CN113167041B - 充气式护舷材 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在主体负载有规定内压时，能够更顺畅地膨胀并确保规定形状的充气式护舷材。对于在主体(2)为中立状态下帘线角度(A)设定为25°以上且45°以下的各增强层(5)，若对主体(2)负载规定内压(P)，则在相互的增强层(5)的帘线(6)沿交叉的方向延伸的相邻的组(S)彼此之间夹存的中间橡胶层(9c、9e、9g)发生剪切变形，并且帘线角度(A)增大至稳定的静止角左右，膨胀的主体(2)维持规定形状，在由层叠并相邻的两层增强层(5)彼此形成的每一个组(S)中，各增强层(5)的帘线(6)彼此以规定的帘线角度(A)沿相同方向延伸，因此剪切力实质上未作用于在这些增强层(5)之间夹存的中间橡胶层(9b、9d、9f、9h)，因此在使主体(2)膨胀时的阻力减小。

Description

充气式护舷材
技术领域
本发明涉及一种充气式护舷材，更详细而言，涉及一种在负载有规定内压时，能够更顺畅地膨胀并确保规定形状的充气式护舷材。
背景技术
充气式护舷材一般具有在圆筒状的躯干部的两端具备碗状的镜部的主体，主体构成为在内层橡胶与外层橡胶之间层叠有多个增强层。在躯干部中，各个增强层是将许多帘线平行地拉齐而形成的，该帘线相对于筒轴方向以规定的帘线角度进行配置。层叠并相邻的增强层彼此的帘线成为交叉的状态(所谓的偏置构造)。在将未使主体膨胀的中立状态下的帘线角度设定为静止角左右(54°～55°)的情况下，即使向主体的内部填充空气而负载规定内压，主体的大小(长度和外径)也不会发生太大变化。
还提出了一种在未使主体膨胀的中立状态下，将躯干部的各个增强层的帘线角度设定为15°～45°，由此能够在对主体负载有规定内压时，使其膨胀得更大的构造(参照专利文献1)。在该构造中，当对主体负载规定内压时，直至躯干部的各个增强层的帘线角度成为静止角左右为止，主体膨胀并维持规定形状。然而，在主体膨胀时，剪切力作用于层叠并相邻的增强层彼此之间的中间橡胶层。与此同时，各个中间橡胶层成为使主体膨胀时的较大的阻力，因此不利于使主体顺畅地膨胀。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-231297号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的目的在于提供一种在负载有规定内压时，能够更顺畅地膨胀并确保规定形状的充气式护舷材。
技术方案
为了达成上述目的，本发明的充气式护舷材具备：主体，具有圆筒状的躯干部和与该躯干部的两端连接的碗状的镜部，所述主体构成为在内层橡胶与外层橡胶之间层叠有多个增强层，在所述躯干部中，各个所述增强层由相对于筒轴方向以规定的帘线角度被平行地拉齐并延伸的许多帘线形成，在各个所述增强层之间夹存有中间橡胶层，所述充气式护舷材的特征在于，所述充气式护舷材具有如下构造：在所述躯干部层叠并相邻的两层所述增强层彼此成为一个组，具有多个该组且各个所述组彼此由相互不同的所述增强层构成，在每一个所述组中，各个所述增强层的所述帘线彼此沿相同方向延伸，在层叠并相邻的所述组彼此中，相互的所述增强层的所述帘线沿交叉的方向延伸，在未使所述主体膨胀的中立状态下，将所述躯干部的各个所述增强层的所述帘线角度设定为25°以上且45°以下。
发明效果
根据本发明，在未使主体膨胀的中立状态下，将躯干部的各个增强层的帘线角度设定为25°以上且45°以下，因此当向主体填充空气而成为规定内压时，躯干部的各个增强层的帘线角度增大至稳定的静止角左右，且能够确保膨胀后的主体为规定形状。在每一个所述组中，各自的增强层的帘线彼此以规定的帘线角度沿相同方向延伸，因此在主体膨胀时，剪切力实质上未作用于在这些增强层之间夹存的中间橡胶层。在层叠并相邻的所述组彼此中，相互的增强层的帘线沿交叉的方向延伸。因此在主体膨胀时，在存在于组的层叠构造中的中间橡胶层中，剪切力实质上仅作用于在层叠并相邻的组彼此之间夹存的中间橡胶层，因此使主体膨胀时的阻力减小，有利于使主体顺畅地膨胀。
附图说明
图1是将躯干部的构件的一部分切开并以侧视视角举例示出未使主体膨胀的中立状态下的本发明的充气式护舷材的说明图。
图2是局部放大并以横截面视角举例示出图1的充气式护舷材的躯干部的说明图。
图3是以俯视视角举例示出各个增强层的帘线的延伸方向的说明图。
图4是放大并以横截面视角举例示出增强层的层叠状态的说明图。
图5是将躯干部的构件的一部分切开并以侧视视角举例示出对主体负载规定内压而膨胀为规定形状的图1的充气式护舷材的说明图。
具体实施方式
以下，基于图示的实施方式对本发明的充气式护舷材进行说明。
图1～图3所举例示出的本发明的充气式护舷材1(以下称为护舷材1)具备：主体2，在圆筒状的躯干部3a的两端连接有碗状的镜部3b；以及接头部10，设于主体2。在本实施方式中，在一方的镜部3b设有接头部10，但是，有时也在两侧的镜部3b设置接头部10。
主体2构成为在内层橡胶4与外层橡胶8之间层叠有多个增强层5。在本实施方式中，层叠有10层增强层5(5a～5j)。增强层5的层叠数例如为6以上且18以下的范围左右。各个增强层5由许多帘线6形成。作为帘线6，可使用钢帘线、有机纤维帘线等。帘线6的外径例如为0.5mm以上且1.5mm以下的范围左右。
在各个增强层5彼此之间夹存有中间橡胶层9(9a～9i)。作为形成中间橡胶层9的橡胶，例如可使用天然橡胶、丁基橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、丁腈橡胶等。中间橡胶层9的层厚例如在未使主体2膨胀的中立状态下为小于1mm，更优选为0.2mm以上且0.6mm以下。
未使主体2膨胀的中立状态是指在帘线6实质上未产生张力的状态，虽然在主体2的内部注入了空气，但其内压为比大气压稍高的程度(例如10kPa)。并且，所述中立状态为在躯干部3a保持圆筒状的形态的同时，镜部3b保持碗状的形态的状态。未使主体2膨胀的中立状态下的躯干部3a的外径例如为2m以上且8m以下的范围左右。
作为形成内层橡胶4的橡胶，例如可使用天然橡胶、丁基橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、丁腈橡胶等。作为形成外层橡胶8的橡胶，例如可使用天然橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、丁腈橡胶、乙烯丙烯橡胶等。在未使主体2膨胀的中立状态下，内层橡胶4的层厚例如为2mm以上且5mm以下的范围左右，外层橡胶8的层厚例如为3mm以上且12mm以下的范围左右。
在躯干部3a中，各个增强层5由相对于筒轴方向CL以规定的帘线角度A被平行地拉齐并延伸的许多帘线6形成。在该护舷材1中，如图3所举例示出的那样，层叠并相邻的两层增强层彼此成为一个组S，该护舷材1具有多个组S(S1～S4)。各个组S彼此由相互不同的增强层5构成。在本实施方式中，由最内周的增强层5a和最外周的增强层5j以外的8层增强层5b～5i构成四个组S1～S4。组S的数量例如为3～6左右，优选设为多个。
在每个组S1、S2、S3、S4(一个组S)中，各自的增强层5的帘线6彼此沿相同方向以规定的帘线角度A延伸。在层叠并相邻的组S彼此中，相互的增强层5的帘线6沿交叉的方向以规定的帘线角度A延伸。即在组S1和S2中，相互的增强层5的帘线6沿交叉的方向延伸，在组S2和S3中，相互的增强层5的帘线6沿交叉的方向延伸，在组S3和S4中，相互的增强层5的帘线6沿交叉的方向延伸。因此在组S1和S3中，相互的增强层5的帘线6平行地延伸，在组S2和S4中，相互的增强层5的帘线6平行地延伸。
详细而言，增强层5b、5c、5f、5g各自的帘线6以向相同方向倾斜的帘线角度A延伸。增强层5d、5e、5h、5i各自的帘线6以向相同方向倾斜的帘线角度A延伸。并且，增强层5b、5c、5f、5g各自的帘线6与增强层5d、5e、5h、5i各自的帘线6沿相互交叉的方向延伸。即在该躯干部3a中，帘线6以组S为单位而成为偏置构造。
在本实施方式中，最内周的增强层5a的帘线6向与层叠并相邻的增强层5b的帘线6交叉的方向倾斜并以帘线角度A延伸。最外周的增强层5j的帘线6向与层叠并相邻的增强层5i的帘线6交叉的方向倾斜并以帘线角度A延伸。
在未使主体2膨胀的中立状态下，将各个增强层5的帘线角度A设定为25°以上且45°以下。更优选的是，将帘线角度A设定为30°以上且35°以下。
如图4所举例示出的那样，各个增强层5通过层厚t的涂层橡胶7覆盖帘线6。因此在躯干部3a成型时，若这些增强层5简单地层叠，则增强层5彼此之间的中间橡胶层9的层厚T成为涂层橡胶7的层厚t的两倍(T＝2t)。
镜部3b也可以构成为使躯干部3a的增强层5延伸直至筒轴方向两端部为止。即也可以将主体2的整体设为偏置构造。或者，镜部3b也可以由以接头部10为中心呈放射状延伸的帘线6形成的增强层和由沿圆周方向延伸的帘线6形成的增强层交替层叠而构成。
在保管、搬运、设置护舷材1时等未使用时，例如将主体2的内压设为10kPa左右的低压，并如图1所举例示出的那样，设为未膨胀的中立状态。而且，排出主体2的内部的空气而设为折叠的状态。
在将护舷材1安装于设置场所并使用的情况下，如图5所举例示出的那样，使主体2膨胀并维持规定形状。具体而言，通过设置于接头部10的阀门，向主体2的内部填充空气而负载规定内压P。规定内压P例如为50kPa～100kPa左右。
在向主体2的内部填充空气而达到规定内压P的过程中，在躯干部3a中，构成为各个增强层5的帘线角度A增大至稳定的静止角左右(54°～55°)。在此，在每一个组S中，各自的增强层5的帘线6彼此以规定的帘线角度A沿相同方向延伸，因此剪切力实质上未作用于在这些增强层5之间夹存的中间橡胶层9b、9d、9f、9h。
另一方面，在躯干部3a层叠并相邻的组S彼此的增强层5的帘线6沿交叉的方向延伸，因此剪切力作用于在组S彼此之间夹存的中间橡胶层9c、9e、9g而发生剪切变形。在本实施方式中，中间橡胶层9a、9i也发生剪切变形。像这样，在对主体2负载有规定内压P时，在躯干部3a中，各个增强层5的帘线角度A增大至稳定的静止角左右(54°～55°)，主体2膨胀并维持规定形状。
即在主体2膨胀时，若关注组S的层叠构造，则在中间橡胶层9b～9h中，剪切力实质上仅作用于在层叠并相邻的组S彼此之间夹存的中间橡胶层9c、9e、9g。因此与剪切力作用于中间橡胶层9b～9h的全部的情况相比，使主体2膨胀时的阻力减小，有利于使主体2顺畅地膨胀。
躯干部3a的外径在负载有规定内压P时相对于中立状态能够设为120％以上且150％以下的范围左右。主体2(躯干部3a)的轴向长度在负载有规定内压P时相对于中立状态成为95％以下且80％以上的范围左右。
在中间橡胶层9的层厚小于0.2mm时，在主体2膨胀时对于剪切力所作用的中间橡胶层9(9c、9e、9g)的负载变得过大。此外，在中间橡胶层9的层厚为1mm以上时，护舷材1的重量变得过大。因此各个中间橡胶层9的层厚T优选为0.2mm以上且小于1mm，更优选为0.2mm以上且0.6mm。
此外，在中立状态下，帘线角度A小于25°时，对于使帘线角度A增大至静止角左右而言，在中间橡胶层9c、9e、9g和中间橡胶层9a、9i中产生过大的剪切应力，因此不优选，因此优选设为25°以上，更优选设为30°以上。
在该帘线角度A大于45°时，使主体2从中立状态起负载有规定内压P时的躯干部3a的扩径情况减小，因此优选设为45°以下，更优选设为35°以下。
在本实施方式中，在未使主体2膨胀的中立状态下，所有中间橡胶层9的层厚T相同，但并不限于此。也可以构成为如下规格：在未使主体2膨胀的中立状态下，在每一个组S的增强层5彼此之间夹存的中间橡胶层9b、9d、9f、9h的层厚T被设定为比在层叠并相邻的组S彼此之间夹存的中间橡胶层9c、9e、9g的层厚T小。在主体2膨胀时，实质上作用了剪切力的是中间橡胶层9c、9e、9g，因此通过该规格能够确保使主体2顺畅地膨胀直至规定形状为止，并且能谋求轻型化。需要说明的是，在主体2膨胀时，剪切力也作用于中间橡胶层9a、9i，因此中间橡胶层9a、9i的层厚设为与中间橡胶层9c、9e、9g相同为好。
如图4所举例示出的那样，在躯干部3a成型时，若简单地层叠相同规格的增强层5(涂层橡胶7的层厚t)，则所有中间橡胶层9的层厚T相同。因此例如在层叠成为相同组S的增强层5b、5c时，在这些层间追加橡胶层。在增强层5d与增强层5e的层间、增强层5f与增强层5g的层间以及增强层5h与增强层5i的层间也同样地追加橡胶层即可。
最内周的增强层5a和最外周的增强层5j也可以设为构成组S的构造。但是，若增强层5的数量增加，则不利于护舷材1的轻型化。因此只要能够确保护舷材1所要求的耐压性，如本实施方式那样，由除了最内周的增强层5a和最外周的增强层5j以外的增强层5b～5i构成组S即可。
附图标记说明
1充气式护舷材
2主体
3a躯干部
3b镜部
4内层橡胶
5(5a～5j)增强层
6帘线
7涂层橡胶
8外层橡胶
9(9a～9i)中间橡胶层
10接头部
A帘线角度
S(S1、S2、S3、S4)增强层的组

Claims (5)

1.一种充气式护舷材，所述充气式护舷材具备：
主体，所述主体具有圆筒状的躯干部和与该躯干部的两端连接的碗状的镜部，
所述主体构成为在内层橡胶与外层橡胶之间层叠有多个增强层，在所述躯干部中，各个所述增强层由相对于筒轴方向以规定的帘线角度被平行地拉齐并延伸的许多帘线形成，在各个所述增强层之间夹存有中间橡胶层，所述充气式护舷材的特征在于，
所述充气式护舷材具有如下构造：在所述躯干部层叠并相邻的两层所述增强层彼此成为一个组，具有多个该组且各个所述组彼此由相互不同的所述增强层构成，在每一个所述组中，各个所述增强层的所述帘线彼此沿相同方向延伸，层叠并相邻的所述组彼此的所述增强层的所述帘线沿交叉的方向延伸，
在未使所述主体膨胀的中立状态下，将所述躯干部的各个所述增强层的所述帘线角度设定为25°以上且45°以下。
2.根据权利要求1所述的充气式护舷材，其中，
在所述中立状态下，所述躯干部的各个所述中间橡胶层的层厚为0.2mm以上且小于1mm。
3.根据权利要求1或2所述的充气式护舷材，其中，
在所述中立状态下，在每一个所述组的所述增强层彼此之间夹存的所述中间橡胶层的层厚被设定为比在层叠并相邻的所述组彼此之间夹存的所述中间橡胶层的层厚小。
4.根据权利要求1或2所述的充气式护舷材，其中，
由除了最内周和最外周的所述增强层以外的所述躯干部的所述增强层构成所述组。
5.根据权利要求1或2所述的充气式护舷材，其中，
所述组的数量为6以下。
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