JP4217404B2 - フレキシブルホース - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体や気体の搬送に適したフレキシブルホースに関するもので、例えば、洗濯機、エアコン、冷蔵庫、医療機器等の付属ホースに適用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のフレキシブルホースの構成例を図７および図８に示す。
ホース１は、樹脂材料からなる帯材２および芯材３が螺旋状に巻かれている。帯材２の隣り合う螺旋が重なり合ってホース壁を形成する。上下に重なり合う帯材２の間に断面円形の芯材３が埋め込まれる（図８参照）。
【０００３】
ホース１を使用する場合、例えば図７に示すように、ホース端部に連結管５を取り付ける。連結管５は、繋ぎ部５ａとネジ部５ｂからなり、ネジ部５ｂの内壁に雌ネジ溝Ｍが形成される。芯材３の螺旋形状にネジ部５ｂをねじ込んで固定する。繋ぎ部５ａには各種機器のドレンパイプ等が接続される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のフレキシブルホースは、帯材２の間に芯材を埋め込む場合、帯材２の張力によって芯材２を挟持するため、帯材２と芯材３と間に隙間Ｓが生じやすい（図８参照）。隙間Ｓは、芯材３の“遊び”の空間となってホースの屈曲性を高める役割を果たすが、その反面、ホース１の先端から隙間Ｓに液体や気体が浸入し、本来ホース通路を流れるべき搬送物が隙間Ｓに漏れたり、隙間Ｓの残留物により衛生面の管理が難しくなるという問題が生じる。
【０００５】
また、ホース１に連結管５を取り付ける場合、帯材２と芯材３とがズレて芯材３の螺旋形状が崩れやすいため、ねじ込み作業が煩雑になる。ネジ部５ｂの途中でホース先端が止まって抜けなくなることもある。
【０００６】
本発明は、このような現状に鑑みなされたもので、帯材と芯材との間に気体や液体が浸入するのを防止し、かつ、芯材の螺旋形状に連結管をねじ込みやすくしたフレキシブルホースを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、樹脂材料からなる帯材を半溶融状態で螺旋状に巻きながら隣り合う螺旋をホース長手方向に重ね合わせ、この重ね合わせ部分の上下の帯材の間に芯材を埋め込んで形成されるフレキシブルホースにおいて、前記芯材は、横断面が山形であるとともに、底面は長さ方向に一定幅を保って延び、かつ、前記帯材との重ね合わせ部分のうち、下側の帯材には、所定幅を保って前記芯材の底面を密着させ、かつ、上側の帯材には、前記底面の幅方向両端からホース径外方向に向かうに従って互いに近づくように傾斜する前記芯材の側面と、これらの側面の上端に連なる前記芯材の頂面とを密着させたフレキシブルホースであって、前記芯材における前記側面と前記頂面との接続部にアール面を設けるとともに、前記芯材における前記底面と前記側面とのなす角度を３０゜〜６０゜に設定し、前記芯材横断面の両端部の隙間をなくし、かつ、扁平強度を高めたフレキシブルホースである。請求項２の発明は、請求項１記載の発明の上記特徴に加えて、前記頂面がアーチ状に湾曲しているフレキシブルホースである。また、請求項３の発明は、請求項１または２記載の発明の上記特徴に加えて、前記帯材の樹脂材料がエラストマーであるフレキシブルホースである。
【０００８】
従来、帯材の間に芯材を埋め込むフレキシブルホースは、帯材と芯材との間に十分な隙間を確保し、屈曲性を向上させることに重点が置かれている。すなわち、ホースを折り曲げたときに帯材と芯材との間に相対的なズレを発生させてホース壁面に無理な負荷がかからないようにしている。
本発明のフレキシブルホースは、従来とは逆の発想により帯材と芯材との隙間をなくすことに重点を置き、前記のような課題を解決するものである。なお、ホースの屈曲性については、弾性に優れた材料（エラストマー等）を選択することにより十分な性能を確保することができる。また、本発明のように特殊形状の芯材を採用することにより、簡単な製法でフレキシブルホースを製造することが可能になる。
【０００９】
本発明のフレキシブルホースによると、芯材の底面、側面および頂面が帯材に密着することから、帯材と芯材との間に隙間が存在しない。これにより、帯材と芯材との間にホース内の気体や液体が浸入するのが防止される。
また、帯材の間で芯材が動くことなく安定するため、芯材の螺旋形状が崩れにくく、連結管のねじ込み作業を快適に行うことができる。
【００１０】
帯材の間に芯材を密着させる方法としては、例えば、まず、下側の帯材に芯材の底面を載せ、この芯材の頂面および側面に上側の帯材を重ねる。次いで、帯材の上から芯材の両側をローラ等で押さえ、帯材と芯材との間の空気を抜く。
【００１１】
前記芯材の側面と頂面との境界に角部が存在する場合、上記のような方法で帯材に芯材を密着させると、帯材の角部に十分な厚みが得られず、ホース壁面が破れやすくなる。
本発明（請求項２）では、前記側面と前記頂面との接続部にアール面を設ける構成とした。これにより、曲面に沿って帯材が均一な厚みで芯材に密着するので、ホースの耐久性が良好に保たれる。
【００１２】
また、前記芯材の頂面が平坦になっている場合には、頂面の上方に空気が残りやすく帯材と芯材との密着性が悪くなる。
本発明（請求項３）では、前記頂面をアーチ状に湾曲させる構成とした。これにより、帯材を重ねる際に、帯材と芯材とが接触しやすくなり、両者の密着性が大幅に向上する。
【００１３】
帯材の樹脂材料には、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリラン、ポリ酢酸ビニル、ポリブニルアルコール、 ポリビニルセタール、ポリビニル ブチラール、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、 メタクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイド、ポリスルホン、セルロイド 、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、飽和ポリエステル等の熱可塑性樹脂を用いることができる。
芯材の樹脂材料は、帯材と同種の材料の他、異なる樹脂材料を用いてもよい。樹脂材料が異なる場合、溶着性の良好な材料の組み合わせにするのが望ましい。
【００１４】
フレキシブルホースの屈曲性を向上させるには、帯材の材料にエラストマーを用いるとよい。特に、スチレン系エラストマーで帯材を形成すると、ホースの屈曲性および耐熱性が良好になるため、医療や食品製造の用途に適した高品質のフレキシブルホースを得ることができる。
また、フレキブルホースの屈曲性を向上させる芯材の材料としては、ポリプロピレンを用いるとよい。弾性に優れ、かつ環境に優しい材料だからである。
なお、スチレン系エラストマー（帯材）とポリプロピレン（芯材）とを組み合わせる場合、互いの相溶性が小さいため、帯材と芯材との密着性が悪くなる。しかしながら、前記のような底面、側面および頂面からなる特殊形状の芯材を用いることで、帯材と芯材とを隙間なく簡単に密着させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図３に実施形態によるフレキシブルホースを示す。
ホース１０は、樹脂材料からなる帯材１２が螺旋状に巻かれている。帯材１２の隣り合う螺旋がホース１０の長手方向に重なり合ってホース壁を形成している。重なり合った上下の帯材１２の間に芯材１３が埋め込まれる。
【００１６】
図２に示すように、芯材１３は、横断面山形の線材からなる。下側の帯材１２ａには芯材１３の底面１３ａが密着し、上側の帯材１２ｂには、芯材１３の側面１３ｃ、１３ｂおよび頂面１３ｄが密着している。すなわち、帯材１２と芯材１３との間には気体や液体が浸入する隙間は存在していない。 芯材１３の底面１３ａは、芯材１３の長さ方向に一定幅を保って延びる。側面１３ｃ、１３ｂは、底面１３ａの幅方向の両端からホース径方向外側に行くに従って互いに近づくように傾斜している。頂面頂面１３ｄは、これらの側面１３ｃ、１３ｂの上端にアーチ状に湾曲して連なっている。
【００１７】
底面１３ａと側面１３ｃ、１３ｂとのなす角度は、３０゜〜６０゜に設定するとよい。３０゜未満であると、ホース１０の外圧に対する扁平強度が不十分になり、また、６０゜を超えると、芯材１３の両側に隙間が生じやすくなるからである。
【００１８】
ホース１０に連結管１５を取り付ける場合、図３に示すように、ネジ部１５ｂの雌ネジ溝Ｍにホース先端を合わせ、ホース１０をねじ込む。すると、芯材１３の螺旋形状が雄ネジの役割を果たし、雌ねじ溝Ｍに嵌合する。
このとき、芯材１３が帯材１２の間で密着して動かないので、ホース外壁の螺旋形状が崩れにくく、連結管１５のねじ込み操作が行いやすい。
【００１９】
連結管１５の内部では、ホース１０の切断部分に芯材１３が露出しても、帯材１２と芯材１３との間に隙間が存在しないため、ホース壁に液体や気体が浸入することはない。
また、ホース通路の搬送物が芯材１３の周りに漏れるといった不具合も解消される。
【００２０】
次に、ホース１０の製造装置の一例を図４に示す。
ホース製造装置２０は、駆動装置２１の軸方向に芯棒２２が設けられる。芯棒２２に向けて帯材１２および芯材１３の供給部２５、２６が配置される。芯棒２２の外周には、フレキシブルシャフト２３がシャフトガイド２４を介して回動可能に設けられている。供給部２５、２６の後方（図４右側）には、補助ローラ２８および冷却ノズル２９が芯棒２２に向けて配置されている。
なお、補助ローラ２８は、芯材１３の太さや螺旋のピッチに合わせて、ローラ間の幅を調節できるようになっている。
【００２１】
ホース１０を製造する場合、半溶融状態の帯材１２を押し出し、フレキシブルシャフト２３に巻き取る。帯材１２の成形温度は、樹脂材料の種類によって適宜所定の温度に設定する。フレキシブルシャフト２３を回動すると、帯材１２が図４矢印方向に所定速度で送られ、先に巻かれた帯材１２の上に後に巻かれた帯材１２が重なってホース壁を形成していく。
同時に、芯材１２を芯棒２２側へ送り出し、帯材１２の間に挟み込む。このとき、芯材１３の底面１３ａを先に巻かれる帯材の上に密着させるようにする。
【００２２】
次いで、帯材１２の上方から芯材１３の両側に補助ローラ２８を押し当てて、ホース１０の外周に沿って補助ローラ２８を回転させる。すると、図５に示すように、帯材１２と芯材１３との間の空気が押し出され、芯材の側面１３ｂ、１３ｃおよび頂面１３ｄに帯材１２が密着し、これらの間の隙間がなくなる。
次いで、冷却ノズル２９によりホース１０の外壁に冷却水を流すと、帯材１２および芯材１３の溶着部が収縮して固まる。
【００２３】
このように本実施形態のホース１０によれば、簡単な製法で帯材１２に芯材１３の底面１３ａ、側面１３ｂ、１３ｃおよび頂面１３ｄに帯材を密着させることができる。
【００２４】
前記実施形態を説明したが、本発明の実施形態は、これに限定されることなく、種々の変更が可能である。例えば、帯材の間に２以上の螺旋を含む芯材を重ねるようにしてもよい。
また、芯材の形状は、例えば図６（Ａ）に示すように、断面台形の芯材３１を採用してもよい。芯材３１の側面３１ｂ、３１ｃと頂面３１ｄとの接続部にアール面３１ｅを設けてもよい。
また、図６（Ｂ）に示すように、円弧状の断面をもつ芯材３２を採用してもよい。この場合、芯材３２の側面３２ｂ、３２ｃおよび頂面３２ｄが連なってこれらの面の境界がなくなる。
さらに、図６（Ｃ）に示すように、横断面の左右の形状が非対称になる芯材３３を採用してもよい。この場合、芯材３３の側面３３ｂおよび側面３３ｃの傾斜面の角度がそれぞれ異なる角度になる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のフレキシブルホースによれば、次のような優れた効果を奏する。
(a) 帯材と芯材との間の隙間に気体や液体が浸入しないため、ホース壁を清潔に保ち、搬送物の漏れを抑えることができる。
(b) 芯材の螺旋形状が崩れにくいため、ホースに連結管をねじ込む作業を簡単に行うことができる。
(c) 帯材の材料にエラストマーを採用することで、耐熱性および屈曲性に優れたきわめて品質の高いホースを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるフレキシブルホースを示す一部切欠き側面図である。
【図２】本発明の実施形態によるフレキシブルホースを示す部分拡大図である。
【図３】本発明の実施形態によるフレキシブルホースの使用状態を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態によるフレキシブルホースの製造装置を示す概略構成図である。
【図５】図４に示す補助ローラの部分拡大図である。
【図６】他の実施形態による芯材を示す断面図である。
【図７】従来のフレキシブルホースおよび連結管を示す組立分解図である。
【図８】従来のフレキシブルホースの部分拡大図である。
【符号の説明】
１０ ホース（フレキシブルホース）
１２ 帯材
１３ 芯材
１３ａ 底面
１３ｂ、１３ｃ 側面
１３ｄ 頂面
１５ 連結管
Ｓ 隙間

Claims (3)

1. 樹脂材料からなる帯材を半溶融状態で螺旋状に巻きながら隣り合う螺旋をホース長手方向に重ね合わせ、この重ね合わせ部分の上下の帯材の間に芯材を埋め込んで形成されるフレキシブルホースにおいて、
   前記芯材は、横断面が山形であるとともに、底面は長さ方向に一定幅を保って延び、
   かつ、前記帯材との重ね合わせ部分のうち、下側の帯材には、所定幅を保って前記芯材の底面を密着させ、
   かつ、上側の帯材には、前記底面の幅方向両端からホース径外方向に向かうに従って互いに近づくように傾斜する前記芯材の側面と、これらの側面の上端に連なる前記芯材の頂面とを密着させたフレキシブルホースであって、
   前記芯材における前記側面と前記頂面との接続部にアール面を設けるとともに、前記芯材における前記底面と前記側面とのなす角度を３０゜〜６０゜に設定し、
   前記芯材横断面の両端部の隙間をなくし、かつ、扁平強度を高めたフレキシブルホース。
2. 前記頂面がアーチ状に湾曲している請求項１記載のフレキシブルホース。
3. 前記帯材の樹脂材料がエラストマーである請求項１又は２記載のフレキシブルホース。

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