JP2016048107A - 可撓性断熱ホース - Google Patents

Abstract

【課題】 ホース壁の可撓性に優れ、断熱性にも優れる可撓性断熱ホースを提供する。【解決手段】可撓性の断熱ホース１は複合断熱壁３を有する。複合断熱壁３は、フィルム状樹脂材料製の内壁３１と外壁３２と中間壁３３を有しており、内壁と外壁と中間壁は互いに連結されて、らせん状の空間を形成している。複合断熱壁３は、らせん状空間に沿って配置される第１断熱材３４及び第２断熱材３５を有する。これら断熱材は、長方形状断面のテープ状の断熱材料により構成され、その断面がホース中心軸Ｌと平行になるよう積層配置されている。第１断熱材３４及び第２断熱材３５は、ホース長手方向の位置が互いに異なり、第１断熱材３４の一部と第２断熱材３５の一部とが中間壁３３をはさんで積層されており、その部分で、中間壁３３はホース中心軸Ｌと平行である。第１断熱材３４と第２断熱材３５の少なくとも一方は、中間壁３３に対し固定されずスライド可能である。【選択図】 図１

Description

本発明は、可撓性の断熱ホースに関する。特に可撓性の断熱壁を備える可撓性断熱ホースに関するものである。

空調ダクトやドレンホースなどといった多様な用途に断熱ホースが用いられる。断熱ホースが可撓性を有していると、断熱ホースの配管の自由度が高められる。可撓性の断熱ホースとして、ホースの可撓性や断熱性、意匠性や耐久性などを考慮した種々のものが知られている。

例えば、特許文献１には、内側チューブと外側チューブとをらせん状仕切壁によって連結しながら、それらにより区画されたらせん状空間の内側に発泡ポリエチレン製の断熱材を充填し熱融着させた可撓性断熱ホースが開示されており、当該断熱ホースによれば、曲線状に配管されても高い断熱効果を発揮できることが開示されている。

特開２００２−０９８２９４号公報

しかしながら、特許文献１の断熱ホースにおいては、断熱材がホース壁やらせん状仕切壁に熱融着されているため、ホース壁の曲げや伸縮に際し、断熱材自体が大きく伸縮する必要があり、ホースの可撓性を少なからず悪化させていた。

また、仮に、特許文献１の断熱ホースにおいて断熱材を熱溶着しないようにすると、ホースの可撓性を向上させることができるものの、ホース壁が伸縮した際に、図４に示したように断熱材Ｉの間に隙間Ｇができてしまい、その隙間Ｇの部分の断熱性が低下する。ホース壁の一部に断熱性の低下した部分ができると、その部分が結露したりしやすくなったりするため、好ましくない。

本発明の目的は、ホース壁の可撓性に優れ、断熱性にも優れる可撓性断熱ホースを提供することにある。

発明者は、鋭意検討の結果、らせん状仕切壁や、らせん状空間に収容する断熱材を特定の形態にすると、断熱材を接着しなくても断熱性の悪化を抑制できることを知見し、本発明を完成させた。

本発明は、断熱材料とフィルム状樹脂材料により構成された複合断熱壁を有する可撓性の断熱ホースであって、前記複合断熱壁は、内壁と外壁と中間壁を有しており、内壁及び外壁は、フィルム状樹脂材料によりホース中心軸に平行な円筒状に構成され、中間壁は、フィルム状樹脂材料により内壁と外壁の間にらせん状に設けられると共に、中間壁によって内壁と外壁が互いに連結されて、内壁と外壁と中間壁によってらせん状の空間が形成されており、前記複合断熱壁は、前記らせん状空間に沿うようにらせん状に配置される第１断熱材及び第２断熱材を有しており、第１断熱材及び第２断熱材は、長方形状断面のテープ状の断熱材料により構成され、第１断熱材及び第２断熱材は、ホース長さ方向の幅が中間壁のらせんのピッチと同等とされて、その断面がホース中心軸と平行になるとともに、第１断熱材が第２断熱材よりも半径方向外側に配置されるように積層配置されており、かつ、第１断熱材及び第２断熱材は、前記らせん状空間内におけるホース長手方向の位置が互いに異なっており、第１断熱材の一部と第２断熱材の一部とが中間壁をはさんで積層されるようになっており、第１断熱材と第２断熱材に中間壁がはさまれる部分において、中間壁がホース中心軸に平行に配置されており、第１断熱材及び第２断熱材の少なくとも一方は、中間壁に対し固定されておらずスライド可能とされた可撓性断熱ホースである（第１発明）。

本発明においては、断熱材料が発泡樹脂材料であることが好ましい（第２発明）。さらに、第２発明においては、第１断熱材及び第２断熱材が、両者が直接積層された部分で互いに固定されていることが好ましい（第３発明）。

本発明の可撓性断熱ホース（第１発明）によれば、第１断熱材もしくは第２断熱材が中間壁に対し接着されておらず、それらがホース中心軸と平行に配置されていて自由にスライドできるため、ホース壁の伸縮に際し、断熱材が直接伸縮しなくてもよくなり、断熱材がホース壁の可撓性を制限することが抑制される。すなわち、本発明の断熱ホースは可撓性に優れる。また、ホース壁の伸縮に際し、第１断熱材と第２断熱材が積層された状態が維持されて、ホース全長にわたって、少なくとも１層の断熱層が設けられた状態が維持される。したがって、第１発明の断熱ホースは断熱性に優れる。

さらに、第２発明のように、発泡樹脂材料製の断熱材料を用いた場合には、らせん状空間の中で第１断熱材や第２断熱材の形状が維持されて、より効果的にホースの可撓性や断熱性が両立される。また、第３発明のように、第１断熱材と第２断熱材が直接積層される部分で両者を固定するようにすれば、らせん状空間の中で互いの位置関係が確実に維持されるようになって、より効果的にホースの可撓性や断熱性が両立される。

第１実施形態の断熱ホースの一部断面図である。 第１実施形態の断熱ホースのホース壁が伸びた状態を示す断面図である。 第１実施形態の断熱ホースの製造工程を示す模式図である。 従来の断熱ホースにおいてホース壁が伸張した際に断熱材の間に隙間Ｇが生じた様子を示す図である。

以下図面を参照しながら、空調ダクトとして使用される可撓性断熱ホースを例として、本発明の実施形態について説明する。本発明は以下に示す個別の実施形態に限定されるものではなく、その形態を変更して実施することもできる。

図１には第１実施形態の可撓性の断熱ホース１を示す。本実施形態の断熱ホース１は、内ホース２と複合断熱壁３とからなる。断熱ホースには、他の部材、例えば外部保護層などが設けられていても良い。
図１には、断熱ホース１を曲げや伸びが与えられていない無負荷状態で示している。図の上側半分は断面図で、図の下側半分はホースの外観で示している。図２には、断熱ホース１のホース壁に伸び変形が与えられた状態を示している。

内ホース２は、不織布などによって略円筒状に構成されるホース壁２１と、ホース壁２１の外周にらせん状に一体化された樹脂製の補強体２２とからなる。内ホース２の構成や材料、製造方法は特に限定されるものではないが、好ましくは、所定幅のテープ状の不織布素材をホース成形軸にらせん状に捲回して円筒状のホース壁としつつ、押出成形したポリプロピレン樹脂製補強体２２によって、不織布素材の側縁部同士を溶着することによって内ホース２は製造されている。

複合断熱壁３が、内ホース２の外周に設けられている。複合断熱壁３は、断熱材料とフィルム状樹脂材料が複合されて構成された円筒状の断熱壁である。
複合断熱壁３は、内壁３１と外壁３２と中間壁３３を有している。これら内壁３１と外壁３２と中間壁３３はフィルム状樹脂材料により構成されている。内壁３１及び外壁３２は、ホース中心軸Ｌに平行な円筒状に構成されている。中間壁３３は、内壁３１と外壁３２の間にらせん状に設けられている。中間壁３３の断面（ホース軸線に沿った断面）は、階段状になっており、その中央部はホース中心軸Ｌに略平行になっている。中間壁３３の両端部は、それぞれ内壁３１と外壁３２に一体化されている。すなわち、中間壁３３によって内壁３１と外壁３２が互いに連結されている。内壁３１と外壁３２と中間壁３３によってらせん状の空間が形成されている。

らせん状空間を形成する内壁３１と外壁３２と中間壁３３は、後述する製造方法のように、幅広のフィルム状樹脂材料にひも状の断熱材を挟み込みながら、らせん状に捲回することで形成できる。フィルム状の樹脂材料としては、熱可塑性樹脂材料、特に軟質塩化ビニル樹脂が好ましく利用できる。

複合断熱壁３は、第１断熱材３４及び第２断熱材３５を有している。第１断熱材３４及び第２断熱材３５は、内壁３１と外壁３２と中間壁３３によって形成されたらせん状空間に沿うようにらせん状に配置されている。第１断熱材３４及び第２断熱材３５は、可撓性の断熱材料により構成された、長方形状断面のテープ状の断熱材である。

断熱材料としては、グラスウールなどの繊維系の断熱材料や、発泡樹脂の断熱材料などが利用できる。好ましくは、発泡樹脂の断熱材料、特に好ましくは、独立気泡構造を主体とする発泡樹脂製の断熱材料、例えば、独立気泡構造を主体とする発泡ポリエチレン樹脂製の断熱材料が使用できる。

断熱ホース１に曲げや伸縮が与えられていない無負荷の状態で、内壁３１と外壁３２と中間壁３３によって形成されたらせん状空間が、第１断熱材３４及び第２断熱材３５によって充填されて、あまり隙間が生じないように、第１断熱材３４及び第２断熱材３５は設けられている。
第１断熱材３４及び第２断熱材３５は、断熱材のホース長さ方向の幅が、中間壁３３がらせん状に設けられるピッチＰと同等の長さに形成されている。そして、断熱材の断面がホース中心軸Ｌと平行になるように、すなわち、断熱材３４，３５の長方形断面の長辺がホース中心軸Ｌと平行になるよう配置されている。さらに、第１断熱材３４が第２断熱材３５よりも半径方向外側に配置されるように、両者は積層配置されている。

そして、第１断熱材３４及び第２断熱材３５は、前記らせん状空間内におけるホース長手方向の位置が互いに異なるように配置されている。すなわち、前記らせん状空間内で、第１断熱材３４及び第２断熱材３５はそれらの一部同士が互いに直接重なり合う一方で、他の部分では、第１断熱材３４及び第２断熱材３５が直接積層されていない。そして、直接積層されていない部分では、第１断熱材３４の一部と第２断熱材３５の一部とが中間壁３３をはさんで積層されている。そして、第１断熱材３４と第２断熱材３５に中間壁３３がはさまれる部分において、中間壁３３がホース中心軸Ｌと平行に配置されている。

本実施形態においては、第１断熱材３４及び第２断熱材３５が直接積層された部分では、両者が互いに固定されている。固定は、接着、溶着、粘着などの手段により行うことができる。両者が互いに固定されていると、ホースが伸縮を繰り返し受けても、第１断熱材３４と第２断熱材３５のホース軸方向の位置が変化しないので、複合断熱壁３の機能がより確実に維持されうる。

第１断熱材３４及び第２断熱材３５の少なくとも一方は、中間壁３３に対し固定されていない。本実施形態においては、第１断熱材３４及び第２断熱材３５の両方が、中間壁３３に対し固定されていない。断熱材と中間壁が固定されていないと、断熱材と中間壁３３がホース軸方向にスライドすることが可能となる。第１断熱材３４や第２断熱材３５は、内壁３１や外壁３２とも固定されていないことが好ましい。また、中間壁３３と第１断熱材３４及び第２断熱材３５のスライド変位がスムーズに行われるよう、中間壁３３を構成するフィルム状樹脂材料と、断熱材料とを、互いにすべり性が良好な組み合わせとなるようにすることが好ましい。本実施形態では、フィルム状樹脂材料が軟質塩化ビニルであり、断熱材料が発泡ポリエチレンであって、両者のすべりがよい。

上記断熱ホース１の製造方法について説明する。断熱ホース１は、いわゆるスパイラル成形法と呼ばれる公知のホース製造方法を応用して製造することができる。スパイラル成形法においては、所定のピッチのらせんとなるように回転送り動作を行うホース成形軸Ｓに順次、テープ状、ひも状の材料を供給して、それら材料をらせん状に捲回し、一体化することによりホースが製造される。

内ホース２のホース壁２１となるべき所定幅の不織布条帯Ｔ１をホース成形軸に供給して、条帯Ｔ１の側縁部が互いに突き合わされるか若しくは重ね合わせられるように、らせん状に捲回する。補強体２２となるべき樹脂を所定の断面形状で半溶融状態に押出成形した樹脂ひもＲを、捲回された不織布条帯Ｔ１の外周に供給する。その際、樹脂ひもＲが不織布条帯Ｔ１の側縁部に配置されるようにして、樹脂ひもＲの持つ熱量を利用して、不織布条帯Ｔ１や樹脂ひもＲが溶着一体化されるようにする。
以上の操作によって、ホース成形軸Ｓ上で、内ホース２を連続成形できる。

連続成形されていく内ホース２の外周に、以下の操作により、複合断熱壁３を形成する。内壁や外壁、中間壁となるべき幅広の樹脂テープＴ２を半溶融状態で押出成形して、連続成形されていく内ホース２の外周に供給する。この樹脂テープＴ２は、成形されるホースのらせんピッチＰの３倍ないし５倍程度の幅を持たせることが好ましい。樹脂テープＴ２のうち成形軸上流側に位置する部分（図中でテープの左側の部分）ｘは、内壁３１になる部分であり、樹脂テープＴ２のうち中央に位置する部分ｙは、中間壁３３になる部分であり、樹脂テープＴ２のうち成形軸下流側に位置する部分（図中でテープの右側の部分）ｚは、外壁３２になる部分である。内壁となるべき部分ｘおよび、外壁となるべき部分ｚは、ホースのピッチＰよりも幅広に形成されていて、捲回された際に、先行して捲回された部分と後続して捲回された部分とがらせん状に重なり合って、筒状の内壁や外壁を形成する。

第１断熱材３４及び第２断熱材３５となるべき断熱材料製の条帯を、所定の重ね合わせ形態が実現されるようにして、幅広樹脂テープＴ２の間に挟みこまれるような位置に供給する。先行して捲回された樹脂テープＴ２の部分ｘに対応する位置の外周に、第２断熱材３５を供給し、第２断熱材よりも所定距離だけ下流側にずらした位置の第２断熱材の外周に第１断熱材３４を供給し、両者の一部が直接重ね合わせられるようにする。

このようにすると、先行して捲回された第２断熱材３５の外周側に樹脂テープＴ２の部分ｙが捲回され中間壁３３が形成され、さらにその外周に、新たに捲回された第１断熱材３４の下流側部分が捲回されるようになる。そして、さらに、捲回された第１断熱材３４の外周に、後続して捲回される樹脂テープＴ２の部分ｚが捲回されて外壁３２が形成される。
このようにして、ホース成形軸Ｓ上で内ホース２と複合断熱壁３とが、らせん状に連続成形される。

可撓性断熱ホース１の作用及び効果について説明する。
断熱ホース１では、第１断熱材３４及び第２断熱材３５の少なくとも一方が中間壁３３に対し接着されておらず、それらがホース中心軸と平行に配置されていて自由にスライド可能である。そのため、ホース壁の伸縮に際し、断熱材が直接伸縮しなくてもよくなり、断熱材がホース壁の可撓性を制限することが抑制される。断熱ホース１は可撓性に優れる。

また、断熱ホース１では、ホース壁が伸張した状態となっても断熱性が損なわれにくい。図２に示したように、ホース壁が伸長し、中間壁３３に対し断熱材３４，３５がスライド変位して、第１断熱材３４同士の間や第２断熱材３５同士の間に隙間Ｇが発生しても、中間壁３３を介して第１断熱材３４と第２断熱材３５が配置された部分では、複合断熱壁を貫通する方向には、これら断熱材の少なくとも一方が配置されることになる。すなわち、一方の断熱材にギャップＧが発生しても、その部分には、他方の断熱材が配置されるので、断熱材が完全に欠落した部分が発生せず、少なくとも１層の断熱層が設けられた状態が維持される。したがって、断熱ホース１は断熱性に優れる。断熱性を効果的に確保するためには、ホース壁に求められる伸びの程度に応じて、中間壁３３を介して第１断熱材３４と第２断熱材３５が配置される区間の長さ（ホース軸方向の長さ）を設定すればよい。また、断熱性に劣る部分を作らないという観点からは、第１断熱材３４と第２断熱材３５を同じ厚み（ホース半径方向の厚み）とすることが、好ましい。

また、発泡樹脂材料製の断熱材料を用いた場合には、これら断熱材料は他の断熱材料と比べてつぶれにくいため、らせん状空間の中で第１断熱材や第２断熱材の形状がより確実に維持されて、より効果的にホースの可撓性や断熱性が両立されうる。また、第１断熱材と第２断熱材がらせん状空間内で直接積層される部分で両者を固定するようにすれば、ホース壁の伸縮を繰り返しても、らせん状空間の中で互いの位置関係が確実に維持されるようになって、より効果的にホースの可撓性や断熱性が両立される。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変をして実施することができる。以下に本発明の他の実施形態について説明するが、以下の説明においては、上記実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様である部分についてはその詳細な説明を省略する。また、以下に示す実施形態は、その一部を互いに組み合わせて、あるいは、その一部を置き換えて実施できる。

上記実施形態においては、第１断熱材と第２断熱材という２層の断熱材料を用いた断熱ホースについて説明したが、断熱層は３層以上であっても良い。３層以上とする場合にも、上記実施形態と同様に、隣接する断熱材同士をホース軸方向にずらして配置し階段状に断熱材を積層配置するとともに、断熱材の間に中間壁がホース軸線と平行にはさまれるようにすることが好ましい。

内壁と外壁及び中間壁の具体的構成やその製造方法は変更しても良い。上記実施形態では、内壁と外壁及び中間壁は同一のフィルム状樹脂材料により一枚の樹脂テープＴ２から製造したが、これに限定されず、内壁と外壁及び中間壁をそれぞれ別のフィルム状樹脂材料から製造しても良い。別々のフィルム状材料からなる複数の樹脂テープによって内壁と外壁及び中間壁を製造する場合にも、同様にスパイラル成形法により、これらを形成できる。

また、上記実施形態においては、内壁と外壁及び中間壁の製造において、半溶融状態の樹脂テープＴ２が溶着して一体化される例を示したが、これに限らず、フィルム状樹脂材料製の樹脂テープは、事前にフィルム化された冷えた樹脂テープであっても良く、その場合は、テープＴ２が先行して捲回された部分と重なり合う部分が固定されるように、接着剤や粘着剤を用いても良い。あるいは、それらの部分を加熱して溶着するようにしても良い。この場合、内壁と外壁及び中間壁を構成するフィルム状樹脂材料は、特に中間壁を構成する樹脂材料は、断熱材料とのすべり性が良好な樹脂材料が平滑な表面を有するように形成されたフィルム材を選ぶことが好ましい。

また、上記実施形態では、内ホース２を備える断熱ホース１について説明したが、内ホース２は無くてもよい。また、可撓性断熱ホースには、内ホースではなく、外ホースを備えさせても良い。好ましくは、可撓性断熱ホースには、ホースの形状が良好に維持されるように、らせん状の硬質補強体を備えさせることが好ましい。また、可撓性断熱ホースは、消音層を備える可撓性消音断熱ホースであっても良い。

上記実施形態では空調ダクトに使用される可撓性断熱ホースを例として説明したが、それ以外の他の技術分野にも断熱ホースは応用可能である。

本発明の可撓性断熱ホースはたとえば空調用ダクトに使用でき、送気する空気の温度変化やダクトの結露を予防できて産業上の利用価値が高い。

１ 断熱ホース
２ 内ホース
２１ ホース壁
２２ 補強体
３ 複合断熱壁
３１ 内壁
３２ 外壁
３３ 中間壁
３４ 第１断熱材
３５ 第２断熱材

Claims (3)

1. 断熱材料とフィルム状樹脂材料により構成された複合断熱壁を有する可撓性の断熱ホースであって、
   前記複合断熱壁は、内壁と外壁と中間壁を有しており、
   内壁及び外壁は、フィルム状樹脂材料によりホース中心軸に平行な円筒状に構成され、
   中間壁は、フィルム状樹脂材料により内壁と外壁の間にらせん状に設けられると共に、中間壁によって内壁と外壁が互いに連結されて、内壁と外壁と中間壁によってらせん状の空間が形成されており、
   前記複合断熱壁は、前記らせん状空間に沿うようにらせん状に配置される第１断熱材及び第２断熱材を有しており、
   第１断熱材及び第２断熱材は、長方形状断面のテープ状の断熱材料により構成され、
   第１断熱材及び第２断熱材は、ホース長さ方向の幅が中間壁のらせんのピッチと同等とされて、その断面がホース中心軸と平行になるとともに、第１断熱材が第２断熱材よりも半径方向外側に配置されるように積層配置されており、
   かつ、第１断熱材及び第２断熱材は、前記らせん状空間内におけるホース長手方向の位置が互いに異なっており、第１断熱材の一部と第２断熱材の一部とが中間壁をはさんで積層されるようになっており、
   第１断熱材と第２断熱材に中間壁がはさまれる部分において、中間壁がホース中心軸に平行に配置されており、
   第１断熱材及び第２断熱材の少なくとも一方は、中間壁に対し固定されておらずスライド可能とされた可撓性断熱ホース。
2. 断熱材料が発泡樹脂材料である請求項１に記載の可撓性断熱ホース。
3. 第１断熱材及び第２断熱材が、両者が直接積層された部分で互いに固定されている請求項２に記載の可撓性断熱ホース。

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