(57)【要約】    【課題】未加硫ゴムシートの両側縁の突き合わせを不要にすることのできる未加硫ゴムチューブの成型方法及びゴムチューブの製造方法の提供。    【解決手段】複数の補強コード１０を押出機２の押出ヘッド３に導入する。複数の補強コード１０を未加硫ゴム９で被覆しつつ、周方向に配列された複数のダイス孔５から引き出す。複数の補強コード１０を中心軸方向に引き出しながらガイド部１１に沿って半径方向内向きに移動させて互いに接近させる。複数の補強コード１０及びこれを被覆する未加硫ゴム９をリング状の吐出穴８から吐出してチューブ状に成型する。【選択図】  図２
2014104582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸と平行でかつ周方向に配列される複数の補強コードを埋設して未加硫ゴムチューブを成型する方法であって、
複数の補強コードを押出機の押出ヘッドに導入し、前記複数の補強コードを未加硫ゴムで被覆しつつ、周方向に配列された複数のダイス孔から引き出し、次いで、前記複数の補強コードを中心軸方向に引き出しながらガイド部に沿って半径方向内向きに移動させて互いに接近させ、さらに、前記複数の補強コード及びこれを被覆する未加硫ゴムをリング状の吐出穴から吐出してチューブ状に成型することを特徴とする未加硫ゴムチューブの成型方法。
【請求項２】
前記補強コードを引き出すダイス孔同士の間に位置する別のダイス孔から未加硫ゴムのみを押し出して未加硫ゴム量を増加させることを特徴とする請求項１に記載の未加硫ゴムチューブの成型方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法によって未加硫ゴムチューブを成型し、該未加硫ゴムチューブを加熱加圧してゴムチューブに加硫成形することを特徴とするゴムチューブの製造方法。
【請求項４】
中心軸と平行でかつ周方向に配列される複数の補強コードを埋設して未加硫ゴムチューブを成型する成型装置であって、
押出ヘッドと、該押出ヘッドに内装されたリング状のダイスと、該ダイスに周方向に配列して形成された複数のダイス孔と、前記押出ヘッド及びダイスを中心軸方向に移動自在に貫通するマンドレルと、前記押出ヘッドの下流側開口縁とマンドレルの外周面との間に設定されて未加硫ゴムチューブを吐出するリング状の吐出穴と、を備え、
前記ダイスと前記吐出穴との間に、未加硫ゴムで被覆されてダイス孔から引き出された複数の補強コードをマンドレルの外周面まで半径方向内向きに案内する円錐台状のガイド部が設けられたことを特徴とする未加硫ゴムチューブの成型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中心軸と平行でかつ周方向に配列される複数の補強コードを埋設して未加硫ゴムチューブを成型する方法及びゴムチューブの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内圧が作用するゴムチューブは、複数の補強コードを埋設して補強した構造とされ、その補強コードを中心軸方向に対して互いに交差する二方向に傾斜させることにより、中心軸方向及び周方向の二方向の引張に抵抗するようになっている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭５２−４０３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１のように、補強コードを二方向に傾斜させたゴムチューブは、内圧を加えることによって、補強コードの傾斜角度を変化させながら径方向に膨らむものの、補強コードの傾斜角度が変化して所定の角度に達した後は、ゴムチューブの径方向の膨らみが補強コードによって阻害される。
【０００５】
これに対して、複数の補強コードを平行に配列した未加硫ゴムシートをチューブ状に丸め、その両側縁を突き合わせて接合しつつ加硫成形することにより、ゴムチューブの補強コードを中心軸と平行に配置することが考えられる。これにより、ゴムチューブの径方向の膨らみが補強コードによって阻害されるのを防止し、ゴムチューブを径方向により膨らみやすくすることが期待できる。
【０００６】
しかし、複数の補強コードを平行に配列した未加硫ゴムシートをチューブ状に丸める場合、その突き合わせ部分の強度が他の部位よりも低下しやすくなるなど、未加硫ゴムシートの突き合わせ部分がゴムチューブの構造上の弱点となるおそれがある。
【０００７】
本発明は、未加硫ゴムシートの両側縁の突き合わせを不要にすることのできる未加硫ゴムチューブの成型方法及びゴムチューブ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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る成型方法は、中心軸と平行でかつ周方向に配列される複数の補強コードを埋設して未加硫ゴムチューブを成型するものである。具体的には、まず、複数の補強コードを押出機の押出ヘッドに導入し、複数の補強コードを未加硫ゴムで被覆しつつ、周方向に配列された複数のダイス孔から引き出す。次いで、複数の補強コードを中心軸方向に引き出しながらガイド部に沿って半径方向内向きに移動させて互いに接近させる。さらに、複数の補強コード及びこれを被覆する未加硫ゴムをリング状の吐出穴から吐出してチューブ状に成型する。
【０００９】
上記構成によれば、未加硫ゴムで被覆した補強コードを半径方向内向きに移動させて互いに接近させるので、周方向に配列する複数の補強コードを未加硫ゴムで被覆しつつ十分に密に配置することができ、これを吐出穴から吐出してチューブ状に成型することができる。しかも、補強コードを周方向に配列してから未加硫ゴムをチューブ状に成型するので、未加硫ゴムシートをチューブ状に丸める場合のような両側縁の突き合わせを不要にすることができ、未加硫ゴムシートの突き合わせによるゴムチューブの構造上の弱点をなくすことができる。
【００１０】
さらに、補強コードを中心軸方向に引き出して周方向に均一に配列するので、突き合わせ部分の存在によるコード間隔の乱れや、未加硫ゴムシートを補強コードの位置する部位で裁断することによる接着力の低下を生じることがない。しかも、未加硫ゴムシートを後工程でチューブ状に丸める必要がない分、補強コードの平行度を高めて、内圧負荷時のゴムチューブの捩れを防止することができる。
【００１１】
また、補強コードを引き出すダイス孔同士の間に位置する別のダイス孔から未加硫ゴムのみを押し出して未加硫ゴム量を増加させるようにしてもよい。この構成によれば、補強コードを被覆する未加硫ゴムに加えて、別のダイス孔から未加硫ゴムを供給するので、補強コードの本数を増やすことなく未加硫ゴムの総量を増加させることができ、補強コード及び未加硫ゴムの体積比率を適宜調整して、加硫成形後のゴムチューブを所望の弾性率に設定することができる。
【００１２】
また、本発明は、上記の成型方法によって未加硫ゴムチューブを成型し、この未加硫ゴムチューブを加熱加圧してゴムチューブに加硫成形するゴムチューブの製造方法を提供する。この構成によれば、上記の成型方法の構成を採用することによる効果と同じ効果を奏することができる。
【００１３】
また、本発明は、上記の方法に使用可能な未加硫ゴムチューブの成型装置を提供する。すなわち、本発明は、中心軸と平行でかつ周方向に配列される複数の補強コードを埋設して未加硫ゴムチューブを成型する成型装置であって、押出ヘッドと、該押出ヘッドに内装されたリング状のダイスと、該ダイスに周方向に配列して形成された複数のダイス孔と、前記押出ヘッド及びダイスを中心軸方向に移動自在に貫通するマンドレルと、前記押出ヘッドの下流側開口縁とマンドレルの外周面との間に設定されて未加硫ゴムチューブを吐出するリング状の吐出穴と、を備え、前記ダイスと前記吐出穴との間に、未加硫ゴムで被覆されてダイス孔から引き出された複数の補強コードをマンドレルの外周面まで半径方向内向きに案内する円錐台状のガイド部が設けられたことを特徴とする未加硫ゴムチューブの成型装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
以上のとおり、本発明によると、周方向に配列した複数の補強コードをそれぞれ未加硫ゴムで被覆した後、各補強コードを半径方向内向きに移動させて互いに接近させ、これをチューブ状に成型するようにしている。これにより、未加硫ゴムシートをチューブ状に丸める場合のような両側縁の突き合わせを不要にすることができ、ゴムチューブに弱点が生じるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る成型装置の正面図
【図２】図１のＥ−Ｅ断面図
【図３】ダイスの縦断面図
【図４】ダイスの正面図
【図５】図２の各位置における補強コードの断面図で、（ａ）はＡ−Ａ断面、（ｂ）はＢ−Ｂ断面、（ｃ）はＣ−Ｃ断面、（ｄ）はＤ−Ｄ断面を示す
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る未加硫ゴムチューブの成型方法及びゴムチューブの製造方法を実施するための形態について、図面を用いて説明する。
【００１７】
本発明に係る製造方法で製造するゴムチューブは、例えば、蠕動ポンプや人工筋肉に使用するものであり、内圧によって径方向に十分に膨らませることができるよう、例えば化繊コードなどの複数の補強コードを中心軸と平行でかつ周方向に配列しつつ埋設した構造とされる。
【００１８】
まず、未加硫ゴムチューブの成型装置について説明する。
【００１９】
図１及び図２に示すように、成型装置１は、押出機２と、押出機２に装備された押出ヘッド３と、押出ヘッド３に内装されたリング状のダイス４と、ダイス４に円周方向に配列して形成された複数のダイス孔５と、押出ヘッド３及びダイス４を中心軸方向に移動自在に貫通する円柱状のマンドレル６と、押出ヘッド３の下流側開口縁とマンドレル６の外周面との間に設定されて未加硫ゴムチューブ７を吐出するリング状の吐出穴８と、を備え、ダイス４と吐出穴８との間に、未加硫ゴム９で被覆されてダイス孔５から引き出された複数の補強コード１０をマンドレル６の外周面まで半径方向内向きに案内する円錐台状のガイド部１１が設けられている。
【００２０】
押出ヘッド３は、外面形状が略直方体で、上流側よりも下流側が小径の全体として略円錐台状の中央穴を有する筒状とされ、その内側に、筒状で外周面が略円錐台状のマンドレルガイド１２が設けられている。マンドレルガイド１２は、上流側において片持ち支持され、その中央穴１３の内周面に形成された凹部１４に、中央穴１３を貫通するマンドレル６を軸方向に案内するガイドローラ１５が設けられている。
【００２１】
図２〜図４に示すように、ダイス４は、筒状の装着部１６の下流側端部に径方向外向きに突出するフランジ１７を設けてなり、そのフランジ１７に、複数のダイス孔５が円周方向に等間隔で形成されている。このダイス４は、押出ヘッド３及びマンドレルガイド１２の上流側部分に形成されたダイス装着空間１８に装着され、ダイス孔５に上流側から複数の補強コード１０を導入可能とされる。
【００２２】
ダイス装着空間１８は、押出ヘッド３及びマンドレルガイド１２の上流側部分のそれぞれ内周面及び外周面を切り欠いてなり、押出機２によって押出ヘッド３の側方から未加硫ゴム９を供給可能とされる。ダイス装着空間１８に未加硫ゴム９を供給してダイス孔５の上流側に未加硫ゴム９を供給することにより、ダイス孔５を通過する補強コード１０を未加硫ゴム９で被覆可能としている。
【００２３】
ガイド部１１は、押出ヘッド３の内周面とマンドレルガイド１２の外周面との間に、垂線方向に一定間隔の隙間を設けてなり、その上流端に、各ダイス孔５が臨むようになっている。このガイド部１１は、略円錐台形状を構成しつつ、その従断面が上流側から下流側に至る間に滑らかなＳ字を構成し、各ダイス孔５から引き出された補強コード１０をスムーズにマンドレル６の外周面まで案内する。ガイド部１１の下流端部は、マンドレルガイド１２の下流端を押出ヘッド３の下流端よりも上流側に設定することにより、押出ヘッド３の内周面とマンドレル６の外周面との間に設定され、このガイド部１１の下流端が吐出穴８とされる。
【００２４】
次に、上記の成型装置を用いて未加硫ゴムチューブを成型する方法を説明する。
【００２５】
まず、複数の補強コード１０を押出機２の押出ヘッド３に上流側から導入して、ダイス装着空間１８を通過させてダイス孔５に通し、さらに、ガイド部１１を通過させた補強コード１０の先端部を吐出穴８から引き出してマンドレル６に固定する。
【００２６】
次いで、押出機２からダイス装着空間１８に未加硫ゴム９を供給してダイス孔５の上流側に未加硫ゴム９を供給しながら、マンドレル６を下流側に移動させて補強コード１０を引き出す。これにより、複数の補強コード１０が未加硫ゴム９で被覆されつつ、円周方向に配列された複数のダイス孔５から引き出される。その際、マンドレル６の移動速度と、押出機２からの未加硫ゴム９の供給速度を調節することにより、補強コード１０を被覆する未加硫ゴム９の量を調整することができる。
【００２７】
図２及び図５に示すように、未加硫ゴム９で被覆されつつダイス孔５から引き出された複数の補強コード１０は、中心軸方向に引き出されながら、ガイド部１１に沿って半径方向内向きに移動して、互いに接近しつつマンドレル６の外周面まで案内される。さらに、マンドレル６の外周面に達した複数の補強コード１０及びこれを被覆する未加硫ゴム９は、マンドレル６と共に下流側に移動しながら、リング状の吐出穴８から吐出されて未加硫ゴムチューブ７に成型される。
【００２８】
複数の補強コード１０の様子をより具体的に説明すると、ダイス孔５の上流側に供給された未加硫ゴム９の中を補強コード１０が通過して（図５（ａ））、ダイス孔５から引き出されることによって、各補強コード１０が未加硫ゴム９で被覆される（図５（ｂ））。この補強コード１０は、ガイド部１１に沿って半径方向内向きに移動して互いに接近していき、やがて、複数の補強コード１０がこれを被覆する未加硫ゴム９を介して一体化し（図５（ｃ））、吐出穴８から吐出される際に未加硫ゴムチューブ７に成型される（図５（ｄ））。
【００２９】
その後、成型した未加硫ゴムチューブ７にラッピングをして加硫缶に挿入し、加熱加圧してゴムチューブに加硫成形することにより、ゴムチューブの製造が完了する。
【００３０】
上記構成によれば、各補強コード１０を未加硫ゴム９で被覆してから互いに接近させて未加硫ゴムチューブ７に成型するので、未加硫ゴムシートをチューブ状に丸めて側縁を突き合わせる必要がなく、ゴムチューブに、未加硫ゴムシートの突き合わせによる強度上の弱点が生じるのを防止することができる。
【００３１】
また、ダイス孔５から補強コード１０を中心軸方向に引き出して周方向に配列するので、ゴムチューブの中心軸に対する補強コード１０の平行度を高めることができ、内圧を負荷した際のゴムチューブの捩れを防止して、ゴムチューブの性能の低下を阻止することができる。しかも、中心軸方向に引き出して配列した補強コード１０は、そのコード間隔の乱れを阻止して均質な構造にすることができ、ゴムチューブが低い内圧で破損するのを防止することができる。
【００３２】
ここで、補強コードの平行度、コード間隔、及びゴムチューブの破壊内圧について、未加硫ゴムシートをマンドレルに巻き付けてチューブ状に成型する方法と、本発明の方法とを比較する。この比較は、両方法を用いて、内径がφ３２ｍｍで、コード本数が８２本、長さが２００ｍｍ、厚み１ｍｍのゴムチューブを製造して行った。使用したコードはアラミド繊維を撚って、コード径０．７ｍｍにしたコードであり、それを接着剤の槽でディッピング処理したものである。
【００３３】
補強コードの平行度として、ゴムチューブの中心軸に対して補強コードがなす角度を測定したところ、未加硫ゴムシートから成型する方法の場合、平行度が０．７°であったのに対し、本発明の方法の場合、平行度が０．２°以下であった。また、コード間隔を測定したところ、未加硫ゴムシートから成型する方法の場合、未加硫ゴムシートの突き合わせ部分のコード間隔が他の部位のコード間隔よりも０．８ｍｍ広かったのに対し、本発明の方法の場合、全周に渡って等間隔であった。また、ゴムチューブの破壊内圧を測定したところ、未加硫ゴムシートから成型する方法の場合、破壊内圧が０．１０（ＭＰａ）であったのに対し、本発明の方法の場合、破壊内圧が０．２２（ＭＰａ）であった。なお、厚みの精度は、いずれの方法を用いても、±０．２ｍｍ以内であった。
【００３４】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内おいて、適宜変更を加えることができる。例えば、補強コード１０は、必ずしも全てのダイス孔５から引き出す必要はなく、補強コード１０を引き出すダイス孔５の間に、１又は複数のダイス孔５を設けるようにしてもよい。この場合、補強コード１０を引き出すダイス孔５同士の間に位置する別のダイス孔５から未加硫ゴム９のみを押し出すことにより、補強コード１０を被覆しただけのものよりも、未加硫ゴム９の量を増加させて、ゴムチューブの周方向の弾性率を適宜調整することができる。
【００３５】
また、補強コード１０の先端部をマンドレル６に固定して、マンドレル６の移動によって補強コード１０を引き出す代わりに、補強コード１０を直接に引き出すようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１      成型装置
２      押出機
３      押出ヘッド
４      ダイス
５      ダイス孔
６      マンドレル
７      未加硫ゴムチューブ
８      吐出穴
９      未加硫ゴム
１０    補強コード
１１    ガイド部
１２    マンドレルガイド
１３    中央穴
１４    凹部
１５    ガイドローラ
１６    装着部
１７    フランジ
１８    ダイス装着空間
【図１】
2014104582.tif 000003
【図２】
2014104582.tif 000004
【図３】
2014104582.tif 000005
【図４】
2014104582.tif 000006
【図５】
2014104582.tif 000007