JP2004251437A - コイルホース - Google Patents

Abstract

【課題】伸びやすく保管時には最小スペースに保管できる液体分配用ホースを提供する。
【解決手段】水ホースは、内側及び外側円形断面を有し楕円形断面と同じ中立中央線長さを有する他は楕円形断面と共通の性質を有するコイルチューブの曲げ弾性率よりも大きい曲げ弾性率を有する、内側及び外側楕円形断面をもつ螺旋形状のコイルチューブを含む。前記チューブは、約７０〜８０ショアＡの範囲にあるデュロメータ硬度測定値を有する押出しプラスチック樹脂からなり、楕円形断面に直交して長手方向に延びる複数の外周***を有する。第１及び第２の実施形態において、前記楕円形断面は、コイルの長さ方向中心線の方向と該長さ方向中心線と直交して広がる面にそれぞれ延びる長軸と短軸とを有するか、この逆である。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は概してホースに関し、特に楕円形断面を有するコイルチューブを有するホースに関する。本発明の別の態様は、円形断面を有する他は同じであるコイルチューブの曲げ弾性率よりもチューブの曲げ弾性率が大きくなるような断面形状をもつコイルチューブを有するホースに関する。本発明のさらなる態様は、外周面に長手方向に延びる複数の***をもつコイルチューブを有するホースに関する。
【０００２】
【従来の技術】
押出しポリウレタン樹脂またはポリ塩化ビニル樹脂からなり、断面円形の内側面及び外側面をもつ螺旋状コイルチューブを有する水ホースが市販されている。このチューブは、保管時にホースの隣り合ったターンが接するか或いは実質的に接するようにコイル状になっている。使用時、このようなホースの一端は標準的な水栓に接続され、使用者がホースの他端を引っ張ると接している隣り合ったターンが互いに間隔を広げるようになり、チューブがいくらか伸ばされる。使用者が放すと、チューブは隣り合ったターンは接するか或いは実質的に接するように再びしっかりとしたコイル状になる。このようなチューブを有するホースは、それらを保管しやすく、保管時にそれらが占めるスペースが小さいために、望ましいと考えられる。
【０００３】
押出しポリ塩化ビニル樹脂からなる螺旋状コイルチューブを有するこのようなホースは、押出しポリウレタン樹脂からなる螺旋状コイルチューブを有する他は共通の性質をもつホースよりも、大きな屈曲性をもつ。ポリ塩化ビニルチューブのこの大きな屈曲性により、ポリ塩化ビニルチューブはポリウレタン樹脂チューブより容易に伸ばすことができる。さらに、ポリ塩化ビニル樹脂製チューブはポリウレタン樹脂製チューブより安価である。しかし、ポリウレタン螺旋状コイルチューブに対してポリ塩化ビニル樹脂螺旋状コイルチューブの不利な点は、チューブに十分大きな曲げ弾性率を与えてチューブの隣り合ったターンが接する関係を保つために、ポリ塩化ビニル樹脂チューブの螺旋を比較的小さな直径にしなければならないということである（曲げ弾性率は曲げ剛性とも呼ばれ、構造体の曲げ能力を示す定数であり、曲げ弾性率は構造体の材料のヤング率と構造体の慣性モーメントの積に等しく、また、構造体が曲げられている面に垂直な構造体断面の回転半径の２乗に等しい）。事実、ポリ塩化ビニル樹脂からなる螺旋状コイルチューブを有する市販のホースは、保管時において接していない或いは実質的に接してさえいない多くの隣り合ったターンを有するので、最適，最小のスペース条件でこのようなホースを保管することができない。
【０００４】
保管時に隣り合ったターンが接するようにするため、押出しポリウレタン樹脂からなる螺旋状コイルチューブを有する市販のホースは、０．０１２５〜０．３７５インチの範囲にある円形状内径と０．２４５〜０．５６２５インチの範囲にある円形状外径を有していなければならず、さらに、螺旋状コイルの巻きが０．５〜２．５インチの範囲にある内径を有し、８５〜９８ショアＡの範囲のデュロメータ硬度測定値を有するポリウレタン製でなければならないようである。米国特許第５，９６４，４１２号明細書及び米国特許第６，２０９，８００号明細書を参照されたい。しかし、このようなチューブは前記のような大きな硬度測定値をもつために伸ばしにくい。さらに、螺旋状コイルの巻きが２．５インチの最大内径をもつために、保管時にこれらのホースは幾分長い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、コイルチューブを含む新規で改良されたホースを提供することにある。
【０００６】
本発明の別の目的は、コイルチューブを含む新規で改良された液体分配用ホースを提供することにあり、このホースは隣り合ったターンが接するか或いは実質的に接する関係をもち、比較的伸ばしやすく実質的にリコイル状態に戻る。
【０００７】
本発明のさらなる目的は、コイルチューブを含む新規で改良された液体分配用ホースを提供することにあり、このホースは比較的伸ばしやすく保管時には比較的長さが短い。
【０００８】
本発明のさらなる目的は、チューブが地面の上で引きずられたときに摩耗を防ぐように配置された構成を外側にもつコイルチューブを含み、他は同じであるコイルチューブホースより硬い新規で改良された水ホースを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様によれば、ホースは、チューブの長さの少なくともかなりの部分に楕円形の内側及び外側断面を有するコイルチューブを含む。
【００１０】
好ましくは、前記チューブは、（ａ）円形断面と（ｂ）ホースのコイルチューブと同じ材料と（ｃ）楕円形断面の中立中央線の長さと等しい中立中央線の長さと（ｄ）楕円形断面の壁厚と等しい壁厚を有するコイルチューブの曲げ弾性率よりも大きい曲げ弾性率を前記チューブが有するような長軸及び短軸をもつ楕円形断面を有する（楕円もしくは円形断面を有するチューブの中立中央線は、チューブの内側及び外側断面の中間点に位置する楕円もしくは円である）。この成果を得るために、楕円形断面の中立中央線の長軸と短軸の長さ比は１．０１〜約２．１の範囲にある。楕円形断面の中立中央線と円形断面の中立中央線の比が約１．４に等しい場合に最大の曲げ弾性率が得られる。
【００１１】
本発明の別の態様は、チューブの長さの少なくともかなりの部分で、所定の中立中央線長さと所定の非円形断面形状をもつ内側断面を有するコイルチューブを含むホースに関する。前記の予め決められた非円形断面形状により、前記チューブの曲げ弾性率は、所定の中立中央線長さをもつ内側円形断面を有する他は前記ホースのコイルチューブと共通の性質をもつコイルチューブ部分の曲げ弾性率より大きくなっている。
【００１２】
好ましくは、前記コイルチューブは螺旋形状を有し、約７０〜８０ショアＡの範囲にあるデュロメータ硬度測定値を有するポリ塩化ビニル樹脂で製造される。螺旋は、好ましくは直径が３インチの円形断面をもつターンを有する。３インチは、外側面の主半軸と副半軸が８．０２ｍｍと３．８９ｍｍで、内側面の主半軸と副半軸が６．４３ｍｍと２．３０ｍｍであるポリ塩化ビニル樹脂チューブの螺旋形状と実質的に完全なリコイル性を維持する最適の寸法であることが見出された。これら半軸長さにより、内径３／８インチの円形ホースの中立中央線長さと等しい楕円形中立中央線長さをもつホースに対して最大の曲げ弾性率を得ることができる。
【００１３】
第１及び第２の好ましい実施形態において、前記楕円形断面は、螺旋の長さ方向中心線の方向と該長さ方向中心線と直交して広がる面にそれぞれ延びる長軸と短軸とを有するか、この逆である。
【００１４】
本発明のさらなる態様は、外周面に長手方向に延びる複数の***を有するコイルチューブを含むホースに関する。この***は、（１）チューブ外側面の耐磨耗性を向上させること、（２）ホース保管中に螺旋形状と完全なリコイル状態を維持すること、（３）材料コストを下げること、（４）重量を減らすこと、からなる利点を有する。
【００１５】
本発明の前記及び他の目的、特徴及び利点は、特に添付図と関連させて考慮されるならば、いくつかの具体的実施形態に関する以下の詳細な説明により明らかとなるであろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】
ここで図１〜図３を参照すると、水ホース１０が、チューブの正反対の両末端それぞれに接続された雄コネクタ１４及び雌コネクタ１６を有するフレキシブルで螺旋状のコイルチューブ１２を含むものとして示されている。雄コネクタ１４及び雌コネクタ１６は通常のタイプのものであり、例えばノズル，噴霧器，スプリンクラーといった標準的な家庭用戸外水栓や水分配用構造体にそれぞれ連結できる。
【００１７】
チューブ１２は、好ましくは約７０〜８０ショアＡの範囲にあるデュロメータ硬度測定値を有する押出しプラスチック樹脂（好ましくはポリ塩化ビニル）からなり、図３及び図４に示されるように、チューブ内の流れの方向に直交する面で楕円形断面を有する。前記樹脂は、チューブ１２の日光による劣化を防止する周知の色素を含む。チューブ１２の螺旋状の巻きは、図２に示されるように、チューブの長さ全体にわたって実質的に円形である。チューブ１２が保管されているとき、隣り合った螺旋状の巻きの組は接しているか或いは実質的に接している。
【００１８】
チューブ１２は、コネクタ１４及び１６が接続され円形断面を有するその両末端を除き、長さ全体にわたって楕円形断面を有する。チューブ１２は、コネクタが通常の方法でチューブに取り付けられるときにコネクタ１４及び１６に接続される押出し楕円形断面の部分が円形断面へと変形するくらいに、十分に変形しやすい。
【００１９】
図３に示されるように、チューブ１２は、チューブの全断面にわたって同一でありチューブの長さ全体にわたって同一である厚さ（Ｓ）の壁１８を有する。壁１８は、楕円形の内側面２０及び外側面２２と楕円形の中立中央線２４を有する。楕円形の中立中央線２４は、楕円形の内側面２０及び外側面２２の間の中間点にある。内側面２０と外側面２２と中立中央線２４は共通の長軸２６及び短軸２８を有する楕円であり、内側面２０と外側面２２と中立中央線２４の主半軸の長さはそれぞれｃ，ｅ及びａにより表され、内側面２０と外側面２２と中立中央線２４の副半軸の長さはそれぞれｂ，ｄ及びｆで表されている。
【００２０】
長軸と短軸の長さの比が１．０１〜約２．１の間にある楕円形断面を有するチューブは、円形断面を有する他は共通の性質を持つチューブ、即ち、（１）同じ長さの中立中央線を有し、（２）同じ材料で製造され、（３）同じ厚さの壁を有するチューブよりも曲げ弾性率が大きいということを数学的に示すことができる。長軸と短軸の長さの比が約２．１を超える楕円形断面を有するチューブは、円形断面を有する他は共通の性質を持つチューブより曲げ弾性率が小さい。楕円形断面を有するチューブの中立中央線の長軸と短軸の長さの比が約１．４の場合、このようなチューブは曲げ弾性率が最大になるということも数学的に示すことができる。長軸と短軸の比が約１．４の中立中央線をもつ楕円形断面を有するチューブの曲げ弾性率は、共通の性質をもつ円形断面チューブの曲げ弾性率より約５．６％大きい。
【００２１】
図３に示されるチューブは、チューブの長軸に沿ってコイル状になっている。換言すれば、長軸２６はチューブ１２の螺旋ターンの長さ方向中心線と同じ方向、即ち、チューブの正反対の両末端の間のチューブの方向に延びている。このことは、螺旋、即ち、コイル形状を形成するために容易にチューブを押し出してマンドレルに沿って曲げることができるという利点を有する。けれども、図４に示されるように、チューブ１２の長軸と短軸の位置を互いに９０度回転させ、短軸２８がチューブ１２の螺旋ターンの長軸と同じ方向に延びるようにすることができることも理解されるべきである。このような構成はチューブの曲げ弾性率を大きくすることから、図３に示される構成よりも利点がある。
【００２２】
円形並びに楕円形断面を有するコイルチューブに適用できるホース１０のさらなる特徴は、図４の***３０を含むことにある。***３０は円の扇形をなし、チューブ１２が押し出されるときに作られ、また、チューブの残りの部分と同じ材料からなる。好ましい実施形態では、***３０はチューブ１２の楕円形外側面２２から約３ｍｍ外向きに突き出ている。***３０はチューブ１２の螺旋ターンに従って長く延びており、即ち、***は螺旋ターン内の液体の流れと同じ方向に延びている。***３０は、チューブの重量，材料またはコストをそれほど大きく増やすことなく、チューブ１２の外側面の耐磨耗性を向上させる。より重要なことは、***３０は、チューブ１２の剛性を向上させ、螺旋のリコイル性をより向上させてホース１０が保管されているときにチューブの隣り合ったターンが接するか或いは実質的に接するように援助する。
【００２３】
保管中はチューブ１２の隣り合ったターンの表面が接している実際に作り上げた構成（図３に示され、図４の***３０をもつ）にあるホース１０は、約７０〜８０ショアＡの範囲にあるデュロメータ硬度測定値を有し２５フィートの長さの押出しプラスチック樹脂（好ましくはポリ塩化ビニル）の楕円形断面チューブ材から作製された。この螺旋チューブは、保管時には隣り合ったターンが接しており、約１６．５インチの長さを有すると共に約２９．５ターンを含み、各々が約３インチの直径をもつ（図２に示されるように）。長軸及び短軸は、先に述べた最適の曲げ弾性率を実現するように約１４．３７及び１０．７３ｍｍである。３インチのターン直径はチューブ１２のコイル形状とリコイル性を維持するのに最適であることも見出されている。３インチをかなり超える直径ではリコイル性が３インチ直径よりも劣り、また、３インチよりもかなり小さい直径ではホース１０を伸ばした状態まで引っ張るのに必要な力がかなり増大するということも見出されている。伸ばされた状態では、コネクタ１４及び１６の間の距離は約２０フィートである。
【００２４】
本発明の特定の実施形態を説明し例示したが、特許請求の範囲に規定される本発明の真の精神と範囲から逸脱することなく、具体的に例示され説明された実施形態の細部を変更してもよいことは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施形態に係る、コイルチューブを含むホースの上面図
【図２】図１のホースの正面図
【図３】図１及び図２のホースのコイルチューブの好ましい一実施形態の断面図
【図４】図１及び図２のホースのコイルチューブの好ましい第２の実施形態の断面図
【符号の説明】
１０…水ホース、１２…コイルチューブ、１４…雄コネクタ、１６…雌コネクタ、１８…チューブの壁、２０…チューブの内側面、２２…チューブの外側面、２４…中立中央線、２６…長軸、２８…短軸、ａ…中立中央線の主半軸の長さ、ｂ…内側面の副半軸の長さ、ｃ…内側面の主半軸の長さ、ｄ…外側面の副半軸の長さ、ｅ…外側面の主半軸の長さ、ｆ…中立中央線の副半軸の長さ、３０…***。

Claims (22)

1. チューブの長さの少なくともかなりの部分に卵形の内側及び外側断面を有するコイルチューブを備える、
   ことを特徴とするホース。
2. 外周面に長手方向に延びる複数の***を有するチューブを備える、
   ことを特徴とするホース。
3. 前記チューブはコイル状である、
   ことを特徴とする請求項２に記載のホース。
4. 前記チューブは少なくともかなりの長さにわたり内側及び外側卵形断面を有する、
   ことを特徴とする請求項２または３に記載のホース。
5. 前記卵形断面が楕円形である、
   ことを特徴とする請求項１または４に記載のホース。
6. 前記卵形断面の長軸及び短軸は、（ａ）円形断面と（ｂ）ホースのコイルチューブと同じ材料と（ｃ）卵形断面の中立中央線の長さと等しい中立中央線の長さと（ｄ）卵形断面の壁厚と等しい壁厚を有するコイルチューブの曲げ弾性率よりも大きい曲げ弾性率を前記チューブが有するようなものである、
   ことを特徴とする請求項１，４または５に記載のホース。
7. 前記ホースのコイルチューブは外周面に複数の***を有し、該***は卵形断面と直交して延びている、
   ことを特徴とする請求項１，４〜６の何れかに記載のホース。
8. 前記コイルチューブは螺旋形状を有する、
   ことを特徴とする請求項１，３〜７の何れかに記載のホース。
9. 前記コイルチューブは押出しプラスチック樹脂からなる、
   ことを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載のホース。
10. 前記押出しプラスチック樹脂は、約７０〜８０ショアＡの範囲にあるデュロメータ硬度測定値を有する、
    ことを特徴とする請求項９に記載のホース。
11. 前記コイルチューブはチューブの正反対の両末端間に延びる長さ方向中心線を有し、前記卵形断面はこの長さ方向中心線の方向と該長さ方向中心線と直交して広がる面にそれぞれ延びる長軸と短軸とを有する、
    ことを特徴とする請求項１，４〜１０の何れかに記載のホース。
12. 前記コイルチューブはチューブの正反対の両末端間に延びる長さ方向中心線を有し、前記卵形断面はこの長さ方向中心線の方向と該長さ方向中心線と直交して拡がる面にそれぞれ延びる短軸と長軸を有する、
    ことを特徴とする請求項１，４〜１０の何れかに記載のホース。
13. 前記卵形断面は、約１．４の長さ比の長軸と短軸をもつ中立中央線を有する、
    ことを特徴とする請求項１，４〜１２の何れかに記載のホース。
14. 前記卵形断面は、少なくとも１．０１で約２．１以下の長さ比の長軸及び短軸をもつ中立中央線を有する、
    ことを特徴とする請求項１，４〜１２の何れかに記載のホース。
15. 前記卵形断面は、外側面の長軸と短軸が８．０２ｍｍと３．８９ｍｍで、内側面の長軸と短軸が６．４３ｍｍと２．３０ｍｍである、
    ことを特徴とする請求項１，４〜１４の何れかに記載のホース。
16. チューブの長さの少なくともかなりの部分に中立中央線長さと非円形断面形状をもち、
    該中立中央線の長さと該非円形断面形状により、前記チューブは、（ａ）前記中立中央線長さをもつ内側円形断面を有し（ｂ）他は前記ホースのコイルチューブと共通の性質を有するコイルチューブ部分の曲げ弾性率よりも曲げ弾性率が大きくなっている、
    ことを特徴とするホース。
17. 前記非円形断面形状は、互いに異なる横方向及び縦方向の広がりを有する、
    ことを特徴とする請求項１６に記載のホース。
18. 前記非円形断面形状は、縦方向及び横方向の広がりとそれぞれ一致する長軸及び短軸を有する卵形である、
    ことを特徴とする請求項１６または１７に記載のホース。
19. 前記コイルチューブはチューブの正反対の両末端間に延びる長さ方向中心線を有し、前記卵形断面はこの長さ方向中心線の方向と該長さ方向中心線と直交して広がる面にそれぞれ延びる長軸と短軸を有する、
    ことを特徴とする請求項１６〜１８の何れかに記載のホース。
20. 前記コイルチューブはチューブの正反対の両末端間に延びる長さ方向中心線を有し、前記卵形断面はこの長さ方向中心線の方向と該長さ方向中心線と直交して広がる面にそれぞれ延びる短軸と長軸とを有する、
    ことを特徴とする請求項１６〜１８の何れかに記載のホース。
21. 前記ホースのコイルチューブは外周面に複数の***を有し、該***が非円形断面形状を有する内側断面と直交して延びている、
    ことを特徴とする請求項１６〜２０の何れかに記載のホース。
22. 前記コイルチューブはチューブの正反対の両末端間に延びる長さ方向中心線を有し、楕円形断面はこの長さ方向中心線の方向と該長さ方向中心線と直交して広がる面にそれぞれ延びる長軸と短軸とを有する、
    ことを特徴とする請求項２１に記載のホース。

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