JP5690563B2 - 被覆杆体の製造方法、および製造装置 - Google Patents

Description

本発明は被覆杆体の製造方法、および製造装置に関するものである。

芯杆の外周を被覆した被覆杆体の製造方法としては、特許文献１に記載のものが知られている。この従来例における被覆杆体の製造は、ゴム筒（被覆体）の中空部に圧縮空気を送出して被覆体を膨張させ、次いで、膨張した被覆体内にローラ芯（芯杆）を挿入して圧縮空気を押し出すことにより被覆体の膨張状態を解消し、結果、被覆体を芯材の表面に固定させて行われる。

特開昭６２-４８４２３号公報

しかし、上述した従来例において、被覆体は中空部に送出される圧縮空気により横断面方向に自由拡張され、拡張後もほぼ真円形中空断面形状となるために、楕円形等の非真円横断面形状を有する芯杆に被覆体を被覆する場合には以下の問題がある。

すなわち、被覆体に非真円横断面形状を有する芯杆を挿入するためには、被覆体の中空部を芯杆の横断面形状に外接する大きさ以上になるまで拡張する必要がある。この場合、楕円断面を例にとると、楕円形の縦軸と横軸との比が大きくなるに伴って、外接円の径が大きくなり、楕円周囲長と外接円円周長の比（拡張率）が大きくなり、同時に拡張解消時の収縮率も大きくなる。

収縮率が被覆体の弾性復元能を超えると、昇圧状態を解消した後でも収縮量の不足、不均一な収縮が発生しやすくなる。この結果、収縮量の不足による芯杆との密着不良、あるいは不均一収縮による表面へのうねりが発生し、製品歩留まりが悪くなる上に、大きな拡張量を得るためには、内圧も大きくする必要が生じるために、圧縮空気を発生させるためのポンプ、密閉構造等が複雑、大型化するという問題が発生する。

本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、良好な表面状態を安定的に得ることのできる被覆杆体の製造方法の提供を目的とする。また、本発明の他の目的は、上記製造方法に使用する被覆杆体の製造装置の提供にある。

芯杆１に被覆される被覆体２は、合成樹脂等、伸縮性のある材料により形成される。この被覆体２は中空円形横断面形状等、閉塞中空横断面形状を有し、中空部の周囲長が芯杆１の周囲長より小さなチューブ状に形成される。

被覆杆体の製造に際し、まず、被覆体２は外筒部材３中で芯杆１が挿入可能になるまで横断面方向に拡張される。被覆体２の拡張は、被覆体２の中空部に圧縮気体を送出することにより中空部内を昇圧して行うことができ、拡張を容易にするために、加熱状態で行うことができる。

外筒部材３は芯杆１の横断面形状に対してほぼ相似な中空部横断面形状を有しており、この外筒部材３の中空部内で拡張操作をされる被覆体２の拡張量、および拡張後の横断面形状を制限する。

したがってこの発明によれば、芯杆１が非真円形状横断面形状であっても、被覆体２の伸び量を芯杆１が挿通するために必要な量に制限することが可能になる。この結果、過大な収縮による表面欠陥の発生等を確実に防止できる上に、過大な拡張を要しないために装置の大型化を避けることが可能になる。

さらに、真円横断面形状の芯杆１にチューブ状の被覆体２を被覆する場合、圧縮空気を使用することなく、加熱して軟化した被覆体２に芯杆１をねじ込むようにして徐々に押し込んで行く方法も使用される。しかし、芯杆１が非真円横断面形状を有すると、ねじ込み操作に必要な周方向への摺動操作が困難なために、従来例としてあげた方法での欠点を考慮に入れると、縦横比が大きく真円形状から離れた横断面形状を有する被覆杆体は、本発明による方法を使用しない限り、実質的に製造が不可能である。

上記製造方法の実施に際しては、
パイプ状の芯杆１の外周にチューブ状の被覆体２を被覆した被覆杆体を製造する被覆杆体の製造装置であって、
前記芯杆１の横断面形状に対しほぼ相似形状の中空部横断面形状を有し、中空部内に被覆体２を保持する外筒部材３と、
筒状に形成されて被覆体２の一端に封止状態で圧入され、中空部に芯杆１を封止状態で移動自在に保持する口金部４と、
芯杆１の一端から圧縮空気を送出して被覆体２の中空部を昇圧して該被覆体２を横断面方向に拡張させる圧縮空気送出部５と、
を有し、
外筒部材３中で拡張した被覆体２内に芯杆１を挿入した後、昇圧状態を解消して被覆体２を収縮させて芯杆１の表面に被覆、固定する被覆杆体の製造装置が使用できる。

さらに、上記製造方法により製造された楕円等の非真円形断面を有する被覆杆体は、全体にわたってうねり等の表面欠陥を有しないために、外観が良好で、かつ、製造歩留まりも向上する。

本発明によれば、良好な表面状態を持った被覆杆体を安定的に得ることができる。

本発明の製造装置を示す図で、（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）の１Ｂ部拡大断面図、（ｃ）は（ｂ）の１Ｃ-１Ｃ線断面図である。 芯杆保持部を示す図で、（ａ）は図１（ａ）の２Ａ部拡大断面図、（ｂ）は図２（ａ）の２Ｂ-２Ｂ線断面図、（ｃ）は図２（ａ）の２Ｃ-２Ｃ線断面図である。 被覆杆体の製造工程を示す図で、（ａ）は芯杆を口金部に挿入した状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の３Ｂ-３Ｂ線断面図、（ｃ）は拡張された被覆体内に芯杆を挿入した状態を示す断面図、（ｄ）は（ｃ）の３Ｄ-３Ｄ線断面図である。 昇圧状態を解消した状態を示す図で、（ａ）は図３（ｃ）に対応する図、（ｂ）は図４（ａ）の４Ｂ-４Ｂ線断面図である。 被覆杆体を示す図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。

図１以下に被覆杆体の製造装置を示す。製造装置は、図１（ｃ）に示すように、楕円形の中空横断形状を有するパイプ状の芯杆１に被覆体２を被覆した被覆杆体の製造に使用するもので、芯杆保持部６を備えた芯杆保持ステージ７と、外筒部材３を備えた被覆体保持ステージ８とを有する。

図１（ｂ）に示すように、芯杆保持部６は一端部に嵌合先端部６ａを有する。芯杆保持部６の中心部には貫通孔６ｂが形成されており、嵌合先端部６ａと反対側の開放端にポンプ等の圧縮空気送出部５が連結される。また、芯杆保持部６には、圧力調整弁９が装着され、芯杆１に送出する圧縮空気の圧力が調整される。

嵌合先端部６ａは、芯杆１の横断面形状にほぼ一致する楕円形の横断面形状を有しており、芯杆１の一端開口に嵌合することにより芯杆１に連結される。芯杆保持部６に芯杆１を連結し、ポンプ５から圧縮空気を送出した際の連結部からのエアー漏れを防止するために、適宜箇所（この実施の形態においては嵌合先端部６ａの外周壁面）にＯリング等のガスケット６ｃが装着される。

以上の芯杆保持部６は、図外のガイドに沿って芯杆１の長手方向に移動操作可能であり、芯杆保持ステージ７には、必要に応じて芯杆１をガイドするためのガイド部材７ａが配置される。

一方、被覆体保持ステージ８には、口金部４と外筒部材３とが配置される。図２に示すように、口金部４は、基部４ａの一端から突出される装着突部４ｂを備え、装着突部４ｂの中央部には基部４ａの後端に突き抜ける貫通穴部４ｃが開設される。貫通穴部４ｃは芯杆１が嵌合可能な楕円形横断面形状を有しており、挿入された芯杆１との接触部における気密性を保持するために、適宜のガスケット４ｄが装着される。ガスケット４ｄは、気密性に加えて、貫通穴部４ｃ内での芯杆１の直進移動性が確保される構造が採用され、この実施の形態においては、Ｏリングが使用される。

また、装着突部４ｂは、前端に行くに従って漸次縦横軸長が減少する截頭楕円錐形状を有しており、装着突部４ｂの前方に、該装着突部４ｂと同一の横断面形状を有する嵌合孔１０ａを備えたクランプ部材１０が装着突部４ｂの軸長方向に移動操作可能に配置される。

外筒部材３は、上記芯杆１の外周横断面形状に比して縦横軸寸法が大寸の楕円形横断面形状を有する中空部を備えており、後述するように、被覆体２の装着作業性を向上させるために、図２（ｃ）に示すように、上下に分割可能に形成される。また、図１に示すように、製造する被覆杆体の長手方向寸法の変化に対応することが可能なように、複数のブロック３ａを連結して形成される。

さらに、上記外筒部材３の前方には被覆体閉塞クランプ１１が配置される。

以上の装置を使用した被覆杆体の製造は、以下のようにして行われる。まず、被覆体２には塩化ビニル樹脂等により形成されるチューブ体が使用され、後述する拡張操作を容易に行うために、図外の加熱装置により適宜の温度に加熱されて軟化される。

加熱された被覆体２は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、外筒部材３の中空部に挿入される。外筒部材３に挿入した際の被覆体２の冷却を遅らせるために、外筒部材３の各ブロックは熱伝導率の低い合成樹脂材により形成される。

外筒部材３中に保持された被覆体２の前端部は、図３（ａ）に示すように、被覆体閉塞クランプ１１により閉じられて前方へのエアー流出が規制され、さらに、後端部は口金部４の装着突部４ｂに被せられる。装着突部４ｂに装着された被覆体２の前端部は、クランプ部材１０を前方に移動させることにより装着突部４ｂとクランプ部材１０の嵌合孔１０ａに挟み付けられる。

一方、芯杆１は、図１に示すように、芯杆保持部６の嵌合先端部６ａに装着された後、芯杆保持ステージ７に設けられた移動手段（図示せず）により軸長方向に移動動作され、図３（ａ）に示すように、前端が口金部４の貫通穴部４ｃに挿入される。図３（ａ）に示すように、芯杆１の先端がガスケット４ｄを越えて被覆体２の中空部に進入した状態で、被覆体２、および芯杆１の中空部は外気から遮断された状態となり、次いで、ポンプ５により圧縮空気を芯杆１を経由して被覆体２内に送出すると、被覆体２内が昇圧状態となる。

中空部の昇圧によって加熱されて軟化した被覆体２は、中空円形横断面形状から図３（ｃ）に示すように、外周が外筒部材３の中空部壁面に当接する楕円横断面形状になるまで横断面方向に拡張する。外筒部材３の中空部の横断面積は、被覆体２の外周壁が当接した状態で、被覆体２の内周壁面と芯杆１の外周壁との間に芯杆１が挿入可能な程度の間隙が発生する程度に設定されており、芯杆１は、当該間隙を利用して被覆体２の中空部に挿入される。

なお、図３（ｃ）においては、芯杆１は被覆体２との間に発生する間隙を利用して被覆体２の中空部に挿入する場合を示したが、これ以外に、外筒部材３による被覆体２の中空部の拡張寸法を、芯杆１の圧入操作が可能な程度に設定することも可能である。

以上のようにして芯杆１を被覆体２の中空部に挿入した後、圧力調整弁９を開放して中空部の昇圧状態を解消すると、図４に示すように、弾性的に拡張していた被覆体２は再び縮小して芯杆１の外周壁に密着、固定される。

なお、この場合、芯杆１の外表面に接着剤を塗布することによって、密着強度を高めることも可能である。

以上の後、被覆体２の両端部を切断すると、図５に示すように、芯杆１の外表面を被覆体２により覆った被覆杆体が得られ、例えば、手摺笠木として使用される。

１ 芯杆
２ 被覆体
３ 外筒部材
４ 口金部
５ 圧縮空気送出部

Claims (2)

1. パイプ状の芯杆の外周にチューブ状の被覆体を被覆した被覆杆体を製造するに際し、
   前記芯杆の横断面形状に対してほぼ相似形状の中空部横断面形状を有する外筒部材中に保持された被覆体の一端部に芯杆を移動自在、かつ、封止状態で連結した後、
   芯杆の中空部から被覆体の中空部内に圧縮気体を送出して被覆体の中空部を昇圧させて膨張させ、
   次いで、芯杆を被覆体内に移動させた後、前記昇圧状態を解消して被覆体を収縮させて芯杆の表面に被覆、固定する被覆杆体の製造方法。
2. パイプ状の芯杆の外周にチューブ状の被覆体を被覆した被覆杆体を製造する被覆杆体の製造装置であって、
   前記芯杆の横断面形状に対しほぼ相似形状の中空部横断面形状を有し、中空部内に被覆体を保持する外筒部材と、
   筒状に形成されて被覆体の一端に封止状態で圧入され、中空部に芯杆を封止状態で移動自在に保持する口金部と、
   芯杆の一端から圧縮空気を送出して被覆体の中空部を昇圧して該被覆体を横断面方向に拡張させる圧縮空気送出部と、
   を有し、
   外筒部材中で拡張した被覆体内に芯杆を挿入した後、昇圧状態を解消して被覆体を収縮させて芯杆の表面に被覆、固定する被覆杆体の製造装置。

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