JPWO2018198171A1 - ホース構造体 - Google Patents

Abstract

ホース構造体は、水を通す円筒状のインナー部材と、インナー部材を覆う弾性部材を含むアウター部材と、を備え、インナー部材は、延伸方向に沿って伸縮可能に構成されており、延伸方向に縮んだ状態において、径方向に突出した山部分と、該径方向に凹んだ谷部分とが延伸方向に沿って繰り返されている。

Description

本開示は、ホース構造体に関する。

特許文献１には、直線筒形状をした合成樹脂製細管素材から成形される蛇腹管（蛇腹ホース）が開示されている。

特公平６−４３８７８号公報

特許文献１に記載されたような蛇腹ホースでは、蛇腹状の通水部材に液体が流され、延伸方向に伸縮可能に構成されている。このような蛇腹ホースにおいては、蛇腹状の通水部材が直接地面等に触れることとなる。このことで、通水部材が破損等するおそれがある。以上のことから、蛇腹ホースにおいては耐久性の向上が望まれている。一方で、蛇腹ホースの特徴である延伸方向への伸縮性を損なうことは回避する必要がある。以上より、伸縮性及び耐久性を両立する構成が望まれている。

そこで、本開示は、伸縮性及び耐久性を両立するホース構造体を提供することを目的とする。

本開示の一態様に係るホース構造体は、流体を通す円筒状のインナー部材と、インナー部材を覆う弾性部材を含むアウター部材と、を備え、インナー部材は、延伸方向に沿って伸縮可能に構成されており、延伸方向に縮んだ状態において、径方向に突出した山部分と、該径方向に凹んだ谷部分とが前記延伸方向に沿って繰り返されている。

本開示に係るホース構造体では、縮んだ状態において山部分と谷部分とが繰り返される例えば蛇腹状のインナー部材を、アウター部材が覆っている。このため、流体を通すインナー部材が地面等と直接接することがなく、インナー部材の耐久性を向上させることができる。また、インナー部材を覆うアウター部材が弾性部材を含んでいるので、アウター部材で覆った場合においても、インナー部材の伸縮性を損なうことがない。以上より、本開示に係るホース構造体によれば、インナー部材の伸縮性と耐久性を両立することができる。

上記ホース構造体において、アウター部材は、径方向に凹んだ溝部を有していてもよい。これにより、アウター部材において薄く形成された部分を設けることができ、アウター部材が伸縮し易くなるので、アウター部材に覆われたインナー部材の伸縮性をより担保することができる。

上記ホース構造体において、溝部は、インナー部材の谷部分に対応する位置に形成されていてもよい。山部分と谷部分とが繰り返される例えば蛇腹状のインナー部材においては、谷部分が主に伸縮することにより伸縮する。このため、当該谷部分に対応する位置に、薄く形成された（伸縮し易い）溝部が形成されていることにより、インナー部材の伸縮性をより担保することができる。また、アウター部材においては、インナー部材の山部分に対応する位置が主に地面等と接することとなるところ、地面等との接触が生じにくい、谷部分に対応する位置に溝部が形成されていることにより、上述した伸縮性の向上を図りながら、伸縮時の破損を抑制し、耐久性を担保することができる。

上記ホース構造体において、インナー部材は、山部分及び谷部分が延伸方向に拡張することにより延伸方向に伸び、山部分及び谷部分が延伸方向に縮小することにより延伸方向に縮み、アウター部材は、溝部が形成された薄肉部と、薄肉部よりも肉厚に形成された厚肉部と、を有し、薄肉部が延伸方向に拡張することにより延伸方向に伸び、薄肉部が延伸方向に縮小することにより延伸方向に縮む構成であってもよい。これにより、アウター部材の溝部によって延伸方向の伸縮性能を担保する構成を確実に実現することができる。

上記ホース構造体において、アウター部材は、弾性部材と、該弾性部材を覆うコーティング部と、を有していてもよい。アウター部材が、弾性部材だけでなく、該弾性部材を覆うコーティング部を含んで構成されていることにより、アウター部材及びインナー部材の耐久性をより向上させることができる。

本開示によれば、伸縮性及び耐久性を両立するホース構造体を提供することができる。

図１は、第１実施形態に係るホース構造体の斜視図である。 図２は、無通水状態のインナー部材及びアウター部材を模式的に示す図である。 図３は、第２実施形態に係るホース構造体における、無通水状態のインナー部材及びアウター部材を模式的に示す図である。 図４は、第３実施形態に係るホース構造体における、無通水状態のインナー部材及びアウター部材を模式的に示す図である。 図５は、第４実施形態に係るホース構造体における、無通水状態のインナー部材及びアウター部材を模式的に示す図である。

［第１実施形態］
以下、第１実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（ホース構造体）
図１に示されるように、ホース構造体１は、ホース部１０と、液体源コネクタ１１と、ノズルコネクタ１２と、ノズル部１３と、を備えている。ホース構造体１は、持ち運び可能に構成されており、屋外又は屋内において、水などの液体（流体）を供給源（液体源）から供給する機能を有する。なお、本実施形態では、流体を供給するホース構造体１が、液体を供給するとして説明するが、気体を供給するものであってもよい。

ホース部１０は、液体源から供給された液体を送るための長尺状の中空管である。ホース部１０は、例えば水などの液体を送る。本実施形態では、ホース部１０は水を送るものであるとして説明するが、これに限定されず、例えば他の液体を送るものであってもよい。ホース部１０は、液体源コネクタ１１を介して液体源である給水設備（例えば水道の蛇口）に接続されるものであるとして説明するが、これに限定されず、液体源コネクタ１１だけでなく他のホース等を介して間接的に給水設備に接続されるものであってもよい。ホース部１０は、通水状態（水が流れた状態）においては水圧によって伸びきった状態となり、無通水状態（水が流れていない状態）においては水圧が除されて縮んだ状態となる。このように、ホース部１０は、自在に伸縮可能に構成されている。ホース部１０の詳細については後述する。

液体源コネクタ１１は、給水設備とホース部１０とを連結するコネクタである。液体源コネクタ１１は、ホース部１０の基端側と連結される。すなわち、液体源コネクタ１１は、給水設備からホース部１０に送られる水の流入口である。

ノズルコネクタ１２は、ホース部１０とノズル部１３とを連結するコネクタである。ノズルコネクタ１２は、ホース部１０の先端側と連結される。すなわち、ノズルコネクタ１２は、ホース部１０からノズル部１３に送り出す水の流出口である。

ノズル部１３は、ホース部１０を介して給水設備から送られる水を給水先に撒く散水ノズルである。ノズル部１３は、ガンレバー１４と、ノズルスクリーン１５とを有している。ノズル部１３は、利用者によってガンレバー１４が握られる（押し込まれる）ことにより、ノズルスクリーン１５から放水を行う。

（ホース部の詳細）
次に、図２も参照しながら、ホース部１０の詳細について説明する。ホース部１０は、インナー部材１６と、アウター部材１７と、を備える。インナー部材１６及びアウター部材１７は、いずれも基端が液体源コネクタ１１に連結され、先端がノズルコネクタ１２（図１参照）に連結されている。

インナー部材１６は、水を通す円筒状の通水路である。インナー部材１６は、水圧に応じて、水を送る方向（延伸方向）に伸縮可能に構成された蛇腹状のホースである。すなわち、インナー部材１６は、いわゆる山折と谷折りとを繰り返す構造（断面逆Ｖ字とＶ字とを繰り返す構造）とされており、延伸方向に縮んだ状態において、径方向に突出した山部分１６ａと、径方向に凹んだ谷部分１６ｂとが延伸方向に繰り返されている。インナー部材１６は、山部分１６ａ及び谷部分１６ｂが延伸方向に拡張することにより延伸方向に伸び、縮小することにより延伸方向に縮む。インナー部材１６は、山部分１６ａにおいて、アウター部材１７と密着している。インナー部材１６は、通水状態においては、水圧により谷部分１６ｂが径方向外側（山部分１６ａ側）に広がり、これによって延伸方向に伸びる。一方、インナー部材１６は、無通水状態においては、水圧が除されて谷部分１６ｂが径方向内側に戻り、元の状態（図２に示す状態）に縮む。

インナー部材１６は、例えばポリエチレン又はポリ塩化ビニル等の硬質の材料で構成されている。インナー部材１６の延伸方向の長さは、伸びている状態において、例えば５ｍ〜５０ｍ程度であり、例えば１５ｍである。インナー部材１６の延伸方向の長さは、縮んでいる状態において、例えば２．５ｍ〜２５ｍ程度であり、例えば７．５ｍである。インナー部材１６の内径（水を送る部分の内径）は、例えばφ７ｍｍ〜φ１５ｍｍとされる。インナー部材１６の肉厚は、例えば０．３ｍｍ〜１．０ｍｍとされる。

アウター部材１７は、インナー部材１６を覆う弾性部材である。アウター部材１７は、例えば天然ゴム、合成ゴム、熱可塑性エラストマー等の材料で構成されている。アウター部材１７の延伸方向の長さは、伸びている状態において、例えば５ｍ〜５０ｍ程度であり、例えば１５ｍである。アウター部材１７の延伸方向の長さは、縮んでいる状態において、例えば２．５ｍ〜２５ｍ程度であり、例えば７．５ｍである。アウター部材１７の肉厚は、例えば０．５ｍｍ〜２．０ｍｍとされる。

アウター部材１７は、径方向に凹んだ（切り欠かれた）溝部１７ａを有する。溝部１７ａは、アウター部材１７の外周の全周に亘って形成されており、アウター部材１７の延伸方向において一定の間隔で連続的に複数配置されている。溝部１７ａは、径方向において対向するインナー部材１６の谷部分１６ｂに対応する位置に形成されている。すなわち、図２に示すように、インナー部材１６が縮んだ状態において、溝部１７ａは、径方向において谷部分１６ｂに対向している。図２に示す例では、溝部１７ａと谷部分１６ｂとは１対１で対応しており、各谷部分１６ｂに対応して、１つの溝部１７ａが設けられている。なお、谷部分１６ｂと溝部１７ａとが、１対１で対応していなくてもよく、例えば、谷部分１６ｂの数に対して溝部１７ａの数が半分程度とされていてもよい。

アウター部材１７は、溝部１７ａが形成された薄肉部１７ｘと、該薄肉部１７ｘよりも肉厚に形成された（すなわち、溝部１７ａが形成されていない）厚肉部１７ｙとを有する。アウター部材１７は、主に薄肉部１７ｘが延伸方向に拡張することにより延伸方向に伸び、主に薄肉部１７ｘが延伸方向に縮小することにより延伸方向に縮む。

溝部１７ａの深さ（凹み長）は、例えばアウター部材１７（より詳細には厚肉部１７ｙ）の肉厚の５０％程度とされ、例えば０．２５ｍｍ〜１．０ｍｍとされる。溝部１７ａの幅は、例えば０．１ｍｍ〜１．０ｍｍとされる。溝部１７ａの間隔（隣り合う溝部１７ａの延伸方向における間隔）は、例えば１．０ｍｍ〜５．０ｍｍとされる。

（第１実施形態の作用効果）

上述したように、本実施形態に係るホース構造体１は、水を通す円筒状のインナー部材１６と、インナー部材１６を覆う弾性部材であるアウター部材１７と、を備え、インナー部材１６は、延伸方向に沿って伸縮可能に構成されており、延伸方向に縮んだ状態において、径方向に突出した山部分１６ａと径方向に凹んだ谷部分１６ｂとが延伸方向に沿って繰り返さえた蛇腹状のホースである。

このようなホース構造体１では、縮んだ状態において山部分１６ａと谷部分１６ｂとが繰り返される例えば蛇腹状のインナー部材１６を、アウター部材１７が覆っている。このため、水を通すインナー部材１６が地面等と直接接することがなく、インナー部材１６の耐久性を向上させることができる。

ここで、蛇腹状のホースをアウター部材で覆うことにより、ホースの耐久性を向上させることができるものの、アウター部材がホースの伸縮を妨げるおそれがある。すなわち、伸縮するホースをアウター部材が覆うことにより、水圧によって十分にホースを伸縮させることができなくなるおそれがある。

この点、本実施形態に係るホース構造体１では、インナー部材１６を覆うアウター部材１７が弾性部材を含んでいるため、アウター部材１７で覆った場合においても、インナー部材１６の伸縮性を損なうことがない。すなわち、水圧に応じてインナー部材１６が伸縮する際には、弾性部材であるアウター部材１７もインナー部材１６に応じて伸縮可能であるため、アウター部材１７がインナー部材１６の伸縮を妨げることを抑制する構成とできる。以上より、ホース構造体１によれば、インナー部材１６の伸縮性と耐久性を両立することができる。

更に、ホース構造体１では、アウター部材１７が、径方向に凹んだ溝部１７ａを有する。これにより、アウター部材１７において部分的に肉厚が薄くされた部分（溝部１７ａ）が形成される。肉厚が薄くされた部分を有することにより、アウター部材１７の延伸方向における伸縮性が向上する。このことで、アウター部材１７に覆われたインナー部材１６の伸縮性を担保し、低水圧域においても適切に伸縮させることができる。

更に、ホース構造体１では、溝部１７ａがインナー部材１６の谷部分１６ｂに対応する位置に形成されている。より詳細には、インナー部材１６が縮んだ状態において、溝部１７ａは、径方向において谷部分１６ｂに対向している（図２参照）。山部分１６ａと谷部分１６ｂとが繰り返される蛇腹状のインナー部材１６においては、水圧によって谷部分１６ｂが径方向に広がることにより延伸方向に伸びる構造とされている。このため、当該谷部分１６ｂに対応する位置に、薄く形成された（伸縮し易い）溝部１７ａが形成されていることにより、インナー部材１６の伸縮性をより担保することができる。

また、アウター部材１７においては、インナー部材１６の山部分１６ａに密着する位置が、径方向外側に張り出し易く、主に地面等と接することとなるところ、地面等との接触が生じにくい、谷部分１６ｂに対応する位置に薄肉の溝部１７ａが形成されていることにより、上述した伸縮性の向上を図りながら、伸縮時の破損を抑制し、耐久性を担保することができる。

［第２実施形態］
次に、図３を参照して、第２実施形態に係るホース構造体２について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。

図３に示されるように、第２実施形態に係るホース構造体２のホース部２０は、インナー部材２６と、アウター部材２７とを備える。インナー部材２６は、例えば上述した第１実施形態に係るインナー部材１６と同様の構成とされる。

アウター部材２７は、構成する材料、延伸方向の長さ、及び肉厚について、上述したアウター部材１７と同様である。アウター部材２７は、径方向に凹んだ（切り欠かれた）溝部２７ａを有する。溝部２７ａは、アウター部材２７の外周の全周に亘って形成されており、アウター部材２７の延伸方向において所定の間隔で複数配置されている。溝部２７ａは、径方向において対向するインナー部材２６の谷部分２６ｂに対応する位置に形成されている。

ここで、第１実施形態のホース部１０においては、溝部１７ａはアウター部材１７の延伸方向において一定の間隔で連続的に複数配置されていたが、ホース部２０においては、溝部２７ａがアウター部材２７の延伸方向において一定でない間隔で複数配置されている（図３（参照））。そして、第１実施形態のホース部１０においては、各谷部分１６ｂに対して１つの溝部１７ａが設けられていたが、ホース部２０においては、一部の谷部分２６ｂ（例えば図３に示す谷部分２６ｘ）に対して対応する溝部２７ａが設けられていない。

溝部２７ａの深さ（凹み長）及び幅は、例えば溝部１７ａと同程度とされる。隣り合う溝部２７ａの間隔は、例えば広い間隔と狭い間隔とが交互に繰り返され、広い間隔は例えば５．０ｍｍ〜１０．０ｍｍとされ、狭い間隔は例えば１．０ｍｍ〜５．０ｍｍとされる。

上述したように、ホース構造体２のホース部２０では、溝部２７ａがアウター部材２７の延伸方向において一定でない間隔で複数配置されており、一部の谷部分２６ｂ（例えば図３に示す谷部分２６ｘ）に対しては対応する溝部２７ａが設けられていない。このように、溝部２７ａの形成箇所を限定することにより、地面等と接することによってもより破損しにくい構成とすることができ、耐久性を向上させることができる。また、溝部２７ａの形成箇所を限定することにより、製造容易性を向上させることができる。更に、限定して設けられた溝部２７ａが、谷部分２６ｂに対応する位置に設けられていることにより、第１実施形態と同様に伸縮性を担保することができる。

［第３実施形態］
次に、図４を参照して、第３実施形態に係るホース構造体３について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。

図４に示されるように、第３実施形態に係るホース構造体３のホース部３０は、インナー部材３６と、アウター部材３７とを備える。インナー部材３６は、例えば上述した第１実施形態に係るインナー部材１６と同様の構成とされる。

アウター部材３７は、弾性部材３８と、コーティング部３９とを備える。弾性部材３８は、例えば上述した第１実施形態に係るアウター部材１７と同様の構成であり、延伸方向において一定の間隔で連続的に複数配置された溝部３８ａを有する。すなわち、アウター部材３７は、第１実施形態に係るアウター部材１７（本実施形態における弾性部材３８）に、コーティング部３９を加えた構成である。

コーティング部３９は、弾性部材３８を覆う部材である。コーティング部３９は、例えば、樹脂、ゴム、又は金属等の材料で構成されている。コーティング部３９は、弾性部材３８における、山部分３６ａに対応する位置に設けられている。すなわち、コーティング部３９は、弾性部材３８の溝部３８ａを除いた領域に設けられている。

このように、ホース部３０では、弾性部材３８において主に地面等と接することとなる、山部分３６ａに対応する位置に、コーティング部３９が設けられている。これにより、アウター部材３７における地面等との耐摩耗性が向上し、ホース部３０の耐久性を向上させることができる。

［第４実施形態］
次に、図５を参照して、第４実施形態に係るホース構造体４について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。

図５に示されるように、第４実施形態に係るホース構造体４のホース部４０は、インナー部材４６と、アウター部材４７とを備える。インナー部材４６は、例えば上述した第１実施形態に係るインナー部材１６と同様の構成とされる。

アウター部材４７は、構成する材料、延伸方向の長さ、及び肉厚について、上述したアウター部材１７と同様である。ここで、第１実施形態のホース部１０においては、アウター部材１７には溝部１７ａが形成されていたが、ホース部４０においては、アウター部材４７に溝部が形成されていない。

このようなホース構造体４のホース部４０では、蛇腹状のインナー部材４６をアウター部材１７が覆っている。このため、水を通すインナー部材４６が地面等と直接接することがなく、インナー部材４６の耐久性を向上させることができる。そして、当該アウター部材４７には、第１実施形態のホース部１０と異なり溝部が形成されていない。このため、アウター部材４７における地面等との耐摩耗性が向上し、ホース部４０の耐久性を更に向上させることができる。なお、アウター部材に溝部が形成されていない態様においても、アウター部材４７が弾性部材であることにより、インナー部材の伸縮性が損なわれない構成を実現することができる。また、上述した溝部の形成等が不要となるため、製造容易性を向上させることができる。

［変形例］
以上、実施形態の一例について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、インナー部材はいわゆる山折と谷折りとを繰り返す構造（断面逆Ｖ字とＶ字とを繰り返す構造）であるとして説明したがこれに限定されず、断面逆Ｕ字とＵ字とを繰り返す構造であってもよい。また、互いに隣り合う山部分及び谷部分の間に、凹凸を有さない平らな部分が挟まれており、互いに隣り合う山部分及び谷部分が連続していない構成とされていてもよい。また、インナー部材において、周方向に山部分と谷部分とが混在していてもよい。また、蛇腹状のインナー部材の径（蛇腹径）が長手方向において一定でなくてもよい。また、インナー部材は、蛇腹状のホースであるとして説明したがこれに限定されず、例えば電話コードのような螺旋状のホースであってもよい。この場合においても、螺旋状のホース（インナー部材）をアウター部材（アウターゴム）が被覆する構成とされてもよい。

また、アウター部材に形成される溝部がアウター部材の外周の全周に亘って形成されるとして説明したがこれに限定されず、例えばアウター部材の外周の一部（例えば半周等）にのみ形成されるものであってもよい。

また、溝部が延伸方向に沿って複数設けられているとして説明したがこれに限定されず、例えば１つの溝部がスパイラル状の軌跡を描くようにして延伸方向に沿って形成されていてもよい。

また、溝部がインナー部材の谷部分に対応する位置に形成されているとして説明したがこれに限定されず、インナー部材の山部分に対応する位置に形成されていてもよい。

また、アウター部材が弾性部材とコーティング部とを含んで構成される態様において、コーティング部が溝部を除いた領域に設けられているとして説明したがこれに限定されず、コーティング部が溝部に設けられていてもよい。

また、アウター部材が弾性部材とコーティング部とを含んで構成される態様において、弾性部材に溝部が設けられているとして説明したが、例えば弾性部材を凹凸がないフラットな形状とし、該弾性部材の一部にコーティング部を設ける構成を採用してもよい。この場合には、アウター部材のうち、コーティング部が設けられていない領域（弾性部材のみの領域）が、コーティング部が設けられた領域よりも肉薄となり、径方向に凹んだ溝部を形成する。

１，２，３，４…ホース構造体、１６，２６，３６，４６…インナー部材、１６ａ，３６ａ…山部分、１６ｂ，２６ｂ…谷部分、１７，２７，３７，４７…アウター部材、１７ａ，２７ａ，３８ａ…溝部、１７ｘ…薄肉部、１７ｙ…厚肉部、３８…弾性部材、３９…コーティング部。

Claims (5)

1. 流体を通す円筒状のインナー部材と、
   前記インナー部材を覆う弾性部材を含むアウター部材と、を備え、
   前記インナー部材は、
   延伸方向に沿って伸縮可能に構成されており、
   前記延伸方向に縮んだ状態において、径方向に突出した山部分と、該径方向に凹んだ谷部分とが前記延伸方向に沿って繰り返されている、ホース構造体。
2. 前記アウター部材は、前記径方向に凹んだ溝部を有する、請求項１記載のホース構造体。
3. 前記溝部は、前記インナー部材の前記谷部分に対応する位置に形成されている、請求項２記載のホース構造体。
4. 前記インナー部材は、前記山部分及び前記谷部分が前記延伸方向に拡張することにより前記延伸方向に伸び、前記山部分及び前記谷部分が前記延伸方向に縮小することにより前記延伸方向に縮み、
   前記アウター部材は、前記溝部が形成された薄肉部と、前記薄肉部よりも肉厚に形成された厚肉部と、を有し、前記薄肉部が前記延伸方向に拡張することにより前記延伸方向に伸び、前記薄肉部が前記延伸方向に縮小することにより前記延伸方向に縮む、請求項３記載のホース構造体。
5. 前記アウター部材は、前記弾性部材と、該弾性部材を覆うコーティング部と、を有する、請求項２〜４のいずれか一項記載のホース構造体。

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