(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側ゴム層と補強層と外側ゴム層とを有する円盤状繊維補強ゴム成形体において、前記補強層が、単一線または撚り線の表面に加硫ゴムが被覆された被覆補強線からなり、前記内側ゴム層の表面に１本の前記被覆補強線が折り畳み状に連続して、前記内側ゴム層の中心箇所から半径方向に向けて表面全面にわたり形成され配置・積層されていることを特徴とする円盤状繊維補強ゴム成形体。
【請求項２】
前記被覆補強線が、均等な角度ピッチで前記内側ゴム層の表面全面にわたり配置・積層されている請求項１の円盤状繊維補強ゴム成形体。
【請求項３】
円盤状内側ゴム層を構成する第１の未加硫ゴム層を形成し、この第１の未加硫ゴム層上に、単一線または撚り線の表面に未加硫ゴムが被覆された連続した１本の被覆補強線を折り畳み状に連続して、前記内側ゴム層の中心箇所から半径方向に向けて表面全面にわたり形成され被覆・積層して補強層を形成し、更にこの補強層上に外側ゴム層を構成する第２の未加硫ゴム層を形成して未加硫成形体とし、この未加硫成形体を加熱加硫する円盤状繊維補強ゴム成形体の製造方法。
【請求項４】
前記補強層の形成を、前記第１の未加硫ゴム層の中心箇所または周辺箇所から、半径方向に前記被覆補強線を押出機を用いて被覆・積層した後、前記第１の未加硫ゴム層を所定角度回転し、次いで前記被覆補強線を逆向き半径方向に前記押出機を用いて被覆・積層する動作を繰り返すことにより行う請求項３の円盤状繊維補強ゴム成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は円盤状繊維補強ゴム成形体とその製造方法に関し、詳しくは、内側ゴム層と補強層と外側ゴム層とを有する円盤状繊維補強ゴム成形体とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボイラー設備、各種油圧あるいは水圧機器などに使用されるアキュムレーター等には、ゴム膜が多く使用されている。すなわち、アキュムレーターは管内圧を一定に保持するため、内圧が高くなると管に隣接する空気室の内側に膨張し、管内部の容積を拡大することにより圧力の上昇を緩和し、逆に管内圧が低くなると、空気室の圧力により管内容積を小さくして圧力の低下を緩和する作用をなすため、柔軟性に優れたゴム膜がもっぱら用いられる。
【０００３】
このゴム膜は耐圧補強のため、通常、内側ゴム層と補強層と外側ゴム層とを有して、中心層を形成する補強層に繊維補強を採用している。補強層として、簾状に形成したゴム被覆繊維を円形に切断して、これを２層あるいはそれ以上貼り合わせたもの、補強繊維を絡み織りや平織り構造としたもの等が、一般に採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の繊維補強をした補強層は、図５に示すように、繊維方向へ荷重（外力）が負荷されたときには変形量が少なく、そうでない方向、例えば繊維方向と４５°の方向などに荷重が負荷されたときには大きな変形量（矢印の大きさが変形量の大きさを表す）となって、使用時に不均一な力が作用することになり、結果的に部分変形による早期破損や圧力平衡機能の低下をもたらし、寿命低下の要因になっていた。
【０００５】
そこで本発明の目的は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて、均一な補強層が形成され、使用時に部分変形し難く、早期破損や圧力平衡機能の低下をもたらし難い円盤状繊維補強ゴム成形体とその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は各請求項記載の発明により達成される。すなわち、本発明に係る円盤状繊維補強ゴム成形体の特徴構成は、内側ゴム層と補強層と外側ゴム層とを有していて、前記補強層が、単一線または撚り線の表面に加硫ゴムが被覆された被覆補強線からなり、前記内側ゴム層の表面に１本の前記被覆補強線が折り畳み状に連続して、前記内側ゴム層の中心箇所から半径方向に向けて表面全面にわたり形成され配置・積層されていることにある。
【０００７】
この構成によれば、内側ゴム層の略表面全面にわたり、均一に被覆補強線が配置・積層されるため、使用時に均一な加圧変形となり、従来技術のような部分的な変形が生じ難く、しかも従来技術のように簾状に形成したゴム被覆繊維を円形に切断する工程がないので、材料ロスが少ないため歩留りが高く、製造コストを低くできるのみならず、作業工程上製造を自動化して行うことができるので、品質的にバラツキがなく安定し、生産性が高く、低い製造コストで製造することができる。
【０００８】
その結果、均一な補強層が形成され、使用時に部分変形し難く、従って早期破損や圧力平衡機能の低下をもたらし難い円盤状繊維補強ゴム成形体を提供することができた。
【０００９】
前記被覆補強線が、均等な角度ピッチで前記内側ゴム層の表面全面にわたり配置・積層されていることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、内側ゴム層の略表面全面にわたり確実に均質な被覆補強線の配置・積層が可能となって都合がよい。
【００１１】
又、本発明に係る円盤状繊維補強ゴム成形体の製造方法の特徴構成は、円盤状内側ゴム層を構成する第１の未加硫ゴム層を形成し、この第１の未加硫ゴム層上に、単一線または撚り線の表面に未加硫ゴムが被覆された連続した１本の被覆補強線を折り畳み状に連続して、前記内側ゴム層の中心箇所から半径方向に向けて表面全面にわたり形成され被覆・積層して補強層を形成し、更にこの補強層上に外側ゴム層を構成する第２の未加硫ゴム層を形成して未加硫成形体とし、この未加硫成形体を加熱加硫することにある。
【００１２】
この構成によれば、均一な補強層が形成され、使用時に部分変形し難く、従って早期破損や圧力平衡機能の低下をもたらし難く、しかも自動化し易いため高い生産性を達成可能な円盤状繊維補強ゴム成形体の製造方法を提供することができた。
【００１３】
前記補強層の形成を、前記第１の未加硫ゴム層の中心箇所または周辺箇所から、半径方向に前記被覆補強線を押出機を用いて被覆・積層した後、前記第１の未加硫ゴム層を所定角度回転し、次いで前記被覆補強線を逆向き半径方向に前記押出機を用いて被覆・積層する動作を繰り返すことにより行うことが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、被覆補強線および第１の未加硫ゴム層はいずれも単純動作で済むため、自動化が極めて容易であり、そのための制御機構を含む装置構成も簡素なもので済み、被覆補強層の繊維密度も第１の未加硫ゴム層の回転角度を調節することにより、調節可能となり、用途に応じて種々の強度のものを製造可能となって都合がよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、押出装置を用いた補強線に未加硫ゴム組成物を被覆するトッピング工程を示す概略構成図である。この例では、補強線としてコードを使用した例を示す。従って、未加硫ゴム組成物を被覆した１本の連続した被覆補強線を、トッピングモノコードと称する。
【００１６】
押出機１０のシリンダー部２の先端にはダイス４が装着されており、このダイス４に、リール等（図示せず）から巻き戻された原料コード６が送給され、ここで未加硫ゴム組成物が被覆されてトッピングモノコード８として送り出される。原料コード６としては、撚り線、単一線のいずれをも使用することができるが、以下では、モノコード（撚り線）を使用した例を示す。
【００１７】
送り出されたトッピングモノコード８を、基板となる内側ゴム層（第１の未加硫ゴム層）上に積層加工する場合は、被積層体であるワークをコンピューターにより移動させて繊維配列が所定の方向、長さ、角度などの設計条件を充たすようにすることが好ましい。
【００１８】
トッピングモノコード８の断面形状は、用途などに応じて適宜設定され、特に限定されるものではなく、その具体例を図２に示す。図２（ａ）は菱形あるいは平行四辺形に近い断面を有する例であり、図２（ｂ）は正方形、図２（ｃ）は円形、図２（ｄ）は台形の例を示す。いずれも原料コード６は、未加硫ゴム組成物７により被覆されている。未加硫ゴム組成物の層の厚さは、設定コード間隔に応じて適宜設定される。この内、図２（ｃ）に示す断面円形のトッピングモノコードは、モノコードの周囲に未加硫ゴム組成物を均等に被覆しているのでバランス性に優れると共に無駄がない、円盤状繊維補強ゴム成形体を構成できて好ましい。
【００１９】
上記トッピングモノコード８を使用し、内側ゴム層上に補強層を形成して、円盤状繊維補強ゴム成形体を製造する方法を、以下に説明する。
【００２０】
図３は、本発明の利用例の１種であるアキュムレーター用円盤状繊維補強ゴム成形体の製造過程を示す。  未加硫ゴム層（内側ゴム層を形成）１２の表面上において、その中心箇所から折り畳みを半径方向に繰り返して放射状にトッピングモノコード８が配列・積層される。この場合、円盤状の未加硫ゴム層１２を回転台（図示略）上に配置し、所定の回転角度ピッチだけ回転させ、トッピングモノコード８を未加硫ゴム層１２の半径方向に往復移動させつつ未加硫ゴム層１２上に送給する。つまり、トッピングモノコード８を未加硫ゴム層１２の中心箇所から半径方向に送給し（往路）、終端（円周端近傍）まで移動させた所で停止し、未加硫ゴム層１２を所定角度回転させる。次いで、未加硫ゴム層１２の回転を停止し、トッピングモノコード８を未加硫ゴム層１２上、逆方向に移動させつつ送給し（復路）、終端（中心箇所）に達すると停止して、未加硫ゴム層１２を所定角度だけ回転させる。このような動作を繰り返すことにより、図４に示すように、円盤状の未加硫ゴム層１２の略全面にわたり、均一かつ均質な補強層を形成することができる。
【００２１】
トッピングモノコード８の送給動作および未加硫ゴム層１２の回転動作は単純動作であるため、自動化が極めて容易であり、そのための制御機構を含む装置構成も簡素なもので済む。補強層の繊維密度も未加硫ゴム層１２の回転角度を調節することにより、調節可能となり、用途に応じて種々の強度のものを製造可能となる。もとより、トッピングモノコード８の送給を、円盤状内側ゴム層の円周端近傍から中心箇所に向けて行うようにし、中心箇所から折り返し円周端近傍に向けて送給するようにしてもよい。
【００２２】
最終的に、更に外側ゴム層（第２の未加硫ゴム層）を形成すべく未加硫ゴムを積層して、加熱加硫することにより、アキュムレーター用の円盤状繊維補強ゴム成形体を形成することができる。
【００２３】
〔別実施の形態〕
（１）  上記実施形態の円盤状繊維補強ゴム成形体に対して、更に均等な補強層（例えば、円周方向に沿う渦巻き形のトッピングモノコードを積層する等）を別に重ねて積層するようにしてもよい。又、円盤状内側ゴム層１２の中心箇所、つまり補強線の折り畳み先端が集合する箇所に、部分的に未加硫ゴム層あるいは補強層を付加してもよい。
【００２４】
（２）  上記実施形態では、円盤状内側ゴム層１２を回転移動させ、トッピングモノコード８を内側ゴム層の半径方向に往復移動させる方法を採用したが、内側ゴム層１２を回転させることなく、トッピングモノコード８を回転させつつ、内側ゴム層１２の中心箇所ー半径方向を往復移動させる方法を採用してもよい。
【００２５】
又、円盤状内側ゴム層１２を載置した回転台を左右移動させると共に、１半径方向の往復動を終了した段階で、回転台を所定角度回転させ、これを繰り返すようにしてもよい。このようにすれば、トッピングモノコード８の内側ゴム層への供給位置を変更させる必要がない。
【００２６】
（３）  トッピングモノコードを構成する原料コードは、上記技術分野において補強層として使用される公知の繊維は限定なく使用可能である。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル繊維、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド繊維、アラミド繊維やＰＢＯ繊維などの高強力繊維などの有機繊維、スチールコード、ガラス繊維、カーボンファイバー等が例示される。これらの補強線のなかでも、本発明の円盤状繊維補強ゴム成形体においては、高強力繊維の使用が好ましい。かかる繊維の使用により、より高い内圧に耐える円盤状繊維補強ゴム成形体を得ることができる。
【００２７】
繊維は、モノフィラメントであってもマルチフィラメントであってもよいが、強度と柔軟性に優れている点からマルチフィラメント糸をコードとすることが好ましい。
【００２８】
（４）  トッピングモノコードとして使用する繊維に、必要に応じて予め接着性を向上させる処理をすることが好ましい。例えば。ポリエステル繊維やポリアミド繊維に対してはフェノール樹脂処理などの樹脂処理が、またガラス繊維に対してはシランカップリング剤やチタンカップリング剤などのカップリング剤処理が、またスチールコードに対しては黄銅メッキが、それぞれ好適例として挙げられる。
【００２９】
（５）  トッピングコードを形成する未加硫ゴム組成物は、公知のゴム組成物を適宜用途に応じて選択して使用する。内側ゴム層構成ゴムと外側ゴム層構成ゴムとは同一ゴム材料であってもよく、異なるゴム材料であってもよい。内層には接する流体に応じた特性を有するゴム材料を使用することが好ましい。例えば、流体との接触面に、ポリ四フッ化エチレン、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーなどを積層したゴム材料を使用することも好ましい。
【００３０】
（６）  上記実施形態に示した被覆補強線に加えて、従来の簾状あるいは平織のトッピングモノコード等を積層してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る円盤状繊維補強ゴム成形体の補強層を形成するためのトッピング工程を示す概略構成図
【図２】トッピングモノコードの断面形状例を示す断面図
【図３】本発明に係る円盤状繊維補強ゴム成形体の製造方法を説明する斜視図
【図４】本発明に係る円盤状繊維補強ゴム成形体の斜視図
【図５】従来の円盤状繊維補強ゴム成形体に作用する外力の影響を説明する概念図
【符号の説明】
８            被覆補強線（補強層）
１２          内側ゴム層
【図１】
0003948706.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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