JP4615882B2 - ゴム成形体およびその作製装置 - Google Patents

Description

本発明は、ゴム成形体に関するものであり、具体的には可撓管、可撓継手、ゴムホース等の補強構造を有するゴム成形体およびその作製装置に関する。

従来、ゴム成形体である可撓管、可撓継手、ゴムホース等においては、加圧条件で使用される場合には、両端または片端に口金具を配し、内部の圧力に耐えるような各種の構造がとられる。

具体的には、図６に例示するように、円筒状ホース６１の端部に内筒６２と外筒６３より構成された口金具がホース６１を挟んで取り付けられ、内筒６２の内周面に付与された拡大力によって、ホース６１とともに同時塑性変形されて締結する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。

また、繊維によってゴム成形体を被覆するとともに、口金具を含めた全体を該繊維によって強固に締め付けて、使用中に外れないように補強する構造がとられている。こうした補強用の繊維は、単条あるいは複数本のゴムによって被覆された繊維（以下「被覆コード」という。）を平行に配列して未加硫ゴム組成物に被覆したベルト状のプライコードをゴム層に積層することにより形成されていた。こうした単条あるいは数条の被覆コードで構成する場合には、すだれ繊維のように大きな幅の材料を必要としない点においても優位性が高い（例えば特許文献２参照）。

このとき、被覆コードの端部における構造については、例えば、図７に例示するように、被覆コード１を端部にて折り返すとき、被覆コード１を単条で軸直角に近い角度で巻き付け、形成されるものがある。管の軸芯に対して直交方向の成分を有する応力による変形が生じる用途に使用されるものであり、被覆コード１はマンドレル５上に形成された内側ゴム層となる未加硫ゴム組成物層（以下「ゴム組成物層」という）２の上に螺旋状に巻き付けられる。

また、図８に例示するように、被覆コード１を端部にて折り返すとき、端部に入射と正反対の方向に反射するように形成することが知られている。被覆コード１はマンドレル５上に形成されたゴム組成物層２の上に被覆層の端部で折り返して管の軸芯方向に対して所定角度を形成するように配列、積層される。この上には、通常、対称的に交叉するように（Ｐ方向に）第２層目の被覆コード１が積層される。
実公平５−９５８４号公報 特開２００３−１２７２０２号公報

しかし、上記のゴム成形体を、特に口径が大きな耐圧ホースとして使用する場合には、いくつか改善が好ましい事項があった。

つまり、従来の方法では、ゴム組成物層と口金具での締結力の確保が難しく、被覆層の形成する場合であっても、端部における折り返し部分での口金具と被覆層との締結力の確保が困難となることが多かった。特に、口径が大きな耐圧ホースでは、口金具との締結力が、「内圧Ｐo×断面積Ｓ」に軸荷重Ｗが付加されるので、耐圧ホース本体のゴム組成物層と口金具は、通常の耐圧ホース以上に強固に締結されなければならない。従って、口径が大きな耐圧ホースの端部における、折り返し部分での口金具とゴム組成物層との締結力の確保が大きな課題であった。

また、内圧増加に伴い固定部の寸法変化が生じやすく、これを防ぐためには、従来技術のような複雑な材料構成を必要とした。

さらに、耐圧ホースは、通常バイアスの相対する２方向以上の偶数プライにて構成され、それぞれを別個にあるいは同時に形成された被覆層を口金具の部分で丁寧に抑え付けるという面倒な作業を必要とするものであった。

従って、本発明は、ゴム組成物層からなるゴム成形体、あるいは該ゴム組成物層およびその両端または片端に配した口金具とからなるゴム成形体において、ゴム成形体の耐圧強度を補強し、かつ、その端部あるいは口金具との締結を自動的かつ均一に強固に形成したゴム成形体およびその作製装置を提供することを目的とする。つまり、被覆層の形成を、相対する２方向あるいはそれ以上において断続することなく連続的に行うとともに、その端部あるいは口金具との締結を、この被覆層の形成と同時に行うことによって、耐圧性の高いゴム成形体およびその作製装置を提供することを目的とする。特に、口径が大きな耐圧ホースに適用可能なゴム成形体およびその作製装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、以下に示すゴム成形体およびその作製装置により上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。

本発明は、内側ゴム層となる未加硫ゴム組成物層およびその両端または片端に配した口金具とからなるゴム成形体であって、該口金具が、突起部を有さずに少なくともその一部に平坦部あるいは傾斜部を有し、
前記ゴム組成物層の端部と該口金具との間に生じる段差を利用し、
単条または数条からなる被覆コードを、未加硫のゴムが被覆された状態で、該端部を介して該段差下の平坦部あるいは傾斜部において該入射角と反射角を等しくして折り返しつつ連続的に一定の角度をなしてゴム成形体に巻き付けて被覆層を形成するとともに、
前記ゴム組成物層と被覆コードの加硫を行うことで前記被覆層が固定化されたことを特徴とする。

つまり、本発明者は、１本または数本の被覆コードをゴム成形体の端部あるいは該端部に配された口金具を介して折り返し、被覆コードの巻き付け先端部が軸に沿って往復することによって、端部あるいは端部および口金具と当該被覆層とを強固に締結することができることを見出したもので、耐圧性の高いゴム成形体を提供することができる。
このとき、ゴム組成物層の端部では、口金具との間に生じる段差を利用し、被覆コードを段差下の口金具の平坦部あるいは傾斜部で折り返すことで、端部での締結をより強固なものとすることができる。
特に、被覆コードを未加硫のゴムが被覆された状態で巻き付けることによって、ゴム組成物層との接合・固定化が容易であり、口金具等への密着度も高く、安定性に優れた被覆層を形成することができる。
また、このように形成されたゴム成形体を、未加硫状態のゴム組成物層や被覆層あるいは被覆コードの加熱あるいは紫外線照射などによる加硫を行うことで、被覆層が固定化された耐圧性のゴム成形体が完成することができる。

本発明は、前記ゴム成形体であって、前記被覆層が、マンドレルの回転方向を一の方向とするとともに、該マンドレルの回転速度および前記ゴム成形体の軸線方向への往復速度を制御して前記ゴム成形体への被覆コードの巻き付け角度を一定となして形成されたことを特徴とする。

つまり、１本または数本のゴム被覆コードをゴム成形体の軸線に対して一定の角度をなして巻き付け、端部あるいは端部に配された口金具の突起部を介して折り返し、マンドレルの回転方向を一の方向として、被覆コードの巻き付け先端部が軸に沿って往復することによって、相対する角度にて補強された２方向の耐圧被覆層を同時に形成することができるとともに、両端または片端の口金具と当該被覆層とを強固に締結することができることから、さらに耐圧性の高いゴム成形体を提供することができる。

また、前記ゴム成形体であって、前記被覆コードが未加硫のゴムが被覆された繊維であることを特徴とする。

つまり、未加硫のゴムが被覆された被覆コードによる上記の技術的効果に加え、補強繊維として合成繊維や無機繊維を用い、その表面にゴムを被覆して巻き付けた場合、巻き付け対象との間における滑りを防止することができる。また、被覆層を繊維体によって形成することで、ゴム成形体に対する弾性を有する押し付けが可能となり、可撓性のある耐圧性の高いゴム成形体を構成することができる。

本発明は、内側ゴム層となる未加硫ゴム組成物層およびその両端または片端に配した口金具とからなるゴム成形体の作製装置であって、前記ゴム組成物層あるいは前記口金具に対し単条または数条からなる被覆コードを巻き付けて被覆層を形成するにあたり、
マンドレルの回転方向を一の方向として該マンドレルの回転速度および前記ゴム成形体の軸線方向への往復速度を制御して前記ゴム成形体への被覆コードの巻き付け角度を一定となして前記被覆層を形成するとともに、
前記ゴム組成物層の端部と、突起部を有さずに少なくともその一部に平坦部あるいは傾斜部を有する前記口金具との間に生じる段差を利用し、前記被覆コードを、未加硫のゴムが被覆された状態で、該端部を介して該段差下の平坦部あるいは傾斜部において入射角と反射角を等しくして折り返しつつ連続的に一定の角度をなして巻き付け、前記ゴム組成物層と被覆コードの加硫を行うことで前記被覆層が固定化することを特徴とする。

上記のように、１本または数本の被覆コードの巻き付け角度を一定となして補強構造を形成することによって、柔軟性や強度を保持可能な、耐圧性の高いゴム成形体ができる。本発明は、こうしたゴム成形体の作製にあたり、ゴム組成物層への被覆コードの巻き付けにおいて、被覆コードを軸線に対し一定の角度をもってゴム組成物層全体に巻き付けると同時に、被覆コードをゴム成形体の端部あるいは口金具を介して入射角と反射角を等しくして折り返すことが非常に優れた作成方法であることを利用し、優れたゴム成形体の作製装置を提供するものである。

具体的には、マンドレルの回転方向を常に一の方向に保持した状態で、マンドレルの回転数およびマンドレルの軸線方向の移動速度を調整することによって、軸線に対して曲げ反力の少ない角度をなして１本または数本の被覆コードを巻き付けることができる。また、ゴム成形体の端部においては、マンドレルの回転方向をそのままにしてマンドレルの移動方向を逆転することによって、被覆コードをゴム組成物層の端部あるいは端部に配された口金具を介して入射角と反射角を等しくして折り返しを行うことができる。このように、マンドレルの回転速度および往復速度を制御することによって、相対する角度にて補強された２方向の耐圧被覆層を同時に形成することを可能とするとともに、端部あるいは口金具と当該被覆層とを強固に締結する端部を形成することを可能とするゴム成形体の作製装置を提供することができる。
また、ゴム組成物層の端部での口金具との間に生じる段差を利用し、被覆コードを未加硫のゴムが被覆された状態で巻き付けるとともに、ゴム組成物層や被覆層あるいは被覆コードを加硫することによって、強固に被覆層が固定化された耐圧性のゴム成形体を作製することができる。

本発明は、前記ゴム成形体の作製装置であって、前記被覆コードが、未加硫のゴムが被覆された繊維であり、該繊維に対するゴムの押出し被覆と、前記ゴム成形体への巻き付けとを同時に行うことを特徴とする。

つまり、補強繊維として合成繊維や無機繊維を用い、その表面にゴム、特に未加硫のゴムを被覆して巻き付けた場合、巻き付け対象との間における滑りを防止することができる一方、ゴムの吸湿性等による強度の低下や被覆能力の低下等の可能性から被覆コードの放置時間に制限がある。本発明においては、押出し被覆と同時に、ゴム成形体への巻き付けを行うことによって、こうした可能性を未然に防止することができる。また、ゴムの成形を、迅速かつ確実に行うことができる。

以上のように、本発明では、ゴム組成物層に対する被覆コードの巻き付け方法を工夫した被覆層を形成することで、耐圧性の高い機能性の高い優れたゴム成形体を提供することができる。また、マンドレルの作動を工夫し制御することで、こうした優れた巻き付け方法を現出するゴム成形体の作製装置を提供することができる。さらに、口金具を有するゴム成形体の作製においては、複雑で熟練を要する口金具との締結が容易に可能となった。

具体的には、本発明では、口金具が、突起部や異径部を有する場合あるいは突起部を有さずに少なくともその一部に平坦部あるいは傾斜部を有する場合であっても、その形状に合せて巻き付けることができることから、すべての条において一定のコード角度と密度を有することができる。また、作業性の面でも、１つの操作で完結するため操作の断続性を解消することができ、特別な熟練度を必要としなくなった。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１に、本発明に係るゴム成形体を例示する。図１（Ａ）は、両端または片端に突起部４を有する口金具３を配したゴム成形体において、被覆コード１がゴム組成物層２および突起部４を介して口金具３に連続的に巻き付けている形態を示している。また、図１（Ｂ）はその口金具３方向からみた形態を示している。

被覆コード１が、ゴム組成物層２に対しその軸線に対して一定の角度をなして幾層かに巻き付けられている。このようにすることで、ゴム組成物層２の補強を行うことができ、使用時におけるゴム成形体の内部の流体圧力に耐えることができる。また、巻き付けが等間隔となることによって、均一な補強を行うことができる。

また、口金具３は、開口部３ａを有するとともに、ゴム組成物層２が挿入され突起部４を停止部とする傾斜部３ｂを有し、両者の密着性を高めている。特に傾斜部３ｂにおいては、一定の角度をなして巻き付けることで、図１（Ａ）のように、被覆コード１が巻かれた１つの層では密度の高い被覆コード１が巻回されて、より強固な補強を行うことができる。こうした密度の高い部分は、次の層では順次別の部分において形成されることになり、傾斜部３ｂ全体として補強効果を高める働きを生み出すことができる。

同時に、被覆コード１を突起部４において一定の入射角と反射角にて折り返し、突起部４を介して連続的に巻き付けられている。こうした構成によって、被覆コード１、ゴム組成物層２と口金具３とを強固に締結し、口径の大きなゴム成形体であっても、優れた耐圧特性を確保している。

ここでは、両端または片端に突起部４を有する口金具３を配したゴム成形体における形態（第１構成例）を示しているが、本発明は、突起部を有しない平坦な口金具３を配したゴム成形体（第２構成例）あるいは傾斜部を有する口金具３を配したゴム成形体（第３構成例）についても適用可能である。

＜ゴム成形体中央部＞
１本または数本の被覆コード１が、ゴム組成物層２に対しその軸線に対して一定の角度φをなして１層あるいは幾層かに巻き付けられている。これによって、ゴム組成物層２の補強を行うことができ、使用時におけるゴム成形体の内部の流体圧力に耐えることができる。

また、ゴム組成物層２全体を覆うように巻き付ける場合においては、（１）隣り合う線材同士の重複、（２）突起部４あるいは傾斜部３ｂにおける巻き付け間隔のムラ、などが生じる可能性がある。被覆コード１として単条あるいは数条の被覆コードを用いることによって、こうした可能性を有効に防止することができる。また、略等間隔に巻き付けることによって、均一な補強を行うことができ、より耐圧性を向上させることができる。

巻き付け角度θは、０°あるいは９０°以外角度を任意に選択することが可能であるが、本発明者の知見として５０〜６０°が好ましく、図１では５５°の場合を例示している。また、被覆コード１の巻き付け密度は、ゴム組成物層２を押さえる程度で十分であり、用途によって任意に設定することができる。

＜ゴム成形体端部＞
ゴム組成物層２への被覆コード１の巻き付けにおいて、被覆コード１をゴム成形体の端部あるいは口金具３を介して入射角θｉと反射角θｏを等しくして折り返し、両端または片端の口金具３と当該被覆層４とを締結する。

通常、耐圧ホースにおいては口金具３が必須とされ、開口部３ａ、傾斜部３ｂ、平坦部３ｃおよび突起部４を有することから、図１に例示するように、突起部４を利用し、被覆コード１を平坦部３ｃで折り返すことで、端部での締結をより強固なものとすることができる。口金具３には突起部４だけではなく、溝があっても同様の効果を得るが、溝の場合は折り返すときに被覆コード１は収束してダンゴ状態になりやすいので、一旦突起部４を介しての折り返しが安定的である。

また、口金具３を用いる場合は、突起部４を停止部として傾斜部３ｂにゴム組成物層２が挿入されることで、両者の密着性を高めている。特に傾斜部３ｂにおいては、一定の角度をなして巻き付けることで、被覆コード１が巻かれた１つの層全体において密度の高い被覆層が形成され強固な補強を行うことができ、傾斜部３ｂ全体として補強効果を高める働きを生み出すことができる。

折り返し部は、被覆コード１自体にゴムが被覆されている場合には、ゴムの硬化によって平坦部３ｃと密着した状態で接合されるため、剥離のおそれはない。被覆コード１自体にゴムが被覆されていない場合であっても、ゴム組成物層２の硬化時に平坦部３ｃと密着した状態で接合される。

なお、図１では、両端または片端に突起部４を有する口金具３を配したゴム成形体における形態を例示したが、本発明の適用に関して、口金具３端部の形状に限定されるものではなく、第２構成例として例示する平坦状（図２）、第３構成例に例示する傾斜状（図３）、あるいは断面凸形状（図４）など種々の形状においても、端部での締結を強固なものとする技術効果を得ることができる。

図２に本発明の第２構成例として、両端または片端に突起部を有さない口金具３を配したゴム成形体において、被覆コード１がゴム組成物層２の端部Ａを介して口金具３に連続的に巻き付けている形態を示している。突起部を有しないゴム成形体であっても、端部Ａでは、口金具３との間に生じる段差を利用し、被覆コード１を段差下の口金具３の平坦部Ｂで折り返すことで、端部での締結をより強固なものとすることができる。

つまり、第２構成例では、単条または数条からなる被覆コード１を、ゴム組成物層２の端面Ａを介して口金具３の平坦部Ｂにおいて入射角θｉと反射角θｏを等しくして折り返している。かかる形態は、実質的に突起部を有する口金具３を配したゴム成形体における形態と変わるところはなく同様の技術効果を得ることができる。

第３構成例として、傾斜する端部を有するゴム成形体における本発明の形態を図３に例示する。単条または数条からなる被覆コード１を、ゴム組成物層２の端面Ａを介して口金具３の傾斜部Ｃにおいて入射角θｉと反射角θｏを等しくして折り返している。傾斜部全体で、第１構成例における口金具３の傾斜部３ｂでの形態と同様の技術効果を得ることができるとともに、傾斜部Ｃでは、第２構成例における平坦部Ｂでの形態と同様の技術効果を得ることができる。

さらに、ゴム成形体の端部が、図４に例示する断面凸形状の場合にあっても、第２構成例と同様の技術効果を得ることができ、本発明は多様な形態に適用可能である。

次に、上記ゴム成形体の作製装置の動作つまり作製方法について、図５に基づいて詳述する。

（１）ゴム組成物層２および口金具３にマンドレル５を挿入し、コード巻き付け装置（図示せず）にセットする。このときゴム組成物層２は、口金具３の傾斜部３ｂに挿入した状態とし、ゴム組成物層２、口金具３およびマンドレル５が一つのユニットを形成する。

（２）被覆コード用ガイド６をコード巻き付け装置の所定の位置に固定する。ここでは、ガイド６を固定し、マンドレル５を移動可能とする装置として説明するが、むろんガイド６を移動可能とする装置あるいは両方を移動可能として制御する装置を用いて作製することも可能である。

（３）図２の矢印Ｒのようにマンドレル５を回転させながら、押し出し機（図示せず）によって未加硫ゴムを被覆した被覆コード１を、ガイド６を通してゴム組成物層２に巻き付ける。巻き始めの位置は特定しないが、被覆コード１は、押し出し直後の加温された状態のほうがゴム組成物層２と密着しやすい。

また、被覆コード１は、ゴム被覆された繊維が好適であり、該繊維に対するゴムの押出し被覆と、ゴム組成物層２への巻き付けとを同時に行うことが好適である。１つには、補強繊維として合成繊維や無機繊維を用い、その表面にゴムを被覆して巻き付けた場合、巻き付け対象との間における滑りを防止することができる。また、ゴムの吸湿性等による強度の低下や被覆能力の低下等の可能性からゴム被覆コードの放置時間に制限があり、本発明においては、押出し被覆と同時に、ゴム組成物層２への巻き付けを行うことによって、こうした可能性を未然に防止することができる。

このときマンドレル５を同図の矢印ＸａあるいはＸｂのように左右に移動させることによって、被覆コード１は所定の角度でゴム組成物層２を巻き付けることができる。被覆コード１の密度と角度は、マンドレル５の回転と左右移動速度の調整によって自在に設定ができ、マンドレル５の回転速度と左右移動速度との関係が一定であれば、被覆コード１の巻き付け角度θは一定となる。図２では５５°の場合を例示している。

（４）マンドレル５を図５のＸａ方向に移動させながら、被覆コード１によってゴム組成物層２を巻き付けていく。端部においては、口金具３の傾斜部３ｂを経由して入射角θｉで突起部４を巻き付ける。マンドレル５は左右に移動するが、巻き全長分がその移動距離となる。

（５）被覆コード１が平坦部３ｃに掛かった時点において、マンドレル５の移動を停止し、次にマンドレル５を折り返し、Ｘａ方向移動する。このとき、被覆コード１は平坦部３ｃで折り返し、反射角θｏで突起部５、傾斜部３ｂを経由して、ゴム組成物層２を巻き付ける。つまり、被覆コード１は一定の角度をもって巻き付けられ、口金具３の突起部４を過ぎてからマンドレル５の移動が逆方向になったときに入射角と反対角度の反射角となって巻き付けられる。

このとき、被覆コード１は十分な突起部４と引っかかりを有し、物理力では外れないものとなる。突起部４でマンドレル５の移動を逆方向に変換するとき、一時的に時間差を設けることで突起部４の引っかかり長さを調整することができる。この操作は、被覆コード１が単条の未ならず数条の場合でも可能であるが、多条のときは突起部４での引っかかりが均一になりにくい。

（６）次に、巻き付けられた被覆コード１に隣接するように、再度マンドレル５をＸａ方向に移動させながら、被覆コード１によってゴム組成物層２を巻き付けていく。こうして（４）および（５）を繰り返すことによって、ほぼ等間隔に敷き詰められた被覆コード１の層を形成することが可能となる。特に、入射角θｉおよび反射角θｏを、ほぼ巻き付け角度θと同じ角度とすることで、均一な被覆コード１の層を形成することができる。ただし、突起部４においては他の部分に比較して巻き付け密度がやや疎となるが、この部分は曲げが生じない部分であり何らの問題を生じるものではない。

（７）両端に口金具３を有する場合には、反対側の口金具３でも上記（４）〜（６）と同様の操作を繰り返す。こうした構成によって、被覆コードの露出する末端部分が最初と最後のみであり、従来のように数百本のコード末端が露出することがない。これによって、接着欠損箇所を低減し、水分浸入の危険性を大幅に低減すことができる。

（８）次に、巻き付けられた被覆コード１の層にクロスするように、上記（４）〜（７）を繰り返すことで、被覆コード１による複数の被覆層を形成することができる。

（９）このように形成されたゴム成形体を次の工程として、未加硫状態のゴム組成物層２や被覆層あるいは被覆コード１を、加熱あるいは紫外線照射などによる加硫を行うことで、被覆層が固定化された耐圧性のゴム成形体が完成する。

上記のゴム成形体の作製において、被覆コード１は、未加硫のゴムが被覆された状態で巻き付けることが好ましい。ゴム組成物層２との接合・固定化が容易であり、口金具３等への密着度も高く、安定性に優れた被覆層を形成することができる。

また、本発明では、単条あるいは数条にて巻き付けるので巻き付け時間はやや長いが、１本あるいは数本のボビンを使用するだけで十分であり、折り返しや準備時間が極端に短縮されるので、比較的少量の生産に特に適している。また、１本あるいは数本単位での巻き付けであることから、材料のロスが少ない。

本発明のゴム成形体の作製において、ゴム組成物層２としては、可撓管やゴムホース等の分野において公知のゴム組成物を適宜用途に応じて選択して使用する。内側ゴム層構成ゴムと外側ゴム層構成ゴムとは同一ゴム材料であってもよく、異なるゴム材料であってもよい。可撓管、可撓継手、ゴムホースにおいては、通常は、外層には耐久性に優れたゴムが使用され、内層には内部を通過する流体に応じた特性を有するゴム材料が使用される。流体との接触面にはポリ四フッ化エチレンチューブ、ポリエチレンテレフタレートチューブ等の熱可塑性樹脂チューブ、熱可塑性エラストマー、ステンレスコルゲート管などを使用してもよい。

また、口金具３については、必要に応じてフランジ等の接続部を設けることも好適な態様である。

被覆コード１は、補強繊維として使用される公知の繊維は限定なく使用可能である。具体的にはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル繊維、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド繊維、アラミド繊維等の高強力繊維などの有機繊維、スチールコード、ガラス繊維、カーボンファイバー等が例示される。
これらの中で、スチールコード、ガラス繊維、カーボンファイバー等の高剛性の繊維は端部での折り返しの際の曲率半径を小さくすることが困難であり、かかる特性を考慮して使用される。例えば、曲率半径の小さな折り返しを形成する場合には、有機繊維を使用することが好ましく、曲率半径が大きい場合には、スチールコードを使用することも可能である。

繊維は、モノフィラメントであってもマルチフィラメントであってもよいが、強度と柔軟性に優れている点からマルチフィラメント糸を被覆コード１とすることが好ましい。

被覆コード１として使用する繊維は、必要に応じて予め接着性を向上させる処理をすることは好適な態様であり、例えばポリエステル繊維やポリアミド繊維に対してはフェノール樹脂処理等の樹脂処理が、またガラス繊維に対してはシランカップリング剤やチタンカップリング剤等のカップリング剤処理が、またスチールコードに対しては黄銅メッキが、それぞれ例示される。

被覆用のゴムとしては、天然ゴムあるいは合成ゴムを問わず使用可能であり、この被覆ゴムは繊維層に押し出し圧力によって十分食い込んでおり、未加硫状態であっても容易に離反するものではない。

作製されたゴム成形体の外層には、必要に応じて鋼鉄製リング、コイル状補強金具等の公知の被覆コードを使用してもよく、最外層には磨耗防止のための補強用織布層を設けてもよい。

マンドレル５には、図５に例示するように両端に口金具７を配し、この口金具は内面ゴムによって接合されている。マンドレル５は、本発明においては、正転あるいは逆転のいずれかの方向のみ回転するとともに、軸の移動（左右移動）を左右繰り返し行うことができる。

以下、具体的実施例により、さらに本発明を説明する。なお、本発明がかかる実施例、比較例に限定されるものでないことはいうまでもない。

＜実施例＞
外径φ７０のマンドレルを用い、内面ゴム体（ＮＲ６０度）４ｍｍを積層し、両端では突起部φ９３を有する外径φ７６の口金具と接続する。この状態で押出し機を使ってゴム被覆されたスチールコードが固定ガイドから供給されるようにセットする。スチールコードは線径１．３ｍｍ、破断強度１５０ｋｇ／本のもので、ゴム被覆した径がφ２ｍｍである。巻き始めは特に規制しないが、金具端部から始めた方がよい。巻き付け角度はホースの要求特性によって各々設定されるが、一般的には軸に対して５５°程度が安定であり、実施例では５５°とした。

口金具の突起部を超えて平坦部にいたり、さらに他端の口金具に至るまでの巻き付けは、この角度５５°を保持すべくマンドレルの回転と移動速度を調整する。角度は一定なので突起部ではコードの密度が疎となる。他端口金具、さらに突起部（φ９３）に達した時にマンドレルの左右移動を停止あるいは移動方向の切替えを行うが、この間もマンドレルは回転しているので、コードは突起部に沿って巻き付けられる。この突起部の外側で巻き付けられる長さは、コードが内圧によって引き伸ばされる作用に耐えるべく量を必要とするが、少なくとも突起からコードが飛び出さない範囲であれば特別に長くとる必要はなく、１／４周程度でも十分である。なお、この量は端部での開き点と移動の制御によって自在に調整することは容易である。このように端部にて口金具に巻き付けられたコードは、今度は、マンドレルの回転は連続しながらマンドレルの移動方向を逆にすることで先ほどのコードと正対する角度に配置されることになる。

１回目の巻き付けから２回目の巻き付けになるとき、口金具への巻き付け距離を制御することで、コードのピッチ（密度）を制御することができる。

また、このような巻き付けはコードにしっかりしたゴム被覆があって初めて可能となるもので、裸のコードを直接巻き付けるとズレが起こることやピッチの乱れ、そしてゴムとの接着不良となるので、本発明の条件として未加硫ゴムにて被覆したコードが前提となる。

＜比較例＞
図６に例示するような、口金具６２、６３を用いて円筒状ホースを固定する方法によって、試験用ゴム成形体作製した。

＜結果＞
実施例と比較例について、以下の結果が得られた。

実施例においては、口金具とコードが自動的に強固に接合でき、その作製工数も殆ど発生することなく、コードロスもほぼゼロとの結果を得た。一方、従来のリング（口金具）を介する方法では、上記の長さ２ｍホースの形成には、表１に示す工数を必要とした。また、ゴムとの接着不良となる本体部分で大きく移動することで寸法変化が起きた。

上記では、両端または片端に突起部を有する口金具を配したゴム成形体に対する本発明の適用について説明したが、同じ技術思想は口金具だけではなく、ゴム成形体同士を連結する時に連結部材を用いる場合など、ゴム成形体の両端または片端に別の部材を配する場合にも適用可能であり、広い用途に適用することができる。

本発明に係るゴム成形体の第１構成例を示す説明図 本発明に係るゴム成形体の第２構成例を示す説明図 本発明に係るゴム成形体の第３構成例を示す説明図 本発明に係るゴム成形体の第４構成例を示す説明図 本発明に係るゴム成形体の作製方法を説明するための半断面図 従来技術に係るゴム成形体の端部の固定方法を例示する説明図 従来技術に係る１の被覆コードの巻き付け方法を例示する説明図 従来技術に係る他の被覆コードの巻き付け方法を例示する説明図

符号の説明

１ 被覆コード
２ ゴム組成物層
３ 口金具
４ 突起部
５ マンドレル
６ ガイド

Claims (5)

1. 内側ゴム層となる未加硫ゴム組成物層およびその両端または片端に配した口金具とからなるゴム成形体であって、該口金具が、突起部を有さずに少なくともその一部に平坦部あるいは傾斜部を有し、
   前記ゴム組成物層の端部と該口金具との間に生じる段差を利用し、
   単条または数条からなる被覆コードを、未加硫のゴムが被覆された状態で、該端部を介して該段差下の平坦部あるいは傾斜部において該入射角と反射角を等しくして折り返しつつ連続的に一定の角度をなしてゴム成形体に巻き付けて被覆層を形成するとともに、
   前記ゴム組成物層と被覆コードの加硫を行うことで前記被覆層が固定化されたことを特徴とするゴム成形体。
2. 前記ゴム成形体であって、前記被覆層が、マンドレルの回転方向を一の方向とするとともに、該マンドレルの回転速度および前記ゴム成形体の軸線方向への往復速度を制御して前記ゴム成形体への被覆コードの巻き付け角度を一定となして形成されたことを特徴とする請求項１に記載のゴム成形体。
3. 前記ゴム成形体であって、前記被覆コードが未加硫のゴムが被覆された繊維であることを特徴とする請求項１または２記載のゴム成形体。
4. 内側ゴム層となる未加硫ゴム組成物層およびその両端または片端に配した口金具とからなるゴム成形体の作製装置であって、前記ゴム組成物層あるいは前記口金具に対し単条または数条からなる被覆コードを巻き付けて被覆層を形成するにあたり、
   マンドレルの回転方向を一の方向として該マンドレルの回転速度および前記ゴム成形体の軸線方向への往復速度を制御して前記ゴム成形体への被覆コードの巻き付け角度を一定となして前記被覆層を形成するとともに、
   前記ゴム組成物層の端部と、突起部を有さずに少なくともその一部に平坦部あるいは傾斜部を有する前記口金具との間に生じる段差を利用し、前記被覆コードを、未加硫のゴムが被覆された状態で、該端部を介して該段差下の平坦部あるいは傾斜部において入射角と反射角を等しくして折り返しつつ連続的に一定の角度をなして巻き付け、前記ゴム組成物層と被覆コードの加硫を行うことで前記被覆層が固定化することを特徴とするゴム成形体の作製装置。
5. 前記ゴム成形体の作製装置であって、前記被覆コードが、未加硫のゴムが被覆された繊維であり、該繊維に対するゴムの押出し被覆と、前記ゴム成形体への巻き付けとを同時に行うことを特徴とする請求項４記載のゴム成形体の作製装置。

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