JP4780650B2 - 補強ホースの端面構造及びその端面処理方法並びにホース端面処理キット - Google Patents

Description

本発明は、例えば食品工場や医薬工場などで使用される柔軟性及び耐圧性に優れた補強ホースの端面構造、及び、その端面処理方法、並びに、それに使用するホース端面処理キットに関する。
詳しくは、ホース本体の内部に軸方向へ延びる補強線材を埋設し、そのホース切断面を密封材で密封してなる補強ホースの端面構造、及び、その端面処理方法、並びに、それに使用するホース端面処理キットに関する。

従来、この種の補強ホースの端面構造及びその端面処理方法として、エチレンプロピレンゴムやシリコンゴム等のゴム層からなる内層及び外層と、これら両層の間に補強線材（補強糸）を円筒状に編組して介在させたブレード層との計３層の構成層を有し、これらゴム層と同じ材料でリング板状に形成された密封材とホース切断面（先端面）とが当接するようにコネクタで接続した後に、このゴム材料からなる密封材の周辺部を加熱し、これら密封材とホース切断面のゴム層（内層及び外層）を溶融して接合させ、その後、これらを冷却硬化させることでホース切断面を密封することにより、ホース内を流れる流体がホース切断面に接触することを防止すると共に、層間への流体の浸透を防止したものがある。
それ以外の例としては、ゴム系のシール材や接着剤等の材料からなる密封材を加熱溶融しホース切断面に接着させることで密封したり、又は加熱溶融の必要がないゴム系のシール材や接着剤等の密封材をホース切断面に塗布することで密封したり、或いは金属製の密封材をホース切断面に嵌合しカシメ固定することで密封している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１６６６８４号公報（第３−５頁、図１−６）

また、この種の補強ホースは柔軟性（可撓性）に優れるため、切れ味がいい刃物で切断しても、このホース切断の際にはそのホース切断面に凹凸が発生してしまった。
特に、主成分がシリコーンゴムからなる補強ホースは軟らかいため、ホースが潰れたり変形し易く、その切断面を軸方向に対して直角状に切断することが困難であり、このホース切断の際にも微細な凹凸が発生し易かった。

しかし乍ら、このような従来の補強ホースの端面構造及びその端面処理方法では、ゴム材料からなる密封材の周辺部を加熱して該密封材とホース切断面のゴム層を溶融して接合させる場合、ゴム材料でもエチレンプロピレンゴムなどの一部は焼成することで溶融するが、その他のシリコーンゴムなどは加熱しても溶融することはなく、その材質によっては密封材とホース切断面とを接合できないという問題があった。
更に、ゴム系のシール材や接着剤等の材料からなる密封材を加熱溶融しホース切断面に接着させることで密封する場合には、ホース切断の際に生じる凹凸で密封材が剥離し易く、これらホース切断面と密封材の接着面に段差が生じ易く実用的ではないという問題があった。
また、ゴム系のシール材や接着剤等の密封材をホース切断面に塗布することで密封する場合には、密封材の厚さ寸法が薄いため、擦れで密封材が剥離したり僅かな密封材の傷付きで流体が浸透する恐れがあるという問題があった。
また更に、金属製の密封材をホース切断面に嵌合しカシメ固定することで密封する場合には、ホースの内外面に段差が生じるため、気密性に劣るという問題があった。
しかも、ホースの接続時にはホースの先端部を拡径させながら挿入するが、その際に密封材の材料がホースの材料と少しでも違うと、ホースの拡径に密封材が追従できず、該密封材が取れてしまうという問題があった。
そして、ホースとは別個にリング板状の密封材が必要になるが、ホースは使用目的に応じて外径や内径や肉厚寸法が異なるため、それに合わせて寸法の異なる密封材を多数用意しなければならず、これらの管理作業や選択作業が面倒で実現的でないという問題もあった。
一方、ホース全体を透明なシリコーンゴムで成形した場合には、ホース切断面の気密性が劣ると、毛細管現象により流体が補強線材が通る孔に沿ってホース内部へ浸透し、ホースの透明性を阻害するだけでなく、それが腐敗して汚染の原因になる恐れがあり、特に食品工場や医薬工場などの衛生面に気を遣うに場所では、衛生面の上から不安要素があった。

本発明のうち請求項１記載の発明は、ホース切断面の形状に関係なく隙間や剥離がない端面処理が行われた補強ホースの端面構造を提供することを目的としたものである。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明の目的に加えて、浸透した流体によるホースの不透明化を防止することを目的としたものである。
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の発明の目的に加えて、ホース切断面の形状に関係なく隙間や剥離がない端面処理を簡単な作業で行うことを目的としたものである。
請求項４記載の発明は、請求項３に記載の発明の目的に加えて、簡単な作業で被覆液充填用の成形型を作成することを目的としたものである。
請求項５記載の発明は、請求項３または４に記載の発明の目的に加えて、補強ホースの端面処理を現場施工することを目的としたものである。

前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、ホース切断面と連続してその内外径と同じ二重筒状の成形用空間に、ホース本体の材料と同類の材料からなる熱硬化型の被覆液を充填し、この被覆液を熱硬化させて、ホース切断面と一体化される密封材を成形したことを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に、前記ホース本体の材料が透明なシリコーンゴムである構成を加えたことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の補強ホースの端面構造を製造するに際し、ホース切断面に対し、その内周及び外周を囲むように形成された二重筒状の成形型を取り付ける工程と、この二重筒状の成形型の内部に、ホース本体の材料と同類の材料からなる熱硬化型の被覆液を充填する工程と、この被覆液を加熱ヒータにより熱硬化させて、ホース切断面と一体化される密封材を成形する工程とからなることを特徴とするものである。
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の発明の構成に、前記成形型が、ホース本体の内周に挿着される芯柱部と、ホース本体の外周面に沿って挿着される外筒部とからなる構成を加えたことを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の補強ホースの端面処理方法に使用するホース端面処理キットであって、前記ホース切断面にその内周及び外周を囲むように取り付けられる二重筒状の成形型と、ホース本体の材料と同類の材料からなる熱硬化型の被覆液と、この被覆液を熱硬化させるための加熱ヒータとからなり、上記被覆液が充填された筒状成形型に対して加熱ヒータを着脱自在に取り付けたことを特徴とするものである。

本発明のうち請求項１記載の発明は、ホース切断面と連続してその内外径と同じ二重筒状の成形用空間に、ホース本体の材料と同類の材料からなる熱硬化型の被覆液を充填し、この被覆液を熱硬化させて、ホース切断面と一体化される密封材を成形することにより、被覆液の充填に伴い該被覆液がホース切断面の微細な凹凸形状に沿って流れ込み、このホース切断面の微細な凹凸と密着した密封材が成形される。
従って、ホース切断面の形状に関係なく隙間や剥離がない端面処理が行われた補強ホースの端面構造を提供することができる。
その結果、ゴム材料からなる密封材の周辺部又は密封材を加熱溶融して接合させる従来のものに比べ、ホースと密封材の材質に関係なく確実に密封できて、毛細管現象による流体の浸透をも完全に防止できると共に、ホース切断面から補強線材が露出したり、補強線材が剥落するのを防止できる。
更に、ゴム系のシール材や接着剤等の密封材をホース切断面に塗布することで密封する従来のものに比べ、密封材が厚いため、擦れや僅かな傷付きで流体が浸透する恐れがなく、金属製の密封材をホース切断面に嵌合しカシメ固定することで密封する従来のものに比べ、ホースの内外面に段差ができず、気密性に優れる。
また、ホースの接続時にホースの先端部を拡径させながら挿入してもホースの拡径に密封材が追従して取れることがない。

請求項２の発明は、請求項１の発明の効果に加えて、ホース本体の材料が透明なシリコーンゴムであることにより、ホース全体が透明でホース内が外部から透視可能である。
従って、浸透した流体によるホースの不透明化を防止することができる。
その結果、浸透した流体の腐敗による汚染をも防止できて、特に食品や医薬用に使用しても安全である。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明の効果に加えて、ホース切断面に対し、その内周及び外周を囲むように形成された二重筒状の成形型を取り付け、この二重筒状の成形型の内部に、ホース本体の材料と同類の材料からなる熱硬化型の被覆液を充填し、この被覆液を加熱ヒータで熱硬化させて、ホース切断面と一体化される密封材を成形することにより、被覆液の充填に伴い該被覆液がホース切断面の微細な凹凸形状に沿って流れ込み、このホース切断面の微細な凹凸と密着した密封材が成形される。
従って、ホース切断面の形状に関係なく隙間や剥離がない端面処理を簡単な作業で行うことができる。

請求項４の発明は、請求項３の発明の効果に加えて、成形型の芯柱部をホース本体の内周に挿着し、外筒部をホース本体の外周面に沿って挿着するだけで、ホース切断面と連続する二重筒状の成形用空間が形成され、この二重筒状の成形用空間に被覆液が充填される。
従って、簡単な作業で被覆液充填用の成形型を作成することができる。
その結果、誰でも簡単に被覆液を充填できる。

請求項５の発明は、請求項３または４の発明の効果に加えて、ホース切断面にその内周及び外周を囲むように取り付けられる二重筒状の成形型と、ホース本体の材料と同類の材料からなる熱硬化型の被覆液と、この被覆液を熱硬化させるための加熱ヒータとからなり、上記被覆液が充填された筒状成形型に対して加熱ヒータを着脱自在に取り付けることにより、簡単な加工作業でありながら成形型内の被覆液が短時間で硬化する。
従って、補強ホースの端面処理を現場施工することができる。

本発明の補強ホースの端面構造Ａは、図１に示す如く、少なくとも内層１ａ及び外層１ｂを有するホース本体１の内部、即ちこれら内層１ａと外層１ｂの間か又はその他の層との間に、補強線材１ｃを軸方向へ巻き付けるなどして補強層が埋設され、そのホース切断面１ｄを密封材２で密封するものである。

そして、上記ホース切断面１ｄと連続する二重筒状の成形用空間Ｓを、それらの内外径と同じとなるように区画形成し、この成形用空間Ｓに、ホース本体１の内層１ａや外層１ｂなどの材料と同類の材料からなる熱硬化型の被覆液２ａを充填し、この被覆液２ａを熱硬化させて、ホース切断面１ｄと一体化される密封材２を成形している。

上記ホース本体１の内層１ａや外層１ｂなどの材料としては、その主成分が柔軟性に優れた透明又は半透明なシリコーンゴムなどが使用され、上記補強線材１ｃとしては、例えばポリエステル、ナイロン、アラミド繊維か、細いモノフィラメントを編んだマルチフィラメントなどからなる補強糸又は補強繊維や、ステンレスなどの金属線、太いモノフィラメントなどの硬質合成樹脂製の線材などのコイルが使用される。

このホース本体１の材料が、例えば付加反応型のシリコーンゴムである場合には、それと同類の材料からなる熱硬化型の被覆液２ａとして、付加反応型シリコーン（熱硬化型液状シリコーンエラストマー）を使用することが好ましい。
この付加反応型シリコーンとして、２液混合型の熱硬化型液状シリコーンを使うと、硬化が早いので好ましい。

上記ホース切断面１ｄと連続する二重筒状の成形用空間Ｓは、ホース切断面１ｄに対して、その内周及び外周を囲む二重筒状の成形型３を取り付けることで形成される。
この二重筒状の成形型３は、後述するホース端面処理キットＢの構成要素の一つであり、ホース本体１の端部内周に挿着される芯柱部３ａと、ホース本体１の端部外周面に沿って挿着される外筒部３ｂとからなると共に、夫々が例えば１８０℃又はそれ以上の耐熱性に優れた金属やそれ他の材質で形成される。

上記芯柱部３ａは、ホース本体１の内径と略同じか又はそれよりも若干小径な円柱状又は円筒状に形成され、その外周面を上記ホース本体１の端部内周面に沿って挿入し、該芯柱部３ａを手で持ってホース本体１に対し軸方向へ出し入れすることで調整移動可能となるが、手を離すことで軸方向へ位置ズレ不能に係止されるようにしている。

図示例の場合には、芯柱部３ａとして予め円柱状に形成されたものを使用しているが、その他の例として、予め円筒（パイプ）状に形成された芯柱部３ａを使用するか、又は例えばメジャー（コンベックスルール）のような通常状態で弾性的に屈曲変形して渦巻状に巻かれる金属製帯板材を、ホース本体１の端部内周面沿いに円筒状に巻き付けて形状保持することにより、ホース本体１の内径とサイズが一致する円筒体を現場で作成するようにすることも可能である。
この場合には、芯柱部３ａをホース本体１のサイズに合わせて多種類用意する必要がなく、芯柱部３ａの在庫管理が容易であるという利点がある。

上記外筒部３ｂは、ホース本体１の外径と略同じか又はそれよりも若干大径な円筒状に形成され、その内周面を上記ホース本体１の端部外周面に沿って挿入し、該外筒部３ｂを手で持ってホース本体１に対し軸方向へ調整移動自在であるが、手を離すことで軸方向へ位置ズレ不能に係止されるようにしている。

更に必要に応じて、この外筒部３ｂを図示例の如く、その径方向又は放射方向へ複数に分割可能となるように構成し、これら分割された部品同士をヒンジなどで開閉自在に連結するか、又はボルトなどで着脱自在に連結するなどして、その組立作業を容易にすることが可能である。

図示例の場合には、外筒部３ｂとして予め円柱状に形成されたものを使用しているが、その他の例として、例えばメジャー（コンベックスルール）のような通常状態で弾性的に屈曲変形して渦巻状に巻かれる金属製帯板材を、ホース本体１の端部外周面沿いに円筒状に巻き付けて形状保持することにより、ホース本体１の外径とサイズが一致する円筒体を現場で作成するようにすることも可能である。
この場合には、外筒部３ｂをホース本体１のサイズに合わせて多種類用意する必要がなく、外筒部３ｂの在庫管理が容易であるという利点がある。

また、前記ホース端面処理キットＢは、上記成形型３の芯柱部３ａ及び外筒部３ｂと、これら成形型３で形成した成形用空間Ｓに充填される熱硬化型の被覆液２ａと、この被覆液２ａを熱硬化させるための加熱ヒータ４とからなり、上記成形型３の芯柱部３ａ及び外筒部３ｂに対して、その上面開口を塞ぐように加熱ヒータ４を着脱自在に取り付けている。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

この実施例１は、図２に示す如く、前記ホース本体１の内層１ａと外層１ｂとの間に、前記補強線材１ｃを筒状にニット編みして補強層を形成することにより、これら内層１ａ及び外層１ｂと補強線材１ｃとが一体化され、そのホース切断面１ｄに対し、前記成形型３として、円柱形状の芯柱部３ａと径方向へ分割可能な一対の外筒部３ｂを取り付けた場合を示すものである。

上記内層１ａ及び外層１ｂは、例えば特開平８−２０７１１０号公報に開示されるような押し出し成形装置によって、先ず内層１を押し出し成形した後に、その外周面に沿って編み機（図示せず）により補強線材１ｃを編み込み、更に該補強線材１ｃの外側に外層１ｂを押し出し成形して積層される。

この補強線材１ｃは、例えばポリエステル繊維やナイロン繊維などの合成繊維又はレーヨン繊維などの再生繊維などを含んで加熱により溶融する化学繊維（人造繊維）であり、上記ホース本体１の軸方向へ連続する縦編み列１ｃ１…と、これに交差してホース本体１の周方向へ連続する横編み列１ｃ２…とを、夫々等間隔毎に略Ｕ字形に折り曲げて、相互に伸縮自在に編み込んでいる。

そして、これら縦編み列１ｃ１…及び横編み列１ｃ２…の編み込み方向は、縦編み列１ｃ１をホース本体１の軸方向と平行にすると共に、これに対して横編み列１ｃ２…を直交させるように編み込むか、或いはホース本体１のねじれに対して縦編み列１ｃ１…及び横編み列１ｃ２…に作用する力が釣り合うように、上記ホースＨの軸方向から所定角度に傾斜させて螺旋状に巻き付けている。

次に、斯かる補強ホースの端面構造Ａの製造方法を工程順に従って説明する。
先ず、ホース切断工程は図１（ａ）に示す如く、ホース本体１の端部内周に成形型３の芯柱部３ａだけを挿着し、この芯柱部３ａを軸方向へ出し入れして位置調整することにより切断位置を決める。
この位置決めされた芯柱部３ａの先端面に沿って、例えばカッターなどの刃物Ｃを移動させれば、このホース本体１の軸方向と直角なホース切断面１ｄが得られる。

それにより、ホース本体１の材料がシリコーンゴムなどのような軟らかいものであっても、ホースが潰れたり変形することがないので、その切断面を軸方向に対して直角状に切断することができる。
しかも、このような切断方法であれば、そのホース切断面１ｄに微細な凹凸が発生し難くなるという利点もある。
なお、予めホース切断面１ｄを直角に切断したものを用意できれば、このホース切断工程の作業は不用となる。

その後の成形型取付工程は図１（ｂ）に示す如く、このホース切断面１ｄから突出するように芯柱部３ａを軸方向へ引き出すると共に、ホース本体１の端部外周面に沿って外筒部３ｂを挿着し、この外筒部３ｂを軸方向へ位置調整することで、これら芯柱部３ａと外筒部３ｂとの間に、ホース切断面１ｄと連続する二重筒状の成形用空間Ｓが形成される。
この際、芯柱部３ａと外筒部３ｂの先端面を同一レベルにすることが好ましい。

その後の充填工程は図１（ｃ）に示す如く、ホース本体１の軸方向を上下にして成形型３の芯柱部３ａ及び外筒部３ｂが上端となるように立てた状態で、これら芯柱部３ａ及び外筒部３ｂ間の成形用空間Ｓに、熱硬化型の被覆液２ａを充填する。

この際、熱硬化型の被覆液２ａとして、２液混合型の熱硬化型液状シリコーンを使用する場合には、事前に２液を所定比率で攪拌混合し、脱泡したものを充填する。
それにより、充填された被覆液２ａはホース切断面１ｄに沿って流れ込むため、該ホース切断面１ｄに微細な凹凸があったとしても、その微細な凹凸形状と被覆液２ａとが隙間なく密接する。

その後の加熱工程では図１（ｄ）に示す如く、被覆液２ａが充填された芯柱部３ａ及び外筒部３ｂの上面開口を塞ぐように加熱ヒータ４を取り付け、所定温度まで温度上昇させたまま維持すると、被覆液２ａが熱硬化して密封材２が成形される。

それにより、ホース切断面１ｄの微細な凹凸と密着した密封材２が成形されて、ホース切断面１ｄの形状に関係なく隙間や剥離がない端面処理を簡単な作業で行うことができる。
実験では、被覆液２ａとして付加反応型２液熱硬化シリコーンが所定比率で混合されたものを使用し、約１８０℃で３〜５分間加熱したところ、厚さ１〜２ｍｍ程度の密封材２を成形することができた。

その後の最終工程では図１（ｅ）に示す如く、成形型３から加熱ヒータ４を取り外し、これに続いて外筒部３ｂを取り外してから、最後に芯柱部３ａをホース本体１から抜き取り、適宜時間冷却すれば、図１（ｆ）及び図２の二点鎖線に示す如く、ホース切断面１ｄと密封材２とが一体化されたホース本体１が得られる。

以上の通り、成形型３の芯柱部３ａ及び外筒部３ｂと熱硬化型の被覆液２ａと加熱ヒータ４からなるホース端面処理キットＢを使えば、簡単な加工作業でありながら成形型３内の被覆液２ａが短時間で硬化するので、補強ホースの端面処理を現場施工できる。

更に本実施例のように図２に示す如く、ホース本体１の内部に補強線材１ｃを筒状にニット編みして層状に埋設した場合には、ニット編みの構造上、どの箇所を切断しても、略Ｕ字形に分断された補強線材１ｃが発生してしまい、この分断された補強線材１ｃがホース切断面１ｄから剥落することを防ぐことできず、最悪の場合、異物混入の要因になる恐れがあった。
しかし、上述した本発明の補強ホースの端面構造Ａとすれば、ホース切断面１ｄから補強線材１ｃが剥落するのを防止できるという利点がある。

また、前記熱硬化型の被覆液２ａに着色剤を混入することで、用途別の識別機能を簡単に付加することができるという利点もある。

尚、前示実施例では、内層１ａと外層１ｂとの間に補強線材１ｃを筒状にニット編みして層状に形成することにより、これらこれら内層１ａ及び外層１ｂと補強線材１ｃとが一体化された場合を示したが、これに限定されず、例えば特開２００３−１６６６８４号公報に開示される如く、複数の補強線材１ｃを螺旋状に巻き付けて格子状するなど、補強線材１ｃの本数及び巻き付け形状は任意である。

本発明の補強ホースの端面処理方法の一実施例を示す説明図である。 本発明の補強ホースの端面構造の一実施例を示す拡大斜視図である。

符号の説明

Ａ 補強ホースの端面構造 Ｂ ホース端面処理キット
Ｃ 刃物 Ｓ 成形用空間
１ ホース本体 １ａ 内層
１ｂ 外層 １ｃ 補強線材
１ｃ１ 縦編み列 １ｃ２ 横編み列
２ 密封材 ２ａ 被覆液
３ 成形型 ３ａ 芯柱部
３ｂ 外筒部 ４ 加熱ヒータ

Claims (5)

1. ホース本体（１）の内部に補強線材（１ｃ）を軸方向へ埋設し、そのホース切断面（１ｄ）を密封材（２）で密封してなる補強ホースの端面構造において、
   前記ホース切断面（１ｄ）と連続してその内外径と同じ二重筒状の成形用空間（Ｓ）に、ホース本体（１）の材料と同類の材料からなる熱硬化型の被覆液（２ａ）を充填し、この被覆液（２ａ）を熱硬化させて、ホース切断面（１ｄ）と一体化される密封材（２）を成形したことを特徴とする補強ホースの端面構造。
2. 前記ホース本体（１）の材料が透明なシリコーンゴムである請求項１記載の補強ホースの端面構造。
3. 請求項１又は２記載の補強ホースの端面構造を製造するに際し、ホース切断面（１ｄ）に対し、その内周及び外周を囲むように形成された二重筒状の成形型（３）を取り付ける工程と、この二重筒状の成形型（３）の内部に、ホース本体（１）の材料と同類の材料からなる熱硬化型の被覆液（２ａ）を充填する工程と、この被覆液（２ａ）を加熱ヒータ（４）により熱硬化させて、ホース切断面（１ｄ）と一体化される密封材（２）を成形する工程とからなることを特徴とする補強ホースの端面処理方法。
4. 前記成形型（３）が、ホース本体（１）の内周に挿着される芯柱部（３ａ）と、ホース本体（１）の外周面に沿って挿着される外筒部（３ｂ）とからなる請求項３記載の補強ホースの端面処理方法。
5. 請求項３または４記載の補強ホースの端面処理方法に使用するホース端面処理キットであって、前記ホース切断面（１ｄ）にその内周及び外周を囲むように取り付けられる二重筒状の成形型（３）と、ホース本体（１）の材料と同類の材料からなる熱硬化型の被覆液（２ａ）と、この被覆液（２ａ）を熱硬化させるための加熱ヒータ（４）とからなり、上記被覆液（２ａ）が充填された筒状成形型（３）に対して加熱ヒータ（４）を着脱自在に取り付けたことを特徴とするホース端面処理キット。

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