(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルな非導電性のホース本体を形成する有機エラストマーや天然ゴムからなる材料と、有機エラストマーにカーボンブラックなどの導電材料を混練した発熱層の材料とを、該発熱層に電力を供給する線状導電線からなる電極をインサートとして２色押出し成形した発熱ホースであって、該発熱層は、該ホース本体の断面で該中空部の周辺に一部を切欠いた状態に長手方向へ連続して埋設され、該電極は、該一部を切欠いた端部それぞれに長手方向へ連続して埋設されたことを特徴とする発熱ホース。
【請求項２】
前記中空部にはゲル化パラフィンなどの高分子材料からなる蓄熱材が充填されていることを特徴とする請求項１記載の発熱ホース。
【請求項３】
前記発熱層の一部を切欠いた部分に前記中空部と連通する側面孔を設けたことを特徴とする請求項１記載の発熱ホース。
【請求項４】
中空部を有し有機エラストマーや天然ゴムからなる非導電性でフレキシブルなホース本体に、有機エラストマーにカーボンブラックなどの導電材料が混練された発熱層が、該ホース本体の断面で中空部の周辺に一部を切欠いた状態に長手方向に連続して埋設されるとともに、該発熱層に電力を供給する線状導電線からなる電極を、該一部を切欠いた端部それぞれに長手方向に連続して埋設された構造であって、ホース本体を形成する材料と発熱層を形成する該混練された材料とを、電極となる線状導電線をインサートとしてこれらの材料を２色押出し成形機にかけて該構造に押出し成形することを特徴とする発熱ホースの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
［０００１］
本発明は、発熱ホース及びその製造方法に関する。さらに詳しくは本発明の発熱ホースは、その中空部を通過する、若しくは中空部に充填された被加熱材を加熱することに好適に利用される。
【背景技術】
［０００２］
送水ホースの壁面に線状発熱体を設け、低温時に送水ホース内で水が凍結することを防止する発熱ホースが提案されている（特許文献１及び２参照）。このような発熱ホースによると、ホース内の水が加熱されるため、低温時にホース内で水が凍結することがない。それにより、ホースの詰まり、ホースの破損等を防止することができる。このような発熱ホースは例えば、洗車場の自動洗車機の送水ホースに用いられる。尚、他の発熱作用を持つホースを特許文献３及び４に示す。
［０００３］
【特許文献１】
特開平８−２４７３４６号公報
【特許文献２】
特開平８−２４７３４７号公報
【特許文献３】
特開２００４−１６２８２７号公報
【特許文献４】
特開２００１−９９３６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
［０００４］
従来の発熱ホースでは線状発熱体をホース内に組み込み、ホース内を通過する水などの被加熱材を加熱していた。しかし、線状発熱体をホース内に組み込むためその構成が複雑となり、製造に手間がかかっていた。またコストの面で有利ではなかった。そこで、本発明は簡易な構成で、製造に手間がかからず、コスト面でも有利な発熱ホース及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
［０００５］
本発明の発熱ホースは上記目的を達成するため、次の手段を採った。すなわち、フレキシブルな非導電性のホース本体を形成する有機エラストマーや天然ゴムからなる材料と、有機エラストマーにカーボンブラックなどの導電材料を混練した発熱層の材料とを、該発熱層に電力を供給する線状導電線からなる電極をインサートとして２色押出し成形した発熱ホースであって、該発熱層は、該ホース本体の断面で該中空部の周辺に一部を切欠いた状態に長手方向へ連続して埋設され、該電極は、該一部を切欠いた端部それぞれに長手方向へ連続して埋設されたことを特徴としている。
被加熱材を放出させる側面孔を必要とする場合は、前記発熱層の一部を切欠いた部分に前記中空部と連通するように設ける。また、前記中空部に蓄熱材を充填する場合は、蓄熱材をゲル化パラフィンなどの高分子材料とするのが望ましい。
また、本発明の発熱ホースの製造方法は、中空部を有し有機エラストマーや天然ゴムからなる非導電性でフレキシブルなホース本体に、有機エラストマーにカーボンブラックなどの導電材料が混練された発熱層が、該ホース本体の断面で中空部の周辺に一部を切欠いた状態に長手方向に連続して埋設されるとともに、該発熱層に電力を供給する線状導電線からなる電極を、該一部を切欠いた端部それぞれに長手方向に連続して埋設された構造であって、ホース本体を形成する材料と発熱層を形成する該混練された材料とを、電極となる線状導電線をインサートとしてこれらの材料を２色押出し成形機にかけて該構造に押出し成形することを特徴としている。
【発明の効果】
［０００６］
上記構成では、電極を通じて発熱層に電力が供給される。それにより発熱層が発熱する。発生した熱は発熱層を覆うホース本体を介して中空部に伝わり、中空部内が加熱されることとなる。中空部に被加熱材を通過させる、あるいは充填することにより、被加熱材を好適に加熱することができる。なお、本発明における発熱ホースは電極をインサートとしてホース本体及び発熱層は２色押し出し成形により一体的に形成されるため、簡便に製造することができる。また容易に所望の長さに切断することができるため、用途及び設置場所等に応じて長さを調節しやすく使い勝手が良い。
【発明を実施するための最良の形態】
［０００７］
以下、本発明における発熱ホースの構成要件ついて詳細に説明する。（ホース本体）ホース本体の材質は、非導電性でフレキシブルな材質であることが好ましい。例えばＥＲＴ（エチレンプロピレンターポリマー）、ブチルゴム等のゴム材料、ウレタン系のエラストマー等の有機エラストマーやフェノール樹脂等の合成樹脂、天然ゴム等の天然樹脂等、周知の材料を採用できる。ホース本体の形状は、長手方向に連続した中空部を備えたチューブ状である。中空部は水等の流体を導通させたり、蓄熱材を充填したりすることができる。さらにホース本体は後述する発熱層を備える。発熱層は、ホース本体に埋設される。したがって、発熱層と中空部とはホース本体により隔離されている。即ち、ホース本体は、中空部及び外部から発熱層を保護する保護層としてしての役割も担う。ホース本体はその側面に中空部と連通する側面孔を備えていても良い。かかる構成によると、中空部を導通する流体を側面孔から放出することができる。側面孔の形状は、発熱ホースの形状、用途及び設置場所等を考慮して決定できる。側面孔の配置は、側面孔により発熱層が露出しない位置であれば、側面孔から放出される流体の進行方向等考慮して所望の配置とすることができる。
［０００８］
（発熱層）発熱層の材質は、バインダ材料に導電性材料を分散させた発熱性組成物である。バインダ材料としてはＥＰＴ（エチレンプロピレンターポリマー）、ブチルゴム等のゴム材料、ウレタン系のエラストマー等の有機エラストマーやフェノール樹脂等の熱硬化性合成樹脂及びポリビニルアルコール等の熱可塑性樹脂等の合成樹脂を採用できる。中でも有機エラストマーを用いることが好ましい。発熱ホースに可撓性、耐衝撃性を与えることができるからである。  導電性材料としては、グラファイト、カーボンブラック、カーボン繊維、メソカーボンマイクロビーズ、カーボンナノ物質等の汎用的な材料を用いることができる。  なお、発熱層の材質は上記の他、安定剤、発泡材、補強材、着色剤等の他の助剤を配合したものであってもよい。
【０００９】
上記の各材料を混練することにより発熱性組成物を作製することができる。発熱層は、発熱性組成物と既述のホース本体を形成する樹脂とともに、押し出し成形によりホース本体に埋入されるように形成される。発熱層の配置は特に限定されないが、中空部を覆うように配置することが好ましい。中空部への熱伝導効率が高くなるからである。
【００１０】
（電極）  電極は発熱層へ電力を供給しこれを発熱できれば、任意の形状及び構造を採用することができる。本発明の一の実施態様では、電極として線状導電線を採用する。線状導電線は発熱ホースの長手方向に沿って発熱層に埋設され、発熱ホース端部で電源に接続される。これにより、発熱ホースの長手方向に略均等に電力が発熱層へ供給される。
【００１１】
（蓄熱材）  本発明の他の実施態様では、中空部に蓄熱材が充填される。蓄熱材は発熱層が発した熱を蓄熱できる材質であれば特に限定されず周知の材質を採用できる。例えば、ゲル化したパラフィンなどの高分子材料を蓄熱材として使用できる。
【００１２】
本発明の発熱ホースは、ホース本体、発熱層及び電極を押し出し成形によって一体的に形成することができる。発熱ホース自体の形状は例えば、その縦断面形状が円形、楕円形、円若しくは楕円の一部等の形状であるか、又は三角形、四角形等の多角形であってもよい。さらに発熱ホースは長手方向にその縦断面形状が一定であってもよいし、異なっていてもよい。例えば、発熱ホースの縦断面形状が一端側から他端側にかけて徐々に大きくなる形状や、両端部は円形であって中央部へ進むにしたがって徐々に扁平する形状など、設置場所や用途等を考慮して決定できる。さらに、設置場所や用途等に応じて所望の長さに切断することができる。また、流通や運搬の利便性を考慮して所定の長さに切断してもよい。一方、発熱ホースを連結するジョイント部材を用いることで、発熱ホースを連結してもよい。例えばジョイント部材が発熱ホースとの連結部を２つ備え、その連結部を背中合わせに配置して発熱ホースを直線方向に延長できるようにしても良い。また、ジョイント部材をＹ字状、Ｔ字状、十字状などとし、その端部に発熱ホースを連結可能とすることにより、一つのジョイント部材に３つ以上の発熱ホースを接続できるようにしても良い。このようなジョイント部材を用いることにより、所定の長さの発熱ホースを用いる場合においても、発熱ホース全体の形状をその用途及び設置場所に好適な形状とすることが容易となる。
【実施例１】
［００１３］
以下、この発明の実施例について説明する。本発明の一実施例である発熱ホース１の斜視図を図１Ａに示す。図１Ａにおけるａ−ａ縦断面図を図１Ｂに示す。また、図１Ｂにおけるｂ−ｂ縦断面図を図１Ｃに示す。図１Ａ、Ｂ及びＣに示したように、発熱ホース１はホース本体２、発熱層３、中空部４、電極５及び側面孔６を備えてなる。ホース本体２の材質はＥＰＴである。ホース本体２の形状は中空部４を備える中空状である。さらに、ホース本体２には長手方向に一様に発熱層３が埋設されている。また、図１Ｂに示したように、ホース本体２の側面の頂上付近には側面孔６が設けられる。側面孔６は中空部４と連通しており、所定の間隔をもって配置される。
［００１４］
発熱層３はＥＰＴとブチルゴムとの複合材の中にカーボンブラックを分散させたものである。カーボンブラックの配合量は要求される発熱量に応じて適宜選択できる。この実施例では１００重量部に対して５〜１０重量部のカーボンプラックを配合した。図１Ｃに示したように、発熱層３は中空部４の周辺領域のうち、一部を切欠いた（図において頂上付近を除いた）領域に配置される。そのため、側面孔６によってホース本体２による発熱層３の保護が妨げられることがない。
［００１５］
電極５は発熱層３に埋設される。電極５は平編組銅線製で発熱ホース２の一端側から他端側まで連続している。電極５は発熱ホース２の一端側で電源（図示せず）と電気的に繋がっており、発熱層３へ電力を供給する。電極５は図１Ｃに示した断面図において発熱層３の２つの上端付近に配置される。発熱層３の頂上付近は連続しておらず、ホース本体２により絶縁されている。そのため、電極５により発熱層３へ流れる電流は発熱層３全体を流れることとなる。
［００１６］
発熱ホース１の一端側（図示せず）は水道の蛇口と接続されており、中空部４に水を導通させることができる。一方、他端側（図示せず）は、中空部４の端部がはめ殺し部品により閉じられている。そのため、中空部４を導通する水は側面孔６から放出されることとなる。
［００１７］
発熱ホース１は以下のようにして製造される。即ち、発熱層形成材料としてカーボンブラック、ＥＰＴ及びブチルゴムとを混練した複合材を準備し、ホース本体形成材料とてＥＰＴを準備し、電極５となる線状導電線をインサートとしてこれらの材料を２色押し出し成形機にかけて図１に示す形状に押し出し成形する。冷却後、所定の間隔で側面孔６を空ける。
［００１８］
このように製造された発熱ホース１によれば、発熱ホース１の一端部に繋がれた水道の蛇口から中空部４に水が導通される。さらに、電源から電極５を経て発熱層３に電力が供給される。これにより、発熱層３は発熱する。発熱層３が発した熱は中空部４を導通する水に伝播し、水を加熱することとなる。加熱された水は側面孔６から外部に放出される。
［００１９］
発熱ホース１は例えば、道路の側端、鉄道線路の側縁、駐車場等に設置される。発熱ホース１の側面孔６からは加熱された水が放出されるため、積雪時には路面あるいは線路上に積もった雪を溶かすことができる。また、発熱ホース１自体も熱を発するため、雪が融解した水が路面あるいは線路上で凍結することを防止できる。また、発熱ホース１を屋根の上に設置してもよい。このようにすることにより、降雪時に屋根に積もった雪を溶かし屋根から取り除くことができる。これにより容易かつ安全に屋根の上の除雪ができる。
【実施例２】
［００２０］
本発明の他の実施例である発熱ホース１０の断面図を図２に示す。なお、尚、上述の発熱ホース１と同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。図１Ａ、Ｂ及びＣに示したように、発熱ホース１０はホース本体２０、発熱層３０、蓄熱材７及び電極５を備えてなる。ホース本体２０の材質はＥＰＴである。ホース本体２０の形状は中空部を備える中空状である。その中空部には蓄熱材７が充填されている。さらに、ホース本体２０には長手方向に一様に発熱層３０が埋設されている。なお、蓄熱材７の材質はゲル化したパラフィンである  この発熱ホース１０は蓄熱材７を備えるので、予め発熱ホース１０を発熱させてその熱を当該蓄熱材７へ蓄積し、その熱を除放することにより蓄熱暖房器具として用いることができる。ホースとしての変形性を利用すれば暖房対象を任意に選択することができるし、また可般性にも優れる。例えば、大型トラック等の仮眠ベッドの下へ敷設し、トラック走行中に発電される電力でこれを加熱し、トラック停止中に運転手が仮眠をとるときの蓄熱暖房器具として用いることができる。同様に、家屋の床に敷設するときは、夜間電力で当該ホースを加熱しておいてその蓄熱を利用して暖房をする。
【００２１】
発熱層３０はＥＰＴとブチルゴムの複合材の中にカーボンブラックを分散させたものである。カーボンブラックの配合量は要求される発熱量に応じて適宜選択できる。この
実施例では１００重量部に対して３〜５重量部のカーボンブラックを配合した。発熱層３０は蓄熱材７の周辺領域のうち、一部（図２に示す蓄熱材７の上部付近）を除いた領域に配置される。
【００２２】
電極５は発熱層３０に埋設され、発熱ホース２０の一端側から他端側まで連続している。電極５は図２に示した断面図において発熱層３０の２つの上端付近に配置される。発熱層３０は図２に示す蓄熱材７の上部付近がホース本体２０により絶縁されている。そのため、電極５から発熱層３０へ流れる電流は発熱層３０全体を流れることとなる。
【００２３】
以下に、発熱ホース１０の使用態様を説明する。まず電極５から発熱層３０に電力が供給される。これにより、発熱層３０は熱を発する。発熱層３０が発した熱はホース本体２０を経て蓄熱材７へ伝播し、蓄熱材７が加熱されることとなる。加熱された蓄熱材７は熱を外部へ徐放する。
【００２４】
発熱ホース１０は例えば、田畑、道路等の地中に埋設される。田畑に埋設された発熱ホース１０は土中に熱を放出し土壌温度を上昇させることにより冷害防止の効果を奏する。また、水田の水中に設置すれば水温を上昇させることにより、冷害防止や作物の生育促進などの効果をもたらす。一方、発熱ホース１０を道路等に埋設することにより、路面温度を上昇させ、融雪や低温時の路面凍結を防止することができる。また、発熱ホース１０を屋根の上に設置することにより、降雪時に除雪を行なうことができる。
【実施例３】
【００２５】
本発明の一の実施例である発熱ホース１と連結するジョイント部材８の斜視図を図３に示す。発熱ホース１とジョイント部材８と接続状態における斜視図を図３Ｂに示す。  ジョイント部材８はジョイント本体８０、ジョイント嵌合部８１及び８２、ジョイント中空部８３並びにジョイント電極８４を備える。ジョイント本体８０及びジョイント嵌合部８１、８２は発熱ホース１のホース本体２と同一の材質からなる。ジョイント本体８０の縦断面の外周の形状は、発熱ホース１の縦断面の外周の形状と略同一である。一方、ジョイント嵌合部８１、８２の縦断面の外周の形状は、ホース本体２の縦断面の中空部４の内周の形状と略同一である（図１Ｃを参照）。したがって、ジョイント嵌合部８１及び８２は発熱ホース１の一端部の中空部４に嵌合する（図３Ｂ参照）。
【００２６】
さらに、ジョイント部材８が発熱ホース１へ嵌合したとき電極５が対向する位置にはジョイント電極８４が備えられる。ジョイント電極８４はジョイント本体８０のジョイント嵌合部８１側端面からジョイント嵌合部８２側端面へ貫通して設けられる。これにより、図３Ｂに示すようにジョイント嵌合部８１側の発熱ホース１とジョイント嵌合部８２側の発熱ホース１とが電気的に連結される。さらに、ジョイント嵌合部８１側の発熱ホース１の中空部４とジョイント嵌合部８２側の中空部４とはジョイント中空部８３を介して連通することとなる。
【００２７】
この発明は上記発明の実施の態様及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の発熱ホースは、被加熱部材を好適に加熱することに関する。例えば、道路路面、鉄道線路、駐車場、屋根等の融雪及び凍結防止に好適に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１Ａは本発明の一の実施例である発熱ホース１の斜視図である。図１Ｂは図１Ａにおけるａ−ａ線縦断面斜視図である。図１Ｃは図１Ｂのｂ−ｂ線縦断面図である。
【図２】図２は本発明の他の実施例である発熱ホース１０の縦断面斜視図である。
【図３】図３Ａは本発明の発熱ホース１を連結するジョイント部材８の斜視図であり、図３Ｂは発熱ホース１とジョイント部材８との連結状態における斜視図である。
【図１】
0004751334.tif 000002
【図２】
0004751334.tif 000003
【図３】
0004751334.tif 000004