JP2019030358A - 電気掃除機用ホース - Google Patents

Abstract

【課題】 ホースが収縮する際にホース壁がひだ状に内側に入り込むことを抑制する。【解決手段】 電気掃除機用ホースＡは、合成樹脂からなる円筒状のホース壁１の内側に、螺旋状の補強体６が添着されている。ホース壁１は、添着部７と、平坦部２と、膨出部３とを有している。添着部７においてホース壁１と補強体６が添着されている。平坦部２は、添着部７に隣接して、ホース軸方向に沿って延在するように、隣り合う添着部７，７の間の区間に２つ設けられている。膨出部３は、前記区間の略中央部に位置するよう、２つの平坦部２，２の間に、半径方向外側に向かって膨出するように中空形状に設けられている。ホースに負荷が与えられていない状態において、膨出部３の外周径Ｄ１は、添着部７の外周径Ｄ２よりも小さくされると共に、膨出部３の内周面側の中空部分の幅をＷ、深さをＤとして、０．７≦Ｄ／Ｗ≦２とされている。【選択図】 図３

Description

本発明は、可撓性に優れた合成樹脂製の可撓性ホース、特に電気掃除機用ホースに関するものである。

電気掃除機に使用される可撓性ホースとしては、例えば、比較的軟質な合成樹脂製のホース壁に対し、螺旋状にされた補強体を一体化した可撓性ホースがある。こうした補強体付のホースは、ホース壁を柔軟にでき、可撓性に優れる。

補強体を有する電気掃除機用ホースとして、例えば、特許文献１に示すようなものが知られている。特許文献１の電気掃除機用ホースは、補強体の間のホース壁の部分の中央部が、ホースの半径方向外側にオフセットして設けられており、かかる電気掃除機用ホースによれば、ホースを柔軟にしつつ、ホースに負圧が作用した際のホースの耐縮み性が改善される。

特開２００９−１４２５５１号公報

ところで、特許文献１に開示されるような、補強体付のホースでは、ホースが収縮する際に、ホース壁がホース半径方向内側にひだ状に入り込むことが多い。このようなひだは、ホースが収縮した部分や、ホースを屈曲させた内側部分に発生しやすい。このようなひだが発生すると、ホースの内径が実質的に小さくなるため、こうしたひだが発生しにくいホースが求められている。ホースの内径が小さくなると、ホースの通気抵抗が増加したり、ホースに吸引時の騒音が発生しやすくなるからである。

本発明の目的は、ホースが収縮する際にホース壁がひだ状に内側に入り込むことを抑制できる電気掃除機用ホースを提供することにある。

発明者は、鋭意検討の結果、補強体付の電気掃除機用ホースにおいて、補強体の間のホース壁の中央部に、外側に向かって膨出するよう、特定の中空形状の膨出部を設けると上記課題が解決できることを知見し、本発明を完成させた。

本発明は、合成樹脂からなる円筒状のホース壁の内側に、螺旋状の補強体が添着され、ホース壁のホース中心軸に沿う断面は、補強体の螺旋に沿って同一の断面であり、補強体によって実質的にホース壁の円筒状形状が維持された電気掃除機用ホースであって、ホース壁は、添着部と、平坦部と、膨出部とを有しており、添着部は、補強体の外周側表面を包み込むように、外側に向かって凸形状に膨出形成されていると共に、添着部においてホース壁と補強体が添着されており、平坦部は、添着部に隣接して、ホース軸方向に沿って延在するように、隣り合う添着部の間の区間に２つ設けられており、膨出部は、前記区間の略中央部に位置するよう、２つの平坦部の間に、半径方向外側に向かって膨出するように中空形状に設けられており、ホースに負荷が与えられていない状態において、膨出部の外周径は、添着部の外周径よりも小さくされると共に、膨出部の内周面側の中空部分の幅をＷ、深さをＤとして、０．７≦Ｄ／Ｗ≦２とされたことを特徴とする電気掃除機用ホースである（第１発明）。

第１発明において、好ましくは、膨出部の断面形状が円弧状である（第２発明）。さらに、第２発明において、好ましくは、合成樹脂の硬度がＪＩＳ−Ｋ７２１５に準拠して測定した硬度で、４５〜６５ＨＤＡである（第３発明）。また、第１発明ないし第３発明のいずれかにおいて、好ましくは、膨出部と平坦部が同じ肉厚とされる（第４発明）。また、第１発明ないし第３発明のいずれかにおいて、好ましくは、膨出部の肉厚が、平坦部の肉厚よりも薄くされる（第５発明）。

本発明の電気掃除機用ホース（第１発明）によれば、ホースが収縮する際にホース壁がひだ状に内側に入り込むことを抑制できる。また、ホースを柔軟なものとしながら、ホースの過度の収縮が抑制できる。また、第２発明や第４発明の電気掃除機用ホースでは、ホース壁の内側への入り込みがより効果的に抑制される。また、第３発明や第５発明の電気掃除機用ホースでは、ホースをより柔軟なものとできる。

第１実施形態の電気掃除機用ホースが適用される電気掃除機の構成を示す図である。 第１実施形態の電気掃除機用ホースの部分断面図である。 第１実施形態の電気掃除機用ホースのホース壁部分の拡大断面図である。 ホース壁を構成する可撓性条帯の実施形態を示す図である。 第１実施形態の電気掃除機用ホースに収縮力が作用した際の変形模式図である。 第１実施形態の電気掃除機用ホースに収縮力が作用した際の変形模式図である。 他の実施形態の電気掃除機用ホースのホース壁部分の拡大断面図である。

以下、図面に基づいて、本発明に係る電気掃除機用ホースの実施形態について説明する。図１は電気掃除機の全体の構成を示し、図２は第１実施形態の電気掃除機用ホースの部分断面図、図３は図２に示すホースのホース壁の一部拡大断面図、図４はホース壁となる可撓性条帯の一例を示した図である。

図１において、電気掃除機用ホースＡは、掃除機本体１０に設けられた吸気口に接続パイプ１１を介してホースＡの一端が接続され、ホースＡの他端は手元操作部１２に接続され、手元操作部１２に連続して延長管１３、続いて床用ノズル１４が接続されて電気掃除機が構成されている。

電気掃除機用ホースＡは、図２に示すように構成され、柔軟性を有するホース壁１が円筒状に合成樹脂によって形成され、ホース壁１の内周面には、ホースを保形補強し、負圧によるホースのつぶれを防止する補強体６が螺旋状に添着されている。ホース壁１は、典型的には軟質合成樹脂製であり、無負荷状態で、図３に示すような断面形状を有する。図３は図の下側をホース内側として示している。

ホース壁１を構成する合成樹脂としては、いわゆる軟質合成樹脂が使用できる。軟質合成樹脂としては、例えば、エチレン酢酸ビニル樹脂（ＥＶＡ）や、軟質塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）や低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）や熱可塑性ウレタン系エラストマー（ＴＰＵ）などの軟質合成樹脂材料が使用できる。後述するように、ホース壁を構成する可撓性条帯を押出成形により形成したり、熱溶着や熱融着により接着できる利点があるので、特に熱可塑性樹脂を使用することが望ましいが、それに限定されるものではない。

ホース壁１を構成する合成樹脂の硬度は、ＪＩＳ−Ｋ７２１５に準拠して測定した硬度で、４５〜６５ＨＤＡであることが好ましい。このような硬度であれば、ホース壁が柔軟になり、電気掃除機用ホースAの取り扱い性が良くなる。

電気掃除機用ホースＡにおいて、ホース壁１のホース中心軸ｍに沿う断面（図２や図３に示した断面）は、補強体６の螺旋に沿って同一の断面になっている。すなわち、電気掃除機用ホースＡは、螺旋状にホース壁が形成されたホースである。また、電気掃除機用ホースＡでは、補強体６によって実質的にホース壁１の円筒状形状が維持されている。すなわち、ホースに作用する力や負圧に対しホース壁１単独ではその円筒状形状を維持できない程度に、ホース壁１は柔軟であり、ホース壁１は補強体６と一体化されることで、その円筒状形状が維持されている。

補強体６としては、スチール線や硬鋼線などの金属線や、それらに樹脂被覆をした樹脂被覆金属線、あるいはポリプロピレン樹脂や高密度ポリエチレン樹脂やポリアミド樹脂などの硬質樹脂を線状に押出成形した硬質樹脂線が使用できる。補強体６は、ホース壁に添着するので、使用する接着剤との接着性が良いものや、熱溶着可能なものを選択することが好ましい。図３には、樹脂被覆を施したスチール線を補強体６として使用した例を示す。
なお、螺旋状に設けられる補強体６の条数は、特に限定されず、１条乃至４条程度であればよい。

以下に、本実施形態の電気掃除機用ホースＡのホース壁１の断面形状について説明する。図３には、ホースに負荷がかかっていない状態における、ホース壁１と補強体６の、ホース軸方向に沿った部分断面図を示す。
ホース壁１は、添着部７，７と、平坦部２，２と、膨出部３とを有している。

添着部７は、補強体６の外周側表面を包み込むように、ホースの半径方向外側に向かって凸形状に膨出形成された部分である。添着部７において、ホース壁１と補強体６が添着されている。添着の形態は、接着であっても良いし、溶着であってもよい。また、添着は、添着部の一部のみで行われていてもよい。たとえば、補強体６の最外周部と、添着部の最外周部が接着されていることが好ましい。

平坦部２は、ホースに負荷が働いていない状態で、ホースの中心軸ｍと略平行にホース壁１が延在している部分のことである。すなわち、平坦部２はホース軸方向に沿って延在する部分である。平坦部２は、添着部７，７に隣接して、隣り合う添着部７，７の間の区間に２つ設けられている。

膨出部３は、隣り合う添着部７，７の間の区間の略中央部に位置するよう、２つの平坦部２，２の間に設けられている。膨出部３は、半径方向外側に向かって膨出するように中空形状に設けられている。

すなわち、ホース壁１は、隣接する補強体６，６の間で、添着部７、平坦部２、膨出部３、平坦部２、添着部７がこの順番に連続するように接続されて、螺旋状に構成されている。

そして、電気掃除機用ホースＡに負荷が与えられていない状態において、膨出部３の外周径Ｄ１は、添着部７の外周径Ｄ２よりも小さくされている。また、膨出部３の内周面側の中空部分の幅をＷ、深さをＤとして、０．７≦Ｄ／Ｗ≦２とされている。０．８≦Ｄ／Ｗ≦１．８とされることがより好ましい。

また、本実施形態においてそうであるように、膨出部３の断面形状が円弧状であることが好ましい。また、本実施形態においてそうであるように、膨出部３と平坦部２，２が同じ肉厚とされることが好ましい。また、膨出部の肉厚が、平坦部の肉厚よりも薄くされてもよい。

第１実施形態の電気掃除機用ホースＡは、いわゆるスパイラル成形方法により、以下のようにして製造することができる。即ち、公知のホース成形軸に対して、補強体６を構成する線材を所定のピッチで螺旋状に捲回する。一方で、所定断面を有する押出ダイを備える押出成形機から高温の熱可塑性樹脂を押出し、図４に示すような断面を有する可撓性条帯５を成形する。可撓性条帯５の中央部が、ホース壁１の膨出部３に対応し、可撓性条帯５の側縁部５ａ，５ｂが重なり合うように接合されて、ホース壁１の添着部７となる。

押出成形された可撓性条帯５の側縁部５ａ，５ｂが、ホース成形軸に捲回された補強体６を覆うように螺旋状に捲回し、互いに隣接する可撓性条帯５の側縁部５ａ、５ｂを補強体６のホース外周側で重ね合わせて接着一体化して円筒状のホース壁１とするとともに、ホース壁１と補強体６を添着する。線材と可撓性条帯５を連続的にホース成形軸に供給しながら、以上の工程を連続して行うことにより、不定長の電気掃除機用ホースＡを得ることができる。可撓性条帯５の側縁部の接着一体化や硬質補強体６への添着は、熱融着により行うこともでき、その場合は、押出成形された可撓性条帯がまだ熱い間に捲回し一体化することが好ましい。また、熱可塑性接着剤（ホットメルト）や溶剤系の接着剤を使用しても良い。

上記形態の電気掃除機用ホースの作用効果を説明する。上記電気掃除機用ホースＡでは、ホースに収縮力が働いて、ホースが収縮する際にホース壁１がひだ状に内側に入り込むことを抑制できる。また、ホースを柔軟なものとしながら、ホースの過度の収縮が抑制でき、ホースのコシが高められる。以下、そのメカニズムを説明する。なお、以下の説明は、ホースの収縮動作について説明するが、ホースの曲げ動作の内側の変形についても同様である。

上記電気掃除機用ホースＡのホース壁１には、２つの平坦部２，２とその間の中空形状の膨出部３が備えられている。そのため、ホースに働く収縮力が小さい間は、２つの平坦部２，２はホースの可撓性にあまり寄与せず、膨出部３の部分が蛇腹のように働くことによって、ホース壁１の収縮が実現される。すなわち、収縮力が小さい間は、主に膨出部３が変形することによって、ホースが収縮変形する。

ホースに収縮力が働いていない状態では、図３のように、膨出部３はホースの内周面側が開いた形状をしていたが、ホースに収縮力Ｆが働くと、図５に示すように、膨出部３は開いていた内周面側が閉じるように変形する。図５の円弧状の白抜き矢印は、膨出部３の変形の様子を表している。そして、膨出部３の形状が、膨出部３の内周面側の中空部分の幅をＷ、深さをＤとして、０．７≦Ｄ／Ｗ≦２とされているため、膨出部３と平坦部２，２が接続する部分には、角度変化θが生ずる。この角度変化θの発生によって、平坦部２，２は、補強体６の側よりも膨出部３の側の方がホース外側に位置するように、角度変化する。この角度変化により、平坦部２，２は膨出部３の側が持ち上がった状態で、屋根のように突きあわせられることになる。

更に収縮力Ｆが大きくなると、屋根状に突合せられた平坦部２，２がさらに押し付け合って、図６のように、膨出部３の部分を半径方向外側に押し出すように変位させながら、平坦部２，２の中心軸に対する傾きθが大きくなるように、ホース壁１が変形し、ホースＡが収縮していく。

この様に、本実施形態の電気掃除機用ホースＡでは、２つの平坦部２，２とその間の中空形状の膨出部３が備えられ、負荷のない状態での膨出部３の内周面側の中空部分の幅をＷ、深さをＤとして、０．７≦Ｄ／Ｗ≦２とされているため、ホースに収縮力が働くと、補強体６，６の間のホース壁に、ホース外側に出るようなひだができるような変形が促される。そのため、本実施形態の電気掃除機用ホースＡでは、ホースが収縮する際にホース壁１がひだ状に内側に入り込むことが抑制される。

また、本実施形態の電気掃除機用ホースＡでは、ホースを柔軟なものとしながら、大きめの収縮力が働く際に、ホースの過度の収縮が抑制できる。
収縮力によってホースが過度に収縮すると、掃除機本体が引っ張られたりして、手元操作部の操作がしにくくなるが、本実施形態の電気掃除機用ホースＡではこれを予防できる。
本実施形態の電気掃除機用ホースＡでは、収縮力Ｆが小さい間は、ホース壁の収縮が実質的に膨出部３の変形によって行われるため、ホースが柔軟に収縮できる。一方、収縮力Ｆがある程度大きくなり、図５のように膨出部３の内側部分が閉じて平坦部２，２が屋根状に突きあわせられるようになってくると、ホースの収縮力が、平坦部２，２によって支えられるようになり、ホースが収縮しにくくなる。この状態からホースを収縮させるためには、さらに収縮力を大きくして、図５のようなホース壁の状態から、図６のようなホース壁の状態に変化させていかなければならないからである。

この様に、本実施形態の電気掃除機用ホースＡでは、収縮力Ｆが小さい間はホースが柔軟であり、収縮力Ｆが大きくなるとホースが縮みにくくなる。そして、本実施形態の電気掃除機用ホースＡでは、無負荷時の状態で、膨出部３の外周径Ｄ１は、添着部７の外周径Ｄ２よりも小さくされており、膨出部３の内側部分が開いている幅Ｗは、補強体の間の区間のホース壁の収縮可能な長さに比べ、かなり小さくなる。このため、本実施形態の電気掃除機用ホースＡでは、少しの収縮が与えられると、膨出部３の内側部分が閉じてホースが固くなり、柔軟なホースでありながら、過度の収縮が抑制された、コシが高められたホースにできる。

ホースが収縮する際にホース壁１がひだ状に内側に入り込むことをより効果的に抑制するという観点からは、図３に示すように、膨出部３の断面形状が円弧状であることが好ましい。断面形状が円弧状であると、膨出部３の中空部の内側が閉じる際に、膨出部３と平坦部の接合した部分に角度変化θがより確実に発生し、平坦部２，２が、膨出部３の側が高くなった屋根状に突きあわせられることになるからである。

また、同様の観点及び、作用機序から、膨出部３と平坦部２，２が同じ肉厚とされることが好ましい。同じ肉厚とされることにより、膨出部３と平坦部の接合した部分に角度変化θがより確実に発生し、平坦部２，２が膨出部３の側が高くなった屋根状に突きあわせられる形態が実現されうる。なお、ここにいう同じ肉厚とは、厳密に肉厚寸法が同じであることまでは必要とせず、一方の肉厚に対し他方の肉厚がプラスマイナス２０%以内であれば、同じ肉厚と言える。

また、本実施形態の電気掃除機用ホースＡでは、ホース壁１を構成する合成樹脂の硬度がＪＩＳ−Ｋ７２１５に準拠して測定した硬度で、４５〜６５ＨＤＡであることが好ましく、そのようにされていることにより、ホース壁１がより柔軟なものとできる。

また、本実施形態の電気掃除機用ホースＡでは、収縮力Ｆが働いて、図５のように膨出部３の内側部分が閉じて平坦部２，２が屋根状に突きあわせられるようになった状態においても、膨出部３の外径が、添着部７の外径を越えないようにされることが好ましい。このようにされていれば、収縮力Ｆが小さい使用領域においては、膨出部３の外周部が床や家具等に直接接触して摩耗することが抑制されることになり、膨出部３の耐久性を向上できるからである。

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、これら実施形態は、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。

上記実施形態の説明では、ホース壁１が単層の構成を有する場合について説明したが、ホース壁１は積層構造を有するホース壁であってもよい。その場合の各層の具体的構成や材料は特に限定されない。

また、上記実施形態においては、ホース壁１の膨出部３が円弧状である形態について図示したが、膨出部の断面形状は、円弧状以外であってもよく、例えば、図７（ａ）の例のように、ホース内側が開いた「コ」の字状であってもよく、図７（ｂ）の例のように、ホース内側が開いた「Ｖ」の字状であってもよい。

また、膨出部３の肉厚が、平坦部２の肉厚よりも薄くされていてもよく、その場合、ホースをより柔軟なものとしながら、過度の収縮を抑制することができる。

また、上記実施形態の説明では、電気掃除機として家庭用電気掃除機の一例を示したが、電気掃除機の種類は特に限定されない。上記実施形態の電気掃除機用ホースは、例えば、アップライト型の電気掃除機や、セントラル配管方式の電気掃除機などにも使用することができる。

電気掃除機用ホースは可撓性を有しており電気掃除機に使用でき、産業上の利用価値が高い。

Ａ 電気掃除機用ホース
１ ホース壁
２ 平坦部
３ 膨出部
７ 添着部
６ 補強体
１０ 電気掃除機本体
１２ 手元操作部
１３ 延長管
１４ 床用ノズル

Claims (5)

1. 合成樹脂からなる円筒状のホース壁の内側に、螺旋状の補強体が添着され、
   ホース壁のホース中心軸に沿う断面は、補強体の螺旋に沿って同一の断面であり、
   補強体によって実質的にホース壁の円筒状形状が維持された電気掃除機用ホースであって、
   ホース壁は、添着部と、平坦部と、膨出部とを有しており、
   添着部は、補強体の外周側表面を包み込むように、外側に向かって凸形状に膨出形成されていると共に、添着部においてホース壁と補強体が添着されており、
   平坦部は、添着部に隣接して、ホース軸方向に沿って延在するように、隣り合う添着部の間の区間に２つ設けられており、
   膨出部は、前記区間の略中央部に位置するよう、２つの平坦部の間に、半径方向外側に向かって膨出するように中空形状に設けられており、
   ホースに負荷が与えられていない状態において、
   膨出部の外周径は、添着部の外周径よりも小さくされると共に、
   膨出部の内周面側の中空部分の幅をＷ、深さをＤとして、０．７≦Ｄ／Ｗ≦２とされた
   ことを特徴とする電気掃除機用ホース。
2. 膨出部の断面形状が円弧状である請求項１に記載の電気掃除機用ホース。
3. 合成樹脂の硬度がＪＩＳ−Ｋ７２１５に準拠して測定した硬度で、４５〜６５ＨＤＡである請求項２に記載の電気掃除機用ホース。
4. 膨出部と平坦部が同じ肉厚とされた請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電気掃除機用ホース。
5. 膨出部の肉厚が、平坦部の肉厚よりも薄くされた請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電気掃除機用ホース。

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