JP3224197B2 - スパイラルホース製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内管とスパイラ
ル補強層と外管とから成るスパイラルホースを製造する
スパイラルホース製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内管とスパイラル補強層と外管とから成
るスパイラルホースは、ブレーキホースやウォータホー
ス等の高圧用ホースとして用いられており、近年、その
需要が増しつつある。上記のスパイラルホースを製造す
るスパイラルホース製造装置は、多層構造の内管を形成
する多層押出機と、補強層形成装置としてのスパイラル
マシンと、外管を形成する外管押出機とを一体的に配設
し、内管押し出し、スパイラル補強層の形成、および外
管押し出しの各工程を連続してほぼ同時に行えるように
なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のス
パイラルホース製造装置では、内管の形成手段として採
用している多層押出機と、補強層形成装置との組み合わ
せ方に起因する構造的な理由から、内管用多層押出機の
シリンダ部を一体化する必要性があり、このことはコン
パクトなスパイラルホース製造装置をもたらすものの、
その反面非常に複雑な構造となり、その複雑な構造に合
わせて特別に設計したシリンダやスクリュー、減速機を
用いることが避けられなくなり、したがって、かなり高
額な投資を要するという問題点を有していた。

【０００４】またこの内管用多層押出機を構成する各押
出部はその構造的な特徴から、スクリュー径およびその
Ｌ／Ｄ（Ｌ：スクリューの有効長、Ｄ：スクリューの外
径）の選定については一定の制約を受けざるを得なくな
り、近年補強ホースの内層に対して要求されている材質
面の多様化への対応および製品寸法規格の多様化への対
応については、押出機設計の面で最も重要な設計アイテ
ムとなるスクリュー径およびそのＬ／Ｄの自由度を留保
する面で、必ずしも十分とは言い難い面がある。

【０００５】これに加えて、シリンダが一体化されてい
るがための不便さとして、前述のように多種多様な材質
を多層押出ししようとした場合、選択された材質の組み
合わせによっては、シリンダの最適な押出温度条件が１
５〜２５℃も異なる事例もあって、押出側先端付近を中
心として放射状に配置されているスクリュー同士が接近
するシリンダ先端付近では、温度調整用の温水ジャケッ
トも限りなく接近せざるを得ず、互いの温度コントロー
ルの独立性がそこなわれるおそれがある。ゴム等の押出
機においてはシリンダ温度の不安定さは、そのまま押出
量の不安定さにつながり、温度が高めに変動した場合に
は、押出したゴム等の物性においては部分加硫のような
悪影響を及ぼすことになる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、スパイラル補強層を形成する補強層形
成手段を、多層内管を形成する内管形成手段の後段に配
置し、内管形成手段の各層の押出部を、特別設計による
高額な投資を必要とせず、また内管各層の形成に最適な
スクリュー径およびそのＬ／Ｄで設計することができ、
多種多様な内管形成材質の適用に道を開くと同時に、そ
の製品の寸法規格と、要求される生産性の条件に最もよ
く適合した生産ができるようにしたものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】この発明のスパイラルホース製造
装置は、内管とスパイラル補強層と外管とから成るスパ
イラルホースを製造するスパイラルホース製造装置にお
いて、上記内管の最も内側の第１層の第１層材料を押し
出す第１層押出部と、第１層の次の層となる第２層の第
２層材料を押し出す第２層押出部と、を備え、上記第１
層押出部の先端側に該第１層押出部と一体的に多層押出
ヘッド部を有し、その多層押出ヘッド部に上記第２層押
出部の先端側が接続され、第１層押出部および第２層押
出部から押し出されてきた第１層材料および第２層材料
を層状に吐出させて内管を押出成形で形成する内管形成
手段と、上記内管形成手段の後段にその内管形成手段と
は別体に設置され、円筒形支持部に回転自在な外側回転
筒に固定された外輪と、上記外側回転筒に回転自在な内
側回転筒に固定された内輪と、その外輪と内輪とのそれ
ぞれの円周状に配置された外ボビンと内ボビンを備え、
上記外輪と内輪とが互いに逆方向で回転し外ボビンから
導出された補強糸と内ボビンから導出された補強糸と
が、押し出されてきた内管に互いに逆方向でスパイラル
状に巻き付けられてスパイラル補強層を形成する補強層
形成手段と、上記内管の押し出し方向であって上記補強
層形成手段の後段に設置され、上記スパイラル補強層で
補強された内管に押出成形で外管を形成する外管形成手
段と、を有し、上記内管形成手段は、上記補強層形成手
段に対して接離自在に構成されているものである。

【０００８】

【実施例】以下にこの発明の実施例を図１〜図５を用い
て詳細に説明する。図１はこの発明のスパイラルホース
製造装置の要部を概略的に示す側面図、図２は内管押出
機ヘッド部の構成と補強糸による補強層形成を示す図、
図３は図２の要部拡大図で内管押出機の第１層押出部お
よび第２層押出部の構成を示す図、図４は図２の要部拡
大図で外管押出機の構成を示す図、図５はこのスパイラ
ルホース製造装置で製造されたスパイラルホースの断面
図である。

【０００９】これらの図において、この発明のスパイラ
ルホース製造装置は、内管９０を押出成形で形成する内
管押出機１と、内管押出機１の後段にその内管押出機１
とは対向するように設置され、押し出されてきた内管９
０に補強糸２ａ，２ｂをスパイラル状に巻いてスパイラ
ル補強層９３を形成するスパイラルマシン５と、内管９
０の押し出し方向であってスパイラルマシン５の後段に
設置され、スパイラル補強層９３で補強された内管９０
に押し出し成形で外管９４を形成する外管押出機８と、
を有している。なお、内管押出機１から外管押出機８ま
での距離は、例えば７００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度であ
る。

【００１０】上記内管押出機１は、内管９０の最も内側
の第１層９１の第１層材料を押し出す第１層押出部１０
と、第１層９１の次の層となる第２層９２の第２層材料
を押し出す第２層押出部４０と、を備え、第１層押出部
１０の先端側に該第１層押出部１０と一体的に多層押出
ヘッド部（以下、「ヘッド部」という）２０を有し、そ
のヘッド部２０に第２層押出部４０の先端側を接続する
ことで構成されており、このヘッド部２０では、第１層
押出部１０および第２層押出部４０から押し出されてき
た第１層材料および第２層材料を層状に吐出させて内管
を押出成形で形成する。

【００１１】内管押出機１全体は、ここでは図示されて
いないテーブルに載置されており、矢印ＡおよびＢ（図
１）の方向で往復移動が可能になっている。

【００１２】第１層押出部１０には、シリンダ１１の内
周面にスクリュー１２が摺動可能に嵌挿してあり、この
スクリュー１２の回転により、シリンダ１１内に充填さ
れている第１層材料をヘッド部２０側に押し出してい
る。この第１層材料は、ヘッド部２０との境目に設けて
あるブレーカプレート１５の細孔１５ａ…を通ってヘッ
ド部２０の第１層押出流路１４に押し出され、第１層フ
ローガイド３１で誘導されつつ、先端側の第１層押出流
路１４ａに入る。シリンダ１１の外周にはシリンダ１１
に発生した熱を冷却するための温調ジャケット１３が形
成してある。

【００１３】第２層押出部４０では、シリンダ４１の内
周面にスクリュー４２が摺動可能に嵌挿してあり、この
スクリュー４２の回転により、シリンダ４１および第２
層押出流路４４内に充填されている第２層材料をヘッド
部２０側に押し出している。この第２層材料は、ヘッド
部２０側の第２層フローガイド３２で誘導されつつ先端
側の第２層押出流路４４ａに押し出される。シリンダ４
１の外周にも、このシリンダ４１に発生した熱を冷却す
るための温調ジャケット４３が形成してある。

【００１４】ヘッド部２０のヘッド外周壁２６は略円筒
状に形成されており、そのヘッド外周壁２６の内周面に
ダイホルダ２１を介して、またはダイホルダ２１とダイ
押さえ部材２２との双方を介して、先端に向けて円錐状
に変化する円筒状の第１ダイ２５が嵌合してある。この
第１ダイ２５の円錐部分先端には、開口部３３が穿設し
てある。

【００１５】第１ダイ２５の円筒部分内周面には、内周
面から中心方向に向けて形成した柱状の支持部材３０が
周方向に一定間隔毎に突設してあり、その支持部材３０
の途中には、先端に向けて円錐台形状に変化する円筒状
の第２ダイ２３が支持固定してあり、またその支持部材
３０の先端にニップルホルダ２７が支持固定してある。

【００１６】なお、押し出されてきた第１層材料および
第２層材料は、この一定間隔毎に設けた支持部材３０の
間を通過するので、その進行を遮られることなく、先端
側に押し出し可能となっている。

【００１７】上記のニップルホルダ２７は、ヘッド部２
０の中央に上記の支持部材３０によって支持されてお
り、その先端部分にニップル２７ａを保持している。こ
のニップル２７ａは、上記の開口部３３に所定間隙を保
つようにして挿入してある。また、このニップルホルダ
２７およびニップル２７ａには、その先端側に大気圧の
空気を導入させるためのエアー流路２８が形成してあ
り、その大気圧の空気は、ヘッド外周壁２６、第２層フ
ローガイド３２、第１ダイ２５、および支持部材３０を
貫通させて形成したエアー孔２９を通ってエアー流路２
８に流入するようになっている。

【００１８】ニップルホルダ２７と第２ダイ２３とによ
って先端側の第１層押出流路１４ａが形成される。ま
た、第２ダイ２３と第１ダイ２５とによって先端側の第
２層押出流路４４ａが形成される。そして、第２ダイ２
３の先端長さは短くなっているため、ニップルホルダ２
７の先端側では、ニップル２７ａと第１ダイ２５とによ
る押出流路２４が形成され、第１層押出流路１４ａと第
２層押出流路４４ａとは、１つの押出流路２４に合流す
るようになっている。

【００１９】上記スパイラルマシン５は、円筒形支持部
材６７と、その円筒形支持部材６７の内周に回転自在に
支持された外側回転筒６３およびこれに固定された外輪
５１と、外側回転筒６３の内周に回転自在に支持された
内側回転筒６４およびこれに固定された内輪５２とを備
えている。さらに外側回転筒６３の、外輪５１が固定さ
れた端部とは反対側の端部には、外輪駆動用タイミング
プーリ７３ｂと、外輪用ブレーキディスク７２ｂとが配
設されており、同様にして内側回転筒６４の、内輪５２
が固定された端部とは反対側の端部には、内輪駆動用タ
イミングプーリ７３ａと、内輪用ブレーキディスク７２
ａとが配設されている。外輪５１および内輪５２は、駆
動モーター６５の回転をギアボックス６６内のギア列や
タイミングベルト（図示せず）および外輪駆動用タイミ
イングプーリ７３ｂ、内輪駆動用タイミングプーリ７３
ａを介して受け取り、互いに逆方向で同速で回転する。
円筒形支持部材６７の上部には、油圧で駆動されるディ
スクブレーキ６２ａ，６２ｂが配設されていて、回転停
止時にはこれらのディスクブレーキ６２ａ、６２ｂはそ
れぞれ内輪用ブレーキディスク７２ａ、外輪用ブレーキ
ディスク７２ｂに対してブレーキ力を作用させて回転を
止める。

【００２０】外輪５１には、補強糸２ａを導出可能な外
ボビン５５が、外ボビンケース５３で収納保護されて円
周状に例えば１２個配置してあり、またその外ボビンケ
ース５３の近傍には支持部材５７が立設してある。この
支持部材５７の先端には、スパイラルマシン５の中心に
向けてガイド５９が連結してある。各ガイド５９の先端
には、円錐形状の外スピンナ６１が連結され、その外ス
ピンナ６１の先端（円錐中央）側はここでは図示されて
いない支持部材で外輪５１側に支持され、各外ボビン５
５と一体に回転可能となっている。そして、外スピンナ
６１の円錐中央は開口し、外スピンナ６１には、その開
口部分に沿って１２個の糸孔６１ａが形成されている。

【００２１】また、内輪５２には、補強糸２ｂを導出可
能な内ボビン５６が、内ボビンケース５４で収納保護さ
れて円周状に同じく１２個配置してあり、またその内ボ
ビンケース５４の近傍には支持部材５８が立設してあ
る。各支持部材５８の先端には、円錐形状の内スピンナ
６０が連結され、その内スピンナ６０の先端（円錐中
央）側はここでは図示されていない支持部材で内輪５２
側に支持され、各内ボビン５６と一体に回転可能となっ
ている。そして、内スピンナ６０の円錐中央は開口し、
内スピンナ６０には、その開口部分に沿って１２個の糸
孔６０ａが形成されている。

【００２２】外ボビン５５から導出された補強糸２ａ
は、張力調整器７１で適正な張力に調整された後、支持
部材５７で支持されたガイド５９、および外スピンナ６
１に沿って案内されて糸孔６１ａから導出され、外輪５
１の回転に応じて内管９０にスパイラル状に巻き付けら
れる。同様に、内ボビン５６から導出された補強糸２ｂ
は、張力調整器７１で適正な張力に調整された後、支持
部材５８で支持された内スピンナ６０に沿って案内され
て糸孔６０ａから導出され、内輪５２の回転に応じて内
管９０に補強糸２ａとは逆方向でスパイラル状に巻き付
けられる。

【００２３】円筒形支持部材６７には、その中央に貫通
路７０が形成してあり、上記の内管押出機１から押し出
された内管９０は、この貫通路７０を通過して後段の外
管押出機８に押し出される。

【００２４】上記の外管押出機８は、押出部８ａとヘッ
ド部８ｂとから成り、押出部８ａは、押出流路８２内に
充填してある外管層材料を、スクリュー８０によりヘッ
ド部８ｂ側に押し出している。ヘッド部８ｂのヘッド外
周壁８１は略円筒状に形成されており、その内室にはニ
ップル８３が支持固定され、また先端側にダイ８５が調
芯ボルト８６で締着してある。このダイ８５の先端に
は、開口部８８が穿設してあり、開口部８８は、ニップ
ル８３の中心線に沿って形成した貫通路８９にそのまま
連続するようになっている。ヘッド外周壁８１とニップ
ル８３、およびダイ８５とニップル８３との間に押出流
路８４が形成されている。ヘッド外周壁８１の外周には
発生した熱を冷却するための温調ジャケット８７が形成
してある。なお、図１では、押出部８ａはヘッド部８ｂ
に対して垂直に配置されているように図示されている
が、実際は水平に配置される。

【００２５】上記のスパイラルホース製造装置におい
て、スパイラルホース９の製造は次のような手順で行わ
れる。先ず内管押出機１において、第１層押出部１０が
第１層材料を、第２層押出部４０が第２層材料を押し出
すと、第１層材料は第１層押出流路１４，１４ａを通っ
て、また第２層材料は第２層押出流路４４，４４ａを通
って、それぞれ押出流路２４に入り、その後開口部３３
での第１ダイ２５とニップル２７ａとの間の間隙を押し
出される。この押し出しにより、第１層９１および第２
層９２から成る内管９０が形成される。この内管形成時
には、エア孔２９経由で大気圧の空気をニップル２７ａ
の先端から内管９０の空洞に導き入れ、形成直後の内管
９０が負圧によって押しつぶされないようにしている。
なお、外管形成以降の連続する後工程中で、巻取機等を
用いてホースを巻き取る場合には、このエア孔２９より
大気圧以上の適当に調節したエアを注入して、巻き取り
中のホースのつぶれ対策を行うことも可能である。

【００２６】内管押出機１から内管９０が押し出されて
くると、それを待機していたかのように、スパイラルマ
シン５がその内管９０に補強糸２ａ，２ｂをスパイラル
状に巻き付け、スパイラル補強層９３を形成する。この
スパイラル補強層９３の形成は、ニップル２７ａが、開
口部３３から突き出している部分で行うので、内管９０
の形状を保持したまま行うことができる。

【００２７】スパイラル補強層９３を形成した内管９０
は、さらに押し出されてスパイラルマシン５の貫通路７
０を通過し、そのまま外管押出機８の開口部８８に到達
する。

【００２８】外管押出機８では、押出部８ａが外管層材
料を押し出すので、その外管層材料は押出流路８２，８
４に入り、その後開口部８８でのニップル８３との間隙
を押し出される。この押し出しにより、スパイラル補強
層９３の外表面に外管層材料から成る外管９４が形成さ
れる。

【００２９】このようにして内管９０、スパイラル補強
層９３および外管９４が形成されたスパイラルホース９
は、外管押出機８の貫通路８９を通過し、さらに外径測
定、印刷、冷却、および定尺切断又は巻き取り等の工程
を経て完成品となる。

【００３０】上記の製造工程において、内管押出機１に
よる内管製造開始時には、未だ安定した稼動状況ではな
いため良品を得るのは困難であり、このためこの実施例
では、内管製造開始時には内管押出機１を矢印Ａの方向
に移動させて、内管押出機１をスパイラルマシン５から
離しておき、その状態で初期運転を行い、良品が出るの
を確認してから再度内管押出機１を矢印Ｂの方向に移動
させ、内管押出機１をスパイラルマシン５に接近させて
セッティングし、本格的な製造に入る。したがって、従
来不可避的に発生していた初期不良を確実に防止するこ
とができる。

【００３１】以上述べたように、この実施例では、内管
押出機１の後段にスパイラルマシン５を配置し、さらに
その後段に外管押出機８を配置したので、内管押出機１
の配置スペースを十分に確保することができ、内管押出
機１を多層押出機とした場合でも、内管押出機１の各押
出部１０、４０を互いに分離独立的に配置することがで
きる。

【００３２】したがって、各押出部１０，４０の配置ス
ペースも十分に確保することができ、特別設計の必要も
ないので、そのための高額な投資も不要とすることがで
きる。

【００３３】また、配置スペースの確保により、各押出
部１０，４０を内管各層の形成に最適なスクリュー径お
よびそのＬ／Ｄで設計することができ、近年補強ホース
の内層に対して要求されている材質面の多様化、製品寸
法規格の多様化にも柔軟に対応することができる。

【００３４】さらに、各押出部１０，４０での押出プロ
セスにおける各シリンダの温度を温調ジャケット１３，
４３により独立的に安定してコントロールでき、ゴム、
プラスチック、熱可塑性エラストマー等から選択される
二種類以上の異種の材質をそれぞれに適した押出温度条
件で押し出すことを可能とし、また押出量を安定させる
ことができるとともに、各層材料の物性も良好に保持す
ることができる。

【００３５】また、スパイラルマシン５を内管押出機１
の後段にその内管押出機１とは対向するように設置した
ので、スパイラルマシン５と内管押出機１との間にスペ
ースを保持することができ、そのスペースでスパイラル
マシン５に対する各種作業（ボビン交換作業や、糸掛け
作業、あるいは張力調整作業など）を行えるので、その
各種作業を容易に且つ短時間で行うことができる。ま
た、メンテナンスや修理もスパイラルマシン５単独で簡
単に行うことができる。

【００３６】さらに、スパイラルマシン５と内管押出機
１とを別体にしたので、内管押出機１をスパイラルマシ
ン５に対して接離自在に構成することができ、上記の初
期運転時だけでなく、スパイラルマシン５に対する各種
作業時にも移動させることにより、作業空間をより広く
とれ、作業の容易性、迅速性を一層改善することができ
る。

【００３７】上記の説明では、内管押出機１で２層の内
管９０を形成するようにしたが、ヘッド部２０に接続す
る押出部を増設することで３層以上の内管を形成するよ
うに構成することもできる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のスパイ
ラルホース製造装置によれば、内管形成手段の後段に補
強層形成手段を配置し、さらにその後段に外管形成手段
を配置したので、内管形成手段の配置スペースを十分に
確保することができ、内管を種類の異なる複数の押出材
質からなる多層構造とした場合でも、内管形成手段の各
押出部を互いに独立的に配置することができる。

【００３９】したがって、各押出部の配置スペースも十
分に確保することができ、特別設計の必要もないので、
そのための高額な投資も不要とすることができる。

【００４０】また、配置スペースの確保により、各押出
部を内管各層の形成に最適なスクリュー径およびそのＬ
／Ｄで設計することができ、近年補強ホースの内層に対
して要求されている材質面の多様化、製品寸法規格の多
様化にも柔軟に対応することができる。さらに、各押出
部での押出プロセスにおける各シリンダの温度を独立的
にコントロールでき、押出量を安定させることができる
ともに、各層材料の物性も良好に保持することができ
る。

【００４１】また、補強層形成手段を内管形成手段の後
段にその内管形成手段とは別体に設置したので、補強層
形成手段と内管形成手段の間にスペースを確保すること
ができ、そのスペースで補強層形成手段に対する各種作
業（ボビン交換作業、糸掛け作業、あるいは糸張力の調
整作業など）を行えるので、その各種作業を容易にかつ
短時間で行うことができる。また、メンテナンスや修理
も補強層形成手段単独で簡単に行うことができる。

【００４２】さらに、内管形成手段を補強層形成手段に
対して移動可能に構成することができ、補強層形成手段
に対する各種作業時に移動させることにより、作業空間
をより広くとれ、作業の容易性、迅速性を一層改善する
ことができる。

【００４３】また、内管形成手段を補強層形成手段に対
して移動可能に構成し、内管製造開始時には、内管形成
手段を補強層形成手段から離しておき、その状態で初期
運転を行い、良品が出るのを確認してから再度内管形成
手段を補強層形成手段に接近させてセッティングし、本
格的な製造に入るようにしたので、従来不可避的に発生
していた初期不良を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のスパイラルホース製造装置の要部を
概略的に示す側面図である。

【図２】図２の要部拡大図で内管押出機ヘッド部の構成
と補強糸による補強層形成を示す図である。

【図３】図２の要部拡大図で内管押出機の第１層押出部
および第２層押出部の構成を示す図である。

【図４】図２の要部拡大図で外管押出機の構成を示す図
である。

【図５】スパイラルホース製造装置で製造されたスパイ
ラルホースの断面図である。

【符号の説明】 １ 内管押出機（内管形成手段） ２ａ，２ｂ 補強糸 ５ スパイラルマシン（補強層形成手段） ８ 外管押出機（外管形成手段） ９ スパイラルホース １１，４１ シリンダ １２，４２，８０ スクリュー １３，４３ 温調ジャケット ９０ 内管 ９１ 第１層 ９２ 第２層 ９３ スパイラル補強層 ９４ 外管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｌ 23:00 Ｂ２９Ｌ 23:00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内管とスパイラル補強層と外管とから成
   るスパイラルホースを製造するスパイラルホース製造装
   置において、 上記内管の最も内側の第１層の第１層材料を押し出す第
   １層押出部と、第１層の次の層となる第２層の第２層材
   料を押し出す第２層押出部と、を備え、 上記第１層押出部の先端側に該第１層押出部と一体的に
   多層押出ヘッド部を有し、その多層押出ヘッド部に上記
   第２層押出部の先端側が接続され、第１層押出部および
   第２層押出部から押し出されてきた第１層材料および第
   ２層材料を層状に吐出させて内管を押出成形で形成する
   内管形成手段と、 上記内管形成手段の後段にその内管形成手段とは別体に
   設置され、円筒形支持部に回転自在な外側回転筒に固定
   された外輪と、上記外側回転筒に回転自在な内側回転筒
   に固定された内輪と、その外輪と内輪とのそれぞれの円
   周状に配置された外ボビンと内ボビンを備え、上記外輪
   と内輪とが互いに逆方向で回転し外ボビンから導出され
   た補強糸と内ボビンから導出された補強糸とが、押し出
   されてきた内管に互いに逆方向でスパイラル状に巻き付
   けられてスパイラル補強層を形成する補強層形成手段
   と、 上記内管の押し出し方向であって上記補強層形成手段の
   後段に設置され、上記スパイラル補強層で補強された内
   管に押出成形で外管を形成する外管形成手段と、 を有し、上記内管形成手段は、上記補強層形成手段に対して接離
   自在に構成されている ことを特徴とするスパイラルホー
   ス製造装置。