JP2006213033A - 曲がりゴムホースの加硫用芯金、該ホースの製造方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 曲がりゴムホースに対する着脱を容易にした加硫用芯金、該芯金を用いた製造方法及びその製造に適した装置を提供する。
【解決手段】 曲がりゴムホースの加硫用芯金２を、加硫すべきゴムホース１Ａの内径に合わせた外径ｄを有する螺旋巻き形状で、成形しようとする曲がりゴムホース１Ａの曲がり形状を加硫温度における記憶形状として記憶し、直管状の螺旋巻き形状を常温下における記憶形状として記憶してなる形状記憶合金線３により構成する。上記芯金２に、それが直管状の上記螺旋巻き形状になっている状態で未加硫ホースを被嵌し、それを加硫温度まで昇温させることにより、その加硫温度における記憶形状に曲げて加硫でき、加硫後には上記芯金を常温まで低下させ、直管状に復帰させたうえで該芯金を加硫されたゴムホースから抜き出すことができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、曲がりゴムホースを加硫成形する芯金、該ホースの製造方法及びその装置に関するものである。

図１に示すような、自動車部品に多用されているラジエターやブレーキ油圧用ゴムホース等の曲がりゴムホース１は、従来から、未加硫ゴムを筒状に成形して、所定の曲がり管形状に形成した金属棒の芯金に被覆し、それをスチームでゴムの加硫温度と圧力を加える加硫缶に収容して、所定時間経過後に取り出し、芯金から抜き取って曲がりゴムホースを製造している。

更に具体的に説明すると、上記曲がりゴムホース１を製造するための未加硫ゴムホースは、直管で所定の長さに裁断されており、それを一定の形状に曲げて加硫すると、ゴム中に配合された粉末補強剤と、ホースの芯材として外周部に編み上げられたブレード（繊維補強材）１ａの一体化とにより、その曲がり形状に固定されるので、複雑な経路で配管される管路の形成を容易にし、同時に金属製のラジエターから伝わる振動の吸収や、金属製の油圧配管では吸収できないハンマーリングの吸収を行わせることができるものである。

上記未加硫のゴムホースは、配合練りゴムを筒状に押出して、その上から補強材の糸を密着被覆するように編み上げて上記ブレードを形成し、その上へ押出機を通してカバーゴムを被覆した後、所定長さに裁断して加硫工程に送られるものである。このように、上記ゴムホースは、芯材として、ゴムの間に筒状に編み上げられたブレード１ａが埋入されているため、ゴムホースの熱や圧力により管の直径が拡張するのを抑止されている。

上記ゴムホースの加硫工程においては、曲がりゴムホースに要求される曲がり形状に成形された曲がり芯金に未加硫ホースを被嵌して、加熱と加圧下で加硫に要する時間を経過させ、曲がりゴムホースが成形される。未加硫ゴムホースの内径と曲がり芯金の外径とは密に接触させるため、ゴムホースに曲がり芯金を挿入するには、該芯金表面に滑剤を塗布し、ホースを傷付けないように人の手で力を入れて挿入する作業が要求される。
また、従来の加硫装置はバッチ式で、密封可能な扉を備えた加硫缶と称される大型の圧力容器内で加硫される。この加硫缶には、衝立に芯金を多数配列させた台車で出し入れする装置が、量産工程の一般的な加硫装置として使用されている。曲がり芯金に挿入した未加硫ゴムホースの多数は、加硫缶にスチームを吹き込んで所要加硫時間の間、加熱と圧力を維持することによって加硫を完了する。

この加硫ゴムホースは、缶内の圧力を除いて冷却した後、台車を缶外へ引き出して芯金から抜き取るが、この作業は、未加硫ゴムホースに芯金を挿入する際に、該芯金に離型性滑剤を塗布してあっても、加硫によってゴムが芯金に密着しているので、容易には抜くことができず、強い力を要する重労働の手作業を人に強制している。なお、ロボット等による機械的なゴムホースの抜脱はホースを損傷するので、実用化されていない。

曲がりゴムホースの製造工程は、上述のような従来技術に代わる自動製造装置が開発されておらず、いまだに３Ｋ仕事と言われ、未加硫のゴムホースの芯金への被嵌と加硫したゴムホースの脱芯作業は、曲がりゴムホース製造工程の機械化のネックとなっている。ブレードで補強されていないゴムホースであれば、芯金とゴムホースの間に圧縮空気を圧入すれば、ある程度容易に芯金を抜くことができるが、ブレード補強のゴムホースでは、ブレードがホースの膨張を阻止するため、芯金への被嵌と脱芯は容易ではない。同時に、極端な曲がり箇所を複数要求する形状も芯金とゴムホースの着脱を困難にしている。更に、ブレード補強のゴムホースを装着する自動車のエンジンルームは益々小型化し、複雑な曲がりゴムホースが要求される。

一方、上記芯金を形状記憶合金で作る試みも始まっているが、実用の域には達していない。形状記憶合金製の管あるいは丸棒芯金で、着脱時に芯金が直線状に伸びれば、上記機械化は容易となるが、芯金の曲がり部の内側と外側の伸びと収縮が極端に異なり、芯金が曲がった際に、棒状の芯金の真円が崩れることを解決できないため、上記形状記憶合金の芯金による実用化は実現していない。

本発明の技術的課題は、曲がりゴムホースに対する着脱を容易にした加硫用芯金、該芯金を用いて曲がりゴムホースを容易に製造できるようにした製造方法、及びその製造の自動化に適した製造装置を提供することにある。
本発明の他の技術的課題は、曲がりゴムホースに対する加硫用芯金の着脱を容易にすることにより、従来は製造困難であった複雑に曲がるゴムホースの製造をも可能にした加硫用芯金、該曲がりゴムホースの製造方法、及びその装置を提供することにある。
本発明の更に他の技術的課題は、曲がりゴムホースに対する加硫用芯金の着脱を容易にすることにより、曲がりゴムホースの製造を自動化できるようにした該ホースの製造方法及びその装置を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明に係る曲がりゴムホースの加硫用芯金は、加硫するゴムホースの内径に合わせた外径を有する螺旋巻き形状で、成形しようとする曲がりゴムホースの曲がり形状を加硫温度における記憶形状として記憶してなる形状記憶合金線により構成し、あるいは、上記形状記憶合金線が、上記記憶形状と共に、直管状の螺旋巻き形状を常温下における記憶形状として記憶していることを特徴とするものである。

特に上記ブレードで補強されたゴムホースは、未加硫状態でも管内面を円形に維持する強度があるため、この未加硫ゴムホースの強度を利用すれば、芯金の表面は連続した平滑な面を持たなくてもよい。つまり、形状記憶合金線を所定の直径を備えた螺旋巻き形状に形成した芯金を用いても、加硫成形したゴムホースの内面は連続した円形を保ち、かつ芯金の曲がり部においても芯金の線径を選択することで、潰れ現象や変形は発生せず、極端な曲がり部も形成することができる。そして、上述したように、加硫温度で設計の曲がり部を形成するように記憶させた形状記憶合金の芯金を、常温で直管状となるようにすることにより、未加硫のゴムホースと加硫ゴムホースの機械的な着脱を容易に行うことが可能になる。但し、上記ブレードで補強されていないゴムホースの場合にも、曲がり部における若干のホース内面の凹凸を許容できるならば上記芯金を使用することができる。

また、上記課題を解決するための本発明に係る曲がりゴムホースの製造方法は、上記芯金に、それが直管状の上記螺旋巻き形状になっている状態で未加硫ホースを被嵌し、それらを加硫温度まで昇温させることにより上記加硫温度における記憶形状に曲げて加硫し、その加硫後に上記芯金を常温まで低下させ、直管状に復帰させたうえで該芯金を加硫されたゴムホースから抜き出すことを特徴とするものである。

上記曲がりゴムホースの製造方法においては、上記加硫用芯金の一端を、開閉自在の加硫缶内においてその支持壁面に開設した気体供給ノズルが該芯金内に開口するように保持させ、上記芯金及び未加硫ホースを加硫温度まで昇温させて加硫するに際し、加硫缶の密閉状態において上記気体供給ノズルを通して芯金内に加熱された気体を供給することにより、該加硫缶内を加硫温度に加熱すると同時に加硫に必要な圧力まで昇圧させることができ、それによって上記芯金による曲がりゴムホースの製造を容易に行うことができる。

更に、上記加硫用芯金を用いて曲がりゴムホースを製造する本発明の製造装置は、該加硫用芯金の一端を、開閉自在の加硫缶内においてその支持壁面に開設した気体供給ノズルが該芯金内に開口するように保持させ、加硫缶の外部に、上記気体供給ノズルを通して加熱用気体を供給することにより該加硫缶内を加熱及び加圧する加熱気体供給手段を設けたことを特徴とするものである。
上記製造装置においては、上記気体供給ノズルに、加硫缶の開放状態において冷却用空気を供給する管路を切換接続可能にするのが有利である。

また、上記製造装置においては、複数の加硫缶を周回軌道に沿って周回させる周回機構に保持させ、上記加硫缶は周回軌道を周回する間に加熱、加圧による加硫が行われるように制御されるものとし、上記周回軌道の一部にゴムホースの脱着領域を設けることができる。この場合、加硫缶、加硫缶開閉用の駆動源、加熱用気体の供給装置と冷却用空気の供給装置をフレーム上に配設して加硫ユニットとし、その複数を周回機構によって周回可能に保持させ、各加硫ユニットに動力電源の供給と制御信号伝送のための集電部材設け、それを周回軌道に沿って敷設する給電軌条に接触摺動するよう構成するのが有利である。

更に、加硫缶の周回軌道の一部に、開放状態に保持した加硫缶内において芯金に被嵌されている加硫した曲がりゴムホースを把持して引き抜き、未加硫ゴムホースの直管を加硫缶内の芯金に被嵌させるハンド機構を備えたロボット手段を配設し、上記周回機構を、上記ロボット手段の動作に合わせて加硫缶が間欠搬送されるものとすることにより、容易に曲がりゴムホースの製造装置を自動化することができる。

前述した形状記憶合金からなる加硫用芯金を用いると、該芯金を直管状として加硫用ゴムホースを装着し、また、同様に直管状として、あるいは芯金の一部を変形させて加硫したゴムホースを引き抜くことができるので、曲がりゴムホースの製造を機械化することが可能になる。この場合、従来のような大型の加硫缶でバッチ式に加硫するのではなく、上述した装置のように、加硫缶内で少数のゴムホースの加硫を行うのが、曲がりゴムホースの製造の機械化に適している。

しかも、上述した装置によれば、加硫缶内を空気や不活性ガスあるいはスチーム等の加熱用気体で加熱と加圧とを所定時間維持するが、加硫缶が小さいので加熱用気体を送入すると間もなく所定の温度と圧力に達し、芯金が自動的に記憶した曲がり管状に形状変化して迅速にその曲がり形状に加硫することができ、その際、加熱された金属製の芯金がゴムホースの内径で密着しているため熱伝導が良く、従来の大型加硫缶による場合に比して熱ロスがない。加硫終了後のゴムホースを抜き取るための冷却も、芯金を通して冷風を送ることで芯金が速やかに冷却され、加硫缶の冷却が進む前に直管状にして抜き取ることができる。

以上に詳述した本発明によれば、ゴムホースに対する加硫用芯金の着脱、特に芯金からのゴムホースの抜き取りが容易であるため、従来は製造できなかった極端な曲がり角度と多数の曲がり箇所を持つ曲がり管も容易に加硫成形することが可能になり、曲がりゴムホースの設計の自由度を増大させることができる。また、ゴムホースに対する加硫用芯金の着脱が容易であるため、芯金とゴムホースのロボットによる着脱操作が可能になり、それにより、曲がりゴムホースの製造を自動化して、２４時間連続の無人化も可能になり、高い生産性を期待することができる。

更に、上述した本発明の曲がりゴムホースの製造方法及びその装置によれば、加硫缶内において、ゴムホースの内面に接触する芯金内を通して加熱用気体や冷却用空気を送入するようにしているので、ゴムホースの温度上昇を早めることができ、加硫缶が小型で小容積であることから、缶内を加熱する熱エネルギーも非常に少なく、省エネルギー効果が極めて大きくなる。しかも、冷却用気体を芯金内に通すと、芯金の冷却が素早く、ゴムホースが冷える前に芯金を直管状に伸ばすことができるので、抜き取り時間は極く短いものとすることができる。

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１に示すような曲がりゴムホース１の未加硫ホースを加硫するための芯金２は、基本的には、図２の（Ａ）または（Ｂ）に示すように、加硫するゴムホースの内径に合わせた巻き外径ｄの螺旋巻き形状を有する形状記憶合金線（バネ線）３により構成される。同図（Ａ）は密な巻き形状を、同図（Ｂ）は粗な巻き形状を示している。芯金２を構成する形状記憶合金線３の線径と巻き密度は、ゴムホース１の内径とゴムホースの曲がり角度により選定され、例えば太い内径のゴムホースの場合には太い線径が、細い内径のゴムホースには細い線径のものが用いられ、また、ゴムホースの肉厚が薄い場合には密に巻いた芯金が用いられる。

上記形状記憶合金線３からなる芯金２としては、該合金が、高温の形状のみを記憶する一方向形状記憶効果を示すものである場合には、加硫するゴムホース１の内径に合わせた外径ｄを有する上記螺旋巻き形状で、成形しようとする曲がりゴムホースの曲がり形状に曲げたものを加硫温度における記憶形状として記憶させたものとし、該合金３が、高温と低温との両方の形状を記憶する二方向形状記憶効果を示すものである場合には、加硫温度における上記記憶形状と共に、直管状の螺旋巻き形状を常温下における記憶形状として記憶させたものとする。

この形状を記憶させる工程は常法により行えばよく、その際には、例えば、直線状の螺旋巻き形状を有する形状記憶合金線３を、図３の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、曲がりゴムホース１に要求される曲がり形状に形成した金属製の溝型を元型４Ａとして、それに螺旋巻き形状にした形状記憶合金線３を嵌め込み、あるいは、図４に示すように、金属の丸棒を曲がりゴムホース１に要求される曲がり形状に形成して元型４Ｂとして螺旋巻き形状の形状記憶合金線３に挿通し、それらを加硫温度に加熱するなどの操作により、曲がり角度と曲がり箇所を記憶させる。この形状記憶合金線３は、設計に従った元型４Ａ，４Ｂを用いることにより何度でも異なる形状を記憶させ、再利用することができる。

次に、上記芯金２を用いて曲がりゴムホース１の加硫を含む製造の方法について説明する。
曲がりゴムホース１の製造においては、まず、加硫すべきゴムホースの内径に合わせた螺旋巻き形状の上記芯金２に、それが直管状の上記螺旋巻き形状になっている状態で未加硫ゴムホースを被嵌する。未加硫のゴムホースは、直管状で定尺に裁断されて準備され、芯金２が直管状であるため、該芯金を簡便迅速に押し込むことができる。その後、それらを加硫缶内において加硫温度まで昇温させることにより、上記加硫温度における記憶形状に曲げて加硫し、その加硫後に上記芯金温度を常温まで低下させ、直管状に復帰させたうえで該芯金２が加硫されたゴムホースから抜き出される。加硫缶の詳細については後述する。

形状記憶合金線３が、上述した高温と低温との両方の形状を記憶する二方向形状記憶効果を示すものである場合には、曲がりゴムホース１の製造が特に容易であり、常温で直管状の螺旋巻き形状をなす芯金２に未加硫のゴムホースを被嵌することが容易であるばかりでなく、それを加硫温度に昇温するだけで、芯金２をゴムホース１と共に記憶させた所期の曲がり形状に曲げて加硫することができ、また、その加硫後に芯金温度を常温まで低下させると、芯金はその常温下の記憶形状である直管状に復帰するので、加硫された曲がりゴムホースも強制的に直線管に伸ばされ、加硫ゴムホースから芯金を簡単に引き抜くことができる。従って、芯金に対するゴムホースの着脱を容易に機械的に行うことが可能になる。芯金を抜き取った後のゴムホースは架橋されて形状が固定されているので、芯金を抜き取ると同時に加硫時の芯金が呈した曲がりゴムホースの形状に復元する。

特に、自動車部品等として耐圧性が要求される曲がりゴムホースでは、耐圧性と曲がり形状の維持のために、ゴムホースの芯材として外周部に連続したブレード１ａが一体化されているため、加硫により必要な曲がりゴムホースの形状が固定的に成形され、使用中などに変形することはない。そして、このブレード１ａを一体化したゴムホースは、未加硫状態でもホース内面の円形を維持する程度の強度があるため、芯金２が上述した形状記憶合金線３により螺旋管状に形成されて、その表面が連続した平滑な面を持たないものであっても、加硫成形したゴムホースの内面が連続した円形を保ち、かつ芯金の曲がり部においても芯金の形状記憶合金線３の線径を適切に設定することで、変形が殆ど発生しない曲がり部を形成することができる。
但し、上記方法は、内面の多少の変形を許容できるならば、ブレードを有していないゴムホースの製造にも適用することができる。

次に、図６〜図１０を参照して、上記芯金２を用いて上記曲がりゴムホース１を加硫する加硫缶５及びそれを含む加硫ユニット２０の実施例について説明する。なお、以下においては、図中を含めて、加硫済みの曲がりゴムホースを１Ａとし、未加硫のゴムホースを１Ｂとして説明する。
上記芯金２に挿着した未加硫ゴムホース１Ｂの加硫を行う加硫缶５は、２枚貝型をした上蓋５ａと下蓋５ｂとを支持壁７にヒンジ６ａ，６ｂにより回転自在に取り付け、両蓋５ａ，５ｂを密閉可能にすると共に開閉自在に構成している。

更に具体的に説明すると、上記加硫缶５及びそれに付帯する機器類を搭載することにより加硫ユニット２０を構成するフレーム２１は、それに立設した支持フレーム２１ａに固定している支持壁７に、上記加硫缶５の上下蓋５ａ，５ｂを上記ヒンジ６ａ，６ｂにより回転自在に支持させ、加硫缶５の上下蓋５ａ，５ｂにおける四周の対向位置には、それぞれ密閉ロック用の凸部８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを付設し、上記フレーム２１上に、両蓋５ａ，５ｂの閉鎖時にそれらの対向する凸部をテーパー面により相互に掴持するクランプ部材９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄを設け、油圧ユニット１０で発生させた油圧を伝送回路を通して伝送することにより駆動されるアクチュエータ（油圧シリンダ）１１で、それらのクランプ部材をロック位置と非ロック位置とに変位させるようにしている。また、上記油圧ユニット１０は、上下蓋５ａ，５ｂを開閉させるアクチュエータ（油圧シリンダ）１２の駆動源としても油圧を伝送するようにしている。

上記芯金２は、その内径側が形状記憶合金線３の螺旋巻き形状によって雌螺子状を呈しているので、上記加硫缶５における上記ヒンジ６ａ，６ｂを設けた支持壁７に、周囲に上記芯金２に螺合する螺子を加工した気体供給ノズル１３を気密に貫通させて固定し、その螺子に芯金２の一端を螺挿して保持させることにより、加硫缶５内においてその支持壁面に開設した気体供給ノズル１３が該芯金２内に開口するようにしている。このノズル１３は、以下に述べる加硫缶５内へ加熱用気体や冷却用気体を供給する流路となるものである。
なお、上記実施例では、芯金２を取り付ける気体供給ノズル１３を、それぞれの加硫缶５に各１個のノズル１３を設けるものとして構成しているが、各加硫缶５内にその複数を設けることもできる。

加硫のための加熱用気体の供給装置は、加硫缶５に近接してその外部でフレーム２１上に設置されている空気圧縮機１４の送出口を電熱ヒーター１５に接続することにより、該空気圧縮機１４からの空気を所定の加硫温度に加熱して送出するように構成され、上記電熱ヒーター１５の出口管１５ａを、上記気体供給ノズル１３の入り口管１６にバルブ１７ａを介して接続している。
上記空気圧縮機１４及び電熱ヒーター１５は、加熱気体供給手段の一例を構成するものであり、それらに限らず、加熱気体（加熱空気や不活性ガスあるいはスチーム）を供給するようにした適宜手段を用いることができる。
なお、加硫缶５の上下蓋５ａ，５ｂには、熱ロスを防止するために保温材を貼り付けておくこともできる。

一方、上記ノズル１３に対して上記加熱用気体に切り替えて供給する冷却用空気は、フレーム２１上の送風機１８の出口管１８ａをノズル１３の入り口管１６にバルブ１７ｂを介して接続することにより、該ノズル１３に空気を供給するようにしている。
そして、上記フレーム２１上に搭載された加硫缶５、その上下蓋５ａ，５ｂのクランプ部材９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄを駆動したり、両蓋５ａ，５ｂを開閉するためのアクチュエータ１１，１２、それらに油圧を供給する油圧ユニット１０、及び上記加硫缶５に対して加硫用の加熱用気体及び冷却用空気を供給する設備等により、上記加硫ユニット２０を構成させている。
なお、図中、２３は温度センサー、２４は圧力センサー、２５はブローバルブを示している。

このような構成を有する加硫缶５を含む加硫ユニット２０は、図１０に示すように、上記芯金２の一端を該加硫缶５内においてその支持壁面に設けた気体供給ノズル１３に保持させ、上記芯金２及び未加硫ホース１Ｂを加硫温度まで昇温させて加硫するに際し、加硫缶５を図６に示すように密閉した状態で、上記気体供給ノズル１３を通して該気体供給ノズル１３に取り付けた芯金２内に加熱用気体を供給することにより、該加硫缶５内を所定の加硫温度に加熱すると同時に、該加硫缶５内を所定の加硫圧力に昇圧させることができるものである。また、加硫缶５の開放状態において、バルブ１７ａ，１７ｂの切り替えにより上記気体供給ノズル１３に冷却用空気を供給すると、加硫された曲がりゴムホース１Ａと共に上記芯金２を急速に冷却することができる。

上記フレーム２１に搭載された加硫缶５を含む曲がりゴムホース１の加硫ユニット２０は、それ自体を手作業による曲がりゴムホースの製造に用いることができるが、芯金２に対する曲がりゴムホースの着脱が機械的に容易に行えることから、図１１〜図１３に例示するような自動化製造装置として稼働させることができる。
この自動化製造装置は、図６〜図１０で説明した曲がりゴムホースの加硫ユニット２０におけるフレーム２１を、それに設けた一対の懸架腕２２によって支持できるようにして、多数のフレーム２１が周回軌道に沿って周回できるように、それらの懸架腕２２を周回機構を構成するチェイン２９に揺動自在に懸架している。
なお、図示の実施例では、上記周回軌道として加硫ユニット２０が上下動する部分のある垂直面内での軌道を示しているが、その周回軌道を楕円トラック軌道や円盤テーブルとして、水平面内で周回する軌道とすることもできる。

上記加硫ユニット２０をこの自動化製造装置として用いる場合には、各加硫ユニット２０に動力電源の供給と制御信号伝送のための集電部材２７を設け、それを周回軌道に沿って敷設する給電軌条２６に接触摺動するよう構成される。この給電軌条２６の設置位置は、周回軌道に沿う任意位置に設けることができ、集電部材２７はそれに対応させて設ければよい。
また、上記周回軌道の一部には、加硫缶５内の芯金２に対するゴムホースの脱着作業を行う着脱領域２８が設けられる。この着脱領域２８においては、そこに設けた適宜操作片によって与えられる駆動信号、または上記給電軌条２６を通して供給される駆動信号により、アクチュエータ１１，１２を駆動し、それによって、加硫缶５における上下蓋５ａ，５ｂのクランプ部材９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄによるロックを解除したうえで、両蓋５ａ，５ｂが図１０及び図１１に示すように開放状態に保持される。

この着脱領域２８には、加硫缶５内において芯金２に被嵌されている加硫した曲がりゴムホース１Ａを把持して引き抜き、また、直管状の未加硫ゴムホース１Ｂを加硫缶５内の芯金２に被嵌させるハンド機構３２を備えたロボット手段３０を配設している。
更に具体的に説明すると、上記ロボット手段３０は、ゴムホースの掴持のための開閉を行うハンド３２ａを備えた上記ハンド機構３２を、伸縮機構（シリンダ）３３により伸縮可能としたアーム３４の先端に装備し、上記アームは旋回機構（ロータリアクチュエータ）３５と昇降機構（シリンダ）３６とにより旋回及び昇降制御可能に設置されたものである。上記ハンド機構３２には、図示を省略しているが、ゴムホース１Ａとハンド３２ａとの間の距離を検出する距離センサーや、ゴムホースに対するハンド３２ａの接触を検知するためのタッチセンサー等が設けられ、また、加硫缶５内における気体供給ノズル１３の芯金２を螺挿する螺子の基端部に、ゴムホースの挿入限度を設定するストッパ３９を設けている。なお、このストッパ３９へのゴムホースの当接は、図示しないセンサーで検出される。
上記ハンド機構３２のハンド３２ａの把持面には、柔らかく滑らないスポンジゴム等を貼り付け、ゴムホース１Ａ，１Ｂに傷損を与えないようにすることが望まれる。

また、図１２に示すように、上記ロボット手段３０の左右には、未加硫ゴムホース１Ｂを供給するコンベヤー４１と、抜き取った加硫ゴムホース１Ａを搬出するコンベヤー４２とが配置される。
上記ロボット手段３０によるゴムホースの着脱には、若干の時間を必要とするので、その着脱操作を行う間は、周回機構を構成するチェイン２９を停止させておく必要がある。従って、該チェイン２９は上記ロボット手段３０の動作に合わせて加硫缶５を搭載した加硫ユニット２０が間欠搬送されるように制御される。それに伴い、上記加硫缶５が周回軌道を間欠駆動で周回する間に、加熱、加圧による加硫が行われるように設定される。

次に、上記ロボット手段３０の動作を、上記自動化製造装置における加硫工程の動作ステップと共に説明する。
周回軌道の着脱領域２８に位置する加硫缶５は、その領域２８に達したときに、上述したアクチュエータ１１，１２の駆動により、図１０及び図１１に示すように、加硫缶５の上下の蓋５ａ，５ｂを開放している。そして、加硫缶５内に開口するノズル１３には、加硫温度における曲がり形状及び常温における直管形状を記憶した芯金２が螺着され、この芯金２が常温下において直管状をなしている。

この状態で、ロボット手段３０は、図１２におけるコンベヤー４１側にアーム３４を旋回させ、旋回したアーム３４を伸ばすと同時にハンド３２ａを開き、未加硫のゴムホース１Ｂを掴んで、上昇しつつ旋回して加硫缶５の中心の芯金２に対向する位置で一旦停止する。そして、ハンド３２ａがその軸線の周りで回転しつつゴムホース１Ｂを芯金２に被嵌させるように、アーム３４が回転しながら伸び出し、該ゴムホース１Ｂが芯金２に被着される。ゴムホース１Ｂの先端がノズル１３の基端のストッパ３９に当たると、図示しないセンサーが検知してハンド３２ａを開き、次いでアーム３４を収縮させてハンド３２ａを後退させる。

このようにしてゴムホース１Ｂの挿入が終わると、加硫缶５の上下の蓋５ａ，５ｂが閉鎖され、該上下蓋５ａ，５ｂをクランプ部材９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄにより密に締め付けると、チェイン２９が駆動を開始して、次の加硫缶５を着脱領域２８に移動させると同時に、加熱気体供給手段である空気圧縮機１４及び電熱ヒーター１５が起動され、バルブ１７ａを開いて加熱用気体がノズル１３を通して加硫缶５内の芯金２内に吹き込まれる。このとき、送風機１８側のバルブ１７ｂは閉じている。
加硫缶５内の温度と圧力が必要条件を充たすようにするため、加硫缶５の上蓋５ａに装着した温度センサー２３と圧力センサー２４の出力に基づいてブローバルブ２５の開度が適切に調節される。例えば、温度１８０℃で圧力０．１５ＭＰａの設定であれば、加硫缶内が１８０℃になるまでブローバルブ２５を僅かに開いて、ノズル１３から温度の高い加熱用気体を供給し、温度が１８０℃を維持できるようになれば、圧力を０．１５ＭＰａに維持するようにブローバルブ２５の開度が調節される。この加熱用気体の供給により芯金２が加硫温度またはそれに近い温度に達すると、芯金２が、それを構成する形状記憶合金線３の高温側の記憶形状である曲がり形状に変形するので、ゴムホース１Ｂがその形状に曲げられて加硫される。

チェイン２９に連結された加硫ユニット２０は順次着脱領域２８でゴムホース１Ｂを挿入されて周回することにより、再び着脱領域２８に至り、その間の周回時間は、加硫が完了する時間に設定される。
加硫缶５が周回軌道を一周して再び着脱領域２８に到達すると、ブローバルブ２５が全開して加硫缶５の内圧を抜き、更に上下蓋５ａ，５ｂのクランプ部材９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄによるロックを解除したうえで、両蓋５ａ，５ｂが開放状態に保持される。この蓋の開放と同時にバルブ１７ａが閉じ、バルブ１７ｂが開いて、送風機１８からノズル１３に冷却用空気が供給され、それにより芯金２が常温まで低下すると、該芯金が直管状の記憶形状になる。それに伴って、加硫されたゴムホース１Ａも直管状になるが、該ゴムホース１Ａは前記曲がり形状で加硫されているので、芯金２が抜かれると直ちにその曲がり形状に復帰する。

加硫されて着脱領域２８に達したゴムホース１Ａ、ロボット手段３０のハンド３２ａにより芯金２から取り外される。即ち、この着脱領域２８においては、アーム３４を前記ゴムホース１Ｂの装着時と同様にして芯金２に対向する位置まで移動させ、アーム３４を伸ばしてハンド３２ａを加硫されたゴムホース１Ａに近付けると、距離センサーがゴムホース１Ａの先端位置を検知し、それに伴って、アーム３４はハンド３２ａを開きつつ伸長する。ハンド３２ａに内臓する図示しないタッチセンサーがゴムホース１Ａの先端の接触を検知すると、ハンド３２ａが閉じてゴムホース１Ａを掴み、次いで、アーム３４はハンド３２ａを少し回した後、収縮して下降しつつコンベヤー４２の方向へ旋回し、該コンベヤー４２の上でハンド３２ａを開き、ゴムホース１Ａをコンベヤー４２上に載置する。

その後、再び未加硫のゴムホース１Ｂを芯金２に被嵌して加硫するため、ロボット手段３０は、アーム３４をコンベヤー４１の方向へ旋回させてハンド３２ａでゴムホース１Ｂを掴む。この２周目以降は、加硫缶５自体に余熱があるので、芯金２を通して吹き込んでいる冷却用空気は、ゴムホース１Ｂの被嵌が終わるまで供給し続ける。ゴムホース１Ｂの装着が終わると、加硫缶５の蓋を閉めてロックした後、加熱用気体を供給しつつ、上述した１周目と同様に周回させる。

なお、図示の実施例では、単一のハンド機構３２によりゴムホースの被着及び抜き取りを行うようにしているが、芯金２に被嵌されている上記加硫した曲がりゴムホース１Ａを把持して引き抜くハンド機構、及び、未加硫ゴムホース１Ｂの直管を芯金２に被嵌させるハンド機構を別個のものとして構成することもできる。
また、加硫缶５の熱源及び芯金２の冷却用空気の供給と加硫缶５の開閉及びクランプのための動力は、加硫ユニット２０外からチェイン２９の停止時に接続される配管等で供給することもできる。

本発明によって成形される曲がりゴムホースの一部破断斜視図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、形状記憶合金線の巻き密度を異にする芯金の一部破断正面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、形状記憶合金線に形状を記憶させる元型の一例を示す平面図及び端面図である。 形状記憶合金線に形状を記憶させる元型の他の一例を示す平面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は上記芯金による曲がりゴムホースの製造の態様を説明するための説明図である。 加硫缶を主体とする曲がりゴムホースの製造装置の実施例を示す側面図である。 同平面図である。 図６におけるＸ−Ｘ位置での断面図である。 図６の右側面図である。 上記実施例における加硫缶の開放状態の側面図である。 上記実施例の製造装置の複数を用いて曲がりゴムホースの製造を自動化するようにした自動化装置の側面図である。 同正面図である。 同平面図である。

符号の説明

１ 曲がりゴムホース
１Ａ 加硫済みゴムホース
１Ｂ 未加硫ゴムホース
２ 芯金
３ 形状記憶合金線
５ 加硫缶
５ａ 上蓋
５ｂ 下蓋
７ 支持壁
１３ ノズル
２０ 加硫ユニット
２１ フレーム
２６ 給電軌条
２７ 集電部材
２８ 着脱領域
２９ チェイン
３０ ロボット手段
３２ ハンド機構
３５ 旋回機構

Claims (10)

1. 加硫するゴムホースの内径に合わせた外径を有する螺旋巻き形状で、成形しようとする曲がりゴムホースの曲がり形状を加硫温度における記憶形状として記憶してなる形状記憶合金線により構成した、
   ことを特徴とする曲がりゴムホースの加硫用芯金。
2. 上記形状記憶合金線が、加硫温度における上記記憶形状と共に、直管状の螺旋巻き形状を常温下における記憶形状として記憶している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の曲がりゴムホースの加硫用芯金。
3. 加硫するゴムホースの内径に合わせた外径を有する螺旋巻き形状で、成形しようとする曲がりゴムホースの曲がり形状を加硫温度における記憶形状として記憶させた形状記憶合金線からなる芯金に、それが直管状の上記螺旋巻き形状になっている状態で未加硫ホースを被嵌し、
   それらを加硫温度まで昇温させることにより上記加硫温度における記憶形状に曲げて加硫し、
   その加硫後に上記芯金を常温まで低下させ、直管状に復帰させたうえで該芯金を加硫されたゴムホースから抜き出す、
   ことを特徴とする曲がりゴムホースの製造方法。
4. 加硫するゴムホースの内径に合わせた外径を有する螺旋巻き形状で、成形しようとする曲がりゴムホースの曲がり形状を加硫温度における記憶形状として記憶させると共に、直管状の上記螺旋巻き形状を常温下における記憶形状として記憶させた形状記憶合金線からなる芯金に、それが常温下における上記直管状の螺旋巻き形状にある状態で未加硫ホースを被嵌し、
   それらを加硫温度まで昇温させることにより上記加硫温度における記憶形状に曲げて加硫し、
   その加硫後に上記芯金を常温まで低下させ、常温の記憶形状である直管状の螺旋巻き形状に復帰させたうえで、該芯金を加硫されたゴムホースから抜き出す、
   ことを特徴とする曲がりゴムホースの製造方法。
5. 上記加硫用芯金の一端を、開閉自在の加硫缶内においてその支持壁面に開設した気体供給ノズルが該芯金内に開口するように保持させ、上記芯金及び未加硫ホースを加硫温度まで昇温させて加硫するに際し、加硫缶の密閉状態において上記気体供給ノズルを通して芯金内に加熱された気体を供給することにより、該加硫缶内を加硫温度に加熱すると同時に加硫に必要な圧力まで昇圧させる、
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の曲がりゴムホースの製造方法。
6. 請求項１または２に記載の加硫用芯金を用いて曲がりゴムホースを製造する装置であって、
   該加硫用芯金の一端を、開閉自在の加硫缶内においてその支持壁面に開設した気体供給ノズルが該芯金内に開口するように保持させ、
   加硫缶の外部に、上記気体供給ノズルを通して加熱用気体を供給することにより該加硫缶内を加熱及び加圧する加熱気体供給手段を設けた、
   ことを特徴とする曲がりゴムホースの製造装置。
7. 上記気体供給ノズルに、加硫缶の開放状態において冷却用空気を供給する管路を切換接続可能にした、
   ことを特徴とする請求項６に記載の曲がりゴムホースの製造装置。
8. 複数の加硫缶を周回軌道に沿って周回させる周回機構に保持させ、
   上記加硫缶は周回軌道を周回する間に加熱、加圧による加硫が行われるように制御されるものとし、
   上記周回軌道の一部にゴムホースの脱着領域を設けた、
   ことを特徴とする請求項６または７に記載の曲がりゴムホースの製造装置。
9. 加硫缶、加硫缶開閉用の駆動源、加熱用気体の供給装置と冷却用空気の供給装置をフレーム上に配設して加硫ユニットとし、その複数を周回機構によって周回可能に保持させ、各加硫ユニットに動力電源の供給と制御信号伝送のための集電部材設け、それを周回軌道に沿って敷設する給電軌条に接触摺動するよう構成した、
   ことを特徴とする請求項８に記載の曲がりゴムホースの製造装置。
10. 加硫缶の周回軌道の一部に、開放状態に保持した加硫缶内において芯金に被嵌されている加硫した曲がりゴムホースを把持して引き抜き、未加硫ゴムホースの直管を加硫缶内の芯金に被嵌させるハンド機構を備えたロボット手段を配設し、
    上記周回機構を、上記ロボット手段の動作に合わせて加硫缶が間欠搬送されるものとした、
    ことを特徴とする請求項８または９に記載の曲がりゴムホースの製造装置。

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