JP5770648B2 - 可撓性ホース - Google Patents

Description

本発明は、排水管等に用いられる可撓性ホースに関する。詳細には、本発明は、ホース壁と、このホース壁に埋入された補強体とを備えたホースに関する。

排水管として、可撓性ホースが用いられている。このホースは、ホース壁と、このホース壁に埋入された補強体とを備えている。このホースは、湾曲した状態で設置されうる。従って、設置箇所の自由度が高い。このホースに地震によって衝撃が加わっても、ホースの破損が生じにくい。

特開平９−２６８６１７公報には、補強体が螺旋状に巻かれたホースが開示されている。特開２００２−２６７０５６公報には、断面が非円形であるホースが開示されている。特開２００３−４９９７８公報には、断面形状が平行四辺形である補強体を有するホースが開示されている。

特開平９−２６８６１７公報 特開２００２−２６７０５６公報 特開２００３−４９９７８公報

ホースが湾曲するとき、軸よりも外側は伸張し、軸よりも内側は収縮する。軸よりも内側には、圧縮応力がかかる。圧縮応力が過剰であると、ホースの内周面に皺が生じる。この皺により、ホースの排水能力が低下する。この皺の箇所には、汚水や汚物が滞留しやすい。この汚水や汚物は、悪臭の原因となり得る。

図７には、湾曲したホース２の断面が示されている。このホース２は、ホース壁４と補強体６とを備えている。ホース壁４は、内層８、外層１０及び仕切り壁１２を有している。補強体６は、内層８、外層１０及び仕切り壁１２に囲まれている。本発明者が得た知見によれば、皺の原因の一つは、図７に示されるように、軸１４よりも内側において、補強体６の一部が列からはみ出すことにある。補強体６は、ホース２の半径方向内側にはみ出す。このはみ出しにより、内層８が部分的に突出し、皺が生じる。

本発明の目的は、補強体のはみ出しが生じにくく、従って内周面に皺が生じにくい可撓性ホースの提供にある。

本発明に係る可撓性ホースは、筒状のホース壁と、このホース壁に埋入されており螺旋状に巻かれた補強体とを備える。この補強体の側縁は、隣接する側縁と係合しうる凸部及び／又は凹部を有している。

このホース壁は、樹脂組成物から成形されうる。好ましくは、補強体は、ホース壁の樹脂組成物よりも硬質な樹脂組成物から成形されている。好ましくは、補強体は、ホース壁と接合されていない。

好ましくは、補強体の、一方の側縁は凸部を有し、他方の側縁は凹部を有する。

好ましくは、補強体の側縁と、この側縁に隣接する側縁との間の軸方向距離は、補強体の半径方向厚みよりも小さい。

ホース壁は、内層、外層及び仕切り壁を有しうる。この仕切り壁は、内層から外層にまで至っている。内層、外層及び仕切り壁に囲まれた収容部に、補強層が収容されている。好ましくは、仕切り壁と補強体との間に、スペースが形成されている。

本発明に係る可撓性ホースでは、補強体の側縁が、隣接する側縁と係合しうる。この係合により、ホースが湾曲した場合でも、列からの補強体のはみ出しが抑制される。このホースでは、内周面に皺が生じにくい。

図１は、本発明の一実施形態に係る可撓性ホースが示された部分切り欠き正面図である。 図２は、図１のホースの一部が示された拡大断面図である。 図３は、図１のホースが示された断面図である。 図４は、図１のホースの製造の様子が示された斜視図である。 図５（ａ）は本発明の他の実施形態に係る可撓性ホースの補強体が示された断面図であり、図５（ｂ）は本発明のさらに他の実施形態に係る可撓性ホースの補強体が示された断面図であり、図５（ｃ）は本発明のさらに他の実施形態に係る可撓性ホースの補強体が示された断面図であり、図５（ｄ）は本発明のさらに他の実施形態に係る可撓性ホースの補強体が示された断面図であり、図５（ｅ）は本発明のさらに他の実施形態に係る可撓性ホースの補強体が示された断面図であり、図５（ｆ）は本発明のさらに他の実施形態に係る可撓性ホースの補強体が示された断面図である。 図６は、本発明のさらに他の実施形態に係る可撓性ホースの一部が示された断面図である。 図７は、皺が生じた可撓性ホースが示された断面図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１及び２には、ホース２０が示されている。このホース２０は、住宅の台所、風呂等の排水設備の配管として使用されうる。このホース２０は、可撓性を有している。従って、このホース２０は、湾曲した状態で設置されうる。このホース２０が、直線状に設置されることもある。図１及び２において、矢印Ｘはホース２０の軸方向を表し、矢印Ｙはホース２０の半径方向を表す。

このホース２０は、ホース壁２２と補強体２４とを備えている。ホース壁２２は、筒状である。このホース壁２２の内周面は、平滑である。補強体２４は、このホース壁２２に埋入されている。

ホース壁２２は、樹脂組成物から成形されている。この樹脂組成物は、軟質である。ホース壁２２に適した基材樹脂として、軟質塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂及び各種熱可塑性エラストマーが例示される。強度、耐久性及び柔軟性の観点から、好ましい基材樹脂は、軟質塩化ビニル樹脂である。非移行性の可塑剤によって可塑化された塩化ビニル樹脂が、特に好ましい。

ホース壁２２は、内層２６、外層２８及び仕切り壁３０を有している。内層２６は、筒状である。外層２８も、筒状である。外層２８は、内層２６よりも半径方向外側に位置している。外層２８は、内層２６とは所定間隔を隔てて位置している。図１において点線で示されているように、仕切り壁３０は螺旋状である。図２に示された断面において、仕切り壁３０は、内層２６から外層２８にまで至っている。この仕切り壁３０は、実質的に半径方向に延在している。内層２６、外層２８及び仕切り壁３０は、一体的である。内層２６、外層２８及び仕切り壁３０に囲まれることにより、ホース壁２２に収容部３２（図１参照）が形成されている。仕切り壁３０が螺旋状なので、収容部３２も螺旋状である。

補強体２４は、樹脂組成物から成形されている。この樹脂組成物の基材樹脂は、ホース壁２２の樹脂組成物よりも硬質である。補強体２４に適した基材樹脂として、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン及び硬質塩化ビニル樹脂が例示される。強度及び耐熱性の観点から、特に好ましい基材樹脂は、ポリプロピレンである。

補強体２４は、螺旋状に巻かれている。補強体２４は、収容部３２に収容されている。図２において、矢印Ｗで示されているのは補強体２４の幅であり、矢印Ｔで示されているのは補強体２４の厚みである。幅Ｗは、軸方向に沿って測定される。厚みＴは、半径方向に沿って測定される。幅Ｗは、厚みＴよりも大きい。換言すれば、補強体２４の断面形状は偏平である。

図２に示されるように、補強体２４は、内側面３４、外側面３６、第一側縁３８及び第二側縁４０を備えている。内側面３４は、軸方向において平坦である。外側面３６も、軸方向において平坦である。この内側面３４及び外側面３６は、ホース壁２２の内周面の平滑に寄与する。内周面が平滑であるホース２０では、汚水、汚物等が滞留しにくい。

第一側縁３８は、凸部４２を備えている。この凸部４２は、軸方向において突出している。この凸部４２の形状は、「Ｖ」字状である。第二側縁４０は、凹部４４を備えている。この凹部４４は、軸方向において凹陥している。この凹部４４の形状は、「Ｖ」字状である。

内側面３４は、内層２６と密着している。内側面３４が、内層２６と離間してもよい。外側面３６は、外層２８と密着している。外側面３６が、外層２８と離間してもよい。第一側縁３８と仕切り壁３０との間には、スペースＳが形成されている。第二側縁４０と仕切り壁３０との間にも、スペースＳが形成されている。このスペースＳには、空気が入り込んでいる。第一側縁３８が、仕切り壁３０と密着してもよい。第二側縁４０が、仕切り壁３０と密着してもよい。

補強体２４は、ホース壁２２と接合されていない。従って、ホース壁２２は、補強体２４に対して移動しうる。前述の通り、ホース壁２２は軟質である。このホース壁２２は、伸縮し易い。一方、補強体２４は硬質である。この補強体２４は伸縮しにくい。補強体２４がホース壁２２と接合されていないので、ホース壁２２は、補強体２４とは別個に伸縮しうる。補強体２４が、ホース壁２２と接合されてもよい。補強体２４が、ホース壁２２と接合される場合、ホース２０の可撓性が阻害されないとの観点から、補強体２４の外側面３６の一部とホース壁２２とが、部分的に接合されることが好ましい。

図３には、湾曲したホース２０が示されている。図３に示された状態では、軸４６よりも外側に存在するホース壁２２は、伸張している。この伸張により、図２に示された状態に比べて、軸４６よりも外側に存在するスペースＳの容積が拡大している。図３に示された状態では、軸４６よりも内側に存在するホース壁２２は、収縮している。この収縮により、図２に示された状態に比べて、軸４６よりも内側に存在するスペースＳの容積が縮小している。図３に示された状態では、湾曲の最も内側において、スペースＳの容積は実質的にゼロである。

前述の通り、補強体２４がホース壁２２と接合されていないので、この補強体２４はスペースＳの拡大及び縮小を阻害しない。スペースＳの拡大及び縮小に伴い、スペースＳの中の空気が移動する。従って、スペースＳの内圧がこのスペースＳの拡大及び縮小を阻害することがない。このホース２０は、可撓性に優れる。

図３から明らかなように、湾曲の最も内側では、第一側縁３８が、仕切り壁３０を介して、隣接する第二側縁４０と当接してる。従って、補強体２４が、圧縮力に対抗する。この対抗により、ホース２０の内周面での皺の発生が抑制される。

図３から明らかなように、湾曲の最も内側では、凸部４２が、仕切り壁３０を介して、隣接する凹部４４に嵌り込んでいる。換言すれば、隣接する側縁３８、４０同士が、係合している。この係合により、列からの、補強体２４の、半径方向へのはみ出しが阻止される。このホース２０では、内周面での皺の発生が抑制される。

前述の通り、補強体２４は偏平である。この補強体２４を有するホース２０では、湾曲したときの皺が生じにくい。この観点から、厚みＴに対する幅Ｗの比（Ｗ／Ｔ）は１．５以上が好ましく、２．０以上が特に好ましい。この比（Ｗ／Ｔ）は、５．０以下が好ましい。本実施形態では、比（Ｗ／Ｔ）は３．５である。厚みＴ及び幅Ｗは、ホース２０に荷重がかからない状態で測定される。換言すれば、ホース２０が伸張、収縮及び屈曲していない状態で、厚みＴ及び幅Ｗが測定される。

図２において、矢印Ｌで示されているのは、補強体２４の第一側縁３８と、この第一側縁３８に隣接する第二側縁４０との間の距離である。距離Ｌは、軸方向に沿って測定される。距離Ｌは、補強体２４の厚みＴよりも小さい。距離Ｌが小さな補強体２４は、軸方向へずれにくい。ずれの抑制の観点から、厚みＴに対する距離Ｌの比（Ｌ／Ｔ）は０．５以下が好ましい。湾曲されるときに空気が容易に移動してスペースＳの内圧がこのスペースＳの拡大及び縮小を阻害することがない程度にスペースＳを確保する観点から、この比（Ｌ／Ｔ）は０．１以上が好ましい。距離Ｌは、ホース２０に荷重がかからない状態で測定される。換言すれば、ホース２０が伸張、収縮及び屈曲していない状態で、距離Ｌが測定される。

図４には、図１のホース２０の製造方法の一例が示されている。この製造に用いられる装置４８は、成形軸５０を備えている。この成形軸５０に材料が螺旋状に巻かれて、ホース２０が製造される。この装置４８は、既知である。この装置４８が用いられる製造方法は、「スパイラル法」と称されている。

図４に示された装置４８が用いられた製造方法では、軟質な樹脂組成物が半溶融状態で押し出され、薄肉テープ５２が得られる。この薄肉テープ５２が装置４８に供給され、成形軸５０の上に螺旋状に捲回される。薄肉テープ５２の幅Ｗｔは、螺旋のピッチＰ（図１参照）に対して十分に大きい。従って薄肉テープ５２は、何重かに重ねられながら、捲回される。幅Ｗｔの、ピッチＰに対する比（Ｗｔ／Ｐ）は、３以上１０以下が好ましい。薄肉テープ５２は半溶融状態なので、重ねられた部分では、この薄肉テープ５２同士が溶着され、一体化される。

一方、硬質な樹脂組成物が半溶融状態で押し出され、条帯５４が得られる。この条帯５４が、適宜冷却されて形状が安定させられつつ、装置４８に供給される。この条帯５４は、既に巻かれた薄肉テープ５２の上に、この薄肉テープ５２の間にはさみ込まれるように、螺旋状に捲回される。この条帯５４の螺旋のピッチは、薄肉テープ５２の螺旋のピッチと同じである。この捲回により、補強体２４が得られる。

この補強体２４の上に、さらに薄肉テープ５２が、何重かに重ねられながら捲回される。薄肉テープ５２は半溶融状態なので、重ねられた部分では、この薄肉テープ５２同士が溶着され、一体化される。薄肉テープ５２のうち、補強体２４よりも内側の部分は内層２６（図２参照）を形成し、補強体２４よりも外側の部分は外層２８を形成する。薄肉テープ５２の捲回と条帯５４の捲回とは、同時になされる。従って、互いに隣接する側縁３８、４０の間には、１枚の薄肉テープ５２が存在する。この１枚の薄肉テープ５２から、仕切り壁３０が形成される。薄肉テープ５２及び条帯５４が凝固して、図１に示されたホース２０が得られる。

薄肉テープ５２と条帯５４とは、いずれも、半溶融状態で装置４８に供給される。この装置４８において薄肉テープ５２と条帯５４とが当接しても、これらが互いに溶着しない材質が選択されことが、ホース壁２２と補強体２４とを非接着とする上で好ましい。好ましい組み合わせの一例は、軟質塩化ビニル樹脂を基材とする薄肉テープ５２と、ポリプロピレンを基材とする条帯５４とである。

ホースが、断熱層、消音層、保護層等を備えてもよい。ホース壁２２を構成する材料と補強体２４を構成する材料とが共押出されて条帯が得られ、この条帯が用いられたスパイラル法によって、ホースが製造されてもよい。

図５（ａ）には、本発明の他の実施形態に係る可撓性ホースの補強体５６が示されている。この補強体５６は、図１及び２に示された補強体２４と同様、螺旋状である。図示されていないが、このホースも、内層、外層及び仕切り壁を有するホース壁を有している。このホース壁に補強体５６が埋入されている。この補強体５６は、第一側縁５８と第二側縁６０とを有している。第一側縁５８は、凸部６２を有している。第二側縁６０は、凹部６４を有している。ホースが湾曲したとき、凸部６２は、隣接する凹部６４と係合する。この係合により、補強体５６のはみ出しが抑制される。このホースでは、湾曲したときの皺が生じにくい。この補強体５６は、中空である。中空の補強体５６を備えたホースは、軽量である。

図５（ｂ）には、本発明のさらに他の実施形態に係る可撓性ホースの補強体６６が示されている。この補強体６６は、図１及び２に示された補強体２４と同様、螺旋状である。図示されていないが、このホースも、内層、外層及び仕切り壁を有するホース壁を有している。このホース壁に補強体６６が埋入されている。この補強体６６は、第一側縁６８と第二側縁７０とを有している。第一側縁６８は、凸部７２を有している。第二側縁７０は、凹部７４を有している。ホースが湾曲したとき、凸部７２は、隣接する凹部７４と係合する。この係合により、補強体６６のはみ出しが抑制される。このホースでは、湾曲したときの皺が生じにくい。この補強体６６は、２つの溝７６を備えている。この溝７６は、ホースの軽量化に寄与する。溝７６を有する補強体６６を備えたホースにおいて、その内周面が平滑に保たれるとの観点から、溝７６は、補強体６６の外側面に設けられることが好ましい。

図５（ｃ）には、本発明のさらに他の実施形態に係る可撓性ホースの補強体７８が示されている。この補強体７８は、図１及び２に示された補強体２４と同様、螺旋状である。図示されていないが、このホースも、内層、外層及び仕切り壁を有するホース壁を有している。このホース壁に補強体７８が埋入されている。この補強体７８は、第一側縁８０と第二側縁８２とを有している。第一側縁８０は、凸部８４を有している。第二側縁８２は、凹部８６を有している。ホースが湾曲したとき、凸部８４は、隣接する凹部８６と係合する。この係合により、補強体７８のはみ出しが抑制される。このホースでは、湾曲したときの皺が生じにくい。この補強体７８は、２つの突条８８を備えている。この突条８８は、補強体７８による補強効果を高める。突条８８を有する補強体７８を備えたホースにおいて、その内周面が平滑に保たれるとの観点から、突条８８は、補強体７８の外側面に設けられることが好ましい。

図５（ｄ）には、本発明のさらに他の実施形態に係る可撓性ホースの補強体９０が示されている。この補強体９０は、図１及び２に示された補強体２４と同様、螺旋状である。図示されていないが、このホースも、内層、外層及び仕切り壁を有するホース壁を有している。このホース壁に補強体９０が埋入されている。この補強体９０は、第一側縁９２と第二側縁９４とを有している。第一側縁９２は、凸部９６を有している。この凸部９６の断面形状は、円弧状である。第二側縁９４は、凹部９８を有している。この凹部９８の断面形状は、円弧状である。ホースが湾曲したとき、凸部９６は、隣接する凹部９８と係合する。この係合により、補強体９０のはみ出しが抑制される。このホースでは、湾曲したときの皺が生じにくい。本発明に係る補強体は、必ずしも偏平な断面形状を有する必要はない。補強体９０が、図５（ｄ）に示されるように、幅と厚みとが同程度である断面形状を有してもよい。偏平でない断面形状を有する補強体を備えたホースは、可撓性に優れる。なお、ホースの製造効率の観点からは、偏平な断面形状を有する補強体が好ましい。

図５（ｅ）には、本発明のさらに他の実施形態に係る可撓性ホースの補強体１００が示されている。この補強体１００は、図１及び２に示された補強体２４と同様、螺旋状である。図示されていないが、このホースも、内層、外層及び仕切り壁を有するホース壁を有している。このホース壁に補強体１００が埋入されている。この補強体１００は、第一側縁１０２と第二側縁１０４とを有している。第一側縁１０２は、２つの凸部１０６を有している。第二側縁１０４は、２つの凹部１０８を有している。ホースが湾曲したとき、それぞれの凸部１０６は、隣接する凹部１０８と係合する。この係合により、補強体１００のはみ出しが抑制される。このホースでは、湾曲したときの皺が生じにくい。

図５（ｆ）には、本発明のさらに他の実施形態に係る可撓性ホースの補強体１１０が示されている。この補強体１１０は、図１及び２に示された補強体２４と同様、螺旋状である。図示されていないが、このホースも、内層、外層及び仕切り壁を有するホース壁を有している。このホース壁に補強体１１０が埋入されている。この補強体１１０は、第一側縁１１２と第二側縁１１４とを有している。第一側縁１１２は、２つの凸部１１６及び凹部１１８を有している。第二側縁１１４も、２つの凸部１１６及び凹部１１８を有している。ホースが湾曲したとき、凸部１１６は、隣接する凹部１１８と係合する。この係合により、補強体１１０のはみ出しが抑制される。係合のとき、補強体１１０は隣接する補強体１１０とは、半径方向に多少はずれる。しかし、凸部１１６と凹部１１８とが係合するので、この補強体１１０は、図７に示された補強体６のように、列から大きくはみ出してしまうことがない。このホースでは、湾曲したときの皺が生じにくい。

図６は、本発明のさらに他の実施形態に係る可撓性ホース１２０の一部が示された断面図である。このホース１２０は、ホース壁１２２と第一補強体１２４と、第二補強体１２６とを備えている。図６の断面において、第一補強体１２４と第二補強体１２６とは、軸方向に沿って交互に配置されている。このホース１２０は、２条のスパイラル法によって成形されうる。

このホース壁１２２は、図１に示されたホース壁２２と同様に、筒状である。このホース壁１２２は、内層１２８、外層１３０及び仕切り壁１３２を有している。第一補強体１２４及び第二補強体１２６は、それぞれ、螺旋状である。第一補強体１２４及び第二補強体１２６は、ホース壁１２２に埋入されている。仕切り壁１３２と第一補強体１２４との間には、スペースＳが形成されている。仕切り壁１３２と第二補強体１２６との間にも、スペースＳが形成されている。ホース壁１２２は、軟質な樹脂組成物からなる。第一補強体１２４及び第二補強体１２６は、それぞれ、硬質な樹脂組成物からなる。第一補強体１２４は、ホース壁１２２とは接合されていない。第二補強体１２６も、ホース壁１２２とは接合されていない。

第一補強体１２４は、第一側縁１３４及び第二側縁１３６を備えている。第一側縁１３４は、凸部１３８を有している。第二側縁１３６も、凸部１３８を有している。第二補強体１２６は、第三側縁１４０及び第四側縁１４２を備えている。第三側縁１４０は、凹部１４４を有している。第四側縁１４２も、凹部１４４を有している。ホース１２０が湾曲したとき、凸部１３８は、隣接する凹部１４４と係合する。この係合により、第一補強体１２４及び第二補強体１２６のはみ出しが抑制される。このホース１２０では、湾曲したときの皺が生じにくい。

本発明に係るホースは、換気用ダクト、空調用ダクト、送風用ダクト等としても用いられうる。このホースはさらに、電気ケーブル、通信ケーブル等のための保護管としても用いられうる。

２０、１２０・・・可撓性ホース
２２、１２２・・・ホース壁
２４、５６、６６、７８、９０、１００、１１０・・・補強体
２６、１２８・・・内層
２８、１３０・・・外層
３０、１３２・・・仕切り壁
３２・・・収容部
３８、５８、６８、８０、９２、１０２、１１２、１３４・・・第一側縁
４０、６０、７０、８２、９４、１０４、１１４、１３６・・・第二側縁
４２、６２、７２、８４、９６、１０６、１１６、１３８・・・凸部
４４、６４、７４、８６、９８、１０８、１１８、１４４・・・凹部
５２・・・薄肉テープ
５４・・・条帯
１２４・・・第一補強体
１２６・・・第二補強体
１４０・・・第三側縁
１４２・・・第四側縁

Claims (5)

1. 筒状のホース壁と、このホース壁に埋入されており螺旋状に巻かれた補強体とを備えており、
   上記補強体の側縁が、隣接する側縁と係合しうる凸部及び／又は凹部を有しており、
   上記補強体が上記ホース壁と接合されていない可撓性ホース。
2. 上記ホース壁が、内層、外層及び仕切り壁を有しており、上記仕切り壁が内層から外層にまで至っており、上記内層、外層及び仕切り壁に囲まれた収容部に上記補強体が収容されており、上記仕切り壁と上記補強体との間にスペースが形成されている請求項１に記載の可撓性ホース。
3. 上記ホース壁が樹脂組成物から成形されており、上記補強体が上記ホース壁の樹脂組成物よりも硬質な樹脂組成物から成形されている請求項１又は２に記載の可撓性ホース。
4. 上記補強体の、一方の側縁が凸部を有し、他方の側縁が凹部を有している請求項１から３のいずれかに記載の可撓性ホース。
5. 上記補強体の側縁と、この側縁に隣接する側縁との間の軸方向距離が、上記補強体の半径方向厚みよりも小さい請求項１から４のいずれかに記載の可撓性ホース。

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