JP2008128394A - 伸縮性ホース及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ホースに生じていた通気抵抗の悪化の原因となるホース壁の縮み癖を防止でき、さらには、ホースの自立性を改善できるような、無負荷時に最大伸張状態となる伸縮性ホースを提供する。本伸縮性ホースは、通気抵抗が少なく、運搬性、施工性に優れる。
【解決手段】 無負荷状態で第１のピッチとなるように螺旋状の芯材３を予備成形する。ホースの最大伸張状態において前記芯材３が軸方向に圧縮され第２のピッチとなるように、前記芯材３と柔軟なホース壁２ａとを一体化して、伸縮性ホース１を成形する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、住宅やビルの空調設備に接続される空調用のホース、汎用の送排気用のホース、掃除機用のホースとして用いられるホースに関する。特に、ホースの無負荷時にホースが最大伸長状態となるようにした伸縮性ホース及びその製造方法に関するものである。

従来、この種の伸縮性ホースとしては、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、弾性コイル芯材が無負荷状態で自由長さにある時に、経糸を張設固着するとともに緯糸を巻回して製造したホースが記載されている。
特開平７−７１０２３号公報

しかしながら、上記のようなホースは、コイル芯材の自由長さとホースの最大伸張時の長さが同じであることから、ホースが最大伸張状態にある時、弾性コイル芯材自体にはもはや伸張力に余力がなく、芯材自体は伸びきった状態になっている。このため、ホース壁には弛みが生じ、縮み癖が付き易く、これが原因で通気抵抗が悪化する問題があった。また、ホースが最大伸張状態にある時に、弾性コイル芯材自体に伸張力がないことから、細い弾性コイル芯材を使用したホースにあっては、ホースの自立性が乏しく、途中で曲折する恐れがあり、施工性に劣る問題があった。本発明は上記問題を鑑み、ホース壁に縮み癖が付かず、自立性を改善することができる伸縮性ホースおよびその製造方法を提供することを目的とする。

したがって、本発明は、無負荷時に最大伸張状態となるように柔軟なホース壁に沿って芯材が螺旋状に捲回一体化されたホースであって、無負荷時に第１のピッチとなるように予備成形された前記芯材が、前記ホースの最大伸張状態において第２のピッチとなるように圧縮された状態で前記ホース壁に一体化されていることを特徴とする伸縮性ホースである（請求項１）。
また、前記ホース壁が螺旋状に捲回された帯状体で形成され、前記帯状体がその先行するものと側縁部が互いに重ね合わされ、その重合部に前記芯材が埋設されていてもよい（請求項２）。
また、前記ホース壁に沿って補強体が螺旋状に捲回一体化され、前記補強体に前記芯材が一体化されていてもよい（請求項３）。
また、本発明は、請求項３に記載のホースを製造する方法であって、帯状体を螺旋状に捲回し、その先行するものと隣接する側縁同士を接合してホース壁を形成する工程、前記ホース壁の外周に沿って前記補強体を構成する芯材受部を螺旋状に捲回すると共に、前記芯材受部と前記ホース壁を一体化する工程、無負荷時に第１のピッチとなるように螺旋状の芯材を予備成形する工程、前記芯材を第１のピッチから第２のピッチへと圧縮する工程、前記芯材を第２のピッチに圧縮した状態で前記芯材受部に設置する工程、前記芯材が設置された前記芯材受部に前記補強体を構成する蓋部を覆設する工程、とからなる伸縮性ホースの製造方法である（請求項４）。

本発明に係る伸縮性ホースは、無負荷時に第１のピッチとなるように予備成形された螺旋状の芯材を、軸方向に圧縮して第２のピッチとした状態で柔軟なホース壁に一体化して形成してなるものである。第２のピッチとされた芯材は、上記圧縮に反発する力、すなわち、軸方向に伸びようとする伸張力を発生している。この伸張力によって、ホースの無負荷時にもホース壁はピンと張った状態に伸ばされる。すなわち、本発明の伸縮性ホースは無負荷であっても最大伸張状態となることができ、ホース壁には縮み癖による皺ができず、この皺が原因となる通気抵抗の悪化を防ぐことができる。また、柔軟なホース壁に芯材を螺旋状に一体化しているので、軸方向に縮めることができ、ホースをコンパクトに縮めて運搬作業をし易くすることもできる。
また、ホース壁の張力と芯材の伸張力が釣り合った状態でホースの最大伸張状態となっているので、伸縮性ホースの自立性を改善することができ、ホースは無負荷状態においてもある程度は一定の形状を保持しうる棒状の部材として扱うことができる。従って、ホース設置時においてもホースが途中で曲折してしまうことが防止でき、設置作業を容易にすることができる。

また、ホース壁が螺旋状に捲回された帯状体で形成され、前記帯状体がその先行するものと側縁部で重ね合わされ、その重合部に前期芯材が埋設された場合には、芯材をホースに確実に保持することができる。また、重合部に芯材を埋設することによって、管内面をほぼ平滑に形成することができ、通気抵抗の悪化をより効果的に防ぐことができる。

また、ホース壁に沿って補強体が螺旋状に捲回一体化され、前記補強体に前記芯材が一体化された場合には、ホース壁と芯材が直接接触することがなく、ホース壁と芯材の擦れ合いによって生じるホース壁の破れを確実に防止することができ、伸縮性ホースの耐久性を向上することができる。また、補強体を設けることで、ホース壁が床等と直接接触することがなくなるので、ホース壁と床等の擦れ合いによって生じるホース壁の破れを確実に防止することができ、伸縮性ホースの耐久性を向上することができる。

また、請求項４に記載した伸縮性ホースの製造方法によれば、柔軟で伸縮性を有し、ホースに縮み癖が付かず、また、自立性および耐久性があり、最大伸張状態において伸張状態を保持できるような伸縮性ホースを極めて効率よく連続して製造できる。

本発明に係る伸縮性ホースによれば、ホースの無負荷状態においても伸張状態を維持することができ、通気抵抗の悪化を防ぐことができる。また、ホースが軸方向に圧縮可能であり、かつ、ホースの自立性がよいので運搬、設置作業を容易にすることができる。

以下、本発明の伸縮性ホース及びその製造方法について実施例を参照して説明する。

実施例１
図１は本発明の実施例を示した一部断面正面図である。伸縮性ホース１はホース壁２ａと螺旋状に形成された芯材３とが接着一体化されて構成される。ホース壁２ａは帯状体２を螺旋状に捲回し、その隣接する側縁部を接着して形成されている。図示したホース最大伸張状態において、芯材３があらかじめ予備成形された第１のピッチよりも軸方向に圧縮された第２のピッチとなるように、ホース壁２ａに接着一体化されている。

帯状体２には不織布に低密度ポリエチレンをラミネートしたものを所定の幅のテープ状にしたものを使用し、不織布が内層となるようした。本実施例に使用される不織布は、ポリプロピレン樹脂の芯部の外周に、その芯部より低融点のポリエチレン樹脂を被覆した繊維によって構成されている。芯材３は硬鋼線をコイル状に予備成形したものが使用されている。なお、上記不織布の材料は適宜選択して使用できるほか、帯状体２の材料も本実施例に限定されたものではなく、フィルム状、シート状に加工された軟質プラスチック材料などの、柔軟性があり、薄くしなやかな素材でもよく、布や紙を使用することもできる。また、本実施例においては、芯材３には硬鋼線を使用したが、例えば、高密度ポリエチレンやポリプロピレンなどの硬質樹脂の芯材、または、硬鋼線を各種樹脂で被覆した芯材を使用することもできる。

本実施例の伸縮性ホース１は以下の方法により成形される。まず、周知のコイル成形装置により、無負荷状態で第１のピッチとなるように、螺旋状の芯材３が予備成形される。次に、周知のホース成形軸に対して芯材３を巻きつけ、さらにガイド等を用いて芯材３を前記成形軸上で圧縮し、圧縮状態である第２のピッチとなるようにする。次に、第２のピッチとなった芯材３の外周に帯状体２を螺旋状に捲回し、芯材３と帯状体２を接着一体化すると共に帯状体２の隣接する側縁どうしを互いに接合してホース１を成形する。本実施例においては、帯状体２の側縁同士を芯材３の外周上で互いに接着するようにしている。すなわち、帯状体２の外周面に接着剤を塗布し、帯状体２の側縁が芯材３上に順次配置されるようにすることで、帯状体２の側縁と芯材３が接着一体化される。以上の方法により、伸縮性ホース１が成形される。
使用する接着剤は帯状体２や芯材３への接着性がよいような汎用の接着剤が使用できる。空調用であれば溶剤を用いない熱可塑性の接着剤を使用することが望ましい。

フィルム状のプラスチック製の帯状体２と、樹脂被覆された硬鋼線製の芯材３で伸縮性ホース１が構成される場合には、以下に示す成形方法を用いることができる。まず、樹脂被覆された硬鋼線から周知のコイル成形機によって、コイル状の芯材３を予備成形する。次に、周知のホース成形軸上に芯材３を巻きつけ、ガイド等を用いて芯材３をホース成形軸上で圧縮し圧縮状態とする。次に、圧縮状態にある芯材３の外周に、帯状体２をその隣接する側縁同士が芯材３の外周面上で接するように螺旋状に捲回する。さらに、芯材３と帯状体２の側縁部を加熱し、帯状体２と芯材３の樹脂被覆を熱融着させて一体化する。加熱には加熱されたローラや、高周波加熱などの周知の加熱手段を用いることができる。

テープ状のプラスチック製の帯状体２と、硬質樹脂製の芯材３で伸縮性ホース１が構成される場合には、以下に示す成形方法を用いることができる。まず、周知の押出し成形機より押出された溶融状態にある線状の硬質熱可塑性樹脂を周知のホース成形軸（第１のホース成形軸）に螺旋状に巻き取って、冷却固化して、無負荷状態で第１のピッチとなる芯材３を予備成形する。次に、冷却固化された芯材３を、第２の周知のホース成形軸に乗り移らせて巻きつける。次に、第２のホース成形軸上で、芯材３をガイド等を用いて圧縮し、圧縮状態とする。次に、圧縮状態の第２のピッチとなった芯材３の外周に、押し出し成形機から溶融状態で押し出された軟質プラスチックからなる帯状体２を、その隣接する側縁同士が芯材３上で互いに接合するように螺旋状に捲回する。溶融状態にある帯状体２はその側縁同士が互いに融着すると共に、芯材３とも熱溶着する。この場合には、接着剤や加熱手段を別途用いる必要はない。

また、伸縮性ホース１を構成するホース壁２ａは帯状体２を螺旋状に捲回して形成されるものに限定されるものではなく、本願発明においては、ホース壁２ａを周知の押出し成形機によって円環状に押出されて形成されるチューブによって構成することもできる。このようなホースの製造方法を、ホース壁２ａに軟質樹脂製のチューブ、芯材３に樹脂被覆された硬鋼線を使用した場合で例示する。まず、周知のコイル成形機によって、無負荷時に第１のピッチであるようなコイル状の芯材３を予備成形する。次に、周知のホース成形軸上に芯材３を巻きつけ、ガイド等を用いて芯材３を上記成形軸上で圧縮して第２のピッチとなるようにする。次に、周知の押出し成形機から溶融状態の軟質樹脂を円環状に押し出してチューブにして、圧縮状態にある芯材３の外周に覆設する。溶融状態の軟質樹脂が持つ熱により、芯材３とチューブが熱融着により一体化する。以上の方法により、伸縮性ホース１を成形することができる。

上記例では、チューブを芯材３の外周に設けたが、圧縮状態に保持された芯材３の内部に、押し出された溶融状態のチューブを導入し、エアー等によりチューブを拡張することによって、芯材３の内側にチューブを一体化するように成形を行っても良い。

実施例２
図２は本発明の第２の実施例を示した一部断面正面図である。第２の実施例の伸縮性ホース１１においては、ホース壁２１ａを構成する帯状体２１がポリエチレン樹脂製のフィルム、芯材３１が硬鋼線からなっている。さらに、帯状体２１はその先行するものと側端部が互いに重なり合うように螺旋状に捲回一体化され、その重合部２１ｂには無負荷時に第１のピッチとなるように予備成形された芯材３１が軸方向に圧縮され第２のピッチとされた状態で埋設されている。帯状体２１の重合部２１ｂは、ホース成形時に熱ローラなどにより加熱され熱溶着される。なお、本実施例においては、芯材３１は重合部２１ｂに非接着状態で埋設されているが、芯材３１に接着剤を塗布するなどして接着状態で埋設してもよい。

実施例３
図３は本発明の第３の実施例を示した一部断面正面図である。
第３の実施例の伸縮性ホース１２においては、ホース壁２２ａを形成する帯状体２２は隣接する側縁同士が互いに突き合わせられるように捲回され、その突合せ部分が熱可塑性樹脂からなる螺旋状の補強体４によって接合一体化されホース壁２２ａを構成している。螺旋状の補強体４はホース壁２２ａの外周に設けられている。螺旋状の芯材３２は、ホース１２の最大伸張時に芯材３２が第２のピッチに圧縮された状態となるように、補強体４に一体化されている。
帯状体２２はポリエチレン樹脂製のフィルム、芯材３２はポリエチレン樹脂で被覆された硬鋼線、補強体４は硬質ポリエチレン樹脂で構成されている。押し出し機から溶融状態で押し出される補強体４が、帯状体２２の側縁部の突合せ部分外周に螺旋状に捲回され、帯状体２２，２２と熱融着により一体化される。さらに、補強体４の外周には、無負荷時に第１のピッチとなるように予備成形した螺旋状の芯材３２がガイド等により軸方向に圧縮され第２のピッチとなった状態で捲回され、補強体４と熱融着により一体化される。しかる後に補強体を冷却固化することによって、第３の実施例に係る伸縮性ホース１２を得ることができる。なお、補強体４と帯状体２２を熱溶着し、冷却固化した後に、芯材３２と補強体４を接着剤を用いることによって接着一体化することもできる。

実施例４
図４は本発明の他の実施例を示した一部断面正面図である。本実施例に係る伸縮性ホース１３は第３の実施例の伸縮性ホース１２の補強体４に芯材３２を埋設してなるものであり、その他は伸縮性ホース１２と同様の構成である。伸縮性ホース１３の補強体４１は芯材受部４１ａと蓋部４１ｂで構成されている。本実施例に係る伸縮性ホースは、第３の実施例にかかる伸縮性ホース１２を製造する一連の工程を行った後に、さらに、芯材３２と芯材受部４１ａを覆うように溶融状態の蓋部４１ｂを捲回し、芯材受部４１ａと熱溶着させた後に冷却固化して得ることができる。なお、芯材３２は受部４１ａと蓋部４１ｂの間に非接着状態で設置してもよいし、接着状態で設置してもよい。芯材３２を芯材受部４１ａや蓋部４１ｂに対し接着状態とするか非接着状態とするかは、芯材３２の材質や接着剤の有無により適宜選択でき、非接着として芯材３２が補強体４内で動けるようにした場合には、特にホースの可撓性を良くすることができる。

実施例５
図５は本発明の他の実施例を示した一部断面正面図である。伸縮性ホース１４は第４の実施例に係る伸縮性ホース１３に設けられた螺旋状補強体４１，４１の間に、さらに螺旋状の補強体４２、４２を設置したものであり、その他の構成は、伸縮性ホース１３と同様の構成である。伸縮性ホース１４のホース壁２２ａの外周には補強体４１と補強体４２が２条の螺旋状で捲回され、ホース壁２２ａと熱融着一体化されている。補強体４２は受部４２ａと蓋部４２ｂで構成されている。受部４２ａに銅線５ａ，５ｂが非接着状態で捲回設置され、銅線５ａ，５ｂを覆うように蓋部４２ｂが受部４２ａと熱融着により一体化される。なお、銅線５ａ，５ｂは受部４２ａと蓋部４２ｂの間に非接着状態で設置されているが、接着状態で設置されてもよい。また、銅線５ａ，５ｂは銅線に樹脂被覆されたものを使用してもよい。また、本実施例では補強体がホース壁２２ａに対し２条の螺旋状に捲回されているが、３条の螺旋状に捲回することもできる。捲回される螺旋の条数を増やすことによって、芯材３２の数や銅線５ａ，５ｂの数を必要に応じて増やすことができる。

図６は第４の実施例である図４の伸縮性ホースの製造方法を示す工程図である。周知のホース成形軸上に帯状体２２や芯材受部４１ａ、芯材３２、蓋部４１ｂを順次捲回一体化していく（ａ）〜（ｅ）の一連の工程を連続して行うことにより、本実施例に係るホースを連続して得ることができる。
（ａ）工程では、帯状体２２が周知のホース成形軸に対して螺旋状に捲回され、その先行するものと隣接する側縁同士が突き合わされるように捲回される。なお、隣接する側縁同士はこの工程では非接着状態であってもよいが、第２の実施例に示したように側縁どうしを重ね合わせて接着するようにしても良い。

（ｂ）工程では、隣接する帯状体２２，２２の突合せ部分に、押し出し機から押し出された溶融状態の芯材受部４１ａを螺旋状に捲回する。すると、芯材受部４１ａと帯状体２２の側縁部が熱融着により一体化され、ホース壁２２ａが形成される。

（ｃ）工程では、周知のコイル成形機によって無負荷時に第１のピッチとなるように螺旋状に捲回された硬鋼線の芯材３２を、ガイド等を用いて第１のピッチから第２のピッチとなるように圧縮しながら、この圧縮された状態で芯材受部４１ａに設けられた溝部に捲回設置する。なお、芯材３２を芯材受部４１ａに接着剤などで接着一体化してもよい。

（ｄ）工程では、芯材受部４１ａと芯材３２の外周を覆うように、押し出し機から押し出された溶融状態の蓋部４１ｂが捲回され、芯材受部４１ａと蓋部４１ｂが熱融着により一体化され補強体４１となる。その後、補強体４１を冷却固化して、伸縮性ホースの完成に至る（ｅ）。

本発明の伸縮性ホースは上記実施例に限定されるものではなく、例えば、図７の（１ａ）〜（１ｄ）に示すような伸縮性ホースであっても良い。図７（１ａ）の伸縮性ホースは、第１の実施例の伸縮性ホース１ではホース壁２ａの内周に一体化されていた芯材３を、ホース壁２ａの外周に設置一体化するようにしたものである。これにより、ホース内周面には通気抵抗の障害となるものがなくなり、通気抵抗の悪化をより効果的に防ぐことができる。
図７（１ｂ）の伸縮性ホースは、第２の実施例の伸縮性ホース１１の重合部２１ｂの外周に沿って補強体４１を螺旋状に捲回したものである。これにより、ホースの耐久性、保形性を向上することができる。さらに、溶融状態の補強体４１を帯状体２１の重合部２１ｂに捲回することによって、補強体４１の持つ熱によって帯状体２１の重合部２１ｂを熱溶着することが可能となり、より効率的にホースの製造ができる。
図７（１ｃ）の伸縮性ホースは、第３の実施例の伸縮性ホース１２の帯状体２２を重ねあわせ、その重合部の外周に沿って溶融状態の補強体４を螺旋状に捲回し、その補強体４に芯材３２を設置したものである。これにより、図７（１ｂ）の伸縮性ホースと同じく、確実に帯状体２２，２２を一体化することができ、ホースの耐久性を向上することができる。
図７（１ｄ）の伸縮性ホースのように、図７（１ｂ）の実施例と図７（１ｃ）の実施例を組み合わせたような構成のホースとしても良い。

本発明の第１の実施例を示した一部断面正面図である。 本発明の第２の実施例を示した一部断面正面図である。 本発明の第３の実施例を示した一部断面正面図である。 本発明の第４の実施例を示した一部断面正面図である。 本発明の第５の実施例を示した一部断面正面図である。 図４の伸縮性ホースの製造方法を示す工程図である。 本発明の他の実施例を示した一部断面図である。

符号の説明

１，１１，１２，１３，１４ 伸縮性ホース
２，２１，２２， 帯状体
２ａ，２１ａ，２２ａ， ホース壁
２１ｂ 重合部
３，３１，３２， 芯材
４，４１，４２ 補強体
４１ａ，４２ａ 受部
４１ｂ，４２ｂ 蓋部
５ａ，５ｂ 銅線

Claims (4)

1. 無負荷時に最大伸張状態となるように柔軟なホース壁に沿って芯材が螺旋状に捲回一体化されたホースであって、無負荷時に第１のピッチとなるように予備成形された前記芯材が、前記ホースの最大伸張状態において第２のピッチとなるように圧縮された状態で前記ホース壁に一体化されていることを特徴とする伸縮性ホース。
2. 前記ホース壁が螺旋状に捲回された帯状体で形成され、前記帯状体がその先行するものと側縁部が互いに重ね合わされ、その重合部に前記芯材が埋設されていることを特徴とする請求項１記載の伸縮性ホース。
3. 前記ホース壁に沿って補強体が螺旋状に捲回一体化され、前記補強体に前記芯材が一体化されていることを特徴とする請求項１または２記載の伸縮性ホース。
4. 請求項３に記載のホースを製造する方法であって、
   帯状体を螺旋状に捲回し、その先行するものと隣接する側縁同士を接合してホース壁を形成する工程、
   前記ホース壁の外周に沿って前記補強体を構成する芯材受部を螺旋状に捲回すると共に、前記芯材受部と前記ホース壁を一体化する工程、
   無負荷時に第１のピッチとなるように螺旋状の芯材を予備成形する工程、
   前記芯材を第１のピッチから第２のピッチへと圧縮する工程、
   前記芯材を第２のピッチに圧縮した状態で前記芯材受部に設置する工程、
   前記芯材が設置された前記芯材受部に前記補強体を構成する蓋部を覆設する工程、
   とからなる伸縮性ホースの製造方法。

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