JP2005054490A - ゴム製袋体とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
従来、起伏ゲートに使用されるゴム製袋体は、手作りにより成形され、個別に加硫されたゴム製袋体は、形状・寸法、物性が不安定であったので、形状・寸法、物性などの品質が安定し、また、短納期で安価なゴム製袋体を提供する。
【解決手段】 予め心体帆布５と未加硫ゴム層とを積層し、加硫プレス機により加硫された長方形のゴム製袋体原反８を用い、このゴム製袋体原反８の長さ方向中心線に沿って幅方向に折り曲げ、この折り曲げられたゴム製袋体原反８の長さ方向両端部３，３’に、予め準備した未加硫の内側ゴム６２、シール用帆布６１、未加硫の外側ゴム６３を積層したシール材７を長さ方向端部３，３’に覆うように密着させ、このシール材７を密着した長さ方向端部３，３’は加硫プレス機により加硫接着されて密封され、寸法、物性など品質が安定した長さ方向端部を形成している。
【選択図】 図１

Description

この発明は、水路底に設けた屈曲可能な繋止手段に、起立・倒伏自在に取り付けられ、水路の流水を堰上げまたは放流する目的で使用される河川堰に関し、河川堰の一形式である起伏ゲートとして用いられる金属製扉体を起伏する手段として使用されるゴム製袋体とその製造方法に関する。

水路底に起立または倒伏可能に繋留された金属製扉体の下流側に、空気袋を設置し、この空気袋の内部に空気を圧入して空気袋を膨張させることにより前記金属製扉体を起立させて流水を貯留し、逆に前記空気袋から空気を排出することにより、空気袋を収縮させて前記金属製扉体を倒伏させて、貯留された流水を排出する河川堰が開発されている。

空気袋は内部の空気を排出したとき、図７（ａ）に示すように平坦で平面視長方形となる。この空気袋５１は３辺が閉じられ、１辺２８は閉止されていない。１辺２８にはアンカーボルトが貫通する孔２７が１列に設けられ、また、１辺２８の端部には、図７（ｂ）に断面図を示すように樹脂製のロッド２５によって空気袋の心体帆布を保護している。さらに空気袋の下面幅方向ほぼ中央であって１辺２８に近い位置に口金５３を設けて空気管に接続して起立時、空気を圧入し、倒伏時、空気を排出する（例えば、特許文献１参照）。

この空気袋５１を用いた起伏ゲートの概要を図６（ａ）と図６（ｂ）とを参照しながら説明する。図６（ａ）は金属製扉体５２を起立して、河川水１１を貯留した状態の起伏ゲート５０の断面図を示し、図６（ｂ）は、金属製扉体５２を倒伏した状態の起伏ゲート５０の断面図を示す。図６（ａ）に示すように金属製扉体５２は、その下端部を、クランプ５４の近くで基礎コンクリート１０に図示しない連結手段により屈曲可能に支持される。なお、金属製扉体５２の下端部よりの漏水を防止するために定着ゴム５７を、金属製扉体５２の下端部とアンカーボルト５６により基礎コンクリート１０に固定されるクランプ５４との間に設けている。

空気袋５１は、その一端部を定着ゴム５７と一緒に敷金物５５とクランプ５４との間にに挟持されて基礎コンクリート１０に固定され、空気管５３を通して加圧空気が圧入されて膨らむことにより、金属製扉体５２を上方に押し上げて堰を形成する。なお、金属製扉体５２は、引留帯アンカーボルト１３に繋止された引留帯５９により、上端が貯水に必要な高さとなる傾斜に維持され、さらに、振動を防止するためにスポイラー１２を設けることができる。

図６（ｂ）は、空気袋５１内の空気を排出して金属製扉体５２を倒伏した状態を示す。空気を排出した空気袋５１は、図７（ａ）に平面図を、図７（ｂ）に側面図を示すように、３辺は閉じられ１辺２８が開放可能な長方形で、開放可能な１辺２８は、基礎コンクリート１０にクランプ５４で押さえつけられ（図６（ａ）参照）密封されて袋体となっている。

従来の空気袋５１は通常、手貼り缶加硫品であり、手貼り缶加硫は次のように製造される。製造する空気袋の大きさに対応する寸法を有する心体帆布の両面に未加硫のゴムシートを積層した積層シートを成形し、この積層シートの空気袋としたとき内側になる面に離型処理（打ち粉、離型紙など）を施して、積層シートの長さ方向中心線に沿って幅方向に折り曲げて、平面視長方形とし、長さ方向の一辺は開放部としてそのままに残し、長さ方向の両端部には未加硫ゴムシートと心体帆布とを交互に手作業により貼り付けて袋形状に成形した。この未加硫の袋体を蒸気加硫缶または熱風加硫缶などに入れて加硫し、加硫すみの空気袋を製造していた。

この手貼り方式による空気袋は、未加硫ゴムシートを手作業により成形するので、伸縮しやすく、シートの部位により不均一な歪みが残り、加硫後、表面に凹凸を生じたり、部分的に強度が変化することがあり、加圧空気を圧入するとき空気袋の形状が安定しない問題があり、また手作業が多く製作時間が長く高価となる。
特開２００３−６４６４６号公報（図５、段落番号０００３，００２４）

従来の空気袋として用いられるゴム製袋体は手作りにより成形され、個々に成形し加硫するので手作業部分が多く、製作時間が長くなり、コストが高くなる問題があり、また、形状、物性など品質的にもばらつきが大きくなる問題がある。本発明は、ゴム製袋体原反の製作や長さ方向両端部の密封方法を改善して、安定した品質で、短納期、低価格のゴム製袋体を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために請求項１に記載のゴム製袋体は、金属製扉体を起伏させ開閉する河川堰として用いられる起伏ゲートの起伏手段であるゴム製袋体であって、心体帆布と未加硫又は加硫済みのゴム層とを積層した長方形であるゴム製袋体原反を、この長さ方向中心線に沿って幅方向に平面視長方形に折り曲げ、折り曲げられたゴム製袋体原反の長さ方向両端部に、シール材として未加硫の内側ゴム、シール用帆布および未加硫の外側ゴムをこの順序で密着させ、前記ゴム製袋体原反とシール材とを加硫プレス機により加硫接着していることを特徴とする。

心体帆布と未加硫または加硫済みゴム層とを積層した長方形のゴム製袋体原反を折り曲げて平面視長方形にすることにより、一辺は他の部分と同じ品質となり、他の３辺は開放されたものとなる。この長さ方向両端部に未加硫のシール材を密着させて、前記ゴム製袋体原反と前記シール材とを加硫プレス機により加硫接着されているので、長さ方向端部とシール材との接着が強固であるとともに、シール用帆布により補強されるので、端部接合部としての強度を十分に確保することができる。なお、前記ゴム製袋体原反に用いられるゴム層は、未加硫又は加硫済みのものが用いられ、未加硫であるときはシール材を加硫接着するとき同時に加硫される。未加硫、加硫済みいずれの場合も加硫プレス機により加硫されているので、ゴム製袋体原反全体の厚さが均一であり、心体帆布とゴム層との接着力や、加硫されたゴム層の物性がともに高水準で安定したものである。

また、前記心体帆布およびシール材帆布としては、ポリエステル系帆布、ナイロン系帆布など高強度の帆布が使用できるが後者が好ましく使用される。また、ゴム層としてはＥＰＤＭ（エチレン-プロピレンゴムのＥＮＢタイプ），ＥＰＭ（エチレン-プロピレンゴムのランダム共重合体）、ＣＲ（クロロプレンゴム）など耐候性の良い材料が使用される。シール材にも同様な材料が使用される。

請求項２に記載のゴム製袋体の製造方法は、金属製扉体を起伏して開閉する河川堰として用いられる起伏ゲートの起伏手段であるゴム製袋体の製造方法であって、心体帆布の外側に未加硫の外側ゴム層を、内側に未加硫の内側ゴム層を積層した長方形のゴム製袋体原反を、この長さ方向中心線に沿って幅方向に平面視長方形に折り曲げて、このゴム製袋体原反の長さ方向両端部の外側ゴム層を、前記長さ方向端部の側辺に沿ってシール材を接着する幅で切除し、長さ方向両端部を含む前記ゴム製袋体原反の内側に、曲面端部を有する中型を挿入密着した後、前記外側ゴム層を除去した長さ方向両端部に、シール材として未加硫の内側ゴム、シール用帆布及び未加硫の外側ゴムをこの順序で前記長さ方向両端部を覆うように密着させ、前記シール材の外側に耳金を当てて、前記ゴム製袋体原反と前記シール材とを加硫プレス機に装着し、加圧・加熱して加硫接着することにより長さ方向両端部を密封することを特徴とする。

ゴム製袋体原反は、予め心体帆布の袋体としたとき外側となる外側面に未加硫の外側ゴム層を、他の面に内側ゴム層を積層している。長方形のゴム製袋体原反をこの長さ方向中心線に沿って幅方向に折り曲げることにより、折り曲げた一辺は連続であり、他の一辺および長さ方向両端部が開放された平面視長方形とする。ゴム製袋体原反の長さ方向両端部の外側ゴム層を、側辺に沿ってシール材を接着する幅（範囲）で切除することにより、シール材を心体帆布に接着しやすくする。なお、前記接着する幅は、シール材を必要な強度で接着するに足る幅である。

前記長さ方向両端部を含む前記ゴム製袋体原反の内側に、曲面端部を有する中型を挿入し、この曲面端部をゴム製袋体原反の長さ方向両端部より突出させている。曲面端部を突出さることにより、シール材をこの曲面に合わせて成形できるので、このシール材をスムーズに屈曲させることができ、ゴム製袋体を膨張、収縮させるときシール材部分より破壊されることを防止する。

つづけて前記長さ方向両端部に、シール材として未加硫の内側ゴム、シール用帆布と未加硫の外側ゴムとをこの順序で前記長さ方向両端部を覆うように密着させる。このシール材のシール用帆布や未加硫ゴムなどの構成はゴム製袋体原反とは別に設計できるので、ゴム製袋体の膨張、収縮に耐える接着部とすることができる。

前記シール材の外側に耳金を当接して、このシール材とゴム製袋体原反とを加硫プレス機に装着し加圧・加熱して加硫接着することにより、前記長さ方向端部とシール材とを強固に接着する。耳金を当てて加硫することにより、加硫時のゴム流れを防止して厚さを均一とし、安定した物性を確保しやすい。また、この耳金のシール材と向かい合う面を凹形状の曲面とすることにより、シール材の外側は、スムーズな曲面に仕上げられ、ゴム製袋体に加圧空気を圧入したとき、ゴム製袋体のシール材部分に突起を生じなくなる。なお、ゴム製袋体原反のゴム層が未加硫であるので、このシール材を加硫接着するとき、同時にゴム製袋体原反全体を加硫する。

このように加硫接着は、加硫プレス機により行われるので、ゴム製袋体原反全体の厚さが均一であり、心体帆布とゴム層との接着力や、加硫されたゴム層の物性がともに高水準で安定したものである。

請求項３に記載のゴム製袋体の製造方法は、 前記ゴム製袋体原反の未加硫の外側ゴム層及び内側ゴム層に代えて、加硫プレス機により加硫接着された外側ゴム層及び内側ゴム層を用いたことを特徴とする。ゴム製袋体原反を予め加硫プレスにより加硫接着しているので、ゴム製袋体の製作工程において厚さや形状が変化することがなく、品質のばらつくも防止できる。なお、シール材の加硫接着するとき、長さ方向端部とシール材のみを加圧加熱して加硫接着することができる。

請求項４に記載のゴム製袋体の製造方法は、ゴム製袋体原反の長さ方向両端部に密着させるシール材を、予め未加硫の内側ゴム、シール用帆布及び未加硫の外側ゴムをこの順序で積層していることを特徴とする。シール材として、予め内側ゴム、シール用帆布と外側ゴムとを積層しＵ字型に成形しておくことにより、前記長さ方向端部に容易に密着することができる。また、内側ゴム、外側ゴムは未加硫ゴムを押出成形することにより厚さ、断面形状を広範囲に設計できるので長さ方向両端部に密着しやすい形状とすることができる。また、これによりシール材を長さ方向両端部に密着させることが容易であり成形作業が短時間となる。

以上説明したことから明らかなように、本発明のゴム製袋体は、ゴム製袋体全体を加硫プレス機により成形加硫しているので、厚さ精度がよく、物性も高水準で安定している。また、長さ方向端部にシール材が加硫プレス機により加硫接着されているので、心体帆布が切断されている長さ方向端部が十分に補強されるとともにこの接着部分の寸法、形状、物性が安定している。

請求項２に記載の製造方法に依れば、ゴム製袋体原反の長さ方向端部を密封するために、長さ方向両端部に未加硫の内側ゴム、シール用帆布と未加硫の外側ゴムを密着積層して加硫プレス機により加硫接着するので、長さ方向両端部は寸法精度、物性ともに良好に密封されたゴム製袋体を作りができる。また、中型を使用することにより、成形作業が容易になり、短時間で安価なゴム製袋体を提供することができる。

請求項３に記載の製造方法に依れば、ゴム製袋体原反を予め加硫プレス機により加硫しておくことにより、ゴム製袋体の成形工程で寸法、形状が変化することがなく安定した品質が得られる。

請求項４に記載の製造方法によれば、シール材を予め積層しておくことにより、ゴム製袋体の成形作業時にシール材を長さ方向両端部に密着させる作業が容易となり、短時間で成形可能になる。また、押出法により外側ゴム、内側ゴムに予め所定の形状（長さ方向両端部に対応する形状）に成形することも容易であり、手作業に比してより安定したシール材を形成できる。

本発明のゴム製袋体は、予め加硫プレス機により加硫された寸法、品質が安定した所定寸法（ゴム製袋体の寸法により定まる）の長方形のゴム製袋体原反を用い、また、ゴム製袋体の長さ方向端部を密封する手段として、予め準備された未加硫ゴムとシール用帆布との積層体であるシール材を、前記長さ方向端部を覆って密着させ、加硫プレス機により加硫接着することにより、本体部、長さ方向端部ともに安定した品質で、短納期、低価格なゴム製袋体を提供する。

以下、本発明に係るゴム製袋体およびその製造方法について、実施例を図１〜５を参照しながら説明する。本発明にかかるゴム製袋体１の内部の空気を抜いた倒伏時の状態を図１に示す。図１（ａ）に平面図を示し、このＡ−Ａ断面図を図１（ｂ）に、Ｂ−Ｂ断面図を図１（ｃ）に示す。前述の起伏ゲート５０（図６参照）の一部（起伏手段）として取り付ける前であって、三辺（折り曲げ端部２、密封端部３，３’）は密封され、一辺（開放端部３１）は開放された平面視長方形である。

図１（ｂ）に図１（ａ）のＡ−Ａ断面図を示すように、折り曲げ端部２は、ゴム製袋体原反８（図２（ａ）、図２（ｂ））参照）をほぼ１８０°に曲面で折り曲げられている。なお、このゴム製袋体原反８は、心体帆布５の両面に未加硫ゴム層を積層し、加硫プレス機により加硫接着された加硫ゴム層６、６’が積層されている。加硫プレス機により加硫接着されているのでこのゴム製袋体原反８は寸法、物性ともに安定している。また、折り曲げ端部２の幅方向の反対側の端部は、密封されず開放端部３１をなしている。起伏ゲート５０として取り付けられるとき、この開放端部３１は、クランプ５４により押さえられ密封された袋状にされ基礎コンクリート１０に固定される（図６参照）。

図１（ｃ）に図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図を示し、ゴム製袋体原反８は心体帆布５の両面に加硫ゴム層６、６’が積層され、ゴム製袋体１の長さ方向両端部である密封端部３，３’は、シール材７、７’を、加硫プレス機により一体に加硫接着されている。なお、シール材７，７’はシール用帆布６１と未加硫ゴム層６２，６３（図４参照）とが積層され、加硫プレス機によりゴム製袋体原反の端部に加硫接着されている。このように加硫接着されているので、長さ方向端部３、３’は寸法、物性ともに安定している。なお、この内側の中空部４は、倒伏時には多くの部分で重なって殆ど空間を形成しない（図１（ｂ）も同じ）。

このゴム製袋体１を作成する手順は、手順１（ゴム製袋体原反の作成）、手順２（中型の挿入）、手順３（シール材の装着）、手順４（シール材の加硫接着）の順序で行われ、これらを図２〜図５を参考にしながら説明する。

＜手順１＞ ゴム製袋体１に成形する前のゴム製袋体原反８の平面図を図２（ａ）に示し、図２（ｂ）に図２（ａ）のＣ−Ｃ断面図を示す。ゴム製袋体原反８は、心体帆布５の両面に加硫済みのゴム層である外側ゴム層６，内側ゴム層６’が積層されている。このゴム製袋体原反８は、両面に未加硫のゴムシートを積層した心体帆布５を、加硫プレス機により加圧・加熱して、均一な厚さで強固に加硫接着されている。このゴム製袋体原反８の長さ方向端部３，３’のゴム製袋体１に成形したとき外側面となる面の外側ゴム層６が、ゴム製袋体原反８の側端に沿って所定幅で切除されている。削除部分４１、４１’の幅は、シール材（後述）を接着する範囲であってシール材を加硫接着し易くする。

＜手順２＞ ゴム製袋体原反８に中型４２を挿入する手順は、まず、図３（ａ）に斜視図を示すように、ゴム製袋体原反８をその長さ方向中心線ａ（図２（ａ）参照）に沿って削除部分４１、４１’を外側にして幅方向に折り曲げ、その内側に中型４２を挿入する。
図３（ｂ）に中型４２が挿入されたゴム製袋体原反８の平面図を示す。図３（ｃ）に図３（ｂ）のＤ−Ｄ断面図を示す。ゴム製袋体原反８は折り曲げ端部２でほぼ１８０°、中型４２の端部に沿って曲面で折り曲げられている。図３（ｄ）に図３（ｂ）のＥ−Ｅ断面図を示すように、長さ方向端部３，３’のカバーゴムを切除した部分４１、４１’は中型４２の端部外周に位置し、中型４２の半円形の曲面に成形された端部は、ゴム製袋体原反８の長さ方向端部３、３’より一部突出されている。つづけてこの長さ方向両端部３，３’を覆うように密着させるシール材７をスムーズの湾曲させて、ゴム製袋体として膨らませたときシール材に応力が集中しないようにしている。

＜手順３＞ 長さ方向端部３にシール材３７を嵌合する手順は、図４に中型４２を挿入されたゴム袋体原反８の一方の端部３に、内側ゴム６２，シール用帆布６１、外側ゴム６３をこの順序で貼り付けて未加硫のシール材とする。これらの３つの構成材料は、順次貼り付けることもできるが、予め重ね合わせて断面Ｕ字型の棒状体に成形し、一度に接着させることもできる。なお、長さ方向の他の端部３’は密着を終えたシール材７’の断面を示す。

＜手順４＞ ゴム袋体原反８の両端部に密着された未加硫のシール材７、７’を加硫接着する手順は、図５に示すように、このゴム袋体原反８とシール材７、７’とを、加硫プレス機の下熱盤６７と上熱盤６６の間に装着し、シール材７、７’の外側にゴム流れを防止する所謂、耳金６５，６５’を当接し、上下熱盤で挟み加圧・加熱してシール材７、７’を加硫し接着を完了する。加硫プレス機より取り出した後、前記開放端部３１（図３（ｃ）参照）より中型４２を取り出して中空のゴム製袋体とする。なお、この加硫工程は、ゴム製袋体原反のゴム層として、加硫済みのゴム層を有するときには、両端部それぞれを加硫プレス機により順次に加硫することもできる。このように長さ方向両端部にシール材７，７’を加硫プレス機により加硫接着するので、長さ方向両端部は寸法、物性ともに安定する。

なお、上記の製造方法は、ゴム製袋体原反を予め加硫プレス機により加硫した場合を記載したが、この加硫済みのゴム製袋体原反に代えて未加硫の外側ゴム層、内側ゴム層を積層したゴム製袋体原反を用いることもできる。ただし、この場合には、シール材を加硫接着するときゴム製袋体原反全体を加硫プレス機により加硫する必要がある。

本発明のゴム製袋体１を示し、図１（ａ）は空気を圧入しない状態を示す平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 折り曲げる前のゴム製袋体原反８を示し、図２（ｂ）は平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）Ｃ−Ｃ断面図である。 中型４２を挿入したゴム製袋体原反８を示し、図３（ａ）は斜視図であり、図３（ｂ）は中型４２を挿入したゴム製袋体原反８の平面図であり、図３（ｃ）は図３（ｂ）のＤ−Ｄ断面図であり、図３（ｄ）は図３（ｂ）のＥ−Ｅ断面図である。 ゴム製袋体原反８の長さ方向端部３にシール材７を密着させる手順を示す断面図であり、ゴム製袋体原反８の他の端部３’にはシール材７’を密着した状態を示し、端部３に分割したシール材７を順次重ね合わすことを示す。 シール材７を密着したゴム製袋体原反８を加硫プレス機により加硫接着する工程を示す概念図である。 従来の空気袋５１を用いて起立した起伏ゲート５０の概念を示し、図６（ａ）は起立した起伏ゲート５０の断面図であり、図６（ｂ）は倒伏した起伏ゲート５０の断面図である。 従来の空気袋５１を表し、図７（ａ）は平面図であり、図７（ｂ）はその側面図である。

符号の説明

１：ゴム製袋体
２：折り曲げ端部
３、３’：長さ方向端部
４：中空部
５：心体帆布
６：外側ゴム層
６’：内側ゴム層
７、７’：シール材
８：ゴム製袋体原反
１０：基礎コンクリート
３１：開放端部
５１：従来の空気袋
５２：金属製扉体
５３：空気管
５４：クランプ
５６：アンカーボルト

Claims (4)

1. 金属製扉体を起伏させ開閉する河川堰として用いられる起伏ゲートの起伏手段であるゴム製袋体であって、
   心体帆布と未加硫又は加硫済みのゴム層とを積層した長方形であるゴム製袋体原反を、この長さ方向中心線に沿って幅方向に平面視長方形に折り曲げ、折り曲げられたゴム製袋体原反の長さ方向両端部に、シール材として未加硫の内側ゴム、シール用帆布および未加硫の外側ゴムをこの順序で密着させ、前記ゴム製袋体原反とシール材とを加硫プレス機により加硫接着していることを特徴とするゴム製袋体。
2. 金属製扉体を起伏して開閉する河川堰として用いられる起伏ゲートの起伏手段であるゴム製袋体の製造方法であって、
   心体帆布の外側に未加硫の外側ゴム層を、内側に未加硫の内側ゴム層を積層した長方形のゴム製袋体原反を、この長さ方向中心線に沿って幅方向に平面視長方形に折り曲げて、このゴム製袋体原反の長さ方向両端部の外側ゴム層を、前記長さ方向端部の側辺に沿ってシール材を接着する幅で切除し、長さ方向両端部を含む前記ゴム製袋体原反の内側に、曲面端部を有する中型を挿入密着した後、前記外側ゴム層を除去した長さ方向両端部に、シール材として未加硫の内側ゴム、シール用帆布及び未加硫の外側ゴムをこの順序で前記長さ方向両端部を覆うように密着させ、前記シール材の外側に耳金を当てて、前記ゴム製袋体原反と前記シール材とを加硫プレス機に装着し、加圧・加熱して加硫接着することにより長さ方向両端部を密封することを特徴とするゴム製袋体の製造方法。
3. 前記ゴム製袋体原反の未加硫の外側ゴム層及び内側ゴム層に代えて、加硫プレス機により加硫接着された外側ゴム層及び内側ゴム層を用いた請求項２に記載のゴム製袋体の製造方法。
4. 前記長さ方向両端部に密着させるシール材を、予め未加硫の内側ゴム、シール材帆布及び未加硫の外側ゴムをこの順序で積層している請求項２又は３に記載のゴム製袋体の製造方法。