(57)【要約】    【課題】未加硫ゴムの熱膨張による不均一な変形を抑えることができるゴムホースの製造方法の提供。    【解決手段】マンドレル４の外周側に未加硫ゴム３を配置する。未加硫ゴム３の両側に金属カラー８を介在させて、弾性率の温度依存性を有する樹脂カラー９を配置する。マンドレル４及び未加硫ゴム３を加硫缶５の内側のゴムバッグ６に挿入する。未加硫ゴム３及び樹脂カラー９を加熱しつつ未加硫ゴム３をゴムバッグ６で外側から加圧する。加熱されて剛性が小さくなった樹脂カラー９が熱膨張する未加硫ゴム３の伸びを吸収する。樹脂カラー９の設定変形量を超過する圧縮変形が規制される。未加硫ゴム３を加圧して加硫成形してゴムホース２とする。【選択図】  図２
2008142948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周側に筒状の未加硫ゴムを配置されるマンドレルと、該マンドレル及び未加硫ゴムを収容する加硫缶と、該加硫缶の内側に装備されて前記未加硫ゴムを外側から加圧するゴムバッグと、前記マンドレルに装着されて未加硫ゴムの端面を押さえるカラーとを備えた加硫成形型であって、
前記カラーに、加硫成形する際に熱膨張する未加硫ゴムで押されて圧縮変形する変形部が設けられ、
前記変形部は、加硫成形中の加熱時に、中心軸方向に設定変形量まで圧縮変形すると共に、前記設定変形量を超過する圧縮変形が規制され、かつ、加硫成形前の常温時に、未加硫ゴムを中心軸方向に圧縮可能なよう、中心軸方向の圧縮に対する剛性が、加硫成形中の加熱時でかつ圧縮変形量が設定変形量に至るまでの剛性よりも大きく設定されたことを特徴とする加硫成形型。
【請求項２】
前記変形部は、弾性率の温度依存性を有する素材からなり、加硫成形前及び加硫成形後の常温時における弾性率が加硫成形中の加熱時における弾性率よりも大きいものとされたことを特徴とする請求項１に記載の加硫成形型。
【請求項３】
前記変形部は、設定変形量まで圧縮変形自在で、かつ設定変形量を超過する圧縮変形が規制されるよう、中心軸方向に開閉自在なスリットが形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の加硫成形型。
【請求項４】
前記カラーは、前記未加硫ゴムを押し付けられてゴム製筒体の端部形状を形成する筒状の金属カラーと、合成樹脂からなる筒状の樹脂カラーとからなり、前記樹脂カラーは、金属カラーよりも外端側に配置されて前記変形部とされたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の加硫成形型。
【請求項５】
マンドレルの外周側に配置された筒状の未加硫ゴムとの間に、該未加硫ゴムを加硫成形する際にゴム製筒体の端部形状を形成する筒状の金属カラーを中心軸方向に介在させつつ、前記マンドレルに装着される筒状の樹脂カラーであって、
常温時に加熱時よりも大きい弾性率となる弾性率の温度依存性を有する合成樹脂から形成されると共に、設定変形量まで中心軸方向の圧縮変形を許容する開閉自在なスリットが形成されたことを特徴とする樹脂カラー。
【請求項６】
マンドレルの外周側に筒状の未加硫ゴムを配置すると共に、ゴム製筒体の端部形状を形成する金属カラーを介在させて、前記未加硫ゴムよりも外端側に弾性率の温度依存性を有する合成樹脂からなる樹脂カラーを配置し、次いで、前記マンドレル及び未加硫ゴムを加硫缶の内側に装備されたゴムバッグに挿入し、さらに、前記樹脂カラーを中心軸方向における内向きに押圧して前記未加硫ゴムを設定長さまで圧縮し、前記樹脂カラーの中心軸方向の移動を規制した後、前記未加硫ゴム及び樹脂カラーを加熱しつつ未加硫ゴムをゴムバッグで外側から加圧することにより、加熱されて剛性が小さくなった樹脂カラーを熱膨張する未加硫ゴムで押圧して設定変形量まで圧縮変形させて、未加硫ゴムの熱膨張による中心軸方向の伸びを吸収すると共に、樹脂カラーの設定変形量を超過する圧縮変形を規制して未加硫ゴムの端面を押さえながら、前記未加硫ゴムを加硫成形してゴム製筒体を形成し、その後、前記ゴム製筒体及び樹脂カラーを冷却し、剛性が大きくなった樹脂カラーの圧縮変形を復元させながらゴム製筒体を収縮させて、該ゴム製筒体を脱型することを特徴とするゴム製筒体の製造方法。
【請求項７】
マンドレルの外周側に筒状の未加硫ゴムを配置すると共に、ゴムホースの端部形状を形成する金属カラーを介在させて、前記未加硫ゴムよりも外端側に弾性率の温度依存性を有する合成樹脂からなる樹脂カラーを配置し、次いで、前記マンドレル及び未加硫ゴムを加硫缶の内側に装備されたゴムバッグに挿入し、さらに、前記樹脂カラーを中心軸方向における内向きに押圧して前記未加硫ゴムを設定長さまで圧縮し、前記樹脂カラーの中心軸方向の移動を規制した後、前記未加硫ゴム及び樹脂カラーを加熱しつつ未加硫ゴムをゴムバッグで外側から加圧することにより、加熱されて剛性が小さくなった樹脂カラーを熱膨張する未加硫ゴムで押圧して設定変形量まで圧縮変形させて、未加硫ゴムの熱膨張による中心軸方向の伸びを吸収すると共に、樹脂カラーの設定変形量を超過する圧縮変形を規制して未加硫ゴムの端面を押さえながら、前記未加硫ゴムを加硫成形してゴムホースを形成し、その後、前記ゴムホース及び樹脂カラーを冷却し、剛性が大きくなった樹脂カラーの圧縮変形を復元させながらゴムホースを収縮させて、該ゴムホースを脱型することを特徴とする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、ゴムホースなどのゴム製筒体を加硫成形するための加硫成形型、この加硫成形型に装備される樹脂カラー、ゴム製筒体の製造方法、及びゴムホースの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ゴム製筒体は、筒状の未加硫ゴムを内外から押圧しながら加熱することにより加硫成形して製造されている。
【０００３】
ゴム製筒体のうち、中心軸方向の長さが比較的に短いタイヤや空気ばねなどの製造には、筒状の未加硫ゴムの内側にゴムバッグを挿入して、そのゴムバッグの圧力で未加硫ゴムを外金型に押し付ける内バッグ方式の加硫成形を採用することが多い（例えば特許文献１）。
【０００４】
一方、長尺かつ大口径のゴム製筒体の製造には、マンドレルの周りに筒状の未加硫ゴムを成型し、この未加硫ゴムの外周を布締めして直接蒸気加硫する布巻き方式の加硫成形を採用することが多い。この布巻き方式の加硫成形は、長尺の筒体への挿入及び引き抜きが困難な内バッグを不要にすると共に、柔らかいゴムバッグを押し付けることによる内周面の寸法変動や凹凸、段差を防止することができ、特に、内部を流体が流れるゴムホースの製造に好適に採用される。
【０００５】
ただ、布巻き方式の加硫成形を採用する場合、ゴム製筒体の生産性が低く、製品の外観上の見栄えも悪くなりやすく、さらに製品の寸法精度も劣りやすい。
【０００６】
これに対し、ゴム製筒体の内周面を平滑にすると共に、その生産性、外観及び寸法精度を向上させることができ、特に、長尺かつ大口径で一定長さのゴム製筒体を量産する場合に好適な加硫成形として、外バッグ方式の加硫成形が知られている。この外バッグ方式の加硫成形は、マンドレルの周りに未加硫ゴムを成型し、これを加硫缶の内側に装備したゴムバッグに挿入して外側から加圧するものであり、加硫缶に未加硫ゴムの両端を固定することにより、ゴムバッグで加圧した未加硫ゴムが中心軸方向に伸びるのを規制している。
【特許文献１】特開平６−２３８６４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、外バッグ方式によってゴムホースなどの長尺のゴム製筒体を加硫成形する場合、その加熱により、鋼製の加硫缶及びマンドレルよりも熱膨張率の大きい未加硫ゴムが中心軸方向に相対的に伸びようとし、さらに、その伸びが規制されていることにより、未加硫ゴムが外側のゴムバッグを押し返しながら肉厚を増大させるよう熱膨張する。
【０００８】
しかも、ゴムバッグが未加硫ゴムをその全長に渡って加圧するものの、未加硫ゴムの熱膨張が全長に分散されることなく端部付近など一部に集中することにより、ゴム製筒体の外径が部分的に大きくなって、全体あるいは一部にスネーク状のウェーブが形成されるおそれがある。特に、補強コード層を有するゴム製筒体は、熱膨張による外径の不均一を生じやすく、さらに、補強コードのコード角度のずれなども生じるので、形状不良や製品特性の低下を生じさせやすい。
【０００９】
本発明は、未加硫ゴムの熱膨張による不均一な変形を抑えつつ、その中心軸方向の伸びを規制して強く加圧することができる加硫成形型、樹脂カラー、ゴム製筒体の製造方法、及び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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る加硫成形型は、外周側に筒状の未加硫ゴムを配置されるマンドレルと、マンドレル及び未加硫ゴムを収容する加硫缶と、加硫缶の内側に装備されて未加硫ゴムを外側から加圧するゴムバッグと、マンドレルに装着されて未加硫ゴムの端面を押さえるカラーとを備えたものであり、そのカラーに、加硫成形する際に熱膨張する未加硫ゴムで押されて圧縮変形する変形部を設けたものである。さらに、変形部は、加硫成形中の加熱時に、中心軸方向に設定変形量まで圧縮変形すると共に、設定変形量を超過する圧縮変形を規制したものであり、かつ、加硫成形前の常温時に、未加硫ゴムを中心軸方向に圧縮可能なよう、中心軸方向の圧縮に対する剛性を、加硫成形中の加熱時でかつ圧縮変形量が設定変形量に至るまでの剛性よりも大きく設定したものである。
【００１１】
上記構成によれば、加硫成形中の加熱時に、カラーの変形部が設定変形量まで圧縮変形して、熱膨張による未加硫ゴムの伸びを吸収するので、未加硫ゴムの端部付近などにおいても熱膨張による外径の増大を抑えることができ、未加硫ゴムの不均一な変形を防止することができる。しかも、設定変形量を超過する変形部の圧縮変形を規制するので、加圧による未加硫ゴムの中心軸方向の伸びを阻止して強く加圧し、ゴム製筒体の物性を高めることができる。これにより、補強コード層を有するゴム製筒体であっても、熱膨張による外径の不均一や、補強コードのコード角度のずれなどを生じることがなく、寸法精度及び製品特性を高めることができる。
【００１２】
さらに、常温時における変形部の剛性を大きくするので、例えば未加硫ゴムを成型する際に寸法誤差を生じたとしても、加硫成形前の常温時に未加硫ゴムを所定の長さまで圧縮することができる。
【００１３】
なお、変形部を備えたカラーは、未加硫ゴムの両端側に設けてもよく、一端側のみに設けてもよい。また、この加硫成形型は、あらゆる寸法のゴム製筒体を加硫成形することができるが、２ｍ〜８ｍ程度の長尺かつφ７５Ａ程度以上の大口径であるゴム製筒体の加硫成形に特に好適である。
【００１４】
変形部は、例えば熱可塑性樹脂から形成して加硫成形時に塑性変形するようにしたものであってもよいが、変形部を弾性率の温度依存性を有する素材から形成することにより、加硫成形前及び加硫成形後の常温時における弾性率を加硫成形中の加熱時における弾性率よりも大きくすることもできる。ここで、弾性率の温度依存性を有する素材として、エンジニアリングプラスチックのうちのＭＣナイロン（登録商標）を例示することができる。
【００１５】
これにより、加硫成形前の常温時に、変形部の剛性が大きいカラーで、未加硫ゴムを所定の長さまで圧縮し、加硫成形中の加熱時に、剛性の小さい変形部を圧縮変形させて熱膨張による未加硫ゴムの伸びを吸収することができる。さらに、加硫成形後の冷却時には、熱膨張しているゴム製筒体を収縮させながら、剛性の大きくなった変形部を復元させて、ゴム製筒体を脱型するまでカラーで押さえることができるので、成形したゴム製筒体を所定の形状に維持することができる。
【００１６】
変形部の構造としては、設定変形量まで圧縮変形自在で、かつ設定変形量を超過する圧縮変形を規制するよう、中心軸方向に開閉自在なスリットを形成した構造を例示することができる。この構造は、スリットが閉じられるときの圧縮変形量を設定変形量として設定することにより、変形部を圧縮変形自在にしつつ、設定変形量を上回る圧縮変形を規制するものである。
【００１７】
より具体的には、周方向に連続する溝状のスリットを変形部の内面側及び外面側に形成することにより、変形部を全体として蛇腹状に構成して圧縮変形自在にする構造を例示できる。さらに、内面側のスリットを外面側のスリットよりも深く形成することにより、中心軸方向の圧縮によって変形部を太鼓状に変形させることができ、変形部をより変形させやすくすることができる。なお、変形部の他の構造として、変形部に孔を形成して剛性を小さくし、圧縮変形によってその孔を閉じるようにした構造なども採用可能である。
【００１８】
カラーを、未加硫ゴムを押し付けられてゴム製筒体の端部形状を形成する筒状の金属カラーと、合成樹脂からなる筒状の樹脂カラーととから構成し、その樹脂カラーを金属カラーよりも外端側に配置して変形部とするのがよい。これにより、加熱時にも変形することのない金属カラーを未加硫ゴムに直接接触させてゴム製筒体の端部形状を正確に形成しつつ、金属カラーよりも外端側に配置した樹脂カラーで未加硫ゴムの熱膨張による伸びを吸収することができる。なお、金属カラー及び樹脂カラーは、互いに一体化されたものであってもよく、別体のままであってもよい。
【００１９】
また、本発明は、上記の加硫成形型に装備する樹脂カラーを提供する。この樹脂カラーを採用することにより、上記の加硫成形型の構成を採用することによる効果と同じ効果を得ることができる。
【００２０】
すなわち、本発明は、マンドレルの外周側に配置された筒状の未加硫ゴムとの間に、該未加硫ゴムを加硫成形する際にゴム製筒体の端部形状を形成する筒状の金属カラーを中心軸方向に介在させつつ、前記マンドレルに装着される筒状の樹脂カラーであって、常温時に加熱時よりも大きい弾性率となる弾性率の温度依存性を有する合成樹脂から形成されると共に、設定変形量まで中心軸方向の圧縮変形を許容する開閉自在なスリットが形成されたことを特徴とする樹脂カラーを提供する。
【００２１】
また、本発明は、上記の加硫成形型を用いて加硫成形するゴム製筒体の製造方法、及びゴムホースの製造方法を提供する。このゴム製筒体の製造方法、及びゴムホースの製造方法を採用することにより、上記の加硫成形型の構成を採用することによる効果と同じ効果を得ることができる。
【００２２】
すなわち、本発明は、マンドレルの外周側に筒状の未加硫ゴムを配置すると共に、ゴム製筒体の端部形状を形成する金属カラーを介在させて、前記未加硫ゴムよりも外端側に弾性率の温度依存性を有する合成樹脂からなる樹脂カラーを配置し、次いで、前記マンドレル及び未加硫ゴムを加硫缶の内側に装備されたゴムバッグに挿入し、さらに、前記樹脂カラーを中心軸方向における内向きに押圧して前記未加硫ゴムを設定長さまで圧縮し、前記樹脂カラーの中心軸方向の移動を規制した後、前記未加硫ゴム及び樹脂カラーを加熱しつつ未加硫ゴムをゴムバッグで外側から加圧することにより、加熱されて剛性が小さくなった樹脂カラーを熱膨張する未加硫ゴムで押圧して設定変形量まで圧縮変形させて、未加硫ゴムの熱膨張による中心軸方向の伸びを吸収すると共に、樹脂カラーの設定変形量を超過する圧縮変形を規制して未加硫ゴムの端面を押さえながら、前記未加硫ゴムを加硫成形してゴム製筒体を形成し、その後、前記ゴム製筒体及び樹脂カラーを冷却し、剛性が大きくなった樹脂カラーの圧縮変形を復元させながらゴム製筒体を収縮させて、該ゴム製筒体を脱型することを特徴とするゴム製筒体の製造方法を提供する。
【００２３】
また、本発明は、マンドレルの外周側に筒状の未加硫ゴムを配置すると共に、ゴムホースの端部形状を形成する金属カラーを介在させて、前記未加硫ゴムよりも外端側に弾性率の温度依存性を有する合成樹脂からなる樹脂カラーを配置し、次いで、前記マンドレル及び未加硫ゴムを加硫缶の内側に装備されたゴムバッグに挿入し、さらに、前記樹脂カラーを中心軸方向における内向きに押圧して前記未加硫ゴムを設定長さまで圧縮し、前記樹脂カラーの中心軸方向の移動を規制した後、前記未加硫ゴム及び樹脂カラーを加熱しつつ未加硫ゴムをゴムバッグで外側から加圧することにより、加熱されて剛性が小さくなった樹脂カラーを熱膨張する未加硫ゴムで押圧して設定変形量まで圧縮変形させて、未加硫ゴムの熱膨張による中心軸方向の伸びを吸収すると共に、樹脂カラーの設定変形量を超過する圧縮変形を規制して未加硫ゴムの端面を押さえながら、前記未加硫ゴムを加硫成形してゴムホースを形成し、その後、前記ゴムホース及び樹脂カラーを冷却し、剛性が大きくなった樹脂カラーの圧縮変形を復元させながらゴムホースを収縮させて、該ゴムホースを脱型することを特徴とするゴムホースの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００２４】
以上のとおり、本発明によると、未加硫ゴムの端面を押さえるカラーに、未加硫ゴムの伸びを吸収する変形部を設けるので、熱膨張による未加硫ゴムの外径の増大を抑えて不均一な変形を防止することができる。しかも、加硫成形前の常温時には、変形部の剛性を高めて未加硫ゴムを所定の長さまで圧縮することができ、加硫成形中の加熱時でかつ変形部の圧縮変形が設定変形量に達した後は、変形部の変形を規制して未加硫ゴムの伸びを阻止して強く加圧し、ゴム製筒体の物性を高めることができる。
【００２５】
これにより、特に補強コード層を有するゴムホースなどのゴム製筒体を加硫成形する場合であっても、未加硫ゴムの熱膨張が一部に集中することによるスネーク状のウェーブなどの形状不良や、補強コードのコード角度のずれなどを防止して、ゴム製筒体の寸法精度及び製品特性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る加硫成形型、樹脂カラー、ゴム製筒体の製造方法、及びゴムホースの製造方法を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明に係る加硫成形型の断面図で、上半分は加硫成形前の状態を示し、下半分は加硫成形中の状態を示す。図２はカラー付近の拡大断面図で、上半分は加硫成形前の状態を示し、下半分は加硫成形中の状態を示す。図３は樹脂カラーの断面図で、（ａ）は自由状態を示し、（ｂ）は圧縮変形状態を示す。
【００２７】
加硫成形型１は、外バッグ方式の加硫成形によって、ゴム製筒体としてのポンピングチューブなどのゴムホース２を製造するためのものであり、外周側に筒状の未加硫ゴム３を成型されるマンドレル４と、未加硫ゴム３及びマンドレル４を収容する加硫缶５と、加硫缶５の内側に装備されて未加硫ゴム３を外側から加圧するゴムバッグ６と、マンドレル４に装着されて未加硫ゴム３の端面を押さえるカラー７とを備え、さらに、そのカラー７が、未加硫ゴム３を押し付けられてゴムホース２の端部形状を形成する金属カラー８と、金属カラー８よりも外端側に配置されて熱膨張による未加硫ゴム３の中心軸方向の伸びを吸収する変形部としての樹脂カラー９とから構成されている。
【００２８】
マンドレル４は、内側に加熱用の高圧蒸気を注入される鋼製の円筒状とされ、その中心軸方向中央部の外周側に、補強コード層を含む未加硫ゴム３を成型すると共に、未加硫ゴム３の両側にカラー７を装着するようになっている。さらに、マンドレル４とその周りの未加硫ゴム３及びカラー７とを加硫缶５の内側のゴムバッグ６に挿入した後、カラー７よりも外端側に、カラー７を中心軸方向内向きに押さえるリング状の押さえフランジ１０を装着するようになっている。
【００２９】
加硫缶５は、未加硫ゴム３及びその両側のカラー７を収納可能な長さの鋼製の円筒状とされ、その両端部の外周側に加硫缶フランジ１１が設けられている。この加硫缶フランジ１１に押さえフランジ１０をボルト締結することにより、カラー７を介して未加硫ゴム３を所定の長さまで圧縮すると共に、加硫缶５に対するカラー７の移動を阻止して未加硫ゴム３の加圧による伸びを規制するようになっている。
【００３０】
加硫缶５の内側に装備されたゴムバッグ６は、その自由状態における内径がマンドレル４の周りの未加硫ゴム３及びカラー７の外径よりも大きく設定され、ゴムバッグ６と未加硫ゴム３及びカラー７との間に空間１２を空けることにより、マンドレル４とその周りの未加硫ゴム３及びカラー７との挿入を容易にしている。
【００３１】
ゴムバッグ６の両端部は、加硫缶５の端部で折り返されて加硫缶フランジ１１に固定され、この加硫缶フランジ１１に押さえフランジ１０をボルト締結することによってシールされる。両端部をシールされたゴムバッグ６は、加硫缶５に設けられたバルブ（図示せず）に加熱用の高圧蒸気を注入することにより、加硫缶５との間に加熱用の高圧蒸気を封入してなる圧力空間１３を形成する。これにより、ゴムバッグ６と未加硫ゴム３及びカラー７との間の空間１２が閉じられて、ゴムバッグ６が未加硫ゴム３を外側から加圧する。
【００３２】
金属カラー８は、その内径が製造するゴムホース２とほぼ同じ大きさで、外端側の外径がゴムホース２とほぼ同じ大きさ、かつ内端側の外径がゴムホース２よりも小さい鋼製の筒状体とされ、その内端側が未加硫ゴム３の端部内側に侵入してゴムホース２の端部形状を形成するようになっている。
【００３３】
樹脂カラー９は、例えばＭＣナイロン（エンジニアリングプラスチック、登録商標）のような弾性率の温度依存性を有する合成樹脂から形成された筒状体とされ、未加硫ゴム３の加硫成形前及び加硫成形後の常温時における弾性率が加硫成形中の加熱時における弾性率よりも大きいものとされている。
【００３４】
これにより、樹脂カラー９は、加硫成形前には、圧縮変形することなく未加硫ゴム３を圧縮可能な剛性とされ、加硫成形中には、圧縮変形して未加硫ゴム３の熱膨張による伸びを吸収可能な剛性とされる。さらに、加硫成形後には、樹脂カラー９が圧縮変形した状態から復元して未加硫ゴム３の冷却による収縮に追随するようになっている。
【００３５】
樹脂カラー９の内面側及び外面側には、樹脂カラー９を全体として蛇腹状に構成するよう、それぞれ周方向に連続する複数の溝状のスリット１４、１５が形成されている。このスリット１４、１５の深さを、例えば内面側のスリット１４の外径が外面側のスリット１５の内径と同程度の大きさ、あるいは、わずかに大きくなるよう、所望の深さに設定して樹脂カラー９の剛性を調整することにより、加硫成形中の弾性率の小さい状態において、樹脂カラー９が容易に変形するようになっている。さらに、内面側のスリット１４が外面側のスリット１５よりも深く形成され、中心軸方向に圧縮される樹脂カラー９が太鼓状に膨らみながら、より小さな力で変形するようになっている。
【００３６】
この樹脂カラー９は、中心軸方向に圧縮されて内側のスリット１４が閉じられた状態の変形量が設定変形量（α）とされ、加硫成形中においても、設定変形量（α）を超過する圧縮変形を規制するようになっている。これにより、樹脂カラー９は、加硫成形中の未加硫ゴム３の熱膨張の伸びを吸収して、圧縮変形が設定変形量（α）に達した後は、ゴムバッグ６で加圧される未加硫ゴム３の中心軸方向の伸びを規制可能な剛性とされる。
【００３７】
次に、加硫成形型を用いたゴムホースの製造方法を説明する。まず、マンドレル４の中心軸方向中央部の外周側に内面ゴム、補強コード層、外面ゴムの順に巻き付けて、補強コード層を含む筒状の未加硫ゴム３を成型すると共に、その両側にゴムホース２の端部形状を形成する金属カラー８を介在させて樹脂カラー９を装着する。
【００３８】
次いで、マンドレル４とその周りの未加硫ゴム３、金属カラー８及び樹脂カラー９を加硫缶５の内側のゴムバッグ６に挿入して、樹脂カラー９よりも外端側に押さえフランジ１０を装着する。
【００３９】
さらに、押さえフランジ１０を加硫缶フランジ１１にボルト締結することにより、金属カラー８及び樹脂カラー９を中心軸方向内向きに押圧しつつ、マンドレル４、未加硫ゴム３、金属カラー８及び樹脂カラー９を加硫缶５に固定する。これにより、未加硫ゴム３を中心軸方向に設定長さまで圧縮すると共に、樹脂カラー９の中心軸方向の移動を規制し、さらに、ゴムバッグ６の両端を押さえフランジ１０及び加硫缶フランジ１１で挟圧してシールし、図１及び図２の上半分に示す状態を得る。
【００４０】
ここで、押さえフランジ１０を加硫缶フランジ１１にボルト締結して未加硫ゴム３を圧縮するときの樹脂カラー９の挙動について説明する。このときの樹脂カラー９は、常温時の弾性率の大きい状態であり、未加硫ゴム３よりも十分に剛性が大きいので、未加硫ゴム３から受ける反力によって実質的に変形することがない。これにより、未加硫ゴム３を精度よく圧縮することができ、加硫缶５の両端における押さえフランジ１０及び加硫缶フランジ１１の締結力の不均一や、ゴムホース２の寸法不良を防ぐことができる。さらに、加硫成形中に樹脂カラー９が未加硫ゴム３の熱膨張による伸びを吸収するための変形代を残すことができ、しかも、ゴムバッグ６に挿入する際の摺動抵抗による樹脂カラー９の変形もない。
【００４１】
より具体的に説明すると、樹脂カラー９は、常温時において、未加硫ゴム３の中心軸方向の寸法誤差（例えば±５ｍｍ）を見込んだ圧縮量（例えば１０ｍｍ）を実質的に変形することなく圧縮可能とされる。すなわち、樹脂カラー９は、未加硫ゴム３から受ける反力（例えば３００Ｎ）によって実質的に変形しない程度の剛性に設定される。これにより、樹脂カラー９を介して圧縮される未加硫ゴム３は、内面ゴム、補強コード層及び外面ゴムを重ねて成型する際の成型誤差や、ゴムバッグに挿入する際の摺動抵抗による変形により、比較的に大きな寸法誤差を生じやすいが、この未加硫ゴム３を設定長さまで精度よく圧縮することができる。
【００４２】
次いで、マンドレル４の内側及び加硫缶５のバルブ（図示せず）に高温かつ高圧の蒸気を注入して、未加硫ゴム３及び樹脂カラー９を加熱する。このときの樹脂カラー９は、加熱時の弾性率の小さい状態であり、未加硫ゴム３よりも十分に剛性が小さいので、熱膨張する未加硫ゴム３で押圧されて設定変形量（α）まで容易に圧縮変形し、樹脂カラー９が未加硫ゴム３の熱膨張による中心軸方向の伸びを吸収する。
【００４３】
これにより、未加硫ゴム３の伸びを規制する加硫成形のように、未加硫ゴム３がゴムバッグ６を押し返しながら部分的に厚さ方向に熱膨張することがなく、ゴムホース２の外径の不均一や、補強コード層の位置及びコード角度の精度不良が防止される。
【００４４】
さらに、未加硫ゴム３の伸びを吸収する樹脂カラー９の圧縮変形が設定変形量（α）に達すると、樹脂カラー９の内面側及び外面側のスリット１４、１５が閉じて、樹脂カラー９の設定変形量（α）を超過する圧縮変形を規制する。また、加硫缶５のバルブ（図示せず）に注入した高温かつ高圧の蒸気が、未加硫ゴム３及び樹脂カラー９を加熱すると共に、加硫缶５とゴムバッグ６との間に圧力空間１３を形成しながら、未加硫ゴム３とゴムバッグ６との間の空間１２を閉じて、ゴムバッグ６が未加硫ゴム３を外側から加圧し、図１及び図２の下半分に示す状態を得る。
【００４５】
すなわち、未加硫ゴム３の端面を樹脂カラー９で押さえながら、外側からゴムバッグ６で加圧し、樹脂カラー９との間に介在する金属カラー８で端部形状を形成しつつ加硫成形してゴムホース２を得る。なお、未加硫ゴム３は、ゴムと補強コード層の複合体であり、その層間及び素材自体に気泡などが残存するが、この未加硫ゴム３を加熱及び加圧することにより、気泡などを排出しつつ各層が一体化しながら加硫成形される。
【００４６】
その後、ゴムホース２と共に樹脂カラー９を冷却し、この冷却によって剛性の大きくなる樹脂カラー９を、圧縮変形した状態から自由状態に復元させる。この復元する樹脂カラー９でゴムホース２を押さえたままにすることによって、ゴムホース２をその形状寸法を維持しつつ加硫収縮及び冷却によって収縮させた後、加硫成形型１からゴムホース２を脱型する。
【００４７】
次に、本発明の製造方法と従来の製造方法とを具体的な値を用いて比較する。本発明の方法及び従来方法で製造するゴムホース２は、いずれも、その中心軸方向の長さが３０００ｍｍ、内径がφ１３６ｍｍ、外径がφ１７５ｍｍである。
【００４８】
本発明の方法に用いる加硫成形型１は、上記のものであり、未加硫ゴム３の両側に金属カラー８を介在させて樹脂カラー９を設けて、未加硫ゴム３の端部を押さえるようにしたものである。
【００４９】
樹脂カラー９は、常温時の弾性率が９６ＭＰａで、１５０℃の加熱時の弾性率が３９ＭＰａである弾性率の温度依存性を有するＭＣナイロンからなり、その外径がφ１７３ｍｍ、自由状態における中心軸方向長さが７０ｍｍである。また、内面側に溝幅が２ｍｍのスリット１４を４条、外面側に溝幅が２ｍｍのスリット１５を５条形成し、設定変形量（α）を１０ｍｍとして、圧縮変形状態における中心軸方向長さを６０ｍｍとした。
【００５０】
これにより、樹脂カラー９は、常温時における剛性がゴムよりも大きく設定されると共に、加熱時における剛性がゴムよりも小さく設定され、常温時には変形しにくく、かつ加熱時には容易に変形するようになっている。さらに、樹脂カラー９は、加熱時においても、その圧縮変形が設定変形量（α）である１０ｍｍを超過すると、その圧縮が規制されるようになっている。なお、樹脂カラー９は、押さえフランジ１０に形成した内径がφ１７５ｍｍの嵌合部に嵌合するようにしている。
【００５１】
より具体的には、樹脂カラー９は、その平均断面積が７２３ｍｍ２であり、その常温時における剛性が９６ＭＰａ×７２３ｍｍ２×１／１００＝０．７ｋＮである。また、未加硫ゴム３の剛性は、５ＭＰａ×８９７９ｍｍ２×１／１００＝０．５ｋＮである。したがって、加硫成形前の常温時において、樹脂カラー９の剛性が未加硫ゴム３の剛性よりも大きく、樹脂カラー９が圧縮されることなく、未加硫ゴム３を設定長さまで圧縮する。なお、未加硫ゴム３の圧縮強度である０．５ｋＮは、補強コード層が圧縮に影響しないことを考慮した値である。
【００５２】
ここで、加硫成形前の常温時における未加硫ゴム３の圧縮を別の捉え方で説明すると、未加硫ゴム３の最大寸法誤差として±５ｍｍを見込んで、加硫成形前の未加硫ゴム３の圧縮量を１０ｍｍに設定したとき、樹脂カラー９が未加硫ゴム３を圧縮する際に受ける最大反力は、１０ｍｍの圧縮に対する反力である３００Ｎであるが、この反力を受けても、樹脂カラー９が実質的に圧縮変形することはない。
【００５３】
一方、加硫成形中の加熱時における樹脂カラー９の剛性は、１５０℃のとき、３９ＭＰａ×７２３ｍｍ２×１／１００＝０．２ｋＮである。また、加硫されたゴムは、１８ＭＰａ×８９７９ｍｍ２×１／１００＝１．６ｋＮである。したがって、加硫成形中の加熱時において、樹脂カラー９の剛性がゴムホース２の剛性よりも小さく、樹脂カラー９が設定変形量（α）まで圧縮されてゴムの熱膨張による伸びを吸収する。
【００５４】
ここで、補強コード層を含むゴムの線膨張係数を４．５×１０−５／℃とすると、ゴムの熱膨張による中心軸方向の伸びは、４．５×１０−５／℃×３０００×（１７０−３０）＝１８．９ｍｍとなり、両側の樹脂カラー９の設定変形量（α）の合計である２０ｍｍとほぼ等しくなる。なお、ゴム単独の線膨張係数は９×１０−５／℃であるが、補強コード層で規制される分、その１／２の４．５×１０−５／℃になる。また、半径方向の熱膨張は製品肉厚を２０ｍｍとすると、４．５×１０−５／℃×２０×（１７０−３０）＝０．１２ｍｍであり、無視できる程度の十分に小さい値である。
【００５５】
また、従来方法に用いる加硫成形型は、図４に示すものであり、本発明の加硫成形型１とほぼ同じであるが、未加硫ゴム３の両側に樹脂カラーを設けることなく、金属カラー１６を設けて、未加硫ゴム３の端部を押さえるようにしたものである。したがって、ゴムの熱膨張による伸び（１８．９ｍｍ）を吸収することなく規制するので、ゴムが部分的にゴムバッグ６を押し返すように熱膨張したまま加硫成形され、製品の寸法不良を生じ、補強コード層の位置やコード角度の精度不良を生じやすい。
【００５６】
表１に従来方法と本発明の方法を比較した結果を示す。表１は、従来方法及び本発明の方法で製造したゴムホースについて、「外径寸法の変動」、「全長寸法」、「補強コード角度」、「加硫作業のしやすさ」の４項目について比較したものである。
【００５７】
【表１】
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【００５８】
表１に示すように、比較した４項目の全てにおいて、従来方法よりも本発明の方法が優れていることがわかる。
【００５９】
上記構成によれば、ゴムホース２などのゴム製筒体を外バッグ方式で加硫成形する際、加硫成形前後の常温時の剛性が大きく、かつ加硫成形中の加熱時の剛性が小さい樹脂カラー９を設けることより、加硫成形前には、未加硫ゴム３を設定長さまで圧縮し、加硫成形中には、未加硫ゴム３の熱膨張を吸収し、さらに、加硫成形後には、ゴムホース２の収縮に追随して保持することができる。
【００６０】
樹脂カラー９を弾性率の温度依存性を有する素材から形成するので、常温時の弾性率をゴムよりも大きく、かつ加硫成形中の加熱時の弾性率をゴムよりも小さく設定することができる。弾性率の温度依存性を有する素材としては、特に限定されないが、市販のＭＣナイロンが適しており、その中でも、加硫温度である１５０℃から１７０℃の高温に耐え得るものを選択することにより、長期間の使用が可能である。
【００６１】
樹脂カラー９は、従来通りの作業で加硫缶５に装着することができ、さらに、特別な作業を要することなく、加硫温度の上昇に伴って剛性を低下させて、ゴムの熱膨張による中心軸方向の伸びを吸収することができる。これにより、熱膨張量が大きくなりやすいφ７５Ａ以上の比較的大口径で２ｍ〜８ｍ程度の長尺のゴムホース２であっても、外バッグ方式で好適に加硫成形することができる。つまり、熱膨張による伸びを規制することによるゴムホース２の寸法や構造の変化を防止することができ、外径の寸法不良を生じやすい両端部を含む全長に渡って一定の外径で、中心軸方向長さの寸法精度が良好で、かつコード角度などの内部構造の精度不良のないゴムホース２を製造することができる。
【００６２】
また、樹脂カラー９がゴムの伸びを吸収することにより、冷却後の残留熱膨張応力を小さくすることができるので、加硫缶からの引き出しを容易にすることができ、さらに、マンドレルからの脱芯作業を安全に行うと共に、脱芯力を小さくすることができる。
【００６３】
樹脂カラー９が熱膨張によるゴムの伸びを吸収した後、マンドレル４、金属カラー８及び押さえフランジ１０の三者が樹脂カラー９を拘束するので、それ以上の樹脂カラー９の圧縮変形を規制することができ、ゴムをゴムバッグ６で十分に加圧して適正に加硫を進行させることができる。
【００６４】
加硫成形後の冷却時にも樹脂カラー９がゴムホース２の収縮に追随するので、従来の加硫成形に見られたようなマンドレル４の端部における金属カラー８とゴムとの離反をなくすことができる。このように、加硫成形後も樹脂カラー９が金属カラー８を介してゴムを強固に保持するので、冷却時におけるゴムホース２の形くずれを防止することができる。
【００６５】
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、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、製造するゴムホース２は、全長に渡って一定径のものに限らず、両端で肉厚及び径が異なるものであってもよく、さらに、ゴムホース以外のあらゆるゴム製筒体を製造することもできる。テーパ付きポンピングチューブなどの両端で肉厚及び径が異なるゴムホースは、肉厚の厚い部分や径の大きい部分の膨張量が大きく、従来方法では、この膨張量の大きい部分での寸法不良を生じやすいので、本発明を採用するのが特に好適である。
【００６６】
樹脂カラー９は、未加硫ゴム３の両側に配置するだけでなく、いずれか一方のみに配置することもできる。また、樹脂カラー９は、常温時に変形することなく、加熱時にゴムの所定の伸びを吸収し、かつ設定変形量（ａ）を超過する変形を規制可能なものであればよく、スパイラル状のスリットを形成したものなどであってもよい。ＭＣナイロンによる樹脂カラー９の形成は、円筒成型材料の研削であってもよく、金型成型であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る加硫成形型の断面図で、上半分は加硫成形前の状態を示し、下半分は加硫成形中の状態を示す
【図２】カラー付近の拡大断面図で、上半分は加硫成形前の状態を示し、下半分は加硫成形中の状態を示す
【図３】樹脂カラーの断面図で、（ａ）は自由状態を示し、（ｂ）は圧縮変形状態を示す
【図４】従来のカラー付近の拡大断面図
【符号の説明】
【００６８】
１    加硫成形型
２    ゴムホース
３    未加硫ゴム
４    マンドレル
５    加硫缶
６    ゴムバッグ
７    カラー
８    金属カラー
９    樹脂カラー
１４  スリット（内面側）
１５  スリット（外面側）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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