JP2019535970A - 伸縮式波形ホース及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

伸縮式波形ホースは、弾性伸縮可能な第１のポリマー材料から成る第１の支持層（１）と、上記第１の支持層（１）に巻き付けられた補強材（２）と、第１の支持層（１）と共に波形単式管状体（４）を画定するため、弾性伸縮可能な第２のポリマー材料から成り、補強材（２）を被覆する第２の安定化層（３）と、波形単式管状体（４）を被覆するため、第２の安定化層（３）に配置された第３の被覆層（５）と、を備える。

Description

本発明は、概して、ホース及びポリマー材料の処理方法の分野に役立ち、特に、ガーデニングに使用されるように構成された補強型の伸縮式波形ホースに関する。

また、本発明は、上記波形ホースの製造方法に関する。

いくつかの既知の可撓性伸縮式ホースは、ガーデニングに適し、圧力下で引き伸ばした後、無圧力下で収縮静止状態から、内部の流体圧に応じて幾分伸長した動作状態まで移動させることを特徴とする。

ＵＳ８４７９７７６及びＵＳ８２９１９４１は、静止状態のホースよりも約２〜３倍長い繊維シースに挿入される加硫ゴムホースを開示している。加圧水の通過時、ホースは膨張及び伸長して、繊維シースを充填する。しかしながら、連続的使用のせいで、シースはホースに一様には分散されず、そのためにゴムホースは、破裂するまで部分的に広がる。また、シースは、汚れて、清掃しにくい。

ＷＯ２０１５１７７６６４は、上述のホースと同様のホースを開示しており、テキスタイルシースの代わりに、電線を保護するために使用されるシースと似た波形シースが設けられている。このホースは、伸張しにくく、圧力下で回転し易く、比較的低圧で破裂する。この場合も、外側のシースは多量の汚れを溜め込む。

ＷＯ２０１６１２８９４０は、超弾性シースで被覆される波形半剛体ホースを開示している。波形ホースは、解放後の復帰を促進するように外側シースが外側ホースを滑らかに進める間、圧力下で拡張する。しかしながら、ホースは伸長しにくく、圧力に弱く、圧力が破裂圧力に近づく場合、ダメージを負って収縮能力を失う。

ＷＯ２０１６０９８０６３は、約１００％の伸び率を有する厚い内側層が、メッシュで補強され、テキスタイルスパイラルを巻かれた後、薄プラスチックシースで被覆されたホースを開示している。ラインの出口で、ホースは、内側層にかかる張力のため、内側層の当初の長に合致するように収縮する。ホースは、３バールの標準的圧力で伸張が制限されることを特徴とする。

外側シースは非常に薄く、腐食し易く、補強部に損傷を及ぼす。更に、ホースの外面は滑らかではなく、ホースが収縮したときに汚れを溜める。最後になったが重要な点として、圧力を高く維持することが制限される場合は水流速度が遅くなり、ホースの伸びが制限される。

最終的に、既知の技術による伸縮式ガーデニングホースは、破損し易さ、汚れの堆積、低い破裂圧力、低流速の際の伸張しにくさなどの制約を受け、容器から地面に拡散されるときには高圧となって、テラスや庭における注水に適さない。

本発明の目的は、効率が良く、費用対効果が比較的高い伸縮式波形ホースを提供することによって、上記の欠点を克服することである。

具体的な目的は、好ましくは２５バール以上の高い破裂圧力と、３バールで１００％以上の比較的高い伸び率とを有する伸縮式波形ホースを提供することである。

更に別の目的は、限定的な最大伸び率を有し、破裂圧力よりもかなり低い所定圧力、例えば、最大３バールの圧力まで拡張させて、破裂圧力までほぼ安定させておくことができる伸縮式波形ホースを提供することである。

更に別の目的は、外面に汚れの粒子を堆積させない伸縮式波形ホースを提供することである。

更に別の目的は、良好な水流速度（水流量）を有する伸縮式ホースを提供することである。

更に別の目的は、比較的薄く、軽量で、省スペースの伸縮式ホースを提供することである。

以下より明確になる上記の目的及び別の目的は、弾性伸縮可能な第１のポリマー材料から成る第１の支持層と、上記第１の支持層に巻き付けられる補強材と、弾性伸縮可能な第２のポリマー材料から成り、上記補強材を被覆して、上記第１の支持層と共に単式管状体を画定する第２の安定化層と、を備える請求項１による伸縮式波形ホースによって達成される。

本発明の特定の特徴によると、上記単式管状体は波形であり、上記第２の安定化層上に配置され、上記波形単式管状体を被覆する第３の被覆層が設けられる。

これらの特徴の組み合わせのおかげで、ホースは外側に広がって汚れの堆積を回避するとともに、弾性と内側層の補強材のおかげで、伸縮性及び破裂強度がより高くなる。

本発明の別の側面によると、請求項６による波形ホースの製造方法が提供される。

本発明の有効な実施形態は、従属請求項により達成される。

本発明の別の特徴と利点は、添付図面を使用して非限定的実施例によって例示される本発明のホース及びその製造方法の好適だが非排他的な実施形態に関する詳細な説明を参照することで、より明確になるであろう。
２つの変形による第１の製造順序におけるホースを示す正面図である。 製造順序の別のステップにおけるホースを示す正面図である。 静止状態におけるホースを示す断面図である。 内部を加圧水が流れた後に伸長した状態のホースを示す断面図である。 本発明によるホースを実現するラインを示す側面図である。 図５のラインの変形を示す側面図である。 図５及び６のラインの詳細を示す側面図である。

添付図面を参照すると、全体が１０で示される本発明のホースの好適だが非排他的構造は、ガーデニングなどの分野、特に、テラス、バルコニー、小規模な庭などの限られた空間状況において、特に、だが非排他的に適用される。

図１は、ホース１０の実施形態の製造順序の第１の部分を示し、第１の弾性伸縮可能なポリマー材料から成る第１の薄層の押出成形は、第１の管状内側層１（図１ａ）を実現するために実行される。

続いて、既知の方法によると、好ましくはポリマー材料から成り、網状（図１ｂ）又は編組状（図１ｃ）に形成することができるテキスタイル補強材２が、加圧されたときのホース１０の安定性を高め、破裂圧力を増大させる目的で設けられる。

次に、第２の伸縮可能なポリマー材料から成る第２の薄層３が、例えば押出成形によって補強材２に設けられて補強材を安定化させ、多層単式管状体４を取得する。

波形構造を得るために後者は適切な手順を経て、そのうちの１つの例を後述する。

例えば、管状体４の波形は任意で、図示しない閉込め要素構造を備えてもよく、該閉込め要素は、図２に示す形状を前提として、安定化層３の周囲に巻き付けられた螺旋状スパイラルであってもよく、又は環状などの様々な形状であってもよく、管状体４を放射方向に拡張させて波形加工する。波形の度合いを変更することによって、ホース１０の最大伸び率を修正することができる。

最後に、波形管状体４の上には、超軟性かつ弾性プラスチック材料から作製される第３の管状被覆層５が、波形隆起６に貼付され固定される。

被覆層５は、ホース１０の弾性復帰を促進するが、第３の層５自体が波形加工されて汚れ堆積領域を形成するのを防ぐために下の層よりも厚い。

弾性復帰は、波形の外面に弾性糸を挿入することによって強化することができる。

第３の外側被覆層５は、適切には、使用後にホース１０を通常のサイズに復帰させるように非常に弾性的であり軟らかい。

波形加工ステップを含む工程全体は、好ましくは、だが非排他的に、ライン上で実行される。

したがって、用いられる具体的な工程に関係なく、最も基本的な形状のホース１０は、内側から外側にかけて、
弾性伸縮可能な第１のポリマー材料から成る第１の層１と、
第１の内側層１に巻き付けられた網状又は編組状の補強材２と、
弾性伸縮可能な第２のポリマー材料から成り、補強材２を被覆する第２の安定化層３と、
３つの層１、２、及び３が波形加工ステップを経て、弾性波形管状体４を取得し、
波形管状体４を被覆する第３の被覆層５と、を備える。

いくつかの層の材料の選択は、層１及び３の波形加工を促進し、第３の層５の波形加工を回避するように要求される弾性特徴の限度内で、本発明では限定されない。

非限定的な例として、第１及び第２のポリマー材料は、エラストマ及び熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）から成る群から選択されてもよい。具体的には、ＰＰ／ＳＥＢＳ、ＰＰ／ＥＰＤＭなどのＴＰＥ−Ｓ、又はエチレン−オクテンコポリマーなどのＴＰＥ−０を使用することができる。追加の適切なエラストマ材料は、ゴム又はラテックスであってもよい。

管状体４は、ＡＳＴＭ０２２４０（３”）規格に従って測定される、３０ＳｈＡ〜８０ＳｈＡ、好ましくは、４０ＳｈＡ〜６０ＳｈＡの全体ショア硬さＡを有していてもよい。

例えば、補強材２は、ポリエステル、ナイロン、ＰＥ、ＰＰ、ＰＶＡ、アラミド、パラアラミド、メタアラミド繊維、レーヨン（登録商標）から作製される多繊維材料から選択されてもよい。

図５は、本発明の方法によるホースの製造システムの好適だが非排他的な実施形態を示す。

全体が１００で示されるシステムは、第１のステーションとして、押出成形された第１の管状層１を支持し、スピンドル１０１の軸と同方向の併進運動、及び起こり得るスピンドル１０１の軸を中心とした回転運動により管状層１を先へ進めるスピンドル１０１を備える。

第１の管状層１のため、既知の構造を有するため詳述しない第１の押出機１０２がスピンドル１０１の下流に設けられ、該押出機のタスクは明らかに、第１の内側層１を形成するように、スピンドル１０１上に第１のポリマー材料を蒸着させることである。

よって、１又は２セットの糸で第１の層１を補強し、上記補強材２を作製するのに適した第１の複式スパイラル機１０３が設けられる。

例示的だが非限定的な方法で、第１のスパイラル機１０３は、２セットのヤーンを支持する２つの回転体から構成されてもよい。これらの回転体は、相互に異なる速度で回転し、ヤーンから得られる波形補強材２を第１の層１に蒸着させることができる。

第１のスパイラル機１０３の下流に、後述の方法により、第１の層１の螺旋状波形のピッチを設定するために使用される１セットの糸を備えた第２のスパイラル機１０４が設けられる。

第２のスパイラル機１０４は、１セットのヤーンスプールと、１つ以上の近接ヤーンを蒸着して、第１の管状層１を波形加工させ、ヤーン蒸着の近傍に、前進軸に最も近い波形ホースの部分を形成するのに適切な速度で回転する回転体と、を備えてもよい。

第２のスパイラル機１０４の下流には、第１の層１に付着させてテキスタイル補強材２を包含する弾性伸縮可能なポリマー材料製の第２の管状層３を追加することによって、補強材２を第１のホース内側層１に固定するための第２の押出機１０５が設けられる。

第１の冷却容器１０６が、第２の押出機１０５のすぐ下流に配置されて、軽い冷水噴流によって第１の補強層１を冷却し、スピンドル１０１の波形化を促進する。

この時点で、第３の被覆層５は、第３の押出機１０７を用いて波形単式管状体４に貼付される。

好適には、単式管状体４は、第３の押出機１０７の押出ヘッドに入る直前に波形加工する必要がある。

第３の押出機１０７は、波形体４の隆起６上に第３の弾性管状層５を蒸着し、この管状層５の機能は、波形体４を保護して、流体圧の非存在下で圧縮形状を保持し、伸縮式ホース１０の外面を平滑化することである。

第２の冷却容器１０８は、牽引１０９から引き出され、押出ライン１０の外に置かれる前に、ホース１０を冷却する機能を有する。

ライン１０の最後には、後の段階でホース１０を切断することが好ましい場合、ホースを所定長の片に切断する図示しないカッター又はワインダーを設けてもよい。

図６の実施形態は、第２のスパイラル機１０４が第１の冷却容器１０６の下流に配置されるという点で、先の実施形態と異なる。

スピンドル１０１は、第１の層１、補強材２、及び第２の安定化層３の蒸着によって波形ホース４を作製する機能を有する。

続いて、第２のスパイラル機１０４を用いて、非弾性糸状プラスチックコイルが蒸着されて、第１の層１の外面の一部をスピンドル１０１に付着させたままにする。

プラスチックコイルは、補強材３と同じ材料が使用されるが、モノフィラメント又はその他のプラスチック材料も使用することができ、金属材料のワイヤなどの更に剛体の材料を使用することもできる。

また、スパイラルは、波形管状体内に埋め込まれてもよいし、埋め込まれなくてもよい。

このように、速度及び／又は第１の内側層１の前進ピッチを変化させることによって、内側層は、放射方向に拡張できないため、波形加工させられる。

一動作モードによると、スピンドル１０１には、図７に示すように、ライン１０の長手方向全体に延びて、内側層１を前進させる支持シャフト１１０が設けられる。

上記シャフト１１０は、第２のスパイラル機１０４の上流部分と第２のスパイラル機１０４の下流部分とで異なるピッチを付与するように、既知な様式で適切に外側を成形され、第２のピッチは上流のピッチよりも小さいため、第１の層１の第１のポリマー材料は、小さな繰出し量で前進させられる。

したがって、材料が堆積する結果、ピッチの変化が生じるシャフト１１０の領域のすぐ上流の部分では、第２のスパイラル機１０４から与えられる非弾性スパイラルの存在のため、第１の層１を均一に放射方向に拡張させることができない。

よって、第１の層１は、プラスチックスパイラルと接触しない領域でのみ放射方向に拡張して、波形を形成する。

図８は、好適な実施形態によるスピンドル１０１の更なる詳細を示し、支持シャフト１１０が、中心管状要素１１１と、中心要素１１１の周囲に巻き付けられた周縁可撓シャフト１１２とを備え、周縁可撓シャフト１１２は、第２のスパイラル機１０４の上記部分と第２のスパイラル機１０４の下流部分との間の経路においてピッチが可変である螺旋状路を有する。

本発明によるホース及び製造方法には、添付の請求項に記載される発明の概念に属する様々な変更及び変形を加えてもよい。さらに、細部はすべて他の技術上等価な構成要素と置き換えてもよく、材料も本発明の保護範囲から逸脱せずに、要件に応じて変更してもよい。

Claims (12)

1. 伸縮式波形ホースであって、
   弾性伸縮可能な第１のポリマー材料から成る第１の支持層（１）と、
   前記第１の支持層（１）に巻き付けられた補強材（２）と、
   前記第１の支持層（１）と共に単式管状体（４）を画定するため、弾性伸縮可能な第２のポリマー材料から成り、前記補強材（２）を被覆する第２の安定化層（３）と、
   を備え、
   前記単式管状体（４）が波形加工され、前記波形単式管状体（４）を被覆するため、前記第２の安定化層（３）に配置された第３の被覆層（５）が更に設けられることを特徴とする、ホース。
2. 前記補強材（２）が網状、編組状、又は螺旋状に巻き付けられた、請求項１に記載のホース。
3. 前記補強材（２）が、単式又は複式の一連の第１のヤーンによって形成される、請求項２に記載のホース。
4. 前記波形単式管状体（４）が複数の隆起（６）を有し、前記第３の被覆層（５）が前記隆起（６）と堅牢に接続されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のホース。
5. 前記第３の被覆層（５）が、伸縮後に波形加工されないように、前記波形管状体（４）よりも厚い、請求項４に記載のホース。
6. 伸縮式波形ホース（１０）の製造方法であって、
   ａ）弾性伸縮可能な第１のポリマー材料から成る第１の層（１）を作製するステップと、
   ｂ）前記内側層（１）に補強材（２）を配置するステップと、
   ｃ）弾性伸縮可能な第２のポリマー材料から成り、前記補強材（２）を被覆して、前記第１の層（１）と共に単式管状体（４）を画定する第２の安定化層（３）を配置するステップと、
   ｄ）前記第２の層（３）の上に前記単式管状体（４）を被覆する第３の被覆層（５）を貼付するステップと、
   ｅ）前記単式管状体（４）を波形加工するステップと、
   を備える方法。
7. 前記波形加工ステップ（ｅ）が、前記第３の層（５）の貼付ステップｄ）のすぐ上流で実行される、請求項６に記載の方法。
8. 前記波形加工ステップｅ）が、前記第１の内側層（１）に、所定ピッチで非弾性糸状プラスチックコイルを貼付するステップｅ’）を含む、請求項６又は７に記載の方法。
9. 前記第１の層（１）を作製するステップａ）が、前進スピンドル（１０１）のヘッドの近傍に前記第１のポリマー材料を押出成形するステップａ’）と、所定の速度及びピッチの併進運動又は回転併進運動で前記第１の層（１）を前進させるステップａ”）とを含み、前記前進が前記スピンドル（１０１）によって促進される、請求項６に記載の方法。
10. 前記波形加工ステップｅ）では、前記第１の層（１）が、第１の長手部分では第１のピッチで、及び第１の部分の下流の第２の長手部分では第１のピッチよりも小さい第２のピッチで長手方向に前進して、前記第１の部分を放射方向に拡張させ、前記第１の部分が、前記波形隆起（６）を生成するための非弾性要素によって放射方向に局所的に拘束される、請求項９に記載の方法。
11. 前記波形加工ステップｅ）が、少なくとも前記第１の層（１）を冷却するステップｆ）を含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記冷却ステップｆ）が、前記プラスチック糸状コイルを貼付するステップｅ）の下流で実行される、請求項１１に記載の方法。
    
    
    

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