KR102389357B1

KR102389357B1 - 공기식 방현재 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR102389357B1
Application number: KR1020217013960A
Authority: KR
Inventors: 코코 츠치야
Original assignee: 요코하마 고무 가부시키가이샤
Priority date: 2019-01-16
Filing date: 2019-11-12
Publication date: 2022-04-21
Also published as: US20220041257A1; US11299243B2; JP2020111998A; JP7180397B2; CN113167042A; WO2020148983A1; CN113167042B; KR20210061443A

Abstract

본체에 규정 내압을 부하했을 때에, 통부와 경부와의 경계 부근을 원활하게 팽창시켜서 소정 형상의 본체를 확보하기 쉽게 한 공기식 방현재와 그 제조 방법을 제공한다. 통부(2)를 구성하는 바이어스 구조의 보강층(3)의 코드 각도(A)를, 본체(1A)가 중립 상태에서 25° 이상 45° 이하로 설정하고, 통부(2)와 경부(4)의 통축 방향으로 대향하는 보강층(3, 5)끼리의 틈새(S)에 배치된 접합 부재(6A)를 통해 보강층(3, 5)끼리를 접합하고, 적층된 접합 부재(6A)는 통부(2)의 보강층(3)과 같은 바이어스 구조를 갖고, 그 코드 각도(B)는 통부(2)의 보강층(3)의 코드 각도(A)의 ±10°로 설정하고, 각각의 틈새(S)를 복수의 다른 크기로 하고, 본체(1A)의 측면시에서 원호형의 경부(4)의 원주 방향에 대해, 각각의 틈새(S)의 한쪽 단(E1)을 복수의 다른 위치로 하고, 각각의 다른 쪽 단(E2)도 복수의 다른 위치로 했다.

Description

공기식 방현재 및 그의 제조 방법

본 발명은, 공기식 방현재(pneumatic fender) 및 그의 제조 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 본체에 규정 내압을 부하했을 때에, 팽창하는 통부(胴部)와 함께, 통부와 경부(鏡部)와의 경계 부근을 원활하게 팽창시켜서 소정 형상의 본체를 확보하기 쉽게 한 공기식 방현재 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

공기식 방현재는, 일반적으로 원통형 통부의 양단에 보울형(bowl shaped) 경부를 구비한 본체를 가지고 있으며, 본체는 내층 고무와 외층 고무 사이에 복수의 보강층이 적층되어 구성되어 있다. 통부에서는, 각각의 보강층은 다수의 코드가 평행하게 정렬되어 형성되고 있고, 그의 코드는 통축 방향에 대해 소정의 코드 각도로 배치되어 있다. 적층되어 인접하는 보강층끼리의 코드는 교차된 상태(이른바 바이어스 구조)로 되어 있다. 본체를 팽창시키고 있지 않은 중립 상태에서의 코드 각도가 정지각 정도(54°∼55°)로 설정되어 있는 경우는, 본체의 내부에 공기를 충전하여 규정 내압을 부하해도 본체의 크기(길이 및 외경)는 그 정도 변화하지 않는다.

본체를 팽창시키고 있지 않은 중립 상태에서, 통부의 보강층의 코드 각도를 15° 이상 45° 이하로 설정한 공기식 방현재가 제안되어 있다(특허문헌 1 참조). 이 제안의 방현재에서는, 본체의 내부에 공기를 충전하여 규정 내압을 부하하면, 통부의 보강층의 코드 각도가 정지각 정도까지 크게 되려고 한다. 이에 의해, 통부는 크게 확경하여 팽창하기 때문에, 사용하고 있지 않을 때에는 콤팩트하면서, 사용 시에는 뛰어난 완충 성능(반력)을 얻을 수 있다.

그러나 경부의 보강층은 통부의 보강층과는 다르고, 본체를 팽창시키고 있지 않은 중립 상태에서의 코드 각도가 15°이상 45° 이하로 설정되어 있지 않다. 그 때문에, 본체에 규정 내압을 부하해도 경부와 통부와의 경계 부근은, 원활하게 크게 확경되지 않는다. 그 결과, 경부와 통부와의 경계 부근에는 뒤틀림이 발생하기 때문에, 소정 형상으로 팽창시킨 본체를 확보할 수 없다.

일본 공개특허공보 제2013-231297호

본 발명의 목적은, 본체에 규정 내압을 부하했을 때에, 팽창하는 통부와 함께, 통부와 경부와의 경계 부근을 원활하게 팽창시켜서 소정 형상의 본체를 확보하기 쉽게 한 공기식 방현재 및 그의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 공기식 방현재는, 원통형 통부와 이 통부의 양단에 연접된 보울형의 경부를 갖는 본체를 구비하고, 상기 본체가 내층 고무와 외층 고무 사이에 복수의 보강층이 적층되어 구성되고, 상기 통부에서는 각각의 상기 보강층은 통축 방향에 대해 소정의 코드 각도로 평행하게 정렬되어 연재(延在)하는 다수의 코드에 의해 형성되어 있고, 적층되어 인접하는 상기 보강층끼리의 상기 코드가 교차된 바이어스 구조로 되어 있고, 상기 본체를 팽창시키고 있지 않은 중립 상태에서 상기 코드 각도가 25° 이상 45° 이하로 설정되어 있는 공기식 방현재에 있어서, 상기 통부의 각각의 상기 보강층의 통축 방향 양 단부와, 상기 경부의 대응하는 각각의 상기 보강층이 틈새를 갖고 대향하고 있고, 이 대향하는 부재끼리가 각각의 상기 틈새에 배치된 접합 부재를 통해 접합되어 있고, 각각의 상기 접합 부재는 평행하게 정렬되어 연재하는 다수의 코드에 의해 형성되고 있고, 그리고 그 다수의 코드가 상기 통부의 대응하는 접합 대상의 상기 보강층의 상기 코드와 동일한 방향으로 연재하는 동시에, 상기 본체를 팽창시키고 있지 않은 중립 상태에서 그 접합 대상의 상기 보강층의 상기 코드의 상기 코드 각도의 ±10°의 코드 각도로 설정되고, 각각의 상기 틈새가 복수의 다른 크기로 되고 있고, 상기 본체의 측면시(側面視)에서 원호형의 상기 경부의 원주 방향에 대해, 각각의 상기 틈새의 한쪽 단이 복수의 다른 위치에 설정되어 있는 동시에, 각각의 상기 틈새의 다른 쪽 단이 복수의 다른 위치에 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 공기식 방현재의 제조 방법은, 상기의 공기식 방현재를 제조하는 제조 방법으로서, 원통형 통부용 성형 몰드와, 이 통부용 성형 몰드의 양단에 연결되는 보울형의 경부용 성형 몰드를 이용하여, 상기 통부용 성형 몰드와 각각의 상기 경부용 성형 몰드를 분리한 상태로 하여, 상기 통부용 성형 몰드의 내측에 상기 통부를 구성하는 각각의 상기 보강층을 적층하고, 각각의 상기 경부용 성형 몰드의 내측에 상기 경부를 구성하는 각각의 상기 보강층을 적층하고, 상기 통부용 성형 몰드의 양단에 각각의 상기 경부용 성형 몰드를 연결함으로써, 상기 통부를 구성하는 각각의 상기 보강층의 통축 방향 양 단부와, 상기 경부의 대응하는 각각의 상기 보강층을 틈새를 갖고 대향시켜서, 각각의 상기 틈새에 상기 접합 부재를 순차 배치하고, 각각의 상기 보강층으로 이루어지는 보강체를 형성하고, 이 보강체의 외표면, 내표면의 각각에, 상기 외층 고무, 상기 내층 고무를 형성하는 미가황 고무가 적층된 대체(袋體)를 소정 조건으로 가황함으로써 상기 본체로 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 공기식 방현재에 의하면, 통부를 구성하는 보강층뿐만 아니라, 이들 보강층과 대향하여 배치된 경부를 구성하는 보강층과의 사이의 각각의 틈새에 배치되어 있는 접합 부재도, 적층되어 인접하는 끼리의 코드가 교차된 바이어스 구조로 되어 있다. 그리고 팽창시키고 있지 않은 중립 상태에서 통부의 보강층의 코드 각도가 25° 이상 45° 이하로 설정되는 동시에, 이 코드 각도와 접합 부재의 코드 각도가 거의 동일한 각도로 설정되어 있다. 이에 의해, 본체에 공기를 충전하여 규정 내압을 부하하면, 각각의 코드 각도가 안정한 정지각 정도까지 크게 되려고 하기 때문에, 통부와 함께, 통부와 경부와의 경계 부근도 팽창하기 쉬워진다. 그리고 각각의 틈새의 크기가 복수 종류로 다르게 되어 있고, 본체의 측면시에서 원호형의 경부의 원주 방향에 대해, 각각의 틈새의 한쪽 단 위치가 복수 종류로 다르고, 각각의 틈새의 다른 쪽 단도 복수 종류로 다르게 되어 있다. 그 때문에, 각각의 접합 부재와 각각의 보강층과의 접합 위치가, 이 원주 방향에 대해 분산됨으로써, 본체의 이 원주 방향에서의 강성차(剛性差)가 억제된다. 이에 의해, 본체에 규정 내압을 부하했을 때에, 통부와 경부와의 경계 부근에 발생하는 뒤틀림이 시정되어, 소정 형상으로 팽창시킨 본체를 얻기 쉬워진다.

본 발명의 공기식 방현재의 제조 방법에 의하면, 원통형 통부용 성형 몰드와, 이 통부용 성형 몰드의 양단에 연결되는 보울형의 경부용 성형 몰드를 이용하여, 통부를 구성하는 보강층을 적층체와, 각각의 경부를 구성하는 보강층의 적층체와 분리해서 성형한 후에, 이들 적층체끼리를 상기 접합 부재에 의해 접합함으로써, 각각의 보강층으로 이루어지는 보강체를 성형함으로써, 상기의 공기식 방현재를 효율적으로 제조할 수 있다.

도 1은 본체를 팽창시키고 있지 않은 중립 상태의 본 발명의 공기식 방현재를, 본체의 부재의 일부를 절취하여 측면시로 예시하는 설명도이다.
도 2는 도 1의 공기식 방현재를 정면시(front view)로 예시하는 설명도이다.
도 3은 도 1의 본체의 내부 구조를 횡단면시(cross sectional view)로 예시하는 설명도이다.
도 4는 도 1의 경부의 단부 범위의 보강층의 상태를 정면시로 예시하는 설명도이다.
도 5는 도 1의 통부와 경부의 보강층의 접속 구조를 모식적으로 종단면시(longitudinal section view)로 예시하는 설명도이다.
도 6은 도 5의 접속 구조를 평면시로 예시하는 설명도이다.
도 7은 도 1의 본체의 형성 공정을 종단면시로 예시하는 설명도이다.
도 8은 도 7의 통부를 구성하는 보강층과 경부를 구성하는 보강층과의 틈새에 부재를 배치하는 공정을 종단면시로 예시하는 설명도이다.
도 9는 본체에 규정 내압을 부하하여 소정 형상으로 팽창시킨 도 1의 공기식 방현재를, 본체의 부재의 일부를 절취하여 측면시로 예시하는 설명도이다.
도 10은 도 5의 접속 구조의 변형예를 나타내는 설명도이다.

이하, 본 발명의 공기식 방현재 및 그의 제조 방법을, 도면에 나타낸 실시형태에 기초하여 설명한다.

도 1 내지 도 5에 예시하는 본 발명의 공기식 방현재(1)(이하, 방현재(1)라고 말한다)는, 원통형 통부(2)의 양단에 보울형의 경부(4)가 연접된 본체(1A)와, 본체(1A)에 설치된 구금부(口金部)(10)를 구비하고 있다. 이 실시형태에서는, 한쪽의 경부(4)에 구금부(10)가 설치되어 있지만, 양측의 경부(4)에 설치되는 것도 있다.

도 3에 예시하는 바와 같이, 통부(2)는 내층 고무(7)와 외층 고무(8) 사이에 복수의 보강층(3)(3a∼3h)이 적층되어 구성되어 있다. 경부(4)는 내층 고무(7)와 외층 고무(8) 사이에 복수의 보강층(5)(5a∼5h)이 적층되어 구성되어 있다. 이 실시형태에서는, 각각의 보강층(3, 5)의 적층 수는 8이지만, 이에 한정되지 않으며, 각각의 적층 수는 예를 들어 6 이상 18 이하의 범위 정도이다. 보강층(3)과 보강층(5)의 적층 수는 기본적으로 동일한 수이다.

보강층(3)(3a∼3h)끼리의 사이, 보강층(5)(5a∼5h)끼리의 사이에는 중간 고무층(9)이 개재하고 있다. 중간 고무층(9)을 형성하는 고무로서는, 예를 들어 천연 고무, 부틸 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 등이 사용된다.

내층 고무(7)를 형성하는 고무로서는, 예를 들어 천연 고무, 부틸 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 등이 사용된다. 외층 고무(8)를 형성하는 고무로서는, 예를 들어 천연 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무, 에틸렌 프로필렌 고무 등이 사용된다.

통부(2)를 구성하는 각각의 보강층(3)(3a∼3h)은, 통축 방향(CL)에 대해 소정의 코드 각도(A)로 평행하게 정렬되어 연재하는 다수의 코드(3x)에 의해 형성되어 있다. 그리고 적층되어 인접하는 보강층(3)끼리의 코드(3x)가 교차된 바이어스 구조로 되어 있다. 즉, 보강층(3a, 3c, 3e, 3g)의 코드(3x)는 서로 동일한 방향으로 연재하여 코드 각도(A)로 배치되어 있다. 보강층(3b, 3d, 3f, 3h)의 코드(3x)는 서로 동일한 방향으로 연재하여 코드 각도(A)로 배치되며, 그리고 이들 코드(3x)는 보강층(3a, 3c, 3e, 3g)의 코드(3x)와 교차하는 방향으로 되어 있다. 이와 같이 하여 보강층(3)의 적층체는 이른바 바이어스 구조로 되어 있다.

각각의 경부(4)는, 통부(2)와의 경계 측의 통축 방향(CL)의 소정 범위(4A)와, 소정 범위(4A) 이외가 되는 단부 범위(4B)로 구성되어 있다. 경부(4)를 구성하는 각각의 보강층(5)(5a∼5h)은, 도 4에 예시하는 바와 같이, 경부(4)의 원형중심으로부터 방사형으로 연재하는 코드(5x)로 형성된 코드층과, 원주 방향으로 연재하는 코드(5x)로 형성된 코드층이 교호로 적층되어 구성되어 있다. 즉, 경부(4)의 보강층(5)의 적층체는 이른바 라디얼 구조로 되어 있다. 또한, 도 1에서는, 통부(2)와 소정 범위(4A)의 경계, 소정 범위(4A)와 단부 범위(4B)와의 경계는, 세선(細線)의 파선으로 나타내져 있어서 직선적으로 구획되어 있지만, 실제로는 각각의 경계가 직선적으로 구획되어 있는 것에 한정되지 않는다.

경부(4)의 소정 범위(4A)는 통부(2)와 경부(4)와의 연결 부분으로 되고 있고, 도 5에 예시하는 바와 같이 연결 부재(6A)가 배치되어 있다. 즉, 통부(2)의 보강층(3)과 경부(4)의 보강층(5)은 접합 부재(6A)에 의해 접합되어 있다. 보강층(3)과 보강층(5)의 접속 구조에 대해서는 후술한다.

각각의 접합 부재(6A)는, 통축 방향(CL)에 대해 소정의 코드 각도(B)로 평행하게 정렬되어 연재하는 다수의 코드(6x)에 의해 형성되어 있다. 코드(3x, 5x, 6x)로서는, 스틸 코드나 유기섬유 코드 등이 사용된다. 코드(3x, 5x, 6x)의 외경은, 예를 들어 0.5 mm 이상 1.5 mm 이하의 범위 정도이다. 코드(3x), 코드(5x) 및 코드(6x)는 기본적으로 동일 사양으로 하지만, 각각을 다른 사양으로 하는 것도, 임의의 1개를 다른 사양으로 할 수도 있다.

본체(1A)를 팽창시키고 있지 않은 중립 상태에서 코드 각도(A)는 25° 이상 45° 이하로 설정되어 있다. 또한, 이 중립 상태에서 접합 부재(6A)의 코드 각도(B)는 그 접합 대상의 보강층(3)의 코드 각도(A)의 ±10°로 설정되어 있고, 서로의 코드(6x, 3x)는 동일한 방향으로 연재하고 있다. 즉, 보강층(3a)과 접합하고 있는 접합 부재(6A)의 코드 각도(B)는, 보강층(3a)의 코드 각도(A)의 ±10°로 설정되어 코드(6x, 3x)끼리가 동일한 방향으로 연재하고, 보강층(3b)과 접합하고 있는 접합 부재(6A)의 코드 각도(B)는 보강층(3b)의 코드 각도(A)의 ±10°로 설정되어, 코드(6x, 3x)끼리가 동일한 방향으로 연재하고 있다.

본체(1A)를 팽창시키고 있지 않은 중립 상태라 함은, 코드(3x, 5x, 6x)에 실질적으로 장력이 발생하고 있지 않은 상태이며, 본체(1A)의 내부에 공기가 주입되어 있지만, 그 내압이 대기압보다도 약간 높은 정도(예를 들어, 10 ㎪)이다. 그리고 통부(2)가 원통형의 형태를 보유하는 동시에 경부(4)가 보울형의 형태를 보유하고 있는 상태이다.

본체(1A)를 팽창시키고 있지 않은 중립 상태에서는, 내층 고무(7)의 층 두께는 예를 들어 2 mm 이상 5 mm 이하의 범위 정도, 외층 고무(8)의 층 두께는 예를 들어 3 mm 이상 12 mm 이하의 범위 정도이다. 중간 고무층(9)의 층 두께는 이 중립 상태에서 예를 들어 1 mm 미만이며, 보다 바람직하게는 0.2 mm 이상 0.6 mm 이하이다. 또한, 통부(2)의 외경(D)은 이 중립 상태에서 예를 들어 2 m 이상 8 m 이하의 범위 정도이다.

접합 부재(6)에 의한 접합 구조를 상술하면, 도 5에 예시하는 바와 같이, 통부(2)의 각각의 보강층(3)의 통축 방향 양 단부와, 경부(4)의 대응하는 각각의 보강층(5)이 틈새(S)를 갖고 대향하고 있다. 즉, 보강층(3a 및 5a), 보강층(3b 및 5b), 보강층(3c 및 5c) 등의 대향하는 부재끼리가, 각각의 틈새(S)에 배치된 접합 부재(6A)를 통해 접합되어 있다. 각각의 보강층(3)과 접합 부재(6A)와의 접합 길이(오버랩 길이), 각각의 보강층(5)과 접합 부재(6A)와의 접합 길이(오버랩 길이)는, 필요 최소한으로 하여 강성이 국부적으로 높아지는 것을 회피한다. 그리고 도 6에 예시하는 바와 같이, 각각의 접합 부재(6A)의 코드(6x)는, 대응하는 접합 대상의 보강층(3)의 코드(3x)와 동일한 방향으로 연재하는 동시에, 본체(1A)를 팽창시키고 있지 않은 중립 상태에서 그 접합 대상의 보강층(3)의 코드(3x)의 코드 각도(A)의 ±10°의 코드 각도(B)로 설정되어 있다.

대향하는 보강층(3, 5)끼리의 각각의 틈새(S)는, 복수의 다른 크기로 되어 있다. 도 5에서는, 각각의 틈새(S)가 본체(1A)의 내주 측에 위치하고 있음에 따라 크게 되어 있다. 즉, 보강층(3a 및 5a)과의 틈새(S)가 가장 작고, 보강층(3h 및 5h)과의 틈새(S)가 가장 크게 되어 있다. 모든 틈새(S)의 크기를 다르게 할 뿐만 아니라, 동일한 크기의 틈새(S)가 복수 존재해도 좋지만, 과반수 이상의 틈새(S)의 크기를 다르게 하는 것이 바람직하다.

또한, 본체(1A)의 측면시에서 원호형의 경부(4)의 원주 방향에 대해, 각각의 틈새(S)의 한쪽 단(E1)이 복수의 다른 위치에 설정되어 있는 동시에, 각각의 틈새(S)의 다른 쪽 단(E2)이 복수의 다른 위치에 설정되어 있다. 이 원호형의 경부(4)의 원주 방향에 대해 다른 위치라 함은, 이 원호형을 소정 반경의 원이라고 설정하고, 이 원의 중심으로부터 원호에 대해 연재시킨 동일한 직선 상에, 각각의 한쪽 단(E1)이 위치하지 않고 있지 않음을 의미한다. 예를 들어, 2개의 한쪽 단(E1)이, 이 원의 중심으로부터 원호에 대해 연재시킨 하나의 직선 상에 위치하고 있는 경우는, 이 2개의 한쪽 단(E1)은 원호형의 경부(4)의 원주 방향에 대해 동일한 위치에 설정되어 있는 것으로 된다. 이것은, 다른 쪽 단(E2)에 대해서도 마찬가지이다.

이 방현재(1)를 제조하는 순서의 일례는 아래와 같다.

미가황의 본체(1A)를 형성하기 위해서는, 도 7에 예시하는 바와 같이, 원통형 통부용 성형 몰드(11A)와, 이 통부용 성형 몰드(11A)의 양단에 연결되는 보울형의 경부용 성형 몰드(11B)를 이용한다. 통부용 성형 몰드(11A)와 각각의 경부용 성형 몰드(11B)를 분리한 상태로 하여, 통부용 성형 몰드(11A)의 내측에 통부(2)를 구성하는 각각의 보강층(3)(3a∼3h)을 적층하여 적층체를 형성한다. 각각의 경부용 성형 몰드(11B)의 내측에 경부(4)를 구성하는 각각의 보강층(5)(5a∼5h)을 적층하여 적층체를 형성한다. 또한, 보강층(3a)과 통부용 성형 몰드(11A)의 내주면 사이, 보강층(5a)과 경부용 성형 몰드(11B)의 내주면 사이에는, 외층 고무(8)를 형성하는 미가황 고무를 배치한다.

다음에, 도 8에 예시하는 바와 같이, 통부용 성형 몰드(1A)의 양단에 각각의 경부용 성형 몰드(11B)를 연결한다. 각각의 경부용 성형 몰드(11B)를 동일 시기에 통부용 성형 몰드(1A)에 연결할 필요는 없고, 한쪽씩 순차 연결할 수 있다. 그리고 통부(2)를 구성하는 각각의 보강층(3)(3a∼3h)의 적층체의 통축 방향 양 단부와, 경부(4)의 대응하는 각각의 보강층(5)(5a∼5h)의 적층체를, 틈새(S)를 갖고 대향시키고, 각각의 틈새(S)에, 본체(1A)의 보다 외주 측에 위치하는 접합 부재(6A)로부터 순차 배치한다. 이에 의해, 각각의 보강층(3, 5)으로부터 이루어지는 보강체를 성형한다. 이 보강체의 내표면은 내층 고무(7)를 형성하는 미가황 고무를 적층한다. 구금부(10)는 보강층(5)을 적층할 때에 경부(4)의 소정 위치로 되는 취부해 둔다. 그리고 보강층(3, 5)으로 이루어지는 보강체의 외표면, 내표면의 각각에 외층 고무(8), 내층 고무(7)로 되는 미가황 고무가 적층된 대체를, 가황 박스(vulcanizing box)의 내부에 설치하고, 소정 조건으로 가황함으로써 본체(1A)를 제조한다. 또한, 본체(1A)는 충분히 크기 때문에, 그 내부에 작업자가 들어가서 작업할 수 있다. 또한, 작업자는 구금부(10)를 통해 본체(1A)의 내부에 출입할 수 있다.

이와 같이 본체(1A)를 제조하는 방법이라면, 1종류의 성형 몰드(11)이더라도, 보강층(3), 접합 부재(6A)의 각각의 코드 각도(A, B)를 적절히 설정함으로써, 복수 사이즈의 방현재(1)를 제조하는 것이 가능하게 된다. 즉, 방현재(1)의 사이즈마다 전용의 성형 몰드(11)를 준비할 필요가 없어지기 때문에, 제조 설비에 요하는 비용을 삭감하는 데는 큰 장점이 있다.

제조된 방현재(1)는 보관, 운반 등의 사용하고 있지 있을 때는, 본체(1A)의 내압을, 예를 들어 10 ㎪ 정도의 저압으로 하여, 도 1에 예시하는 바와 같이 팽창시키고 있지 않은 중립 상태로 한다. 또한, 본체(1A)의 내부의 공기를 배출하여 절첩된 상태로 한다.

방현재(1)를 설치 장소에 취부하여 사용하는 경우는, 도 9에 예시하는 바와 같이 본체(1A)를 팽창시켜 소정 형상으로 유지한다. 구체적으로는, 구금부(10)에 설치된 밸브를 통해서, 본체(1A)의 내부에 공기를 충전하여 규정 내압(P)을 부하한다. 규정 내압(P)은, 예를 들어 50 ㎪ 이상 100 ㎪ 이하의 범위 정도이다.

본체(1A)의 내부에 공기를 충전하여 규정 내압(P)에 도달하는 과정에서, 통부(2)의 각각의 보강층(3)에서는 코드 각도(A)가 안정한 정지각 정도(54°∼55°)까지 크게 되려고 한다. 소정 범위(4A)에 있어서도 본체(1A)를 규정 내압(P)으로 하는 과정에서, 각각의 접합 부재(6A)에서는 코드 각도(B)가 안정한 정지각 정도(54°∼ 55°)까지 크게 되려고 한다.

즉, 통부(2)를 구성하는 보강층(3)뿐만 아니라, 이들 보강층(3)과 대향하여 배치된 경부(4)를 구성하는 보강층(5) 사이의 각각의 틈새(S)에 배치되어 있는 각각의 접합 부재(6A)도 바이어스 구조로 되어 있다. 그리고 접합된 끼리의 보강층(3)과 접합 부재(6A)는, 코드 각도(A)와 코드 각도(B)가 대체로 동일한 각도로 설정되어 있다. 그 때문에, 본체(1A)에 공기를 충전하여 규정 내압(P)을 부하하면, 각각의 접합 부재(6A)의 코드 각도(B)가 안정한 정지각 정도까지 크게 되려고 하기 때문에, 통부(2)와 함께, 통부(2)와 경부(4)와의 경계 부근(소정 범위(4A))도 팽창하기 쉬워진다. 경부(4)의 단부 범위(4B)는, 보강층(5)의 적층체가 바이어스 구조에서는 없기 때문에, 본체(1A)에 규정 내압(P)을 부하해도, 그 형상은 통부(2)나 소정 범위(4A)와 같이 중립 상태의 형상에 대해 크게 변형하는 경우는 없다.

또한, 각각의 틈새(S)의 크기가 복수 종류로 다르게 되어 있고, 본체(1A)의 측면시에서 원호형의 경부(4)의 원주 방향에 대해, 각각의 틈새(S)의 한쪽 단(E1)이 복수의 다른 위치로 되어 있으며, 각각의 다른 쪽 단(E2)도 복수의 다른 위치로 되어 있다. 그 때문에, 각각의 접합 부재(6A)와 각각의 보강층(3, 5)과의 접합 위치(오버랩 위치)가 이 원주 방향에 대해 분산되기 때문에, 본체(1A)의 이 원주 방향에서의 강성차가 억제된다. 이에 기인하여, 본체(1A)에 규정 내압(P)을 부하했을 때에, 통부(2)와 경부(4)와의 경계 부근에 발생하는 뒤틀림이 시정되어, 소정 형상으로 팽창시킨 본체(1A)를 얻어 쉬워진다.

예를 들어, 본체(1A)에 규정 내압(P)을 부하하여 팽창시켜서, 통부(2)의 외경(D)이 중립 상태에 대해 130%(1.3D) 정도로 되었을 때, 통부(2)의 외경과 본체(1A)의 길이 방향(통축 방향)의 치수와의 비를 1:2 의 이상적인 소정 형상을 확보하기 쉬워진다.

중립 상태의 코드 각도(A, B)가 25° 미만에서는, 코드 각도(A)를 정지각 정도로 크게 하기에는 중간 고무층(9)에 과대한 전단 응력이 발생하여 바람직하지 않다. 이 코드 각도(A, B)가 45°초과에서는, 중립 상태로부터 규정 내압(P)로 하여 팽창시켰을 때의 통부(2), 경부(4)의 소정 범위(4A)의 확경 상태가 작아진다. 코드 각도(A, B)는 30° 이상 35° 이하로 하면 보다 바람직하다.

도 5에 나타낸 각각의 접합 부재(6A)의 단부 범위(4B) 측의 한쪽 단(Tma)은 적절한 범위로 설정한다. 즉, 이 한쪽 단(Tma)은, 도 1에 예시하는 바와 같이, 본체(1A)가 중립 상태에 있어서, 각도(b)로 나타내는 범위 내로 설정하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 이 각도(b)의 범위는, 통부(2)와 경부(4)의 경계선 상에서, 통부(2)의 표면으로부터 본체(1A)의 외경(D)의 0.2 이상 0.4 이하(0.2D 이상 0.4D 이하) 이간된 점(P)를 중심으로 하여, 이 경계선으로부터 단부 범위(4B) 측에 각도(b)에 걸친 범위이다. 각도(b)는 0° 이상 46° 이하이다.

본체(1A)에 규정 내압(P)을 부하했을 때에 소정 형상을 확보하기 위해서는, 이 각도(b)의 범위 내에서의 본체(1A)의 팽창 변형 상태의 영향이 크다. 따라서 각각의 한쪽 단(Tma)을 이 각도(b)의 범위 내로 설정함으로써, 본체(1A)에 규정 내압(P)을 부하했을 때에, 소정 형상으로 팽창시킨 본체(1A)를 보다 확보하기 쉬워진다.

앞의 실시형태에서는, 각각의 접합 부재(6A)가 1층의 시트 재료로서 각각의 틈새(S)에 배치되고 있었지만, 이 사양을 다르게 할 수도 있다. 예를 들어, 통부(2)를 구성하는 보강층(3) 및 각각의 경부(4)를 구성하는 보강층(5)이 6층 이상의 경우는, 도 10에 예시하는 사양을 이용하는 것이 바람직하다.

도 10에서는, 본체(1A)의 외주 측으로부터 내주 측에 6층째 이상의 보강층(3f, 3g, 3h)(5f, 5g, 5h)에서는, 이 보강층에 대응하는 틈새(S)에, 이미 기술한 접합 부재(6A)와, 이 접합 부재(6A)의 경부 측 단부에 접합된 별도의 접합 부재(6B)가 배치된다. 이 틈새(S)를 협지하여 대향하는 부재(보강층(3f 및 5f), 보강층(3g 및 5g), 보강층(3h 및 5h))끼리가, 이 틈새(S)에 배치된 접합 부재(6A) 및 별도의 접합 부재(6B)를 통해 접합되어 있다. 각각의 접합 부재(6A)와 접합 부재(6B)와의 접합 길이(오버랩 길이), 각각의 보강층(5)과 접합 부재(6B)와의 접합 길이(오버랩 길이)는, 필요 최소한으로 하여 강성이 국부적으로 높아지는 것을 회피한다.

별도의 접합 부재(6B)도 접합 부재(6A)와 마찬가지로, 통축 방향(CL)에 대해 소정의 코드 각도로 평행하게 정렬되어 연재하는 다수의 코드에 의해 형성되어 있다. 단, 별도의 접합 부재(6B)의 코드 각도는, 접합하고 있는 접합 부재(6A)의 코드 각도(B)보다도 작게 설정되어 있다. 따라서 접합 부재(6B)는, 접합 부재(6A)와 동일한 재료를 이용하여, 코드 각도를 접합 부재(6A)와는 다르게 배치하여 사용하면 좋다. 또한, 각각의 별도의 접합 부재(6B)의 한쪽 단(Tmb)은, 도 1에 나타내는 각도(b)의 범위보다도 단부 범위(4B) 측에 위치하는 것으로 된다.

이와 같이 보강층(3, 5)의 적층 수가 많은 경우는, 보다 내주 측에 배치되는 보강층(3, 5)끼리를, 접합 부재(6A, 6B)를 이용하여 접합함으로써, 본체(1A)에 규정 내압(P)을 부하했을 때에, 팽창하는 통부(2)와 함께, 통부(2)와 경부(4)와의 경계 부근을 원활하게 팽창시켜서 소정 형상의 본체(1A)를 한층 더 확보하기 쉬워진다.

1: 공기식 방현재
1A: 본체
2: 통부
3(3a∼3h): 보강층
3x: 코드
4: 경부
4A: 소정 범위
4B: 단부 범위
5(5a∼5h): 보강층
5x: 코드
6A, 6B: 접합 부재
6x: 코드
7: 내층 고무
8: 외층 고무
9: 중간 고무층
10: 구금부
11(11A, 11B): 성형 몰드
S: 틈새

Claims

원통형 통부와 이 통부의 양단에 연접된 보울형의 경부를 갖는 본체를 구비하고, 상기 본체가 내층 고무와 외층 고무 사이에 복수의 보강층이 적층되어 구성되고, 상기 통부에서는 각각의 상기 보강층은 통축 방향에 대해 소정의 코드 각도로 평행하게 정렬되어 연재하는 다수의 코드에 의해 형성되어 있고, 적층되어 인접하는 상기 보강층끼리의 상기 코드가 교차된 바이어스 구조로 되고 있고, 상기 본체를 팽창시키고 있지 않은 중립 상태에서 상기 코드 각도가 25° 이상 45° 이하로 설정되어 있는 공기식 방현재에 있어서,
상기 통부의 각각의 상기 보강층의 통축 방향 양 단부와, 상기 경부의 대응하는 각각의 상기 보강층이 틈새를 갖고 대향하고 있고, 이 대향하는 부재끼리가 각각의 상기 틈새에 배치되어 오버랩하는 접합 부재를 통해 접합되고 있고, 각각의 상기 접합 부재는,
평행하게 정렬되어 연재하는 다수의 코드에 의해 형성되어 있고, 그리고 그 다수의 코드가 상기 통부의 대응하는 접합 대상의 상기 보강층의 상기 코드와 동일한 방향으로 연재하는 동시에, 상기 본체를 팽창시키고 있지 않은 중립 상태에서 그 접합 대상의 상기 보강층의 상기 코드의 상기 코드 각도의 ±10°의 코드 각도로 설정되고, 각각의 상기 틈새가 복수의 다른 크기로 되어 있고, 상기 본체의 측면시에서 원호형의 상기 경부의 원주 방향에 대해, 각각의 상기 틈새의 한쪽 단이 복수의 다른 위치에 설정되어 있는 동시에, 각각의 상기 틈새의 다른 쪽 단이 복수의 다른 위치에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 공기식 방현재.
제1항에 있어서,
각각의 상기 틈새가, 상기 본체의 내주 측에 위치하고 있음에 따라 크게 되어있는 공기식 방현재.
제1항 또는 제2항에 있어서,
각각의 상기 접합 부재가 1층의 시트 재료로서 각각의 상기 틈새에 배치되어 있는 공기식 방현재.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 통부 및 각각의 상기 경부를 구성하는 상기 보강층이 6층 이상이며, 상기 본체의 외주 측으로부터 내주 측에 6층째 이상의 상기 보강층에서는, 이 보강층에 대응하는 상기 틈새에 상기 접합 부재와, 이 접합 부재의 상기 경부 측 단부에 접합된 별도의 접합 부재가 배치되어 있고, 이 틈새를 협지하여 대향하는 부재끼리가, 이 틈새에 배치되어 오버랩하는 상기 접합 부재 및 상기 별도의 접합 부재를 통해 접합되어 있고, 상기 별도의 접합 부재의 코드 각도가, 접합하고 있는 상기 접합 부재의 상기 코드 각도보다도 작게 설정되어 있는 공기식 방현재.
제1항 또는 제2항에 기재된 공기식 방현재를 제조하는 제조 방법에 있어서, 원통형 통부용 성형 몰드와, 이 통부용 성형 몰드의 양단에 연결되는 보울형의 경부용 성형 몰드를 이용하여, 상기 통부용 성형 몰드와 각각의 상기 경부용 성형 몰드를 분리한 상태로 하여, 상기 통부용 성형 몰드의 내측에 상기 통부를 구성하는 각각의 상기 보강층을 적층하고, 각각의 상기 경부용 성형 몰드의 내측에 상기 경부를 구성하는 각각의 상기 보강층을 적층하고, 상기 통부용 성형 몰드의 양단에 각각의 상기 경부용 성형 몰드를 연결함으로써, 상기 통부를 구성하는 각각의 상기 보강층의 통축 방향 양 단부와, 상기 경부의 대응하는 각각의 상기 보강층을 틈새를 갖고 대향시켜서, 각각의 상기 틈새에 상기 접합 부재를 오버랩시켜 순차 배치하고, 각각의 상기 보강층으로 이루어지는 보강체를 형성하고, 이 보강체의 외표면, 내표면의 각각에, 상기 외층 고무, 상기 내층 고무를 형성하는 미가황 고무가 적층된 대체를 소정 조건으로 가황함으로써 상기 본체로 하는 공기식 방현재의 제조 방법.