JP6427686B2 - 二重ホース - Google Patents

Description

この発明は、可撓性を有する二重ホースに関する。

特許文献１には、内管と外管との間に、管軸方向に間隔をあけて螺旋巻回される補強芯と、これら補強芯間に形成された空間内に螺旋巻回される線材とを有する二重ホースが開示されている。

この二重ホースは、補強芯が内管や外管とそれぞれ溶着されている。しかし、線材は内管や外管、補強芯とは溶着されておらず、また、補強芯と線材との間には隙間が形成されているため、比較的高い可撓性を有している。

実開平２−１０５６８２号公報

ところで、補強芯と線材との間の隙間は、補強芯や線材に沿って螺旋状に連続している。そのため、ホースの端部において開口し外部と連通状態にあり、この開口から隙間内に異物（特に液体）が入り込むことがあった。

隙間内に異物が入り込んでしまうと、それを完全に取り除くことは困難である。また、食品などが入り込むと衛生上好ましくない。

さらに、ホースを他のホースや機器などに接続するにあたっては、一般的に、ホースをニップルに外嵌させた状態においてホースの外側からバンドなどを用いて締め付ける方法（継手）が採られるが、このような接続方法では、隙間部分にバンドの締め付け力が作用しない。そのため、搬送圧によっては、隙間部分に位置する内管が隙間に入り込むようにして浮き上がってしまい、内管とニップルの間からホース内の搬送物が外部に漏れ出す虞があった。

そこで、本発明は、可撓性を確保しながらも、内管と外管との間への異物の侵入を抑制でき、さらにホース接続部において良好な止水性が得られる二重ホースの提供を目的とする。

この発明の二重ホースは、軟質樹脂製の内管１０と、軟質樹脂製の外管１１とからなる二重ホースであって、前記内管１０と前記外管１１との間に、管軸方向に間隔をあけて螺旋巻回される補強芯１２を設け、この前記補強芯１２は前記内管１０及び前記外管１１とに固着され、これら隣接する補強芯１２、１２間の空間１３に沿って、圧縮変形可能な線材１４を遊嵌状に配置し、この線材１４は、応力により前記補強芯１２、前記内管１０及び前記外管１１に密着するように圧縮変形することを特徴としている。

また、隙間１５をもって、前記隣接する補強芯１２、１２間の空間１３に前記線材１４を遊嵌状に配置することが好ましい。

また、前記線材１４は、管径方向または管軸方向の圧縮応力により、圧縮変形することが好ましい。

また、前記線材１４の断面積が、圧縮時における前記空間１３の断面積と等しいことが好ましい。

また、前記線材１４の高さｈ１が、前記補強芯１２の高さｈ２よりも大であることが好ましい。

また、前記線材１４が前記内管１０及び前記外管１１よりも軟質な樹脂材からなることが好ましい。

また、前記線材１４が前記補強芯１２よりも軟質な樹脂材からなることが好ましい。

また、前記補強芯１２の断面形状が略四角形であることが好ましい。

また、前記線材１４の断面形状が略円形、又は略楕円形であることが好ましい。

この発明の二重ホースでは、線材を遊嵌状に配置しているため、空間内に線材を設けていても高い可撓性を発揮することができる。また、線材が、応力により補強芯、内管及び外管に密着するように圧縮変形するため、バンドなどによって応力が加われば、線材がシール材として機能することになり、二重ホースの開口端からの内管と外管の間への異物の侵入を抑制することができる。また、この場合、内管が線材によって押さえられるため、内管の浮き上がりを抑制することができ、ホース内の搬送物の外部への漏れ出しを抑制することができる。

また、隙間をもって、隣接する補強芯間の空間に線材を遊嵌状に配置すれば、より高い可撓性を発揮することができる。

線材の断面積が、圧縮時における空間の断面積と等しければ、圧縮時に確実に隙間を塞ぐことができ、異物の侵入を抑制することができる。

線材の高さが、補強芯の高さよりも大であれば、補強芯の変形量が小さくても線材を確実に押圧することができ、線材によって隙間を閉塞することができる。

線材が内管及び外管よりも軟質な樹脂材からなれば、線材を確実に押圧することができる。

線材が補強芯よりも軟質な樹脂材からなれば、線材を確実に押圧することができる。

補強芯の断面形状が略四角形であれば、補強芯を内管、外管に強固に固着させることができる。また、補強芯と内管、補強芯と外管との間に隙間が生じることがなく、線材が入り込めないような隙間が生じることが無い。

線材の断面形状が略円形、又は楕円形であれば、線材と内管、線材と外管、線材と補強芯との接触面積が小さく、可撓性を阻害することがない。また、略円形であれば捩れを考慮しなくても良く、製作が容易である。また、略四角形のように角のある形状に比べて変形の自由度が高く、空間の形状に沿い易い。

この発明の実施形態に係る二重ホースの一部破断側面図である。 二重ホースの要部拡大断面図である。 接続部近傍を示す断面図である。 接続部における二重ホースの要部拡大断面図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれこの発明の他の実施形態に係る二重ホースの要部拡大断面図である。

次に、この発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。この発明の一実施形態に係る二重ホース１は、食品などを輸送するためのものであって、図１及び図２に示すように、内管１０と、内管１０の外周を覆う外管１１と、内管１０と外管１１との間に、管軸方向に間隔をあけて螺旋巻回される補強芯１２と、これら補強芯１２、１２間に形成された空間１３内に螺旋巻回される圧縮変形可能な線材１４とから構成されている。

内管１０は、例えば可撓性に優れた軟質の塩化ビニル樹脂からなる。なお、硬度としては、ＪＩＳのショア硬度Ａスケール５０〜６２の範囲のものを使用している。この内管１０は、図１及び図２に示すように、その内周面が平滑となっている。

外管１１は、内管１０と同様、例えば可撓性に優れた軟質の塩化ビニル樹脂からなる。なお、硬度としては、ＪＩＳのショア硬度Ａスケール７２〜８０の範囲のものを使用している。この外管１１は、図１及び図２に示すように、補強芯１２上において平坦で、線材１４上において外側に膨らんだ形状となっている。なお、外管１１の方が、内管１０よりも薄肉とされている。また、外管１１の内径は、内管１０の外径よりも大とされており、外管１１の内周面と内管１０の外周面との間には間隔が設けられている。

補強芯１２は、硬質の塩化ビニル樹脂からなる。なお、硬度としては、ＪＩＳのロックウェル硬さＨＲＲ１０５〜１２０の範囲のものを使用している。この補強芯１２は、図１及び図２に示すように、断面略四角形、具体的には、管軸方向に長い略長方形状とされている。そのため、補強芯１２、１２間に形成される螺旋状の空間１３は、断面略四角形状となっている。また、この補強芯１２は、その上下面がそれぞれ外管１１及び内管１０と溶着（固着）されている。

線材１４は、例えば可撓性及び弾力性に優れた水添スチレンブタジエンゴムなどのスチレン系樹脂であって、内管１０や外管１１、補強芯１２よりも軟質の弾性を有する樹脂からなる。なお、硬度としては、ＪＩＳのショア硬度Ａスケール３６〜４６の範囲のものを使用しており、内管１０や外管１１、補強芯１２よりも低い。この線材１４の断面形状は、図１及び図２に示すように、管軸方向に長い略楕円形とされており、内管１０と外管１１と補強芯１２とで区画された断面略四角形状の空間１３内に配置されることで、線材１４の軸方向に、補強芯１２と内管１０と線材１４、または補強芯１２と外管１１と線材１４とで区画された隙間１５が形成されている。

なお、隙間１５としては、図２に示すようにはっきりと目視できるものの他、毛細管現象が生じるような微細な隙間や、二重ホース１を湾曲させた際に生じる隙間も含むものとする。

また、線材１４は、管径方向において、その高さｈ１が補強芯１２の高さｈ２よりも大とされている。具体的には、線材１４の高さｈ１が補強芯１２の高さｈ２の１〜１．３倍（１＜ｈ１／ｈ２≦１．３）とされている。なお、１．１倍以上であれば特に好ましいが、１．３倍よりも大きくなると内管１０の外周面の凹凸が大きくなるため好ましくない。
また、内管１０や外管１１、補強芯１２とは溶着（固着）しておらず、補強芯１２、１２間に形成されている空間１３内を移動可能となっている。この状態は換言すれば、線材１４が補強芯１２、１２間に遊嵌状に配置されている、または、内管１０や外管１１、補強芯１２によって挟持（押圧）されている状態ではなく、弾性体である線材１４が内管１０や外管１１、補強芯１２に反発していない（反発力を付与していない）状態であるといえる。

上記の二重ホース１は、以下のようにして製造される。まず、押出機から内管構成用の帯状体を押し出す。そして、この帯状体をマンドレル上に螺旋巻回する。この際、先行する帯状体の端部に後続の帯状体の端部を重ね合わせ、端部同士を熱融着することで内管１０を形成する。

続いて、下流側に位置する別の押出機から補強芯１２を押し出すとともに、内管１０の外周面上に間隔をあけて等ピッチで螺旋巻回する。

続いて、さらに下流側に位置する別の押出機から線材１４を押し出すとともに、内管１０の外周面上であって且つ補強芯１２、１２間に位置するようにして等ピッチで螺旋巻回する。

その後、さらに下流側に位置する別の押出機から外管構成用の帯状体を押し出し、この帯状体を補強芯１２及び線材１４上に螺旋巻回する。なお、この際、内管１０と同様、先行する帯状体の端部に後続の帯状体の端部を重ね合わせ、端部同士を熱融着することで外管１１を形成する。

上記一連の工程は、各樹脂が互いに熱融着可能な程度に溶融した状態で行われる。そのため、同種材料（塩化ビニル樹脂）からなる補強芯１２と内管１０、補強芯１２と外管１１は自ずと熱融着される。ただ、内管１０や外管１１、補強芯１２と異種の材料（スチレン系樹脂）からなる線材１４は、これらと熱融着されることは無く、空間１３内を移動可能となる。

上記構成の二重ホース１は、例えば図３に示すような接続具を用いて機器に接続される。接続具２０は、ニップル２１と、締め付け手段（バンド）２２とからなり、ニップル２１の外周面に二重ホース１を装着した後、二重ホース１の外周面にバンド２２を取り付け、バンド２２を締め付けることで接続を行う。

この際、図３及び図４に示すように、二重ホース１は、バンド２２の締め付け力によって、軟質樹脂からなる内管１０や外管１１、線材１４が変形する。例えば直径５９ｍｍ、管厚４ｍｍの二重ホース１において、締め付け力５Ｎ・ｍで（又は管厚１ｍｍ減（もとの厚みの７５％）となるように）締め付けると、補強芯１２よりも管径方向の高さが大とされた線材１４が、外管１１を介して下方に向かって押圧され空間１３内に広がり、その断面形状が略四角形となる。また、同時に内管１０や外管１１が補強芯１２を避けるようにして変形し、補強芯１２、１２間に迫り出す。なお、この状態は、補強芯１２が内管１０、外管１１に食い込んでいるともいえる。そして、この圧縮状態において、空間１３の断面積と、線材１４の断面積とが等しくなって、空間１３内が線材１４によって満たされる結果、隙間１５が無くなる。すなわち、線材１４が自身の反発力をもって内管１０や外管１１、補強芯１２とそれぞれ強く当接（密着）し、シール材としての機能を発揮した状態となる。

そのため、二重ホース１の開口端より、内管１０と外管１１との間に異物などの侵入を防止できる。つまり、本発明の二重ホース１では、線材１４と、内管１０や外管１１、補強芯１２とを溶着させていないにもかかわらず、補強芯１２と線材１４との間に生じる隙間１５への異物の侵入を抑制することができる。また、空間１３の形状に沿って変形した（空間１３内に広がった）線材１４によって内管１０がニップル２１側に押さえつけられるため、内管１０の浮き上がりを抑制し、内管１０とニップル２１との間のシール性を維持することができ、ホース内の搬送物の外部への漏れ出しを抑制することができる。なお、バンド２２の締め付け力が作用しない箇所、すなわち、非圧縮状態であるホースの中間部（接続部以外の部分）においては、接続後も線材１４が、内管１０や外管１１、補強芯１２と密着しておらず、可撓性を維持できることから、使い勝手が良い。具体例を挙げると、上記直径５９ｍｍのホースでは、曲げ半径４００ｍｍに曲げた際、ホースが元に戻ろうとする力（反力）は７０Ｎ程度となる。従来の内外フラットホース、即ち、軟質ホース壁に螺旋状補強芯を固着埋入した同径ホースの場合では３２０Ｎ程度となり、有意に可撓性が向上し、ホース取り回しが容易であることがわかる。

図５ａ、ｂは、本発明の他の実施形態に係る二重ホース１Ａ、１Ｂを示している。図５ａに示す二重ホース１Ａは、ホース内周面側（流路側）に線材１４を突出させた点に特徴を有する。このような構成であっても、線材１４を確実に押圧することができ、隙間１５内への異物の侵入を抑制することができる。

また、図５ｂに示す二重ホース１Ｂは、管径方向における補強芯１２と線材１４の高さを略等しくしたものである。このような構成であっても、補強芯１２の材料として比較的軟質な樹脂を用いれば、線材１４を押圧することが可能であり、上記二重ホース１、１Ａと同様の作用効果を奏する。また、外管１１の外周面が平滑であれば、ホース表面を掃除し易いといった利点がある。これは、線材１４の高さｈ１と、補強芯１２の高さｈ２の差が小さい場合でも同様である。

以上に本発明の実施形態について説明したが、この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正及び変更を加え得ることは勿論である。

例えば、本発明の二重ホース１、１Ａ、１Ｂは、食品の搬送に限らず、工業用部品、各種の粒体や粉体等のような他の固形物、さらには土砂等を含む水、生コンクリート等のような各種の流動物の搬送を目的とするものであっても良い。

また、内管１０や外管１１、補強芯１２、線材１４の材質としては公知の種々の樹脂が使用可能である。また、補強芯１２は、単一樹脂で構成されたものに限らず、硬度の異なる樹脂を複数積層したものや、芯材として鋼線を入れたものを使用しても良い。また、線材１４としては、ポリエチレンなどのオレフィン系樹脂を用いることも可能である。

また、補強芯１２の断面形状としては、管軸方向に長い略長方形の他、管軸方向に短い略長方形や略正方形であっても良い。また、線材１４の断面形状としては、略楕円形に限らず略円形であっても良い。なお、補強芯１２や線材１４の断面は、所定の形（例えば略四角形や略楕円形）に押し出しても、硬化するまでの間に、重力や周辺の状況により変形する場合がある。そのため、本発明はそのような変形後の形状、例えば略俵状の断面形状をした補強芯１２や線材１４も発明の範囲として含むものとする。

また、ホースの接続方法としては、バンド２２による締め付けの他、一定の径とされた環状のバンドを二重ホース１、１Ａ、１Ｂに外嵌させた状態において、拡径可能なニップルをホース端部に差し込み、適宜拡径させることで接続する方法を採っても良い。この場合でも、線材１４を管径方向に圧縮することができるため、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。

また、ホース端部をニップルのフランジや段差等に押し当てることで接続する方法を採用しても良い。この場合も、線材１４が、補強芯１２によって管軸方向に圧縮されるため、空間１３の形状に沿って変形し、シール性を発揮することになる。

１・・二重ホース、１０・・内管、１１・・外管、１２・・補強芯、１３・・空間、１４・・線材、１５・・隙間、２０・・接続具、２１・・ニップル、２２・・締め付け手段、ｈ１・・線材の高さ、ｈ２・・補強芯の高さ

Claims (10)

1. 
   軟質樹脂製の内管（１０）と、
   
   軟質樹脂製の外管（１１）とからなる二重ホースであって、
   
   前記内管（１０）と前記外管（１１）との間に、管軸方向に間隔をあけて螺旋巻回される補強芯（１２）を設け、この前記補強芯（１２）は前記内管（１０）及び前記外管（１１）とに固着され、
   
   これら隣接する補強芯（１２、１２）間の空間（１３）に沿って、圧縮変形可能な線材（１４）を遊嵌状に配置し、この線材（１４）は、応力により前記補強芯（１２）、前記内管（１０）及び前記外管（１１）に密着するように圧縮変形することを特徴とする二重ホース。
   
2. 
   隙間（１５）をもって、前記隣接する補強芯（１２、１２）間の空間（１３）に前記線材（１４）を遊嵌状に配置する請求項１記載の二重ホース。
   
3. 
   前記線材（１４）は、管径方向の圧縮応力により、前記圧縮変形する請求項２記載の二重ホース。
   
4. 
   前記線材（１４）は、管軸方向の圧縮応力により、前記圧縮変形する請求項２記載の二重ホース。
   
5. 
   前記線材（１４）の断面積が、圧縮時における前記空間（１３）の断面積と等しい請求項１から４のいずれかに記載の二重ホース。
   
6. 
   前記線材（１４）の高さ（ｈ１）が、前記補強芯（１２）の高さ（ｈ２）よりも大である請求項１から４のいずれかに記載の二重ホース。
   
7. 
   前記線材（１４）が前記内管（１０）及び前記外管（１１）よりも軟質な樹脂材からなる請求項１から６のいずれかに記載の二重ホース。
   
8. 
   前記線材（１４）が前記補強芯（１２）よりも軟質な樹脂材からなる請求項１から７のいずれかに記載の二重ホース。
   
9. 
   前記補強芯（１２）の断面形状が略四角形である請求項１から８のいずれかに記載の二重ホース。
   
10. 
    前記線材（１４）の断面形状が略円形、又は略楕円形である請求項１から９のいずれかに記載の二重ホース。

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