JP2005344827A

JP2005344827A - フッ素樹脂製膨張継手の製造方法

Info

Publication number: JP2005344827A
Application number: JP2004164959A
Authority: JP
Inventors: Akisuke Kosaka; 哲資小坂
Original assignee: MATSUEDA SEIJI
Current assignee: MATSUEDA SEIJI
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2005-12-15

Abstract

【課題】フッ素樹脂製膨張継手を、旋盤加工などの熟練を要する工程を経ずに安価に製作する。
【解決手段】フッ素樹脂製直管２２を未加硫ゴムを主材とする外層２３で被覆した外面被覆管２０を、球面状に膨らんだ成形面４１を有する金型３０に取り付けた後、その外面被覆管２０を一定の温度条件下で加熱することと併せてその内部を加圧するという後工程Ｂを行なうことにより、外面被覆管２０の外層２３を加硫する工程Ｓ６と、外面被覆管２０の管壁を膨出させるという膨出部成形工程Ｓ７とを併せて行なう。
【選択図】図４

Description

本発明は、フッ素樹脂製膨張継手の製造方法、特に、ゴムを主材とする外層で被覆された管壁の軸方向中間部に、変形によって負荷を吸収する作用を発揮する膨出部を備え、かつ、管壁の軸方向の端部に鍔部が備わっているフッ素樹脂製膨張継手の製造方法に関する。

従来、端部にフランジを有するゴム状弾性体製管の内周面がフッ素樹脂製ライナーによって被覆されているフッ素樹脂ライニングゴム管が知られており（たとえば特許文献１参照）、この特許文献１に記載されているフッ素樹脂ライニングゴム管では、フッ素樹脂製ライナーの端部に形成したフレア部が上記フランジの端面に重なり合っていると共に、管壁の軸方向中間部に膨出形状のベローズ部が備わっている。

他の従来例として、フッ素樹脂製の中実棒を旋盤加工することによって、管壁と、管壁の軸方向中間部の膨出部と、管壁の端部の端板部とを備えるフッ素樹脂製管を削り出し、そのような旋盤工程を行った後に、未加硫ゴムを主材とする外層で上記フッ素樹脂製管の外面を被覆した後、その外層を加硫するという工程を経て製作されるフッ素樹脂製膨張継手が知られていた。このフッ素樹脂製膨張継手は、管路がフッ素樹脂製管の内部空間によって形成されているために耐熱性や耐薬品性、流体流動性などに優れているほか、ゴムを主材とする外層がフッ素樹脂製管を透過する流体中の塩素ガスを遮るので、塩素ガスを含む流体に対しても使用適性を備えている。

特開平６−３４０８３号公報

しかしながら、他の従来例として掲げたフッ素樹脂製膨張継手は、その製作に際して、太い中実棒を旋盤加工することによってフッ素樹脂製管を削り出すという工程を採用していたため、材料歩留りが低下して製作コストが高くつくだけでなく、フッ素樹脂製管の削り出しに熟練を必要とするなどの問題点があった。特許文献１には、この問題点を解決するための手段については何も記載されていない。

本発明は以上の問題や状況に鑑みてなされたものであり、フッ素樹脂製管をゴムを主材とする外層で被覆した外面被覆管の管壁の軸方向中間部に膨出部が備わり、かつ、その管壁の端部に鍔部が備わっているという構成を持つフッ素樹脂製膨張継手を、熟練を要することなく安価に製作することのできるフッ素樹脂製膨張継手の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係るフッ素樹脂製膨張継手の製造方法は、フッ素樹脂製直管が未加硫ゴムを主材とする外層で被覆され、かつ、その外層の端部に形成された径大な鍔部の端面に上記直管の端部をフレア加工することによって形成された端板部が重ね合わされてなる外面被覆管に対して、未加硫ゴムを主材とする上記外層を加硫する加硫工程と、その外面被覆管を球面状に膨らんだ成形面を有する金型に取り付けた後、その外面被覆管の内部を加圧してその管壁の軸方向中間部を上記成形面に沿う膨出形状に成形する膨出部成形工程とを行なう、というものである。

この製造方法であると、未加硫ゴムを主材とする外層を備えた外面被覆管に対して、外層を加硫する加硫工程と膨出部を成形する膨出部成形工程とを行なうだけでフッ素樹脂製膨張継手を製造することが可能であり、しかも、その外面被覆管は、フッ素樹脂製直管が未加硫ゴムを主材とする外層で被覆され、かつ、その外層の端部に形成された径大な鍔部の端面に上記直管の端部をフレア加工することによって形成された端板部が重ね合わされてなるものであるので、フッ素樹脂の中実棒から旋盤加工で管壁の膨出部や端板部を削り出すというようなコストと熟練を伴う工程を行なう必要がなくなる。また、外層で被覆する対象がフッ素樹脂製直管であって、その直管の端部をフレア加工することによって端板部が形成されているものであるので、フッ素樹脂製直管として様々な口径や肉厚を持つ市販のフッ素樹脂管から適切なものを選定して用いることができ、そのようにすることによって製作コストをいっそう安価に抑えることが可能になる。

本発明では、上記膨出部成形工程と併せて、上記加硫工程を行なうことが望ましい。これによれば、膨出部成形工程と加硫工程とを別々に行なう必要がなくなるので、製造工程全体を簡素化して製造コストを安く抑えることが可能である。
本発明において、上記金型に取り付けられた外面被覆管は、上記鍔部とその鍔部の端面に重ね合わされている上記端板部とが上記金型によって位置決めされていると共に、その管壁の両端部の外周面が、その金型に具備されて上記成形面を挟む両側に位置する円筒面に接触して支えられていることが望ましい。これによれば、外面被覆管の端部に位置している鍔部や端板部が金型に対して位置決めされ、しかも、その管壁の両端部の外周面が金型の円筒面に接触して支えられている条件の下で、上記した膨出部成形工程と加硫工程とが行なわれるので、離型後に得られるフッ素樹脂製膨張継手の口径、外層の厚さ、継手全体の長さなどが、外面被覆管の口径や長さと高精度で一致する。そのため、口径、外層の厚さ、長さなどに高精度が要求されるフッ素樹脂製膨張継手を容易に製作することが可能になる。

本発明では、上記膨出部成形工程と上記加硫工程とを、上記外面被覆管の全体を上記外層の加硫に適する温度に加熱した条件下で行なうことが望ましく、そうすることによって、外層が加硫されてゴム層を形成することと併せて、管壁に無理な負荷を掛けずにその軸方向中間部を膨出形状に成形することが可能になり、併せて、成型後には、その管壁に亀裂や残留応力が発生しにくくなって耐圧強度などが高まる。

以上のように、本発明に係るフッ素樹脂製膨張継手の製造方法によれば、フッ素樹脂製膨張継手を、旋盤加工などの熟練を要する複雑な工程を経ずに、少ない工程で安価に製作することが可能になるという効果が奏される。また、寸法精度や強度信頼性に優れたフッ素樹脂製膨張継手を安価に提供することが可能になる。

図１は外面被覆管２０を一部省略して示した半裁断側面図、図２は図１の要部を拡大した断面図、図３及び図４は加硫工程及び膨張部成形工程の説明図、図５は工程図である。

図５に示したように、この発明のフッ素樹脂製膨張継手の製造方法では、図１及び図２に示した外面被覆管２０を製作するための前工程Ａを経た後に、その外面被覆管２０の未加硫ゴムを主材とする外層２３の加硫工程とその管壁の軸方向中間部を膨出させるための膨出部成形工程とを同時に併せて行なう後工程Ｂが行なわれる。

前工程Ａを経て得られる外面被覆管２０を説明する。

図５に示したように、前工程Ａには、市販のフッ素樹脂管から適切な口径や肉厚を備えたものを選定し、それを適切な長さに切断した後に表面処理することによって、フッ素樹脂製直管（直管）を得るという第１ステップＳ１が含まれる。この第１ステップＳ１で行なわれる表面処理は、直管の表面を活性化して未加硫ゴムを主材とする外層をその直管に粘着しやすくするための処理であり、たとえば、Ｎｏ．８０程度のサンドペーパ処理やブラスト処理などで直管の表面の粗度を高める処理が相当している。また、たとえばナトリウムナフタレン錯体のグリコール溶剤溶液のような処理液を用いて直管表面の粗度を高めてもよい。第１ステップＳ１では、これらの処理後に氷醋酸５％溶液にて中和水洗する。

第２ステップＳ２は外層を成形する工程であり、これには、接着材又は内ゴムとしての未加硫ゴムを直管の表面に塗布又は巻き付ける処理ａ、補強布を巻き付ける処理ｂ、外ゴムとしての未加硫ゴムを巻き付ける処理ｃ、補強ワイヤを配備する処理ｄ、首ゴムを配備する処理ｅなどが含まれる。なお、内ゴムや外ゴムとして用いられる未加硫ゴムには、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、充てん剤などがの必要なゴム配合剤が添加されている。

各処理ａ〜ｅのうち、処理ａで用いる接着材又は内ゴムには、合成ゴムベースに、エポキシ系、ニトリル系、ＳＢＲ系などの接着剤を塗布したものを好適に用いることが可能であり、この処理ａを経ることによって直管の表面に接着剤又は内ゴムによる接合力が付与される。

処理ｂでは、処理ａで形成されている直管の表面の接着材又は内ゴムの上から、帯状の補強布を螺旋方向に一重又は多重に巻き付けられる。補強布には、ＳＢＲゴムにナイロン６−６を埋め込んだシートを好適に用いることができる。

処理ｃでは、処理ｂを経ることによって得られた補強布の巻付層の上に外ゴムが巻き付けられる。この処理ｃでは、ＣＲゴムなどの耐候性、耐熱性、耐オゾン性に優れ、かつ、自燃性を持たない未加硫ゴムを好適に用いることができる。

処理ｄでは、上記した補強布や外ゴムなどによって形作られた外層の端部にリング状の補強ワイヤが配備される。この場合、必要に応じて、リング状の芯出しゴムをスペーサとして用いてその補強ワイヤを芯出しゴムの周囲に巻き付ける。そして、この処理ｄを行なった後、外層の端部を外方に張り出す形に成形して鍔部を形作る。

処理ｅでは、外ゴムと同じ材質の未加硫ゴムを用いる。この処理ｅによって、外層の端部に形作られている鍔部のボリュームを適切に調節する。

この後、第３ステップＳ３で、まっすぐな直管の端部をフレア加工することによって、鍔部に重なり合う端板部を成形する。

以上説明した前工程Ａを経ることによって図１又は図２に示した外面被覆管２０が得られる。したがって、この外面被覆管２０では、内層を形成しているフッ素樹脂製直管２２が未加硫ゴムを主材とする外層２３で被覆されていて、その外層２３の端部に形成された径大な鍔部２４の端面に直管２２の端部をフレア加工することによって形成された端板部２５が重ね合わされている。また、図２のように、外層２３を形成している未加硫ゴム層（内ゴムと外ゴムとが積層された部分）には補強布２６が埋入されていると共に、鍔部２４にはリング状の補強ワイヤ２７が埋入されている。図例では、補強布２６によってリング状の補強ワイヤ２７及び芯出しゴム２８の配備箇所を包囲させている。なお、図２において、２２ａは、フレア加工を行なう前の直管２２の端部を示している。

前工程Ａを経ることによって得られる外面被覆管２０では、フッ素樹脂製膨張継手の必須要素である膨出部が形成されておらず、しかも、外層２３はその主材が未加硫ゴムによって形成されている。したがって、次に説明する後工程Ｂによって、外層２３を形成している未加硫ゴムを加硫することと、膨出部を形成することとが行なわれる。

図５のように、後工程Ｂでは、第４ステップＳ４で、鍔部を含む外層を針で突き刺して抜気孔を形成する所謂針刺しを行なう。第４ステップＳ４で行なう針刺しは、後工程Ｂで行なわれる加硫工程で外層２３に閉じ込められている空気を外層２３の外部に逃がすことを容易にするための処理である。

次に、第５ステップＳ５で外面被覆管２０を金型に取り付けるための型入れを行なった後、第６ステップＳ６の加硫工程と第７ステップＳ７の膨出部成形工程とが同時に併せて行なわれ、加硫工程を行なうことによって未加硫ゴムを主材とする外層が加硫され、膨出部成形工程を行なうことによって管壁に膨出部が形成される。その後、第８ステップＳ８で離型を行なう。

後工程Ｂの加硫工程と膨出部成形工程とを図３又は図４を参照して説明する。

図３において、３０は後工程Ｂで用いられる金型であり、図示例では、この金型３０が、上型３１及び下型３２と、左右の分割型３３，３４とによって構成されている。この金型３０には、上型３１と下型３２と左右の分割型３３，３４とに振り分けて分割形成されている円形状の上下の鍔部挟持面３５，３５が備わっていて、外面被覆管２０の両端の鍔部２４，２４をそれらの鍔部挟持面３５，３５によって各別に挟み付けて位置決めすることができるようになっている。さらに、分割型３３，３４には、外面被覆管２０の両端部の外周面に接触してその管壁を支える上下の円筒面３９，３９と、それらの円筒面３９，３９の相互間に位置する球面状に膨らんだ成形面４１とが備わっている。また、下型３２には、金型３０の成形空間の軸線方向中央部に加圧流体を送り込む流体通路４２が備わっている。

後工程Ｂでは、金型３０の左右の分割型３３，３４で外面被覆管２０を径方向で挾み付け、かつ、上型３１と下型３２とにより外面被覆管２０を軸線方向で挾み付けると共に、外面被覆管２０の両端の鍔部２４，２４を鍔部挟持面３５，３５で挟んで位置決めし、外面被覆管２０の両端部の外周面を円筒面３９，３９で挟んで位置決めすることによって、外面被覆管２０を金型３０に取り付ける。

この後、外面被覆管２０の全体を所定温度に加熱することよって図５の第６ステップＳ６の加硫工程を行ない、この加硫工程と併せて、流体通路４２から外面被覆管２０の内部空間に空気、蒸気、水などの加圧流体を送り込むことによってその外面被覆管２０の内部を加圧してその管壁の軸方向中間部を図４のように成形面４１に沿う膨出形状に成形することによって膨出部２９を成形するという第７ステップＳ７の膨出部成形工程を行なう。加硫工程は、たとえば１５６〜１６０℃の温度条件を設定することによって円滑に行なわれる。また、この加硫工程を行なうのに適する温度条件を設定しておけば、膨出部成形工程も円滑に行なわれる。

外面被覆管２０の全体に対して１５６〜１６０℃の温度条件を設定する手段としては、流体通路４２から外面被覆管２０の内部空間に送り込まれる空気、蒸気、水などの加圧流体に高温のものを用いたり、金型３０に加熱手段を具備させて外面被覆管２０を加熱したりするという手段を採用することが可能である。加熱温度条件が１５６〜１６０℃に設定されておれば、外面被覆管２０の管壁２１が無理なく変形するので、管壁２１に無理な負荷を掛けずにその軸方向中間部を膨出形状に成形することが可能になり、併せて、成型後には、その管壁２１に亀裂や残留応力が発生しにくくなって高い耐圧強度が得られる。

この実施形態では、後工程Ｂで、外面被覆管２０の鍔部２４とその鍔部２４の端面に重ね合わされている端板部２５とが金型３０によって位置決めされ、併せて、管壁２１の両端部の外周面も金型３０によって位置決めされているので、離型後に得られるフッ素樹脂製膨張継手の口径や長さ、外層の厚さなどが外面被覆管２０の口径や長さと同一になる。そのため、口径や長さなどに高精度が要求されるフッ素樹脂製膨張継手を容易に製作することができる。

この製造方法によって製作されたフッ素樹脂製膨張継手には、フランジその他の結合具を用いて配管が接続される。その際、鍔部２４は結合具を係止することに役立つ。

外面被覆管を一部省略して示した半裁断側面図である。図１の要部を拡大した断面図である。加圧膨張工程で外面被覆管を金型に取り付けた状態の説明図である。加圧膨張工程で膨出部を形成した状態の説明図である。工程図である。

符号の説明

２０外面被覆管
２２フッ素樹脂製直管
２３外層
２４鍔部
２５端板部
２９膨出部
３０金型
３９円筒面
４１成形面

Claims

フッ素樹脂製直管が未加硫ゴムを主材とする外層で被覆され、かつ、その外層の端部に形成された径大な鍔部の端面に上記直管の端部をフレア加工することによって形成された端板部が重ね合わされてなる外面被覆管に対して、未加硫ゴムを主材とする上記外層を加硫する加硫工程と、その外面被覆管を球面状に膨らんだ成形面を有する金型に取り付けた後、その外面被覆管の内部を加圧してその管壁の軸方向中間部を上記成形面に沿う膨出形状に成形する膨出部成形工程とを行なうことを特徴とするフッ素樹脂製膨張継手の製造方法。
上記膨出部成形工程と併せて、上記加硫工程を行なう請求項１に記載したフッ素樹脂製膨張継手の製造方法。
上記金型に取り付けられた外面被覆管は、上記鍔部とその鍔部の端面に重ね合わされている上記端板部とが上記金型によって位置決めされていると共に、その管壁の両端部の外周面が、その金型に具備されて上記成形面を挟む両側に位置する円筒面に接触して支えられている請求項２に記載したフッ素樹脂製膨張継手の製造方法。
上記膨出部成形工程と上記加硫工程とを、上記外面被覆管の全体を上記外層の加硫に適する温度に加熱した条件下で行なう請求項３に記載したフッ素樹脂製膨張継手の製造方法。