JP4477699B2 - 補強ゴムホースの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、蛇腹を有する補強ゴムホースの製造方法に関する。特に、自動車のインタークーラーホース、リターダホース又はラジエターホースなどとして好適に用いられる補強ゴムホースの製造方法に関する。

近年、ディーゼル車の排ガス規制は年々厳しくなってきている。２００３〜２００４年には新短期排ガス規制が、２００５年には新長期排ガス規制が、それぞれ実行されており、これらに続いて２００９〜２０１０年にはポスト新長期排ガス規制の実行が予定されている。このような厳しい排ガス規制をクリアするためには、エンジンから排出される燃焼ガスを触媒等によって処理する後処理技術の改良だけでは不十分であり、エンジンの燃焼条件の改善も必要である。そのため、エンジンへの空気供給ラインにおいて、更なる高温化及び高圧化が求められている。

ターボチャージャーが装備された自動車においては、ターボチャージャー−インタークーラー間及びインタークーラー−エンジン間を相互にゴムホースで接続している。このホースは、インタークーラーホースと呼ばれる。このとき、大型トラック等では、各機器の振動が大きいため、インタークーラーホースに蛇腹部を形成して振動を吸収している。この目的に用いられる蛇腹を有するゴムホースは、口径も大きく、蛇腹の深さ（凸部と凹部の半径の差）も大きいため、機械による成形が難しく、手作業が必要であった。エンジンへの空気供給ラインにおいて、更なる高温化及び高圧化が求められれば、蛇腹の形状に対する要求もますます厳しくなり、機械化が一段と難しくなる。

また、近年における自動車、特に大型自動車に対する、環境規制の強化、省エネルギーの要求、車体の軽量化の要求、安全性向上の要求などに対して、自動車で用いられる各種ホースに対する要求が厳しくなっている。例えば、高温や高圧に耐えることができ、軽量で力学特性に優れたリターダホースやラジエターホースなども要求されるようになってきている。そして、これらのホースにおいても、振動を適切に吸収できるように蛇腹を形成することが求められている。

このような蛇腹を有するゴムホースを製造する際の、代表的な手順は以下のとおりである。（ａ）アラミド繊維等を織成、編成した布の片面又は両面にシリコーンゴムを積層してゴムシートを作製する。（ｂ）所定の蛇腹形状を表面に有するマンドレル（内型）にゴムシートを巻き付けて円筒状の予備成形品を作製する。このとき、内層にさらにフッ素ゴムシートを巻き付けてもよい。（ｃ）予備成形品の外側に手作業で熱収縮テープを巻き付けて、蛇腹形状の凹部に相当する部分がマンドレルの表面形状に沿うようにする。（ｄ）蒸気缶に入れて加熱し、テープを収縮させるとともに加硫を行って、蛇腹形状に形成する。この中でもっとも難しいのは、上記（ｃ）の工程であり、長時間の手作業を必要とするし、これを上手に行うには相当の熟練を要する。しかも、さらにテープを取り除く作業が必要であるし、このテープは一度使用すると再使用はできないのでコスト面でも不利である。

蛇腹を有するゴムホースを製造する方法として、特許文献１には、内部に中空部を有する蛇腹状のマンドレルに中空部内と外部とを連通する多数の孔を形成するとともに、このマンドレル外周に直円筒状の未加硫ゴムホースを外嵌し、この未加硫ゴムホース両端部と前記マンドレル外周とをシールしてから、加硫条件下で、前記マンドレルの中空部内を外部より低圧にすることで、ゴムホースを前記マンドレルの形状に沿う蛇腹状に形成することを特徴とする蛇腹ゴムホースの製造方法が記載されている。

また、特許文献２には、蛇腹部を形成する部位を除く未加硫ゴムホース内部に、所定の曲折形状の治具を挿入して未加硫ゴムホースを曲げ、内周表面に蛇腹形状の型面を有する成形型に配置した後、未加硫ゴムホースの中心孔に加圧空気を導入して型面に押圧して蛇腹形状に賦形し、その状態で加硫する、蛇腹部を持つ曲がりホースの製造方法が記載されている。

しかしながら、特許文献１及び２に記載された製造方法は、いずれも補強材を有さない未加硫ゴムホースを用いて成形するものであり、補強材を有する未加硫ゴムホースを用いて成形する方法についての記載はない。いずれの文献に記載された製造方法によっても、補強材を有する未加硫ゴムホースに対して蛇腹形状を形成することは困難であった。補強材を有する未加硫ゴムホースは剛性が高くて伸びにくいので、深い蛇腹形状を形成するためには、ホース全体が長手方向に収縮する必要がある。しかしながら、上記各文献に記載された製造方法では、接触する金型に拘束されてホースの長手方向の移動が妨げられ、深い蛇腹形状を形成することが困難であった。具体的には、特許文献１に記載された製造方法では、マンドレルの中空部内を低圧にしたときに、まず未加硫ゴムホースがマンドレルの凸部に押し付けられるので、凹部に沿うように変形させることが困難であった。また、特許文献２に記載された製造方法では、加圧空気を導入してゴムホースを膨らませたときに、やはりまず未加硫ゴムホースが凸部に押し付けられるので、凹部に沿うように変形させることが困難であった。

特許文献３には、円筒状のエアバッグの外側に、ゴムとコードとを積層することにより円筒状の未加硫ゴム成形体を成形し、該成形体をエアバッグに保持させたまま製品金型内に挿入し、エアバッグを加圧して膨らませることで、その外側の成形体を拡径すると共に、前記エアバッグおよび成形体を縮長させ、前記成形体を加硫することを特徴とするゴム構造体の製造方法が記載されている。しかしながら、特許文献３には、蛇腹形状を有する補強ゴムホースを製造することについては記載されていない。

特開昭５９−１９９２３５号公報 特開平５−３０１２９８号公報 特開２００６−２６４２０４号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、熟練を要する手作業をなくすることによって製造コストを低減するとともに生産効率を向上させ、寸法精度の良い蛇腹形状を有する補強ゴムホースを製造する方法を提供することを目的とするものである。

上記課題は、蛇腹を有する補強ゴムホースの製造方法であって、前記蛇腹の形状に対応する波形を外表面に有する内型と、前記蛇腹の形状に対応する波形を内表面に有する外型とを用い、前記内型の外側に予め少なくとも一部が蛇腹形状に賦形されたエアバッグを配置して少なくとも前記波型の部分を該エアバッグで覆い、前記エアバッグの外側に未加硫ゴムと補強材からなる円筒状の予備成形品を配置し、前記予備成形品の外側に前記外型を配置してから、前記内型と前記エアバッグの間に加圧流体を供給して前記エアバッグを膨らませ、前記予備成形品を前記外型の内表面に押し当てながら加熱して加硫することを特徴とする補強ゴムホースの製造方法を提供することによって解決される。

この製造方法によれば、予め蛇腹形状に賦形されたエアバッグを用いるので、加圧流体を供給してエアバッグを膨らませた際、最初にエアバッグの凸部が予備成形品に接触し、最後にエアバッグの凹部が予備成形品に接触する。したがって、予備成形品はエアバッグの蛇腹形状に沿った形状で外型に押し当てられ、寸法精度の良い蛇腹形状の成形が容易である。また、金型が閉まった後に予備成形品が外型に押し当てられるため、金型割り面での肉噛みが少なく、補強層が金型に挟まれるおそれもない。また、予備成形品内面にエアバッグが直接押し当てられるため、成形品の内面が平滑になる。

上記製造方法において、前記エアバッグを膨らませる前に、該エアバッグと前記予備成形品の間の気体を減圧排気して、予備成形品をエアバッグに押し当てることが好ましい。前記波型の部分における内型と外型の間のクリアランスが、加硫後のホースの厚みとエアバッグの厚みの合計値よりも大きいことも好ましい。また、前記内型の少なくとも一端に波型が形成されていない円柱部を有し、該円柱部の少なくとも一部をエアバッグが覆わず、前記予備成形品が前記内型に直接接触するようにすることも好ましい。上記製造方法において、前記エアバッグが、蛇腹形状に賦形された加硫ゴムからなることが好ましい。前記予備成形品が、未加硫ゴムと補強材からなる補強ゴムシートを巻いて円筒状に形成したものであることが好ましい。前記予備成形品が、混練した未加硫ゴムを円筒状に押出してから補強材と組み合わせたものであることも好ましい。

上記補強ゴムホースが、インタークーラーホース、リターダホース又はラジエターホースであることが、本発明の好適な実施態様である。

本発明の補強ゴムホースの製造方法によれば、熟練を要する手作業をなくすることによって製造コストを低減するとともに生産効率を向上させることができ、寸法精度の良い蛇腹形状を有する補強ゴムホースが得られる。

本発明の製造方法で製造される蛇腹を有する補強ゴムホース１０の一例を示す断面図である。 内型４０の一例の断面図である。 内型４０をエアバッグ３０で覆った状態の断面図である。 内型４０の外側に予備成形品２０が配置された状態を示す断面図である。 予備成形品２０を減圧成形して蛇腹形状を形成した状態を示した断面図である。 予備成形品２０を外型５０で覆った状態を示した断面図である。 図６の部分拡大断面図である。 加圧流体を供給してエアバッグ３０を膨らませた状態を示した断面図である。

符号の説明

１０ 補強ゴムホース
１１、３１、４１、５２ 凸部
１２、３２、４２、５１ 凹部
１３ 蛇腹部
１４ 直管部
２０ 予備成形品
３０ エアバッグ
３３、３４ 円筒状カバー
４０ 内型
４３ 波型の部分
４４ 円柱部
４５ 減圧ライン
４６ 気体排出口
４７ 加圧気体供給口
４８ 中空部
４９ 貫通孔
５０ 外型
５３ クリアランス

［蛇腹を有する補強ゴムホース１０の構成］
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の製造方法で製造される蛇腹を有する補強ゴムホース１０の一例を示す断面図である。この補強ゴムホース１０は、凸部１１と凹部１２とが交互に形成された蛇腹部１３とその両側の直管部１４から構成される。本発明においては、補強ゴムホース１０の全体が真っ直ぐであってもよいし、曲がっていても構わない。補強ゴムホース１０の全体が曲がっていても、通常、蛇腹部１３は真っ直ぐな部分に成形される。蛇腹部１３における凸部１１と凹部１２の数や深さは目的に応じて適宜定められる。図１の例では、蛇腹の凸部１１の数は６個であるが、これに限定されるものではなく、通常１〜３０個である。また、凸部１１と凹部１２の段差、すなわち蛇腹の深さは特に限定されず、通常２〜３０ｍｍ程度である。本発明の製造方法によれば、深い蛇腹形状を形成することが容易なので、深い蛇腹を有する補強ゴムホース１０を製造する際に本発明の製造方法を採用する利益が大きい。したがって、蛇腹の深さは好適には３ｍｍ以上であり、より好適には４ｍｍ以上である。補強ゴムホース１０の肉厚は、蛇腹が形成されていない部分において、通常１〜１０ｍｍ程度である。

［補強ゴムシートの作製］
本発明でゴムホースの補強に用いられる補強材は特に限定されるものではなく、繊維、フィルムなどを用いることができる。中でも繊維で補強することが好ましく、布で補強することがより好ましい。この場合、繊維を織成又は編成して補強布とする。用いられる繊維の種類は特に限定されないが、芳香族ポリアミド、炭素繊維、ガラス繊維といった高耐熱性かつ高強度の繊維が好適に使用される。補強布にゴムを貼着するなどして未加硫の補強ゴムシートが作製される。補強布に未加硫のゴムを貼着するには、カレンダーロールなど、公知の方法が採用される。用いられるゴムは、特に限定されないが、耐熱性及び耐薬品性を有するゴムであることが好ましく、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴムあるいはアクリル系ゴムが好適に使用される。

［予備成形品２０の作製］
予備成形品２０は、未加硫ゴムと補強材からなる円筒状の成形品である。好適には、前述のようにして作製した補強ゴムシートを巻くことによって円筒状の予備成形品２０が作成される。エアバッグ３０が配置された内型４０に対して直接巻きつけて作製しても構わないが、直管マンドレルに巻き付けて、直管状の予備成形品２０を予め作成することが好ましい。巻き数は用途に応じて調整されるが、通常２〜１０層程度である。１種類の補強ゴムシートで全体を構成しても構わないし、ゴムの種類の異なる複数種類の補強ゴムシートを順次巻き付けても構わない。例えば、最内層にフッ素ゴム、フルオロシリコーンゴムといった耐薬品性に優れたゴム素材を用いた補強ゴムシートを巻き付け、その外周にシリコーンゴムを用いた補強ゴムシートを巻きつけたものなどが、好適な構成として例示される。この場合、最内層のゴムシートは１〜２層、外層のゴムシートは２〜５層程度とすることが好ましい。

予備成形品２０を作製する別法として、混練した未加硫ゴムを円筒状に押出してから補強材と組み合わせる方法も挙げられる。この場合、押出機などの混練装置から筒状に未加硫ゴムを押し出して、それに補強材を組み合わせる。組み合わせ方は特に限定されないが、筒状の未加硫ゴムの外側を、補強布や補強糸で覆うことができる。さらに、その上を未加硫ゴムで被覆することもできる。

［エアバッグ３０の装着］
本発明の製造方法では、内型４０の外側にエアバッグ３０が装着される。図２に内型４０の一例の断面図を示す。また、図３に内型４０をエアバッグ３０で覆った状態の断面図を示す。エアバッグ３０は、内型４０の外側に配置され、その内部に加圧流体が供給されて膨らむことができるものである。したがって、弾性と気体不透過性を有するシートから構成される。後の加硫の際に高温条件下におかれるため、エアバッグ３０の材質としては、耐熱性のあるゴム、特に加硫ゴムが好適に用いられる。例として、シリコーンゴムやアクリルゴム等が挙げられる。繰り返し使用されるため、耐久性を考慮すると加硫ゴムと補強材からなることが好ましいが、ゴム単体からなるものであっても構わない。成形方法は、予め蛇腹形状に賦形できる方法であれば特に限定されない。蛇腹の形状に対応する波形を外表面に有する内型４０にゴムシートを添わせて、加硫成形して作製することもできる。

本発明で使用されるエアバッグ３０は、予め少なくとも一部が蛇腹形状に賦形されたことを特徴とするものである。したがって、内型４０の表面に押し付けられて蛇腹形状に変形しているけれども、その押圧を解除すると平坦な形状に戻るようなものではない。このように、予め賦形されたものを用いることによって、加圧流体を供給してエアバッグ３０を膨らませる際、最初にエアバッグ３０の凸部３１が予備成形品２０に接触し、最後にエアバッグ３０の凹部３２が予備成形品２０に接触することになる。したがって、予備成形品２０はエアバッグ３０の蛇腹形状に沿った形状で外型５０に押し当てられるので、寸法精度の良い蛇腹形状の成形が容易である。エアバッグ３０の蛇腹形状は、内型４０の外表面に形成された波型に沿った形状である。

エアバッグ３０は、内型４０の外側に配置され、内型４０の外表面に形成された波型の部分４３を覆う。エアバッグ３０の両端は、内型４０と外型５０を組み合わせたときに両者の間に挟まれて内部の気体を漏らさないようにすることができる。内型４０の端部までエアバッグ３０で覆われても構わないが、内型４０の端部はエアバッグ３０で覆われないほうが好ましい。すなわち、内型４０の少なくとも一端に波型が形成されていない円柱部４４を有し、その円柱部４４の少なくとも一部をエアバッグ３０が覆わず、予備成形品２０が内型４０に直接接触するようにすることが好ましい。図３の例では、内型４０は三分割が可能であり、内型４０の本体と、その両端を覆う円筒状カバー３３，３４から構成される。エアバッグ３０の両端は円筒状カバー３３，３４と内型４０の本体との間に挟まれる。ここで、円柱部４４においてエアバッグ３０に覆われない端部が、補強ゴムホース１０における、接続されるパイプとの嵌合部に対応する。こうすることによって、得られる補強ゴムホース１０の端部の内径の寸法精度が向上する。これは、エアバッグ３０の寸法の影響を受けず、内型４０の寸法のみによって内径が決定されるからである。補強ゴムホース１０の端部はパイプなどに接続されるので、その内径の寸法精度は重要である。

［予備成形品２０の装着］
以上のようにしてエアバッグ３０で覆われた内型４０の外側に予備成形品２０を配置する。図４は、内型４０の外側に予備成形品２０が配置された状態を示す断面図である。このとき、予め作製した円筒状の予備成形品２０の内部に内型４０を挿入するのではなく、補強ゴムシートを直接内型４０に巻いて予備成形品２０を作製しても構わない。予備成形品２０の内径が、内型４０の波形の凸部での外径と概ね等しくなるようにする。内型４０の外表面には、補強ゴムホース１０に形成される蛇腹の形状に対応する波形が形成されている。前記波型の凸部４１と凹部４２は、それぞれ補強ゴムホース１０の蛇腹の凸部１１及び凹部１２に対応する位置に形成されている。

［減圧成形］
図５は、予備成形品２０を減圧成形して蛇腹形状を形成した状態を示した断面図である。内型４０の外側に予備成形品２０を装着してから、エアバッグ３０と予備成形品２０の間の気体を減圧排気して、予備成形品２０をエアバッグ３０に押し当てる。減圧ライン４５がエアバッグ３０と予備成形品２０の間に通じていて、エアバッグ３０と予備成形品２０の間の気体を、減圧ライン４５を経て気体排出口４６から排出する。気体排出口４６は真空ポンプ（図示せず）に接続されている。エアバッグ３０と予備成形品２０の間の気体が排出されるにしたがって、予備成形品２０が軸方向に収縮しながら内型４０の表面形状に沿う。このように、予め減圧して成形することにより、収縮分を利用しながら蛇腹形状を形成できるので、その後の加圧成形の際に、さらに変形できる余地が残る。したがって、深い蛇腹形状を形成するのに適した方法である。温度、圧力、振動等の条件が厳しい用途においては、蛇腹形状の深いホースや、複数の補強層を有するホースが要求される場合がある。このようなホースの場合、補強層部分が伸びにくいため、エアバッグ３０を介して加圧しても、予備成形品２０が目的とする蛇腹形状まで膨らまなかったり、破れたりする場合がある。このような場合に、この減圧成形工程が有効である。なお、この減圧成形工程は、本発明の製造方法において必須の工程ではなく、この工程を省略して、以下に説明する加圧成形工程を行っても構わない。補強ゴムホース１０の仕様によっては、減圧成形工程を省略しても、十分に賦形できる場合もある。

［加圧成形及び加硫］
エアバッグ３０で覆われた内型４０の外側に予備成形品２０が配置されたものを、外型５０で覆う。図６は、予備成形品２０を外型５０で覆った状態を示した断面図である。図７はその部分拡大断面図である。外型５０の内表面には、補強ゴムホース１０に形成される蛇腹の形状に対応する波形が形成されている。外型５０は通常、上型と下型に分割することができるものであり、それらを組み合わせて内型４０を覆う。このとき、上記減圧成形工程を省略しても構わないが、深い蛇腹形状を寸法精度良く形成するためには、前記減圧成形工程を経て、予め予備成形品２０に蛇腹形状を形成してから外型５０で覆うことが好ましい。

波型の部分４３における内型４０と外型５０の間のクリアランス５３は、加硫後のホースの厚みとエアバッグ３０の厚みの合計値よりも大きくなるように調整される。本発明の製造方法においては、内型４０と外型５０の間で予備成形品２０を圧縮して賦形するのではなく、エアバッグ３０を膨らませて予備成形品２０を外型５０の内表面に押し当てて成形するので、このようなクリアランス５３を設けることが重要である。クリアランス５３は、加硫後のホースの厚みとエアバッグ３０の厚みの合計値の１．２倍以上であることが好ましく、１．４倍以上であることがより好ましい。一方、クリアランス５３が大きすぎると加圧成形工程における変形が大きくなりすぎて、寸法精度が低下するおそれがある。したがって、クリアランス５３は、加硫後のホースの厚みとエアバッグ３０の厚みの合計値の５倍以下であることが好ましく、３倍以下であることがより好ましい。なお、ここでの加硫後のホースの厚みは、蛇腹が形成されていない部分での厚さのことであり、蛇腹が形成されている部分の厚さはそれよりも少し薄い場合が多い。

内型４０を外型５０で覆ってから、内型４０とエアバッグ３０の間に加圧流体を供給してエアバッグ３０を膨らませ、予備成形品２０を外型５０の内表面に押し当てながら加熱して加硫する。加圧流体は加圧液体であっても構わないが、通常、加圧気体が用いられる。このとき、加圧気体供給口４７から内型４０の内部の中空部４８に加圧気体が供給される。そして、中空部４８に供給された加圧気体は、内型４０の外表面に形成された複数の貫通孔４９を経てエアバッグ３０を膨らませる。このとき、貫通孔４９の位置は特に限定されるものではないが、内型４０の外表面の波型の凸部４１に形成されていることが好ましい。すなわち、内型４０が中空であり、その外表面の波型の凸部４１に貫通孔４９を有し、貫通孔４９から加圧気体を供給してエアバッグ３０を膨らませることが好ましい。こうすることによって、エアバッグ３０の凸部３１が効果的に予備成形品２０を押圧することができ、深い蛇腹形状を形成しやすくなる。貫通孔４９は、１箇所の凸部４１ごとに１個以上、好適には２個以上、さらに好適には３個以上形成する。加圧気体の供給方法は特に限定されない。貫通孔４９を形成する代わりに、エアバッグ３０と接する内型４０の表面に加圧気体を供給するための溝を形成してもよい。加圧気体の圧力は、大気圧（０．１ＭＰａ）以上であれば特に限定されないが、寸法精度良く深い蛇腹形状を形成するためには、０．２ＭＰａ以上であることが好ましい。

エアバッグ３０を膨らませ、予備成形品２０を外型５０の内表面に押し当てながら加熱して加硫し、蛇腹形状を形成する。図８は、加圧流体を供給してエアバッグ３０を膨らませた状態を示した断面図である。外型５０の内表面に直接押し当てながら加硫するので、外型５０の形状に忠実で、平滑な外表面を有する補強ゴムホース１０が製造される。ここで、加硫の方法は特に限定されず、加硫缶の中で行ってもよいし、電熱プレスを用いてもよい。加硫の条件は、使用するゴムや加硫剤の種類などに応じて調整される。加硫後に、加圧を停止してエアバッグ３０を収縮させてから外型５０を外し、内型４０と補強ゴムホース１０の間に空気を吹き込んで補強ゴムホース１０を拡張させて、内型４０から抜き取る。エアバッグ３０は再使用することができる。

こうして得られた本発明の補強ゴムホース１０は、補強材を含有しながらも、寸法精度の良い蛇腹形状を有するものである。そして、深い蛇腹形状を形成することも容易である。したがって、様々な用途に用いられる。例えば、自動車を代表とする各種の車両用のホースなどとして好適に用いられる。具体的には、インタークーラーホース、リターダホース又はラジエターホースとして好適に使用される。ここで、インタークーラーホースは、ターボチャージャー−インタークーラー間又はインタークーラー−エンジン間を相互に接続するためのホースである。リターダホースは、補助ブレーキの１種である流体式リターダにおいて、抵抗として用いられる流体であるオイルなどを冷却するために、ラジエターなどからの冷却液をリターダに導くためのホースである。また、ラジエターホースは、ラジエターとエンジンをつなぐ冷却液の移送用ホースである。これらのうちでも、耐熱性やオイルミスト耐性の要求されるインタークーラーホースとして好適に使用される。本発明のインタークーラーホースは、各種自動車に採用され得るが、特にトラックやバスなどの大型自動車用に好適に用いられる。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。

実施例１
本実施例で使用する内型４０は、その外表面に高さ３ｍｍの凸部４１が、ピッチ２５ｍｍで５個形成されていて、両端に凹凸の形成されていない円柱部４４を６０ｍｍの長さで有するものである。内部は中空であり、各凸部４１に直径が２ｍｍの貫通孔４９が４箇所ずつ形成されている。

エアバッグ３０の作製方法は以下の通りである。補強布層を含む厚み１ｍｍの未加硫のシリコーンゴムシートを、蛇腹の形状に対応する波形を外表面に有する内型４０に１回巻き付け、上型と下型からなる外型で覆った。ここで用いた外型は内型４０とのクリアランスが１ｍｍになるような内表面形状を有するものである。引き続き加硫することによって、予め蛇腹形状に賦形されたエアバッグ３０が装着された内型４０を得た。エアバッグ３０は、内型４０の波型の部分４３を全部覆ったが、内型４０の両端の、接合されるパイプとの嵌合部は覆わなかった。

予備成形品２０の作製方法は以下の通りである。まず、補強布としてアラミド製織布を用い、補強布の両面に未加硫のシリコーンゴムを貼り付けて、厚みが１．２５ｍｍの補強ゴムシートを作製した。続いてこれを、外径７６ｍｍの直管マンドレルに２回巻き付けて、全体厚みが２．５ｍｍの円筒状の予備成形品２０を得た。

こうして得られた予備成形品２０を直管マンドレルから取り外し、その中にエアバッグ３０が装着された内型４０を挿入し、２分割された外型５０で内型４０を覆った。外型５０は、その内表面に高さ３ｍｍの凹部５１が、ピッチ２５ｍｍで、内型４０の凸部４１と対向するように５個形成されているものである。内型４０と外型５０の間のクリアランス５３は６．５ｍｍであり、加硫後のホースの厚み２．５ｍｍとエアバッグ３０の厚み１ｍｍの合計値の１．８６倍であった。続いて、内型４０の内部の中空部４８に０．５ＭＰａの加圧空気を供給し、加圧を継続しながら、加硫缶の中で、１６０℃で３０分間加熱して加硫した。その後、加圧を停止してエアバッグ３０を収縮させてから外型５０を外し、内型４０と補強ゴムホース１０の間に空気を吹き込んで補強ゴムホース１０を拡張させて、内型４０から抜き取った。

こうして得られた補強ゴムホース１０は、直管部１４の全体厚みが２．５ｍｍであり、凸部１１の外径が７６ｍｍ、凹部１２の外径が７０ｍｍであった。全ての場所において凸部１１と凹部１２の高さの差（蛇腹の深さ）は３ｍｍであり、金型の形状を忠実に再現していることがわかる。また、製品の外面は平滑であった。結果を表１にまとめて示す。

比較例１
実施例１とは異なるエアバッグ３０を使用した例である。エアバッグ３０の作製方法は以下の通りである。補強布層を含む厚み１ｍｍの未加硫のシリコーンゴムシートを、外径６０ｍｍの直管マンドレルに１回巻き付けて加硫し、エアバッグ３０で直管マンドレルを覆った。エアバッグ３０は、直管マンドレルの両端の、接合されるパイプとの嵌合部は覆わなかった。直管マンドレルには、実施例１で用いた内型４０と同じ位置に貫通孔４９が設けられている。

以上のようにして、エアバッグ３０が装着された直管マンドレルを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、蛇腹を有する補強ゴムホース１０を得た。得られた補強ゴムホース１０は、直管部１４の全体厚みが２．５ｍｍであり、凸部１１の外径が７３ｍｍ、凹部１２の外径が７０ｍｍであった。凸部１１と凹部１２の高さの差（蛇腹の深さ）は約１．５ｍｍであり、目標とする蛇腹の深さは得られなかった。また、蛇腹の凸部１１付近では製品の外面が平滑でなかった。結果を表１にまとめて示す。

実施例１と比較例１の結果を対比すればわかるように、予め蛇腹形状に賦形されたエアバッグ３０を使用することによって、直管状のエアバッグ３０を使用する場合に比べて、深い蛇腹形状が寸法精度良く得られ、製品の表面も平滑で美麗なものが得られた。実施例１では、予め蛇腹形状に賦形されたエアバッグ３０が膨らむため、予備成形品２０が外型５０の波型の部分に均一に押し当てられたためと推定される。一方比較例１では、エアバッグ３０を膨らませた際、予備成形品２０が、最初に外型５０の凸部５２（すなわち、製品の凹部１２）に接触して、外型５０の凹部５１（製品の凸部１１）への変形が規制されてしまい、外型５０の凹部５１に接触できなかったためと推定される。すなわち、直管状のエアバッグ３０を使用したのでは、求める蛇腹形状を得ることができなかった。

実施例２
本実施例で使用する内型４０は、その外表面に高さ６．５ｍｍの凸部４１が、ピッチ２６ｍｍで５個形成されていて、両端に凹凸の形成されていない円柱部４４を７０ｍｍの長さで有する。円柱部４４の外径は１０１ｍｍである。内部は中空であり、各凸部４１に直径が２ｍｍの貫通孔４９が４箇所ずつ形成されている。

エアバッグ３０の作製方法は以下の通りである。補強布層を含む厚み１ｍｍの未加硫のシリコーンゴムシートを、蛇腹の形状に対応する波形を外表面に有する内型４０に１回巻き付け、上型と下型からなる外型で覆った。ここで用いた外型は内型４０とのクリアランスが１ｍｍになる内表面の形状を有するものである。引き続き加硫することによって、予め蛇腹形状に賦形されたエアバッグ３０が装着された内型４０を得た。エアバッグ３０は、内型４０の波型の部分４３を全部覆ったが、内型４０の両端の、接合されるパイプとの嵌合部は覆わなかった。

予備成形品２０の作製方法は以下の通りである。まず、補強布としてアラミド製織布を用い、補強布の両面に未加硫のシリコーンゴムを貼り付けて、厚みが１．２ｍｍの補強ゴムシートを作製した。続いてこれを、外径９９ｍｍの直管マンドレルに３回巻き付けて、全体厚みが３．６ｍｍの円筒状の予備成形品２０を得た。

こうして得られた予備成形品２０を直管マンドレルから取り外し、その中にエアバッグ３０が装着された内型４０を挿入し、エアバッグ３０と予備成形品２０の間の気体を減圧排気して、予備成形品２０を内型４０の表面形状に沿わせた。引き続き、２分割された外型５０で内型４０を覆った。外型５０は、その内表面に高さ６．５ｍｍの凹部５１が、ピッチ２６ｍｍで、内型４０の凸部４１と対向するように５個形成されているものである。内型４０と外型５０の間のクリアランス５３は７．６ｍｍであり、加硫後のホースの厚み（３．６ｍｍ）とエアバッグ３０の厚み（１ｍｍ）の合計値の１．６５倍であった。続いて、内型４０の内部の中空部４８に０．５ＭＰａの加圧空気を供給し、加圧を継続しながら、加硫缶の中で、１６０℃で３０分間加熱して加硫した。その後、加圧を停止してエアバッグ３０を収縮させてから外型５０を外し、内型４０と補強ゴムホース１０の間に空気を吹き込んで補強ゴムホース１０を拡張させて、内型４０から抜き取った。

こうして得られた補強ゴムホース１０は、直管部１４の全体厚みが３．６ｍｍであり、凸部１１の外径が１１４ｍｍ、凹部１２の外径が１０１ｍｍであった。全ての場所において凸部１１と凹部１２の高さの差（蛇腹の深さ）は６．５ｍｍであり、金型の形状を忠実に再現していることがわかる。同じ方法で作成した３サンプルの両端部の内径を測定したところ、１００．７〜１０１．２ｍｍの範囲に含まれた。また、製品の外面は平滑であった。結果を表２にまとめて示す。

実施例３
実施例２において、減圧成形工程を行わなかったこと以外は実施例２と同様にして蛇腹を有する補強ゴムホース１０を得た。すなわち、予備成形品２０の中にエアバッグ３０が装着された内型４０を挿入し、そのまま２分割された外型５０で内型４０を覆ったこと以外は実施例２と同様にした。得られた補強ゴムホース１０は、直管部１４の全体厚みが３．６ｍｍであり、凸部１１の外径が１０６ｍｍ、凹部１２の外径が１０１ｍｍであった。凸部１１と凹部１２の高さの差（蛇腹の深さ）は約２．５ｍｍであり、目標とする蛇腹の深さは得られなかった。また、蛇腹の凸部１１付近では製品の外面が平滑でなかった。すなわち、減圧成形工程を行わなかった場合は外型５０に沿った形状ができなかった。結果を表２にまとめて示す。

実施例４
実施例２において、エアバッグ３０を作製するときに、エアバッグ３０が内型４０の波型の部分４３及びその両側の円柱部４４の全体を覆うようにしたこと以外は、実施例２と同様にして蛇腹を有する補強ゴムホース１０を得た。得られた補強ゴムホース１０は、直管部１４の全体厚みが３．６ｍｍであり、凸部１１の外径が１０６ｍｍ、凹部１２の外径が１０１ｍｍであった。凸部１１と凹部１２の高さの差（蛇腹の深さ）は約２．５ｍｍであり、目標とする蛇腹の深さは得られなかった。同じ方法で作成した３サンプルの両端部の内径を測定したところ、１００．３〜１０１．７ｍｍの範囲に含まれた。また、蛇腹の凸部１１付近では製品の外面が平滑でなかった。結果を表２にまとめて示す。

実施例２と実施例３の結果を対比すればわかるように、減圧成形工程を行わなかった場合には、蛇腹の深さが不十分になった。実施例１のように、予備成形品２０の厚みが薄く、蛇腹の深さが浅い場合には、減圧成形工程を行わなくても良好な製品が得られるが、実施例３のように、予備成形品２０の厚みが厚く、蛇腹の深さが深いような場合には、減圧成形工程を行う方が好ましい。製品の仕様によって減圧成形工程の採否を選択することができる。また、実施例２と実施例４の結果を対比すればわかるように、エアバッグ３０で内型４０の全体を覆うのではなく、内型４０の端部の円柱部４４の一部をエアバッグ３０が覆わず、その部分で予備成形品２０が内型４０に直接接触するようにすることによって、製品端部の内径の寸法精度が向上することがわかった。

Claims (8)

1. 蛇腹を有する補強ゴムホースの製造方法であって、
   前記蛇腹の形状に対応する波形を外表面に有する内型と、前記蛇腹の形状に対応する波形を内表面に有する外型とを用い、
   前記内型の外側に予め少なくとも一部が蛇腹形状に賦形されたエアバッグを配置して、少なくとも前記波型の部分を該エアバッグで覆い、前記エアバッグの外側に未加硫ゴムと補強材からなる円筒状の予備成形品を配置し、前記予備成形品の外側に前記外型を配置してから、
   前記内型と前記エアバッグの間に加圧流体を供給して前記エアバッグを膨らませ、前記予備成形品を前記外型の内表面に押し当てながら加熱して加硫することを特徴とする補強ゴムホースの製造方法。
2. 前記エアバッグを膨らませる前に、該エアバッグと前記予備成形品の間の気体を減圧排気して、予備成形品をエアバッグに押し当てる請求項１記載の補強ゴムホースの製造方法。
3. 前記波型の部分における内型と外型の間のクリアランスが、加硫後のホースの厚みとエアバッグの厚みの合計値よりも大きい請求項１又は２記載の補強ゴムホースの製造方法。
4. 前記内型の少なくとも一端に波型が形成されていない円柱部を有し、該円柱部の少なくとも一部をエアバッグが覆わず、前記予備成形品が前記内型に直接接触するようにする請求項１〜３のいずれか記載の補強ゴムホースの製造方法。
5. 前記エアバッグが、蛇腹形状に賦形された加硫ゴムからなる請求項１〜４のいずれか記載の補強ゴムホースの製造方法。
6. 前記予備成形品が、未加硫ゴムと補強材からなる補強ゴムシートを巻いて円筒状に形成したものである請求項１〜５のいずれか記載の補強ゴムホースの製造方法。
7. 前記予備成形品が、混練した未加硫ゴムを円筒状に押出してから補強材と組み合わせたものである請求項１〜５のいずれか記載の補強ゴムホースの製造方法。
8. 前記補強ゴムホースが、インタークーラーホース、リターダホース又はラジエターホースである請求項１〜７のいずれか記載の補強ゴムホースの製造方法。

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