JPH05147124A - 曲がりホースの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】マンドレルを改良することで曲がりホースを容
易に製造する。 【構成】平板状または針金状の形状記憶合金を螺旋状に
巻いて筒状とされ所定温度以上で所定の径をもつ曲がり
形状となるように形状記憶されたマンドレルを、外径が
未加硫ゴムホースの内径より小径の略真直形状として未
加硫ゴムホースに挿入し、所定温度以上に加熱してマン
ドレルを形状記憶変形させ未加硫ゴムホースを所定の曲
折形状に賦形するとともに未加硫ゴムホースを加硫し、
その後曲がりホースからマンドレルを抜くことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ゴム製の曲がりホース
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年自動車のエンジンルーム内の搭載密
度が高まり、ラジエータホースなどのホース類は複雑な
曲折形状となって配設されている。ゴム製のホースは曲
率半径の大きなカーブ状であれば弾性変形させて曲げる
ことができるが、複雑な曲折形状に弾性変形させて用い
ることは困難であり、ラジエータホースなどは所定の曲
折形状に予め形成された状態で供給されている。

【０００３】所定の曲折形状のゴム製ホースを製造する
には、先ず押出成形で真直な形状の未加硫ゴムホースを
形成する。それを所定長さに切断し、所定の曲折形状の
マンドレルを挿入して曲折形状とした後、マンドレルと
ともに加熱し加硫して曲折形状を固定する。そしてマン
ドレルを抜いて曲がりホースを得ている。なお、射出成
形などの成形法を利用すれば、マンドレルを用いずとも
曲がりホースを形成できるが、生産性に問題があること
からほとんど利用されず上記方法で大部分の曲がりホー
スが製造されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで未加硫ゴムホ
ースにマンドレルを挿入する場合、局部的に大きな力が
加わると未加硫ゴムホースに局部的に塑性変形が生じて
不良品となる。そのため機械による自動化が困難であ
り、人間の微妙な力の入れ具合で局部的な塑性変形を防
ぎながら挿入している。さらに挿入荷重も高いため、挿
入作業は特に辛い作業となっている。また、加硫後の曲
がりホースからマンドレルを抜く作業も、曲折形状のホ
ースから曲折形状のマンドレルを抜くのであるから、容
易な作業とはいえない。

【０００５】このような理由から、曲がりホースの製造
には極めて多大な工数が必要となり、コスト上昇の大き
な原因となっている。本発明はこのような事情に鑑みて
なされたものであり、マンドレルを改良することで曲が
りホースを容易に製造することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の曲がりホースの製造方法は、配合ゴムより未加硫ゴ
ムホースを形成する成形工程と、平板状または針金状の
形状記憶合金を螺旋状に巻いて筒状とされ所定温度以上
で所定の径をもつ曲がり形状となるように形状記憶され
たマンドレルを外径が該未加硫ゴムホースの内径より小
径の略真直形状として未加硫ゴムホースに挿入する挿入
工程と、マンドレルを前記所定温度以上に加熱して形状
記憶変形させ未加硫ゴムホースを所定の曲折形状に賦形
するとともに加硫する加硫工程と、加硫後の曲がりホー
スからマンドレルを抜く引き抜き工程と、からなること
を特徴とする。

【０００７】成形工程は配合ゴムから未加硫ゴムホース
を形成する工程であり、従来と同様に押出成形を利用で
きる。また配合ゴムの種類も制限がなく、天然ゴム及び
合成ゴムの中から、さらに各種ゴム用添加物の中から目
的に合わせて種々選択して用いることができる。本発明
の一つの特色は、マンドレルを形状記憶合金製としたと
ころにある。ところで形状記憶合金製品は、変形量によ
って形状記憶復元性が変化することが知られている。例
えば断面円形の線材であれば、曲率半径の大きな曲折形
状に変形させる場合は１０万回〜１００万回以上の復元
性を有するのに、線材の直径の５倍以下の曲率半径をも
つ曲折形状に形状記憶変形させようとすると、１〜１０
回の変形回数で復元が困難となることが明らかとなっ
た。

【０００８】そこで本発明のもう一つの特色は、線材な
どを螺旋状に巻いて筒状とした形状記憶合金製マンドレ
ルを用いるところにある。このように構成することによ
り、線材などの長手方向の変形をマンドレルの径方向及
び軸方向の変形に変換することができ、上記変形量の制
限を克服することができるばかりか、マンドレルを拡径
する方向へ大きく変形させることが可能となったのであ
る。

【０００９】このマンドレルは、例えばＴｉ−Ｎｉ系合
金、あるいはＣｕ−Ａｌ−Ｎｉ、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌなど
の銅系合金などの、公知の形状記憶合金から形成するこ
とができる。そしてこのような形状記憶合金から例えば
テープ状などの平板状あるいは針金状に形成された材料
を螺旋状に巻いて、筒状のマンドレルを形成することが
できる。そして所定温度以上で所定の径をもつ曲がり形
状となるように形状記憶される。また、所定温度以下で
未加硫ゴムホースの内径より小さな外径をもつ真直形状
となるようにも形状記憶することが望ましい。この場合
は２方向に形状記憶することとなる。

【００１０】挿入工程では、上記のように形状記憶され
たマンドレルを、一旦ほぼ真直な形状で未加硫ゴムホー
スの内径より小さな外径をもつように引き伸ばし、ある
いは２方向に形状記憶された場合は真直形状に形状記憶
変形させ、その状態で未加硫ゴムホースに挿入する。略
真直な未加硫ゴムホースにそれより径の小さな略真直な
マンドレルを挿入するのであるから、挿入荷重は極めて
小さく容易に挿入できる。これにより挿入に要する工数
を大きく低減することができる。

【００１１】次の加硫工程では、マンドレルが挿入され
た未加硫ゴムホースはマンドレルの変形温度以上の加硫
温度に加熱される。このとき先ずマンドレルが変形温度
となると、マンドレルは所定の径及び曲折形状に形状記
憶変形する。これにより未加硫ゴムホースはマンドレル
の形状に沿うように賦形され、所定の内径をもつ曲折形
状となる。そしてその形状が維持されたまま未加硫ゴム
ホースは加硫され、その曲折形状が固定された曲がりホ
ースが得られる。なお、加硫方法は水蒸気加硫、高温空
気加硫など従来と同様の条件で行うことができる。

【００１２】そして引き抜き工程では、曲がりホースか
らマンドレルが引き抜かれる。このときマンドレルは曲
折形状を維持した状態であると引き抜き抵抗が大きいの
で、マンドレルを変形させて抜くようにするとよい。ま
た室温では挿入時の真直な形状となるように２方向に変
形するように形状記憶させれば、引き抜き時にはマンド
レルは曲がりホースを弾性変形させながら真直で小径の
形状となるので、一層引き抜き易くすることができる。
マンドレルが引き抜かれた後は、曲がりホースは自身の
弾性力で所定の曲折形状に復元する。

【００１３】

【発明の作用及び効果】本発明の曲がりホースの製造方
法では、小径で真直形状のマンドレルを未加硫ゴムに挿
入し、マンドレルの形状記憶変形により曲げて所定の曲
折形状としている。したがって従来の曲折形状のマンド
レルを挿入する場合に比べて挿入荷重が小さく、容易に
挿入することができる。また両者が真直な形状で挿入す
るのであるから、局部的に大きな力が作用することも生
じにくいため、局部的な塑性変形による不良が生じにく
い。したがってロボットなどを利用した自動挿入も可能
となり、工数の大幅な低減を図ることができる。そして
加硫時の加熱により形状記憶変形するので、曲げるのに
余分に工数が必要となることがなく形状の精度も向上す
る。

【００１４】またマンドレルは平板状あるいは針金状の
線材を螺旋状に巻いて筒状とされているため、線材の長
手方向方向の変形を径方向及び軸方向の変形に変換する
ことができる。したがって曲げに対する形状記憶変形量
の制限が大きく緩和され、曲率半径の小さな曲折形状に
も適用することができる。さらに室温などでは真直な形
状となるように２方向に形状記憶させておけば、引き抜
き時の荷重も小さくすることができさらに工数を低減す
ることができる。

【００１５】

【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。先ず
天然ゴムあるいは合成ゴムを主とする配合ゴムから、断
面一定の筒状に押出成形し、所定の長さに切断して真直
形状の未加硫ゴムホース２を形成する。それとは別に、
Ｎｉ−Ｔｉ系形状記憶合金から形成されたテープ状の板
金を用意し、螺旋状に巻いて図２に示すような筒状のマ
ンドレル１を形成する。そして７０℃以下の低温域で
は、図２のような真直で外径が曲げようとするホースの
内径より小さい筒状となるように形状記憶される。また
７０〜１００℃の高温域では、図３のように外径が拡径
した曲折形状となるように形状記憶される。本実施例で
はマンドレル１はテープ状板金を螺旋状に巻いて筒状と
されているため、テープ状板金の長手方向の伸縮の変位
がマンドレル１の径方向及び軸方向の変位に変換され
る。したがって変位の自由度が高く曲率半径が小さな曲
折形状であっても形状記憶させることができ、かつ記憶
の復元性に優れている。

【００１６】このマンドレル１を用い、室温下にて図２
の真直な形状となっている状態で未加硫ゴムホース２に
挿入する。この状態を図４に示す。マンドレル１の外径
は未加硫ゴムホース２の内径より小さく、かつどちらも
真直な形状であるので、挿入荷重は極めて小さく容易に
挿入することができる。また局部的に大きな力が作用す
ることも生じにくいため、局部的な塑性変形による不良
が生じにくい。したがってロボットなどを利用してこの
工程を自動化することが可能である。

【００１７】この状態でマンドレル１が挿入された未加
硫ゴムホース２を、加硫缶または熱風炉に入れて加熱す
る。マンドレル１の温度が７０〜１００℃となると、マ
ンドレル１は図３の曲折形状に形状記憶変形する。これ
により未加硫ゴムホース２は、図１に示すようにマンド
レル１の形状に沿うように賦形される。そして未加硫ゴ
ムホース２の温度が加硫温度以上となると、未加硫ゴム
ホース２は加硫されその曲折形状が固定されて曲がりホ
ース２’が形成される。

【００１８】その後加硫缶などから取り出されて冷却さ
れる。そしてマンドレル１の温度が７０℃以下となる
と、マンドレル１は図２の小径な真直形状に形状記憶変
形する。すると曲がりホース２’はマンドレル１の変形
により弾性変形し、図５に示すように略真直形状とな
る。これによりマンドレル１は引き抜き易くなり、曲が
りホース２’から容易に引き抜くことができる。そして
マンドレル１が抜かれると、曲がりホース２’は自身の
弾性力で曲折形状に復元し、所定の曲折形状の曲がりホ
ースが得られる。

【００１９】すなわち本実施例の製造方法によれば、マ
ンドレル１の挿入及び引き抜き工程を極めて容易に行う
ことができ、工数が著しく低減される。また加熱するだ
けで所定の曲折形状とすることができるので、曲げ工程
が不要となりかつ形状の精度も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例において加硫工程における未加硫ゴムホ
ースとマンドレルの状態を示す説明図である。

【図２】実施例において室温など低温域におけるマンド
レルの正面図である。

【図３】実施例において加硫時の高温域におけるマンド
レルの正面図である。

【図４】実施例において挿入工程後の未加硫ゴムホース
とマンドレルの状態を示す説明図である。

【図５】実施例において引き抜き工程時の未加硫ゴムホ
ースとマンドレルの状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１：マンドレル ２：未加硫ゴムホース ２’：
曲がりホース

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配合ゴムより未加硫ゴムホースを形成す
   る成形工程と、 平板状または針金状の形状記憶合金を螺旋状に巻いて筒
   状とされ所定温度以上で所定の径をもつ曲がり形状とな
   るように形状記憶されたマンドレルを外径が該未加硫ゴ
   ムホースの内径より小径の略真直形状として該未加硫ゴ
   ムホースに挿入する挿入工程と、 該マンドレルを前記所定温度以上に加熱して形状記憶変
   形させ該未加硫ゴムホースを所定の曲折形状に賦形する
   とともに加硫する加硫工程と、 加硫後の曲がりホースから該マンドレルを抜く引き抜き
   工程と、からなることを特徴とする曲がりホースの製造
   方法。