JP4070455B2 - 管状スイッチ部材の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管状スイッチ部材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の管状スイッチ部材としては、図５に示すように、前記管状部材の内面に軸心方向に沿う二条の螺旋状に、一対の導電部材を配置し、その導電部材を前記管状部材の内側に一部露出する状態で付設して、前記管状部材を、その軸心に交差する方向に変形させたときに、前記導電部材同士が接触するように構成してあるスイッチ部を設けた管状スイッチ部材が知られている。
【０００３】
このような構成により、前記管状スイッチ部材は、前記管状部材が絶縁性であるため、外部に漏電せず、また、弾性により形状復元可能であるため、前記管状部材の形状変形により二条の導電部材同士が接触する状態と、前記導電部材が互いに離間した状態とを繰り返し実現しやすくなっている。そのため、前記管状部材の変形に伴う通電状態の有無を電気的に検出することができるようになって、侵入者の検知、車両の検知、通過台数の計測、土砂崩れの有無の検知が可能になり、また、前記通電箇所に至る導電部材の長さにより通電抵抗が異なることから、侵入者位置、土砂崩れ位置等の特定も可能となる。
このような管状スイッチ部材は、導電部材を管状部材内面に螺旋状に配置した状態を維持して成形させられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、導電部材を管状部材内面に螺旋状に配置した状態を維持するために、前記導電部材をマンドレルに巻き付けた状態にして軟質材料としてのゴム材料を被覆すると、前記導電部材は、巻き付け姿勢が変位しやすい。これをさけるには、前記導電部材は前記マンドレルの強固に巻き付けておく必要がある。逆に、その管状スイッチ部材を成形したとしても、前記管状スイッチ部材の成形後に前記マンドレルをその管状スイッチ部材から取り除く際に、マンドレルに対して導電部材を強固に巻き付けてあると、そのマンドレルを前記管状スイッチ部材から引き抜き除去するには抵抗になって、前記導電部材に無理な力が働くと、導電部材が変位して断線や短絡の原因になりやすくなるという問題があって、いずれにしても製造が困難で、長尺のものを連続成形することが困難であるという問題点があり、比較的高価な物になりがちであった。
【０００５】
また、前記管状部材を変形させたときに、二条の前記導電部材の接触を確実にするため、前記導電部材を螺旋状に配置してあるから前記管状スイッチ部材は全体として固くなり、前記管状部材を変形させるのに大きな力を必要とする状況があった。そこで、前記導電部材を細線の多数を組紐状に編み上げた物にしてより柔軟に形成し、前記管状部材を変形させるのに要する力を小さくする事も考えられているが、このような構成を採用するとさらに製造困難になるとともに、コスト高になる問題があった。さらに、前記導電部材を細線の多数を組紐状に編み上げた物にした場合には、その導電部材がかさばり、前記ゴム材料を被覆したときに、そのゴム材料に埋設されてしまい、前記一対の導電部材が互いに接触しにくくなるという問題があった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、上記欠点に鑑み、スイッチとしての機能も十分高い管状スイッチ部材を効率よく製造する技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するための本発明の特徴構成は、
マンドレル本体に軟質材からなる軟質材層を被覆形成し、前記マンドレル本体と前記軟質材層とは分離自在に構成してある成形用のマンドレルに、一対の導電部材を螺旋状に巻き付けて、前記マンドレルに一部食い込むように前記導電部材を保持させ、前記マンドレルと一体化しない軟質材料を前記マンドレルに被覆した状態で、前記軟質材料を成形し、前記マンドレルを成形された前記軟質材料から引き抜き、管状スイッチ部材を製造する点にある。
【０００９】
また、前記導電部材が軟質線材の外面にメッシュ状に編み込まれた金属線群から構成されるワイヤメッシュであることが好ましい。
【００１０】
〔作用効果〕
つまり、マンドレル本体に軟質材からなる軟質材層を被覆形成し、前記マンドレル本体と前記軟質材層とは分離自在に構成してある成形用のマンドレルに、一対の導電部材を螺旋状に巻き付けると、前記マンドレルの外表面は軟質に形成されているから、前記導電部材を前記マンドレルに一部食い込むように巻き付けることができる。すると、前記導電部材は前記マンドレルに対して、より確実に保持されることになり、一対の導電部材が互いに離間した状態を維持した姿勢で安定させられる。そのため、その導電部材を覆って軟質材料を設ける場合にでも、その導電部材は位置ずれしにくくなる。
【００１１】
また、前記導電部材は前記マンドレルの外表面に一部食い込むから、その導電部材を覆って軟質材料を被覆したとしても、成形される前記軟質材料の内面は前記マンドレルの表面レベルに設けられるのに対して前記導電部材は前記マンドレルに凹入しているから、その導電部材の一部が前記マンドレルの表面よりも、前記マンドレルの径方向内側に位置するように保持されることになる。すると、前記導電部材は、筒状に成形される前記軟質材料の内面よりも、径方向内面側に突出した状態でその軟質材料と一体化させられることになる。
【００１２】
この状態で前記軟質材料を成形すると、前記軟質材料は、前記マンドレルと一体化しないから、前記軟質材料は、成形される際の内面側で、前記導電部材にのみ一体化し、前記導電部材が成形される軟質材料の内側に突出した状態に設けられ、前記マンドレルを引き抜き除去することにより管状スイッチ部材となる。
【００１３】
すると、前記管状スイッチ部材は、内面に一対の導電部材が対向した状態で螺旋状に配置されるから、前記管状スイッチ部材を径方向に圧縮変形させるだけで、前記一対の導電部材を互いに近接させられる。ここで、前記導電部材は前記管状スイッチ部材の内面側に突出した状態に形成されているから、管状スイッチ部材の変形に応じて一対の導電部材同士が容易に接触して電気的な導通状態を形成することができる。従って、スイッチとして確実で応答性が高い管状スイッチ部材を提供することができた。
【００１４】
また、前記管状スイッチ部材は、表面を軟質に形成してあるから、前記軟質材料の成形後、前記管状スイッチ部材からマンドレルを引き抜く際に、前記表面を変形させることにより、容易に引き抜ける。
そのため、通常のゴムホースの製造に準じた行程で管状スイッチ部材を製造することができるので、製造設備などにかかるコスト増を少なく抑えることができる。
【００１５】
また、前記マンドレルが、マンドレル本体に軟質材からなる軟質材層を被覆形成してあるので、マンドレル本体を硬質に形成して前記管状スイッチ部材の形状安定性を確保しつつ、マンドレルの表面を前記軟質材層により前記導電部材が一部食い込む軟質に形成し、前記導電部材を保持する際の姿勢安定性を高くすることができる。さらに、前記マンドレル本体と前記軟質材層とが分離自在に構成してあるので、成形後の管状スイッチ部材からマンドレルを引き抜く際に、まず、前記マンドレル本体を引き抜き、その後、前記軟質材層を除去するという手順で行うことができる。このようにすると、前記マンドレル本体引き抜き後には、前記管状スイッチ部材の内面に軟質の軟質材層が、内嵌された状態になっているので、前記軟質材層は、その管状スイッチ部材の径方向内側に変形させることにより容易に前記管状スイッチ部材から除去でき、その軟質材層の長さ方向への引っ張り応力を付与して縮径させるなどして容易に引き抜き操作できる。そのため、前記導電部材に無理な応力をかけることなくマンドレルを引き抜くことができるようになって、より一層製造容易になるとともに、製品の信頼性を向上させることができた。
【００１６】
また、前記導電部材が、軟質線材の外面にワイヤメッシュを形成させてあるものであると、前記ワイヤメッシュが柔軟でかつ導電性を確保するとともに、前記管状スイッチ部材の柔軟性を阻害せず、その変形性、形状復元性を確実にし、かつ、前記軟質材料と前記軟質線材とが一体化することにより、前記ワイヤメッシュは、軟質材料の内部に一部埋設された状態で形成されるから、前記管状スイッチ部材内面に強固に保持される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の管状スイッチ部材の製造方法により製造される管状スイッチ部材は、図１、図２に示すようにＥＰＤＭ、ＣＲ、ＥＰＤＭ／ＳＢＲ、ＮＢＲ／ＥＰＤＭ、ＮＢＲ／ＰＶＣブレンド、ＦＫＭ、ＮＲ、ＥＣＯ、アクリルゴム、シリコーンゴム等のゴム材料により形成される軟質層１の内面に導電部材として一対の螺旋状電極２、２を設けて構成される。このような管状スイッチ部材は、径方向への圧縮応力を受けて変形し、螺旋状電極２，２同士が接触するので、スイッチとして働く（図２（ロ）参照）。
【００１８】
前記螺旋状電極２，２は、図３に示すようにたとえば、前記軟質層１を形成するゴム材料と同等のゴム材料により形成されるφ１．５〜２ｍｍの軟質線材２１の外表面に、φ０．１２〜１ｍｍスズメッキ銅線からなるワイヤメッシュ２２を５４°４４’よりやや小さな編み上げ角で、１６芯編み上げ被覆してある導電部材２Ａから構成したものであって、前記軟質層１と、前記軟質線材２１とは前記ワイヤメッシュ２２の一部を取り込んだ状態で加硫一体化されている。また、前記螺旋状電極２，２は、前記軟質層１よりも内方側に突出形成されている。尚、前記導電部材は、金属線材そのものであってもよいが、上述のような形態にしてあれば、柔軟でかつ断線しにくいものとでき、また、管状スイッチ部材の径、硬さ等に応じて太さなどの変更をすればよい。上述のものでは、編み上げ角が比較的小さく、前記軟質線材と前記軟質層との接触が良好に設定され、かつ、前記導線が断線しにくく柔軟に変位可能な姿勢に形成されるので好ましい。
【００１９】
このような管状スイッチ部材は、図４に示すようにして製造される。
金属製のマンドレル本体３１に、前記軟質層を形成するゴムとは加硫一体化しないニトリルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、エピクロルヒドリンゴム等からなる軟質チューブ３２を被覆して外面側に軟質材層３ａを設けて、表面軟質に形成してあるマンドレル３を得る。（イ）前記軟質チューブとしては、ＪＩＳ Ａ
ＨＡ硬さ５０°〜６０°のものが好適に用いられる。
前記マンドレル３に、一対の前記導電部材２Ａを二条螺旋状に巻き付ける。このとき、前記導電部材２Ａは、前記軟質材層３ａに食い込むように巻き付ける（ロ）。具体的には、前記軟質材層が、ＨＡ硬さ５０°のシリコーンゴムである場合には、５００ｇ〜８００ｇ程度の巻き付け力で上述の食い込み寸法を設定することができた。
前記導電部材２Ａを巻き付けてある前記マンドレル３に、ゴム材料を被覆して軟質層１を形成し、積層物Ｐを得る（ハ）。
得られた積層物Ｐを加硫一体化する。
加硫された積層物Ｐのゴム材料からマンドレル３を引き抜く。マンドレル３を引き抜くには、まず、マンドレル本体３１を引き抜き（ニ）、次に、軟質材層３ａを形成する軟質チューブ３２を引き抜く。この際、前記軟質チューブ３２には長手方向両端から引っ張り力を付与し、縮径させて前記積層物Ｐから剥離させ、張力の付与された状態のまま引き抜く。すると、前記導電部材２Ａに応力をかけることなく容易に引き抜ける（ホ）。
すると、残部が管状スイッチ部材として得られる。
【００２０】
尚、先の実施の形態では、軟質層１としてゴム材料を用いたが、軟質で形状復元性のある樹脂、エラストマ材料で有れば適宜適用することができ、たとえば、ＰＶＣ、ＴＰＯ（ＰＶＣ系、オレフィン系、スチレン系、ウレタン系、ポリアミド系、ポリエステル系等）、エチレン系コポリマー、ウレタン樹脂等が適用できる。また、この軟質層の硬さとしては、ＪＩＳ Ａ ＨＡを４０〜６０°としてあれば、人等の侵入を検知する防犯用、６０〜７０°としてあれば、車両等の通過を検知する課金システム等への適用、７０〜８０°としてあれば、土砂崩れ等の検知に適用する防災用に適した管状スイッチ部材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】管状スイッチ部材の縦断側面図
【図２】管状スイッチ部材の横断端面図
【図３】導電部材の斜視図
【図４】管状スイッチ部材の製造工程図
【図５】従来の管状スイッチ部材の説明図
【符号の説明】
マンドレル３
導電部材２Ａ

Claims (2)

1. マンドレル本体に軟質材からなる軟質材層を被覆形成し、前記マンドレル本体と前記軟質材層とは分離自在に構成してある成形用のマンドレルに、一対の導電部材を螺旋状に巻き付けて、前記マンドレルに一部食い込むように前記導電部材を保持させ、
   前記マンドレルと一体化しない軟質材料を前記マンドレルに被覆した状態で、前記軟質材料を成形し、
   成形された前記軟質材料から前記マンドレルを引き抜く管状スイッチ部材の製造方法。
2. 前記導電部材が軟質線材の外面にワイヤメッシュを形成させてあるものである請求項１に記載の管状スイッチ部材の製造方法。

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