JP2003011132A - 湾曲したホースの形成方法及び形成するためのマンドレル - Google Patents

湾曲したホースの形成方法及び形成するためのマンドレル

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加硫後の湾曲したホースをマンドレルから取
り外すとき、成型されたホースの最終形状に悪影響を与
えることなく取り外しが可能な湾曲したホースの形成方
法及び形成するためのマンドレルを提供する。 【解決手段】 所定長さのホースが複数の脚部を有する
マンドレル上に挿入される。マンドレルは、少なくとも
２本の脚部を有し、ホースの両端は、マンドレルの脚部
上に配置され、ホースの一部分は内部用のマンドレルに
より支持されていない。ホースの支持されていない部分
は、真直ぐであってもよく、あるいはより複雑な湾曲ホ
ースを形成するようにループとなっていてもよい。ホー
スの不支持部分は、外面用マンドレルにより所定の位置
に保持されることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ホースを形成する
方法及びホースを形成するためのマンドレルに関し、特
に、湾曲したホースを形成する方法及びその上でホース
が形成される複数の脚部を有するマンドレルに関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は、中央に真直ぐな部分を持つ湾曲
したホースを形成するための、従来の湾曲したマンドレ
ルを示し、図９は、従来のマンドレルにおける第２の実
施の形態を示す。湾曲したホースは、一般的に、ある長
さに予め切断されたホースのカーカスを湾曲したマンド
レルの上に配置し、それからそのカーカスを加熱し加硫
させて湾曲したホースを形成することにより製造され
る。図８に示されるマンドレル１００は、このマンドレ
ル１００を加硫用ラックに取り付けるために一端にカラ
ー１０２を有するのが一般的である。
【０００３】図８に示すマンドレル１００は、２つの湾
曲した形状の部分を有し、その第１の湾曲部１０８は取
付け用カラー１０２に近接した点に位置し、第２の湾曲
部１１０は取付け用カラー１０２から遠いマンドレル１
００の端部１１２に近接した位置にある。２つの湾曲部
間の中央部１１４は真直ぐに描かれているが、この部分
は湾曲していてもよい。ホース完成品の仕様次第で、こ
の中央部1１４はループ状にすることもできるが、こう
すればホースをマンドレル１００に取り付けたり、そこ
から取り外したりするときの難しさを非常に増加させ
る。所定長に切断されたホースのためのマンドレルは、
様々な形状を持つことができ、ここで示される唯一の例
に限定されるものではない。湾曲したホース、従ってそ
のホースがその上で形成されるマンドレルについての特
定の形状は、ホースの最終の用途やホースが装着される
取付け条件によって決定される 湾曲したホースを形成するために、マンドレル１００は
ホースの望ましい最終の形状と同じか、少し湾曲度の強
い形状を有している。湾曲したホース、従ってマンドレ
ル１００は、直線部分１０４と曲線部分１０６とを有し
ている。直線部分１０４と曲線部分１０６の両者の結合
と、要求されるホースの曲率の複雑さとによって、ホー
スをマンドレルに挿入したり、マンドレルから取り外し
たりすることによって、ホースかマンドレル１００かの
いずれかに損傷を与えることがある。その理由は、ホー
スをマンドレル１００上に挿入したり引っ張ってマンド
レルから取り外したりするために力を必要とするからで
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ホースのカーカスをマ
ンドレル上に挿入すること、および湾曲したホースをマ
ンドレルから取り外すことを容易にするために、潤滑材
をマンドレルまたはホース内面に用いてもよい。提案さ
れた他の解決方法として、所定長のホースの容易な取り
付けや取り外しを可能にするために、真直ぐになる記憶
合金でマンドレルを形成する方法がある。別のマンドレ
ルの解決方法は、マンドレルをロッド上にねじ切りされ
た複数の部分で形成することであり、こうすれば、ロッ
ドは加硫に続いて湾曲したホースを緩めるために分解す
ることができる。
【０００５】しかしながら、これらの全ての解決方法を
行ったとしても、ホースまたはマンドレルに対する損傷
がなお生ずるかもしれない。その上、ホースが加硫に引
き続いて取り外される時、湾曲したホースの直線部分は
マンドレルの曲線部分上を通って引っ張られなければな
らず、湾曲ホースの曲線部分はマンドレルの直線部分上
を通って引っ張られなければならない。ホースをこのよ
うな方法で異なる形状のところを通して引っ張ること
は、ホースの最終形状に悪影響を与える可能性がある。
【０００６】本発明の目的は、加硫後の湾曲したホース
をマンドレルから取り外すとき、成型されたホースの最
終形状に悪影響を与えることなく取り外しが可能な湾曲
したホースの形成方法及び形成するためのマンドレルを
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、湾曲したホー
スの形成方法およびその上で湾曲したホースが加硫され
るマンドレルに関する。ホースは、少なくとも加硫可能
な材料の１層を有する。
【０００８】開示された一つのホースの加硫方法におい
て、加硫方法は、所定長のホースをマンドレル上に挿入
し、ホースを加硫させる工程を含んでいる。マンドレル
は延びている1対の脚部を有し、その脚部の少なくとも
１本は湾曲部を有する。各脚部の特定の形状は最終的な
ホースの仕様による。ホースは、第１のホースの端部を
１つのマンドレルの脚部上に挿入し、第２のホースの端
部を第２のマンドレルの脚部上に挿入することによって
マンドレル上に挿入される。
【０００９】開示された別の方法では、所定長のホース
をマンドレル上に挿入する前にこのホースの一部分を加
硫する。ホースの予備加硫は、ホースを形成する材料が
マンドレル上で加硫される間に内径が維持されることが
保証されるのに十分でなければならない。もしホースが
多層からできているならば、どのような予備加硫の方法
でもホースの多層間の接着を助長するのにもまた十分で
なければならない。
【００１０】開示された別の方法では、ホースの反対側
にある第２の端部を第２のマンドレルの脚部上に固定す
る前に、所定長のホースがそのホース中で輪を形成する
ようにひねられていてもよい。またその代わりに、ホー
スの中央部、すなわち内部のマンドレルにより支持され
ていない部分が、マンドレルの両脚部間で張り詰めて保
持されていてもよい。
【００１１】開示された別の方法では、内部のマンドレ
ルにより支持されていないホースの中央部は、ホースを
形成するために外面用のマンドレル内に配置されること
ができる。
【００１２】また、湾曲したホースを形成するマンドレ
ルも開示されている。そのマンドレルは、１対の対向す
る脚部を有し、そのマンドレルの脚部の少なくとも１つ
は湾曲部分を有する。
【００１３】開示された別のマンドレルにおいては、マ
ンドレルの両方の脚部が湾曲部分を有している。
【００１４】開示された別のマンドレルにおいては、マ
ンドレルはマンドレル両脚部の端部の間に中空の管が配
置されている。中空管は外面用のマンドレルであって、
その外面用のマンドレル内にホースが成形のために配置
され、内部のマンドレルにより支持されていないホース
の中央部分を支持している。
【００１５】マンドレルは、対向する両脚部をその上に
固定する基部のロッドから形成されていてもよい。両脚
部は基部のロッドに固定されてもよいし、あるいは、両
脚部の相対位置を変えるために調節可能な方法で基部の
ロッド上に搭載されていてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【００１７】図１には、本発明のマンドレル１０の一つ
の実施の形態が示されている。従来のマンドレル１００
のような一本の形状のロッドに代わって、マンドレル１
０はその上に対向する脚部１２，１４を持った基部１１
を有する。マンドレル１０は従来のマンドレル１００と
換わって適当な中心点で分割されており、その結果生じ
た両脚部１２，１４の端部の間に間隙１６が残されてい
る。マンドレル１０の第１の脚部１２は、従来のマンド
レル１００におけると同様な第１の湾曲部１０８を有
し、従来のマンドレル１００の第２の湾曲部１１０はマ
ンドレルの第２の脚部１４に設けられている。
【００１８】図２、図３に示されるように、所定長に切
断されたホース２０はマンドレル１０の各脚部１２，１
４上に挿入される。ホースの一つの実施の形態におい
て、ホースは、内層、補強層および外層を有する。内層
および外層は加硫可能な材料の様々なタイプのもののい
ずれからでも形成されることができ、それは、天然ゴム
およびスチレン−ブタジエンゴム，ネオプレン，ブチル
ゴム，エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー，ウ
レタン等の合成ゴムを含むがこれらに限定されない。内
層、外層は、またナイロンまたはフッ素系合成樹脂を含
むがこれに限定されない熱可塑性材料から作られてもよ
い。補強層は、綿，レイヨン，ポリエステル，ポリアミ
ド，あるいはこれら材料の任意の組み合わせでできた編
組、らせん状、あるいは編成の補強材の形態であっても
よい。ある実施の形態では、その意図するホースの用途
が補強層を必要としないので、補強層がないこともあ
る。その他のホースの実施の形態では、さらに多くのあ
るいは少ない加硫可能な層と多重の補強層を持ったホー
スを含んでいる。別の実施の形態においては、所定長の
ホースは加硫可能な材料の単層でもよく、このような特
殊なホース構造は、ホースの意図する用途によって決定
される。製造効率のために、ホースは先ず、連続したホ
ースとして形成され、次に所定長さのホース２０を脚部
のあるマンドレル１０上に置く前に製造上の或る点で所
定長さのホース２０に切断される。
【００１９】所定長のホース２０は、反対向きの両端部
２２，２４を有する。所定長のホース２０を湾曲した所
定長のホースに成形するために、所定長のホース２０の
端部２２がマンドレルの第１の脚部１２に挿入される。
所定長のホース２０の反対側の第２の端部２４は、マン
ドレルの第２の脚部１４に挿入される。図２の実施の形
態においては、第２のホース端部２４がマンドレル１０
に挿入される前に、所定長のホース２０はひねられて、
所定長のホース２０の中央部分２８にループ２６が形成
される。図３の実施の形態においては、所定長のホース
２０の中央部分２８はマンドレルの両脚部の端部の間で
真直ぐに保持される。両実施の形態において、所定長の
ホース２０のマンドレルの両脚部１２，１４の開放端の
間は、動かない状態で保持される。何故ならば、所定長
のホース２０の端部のみがマンドレルの脚部１２，１４
に挿入され、所定長のホース２０の中央部分２８は加硫
中に内側マンドレルにより支持されていないからであ
る。
【００２０】マンドレル１０上に挿入される前に、所定
長のホース２０は部分的に加硫がされていても加硫され
ていなくてもよい。分割されたマンドレル１０上で形成
する前に所定長のホース２０を部分的に加硫することを
決めるのは、基本的に、所定長のホース２０の性能、加
硫中に推定される所定長のホース２０の形状、および加
硫中に支持されない所定長のホース２０の量に基づいて
いる。
【００２１】所定長のホース２０のある領域は加硫中に
支持されていないので、マンドレル上でホースを加硫す
る間に各層が完全に接着されることを確実にするため
に、所定長のホース２０をマンドレル上に挿入する前
に、所定長のホース２０を形成する種々の層は互いに十
分固着されるべきであり、あるいは、内部支持なしに互
いに十分固着可能にすべきである。また、加硫中、支持
されていない部分に沿って内径を維持することが可能で
なければならない。
【００２２】加硫されていない条件下にある、間隙のあ
るマンドレル１０上に置くのに適している所定長のホー
ス２０の例としては、ホース形成後に内径を維持するの
に十分安定している加硫可能な材料の単層から形成され
たホース、または所定長のホース２０の形成中に互いに
容易に固着する比較的粘着性を有する層から形成された
所定長のホース２０を含むがこれらに限定されるもので
はない。
【００２３】もし、所定長のホース２０の種々の層が互
いに容易に固着されないならば、層の固着を確実にする
ために、あるいは不支持部分の内径を安定して維持する
ために、所定長のホース２０は、所定長のホース２０を
マンドレル上に置く前に部分的に加硫されてもよい。こ
のホースは種々のホース層間の固着を保証するため、あ
るいは支持されないホース部分の内径の安定を維持する
ために十分な程度に加硫される。ホースを形成する材料
のタイプによって約１０％の予備加硫から約９０％の予
備加硫の範囲となる。すべてのゴムホースについては予
備加硫量を約１０％程度に少なくできるが、熱可塑性ま
たはフッ素樹脂系の層を有するホースについては予備加
硫量を９０％程度の大きさにすることができる。連続し
たホースが短い長さのホースに切断されてから、または
ホース部分に切断されてからのいずれでも、予備加硫を
することができる。予備加硫が望まれるときは、製造工
程上の容易さから、要求されるホースの長さに切断され
る前に連続した長さのホースを予備加硫することが好ま
しい。
【００２４】所定長のホース２０がマンドレル１０上に
挿入された後に、所定長のホース２０を加硫するためマ
ンドレル１０はオートクレーブ、大気開放炉、または他
の従来の加硫手段に置かれる。加硫の次に、所定長のホ
ース２０はマンドレル１０から取り外される。第１のホ
ースの端部２２を第１の脚部１２から最初に取り外し、
それから第２のホースの端部２４をマンドレルの残りの
脚部１４から取り外すことにより所定長のホース２０は
マンドレル１０から取り外される。加硫されたホースの
湾曲部はマンドレル１０の短い部分を通して引張りさえ
すればよいので、加硫中に所定長のホース２０に与えら
れた湾曲に対する変形を十分に減少させることができ
る。
【００２５】図４、図５は、図９に示された従来のマン
ドレル１２０と置き換えられる本発明のマンドレル３０
のもう１つの実施の形態を示す。マンドレル３０は、取
付けカラー３４に固定された支持用基部３２を有する。
各脚部３６と３８は支持用基部３２に取り付けられてい
る。各脚部３６，３８は図９の従来のマンドレルの湾曲
部１２２，１２４に似ている湾曲部３７，３９を有す
る。所定長のホース４０の中央部分は急カーブで成型さ
れたホースを形成するためループ状となっている。この
場合も、必要なホースの仕様に従って所定長のホース４
０の中央部分は動かない状態であることが望ましい。
【００２６】本発明によって構成される如何なるマンド
レルにおいても、関連する脚部の端部間に残された間隙
は色々な長さとすることができる。間隙の長さは、ホー
スに望まれる最終的な湾曲度に左右される。先例の２つ
のマンドレル１０，３０について、間隙の長さは異なっ
てもよい。所定長さのホースにループ状部が必要とされ
ないならば、脚部はより長く、間隙はより短くしてもよ
い。しかしながら、間隙は、ホースの加硫された湾曲部
分を真直ぐなマンドレル上を引張るときの負の影響を防
ぐのに十分でなければならない。
【００２７】本発明は、複数の脚部を有するマンドレル
を採用することによって、如何なるタイプの湾曲したホ
ースを形成するのにも用いられることができ、マンドレ
ルの脚部の形状は望まれるホースの仕様に従う。そし
て、必要ならば、複数の脚部のうちの１本のみが湾曲部
を有することであってもよい。ホースの中央部分は、図
３のように直線状であってもよく、図２、図４または図
５のようにループ状であってもよい。両湾曲部間のホー
ス部分に追加の折り曲げまたは湾曲が設けられることは
望ましいかもしれない。マンドレルの長さを減らし、追
加された湾曲部を通してのホースの引張りを減らすため
に、外面用のマンドレルがホースに第３の湾曲部を形成
するために用いられてもよい。このようなマンドレルは
図６に示される。
【００２８】マンドレル５０は、図４、図５のマンドレ
ル３０に類似している。基部５２上には、外面用の折曲
げ用マンドレル６０が取り付けられている。折曲げ用マ
ンドレル６０はカラー６２によって基部５２に取り付け
られている。マンドレル６０は基部５２に固定して取り
付けられてもよい。あるいは必要に応じて外面用の折曲
げ用マンドレル６０が、邪魔にならないように回転可能
に取り付けられてもよい。マンドレル６０の適当な配置
および、それによって完成したホースの曲げの適当な位
置を確保するために、カラー６２と関連する基部５２と
には、溝と突起、ボールとソケットのような位置決め手
段、または他の従来の位置決め手段が設けられていても
よい。
【００２９】外面用の折曲げ用マンドレル６０の上部は
曲がった管の形状をしている。管６４は図７のように分
割されて互いに蝶番で取り付けられた中空の管である。
折曲げ管６４の形状は、各脚部５６，５８にある湾曲部
の形状と同様に最終のホースに要求される仕様に従って
選択される。
【００３０】ホースがマンドレル５０上に挿入されたと
き、管６４は開いた状態にある。第１のホース端部が第
１の脚部５６上に入れられると、ホースの中央部は管６
４内に挿入され、管６４は閉じられる。それから、第２
のホース端部が第２の脚部５８上に固定される。次にホ
ースが加硫される。
【００３１】外面用のマンドレル６０を除いて、図示の
すべてのマンドレルは一体となったものとして示されて
いるが、本発明によるマンドレルは、個々の組み合わせ
として形成されることができ、その結果としてマンドレ
ルの形態は、変わったすなわち新しいホースの仕様に合
うように迅速かつ安い費用で変えられることができる。
マンドレル１０を例とすると、マンドレル１０は、マン
ドレル基部１１をねじ付きの棒材から形成することによ
り、組立て方式で形成することができる。少なくとも棒
材の一端には棒材の長さ方向に十分な長さとなるように
ねじが切られている。そのねじが切られた端部に取り付
けられるべき脚部１２または１４は、ねじつきナットに
固定され、それから脚部１２または１４は棒材上の所定
の位置までねじ込まれロックナットでその位置に固定さ
れる。もう一つの脚部１４または１２は、もし棒材の両
端がねじ切りされているならば、棒材の他端に同様に固
定されてもよいし、あるいは、脚部１４または１２は、
溶接または公知の他の固定技術等の手段により棒材の他
端にしっかりと固定されてもよい。両脚部間の距離は、
脚部１２または１４が棒材上にねじ込まれる距離を変え
ることによって、迅速に変えることができ、また１つの
脚部または両脚部１２，１４は、新しいホースの形態と
なるように新しい形態の脚部に迅速に置き換えられるこ
とができる。
【００３２】開示された発明の概念が図示されたマンド
レルに限定されずに、湾曲、ループ状、折り曲げ状等の
何れのタイプのホースにも用いられることができること
を、当業者は理解できよう。本発明の如何なるマンドレ
ルの特定構造も最終的に要望されるホースの仕様に従
う。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明の湾曲したホ
ースの形成方法及び形成するためのマンドレルでは、加
硫後の湾曲したホースをマンドレルから取り外すとき、
成型されたホースの最終形状に悪影響を与えることなく
取り外しが可能となるという効果がある。
【００３４】これは、マンドレルが、延びている一対の
脚部を有し、その内の少なくとも１本の脚部は湾曲部を
有しており、ホースの第１の端部がマンドレルの１本の
脚部上に挿入され、次にホースの第２の端部がマンドレ
ルの第２の脚部上に挿入されることによって、ホースが
マンドレル上に挿入されるので、取り外しに当ってはそ
れぞれの端部を短いマンドレルの脚部から引き抜けばよ
いだけだからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により構成された複数の脚部を持ったマ
ンドレルの一実施の形態である。
【図２】複数の脚部を持ったマンドレルに取り付けられ
たホースの一実施の態様である。
【図３】図２のマンドレルに取り付けられたホースの他
の実施の態様である。
【図４】複数の脚部を持ったマンドレルの他の実施の形
態である。
【図５】図４の上面図である。
【図６】外面用のマンドレルと協力して使用されるマン
ドレルの他の実施の形態である。
【図７】図６の外面用のマンドレルの管を開き内部を示
す図である。
【図８】中央に真直ぐな部分を持つ湾曲したホースを形
成するための、従来の湾曲したマンドレルである。
【図９】従来のマンドレルの第２の実施の形態である。
【符号の説明】
１０，３０，５０，６０，１００，１２０ マンドレ
ル １１，３２，５２ 基部 １２，１４，３６，３８，５６，５８ 脚部 １６ 間隙 ２０，４０ 所定長のホース ２２，２４ ホース端部 ２６ ループ ２８，１１４ 中央部 ３４，５４，６２，１０２ カラー ３７，３９，１０８，１１０，１２２，１２４ 湾曲
部 ６４ 管 １０４ 直線部分 １０６ 曲線部分 １１２ マンドレル端部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 590002976 1144 Ｅａｓｔ Ｍａｒｋｅｔ Ｓｔｒｅ ｅｔ，Ａｋｒｏｎ，Ｏｈｉｏ 44316− 0001，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 キャロル リン エインズワース アメリカ合衆国 53590 ウィスコンシン 州 サン プレーリー ヒドン メドウズ 2359 (72)発明者 ロバート ジョン コザーク アメリカ合衆国 53590 ウィスコンシン 州 サン プレーリー ブエナ ヴィスタ ドライヴ 1443 Ｆターム(参考） 4F202 AG12 CA27 CB01 CK13 CN01 4F203 AG12 DA11 DB01 DC01 DL10

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１層の加硫可能な材料を有す
    る所定長のホースをマンドレル上で加硫する湾曲したホ
    ースの形成方法において、該方法は前記ホースをマンド
    レル上に挿入して該ホースを加硫する工程を有する方法
    であって、 前記マンドレルは、延びている一対の脚部を有し、その
    内の少なくとも１本の脚部は湾曲部を有し、 前記ホースの第１の端部をマンドレルの１本の脚部上に
    挿入し、次に前記ホースの第２の端部をマンドレルの第
    ２の脚部上に挿入することによって、前記ホースをマン
    ドレル上に挿入する、ことを特徴とする湾曲したホース
    の形成方法。
  2. 【請求項２】 前記方法は、さらに、前記所定長のホー
    スを前記マンドレル上に挿入する前に、前記ホースを部
    分的に加硫する工程を有する、請求項１記載の湾曲した
    ホースの形成方法。
  3. 【請求項３】 湾曲したホースを形成するためのマンド
    レルであって、該マンドレルは反対向きの１対の脚部を
    有し、該マンドレルの少なくとも１本の脚部は湾曲部分
    を有する、ことを特徴とする湾曲したホースを形成する
    ためのマンドレル。
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