JP5096067B2 - ゴムホース及びゴムホースの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えばスクイーズ式ポンプに装備されるポンピングチューブとして使用されるゴムホースに関するものである。

一般に、スクイーズ式ポンプに装備されるポンピングチューブなど、使用時に高圧が作用するゴムホースは、内面ゴム及び外面ゴム間に、補強コードをホース中心軸に対して傾斜させつつ周方向に配列してなる複数の補強コード層を設けると共に、隣接する補強コード層の補強コードの傾斜方向を互いに交差するように設定した構造とされる（例えば特許文献１）。

このようなゴムホースの補強コード層は、内面ゴムよりも外側に、複数の補強コードを有する帯状のプライを螺旋状に巻き付けて形成することが多い。さらに、補強コード層ごとに、これを構成するプライの端部を切断し、順次その傾斜方向を交互にして別のプライを巻き付けるという断続的な工程によって複数の補強コード層を形成するため、補強コード層の層数が多くなるほど、その形成に要する時間及び工数が増大する。

これに対して、一旦、長いゴムホースを形成し、これを所望の長さに切断して複数本のゴムホースを得るという方法を採用することにより、ゴムホースの一本当たりの製造に要する時間及び工数の縮減を図ることがある。
実開平６−７３５８０号公報

ところが、所望の長さに切断して形成したゴムホースは、その切断面で補強コードの端部が露出することになり、この露出部からの水分などの浸入により、スチールコードにおける発錆や、合繊コードにおける劣化や剥離を生じることが懸念される。

また、ゴムホースの端部で帯状のプライを折り返すことにより、プライを切断することなく複数の補強コード層を連続して形成することが考えられるが、この場合、補強コードが高強度で剛性が大きいほど、その折り目の位置が不安定になりやすく、特に、補強コード層の形成の自動化を図ったとき、折り目付近の寸法や形状の精度が低下しやすい。

本発明は、補強コード層の形成が容易で、かつ寸法精度を高めることのできるゴムホース及びゴムホースの製造方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明が提供するゴムホースは、内面ゴム及び外面ゴム間に、補強コードをホース中心軸に対して傾斜させつつ周方向に配列してなる複数の補強コード層を設け、隣接する補強コード層の補強コードの傾斜方向を互いに交差するように設定したものであり、その補強コード層を、複数の補強コードを有する帯状のプライを内面ゴムの外側に螺旋状に配置して構成し、内面ゴムの端部の外側で、プライを掛ける周方向補強部材を設けることなく、ホース中心軸に対する補強コードの傾斜方向を反転させつつプライを折り返すことにより、複数の補強コード層を連続して設けたものである。さらに、内面ゴムの端部外面に、他の部位よりも小径の小径部を凹設し、この小径部に折り目を引っ掛けるようにプライを折り返している。

上記構成によれば、ゴムホースの端部で帯状のプライを折り返すことにより、プライを切断することなく複数の補強コード層を連続して形成するので、各補強コード層を別のプライで断続的に形成したものよりも、補強コード層の形成を容易にすることができる。しかも、内面ゴムの端部外面に凹設した小径部に折り目を引っ掛けるようにプライを折り返すので、小径部で折り目がクセ付けされる。これにより、高強度で剛性の大きい補強コードであっても、その折り目の位置を安定させて、折り目付近の寸法や形状の精度を高めることができ、補強コード層の形成の自動化を図ることもできる。また、ゴムホースを切断することなく補強コード層の形成に要する時間及び工数を少なくできるので、補強コードの端部を露出させることがなく、補強コード層への水分の浸入などを防止することができる。

小径部の深さを補強コードの径よりも大きく設定すれば、プライに折り目を形成することによる増厚分を小径部が吸収するので、ゴムホースの端部の増厚を防止して、外径の均一なゴムホースを得ることができる。

４層以上の補強コード層を設ける場合、ゴムホースの一端に、プライの折り目を複数形成することになるが、小径部の外側で、プライの複数の折り目をホース中心軸方向に位置をずらして形成すれば、ゴムホースの端部の増厚を防止して、外径の均一なゴムホースを得ることができる。

本発明の構成によるゴムホースの端部に金具を装着する場合、複数の補強コード層が連続していることにより、金具を締め付ける力を各補強コード層に均等に伝えることができ、しかも、連続する部位が抜け止めとなるので、金具を止着する力を高めることができる。

本発明のゴムホースは、例えば耐圧用として、補強コードを傾斜させつつ配列してなる複数の補強コード層を備えたゴムホースであれば特に限定されないが、その用途として、スクイーズ式ポンプに装備されるポンピングチューブを例示できる。

また、本発明は、内面ゴム及び外面ゴム間に、補強コードをホース中心軸に対して傾斜させつつ周方向に配列してなる複数の補強コード層が設けられ、隣接する補強コード層の補強コードの傾斜方向が互いに交差するように設定されたゴムホースの製造方法を提供する。

具体的には、マンドレルの周りに内面未加硫ゴムを形成すると共に、この内面未加硫ゴムの端部外面に他の部位よりも小径の小径部を凹設する。次いで、内面未加硫ゴムの外側に、複数の補強コードを有する帯状のプライを螺旋状に巻き付けて、一層目の補強コード層を形成する。さらに、内面ゴムの端部の外側で、プライを掛ける周方向補強部材を設けることなく、ホース中心軸に対する補強コードの傾斜方向を反転させつつプライをその折り目を小径部に引っ掛けるように折り返し、一層目の補強コード層の外側にプライを螺旋状に巻き付けて二層目の補強コード層を形成する。その後、一層目及び二層目の補強コード層よりも外側に外面未加硫ゴムを形成し、内面未加硫ゴム及び外面未加硫ゴムを加硫成形する。

さらに、二層目の補強コード層を形成した後、小径部の外側で、ホース中心軸に対する補強コードの傾斜方向を反転させつつプライを折り返して、三層目以降の補強コード層を形成し、プライを折り返す際、その折り目を先の折り目に対して外側にホース中心軸方向に位置をずらして形成する。

これらの構成によれば、上記のゴムホースの構成を採用することによる効果と同じ効果を得ることができる。

以上のとおり、本発明によると、ゴムホースの端部で帯状のプライを折り返すことにより、複数の補強コード層を連続させるので、補強コード層の形成に要する時間及び工数を少なくすると共に、補強コード層の形成の自動化を図ることができる。しかも、内面ゴムの端部外面に凹設した小径部に折り目を引っ掛けるようにプライを折り返すので、その折り目をクセ付けして位置を安定させることができ、ゴムホースの端部の寸法精度を高めることができる。

以下、本発明に係るゴムホース及びゴムホースの製造方法を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明に係るゴムホースを示す図で、上半分は断面図、下半分は側面図である。図１において、下半分の中央部は、その外面ゴムを剥がして補強コード層を露出させている。図２は補強コード層の断面図である。図３は金具を止着したゴムホースの端部を示す図で、上半分は断面図、下半分は側面図である。

ゴムホース１は、例えば、内径が３０ｍｍ〜８０ｍｍで、その拡径部２に挿入した金具３を外側から二つ割り金具で締め付けて装着することにより、生コンクリートなどを圧送するためのスクイーズ式ポンプに装備されるポンピングチューブとして使用するものであり、内面ゴム４と外面ゴム５との間に４層の補強コード層６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを内側から６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの順に連続させつつ設けた構造とされる。

補強コード層６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、補強コード７をホース中心軸に対してそれぞれ傾斜角度（θａ、θｂ、θｃ、θｄ）で傾斜させつつ周方向に配列してなり、隣接する層の補強コード７の傾斜方向が互いに交差するように設定されている。この補強コード層６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、複数の補強コード７を有する帯状のプライ８を内面ゴム４の外側に螺旋状に配置して構成され、内面ゴム４の端部外側で、補強コード７の傾斜方向を反転させつつプライ８を折り返して、ホース中心軸方向に２往復することにより、４層が連続して構成されている。

プライ８は、複数の補強コード７を平行に並べて薄いシート状のゴムで包んでなり、その全長に渡って等幅に設定される。このプライ８は、補強コード層６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの径が外側ほど大きくなる分、外側の層ほど、ホース中心軸に対する補強コード７の傾斜角度を大きく設定することにより（θａ＜θｂ＜θｃ＜θｄ）、プライ８の側縁をラップさせることなく、かつ隙間を設けることなく配置している。

内面ゴム４の端部外面には、他の部位よりも小径の小径部９が凹設され、この小径部９に折り目１０を引っ掛けるようにしてプライ８が折り返されている。これにより、プライ８の折り目１０が小径部９でクセ付けされて所定の安定した位置に形成され、ゴムホース１の形状を安定させると共に、寸法精度を高めている。

小径部９は、その深さを補強コード７の径よりも大きく設定されると共に、小径部９の外側で、プライ８の二つの折り目１０がホース中心軸方向に位置をずらして形成されている。これにより、小径部９が折り目１０による増厚を吸収して、ゴムホース１の外径を均一にしている。

次に、ゴムホースの製造方法を説明する。図４は補強コード層を形成する手順を示す図である。図５はプライの折り返しを示す図で、（ａ）は折り返し前、（ｂ）は折り返し後である。

製造するゴムホース１は、例えば、内径がφ３８．１ｍｍ、全長が１２００ｍｍで、両端にφ４４ｍｍ、長さが５０ｍｍの拡径部２を有するものであり、その拡径部２に金具３を挿入して、ゴムホース１の外側から二つ割り金具で締め付けて固定するものである。

具体的には、まず、図４（ａ）に示すように、マンドレル１１に、拡径部２を形成するための端部カラー１２を所定の間隔を空けて装着する。次いで、図４（ｂ）に示すように、マンドレル１１をその中心軸方向に移動させながら回転させることにより、端部カラー１２にかかるよう未加硫ゴムリボンを巻き付けて、マンドレル１１の周りに、例えば中央部で６．５ｍｍ、拡径部２を形成する端部で３．５ｍｍの肉厚の内面未加硫ゴム１３を形成する。このとき、例えば未加硫ゴムリボンの押し出し量を少なくしたり、マンドレル１１の回転を速くしたりして、内面未加硫ゴム１３の端部外面に、肉厚が例えば２．０ｍｍで他の部位よりも小径の小径部９を形成する。

図４（ｃ）に示すように、マンドレル１１をその中心軸方向に移動させながら回転させることにより、内面未加硫ゴム１３の外側に、プライ８をホース中心軸に対して傾斜角度（θａ、例えば５３°）だけ傾斜させて端部から螺旋状に巻き付けて、一層目の補強コード層６ａを形成する。

ここで、プライ８は、その長さ方向に沿って等幅（例えば９８ｍｍ）かつ複数の補強コード７を有する帯状であり、例えばコード径が０．６ｍｍのナイロンコードである補強コード７を２０本／２５ｍｍの本数密度で配置して、厚さが１．０ｍｍとなるようゴム被覆したものである。また、傾斜角度（θａ）は、プライ８の側縁をラップさせることなく、かつ隙間を設けることなく、内面未加硫ゴム１３の外側にプライ８を螺旋状に巻き付けることのできる角度である。

図４（ｄ）に示すように、プライ８の巻き付けが内面未加硫ゴム１３の端部外側まで達したとき、マンドレル１１を同じ方向に回転させたまま中心軸方向の移動を反転させる。これにより、ホース中心軸に対する補強コード７の傾斜方向が反転して、プライ８がその折り目１０ａを小径部９に引っ掛けるようにクセ付けされつつ安定した位置で折り返される。つまり、小径部９に巻き付けられたプライ８は、それよりも大径側に移動することができないので、プライ８の折り目１０ａが小径部９に引っ掛かってクセ付けされる。なお、折り目１０ａを形成することによる増厚は、小径部９の深さを、例えばプライ８の厚さである１ｍｍを上回る１．５ｍｍに設定することによって十分に吸収される。

さらに、マンドレル１１をその中心軸方向に移動させながら回転させることにより、一層目の補強コード層６ａの外側に、プライ８をホース中心軸に対して傾斜角度（θｂ、例えば５４．８°）だけ傾斜させて螺旋状に巻き付けて、二層目の補強コード層６ｂを形成する。ここで、傾斜角度（θｂ）は、プライ８の側縁をラップさせることなく、かつ隙間を設けることなく、一層目の補強コード層６ａの外側にプライ８を螺旋状に巻き付けることのできる傾斜角度であり、一層目よりも巻き付け径が大きい分、傾斜角度（θａ）よりも大きく設定する。

プライ８を折り返す際、図５に示すように、二層目の傾斜角度（θｂ）を一層目の傾斜角度（θａ）よりも大きく設定することにより、折り目１０ａが周方向に対して（θｂ−θａ）／２だけ傾斜する。なお、図５において、１４はプライ８を巻き付け保持しているボビンである。

二層目の補強コード層６ｂを形成した後、一層目から二層目への折り返しと同様の手順で、小径部９の外側で折り目１０ｂ、１０ｃを形成しつつプライ８を折り返し、三層目及び四層目の補強コード層６ｃ、６ｄを形成する。また、三層目から四層目にプライ８を折り返す際、その折り目１０ｃを一層目から二層目への折り目１０ａよりもホース中心軸方向の外端側に位置をずらして形成する。

ここで、二層目よりも三層目の巻き付け径が大きく、かつ三層目よりも四層目の巻き付け径が大きい分、三層目の傾斜角度（θｃ、例えば５６．２°）を二層目の傾斜角度（θｂ）よりも大きく、かつ四層目の傾斜角度（θｄ、例えば５７．５°）を三層目の傾斜角度（θｃ）よりも大きく設定する。これにより、プライ８が、その側縁をラップさせることなく、かつ隙間を設けることなく巻き付けられる。

その後、補強コード層６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの外側に外面未加硫ゴムを形成し、内面未加硫ゴム１３及び外面未加硫ゴムを加硫成形してゴムホース１を得る。

上記構成によれば、共通のプライ８を折り返しながら巻き付けて、四層の補強コード層６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを連続して形成するので、プライを交換しながら各補強コード層６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを個別に形成する手法よりも、その形成に要する時間を短くすることができ、容易に自動化を図ることもできる。

また、補強コード層６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを連続させることにより、金具３を引き抜こうとする力を各補強コード層６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄに均一に伝えることができ、補強コード７を折り返すことにより、その折り返し部分が抜け止めとして機能して、金具３の止着力を高める。さらに、補強コード７を連続させる分、その端部を切り揃えることによる材料ロスを少なくすることができる。

プライ８を折り返す際、小径部９で自然にクセ付けするので、その折り目１０を所定の位置に形成することができ、ゴムホース１の端部形状を安定させると共に、寸法精度を高めることができる。さらに、プライ８の折り返しによる増厚を小径部９が吸収し、しかも、折り目１０ａ、１０ｃをホース中心軸方向に位置をずらして形成するので、ゴムホース１の外径を均一にすることができる。

ゴムホース１を切断することなく所望の長さに形成するので、その端部から補強コード７を露出させることがなく、水分の吸収などによる劣化や耐久性の低下を防止することができ、屋外での使用にも好適である。

切断することなく、単品のゴムホース１を形成するので、端部カラー１２によって所望の端部形状に形成することができ、端部の研削を不要にすることができる。また、一旦長尺のゴムホースを形成して切断する方法よりも、マンドレル１１の長さを短くすることができ、マンドレル１１の撓みの影響がない分、ゴムホース１を比較的に小口径に設定することができる。さらに、単品のゴムホース１を形成する分、長尺のゴムホースを切断して多数のゴムホースを得る方法よりも、少量生産にも適している。

ゴムホースの内径を３０ｍｍ〜８０ｍｍの範囲に設定するので、ゴムホースの形状の精度を高めつつ、十分な耐圧性を得ることができる。なお、ゴムホースの内径が３０ｍｍ未満のものは、未加硫のゴムホースの成型に使用するマンドレルが撓みやすい分、ゴムホースの形状の精度が低下しやすい。また、内径が大きくなるほど、ゴムホースが受ける内圧によって補強コード層に作用する力が大きく、しかも、補強コード層ごとに補強コードの傾斜角度が異なる場合には、わずかながら耐圧性が低くなりやすいので、ゴムホースの内径が８０ｍｍを超過するものは、その内圧に耐えにくい。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、ゴムホース１は、ポンピングチューブ以外の他の用途に使用することもでき、端部に拡径部２や金具３を設けない形態も採用可能である。また、ホース中心軸を螺旋状に取り巻いて座屈を防止する硬鋼線を付加することもできる。補強コード層は、複数層であれば４層に限らず何層であってもよいが、特に、補強コード７の傾斜方向が交差する補強コード層が対をなすよう偶数層の補強コード層を設けるのが好ましい。

本発明に係るゴムホースを示す図で、上半分は断面図、下半分は側面図 補強コード層の断面図 金具を止着したゴムホースの端部を示す図で、上半分は断面図、下半分は側面図 補強コード層を形成する手順を示す図 プライの折り返しを示す図で、（ａ）は折り返し前、（ｂ）は折り返し後

符号の説明

１ ゴムホース
２ 拡径部
３ 金具
４ 内面ゴム
５ 外面ゴム
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ 補強コード層
７ 補強コード
８ プライ
９ 小径部
１０ 折り目
１１ マンドレル
１２ 端部カラー
１３ 内面未加硫ゴム

Claims (5)

1. 内面ゴム及び外面ゴム間に、補強コードをホース中心軸に対して傾斜させつつ周方向に配列してなる複数の補強コード層が設けられ、隣接する補強コード層の補強コードの傾斜方向が互いに交差するように設定されたゴムホースであって、
   前記補強コード層は、複数の補強コードを有する帯状のプライを内面ゴムの外側に螺旋状に配置してなり、内面ゴムの端部の外側で、前記プライを掛ける周方向補強部材を設けることなく、ホース中心軸に対する補強コードの傾斜方向を反転させつつ前記プライを折り返すことにより、複数の補強コード層が連続して設けられ、
   前記内面ゴムの端部外面に、他の部位よりも小径の小径部が凹設され、該小径部に折り目を引っ掛けるように前記プライが折り返されたことを特徴とするゴムホース。
2. 前記小径部の深さが補強コードの径よりも大きく設定されたことを特徴とする請求項１に記載のゴムホース。
3. ４層以上の前記補強コード層が設けられ、前記小径部の外側で、プライの複数の折り目がホース中心軸方向に位置をずらして形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のゴムホース。
4. 内面ゴム及び外面ゴム間に、補強コードをホース中心軸に対して傾斜させつつ周方向に配列してなる複数の補強コード層が設けられ、隣接する補強コード層の補強コードの傾斜方向が互いに交差するように設定されたゴムホースの製造方法であって、
   マンドレルの周りに内面未加硫ゴムを形成すると共に、該内面未加硫ゴムの端部外面に他の部位よりも小径の小径部を凹設し、次いで、内面未加硫ゴムの外側に、複数の補強コードを有する帯状のプライを螺旋状に巻き付けて、一層目の補強コード層を形成し、さらに、前記内面ゴムの端部の外側で、前記プライを掛ける周方向補強部材を設けることなく、ホース中心軸に対する補強コードの傾斜方向を反転させつつ前記プライをその折り目を前記小径部に引っ掛けるように折り返し、一層目の補強コード層の外側に前記プライを螺旋状に巻き付けて二層目の補強コード層を形成し、その後、一層目及び二層目の補強コード層よりも外側に外面未加硫ゴムを形成し、内面未加硫ゴム及び外面未加硫ゴムを加硫成形することを特徴とするゴムホースの製造方法。
5. 二層目の補強コード層を形成した後、前記小径部の外側で、ホース中心軸に対する補強コードの傾斜方向を反転させつつ前記プライを折り返して、三層目以降の補強コード層を形成し、前記プライを折り返す際、その折り目を先の折り目とホース中心軸方向の位置をずらして形成することを特徴とする請求項４に記載のゴムホースの製造方法。

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