JP6293185B2 - 電気掃除機用ホースの接続方法 - Google Patents

Description

本発明は電気掃除機用ホースの端部に接続部材が接続一体化された電気掃除機用ホースの接続構造に関する。特に、伸長倍率が高い電気掃除機用ホースの接続構造に関する。

可撓性ホースを備える電気掃除機は広く使用されている。そのような電気掃除機に、伸長倍率が高い可撓性ホースが備えられることがある。伸長倍率が高い可撓性ホースを用いると、例えば特許文献１に示すように、アップライト式電気掃除機において、電気掃除機本体（１２）と操作ハンドル（６０）の間に伸長倍率が高い可撓性ホース（４０）が備えられる。そして、例えば、掃除機本体（１２）を１階に置いたままで、可撓性ホース（４０）を引き伸ばし、操作ハンドル（６０）を持って階段や２階床や天井部分を掃除できる（特許文献１の図７（ｃ））。

この様な電気掃除機の操作を可能とするような、伸長倍率が高い可撓性ホースとしては、例えば特許文献２に示されるものが公知である。特許文献２には、管壁が螺旋状の凹凸波型に形成され、凸波形状部の内側に螺旋状の金属製補強体が配置された可撓性ホースが開示されており、ホースの通常姿勢において、螺旋状の補強体の収縮圧によって管壁の凸波部どうしが当接あるいは近接する姿勢とされた電気掃除機用の可撓性ホースが開示されている。このホースは、例えば収縮時の長さに対し３倍以上の長さに伸びることができ、伸縮性に富んでいる。

特表２００８−５０６４８９号公報 特開平０７−５９６９３号公報

これら掃除機用ホースのホース本体端部に接続部材を一体化しておくと、接続部材を利用したホースの接続操作が可能となり、便利であるため、通常、これら掃除機用ホースの端部には接続部材が一体化される。また、伸長倍率が高い方が、ホースの収納性が良く、引き出し可能な距離が長くなるため、近年では、伸長倍率が３倍以上、５倍以上と大きくなる傾向にある。

しかしながら、発明者らの検討によると、特許文献１に記載されるような電気掃除機に特許文献２にあるような伸長倍率が高い可撓性ホースを使用すると、接続部材と可撓性ホースの接続部でホースに備えられた補強体が損傷するおそれがあることが判明した。

本発明の目的は、伸長倍率が高い可撓性ホースと接続部材の接続部におけるホースの強度を高めることにある。

発明者らは、内筒と外筒を有する接続部材に対して、伸長倍率が高い可撓性ホースを一体化する検討を行い、なぜ、伸長倍率が高いと、接続部でホースの補強体が損傷しやすくなるのかを検討した。そして、図３に示すように、接続部材９９の中心線ｍに対し直交する方向に、可撓性ホース２が引っ張られると、接続部材９９との接続部近傍で、補強体２１が接続部材の中心線ｍに対し直交する方向（図の下側の方向）に移動し、補強体の一部２１ａが外筒９９２の端部をまたぐようになってしまい、補強体２１と外筒端部の間で強い接触力が作用して、この部分を起点として補強体２１の損傷が起こりうることを発見した。また、ホース２の伸長倍率が高くなるほど、ホース壁による補強体の拘束が弱くなるので、補強体２１が接続部材の中心線ｍに対し直交する方向に移動しやすくなって、この傾向が現れやすくなり、ホースの補強体２１が損傷しやすくなることも判明した。

そして、発明者らは鋭意検討の結果、接続部材の中心線ｍに直交する力が作用しても、補強体２１が中心線ｍに対し直交する方向に移動しにくくされていれば、補強体２１と外筒端部９９２の間で強い接触が起こりにくくなることを発見した。さらに、発明者は、接続部材の内筒の端部を外筒の端部よりも、所定距離だけホース中央寄りに突出させれば良いことを知見し、本発明を完成させた。

本発明は、電気掃除機用ホースの端部を接続部材に接続する方法であって、電気掃除機用ホースは、螺旋状の補強体を有すると共に、無負荷時の長さの３〜１２倍に伸長可能なホースであり、前記接続部材は内筒及び合成樹脂製の外筒を有し、ホースの端部が内筒の外周にかぶせられるように、内筒がホースの内側に挿入されて、ホースの端部が内筒にかぶせられた状態で、両者を金型内部に挿入して型締めし、外筒を構成すべき樹脂を射出して、外筒を射出成型することにより、内筒が挿入された部分のホース外周側に、ホース外周面に外筒が密着すると共に、前記内筒のホース中央寄りの端部が、前記外筒のホース中央寄りの端部よりも、前記補強体の直径をｄとして０．８ｄ以上６ｄ以下の距離だけホース中央寄りに配置されるように、外筒が一体成形されて、内筒と外筒が互いに一体化される、電気掃除機用ホースの接続方法である（第１発明）。

第１発明においては、外筒のホース中央寄りの端部が熱可塑性エラストマーにより形成されることが好ましい（第２発明）。さらに、第２発明においては、螺旋状補強体が樹脂により被覆された鋼線であることが好ましい（第３発明）。

第１発明の電気掃除機用ホースの接続方法によれば、補強体が外筒の端部に乗り上げることが抑制されて、接続部におけるホースの強度が高められるようホース端部が接続部材に接続される。

さらに、第２発明のように、外筒の端部が熱可塑性エラストマーによって形成されていれば、また、さらに第３発明のように、補強体が樹脂被覆鋼線とされていると、たとえ補強体と外筒端部が接触しても、その接触力が過大になることが抑制されて、接続部におけるホースの強度がより高められる。

第１実施形態の電気掃除機用ホース接続構造を示す一部断面図である。 第１実施形態の電気掃除機用ホース接続構造に対し荷重がかけられた際のホースの変形状態を示す断面図である。 比較検討例に対し荷重がかけられた際のホースの変形状態を示す断面図である。

以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。本発明は以下に示す個別の実施形態に限定されるものではなく、その具体的形態等を変更して実施することもできる。第１の実施の形態として、アップライト式電気掃除機の可撓性ホース接続部における実施の形態について説明する。図１は第１実施形態の電気掃除機用ホース接続構造を示す一部断面図である。なお、図１では図の上側半分を断面で示し、下側半分を外観で示している。

アップライト式電気掃除機において、ホースアッセンブリー１は、特許文献１におけるホース４０のように、掃除機本体と操作ハンドルの間をつなぐホースとして用いられている。ホースアッセンブリー１の端部において、電気掃除機用ホース２（以下、「可撓性ホース」とも記載する）と、接続部材３とが接続一体化されている。接続部材３は可撓性ホース２の一端のみに設けられていてもよく、両端に設けられていてもよい。

電気掃除機用ホース２は、螺旋状の補強体２１を有し、無負荷時の長さの３〜１２倍に伸長可能なホースである。当該伸縮性が得られるよう、可撓性ホース２のホース壁２２は、螺旋状の凹凸波型状に形成された蛇腹状となっている。そして、螺旋状の補強体２１は、凹凸波型の凹部や凸部に沿って配置されて、ホース壁に一体化されている。

可撓性ホース２において、螺旋状の補強体２１は、無負荷時に補強体が収縮し互いに密着するような収縮力が働くように形成されている。補強体２１が収縮力を有することにより、無負荷時に、可撓性ホース２は、補強体２１が存在する部分で互いに密着もしくは近接するように、収縮状態となる。本実施形態のように、無負荷時（収縮時）に蛇腹状に折りたたまれたホース壁２２が、ホースの一方向に向かって倒れるような形態で折りたたまれることが好ましい。

ホース壁２２の構成材料は特に限定されないが、例えば、軟質塩化ビニル樹脂やポリウレタン樹脂のような合成樹脂によりホース壁２２を構成できる。補強体２１の構成材料は特に限定されないが、例えば、樹脂被覆鋼線や、金属線（特に鋼線）、合成樹脂により形成された線材などにより螺旋状補強体２１を構成できる。本実施形態のように、螺旋状補強体２１が、樹脂により被覆された鋼線であることが好ましい。
なお、このような可撓性ホース２の製造方法は公知である。

可撓性ホース２の端部に接続される接続部材３は、内筒３１と外筒３２を有している。接続された状態で、可撓性ホース２の端部が内筒３１の外周にかぶせられるように、内筒３１がホース２の内側に挿入されている。好ましくは、可撓性ホース２の内周面と内筒３１の外周面は接合されている。また、内筒３１が挿入された部分の可撓性ホース２の外周側には、ホース外周面に密着するように合成樹脂により一体成形された外筒３２が設けられている。好ましくは、可撓性ホース２の外周面と外筒３２の内周面は接合されている。これら接合は、接着剤などを用いた接着であってもよいし、熱融着によるものであってもよい。また、内筒３１と外筒３２は互いに一体化されている。内筒３１と外筒３２の一体化は、機械的なかみ合いやネジ、嵌合などによるものであってもよいし、両者を構成する合成樹脂同士の溶着によるものであってもよい。

内筒３１及び外筒３２が設けられた側とは反対側の接続部材３の端部には、接続部３３が設けられていて、接続部３３が、操作ハンドルや掃除機本体に取り付けられる。接続部３３の具体的形状は特に限定されず、相手側部材の形状に応じて定めればよい。また、接続部と相手側部材（操作ハンドルなど）が一体成形されていてもよい。

接続部材３において、内筒３１のホース中央寄り（図１における左側）の端部ＩＥが、外筒３２のホース中央寄りの端部ＯＥよりも、距離Ｌだけホース中央寄りに配置されている。そして、可撓性ホース２の補強体２１の直径をｄとして、内筒３１のホース中央寄りの端部ＩＥが、外筒３２のホース中央寄りの端部ＯＥよりも、０．８ｄ以上ホース中央寄りに配置されている。好ましくは、内筒の端部ＩＥが外筒の端部ＯＥよりも１．４ｄ以上ホース中央寄りに配置され、特に好ましくは、内筒の端部ＩＥが外筒の端部ＯＥよりも２．０ｄ以上ホース中央寄りに配置される。

また、接続部材において、内筒３１のホース中央寄りの端部ＩＥが、外筒３２のホース中央寄りの端部ＯＥよりも、ホース中央寄りに配置される量Ｌは、６ｄ以下であることが
好ましく、特に５ｄ以下であることが好ましい。内筒３１の突出量Ｌが大きくなると、ホース接続構造の外観において、外筒の端部ＯＥよりもホース中央寄りの部分にホースが伸びた部分が現れやすくなるからである。

接続部材３の内筒３１や外筒３２を構成する材料はとくに限定されず、例えば硬質塩化ビニル樹脂などの合成樹脂材料が使用できる。外筒３２を構成する樹脂材料として、熱可塑性エラストマー（例えば、オレフィン系熱可塑性エラストマーなど）を採用することが好ましい。特に、外筒３２のホース中央寄りの端部ＯＥが熱可塑性エラストマーにより形成されることが好ましい。また、外筒３２を構成する樹脂材料は、ホース壁２２を構成する材料や内筒３１を構成する樹脂材料と熱融着可能なもしくは接着可能な樹脂材料とすることが好ましい。

上記接続構造を有するホースアッセンブリー１は、例えば、以下の製造方法により製造できる。まず、可撓性ホース２を製造しておく。また、接続部材３の内筒３１及び接続部３３の部分を射出成形などを利用して製造しておく。次に可撓性ホース２の端部を接続部材の内筒３１にかぶせるように挿入する。この際、可撓性ホース２の端部は伸長状態であることが好ましいが、収縮状態であってもよい。

可撓性ホース２の端部が接続部材の内筒３１にかぶせられた状態で、両者を金型内部に挿入して型締めし、外筒３２を構成すべき樹脂を射出して、可撓性ホース２の端部の外周に密着するよう外筒３２を射出成型する。この工程はオーバーモールド法あるいはインサート成形法と俗称されている。この工程により、外筒３２が可撓性ホース２の外周面に密着するように形成され、外筒３２と内筒３１が一体化されて、上記第１実施形態のホース接続構造が実現される。

本発明の作用および効果について説明する。上記第１実施形態の電気掃除機用ホースの接続構造によれば、可撓性ホース２の内側に位置する内筒３１のホース中央寄りの端部ＩＥが、可撓性ホース２の外側に位置する外筒３２のホース中央寄りの端部ＯＥよりも、可撓性ホース２の補強体２１の直径をｄとして０．８ｄ以上（Ｌ≧０．８ｄとなるよう）ホース中央寄りに配置されているので、ホースが、接続部材３の中心線ｍと直交する方向に引っ張られても、補強体２１が外筒の端部ＯＥを乗り超えることを未然に防止できる。従って、ホースが横方向に引っ張られた際に、ホースの補強体２１が外筒の端部ＯＥを乗り越えることに起因するホースの強度低下（より詳細には補強体２１への曲げ入力に対する耐久性の低下）を抑制できる。

まず、図３を参照して、内筒端部が外筒端部に対しホース中央寄りに突出していない、比較検討例におけるホースの変形形態を説明する。この比較検討例では、接続部材９９の内筒９９１の端部と外筒９９２の端部は、接続部材中心線ｍに沿った方向でほぼ同じ位置にある。他の構成は上記第１実施形態と同様である。このようなホース接続構造において、ホース２に対し、接続部材中心線ｍと直交する方向に（図３では下側に向かって）引っ張り力Ｆを作用させる。

すると、引っ張り力Ｆの作用により、接続部材の内筒や外筒に一体化されていない部分の補強体２１が、図の下側に引っ張られる。これにより、特に、外筒や内筒を離れた最初の周回の補強体２１ａが、引っ張られた方向（即ち図の下側）に変位しやすい。また、可撓性ホース２は、無負荷時に比べ３ないし１２倍程度に伸長可能なホースであるため、ホース壁によって補強体２１の形態が維持されにくい。そのため、外筒や内筒を離れた最初の周回もしくは次の周回の補強体２１ａが、外筒９９２よりもホース外側に変位しやすい。

そのため、図３に示す比較検討例においては、最初の周回の補強体２１ａの部分で補強体が外筒９９２をホース内外に横切る部分が生じ、その横切る部分で、補強体２１ａと外筒の端部とが強く押し付け合うことになりやすい。すると、その部分で、補強体に強い曲げモーメントが作用することとなり、補強体が折れ曲がったり、折損したり、といったホースの強度低下につながりやすい。

一方、上記第１実施形態に示したようなホースの接続構造によれば、図２に示すように、可撓性ホース２や補強体２１が外筒３２によって押さえ込まれている部分よりも、ホース中央部に突出するように、内筒３１が長さＬだけ長く設けられていて、しかも、Ｌは補強体の直径をｄとして０．８以上とされている。すなわち、内筒３１は、外筒３２によって押さえ込まれていない補強体２１がほぼ一周以上にわたって内筒３１の突き出し部分の外周に存在するように、突き出して形成されている。

このような第１実施形態に対し、接続部材中心線ｍと直交する方向に引っ張り力Ｆを作用させると、補強体２１が図の下側に引っ張られることになるが、外筒３２によって押さえ込まれていない部分の最初の周回である補強体２１ａの部分の内側には、内筒３１が存在しており、補強体２１ａの部分が、接続部材中心線ｍと直交する方向に移動するのを阻止する。そのため、第１位実施形態のホース接続構造によれば、最初の周回の補強体２１ａの部分が外筒よりもホース外側に出てしまうことが抑制され、補強体２１ａの部分が外筒の端部を横切ることも抑制される。
従って、補強体２１と外筒の端部ＯＥとが交差するように接触してその部分に強い力や曲げモーメントが働くことが起こりにくくなり、補強体の強度低下が抑制され、ホース接続構造としての強度が高められる。

外筒３２の端部ＯＥと補強体２１ａが交差してその部分が強く押し付けられることを防止するという観点からは、外筒３２のホース中央寄りの端部ＯＥが熱可塑性エラストマーにより形成されていることが好ましい。そのようにされていると、たとえ補強体２１と外筒３２が交差・接触しても、その部分の当接が柔らかなものとなり、荷重の集中が緩和されて、補強体・ホースの強度低下がより抑制されうる。

また、螺旋状補強体２１が樹脂により被覆された鋼線であることが好ましく、鋼線よりも軟質な樹脂により被覆されているので、より、補強体２１と外筒３２が交差・接触する部分の荷重の集中が緩和されて、補強体やホースの強度低下がより抑制されうる。また、樹脂により被覆された螺旋状補強体は、ホース壁と強力に接着一体化しやすく、図２に示すような激しい曲げ変形がホース接続部に入力された場合においても、ホース壁２２と螺旋状補強体２１を一体に維持しうる。

上記作用効果を試験により確認した。
（実施例１）
第１実施形態に対応するホース接続構造を製造した。ここで、製造された可撓性ホース２の伸長倍率は５倍であり、可撓性ホース２の補強体２１の巻径（内径）は３５ｍｍである。また、可撓性ホース２の補強体は直径１．６ｍｍの樹脂被覆鋼線（鋼線の径が１．２ｍｍ）である。可撓性ホース２が接続部材３に一体化された状態において、内筒３１の端部ＩＥは外筒３２の端部ＯＥよりも４ｍｍ（Ｌ〜２．５ｄに相当）、ホース中央側に突出している。

（実施例２）
実施例１に対し、内筒３１の端部ＩＥが外筒３２の端部ＯＥに対しホース中央側に突出する量を１．４ｍｍ（Ｌ〜０．８８ｄに相当）とした例である。

（比較例）
実施例に対し、内筒の端部と外筒の端部が、ホース軸方向に同じ位置（Ｌ〜０）にされた例である。

これら実施例、比較例に対し、屈曲荷重耐久試験を行った。試験は、接続部材３を上側とし、可撓性ホース２が下側となるように接続部材を試験治具に取り付け、可撓性ホース２の下部に２ｋｇｆ（１９．６Ｎ）の荷重を作用させた状態で、試験治具にプラスマイナス９０度の角度変位が繰り返し与えられるように試験治具を周期運動させて、ホースと接続部材の接続部に屈曲変形を与えるよう行った。

実施例１、実施例２共に、屈曲回数が１５万回を超えても可撓性ホースや接続部材に損傷や変形は見られなかった。一方、比較例においては、屈曲回数が３万回程度でホースの螺旋状補強体が折損した。内筒３１の外筒３２に対する突出量Ｌが０．８ｄを超えると、接続部におけるホースの耐久強度が十分に高められることが確認された。

発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変をして実施することができる。以下に発明の他の実施形態について説明するが、以下の説明においては、上記実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様である部分についてはその詳細な説明を省略する。また、以下に示す実施形態は、その一部を互いに組み合わせて、あるいは、その一部を置き換えて実施できる。

上記第１実施形態においては、ホース外周面に密着するように合成樹脂により一体成形された外筒３２が接続部材３の外周に露出している形態について説明したが、外筒３２の外側に、さらに別の筒状部材が設けられていてもよい。その場合には、ホース外周面に密着形成された外筒（３２）とその外側の筒状部材とを合わせて１つの外筒とみなして、内筒３１との端部の軸方向位置の関係を定めればよい。

また、可撓性ホース２の具体的構成は、当該ホースが螺旋状補強体を備え、無負荷時の長さの３〜１２倍に伸長可能なホースである限りにおいて特に限定されない。上記実施形態の説明では、可撓性ホース２を構成する螺旋状凹凸条を有する蛇腹状のホース壁２２が、無負荷時に一方向に倒れるように折りたたまれる構成について説明したが、ホース壁の蛇腹の形態は、ホースの半径方向内側に突出するように設けられるものであってもよい。また、補強体２１の間に延在するホース壁２２の具体的形状は特に限定されない。また、補強体２１がホース壁に一体化される位置も、ホース壁の内側であってもよいし、外側であってもよい。また、補強体２１は、上記第１実施形態のようにホース壁の凸条部に一体化されていても良いし、ホース壁の他の部分、例えば、螺旋状の凹溝部に一体化されていても良い。

また、上記実施形態のホース接続構造は、例示したアップライト型電気掃除機以外の他の電気掃除機にも応用できる。上記実施形態のホース接続構造の応用は、ホースが螺旋状の補強体を有すると共に、無負荷時の長さの３〜１２倍に伸長可能なホースである限りにおいて、電気掃除機一般に適用でき、電気掃除機の種類に限定されない。

本発明にかかる電気掃除機用ホース接続構造は、伸長倍率が３〜１２倍のホースに対して使用でき、接続部の強度が高められて、産業上の利用価値が高い。

１ ホースアッセンブリー
２ 可撓性ホース（ホース本体）
２１ 補強体
２２ ホース壁
３ 接続部材
３１ 内筒
３２ 外筒
３３ 接続部
ｍ 接続部材中心線

Claims (3)

1. 電気掃除機用ホースの端部を接続部材に接続する方法であって、
   電気掃除機用ホースは、螺旋状の補強体を有すると共に、無負荷時の長さの３〜１２倍に伸長可能なホースであり、
   前記接続部材は内筒及び合成樹脂製の外筒を有し、
   ホースの端部が内筒の外周にかぶせられるように、内筒がホースの内側に挿入されて、
   ホースの端部が内筒にかぶせられた状態で、両者を金型内部に挿入して型締めし、外筒を構成すべき樹脂を射出して、外筒を射出成型することにより、
   内筒が挿入された部分のホース外周側に、ホース外周面に外筒が密着すると共に、前記内筒のホース中央寄りの端部が、前記外筒のホース中央寄りの端部よりも、前記補強体の直径をｄとして０．８ｄ以上６ｄ以下の距離だけホース中央寄りに配置されるように、
   外筒が一体成形されて、内筒と外筒が互いに一体化される、
   電気掃除機用ホースの接続方法。
2. 外筒のホース中央寄りの端部が熱可塑性エラストマーにより形成された請求項１に記載の電気掃除機用ホースの接続方法。
3. 螺旋状補強体が樹脂により被覆された鋼線である請求項２に記載の電気掃除機用ホースの接続方法。

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