(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状基材を準備し、この筒状基材の表面長手方向に糸状体を複数本配列して固着する工程と、
糸状体が固着された筒状基材をゴムラテックス分散浴でディッピング処理し、隣接する糸状体同士を連結するとともに筒状胴体部の基礎筒体を形成する工程と、
基礎筒体の長手方向の両端部から中心に向けて基礎筒体を圧縮しつつ、筒状基材から基礎筒体を剥離させるともに、基礎筒体に蛇腹形状を形成させる工程と、を有することを特徴とする複合ベローズの製造方法。
【請求項２】
前記基礎筒体に蛇腹形状を形成させる工程は、ゴムラテックスの乾燥が不完全な状態で蛇腹形状の型付けを行ない、しかる後に、ゴムラテックスの完全乾燥を行う請求項１に記載の複合ベローズの製造方法。
【請求項３】
前記基礎筒体に蛇腹形状を形成させる工程は、蛇腹形状の蛇腹谷部を形成するためのリング部材を基礎筒体の円周方向に巻き、かつ長手方向に一定のピッチで複数形成した後に行われる請求項１に記載の複合ベローズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２種以上の素材を組み合わせた複合ベローズに関し、特に、極く小さな圧力で作動し、かつ大きな圧力にも耐えることができる複合ベローズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば、空圧機器の作動膜部としてダイアフラム等の布入りゴム成形体が広く知られている。この布入りゴム成形体は、布（基布）とゴムとの複合膜であり、ゴム成形体の内部に埋め込まれた布（基布）によって作動圧力に対する強度を持たせ、また、ゴム材質によって気密性を持たせる構造をとっている。このような布入りゴム成形体は、空圧機器内のピストンとシリンダとの間に折り返しを作りながら装着されており、この布入りゴム成形体は、圧力によってピストンが降下するときピストン壁からシリンダ壁へと滑らかに摩擦なく転がりながら折り返し部分を移動させていくというように作用する（いわゆるローリング作用）。これとは逆に、圧力が減少してピストンが上昇するときも同様に作用する。
【０００３】
しかしながら、上記布入りゴム成形体は、噛み込みをせずに円滑なローリング作用を確保するために、外径に対する長さの比は、大きく採ったとしてもせいぜい約１：１程度の設定が限度であり、（外径に対し）長手方向に大きなストロークが要求される空圧機器には適さないといえる。
【０００４】
また、従来の空圧機器全般に言えることではあるが、大きな圧力に耐えることができる作動膜部は、極く小さな圧力で安定して作動することができない。反対に、極く小さな圧力で作動する作動膜部は、強度的に大きな圧力に耐えることができない。また、圧力−ストロークの関係を示すグラフにおいては、双方の関係が直線性を示すことが好ましいが、一般には圧力が高くなるにつれてストロークの追従性が悪くなり直線性が得られなくなってしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような実状のもとに本発明は創案されたものであって、その目的は、極く小さな圧力で作動し、かつ大きな圧力にも耐えることができる複合ベローズを提供することにある。また、ストロークの圧力応答性に優れ、広い圧力範囲で圧力−ストロークの直線関係が得られる複合ベローズを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の複合ベローズの製造方法は、筒状基材を準備し、この筒状基材の表面長手方向に糸状体を複数本配列して固着する工程と、糸状体が固着された筒状基材をゴムラテックス分散浴でディッピング処理し、隣接する糸状体同士を連結するとともに筒状胴体部の基礎筒体を形成する工程と、基礎筒体の長手方向の両端部から中心に向けて基礎筒体を圧縮しつつ、筒状基材から基礎筒体を剥離させるともに、基礎筒体に蛇腹形状を形成させる工程と、を有するように構成される。
【００１０】
また、本発明の好適な態様として、前記基礎筒体に蛇腹形状を形成させる工程は、ゴムラテックスの乾燥が不完全な状態で蛇腹形状の型付けを行ない、しかる後に、ゴムラテックスの完全乾燥を行うように構成される。
【００１１】
また、本発明の好適な態様として、前記基礎筒体に蛇腹形状を形成させる工程は、蛇腹形状の蛇腹谷部を形成するためのリング部材を基礎筒体の円周方向に巻き、かつ長手方向に一定のピッチで複数形成した後に行われるように構成される。
【００１２】
本発明における筒状胴体部は、長手方向にのみ糸状体が『筋』状に配列されており、それらの間が伸縮可能なゴムまたは樹脂によって連結され、かつ筒状胴体部全体が蛇腹形状に形成されているので、極く小さな圧力で作動でき、かつ大きな圧力にも耐えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１には本発明の複合ベローズ１の一部分を示す断面図が示され、図２には図１のＡ−Ａ断面矢視図が示される。
【００１５】
図１に示されるように複合ベローズ１は、長手方向に伸縮する蛇腹形状の筒状胴体部１０、すなわち、蛇腹谷部１１と蛇腹谷部１５を交互に備える筒状胴体部１０を備えている。この筒状胴体部１０においては、その長手方向に複数の糸状体２０が筒状胴体部１０の端から端まで並べて配列されており、図２に示されるように隣接する糸状体２０同士は、筒状胴体部１０の実質的な肉厚部３０を構成する伸縮可能なゴムまたは樹脂によって気密に連結されている。
【００１６】
長手方向に配列される糸状体２０は、図２に示されるように筒状胴体部１０の肉厚部３０内の円周方向に略均等に並べて埋設させることが好ましい。
【００１７】
本発明に用いられる糸状体２０は、筒状胴体部１０の強度を高めるためのいわゆる『筋』のような役割を果たしており、具体的材料としては、ビニロン（糸または繊維）、ポリエステル（糸または繊維）、ナイロン（糸または繊維）、レーヨン（糸または繊維）、麻（糸または繊維）、綿（糸または繊維）、ガラス繊維、ボロン繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、スチール（金属）などが用いられる。中でも特に、ポリエステル繊維、ナイロン繊維等の強度のあるものが好ましい。用いる糸状体２０の太さは、筒状胴体部１０の外径や肉厚等を考慮して適宜決定すればよいが、一般には、Φ０．００５〜Φ５ｍｍ程度のものを用いるのがよい。
【００１８】
このような糸状体２０は前述したように実質的な肉厚部３０を構成する伸縮可能なゴムまたは樹脂によって気密に連結されている。肉厚部３０に伸縮性が要求されるのは、主に、図２に示されるごとく、蛇腹形状の蛇腹山部１５を形成する際に、矢印（イ）で示される周方向の伸びが必要となるからである。伸縮性を備える肉厚部３０を構成するゴムとしては、例えば、ポリイソプレン、ブタジエンスチレンゴム、アクリロニトリルゴム、ブチルゴム、ネオプレン、多硫化物系ゴム、ポリブタジエン、天然ゴム等が用いられる。特に、後述する好適な製造方法からも分かるように、ゴム樹から得られる乳濁液である天然ゴムラテックスや、乳化重合によって製造される合成ゴムラテックスを用いるのが好ましい。伸縮性を備える肉厚部３０を構成する樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、軟質塩化ビニル等の樹脂エラストマーが挙げられる。肉厚部３０の厚さは、用いる伸縮性材料や、肉厚部３０内に埋設される糸状体２０の太さ（径）等によって適宜設定されるものであり、本発明においては、０．００５〜１０ｍｍの範囲に設定するのが好ましい。
【００１９】
さらに筒状胴体部１０には、筒状胴体部１０の蛇腹谷部１１を形成するためのリング部材７を円周方向に巻いておくことが好ましい。このリング部材７は各蛇腹谷部１１の位置に対応して一定のピッチで筒状胴体部１０の表面に複数本設けられることが好ましい。さらに、このリング部材７は、筒状胴体部１０に固着させておくことが好ましい。このようなリング部材７を用いることによって、蛇腹形状のピッチを任意かつ正確に設定でき、例えば、ピッチを小さくして蛇腹谷部１１と蛇腹山部１５のうねりを小さくすれば、圧力−ストロークの関係を示すグラフにおいて、双方の関係が広い圧力範囲で直線性を示すという良好な圧力応答性を示す。さらに、リング部材７は、蛇腹形状の形態維持の向上に寄与する。
【００２０】
このようなリング部材７は、蛇腹谷部１１の径を規制でき、伸縮性がほとんどない材料（形態は線状のもの）であれば特に限定されることなく使用でき、金属性材料やプラスチック材料等いずれであっても良い。
【００２１】
上述してきた本発明の筒状胴体部１０は、その外径に対する長さの比が、大きく設定でき、長手方向に極めて大きなストロークを採ることができる。また、長手方向に筋状に配列された糸状体２０とそれを包み込むように形成された伸縮性の肉厚部３０構造を採択することによって、極く小さな圧力で作動し、かつ大きな圧力にも耐えることができる複合ベローズの実現が可能になっている。
【００２２】
次に、本発明の複合ベローズ１の好適な製造方法を図３および図４に基づいて説明する。
【００２３】
まず、図３（ａ）に示されるように糸状体を長手方向に配列してセットするための筒状基材５０を準備する。
【００２４】
次いで、この筒状基材５０の上に、複数の糸状体２０が一本ずつ長手方向（筒状基材５０の一方の端５０ａから他方の端５０ｂまで）セットされていき、周方向のほぼ全域に亘って糸状体２０がセットされる（図３（ｂ））。
【００２５】
次いで、糸状体２０が固着された筒状基材５０を、筒状基材５０の長手方向の片端からゴムラテックス分散浴に浸漬させてディッピング処理し、隣接する糸状体２０同士を連結するとともに伸縮性の肉厚部３０を形成し、筒状胴体部１０の基礎筒体１０’を形成する（図３（ｃ））。ディッピング処理により、糸状体２０と糸状体２０との隙間、および糸状体２０と筒状基材５０の表面との隙間にゴムラテックスが毛細管現象により入り込み、結果として、複数配列された糸状体２０は、基礎筒体１０’の肉厚部３０内に埋設される（図２参照）。
【００２６】
次いで、蛇腹形状の蛇腹谷部を形成するためのリング部材７を基礎筒体１０’の円周方向に、一定のピッチＰで巻き付ける（（図４（ｄ））。この時、リング部材７は基礎筒体１０’表面に固着させておくことが好ましい。
【００２７】
次いで、基礎筒体１０’の長手方向の両端部から中心に向けて基礎筒体１０’を圧縮しつつ、筒状基材５０から基礎筒体１０’を剥離させるともに、基礎筒体１０’に蛇腹形状を形成させる（（図４（ｅ））。
【００２８】
次いで、蛇腹形状が形成された基礎筒体１０’を筒状基材５０から分離して図４（ｆ）に示されるような本発明の複合ベローズ１が得られる。
【００２９】
なお、上記基礎筒体１０’に蛇腹形状を形成させる工程において、ゴムラテックスの乾燥が不完全な状態で蛇腹形状の型付けを行ない、しかる後に、ゴムラテックスの完全乾燥を行うようにすることが好ましい。蛇腹形状の型付くずれを防止し、蛇腹形状の長期安定化を図るためである。
【００３０】
なお、本発明の複合ベローズ１は、上記のデイッピング方式で製造することが製造の簡易性、製品の品質の安定性等の観点から特に好ましいものであるが、その他、モールド型等を用いた製造方法によっても製造可能である。
【００３１】
また、本発明の複合ベローズ１は空圧機器以外にも、例えば、ポンプや、温度変化による液体の容積変化を吸収するアクチュエータとしても用いられ得る。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の複合ベローズは、長手方向に伸縮する筒状胴体部を備えるベローズであって、該筒状胴体部は、その長手方向に複数配列された糸状体を有し、隣接する糸状体同士が伸縮可能なゴムまたは樹脂によって連結されているように構成されているので、極く小さな圧力で作動し、かつ大きな圧力にも耐えることができる。また、ストロークの圧力応答性にも優れる。
【００３３】
さらに、本発明の複合ベローズは、いわゆる上記のデイッピング方式で製造することによって、製造の簡易性、製品の品質の安定性など、特に優れた効果が発現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合ベローズの一部分を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面矢視図である。
【図３】本発明の複合ベローズの好適な製造方法を経時的に説明するための概略図である。
【図４】本発明の複合ベローズの好適な製造方法を経時的に説明するための概略図である。
【符号の説明】
１…複合ベローズ
７…リング部材
１０…筒状胴体部
１１…蛇腹谷部
１５…蛇腹山部
２０…糸状体
３０…肉厚部
【図１】
0003869513.tif 000002
【図２】
0003869513.tif 000003
【図３】
0003869513.tif 000004
【図４】
0003869513.tif 000005