JP6704314B2 - 電気掃除機用ホース - Google Patents

Description

本発明は、可撓性に優れた合成樹脂製の可撓性ホース、特に電気掃除機に使用される電気掃除機用ホースに関するものである。

電気掃除機本体と手元操作部との間に接続される電気掃除機用ホース（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、意匠性や耐久性などの種々の特性を考慮したものが知られている。

例えば、特許文献１には、硬鋼線製の補強体を有し、ホース壁が凹凸波型状に形成されたクリーナホースが開示されている。このホースは、硬鋼線製の補強体がホースを収縮させる方向にあらかじめねじられて成形されており、軽量で優れた伸縮性を有する。

特開２００５−４０５２８号公報

ところで、ホース壁が凹凸波型状に形成されたクリーナホースにおいては、電気掃除機の使用時に、ホースからピーという高い周波数の騒音が生ずることがある。この騒音が生ずる原因や条件は定かではないが、電気掃除機の高出力化や小型化が進むと共に、クリーナホース内を流れる気流の流速が高くなって、このピー音が発生しやすくなってきた。また、クリーナホースのホース壁が凹凸波型状に形成されていていると、このピー音が発生しやすくなる傾向がある。

本発明の目的は、ピー音が発生しにくい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、凹凸波型状のホース壁を有するクリーナホースにおいて、凹凸波型の襞の内側に特定の形態で突条を形成すると、ピー音の発生を抑制できることを知見し、本発明を完成させた。

本発明は、凹凸波型状のホース壁を有する電気掃除機用ホースであって、前記ホース壁は、ホース壁がホース内側に凹入した小径部と、ホース壁がホース外側に突出した大径部と、大径部と小径部の間を接続する２つの縦壁部とを有しており、少なくとも１つの縦壁部のホース内側には、小径部から半径方向外側に所定距離離間した位置に、ホースの周方向に延在するように突条が立設されており、突条の先端部が小径部よりも半径方向外側に位置し、突条が、ホース中心線側から見て露出している電気掃除機用ホースである（第１発明）。

第１発明において、好ましくは、突条がホース中心線とほぼ平行な方向に突出している（第２発明）。さらに、第２発明において、好ましくは、突条が、ホース内を流れる気流に対し、小径部よりも上流側の縦壁部に設けられている（第３発明）。また、第１発明において、好ましくは、突条の突出量をｅ、ホース内周側における縦壁同士の隙間の大きさをＬ、突条が小径部から半径方向外側に離間する距離をｇとした際に、０．２５≦ｇ／Ｌ≦０．３５との関係、及び、０．２５≦ｅ／Ｌ≦０．５との関係を満たす（第４発明）。

本発明の電気掃除機用ホース（第１発明）によれば、電気掃除機を使用する際のピー音の発生が抑制される。また、第２発明ないし第４発明のような電気掃除機用ホースによれば、よりピー音発生の抑制効果が高い。

第１実施形態の電気掃除機用ホースの一部断面図である。 第１実施形態の電気掃除機用ホースが製造される過程を示す模式図である。 電気掃除機用ホースのピー音発生試験の概要を示す模式図である。 第１実施形態の電気掃除機用ホース内の空気流れを示す模式図である。 従来の電気掃除機用ホース内の空気流れを示す模式図である。 第２実施形態の電気掃除機用ホースのホース壁の断面図である。 第３実施形態の電気掃除機用ホースのホース壁の断面図である。 電気掃除機の構成を示す図である。 ピー音発生測定試験の結果を示すグラフである。

以下図面を参照しながら、家庭用電気掃除機を例として、本発明の電気掃除機用ホースの実施形態について説明する。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、その形態を変更して実施することもできる。

図８は電気掃除機の全体の外観を示し、電気掃除機用ホース１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１の一端で接続され、電気掃除機用ホース１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。

図１に、第１実施形態の電気掃除機用ホース１の構造を示す。図１では、上側半分を断面図で、下側半分を外観で示している。電気掃除機用ホース１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２を有する。

ホース壁２は凹凸波型状に形成されている。本実施形態では、らせん状の凹凸波型状に形成されている。螺旋の条数は、１条であってもよいし、必要に応じて、２条もしくはそれ以上の条数であってもよい。本実施形態では、１条のらせん状に、ホース壁の凹凸波型形状が形成されている。

凹凸波型状のホース壁２は、小径部２１、大径部２２、および２つの縦壁部２３，２４を有する。小径部２１は、ホース壁がホース内側に凹入した部分である。大径部２２は、ホース壁がホース外側に突出した部分である。小径部２１及び大径部２２は、ホース中心線ｌとほぼ平行に延在している。小径部２１及び大径部２２は、その断面が直線状になるよう形成されていてもよいし、その断面が円弧のような湾曲形状となるよう形成されていてもよい。縦壁部２３，２４は、大径部と小径部の間を接続する部分である。縦壁部２３，２４はホースの略半径方向に延在している。小径部２１、大径部２２、および２つの縦壁部２３，２４はそれぞれがらせん状に設けられていて、互いに接続されることにより、凹凸波型状のホース壁２を構成している。そして、ホース壁２の内側に、大径部２２と２つの縦壁部２３，２４で囲まれた襞状の空間が形成されている。

ホース壁２の内側には、らせん状に突条４が設けられている。典型的には、突条４はホース壁に一体成形されている。突条４は、縦壁部２３のホース内側に、小径部２１から半径方向外側に所定距離ｇだけ離間した位置に、ホースの周方向に延在するよう、らせん状に立設されている。

突条４は、その先端が、小径部２１よりも半径方向外側に位置するように設けられている。本実施形態においては、突条がホース中心線ｌとほぼ平行な方向に突出して設けられているが、突条４が突出する方向はホース中心線ｌに対し傾いていてもよい。
なお、ホース壁の凹凸波型の襞の内側の空間、即ち大径部２２と縦壁部２３，２４で囲まれる空間は、突条４によって、ホース中央部の空間と隔離されてはおらず、襞の内側の空間とホース中央部の空間とは互いに連通している。
そして、突条４は、ホース中心線ｌの側から見て露出している。

本実施形態においては、突条４は２つの縦壁部２３，２４のうち、一方の縦壁部２３にのみ設けられている。後述する実施形態のように、２つの縦壁部の両方に突条４を設けてもよい。また、本実施形態においては、ホース内を流れる気流に対し、小径部２１よりも上流側の縦壁部２３に突条４が設けられている。図１では、図の左側から右側に向けて気流が流れ、小径部２１の左側（上流側）に位置する縦壁部２３に突条４が設けられている。

突条４の好ましい形態は以下のとおりである。突条４が縦壁部２３から突き出す寸法、即ち突条の突出量をｅとし、ホース内周側における縦壁２３，２４同士の隙間の大きさをＬとし、突条４が小径部２１から半径方向外側に離間する距離をｇとした際に、これら寸法ｅ，Ｌ，ｇが、０．２５≦ｇ／Ｌ≦０．３５との関係、及び、０．２５≦ｅ／Ｌ≦０．５との関係を満たすことが好ましい。さらに、０．２８≦ｇ／Ｌ≦０．３２との関係、及び、０．３≦ｅ／Ｌ≦０．４との関係を満たすことが特に好ましい。

ホース壁２及び突条４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２を構成する樹脂材料として好ましい硬度は、５０〜８０（ＪＩＳ ショアＡ）程度である。本実施形態では、ポリオレフィン系樹脂によってホース壁が構成されている。なお、ホース壁を構成する合成樹脂は、必要に応じて所定の色に着色される。

上記電気掃除機用ホース１は、公知のホース製造方法により製造できる。すなわち、図２に模式的に示すように、いわゆるホースのスパイラル成形法を応用し、らせん状の回転送り運動をするホース成形軸に対し、所定の断面形状で押し出された合成樹脂製条帯Ｔ２をらせん状に巻きつけ、合成樹脂製条帯Ｔ２の両側縁部を互いに接着一体化しながらホース壁２（突条４）となして、第１実施形態の電気掃除機用ホース１が製造できる。

上記第１実施形態の電気掃除機用ホース１の作用及び効果について説明する。
上記第１実施形態の電気掃除機用ホース１では、縦壁部２３に、小径部２１から所定距離ｇだけ離れた位置に突条４が立設されているため、ピー音が発生しにくい。

発明者らが検討したところによれば、突条４が設けられていない従来の凹凸波型状のホース壁を有するホースは、ホースが屈曲した状態でホース内を流れる気流の流速が高まると、ピーという高い周波数の騒音（いわゆるピー音）が発生しやすい傾向にある。また、このピー音は、ホースが小さな曲げＲで屈曲した状態で発生しやすくなる場合がある。この騒音は耳障りであり、電気掃除機の通常の使用条件においては、ピー音が発生しないことが求められる。

ピー音抑制効果を例証する。
（実施例１）
ホースの呼び径ｄが３５ｍｍで、ホース内周側における縦壁２３，２４同士の隙間の大きさＬが１．７ｍｍ、突条４の突出量ｅが０．５５ｍｍ、突条４が小径部２１から半径方向外側に離間する距離ｇが０．５１ｍｍである、第１実施形態の電気掃除機用ホース１を製造し実施例１のホースとした。実施例１では、ｇ／Ｌ＝０．３、ｅ／Ｌ＝０．３２である。
（実施例２）
また、ホースの呼び径ｄが３５ｍｍで、ホース内周側における縦壁２３，２４同士の隙間の大きさをＬが１．７ｍｍ、突条４の突出量ｅが０．４４ｍｍ、突条４が小径部２１から半径方向外側に離間する距離ｇが０．５６ｍｍである、第１実施形態の電気掃除機用ホースを製造し実施例２のホースとした。実施例２では、ｇ／Ｌ＝０．３３、ｅ／Ｌ＝０．２６である。
（比較例１）
一方、突条４を備えない点を除いて他は実施例１のホースと同様の構成のホースを製造し、比較例１のホースとした。

これらホースに対し、図３に示すように、外径Ｄ＝２５０ｍｍの円となるように、ホースの一部を１周丸めて屈曲配置し、その状態で、ホースを通流させていく空気の流量Ｑを高めていき、ピー音の発生の有無を比較した。この試験では、ピー音が全く発生しないか、ピー音が発生するとしてもより流量が多くなったときにピー音が発生するほうが、ピー音の発生抑制効果に優れたホースであるといえる。

比較例１の試験では、ホースに求められる定格の流量Ｑ０の０．６０倍の流量でピー音が発生してしまった。一方、実施例１および実施例２の電気掃除機用ホースにおいては、定格流量Ｑ０まででは、ピー音の発生が見られず、定格流量Ｑ０の１．１倍でもピー音の発生が見られなかった。すなわち、実施例１および実施例２の電気掃除機用ホースでは、比較例１のホースに対しピー音が発生しにくい。
また、定格流量Ｑ０の１．１倍の流量を流した際に、実施例１の電気掃除機ホースでは、ホースを丸めた外径Ｄを１８０ｍｍにしてもピー音の発生は見られなかったが、実施例２のホースでは、ホースを丸めた外径Ｄを１８０ｍｍにするとピー音が発生した。すなわち、実施例１のホースでは特にピー音が発生しにくい。

突条４を設けることによってピー音の発生が抑制されるメカニズムの詳細は不明であるが、発明者らは、以下のような原理で、ピー音の発生が抑制されるのではないかと推測している。

ピー音の発生は、ホースの曲げと気流の流速に関係している。そこで、発明者らは、ピー音の発生という現象は、ホース内周が凹凸波型になっているために、その波型部分(襞の内側の空間)に気流や渦（小径部の下流側端部８２で発生した渦）が出入りし、その出入りが下流に行くにしたがって増幅されて激しくなり、特定の流速以上になると激しく共鳴するに至って、ピー音が発生するのではないかと推測している。特に曲げＲが小さくなるようにされると、ホース内の気流及び渦が、曲げＲの外側に位置するホース壁の凹凸波型に吹き付けるようになって、襞の内側の空間に入り込みやすくなり、この現象が発生しやすくなるのではないかと推測している。

比較例１のような、従来の凹凸波型のホース壁を備える電気掃除機用ホースにおいては、図５に示すように、ホース内の気流が、ホース壁の小径部８１と縦壁部８３の角の部分にぶつかると、縦壁部８３に沿うように、凹凸波型の間の襞状の空間に入り込むように流れ、この流れがホース内部の流れに作用して、襞状空間の壁面に周期的に衝突するようになって流れが乱れ、この乱れによってホース内部の流れが自励振動して、ホース内部の流れが襞状空間に出入りしやすくなる。このような自励振動的な流れが増幅されて、特定の流速になると、激しい共鳴現象（ピー音）になるのではないかと推測する。

一方、上記実施例１のホースのように、突条４が縦壁部からに立設されていると、図４に示すように、突条４の働きにより、縦壁部８３に沿う流れをブロックできて、ホース内の気流が、凹凸波型の間の襞状の空間に入り込みにくくできる。そのため、比較例１（図５）にあるような自励振動的な流れが起こりにくくなって、激しい共鳴現象（ピー音）の発生が抑制される。特に、突条４が、小径部２１から半径方向外側に所定距離離間した位置に立設されており、突条４の先端部が小径部２１よりも半径方向外側に位置するようにされていることにより、より効果的に、ホース内の気流が凹凸波型の間の襞状の空間に入り込みにくくなり、ピー音の抑制効果が高められるものと推測する。

ピー音の発生を抑制するという観点から、突条４がホース中心線ｌとほぼ平行な方向に突出していることが好ましい。凹凸波型の間の襞状の空間に流れ込もうとする流れを確実にせきとめつつ、ホース内の気流の流れを妨げにくいからである。

また、ピー音の発生をより確実に抑制するという観点からは、突条４が、ホース内を流れる気流に対し、小径部２１よりも上流側の縦壁部２３に設けられていることが好ましい。このような位置に突条４が設けられていれば、凹凸波型の間の襞状の空間に流れ込もうとする流れをより効果的にせきとめることができるからである。

また、ピー音の発生を抑制するという観点からは、通常の電気掃除機用ホースにおいては、突条４の突出量をｅ、ホース内周側における縦壁２３，２４同士の隙間の大きさをＬ、突条４が小径部２１から半径方向外側に離間する距離をｇとした際に、０．２５≦ｇ／Ｌ≦０．３５との関係、及び、０．２５≦ｅ／Ｌ≦０．５との関係を満たすことが好ましい。ｇ／Ｌが０．２５よりも小さいと、ピー音の発生抑制効果が低下する。また、ｇ／Ｌが０．３５よりも大きくても、襞状空間への気流の流れ込み抑制効果が低くなって、ピー音の発生抑制効果が低下する。また、ｅ／Ｌが０．２５よりも小さいと、襞状空間への気流の流れ込み抑制効果が低くなって、ピー音の発生抑制効果が低下する。また、ｅ／Ｌが０．５よりも大きいと、ホースが伸縮・屈曲した際に、突条４の先端部が他方の縦壁部２４に接触しやすくなって、ホースの伸縮性や屈曲性を低減させたり、異音を発生させたりすることがある。

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、その一部を置き換えて実施できる。

図６には、第２実施形態の電気掃除機用ホース５のホース壁部分の断面図を示す。本実施形態においては、ホース壁そのものの構成は、第１実施形態と同様である。本実施形態の電気掃除機用ホース５では、２本の突条５４、５５が、互いに対向するように設けられている。すなわち、突条を、小径部５１の上流側と下流側の両方に、２本設けてもよい。本実施形態では、第１の突条５４は、第１実施形態における突条４と同様に、ホース壁の小径部５１から所定距離離間した位置の縦壁部５３に設けられている。第２の突条５５は、小径部５１をホース中心線に沿って延長するように、第１の突条５４と互いに対向するように設けられている。

第２実施形態の電気掃除機用ホース５であっても、第１の突条５４や第２の突条５５により、ホース壁の襞状の空間に気流が流れ込むことが抑制され、ピー音の発生抑制効果が発揮される。第２実施形態の電気掃除機用ホース５では、第１の突条５４と第２の突条５５とが、それぞれの先端部がホース軸方向でほぼ同じ位置となるように設けられている。換言すると、ホースの中心線側から見て、第１の突条５４と第２の突条５５とが共働してホース壁の襞状空間をふさいだようにされている。このようにされることで、ピー音の発生抑制効果が特に高められる。

また、突条を、小径部５１の上流側と下流側に、２本設ける場合には、本実施形態のように、第１の突条５４と第２の突条５５とを、両者がホース半径方向で異なる位置となるように配置することが好ましい。このようにすることで、ホースが伸縮・屈曲した際に、第１の突条５４と第２の突条５５とが接触することが回避され、ホースの伸縮性や屈曲性が低下したり、異音が生じたりすることが予防できる。なお、ピー音防止の観点からは、第１の突条５４と第２の突条５５とを、両者がホース半径方向で異なる位置となるように配置することは必須ではなく、両者は半径方向に同じ位置に配置されていてもよく、両者がホース半径方向で同じ位置であってもピー音発生抑制効果は得られる。

図９には、ピー音発生測定試験の騒音測定の結果を示す。実施例や比較例の電気掃除機用ホースに対し、図３のようなピー音発生試験を行い、定格流量Ｑ０を流した際の騒音を測定した結果である。なお、騒音は、ＦＦＴによる周波数分析を行い、９０００Ｈｚ〜２００００Ｈｚの周波数範囲を示している。比較例１では、１００００Ｈｚ〜１３０００Ｈｚおよび１７０００Ｈｚ〜１９０００Ｈｚにおいて音圧レベルが高くなっており、これがピー音の発生を意味している。実施例１や実施例３では、そのような音圧レベルの高い部分は見られず、ピー音の発生が防止できている。また、実施例３では２つの突条が設けられていて、ホース内部の気流の乱れが発生しにくく、実施例１よりも音圧レベルが低い周波数領域が見られ、より静かであることがわかる。

図７には、第３実施形態の電気掃除機用ホース６のホース壁部分の断面図を示す。本実施形態においては、らせん状の凹凸波型状に形成されたホース壁６２の内周面に、樹脂被覆鋼線製のらせん状の補強体６３が一体化されてホースが構成されており、ホース壁６２の小径部よりも半径方向外側に位置する部位から突条６４、６５が突出形成されている。本実施形態では、２本の突条６４，６５は、上流側と下流側でホース半径方向に関し対称となるような形態で設けられている。このような形態とされていると、ホース内を流れる気流がいずれの向きであっても、同様のピー音発生抑制効果が得られる。

本実施形態のように、本発明の電気掃除機用ホースは、らせん状の補強体を備えるものであってもよく、このような実施形態であってもピー音の発生抑制効果が得られる。また、突条は第１実施形態や第２実施形態のようにホース中心線と略平行に設けられていることが、ピー音発生抑制効果の観点で好ましいが、本実施形態のように、突条６４、６５がホース中心軸に対し傾いて設けられていてもよい。

また、ホース壁の縦壁部から突出形成される突条の形態（断面形状）は、上記実施形態において図示したように矩形状であってもよいが、断面形状は特に限定されず、他の形態であってもよい。例えば突条は、その先端部が鋭角の三角形状であってもよい。あるいは、突条は、先端に円弧状のＲ（アール）がかけられた形状であってもよい。

また、必須ではないが、本発明の電気掃除機用ホースは、複数本の導電線を備えていてもよい。導電線によって、電気掃除機の手元操作部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。

本発明の電気掃除機用ホースは、家庭用電気掃除機や、産業用の電気掃除機に使用でき、産業上の利用価値が高い。

１ 電気掃除機用ホース
２ ホース壁
２１ 小径部
２２ 大径部
２３，２４ 縦壁部
４ 突条
Ｔ２ 合成樹脂製条帯
５，６ 電気掃除機用ホース
５４，５５，６４，６５ 突条

Claims (4)

1. 凹凸波型状のホース壁を有する電気掃除機用ホースであって、
   前記ホース壁は、ホース壁がホース内側に凹入した小径部と、ホース壁がホース外側に突出した大径部と、大径部と小径部の間を接続する２つの縦壁部とを有しており、
   少なくとも１つの縦壁部のホース内側には、小径部から半径方向外側に所定距離離間した位置に、ホースの周方向に延在するように突条が立設されており、
   突条の先端部が小径部よりも半径方向外側に位置し、
   突条が、ホース中心線側から見て露出している電気掃除機用ホース。
2. 突条がホース中心線とほぼ平行な方向に突出している請求項１に記載の電気掃除機用ホース。
3. 突条が、ホース内を流れる気流に対し、小径部よりも上流側の縦壁部に設けられている請求項２に記載の電気掃除機用ホース。
4. 突条の突出量をｅ、ホース内周側における縦壁同士の隙間の大きさをＬ、突条が小径部から半径方向外側に離間する距離をｇとした際に、０．２５≦ｇ／Ｌ≦０．３５との関係、及び、０．２５≦ｅ／Ｌ≦０．５との関係を満たす請求項１に記載の電気掃除機用ホース。

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