(57)【要約】【課題】筒状弾性体部材の端部を好適に折り曲げることができ、段取替え時間を短縮することができる装置及び方法を提供すること。【解決手段】マンドレル１の外周に成形されたゴムホース２に対して、鋼製リング１２を所定の位置に外装する工程と、ツメ部３を有すると共にマンドレル１の外周に沿って複数個に分割配置された拡径機構２０を、マンドレル１の軸方向に移動させることで、ツメ部３をマンドレル１とゴムホース２の間の所定の位置に挿入する工程と、拡径機構２０がマンドレル１の径方向外側に移動することで、ツメ部３がマンドレル１の端部の径を拡げる工程と、拡径機構２０をマンドレル１の軸方向に移動させることで、ツメ部３がゴムホース２の端部をマンドレル１の軸方向に押し込み、鋼製リング１２を被覆するようにゴムホース２の端部を折り曲げる工程とを備える端部折り曲げ方法。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
心棒の外周に成形された筒状弾性体部材に対して、高剛性リングを所定の位置に外装する工程と、
ツメ部を有すると共に前記心棒の外周に沿って複数個に分割配置された拡径機構又は前記心棒を、前記心棒の軸方向に移動させることで、前記ツメ部を前記心棒と前記筒状弾性体部材の間の所定の位置に挿入する工程と、
前記拡径機構が前記心棒の径方向外側に移動することで、前記ツメ部が前記筒状弾性体部材の端部の径を拡げる工程と、
前記心棒又は前記拡径機構を前記心棒の軸方向に移動させることで、前記ツメ部が前記筒状弾性体部材の端部を前記心棒の軸方向に押し込み、前記高剛性リングを被覆するように前記筒状弾性体部材の端部を折り曲げる工程と、を備えることを特徴とする筒状弾性体部材の端部折り曲げ方法。
【請求項２】
前記拡径機構が前記心棒の径方向外側に移動するにあたり、前記ツメ部の内周面が、前記心棒の径方向において、少なくとも前記高剛性リングの外周位置に前記筒状弾性体部材の厚みを加えた位置まで移動することを特徴とする請求項１記載の筒状弾性体部材の端部折り曲げ方法。
【請求項３】
前記心棒を回転しながら、前記ツメ部を前記心棒と前記筒状弾性体部材の間に挿入することを特徴とする請求項１又は２記載の筒状弾性体部材の端部折り曲げ方法。
【請求項４】
心棒の外周に成形された筒状弾性体部材の端部を、前記筒状弾性体部材に外装された高剛性リングを被覆するように折り曲げる装置において、
心棒を保持する保持部材と、
ツメ部を有すると共に、前記心棒の外周に沿って複数個に分割配置された拡径機構と、
前記心棒又は前記拡径機構を前記心棒の軸方向に移動させる第１駆動装置と、
前記拡径機構を前記心棒の径方向に移動させる第２駆動装置と、
前記心棒又は前記拡径機構を前記心棒の軸方向に移動させることで、前記ツメ部を前記心棒と前記筒状弾性体部材の間の所定の位置に挿入させ、前記拡径機構を前記心棒の径方向外側に移動させて、前記筒状弾性体部材の端部の径を拡げ、前記心棒又は前記拡径機構を前記心棒の軸方向に移動させ、前記ツメ部が前記筒状弾性体部材の端部を前記心棒の軸方向に押し込み、前記高剛性リングを被覆するように前記筒状弾性体部材の端部を折り曲げるべく、前記第１駆動装置および前記第２駆動装置を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする筒状弾性体部材の端部折り曲げ装置。
【請求項５】
前記拡径機構は、前記ツメ部と、第２駆動装置により前記心棒の径方向に移動可能に構成されたスライド部とからなり、
前記ツメ部は、前記スライド部に着脱自在に構成された請求項４記載の筒状弾性体部材の端部折り曲げ装置。
【請求項６】
前記ツメ部は、アリ溝と前記アリ溝に嵌合する凸部により、前記スライド部に着脱可能に構成されると共に、
前記スライド部に形成された切欠凹部に係合する係合部材を備えることを特徴とする請求項５に記載の筒状弾性体部材の端部折り曲げ装置。
【請求項７】
前記心棒を回転させる第３駆動装置を備えると共に、
前記制御装置が、前記ツメ部を前記心棒と前記筒状弾性体部材の間に挿入させるときに、前記心棒を回転させるように前記第３駆動装置を制御する請求項４〜６のいずれかに記載の筒状弾性体部材の端部折り曲げ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒状弾性体部材の端部の折り曲げ方法および装置に関し、特にガスケット部を有するゴムホースの製造に有用である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガスケット部を有するゴムホースでは、ゴムホースに鋼製リングを外装し、その鋼製リングを被覆するようにゴムホースの端部を折り曲げて、ガスケット部を形成している。
【０００３】
そのような目的でゴムホースの端部を折り曲げる（ターンアップする）方法としては、例えば、鋼製リングの位置決め後に、手作業によってゴムの端部を折り曲げる方法や、マンドレル端面に製品内径より小さい外径を有するゴムバックを設置し、そのゴムバックに空気を供給して、その膨らみを利用してゴムの端部を折り曲げる方法があった。
【０００４】
また、外周側にゴムホースが形成されたマンドレルと同軸に、折り曲げ用多層カラーを設置し、当該各カラーを内径の小さい順にゴムホース内面に挿入し、最外層カラーの内径は鋼製リングの外周位置にゴムホースの厚みを加えた値より大きく形成されており、当該最外層カラーを最後にマンドレル軸方向に押し込むことにより、ゴムホースの端部を折り曲げる方法及び装置が提案されている（下記特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１８１５号公報（第２頁、図４、図５）
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、手作業による方法では工数の増大や密着力の低下を招き、またゴムバックによる方法では小口径ホースに適用できないという問題があった。更に、ゴムホースの厚みが厚い場合、手作業やゴムバックによってはゴムホースの端部を折り曲げることができないため、不適当であった。
【０００６】
また、上記特許文献１に記載の装置が備える折り曲げ用多層カラーは、筒状部材を多重に重ねたものであり、非常に重量が大きいため、ゴムホースの径が変わる度にその段取替えに時間がかかる。そのため、生産能率が低下するという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、ゴムホースなどの筒状弾性体部材の端部を好適に折り曲げることができる装置及び方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、上記目的に加えて段取替え時間を短縮することができる装置及び方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明の筒状弾性体部材の端部折り曲げ方法は、心棒の外周に成形された筒状弾性体部材に対して、高剛性リングを所定の位置に外装する工程と、ツメ部を有すると共に前記心棒の外周に沿って複数個に分割配置された拡径機構又は前記心棒を、前記心棒の軸方向に移動させることで、前記ツメ部を前記心棒と前記筒状弾性体部材の間の所定の位置に挿入する工程と、前記拡径機構が前記心棒の径方向外側に移動することで、前記ツメ部が前記筒状弾性体部材の端部の径を拡げる工程と、前記心棒又は前記拡径機構を前記心棒の軸方向に移動させることで、前記ツメ部が前記筒状弾性体部材の端部を前記心棒の軸方向に押し込み、前記高剛性リングを被覆するように前記筒状弾性体部材の端部を折り曲げる工程とを備える。
【０００９】
本発明に係る筒状弾性体部材の端部折り曲げ方法によると、心棒の外周に沿って複数個に分割配置された拡径機構のツメ部が、心棒と筒状弾性体部材との間に挿入され、その筒状弾性体部材の端部の径を拡げると共に、心棒の軸方向に押し込むことで、筒状弾性体部材の端部が高剛性リングを被覆するように折り曲げることができる。これにより、手作業による方法のように工数の増大や密着力の低下を生ずることがなく、ゴムバックによる方法では困難であった口径が小さい筒状弾性体部材へ好適に適用することができる。更に、機械的に折り曲げることができるので、厚みが厚い筒状弾性体部材についても好適に適用することができる。
【００１０】
上記において、前記拡径機構が前記心棒の径方向外側に移動するにあたり、前記ツメ部の内周面が、前記心棒の径方向において、少なくとも前記高剛性リングの外周位置に前記筒状弾性体部材の厚みを加えた位置まで移動することが好ましい。
【００１１】
これにより、ツメ部が筒状弾性体部材の端部を押し込むにあたり、筒状弾性体部材の端部が高剛性リングを好適に被覆するように折り曲げることができる。ここで、高剛性リングの外周位置とは、心棒の径方向における高剛性リングの外周の位置を指す。
【００１２】
上記において、前記心棒を回転しながら、前記ツメ部を前記心棒と前記筒状弾性体部材の間に挿入することが好ましい。
【００１３】
心棒を回転しながら、ツメ部を心棒と筒状弾性体部材との間に挿入することで、ツメ部の挿入をスムーズに行うことができる。
【００１４】
また、本発明の筒状弾性体部材の端部折り曲げ装置は、心棒の外周に成形された筒状弾性体部材の端部を、前記筒状弾性体部材に外装された高剛性リングを被覆するように折り曲げる装置において、心棒を保持する保持部材と、ツメ部を有すると共に、前記心棒の外周に沿って複数個に分割配置された拡径機構と、前記心棒又は前記拡径機構を前記心棒の軸方向に移動させる第１駆動装置と、前記拡径機構を前記心棒の径方向に移動させる第２駆動装置と、前記心棒又は前記拡径機構を前記心棒の軸方向に移動させることで、前記ツメ部を前記心棒と前記筒状弾性体部材の間の所定の位置に挿入させ、前記拡径機構を前記心棒の径方向外側に移動させて、前記筒状弾性体部材の端部の径を拡げ、前記心棒又は前記拡径機構を前記心棒の軸方向に移動させ、前記ツメ部が前記筒状弾性体部材の端部を前記心棒の軸方向に押し込み、前記高剛性リングを被覆するように前記筒状弾性体部材の端部を折り曲げるべく、前記第１駆動装置および前記第２駆動装置を制御する制御装置とを備える。
【００１５】
本発明に係る筒状弾性体部材の端部折り曲げ装置によると、上述の効果を好適に奏することができる。加えて、制御装置により第１及び第２駆動装置が制御されるので、容易且つ確実に筒状弾性体部材の端部を折り曲げることができる。
【００１６】
上記において、前記拡径機構は、前記ツメ部と、第２駆動装置により前記心棒の径方向に移動可能に構成されたスライド部とからなり、前記ツメ部は、前記スライド部に着脱自在に構成されていることが好ましい。
【００１７】
拡径機構が、スライド部と、スライド部に着脱自在に構成されたツメ部とからなることから、径の異なる筒状弾性体部材の端部を折り曲げる際には、ツメ部の交換を行うだけで容易に対応することができる。これにより、段取替え時間を短縮することができ、生産能率を高めることができる。
【００１８】
上記において、前記ツメ部は、アリ溝と前記アリ溝に嵌合する凸部により、前記スライド部に着脱可能に構成されると共に、前記スライド部に形成された切欠凹部に係合する係合部材を備えることが好ましい。
【００１９】
アリ溝と凸部の嵌合作用によって、ツメ部がスライド部に着脱可能に構成されることから、ツメ部の交換等を容易に行うことができる。また、スライド部に設けられた切欠凹部に係合部材を係合することで、ツメ部の位置決め及び固定化を行うことができる。これらにより、段取替え時間を短縮することができ、生産能率を好適に高めることができる。
【００２０】
上記において、前記心棒を回転させる第３駆動装置を備えると共に、前記制御装置が、前記ツメ部を前記心棒と前記筒状弾性体部材の間に挿入させるときに、前記心棒を回転させるように前記第３駆動装置を制御することが好ましい。
【００２１】
心棒を回転しながら、ツメ部を心棒と筒状弾性体部材との間に挿入することで、ツメ部の挿入をスムーズに行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る筒状弾性体部材の端部折り曲げ装置を側面から見た全体図である。図２は、フレームに対する拡径機構の配置を示す正面図である。
【００２３】
端部折り曲げ装置１０はマンドレル１（前記心棒に相当する。）、フレーム９ａ、９ｂ、拡径機構２０およびマンドレル受け１１（保持部材に相当する。）を備える。マンドレル１の外周側には一定の厚みを有するゴムホース２（前記筒状弾性体部材に相当する。）が形成されており、その両端から所定の距離を保って鋼製リング１２（前記高剛性リングに相当する。）が外装されている。ゴムホース２はゴム層と補強繊維層からなり、ガスケット部を形成するにはゴム層及び補強繊維層の密着力を低下させずに、端部を折り曲げる必要がある。
【００２４】
マンドレル１の軸方向両側にはフレーム９ａ、９ｂ及びマンドレル受け１１が設置されており、フレーム９ａにはマンドレル１と同軸の孔１３が設けられている。マンドレル１は孔１３に挿通され、マンドレル受け１１によってその端部を保持される。また、フレーム９ａは第１サーボモータ１６（前記第１駆動装置に相当する。）によってマンドレル１の軸方向に移動すると共に、マンドレル受け１１は第３サーボモータ１８（前記第３駆動装置に相当する。）によって回転駆動する。
【００２５】
フレーム９ａにはマンドレル１の軸を中心として、４つの拡径機構２０がフレーム９ａの４角方向に設けられている。拡径機構２０は、それぞれ、スライダー５（前記スライド部に相当する。）と、スライダー５に取り付けられたツメ部３を備え、スライダー５は第２サーボモータ６（前記第２駆動装置に相当する。）によって、直動ガイド４に沿って移動する。ツメ部３はマンドレル１の外周に沿って周方向に配置されており、第２サーボモータ６によって、スライダー５と共にマンドレル１の径方向に移動する。隣合うツメ部３同士は、ツメ部３がマンドレル１の径方向の最も内側に位置する状態（ツメ部３の内周面がマンドレル１の外周面に接する状態）において、接触するものでもよく、又は離間するものでもよい。なお、第１〜第３サーボモータ１６、６、１８は、制御装置（不図示）によって、その駆動が制御される。
【００２６】
後述するゴムホース２の端部折り曲げ工程においては、４つのスライダー５にそれぞれ同じ大きさのツメ部３を取り付けるが、図２の例では、上部２つのスライダー５には比較的小口径（例えば、直径５０ｍｍ）のゴムホース２に対応するツメ部３を、下部２つのスライダー５には比較的大口径（例えば、直径３００ｍｍ）のゴムホース２に対応するツメ部３を取り付けたものを示した。このように、折り曲げるゴムホース２の口径によって、それに対応するツメ部３を適宜取り付けることができるので、本発明によって端部を折り曲げることができるゴムホース２の口径は特に制限されない。
【００２７】
本発明に係る拡径機構２０の１つを示す正面図を図３に、側面図を図４に、上面図を図５に示す。
【００２８】
ツメ部３は側面から見てＬ字形に形成されており、マンドレル１とゴムホース２の間に挿入される部分は、挿入を容易に行えるようにテーパ状に加工されていることが好ましい。また、ツメ部がゴムホース２を傷付けないように、その先端部はＲ０．５〜Ｒ１．０に加工されていることが好ましい。
【００２９】
ツメ部３は、スライダー５に対して取り付ける側に凸部１４を有しており、凸部１４とスライダー５に形成されたアリ溝７との嵌合作用によって、スライダー５に着脱可能に構成されている。また、ツメ部３はボールプランジャ８（前記係合部材に相当する。）を備えており、スライダー５の所定の位置には切欠凹部が形成されている。
【００３０】
図６に、ボールプランジャ８と切欠凹部１５の関係を説明する断面図を示す。ボールプランジャ８の先端にはスプリング２１によって付勢されたボール１７が設けられており、ボールプランジャ８が切欠凹部１５の位置に来ると、ボール１７が切欠凹部１５に係合する。これにより、ツメ部３の位置決め及び固定化が確保される。また、スライダー５からツメ部３を取外す場合は、スプリング２１の付勢力に抗する力でツメ部３をスライダー５に対して摺動させればよい。したがって、ボールプランジャ８を使用することにより、スライダー５を傷付けることなく、容易且つ確実にツメ部３の着脱を行うことができる。
【００３１】
次に、本発明によるゴムホースの端部折り曲げ方法について、図面を参照しながら説明する。図７は、ゴムホースの端部折り曲げ工程を説明する図であり、拡径機構２０の動きは、対向する２つのツメ部３によって示している。
【００３２】
まず、外周側にゴムホース２が形成されたマンドレル１の両端を、マンドレル受け１１にセットする。このとき、鋼製リング１２を予めゴムホース２の所定の位置に外装しておく。また、図７（ａ）に示すように、各ツメ部３はマンドレル１の外周に沿って周方向に配置されている。そして、ツメ部３がゴムホース２に近づくように、第１サーボモータ１６がフレーム９ａをマンドレル１の軸方向に駆動させる。図７（ｂ）に示すように、ツメ部３がゴムホース２とマンドレル１の間に挿入され、所定の位置に達するとフレーム９ａの移動は停止する。ツメ部３が挿入される際、マンドレル１を回転させながらツメ部３を挿入することが好ましく、また、ゴムホース２の端部に潤滑材を塗っておくことが好ましい。これにより、ツメ部３の挿入をスムーズに行うことができる。
【００３３】
フレーム９ａの移動とマンドレル１の回転を停止した後、スライダー５をマンドレル１の径方向に移動させる。これにより、各ツメ部３がゴムホース２の端部の径を拡大する。このとき、図７（ｃ）に示すように、各ツメ部３の内周面（マンドレル１の外周面に接していた面）が、マンドレル１の径方向において、鋼製リング１２の外周位置Ｒ１にゴムホース２の厚みＴを加えた位置Ｒ２まで移動することが好ましい。上記において、図８のように、位置Ｒ２を、鋼製リング１２の外周位置Ｒ１にゴムホース２の厚みＴ及び若干の余裕αを加えた位置としてもよい。これにより、ゴムホース２をより好適に折り曲げることができる。
【００３４】
そして、図７（ｄ）に示すように、フレーム９ａをマンドレル１の軸方向に移動させると、ツメ部３がゴムホース２の端部をマンドレル１の軸方向に押し込み、ゴムホース２の端部が鋼製リング１２を被覆するように折り曲がる。なお、マンドレル１及び鋼製リング１２のセット後、以上までの工程は制御装置によって自動的に行うことが可能である。
【００３５】
折り曲げられた端部は、ステッチャーを掛けてガスケット部としての最終形状に成形する。他端部の折り曲げについては、一方の折り曲げ後にマンドレル１を反転させて上述の工程を経てもよく、また、フレーム９ａ及びフレーム９ｂに拡径機構２０を設置した装置を用いて、マンドレル１の両側において折り曲げ工程を行ってもよい。
【００３６】
［他の実施形態］
（１）前述の実施形態では、各ツメ部３がゴムホース２の端部の径を拡大する工程の後に、マンドレル１の軸方向に移動して、端部を軸方向に押し込む例を示したが、本発明ではそれらの工程を同時に行うものでもよい。すなわち、各ツメ部３が端部の径を拡げながら、マンドレル１の軸方向に移動して、端部を軸方向に押し込むものでもよい。これにより、工程を短縮することができると共に、折り曲げが容易となり作業性が向上する。
【００３７】
（２）前述の実施形態では、フレーム９ａに４つの拡径機構２０が設けられた例を示したが、本発明ではマンドレル１の外周に沿って複数個に分割配置されるものであれば４つに限られない。但し、１つのフレームに設ける拡径機構２０の数は３〜６つであることが好ましい。２つであればゴムホース端部の径を拡げるのが困難となり、７つ以上であればツメ部の交換等が煩雑となって生産能率を阻害する。
【００３８】
（３）前述の実施形態では、拡径機構２０がフレーム９ａの４角方向に設けられている例を示したが、本発明ではこの例に限られない。例えば、フレーム９ａの上下と左右方向に設けられるものであってもよい。
【００３９】
（４）前述の実施形態では、ツメ部３が有する凸部１４とスライダー５に形成されたアリ溝７との嵌合作用によって、ツメ部３がスライダー５に着脱可能に構成されている例を示したが、本発明では、ツメ部３にアリ溝７が形成され、そのアリ溝７に嵌合する凸部１４をスライダー５が有するものでもよい。
【００４０】
（５）前述の実施形態では、筒状弾性体部材としてゴムホースの例を示したが、これに限定されるものではない。また、筒状弾性体部材の厚みは一般に５〜１０ｍｍで選定されるが、本発明においては比較的厚い部材（例えば、１２〜１５ｍｍ）であっても、好適に端部を折り曲げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る筒状弾性体部材の端部折り曲げ装置を側面から見た全体図
【図２】フレームに対する拡径機構の配置を示す正面図
【図３】拡径機構の１つを示す正面図
【図４】拡径機構の１つを示す側面図
【図５】拡径機構の１つを示す上面図
【図６】本実施形態における係合部材を示す断面図
【図７】ゴムホースの端部折り曲げ工程を説明する図
【図８】拡径工程におけるツメ部の位置関係を説明する図
【符号の説明】
１      マンドレル
２      ゴムホース
３      ツメ部
５      スライダー
９ａ    フレーム
１０    端部折り曲げ装置
１２    鋼製リング
２０    拡径機構
【図１】
2005001154.tif 000003
【図２】
2005001154.tif 000004
【図３】
2005001154.tif 000005
【図４】
2005001154.tif 000006
【図５】
2005001154.tif 000007
【図６】
2005001154.tif 000008
【図７】
2005001154.tif 000009
【図８】
2005001154.tif 000010