送液用フレキシブルホース
【課題】優れたキンク発生防止性および耐圧性があり、特に、ホースと接続用部品との接続部分においてキンクの発生が抑えられており、使用後の廃棄時においては、容易にホースの構成材料別に分別することが可能な送液用フレキシブルホースを提供する。
【解決手段】樹脂製モノフィラメントを、該フィラメント間を接着することなく編組したカゴ状筒を樹脂製の内管上に、該内管に実質的に接着させることなく被覆したホースの端部に接続用部品が取り付けられた送液用フレキシブルホースにおいて、ホース端部が、ホース上に被せた加締め外筒とホース内管内部に先端部が挿入された接続用部品によって挟み込まれており、接続用部品と内管とカゴ状筒が、加締め外筒により締め付けられることにより、これらが固定されていることを特徴とする送液用フレキシブルホース。
【解決手段】樹脂製モノフィラメントを、該フィラメント間を接着することなく編組したカゴ状筒を樹脂製の内管上に、該内管に実質的に接着させることなく被覆したホースの端部に接続用部品が取り付けられた送液用フレキシブルホースにおいて、ホース端部が、ホース上に被せた加締め外筒とホース内管内部に先端部が挿入された接続用部品によって挟み込まれており、接続用部品と内管とカゴ状筒が、加締め外筒により締め付けられることにより、これらが固定されていることを特徴とする送液用フレキシブルホース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キンクと呼ばれる曲げ時のホース折れ（以下キンク）を防止する送液用フレキシブルホースに関する。特に、本発明は、ホース端部に接続用部品が取り付けられているホースを使用する際に、ホースと接続用部品との境目においてキンクが生じやすいことを防ぐことができる送液用フレキシブルホースに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、合成樹脂製又はゴム製の可撓性を有するホースは、水、油などの液体、空気、不活性ガスなどの気体、粉体などの流動性媒体を送るために、各種の産業分野において用いられている。
例えば、ビール、酒類などの醸造、その他の各種の食品産業の工場の設備、有機、無機化学、医療などの生産工場の設備、工作機器の設備、浄化設備などの配管、建設などの工事現場における配管に可撓性を有するホースが用いられる。そして、ホースの利用方法として、少なくともホースの一個所以上を任意に曲げて使用する場合が殆どであり、キンクと呼ばれる曲げ個所のホース折れが永年の課題となっている。
【０００３】
この問題を防ぐホースとして、ホースに金属製のワイヤーを一体化する方法があるが、金属製のワイヤーはホースを溶融して樹脂をリサイクル使用する際の妨げとなり、さらに焼却することも出来ないという問題点を有している。
一方、特開２００３−４１７５公報には、ホースに樹脂製モノフィラメントの編組層からなるカゴ状筒を被覆したものが提案されている。また、特開２００５−１２１１２５公報には、ホースのキンクが生じやすい個所に樹脂製スプリングを被せ、両端を金具で止めて、被せた個所でのキンク発生を防止する技術が提案されている。これら技術の場合には、金属製ワイヤーの場合のような環境に対する問題点はないものの、これらの技術では、編組管やスプリングという凸凹表面のものを固定する技術に問題がある。さらに、これら公知の技術では、確かに、カゴ状筒やスプリングを被覆した個所ではキンクの発生を防ぐことができるものの、ホースを容器に接続するための接続用部品がホース端部に取り付けられている場合には、ホースと接続用部品の境目において、キンクが生じやすいと言う新たな問題点があり、上記公知の技術では、この問題点を解決することができない。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−４１７５公報
【特許文献２】特開２００５−１２１１２５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、これら従来の技術の課題を解決し、優れたキンク発生防止性、特にホースと接続用部品の境目において、キンク発生防止性に優れ、耐圧性があり、さらに使用後の廃棄時においては、容易にホースの構成材料別に分別することも可能な送液用フレキシブルホース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】
【０００６】
上記目的は、樹脂製モノフィラメントを、該フィラメント間を接着することなく編組したカゴ状筒を樹脂製の内管上に、該内管に実質的に接着させることなく被覆したホースの端部に接続用部品が取り付けられた送液用フレキシブルホースにおいて、ホース端部が、ホース上に被せた加締め外筒とホース内管内部に先端部が挿入された接続用部品によって挟み込まれており、接続用部品と内管とカゴ状筒が、加締め外筒により締め付けられることにより、これらが固定されていることを特徴とする送液用フレキシブルホースにより達成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の送液用フレキシブルホースは、優れたキンク発生防止性および耐圧性があり、特に、ホースと接続用部品との接続部分においてキンクの発生が抑えられており、使用後の廃棄時においては、容易にホースの構成材料別に分別することが可能なものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
まず、本発明のホースを図面により説明する。
図１は、本発明ホースの一例を示す送液用フレキシブルホースの一部断面を含む側面図である。図１に示すものは特に基本的な構造であり、柔軟な樹脂性の内管１に対し、樹脂製のモノフィラメント２をフィラメント間が接着されることなく編組したカゴ状筒３が、内管に実質的に接着されることなく被覆されたホースであり、ホース端部において接続用部品４の一部（ニップル）が内管１の内部（空洞部）に挿入され、加締め外筒５が六方向以上から均一な圧縮変形６されていることで、これらホース（すなわち内管とカゴ状筒）と接続用部品が固定されている状態を表す。図中、７は内管空洞部である。
図２は、図１の樹脂内管１が、一定のピッチで硬質芯材８と軟質樹脂９が螺旋巻回された構造を有している場合の例を表す。
【０００９】
図３は、図１の加締め外筒により固定した部位を拡大したものであり、接続用部品４の内管１の空洞部への挿入部分であるニップル１０と、加締め外筒５を六方向以上から均一な圧縮変形することにより、接続用部品のニップル部１０と内管１とカゴ状筒２とが固定された状態を例示した一部断面を含む側面図である。この図３では、接続用部品４の一部であるニップル１０が内管１の空洞部７に挿入され、そしてカゴ状筒２がその周りを覆い、さらにそれら全体を加締め外筒５により締め付けられている。この図では、締め付けられた部分ではカゴ状筒２は樹脂製内管１の中にめり込むほど加締め外筒５により圧縮されている。
【００１０】
本発明に使用する樹脂製の内管１は、あらゆる可撓性樹脂からなる管が考えられ、例示すれば、図１に示すような柔軟な樹脂からなる管、図２に示すような硬質芯材８を一定のピッチで有し軟質樹脂９と螺旋巻回されたスパイラル管、さらにはブローまたはバキューム法の連続した金型によりジャバラ形成した可撓樹脂製管などが代表的構造として挙げられる。
可撓性能は、口径、肉厚、構造による差が大きく、必ずしも限定できるものではないが、管を曲げた時、管がキンクしない限界値（最小曲げ半径）が管外径の４倍以下であることが好適な条件である。
【００１１】
樹脂製の内管の素材としては、各種の熱可塑性樹脂が使用可能であるが、樹脂製内管の構造によって好適な素材が異なり、樹脂製の内管の太さとしては、内径５．０〜７５．０ｍｍ、肉厚０．５〜５．０ｍｍのものがキンクの発生を抑えられ易いことから好ましい。
【００１２】
柔軟な樹脂からなる管においては、各種のゴムや熱可塑性樹脂或いは各種の熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）が好適な代表例として挙げられるが、ＪＩＳＡ硬度７０度以上の範囲にある柔軟樹脂を素材とすることが、樹脂モノフィラメントのフィラメント間が接着されずに編組したカゴ状筒を、内管に直接被覆することが可能であることから好適である。その好適なゴムの例としては、ブタジエン系ゴム、スチレン−ブタジエン系ゴム、クロロプレン系ゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレン系ゴム、シリコーン系ゴム、フッソ系ゴム、ウレタン系ゴムなどが挙げられる。また熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂やナイロン系樹脂、ポリエステル系樹脂が、またTPEの好適例としては、スチレンとジエンとのブロック共重合体の水素添加物、オレフィン系エラストマー、ポリウレタン等が挙げられる。
【００１３】
硬質芯材を一定のピッチで有し軟質樹脂と螺旋巻回されたスパイラル管においては、柔軟樹脂と硬質芯材という組み合わせであれば限定されるものでないが、特に、柔軟樹脂として各種のゴムおよび各種の熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、硬質芯材として各種の硬質樹脂が挙げられるが、軟質樹脂と硬質芯材の接着が良好である組み合わせがより好適であり、代表的な組み合わせ例としては、軟質ポリ塩化ビニルと硬質ポリ塩化ビニルの組み合わせ、水素添加したスチレン−ジエン系エラストマーとポリプロピレンの組み合わせなどが挙げられる。硬質芯材の直径としては０．５〜３．０ｍｍ、またスパイラルのピッチとしては３．０〜１５．０ｍｍがキンク防止の点から好ましい。
【００１４】
ブローまたはバキューム法の連続した金型によりジャバラ形成した可撓樹脂製管を構成する樹脂としては、各種の熱可塑性樹脂が挙げられるが、なかでも、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリ塩化ビニルが、その可撓性から好適である。
【００１５】
本発明において、樹脂製モノフィラメント２のモノフィラメント間が接着されずに編組したカゴ状筒３を形成する樹脂製モノフィラメントは、カゴ状筒を形成できる程度の反発性を有していることが重要であり、材質としては、あらゆる樹脂が考えられるが、汎用的であり且つリサイクル性に優れた材質として、ポリエステル系（ポリエチレンナフタレート系、ポリエチレンテレフタレート系、ポリプロピレンテレフタレート系、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸）、ポリプロピレン系、ポリアミド系の繊維形成性の樹脂が挙げられるが、なかでもポリエステル系樹脂、とりわけポリエチレンテレフタレート系の樹脂がキンク防止の点から好適である。
【００１６】
また、カゴ状筒の構造は、樹脂内管口径１０ｍｍ〜７５ｍｍに対し、モノフィラメント芯径０．８ｍｍ以上（好適には２．０ｍｍ以下）、且つ、１２〜４８錘のブレーダーを使用し、ホース長手方向に対して４５度〜７０度の角度範囲で編組されていることが、樹脂内管と複合固定された状態でのホース曲げ時偏平率が小さく、優れたキンク発生防止性を付与することが可能であり望ましい。
【００１７】
本発明において樹脂製モノフィラメントを編組したカゴ状筒は、モノフィラメントの交差と反発力によって、カゴ状筒の形状が保持されており、構成フィラメント間が実質的に接着されていないことが、キンクの発生を防止する上で重要である。具体的には、この機能は、ホース曲げ時においてカゴ状筒は、モノフィラメント間が実質的に接着されておらず、さらに内管とカゴ状筒が実質的に接着されていない故に、編組角を変化させることが可能であり、曲げ外周では編組角が小さい伸長状態となり、曲げ内周では編組角が大きい収縮状態となって追随し、キンク防止機能を発揮するという現象で表される。
【００１８】
カゴ状筒の編組形態は、ヨコ糸のみで編組構成されたものに限定されるものではなく、ヨコ糸の間に任意本数のタテ糸を有する形態も考えられる。タテ糸を有する形態である場合は、ホースの加圧による伸長を防止できる利点がある一方、内管の折り曲げ特性（曲げ易さ、しなやかさ）が阻害される要因ともなり得る。従って、求められる性能に合わせカゴ状筒の編組構造を選択することが望ましい。
【００１９】
本発明において、編組したカゴ状筒が、樹脂内管に接着することなく被覆されていることは、ホース使用後において分別廃棄が容易であるという点で重要であるばかりでなく、キンクの発生を防止する機能上においても非常に重要な要素である。具体的にこの機能は、ホース曲げ時において、前記したカゴ状筒の伸長および収縮を阻害せず、樹脂内管とズレを吸収することにより、キンク発生防止機能を発揮するという現象で表される。
【００２０】
編組したカゴ状筒を、接着することなく樹脂内管に被覆する方法として、主に樹脂内管上に直接編組する方法と、カゴ状筒に樹脂内管を挿入する方法が考えられるが、生産性を考慮した場合、通常においては樹脂内管に直接編組する方法が好ましい。
しかしながら、ＪＩＳＡ硬度７０度以下の柔軟樹脂管を内管として用いる場合、内管の肉厚および口径との関連もあるが、編組圧力によって径収縮および伸びが発生し易い。この様な場合には、目的とする樹脂内管外径よりおよそ５％程度大きいフレキシブルなマンドレル（ダミー）に樹脂モノフィラメントを編組し、ダミーを抜き取ることで作成したカゴ状筒単体に、樹脂内管を挿入する方法を採用することができる。
【００２１】
このような樹脂内管に編組したカゴ状筒を被覆したフレキシブルホースは、被覆した個所ではキンク発生を防止することが可能であるが、その端部に接続用部品を取り付け、接続用部品により容器や取り出し口や他の配管の接続用部品に連結することにより容器あるいは配管から液体をホースに導き、抜き出したり、或いはホースから液体を容器内や配管内に送り込むことが出来るが、接続用部品と内管との境目においてキンクが発生しやすいという問題点を有している。
【００２２】
本発明では、構成する送液用フレキシブルホースの端部に、接続用部品４を固定する方法に工夫を加えており、これによりこの個所でのキンク発生を防止している。
具体的には、ホース端部が、ホース上に被せた加締め外筒とホース内管内部に先端部が挿入された接続用部品によって挟み込まれ、接続用部品とホース（すなわち内管とカゴ状筒）が、加締め外筒により締め付けられて固定されているような構造としている。
【００２３】
このような構造により全体の一体化を為すものであり、その代表的なこのような構造を得る方法としては、樹脂内管とカゴ状筒が、それらに被せた加締め外筒５と内管内部に挿入された接続用部品のニップル１０によって挟み込まれ、加締め外筒を圧縮変形し（図で示す６）固定する外加締め法、さらに同様のホース状態において、接続用部品のニップルの内部に、拡大したい径を外径とする砲弾状の拡大具を圧入することでニップル内径を拡大変形し固定する内加締め法、が挙げられる。本発明では、どちらの方法を採用しても好適な結果を得ることが可能であるが、外加締め法においては、六方向以上から均等に圧縮変形することが偏りによる不具合を防止することができるという観点からこのましい。
【００２４】
本発明における固定とは、樹脂製内管とカゴ状筒という異種構造とニップルを加締め外筒で挟み外側から或いは内部から圧縮して固定することであり、樹脂内管が、カゴ状筒の形状およびニップル形状に合わせて塑性変形すること（すなわち、カゴ状筒構成モノフィラメントが形成する空間及びニップル表面に形成された凹凸空間の空間部に樹脂内管構成樹脂が新入していること）を考慮したホース断面積の圧縮率設計が好ましい。
一般的な樹脂ホースでは１５〜２５％の圧縮率であるのに対し、本件においては、少なくても２２％以上、さらには３０％以上の圧縮率であることが好適な条件である。
【００２５】
尚、圧縮率は、加締め前後においてホース肉部断面積が何％圧縮されたかを示す数値であり、外加締めでは次式で表され算式を用いる。
加締め前断面積（ａ）
＝｛（ホース外径／２＋加締め外筒肉厚）２−（ホース内径／２）２｝
加締め後断面積（ｂ）
＝｛（加締め後外筒外径／２）２−（ニップル外径／２）２｝
圧縮率（％）
＝（ａ−ｂ）／ａ×１００
なお、ここで言うニップル外形とは、ニップルに形成された波型凹凸の凸部の頂点での値である。
【００２６】
本発明において加締め外筒は、金属製のものであっても、或いは樹脂製のものでもよく、金属製のものの場合には、加締め方法としては圧縮する方法が最も一般的であり、樹脂製の場合には、加熱圧縮する方法が好適に用いられる。好ましくは、加締め部が強固に固定できる点から、加締め外筒として金属製のものを用いる場合である。加締め外筒の加締め前の内径の大きさとして内管にカゴ状筒を被せたホースの外径より０．５〜２．０ｍｍ大きい程度のものが最適である。また、加締め外筒の肉厚としては、０．５〜２．５ｍｍが加締め作業のしやすさ及び強度の点で好ましい。さらに加締め外筒の長さとしては、３０〜１５０ｍｍの範囲が強固に固定できる点から好ましい。
【００２７】
また、接続用部品は、金属製であっても樹脂製であってもよいが、加締め時に破壊され難いこと、さらに強固に加締めることが可能であること、さらにホースの長期使用が可能であること等から、金属製のものが好ましい。接続用部品の一端はホース内管の中に挿入されるニップルとなっており、もう一方の端は容器や配管等に接続できるように、外側がねじ山となっていたり、或いは内側がねじ山となっていたり、さらには、はめ込み式の固定装置が設けられたり、あるいはニップル部となって他のホースと接続できるようになっている。もちろん、接続用部品の内部にはニップル部から他端に至る空洞部が形成されていて、この空洞部を液体が流れるようになっていることが必須である。もちろん、接続部品は、T字状やY字状のように二股以上に分かれ、必要に応じて、２つ以上の容器や配管に接続できるような構造になっていても良い。接続用部品は金属製であっても、樹脂製であってもよいが、強度の点で金属製のものが好ましい。
【００２８】
本発明の送液用フレキシブルホースを廃棄する場合には、端部の接続用部品と加締め外筒が存在している部分をホースから切り落とすことによりホースは可燃物或いはリサイクル可能物として処理できる。
【００２９】
本発明の送液用フレキシブルホースは、耐圧性、キンク防止性の要求される各種ホースとして使用可能であるが、特には、地震対策等で柔軟性が求められる分野における送液用耐圧ホース（水道管）として好適に使用される。
【実施例】
【００３０】
次に実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
【００３１】
実施例１
２４錘ブレーダーで、線径１．２mmのポリエチレンテレフタレート製モノフィラメント２４本を、肉厚２．０mm、内径１９．０mmの低密度ポリエチレン樹脂内管上に長手方向に対し横糸が６２度で交合（横糸相互の交合角１２４度）する様に編組して外径２７．０ｍｍの状態とした。接続用部品による複合固定は、編組後の状態を長さ１．０ｍで切断し、その両端部に内径２７．５ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ、長さ５０．０ｍｍの金属製加締め外筒を被せ、外径１９．０mm長さ４５．０ｍｍのニップルをホース内に挿入した後、圧縮率３２％で外加締めすることにより、接続用部品による複合固定を行い、実施例とした。
【００３２】
比較例１
肉厚４．０mm、内径１９．０mmの低密度ポリエチレン樹脂管を長さ１．０ｍで切断し、その両端部に内径２７．５ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ、長さ５０．０ｍｍの金属製の加締め外筒を被せ、外径１９．０mm長さ４５．０ｍｍのニップルをホース内に挿入した後、圧縮率２０％で外加締めすることにより接続用部品を固定し、比較例１とした。
【００３３】
比較例２
２４錘ブレーダーで、線径１．２mmのポリエチレンテレフタレート製モノフィラメント２４本を、肉厚２．０mm、内径１９．０mmの低密度ポリエチレン樹脂内管上に長手方向に対し横糸が６２度で交合（横糸相互の交合角１２４度）する様に編組して外径２７．０ｍｍの状態とした。接続用部品による複合固定は、編組後の状態を長さ１．０ｍで切断した後、両端部からそれぞれ長さ５０ｍｍの部分の編組を削除し、内径２４．０ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ、長さ５０．０ｍｍの金属製加締め外筒を露出した内管に被せ、外径１９．０mm長さ４５．０ｍｍのニップルをホース内に挿入した後、圧縮率２０％で外加締めすることにより、接続用部品による複合固定を行い、比較例２とした。
【００３４】
実施例１および比較例１および比較例２で作製した送液用フレキシブルホースの最小曲げ半径（ホースを鉢巻き状にねじり、キンクしない限界における鉢巻きの半径を測定する）、耐圧性能（２５℃における１．７５ＭＰａでの変化、およびバースト値、８０℃における１．７５ＭＰａでの変化、およびバースト値）を測定した。結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】
表１の最小曲げ半径は、実施例１が比較例１と比較して、キンク防止性に優れることを示している。さらに、表１の耐圧性能においては２５℃および８０℃どちらにおいても、実施例１が比較例１および比較例２と比較して優れていることを示している。この結果は、カゴ状筒が固定されていることが、本件課題である優れたキンク発生防止性および耐圧性に対して、より最適な状態であることを示している。
【００３７】
実施例１、比較例１および比較例２の送液用フレキシブルホースを簡易水道のカランと配管とを繋ぐ管として１ｍ長のホースを使用した。その際、両端のみがカランと配管により固定され、他の部分は空中にぶら下がっているように９０°曲げて、５０℃の環境温度条件で使用したところ、実施例１ではホースにキンクを生じることはなかった。一方、比較例１および比較例２のホースでは、ホースの金具境界部でのキンクが発生しやすく、曲率半径が大きく、且つ、自重が金具境界部に集中しないようにホース中央部での形状保持が必要であった。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一例を示す送液用フレキシブルホースの一部断面を含む側面図である。
【図２】本発明の他の一例を示す送液用フレキシブルホースの一部断面を含む側面図である。
【図３】図１の加締め部位を拡大した図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 樹脂内管
２ 樹脂モノフィラメント
３ カゴ状筒
４ 接続用部品
５ 加締め外筒
６ 圧縮変形
７ 内管空洞部
８ 硬質芯材
９ 軟質樹脂
１０ ニップル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キンクと呼ばれる曲げ時のホース折れ（以下キンク）を防止する送液用フレキシブルホースに関する。特に、本発明は、ホース端部に接続用部品が取り付けられているホースを使用する際に、ホースと接続用部品との境目においてキンクが生じやすいことを防ぐことができる送液用フレキシブルホースに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、合成樹脂製又はゴム製の可撓性を有するホースは、水、油などの液体、空気、不活性ガスなどの気体、粉体などの流動性媒体を送るために、各種の産業分野において用いられている。
例えば、ビール、酒類などの醸造、その他の各種の食品産業の工場の設備、有機、無機化学、医療などの生産工場の設備、工作機器の設備、浄化設備などの配管、建設などの工事現場における配管に可撓性を有するホースが用いられる。そして、ホースの利用方法として、少なくともホースの一個所以上を任意に曲げて使用する場合が殆どであり、キンクと呼ばれる曲げ個所のホース折れが永年の課題となっている。
【０００３】
この問題を防ぐホースとして、ホースに金属製のワイヤーを一体化する方法があるが、金属製のワイヤーはホースを溶融して樹脂をリサイクル使用する際の妨げとなり、さらに焼却することも出来ないという問題点を有している。
一方、特開２００３−４１７５公報には、ホースに樹脂製モノフィラメントの編組層からなるカゴ状筒を被覆したものが提案されている。また、特開２００５−１２１１２５公報には、ホースのキンクが生じやすい個所に樹脂製スプリングを被せ、両端を金具で止めて、被せた個所でのキンク発生を防止する技術が提案されている。これら技術の場合には、金属製ワイヤーの場合のような環境に対する問題点はないものの、これらの技術では、編組管やスプリングという凸凹表面のものを固定する技術に問題がある。さらに、これら公知の技術では、確かに、カゴ状筒やスプリングを被覆した個所ではキンクの発生を防ぐことができるものの、ホースを容器に接続するための接続用部品がホース端部に取り付けられている場合には、ホースと接続用部品の境目において、キンクが生じやすいと言う新たな問題点があり、上記公知の技術では、この問題点を解決することができない。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−４１７５公報
【特許文献２】特開２００５−１２１１２５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、これら従来の技術の課題を解決し、優れたキンク発生防止性、特にホースと接続用部品の境目において、キンク発生防止性に優れ、耐圧性があり、さらに使用後の廃棄時においては、容易にホースの構成材料別に分別することも可能な送液用フレキシブルホース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】
【０００６】
上記目的は、樹脂製モノフィラメントを、該フィラメント間を接着することなく編組したカゴ状筒を樹脂製の内管上に、該内管に実質的に接着させることなく被覆したホースの端部に接続用部品が取り付けられた送液用フレキシブルホースにおいて、ホース端部が、ホース上に被せた加締め外筒とホース内管内部に先端部が挿入された接続用部品によって挟み込まれており、接続用部品と内管とカゴ状筒が、加締め外筒により締め付けられることにより、これらが固定されていることを特徴とする送液用フレキシブルホースにより達成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の送液用フレキシブルホースは、優れたキンク発生防止性および耐圧性があり、特に、ホースと接続用部品との接続部分においてキンクの発生が抑えられており、使用後の廃棄時においては、容易にホースの構成材料別に分別することが可能なものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
まず、本発明のホースを図面により説明する。
図１は、本発明ホースの一例を示す送液用フレキシブルホースの一部断面を含む側面図である。図１に示すものは特に基本的な構造であり、柔軟な樹脂性の内管１に対し、樹脂製のモノフィラメント２をフィラメント間が接着されることなく編組したカゴ状筒３が、内管に実質的に接着されることなく被覆されたホースであり、ホース端部において接続用部品４の一部（ニップル）が内管１の内部（空洞部）に挿入され、加締め外筒５が六方向以上から均一な圧縮変形６されていることで、これらホース（すなわち内管とカゴ状筒）と接続用部品が固定されている状態を表す。図中、７は内管空洞部である。
図２は、図１の樹脂内管１が、一定のピッチで硬質芯材８と軟質樹脂９が螺旋巻回された構造を有している場合の例を表す。
【０００９】
図３は、図１の加締め外筒により固定した部位を拡大したものであり、接続用部品４の内管１の空洞部への挿入部分であるニップル１０と、加締め外筒５を六方向以上から均一な圧縮変形することにより、接続用部品のニップル部１０と内管１とカゴ状筒２とが固定された状態を例示した一部断面を含む側面図である。この図３では、接続用部品４の一部であるニップル１０が内管１の空洞部７に挿入され、そしてカゴ状筒２がその周りを覆い、さらにそれら全体を加締め外筒５により締め付けられている。この図では、締め付けられた部分ではカゴ状筒２は樹脂製内管１の中にめり込むほど加締め外筒５により圧縮されている。
【００１０】
本発明に使用する樹脂製の内管１は、あらゆる可撓性樹脂からなる管が考えられ、例示すれば、図１に示すような柔軟な樹脂からなる管、図２に示すような硬質芯材８を一定のピッチで有し軟質樹脂９と螺旋巻回されたスパイラル管、さらにはブローまたはバキューム法の連続した金型によりジャバラ形成した可撓樹脂製管などが代表的構造として挙げられる。
可撓性能は、口径、肉厚、構造による差が大きく、必ずしも限定できるものではないが、管を曲げた時、管がキンクしない限界値（最小曲げ半径）が管外径の４倍以下であることが好適な条件である。
【００１１】
樹脂製の内管の素材としては、各種の熱可塑性樹脂が使用可能であるが、樹脂製内管の構造によって好適な素材が異なり、樹脂製の内管の太さとしては、内径５．０〜７５．０ｍｍ、肉厚０．５〜５．０ｍｍのものがキンクの発生を抑えられ易いことから好ましい。
【００１２】
柔軟な樹脂からなる管においては、各種のゴムや熱可塑性樹脂或いは各種の熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）が好適な代表例として挙げられるが、ＪＩＳＡ硬度７０度以上の範囲にある柔軟樹脂を素材とすることが、樹脂モノフィラメントのフィラメント間が接着されずに編組したカゴ状筒を、内管に直接被覆することが可能であることから好適である。その好適なゴムの例としては、ブタジエン系ゴム、スチレン−ブタジエン系ゴム、クロロプレン系ゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレン系ゴム、シリコーン系ゴム、フッソ系ゴム、ウレタン系ゴムなどが挙げられる。また熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂やナイロン系樹脂、ポリエステル系樹脂が、またTPEの好適例としては、スチレンとジエンとのブロック共重合体の水素添加物、オレフィン系エラストマー、ポリウレタン等が挙げられる。
【００１３】
硬質芯材を一定のピッチで有し軟質樹脂と螺旋巻回されたスパイラル管においては、柔軟樹脂と硬質芯材という組み合わせであれば限定されるものでないが、特に、柔軟樹脂として各種のゴムおよび各種の熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、硬質芯材として各種の硬質樹脂が挙げられるが、軟質樹脂と硬質芯材の接着が良好である組み合わせがより好適であり、代表的な組み合わせ例としては、軟質ポリ塩化ビニルと硬質ポリ塩化ビニルの組み合わせ、水素添加したスチレン−ジエン系エラストマーとポリプロピレンの組み合わせなどが挙げられる。硬質芯材の直径としては０．５〜３．０ｍｍ、またスパイラルのピッチとしては３．０〜１５．０ｍｍがキンク防止の点から好ましい。
【００１４】
ブローまたはバキューム法の連続した金型によりジャバラ形成した可撓樹脂製管を構成する樹脂としては、各種の熱可塑性樹脂が挙げられるが、なかでも、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリ塩化ビニルが、その可撓性から好適である。
【００１５】
本発明において、樹脂製モノフィラメント２のモノフィラメント間が接着されずに編組したカゴ状筒３を形成する樹脂製モノフィラメントは、カゴ状筒を形成できる程度の反発性を有していることが重要であり、材質としては、あらゆる樹脂が考えられるが、汎用的であり且つリサイクル性に優れた材質として、ポリエステル系（ポリエチレンナフタレート系、ポリエチレンテレフタレート系、ポリプロピレンテレフタレート系、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸）、ポリプロピレン系、ポリアミド系の繊維形成性の樹脂が挙げられるが、なかでもポリエステル系樹脂、とりわけポリエチレンテレフタレート系の樹脂がキンク防止の点から好適である。
【００１６】
また、カゴ状筒の構造は、樹脂内管口径１０ｍｍ〜７５ｍｍに対し、モノフィラメント芯径０．８ｍｍ以上（好適には２．０ｍｍ以下）、且つ、１２〜４８錘のブレーダーを使用し、ホース長手方向に対して４５度〜７０度の角度範囲で編組されていることが、樹脂内管と複合固定された状態でのホース曲げ時偏平率が小さく、優れたキンク発生防止性を付与することが可能であり望ましい。
【００１７】
本発明において樹脂製モノフィラメントを編組したカゴ状筒は、モノフィラメントの交差と反発力によって、カゴ状筒の形状が保持されており、構成フィラメント間が実質的に接着されていないことが、キンクの発生を防止する上で重要である。具体的には、この機能は、ホース曲げ時においてカゴ状筒は、モノフィラメント間が実質的に接着されておらず、さらに内管とカゴ状筒が実質的に接着されていない故に、編組角を変化させることが可能であり、曲げ外周では編組角が小さい伸長状態となり、曲げ内周では編組角が大きい収縮状態となって追随し、キンク防止機能を発揮するという現象で表される。
【００１８】
カゴ状筒の編組形態は、ヨコ糸のみで編組構成されたものに限定されるものではなく、ヨコ糸の間に任意本数のタテ糸を有する形態も考えられる。タテ糸を有する形態である場合は、ホースの加圧による伸長を防止できる利点がある一方、内管の折り曲げ特性（曲げ易さ、しなやかさ）が阻害される要因ともなり得る。従って、求められる性能に合わせカゴ状筒の編組構造を選択することが望ましい。
【００１９】
本発明において、編組したカゴ状筒が、樹脂内管に接着することなく被覆されていることは、ホース使用後において分別廃棄が容易であるという点で重要であるばかりでなく、キンクの発生を防止する機能上においても非常に重要な要素である。具体的にこの機能は、ホース曲げ時において、前記したカゴ状筒の伸長および収縮を阻害せず、樹脂内管とズレを吸収することにより、キンク発生防止機能を発揮するという現象で表される。
【００２０】
編組したカゴ状筒を、接着することなく樹脂内管に被覆する方法として、主に樹脂内管上に直接編組する方法と、カゴ状筒に樹脂内管を挿入する方法が考えられるが、生産性を考慮した場合、通常においては樹脂内管に直接編組する方法が好ましい。
しかしながら、ＪＩＳＡ硬度７０度以下の柔軟樹脂管を内管として用いる場合、内管の肉厚および口径との関連もあるが、編組圧力によって径収縮および伸びが発生し易い。この様な場合には、目的とする樹脂内管外径よりおよそ５％程度大きいフレキシブルなマンドレル（ダミー）に樹脂モノフィラメントを編組し、ダミーを抜き取ることで作成したカゴ状筒単体に、樹脂内管を挿入する方法を採用することができる。
【００２１】
このような樹脂内管に編組したカゴ状筒を被覆したフレキシブルホースは、被覆した個所ではキンク発生を防止することが可能であるが、その端部に接続用部品を取り付け、接続用部品により容器や取り出し口や他の配管の接続用部品に連結することにより容器あるいは配管から液体をホースに導き、抜き出したり、或いはホースから液体を容器内や配管内に送り込むことが出来るが、接続用部品と内管との境目においてキンクが発生しやすいという問題点を有している。
【００２２】
本発明では、構成する送液用フレキシブルホースの端部に、接続用部品４を固定する方法に工夫を加えており、これによりこの個所でのキンク発生を防止している。
具体的には、ホース端部が、ホース上に被せた加締め外筒とホース内管内部に先端部が挿入された接続用部品によって挟み込まれ、接続用部品とホース（すなわち内管とカゴ状筒）が、加締め外筒により締め付けられて固定されているような構造としている。
【００２３】
このような構造により全体の一体化を為すものであり、その代表的なこのような構造を得る方法としては、樹脂内管とカゴ状筒が、それらに被せた加締め外筒５と内管内部に挿入された接続用部品のニップル１０によって挟み込まれ、加締め外筒を圧縮変形し（図で示す６）固定する外加締め法、さらに同様のホース状態において、接続用部品のニップルの内部に、拡大したい径を外径とする砲弾状の拡大具を圧入することでニップル内径を拡大変形し固定する内加締め法、が挙げられる。本発明では、どちらの方法を採用しても好適な結果を得ることが可能であるが、外加締め法においては、六方向以上から均等に圧縮変形することが偏りによる不具合を防止することができるという観点からこのましい。
【００２４】
本発明における固定とは、樹脂製内管とカゴ状筒という異種構造とニップルを加締め外筒で挟み外側から或いは内部から圧縮して固定することであり、樹脂内管が、カゴ状筒の形状およびニップル形状に合わせて塑性変形すること（すなわち、カゴ状筒構成モノフィラメントが形成する空間及びニップル表面に形成された凹凸空間の空間部に樹脂内管構成樹脂が新入していること）を考慮したホース断面積の圧縮率設計が好ましい。
一般的な樹脂ホースでは１５〜２５％の圧縮率であるのに対し、本件においては、少なくても２２％以上、さらには３０％以上の圧縮率であることが好適な条件である。
【００２５】
尚、圧縮率は、加締め前後においてホース肉部断面積が何％圧縮されたかを示す数値であり、外加締めでは次式で表され算式を用いる。
加締め前断面積（ａ）
＝｛（ホース外径／２＋加締め外筒肉厚）２−（ホース内径／２）２｝
加締め後断面積（ｂ）
＝｛（加締め後外筒外径／２）２−（ニップル外径／２）２｝
圧縮率（％）
＝（ａ−ｂ）／ａ×１００
なお、ここで言うニップル外形とは、ニップルに形成された波型凹凸の凸部の頂点での値である。
【００２６】
本発明において加締め外筒は、金属製のものであっても、或いは樹脂製のものでもよく、金属製のものの場合には、加締め方法としては圧縮する方法が最も一般的であり、樹脂製の場合には、加熱圧縮する方法が好適に用いられる。好ましくは、加締め部が強固に固定できる点から、加締め外筒として金属製のものを用いる場合である。加締め外筒の加締め前の内径の大きさとして内管にカゴ状筒を被せたホースの外径より０．５〜２．０ｍｍ大きい程度のものが最適である。また、加締め外筒の肉厚としては、０．５〜２．５ｍｍが加締め作業のしやすさ及び強度の点で好ましい。さらに加締め外筒の長さとしては、３０〜１５０ｍｍの範囲が強固に固定できる点から好ましい。
【００２７】
また、接続用部品は、金属製であっても樹脂製であってもよいが、加締め時に破壊され難いこと、さらに強固に加締めることが可能であること、さらにホースの長期使用が可能であること等から、金属製のものが好ましい。接続用部品の一端はホース内管の中に挿入されるニップルとなっており、もう一方の端は容器や配管等に接続できるように、外側がねじ山となっていたり、或いは内側がねじ山となっていたり、さらには、はめ込み式の固定装置が設けられたり、あるいはニップル部となって他のホースと接続できるようになっている。もちろん、接続用部品の内部にはニップル部から他端に至る空洞部が形成されていて、この空洞部を液体が流れるようになっていることが必須である。もちろん、接続部品は、T字状やY字状のように二股以上に分かれ、必要に応じて、２つ以上の容器や配管に接続できるような構造になっていても良い。接続用部品は金属製であっても、樹脂製であってもよいが、強度の点で金属製のものが好ましい。
【００２８】
本発明の送液用フレキシブルホースを廃棄する場合には、端部の接続用部品と加締め外筒が存在している部分をホースから切り落とすことによりホースは可燃物或いはリサイクル可能物として処理できる。
【００２９】
本発明の送液用フレキシブルホースは、耐圧性、キンク防止性の要求される各種ホースとして使用可能であるが、特には、地震対策等で柔軟性が求められる分野における送液用耐圧ホース（水道管）として好適に使用される。
【実施例】
【００３０】
次に実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
【００３１】
実施例１
２４錘ブレーダーで、線径１．２mmのポリエチレンテレフタレート製モノフィラメント２４本を、肉厚２．０mm、内径１９．０mmの低密度ポリエチレン樹脂内管上に長手方向に対し横糸が６２度で交合（横糸相互の交合角１２４度）する様に編組して外径２７．０ｍｍの状態とした。接続用部品による複合固定は、編組後の状態を長さ１．０ｍで切断し、その両端部に内径２７．５ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ、長さ５０．０ｍｍの金属製加締め外筒を被せ、外径１９．０mm長さ４５．０ｍｍのニップルをホース内に挿入した後、圧縮率３２％で外加締めすることにより、接続用部品による複合固定を行い、実施例とした。
【００３２】
比較例１
肉厚４．０mm、内径１９．０mmの低密度ポリエチレン樹脂管を長さ１．０ｍで切断し、その両端部に内径２７．５ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ、長さ５０．０ｍｍの金属製の加締め外筒を被せ、外径１９．０mm長さ４５．０ｍｍのニップルをホース内に挿入した後、圧縮率２０％で外加締めすることにより接続用部品を固定し、比較例１とした。
【００３３】
比較例２
２４錘ブレーダーで、線径１．２mmのポリエチレンテレフタレート製モノフィラメント２４本を、肉厚２．０mm、内径１９．０mmの低密度ポリエチレン樹脂内管上に長手方向に対し横糸が６２度で交合（横糸相互の交合角１２４度）する様に編組して外径２７．０ｍｍの状態とした。接続用部品による複合固定は、編組後の状態を長さ１．０ｍで切断した後、両端部からそれぞれ長さ５０ｍｍの部分の編組を削除し、内径２４．０ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ、長さ５０．０ｍｍの金属製加締め外筒を露出した内管に被せ、外径１９．０mm長さ４５．０ｍｍのニップルをホース内に挿入した後、圧縮率２０％で外加締めすることにより、接続用部品による複合固定を行い、比較例２とした。
【００３４】
実施例１および比較例１および比較例２で作製した送液用フレキシブルホースの最小曲げ半径（ホースを鉢巻き状にねじり、キンクしない限界における鉢巻きの半径を測定する）、耐圧性能（２５℃における１．７５ＭＰａでの変化、およびバースト値、８０℃における１．７５ＭＰａでの変化、およびバースト値）を測定した。結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】
表１の最小曲げ半径は、実施例１が比較例１と比較して、キンク防止性に優れることを示している。さらに、表１の耐圧性能においては２５℃および８０℃どちらにおいても、実施例１が比較例１および比較例２と比較して優れていることを示している。この結果は、カゴ状筒が固定されていることが、本件課題である優れたキンク発生防止性および耐圧性に対して、より最適な状態であることを示している。
【００３７】
実施例１、比較例１および比較例２の送液用フレキシブルホースを簡易水道のカランと配管とを繋ぐ管として１ｍ長のホースを使用した。その際、両端のみがカランと配管により固定され、他の部分は空中にぶら下がっているように９０°曲げて、５０℃の環境温度条件で使用したところ、実施例１ではホースにキンクを生じることはなかった。一方、比較例１および比較例２のホースでは、ホースの金具境界部でのキンクが発生しやすく、曲率半径が大きく、且つ、自重が金具境界部に集中しないようにホース中央部での形状保持が必要であった。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一例を示す送液用フレキシブルホースの一部断面を含む側面図である。
【図２】本発明の他の一例を示す送液用フレキシブルホースの一部断面を含む側面図である。
【図３】図１の加締め部位を拡大した図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 樹脂内管
２ 樹脂モノフィラメント
３ カゴ状筒
４ 接続用部品
５ 加締め外筒
６ 圧縮変形
７ 内管空洞部
８ 硬質芯材
９ 軟質樹脂
１０ ニップル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製モノフィラメントを、該フィラメント間を接着することなく編組したカゴ状筒を樹脂製の内管上に、該内管に実質的に接着させることなく被覆したホースの端部に接続用部品が取り付けられた送液用フレキシブルホースにおいて、ホース端部が、ホース上に被せた加締め外筒とホース内管内部に先端部が挿入された接続用部品によって挟み込まれており、接続用部品と内管とカゴ状筒が、加締め外筒により締め付けられることにより、これらが固定されていることを特徴とする送液用フレキシブルホース。
【請求項２】
カゴ状筒が、ホース長手方向に対して４５度〜７０度の角度範囲で樹脂製モノフィラメントを編組したものである請求項１に記載の送液用フレキシブルホース。
【請求項３】
ホース端部の締め付け部において、加締め外筒が六方向以上から均一に圧縮されホース断面積が２２％以上圧縮されている請求項１または２に記載の送液用フレキシブルホース。
【請求項４】
樹脂製の内管が、一定のピッチで硬質芯材を螺旋巻回またはリング状に内蔵した形態のものである請求項１〜３のいずれかに記載の送液用フレキシブルホース。
【請求項５】
水道管として使用する請求項１〜４のいずれかに記載の送液用フレキシブルホース。
【請求項１】
樹脂製モノフィラメントを、該フィラメント間を接着することなく編組したカゴ状筒を樹脂製の内管上に、該内管に実質的に接着させることなく被覆したホースの端部に接続用部品が取り付けられた送液用フレキシブルホースにおいて、ホース端部が、ホース上に被せた加締め外筒とホース内管内部に先端部が挿入された接続用部品によって挟み込まれており、接続用部品と内管とカゴ状筒が、加締め外筒により締め付けられることにより、これらが固定されていることを特徴とする送液用フレキシブルホース。
【請求項２】
カゴ状筒が、ホース長手方向に対して４５度〜７０度の角度範囲で樹脂製モノフィラメントを編組したものである請求項１に記載の送液用フレキシブルホース。
【請求項３】
ホース端部の締め付け部において、加締め外筒が六方向以上から均一に圧縮されホース断面積が２２％以上圧縮されている請求項１または２に記載の送液用フレキシブルホース。
【請求項４】
樹脂製の内管が、一定のピッチで硬質芯材を螺旋巻回またはリング状に内蔵した形態のものである請求項１〜３のいずれかに記載の送液用フレキシブルホース。
【請求項５】
水道管として使用する請求項１〜４のいずれかに記載の送液用フレキシブルホース。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−１２７２３５（Ｐ２００７−１２７２３５Ａ）
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３２２０５７（Ｐ２００５−３２２０５７）
【出願日】平成１７年１１月７日（２００５．１１．７）
【出願人】（０００１０４９０６）クラレプラスチックス株式会社 (52)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月７日（２００５．１１．７）
【出願人】（０００１０４９０６）クラレプラスチックス株式会社 (52)
【Ｆターム（参考）】
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