用途に合ったホース選定方法とは？素材ごとの特性やサイズの決め方、注意点まで解説

工場で使うホースは、設備ごとに求められる性能が違います。見た目が似た製品でも、耐えられる圧力や温度、流せる流体はそれぞれ異なります。条件に合わないホースを選ぶと、早い段階で硬化や漏れが起き、交換の手間も増えてしまいます。迷わずに選ぶには、まず使用条件を整理し、そのうえで素材とサイズを決めるのが基本の手順です。取り付け方まで気を配ることで、選んだホースの性能を長く保てます。

本記事では、用途に合ったホースの選定方法について、素材ごとの特性やサイズの決め方、設置時の注意点まで解説します。

選定前に確認したい項目

ホース選びは、使う環境の条件を把握するところから始まります。まずは、仕様を絞り込む前提となる条件について整理します。

圧力の上限値

ホースを選ぶ際は、まず装置やシステムの最高使用圧力を基準にします。カタログに載っている値が装置の設定圧力を下回る製品は、候補から外しましょう。油圧回路では負荷の変動によって、設定圧力を瞬間的に超えるサージ圧（衝撃圧力）が生じることがあり、そのピークまで見込んで仕様を決めます。なお、国際規格（ISO）の油圧用ホース規格では、ホースが破裂する最小破壊圧力を最高使用圧力の4倍以上と定めています。この差は安全のための余裕として設けられたもので、実際の使用は最高使用圧力の範囲内にとどめます。

内外の温度域

ホースが受ける熱は、内側を流れる流体の温度と、外側を取り巻く雰囲気温度の2つに分けて考えます。流体温度がカタログの範囲内に収まっている配管も、加熱設備の近くではふく射熱で外面から劣化することがあります。冬季の屋外や冷凍設備の周辺では、製品によって低温で硬くなり、曲げた際に割れる恐れも出てきます。温度が高くなるほど許容圧力が下がる製品もあるため、温度ごとの使用圧力までカタログで見比べましょう。

流す流体の性質

ホースの内面層にどの素材を使うかは、中を通る流体によって決まります。水と油、酸やアルカリ、有機溶剤では材質への作用が大きく異なり、相性が悪いと膨潤や硬化を招きます。気体を流す配管では、ガスがホースの壁を通り抜ける透過も判断材料に加わります。食品に触れる用途では、2020年6月に施行された改正食品衛生法のポジティブリスト制度（使用を認めた物質のみを合成樹脂に使える仕組み）への適合が条件です。

選定時に押さえておきたい項目は以下のとおりです。

• ・流体の種類：水・油・薬品・気体などの区分
• ・濃度と温度：耐薬品性の評価に用いる条件
• ・衛生上の要件：食品や医薬に触れる用途の有無

流体の情報が具体的であるほど、自社の設備に合った候補を絞り込みやすくなります。

素材ごとに異なる特性

ホースの素材は、柔軟性や耐熱性、耐薬品性といった得意分野がそれぞれ異なります。ここでは、主な3つの素材の特性を解説します。

取り回しに優れる塩ビ

給排水やエア、油などの汎用配管では、軟質塩ビ製のホースが広く使われています。素材に可塑剤（材料を柔らかくする添加剤）を含んでおり、柔らかく取り回しが容易で、透明な製品では中の流れも目視できます。補強糸やスプリングを入れて耐圧性を高めた製品もあります。この可塑剤は流体の種類や温度によって抜け出すことがあり、抜けた部分から硬化やひび割れが進みます。高温の流体や薬品の配管は避け、常温・低圧の水や空気を送る配管で使うのが基本です。

耐熱性が高いシリコーン

高温から低温まで温度差の大きい配管では、耐熱性と耐寒性を備えた素材であるシリコーンゴムのホースが候補に挙がります。無味無臭という性質から、食品や医薬品の製造工程、蒸気配管などで使われています。その反面、引き裂きや摩耗には弱く、床を引きずる使い方や鋭利な部材に触れる箇所には向きません。ガスを通しやすい性質もあり、気体を送る配管では、ホースの壁から少しずつ抜け出る点を考慮します。

薬品に強いフッ素樹脂

薬品や溶剤を扱う配管では、樹脂素材の中でも耐薬品性と耐溶剤性に優れた素材であるフッ素樹脂が使われています。どの薬品にも使えるわけではなく、濃度や温度、ホースの構造によって耐性は変わります。他の素材より硬い傾向があり、製品によっては最小曲げ半径が大きくなります。帯電しやすい流体には、帯電防止機能を持たせた製品も選べます。

主な構造は次のとおりです。

• ・平滑タイプ：内面が滑らかで洗浄が容易な形状
• ・蛇腹タイプ：波形の管壁で曲げやすさを高めた形状
• ・編組補強タイプ：外側を編組で覆い耐圧を高めた形状

構造の選び方によって、硬さや耐圧の弱点を補いながら耐薬品性を生かせます。

適切なサイズの決め方

ホースのサイズは、必要な流量を所定の流速で流せる内径を基準に決めます。内径を求める計算の手順を説明します。

流量からの内径算出

ホースの太さは、必要な流量と想定する流速から計算します。単位を含めた関係式は、流量［L/min］＝6×断面積［cm²］×流速［m/s］です。たとえば30L/minを4m/sで流す場合、必要な断面積は約1.25cm²、内径に直すと約12.6mmになります。計算値と同じ内径の製品はまれで、規格サイズのうち近いものか一段太いものを選ぶようにしましょう。メーカーのカタログには、流量と流速の2点を線で結ぶと内径が読み取れる換算図（ノモグラフ）が載っていることも多く、計算結果の検算に利用できます。

推奨される流速の範囲

ホース内を流れる速さの目安は、配管の役割によって異なります。流速を上げると内径は細く済む反面、圧力損失や発熱が増え、内面の摩耗も進みます。逆に流速を下げすぎた設計では内径が太くなり、重さや曲げ半径が増して取り回しが悪くなります。ポンプの吸込側では、入口の圧力が下がって気泡が生じるキャビテーションを防ぐ目的で、流速を低めに抑えます。

油圧回路では、次の3つのラインで推奨流速がそれぞれ異なります。

• ・吸込ライン：タンクからポンプへ吸い込む配管
• ・戻りライン：機器からタンクへ戻す配管
• ・圧力ライン：ポンプから機器へ送り出す配管

具体的な推奨値は、回路や機器、油の種類で変わります。設計資料に示された範囲から流速を選び、前述の式に当てはめることで、ラインごとに必要な内径が決まります。

圧力損失への影響

流体がホース内を流れる際、内壁との摩擦で失われる圧力を圧力損失と呼びます。損失はホースが長いほど増え、流速が上がったり内径が細くなったりすると、さらに大きくなります。継手金具でも損失は生じ、短いホースほど金具の影響を無視できません。失われたエネルギーは熱に変わり、油圧回路では油温の上昇を招きます。配管が長い設備では、計算で求めた内径より一段太いサイズを選ぶと、損失を抑えられます。

設置時の注意点

ホースの性能は、選定した仕様どおりに取り付けられて初めて発揮されます。ここでは、取り付けの段階で生じやすい不具合について解説します。

無理な曲げ配管

ホースを急な角度で曲げると、耐圧性能が落ちて折れや破裂の原因になります。カタログに記載された最小曲げ半径を下回る配管では、補強層の一部に応力が集中し、内面もつぶれて流路が狭まります。中でも避けたいのが、継手金具の根元での曲げです。境目に力が集まり、早い段階で亀裂が入るおそれがあります。狭い場所では、エルボ型の金具やアダプターで向きを変えることで、ホース自体の曲げを緩やかにできます。加圧で長さが変わる製品の場合は、メーカー指定の余長も見込んで長さを決めましょう。

継手金具の不適合

ホースと金具の組み合わせを誤ると、接続部からの漏れや金具の抜けにつながります。まず気をつけたいのが、ホースの内径・外径と金具の差し込み寸法のずれです。寸法が合わないまま締め付けても十分な保持力は得られず、加圧した瞬間に外れることもあります。ねじ規格の違いも同様で、見た目が似ているために取り違えが起こりがちです。流体に直接触れる金具は、材質の適合性まで確かめたうえで使用します。

継手のねじには、日本産業規格（JIS）で定められた次の3種類がよく使われます。

• ・管用テーパねじ：先細りの形状で、締め込むほど密着する方式
• ・管用平行ねじ：径が一定で、パッキン等を挟んで密封する方式
• ・一般用メートルねじ：ミリ単位の寸法で、機械部品にも使う方式

テーパと平行は呼び径が同じでもかみ合い方が違い、無理に締め込むと山を傷めて漏れが生じます。交換時は、現物の刻印と図面の両方で規格を突き合わせることで誤接続を防げます。

取り付け時のねじれ

取り付けでは、ホースをねじったまま固定しないよう注意が必要です。ねじれた状態で加圧すると補強層の編み目が不均一に締まり、一部に応力が偏って寿命が縮むことがあります。ねじれが起きやすいのは、ねじ込み式の金具を回す場面です。金具と一緒にホースも回り、そのまま固定されてしまう例が多く見られます。ホース表面の印字やメーカー指定の基準線がまっすぐ通っているかを目安に、固定前に向きを確かめます。首振りなど構造上ねじれが避けられない箇所には、回転継手（スイベルジョイント）を併用します。

まとめ

ホース選びで最初に行うのは、最高使用圧力・温度域・流体の性質という使用条件の整理です。この3つを固めることで、塩ビ、シリコーン、フッ素樹脂の中から使える素材を絞り込めます。

素材の次は、流量と推奨流速から内径を求め、配管の長さによる圧力損失も加味してサイズを決めます。とはいえ、仕様を正しく選んでも、取り付けに不備があると本来の性能は発揮されません。最小曲げ半径、継手金具の規格、ねじれの有無まで含め、選定から設置までを一連の工程として進めましょう。

株式会社ヤマカミでは、幅広い取り扱いメーカーとの関係を生かし、ホース・チューブから工業用ゴム・プラスチック製品まで多様な商材をご用意しております。各種加工製品の自社製造も行っており、使用条件に合わせたホースの選定から加工品のご提供まで一貫して対応いたします。ホースの選定や配管方法でお悩みの際は、ぜひ当社までご相談ください。

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