(57)【要約】【課題】可撓性及び保形性のいずれにおいても優れ、しかも施工性及びコスト面において有利なホースを提供する点にある。【解決手段】補強材２をそれの三角頂部２Ｄが径方向外側に位置する状態で螺旋状に送り出し、その送り出された補強材２に対して軟質合成樹脂でなるテープ材３を送り出して補強材２，２間にホースの中心側にほぼ円弧状に突出する被覆部３Ａを形成しながら、補強材２の表面に帯状のテープ材３を溶融又は接着剤により固定することにより、内面がほぼフラットで断面形状がほぼ円形のホース本体を構成した。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状に送り出し可能で断面形状がほぼ台形状又はほぼ三角形状の硬質合成樹脂でなる補強材と、その螺旋状に送り出された補強材を覆うための軟質合成樹脂でなるホース本体とからなり、前記補強材をそれの頂部が径方向外側に位置する状態で螺旋状に送り出し、その送り出された補強材に対して軟質合成樹脂でなるテープ材を送り出して該補強材間にホースの中心側へほぼ円弧状に突出する被覆部を形成しながら、該補強材の表面に該テープ材を溶融又は接着剤により固定することにより、内面がほぼフラットで断面形状がほぼ円形の前記ホース本体を構成したことを特徴とするホース。
【請求項２】
前記テープ材がホース本体の長手方向で隣り合う２つの補強材間に渡るほぼ１ピッチの幅を有するものでなり、前記補強材上においてホース本体の長手方向で隣り合うテープ材が一部重複して溶融接着されることにより前記ホース本体を構成してなる請求項１記載のホース。
【請求項３】
ホースの内面を構成する前記補強材の底面の両側角部から頂部側へ向かう表面を、前記円弧状に突出する被覆部の内面に沿った湾曲面に形成してなる請求項１記載のホース。
【請求項４】
前記補強材の底面のホース軸芯方向の寸法を、前記補強材間に位置する被覆部のホース軸芯方向の寸法よりも小さく設定してなる請求項１記載のホース。
【請求項５】
前記補強材の底面のホース軸芯方向の寸法を、前記補強材間に位置する被覆部のホース軸芯方向の寸法よりも大きく設定してなる請求項１記載のホース。
【請求項６】
前記補強材の底面のホース軸芯方向の寸法を、前記補強材間に位置する被覆部のホース軸芯方向の寸法と同一に設定してなる請求項１記載のホース。
【請求項７】
前記補強材の底面及び前記被覆部の内面を前記テープ材よりも硬度の小さい硬度の軟質樹脂にて覆うことにより、ホース内面をほぼフラットに形成してなる請求項１記載のホース。
【請求項８】
前記補強材をホース径方向の内外で２分割とし、そのうちのホース径方向外側部分を硬質合成樹脂にて形成し、残りのホース径方向内側部分を軟質合成樹脂にて形成してなる請求項１記載のホース。
【請求項９】
前記テープ材がＥＶＡ樹脂であり、前記補強材がポリエチレンである請求項１〜７のいずれかに記載のホース。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可撓性を有する空調用ホースとして使用する他、各種送風機や給排気ファンなどの接続用ホース、更には粒体や粉体を案内するホースの他、液体を案内するホースなど、気体や液体あるいは粒体や粉体を案内するものに用いられるホースに関する。尚、空調用ホースや接続用ホースなどの気体を案内するものを一般にダクトと言う。
【０００２】
【従来の技術】
上記ホースの一例であるダクトについて説明すれば、このダクトは、軽量で保形性を必要とするだけでなく、可撓性をも必要とするものが好ましく、従来のダクトとしては、スパイラル状の芯材に、合成樹脂コート膜材を接合してスパイラルホースを構成したものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２９６８８８号公報（図１参照）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献では、合成樹脂コート膜材が内外共にフラットな壁を形成しているため、その形状ではダクトの可撓性を有する構成とは言えず、合成樹脂コート膜材の材質や厚みに大きく左右されるものであった。因みに、可撓性を高めるように材質や厚みを考慮すれば、ダクトの保形性が低下するものになり、前記のようなフラットな形状の壁では可撓性及び保形性のいずれも満足のいくものにすることが難しいものであった。又、可撓性を高めるために壁を蛇腹構造にすることが考えられるが、蛇腹構造ではダクトの内面をフラットにすることができないため、空気抵抗が大きくなる不都合が発生するものであり、改善の余地があった。
また、前記芯材の断面形状は、上記特許文献には示されていないが、多くの芯材が断面形状が四角又は円形であり、そのような四角又は円形の芯材では、最大曲げ角度を大きく確保することが難しく、大きく折り曲げて使用する箇所でのダクトの使用ができないものであり、別に形成されたダクトを使用しなければならず、施工性及びコスト面において不利であった。
【０００５】
本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、可撓性及び保形性のいずれにおいても優れ、しかも施工性及びコスト面において有利なホースを提供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のホースは、前述の課題解決のために、螺旋状に送り出し可能で断面形状がほぼ台形状又はほぼ三角形状の硬質合成樹脂でなる補強材と、その螺旋状に送り出された補強材を覆うための軟質合成樹脂でなるホース本体とからなり、前記補強材をそれの頂部が径方向外側に位置する状態で螺旋状に送り出し、その送り出された補強材に対して軟質合成樹脂でなるテープ材を送り出して該補強材間にホースの中心側へほぼ円弧状に突出する被覆部を形成しながら、該補強材の表面に該テープ材を溶融又は接着剤により固定することにより、内面がほぼフラットで断面形状がほぼ円形の前記ホース本体を構成したことを特徴としている。
上記のように、補強材をほぼ台形状又はほぼ三角形状にすることによって、最大折り曲げ角度を大きく確保することができる。このことを図１１（ａ），（ｂ）を用いて説明する。図１１（ａ）では、断面形状が三角形状の補強材２をテープ材３にて被覆して構成したホースを所定角度折り曲げた状態のホースの内側部分を示し、図１１（ｂ）では、断面形状が円形の補強材２Ｋをテープ材３にて被覆して構成したホースを図１１（ｂ）と同一の所定角度折り曲げた状態のホースの内側部分を示している。２つのものを比べてみると、図１１（ａ）の補強材２，２間の距離Ｓ１が図１１（ｂ）の補強材２Ｋ，２Ｋ間の距離Ｓ２よりも大きく、その分最大折り曲げ角度を確保することができる利点がある。又、補強材間にホースの中心側ににほぼ円弧状に突出する被覆部を形成することによって、円弧状の被覆部が折り畳みやすいことから、可撓性を十分に発揮させることができる。
又、底面がフラットなほぼ台形状又はほぼ三角形状の補強材を用いることによって、補強材と被覆部との間に発生する隙間を円形及び四角形の補強材に比べて小さくすることができ、内面をほぼフラットにすることができる。
又、前記被覆部材を軟質合成樹脂にて構成することによって、硬質合成樹脂にて構成したものに比べて手に馴染み易い。
【０００７】
前記テープ材がホース本体の長手方向で隣り合う２つの補強材間に渡るほぼ１ピッチの幅を有するものでなり、前記補強材上においてホース本体の長手方向で隣り合うテープ材が一部重複して溶融接着されることにより前記ホース本体を構成することによって、補強材間のテープ材の厚みよりもほぼ２倍に厚くなった補強材上のテープ材にてホースに伝達される衝撃力を良好に吸収することができる。しかも、必要以外の部位、つまり補強材間の厚みを不必要に厚くしないことから、重量の増大を抑制することができる。
【０００８】
ホースの内面を構成する前記補強材の底面の両側角部から頂部側へ向かう表面を、前記円弧状に突出する被覆部の内面に沿った湾曲面に形成することによって、補強材の底面の両側角部と被覆部との間に発生する隙間を小さく抑えることができる。
【０００９】
前記補強材の底面のホース軸芯方向の寸法を、前記補強材間に位置する被覆部のホース軸芯方向の寸法よりも小さく設定した場合には、ホースの可撓性を向上させることができ、また、前記補強材の底面のホース軸芯方向の寸法を、前記補強材間に位置する被覆部のホース軸芯方向の寸法よりも大きく設定した場合には、ホースの強度を向上させることができ、また、前記補強材の底面のホース軸芯方向の寸法を、前記補強材間に位置する被覆部のホース軸芯方向の寸法と同一に設定した場合には、ホースの可撓性及び強度を同程度に向上させることができる。
【００１０】
前記補強材の底面及び前記被覆部の内面を前記テープ材よりも硬度の小さい硬度の軟質樹脂にて覆うことにより、ホース内面をほぼフラットに形成してもよい。
【００１１】
前記補強材をホース径方向の内外で２分割とし、そのうちのホース径方向外側部分を硬質合成樹脂にて形成し、残りのホース径方向内側部分を軟質合成樹脂にて形成することによって、硬質合成樹脂にて形成された外側部分にてホースの強度を所望通り保つことができながらも、全てを硬質合成樹脂にて形成したものに比べて、ホースの可撓性を高めることができる。
【００１２】
前記テープ材がＥＶＡ樹脂であり、前記補強材がポリエチレンである場合が好ましい。テープ材をＥＶＡ樹脂で構成する場合には、透明度が高く、内部の空気や粒体や粉体などの流体の流れを確認することができる。又、これらＥＶＡ樹脂及びポリエチレンは、焼却時に灰分が少なく、有毒ガスが発生せず、容易に焼却処理ができる。又、既存製品のホースで使用されている材料はＰＶＣであり、そのＰＶＣは、比重が１．３程度であり、それに比べてＥＶＡ樹脂及びポリエチレンの比重が０．９であり、ＰＶＣより３０％軽量にすることができる。又、ショアーＤ  ４０〜５０のＥＶＡでは、このような巻き付けてホースを成形するものには不向きであると考えられてきたが、今回の本願発明の構造により、柔軟性に優れたホース（ホース）を製造することができた。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１及び図２に、空調用ホース（一般的に空調用に使用されるホースをダクトと言う）が示され、このホースは、空調用に使用する他、各種送風機や給排気ファンなどの気体を案内するダクト（接続用ホース）として使用可能である他、液体や粒体あるいは粉体などを案内するために用いられるものであれば、どのようなものであってもよい。本発明のホースは、軽量で保形性を必要とすると共に可撓性も必要とする場合に特に有効に使用することができるものである。
【００１４】
図１及び図２に示すように、前記ホースは、図３に示すホース成形装置により製造され、そのホース成形装置は、図の矢印Ａの方向に駆動回転される駆動回転体であるホーマー１と、そのホーマー１に補強材２及びホース本体を構成するテープ材３を押し出すための２つの押出機４，５とを備えている。従って、ホーマー１に補強材２を押出機４により押し出すことにより螺旋状に巻き付けて図の矢印Ｂの方向に順次移動させ、その補強材２に、所定幅（ここではホース軸芯方向で隣り合う２つの補強材２に渡る１ピッチ分の長さであるが、他の長さであってもよい）を有する溶融状態の前記テープ材３を送り出して補強材２，２間にホースの中心側（ホース径方向内方側）にほぼ円弧状に突出する被覆部３Ａを形成しながら、補強材２の２つの斜面２ａ，２ｂに溶融接着することにより、内面がほぼフラットで断面形状がほぼ円形のホース本体を構成することができるようにしている。
図２及び図４に示すように、前記補強材２上、つまり補強材２の２つの斜面（表面）２ａ，２ｂに載置されるテープ材３の端部同士を重複させることにより、斜面２ａ，２ｂ上のテープ材３の厚みが前記被覆部３Ａの厚みに対してほぼ２倍の厚みになるように構成してもよい。このように構成することによって、補強材２に伝達される衝撃力をほぼ２重の厚みになったテープ材３にて良好に吸収することができるようにしているが、重ね合わせられるテープ材３の両端の厚みを他の部分の約半分にしてどの部位においても同一の厚みになるように構成してもよい。
【００１５】
前記補強材２は、硬質のポリエチレン（硬質合成樹脂であれば、他の材料であってもよい）でなり、底面（ホースの内面を構成する側の面）２Ｃがフラット（偏平）で、ホース長手方向視における外形、つまり図１及び図２に示すように、ホース長手方向で切断した断面における外形がほぼ三角形状になっているが、ほぼ台形状に形成してもよいが、台形状のものよりも三角形状のものの方が最大折り曲げ角度をより大きくすることができる利点があり、好ましい。
前記補強材２の底面の両側の角部２Ａ，２Ｂを角を無くした円弧形状にしているが、図５に示すように、角を比較的尖らせたもので構成してもよい。この場合、両側角部２Ａ，２Ｂから頂部２Ｄ側へ向かう斜面２ａ，２ｂを、円弧状に突出する被覆部３Ａに沿った湾曲面に形成することによって、両側角部２Ａ，２Ｂと被覆部３Ａとの間に発生する隙間を小さく抑えることができるようにしてもよい。図５で説明しなかった他の構成は、図２のものと同一である。
【００１６】
前記テープ材３は、軟質樹脂であるＥＶＡ樹脂（エチレン−酢酸ビニル共重合体）が好ましいが、軟質樹脂であれば各種の合成樹脂を用いることができる。そして、前記押出機５から溶融状態の前記テープ材３を補強材２の上面に押し出すことにより補強材２の２つの表面２ａ，３ｂに溶融接着することにより、自重で被覆部３Ａを形成しながら、ホースを構成することができるようにしている。この被覆部３Ａの湾曲の曲率半径は、テープ材３の補強材２，２間に加わる張力、補強材２，２間のピッチ、補強材２，２間のテープ材３の重量及びテープ材３の厚み、補強材２の大きさや形状等により空間の大きさや形状が変化することになる。ここでは、テープ材３を補強材２に溶融接着しているが、接着剤によりテープ材３を補強材２に固定することもできる。
【００１７】
図５で示した断面がほぼ三角形状の補強材２の頂部の形状を、図６及び図７に示すように、ホースの径方向外側へ円弧状に突出した形状にすることもできる。また、補強材２の底面２Ｃから頂部２Ｄにかけてホース軸芯方向の寸法が徐々に小さくなるように補強材２の断面形状を設定すれば良く、図８に示す断面形状が台形状のものや、断面形状が半円形のものであってもよいが、三角形のように頂部２Ｄが最も細くなる形状にした方が軽量化及び可撓性のいずれにおいて有利である。
【００１８】
前記ホースを、図７及び図８に示すように、補強材２の底面２Ｃ及び被覆部３Ａの内面をテープ材３よりも硬度の小さい硬度の軟質樹脂にて覆うことにより、コーティング層６を備えさせることによって、ホース内面６Ａをほぼフラットに構成している。前記コーティング層６は、できるだけ薄く形成することが好ましいが、例えば最大厚み部分で０．６ｍｍ〜２．０ｍｍであり、最小厚み部分で０．２ｍｍ〜０．８ｍｍに設定することが好ましい。図７及び図８では、軟質樹脂を補強材２の底面２Ｃ及び被覆部３Ａの内面に充填することによって、ホース内面６Ａをほぼフラットに構成しているが、テープ材３よりも硬度の小さい硬度の軟質樹脂でなるテープ材を図１で示したホーマー１に巻き付けて、図９に示すように、円筒状部材７の上から補強材２及びテープ材３を供給してホースを構成することによって、被覆部３Ａのホース軸芯方向両側とこれに対応する円筒状部材７の部位との間に隙間Ｈ，Ｈが発生することで、図７及び図８で示したホースに比べて可撓性において有利になる。尚、前記コーティング層６を形成する軟質性合成樹脂は、硬度がＪＩＳ  Ａで規定される５５〜６５程度の軟質材料を用いることが好ましい。具体的には、合成樹脂の種類としては、ＥＰＭ（エチレン−プロピレン共重合ゴム）を用いることが好ましい。
【００１９】
図２及び図８では、補強材２の底面２Ｃのホース軸芯方向の寸法２Ｐを、補強材２，２間に位置する被覆部３Ａのホース軸芯方向の寸法３Ｐよりも小さく設定した場合を示し、また、図６〜図７では、補強材２の底面２Ｃのホース軸芯方向の寸法２Ｐを、補強材２，２間に位置する被覆部３Ａのホース軸芯方向の寸法３Ｐよりも大きく設定した場合を示し、また、図８では、補強材２の底面２Ｃのホース軸芯方向の寸法２Ｐを、補強材２，２間に位置する被覆部３Ａのホース軸芯方向の寸法３Ｐと同一に設定した場合を示しているが、図に示される寸法に限定されるものではない。
【００２０】
図１０に示すように、ホースを構成してもよい。つまり、図５で示した補強材１をホース径方向の内外で２分割とし、そのうちのホース径方向外側部分２Ｘを硬質合成樹脂とし、残りのホース径方向内側部分２Ｙを軟質合成樹脂とすることにより、硬質の外側部分２Ｘにてホースの強度を所望通り保ちながらも、補強材２の底面の両側に延ばしてテープ材３と融着させた角部２Ａ，２Ｂにおいて変形し易くすることによって、ホースの可撓性が低下することをできるだけ抑制することができるようにしている。尚、硬質合成樹脂及び軟質合成樹脂をそれぞれ押し出すための押出機の２台を設け、それら押出機から押し出される合成樹脂を一体化して補強材２を形成したものをホーマーへ送り出し、その上からテープ材３を巻き付けてホースを形成してもよいし、予め形成された補強材２を送り出し、その上からテープ材３を巻き付けてホースを形成してもよい。
【００２１】
【発明の効果】
補強材を底面がフラットなほぼ台形状又はほぼ三角形状にすることによって、円形又は四角形の補強材を用いるものに比べて軽量化を図ることができ、しかも、最大折り曲げ角度を大きく確保することができるだけでなく、補強材と被覆部との間に発生する隙間を円形又は四角形の補強材に比べて小さくすることができ、内面をほぼフラットにすることができ、どのような角度でも施工することができる施工面において有利にしながらも、軽量化及びコスト面のいずれにおいても有利にすることができると共に特に空調用に適したホース（ダクトとも言う）を提供することができる。又、補強材間にホースの中心側にほぼ円弧状に突出する被覆部を形成することによって、円弧状の被覆部が折り畳みやすいことから、可撓性を十分に発揮させることができる利点もある。
又、前記被覆部材を軟質合成樹脂にて構成することによって、硬質合成樹脂にて構成したものに比べて手に馴染み易く、取扱面において有利になる。
【００２２】
テープ材がホース本体の長手方向で隣り合う２つの補強材間に渡るほぼ１ピッチの幅を有するものでなり、前記補強材上においてホース本体の長手方向で隣り合うテープ材が一部重複して溶融接着されることにより前記ホース本体を構成することによって、補強材間のテープ材の厚みよりもほぼ２倍に厚くなった補強材上のテープ材にてホースに伝達される衝撃力を良好に吸収することができ、重量の増大を抑えながら、耐久性の向上を図ることができる。
【００２３】
ホースの内面を構成する補強材の底面の両側角部から頂部側へ向かう表面を、円弧状に突出する被覆部の内面に沿った湾曲面に形成することによって、補強材の底面の両側角部と被覆部との間に発生する隙間を小さく抑えることができ、空気の流動抵抗の低減を図ることができるだけでなく、隙間に塵などの異物が滞留するなどのトラブル発生を回避することができる。
【００２４】
補強材の底面のホース軸芯方向の寸法を、補強材間に位置する被覆部のホース軸芯方向の寸法よりも小さく設定した場合には、特に可撓性が必要な箇所への使用に適したホースを構成することができ、また、補強材の底面のホース軸芯方向の寸法を、補強材間に位置する被覆部のホース軸芯方向の寸法よりも大きく設定した場合には、特に強度が必要な箇所への使用に適したホースを構成することができ、また、補強材の底面のホース軸芯方向の寸法を、補強材間に位置する被覆部のホース軸芯方向の寸法と同一に設定した場合には、ホースの可撓性及び強度の両方を同程度に必要とする箇所への使用に適したホースを構成することができる。
【００２５】
補強材の底面及び被覆部の内面をテープ材よりも硬度の小さい硬度の軟質樹脂にて覆うことにより、ホース内面をほぼフラットに形成すれば、空気の流動抵抗の低減を大幅に図ることができるだけでなく、補強材と被覆部との間に塵などの異物が滞留するなどのトラブル発生を確実に回避することができる利点がある。
【００２６】
補強材をホース径方向の内外で２分割とし、そのうちのホース径方向外側部分を硬質合成樹脂にて形成し、残りのホース径方向内側部分を軟質合成樹脂にて形成することによって、硬質合成樹脂にて形成された外側部分にてホースの強度を所望通り保つことができながらも、全てを硬質合成樹脂にて形成したものに比べて、ホースの可撓性を高めることができ、商品価値の高いホースを得ることができる。
【００２７】
テープ材をＥＶＡ樹脂で構成する場合には、透明度が高く、内部の空気や粒体や粉体などの流体の流れを確認したり、塵などの異物の付着や汚れ度合いを確認することができる。又、これらＥＶＡ樹脂及びポリエチレンは、焼却時に灰分が少なく、有毒ガスが発生せず、容易に焼却処理ができ、環境面において有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ホースの一部を断面にした側面図である。
【図２】ホースの上部を示す端面図である。
【図３】ホース成形装置にてホースを製造している状態を示す側面図である。
【図４】螺旋状に送り出された補強材にテープ材を送り出している状態の断面を示す説明図である。
【図５】別の形状の補強材にて構成したホースの上部を示す端面図である。
【図６】頂部を少し丸くした別の形状の補強材にて構成したホースの上部を示す端面図である。
【図７】内面にコーディング層を備えさせて内面をフラットにしたホースの上部を示す端面図である。
【図８】図７で示した補強材とは別の形状にて構成したホースの上部を示す端面図である。
【図９】内面に円筒状部材を備えさせて内面をフラットに構成したホースの上部を示す端面図である。
【図１０】径方向で硬さの異なる樹脂にて分割形成した補強材にて構成したホースの上部を示す端面図である。
【図１１】同一角度にて折り曲げたホースの内側部分の断面図を示し、（ａ）は補強材の断面形状が三角形の場合を示し、（ｂ）は補強材の断面形状が円形の場合を示している。
【符号の説明】
１  ホーマー      ２  補強材
２Ｄ  頂部        ２Ｋ  補強材
２Ｘ  外側部分    ２Ｙ  内側部分
３  テープ材      ３Ａ  被覆部
４  押出機        ２Ａ，２Ｂ  角部
２ａ，２ｂ  斜面  ２Ａ，２Ｂ  両側角部
５  押出機        ６  コーディング層
６Ａ  ホース内面  Ａ  矢印
Ｂ  印            Ｓ１，Ｓ２  距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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