JP5897435B2 - 電気掃除機用ホース - Google Patents

Description

本発明は、電気掃除機に使用される可撓性ホースに関する。特に、導電線がホース壁に一体化された電気掃除機用ホースに関する。

電気掃除機本体と手元操作部との間に接続される掃除機用ホース（いわゆるクリーナホース）としては、ホースの可撓性や耐つぶれ性などを考慮したものが知られている。そして、電気掃除機用ホースのホース壁に導電線を一体化しておくと、導電線を、信号伝達や電力供給に使用できて、導電線が掃除機使用時に邪魔にならずに便利である。

例えば、特許文献１には、硬鋼線を樹脂被覆した被覆線を、軟質合成樹脂製管壁の内周面に所定の間隔を保って螺旋状に捲回配置して一体化したクリーナホースが開示されている。そして、被覆線の内周面と、隣接する被覆線間に位置する管壁１の谷部の内周面とがほぼ同径に形成され、該谷部の内周面と被覆線の上方を覆う山部に連なる側面とがほぼ直角状に形成されることによって、管内の風力抵抗を可及的に小さくして、吸引風損値の低いホースとし、同時に、管軸方向への圧縮力や曲げ方向への力が加えられても、一部の管壁が外周方向に突出することがない、外観が美麗なホースとできることが開示されている。

特開平１１−２９４６４７号公報

特許文献１に記載された電気掃除機用ホースのように、ホース壁に螺旋状の溝が設けられて、その溝の中に導電線が一体化された電気掃除機用ホースにおいて、ホースと導電線の一体化の強度が不十分となることがある。

例えば、図８に示すように、ホース壁に螺旋状の溝が設けられてその溝の中に導電線が配置され、ホース壁９１と導電線９２が、ホース軸方向の両側からホースの外側にかけて接着されたホース（図８左側）について考える。このようなホースの場合には、ホースに引っ張り力が作用すると、溝の幅が広がるようにホース壁９１が変形しようとする。そのため、ホース軸方向の両側を接着している部分に力が集中してしまい、引っ張り力が過大になると、この部分の接着がはがれてしまい（図８右側）、ホース壁９１と導電線９２の間の一体化強度が不十分なものとなってしまうおそれがある。

本発明の目的は、電気掃除機用ホースに一体化される導電線とホース壁の一体化の強度に優れる電気掃除機用ホースを提供することにある。

発明者は、鋭意検討の結果、導電線として積層構造の樹脂被覆導電線を用い、被覆の外層を内層よりも軟質な樹脂とすると共に、内層と外層の間の接合強度を弱くすると、上記目的を達成できることを知見し、本発明を完成させた。

本発明は、合成樹脂によって略円筒状に形成されたホース壁に、樹脂被覆導電線が螺旋状に一体化された電気掃除機用ホースであって、前記樹脂被覆導電線は、導電性を有する線材と、前記線材を被覆する合成樹脂製の内層と、前記内層のさらに外側を被覆する合成樹脂製の外層とを有する多層構造に被覆された樹脂被覆導電線であり、ホース壁には螺旋状に凹溝が形成されていて、前記樹脂被覆導電線の一部が凹溝に収容された状態で、外層とホース壁とが接合一体化されており、前記外層を構成する合成樹脂は、前記内層を構成する合成樹脂よりも軟質な合成樹脂とされると共に、内層と外層の間の固定強度が、外層とホース壁の間の接合強度よりも弱くされた電気掃除機用ホースである（第１発明）。

第１発明においては、内層と外層の間が非接着とされることが好ましい（第２発明）。さらに、第２発明においては、内層を構成する合成樹脂は、ホース壁を構成する合成樹脂と比べて硬質な合成樹脂とされることが好ましい（第３発明）。

本発明の電気掃除機用ホース（第１発明）によれば、ホース壁の溝が変形するような大きな引張り力がホースに作用しても、樹脂被覆の外層がホース壁に追従して変形して、外層とホース壁の間の接合がはがれにくくなって、導電線とホース壁の一体化の強度が高くなる。

さらに、第２発明のように内層と外層の間が非接着とすれば、被覆外層の追従変形が内層によって妨げられなくなり、より効果的に導電線とホース壁の一体化の強度が高められる。また、さらに、第３発明のように、内層を構成する合成樹脂を、ホース壁を構成する合成樹脂と比べて硬質な合成樹脂とすれば、ホース壁の変形に対し、被覆樹脂内層の変形量が確実に抑えられ、導電線の被覆を確実に維持することができる。

本発明に係る電気掃除機用ホースを備える電気掃除機の外観を示す図である。 本発明第１実施形態の電気掃除機用ホースの構造を示す一部断面図である。 本発明第１実施形態の電気掃除機用ホースに使用される樹脂被覆導電線の構造を示す一部断面図である。 本発明第１実施形態の電気掃除機用ホースのホース壁となる樹脂条帯の断面図である。 本発明第１実施形態の電気掃除機用ホースに引っ張り力が作用した際の変形を模式的に示す断面図である。 本発明第２実施形態の電気掃除機用ホースの構造を示す断面図である。 本発明の電気掃除機用ホースに使用されうる樹脂被覆導電線の他の実施形態の構造を示す一部断面図である。 従来の電気掃除機用ホースに引っ張り力が作用した際の変形を模式的に示す断面図である。

以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。本発明は以下に示す個別の実施形態に限定されるものではなく、その形態や用途を変更して実施することもできる。第１の実施の形態として、家庭用電気掃除機における実施の形態の電気掃除機用ホース２について説明する。図１は電気掃除機の全体の外観を示し、電気掃除機用ホース２は、掃除機本体９９に設けられた吸気口に接続管（口元部材）９５を介して電気掃除機用ホース２の一端で接続され、電気掃除機用ホース２の他端は手元操作部９８に接続され、手元操作部９８に連続して延長管９７、続いて床用ノズル９６が接続されて電気掃除機が構成されている。

電気掃除機用ホース２は、複数本の導電線を備えている。導電線によって、手元操作部９８に設けられたスイッチの入力信号を掃除機本体９９に伝達したり、床用ノズル９６に内蔵されたブラシ駆動用モータに電力を供給したりできる。可能であれば、信号伝達用の導電線と電力供給用の導電線を共用しても良い。

図２に本発明第１実施形態の電気掃除機用ホース２の構造を示す。図２では、上側半分を断面図で、下側半分を外観で示し、ホース壁の部分Ａの拡大断面図も示している。電気掃除機用ホース２は、可撓性を有する合成樹脂によって略円筒状に形成された可撓性のホース壁３と、複数本の樹脂被覆導電線４，４とを有する。樹脂被覆導電線４，４は螺旋状に捲回されて、ホース壁３の内周面に接合一体化されている。

本実施形態においては、ホース壁３は、樹脂被覆導電線が一体化される部分で半径外側に膨らむように形成されており、膨らんだ部分の内側に樹脂被覆導電線４が配置されると、ホースの内周面がほぼ平坦になるようにされている。換言すると、ホース壁３の内周面には螺旋状に凹溝が形成されていて、樹脂被覆導電線４は全体が凹溝に収容された状態でホース壁に接合されている。樹脂被覆導電線４とホース壁３の接合は、樹脂被覆導電線のホース軸方向に位置する両側面からホース外側に位置する外周面にかけてなされている。

樹脂被覆導電線４の外面（後述する外層４３）とホース壁３とを接合一体化する接合手段としては、例えば接着や溶着などの接合手段が例示できる。本実施形態では、ホース壁３と、樹脂被覆導電線４、４とは、溶着により一体化されている。ホース壁３と樹脂被覆導電線４は接着材によって接着しても良い。

ホース壁３を構成する合成樹脂としては、例えばポリオレフィン系樹脂などの比較的軟質な合成樹脂材料が使用できる。ポリオレフィン系樹脂としては、低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）などが例示される。軟質塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ樹脂）、や熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）、ウレタン樹脂、ゴムなどをホース壁の樹脂として使用することもできる。ホース壁３を構成する樹脂材料として好ましい硬度は、６０〜９０（ＪＩＳ ショアＡ）程度である。本実施形態では、軟質塩化ビニル樹脂によってホース壁が構成されている。

本実施形態においては、樹脂被覆導電線４，４は、４本の導電線が、４条の螺旋状に設けられている。電気掃除機に組みつけられた際には、そのうち２本が、信号伝達用に用いられ、残りの２本が電力供給用に用いられる。信号伝達用の導電線と電力供給用の導電線との間で、取り扱う電流の大きさに応じて、導電体の太さが異なるようにしても良い。

図３に、本発明第１実施形態の電気掃除機用ホース２に使用される樹脂被覆導電線４を示す。樹脂被覆導電線４は、多層構造に被覆された樹脂被覆導電線である。樹脂被覆導電線４は、導電性を有する線材４１と、その導電性線材４１を被覆する合成樹脂製の内層４２と、内層４２のさらに外側を被覆する合成樹脂製の外層４３とを有する。外層４３は、樹脂被覆導電線４の最外周に位置する層であって、外層４３とホース壁３が接合される。

導電性線材４１は、信号伝達や電流供給のための電気を流す部分である。代表的には、導電性線材４１は、銅線や、硬鋼線などの金属線や、導電性樹脂などによって構成される。本実施形態においては、導電性の線材４１として硬鋼線を用いている。導電性線材として硬鋼線を用いると、螺旋状に捲回された樹脂被覆導電線４によって、ホースの円筒状形態を維持しやすくなって好都合である。

導電性線材４１の周囲を取り囲むように、絶縁性の合成樹脂によって、円筒状の内層４２が設けられている。導電性線材４１が内層４２により被覆されることによって、樹脂被覆導電線４の絶縁性が維持されうる。なお、内層４２は導電性線材４１に隣接して設けられていても良いし、内層４２と導電性線材４１の間に他の層（例えば接着材層）が設けられていても良い。また、内層４２は必ずしも絶縁性である必要はなく、例えば外層４３が絶縁性を有する場合などには、内層４２は導電性のものであっても良い。

内層４２のさらに外側を被覆するように、合成樹脂製の外層４３が円筒状に設けられている。外層４３もまた、絶縁性であることが好ましい。外層４３は内層４２に隣接して設けられていても良いし、外層４３と内層４２の間に他の層（例えば接着材層）が設けられていても良い。また、外層４３と内層４２の間を接着あるいは溶着しても良いし、非接着状態としても良い。非接着状態であっても、外層４３が内層４２を被覆するように円筒状に設けられているため、外層４３によって内層４２の位置は固定される。

内層４２や外層４３を構成する合成樹脂としては、特に限定されるものではないが、熱可塑性樹脂が好ましく使用できる。熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ樹脂）、エチレンビニルアルコール樹脂（ＥＶＡ樹脂）や、軟質塩化ビニル樹脂（軟質ＰＶＣ樹脂）、硬質塩化ビニル樹脂（硬質ＰＶＣ樹脂）、低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ樹脂）、高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ樹脂）などが好ましく使用できる。また、内層や外層を構成する合成樹脂として、ゴムやフェノール樹脂といった熱硬化性樹脂を使用することもできる。内層４２や外層４３を構成する合成樹脂は、ホース壁３や内層４２や外層４３、導電性線材４１などの間の接着性や硬度を考慮して、決定する。本実施形態においては、内層４２がＰＰ樹脂、外層４３が軟質塩化ビニル樹脂によって構成されていて、両者の間は非接着状態とされている。

外層４３を構成する合成樹脂は、内層４２を構成する合成樹脂よりも、軟質な合成樹脂であるように選択する。例えば、内層４２を構成する合成樹脂の硬度がショアＡ硬度で８５度であれば、外層４３を構成する合成樹脂の硬度をショアＡ硬度で６０度とする。内層４２を構成する合成樹脂の硬度として好ましい範囲は、ショアＡ硬度で７０度〜９５度、より好ましくは７５度〜９０度である。外層４３を構成する合成樹脂の硬度として好ましい範囲は、ショアＡ硬度で５０度〜８５度、より好ましくは５５度〜８０度である。

電気掃除機用ホース２では、内層４２と外層４３の間の固定強度が、外層４３とホース壁３の間の接合強度よりも弱くなっている。ここで、内層と外層の間の固定強度とは、積層して設けられた内層と外層を剥離する方向に引き離すのに必要な力の大きさである。内層と外層が接着や溶着といった手段で接合されている場合には、両層の引き離し方向の接着強度や溶着強度が、内層と外層の間の固定強度である。また、内層と外層が互いに非接着である場合のように内層と外層が接合されていない場合には、両層を離間させるのに必要な力が、内層と外層の間の固定強度である。また、外層とホース壁の間の接合強度とは、接合されたホース壁と外層を剥離するように引き離すのに必要な力の大きさであり、両層が接着や溶着といった手段で接合されている場合には、両層の引き離し方向の接着強度や溶着強度が、外層とホース壁の間の接合強度である。

本実施形態においては、内層４２がＰＰ樹脂、外層４３が軟質塩化ビニル樹脂によって構成されており、両層は互いに非接着とされていて、内層と外層の間の固定強度は相対的に低く、一方で、ホース壁３と外層４３は共に軟質塩化ビニル樹脂で構成され、両者は溶着により接合されていて、外層とホース壁の間の接合強度は相対的に高い。

上記固定強度や接合強度は、内層や外層やホース壁の材料を選択することで、それら材料間の接着性や溶着性の違いを利用して調整することができる。あるいは、上記固定強度や接合強度を、内層や外層やホース壁の間を接着する接着材の選択や、接着処理や溶着処理の具体的方法によって調整することもできる。

電気掃除機ホース２は公知の製造方法、例えば、いわゆるスパイラル成形法により製造できる。以下に、その製造方法の例を示す。
まず、樹脂被覆導電線４を製造する。硬鋼線と共に、内層となる樹脂材料を押出成形し、得られた線材に、その後、さらに、外層となる樹脂材料を押出成形して、硬鋼線の外側に内層と外層とが積層被覆された樹脂被覆導電線を得る。内層と外層を硬鋼線とともに共押出して同時に成形するようにしても良い。

得られた樹脂被覆導電線を、コイリング機により螺旋状に捲回し、そして、所定本数の樹脂被覆導電線４、４を、同じ条数の螺旋状に、公知のスパイラル成形装置の成形軸に巻きつける。並行して、樹脂の押出機から、図４に断面を示すような樹脂条帯Ｔを半溶融状態で押出して、樹脂被覆導電線４、４の外周を覆うように、スパイラル成形装置の成形軸に巻きつける。この際、巻きつけられた樹脂条帯Ｔの互いに隣接する側縁部は、互いに重ね合わせられるように接合一体化されて、樹脂条帯Ｔによって略円筒状のホース壁３が形成される。また、樹脂被覆導電線４、４は、樹脂条帯Ｔに設けられた凹溝の内側に収容されるように配置されて、樹脂被覆導電線４、４の外周（外層４３の外周）と、樹脂条帯Ｔに設けられた凹溝の内周面とは互いに溶着して、ホース壁３と樹脂被覆導電線４、４（外層４３）とが一体化される。その後ホース壁３を冷やすようにすれば、電気掃除機ホース２を連続して製造できる。

電気掃除機ホース２の製造方法は、スパイラル成形法以外の方法でも良い。例えば、ホース内径に相当する心棒に、コイリングした樹脂被覆導電線４、４を所定の条数の螺旋状に、巻きつけ、心棒を取り囲むように合成樹脂を円筒状に押出成形してホース壁３を形成し、ホース壁３と樹脂被覆導電線４、４を接合一体化した後に、心棒を引き抜いて電気掃除機用ホース２を得るようにしても良い。

なお、上記製造方法の説明においては、ホース壁３や樹脂被覆導電線４、４の一体化には溶着を利用する製造方法について説明したが、一体化は、溶着でなく接着材を利用するものであっても良い。

電気掃除機用ホース２の作用及び効果を説明する。
電気掃除機用ホース２は、電気掃除機の可撓性ホースとして使用でき、樹脂被覆導電線４、４を信号伝達や電力供給に利用できる。そして、電気掃除機用ホース２では、樹脂被覆導電線４とホース壁３の一体化の強度が高められる。

電気掃除機用ホース２に引っ張り力が作用した際の変形を模式的に図５に示す。引っ張り力がかかっていないか、あるいは少ない状態では、ホース２は変形のない形態となっており（図５左側）、この状態では、内層４２と外層４３とは互いに密着するようになっている。

ホースに働く引張り力が大きくなると、図５右側の図に示すように、ホース壁の凹溝部分が開くように変形しようとする。ここで、外層が内層よりも軟質な樹脂で構成されると共に、内層と外層の間の固定強度が、外層とホース壁の間の接合強度よりも弱くされているため、外層４３がホース壁３に引っ張られて内層４２から離れるように変形する。即ち、内層４２と外層４３の間に隙間Ｓが形成されるように、外層４３が変形する。この変形によって、外層４３はホース壁３の変形に追従して動くことができる。そのため、ホース壁に働く引張り力が、外層とホース壁の間の接合部分の両端に集中することが防止され、力が分散して、外層４３とホース壁３の間の接合がはがれにくくなる。

従って、電気掃除機用ホース２によれば、樹脂被覆導電線４の外層４３がホース壁３に追従して変形可能となるので、樹脂被覆導電線４とホース壁３の一体化の強度が高められる。また、電気掃除機用ホース２によれば、内層よりも軟質な外層４３が内層４２から離間し、ホース壁３に追従しやすくなることによって強度が高められるので、外層４３を薄く形成した場合であっても、外層のホース壁への追従性が保たれる。従って、内層よりも軟質な外層の厚みを薄くすることができ、樹脂被覆導電線４の小径化、ひいては、電気掃除機用ホース２の小径化や外観品質向上に寄与しうる。

なお、外層４３のホース壁３への追従を高めるという観点からは、内層４２と外層４３の間が非接着とされていて、外層４３が内層４２から離れやすくなっていることが好ましい。

また、上記実施形態において図２や図３に示したように、樹脂被覆導電線４の外層４３を内層４２と比べて薄く形成して、外層４３が比較的小さい力で内層４２から離れるようにすることも、好ましい実施の形態である。

また、内層４２を構成する合成樹脂は、ホース壁３を構成する合成樹脂と比べて硬質な合成樹脂とされることが好ましい。例えば、上記実施形態においては、内層はショアＡ硬度で８５度、ホース壁はショアＡ硬度で６５度とされている。ホース壁３よりも内層４２の硬度が高いことによって、引っ張り力に対してホース壁の方が変形しやすくなり、ホース壁と外層が、内層を離れて変形しやすくなる。また、内層の硬度が高いと、引っ張り力が作用しても内層の変形が少なくなって、内層による導電性線材４１の被覆が確実に維持されうるという利点もある。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変をして実施することができる。以下に本発明の他の実施形態について説明するが、以下の説明においては、上記実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様である部分についてはその詳細な説明を省略する。また、これら実施形態は、その一部を互いに組み合わせて、あるいは、その一部を互いに置き換えて実施することもできる。

図６には、本発明第２実施形態の電気掃除機用ホース５を示す。図６では、ホース壁部分の断面を示しており、図の上側がホース外側であり、図の下側がホース内側である。本実施形態においては、ホース壁６の外周面に樹脂被覆導電線８，８が接着材によって一体化されている。ホース壁６の外周には螺旋状に凹溝が設けられており、樹脂被覆導電線８，８は約半分が凹溝内に収容され、残り半分がホース外面に露出するように、ホース壁６に接合一体化されている。即ち、ホース壁に設けられた凹溝への樹脂被覆導電線の収容の形態は、第１実施形態のように樹脂被覆導電線全体が収容されるものに限定されず、本実施形態のように、樹脂被覆導電線の一部が凹溝に収容されるものであっても良い。また、樹脂被覆導電線はホース壁の外周面に一体化されていても良い。

本実施形態における樹脂被覆導電線８においては、導電性線材８１が内層８２により被覆され、さらに外層８３により被覆されている。内層及び外層は合成樹脂により構成されており、比較的硬質な内層８２と比較的軟質な外層８３とは接着一体化されているが、その接着強度（固定強度）は、外層８３とホース壁６の間の接合強度より弱くされている。

このような電気掃除機用ホース５は、例えば、ホース壁６を硬度７０度のＥＶＡ樹脂で構成し、外層８３を硬度６５度のＥＶＡ樹脂により構成し、内層８２を硬度９０度の高密度ポリエチレン樹脂により構成することにより実現できる。そして、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、ホース壁と樹脂被覆導電線の間の一体化の強度を高めることができる。

あるいは、ホース壁６の材料を軟質塩化ビニル樹脂として、外層８３を軟質塩化ビニル樹脂として、内層８２硬質塩化ビニル樹脂により、上記実施形態における樹脂被覆導電線８を構成することも可能である。内層と外層を共押出しにより被覆成形して両者を弱く接着し、ホース壁と外層を接着材を使用して強く接着するなどすれば、同様の効果を得ることができる。

なお、本実施形態においては、２本の樹脂被覆導電線８，８を２条の螺旋状に配置している。このように、樹脂被覆導電線の具体的本数や配置は、適宜変更しても良い。

内層と外層の間を接着するための接着材や、ホース壁と外層の間を接着するための接着材は特に限定されるものではなく、接着対象層の材質や目標とする接着強度に応じて選択すればよい。接着の強度を調整するために、プライマー処理を併用しても良い。

また、樹脂被覆導電線は、図７に示すように、複数本の導電性線材を含むものとすることもできる。図７の樹脂被覆導電線１０では、２本の導電性樹脂によって構成される導電性線材１０１，１０１が、内層１０２の中に埋入されており、さらに内層１０２の外側に外層１０３が非接着状態で形成されている。このような樹脂被覆導電線を用いれば、多数本の信号線をホースに一体化するのに好都合である。

また、樹脂被覆導電線に３層以上の被覆がされている場合には、ホース壁に接合一体化される層を外層とし、導電性線材に隣接する樹脂被覆層を内層とし、内層と外層の間に設けられた層を中間層として、力がかかった際に外層が内層もしくは中間層に対して離間して動きうるように構成されていればよい。即ち、内層から中間層を経て外層に至る層の間のいずれかの層間において、層間の接合が弱くされていたり層間が非接着とされていたりすれば良い。すなわち、本発明において、樹脂被覆導電線の内層と外層とは互いに隣接して設けられている必要はなく、内層と外層との間に他の層が存在していても良く、樹脂被覆導電線は、３層以上の積層構造を有する被覆がなされたものであっても良い。

本発明の電気掃除機用ホースは、導電線がホース壁に一体化されており、電気掃除機に使用する際には導電線を信号伝達や電力供給に利用できて産業上の利用価値が高い。

２ 電気掃除機用ホース
３ ホース壁
４ 樹脂被覆導電線
４１ 導電性線材
４２ 内層
４３ 外層
Ｔ 樹脂条帯
５ 電気掃除機用ホース
６ ホース壁
８ 樹脂被覆導電線
８１ 導電性線材
８２ 内層
８３ 外層
１０ 樹脂被覆導電線
１０１ 導電性線材
１０２ 内層
１０３ 外層
９９ 掃除機本体
９８ 手元操作部
９７ 延長管
９６ 床用ノズル
９５ 接続管
９１ ホース壁
９２ 導電線

Claims (3)

1. 合成樹脂によって略円筒状に形成されたホース壁に、樹脂被覆導電線が螺旋状に一体化された電気掃除機用ホースであって、
   前記樹脂被覆導電線は、
   導電性を有する線材と、
   前記線材を被覆する合成樹脂製の内層と、
   前記内層のさらに外側を被覆する合成樹脂製の外層と
   を有する多層構造に被覆された樹脂被覆導電線であり、
   ホース壁には螺旋状に凹溝が形成されていて、前記樹脂被覆導電線の一部が凹溝に収容された状態で、外層とホース壁とが接合一体化されており、
   前記外層を構成する合成樹脂は、前記内層を構成する合成樹脂よりも軟質な合成樹脂とされると共に、
   内層と外層の間の固定強度が、外層とホース壁の間の接合強度よりも弱くされた
   電気掃除機用ホース。
2. 内層と外層の間が非接着とされた請求項１記載の電気掃除機用ホース。
3. 内層を構成する合成樹脂は、ホース壁を構成する合成樹脂と比べて硬質な合成樹脂とされた請求項２記載の電気掃除機用ホース。

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