JP4971748B2

JP4971748B2 - フランジ付きホースの製造方法

Info

Publication number: JP4971748B2
Application number: JP2006290160A
Authority: JP
Inventors: 恵山本; 延之石河
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2006-10-25
Filing date: 2006-10-25
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2026-10-25
Also published as: JP2008105266A

Description

本発明は、マンドレルを用いて両端部にフランジを備えたフランジ付きホースを製造するためのフランジ付きホースの製造方法に関し、特には、フランジをマンドレルに着脱自在に固定するフランジ固定装置を用いてフランジ付きホースを製造するフランジ付きホースの製造方法に関するものである。

両端部にフランジを備えたフランジ付きホースの一例としては、海洋等において使用されるマリンホース等がある。マリンホースは、一点係留式ブイに係留されたタンカーからの原油の輸送等に用いられている。また、マリンホースは、ＯＣＩＭＦＨＯＳＥＧＵＩＤＥ（マリンホースの国際規格でＯＣＩＭＦＯｉｌＣｏｍｐａｎｉｅｓＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＭａｒｉｎｅＦｏｒｕｍ、ＧｕｉｄｅｔｏＰｕｒｃｈａｓｉｎｇ、ＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇａｎｄＴｅｓｔｉｎｇｏｆＬｏａｄｉｎｇａｎｄＤｉｓｃｈａｒｇｅＨｏｓｅｓｆｏｒＯｆｆｓｈｏｒｅＭｏｏｒｉｎｇ、ＦｏｕｒｔｈＥｄｉｔｉｏｎ１９９１を言う）で要求特性が規定され、その中の一つに製品長さが規定長さの±１％以内でなければならないとされている。

このようなマリンホースは、マンドレルの軸方向両側にフランジを夫々配置した後、少なくともフランジ間のマンドレルの外周上にホース構成部材を巻き付けてから、加硫することで成形されている（例えば、特許文献１参照）。
特開昭５２-１４２１４号公報

ところで、前述したマリンホースの国際規格を満たすためにマリンホースの製造方法としては、成型中や加硫中にマリンホースが伸縮するのを抑えるため両端部に配置されるフランジをマンドレルに固定する手法が考案されている。その手法の一つとして、マリンホースのホース構成部材のうちホース補強材として用いられるスダレコード（複数本のコードを平行に並べてゴム被覆して帯状体としたもの）をフランジ上に襷掛けにしてマンドレルに巻き付けてフランジを固定する手法がある。しかし、この手法ではフランジをマンドレルに完全に固定することが難しく、マリンホースの製造工程においてマリンホースが伸縮してしまい、長さがばらつき、結果マリンホースの国際規格を満足できない不良品が出ることが稀にある。また、マリンホースの寸法精度を向上させる手法として、マンドレル上にＬ字鋼を溶接して、マリンホースのフランジとＬ字鋼とをボルト及びナットで固定する手法も考えられるが、Ｌ字鋼をマンドレルに都度溶接したり外したりする必要があるため一般的ではない。

前述したような問題点から市場では、寸法制度の高いフランジ付きホースを製造するフランジ付きホースの製造方法及び寸法制度の高いフランジ付きホースを製造するためのフランジ固定装置の提供が期待されている。

本発明の目的は、上記事実を考慮して、寸法精度の高いフランジ付きホースを製造するフランジ付きホースの製造方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために本発明の請求項１に係るフランジ付きホースの製造方法は、マンドレルの軸方向両側にフランジを夫々配置し、少なくとも前記フランジ間の前記マンドレルの外周上にホース構成部材を配置した後、加硫してフランジ付きホースを成形するフランジ付きホースの製造方法であって、前記フランジを前記マンドレルに着脱自在に固定可能なフランジ固定装置を用いて、前記フランジを前記マンドレルに固定するフランジ固定工程を備えることを特徴としている。

次に請求項１に記載のフランジ付きホースの製造方法の作用について説明する。
フランジ付きホースの製造工程において、このフランジ固定工程後にフランジに負荷が加わったとしても、フランジ間の距離の変動が抑制されるため、寸法精度の高いフランジ付きホースが成形される。また、フランジがマンドレルに対して着脱自在に固定されるため、従来のＬ字型鋼をマンドレルに溶接してフランジを固定する手法よりもフランジを容易に着脱できる。

本発明の請求項２に係るフランジ付きホースの製造方法は、請求項１に記載のフランジ付きホースの製造方法において、前記フランジ固定工程の後、前記フランジを前記マンドレルに固定した状態のままで未加硫のフランジ付きホースを加硫することを特徴としている。

次に、請求項２に記載のフランジ付きホースの製造方法の作用について説明する。
未加硫のフランジ付きホースを加硫する場合には、フランジ間の距離が変動する虞があるが、加硫する前にフランジ固定工程にてフランジをマンドレルに固定し、その状態のままで加硫することで、寸法精度が高いフランジ付きホースを成形することができる。

本発明のフランジ付きホースの製造方法は、寸法精度の高いフランジ付きホースを製造することができる。

［第１の実施形態］
（構成）次に、本発明のフランジ固定装置及びこのフランジ固定装置を用いたフランジ付きホースの製造方法について図１乃至図４に従って説明する。図１はフランジ固定装置を閉じた状態の正面図であり、図２はフランジ固定装置を開いた状態の正面図であり一部分を断面図としている。また、図３は加硫後のフランジ付きホースの部分断面図であり、図４はフランジ付きホース製造工程においてマンドレルにフランジ固定装置を用いてフランジを固定した状態を示す部分断面図である。なお、図３中の矢印Ｘ１はフランジ付きホースの長手方向を示し、図４中の矢印Ｘ２はマンドレルの長手方向を示すものである。

まず、フランジ固定装置について説明する。図１に示すようにフランジ固定装置１０は、環状部材２０、フランジ取付部３０、回動手段４０及び開閉手段６０を備えている。
（環状部材）
環状部材２０は周上の２箇所が分割されている。なお、この分割された一方の環状部材２０を第１の環状部材２２、分割された他方の環状部材２０を第２の環状部材２４と称するものとする。また、本実施形態では、環状部材２０は周上の２箇所が分割される構成としているが、この構成に限定される必要は無く、環状部材２０は周上の複数箇所が分割される構成としても良いものとする。

この環状部材２０の径方向内側の内周面には緩衝部材２６が設けられている。この緩衝部材２６は後述するマンドレルにフランジ固定装置１０を固定した際に、マンドレルの外周面が傷付くのを抑制するために設けられるため適度な緩衝効果を備えていることが好ましく、また、フランジ固定装置１０がマンドレル上を移動しないように適度な摩擦係数を備えることがさらに好ましい。なお、本実施形態では緩衝部材２６をシリコンゴムとしている。また、この緩衝部材２６はマンドレルが傷付くのを抑制することが主目的のため、環状部材２０の径方向内側の内周面全域に設けることが好ましい。
さらにまた、環状部材２０はマンドレルを挟み込んで固定するため、環状部材の２０の幅を広くすることが面圧向上となり好ましい。

（フランジ取付部）
この環状部材２０の径方向外側の外周面には、この外周面から径方向外側に延びる板状のフランジ取付部３０が設けられている。このフランジ取付部３０は後述するフランジを固定するための部位であり、各種フランジを固定できるように各フランジに設けられた各貫通孔に対応する貫通長孔３４が設けられている。なお、本実施形態では、この貫通長孔３４の長手方向と環状部材２０の径方向とを同一とさせている。さらに、環状部材２０にはこのフランジ取付部３０を支持するためのリブ３２が設けられている。このリブ３２は本実施形態では一つのフランジ取付部３０に対して２個配置されているが、フランジ取付部３０を支持することができれば、１個又は３個以上であっても良いものとする。

また、本実施形態では、フランジ取付部３０は第１の環状部材２２及び第２の環状部材２４に各１個設けられているが、この構成に限定される必要は無く、第１の環状部材２２及び第２の環状部材２４の少なくとも一方に複数設けられる構成としても良いものとする。さらに、本実施形態では、図１に示すようにフランジ取付部３０に貫通長孔３４が一個設けられる構成としたが、複数個設けられる構成としても良いものとする。

（回動手段）
また、環状部材２０の一方の分割部分には回動手段４０が設けられている。この回動手段４０は具体的には、第１の環状部材２２の一方の端部側の外周面に設けられる第１の回動支持部材４２と、第２の環状部材２４の一方の端部側の外周面に設けられる第２の回動支持部材４４と、これら第１の回動支持部材４２と第２の回動支持部材４４とを回転自在に支持する回転軸部材４６とを備えている。この回転軸部材４６を回転軸にして、第１の環状部材２２及び第２の環状部材２４が回動可能となる。

なお、本実施形態では、第１の回動支持部材４２は平行に配置される一対の第１挟持片４８を有し、この一対の第１挟持片４８の間に第２の回動支持部材４４が有する第１支持片５０が挿入され、回転軸部材４６を構成する第１軸ボルト５２が一対の第１挟持片４８と第１支持片５０とを貫通し、回転軸部材４６を構成する第１軸ナット５４がこの第１軸ボルト５２に捩じ込まれている。

（開閉手段）
また、環状部材２０の他方の分割部分には開閉手段６０が設けられている。
この開閉手段６０は、環状部材２０を開閉する手段であり、具体的には、第１の環状部材２２の他方の端部側の外周面に設けられる錠回動支持部材６２と、この錠回動支持部材６２に回動自在に支持される錠部材６４と、錠部材６４の先端部側に設けられた雄ねじ６６に螺合可能な雌ねじを有する挟持ナット６８と、第２の環状部材２４の他方の端部側の外周面に設けられ錠部材６４を嵌入できる溝部７１を有する錠受け部材７０とを備えている。

この錠回動支持部材６２は、平行に配置される一対の第２挟持片７２を有し、この一対の第２挟持片７２の間に錠部材６４の基端部６５側が挿入され、第２軸ボルト７４によって一対の第２挟持片７２と錠部材６４の基端部６５とが貫通されて第２軸ボルト７４に螺合可能な第２軸ナット７６が捩じ込まれ錠部材６４を回動自在に支持している。この錠部材６４を錠受け部材７０の溝部７１に嵌入し、錠部材６４の雄ねじ６６に挟持ナット６８を螺合して、この挟持ナット６８を捩じり込むことで環状部材２０の開口面積を縮小することが可能となる。また、本実施形態の錠部材６４の回転軸方向は図２に示すように環状部材２０の軸方向と平行であるが、この構成に限定される必要は無く、錠部材６４の回転軸方向が環状部材２０の径方向と平行となる構成であっても良いものとする。
なお、挟持ナット６８が錠部材６４に螺合された状態で錠部材６４が錠受け部材７０の溝部７１に嵌入した状態をフランジ固定装置１０の閉状態とし、錠部材６４が錠受け部材７０の溝部７１から外れた状態をフランジ固定装置１０の開状態と称する。

（吊り部材）
また、環状部材２０の径方向外側の外周面には吊り部材８０が設けられている。この吊り部材８０は、フランジ固定装置１０をフック等で吊り上げる際に用いられる部位であり、本実施形態では、棒状の部材を略Ｕ字状に折り曲げて環状部材２０の外周面に両端部を接合させている。なお、本実施形態では吊り部材８０をＵ字状とし、この開口部分にフック等を引っ掛けられる構成としているが、この構成に限定される必要は無く、フック等を引っ掛けることができれば棒状の部材を略多角形状に折り曲げても良く、また板状の部材に貫通孔を設ける構成であっても良いものとする。

次に、本発明のフランジ付きホースの製造方法によって製造されるフランジ付きホース１００について図３に従って説明する。フランジ付きホース１００は両端部にフランジ１０２を有し、その形状が左右対称である。このフランジ１０２は略円筒状で、一方の端部（ここではフランジ付きホース１００の長手方向の外側の端部）にフランジ１０２の径方向に突出した突条の張出し部１０４が設けられ、他方の端部側（ここではフランジ付きホース１００の長手方向の内側の端部）にフランジ１０２の径方向に突出したリブ１０６が設けられている。なお、この張出し部１０４には所定の間隔を開けて貫通孔１０８が設けられている。

また、一方のフランジ１０２のリブ１０６と張出し部１０４との間から他方のフランジ１０２のリブ１０６と張出し部１０４との間に向けて円筒状のホース部材１１０が配置されている。このホース部材１１０は、内周面側に配置される内側層１１２と、この内側層１１２の径方向外側に配置される補強層１１４と、この補強層１１４の径方向外側に配置される外側層１１６とを有している。この補強層１１４の両端部は、リブ１０６と張出し部１０４との間に配置される環状のビード部１２２にホース部材１１０の径方向内側から外側に向けて巻き返されている。

さらにまた、この補強層１１４は、第１の補強層１１８と第２の補強層１２０とを有し、この第１の補強層１１８はフランジ付きホース１００の長手方向（矢印Ｘ１方向）に対して傾斜する方向に延びるポリエステルすだれコード（タイヤ等に用いられるゴム被覆されたすだれコード）で形成され、第２の補強層１２０は矢印Ｘ１方向に対して傾斜すると共に、第１の補強層１１８のポリエステルすだれコードと交差する方向に延びるポリエステルすだれコードで形成されている。

本実施形態では補強層１１４のコードにタイヤ用ポリエステルすだれコードを用いる構成としたが、この構成に限定される必要は無く、スチールコードや他の有機繊維コードを用いる構成としても良いものとする。なお有機繊維としては、芳香族ポリアミド繊維等が挙げられる。さらに、本実施形態のフランジ付きホース１００では、補強層１１４が第１の補強層１１８及び第２の補強層１２０の２層からなる構造としたが、この構成に限定される必要は無く、補強層１１４は３層以上の層から構成されても良いものとする。

次に、本発明のフランジ固定装置１０を用いて前述したフランジ付きホース１００を製造するためのフランジ付きホースの製造方法について図４に従って説明する。
まず、図４に示すように、円柱状のマンドレル１３０の軸方向（矢印Ｘ２方向）両側からフランジ１０２の張出し部１０４が矢印Ｘ２方向の外側となるようにフランジ１０２を挿入する。次に、開状態のフランジ固定装置１０をマンドレル１３０上のフランジ１０２よりも矢印Ｘ１方向の外側に配置し、錠部材６４を錠受け部材７０の溝部７１に嵌入して閉状態とする。

そして、張出し部１０４の貫通孔１０８とフランジ固定装置１０の貫通長孔３４とを位置合わせして取付ボルト１３２を挿通し、この取付ボルト１３２に螺合可能な取付ナット１３４を取付ボルト１３２に螺合させてフランジ取付部３０にフランジ１０２を仮固定する。次に、両側のフランジ１０２の間隔が所定の間隔となるようにフランジ固定装置１０の位置を調整した後で、挟持ナット６８を錠部材６４に捩じり込み環状部材２０でマンドレル１３０を挟み込む。このとき、挟持ナット６８を概ね５０Ｎｍのトルクで捩じり込むことが好ましい。フランジ固定装置１０がマンドレル１３０を所定の面圧で挟み込んだ後で、取付ボルト１３２及び取付ナット１３４を本締めして、フランジ固定装置１０にフランジ１０２を確実に固定する。

次に、フランジ１０２の張出し部１０４とリブ１０６との間のフランジ部分及びマンドレル１３０の外周面に帯状の未加硫内側ゴムをスパイラル状（又は寿司巻き状）に巻き付けて未加硫の内側層１１２Ｇを形成する。そして、未加硫の内側層１１２Ｇの径方向外側に帯状の未加硫補強体をスパイラル状（又は寿司巻き状）に巻き付けて未加硫の補強層１１４Ｇ（未加硫の第１の補強層１１８Ｇ及び未加硫の第２の補強層１２０Ｇ）を形成する。この未加硫補強体はタイヤ用ポリエステルすだれコードで形成され、未加硫の内側層１１２Ｇにスパイラル状（又は寿司巻き状）に巻き付ける際には矢印Ｘ２方向とポリエステルすだれコードのコード方向とが互いに交差するように巻き付けて未加硫の第１の補強層１１８Ｇを形成し、次にこの未加硫の第１の補強層１１８Ｇの径方向外側に他のポリエステルすだれコードを未加硫の第１の補強層１１８Ｇを形成するポリエステルすだれコードのコード方向と交差し且つ矢印Ｘ２方向にも交差するようにスパイラル状（又は寿司巻き状）に巻き付けて未加硫の第２の補強層１２０Ｇを形成する。

そして、張出し部１０４とリブ１０６との間に配置される未加硫の第２の補強層１２０Ｇの径方向外側に環状のビード部１２２を配置し、未加硫の補強層１１４Ｇをマンドレル１３０の径方向内側から外側に向けて折り返す。次に、未加硫の第２の補強層１２０Ｇの径方向外側に帯状の未加硫外側ゴムをスパイラル状（又は寿司巻き状）に巻き付けて未加硫の外側層１１６Ｇを形成する。これらの各部材の巻き付け工程により未加硫のフランジ付きホース１００Ｇが成型される。なお、本実施形態では、マンドレル１３０への各部材の巻き付けの際には、マンドレル１３０の軸を回転軸にして回転することで各部材が巻き付けられていくが、この構成に限定される必要は無く、マンドレル１３０が固定された状態で各部材を供給する供給装置側がマンドレル１３０の周囲を回転する構成であっても良いものとする。

次に、フランジ固定装置１０によってマンドレル１３０にフランジ１０２が固定された状態の未加硫のフランジ付きホース１００Ｇが図示しない加硫機に装填されて加硫される。この加硫時に未加硫のフランジ付きホース１００Ｇは矢印Ｘ２方向に伸縮しようとするが、フランジ固定装置１０によって矢印Ｘ２方向への変位が抑制されるため、加硫後のフランジ付きホース１００の寸法精度が向上する。なお、本実施形態のフランジ付きホースの製造方法における未加硫のフランジ付きホース１００Ｇ、未加硫の内側層１１２Ｇ、未加硫の補強層１１４Ｇ、未加硫の第１の補強層１１８Ｇ、未加硫の第２の補強層１２０Ｇ及び未加硫の外側層１１６Ｇは図示を省略している。また、本実施形態のフランジ付きホースの製造方法は前述したような手順でフランジ付きホース１００を製造するが、この手順に限定される必要は無いものとする。

（作用）次に第１の実施形態によれば、フランジ付きホース１００の製造工程において、フランジ１０２がフランジ固定装置１０によってマンドレル１３０に確実に固定されるため、フランジ１０２に負荷が作用してもフランジ１０２間のマンドレル１３０の長手方向の距離の変動が抑制されるため、寸法精度の高いフランジ付きホース１００が成形される。また、このフランジ固定装置１０は、錠部材６４を回動させて錠受け部材７０の溝部７１に嵌入し、挟持ナット６８を捩じ込むことでマンドレル１３０を挟み込むことができ、フランジ取付部３０にフランジ１０２を取付ボルト１３２及び取付ナット１３４で固定することで、従来のＬ字型鋼をマンドレルに溶接してフランジを固定する手法よりもマンドレル１３０にフランジ１０２を容易に装着（固定）できる。また、脱着の際には、挟持ナット６８を緩めて錠部材６４を溝部７１から外せば良いため脱着も容易になる。

また、環状部材２０の内周面に緩衝部材２６を設けたことでマンドレル１３０の外周面への傷付けが抑制される。またこの緩衝部材２６の摩擦係数によってフランジ固定装置１０が更に確実にマンドレル１３０に固定される。
さらにまた、フランジ１０２とフランジ取付部３０との固定を取付ボルト１３２及び取付ナット１３４で実施するため、固定の構造が簡単なものとなり、コストを低減できる。

なお、本実施形態のフランジ固定装置１０を用いたフランジ付きホースの製造方法を適用して、マリンホース、耐油デリバリーサクションホースや耐摩耗ホース等の工業用ホースを製造することが好ましい。例えば、この製造方法を用いてマリンホースを製造した場合には、マリンホースの国際規格を満足することができる寸法精度が得られる。

［その他の実施形態］
第１の実施形態では、フランジ固定装置１０が回動手段４０と開閉手段６０とを各１個ずつ備える構成としたが、この構成に限定される必要は無く、例えば、開閉手段６０が２個設けられる構成であっても良いものとする。

第１の実施形態に係るフランジ固定装置が閉じた状態を示す正面図である。第１の実施形態に係るフランジ固定装置が開いた状態を示す部分断面である。第１の実施形態に係るフランジ付きホースの製造方法により製造されるフランジ付きホースの部分断面図である。第１の実施形態に係るフランジ付きホースの製造方法において、フランジがフランジ固定装置によってマンドレルに固定されている状態を示す部分断面図である。

符号の説明

１０フランジ固定装置
２０環状部材
２２第１の環状部材（分割された環状部材）
２４第２の環状部材（分割された環状部材）
２６緩衝部材
３０フランジ取付部（フランジ取付手段）
３４貫通長孔（フランジ取付手段）
４０回動手段（接合手段）
６０開閉手段（接合手段）
１００フランジ付きホース
１０２フランジ
１０８貫通孔（フランジ取付手段）
１３０マンドレル
１３２取付ボルト（フランジ取付手段）
１３４取付ナット（フランジ取付手段）

Claims

マンドレルの軸方向両側にフランジを夫々配置し、少なくとも前記フランジ間の前記マンドレルの外周上にホース構成部材を配置した後、加硫してフランジ付きホースを成形するフランジ付きホースの製造方法であって、
前記フランジを前記マンドレルに着脱自在に固定可能なフランジ固定装置を用いて、前記フランジを前記マンドレルに固定するフランジ固定工程を備えることを特徴とするフランジ付きホースの製造方法。
前記フランジ固定工程の後、前記フランジを前記マンドレルに固定した状態のままで未加硫のフランジ付きホースを加硫することを特徴とする請求項１に記載のフランジ付きホースの製造方法。