(57)【要約】【課題】テーパ付きゴムホースの大きさが大きいとかテーパ角度が比較的大きいものであっても、大径側と小径側との巻き付け角度差なく繊維補強コードを巻回させる。【解決手段】繊維補強コード２を、テーパ部５を有する筒状ゴム１の外周面に螺旋状に巻付けて筒状ゴム１の外周に繊維補強層３を形成する繊維補強ゴムホースの製造方法において、複数本の繊維補強コード２を夫々独立したボビン４から引出しながら、それらを配列させてテーパ部５を含む筒状ゴム１の外周部に送出し供給して筒状ゴム１の軸心Ｘに対して一定の角度αで巻付けるにあたり、複数の繊維補強コード２の配列ピッチを、筒状ゴム１の径に従属させて個別的に制御させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維補強コードを、テーパ部を有する筒状ゴムの外周面に螺旋状に巻付けて前記筒状ゴムの外周に繊維補強層を形成する繊維補強ゴムホースの製造方法であって、
複数本の繊維補強コードを夫々独立したボビンから引出しながら、それらを配列させてテーパ部を含む筒状ゴムの外周部に送出し供給して筒状ゴムの軸心に対して一定の角度で巻付けるにあたり、前記複数の繊維補強コードの配列ピッチを、前記筒状ゴムの径に従属させて個別的に制御させる繊維補強ゴムホースの製造方法。
【請求項２】
前記繊維補強コードの送出し方向を定めるガイドローラを、前記複数の繊維補強コード毎に設け、これらガイドローラの配列ピッチを変化させることで前記複数の繊維補強コードの配列ピッチを制御させる請求項１に記載の繊維補強ゴムホースの製造方法。
【請求項３】
前記複数の繊維補強コードとして、夫々が個別的に芯材にゴム被覆されたものを用いる請求項１又は２に記載の繊維補強ゴムホースの製造方法。
【請求項４】
前記筒状ゴムとして、その軸方向のほぼ全長に亘って円錐台状のものを用いる請求項１〜３の何れか一項に記載の繊維補強ゴムホースの製造方法。
【請求項５】
前記繊維補強コードの配列ピッチが、前記筒状ゴムの径の大小に比例して大小に変化するように制御させる請求項１〜４の何れか一項に記載の繊維補強ゴムホースの製造方法。
【請求項６】
前記繊維補強ゴムホースが、スクイーズ式ポンプにおけるポンピングチューブに用いられる請求項５に記載の繊維補強ゴムホースの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維補強ゴムホースの製造方法に係り、詳しくは、繊維補強コードを、テーパ部を有する筒状ゴムの外周面に螺旋状に巻付けて筒状ゴムの外周に繊維補強層を形成する繊維補強ゴムホースの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の繊維補強ゴムホースの製造方法、即ち、繊維補強された円錐台状で内圧を受けるゴム製品にて、スダレ繊維補強を行う方法としては、特許文献１や特許文献２において開示されたものが知られている。特許文献１に示されたものは、一定幅のスリットコードを円錐台状ゴムホースに巻き付けるにあたり、ゴムホースに至る途中に設けたガイドレールの傾きにて強制的に大径側をより多く引き出す（テンションを大にする）ようにして巻き付けることにより、ゴムホース小径側と大径側との径差に因る巻き付け長さの差を相殺させる方法である。
【０００３】
特許文献２に示されたものは、円錐台状のゴムホースを平面展開し、扇状のスダレコードを予め作成しておいて平面展開されたゴムホースの表面に貼り付けるとともに丸めてテーパホース状に形成するという方法により、繊維補強された円錐台状のゴムホースを作成するものである。しかしながら、円錐形状のゴムホースにそのままスダレ繊維補強する場合、一定のスダレ幅では径変化する際にその巻き付け角が変ってしまう問題が残る。
【０００４】
例えば、特許文献１のものでは、大径側と小径側との巻き付け速度差による皺を巻き付け時のコード幅において取り去ろうとする方法であるが、その作用を得るには製品の長さやテーパ角度に制限があるとともに、ゴムホース表面での巻き付け角度が徐々に変化することは防止できないという問題がある。従って、比較的短尺のものやテーパ角の小さいもの等に用途が限られてしまうものであった。
【０００５】
一方、特許文献２のものでは、補強繊維のゴムホース表面に対する角度は一定の値に保たれるが、予め扇形にコードを裁断し、かつ、繊維をウェーブさせる面倒で熟練を要する予備工程を必要とするものであるとともに、ある程度の数を作る場合でないと生産性が芳しくないものでもあった。従って、長尺状のもの、テーパ角度の大きいもの、径の大きいもの、生産数量の少ないものには不向きであり、実現可能性に乏しいものであった。
【特許文献１】特開平１１−５８５４４号公報
【特許文献２】特開平８−１５９３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上述のような実情に鑑みて、テーパ付きゴムホースの大きさが大きいとかテーパ角度が比較的大きいものであっても、大径側と小径側との巻き付け角度差が発生せずに繊維補強コードが巻回できるテーパ付の繊維補強ゴムホースの製造方法を、生産性も良好なものとなる状態で提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、繊維補強コード２を、テーパ部５を有する筒状ゴム１の外周面に螺旋状に巻付けて前記筒状ゴム１の外周に繊維補強層３を形成する繊維補強ゴムホースの製造方法において、
複数本の繊維補強コード２を夫々独立したボビン４から引出しながら、それらを配列させてテーパ部５を含む筒状ゴム１の外周部に送出し供給して筒状ゴム１の軸心Ｘに対して一定の角度αで巻付けるにあたり、前記複数の繊維補強コード２の配列ピッチを、前記筒状ゴム１の径に従属させて個別的に制御させることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の繊維補強ゴムホースの製造方法において、前記繊維補強コード２の送出し方向を定めるガイドローラ６を、前記複数の繊維補強コード２毎に設け、これらガイドローラ６の配列ピッチを変化させることで前記複数の繊維補強コード２の配列ピッチを制御させることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の繊維補強ゴムホースの製造方法において、前記複数の繊維補強コード２として、夫々が個別的に芯材８にゴム７被覆されたものを用いることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の繊維補強ゴムホースの製造方法において、前記筒状ゴム１として、その軸方向のほぼ全長に亘って円錐台状のものを用いることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の繊維補強ゴムホースの製造方法において、前記繊維補強コード２の配列ピッチが、前記筒状ゴム１の径の大小に比例して大小に変化するように制御させることを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項５に記載の繊維補強ゴムホースの製造方法において、前記繊維補強ゴムホース１０が、スクイーズ式ポンプ１１におけるポンピングチューブ１２に用いられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、筒状ゴムに巻付ける繊維補強コードの配列ピッチをその筒状ゴムの径に従属させて個別に制御するようにしたので、複数本の繊維補強コードを並列に集合させて巻付ける際には、小径側程繊維補強ゴムホースの繰り出し速度が相対的に遅くなるようにすることにより、筒状ゴムのテーパ部への巻付における小径側の皺よりを無くせるとともに、その作用は筒状ゴムの長さや径変化の値如何に拘らずに得ることができる。この個別の配列ピッチ制御により、円錐形状の筒状ゴムにそのままスダレ繊維補強する場合、一定のスダレ幅でも径変化する際の巻き付け角を一定の値に維持することが可能になる。そして、筒状ゴムの径の変化に拘らずに補強コードの配列ピッチを一定値に保つ制御や、径の大小に比例させて配列ピッチを大小に変化させること、或いは径の大小に反比例させて配列ピッチを大小に変化させる制御が可能であり、種々の用途に適する繊維補強ゴムホースの製造方法を提供することができる。また、予め扇形にコードを裁断し、かつ、繊維をウェーブさせる面倒で熟練を要する予備工程も当然ながら不要である。
【００１４】
請求項２の発明によれば、ガイドローラを繊維補強コードの配列ピッチ方向に動かせば、対応する繊維補強コードを筒状ゴムの長手方向に移動させることになるから、各ガイドローラの移動方向及び速度を個別に制御する一般的な手段により、請求項１の発明による上記効果を容易に得ることができる。例えば、ボビンを含む繊維補強コードの供給装置全体を動かすような方法に比べて、小部品であるガイドローラを動かす本請求項２の方法の方が、省エネルギーで簡単、確実に配列ピッチ制御が行える利点がある。
【００１５】
請求項３の発明によれば、芯材をゴムで被覆することで繊維補強コードとしてあるので、筒状ゴムに巻き付けた場合にはゴムどうしの当接となって一体化され易いこととなり、それによって筒状ゴムと芯材とが有効に一体化され、繊維補強コードによる優れた補強効果を有するゴムホースを得ることができる。加えて、巻付後に加硫処理すればその一体化をより強固なものとすることが可能である。
【００１６】
請求項４の発明によれば、円錐台状の円筒ゴムの外周に所定の配列ピッチで繊維補強コードが巻回された繊維補強ゴムホースを得ることができる。つまり、径が変化する外周面を持つ円錐台状の筒状ゴムであっても、所望の配列ピッチでもって繊維補強コードを巻付けることができる繊維補強ゴムホースの製造方法を提供することができる。例えば、請求項５のように、筒状ゴムの径の大小に比例して配列ピッチを大小に変化するように制御することができる。これは、繊維補強ゴムホースの小径側ほど高圧に絶え得るものとなるから、吸入側よりも吐出側が径が細く、かつ、より高圧に耐えられる特性を必要とするもの、即ち、請求項６のように、スクイーズ式ポンプのポンピングチューブに好適なものとなり、必要となる強度が無駄なく得られて軽量で効率の良いスクイーズ式ポンプの実現に寄与し得る利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明による繊維補強ゴムホースの製造方法の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は繊維補強ゴムホースの製造方法に用いる製造設備の概略を示す系統図、図２は巻付制御の状態を示す作用図、図３はガイドローラによる繊維補強コードの移動構造を示す要部の斜視図、図４は繊維補強コードの構造を示す断面図、図５は製造された繊維補強ゴムホースの外観を示す概略の全体図、図６はスクイーズ式ポンプの概略構造を示す側面図、図７は従来の製造方法品と本発明による製造方法との特性比較を示す図表である。
【００１８】
〔実施例１〕
実施例１による繊維補強ゴムホースの製造方法は、図６に示すスクイーズ式ポンプ１１のポンピングチューブ１２として用いられる繊維補強ゴムホース１０の製造方法であり、最初にそのスクイーズ式ポンプ１１について簡単に説明しておくこととする。
【００１９】
スクイーズ式ポンプ１１は、図６に示すように、部分的にドラム１７の内周に沿う状態に湾曲装備されるポンピングチューブ１２と、両端にローラ１３が枢支されてドラム１７内において回転中心Ｐ回りに矢印イ方向に回転するロータ１４とを有して構成されており、ポンピングチューブ１２の吸入側端部１２ａ基端にはホッパー１５が、そして、ポンピングチューブ１２の吐出側端部１２ｂには搬送チューブ１６がそれぞれ連結されている。
【００２０】
繊維補強ゴムホース１０で成るポンピングチューブ１２の径は、吸入側が太く、吐出側が細くなるテーパーが付けられており、ポンピングチューブ吸入側端部１２ａに嵌合されたホッパー１５にミキサー車等から搬送された生コンクリートを収容した状態で、ロータ１４を矢印イ方向に駆動回転すると、ローラ１３がポンピングチューブ１２を押えてその断面積を圧縮し、下から上へと回転移動するに従ってのチューブ押圧箇所の周方向移動により、繊維補強ゴムホース１０のテーパ部５における断面積の徐減によってチューブ内の生コンクリートの圧を高めながら押し上げ、吐出側端部１２ｂから吐出するようになる。従って、ポンピングチューブ１２には、頻繁な変形に耐え得る柔軟性と強度とが求められるとともに、吐出側ほど高い耐圧性が要求される。
【００２１】
上記スクイーズ式ポンプのポンピングチューブ１２として用いられる繊維補強ゴムホース１０は、次のような製造方法によって作成される。即ち、図１に示すように、繊維補強コード２を、テーパ部（レデューサ）５を有する筒状ゴム１の外周面に螺旋状に巻付けて筒状ゴム１の外周に繊維補強層３を形成する繊維補強ゴムホースの製造方法であって、複数本の繊維補強コード２を夫々独立したボビン４から引出しながら、それらを配列させてテーパ部５を含む筒状ゴム１の外周部に送出し供給して筒状ゴム１の軸心Ｘに対して一定の角度αで（テーパ部５の表面に対して一定の角度θで）巻付けるにあたり、複数の繊維補強コード２の配列ピッチを、筒状ゴム１の径に従属させて個別的に制御させる方法を採っている。
【００２２】
まず、図１，２に示すように、吸入側端部１２ａとなる大径ストレート部１０ａと、吐出側端部１２ｂとなる小径ストレート部１０ｂと、大径ストレート部１０ａと小径ストレート部１０ｂとの間のテーパ部５とから成る未加硫状態の筒状ゴム１を予め作成し、用意する。筒状ゴムは、その軸心Ｘ回りに回転自在に支持されており、駆動回転機構１８により、必要に応じて単位時間当たり所定回転数で正逆のいずれにも駆動回転自在に構成されている。繊維補強コード２は、図４に示すように芯材８をゴム７で被覆した構造のものを用いる。芯材８としてはナイロン製のものを用いるが、アラミド、ポリエステル、或いはスチールコード等でも良く、特定の材料に限定されるものではない。なお、ここでは芯材８をゴム７で被覆したものを繊維補強コード２としているが、芯材８のみで繊維補強コード２を形成することも可能である。
【００２３】
繊維補強コード２を安定的にガイドするためのガイドローラ６は、図２、図３に示すように、プーリー状の輪体に形成されており、各繊維補強コード２毎に設けられている。筒状ゴム１のサイドに配備される複数のガイドローラ６は、対応するボビン４との間に十分な間隔が取られており、各ボビン４から巻き解された芯材（コード）８を、ゴム被覆装置Ｇを通してゴム７で被覆された繊維補強コード２に形成してから対応するガイドローラ６に通し、筒状ゴム１に向わせる。押出し機等から成るゴム被覆装置Ｇは公知技術に付き、詳細説明は割愛する。
【００２４】
図１に示すように、各ガイドローラ６は、支持ロッド１９の先端部に回転自在に支承され、各支持ロッド１９を片持ち状に支持する移動体２３は、支点Ｚで角度調節及び固定自在に伸縮機構２４に支持されて移動装置２０を構成する。つまり、移動体２３や伸縮機構２４は各ガイドローラ６毎に装備される。例えば伸縮機構２４を、移動体２３を先端に支承するピストンロッド２４ａを有して、支点Ｑで角度調節及び固定自在に固定部（図示省略）に支持される駆動シリンダ（電動シリンダや油圧シリンダ）で構成する。各支点Ｚ，Ｑの調節及び伸縮機構２４の駆動伸縮により、ガイドローラ６は任意の向きで、かつ、任意の移動方向に設定して往復移動することが可能であり、図１においては、テーパ部５の外周面の平面視における移動装置側の稜線Ｌと平行な移動方向に速度Ｖ１〜Ｖ４で、かつ、稜線Ｌに対して所定の巻付角度θ（例えば５４度）が施された状態で移動するよう制御装置２１によって制御される。なお、伸縮機構２４は、移動体２３（又は支持ロッド１９）が長尺レール上を転動移動するといったものでも良く、その構造は限定されない。
【００２５】
このような移動装置２０により、各ガイドローラー６は個別に移動自在に支持されており、移動装置２０やゴム被覆装置Ｇ、及び前述した駆動回転機構１８の駆動状態を司る制御装置２１が装備されている。この制御装置２１には、筒状ゴム１の形状、寸法、回転速度、繊維補強コードの巻付けに関する条件（密度、巻角、コード径等）といった各緒元（データ）がキーボード等の入力手段２２によって予め記憶自在に構成されている。なお、移動体２３や伸縮機構２４の支点ＺやＱ回りでの角度調節が、回動機構（図示省略）を設ける等によって駆動調節可能な構造としておき、入力手段２２の操作に応じて各回動機構が駆動され、自動的に移動体２３や伸縮機構２４の向き（姿勢）が設定される構成を採ることも可能である。
【００２６】
さて、上記の装置によって筒状ゴム１に複数の並列繊維補強コード２を巻付ける製造方法を、説明例として繊維補強コード２が四本として図１、図２を参照して説明すると、各繊維補強コード２は小径ストレート部１０ｂから巻き付けられ、その巻付角度θ（α）が維持されるように、かつ、隣り合う繊維補強コード２，２どうしの間隔ｄ（ｄ１，ｄ２）が大径側に行くほど次第に広くなるように、各ピストンロッド２４ａの突出移動速度が制御される。つまり、最も小径側のガイドローラ６から順に第１〜第４ガイドローラ６〜６の突出移動速度をＶ１〜Ｖ４とすれば、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４となるように、各伸縮機構２４が移動操作される。繊維補強コード２の筒状ゴム１への巻付けが終了して繊維補強層３が形成されると、しかる後に加硫処理を行うべく加硫工程へと運ばれて行く。
【００２７】
繊維補強コード２はゴム被覆されて筒状ゴム１の外周面に巻き付けられるので、ゴムどうしが当接する状態で加硫されることによる加硫接着作用が有効に発揮され、芯材８が筒状ゴム１び外周部に良好に一体化されて確実な補強効果を得ることができる。特に、ゴム被覆装置Ｇにおいては、加圧状態で芯材８にゴム７が被覆されるので、芯材８の細部にまでゴム７が浸透しており、筒状ゴム１の外周面との接着力が大きくて安定したものとなる。参考として、図２に小径側の配列ピッチｄ１と大径側の配列ピッチｄ２を示し、当然ながらｄ１＜ｄ２となるように制御される。
【００２８】
密度（巻付密度）の例としては、隣り合う繊維補強コード２，２どうしの間隔（配列ピッチ）として、最小径側（小径ストレート部１０ｂ）で１ｍｍ、最大径側（大径ストレート部１０ａ）では１．４８ｍｍになるように、筒状ゴム１を駆動する駆動回転機構１８と、支持ロッド１９を突出移動させる移動機構２０とが制御装置２１によって制御される。これにより、最小径側では１００本の繊維補強２が幅１００ｍｍで存在し、最大径側では１００本の繊維補強２が幅１４８ｍｍで存在するように密度差（配列ピッチ差）が付けられる。
【００２９】
以上の製造方法によって作成された繊維補強ゴムホース１０の概略を図５に示す。筒状ゴム１の外周面に繊維補強コード２が螺旋状（スダレ状）に巻き付けられており、図からわかるように、その配列ピッチは、小径側ほど密であり、大径側に行くに従って祖になるように形成されている。これにより、全体としての配列ピッチを密として高耐圧型の繊維補強ゴムホース１０を作成できるとともに、スクイーズ式ポンプのポンピングチューブ１２に好適となるよう、小径側ほどより高い圧力（内圧）に耐え得るものとなっている。
【００３０】
製品例として、上記の配列ピッチ条件（密度条件）に加えて、小径側の径が５０ｍｍ、大径側の径が８０ｍｍ、テーパ部５の長さが１０００ｍｍの筒状ゴム１に、芯材８として径０．７ｍｍのナイロンコードでゴム被覆厚さ１ｍｍの繊維補強コード２を用いた場合、次のような結果が得られた。内圧１ＭＰａの水圧を負荷としたときの伸びや変形は見られず、コード角度分布の乱れは全く無しであり、繊維補強コード２の片吊りによるゴムへの食込みも全く無かった。そして、生産速度（生産性）は速く、繊維補強コード等の予備成形も不要であり、従来（特許文献１や２）のものに比べた場合のメリットが明らかである。参考に、特許文献１と２に示される手段による繊維補強ゴムホースと、本発明の製造方法による繊維補強ゴムホースとの特性比較を図７に示す。
【００３１】
本発明の製造方法による場合は、繊維補強コード２の巻付き速度、つまりはボビン４からの巻解しによる芯材８の繰り出され速度は、筒状ゴム１の回転速度に依存されるので、繊維補強コード２の筒状ゴム１への配列ピッチはガイドローラ６によって決定される。従って、ガイドローラ６を一定速度で移動すれば巻付角度θは一定値に維持されるとともに、前述のように各ガイドローラ６の移動速度をＶ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４とすれば、テーパ部５における小径側の繊維補強コード２の密度（隣り合う繊維補強コードどうしの配列ピッチ）は密に、かつ、大径側の密度は粗となるように制御される。
【００３２】
従って、本発明による製造方法を用いれば、各支持ロッド１９の移動速度をＶ１＞Ｖ２＞Ｖ３＞Ｖ４とすれば、大径側に行くほど密になる状態に制御することができるとともに、Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖ３＝Ｖ４とすれば、径変化に拘らずに一定の配列ピッチに繊維補強コード２を巻付けることができる。つまり、ガイドローラ６の移動速度を個別に制御することにより、繊維補強コード２の巻付角度や配列ピッチを如何様にも設定することが可能である。
【００３３】
なお、本発明による製造方法によって作成する繊維補強ゴムホース１０の目標緒元としては、繊維補強ゴムホース１０の大径部分１０ａと小径部分１０ｂとの寸法比率ｒが３：２以上（ｒ≧１．５）、長さは口径（大径部分１０ａの口径）の５倍以上、大径部分の寸法が５０ｍｍ以上、使用圧力が１ＭＰａ以上である。要するに高圧大口径長尺状のものを目標としており、上述のように改良された製造方法によって繊維補強ゴムホース１０を安価に提供しようとするものである。
【００３４】
従来では、各々が個別のボビン４に巻回されている芯材８を所定数用意し、ゴム被覆装置Ｇによって被覆されて繊維補強コード２とされたものの複数が並列されて集合体となり、一定幅を有したコード材料に形成されており、そのコード材料を単純にテーパ部５の円錐面に巻付ける方法が採られていた。そうなると、テーパ部５への巻き付け速度はコード材料の幅方向の小径側で遅くなり、大径側で速くなるという現象が現れ、小径側ではコード材料が余って皺になるとか、巻付角度が変ってしまうという不都合が生じていた。ところが、本発明による製造方法を用いれば、そのような不都合が解消され、どの繊維補強コード２も弛まず、かつ、緊張され過ぎず、かつ、一定の巻付角度で、かつ、所望の配列ピッチでもって良好に巻付けることができる。
【００３５】
〔別実施例〕
本発明による繊維補強ゴムホース１０は、上述のポンピングチューブ１２の他、生コンクリート打設用ドッキングホース、生コンクリート打設用先端ホース等、種々の用途に用いることが可能である。また、繊維補強コード２としては、ゴム７被覆のされない芯材８のみのものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】繊維補強ゴムホースの製造方法を示す装置全体の概略構成図
【図２】複数の繊維補強コードの筒状ゴムへの巻付状況を示す作用図
【図３】ガイドローラによる繊維補強コードのガイド状態を示す要部の斜視図
【図４】繊維補強コードの構造を示す断面図
【図５】作成された繊維補強ゴムホースの全体図
【図６】スクイーズ式ポンプの概略構造を示す側面図
【図７】各種特性に対する繊維補強ゴムホースの評価を示す対比表
【符号の説明】
【００３７】
１          筒状ゴム
２          繊維補強コード
３          繊維補強層
４          ボビン
５          テーパ部
６          ガイドローラ
７          ゴム
８          芯材
１０        繊維補強ゴムホース
１１        スクイーズ式ポンプ
１２        ポンピングチューブ
Ｘ          筒状ゴムの軸心
α          繊維補強コードの筒状ゴムの軸心に対する角度
θ          繊維補強コードのテーパ部表面に対する角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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