JP4442706B2 - 油圧ホースの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は油圧ホースの製造方法に関し、より詳細には、スチールコードが螺旋状に巻回されたスパイラル補強層を備える油圧ホースの製造方法に関する。

最内層を構成するチューブ（チューブゴム層）と、最外層を構成するカバー（カバーゴム層）との間に、複数のスパイラル補強層が積層されて構成された高圧油圧ホースが提供されている。
この種の高圧油圧ホースのスパイラル補強層は、螺旋状に巻回されたスチールコードと、このスチールコードを被覆するコートゴムとで構成されている。
そして、スパイラル補強層は、従来、マンドレルを回転させつつ、スパイラルマシンにより複数のスチールコードおよびコートゴムを同時に繰り出し、マンドレル上に螺旋状に巻回させることで製造されている（ 特許文献１）。
特開平１０−４４２１４号公報

しかしながらこのスパイラルマシンは、構造が複雑で高価なため、安価な装置により油圧ホースを製造できる製造方法の出現が望まれていた。
そこで、本発明者らはコートゴムと、このコートゴムに保持された複数のコードとで構成された帯状部材を設け、この帯状部材をマンドレルに巻き付けていくことで油圧ホースを製造する製造方法を提案している。
しかしながらこの場合、均一な性状の油圧ホースを得るには、マンドレルに巻き付ける際に、帯状部材に掛けるテンションを一定値に維持しておくことが望ましい。
本発明の目的は、帯状部材に掛けるテンションを一定値に、高い精度で維持できる油圧ホースの製造方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の油圧ホースの製造方法は、厚さよりも大きい一定の寸法の幅を有して延在する帯状のコートゴムと、前記コートゴムの延在方向に沿って互いに平行して延在するように前記幅方向に並べられ前記コートゴムに保持された複数のスチールコードとで構成された帯状部材を設け、前記帯状部材をドラムに巻回し、前記ドラムに巻回された帯状部材を、回転するマンドレルに螺旋状に巻き付けて油圧ホースを製造するに際して、前記ドラムに制動力を与えるブレーキ機構と、前記ドラムに巻回された帯状部材の、前記ドラムの半径方向における位置を検出する検出手段と、前記制動力を調節する制御装置とを設け、前記帯状部材を、前記ドラムからピンに巻回したのち前記マンドレルに巻き付けるようにし、前記制御装置により前記検出手段の検出結果に基づいて前記制動力を調節し、前記マンドレルに巻回される前記帯状部材にかかるテンションを一定とし、前記帯状部材にかかるテンションにより、前記ピン上で前記帯状部材に巻き癖が付けられるようにすることを特徴とする。

本発明によれば、帯状部材に掛けるテンションを一定値に、高い精度で維持できる。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１（Ａ）は製造する油圧ホースの断面図、（Ｂ）は分解説明図を示す。
実施の形態により製造する油圧ホース１０は、最内層を構成するチューブ１２（チューブゴム層）と、チューブ１２の外周面に巻装された第１乃至第４スパイラル補強層１４，１６，１８，２０と、第４スパイラル補強層２０の外周面に設けられたカバー２２（カバーゴム層）とを含んで構成され、高圧用の油圧ホース１０すなわち高圧油圧ホースとして構成されている。
チューブ１２は、例えば、耐油性や弾性を有し、このようなチューブ１２の材質や、厚さなどは、製造すべき油圧ホース１０の仕様に基づいて適宜設定される。
第１乃至第４スパイラル補強層１４，１６，１８，２０は、それらの順番にチューブ１２の外周面に積層されている。

図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は帯状部材の説明図である。
油圧ホース１０を製造するに際して、まず、予め、第１乃至第４スパイラル補強層１４，１６，１８，２０を形成するための帯状部材２８を用意する。
すなわち、第１スパイラル補強層１４を形成するための第１帯状部材２８Ａ、第２スパイラル補強層１６を形成するための第２帯状部材２８Ｂ、第３スパイラル補強層１８を形成するための第３帯状部材２８Ｃ、第４スパイラル補強層２０を形成するための第４帯状部材２８Ｄをそれぞれ製造する。
各帯状部材２８は、厚さよりも大きい一定の寸法の幅を有して延在する帯状の未加硫のコートゴム２４と、コートゴム２４に保持された複数のスチールコード２６で構成されている。
複数のスチールコード２６は、その長さ方向をコートゴム２４の延在方向に沿わせコートゴム２４の幅方向に並べられて配設されている。
そして、各スパイラル補強層１４，１６，１８，２０は、それら帯状部材２８が螺旋状に巻回されることで構成されている。
コートゴム２４の材質やスチールコード２６の線径、スチールコード２６の間隔（配置密度）、スチールコード２６の巻回角度などは、製造すべき油圧ホース１０の仕様に基づいて適宜設定される。

帯状部材２８は、図２（Ａ）に示すように、帯状のコートゴム２４の内部に、スチールコード２６の全体が埋設されている構造のものであってもよい。すなわち、複数のスチールコード２６は、コートゴム２４の幅方向に並べられて配設され、複数のスチールコード２６はそれらの全体がコートゴム２４の内部に埋設されている。
あるいは、帯状部材２８は、図２（Ｂ）に示すように、帯状のコートゴム２４の表面に、各スチールコード２６の一部がそれらの長手方向の全長にわたり露出された構造のものであってもよい。すなわち、複数のスチールコード２６は、前記コートゴム２４の幅方向に並べられて配設され、複数のスチールコード２６はそれらの一部が前記コートゴム２４の表面に露出するようにコートゴム２４に埋設されている。

あるいは、帯状部材２８は、図２（Ｃ）に示すように、帯状のコートゴム２４の表面に、各スチールコード２６の径方向の半部が露出された構造のものであってもよい。すなわち、複数のスチールコード２６は、前記コートゴム２４の幅方向に並べられて配設され、複数のスチールコード２６はそれらの断面の半部がそれらスチールコード２６の全長にわたって前記コートゴム２４の表面に露出するようにそれらの断面の残りの半部が埋設されている。
無論、スパイラル補強層の数も製造すべき油圧ホース１０の仕様に基づいて、３層以下、あるいは、５層以上に適宜設定される。
なお、帯状部材２８には、その取り扱いが簡単になされるように、イオウ系の粉がまぶせられる。一方、スチールコード２６は、その表面にブラスメッキなどが施されている。
したがって、図２（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、スチールコード２６の表面がコートゴム２４から露出していると、メッキ層とイオウとが化学反応を起こし、スチールコード２６が相手方のコートゴム２４や、チューブ１２、カバー２２により強固に接合される上で有利となる。

図３は、油圧ホース１０の製造に用いる装置の平面図を示す。
マンドレル３０の一端が回転装置３２のチャック３４で支持され、マンドレル３０の他端が芯押し台３６で支持されている。
マンドレル３０の長手方向に沿って延在するレール３８が設けられ、このレール３８上に走行可能に走行台４０が設けられ、走行台４０にドラム４２が回転可能に支持されている。
帯状部材２８はこのドラム４２に巻装され、帯状部材２８はドラム４２から複数のガイドローラや繰り出し部４４を経てマンドレル３０上に繰り出され、ドラム４２に制動力が掛けられることで帯状部材２８に張力が付与される。
繰り出し部４４は、例えば、帯状部材２８を挟持する回転可能な一対のガイドローラで構成されている。

上述のように帯状部材２８を用意したならば、マンドレル３０に、最内層用のチューブ１２を被せる。
そして、帯状部材２８がマンドレル３０のチューブ１２上に螺旋状に巻き付けられる。
この場合、図４（Ａ）に示すように、帯状部材２８の幅方向の端部を重ね合わせつつ帯状部材２８の一回の巻き付けによりスパイラル補強層を形成するようにしてもよい。
あるいは、帯状部材２８にかける張力や、マンドレル３０を支持する強度などの観点から、図４（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、帯状部材２８を、まず、軸方向に間隔をあけて螺旋状に１回巻き付ける。２回目に、既に巻き付けられた帯状部材２８に、幅方向の端部を重ね合わせつつ帯状部材２８を螺旋状に巻き付ける。３回目に、２回目に巻き付けられた帯状部材２８に、幅方向の端部を重ね合わせつつ帯状部材２８を螺旋状に巻き付ける。このように帯状部材２８を複数回巻き付けることによりスパイラル補強層を形成するようにしてもよい。

本実施の形態では、マンドレル３０の両端寄りの箇所にそれぞれマンドレル３０の半径方向外方に突出する掛止部材を設け、マンドレル３０を正転させて帯状部材２８をマンドレル３０の長手方向の一端に向かって螺旋状に巻き付ける。
そして、帯状部材２８がマンドレル３０の長手方向の他端寄りの箇所に位置したならば、帯状部材２８に掛止し、今度は、マンドレル３０を逆転しつつ帯状部材２８をマンドレル３０の長手方向の他端に向かって螺旋状に巻き付ける。
このように帯状部材２８がマンドレル３０の端部に到達したならば、帯状部材２８を掛止部材に掛止し、マンドレル３０の回転を逆向きにして、帯状部材２８を連続してマンドレル３０に巻回してスパイラル補強層を形成する。

図５は、帯状部材にかかるテンションの制御を行う構成の説明図である。
ドラム４２とマンドレル３０との間には、ドラム４２から繰り出された帯状部材２８が巻き付けられるピン６０が設けられ、また、ガイドローラ６２が設けられている。
帯状部材２８はピン６０に巻き付けられることで、マンドレル３０に巻き付く向きの巻き癖が形成される。
このようにして巻き癖が付けられた帯状部材２８がマンドレル３０に巻き付けられることで帯状部材２８のマンドレル３０への巻き付けが安定してなされることになる。
この際、帯状部材２８のうち巻き癖が付けられた部分の内径をマンドレル３０の外径とほぼ同一とすることが、帯状部材２８のマンドレル３０への巻き付けを安定して行う上で重要であり、したがって、スパイラル補強層の形成を安定して行う上で重要である。

スパイラル補強層の形成時、帯状部材２８がドラム４２から繰り出されていくため、帯状部材２８のドラム４２上での直径は次第に小径となる。
仮に、ドラム４２に作用する制動力が一定であると、帯状部材２８のドラム４２上での直径が小径になるに従って、マンドレル３０に巻回される帯状部材２８にかかるテンションは増加し、帯状部材２８に形成された巻き癖の内径が次第に小さくなってしまう不都合が生じる。
そこで、本実施の形態では、以下に示すように、帯状部材２８のドラム４２上での直径の変化に拘わらず、マンドレル３０に巻回される帯状部材２８にかかるテンションを一定に制御することで、マンドレル３０の外径とほぼ同一となるように帯状部材２８に巻き癖を付けるようにし、帯状部材２８のマンドレル３０への巻き付けを安定して行い、スパイラル補強層の形成を安定して行うようにしている。

すなわち、本実施の形態では、検出手段５０と、制御装置５２と、電空変換器５４と、コントロールバルブ５６と、エアーブレーキ（ブレーキ機構）５８とが設けられている。
検出手段５０は、ドラム４２に巻回された帯状部材２８の、ドラム４２の半径方向における位置を検出するものである。
本実施の形態では、検出手段５０として、超音波を発信し、対象物で反射された超音波を受信して超音波が発信されてから受信されるまでの時間を測定し、その測定結果に基づいて対象物の位置を検出する超音波センサを用いている。
なお、検出手段５０としては、光センサなど従来公知のさまざまな位置検出センサが採用可能である。

制御装置５２は、検出手段５０から供給されるドラム４２の半径方向における位置を示す検出信号に基づいて、電空変換器５４、コントロールバルブ５６を介してエアーブレーキ５８を制御するものである。
制御装置５２としては、市販品であるシーケンサー（プログラマブルロジックコントローラー）が採用可能であり、制御装置５２の構成は任意である。

電空変換器５４は、制御装置５２から供給される電気信号である制御信号を空気圧信号に変換し、この空気圧信号をコントロールバルブ５６に供給するものである。

コントロールバルブ５６は、図示しないエアー供給源から供給されるエアーをエアーブレーキ５８に供給するものであり、電空変換器５４から供給される空気圧信号に基づいてバルブの開度を制御する。

エアーブレーキ５８は、コントロールバルブ５６から供給されるエアーに基づいて、ドラム４２の内周面にブレーキシューを圧接したり、あるいは、ドラム４２の回転軸をブレーキシューにより挟持することで、ドラム４２が回転する際に抵抗力を与え、ドラム４２に制動力を与えるものである。
なお、ドラム４２に制動力を与える構成には、従来公知のさまざまな構成が採用可能であり、エアーブレーキ５８に代えて、油圧ブレーキとするなど任意である。

本実施の形態では、制御装置５２は、マンドレル３０に巻回される帯状部材２８にかかるテンションが一定となるように、検出手段５０の検出結果に基づいてドラム４２に与える制動力を調節する。
この結果、帯状部材２８のドラム４２上での直径の変化に拘わらず、マンドレル３０に巻回される帯状部材２８にかかるテンションが一定値に、高い精度で維持される。
したがって、帯状部材２８に形成された巻き癖の内径が一定に保持された状態で、スパイラル補強層の形成がなされ、したがって、均一な性状の油圧ホース１０を得る上で有利となる。

最後に、第４スパイラル補強層２０をカバー２２で覆う。
カバー２２には、耐候性や弾性を有する材料が用いられ、カバー２２の材質や厚さなどは、製造すべき油圧ホース１０の仕様に基づいて適宜設定される。
そして、加硫したのち、従来公知の様々な方法によりマンドレル３０が引き抜かれ、第１乃至第４スパイラル補強層を有する油圧ホース１０が得られる。

本実施の形態の油圧ホース１０の製造方法によれば、ドラム４２に巻回された帯状部材２８の、ドラム４２の半径方向における位置を検出する検出手段５０を設け、検出手段５０の検出結果に基づいてドラム４２に与える制動力を調節し、マンドレル３０に巻回される帯状部材２８にかかるテンションを一定値に維持するようにしたので、高い精度でスパイラル補強層が形成され、均一な性状の油圧ホース１０を得る上で有利となる。

（Ａ）は製造する油圧ホースの断面図、（Ｂ）は分解説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は帯状部材の説明図である。 油圧ホースの製造に用いる装置の平面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はマンドレルに帯状部材を巻き付ける説明図である。 帯状部材にかかるテンションの制御を行う構成の説明図である。

符号の説明

１０……油圧ホース、２４……コートゴム、２６……スチールコード、２８……帯状部材、３０……マンドレル、４２……ドラム、５０……検出手段、５２……制御装置、５８……エアーブレーキ。

Claims (3)

1. 厚さよりも大きい一定の寸法の幅を有して延在する帯状のコートゴムと、前記コートゴムの延在方向に沿って互いに平行して延在するように前記幅方向に並べられ前記コートゴムに保持された複数のスチールコードとで構成された帯状部材を設け、
   前記帯状部材をドラムに巻回し、
   前記ドラムに巻回された帯状部材を、回転するマンドレルに螺旋状に巻き付けて油圧ホースを製造するに際して、
   前記ドラムに制動力を与えるブレーキ機構と、
   前記ドラムに巻回された帯状部材の、前記ドラムの半径方向における位置を検出する検出手段と、
   前記制動力を調節する制御装置とを設け、
   前記帯状部材を、前記ドラムからピンに巻回したのち前記マンドレルに巻き付けるようにし、
   前記制御装置により前記検出手段の検出結果に基づいて前記制動力を調節し、前記マンドレルに巻回される前記帯状部材にかかるテンションを一定とし、前記帯状部材にかかるテンションにより、前記ピン上で前記帯状部材に巻き癖が付けられるようにする、
   ことを特徴とする油圧ホースの製造方法。
2. 前記油圧ホースは、チューブゴム層と、スパイラル補強層とを含んで構成され、
   前記マンドレルに前記チューブゴム層を構成するチューブが被せられ、
   前記チューブが被せられたマンドレル上に前記帯状部材が巻き付けられることにより前記スパイラル補強層が形成される、
   ことを特徴とする請求項１記載の油圧ホースの製造方法。
3. 前記帯状部材にかかるテンションにより、前記ピン上で前記マンドレルと同じ外径になるように前記帯状部材に巻き癖が付けられる、
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の油圧ホースの製造方法。

Images