JPWO2009066674A1 - 補強ゴムホースの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
11、31、41、52 凸部
12、32、42、51 凹部
13 蛇腹部
14 直管部
20 予備成形品
30 エアバッグ
33、34 円筒状カバー
40 内型
43 波型の部分
44 円柱部
45 減圧ライン
46 気体排出口
47 加圧気体供給口
48 中空部
49 貫通孔
50 外型
53 クリアランス
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は、本発明の製造方法で製造される蛇腹を有する補強ゴムホース10の一例を示す断面図である。この補強ゴムホース10は、凸部11と凹部12とが交互に形成された蛇腹部13とその両側の直管部14から構成される。本発明においては、補強ゴムホース10の全体が真っ直ぐであってもよいし、曲がっていても構わない。補強ゴムホース10の全体が曲がっていても、通常、蛇腹部13は真っ直ぐな部分に成形される。蛇腹部13における凸部11と凹部12の数や深さは目的に応じて適宜定められる。図1の例では、蛇腹の凸部11の数は6個であるが、これに限定されるものではなく、通常1〜30個である。また、凸部11と凹部12の段差、すなわち蛇腹の深さは特に限定されず、通常2〜30mm程度である。本発明の製造方法によれば、深い蛇腹形状を形成することが容易なので、深い蛇腹を有する補強ゴムホース10を製造する際に本発明の製造方法を採用する利益が大きい。したがって、蛇腹の深さは好適には3mm以上であり、より好適には4mm以上である。補強ゴムホース10の肉厚は、蛇腹が形成されていない部分において、通常1〜10mm程度である。
本発明でゴムホースの補強に用いられる補強材は特に限定されるものではなく、繊維、フィルムなどを用いることができる。中でも繊維で補強することが好ましく、布で補強することがより好ましい。この場合、繊維を織成又は編成して補強布とする。用いられる繊維の種類は特に限定されないが、芳香族ポリアミド、炭素繊維、ガラス繊維といった高耐熱性かつ高強度の繊維が好適に使用される。補強布にゴムを貼着するなどして未加硫の補強ゴムシートが作製される。補強布に未加硫のゴムを貼着するには、カレンダーロールなど、公知の方法が採用される。用いられるゴムは、特に限定されないが、耐熱性及び耐薬品性を有するゴムであることが好ましく、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴムあるいはアクリル系ゴムが好適に使用される。
予備成形品20は、未加硫ゴムと補強材からなる円筒状の成形品である。好適には、前述のようにして作製した補強ゴムシートを巻くことによって円筒状の予備成形品20が作成される。エアバッグ30が配置された内型40に対して直接巻きつけて作製しても構わないが、直管マンドレルに巻き付けて、直管状の予備成形品20を予め作成することが好ましい。巻き数は用途に応じて調整されるが、通常2〜10層程度である。1種類の補強ゴムシートで全体を構成しても構わないし、ゴムの種類の異なる複数種類の補強ゴムシートを順次巻き付けても構わない。例えば、最内層にフッ素ゴム、フルオロシリコーンゴムといった耐薬品性に優れたゴム素材を用いた補強ゴムシートを巻き付け、その外周にシリコーンゴムを用いた補強ゴムシートを巻きつけたものなどが、好適な構成として例示される。この場合、最内層のゴムシートは1〜2層、外層のゴムシートは2〜5層程度とすることが好ましい。
本発明の製造方法では、内型40の外側にエアバッグ30が装着される。図2に内型40の一例の断面図を示す。また、図3に内型40をエアバッグ30で覆った状態の断面図を示す。エアバッグ30は、内型40の外側に配置され、その内部に加圧流体が供給されて膨らむことができるものである。したがって、弾性と気体不透過性を有するシートから構成される。後の加硫の際に高温条件下におかれるため、エアバッグ30の材質としては、耐熱性のあるゴム、特に加硫ゴムが好適に用いられる。例として、シリコーンゴムやアクリルゴム等が挙げられる。繰り返し使用されるため、耐久性を考慮すると加硫ゴムと補強材からなることが好ましいが、ゴム単体からなるものであっても構わない。成形方法は、予め蛇腹形状に賦形できる方法であれば特に限定されない。蛇腹の形状に対応する波形を外表面に有する内型40にゴムシートを添わせて、加硫成形して作製することもできる。
以上のようにしてエアバッグ30で覆われた内型40の外側に予備成形品20を配置する。図4は、内型40の外側に予備成形品20が配置された状態を示す断面図である。このとき、予め作製した円筒状の予備成形品20の内部に内型40を挿入するのではなく、補強ゴムシートを直接内型40に巻いて予備成形品20を作製しても構わない。予備成形品20の内径が、内型40の波形の凸部での外径と概ね等しくなるようにする。内型40の外表面には、補強ゴムホース10に形成される蛇腹の形状に対応する波形が形成されている。前記波型の凸部41と凹部42は、それぞれ補強ゴムホース10の蛇腹の凸部11及び凹部12に対応する位置に形成されている。
図5は、予備成形品20を減圧成形して蛇腹形状を形成した状態を示した断面図である。内型40の外側に予備成形品20を装着してから、エアバッグ30と予備成形品20の間の気体を減圧排気して、予備成形品20をエアバッグ30に押し当てる。減圧ライン45がエアバッグ30と予備成形品20の間に通じていて、エアバッグ30と予備成形品20の間の気体を、減圧ライン45を経て気体排出口46から排出する。気体排出口46は真空ポンプ(図示せず)に接続されている。エアバッグ30と予備成形品20の間の気体が排出されるにしたがって、予備成形品20が軸方向に収縮しながら内型40の表面形状に沿う。このように、予め減圧して成形することにより、収縮分を利用しながら蛇腹形状を形成できるので、その後の加圧成形の際に、さらに変形できる余地が残る。したがって、深い蛇腹形状を形成するのに適した方法である。温度、圧力、振動等の条件が厳しい用途においては、蛇腹形状の深いホースや、複数の補強層を有するホースが要求される場合がある。このようなホースの場合、補強層部分が伸びにくいため、エアバッグ30を介して加圧しても、予備成形品20が目的とする蛇腹形状まで膨らまなかったり、破れたりする場合がある。このような場合に、この減圧成形工程が有効である。なお、この減圧成形工程は、本発明の製造方法において必須の工程ではなく、この工程を省略して、以下に説明する加圧成形工程を行っても構わない。補強ゴムホース10の仕様によっては、減圧成形工程を省略しても、十分に賦形できる場合もある。
エアバッグ30で覆われた内型40の外側に予備成形品20が配置されたものを、外型50で覆う。図6は、予備成形品20を外型50で覆った状態を示した断面図である。図7はその部分拡大断面図である。外型50の内表面には、補強ゴムホース10に形成される蛇腹の形状に対応する波形が形成されている。外型50は通常、上型と下型に分割することができるものであり、それらを組み合わせて内型40を覆う。このとき、上記減圧成形工程を省略しても構わないが、深い蛇腹形状を寸法精度良く形成するためには、前記減圧成形工程を経て、予め予備成形品20に蛇腹形状を形成してから外型50で覆うことが好ましい。
本実施例で使用する内型40は、その外表面に高さ3mmの凸部41が、ピッチ25mmで5個形成されていて、両端に凹凸の形成されていない円柱部44を60mmの長さで有するものである。内部は中空であり、各凸部41に直径が2mmの貫通孔49が4箇所ずつ形成されている。
実施例1とは異なるエアバッグ30を使用した例である。エアバッグ30の作製方法は以下の通りである。補強布層を含む厚み1mmの未加硫のシリコーンゴムシートを、外径60mmの直管マンドレルに1回巻き付けて加硫し、エアバッグ30で直管マンドレルを覆った。エアバッグ30は、直管マンドレルの両端の、接合されるパイプとの嵌合部は覆わなかった。直管マンドレルには、実施例1で用いた内型40と同じ位置に貫通孔49が設けられている。
本実施例で使用する内型40は、その外表面に高さ6.5mmの凸部41が、ピッチ26mmで5個形成されていて、両端に凹凸の形成されていない円柱部44を70mmの長さで有する。円柱部44の外径は101mmである。内部は中空であり、各凸部41に直径が2mmの貫通孔49が4箇所ずつ形成されている。
実施例2において、減圧成形工程を行わなかったこと以外は実施例2と同様にして蛇腹を有する補強ゴムホース10を得た。すなわち、予備成形品20の中にエアバッグ30が装着された内型40を挿入し、そのまま2分割された外型50で内型40を覆ったこと以外は実施例2と同様にした。得られた補強ゴムホース10は、直管部14の全体厚みが3.6mmであり、凸部11の外径が106mm、凹部12の外径が101mmであった。凸部11と凹部12の高さの差(蛇腹の深さ)は約2.5mmであり、目標とする蛇腹の深さは得られなかった。また、蛇腹の凸部11付近では製品の外面が平滑でなかった。すなわち、減圧成形工程を行わなかった場合は外型50に沿った形状ができなかった。結果を表2にまとめて示す。
実施例2において、エアバッグ30を作製するときに、エアバッグ30が内型40の波型の部分43及びその両側の円柱部44の全体を覆うようにしたこと以外は、実施例2と同様にして蛇腹を有する補強ゴムホース10を得た。得られた補強ゴムホース10は、直管部14の全体厚みが3.6mmであり、凸部11の外径が106mm、凹部12の外径が101mmであった。凸部11と凹部12の高さの差(蛇腹の深さ)は約2.5mmであり、目標とする蛇腹の深さは得られなかった。同じ方法で作成した3サンプルの両端部の内径を測定したところ、100.3〜101.7mmの範囲に含まれた。また、蛇腹の凸部11付近では製品の外面が平滑でなかった。結果を表2にまとめて示す。
Claims (8)
- 蛇腹を有する補強ゴムホースの製造方法であって、
前記蛇腹の形状に対応する波形を外表面に有する内型と、前記蛇腹の形状に対応する波形を内表面に有する外型とを用い、
前記内型の外側に予め少なくとも一部が蛇腹形状に賦形されたエアバッグを配置して、少なくとも前記波型の部分を該エアバッグで覆い、前記エアバッグの外側に未加硫ゴムと補強材からなる円筒状の予備成形品を配置し、前記予備成形品の外側に前記外型を配置してから、
前記内型と前記エアバッグの間に加圧流体を供給して前記エアバッグを膨らませ、前記予備成形品を前記外型の内表面に押し当てながら加熱して加硫することを特徴とする補強ゴムホースの製造方法。 - 前記エアバッグを膨らませる前に、該エアバッグと前記予備成形品の間の気体を減圧排気して、予備成形品をエアバッグに押し当てる請求項1記載の補強ゴムホースの製造方法。
- 前記波型の部分における内型と外型の間のクリアランスが、加硫後のホースの厚みとエアバッグの厚みの合計値よりも大きい請求項1又は2記載の補強ゴムホースの製造方法。
- 前記内型の少なくとも一端に波型が形成されていない円柱部を有し、該円柱部の少なくとも一部をエアバッグが覆わず、前記予備成形品が前記内型に直接接触するようにする請求項1〜3のいずれか記載の補強ゴムホースの製造方法。
- 前記エアバッグが、蛇腹形状に賦形された加硫ゴムからなる請求項1〜4のいずれか記載の補強ゴムホースの製造方法。
- 前記予備成形品が、未加硫ゴムと補強材からなる補強ゴムシートを巻いて円筒状に形成したものである請求項1〜5のいずれか記載の補強ゴムホースの製造方法。
- 前記予備成形品が、混練した未加硫ゴムを円筒状に押出してから補強材と組み合わせたものである請求項1〜5のいずれか記載の補強ゴムホースの製造方法。
- 前記補強ゴムホースが、インタークーラーホース、リターダホース又はラジエターホースである請求項1〜7のいずれか記載の補強ゴムホースの製造方法。
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