ゴムホースの製造方法
【課題】厚み精度に優れ、外面形状が円錐台形状のようにホース長さ方向で外径が変化する形状であっても、偏肉構造を有するゴムホースを得ることができるゴムホースの製造方法の提供を目的とする。
【解決手段】 ゴム供給手段６から送り出された未加硫ゴムテープ５を、回転するマンドレル本体３の外周面に螺旋状に巻き付けて筒状に成形し、該筒状成形体を加硫するゴムホースの製造方法であって、マンドレル１は、外周面が中心軸２周りに回転対称な形状に形成されたマンドレル本体３と、該マンドレル本体３の中心軸２に対して偏心位置に形成された回転軸４とを備え、該回転軸４を回転させてマンドレル１の外周面における周速度を周期的に変動させ、未加硫ゴムテープ５の送り出し速度を前記周速度の最低速度Ｓ１以下の速度に設定し、周速度と送り出し速度との差に応じて未加硫ゴムテープ５を引き伸ばしつつマンドレル本体３に螺旋状に巻き付けることを特徴とする。
【解決手段】 ゴム供給手段６から送り出された未加硫ゴムテープ５を、回転するマンドレル本体３の外周面に螺旋状に巻き付けて筒状に成形し、該筒状成形体を加硫するゴムホースの製造方法であって、マンドレル１は、外周面が中心軸２周りに回転対称な形状に形成されたマンドレル本体３と、該マンドレル本体３の中心軸２に対して偏心位置に形成された回転軸４とを備え、該回転軸４を回転させてマンドレル１の外周面における周速度を周期的に変動させ、未加硫ゴムテープ５の送り出し速度を前記周速度の最低速度Ｓ１以下の速度に設定し、周速度と送り出し速度との差に応じて未加硫ゴムテープ５を引き伸ばしつつマンドレル本体３に螺旋状に巻き付けることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内径中心が外径中心に対して偏心し、周方向において肉厚が連続的に変化する偏肉構造のゴムホースの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、偏肉構造のゴムホースの製造方法としては、特許文献１記載のように、マンドレルを用いて、円形に形成されたクロスヘッド型押出機の押出ダイスを通過させる際に、マンドレルの中心を押出ダイスの中心から偏心させることによりマンドレルの外周上に偏肉構造のゴム層を形成する方法が知られている。
【特許文献１】特開２０００−１１０７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記方法では、ゴムホースの外周面の形状が、円錐台形状のように、ホース長さ方向で外径が変化する形状のものは製造することができない。また、上記クロスヘッド方式では、溶融した未加硫ゴムをマンドレル外周に塗布するため、ゴム流動性が変動することからホースの厚みが肉厚になるほど厚み精度が悪くなるといった問題が生じていた。
【０００４】
そこで、本発明では、厚み精度に優れ、外面形状が円錐台形状のようにホース長さ方向で外径が変化する形状であっても、偏肉構造を有するゴムホースを得ることができるゴムホースの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明では、ゴム供給手段から送り出された未加硫ゴムテープを、回転するマンドレルの本体外周面に螺旋状に巻き付けて筒状に成形し、該筒状成形体を加硫するゴムホースの製造方法であって、前記マンドレルは、外周面が中心軸周りに回転対称な形状に形成されたマンドレル本体と、該マンドレル本体の中心軸に対して偏心位置に形成された回転軸とを備え、該回転軸を回転させてマンドレル外周面における周速度を周期的に変動させ、未加硫ゴムテープの送り出し速度を前記周速度の最低速度以下の速度に設定し、周速度と送り出し速度との差に応じて未加硫ゴムテープ（以下、テープと略することがある）を引き伸ばしつつマンドレル本体に螺旋状に巻き付けることを特徴とする。
【０００６】
上記構成によれば、未加硫ゴムは溶融されることなく、テープの状態でマンドレル本体の外周面に巻きつけられる。このとき、テープの送り出し速度を前記周速度の最低速度以下の速度に設定することにより、テープは引き伸ばされつつ、マンドレル本体の外周面に巻き付けられることになる。
【０００７】
さらに、マンドレル本体を回転させるとマンドレル外周面の周速度は周期的に変動することから、マンドレル外周面の周速度とテープの送り出し速度との差も周期的に変動し、この速度差に応じてテープの引き伸ばし量も変動する。従って、マンドレル本体の外周面に形成される未加硫ゴム層の肉厚がマンドレル本体の回転ごとに周期的に変動し、最終的に厚み精度に優れた偏肉構造のゴムホースを得ることができる。
【０００８】
本発明において、偏肉構造のゴムホースとは、ゴムホースの横断面におけるホース内面及びホース外面の断面形状がともに円形であり、ホース内径中心がホース外径中心に対して偏心し、ホース周方向においてホース厚みが連続的に変化する構造のゴムホースを意味する。すなわち、ゴムホースにおいて、最も厚みの薄い薄肉部と最も厚みの厚い厚肉部とが互いに対向する位置に形成され、かつ薄肉部、厚肉部及びゴムホースの中心軸のそれぞれが同一平面に含まれるように形成されることになる。
【０００９】
未加硫ゴムテープをマンドレル本体の外周面に螺旋状に巻き付けるには、マンドレルの回転軸方向に対してほぼ直交する方向にテープを送り出すゴム供給手段を設置し、ゴム供給手段と、マンドレルとを回転軸方向に相対的に移動可能とすればよい。そして、ゴム供給手段から未加硫ゴムテープを送り出すのに合せて、マンドレルの回転軸を回転させながら、未加硫ゴムテープをマンドレル本体に巻き付け、ゴム供給手段とマンドレルとを回転軸方向に相対的に移動させればよい。
【００１０】
マンドレル本体の外周面に未加硫ゴムテープを巻き付けることによって形成される未加硫ゴム層の厚みは、回転軸からマンドレル本体の外周面までの距離が長くなるほど薄くなる。これは、その部分における周速度が速くなってテープが大きく引き伸ばされるためである。逆に回転軸から外周面までの距離が短くなるほど未加硫ゴム層の厚みは厚くなる。
【００１１】
押出装置から送り出される未加硫ゴムテープの形状としては、厚み方向に対して幅広のものを用いることができる。このテープをマンドレル本体の外周面に巻き付ける際には、テープを横向きにして、すなわち、テープの一側面がマンドレル本体の外周面に当接してゴムホースの内面を構成し、他方の側面がゴムホースの外面を形成するようにして、テープをマンドレル本体の外周面に巻き付けるのが好ましい。これにより、未加硫ゴム層の厚みを精度よく制御することが可能となる。
【００１２】
本発明に係るゴムホースの製造方法においては、未加硫ゴムテープの送り出し速度、マンドレル本体の回転速度又はゴム供給手段とマンドレルとの相対的な移動速度（以下、移動速度という）等を調節することにより、ゴムホースの外面の形状が円錐台形状など、ホース長さ方向で外径が変化する形状に形成することが可能となる。
【００１３】
具体的に、マンドレル本体の外周面が円筒状である場合、テープ送り出し速度、回転軸の回転速度及び移動速度を一定にすれば、内面及び外面ともに円筒状のゴムホースを得ることができる。この場合、テープ送り出し速度を一定にし、回転軸の回転速度又は移動速度を徐々に速くすれば、内面が円筒状で、外面が円錐台形状のゴムホースを得ることができる。
【００１４】
また、マンドレル本体の外周面が円錐台形状である場合には、テープ送り出し速度と、回転軸の回転速度と、移動速度とを適宜調節することにより、内面および外面ともに円錐台形状に形成したり、内面を円錐台形状で、外面を円筒状に形成することも可能である。
すなわち、従来のクロスヘッド方式による偏心ゴムホースの製造においては、外面の形状が円筒状のものしか製造できなかったところ、本発明によれば外面の形状を種々の形状に形成することが可能となる。
【００１５】
マンドレル本体の外周面の形状については、中心軸周りに回転対称な形状に形成したものであれば、本発明を適用することが可能であり、例えば、円筒形、円錐台形、太鼓形、鼓形又は蛇腹形などが挙げられる。中でも、マンドレル本体の外周面を円筒形状又は円錐台形状になるように形成すれば、ゴムホース内面が円筒形状又は円錐台形状となり、流体を搬送するのに適したゴムホースを得ることが可能となる。具体的には、スクイーズ式ポンプのポンピングチューブとして好適に使用することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、マンドレル本体の中心軸に対して偏心した位置に形成された回転軸を有するマンドレルを回転軸周りに回転させてマンドレル外周面における周速度を周期的に変動させ、未加硫ゴムテープの送り出し速度を前記周速度の最低速度以下の速度に設定し、周速度と送り出し速度との差に応じて未加硫ゴムテープを引き伸ばしつつマンドレル本体に巻き付けるようにしたため、厚み精度に優れた偏肉構造を有するゴムホースを製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るゴムホースの製造方法に用いられるマンドレルを示す斜視図である。図２は、図１におけるマンドレルに押出装置から未加硫ゴムを押出して巻き付ける状態を示す模式図であり、図３は、図２のマンドレルが１８０°回転した状態を示す模式図である。
【００１８】
本発明に使用するマンドレル１は、図１に示すように、外周面が中心軸２周りに回転対称な円錐台形状に形成されたマンドレル本体３と、マンドレル本体３の中心軸方向端面に中心軸２に対して偏心した位置に形成された回転軸４とを備えている。
【００１９】
上記マンドレル１に未加硫ゴムテープを螺旋状に巻き付けるには、図２に示すように、マンドレル１の回転軸４方向に対して直交する方向に未加硫ゴムテープ５を押し出すゴム供給手段としての押出装置６を設置する。そして、回転軸４を回転させながらマンドレル１の周方向に押出装置６から未加硫ゴムテープ５を押出す。ゴム供給手段としては、押出装置６に限られず、例えば、未加硫ゴムテープを巻き取った巻取ロールからテープを供給することもできる。
【００２０】
テープ５を押出すときには、マンドレル１と押出装置６とが回転軸４方向に相対的に移動するようにする。本実施形態においては、マンドレル１が回転軸４方向に移動自在とされている。これにより、テープ５は、マンドレル本体３の外周面に螺旋状に巻きつけられる。
【００２１】
このとき、回転軸４は、マンドレル本体３に対して偏心しているため、回転軸４の中心からマンドレル外周面までの距離Ｌは、最短でＬ１となり、最長でＬ２となる。そうすると、回転軸４を一定の回転角速度で回転させる場合には、マンドレル１が回転するときのマンドレル外周面の周速度は、図２に示すように、距離ＬがＬ２のときに、最も速くなる（Ｓ２）。そして、マンドレルの周速度は、図３に示すように、距離ＬがＬ１のときに最も遅くなる（Ｓ１）。
【００２２】
未加硫ゴムテープ５は、押出装置６とマンドレル本体３との間で弛みが生じないようにするために、その送り出し速度をマンドレル本体３の外周面の周速度の最低速度Ｓ１以下に設定する。これによって、テープ５は、押出装置６とマンドレル本体３との間で張力がかかった状態に保持され、マンドレル本体３の外周面の周速度とテープ５の送り出し速度との差に応じて引き伸ばされながらマンドレル本体３に巻きつけられる。
【００２３】
押出装置６から送り出されるテープ５の送り出し速度を一定とした場合、未加硫ゴムテープ５がマンドレル１の外周面に巻きついて形成される未加硫ゴム層７の厚みは、図４に示すように、Ｌ１側の外周面（Ｌ１外周面）が最も厚くなり、Ｌ２側の外周面（Ｌ２外周面）が最も薄くなる。このようにしてマンドレル本体３の外周面に筒状に形成された未加硫ゴム層７の形状は、ゴム層７の外面及び内面の断面形状がともに円形であり、ゴム層７の内径中心がゴム層７の外径中心に対して偏心し、ゴム層７の厚みが周方向において連続的に変化する偏肉構造となる。
【００２４】
図５は、図４におけるA-A断面図であり、図６は図５のＢ部分の拡大図、図７は図５のＣ部分の拡大図である。未加硫ゴムテープ５は、図に示すように、テープ側面５ａがマンドレル本体３の外周面に当接するように巻きつけられる。
【００２５】
未加硫ゴムテープ５は、図６及び図７に示すように、Ｌ１外周面よりもＬ２外周面の方がより引き伸ばされて厚み及び幅ともに薄くなる。このように、Ｌ１外周面とＬ２外周面とでは未加硫ゴムテープ５の厚みｔが異なるため、テープ５の傾斜角度α（マンドレル本体３の外周面とテープ平面５ｂとの間の角度）が変化することによってテープ５巻き付け後のＬ１外周面及びＬ２外周面における未加硫ゴム層７の軸方向長さが同じになるように調節される。具体的には、Ｌ２外周面における傾斜角度α１がＬ１外周面における傾斜角度α２よりも小さくなるように自動的に調節される。
【００２６】
以上説明したように、本発明に係るゴムホース製造方法によれば、偏肉構造のゴムホースを精度よく製造することが可能となる。なお、本発明により製造されるゴムホースは、１層構造のみならず多層構造とすることができる。また、ゴム層だけでなく、補強コード等を用いた補強層を形成してもよい。
【００２７】
具体的に、内面ゴム層及び外面ゴム層と、両層の間に補強層を介在させた多層構造のゴムホースの態様について、その製造工程を図８〜図１０を基に説明する。図８は、多層構造のゴムホースを示す断面図である。
【００２８】
図８は、スクイーズ式ポンプのポンピングチューブとして使用される多層構造のゴムホース８の概略を示す断面図であり、図８（ａ）は、ゴムホース長さ方向の断面図を、図８（ｂ）はゴムホースの半径方向の断面図を示す。
【００２９】
図８（ａ）に示すように、ゴムホース８は、内面および外面が、円錐台形状に形成されており、図８（ｂ）に示すように、ホース内径中心８ａが、ホース外径中心８ｂに対して偏心している。これによって、ホース周方向において１８０°対向する位置に厚肉部１２と、薄肉部１３とが形成される。厚肉部１２、薄肉部１３及び中心軸Ｘは同一平面に含まれるように形成される。
【００３０】
ゴムホース８は、内面ゴム層９と、内面ゴム層９の外周側に配置される補強層１０と、補強層１０の外周側に配置される外面ゴム層１１を備えている。補強層１０は、補強コードと、補強コードを被覆する被覆ゴムとからなっている。
【００３１】
内面ゴム層９は、図１〜図７に示した工程に従って形成することができる。すなわち、図１に示すように、マンドレル本体３の外周面が中心軸２周りに円錐台形状に形成され、回転軸４が中心軸２に対して偏心したマンドレル１を用い、マンドレル本体３の外周面に小径側から大径側に向って未加硫ゴムテープ５を巻き付けることにより、偏肉構造の内面ゴム層９を構成することができる。
【００３２】
マンドレル外周面に内面ゴム層９を形成した後は、図９のように、マンドレル１の外周に補強層１０を形成する。補強層１０は、内面ゴム層９の外周にゴム被覆コードを巻きつけることによって形成される。ゴム被覆コードは、ゴムホース８の軸線に対して所定の成形角度でコード方向が交差するように、交互に複数層巻きつけられる。本実施形態では補強層１０は、ゴム被覆コードを２層巻き付けた２層構造とされている。
【００３３】
補強層１０を形成した後、その外周に押出装置６から送り出した未加硫ゴムテープ５を巻きつけることにより、図１０に示すように、外面ゴム層１１が形成される。なお、図１〜図４、図９及び図１０に示すマンドレル１は、回転軸４がマンドレル本体３の中心軸２に対して偏心していることを際立たせて模式的に表しており、実際には回転軸４は中心軸２により近い位置に設定される。具体的には、例えば、厚肉部／薄肉部の厚みの比が１．２である場合には、図２におけるＬ２／Ｌ１の値が１．２になる位置に回転軸４が設定される。
【００３４】
従って、図９及び図１０において、内面ゴム層９を形成した状態の内面ゴム層９の外径中心は、ほぼ回転軸４と一致するようになり、マンドレルの周速度が一定になるため、その後にマンドレル１を回転させながら内面ゴム層９の外周側に形成される外面ゴム層１１は、周方向においてほぼ一定厚みとなる。
【００３５】
このようにして得られたゴムホース８を湾曲させてスクイーズ式ポンプのケーシングに装着する際は、円錐台形状のゴムホースの小径側がポンプの吐出口側になるようにし、湾曲させたゴムホースの曲げ半径方向の最も内側に厚肉部１２が位置するようにする。これにより、ゴムホースを湾曲させやすくなり、さらにゴムホースがスクイーズ式ポンプのローラーによって押圧されてその部分が変形して伸びても、他のホース部分よりもホース厚みが薄くなることを防止し、スクイーズ式ポンプの耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に用いるマンドレルを模式的に示す斜視図
【図２】図１のマンドレルに押出装置からゴムを押出して巻きつける状態を示す模式図
【図３】図２のマンドレルが１８０°回転したときの状態を示す模式図
【図４】未加硫ゴム層を形成した状態を模式的に示すマンドレルの側面図
【図５】図４におけるA-A断面図
【図６】図５のＢ部分の拡大図
【図７】図５のＣ部分の拡大図
【図８】多層構造ゴムホースの概略を示す断面図であり、図８（ａ）はホース長さ方向の断面図を、図２（ｂ）はホースの半径方向の断面図を示す。
【図９】図４においてさらに補強層を形成した状態を模式的に示すマンドレル側面図
【図１０】図９においてさらに外面ゴム層を形成した状態を模式的に示すマンドレル側面図
【符号の説明】
【００３７】
１ マンドレル
２ 中心軸
３ マンドレル本体
４ 回転軸
５ 未加硫ゴムテープ
６ 押出装置
７ 未加硫ゴム層
８ 多層構造ゴムホース
９ 内面ゴム層
１０ 補強層
１１ 外面ゴム層
１２ 厚肉部
１３ 薄肉部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内径中心が外径中心に対して偏心し、周方向において肉厚が連続的に変化する偏肉構造のゴムホースの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、偏肉構造のゴムホースの製造方法としては、特許文献１記載のように、マンドレルを用いて、円形に形成されたクロスヘッド型押出機の押出ダイスを通過させる際に、マンドレルの中心を押出ダイスの中心から偏心させることによりマンドレルの外周上に偏肉構造のゴム層を形成する方法が知られている。
【特許文献１】特開２０００−１１０７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記方法では、ゴムホースの外周面の形状が、円錐台形状のように、ホース長さ方向で外径が変化する形状のものは製造することができない。また、上記クロスヘッド方式では、溶融した未加硫ゴムをマンドレル外周に塗布するため、ゴム流動性が変動することからホースの厚みが肉厚になるほど厚み精度が悪くなるといった問題が生じていた。
【０００４】
そこで、本発明では、厚み精度に優れ、外面形状が円錐台形状のようにホース長さ方向で外径が変化する形状であっても、偏肉構造を有するゴムホースを得ることができるゴムホースの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明では、ゴム供給手段から送り出された未加硫ゴムテープを、回転するマンドレルの本体外周面に螺旋状に巻き付けて筒状に成形し、該筒状成形体を加硫するゴムホースの製造方法であって、前記マンドレルは、外周面が中心軸周りに回転対称な形状に形成されたマンドレル本体と、該マンドレル本体の中心軸に対して偏心位置に形成された回転軸とを備え、該回転軸を回転させてマンドレル外周面における周速度を周期的に変動させ、未加硫ゴムテープの送り出し速度を前記周速度の最低速度以下の速度に設定し、周速度と送り出し速度との差に応じて未加硫ゴムテープ（以下、テープと略することがある）を引き伸ばしつつマンドレル本体に螺旋状に巻き付けることを特徴とする。
【０００６】
上記構成によれば、未加硫ゴムは溶融されることなく、テープの状態でマンドレル本体の外周面に巻きつけられる。このとき、テープの送り出し速度を前記周速度の最低速度以下の速度に設定することにより、テープは引き伸ばされつつ、マンドレル本体の外周面に巻き付けられることになる。
【０００７】
さらに、マンドレル本体を回転させるとマンドレル外周面の周速度は周期的に変動することから、マンドレル外周面の周速度とテープの送り出し速度との差も周期的に変動し、この速度差に応じてテープの引き伸ばし量も変動する。従って、マンドレル本体の外周面に形成される未加硫ゴム層の肉厚がマンドレル本体の回転ごとに周期的に変動し、最終的に厚み精度に優れた偏肉構造のゴムホースを得ることができる。
【０００８】
本発明において、偏肉構造のゴムホースとは、ゴムホースの横断面におけるホース内面及びホース外面の断面形状がともに円形であり、ホース内径中心がホース外径中心に対して偏心し、ホース周方向においてホース厚みが連続的に変化する構造のゴムホースを意味する。すなわち、ゴムホースにおいて、最も厚みの薄い薄肉部と最も厚みの厚い厚肉部とが互いに対向する位置に形成され、かつ薄肉部、厚肉部及びゴムホースの中心軸のそれぞれが同一平面に含まれるように形成されることになる。
【０００９】
未加硫ゴムテープをマンドレル本体の外周面に螺旋状に巻き付けるには、マンドレルの回転軸方向に対してほぼ直交する方向にテープを送り出すゴム供給手段を設置し、ゴム供給手段と、マンドレルとを回転軸方向に相対的に移動可能とすればよい。そして、ゴム供給手段から未加硫ゴムテープを送り出すのに合せて、マンドレルの回転軸を回転させながら、未加硫ゴムテープをマンドレル本体に巻き付け、ゴム供給手段とマンドレルとを回転軸方向に相対的に移動させればよい。
【００１０】
マンドレル本体の外周面に未加硫ゴムテープを巻き付けることによって形成される未加硫ゴム層の厚みは、回転軸からマンドレル本体の外周面までの距離が長くなるほど薄くなる。これは、その部分における周速度が速くなってテープが大きく引き伸ばされるためである。逆に回転軸から外周面までの距離が短くなるほど未加硫ゴム層の厚みは厚くなる。
【００１１】
押出装置から送り出される未加硫ゴムテープの形状としては、厚み方向に対して幅広のものを用いることができる。このテープをマンドレル本体の外周面に巻き付ける際には、テープを横向きにして、すなわち、テープの一側面がマンドレル本体の外周面に当接してゴムホースの内面を構成し、他方の側面がゴムホースの外面を形成するようにして、テープをマンドレル本体の外周面に巻き付けるのが好ましい。これにより、未加硫ゴム層の厚みを精度よく制御することが可能となる。
【００１２】
本発明に係るゴムホースの製造方法においては、未加硫ゴムテープの送り出し速度、マンドレル本体の回転速度又はゴム供給手段とマンドレルとの相対的な移動速度（以下、移動速度という）等を調節することにより、ゴムホースの外面の形状が円錐台形状など、ホース長さ方向で外径が変化する形状に形成することが可能となる。
【００１３】
具体的に、マンドレル本体の外周面が円筒状である場合、テープ送り出し速度、回転軸の回転速度及び移動速度を一定にすれば、内面及び外面ともに円筒状のゴムホースを得ることができる。この場合、テープ送り出し速度を一定にし、回転軸の回転速度又は移動速度を徐々に速くすれば、内面が円筒状で、外面が円錐台形状のゴムホースを得ることができる。
【００１４】
また、マンドレル本体の外周面が円錐台形状である場合には、テープ送り出し速度と、回転軸の回転速度と、移動速度とを適宜調節することにより、内面および外面ともに円錐台形状に形成したり、内面を円錐台形状で、外面を円筒状に形成することも可能である。
すなわち、従来のクロスヘッド方式による偏心ゴムホースの製造においては、外面の形状が円筒状のものしか製造できなかったところ、本発明によれば外面の形状を種々の形状に形成することが可能となる。
【００１５】
マンドレル本体の外周面の形状については、中心軸周りに回転対称な形状に形成したものであれば、本発明を適用することが可能であり、例えば、円筒形、円錐台形、太鼓形、鼓形又は蛇腹形などが挙げられる。中でも、マンドレル本体の外周面を円筒形状又は円錐台形状になるように形成すれば、ゴムホース内面が円筒形状又は円錐台形状となり、流体を搬送するのに適したゴムホースを得ることが可能となる。具体的には、スクイーズ式ポンプのポンピングチューブとして好適に使用することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、マンドレル本体の中心軸に対して偏心した位置に形成された回転軸を有するマンドレルを回転軸周りに回転させてマンドレル外周面における周速度を周期的に変動させ、未加硫ゴムテープの送り出し速度を前記周速度の最低速度以下の速度に設定し、周速度と送り出し速度との差に応じて未加硫ゴムテープを引き伸ばしつつマンドレル本体に巻き付けるようにしたため、厚み精度に優れた偏肉構造を有するゴムホースを製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るゴムホースの製造方法に用いられるマンドレルを示す斜視図である。図２は、図１におけるマンドレルに押出装置から未加硫ゴムを押出して巻き付ける状態を示す模式図であり、図３は、図２のマンドレルが１８０°回転した状態を示す模式図である。
【００１８】
本発明に使用するマンドレル１は、図１に示すように、外周面が中心軸２周りに回転対称な円錐台形状に形成されたマンドレル本体３と、マンドレル本体３の中心軸方向端面に中心軸２に対して偏心した位置に形成された回転軸４とを備えている。
【００１９】
上記マンドレル１に未加硫ゴムテープを螺旋状に巻き付けるには、図２に示すように、マンドレル１の回転軸４方向に対して直交する方向に未加硫ゴムテープ５を押し出すゴム供給手段としての押出装置６を設置する。そして、回転軸４を回転させながらマンドレル１の周方向に押出装置６から未加硫ゴムテープ５を押出す。ゴム供給手段としては、押出装置６に限られず、例えば、未加硫ゴムテープを巻き取った巻取ロールからテープを供給することもできる。
【００２０】
テープ５を押出すときには、マンドレル１と押出装置６とが回転軸４方向に相対的に移動するようにする。本実施形態においては、マンドレル１が回転軸４方向に移動自在とされている。これにより、テープ５は、マンドレル本体３の外周面に螺旋状に巻きつけられる。
【００２１】
このとき、回転軸４は、マンドレル本体３に対して偏心しているため、回転軸４の中心からマンドレル外周面までの距離Ｌは、最短でＬ１となり、最長でＬ２となる。そうすると、回転軸４を一定の回転角速度で回転させる場合には、マンドレル１が回転するときのマンドレル外周面の周速度は、図２に示すように、距離ＬがＬ２のときに、最も速くなる（Ｓ２）。そして、マンドレルの周速度は、図３に示すように、距離ＬがＬ１のときに最も遅くなる（Ｓ１）。
【００２２】
未加硫ゴムテープ５は、押出装置６とマンドレル本体３との間で弛みが生じないようにするために、その送り出し速度をマンドレル本体３の外周面の周速度の最低速度Ｓ１以下に設定する。これによって、テープ５は、押出装置６とマンドレル本体３との間で張力がかかった状態に保持され、マンドレル本体３の外周面の周速度とテープ５の送り出し速度との差に応じて引き伸ばされながらマンドレル本体３に巻きつけられる。
【００２３】
押出装置６から送り出されるテープ５の送り出し速度を一定とした場合、未加硫ゴムテープ５がマンドレル１の外周面に巻きついて形成される未加硫ゴム層７の厚みは、図４に示すように、Ｌ１側の外周面（Ｌ１外周面）が最も厚くなり、Ｌ２側の外周面（Ｌ２外周面）が最も薄くなる。このようにしてマンドレル本体３の外周面に筒状に形成された未加硫ゴム層７の形状は、ゴム層７の外面及び内面の断面形状がともに円形であり、ゴム層７の内径中心がゴム層７の外径中心に対して偏心し、ゴム層７の厚みが周方向において連続的に変化する偏肉構造となる。
【００２４】
図５は、図４におけるA-A断面図であり、図６は図５のＢ部分の拡大図、図７は図５のＣ部分の拡大図である。未加硫ゴムテープ５は、図に示すように、テープ側面５ａがマンドレル本体３の外周面に当接するように巻きつけられる。
【００２５】
未加硫ゴムテープ５は、図６及び図７に示すように、Ｌ１外周面よりもＬ２外周面の方がより引き伸ばされて厚み及び幅ともに薄くなる。このように、Ｌ１外周面とＬ２外周面とでは未加硫ゴムテープ５の厚みｔが異なるため、テープ５の傾斜角度α（マンドレル本体３の外周面とテープ平面５ｂとの間の角度）が変化することによってテープ５巻き付け後のＬ１外周面及びＬ２外周面における未加硫ゴム層７の軸方向長さが同じになるように調節される。具体的には、Ｌ２外周面における傾斜角度α１がＬ１外周面における傾斜角度α２よりも小さくなるように自動的に調節される。
【００２６】
以上説明したように、本発明に係るゴムホース製造方法によれば、偏肉構造のゴムホースを精度よく製造することが可能となる。なお、本発明により製造されるゴムホースは、１層構造のみならず多層構造とすることができる。また、ゴム層だけでなく、補強コード等を用いた補強層を形成してもよい。
【００２７】
具体的に、内面ゴム層及び外面ゴム層と、両層の間に補強層を介在させた多層構造のゴムホースの態様について、その製造工程を図８〜図１０を基に説明する。図８は、多層構造のゴムホースを示す断面図である。
【００２８】
図８は、スクイーズ式ポンプのポンピングチューブとして使用される多層構造のゴムホース８の概略を示す断面図であり、図８（ａ）は、ゴムホース長さ方向の断面図を、図８（ｂ）はゴムホースの半径方向の断面図を示す。
【００２９】
図８（ａ）に示すように、ゴムホース８は、内面および外面が、円錐台形状に形成されており、図８（ｂ）に示すように、ホース内径中心８ａが、ホース外径中心８ｂに対して偏心している。これによって、ホース周方向において１８０°対向する位置に厚肉部１２と、薄肉部１３とが形成される。厚肉部１２、薄肉部１３及び中心軸Ｘは同一平面に含まれるように形成される。
【００３０】
ゴムホース８は、内面ゴム層９と、内面ゴム層９の外周側に配置される補強層１０と、補強層１０の外周側に配置される外面ゴム層１１を備えている。補強層１０は、補強コードと、補強コードを被覆する被覆ゴムとからなっている。
【００３１】
内面ゴム層９は、図１〜図７に示した工程に従って形成することができる。すなわち、図１に示すように、マンドレル本体３の外周面が中心軸２周りに円錐台形状に形成され、回転軸４が中心軸２に対して偏心したマンドレル１を用い、マンドレル本体３の外周面に小径側から大径側に向って未加硫ゴムテープ５を巻き付けることにより、偏肉構造の内面ゴム層９を構成することができる。
【００３２】
マンドレル外周面に内面ゴム層９を形成した後は、図９のように、マンドレル１の外周に補強層１０を形成する。補強層１０は、内面ゴム層９の外周にゴム被覆コードを巻きつけることによって形成される。ゴム被覆コードは、ゴムホース８の軸線に対して所定の成形角度でコード方向が交差するように、交互に複数層巻きつけられる。本実施形態では補強層１０は、ゴム被覆コードを２層巻き付けた２層構造とされている。
【００３３】
補強層１０を形成した後、その外周に押出装置６から送り出した未加硫ゴムテープ５を巻きつけることにより、図１０に示すように、外面ゴム層１１が形成される。なお、図１〜図４、図９及び図１０に示すマンドレル１は、回転軸４がマンドレル本体３の中心軸２に対して偏心していることを際立たせて模式的に表しており、実際には回転軸４は中心軸２により近い位置に設定される。具体的には、例えば、厚肉部／薄肉部の厚みの比が１．２である場合には、図２におけるＬ２／Ｌ１の値が１．２になる位置に回転軸４が設定される。
【００３４】
従って、図９及び図１０において、内面ゴム層９を形成した状態の内面ゴム層９の外径中心は、ほぼ回転軸４と一致するようになり、マンドレルの周速度が一定になるため、その後にマンドレル１を回転させながら内面ゴム層９の外周側に形成される外面ゴム層１１は、周方向においてほぼ一定厚みとなる。
【００３５】
このようにして得られたゴムホース８を湾曲させてスクイーズ式ポンプのケーシングに装着する際は、円錐台形状のゴムホースの小径側がポンプの吐出口側になるようにし、湾曲させたゴムホースの曲げ半径方向の最も内側に厚肉部１２が位置するようにする。これにより、ゴムホースを湾曲させやすくなり、さらにゴムホースがスクイーズ式ポンプのローラーによって押圧されてその部分が変形して伸びても、他のホース部分よりもホース厚みが薄くなることを防止し、スクイーズ式ポンプの耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に用いるマンドレルを模式的に示す斜視図
【図２】図１のマンドレルに押出装置からゴムを押出して巻きつける状態を示す模式図
【図３】図２のマンドレルが１８０°回転したときの状態を示す模式図
【図４】未加硫ゴム層を形成した状態を模式的に示すマンドレルの側面図
【図５】図４におけるA-A断面図
【図６】図５のＢ部分の拡大図
【図７】図５のＣ部分の拡大図
【図８】多層構造ゴムホースの概略を示す断面図であり、図８（ａ）はホース長さ方向の断面図を、図２（ｂ）はホースの半径方向の断面図を示す。
【図９】図４においてさらに補強層を形成した状態を模式的に示すマンドレル側面図
【図１０】図９においてさらに外面ゴム層を形成した状態を模式的に示すマンドレル側面図
【符号の説明】
【００３７】
１ マンドレル
２ 中心軸
３ マンドレル本体
４ 回転軸
５ 未加硫ゴムテープ
６ 押出装置
７ 未加硫ゴム層
８ 多層構造ゴムホース
９ 内面ゴム層
１０ 補強層
１１ 外面ゴム層
１２ 厚肉部
１３ 薄肉部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム供給手段から送り出された未加硫ゴムテープを、回転するマンドレルの本体外周面に螺旋状に巻き付けて筒状に成形し、該筒状成形体を加硫するゴムホースの製造方法であって、前記マンドレルは、外周面が中心軸周りに回転対称な形状に形成されたマンドレル本体と、該マンドレル本体の中心軸に対して偏心位置に形成された回転軸とを備え、該回転軸を回転させてマンドレル外周面における周速度を周期的に変動させ、未加硫ゴムテープの送り出し速度を前記周速度の最低速度以下の速度に設定し、周速度と送り出し速度との差に応じて未加硫ゴムテープを引き伸ばしつつマンドレル本体に螺旋状に巻き付けることを特徴とする偏肉構造を有するゴムホースの製造方法。
【請求項２】
マンドレル本体の外周面に未加硫ゴムテープを巻き付けることによって形成される未加硫ゴム層の厚みが、回転軸から外周面までの距離が長くなるほど薄くなることを特徴とする請求項１記載のゴムホースの製造方法。
【請求項３】
未加硫ゴムテープの一側面がマンドレル本体の外周面に当接してゴムホースの内面を構成し、他方の側面がゴムホースの外面を形成するようにして、未加硫ゴムテープをマンドレル本体の外周面に巻き付けることを特徴とする請求項１又は２記載のゴムホースの製造方法。
【請求項４】
前記ゴムホースの外面が円錐台形状であることを特徴とする請求項１、２又は３記載のゴムホースの製造方法。
【請求項５】
前記マンドレル本体の外周面が円筒形状又は円錐台形状になるように形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のゴムホースの製造方法。
【請求項６】
前記ゴムホースが、スクイーズ式ポンプのポンピングチューブとして用いられることを特徴とする請求５記載のゴムホースの製造方法。
【請求項１】
ゴム供給手段から送り出された未加硫ゴムテープを、回転するマンドレルの本体外周面に螺旋状に巻き付けて筒状に成形し、該筒状成形体を加硫するゴムホースの製造方法であって、前記マンドレルは、外周面が中心軸周りに回転対称な形状に形成されたマンドレル本体と、該マンドレル本体の中心軸に対して偏心位置に形成された回転軸とを備え、該回転軸を回転させてマンドレル外周面における周速度を周期的に変動させ、未加硫ゴムテープの送り出し速度を前記周速度の最低速度以下の速度に設定し、周速度と送り出し速度との差に応じて未加硫ゴムテープを引き伸ばしつつマンドレル本体に螺旋状に巻き付けることを特徴とする偏肉構造を有するゴムホースの製造方法。
【請求項２】
マンドレル本体の外周面に未加硫ゴムテープを巻き付けることによって形成される未加硫ゴム層の厚みが、回転軸から外周面までの距離が長くなるほど薄くなることを特徴とする請求項１記載のゴムホースの製造方法。
【請求項３】
未加硫ゴムテープの一側面がマンドレル本体の外周面に当接してゴムホースの内面を構成し、他方の側面がゴムホースの外面を形成するようにして、未加硫ゴムテープをマンドレル本体の外周面に巻き付けることを特徴とする請求項１又は２記載のゴムホースの製造方法。
【請求項４】
前記ゴムホースの外面が円錐台形状であることを特徴とする請求項１、２又は３記載のゴムホースの製造方法。
【請求項５】
前記マンドレル本体の外周面が円筒形状又は円錐台形状になるように形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のゴムホースの製造方法。
【請求項６】
前記ゴムホースが、スクイーズ式ポンプのポンピングチューブとして用いられることを特徴とする請求５記載のゴムホースの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−６８５７５（Ｐ２００８−６８５７５Ａ）
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５０９８７（Ｐ２００６−２５０９８７）
【出願日】平成１８年９月１５日（２００６．９．１５）
【出願人】（０００００３１４８）東洋ゴム工業株式会社 (2,711)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１５日（２００６．９．１５）
【出願人】（０００００３１４８）東洋ゴム工業株式会社 (2,711)
【Ｆターム（参考）】
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