JP4332965B2

JP4332965B2 - 可撓性ホースの製造方法及び製造装置

Info

Publication number: JP4332965B2
Application number: JP36911699A
Authority: JP
Inventors: 茂樹金尾
Original assignee: Kanaflex Corp Co Ltd
Current assignee: Kanaflex Corp Co Ltd
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2019-12-27
Also published as: JP2001179822A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として電気掃除機に取り付けられているクリーナーホース等の可撓性ホースの製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記可撓性ホースの一例としてのクリーナーホースは、可撓性に優れていることが望まれることから、螺旋状の波形に形成されている。
そして、前記螺旋状の波形ホースを製造するには、一般的に、内周面が波形に形成された半割筒状の成形ユニットの多数を無端状に、かつ、駆動スプロケットにより回動自在に連結してなる成形型内に、溶融された合成樹脂を吐出すると共に加圧エアを同時に供給して、径方向に膨張させることにより、ブロー成形することが行われている。
【０００３】
上記のようにブロー成形により製造された波形ホースは、どの部位においても肉厚が同一であり、しかも軽量化を必要としているこの種のホースでは、必要以上に厚くすることができないため、必要最小限の保形強度しか備えさせることができず、設定角度以上の大きな折り曲げが行われると、裂けてしまう等の強度面において不利であった。又、特に、繰り返し折り曲げ力を受けながら使用されるクリーナーホース等においては耐久面において不利になるものであった。
【０００４】
上記ホースの耐久性を向上させるためには、例えば、第１の押出機から押し出された帯状の合成樹脂を駆動回転体（ホーマーとも言う）に螺旋状に巻き付けることによって、内外両面がフラットなホース本体部を形成し、このホース本体部の外面に第２の押出機から押し出された補強芯を螺旋状に巻き付けて、軽量化を図りながらも保形強度を向上させることができるホースを製造するようにしている。しかしながら、この場合には、ホース本体部の内外両面が波形ではなくフラットであることから、曲がり難く、取扱上において不利になるものであった。
前者のように可撓性に優れたホースにすれば、強度面や耐久面において不利になり、これとは逆に後者のように強度面や耐久面に優れたホースにすれば、可撓性において不利になるため、総ての面において優れた満足のいくホースを製造することができないものであり、改善の余地があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、軽量化を図りながらも、可撓性に優れるだけでなく、強度面や耐久面にも優れたホースを製造できるようにする点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題解決のために、水平又はほぼ水平な軸芯周りで回転される駆動回転体に、芯材用押出機から円柱状に形成されて押し出される合成樹脂よりなる芯材を螺旋状に巻き付け、該巻き付け時に芯材の内面が駆動回転体の外面に接当することにより、当該芯材をその内面が駆動回転体の外面に沿った偏平な形状に形成し、前記螺旋状に巻き付けられた芯材上に、該芯材の幅とほぼ同等又は芯材の幅よりも小さな直径の電線又は絶縁電線を送り出し、前記駆動回転体に巻き付けられ且つ前記電線又は絶縁電線が載置された芯材上に、ホース本体部用押出機から押し出される帯状の合成樹脂よりなるホース本体部を巻き付け、該巻き付けにより前記ホース本体部を前記芯材が無い部分で駆動回転体の中心側に湾曲した状態に形成し、芯材入りホースを形成するのである。本願発明者は、芯材形成用の合成樹脂等からなる芯材を如何に合理的に用いるかによって、上記駆動回転体による可撓性ホースの製造をすることができることを発見した。つまり、従来のように帯状の合成樹脂等をまず最初に駆動回転体に巻き付けてホース本体部を形成してしまうと、内外両面がフラットなホースになってしまうが、前記帯状の合成樹脂等を巻き付ける前に、芯材用押出機から押し出される芯材形成用の合成樹脂等からなる芯材を駆動回転体に巻き付けておけば、帯状の合成樹脂からなるホース本体部の部位のうちの芯材の無い部位、つまり帯状のホース本体部を支えるものが無い芯材間の部位で駆動回転体の回転中心（軸芯）側に湾曲した形状に自ずとなり、波形の可撓性ホースを形成することができるのである。しかも、前記芯材の存在によってホースの保形強度を高めることができる。尚、前記押し出される合成樹脂同士の一体化は、熱融着で行う他、接着剤等を用いて行う等、どのような方法で行ってもよい。前記合成樹脂としては、軟質性材料を用いることによって、可撓性において有利になるが、その他の材料でもよい。又、合成樹脂以外の合成ゴム等の材料でもよいし、例えば合成ゴム等を合成樹脂等に混入させたものを用いてもよい。
【０００７】
また、上記のように電線又は絶縁電線を、芯材用の合成樹脂とホース本体部用（帯状）の合成樹脂とで挟み込んでこれらの合成樹脂内に埋設した状態にすることができるから、ホースの保形強度を更に高めることができる。前記電線は、外側を絶縁物（合成樹脂等でなるもの）で覆っていない裸線のことを指し、この裸線の場合には、前記のように合成樹脂内に裸線を埋設した状態にすることができるから、裸線（電線）の外側を絶縁物（合成樹脂等でなるもの）で覆って絶縁電線を製造する別の製造工程を設ける必要がないだけでなく、絶縁電線に比べて絶縁物が無い分、裸線（電線）のドラムへの巻き付け長さを長くすることができる利点がある。前記電線が裸線ではなく、外側を絶縁物（合成樹脂等でなるもの）で覆っている絶縁電線である場合には、二重の被覆構造とすることができ、絶縁電線の芯材が長期間に渡って露呈し難い利点がある。
【０００８】
前記電線又は絶縁電線が銅線又は絶縁銅線であることによって、鋼線に比べて銅線の方が軽量化を図ることができるだけでなく、大きな曲げ力がホースに作用したり、ホースを踏んだ場合に、元の形状に戻ることができる。
【０００９】
前記芯材用押出機から押し出される芯材に前記電線又は絶縁電線を係止するための係止溝を形成することによって、電線又は絶縁電線が係止溝の係止作用により位置ずれするようなことがなく、確実に合成樹脂に載置させた状態を維持させることができる。
【００１０】
前記ホース本体部用押出機から押し出される帯状のホース本体部の外面のうちの前記芯材上に位置する部位に合成樹脂からなる補強材を巻き付けてホースを形成することによって、特にクリーナーホース等のホース外面のうちの芯材上の部位が床等と摺接しながら使用されるものにおいて、その部位の厚みが早期に摩擦により薄くなることを阻止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に、電気掃除機の吸引ホース等に使用される可撓性ホース１を示している。この可撓性ホース１（以下、ホースと称する）は、外面に凹部２Ａと凸部２Ｂとを交互に備え、且つ、それらが螺旋波形状に形成された折り曲げ自在で、かつ、伸縮自在なホース本体部２と、このホース本体部２の凸部２Ｂ内面に配置された２種類（２本）の芯材３，４とから構成している。本発明は、電気掃除機の吸引ホースとして使用する他、洗濯機用の排水ホース等、可撓性を必要とするホースであれば、どのようなものにおいても使用することができる。前記２種類（２本）の芯材３，４を用いてホース１を形成しているが、１種類（１本）の芯材のみで形成してもよいし、又、３本以上の芯材を用いて形成してもよい。
【００１２】
前記ホース１は、図３に示す製造装置により製造されるのである。この製造装置は、前記芯材３，４を形成するための同種類（異種でもよい）で同一形状（違う形状でもよい）の合成樹脂７，８をそれぞれ押し出すための芯材用押出機５をホース進行方向Ａの始端側に配置すると共に、波形のホース本体部２を形成するための帯状の合成樹脂９を押し出すためのホース本体部用押出機６を前記芯材用押出機５よりもホース進行方向Ａの終端側に配置し、これら２台の押出機５，６から押し出された２つの合成樹脂７，８，９を螺旋状に巻き付けながら芯材入りホース１を図に示すホース進行方向Ａへ移動させながら連続形成するために水平軸芯周り（ほぼ水平軸芯でもよい）で駆動回転自在な駆動回転体（ホーマーとも言う）Ｋを設けて構成されている。前記駆動回転体Ｋは、従来からのホーマー（複数本のローラを例えば前記水平軸芯に対して設定角度傾斜させて構成したもの）の他、合成樹脂を巻き付けて移動させながらホース１を連続形成できるものであれば、どのような構成でもよい。
【００１３】
まず、芯材用押出機５から円柱状（断面形状ほぼ円形でかつ棒状）に形成されて押し出される２つの合成樹脂７，８を駆動回転体Ｋに螺旋状に巻き付ける。前記押し出される合成樹脂７，８は、２００℃前後（この温度は合成樹脂の種類等によって異なる）の温度まで上昇されていることから、前記駆動回転体Ｋへの巻き付け時に合成樹脂７，８の内面（下面）が駆動回転体Ｋの外面に接当することにより、図２に示すように、合成樹脂７，８の内面（下面）７Ｂ，８Ｂが駆動回転体Ｋの外面に沿う偏平（フラット）な形状に容易に形成されながら該駆動回転体Ｋに巻き付けられていくのである。この後、ホース本体部用押出機６から押し出される偏平（フラット）で帯状の合成樹脂９を芯材（押し出された合成樹脂７，８）３，４上に巻き付けながらホース１を形成するのである。前記合成樹脂７，８の内面（下面）７Ｂ，８Ｂを偏平（フラット）な形状にすることによって、形成されるホース１内面をほぼフラットにすることができ、ホース１が空気を案内するものである場合には、ホース１内を通過する空気に乱流が発生することを回避することができる利点がある。前記帯状の合成樹脂９を芯材（押し出された合成樹脂７，８）３，４上に巻き付けていく過程の中で、芯材（押し出された合成樹脂７，８）が無い部分Ｂで帯状の合成樹脂９（ホース本体部２）が自ずと駆動回転体Ｋの中心側に湾曲した（垂れ下がった）状態になるのである。図２では、前記合成樹脂９の内面（図では下面）が前記合成樹脂７，８の内面（図では下面）よりも設定距離Ｃだけ上方に位置した状態になっているが、例えば図９に示すように、合成樹脂９の内面９Ｂと合成樹脂７，８の内面７Ｂ，８Ｂとが面一状に設定して、ホース１内面がほぼフラットになるようにしてもよい。前記合成樹脂７，８としては硬質性材料を用いることによって、ホースの保形性を高めることができるが、使用目的等によっては硬質性材料以外のものでもよい。又、前記合成樹脂９としては軟質性材料を用いることによって、可撓性に優れるだけでなく、元の形状に戻ることができる利点があるが、軟質性材料以外のものでもよい。そして、このような材料としては、合成ゴム、ポリウレタン、合成樹脂と合成ゴムとの混合材の他、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等の合成樹脂を使用目的等に応じて選定使用し、可塑剤等の調整により軟質度や硬質度を変更することになる。図３に示す３つの１０は、合成樹脂７，８，９をそれぞれ案内するためのローラであり、合成樹脂７，８，９との摩擦抵抗等により変化する合成樹脂７，８，９の送り出し速度をそれぞれ調節することができるように設けられている。
【００１４】
前記ホース１に２本の銅線１１，１１を埋設した場合を、図４に示し、これら２本の銅線１１，１１入りホース１を製造するための製造装置を図６に示している。この製造装置は、前記芯材用押出機５と前記ホース本体部用押出機６との間に、２本の銅線１１，１１を送り出す構成を追加して構成されている。前記芯材用押出機５の排出ノズルの形状を変更することによって、これから押し出される２つの合成樹脂７，８のそれぞれの外面一箇所に前記銅線１１を係止するための係止溝７Ａ，８Ａが形成されるように構成して、銅線１１，１１を合成樹脂７，８に確実に載置させることができるようにしているが、銅線１１，１１を案内するガイド等を設けることによって、前記係止溝７Ａ，８Ａを省略することもできる。又、図５に示すように、銅線１１の直径Ｒに比べて合成樹脂７，８の幅Ｌを大きく設定した場合を示しているが、それらを同一又はほぼ同一に設定して実施することもできる。他の構成は、前述のものと同一であるため、同一符号を付すと共に、説明を省略する。
前記銅線１１は、外側を絶縁物で覆っていない裸線で構成することによって、前述したように絶縁電線（絶縁銅線）を製造するための別の製造工程を不用にできる等の利点があるが、銅線１１の外側を絶縁物で覆った絶縁銅線（被覆銅線）を用いて実施することもできる。この絶縁銅線（被覆銅線）を用いた場合には、２重の被覆構造とすることができる。
【００１５】
図７に、図１で示したホース１の外面のうちの前記芯材７，８上に位置する部位に硬質性樹脂等からなる補強材１２を巻き付けてホース１を形成したものを示し、図８にそのホース１の製造装置を示している。この製造装置は、前記ホース本体部用押出機６のホース進行方向Ａ終端側に２種（同一のものであるが別のものでもよい）の硬質性樹脂１４，１５を押し出すための補強材用押出機１３を追加配置している。前記硬質性樹脂も前述同様のものを用いることができるが、樹脂以外の材料を補強材１２として用いることもできる。他の構成は、前述のものと同一であるため、同一符号を付すと共に、説明を省略する。
【００１６】
前記各種押出機５，６，１３から押し出される合成樹脂は、２００℃前後（±３０℃）の温度になっており、押し出された合成樹脂同士は互いに容易に融着して接合できるように構成しているが、押し出される合成樹脂温度を前記温度よりも低温にし、駆動回転体Ｋ側に加熱装置を設けて強制的に熱融着させる他、熱融着ではなく、接着剤等により接合するようにしてもよい。
【００１７】
図には示していないが、前述のように成形されて送り出されるホース１に冷却水をかける装置等を設けて、ホース１を早期に成形完了状態にしてもよい。
【００１８】
前記銅線１１，１１は、例えば電気掃除機に用いられる可撓性ホース（クリーナーホース）１の先端に連結される操作筒（図示せず）の手持ち部分で電気掃除機に対する各種操作が行えるように配線するためのものであり、図では、２本であるが、３本以上設けて実施してもよい。具体的には、例えば吸引用モータのＯＮ−ＯＦＦを行うための電線や、吸気ノズルに備えさせた回転ブラシを回転させるための電線、又、前記回転ブラシの上下高さ位置を調節するための電線等がある。尚、前記吸引用モータ及び回転ブラシの２つの付属機器の配線を行う場合には、１本の電線を共通アース線とし、２本の電線をそれぞれの付属機器の配線とすることにより、合計３本の電線を配線することになる。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１によれば、軽量化を図りながらも、可撓性に優れるだけでなく、強度面や耐久面にも優れたホースを製造することができる。
【００２０】
また、芯材用押出機から押し出された合成樹脂を前記駆動回転体に螺旋状に巻き付けると共に、螺旋状に巻き付けられた芯材上に芯材の幅とほぼ同等又は芯材の幅よりも小さな直径の電線又は絶縁電線を送り出した後、ホース本体部用押出機から帯状のホース本体部を電線又は絶縁電線が載置された芯材上に巻き付けながらホースを形成することによって、合成樹脂等からなる芯材のみを用いて形成されるホースに比べて、ホースの保形強度を更に高めることができる。又、前記裸線である電線を用いてホースを形成する場合には、前記のように合成樹脂内に裸線を埋設した状態にすることができるから、電線（裸線）の外側を絶縁物（合成樹脂等でなるもの）で覆って絶縁電線を製造する製造工程が不用になり、その分製造時間の短縮は勿論のこと、コストの低減も図ることができる。又、絶縁電線に比べて絶縁物が無い分、裸線（電線）のドラムへの巻き付け長さを長くすることができるから、電線の保管スペースが少なくて済むだけでなく、１ドラム当たりの電線供給長さが長いことから、一層連続してホース製造を行うことができ、製造効率を高めることができる利点がある。又、前記電線が裸線ではなく、外側を絶縁物（合成樹脂等でなるもの）で覆っている絶縁電線である場合には、二重の被覆構造とすることができ、絶縁電線の芯材が長期間に渡って露呈し難く、摩耗等による耐久性に優れたホースを形成することができる利点がある。
【００２１】
請求項２によれば、電線又は絶縁電線を銅線又は絶縁銅線で構成することによって、鋼線に比べて軽量化を図ることができるだけでなく、大きな曲げ力がホースに作用したり、ホースを踏んだ場合に、元の形状に戻ることができ、使用面において有利なホースとすることができる。
【００２２】
請求項３によれば、芯材用押出機から押し出される合成樹脂に電線又は絶縁電線を係止するための係止溝が形成されていることによって、ガイド等を設けるものに比べて設備コスト面において有利にしながらも、電線又は絶縁電線が係止溝の係止作用により位置ずれするようなことがなく、確実に芯材に載置させた状態を維持させることができ、製品にバラツキ等のない信頼性の高いホースを提供することができる。
【００２３】
請求項４によれば、ホース本体部用押出機から押し出される帯状のホース本体部の外面のうちの芯材上に位置する部位に合成樹脂からなる補強材を巻き付けてホースを形成することによって、特にクリーナーホース等のホース外面のうちの芯材上の部位が床等と摺接しながら使用されるものにおいて、その部位の厚みが早期に摩擦により薄くなることを阻止することができ、更に耐久性において有利なホースとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】可撓性ホースの一部を断面にした側面図である。
【図２】図１の可撓性ホースの要部を示す縦断側面図である。
【図３】図１の可撓性ホースを製造するための製造装置を示す斜視図である。
【図４】別の可撓性ホースの一部を断面にした側面図である。
【図５】図４の可撓性ホースの要部を示す縦断側面図である。
【図６】図４の可撓性ホースを製造するための製造装置を示す斜視図である。
【図７】別の可撓性ホースの一部を断面にした側面図である。
【図８】図７の可撓性ホースを製造するための製造装置を示す斜視図である。
【図９】別の可撓性ホースの要部を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
１可撓性ホース２ホース本体部
2A 凹部 2B 凸部
3,4 芯材５芯材用押出機
６ホース本体部用押出機
7,8,9 合成樹脂 7A,8A 係止溝
7B,8B,9B 内面
10 ローラ 11 銅線
12 補強材 13 補強材用押出機
14,15 合成樹脂Ａホース進行方向
Ｂ無い部分Ｃ設定距離
Ｋ駆動回転体Ｌ幅
Ｒ直径

Claims

水平又はほぼ水平な軸芯周りで回転される駆動回転体に、芯材用押出機から円柱状に形成されて押し出される合成樹脂よりなる芯材を螺旋状に巻き付け、
該巻き付け時に芯材の内面が駆動回転体の外面に接当することにより、当該芯材をその内面が駆動回転体の外面に沿った偏平な形状に形成し、
前記螺旋状に巻き付けられた芯材上に、該芯材の幅とほぼ同等又は芯材の幅よりも小さな直径の電線又は絶縁電線を送り出し、
前記駆動回転体に巻き付けられ且つ前記電線又は絶縁電線が載置された芯材上に、ホース本体部用押出機から押し出される帯状の合成樹脂よりなるホース本体部を巻き付け、
該巻き付けにより前記ホース本体部を前記芯材が無い部分で駆動回転体の中心側に湾曲した状態に形成し、
芯材入りホースを形成することを特徴とする可撓性ホースの製造方法。
前記電線又は絶縁電線が銅線又は絶縁銅線である請求項１記載の可撓性ホースの製造方法。
前記芯材用押出機から押し出される芯材に前記電線又は絶縁電線を係止するための係止溝が形成されている請求項１又は２記載の可撓性ホースの製造方法。
前記ホース本体部用押出機から押し出される帯状のホース本体部の外面のうちの前記芯材上に位置する部位に合成樹脂からなる補強材を巻き付けてホースを形成してなる請求項１〜３のいずれかに記載の可撓性ホースの製造方法。