JP2005265055A - Rubber shaped body and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ゴム成形体に関するものであり、具体的には可撓管、可撓継手、ゴムホース等の補強構造を有するゴム成形体およびその作製装置に関する。 The present invention relates to a rubber molded body, and specifically relates to a rubber molded body having a reinforcing structure such as a flexible tube, a flexible joint, and a rubber hose, and a manufacturing apparatus thereof.
従来、ゴムと繊維からなるゴム成形体である可撓管、可撓継手、ゴムホース等においては、補強用の繊維あるいは金属(補強材)を両端部において折り返しつつ連続的にゴム成形体全体を被覆することによって、耐圧補強する構造がとられている。 Conventionally, in flexible pipes, flexible joints, rubber hoses, etc., which are rubber molded bodies made of rubber and fibers, the entire rubber molded body is continuously covered while folding back reinforcing fibers or metal (reinforcing material) at both ends. By doing so, a pressure-proof reinforcement structure is taken.
このとき、補強材の端部における構造については、例えば、図6に例示するように、ゴム被覆繊維(コード)を端部にて折り返すとき、コードを単条で軸直角に近い角度で巻き付け、形成されるものがある。管の軸芯に対して直交方向の成分を有する応力による変形が生じる用途に使用されるものであり、コード61はマンドレル9上に形成された内側ゴム層となる未加硫ゴム組成物層(以下「ゴム組成物層」という)2の上に螺旋状に巻き付けられる(例えば特許文献1参照)。
At this time, for the structure at the end of the reinforcing material, for example, as illustrated in FIG. 6, when the rubber-coated fiber (cord) is folded back at the end, the cord is wound at an angle close to a right angle with a single line, Some are formed. The
また、例えば曲げホースのように湾曲した状態で使用される場合や曲げ頻度の高い使用方法が採られる場合には、こうした補強材は、ゴム成形体の座屈防止と周方向の耐圧補強を担っている。しかし、曲がりが加えられたときには、該補強材がホースの外側に開こうとして補強材カバーを突き破る可能性があり、これを防止するために補強材をさらに補強することが必要となる。あるいは、コードを螺旋状に巻き付けた場合のピッチを保持するために、補強することが必要となる(例えば特許文献2参照)。 Also, for example, when used in a bent state, such as a bending hose, or when a method of use with high bending frequency is adopted, such a reinforcing material is responsible for preventing buckling of the rubber molded body and reinforcing pressure resistance in the circumferential direction. ing. However, when bending is applied, the reinforcing material may break through the reinforcing material cover in an attempt to open to the outside of the hose, and it is necessary to further reinforce the reinforcing material to prevent this. Or it is necessary to reinforce in order to maintain the pitch when the cord is spirally wound (see, for example, Patent Document 2).
具体的な補強方法としては、上記の補強材(以下「第1補強材」という。)からなる補強層(以下「第1補強層」という。)に加え、(1)すだれコードを相対する2方向に一定の角度(以下「コード交差角度」という。)をもって貼り付ける、(2)平織りコードを一層だけ、縦コードあるいは横コードがゴム成形体の軸線(以下「軸線」という。)に対し45°近傍の角度を有するように貼り付ける、等のように、さらに補強材(以下「第2補強材」という。)を貼り付けて補強層(以下「第2補強層」という。)を形成する方法が用いられる。
しかし、上記のゴム成形体を、特に口径が大きな耐圧ホースとして曲げ頻度の高い使用を行う場合などには、いくつか改善が好ましい事項があった。 However, there are some improvements that are preferable when the rubber molded body is used as a pressure hose having a large diameter, especially when the bending frequency is high.
上記(1)の方法では、曲げに対しても反力が少なく優位である半面、補強材としての役割からは、第1補強材によって十分補強されていることから2方向の貼り付けは過剰である一方、1方向のみでは曲げ頻度が高い場合には第1補強材の押さえとしては効果が少ないという課題がある。 In the method (1), the reaction force against bending is small and advantageous. On the other hand, from the role of the reinforcing material, the two-direction sticking is excessive because it is sufficiently reinforced by the first reinforcing material. On the other hand, when the bending frequency is high in only one direction, there is a problem that the effect is small as pressing of the first reinforcing material.
また、2方向の貼り付けは、作業・操作の煩雑さを招くこととなる。特に、端部や口金具に突起部を有する場合にあっては、すだれコードの巻き付け作業は熟練を要するものであり、均一な巻き付けは非常に困難であった。さらに、予め密度が定められたすだれコードの被覆は、コードの巻き付け角度および密度の制御が困難であった。 In addition, pasting in two directions causes troublesome work / operation. In particular, in the case where the ends and the fittings have protrusions, the winding operation of the interdigital cord requires skill, and uniform winding is very difficult. Furthermore, it has been difficult to control the winding angle and the density of the cords of the cords whose density is determined in advance.
加えて、すだれ構造ではコード交差角度を自由に設定することができる一方、両端でコードの張力が低下することから端面での押さえが小さくなるという課題があり、特に、第1補強材として硬鋼線を用いた場合、端部での押さえが弱いと硬鋼線が飛び出す危険性がある。 In addition, in the interdigital structure, the cord crossing angle can be freely set, while the tension of the cord is reduced at both ends, so there is a problem that the pressing at the end surface is reduced. When a wire is used, there is a risk that the hard steel wire will pop out if the press at the end is weak.
上記(2)の方法においては、第1補強材の押さえとしては効果が高く、1層の貼り付けでその目的を達する。反面、平織りの接合面において強度が変化することや端部に口金具を設けた場合に貼り付け径が変化することから、貼り付けそのものが困難になるという課題がある。 The method (2) is highly effective as a presser for the first reinforcing material, and achieves its purpose with a single layer. On the other hand, there is a problem that the bonding itself becomes difficult because the strength changes on the joint surface of the plain weave and the bonding diameter changes when the end fitting is provided at the end.
さらに、耐圧ホースとしては曲げを小さくすることが要求されることから、曲げ反力が小さいことが好ましく、コードを45°よりも大きな角度で貼り付けることが好ましい。しかし、平織りの補強材の場合45°近傍以外の角度設定が困難であり、曲げ反力を小さくするという課題がある。 Furthermore, the pressure hose is required to have a small bending, so that the bending reaction force is preferably small, and the cord is preferably attached at an angle larger than 45 °. However, in the case of a plain weave reinforcement, it is difficult to set an angle other than around 45 °, and there is a problem of reducing the bending reaction force.
また、従来は、湾曲した状態での使用など使用条件によって上記の両者を使い分けることが行われてきたが、作業が煩雑になることから、両者の機能を有する1つのゴム成形体の要望が強かった。 Conventionally, both of the above have been used properly depending on the use conditions such as use in a curved state, but since the work becomes complicated, there is a strong demand for one rubber molded body having both functions. It was.
従って、本発明は、口径が大きな耐圧ホースとして曲げ頻度の高い使用を行う場合などにおいても、柔軟性や強度の変化のない、耐圧性の高いゴム成形体およびその作製装置を提供することを目的とする。つまり、ホース径が変化しても補強材の貼り付け角度が変化しないこと、補強材が2方向に交差した角度を有すること、第2補強材が第1補強材の交差角度よりも大きく設定し曲げ反力を大きくしない、耐圧性の高いゴム成形体およびその作製装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a rubber molded body having a high pressure resistance that does not change in flexibility and strength, and a device for producing the same, even when the bending hose is used as a pressure hose having a large diameter. And In other words, even if the hose diameter changes, the reinforcing material sticking angle does not change, the reinforcing material has an angle intersecting the two directions, and the second reinforcing material is set larger than the intersecting angle of the first reinforcing material. An object of the present invention is to provide a rubber molded body having a high pressure resistance that does not increase a bending reaction force and a manufacturing apparatus thereof.
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、以下に示すゴム成形体およびその作製装置により上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the above object can be achieved by a rubber molded body and a manufacturing apparatus thereof shown below, and have completed the present invention.
本発明は、内側ゴム層となる未加硫ゴム組成物層からなるゴム成形体、あるいは該ゴム組成物層およびその両端または片端に配した口金具とからなるゴム成形体であって、前記ゴム組成物層を被覆する第1補強材からなる第1補強層、および、該第1補強層に対し、単条または数条からなる第2補強材を、前記ゴム組成物層の端部あるいは前記口金具において入射角と反射角を等しくして折り返しつつ、連続的に一定の角度をなして巻き付けて形成する第2補強層を有することを特徴とする。 The present invention relates to a rubber molded body comprising an unvulcanized rubber composition layer serving as an inner rubber layer, or a rubber molded body comprising the rubber composition layer and a fitting provided on both ends or one end thereof, wherein the rubber A first reinforcing layer composed of a first reinforcing material covering the composition layer, and a second reinforcing material composed of a single or several strips with respect to the first reinforcing layer, the end of the rubber composition layer or the The fitting is characterized in that it has a second reinforcing layer formed by continuously wrapping at a constant angle while turning back with the same incident angle and reflection angle.
つまり、本発明者は、ゴム組成物層と第1補強層との関係において、第1補強材によって曲げ反力が少ない条件でゴム組成物層を被覆するとともに、1本または数本の第2補強材を軸線に対し一定の角度で第1補強層全体を巻き付けることによって、ゴム成形体を曲げた状態においても曲げ反力が少なく、かつ十分な第1補強材の押さえが可能な補強構造を形成することができることを見出したもので、機能性の高い優れたゴム成形体を提供することができる。また、同時に、ゴム組成物層および第1補強層を含む被覆体への第2補強材の巻き付けにおいて、第2補強材をゴム成形体の端部あるいは口金具を介して入射角と反射角を等しくして折り返すことによって、両端または片端の端部あるいは口金具と当該補強層とを強固に締結することができる。このように、第2補強材を巻き付けることによって、ゴム成形体全体に対し補強された耐圧補強層(第2補強層)を形成することができるとともに、ゴム成形体の端部と強固に締結した第2補強層を形成することができることから、曲げ頻度の高い使用などにおいても柔軟性や強度を保持することができ、耐圧性の高いゴム成形体を提供することができる。 That is, the present inventor coats the rubber composition layer under the condition that the bending reaction force is small with the first reinforcing material in the relationship between the rubber composition layer and the first reinforcing layer, and one or several second reinforcing layers. By wrapping the entire first reinforcing layer at a fixed angle with respect to the axis, the reinforcing structure that has a small bending reaction force even in a state where the rubber molded body is bent and that can sufficiently hold down the first reinforcing material. It has been found that it can be formed, and an excellent rubber molded body having high functionality can be provided. At the same time, in the winding of the second reinforcing material around the covering including the rubber composition layer and the first reinforcing layer, the incident angle and the reflection angle of the second reinforcing material are adjusted via the end of the rubber molded body or the fitting. By folding back equally, the ends of both ends or one end or the end fitting and the reinforcing layer can be firmly fastened. Thus, by winding the second reinforcing material, a pressure-resistant reinforcing layer (second reinforcing layer) reinforced with respect to the entire rubber molded body can be formed and firmly fastened to the end of the rubber molded body. Since the second reinforcing layer can be formed, flexibility and strength can be maintained even in use with high bending frequency, and a rubber molded body with high pressure resistance can be provided.
本発明は、前記ゴム成形体であって、前記第2補強層が、マンドレルの回転方向を一の方向とするとともに、該マンドレルの回転速度および前記ゴム成形体の軸線方向への往復速度を制御して前記第1補強層への第2補強材の巻き付け角度を一定となして形成されたことを特徴とする。 The present invention provides the rubber molded body, wherein the second reinforcing layer controls the rotation direction of the mandrel and the reciprocating speed in the axial direction of the rubber molded body while setting the rotation direction of the mandrel to one direction. Then, the second reinforcing material is wound around the first reinforcing layer at a constant winding angle.
つまり、マンドレルの回転方向を常に一の方向に保持した状態で、マンドレルの回転数およびマンドレルの軸線方向の移動速度を調整することによって、軸線に対して曲げ反力の少ない角度をなして1本または数本の第2補強材を巻き付けることができる。また、ゴム成形体の端部においては、マンドレルの回転方向をそのままにしてマンドレルの移動方向を逆転することによって、第2補強材を被覆体の端部あるいは端部に配された口金具を介して入射角と反射角を等しくして折り返しを行うことができる。このように、マンドレルの回転速度および往復速度を制御することによって、相対する角度にて補強された2方向の耐圧補強層を同時に形成することを可能とするとともに、端部あるいは口金具と当該補強層とを強固に締結する端部を形成することを可能とする、第2補強材の巻き付け角度を確保することができる。従って、こうした第2補強層を形成することによって、曲げ反力の小さい、耐圧性の高いゴム成形体を提供することができる。 In other words, with the mandrel rotating direction always kept in one direction, the mandrel rotation speed and the mandrel axial movement speed are adjusted to form an angle with a small bending reaction force with respect to the axis. Or several 2nd reinforcement can be wound. In addition, at the end of the rubber molded body, the mandrel rotation direction is left as it is, and the mandrel moving direction is reversed, whereby the second reinforcing material is passed through the end fitting of the covering body or the fitting provided at the end. Thus, folding can be performed by making the incident angle and the reflection angle equal. In this way, by controlling the rotation speed and reciprocating speed of the mandrel, it is possible to simultaneously form a pressure-proof reinforcing layer in two directions reinforced at opposing angles, and to connect the end portion or the fitting to the reinforcing member. The winding angle of the 2nd reinforcement which makes it possible to form the edge part which fastens a layer firmly is securable. Therefore, by forming such a second reinforcing layer, it is possible to provide a rubber molded body having a small bending reaction force and high pressure resistance.
本発明は、前記ゴム成形体であって、前記第2補強材がゴム被覆された繊維であることを特徴とする。 The present invention is the rubber molded body, wherein the second reinforcing material is a fiber covered with rubber.
つまり、補強繊維として合成繊維や無機繊維を用い、その表面にゴムを被覆して巻き付けた場合、巻き付け対象との間における滑りを防止することができる。また、第2補強層を繊維体によって形成することで、第1補強層に対する弾性を有する押し付けが可能となり、第1補強層の曲げ反力に対する影響を減じ、ゴム成形体を構成する各部材の特性を有効に活かすことができる。 That is, when a synthetic fiber or an inorganic fiber is used as the reinforcing fiber and the surface thereof is covered with rubber and wound, slippage between the objects to be wound can be prevented. In addition, by forming the second reinforcing layer with a fibrous body, it is possible to press the first reinforcing layer with elasticity, reduce the influence on the bending reaction force of the first reinforcing layer, and reduce the influence of each member constituting the rubber molded body. The characteristics can be utilized effectively.
本発明は、内側ゴム層となる未加硫ゴム組成物層からなるゴム成形体、あるいは該ゴム組成物層およびその両端または片端に配した口金具とからなるゴム成形体の作製装置であって、前記ゴム組成物層に対し第1補強材を被覆して第1補強層を形成し、マンドレルの回転方向を一の方向とし該マンドレルの回転速度および前記ゴム成形体の軸線方向への往復速度を制御することによって、単条または数条からなる第2補強材の前記第1補強層への巻き付け角度を一定となして形成するとともに、前記ゴム組成物層の端部あるいは前記口金具において入射角と反射角を等しくして折り返しつつ連続的に一定の角度をなして巻き付けることを特徴とする。 The present invention is an apparatus for producing a rubber molded body comprising an unvulcanized rubber composition layer as an inner rubber layer, or a rubber molded body comprising the rubber composition layer and a metal fitting provided at both ends or one end thereof. The rubber composition layer is covered with a first reinforcing material to form a first reinforcing layer, the mandrel rotating direction is set as one direction, the mandrel rotating speed and the reciprocating speed in the axial direction of the rubber molded body By controlling the angle, the winding angle of the second reinforcing material consisting of a single or several lines around the first reinforcing layer is made constant, and is incident on the end of the rubber composition layer or the fitting. It is characterized in that it is wound continuously at a constant angle while turning back with the same angle and reflection angle.
上記のように、第1補強材が、曲げ反力が少ない条件でゴム組成物層を被覆するとともに、1本または数本の第2補強材が、曲げ反力が少なく、かつ十分な第1補強材の押さえが可能な補強構造を形成することによって、柔軟性や強度を保持可能な、耐圧性の高いゴム成形体ができる。本発明は、こうしたゴム成形体の作製に当たり、ゴム組成物層および第1補強層を含む被覆体への第2補強材の巻き付けにおいて、第2補強材を軸線に対し一定の角度をもって第1補強層全体に巻き付けると同時に、第2補強材をゴム成形体の端部あるいは口金具を介して入射角と反射角を等しくして折り返すことが非常に優れた作成方法であることを利用し、優れたゴム成形体の作製装置を提供するものである。 As described above, the first reinforcing material covers the rubber composition layer under the condition that the bending reaction force is small, and one or several second reinforcing materials have a small bending reaction force and sufficient first force. By forming a reinforcing structure that can hold down the reinforcing material, a rubber molded body with high pressure resistance that can maintain flexibility and strength can be obtained. In the production of such a rubber molded body, the present invention provides a first reinforcing member having a certain angle with respect to the axis of the second reinforcing member when the second reinforcing member is wound around the covering including the rubber composition layer and the first reinforcing layer. Wrapping around the entire layer and at the same time using the fact that the second reinforcing material is folded back with the same angle of incidence and reflection through the end of the rubber molded body or the fitting, it is an excellent production method. An apparatus for producing a rubber molded body is provided.
具体的には、マンドレルの回転方向を常に一の方向に保持した状態で、マンドレルの回転数およびマンドレルの軸線方向の移動速度を調整することによって、軸線に対して曲げ反力の少ない角度をなして1本または数本の第2補強材を巻き付けることができる。また、ゴム成形体の端部においては、マンドレルの回転方向をそのままにしてマンドレルの移動方向を逆転することによって、第2補強材を被覆体の端部あるいは端部に配された口金具を介して入射角と反射角を等しくして折り返しを行うことができる。このように、マンドレルの回転速度および往復速度を制御することによって、相対する角度にて補強された2方向の耐圧補強層を同時に形成することを可能とするとともに、端部あるいは口金具と当該補強層とを強固に締結する端部を形成することを可能とするゴム成形体の作製装置を提供することができる。 Specifically, with the mandrel rotation direction always kept in one direction, the mandrel rotation speed and the mandrel axial movement speed are adjusted to form an angle with less bending reaction force with respect to the axis. One or several second reinforcing members can be wound. In addition, at the end of the rubber molded body, the mandrel rotation direction is left as it is, and the mandrel moving direction is reversed, whereby the second reinforcing material is passed through the end fitting of the covering body or the fitting provided at the end. Thus, folding can be performed by making the incident angle and the reflection angle equal. In this way, by controlling the rotation speed and reciprocating speed of the mandrel, it is possible to simultaneously form a pressure-proof reinforcing layer in two directions reinforced at opposing angles, and to connect the end portion or the fitting to the reinforcing member. It is possible to provide an apparatus for producing a rubber molded body that can form an end portion for firmly fastening the layer.
本発明は、前記ゴム成形体の作製装置であって、前記第2補強材がゴム被覆された繊維であり、該繊維に対するゴムの押出し被覆と、前記第1補強層への巻き付けとを同時に行うことを特徴とする。 The present invention is an apparatus for producing the rubber molded body, wherein the second reinforcing material is a fiber covered with rubber, and the rubber is coated on the fiber and simultaneously wrapped around the first reinforcing layer. It is characterized by that.
つまり、補強繊維として合成繊維や無機繊維を用い、その表面にゴムを被覆して巻き付けた場合、巻き付け対象との間における滑りを防止することができる一方、ゴムの吸湿性等による強度の低下や被覆能力の低下等の可能性からゴム被覆繊維の放置時間に制限がある。本発明においては、押出し被覆と同時に、第1補強層への巻き付けを行うことによって、こうした可能性を未然に防止することができる。また、ゴムの成形を、迅速かつ確実に行うことができる。 In other words, when synthetic fiber or inorganic fiber is used as the reinforcing fiber and the surface is covered with rubber and wound, it can prevent slipping between the objects to be wound, while the strength is reduced due to the hygroscopicity of the rubber or the like. There is a limit to the standing time of the rubber-coated fiber due to the possibility of a decrease in the covering ability. In the present invention, such a possibility can be prevented beforehand by winding the first reinforcing layer simultaneously with the extrusion coating. Further, the rubber can be formed quickly and reliably.
以上のように、本発明では、第1補強層に対する第2補強材の巻き付け方法を工夫した第2補強層を形成することで、ゴム成形体を曲げた状態においても曲げ反力が少なく、かつ十分な第1補強層の押さえが可能な補強構造を形成することができる。その結果、機能性の高い優れたゴム成形体を提供することができる。また、マンドレルの作動を工夫し制御することで、こうした優れた巻き付け方法を現出するゴム成形体の作製装置を提供することができる。さらに、口金具を有するゴム成形体の作製においては、複雑で熟練を要する口金具との締結が容易に可能となった。 As described above, in the present invention, by forming the second reinforcing layer in which the second reinforcing material is wound around the first reinforcing layer, the bending reaction force is small even when the rubber molded body is bent, and A reinforcing structure capable of sufficiently pressing the first reinforcing layer can be formed. As a result, an excellent rubber molded body having high functionality can be provided. Further, by devising and controlling the operation of the mandrel, it is possible to provide an apparatus for producing a rubber molded body that reveals such an excellent winding method. Furthermore, in the production of a rubber molded body having a fitting, it is possible to easily fasten it with a complicated fitting that requires skill.
具体的には、平織りの場合に比べ、ゴム成形体の曲げを大きくすることが可能となり、かつそれに伴う伸びにも十分追随することができるようになった。加工面では突起部や異径部を有する場合であっても、その形状に合せて巻き付けることができる。また、巻き付け張力の調整を行うことができるという利点がある。 Specifically, compared with the plain weave, it is possible to increase the bending of the rubber molded body and to sufficiently follow the elongation associated therewith. Even if the processed surface has a protrusion or a different diameter portion, it can be wound in accordance with its shape. Further, there is an advantage that the winding tension can be adjusted.
すだれの場合との比較においても、ゴム成形体の全長にわたり同一かつ大きな張力を保持することが可能となった。作業性の面でも、1つの操作で完結するため操作の断続性を解消することができ、特別な熟練度を必要としなくなった。 Even in comparison with the blind case, the same and large tension can be maintained over the entire length of the rubber molded body. In terms of workability, it can be completed with a single operation, eliminating the intermittent nature of the operation and eliminating the need for special skills.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に、本発明に係るゴム成形体を例示する。図1は、第2補強材1がゴム組成物層2およびその表面に被覆された第1補強材3からなる第1補強層4に連続的に巻き付けている形態を示している。このように第2補強材1が、ゴム組成物層2、口金具5、第1補強層4を連続的に結合する構成によって、口径の大きなゴム成形体であっても、優れた耐圧特性を確保している。また、ここでは、ゴム組成物層2に軸線Xに沿って主補強コード6を積層させたユニットを予め作製し、その表面に第1補強材3を巻き付ける方法を例示しているが、むろん主補強コード6を必要としない場合にも、本発明の適用は可能である。主補強コード6は、特に使用時のゴム成形体の内部流体の圧力が非常に高い場合に用いられ、第1補強材3と相俟ってゴム成形体の耐圧能力を高めている。なお、主補強コード6をゴム組成物層2の内部に浸漬し、一体化したユニットとすることも可能である。
FIG. 1 illustrates a rubber molded body according to the present invention. FIG. 1 shows a form in which a second reinforcing
ここでは、両端または片端に突起部7を有する口金具5を配したゴム成形体における形態(第1構成例)を示しているが、本発明は、突起部7を有しない平坦なゴム成形体(第2構成例)あるいは傾斜する端部を有するゴム成形体(第3構成例)についても適用可能である。
Here, although the form (1st structural example) in the rubber molded object which has arrange | positioned the
<ゴム成形体中央部>
第1補強材3が、ゴム組成物層2に対しその軸線に対して一定の角度φをなして1層あるいは幾層かに巻き付けられている。これによって、ゴム組成物層2の1次的な補強を行うことができ、使用時におけるゴム成形体の内部の流体圧力に耐えることができる。特に、巻き付け角度を大きくすることによって、ゴム成形体を曲げたときに生じる曲げ応力を極小化することができ、図1では、80°を超える角度をもって、螺旋状に巻き付けを行っている。さらに、本例では、第1補強材3の巻き線の間に中間ゴム8を配し、第1補強層4を形成している。
<Center of rubber molding>
The first reinforcing
本発明では、さらに、第1補強層4に対し、1本または数本の第2補強材1を所定の角度θで巻き付けることによって、(1)第2補強材1自体が曲げの反力を増加しない、(2)第1補強材3を均等に押さえ、線材の飛び出しおよび巻き線間の広がりを防止する、とともに、ゴム組成物層2の2次的な補強を行うことができ、使用時におけるゴム成形体の内部の流体圧力に耐えることができる。同時に、第1補強層4の伸びがないので、第1補強層4と第2補強材1との間における接触磨耗が発生しにくい点においても優れている。このとき、第1補強材3は、比較的強固な補強機能を必要とすることから、単条または数条からなる剛体の補強材であることが好ましく、第2補強材1は、補助的な補強機能としての役割から、単条または数条からなる弾性体の補強材であることが好ましい。
In the present invention, furthermore, by winding one or several second reinforcing
また、第1補強層4全体を覆うように巻き付ける場合においては、(1)隣り合う線材同士の重複、(2)突起部7あるいは傾斜部5bにおける巻き付け間隔のムラ、などが生じる可能性がある。第2補強材1として単条あるいは数条の補強材を用いることによって、こうした可能性を有効に防止することができる。また、略等間隔に巻き付けることによって、均一な補強を行うことができ、より耐圧性を向上させることができる。
Moreover, when winding so that the
巻き付け角度θは、0°あるいは90°以外角度を任意に選択することが可能であるが、本発明者の知見として50〜60°が好ましく、図1では55°の場合を例示している。 As the winding angle θ, an angle other than 0 ° or 90 ° can be arbitrarily selected, but 50-60 ° is preferable as the inventor's knowledge, and FIG. 1 illustrates the case of 55 °.
また、第2補強材1の巻き付け密度は、第1補強層4を押さえる程度で十分であり、用途によって任意に設定することができる。
Moreover, the winding density of the
<ゴム成形体端部>
ゴム組成物層2および第1補強層4を含む被覆体への第2補強材1の巻き付けにおいて、第2補強材1をゴム成形体の端部あるいは口金具5を介して入射角θiと反射角θoを等しくして折り返し、両端または片端の口金具5と当該補強層4とを締結する。
<Rubber molded end>
In wrapping the second reinforcing
通常、耐圧ホースにおいては口金具5が必須とされ、開口部5a、傾斜部5b、平坦部5cおよび突起部7を有することから、図1に例示するように、突起部7を利用し、第2補強材1を平坦部5cで折り返すことで、端部での締結をより強固なものとすることができる。口金具5には突起部7だけではなく、溝があっても同様の効果を得るが、溝の場合は折り返すときに第2補強材1は収束してダンゴ状態になりやすいので、一旦突起部7を介しての折り返しが安定的である。
Normally, the pressure fitting hose requires the
また、口金具5を用いる場合は、突起部7を停止部として傾斜部5bにゴム組成物層2が挿入されることで、両者の密着性を高めている。特に傾斜部5bにおいては、一定の角度をなして巻き付けることで、第2補強材1が巻かれた1つの層全体において密度の高い補強層が形成され強固な補強を行うことができ、傾斜部5b全体として補強効果を高める働きを生み出すことができる。
Moreover, when using the
折り返し部は、第2補強材1自体にゴムが被覆されている場合には、ゴムの硬化によって平坦部5cと密着した状態で接合されるため、剥離のおそれはない。第2補強材1自体にゴムが被覆されていない場合であっても、ゴム組成物層2の硬化時に平坦部5cと密着した状態で接合される。
When the second reinforcing
なお、図1では、両端または片端に突起部7を有する口金具5を配したゴム成形体における形態を例示したが、本発明の適用に関して、端部の形状に限定されるものではなく、第2構成例として例示する平坦状(図2)、第3構成例に例示する傾斜状(図3)、あるいは断面凸形状(図4)など種々の形状においても、端部での締結を強固なものとする技術効果を得ることができる。
In addition, in FIG. 1, although the form in the rubber molded object which has arrange | positioned the
図2(A)に、突起部を有しない平坦なゴム成形体における形態(第2構成例)を例示する。突起部を有しないゴム成形体であっても、端部では、ゴム組成物層2と被覆された第1補強層4との間に生じる段差を利用し、第2補強材1を段差下のゴム組成物層2の端部で折り返すことで、端部での締結をより強固なものとすることができる。
FIG. 2A illustrates a form (second configuration example) in a flat rubber molded body having no protrusions. Even in the case of a rubber molded body having no protrusion, at the end portion, a step formed between the
つまり、第2構成例では、単条または数条からなる第2補強材を、第1補強層4の端面Aを介してゴム組成物層2の平面部Bにおいて入射角θiと反射角θoを等しくして折り返している。かかる形態は、実質的に突起部を有する口金具5を配したゴム成形体における形態と変わるところはなく同様の技術効果を得ることができる。
That is, in the second configuration example, the second reinforcing material composed of a single or several strips has an incident angle θi and a reflection angle θo at the planar portion B of the
また、このとき、口金具5を有しない平坦なゴム成形体についても本発明の適用は可能であり、その形態を図2(B)に例示する。主補強コード6および第1補強層4によって堅牢な成形体を形成している場合には、上記同様、第1補強層4の端面Aあるいは主補強コード6の端面を介して折り返すことで第2構成例に近い技術効果を得ることができる。さらに、完成したゴム成形体は、非常に柔軟性の高い端部を有することから、多種多様な継ぎ手などに容易にフィットする耐圧性の高いゴム成形体とすることができる。
At this time, the present invention can also be applied to a flat rubber molded body having no
なお、第1補強層4とゴム組成物層2との段差ではなく、第1補強層4と口金具5との段差あるいはゴム組成物層2と口金具5との段差を利用して、締結することも可能であり、同様の技術効果を得ることができる。
In addition, it does not use the level | step difference of the
第3構成例として、傾斜する端部を有するゴム成形体における本発明の形態を図3に例示する。単条または数条からなる第2補強材を、第1補強層4の端面Aを介してゴム組成物層2の傾斜部Cにおいて入射角θiと反射角θoを等しくして折り返している。傾斜部全体で、第1構成例における口金具5の傾斜部5bでの形態と同様の技術効果を得ることができるとともに、傾斜部Cでは、第2構成例における平面部Bでの形態と同様の技術効果を得ることができる。傾斜する端部を有し、口金具5を有しないゴム成形体についても、上記と同様本発明の適用は可能である。
As a third configuration example, an embodiment of the present invention in a rubber molded body having an inclined end portion is illustrated in FIG. The second reinforcing material consisting of a single or several strips is folded back at the inclined portion C of the
さらに、ゴム成形体の端部が、図4に例示する断面凸形状の場合にあっても、第2構成例と同様の技術効果を得ることができ、本発明は多様な形態に適用可能である。また、断面凸形状の端部を有し、口金具5を有しないゴム成形体についても、上記と同様本発明の適用は可能である。 Furthermore, even when the end portion of the rubber molded body has a convex cross-sectional shape illustrated in FIG. 4, the same technical effect as that of the second configuration example can be obtained, and the present invention can be applied to various forms. is there. Also, the present invention can be applied to a rubber molded body having an end portion having a convex cross section and not having the fitting 5 as described above.
次に、上記ゴム成形体の作製装置の動作つまり作製方法、第1補強層の形成段階と第2補強層の形成段階に分けて、図1および図2に基づいて詳述する。 Next, the operation of the rubber molded body manufacturing apparatus, that is, the manufacturing method, the first reinforcing layer forming step, and the second reinforcing layer forming step will be described in detail with reference to FIGS.
<第1補強層の形成>
(1)図5のように、ゴム組成物層2および口金具5にマンドレル9を挿入し、第1補強材巻き付け装置(図示せず)にセットする。このときゴム組成物層2は、口金具5の傾斜部5bに挿入した状態とし、ゴム組成物層2、口金具5およびマンドレル9が一つのユニットを形成する。
<Formation of first reinforcing layer>
(1) As shown in FIG. 5, the
(2)第1補強材用ガイド(図示せず)を第1補強材巻き付け装置の所定の位置に固定し、マンドレル9を回転・移動しながら第1補強材3をガイドから押し出すと、ゴム組成物層2を含む上記ユニットに螺旋状の第1補強材が巻きつけられる。むろん該ガイドを移動可能とする装置あるいは両方を移動可能として制御する装置を用いて作製することも可能である。図5では、ゴム組成物層2に軸線Xに沿って主補強コード6を積層させたユニットを予め作製し、その表面に第1補強材3を巻き付ける方法を例示している。主補強コード6は、特に使用時のゴム成形体の内部流体の圧力が非常に高い場合に用いられ、第1補強材3と相俟ってゴム成形体の耐圧能力を高めている。なお、主補強コード6をゴム組成物層2の内部に浸漬し、一体化したユニットとすることも可能である。
(2) When a first reinforcing material guide (not shown) is fixed at a predetermined position of the first reinforcing material winding device and the first reinforcing
(3)図5の矢印Rのようにマンドレル9を回転させながら、ゴム組成物層2の端部あるいは口金具5の突起部7まで第1補強材3を巻き付ける。このときマンドレル9を同図の矢印Xのように左右に移動させることによって、第1補強材3は所定の角度でゴム組成物層2を螺旋状に巻き付けることができる。第1補強材3の密度と角度は、マンドレル9の回転と左右移動速度の調整によって自在に設定ができ、マンドレル9の回転速度と左右移動速度との関係が一定であれば、第1補強材3の被覆角度φは一定となる。
(3) While rotating the
(4)マンドレル9を図5のXa方向に移動させながら、第1補強材3によってゴム組成物層2を巻き付けていく。端部においては、口金具5の傾斜部5bを経由して突起部7まで巻き付ける。
(4) The
(5)次に、巻き付けられた第1補強材3に隣接するように、再度マンドレル9をXa方向に移動させながら、中間ゴム8を被覆していく。こうして、ほぼ等間隔に敷き詰められた第1補強材層4を形成することが可能となる。
(5) Next, the
<第2補強層の形成>
(1)第1補強材層4が形成されたゴム形成体にマンドレル9を挿入し、第2補強材1巻き付け装置(図示せず)にセットする。上記第1補強材3巻き付け装置と同一装置の場合には、第1補強材3の巻き付けに継続して操作することができる。
<Formation of second reinforcing layer>
(1) The
(2)第2補強材用ガイド10を巻き付け装置の所定の位置に固定する。ここでは、ガイド10を固定し、マンドレル9を移動可能とする装置として説明するが、上述と同様、ガイド10を移動可能とする装置あるいは両方を移動可能として制御する装置を用いて作製することも可能である。
(2) The second reinforcing
(3)図2の矢印Rのようにマンドレル9を回転させながら、押し出し機(図示せず)によって未加硫ゴムを被覆した第2補強材1を、ガイド10を通してゴム組成物層2に巻き付ける。巻き始めの位置は特定しないが、第2補強材1は、押し出し直後の加温された状態のほうがゴム組成物層2と密着しやすい。
(3) While rotating the
また、第2補強材1は、ゴム被覆された繊維が好適であり、該繊維に対するゴムの押出し被覆と、第1補強層4への巻き付けとを同時に行うことが好適である。1つには、補強繊維として合成繊維や無機繊維を用い、その表面にゴムを被覆して巻き付けた場合、巻き付け対象との間における滑りを防止することができる。また、ゴムの吸湿性等による強度の低下や被覆能力の低下等の可能性からゴム被覆繊維の放置時間に制限があり、本発明においては、押出し被覆と同時に、第1補強層への巻き付けを行うことによって、こうした可能性を未然に防止することができる。
The second reinforcing
このとき、マンドレル9を図2の矢印XaあるいはXbのように左右に移動させることによって、第2補強材1は所定の角度でゴム組成物層2を巻き付けることができる。第2補強材1の密度と角度は、マンドレル9の回転と左右移動速度の調整によって自在に設定ができ、マンドレル9の回転速度と左右移動速度との関係が一定であれば、第2補強材1の巻き付け角度θは一定となる。図2では55°の場合を例示している。
At this time, the second reinforcing
(4)マンドレル9を図2のXa方向に移動させながら、第2補強材1によってゴム組成物層2を巻き付けていく。端部においては、口金具5の傾斜部5bを経由して入射角θiで突起部7を巻き付ける。マンドレル9は左右に移動するが、巻き全長分がその移動距離となる。
(4) The
(5)第2補強材1が平坦部5cに掛かった時点において、マンドレル9の移動を停止し、次にマンドレル9を図2のXb方向に折り返し、Xa方向移動する。このとき、第2補強材1は平坦部5cで折り返し、反射角θoで突起部5、傾斜部5bを経由して、ゴム組成物層2を巻き付ける。つまり、第2補強材1は一定の角度をもって巻き付けられ、口金具5の突起部7を過ぎてからマンドレル9の移動が逆方向になったときに入射角と反対角度の反射角となって巻き付けられる。
(5) When the second reinforcing
このとき、第2補強材1は十分な突起部7と引っかかりを有し、物理力では外れないものとなる。突起部7でマンドレル9の移動を逆方向に変換するとき、一時的に時間差を設けることで突起部7の引っかかり長さを調整することができる。この操作は、第2補強材1が単条の未ならず数条の場合でも可能であるが、多条のときは突起部7での引っかかりが均一になりにくい。
At this time, the second reinforcing
(6)次に、巻き付けられた第2補強材1に隣接するように、再度マンドレル9をXa方向に移動させながら、第2補強材1によってゴム組成物層2を巻き付けていく。こうして(4)および(5)を繰り返すことによって、ほぼ等間隔に敷き詰められた第2補強材1の層を形成することが可能となる。特に、入射角θiおよび反射角θoを、ほぼ巻き付け角度θと同じ角度とすることで、均一な第2補強材1の層を形成することができる。ただし、突起部7においては他の部分に比較して巻き付け密度がやや疎となるが、この部分は曲げが生じない部分であり何らの問題を生じるものではない。
(6) Next, the
(7)両端に口金具5を有する場合には、反対側の口金具5でも上記(4)〜(6)と同様の操作を繰り返す。こうした構成によって、補強材の露出する末端部分が最初と最後のみであり、従来のように数百本のコード末端が露出することがない。これによって、接着欠損箇所を低減し、水分浸入の危険性を大幅に低減すことができる。
(7) When the
(8)次に、巻き付けられた第2補強材1の層にクロスするように、上記(4)〜(7)を繰り返すことで、第2補強材1による複数の補強層を形成することができる。
(8) Next, a plurality of reinforcing layers by the second reinforcing
(9)このように形成されたゴム成形体を次の工程として、未加硫状態のゴム組成物層2や第1補強層4あるいは第2補強材1を、加熱あるいは紫外線照射などによる加硫を行うことで、補強層が固定化された耐圧性のゴム成形体が完成する。
(9) The rubber molded body thus formed is used as the next step to vulcanize the unvulcanized
上記のゴム成形体の作製において、第2補強材1は、未加硫のゴムが被覆された状態で巻き付けることが好ましい。ゴム組成物層2あるいは第1補強材層4との接合・固定化が容易であり、口金具5等への密着度も高く、安定性に優れた補強層を形成することができる。
In the production of the rubber molded body, the second reinforcing
また、従来の方法においてすだれを予め用意する場合は、何百本ものボビンを必要とするが、本発明では、1本あるいは数本のボビンで可能である。すなわち、数百本のすだれを巻き付けるには巻き付け時間は短いが、その材料の準備に多大な労力と費用時間を必要とするが、本発明では、単条あるいは数条にて巻き付けるので、巻き付け時間はやや長いが折り返しや準備時間が極端に短縮されるので、比較的少量の生産に特に適している。また、1本あるいは数本単位での巻き付けであることから、材料のロスが少ない。 Further, when the blind is prepared in advance in the conventional method, hundreds of bobbins are required, but in the present invention, one or several bobbins are possible. That is, the winding time is short to wind several hundreds of blinds, but it takes a lot of labor and cost to prepare the material. However, in the present invention, the winding time is single or several. Although slightly longer, it is particularly suitable for relatively small production because the turnaround and preparation time are significantly reduced. Moreover, since the winding is performed in units of one or several, there is little material loss.
本発明のゴム成形体の作製において、ゴム組成物層2としては、可撓管やゴムホース等の分野において公知のゴム組成物を適宜用途に応じて選択して使用する。内側ゴム層構成ゴムと外側ゴム層構成ゴムとは同一ゴム材料であってもよく、異なるゴム材料であってもよい。可撓管、可撓継手、ゴムホースにおいては、通常は、外層には耐久性に優れたゴムが使用され、内層には内部を通過する流体に応じた特性を有するゴム材料が使用される。流体との接触面にはポリ四フッ化エチレンチューブ、ポリエチレンテレフタレートチューブ等の熱可塑性樹脂チューブ、熱可塑性エラストマー、ステンレスコルゲート管などを使用してもよい。
In the production of the rubber molded body of the present invention, as the
また、口金具5については、必要に応じてフランジ等の接続部を設けることも好適な態様である。 Moreover, it is also a suitable aspect that the connection part, such as a flange, is provided for the fitting 5 as necessary.
第2補強材1は、補強繊維として使用される公知の繊維は限定なく使用可能である。具体的にはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル繊維、ナイロン6、ナイロン66等のポリアミド繊維、アラミド繊維等の高強力繊維などの有機繊維、スチールコード、ガラス繊維、カーボンファイバー等が例示される。
The
これらの中で、スチールコード、ガラス繊維、カーボンファイバー等の高剛性の繊維は端部での折り返しの際の曲率半径を小さくすることが困難であり、かかる特性を考慮して使用される。例えば、曲率半径の小さな折り返しを形成する場合には、有機繊維を使用することが好ましく、曲率半径が大きい場合には、スチールコードを使用することも可能である。 Among these, high-rigidity fibers such as steel cords, glass fibers, and carbon fibers are difficult to reduce the radius of curvature when folded at the ends, and are used in consideration of such characteristics. For example, when forming a fold having a small radius of curvature, it is preferable to use an organic fiber, and when the radius of curvature is large, a steel cord can also be used.
繊維は、モノフィラメントであってもマルチフィラメントであってもよいが、強度と柔軟性に優れている点からマルチフィラメント糸を第2補強材1とすることが好ましい。
The fiber may be a monofilament or a multifilament, but it is preferable to use a multifilament yarn as the second reinforcing
第2補強材1として使用する繊維は、必要に応じて予め接着性を向上させる処理をすることは好適な態様であり、例えばポリエステル繊維やポリアミド繊維に対してはフェノール樹脂処理等の樹脂処理が、またガラス繊維に対してはシランカップリング剤やチタンカップリング剤等のカップリング剤処理が、またスチールコードに対しては黄銅メッキが、それぞれ例示される。
The fiber used as the second reinforcing
被覆用のゴムとしては、天然ゴムあるいは合成ゴムを問わず使用可能であり、この被覆ゴムは繊維層に押し出し圧力によって十分食い込んでおり、未加硫状態であっても容易に離反するものではない。 As the rubber for coating, natural rubber or synthetic rubber can be used regardless of whether this rubber is sufficiently cut by the extrusion pressure into the fiber layer and does not easily separate even in an unvulcanized state. .
作製されたゴム成形体の外層には、必要に応じて鋼鉄製リング、コイル状補強金具等の公知の補強材を使用してもよく、最外層には磨耗防止のための補強用織布層を設けてもよい。 A known reinforcing material such as a steel ring or a coiled reinforcing metal fitting may be used for the outer layer of the produced rubber molded body, if necessary. The outermost layer is a reinforcing woven fabric layer for preventing wear. May be provided.
マンドレル9は、図5に例示するように両端に口金具11を配し、該口金具11は内面ゴムによって接合されている。マンドレル9は、本発明においては、正転あるいは逆転のいずれかの方向のみ回転するとともに、軸の移動(左右移動)を左右繰り返し行うことができる。
As shown in FIG. 5, the
以下、具体的実施例により、さらに本発明を説明する。なお、本発明がかかる実施例、比較例に限定されるものでないことはいうまでもない。 Hereinafter, the present invention will be further described with reference to specific examples. Needless to say, the present invention is not limited to such examples and comparative examples.
外径φ114のマンドレル上に、3mの間にて両端に口金具を配置し、内面ゴム、主補強コードを積層成形し、第1補強材、中間ゴムを巻く。この積層した全長にわたり第1補強材を覆う第1補強層を形成するが、端部では突起部でφ172、口金具部でφ127、一般部でφ144となる。 On the mandrel having an outer diameter of φ114, fittings are arranged at both ends between 3 m, an inner rubber and a main reinforcing cord are laminated, and a first reinforcing material and an intermediate rubber are wound. A first reinforcing layer covering the first reinforcing material is formed over the entire length of the stacked layers, and at the end portion, the protrusion is φ172, the fitting is φ127, and the general portion is φ144.
今、端部φ127の部位から巻き始められた第2補強材は、固定ガイドからゴム被覆した状態で供給される。 Now, the second reinforcing member started to be wound from the end portion φ127 is supplied in a state of being covered with rubber from the fixed guide.
マンドレルが回転し同時に右方向に移動することで、軸線に対して54°の角度で積層する。右端ではマンドレルの移動が左に変換し、マンドレルが回転したままなので、口金具突起部の段差を巻くように今度は角度が先ほどと正対する状態で配置される。左端では同じことが繰り返され、第1補強材全体を2方向の第2補強材で覆われるまで巻き付ける。 The mandrel rotates and simultaneously moves to the right, thereby stacking at an angle of 54 ° with respect to the axis. Since the movement of the mandrel is converted to the left at the right end and the mandrel is still rotating, it is now arranged with the angle facing the previous one so as to wind the step of the projection of the fitting. The same is repeated at the left end, and the entire first reinforcing member is wound until it is covered with the second reinforcing member in two directions.
なお、実施例では、巻き付け角度を主補強コードの角度より大きい55°とした。 In the example, the winding angle was 55 °, which was larger than the angle of the main reinforcement cord.
第2補強材は、ナイロンコードで線径φ0.7mm、ゴムを被覆してφ1.2mmのものを使用した。巻き付けピッチは、隙間が0.5mmとなるように設定した。 As the second reinforcing material, a nylon cord having a wire diameter of φ0.7 mm and a rubber covered with φ1.2 mm was used. The winding pitch was set so that the gap was 0.5 mm.
<実施例および比較例>
第2補強材の構成は3者同一とし、本発明品および従来品として「すだれ2層」品と「平織り」品について検討した。なお、実施例は自動で行うので、始めと終わりの設定工数のみとなる。
<Examples and Comparative Examples>
The configuration of the second reinforcing material was the same for the three members, and the present invention product and the conventional product were examined for the “blade 2-layer” product and the “plain weave” product. Since the embodiment is automatically performed, only the setting man-hours at the beginning and end are provided.
上記では、両端または片端に突起部を有する口金具を配したゴム成形体に対する本発明の適用について説明したが、同じ技術思想は口金具だけではなく、ゴム成形体同士を連結する時に連結部材を用いる場合など、ゴム成形体の両端または片端に別の部材を配する場合にも適用可能であり、広い用途に適用することができる。 In the above, the application of the present invention to the rubber molded body in which the metal fittings having the protrusions are arranged at both ends or one end has been described, but the same technical idea is not only the metal fittings but also the connecting member when connecting the rubber molded bodies to each other. The present invention can also be applied to a case where another member is disposed at both ends or one end of the rubber molded body, and can be applied to a wide range of uses.
1 第2補強材
2 ゴム組成物層
3 第1補強材
4 第1補強層
5 口金具
6 主補強コード
7 突起部
8 中間ゴム
9 マンドレル
10 ガイド
DESCRIPTION OF
Claims (5)
The apparatus for producing a rubber molded body, wherein the second reinforcing material is a rubber-coated fiber, and the rubber is covered by extrusion coating and wound around the first reinforcing layer at the same time. The apparatus for producing a rubber molded body according to claim 4.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004078708A JP2005265055A (en) | 2004-03-18 | 2004-03-18 | Rubber shaped body and method for manufacturing the same |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007120515A (en) * | 2005-10-25 | 2007-05-17 | Bosch Corp | Fuel circulating hose and fuel circulating system for internal combustion engine |
-
2004
- 2004-03-18 JP JP2004078708A patent/JP2005265055A/en not_active Withdrawn
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