指力の測定値を示す図
【図１１】従来の結合金具と本実施例の結合金具の解除の状況を示す図
【図１２】従来の消防ホースの結合金具を離脱させた状態の半断面図
【図１３】同結合金具を結合させた状態の半断面図
【図１４】同結合金具の受け金具爪の拡大図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の第１の実施の形態による消防ホースの結合金具は、環状突部の差し金具用ホース接続部側端面には、斜面を形成する係止ロック用溝を設け、受け金具爪には、斜面と当接する突起を設けたものである。本実施の形態によれば、ホースが加圧されると、差し金具と受け金具が離脱の方向に動き、係止ロック用溝によって形成された斜面と受け金具爪に加工された突起による斜面が相互にかみ合い、結合状態がロックされるため、ホースの使用状態において、誤操作や外部の引っ掛かりなどによる不用意の離脱が防止できる。一方で、ホースが加圧されない未使用時には、ロックされないために離脱操作を容易に行うことができる。
【００１６】
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による消防ホースの結合金具において、摺動円筒部の外周面に本体側滑り止め溝を設けたものである。本実施の形態によれば、ホースの使用状態において、外部の引っ掛かりによる離脱を防止できる。
【００１７】
本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態による消防ホースの結合金具において、押し輪の内周面の端部に押し輪側滑り止め溝を設けたものである。本実施の形態によれば、ホースの使用状態において、外部の引っ掛かりによる離脱を更に確実に防止できる。
【００１８】
本発明の第４の実施の形態は、第１から第３の実施の形態による消防ホースの結合金具において、突起を、三角形、台形、又は半円形の断面形状としたものである。本実施の形態によれば、ホースの使用状態において、外部の引っ掛かりによる離脱を更に確実に防止できる。
【００１９】
本発明の第５の実施の形態は、第１から第４の実施の形態による消防ホースの結合金具において、差し金具の中心軸線に対する係止ロック用溝の斜面の角度をαとした時に、０°＜α＜９０°としたものである。本実施の形態によれば、係止ロック用溝の斜面の角度αの設定によってロックされる強さを調整できる。
【００２０】
本発明の第６の実施の形態は、第５の実施の形態による消防ホースの結合金具において、差し金具本体の中心軸線に対する係止解除用斜面の角度をβとした時に、β＜αとしたものである。本実施の形態によれば、結合の解除操作を容易に行うことができる。
【００２１】
本発明の第７の実施の形態は、第３の実施の形態による消防ホースの結合金具において、本体側滑り止め溝又は押し輪側滑り止め溝を、三角形、台形、又は波状の断面形状としたものである。本実施の形態によれば、外部の引っ掛かりによる離脱を更に確実に防止できる。
【００２２】
本発明の第８の実施の形態は、第２から第７の実施の形態による消防ホースの結合金具において、本体側滑り止め溝を横断するキー溝を形成し、前記キー溝の両端が前記本体側滑り止め溝の幅を超えるように付設したものである。本実施の形態によれば、キー溝に付着した砂や粉塵を除去する場合、ブラシや布等を溝に押し当てたまま、外周に沿って移動させることで、砂や粉塵を本体側滑り止め溝からキー溝に追い出し、容易に砂や粉塵を除去することができる。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明の一実施例による消防ホースの結合金具を図面に基づいて説明する。
図１は本実施例による消防ホースの結合金具を離脱させた状態（ただし押し輪を図示せず）の半断面図、図２は同実施例による消防ホースの結合金具を結合させた状態の半断面図、図３は同実施例による消防ホースの結合金具の要部断面図、図４は同実施例による消防ホースの結合金具に用いる押し輪の半断面図、図５は同実施例による消防ホースの結合金具の動作状態を示す要部断面図である。なお、従来例と同一機能部材には、同一符号を付して説明を一部省略する。
【００２４】
本実施例による消防ホースの結合金具は、差し金具２０と受け金具１０とからなる。
差し金具本体２１は、一方に環状突部２３を、他方に差し金具用ホース接続部２４を、環状突部２３と差し金具用ホース接続部２４との間に摺動円筒部２５をそれぞれ設けている。
図４に示す押し輪２２は、図１に示す摺動円筒部２５でスライド可能に設けている。
受け金具本体１１は、一方に受け金具爪１７を、他方に受け金具用ホース接続部１２をそれぞれ設けている。爪ばね１５は、受け金具爪１７を受け金具本体１１の中心軸線Ｘ１の方向に付勢する。
【００２５】
図２に示すように、差し金具２０と受け金具１０は、受け金具爪１７を越える位置まで、環状突部２３を、受け金具本体１１の一方の開口から挿入する。すなわち、差し金具本体２１の先端の環状突部２３は、受け金具爪１７の係止解除用斜面１７ａに当り、爪ばね１５の力を抑え、受け金具爪１７を後退させる。よって、環状突部２３の先端は受け金具本体１１の止め部１９まで進み、Ｏリング１８によってシールされる。その際、差し金具本体２１の環状突部２３は受け金具爪１７を越えるため、受け金具爪１７が爪ばね１５の力により中心軸線Ｘ１の方向に進み、元の位置に戻る。よって、差し金具本体２１の環状突部２３が受け金具爪１７に係止され、結合が完了する。
差し金具２０と受け金具１０との結合の解除は、押し輪２２を、摺動円筒部２５に沿ってスライドさせて受け金具１０に挿入し、受け金具爪１７の係止解除用斜面１７ａに当接させ、押し輪２２によって係止解除用斜面１７ａを押圧することで受け金具爪１７を外方に押しよけて、受け金具爪１７と環状突部２３との係止を解除することで行われる。
本実施例による消防ホースの結合金具は、環状突部２３の差し金具用ホース接続部側端面２３ａには、斜面２３ｂを形成する係止ロック用溝２３ｃを設け、受け金具爪１７には、斜面２３ｂと当接する突起１７ｂを設けている。
【００２６】
差し金具２０の中心軸線Ｘ２に対する係止ロック用溝２３ｃの斜面２３ｂの角度αは、０°＜α＜９０°の範囲であり、４５°としている。また、この斜面２３ｂと当接する突起１７ｂの斜面についても、係止ロック用溝２３ｃの斜面２３ｂの角度αと同じ角度としている。
差し金具本体２１の中心軸線Ｘ２に対する係止解除用斜面１７ａの角度をβとした時に、β＜αとしている。
受け金具爪１７は受け金具１０の円周方向に等間隔で３つ設けられ、受け金具１０の入口に向けて係止解除用斜面１７ａを持ち、また、爪座１４に沿って半径方向にスライドできる。爪ばね１５は受け金具爪１７に対して常に中心軸線Ｘ２の方向に動く力をかけている。
【００２７】
ホースが加圧されると、差し金具２０と受け金具１０が離脱の方向に動き、係止ロック用溝２３ｃによって形成された斜面２３ｂと受け金具爪１７に加工された突起１７ｂによる斜面が相互にかみ合い、結合状態がロックされる。
ホースに圧力が掛からない状態において、結合された金具を解除する時、従来の通り、押し輪２２の鍔状操作部２２ｂを指で受け金具１０の方向、つまり差し金具本体２１の環状突部２３の方向に押すと、押し輪２２の係止解除用円筒部２２ａは受け金具爪１７に加工された突起１７ｂによる斜面に当り、受け金具爪１７を押しよけながら、差し金具２０の環状突部２３まで進む。よって、受け金具爪１７と環状突部２３との引っ掛かりが解消され、結合が解除される。
また、ホースの非加圧時における結合金具の離脱対策として、押し輪２２の係止解除用円筒部２２ａの内周面の両端には、微細な溝による押し輪側滑り止め溝２２ｃを加工し、差し金具本体２１の摺動円筒部２５の外周面には、微細の溝による本体側滑り止め溝２５ａを加工した。
【００２８】
図５に示すように、押し輪２２の鍔状操作部２２ｂが障害物に引っ掛かり、押し輪２２が一方側の受力状態になると、係止解除用円筒部２２ａの先端の一方が浮き上がり、他方が差し金具本体２１の外周にくい込むようになる。また、係止解除用円筒部２２ａの後部も同様な現象が起きる。そこで押し輪側滑り止め溝２２ｃや本体側滑り止め溝２５ａを施すと、係止解除用円筒部２２ａの内周と差し金具本体２１が互いに係止できるようになり、一方に加えられた障害物の力は滑り止めの効果をもたらすようになる。よって、障害物による結合金具の不用意の離脱を防ぐことができる。
【００２９】
図６に、本発明の他の実施例による消防ホースの結合金具を示す。
図６は本実施例による消防ホースの結合金具に用いる差し金具の半断面図であり、押し輪を外した状態を示している。押し輪２２及び受け金具１０については上記実施例と同一であるので説明を省略する。また、従来例と同一機能部材には、同一符号を付して説明を一部省略する。
本実施例では、複数条の本体側滑り止め溝２５ａを横断するキー溝２５ｂを形成し、キー溝２５ｂの両端が本体側滑り止め溝２５ａの幅を超えるように付設している。
キー溝２５ｂに付着した砂や粉塵を除去する場合には、ブラシや布等を溝に押し当てたまま、外周に沿って移動させることで、砂や粉塵を本体側滑り止め溝２５ａからキー溝２５ｂに追い出し、容易に砂や粉塵を除去することができる。
【００３０】
図７にホース圧力（放水圧力）とホースの軸方向にかかった引張力との関係を示す。この引張力は結合金具を離脱させる方向に働く。放水圧力は一般的に０．３Mpａ以上であり、それに対応する呼称６５ｍｍと５０ｍｍのホースの引張力はそれぞれ７２０Ｎと１１００Ｎ以上である。係止ロック用溝２３ｃによって形成された斜面２３ｂと受け金具爪１７に加工された突起１７ｂによる斜面が相互にかみ合うことにより、このホース加圧時の引張力を利用して金具同士の結合状態をロックすることができる。
【００３１】
図８に結合金具の係止のロックと解除に関わる力関係の模式図を示す。Ｆ１はホースの加圧による発生した引張力である。Ｆ２はＦ１の分力で発生した力で、この力は爪を中心軸Ｘ２の方向に動く、つまり係止を解除しないように働く。Ｆ４は押し輪２２から受けた力である。また、Ｆ３はＦ４の分力で、係止を解除するように働く。Ｆ３とＦ２とが等しい時に釣り合いが保たれる。αを差し金具２０の中心軸線Ｘ２に対する係止ロック用溝２３ｃの斜面２３ｂの角度とすると、斜面２３ｂの角度αは、０°〜９０°の任意角度に加工することができる。また、差し金具本体２１の中心軸線Ｘ２に対する係止解除用斜面１７ａの角度をβとすると、係止解除用斜面１７ａの角度βは一定である。ここで、係止を解除する時の爪の動きを考えると、爪がF2の力でL2の距離を半径方向に移動し、それに伴い、F1の力を克服し、環状突部２３が軸方向にL1の距離を移動する。その際、仕事量として、F1×L1＝F2×L2となる。また、L１/L2＝ｔａｎ（９０−α）であるため、各力と角度との関係は以下の通りである。
Ｆ２／Ｆ１＝ｔａｎ（９０−α）・・・（１）
Ｆ４／Ｆ３＝ｔａｎβ・・・（２）
同様に、Ｆ３＝Ｆ２’ｔａｎβ＝ａ（ｃｏｎｓｔａｎt）、よって
Ｆ４＝ａＦ１ｔａｎ（９０−α）・・・（３）
【００３２】
式（３）のように、斜面２３ｂの角度αを変えることによって、一定圧力Ｆ１における解除力の大きさが変わる。従来の結合金具はロック用の溝がないため、αが９０°である。よって、ｔａｎ（９０−α）＝０、Ｆ４＝０である。すなわち、従来の構造では、圧力がかかった状態においても、爪ばね１５の力と係止面の摩擦抵抗力を克服するための力があれば結合を解除できる。
一方、αが０°になると、ｔａｎ（９０−α）が無限大になり、ホースの内圧に関係なく、係止の解除に必要な力Ｆ４は無限大になる。このように、斜面２３ｂの角度αを適切に設定すれば、それに対応する解除力が決まる。最小放射圧における結合金具の解除力（爪ばね力と摩擦力を含む）が人の指の力より大きく設定すれば、誤操作があっても、結合金具が不用意に解除されてしまうことが避けられる。また、ホースが加圧された状態で移動する際、たとえ障害物に引っ掛かっても、金具の結合が簡単に離脱することがない。
【００３３】
また、前記の対策だけでは、ホースが加圧されていない状態において、ホースの圧力を利用して結合金具をロックすることができないため、移動中に障害物による結合金具の離脱を防ぐことができない。そのため、押し輪２２の係止解除用円筒部２２ａの内周面の両端には、微細な溝による押し輪側滑り止め溝２２ｃを加工し、差し金具本体２１の摺動円筒部２５の外周面には、微細の溝による本体側滑り止め溝２５ａを形成している。
人が結合金具を解除する場合、両手の指で押し輪２２の鍔状操作部２２ｂを均等に押すことに対して、押し輪２２の鍔状操作部２２ｂが障害物に引っ掛かった場合では、鍔状操作部２２ｂの一方側が力を受ける状態となる。押し輪２２の係止解除用円筒部２２ａの内周と差し金具本体２１の外周との間にわずかな隙間があるため、一方の受力状態になると、図５のように、係止解除用円筒部２２ａの先端の一方が浮き上がり、他方が差し金具本体２１の外周にくい込むようになる。また、係止解除用円筒部２２ａの後部も同様な現象が起きる。そこで本体側滑り止め溝２５ａを形成することで、係止解除用円筒部２２ａの端面が係止できるが、係止解除用円筒部２２ａの内周面の両端に押し輪側滑り止め溝２２ｃを形成することで、互いの係止がより確実に行え、一方に加えられた障害物の力は滑り止めの効果をもたらすようになる。よって、障害物による結合金具の不用意の離脱を防ぐことができる。
【００３４】
図９に、従来の結合金具と本実施例の結合金具に対する解除力の実測値を示す。
本発明の有用性を実証するため、４５°の係止ロック用溝２３ｃの斜面２３ｂの角度αを有する結合金具を試作し、ホース圧を変化させて解除力を測定した。また、比較のため従来の結合金具の解除力も測定した。ここで解除力とは、差し金具２０と受け金具１０が結合した状態において、結合金具の係止を解除するために、押し輪２２の鍔状操作部２２ｂに加えた力の最大値を指す。ここに示された必要な解除力の測定値は爪ばね１５の力と摩擦力および斜面のかみ合いによるロック力の合計値である。
図９に示すように、ホースに圧力がかかっていない状態において、従来品と本実施例の解除力が同等である。一方、ホースの加圧状態において、その圧力の増大につれ、金具の結合解除に必要な力が増える。通常の最低使用圧力の０．３ＭＰａにおいて、本実施例の解除力は従来品の約６倍である。
【００３５】
図１０に、人による結合金具の係止を解除する際の最大指力の測定値を示す。
差し金具２０と受け金具１０の構造が異なるため、それを解除する時の操作者と結合金具の相対位置、つまり、差し金具２０側に立つか、または受け金具１０側に立つかによって、指の持ちやすさが変わり、それに伴って力の出し方も変わる。測定は同じ被験者に対して、二つの位置において測定を行った。また、測定対象として、一般人と消防士を分けて、それぞれのグループに対する測定を行った。その結果によると、結合金具を解除するための一般人の指力の最小値、最大値および平均値は、それぞれ１４０Ｎと５５０Ｎおよび３０８Ｎである。また、消防隊員の指力の最小値、最大値および平均値は、それぞれ１４９Ｎと６８０Ｎおよび３９８Ｎである。
その結果より、従来の結合金具を使用する場合、人によっては０．７ＭＰａのホース圧力においても結合金具の結合を解除することが可能である。それに対し、本発明の結合金具を使用する場合、人の指力で結合金具を解除できる限界圧力は約０．１１ＭＰａである。消火活動時の通常の最低使用圧力は０．３ＭＰａであるため、本実施例を利用すれば誤操作により結合金具の離脱を防止することができる。
【００３６】
図１１は従来品と本実施例の結合金具の押し輪が段差の引っ掛かりにより、金具の結合が解除されるかどうかを調べた結果である。また、ホースの加圧されない状態において、押し輪２２が段差に引っ掛かった時の状態も調べた。実験は新品の結合金具を使用してそれぞれ１０回を実施した。同様な引っ張る力において、従来品が１００％の確率で結合が解除されたことに対して、本実施例の解除確率は０％であった。本実施例では段差などの障害物に引っ掛かった際、不用意の離脱を防げることがわかる。
従って、本発明の有用性が実証される。
【符号の説明】
【００３７】
１０ 受け金具
１１ 受け金具本体
１２ 受け金具用ホース接続部
１５ 爪ばね
１７ 受け金具爪
１７ａ 係止解除用斜面
１７ｂ 突起
２０ 差し金具
２１ 差し金具本体
２２ 押し輪
２３ 環状突部
２３ａ 差し金具用ホース接続部側端面
２３ｂ 斜面
２３ｃ 係止ロック用溝
２４ 差し金具用ホース接続部
２５ 摺動円筒部
２５ａ 本体側滑り止め溝
２５ｂ キー溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
差し金具と受け金具とからなり、
前記差し金具が、
一方に環状突部を、他方に差し金具用ホース接続部を、前記環状突部と前記差し金具用ホース接続部との間に摺動円筒部を、それぞれ設けた差し金具本体と、
前記摺動円筒部でスライド可能な押し輪と
を有し、
前記受け金具が、
一方に受け金具爪を、他方に受け金具用ホース接続部を、それぞれ設けた受け金具本体と、
前記受け金具爪を前記受け金具本体の中心軸線の方向に付勢する爪ばねと
を有し、
前記環状突部を、前記受け金具爪を越える位置まで、前記受け金具本体の一方から挿入することで前記差し金具と前記受け金具を結合し、
前記押し輪を、前記摺動円筒部に沿ってスライドさせて前記受け金具に挿入し、前記受け金具爪の係止解除用斜面に当接させ、前記押し輪によって前記係止解除用斜面を押圧することで前記受け金具爪を外方に押しよけて、前記受け金具爪と前記環状突部との係止を解除することで、前記差し金具と前記受け金具との結合を解除するように構成された消防ホースの結合金具において、
前記環状突部の前記差し金具用ホース接続部側端面には、斜面を形成する係止ロック用溝を設け、
前記受け金具爪には、前記斜面と当接する突起を設けたことを特徴とする消防ホースの結合金具。
【請求項２】
前記摺動円筒部の外周面に本体側滑り止め溝を設けたことを特徴とする請求項１に記載の消防ホースの結合金具。
【請求項３】
前記押し輪の内周面の端部に押し輪側滑り止め溝を設けたことを特徴とする請求項２に記載の消防ホースの結合金具。
【請求項４】
前記突起を、三角形、台形、又は半円形の断面形状としたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の消防ホースの結合金具。
【請求項５】
前記差し金具の中心軸線に対する前記係止ロック用溝の前記斜面の角度をαとした時に、０°＜α＜９０°としたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の消防ホースの結合金具。
【請求項６】
前記差し金具本体の中心軸線に対する前記係止解除用斜面の角度をβとした時に、β＜αとしたことを特徴とする請求項５に記載の消防ホースの結合金具。
【請求項７】
前記本体側滑り止め溝又は前記押し輪側滑り止め溝を、三角形、台形、又は波状の断面形状としたことを特徴とする請求項３に記載の消防ホースの結合金具。
【請求項８】
前記本体側滑り止め溝を横断するキー溝を形成し、前記キー溝の両端が前記本体側滑り止め溝の幅を超えるように付設したことを特徴とする請求項２から請求項７のいずれかに記載の消防ホースの結合金具。
【請求項１】
差し金具と受け金具とからなり、
前記差し金具が、
一方に環状突部を、他方に差し金具用ホース接続部を、前記環状突部と前記差し金具用ホース接続部との間に摺動円筒部を、それぞれ設けた差し金具本体と、
前記摺動円筒部でスライド可能な押し輪と
を有し、
前記受け金具が、
一方に受け金具爪を、他方に受け金具用ホース接続部を、それぞれ設けた受け金具本体と、
前記受け金具爪を前記受け金具本体の中心軸線の方向に付勢する爪ばねと
を有し、
前記環状突部を、前記受け金具爪を越える位置まで、前記受け金具本体の一方から挿入することで前記差し金具と前記受け金具を結合し、
前記押し輪を、前記摺動円筒部に沿ってスライドさせて前記受け金具に挿入し、前記受け金具爪の係止解除用斜面に当接させ、前記押し輪によって前記係止解除用斜面を押圧することで前記受け金具爪を外方に押しよけて、前記受け金具爪と前記環状突部との係止を解除することで、前記差し金具と前記受け金具との結合を解除するように構成された消防ホースの結合金具において、
前記環状突部の前記差し金具用ホース接続部側端面には、斜面を形成する係止ロック用溝を設け、
前記受け金具爪には、前記斜面と当接する突起を設けたことを特徴とする消防ホースの結合金具。
【請求項２】
前記摺動円筒部の外周面に本体側滑り止め溝を設けたことを特徴とする請求項１に記載の消防ホースの結合金具。
【請求項３】
前記押し輪の内周面の端部に押し輪側滑り止め溝を設けたことを特徴とする請求項２に記載の消防ホースの結合金具。
【請求項４】
前記突起を、三角形、台形、又は半円形の断面形状としたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の消防ホースの結合金具。
【請求項５】
前記差し金具の中心軸線に対する前記係止ロック用溝の前記斜面の角度をαとした時に、０°＜α＜９０°としたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の消防ホースの結合金具。
【請求項６】
前記差し金具本体の中心軸線に対する前記係止解除用斜面の角度をβとした時に、β＜αとしたことを特徴とする請求項５に記載の消防ホースの結合金具。
【請求項７】
前記本体側滑り止め溝又は前記押し輪側滑り止め溝を、三角形、台形、又は波状の断面形状としたことを特徴とする請求項３に記載の消防ホースの結合金具。
【請求項８】
前記本体側滑り止め溝を横断するキー溝を形成し、前記キー溝の両端が前記本体側滑り止め溝の幅を超えるように付設したことを特徴とする請求項２から請求項７のいずれかに記載の消防ホースの結合金具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−５０１４３（Ｐ２０１３−５０１４３Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８７５８０（Ｐ２０１１−１８７５８０）
【出願日】平成２３年８月３０日（２０１１．８．３０）
【出願人】（０００１９２０７３）株式会社モリタホールディングス (80)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３０日（２０１１．８．３０）
【出願人】（０００１９２０７３）株式会社モリタホールディングス (80)
【Ｆターム（参考）】
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