专利名称：用钢帘线增强的橡胶软管的制造方法及用钢帘线增强的橡胶软管的制作方法
技术领域：
本发明涉及用螺旋状配置的多条钢帘线(steel cords)增强的橡胶软管的制造方 法及由该制造方法制造的用螺旋状配置的多条钢帘线增强的橡胶软管。
背景技术：
用在软管的管壁螺旋状地配置的多条增强用帘线(例如钢帘线等)增强的橡胶软 管用于在例如液压系统中使高压工作油流通等。在这种橡胶软管的管壁螺旋状地配置的增 强用帘线具有弯曲性且具有较大的拉伸刚性，因此，作为至少部分地维持橡胶软管的可挠 性、并防止橡胶软管因其内部的高压而直径扩大或被拉伸从而产生过度变形的增强部件来 发挥功能。制造这种橡胶软管的制造装置的其中之一，有特开平10-44214号公报公开的制 造装置。由该公报的制造装置制造的橡胶软管具有由区划成该橡胶软管的内腔的内管层、 在该内管层的外周形成的增强层和在该增强层的外周形成且区划成该橡胶软管的外周面 的外管层构成的层叠结构，该增强层由螺旋状地配置的多条增强用帘线构成。该制造装置 是将用于挤压形成内管的第一挤压机、用于在所挤压形成的内管的外周面上螺旋状地卷绕 增强用帘线的帘线卷绕机(在该公报中称为螺旋机)和在卷绕了增强用帘线的内管的外周 面上挤压形成外管的第二挤压机一体组合而构成的复合结构的装置。专利文献1 特开平10-44214号公报。
发明内容
发明所要解决的问题但是，在该特开平10-44214号公报中记载的橡胶软管的制造装置中，存在结构复 杂且价格高的缺点。因此，需求一种可通过更廉价的制造装置来制造用螺旋状地配置的多 条钢帘线增强的橡胶软管的制造方法。本发明的一个目的是提供可使用比较廉价的制造装置来实施的、用螺旋状地配置 的多条钢帘线增强的橡胶软管的制造方法。本发明的另一个目的是提供可使用比较廉价的 制造装置来制造的、用螺旋状地配置的多条钢帘线增强的橡胶软管。用于解决问题的手段在本发明的一个方面中，提供一种用螺旋状配置的多条钢帘线增强的橡胶软管的 制造方法，该制造方法包括作为制作具有两侧面和两侧缘的复合带材的步骤的复合带材 制作步骤，该复合带材为具备未加硫橡胶带和装备在该未加硫橡胶带上并互相并排地排列 且在该未加硫橡胶带的长度方向上延伸的多条增强用钢帘线而构成；制作形成该橡胶软管 的最内层的可挠性的内管的步骤；和将所述复合带材在所述内管的周围卷绕，以形成具有 多个单位层层叠而构成的层叠结构的卷绕体，此时，在所述内管上形成一个单位层，在已形 成的单位层上进而依次形成其它单位层，然后，对已卷绕的所述复合带材的所述未加硫橡胶带施行加硫(硫化)处理而在所述内管的周围形成具备螺旋状地配置的多条所述钢帘线 的层叠形增强层的步骤。在形成各所述单位层时，使所述复合带材的一个侧面抵接在要在 其上形成该单位层的基础外周面，并且，使形成螺旋的一匝的所述复合带材的侧缘和形成 与其相邻的匝的所述复合带材的侧缘紧贴以将所述复合带材在该基础外周面上螺旋状地 卷绕，从而用所述复合带材覆盖该基础外周面。再有，在形成各所述单位层时，使用连续的 一个所述复合带材，来交替反复实行以给定的螺旋方向、给定的螺旋角及所述复合带材宽 度尺寸的整数倍的给定的间距在所述基础外周面的长度方向的第一方向上使该复合带材 螺旋状地卷绕前进的第一卷绕前进方向的卷绕路径形成步骤，和以所述给定的螺旋方向、 所述给定的螺旋角及所述给定的间距在与所述基础外周面的长度方向的所述第一方向相 反方向的第二方向上将该复合带材螺旋状地卷绕前进的第二卷绕前进方向的卷绕路径形 成步骤。优选的是，在从第一卷绕前进方向的卷绕路径形成步骤和第二卷绕前进方向的卷 绕路径形成步骤中的一个向另一个转移时，在使卷绕前进方向反转的同时，使所述复合带 材相对于所述基础外周面的相对卷绕方向反转。也可以交替地层叠形成将所述复合带材在所述第一螺旋方向上卷绕而成的单位 层和将所述复合带材在与所述第一螺旋方向相反方向的第二螺旋方向上卷绕而成的单位层。也可以一边向所述复合带材施加张力，一边将所述复合带材在所述基础外周面上 卷绕。也可以进一步包括在所述层叠形增强层的周围形成覆盖所述层叠形增强层的表 面的外管的步骤。也可以使在所述第一卷绕前进方向的卷绕路径形成步骤中与所述基础外周面抵 接的所述连续的一个复合带材的侧面与在所述第二卷绕前进方向的卷绕路径形成步骤中 与所述基础外周面抵接的所述连续的一个复合带材的侧面为同一侧的侧面。所述复合带材的所述钢帘线，可设为其整体完全埋设在所述未加硫橡胶带的内 部。作为其它方式，所述复合带材的所述钢帘线，也可以是其周面的一部分埋设在所 述未加硫橡胶带的内部，其周面的剩余部分从所述未加硫橡胶带的一个侧面向外部露出。在本发明的另一个方面中，提供由以上记载的制造方法制造的用钢帘线增强的橡 胶软管。发明的效果根据本发明，可用比较廉价的制造装置来制造用螺旋状配置的多条钢帘线增强的 橡胶软管。下面参照附图来详细说明本发明的优选实施方式。所附的附图如下。
图1 (A)是表示本发明优选实施方式的用螺旋状地配置的多条钢帘线增强的橡胶 软管的横剖面的示意图，图I(B)是该橡胶软管的局部剖视图。图2(A)、(B)及(C)是表示三种复合带材的具体例的横剖视图，这些复合带材可用于制造本发明优选实施方式的橡胶软管。图3是表示可用于根据本发明的优选实施方式的橡胶软管制造方法来制造橡胶 软管的、带材螺旋卷绕装置的具体例的图，且是用俯视图表示该装置的构成要素之配置的 示意图。图4㈧及⑶是用侧视图表示图3所示的带材螺旋卷绕装置的构成要素中的几 种的配置的示意图。图5 (A)、(B)及(C)是表示可使用图3所示的带材螺旋卷绕装置来实行的复合带 材的卷绕工序的说明图。图6㈧及⑶是分别表示复合带材的卷绕工序中的折回处理的一个阶段的图。图7(A)及(B)是分别表示复合带材的卷绕工序中的折回处理的接续图6中阶段 的下一阶段的图。图8(A)及(B)是分别表示复合带材的卷绕工序中的折回处理的接续图7中阶段 的下一阶段的图。图9(A)及(B)是分别表示复合带材的卷绕工序中的折回处理的接续图8中阶段 的下一阶段的图。图10㈧及⑶是分别表示复合带材的卷绕工序中的折回处理的接续图9中阶段 的下一阶段的图。图Il(A)及(B)是分别表示复合带材的卷绕工序中的折回处理的接续图10中阶 段的下一阶段的图。图12(A)及(B)是分别表示复合带材的卷绕工序中的折回处理的接续图11中阶 段的下一阶段的图。图13(A)及(B)是分别表示复合带材的卷绕工序中的折回处理的接续图12中阶 段的下一阶段的图。图14(A)及(B)是分别表示复合带材的卷绕工序中的折回处理的接续图13中阶 段的下一阶段的图。图15(A)及(B)是分别表示复合带材的卷绕工序中的折回处理的接续图14中阶 段的下一阶段的图。图16(A)及(B)是分别表示复合带材的卷绕工序中的折回处理的接续图15中阶 段的下一阶段的图。图17(A)及(B)是分别表示复合带材的卷绕工序中的折回处理的接续图16中阶 段的下一阶段的图。图18(A)及(B)是分别表示复合带材的卷绕工序中的折回处理的接续图17中阶 段的下一阶段的图。图19(A)及(B)是分别表示复合带材的卷绕工序中的折回处理的接续图18中阶 段的下一阶段的图。图20(A)及(B)是分别表示复合带材的卷绕工序中的折回处理的接续图19中阶 段的下一阶段的图。图21是表示复合带材的卷绕工序中的折回处理的与图7对应的阶段的心轴的左 端的立体图。
图22是表示复合带材的卷绕工序中的折回处理的接续图7中阶段的下一阶段的 心轴的左端的立体图。图23是表示复合带材的卷绕工序中的折回处理的与图8对应的阶段的心轴的左 端的立体图。图M是表示复合带材的卷绕工序中的折回处理的与图9对应的阶段的心轴的左 端的立体图。图25是表示复合带材的卷绕工序中的折回处理的与图10对应的阶段的心轴的左 端的立体图。图沈是表示复合带材的卷绕工序中的折回处理的与图11对应的阶段的心轴的左 端的立体图。图27是表示复合带材的卷绕工序中的折回处理的与图12对应的阶段的心轴的左 端的立体图。图观是表示使用具备变形方式的绕挂部件的心轴的情况下的复合带材的卷绕工 序中的折回处理的一个阶段的心轴的右端的立体图。图四是表示使用具备变形方式的绕挂部件的心轴的情况下的复合带材的卷绕工 序中的折回处理的接续图观中阶段的下一阶段的心轴的右端的立体图。图30是表示使用具备变形方式的绕挂部件的心轴的情况下的复合带材的卷绕工 序中的折回处理的接续图四中阶段的下一阶段的心轴的右端的立体图。图31是表示使用具备变形方式的绕挂部件的心轴的情况下的复合带材的卷绕工 序中的折回处理的接续图30中阶段的下一阶段的心轴的右端的立体图。图32是表示使用具备变形方式的绕挂部件的心轴的情况下的复合带材的卷绕工 序中的折回处理的接续图31中阶段的下一阶段的心轴的右端的立体图。图33是表示使用具备变形方式的绕挂部件的心轴的情况下的复合带材的卷绕工 序中的折回处理的接续图32中阶段的下一阶段的心轴的右端的立体图。附图标记说明
10橡胶软管
11内管
12增强用钢帘线
14层叠形增强层
16、18、20、22钢帘线组
24外管
26复合带材
28带材螺旋卷绕装置
30,32复合带材的侧面
34,36复合带材的侧缘
38未加硫橡胶带
42心轴
44动力旋转头
46卡盘
48顶尖座
50带材供给机构
52进给移动机构
M导轨
56拖板
58控制器
60卷筒
62导引机构
64导引头
66a、66b导引辊
68操作器
70控制器
8乜、84b、8 绕挂部件
90、92、94、96 单位层
具体实施例方式在下面的说明中，涉及本发明使用的术语“橡胶”并不仅限于天然橡胶，也包括合 成橡胶或以其它名称命名的任意弹性体材料，作为这些弹性体材料，例如包括由单一的弹 性体成分构成的均勻材料、将多种弹性体成分混合的均勻材料、将由互不相同的弹性体成 分构成的多个要素复合成的复合材料、在由弹性体成分构成的母材中分散或埋设非弹性体 成分的复合材料等，还包括将上述材料进行各种组合而成的其它各种形式的弹性体材料。 此外，涉及本发明使用的术语“橡胶软管”意指使用橡胶作为主材料、根据情况而兼用非橡 胶材料的软管。如图KA)中示意性表示那样，本发明的优选实施方式的橡胶软管10具有同心的 层叠结构。橡胶软管10具备形成其层叠结构的最内层的可挠性的管11 (以下称为“内管”)， 由该内管11区划成橡胶软管10的内腔。作为内管11的材料，可使用例如耐油性橡胶等。 此外，也可以使该内管11自身为层叠结构的管。橡胶软管10还具备在内管11的外周形成的层叠形增强层14，该层叠形增强层14 具有在由橡胶构成的母材中埋设多个增强用钢帘线(steel cord) 12的结构。这些增强用 钢帘线12被排列成形成四个钢帘线组16、18、20、22。钢帘线组16、18、20、22的每个由多条 钢帘线12构成，该多条钢帘线12被排列成在单一的圆筒面上互相并排地螺旋状延伸，而且 这些钢帘线组16、18、20、22被配置成同心圆状。此外，如图I(B)所示，第一钢帘线组16及 第三钢帘线组20的钢帘线12在第一螺旋方向上卷绕，另一方面，第二钢帘线组18及第四 钢帘线组22的钢帘线12在与第一螺旋方向相反的第二螺旋方向上卷绕。钢帘线12具有 弯曲性且具有较大的拉伸刚性，因此，作为至少部分地维持橡胶软管10的可挠性，并防止 橡胶软管10因其内部的高压而直径扩大或被拉伸从而产生过度变形的增强部件来发挥功 能。在后面详细描述如何形成以上说明的层叠形增强层14。该橡胶软管10还具备在层叠形增强层14的周围形成的可挠性的管以下称为 “外管”)。外管M形成橡胶软管10的层叠结构的最外层，作为外管M的材料可使用例如耐磨损性橡胶等。此外，可使该外管M自身成为层叠结构的管。具有以上构成的橡胶软管 10适于作为液压系统中用于使高压工作油流通的所谓高压液压软管来使用。以上说明的橡胶软管10可由以下说明的本发明实施方式的橡胶软管制造方法来 适当地制造，此外，该橡胶软管制造方法可通过使用在图2(A) 图2(C)中表示了其具体例 的复合带材26、并使用在图3中表示了其具体例的带材螺旋卷绕装置观来适当地实施。下 面，首先说明复合带材26和带材螺旋卷绕装置观。在图2㈧ 图2 (C)中分别表示了横剖视图的三种具体例的复合带材(composite strip material) 26, ^WMfI1JM (opposite side surfaces) 30、32 禾口胃 (opposite side edges) 0各复合带材沈具备未加硫橡胶带38和装备在该未加硫橡胶带38上的、互 相并排地排列且在该未加硫橡胶带38的长度方向上(从而在复合带材沈的长度方向上) 延伸的多条增强用钢帘线12而成，所述多条钢帘线12在与复合带材沈的侧面30、32平行 地延伸的同一平面上并排排列成一列。钢帘线12具有弯曲性且具有较大的拉伸刚性，如上 述那样作为橡胶软管10的增强材料发挥功能。在图2(A)的复合带材沈中，各钢帘线12的整体完全埋设在未加硫橡胶带36的内 部。在图2(B)及图2(C)的复合带材沈中，各钢帘线12的周面的一部分埋设在未加硫橡 胶带36的内部，其周面的剩余部分从未加硫橡胶带36的一个侧面32露出到外部。此外， 特别在图2(C)的复合带材沈中，与图2(B)的复合带材相比，各钢帘线12露出得更大，即， 该各钢帘线12的周面的半周部分埋设在未加硫橡胶带36的内部，其周面的剩余半周部分 从未加硫橡胶带36的一个侧面32露出到外部。钢帘线12的表面(周面)优选施行黄铜 镀层，其原因在后面描述。图3是以俯视图表示带材螺旋卷绕装置观的主要构成要素的配置的示意图。图 示的带材螺旋卷绕装置观具备基础框架(在图中标以参考标记BF以示意地示出)、可旋转 地支承于该基础框架BF上的可在其周围卷绕带材SM(例如复合带材沈等)的心轴42和 驱动该心轴42以进行旋转的心轴驱动机构，心轴驱动机构由具备将心轴42的一端保持的 卡盘46的动力旋转头44构成。带材螺旋卷绕装置观还具备与心轴42的另一端配合的顶 尖座48。动力旋转头44和顶尖座48安装在基础框架BF上，经该动力旋转头44和顶尖座 48，心轴42被支承在基础框架BF上而能够以其纵向轴心为中心进行旋转。心轴42可通过 操作卡盘46和顶尖座48而从基础框架BF取下。带材螺旋卷绕装置观还具备用于向心轴42供给将要向心轴42周围卷绕的带材 SM的机构即带材供给机构50 (strip material supplier)、和用于将该带材供给机构50沿 心轴42进给移动的进给移动机构52 (feedingmechanism)。进给移动机构52包括在基础框 架BF上固定的一对导轨M，该导轨M被配置使得由动力旋转头44和顶尖座48支承的心 轴42与该导轨M平行地延伸。进给移动机构52还包括拖板(溜板)56，该拖板56具备行 走机构而能够在导轨M上行走。在该拖板56上装载有带材供给机构50。带材螺旋卷绕装置观还具备能够个别地控制作为心轴驱动机构的动力旋转头44 和进给移动机构52，并且能够互相关联地对它们进行控制的控制器58。控制器58可通过 互相关联地控制两者而与心轴42的旋转同步地使带材供给机构50沿心轴42进给移动。带材供给机构50具备卷筒60和导引机构62。卷筒60具有轴心AX，且可绕该轴 心AX旋转地支承于拖板56，在该卷筒60的周围卷绕收藏带材SM。因此，卷筒60是收藏向心轴42供给的带材SM的带材收藏机构。导引机构62也同样地由拖板56支承，该导引机 构62是用于导引通过由心轴42卷绕牵拉而从卷筒60放出从而向心轴42供给的带材SM 的机构。导引机构62具备导引头64，从卷筒60放出而向心轴42供给的带材SM通过该导 引头64，且由该导引头64保持并导引。如图4(A)及图4(B)所示，在导引头64中收纳有 一对导引辊66a、66b，该导引辊66a、66b抵接于带材SM的两侧面，夹持导引头SM以进行保 持。导引机构62还具备由能够控制导引头64的位置及方向的多自由度机器手构成的操作 器68、和用于该操作器68的控制器70。操作器68可使导引头64如箭头72所示那样地在 上下方向上移动，由此，该带材螺旋卷绕装置观被构成为能够如图4(A)所示向心轴42的 第一侧(图示实例中的上侧)供给带材SM，此外，还能够如图4 (B)所示向与心轴42的第一 侧相反侧的第二侧(图示实例中的下侧)供给带材SM。当心轴42在图4(A)中箭头74-1 所示的旋转方向上旋转时，向心轴42的上侧供给带材SM，此时带材SM对心轴42的相对卷 绕方向如箭头76-1所示那样成为与心轴42的旋转方向74-1相反的方向。另一方面，当心 轴42在图4(B)中箭头74-2所示的旋转方向(这是与旋转方向74_1相反的方向)上旋转 时，向心轴42的下侧供给带材SM，此时带材SM对心轴42的相对卷绕方向如箭头76_2所示 那样成为与心轴42的旋转方向74-2相反的方向。操作器68还可如图3中箭头78所示那样将导引头64定向为水平方向，如图4 (A) 及(B)中分别用箭头80-1及80-2所示那样使导引头64在相对于心轴42接近及远离的方 向上移动，以及如图4(A)及(B)中用箭头82所示那样使导引头64旋转以使导引头64的 上下翻转。通过使导引头64的上下翻转，能够切换带材SM的两侧面中的与心轴42的周面 相对的一方的侧面。操作器68还具有使导引头64的三维空间内的位置及三维方向更复杂地变化的能 力，在复合带材的卷绕工序中的折回处理中可利用该能力，在后面参照图6 图33来详细 说明该处理。心轴42具备用于将带材SM挂在其上而将其挂住的一对绕挂部件84a、84b，这些绕 挂部件84a、84b分别固定在心轴42的两端。这些绕挂部件84a、84b的每个皆由在心轴42 的外周嵌合的套筒85和从该套筒85向径方向的互相相反方向突出的一对销86构成。在 带材SM的卷绕工序中实行折回处理时，带材SM由导引机构62绕在销86上而被挂住，关于 其如何进行将在下面的对本发明实施方式的橡胶软管制造方法的说明中详细描述。在以下 的说明中，进一步对如何使用具有以上构成的带材螺旋卷绕装置观来形成层叠形增强层 14进行详细描述。本发明实施方式的橡胶软管制造方法包括制作复合带材沈的步骤，该复合带材 26如先前参照图2(A) 图2(C)进行说明那样具有两侧面30、32和两侧缘34、36，且该复 合带材沈具备未加硫橡胶带38、和装备在该未加硫橡胶带上且互相并排地排列并在该未 加硫橡胶带的长度方向上延伸的多条增强用钢帘线12。为了制作复合带材沈，例如，只要 在将未加硫橡胶成形为带形状的同时，将多条钢帘线作为内嵌件完全或部分埋入在该未加 硫橡胶带中即可。将制作的复合带材26卷绕在带材供给机构56的卷筒60上，以预先收藏 在该卷筒60中。该橡胶软管制造方法还包括制作用于形成橡胶软管10的最内层的可挠性内管11的步骤。内管11可使用公知的橡胶软管制造方法来形成，该情况下，与将要制造的橡胶软 管的长度一致地切断该已形成的内管11，并嵌合在心轴42的外周。作为其它方法，也可在 心轴42的外周连续状地卷绕未加硫橡胶带，并在其后对该卷绕的未加硫橡胶带施行加硫 处理以形成内管11。在任一情况下，为了在橡胶软管完成之后将内管11从心轴拔出，如果 有必要，最好预先在内管11的内表面和/或心轴的外表面涂敷适当的脱模剂等。该橡胶软管制造方法还包括在内管11的周围形成具备螺旋状配置的多条钢帘线 12的层叠形增强层14的步骤。在该步骤中，将复合带材沈卷绕在内管11的周围，以形成 具有层叠多个单位层(unit layer)90 96(参照图1(B))而成的层叠结构的卷绕体。另 外，此时以如下那样进行制作，即在内管11上(周围)形成一个单位层，进而在所形成的单 位层上(周围)进一步依次形成其它的单位层。然后，对已卷绕的复合带材沈的未加硫橡 胶带38施行加硫处理。更具体地，如图5(A) 图5(C)所示，在装设在带材螺旋卷绕装置28的心轴42的 外周上的内管11的一端(图5(A)中右端)，固定从卷筒60放出的复合带材沈的前端部， 接着，使带材螺旋卷绕装置观启动，如图5(A)所示，使心轴42在箭头74-1所示的第一旋 转方向上旋转，并使拖板56沿导轨52向箭头88-1所示的第一进给方向进给移动，从而使 复合带材沈在内管11的外周上螺旋状地卷绕下去。此时，使复合带材26的一个侧面抵接 在内管11的外周面，并以给定的螺旋方向、给定的螺旋角及给定的间距P，使复合带材26螺 旋状地卷绕前进。特别地，螺旋的间距P比复合带材沈的宽度尺寸W大，为其宽度尺寸W 的N倍(N为2或更大的整数)。螺旋角是橡胶软管10的设计者根据橡胶软管10所要求的性能条件而适当地选定 其大小的要素(参数)。整数N的值主要是设计者根据心轴42的弯曲刚性的大小和在将复 合带材沈卷绕在内管11的周围(因而在心轴42的周围)时在该复合带材沈上作用的拉 伸力的大小而适当地选定其值的要素。螺旋方向是根据复合带材26相对于心轴42的相对 卷绕方向(这是与心轴42的旋转方向相反的方向)和拖板56的进给方向(这是复合带材 26的卷绕前进方向)而决定的要素。如上述那样实行第一次的卷绕路径形成步骤，在该第一次的卷绕路径形成步骤的 终端，将复合带材26挂在心轴42左端所具备的绕挂部件8 上(参照图幻而将其挂住。 之所以这样将复合带材26挂住，是为了用连续的一个复合带材沈形成一个单位层整体，并 且根据情况甚至多个单位层也用连续的一个复合带材26形成，对此将在后面进行详细描 述。接着，如图5(B)所示，使心轴42在箭头74-2所示的(与第一旋转方向相反方向 的)第二旋转方向上旋转，并将拖板56沿导轨52向箭头88-2所示的(与第一进给方向相 反方向的)第二进给方向进给移动，从而将复合带材26在内管11的外周螺旋状地卷绕下 去。这是第二次的卷绕路径形成步骤，此时，使复合带材沈的一个侧面抵接在内管11的外 周面，并且以与第一次的卷绕路径形成步骤中的螺旋方向、螺旋角及间距相同的螺旋方向、 螺旋角及间距来螺旋状地卷绕复合带材26，使得相对于已经卷绕的第一次卷绕路径的复合 带材26使侧缘彼此紧贴，从而将新卷绕的第二次卷绕路径的复合带材沈卷绕下去。而且， 在该第二次卷绕路径形成步骤的终端，将复合带材26挂在心轴42右端所具备的绕挂部件 84b (参照图3)上将其挂住。
接着，如图5 (C)所示，通过使心轴42再次在第一旋转方向74-1上旋转，并使拖板 56向第二进给方向88-2进给移动，来实行第三次的卷绕路径形成步骤。此时，螺旋方向、螺 旋角及间距设为与第一次及第二次的卷绕路径形成步骤时相同，使得相对于已卷绕的第一 次卷绕路径的复合带材26使侧缘彼此紧贴，以将新卷绕的第三次卷绕路径的复合带材沈 进行卷绕。此外，第三次卷绕路径的复合带材沈，沿着第一次卷绕路径的复合带材沈的两 侧缘中的与第二次卷绕路径的复合带材26所沿着的侧缘相反侧的侧缘卷绕。下面，同样地，将拖板56的进给方向(这是复合带材沈的卷绕前进方向)交替地 切换为第一进给方向和第二进给方向，并反复实行N次卷绕路径形成步骤，通过该反复实 行，第四次卷绕路径的复合带材26被卷绕使得相对于已卷绕的第二次卷绕路径的复合带 材26使侧缘彼此紧贴，第五次卷绕路径的复合带材沈被卷绕为相对于已卷绕的第三次卷 绕路径的复合带材26使侧缘彼此紧贴，并且，最终由N条卷绕路径的复合带材沈完全覆盖 内管11的外周面，从而在内管11上(周围)形成最初的(最内层的)单位层90(参照图 1⑶)。接着，通过与第一单位层90的形成相同的顺序，在该第一单位层90上(周围)形 成第二单位层92。但是在图示实例中，与使第一单位层90的复合带材沈的螺旋方向成为 第一螺旋方向相对，在第二单位层92中使复合带材沈的螺旋方向成为与第一螺旋方向相 反方向的第二螺旋方向。此外，同样地，在第二单位层92上(周围)形成第三单位层94，在 第三单位层94上(周围)形成第四单位层96，但是在这些单位层90 96中，交替地层叠 形成将复合带材26在第一螺旋方向上卷绕而成的单位层和将复合带材沈在第二螺旋方向 上卷绕而成的单位层。在第一单位层90中，要在其上形成该单位层90的基础外周面是内管11的外周 面，相对于此，在第二单位层92、第三单位层94及第四单位层96中，要在其上形成该单位 层的基础外周面是在该单位层之前所形成的单位层的外周面。但是，这并不影响形成单位 层的顺序。如果概述用于在内管11的周围形成层叠形增强层14的以上的处理则为在形 成各单位层时，使复合带材沈的一个侧面抵接在要在其上形成该单位层的基础外周面，并 且使形成螺旋的一匝的复合带材26的侧缘和形成与其相邻的匝的复合带材沈的侧缘紧 贴而在该基础外周面上螺旋状地卷绕复合带材26，由此来用复合带材沈覆盖该基础外周 面。再有，在形成各单位层时，交替反复实行以给定的螺旋方向、给定的螺旋角及复合带材 26的宽度尺寸W的N倍(N为2或更大而对整数)的给定的间距P，在基础外周面的长度方 向的第一方向上使复合带材26螺旋状地卷绕前进的第一卷绕前进方向的卷绕路径形成步 骤，和以与其相同的给定的螺旋方向、给定的螺旋角及给定的间距P，在基础外周面的长度 方向的与上述第一方向相反方向的第二方向上使复合带材26卷绕前进的第二卷绕前进方 向的卷绕路径形成步骤。此外，在该橡胶软管制造方法中，如上所述，在形成一个单位层时，用连续的一个 复合带材沈来形成。即，通过在基础外周面上卷绕连续的一个复合带材沈来实行用于形成 一个单位层的从第一次卷绕路径形成步骤到第N次卷绕路径形成步骤，为使其成为可能， 在连续的两次卷绕路径形成步骤之间，存在用于使卷绕前进方向反转的折回处理。该折回 处理通过由带材供给机构50的操作器68操作导引头64以将复合带材沈挂在心轴42两 端的绕挂部件84a、84b上将其挂住而实行，下面对其详细描述。
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图6 图20是表示以上说明的用于形成第一单位层90的复合带材沈的卷绕工 序中的折回处理的各阶段的一系列图，是用示意的主视图及侧视图表示心轴42及导引头 64的图。此外，导引头64通过示出在其中所收纳的导引辊66a、66b来表示其存在。图6㈧及图6⑶所示的是为形成第一单位层90 (参照图1 (B))而实行的多次卷 绕路径形成步骤中的第一次卷绕路径形成步骤即将完成前的阶段，导引头64中的一对导 引辊66a、66b中，导引辊66a位于导引辊66b之上，将在这些导引辊之间夹持的复合带材沈 向心轴42的上侧供给，该复合带材沈的一个侧面30抵接于心轴42上的内管11的外周面。 心轴42为了卷取向该心轴42的上侧供给的复合带材沈而在第一旋转方向74-1上旋转。 此外，拖板56 (参照图幻向第一进给方向88-1进给移动，导引头64与拖板56 —同移动， 从而将复合带材26向第一卷绕前进方向88-1卷绕前进。如图7 (A)、图7 (B)及图21所示，如果复合带材沈被卷绕到邻近绕挂部件84a的 跟前，则在此处使心轴42的旋转停止并使拖板56的进给移动停止以使卷绕停止，而且，如 图7 (B)中箭头80-2所示那样，使导引头64向从心轴42远离的方向移动。接着，如图8(A) 所示，使导引头64向第一进给方向88-1仅移动适当的距离使其从绕挂部件84a的旁边通 过。接着，通过使心轴42向第一旋转方向74-1仅旋转适当的角度，而经图22所示的状态， 如图8 (B)及图23所示那样将复合带材沈挂在绕挂部件8 的一个销86上以成为将其挂 住的状态。接着，如图9 (A)、9 (B)及图M所示，使导引头64向第二进给方向88-2仅移动适 当的距离使其再次从绕挂部件84a的旁边通过。接着，如图IO(A)UO(B)及图25所示，使 心轴42向第二旋转方向74-2仅旋转适当的角度，与此同时，如图10 (A)所示地使导引头64 旋转，即如同一图中箭头X所示，绕着在心轴42和导引头64之间延伸的部分的复合带材沈 的长度方向上延伸的轴心，在朝向心轴42的视线方向上观察使其绕逆时针方向旋转约180 度以使导引头64上下颠倒。这样，对在心轴42和导引头64之间延伸的部分的复合带材沈 施加约180度的扭转。接着，如图11 (A)、11 (B)及图沈所示，使心轴42向第二旋转方向适 当地旋转，并如箭头72-1所示那样使导引头64下降，从而成为向心轴42的下侧供给复合 带材26的状态。这样，通过使保持并引导复合带材沈的导引头64旋转使其上下颠倒，来使复合带 材沈扭转，所以向心轴42供给的复合带材沈的两侧面的朝向在向上和向下之间交替。而 且，在第一次的卷绕路径形成步骤中与内管11的外周面抵接的复合带材沈的侧面30，在复 合带材沈被挂在绕挂部件8 上时抵接在该绕挂部件8 的销86的周面，进而在其后，在 变为向心轴42的下侧供给时再次与内管11的外周面抵接。接着，如图12㈧及图12⑶所示，使导引头64向接近心轴42的方向80_1移动。 然后，开始为了形成第一单位层90而实行的多次卷绕路径形成步骤中的第二次卷绕路径 形成步骤。在实行第二次卷绕路径形成步骤时，如图13(A)及图13(B)所示，与第一次卷绕路 径形成步骤时相反，在导引头64收纳的一对导引辊66a、66b中的导引辊66a位于导引辊 66b下，将在该导引辊之间夹持的复合带材沈向心轴42的下侧供给。但是，复合带材沈的 侧面30与心轴42上的内管11的外周面抵接则与第一次卷绕路径形成步骤相同。心轴42 在第二旋转方向74-2上旋转，以卷取向该心轴的下侧供给的复合带材26。此外，通过使拖板56向第二进给方向88-2进给移动，且导引头64与拖板56 —同移动，而将复合带材沈 向第二卷绕前进方向88-2卷绕推进。如图14(A)及图14(B)所示，如果将复合带材沈卷进到另一绕挂部件84b跟前， 则在那里停止心轴42的旋转并停止拖板56的进给移动以停止卷绕动作，进而如图15(B) 中箭头80-2所示，使导引头64向从心轴42远离的方向移动。接着如图16(A)所示，使导 引头64向第二进给方向88-1仅移动适当的距离以使其在绕挂部件84b的一旁通过。接着，如图17(A)所示那样使导引头64旋转，S卩，如同一图中箭头Y所示，绕着在 心轴42和导引头64之间延伸的部分的复合带材沈的长度方向上延伸的轴心，在朝向心轴 42的视线方向上观察使其绕逆时针方向旋转约180度以使导引头64上下颠倒。这样，对在 心轴42和导引头64之间延伸的部分的复合带材沈施加约180度的扭转。接着，通过使心 轴42向第一旋转方向74-1仅旋转适当的角度，而将复合带材沈绕在绕挂部件84b —个销 86上而将其挂住。接着，如图18(A)所示那样使导引头64向第一进给方向88_1仅移动适当的距离 使其再次从绕挂部件84b的旁边通过。接着，如图19(A)及图19(B)所示，使心轴42稍向 第一旋转方向74-1旋转，并如箭头72-2所示那样使导引头64上升，从而成为向心轴42的 上侧供给复合带材26的状态。这里，通过使导引头64在箭头Y所示的方向上旋转以使其上下颠倒，而使由该导 引头64导引的复合带材沈的两侧面的朝向在向上和向下之间交替，之所以这样是要使得， 在将复合带材26向心轴42的上侧供给的第二次卷绕路径形成步骤中与内管11的外周面 抵接的复合带材26的侧面30，即使在将复合带材沈向心轴42的上侧供给的第三次卷绕路 径形成步骤中也与内管11的外周面抵接。接着，如图20 (B)所示，使导引头64向接近心轴42的方向80_1移动。然后，如图 20(A)所示，开始为形成第一单位层90而实行的多次卷绕路径形成步骤中的第三次卷绕路 径形成步骤，以使拖板56向第一进给方向88-1进给移动。在以上所说明的在心轴42的左右两端分别实行的折回处理中，之所以使导引头 64上下颠倒，是为了使复合带材沈的同一侧面30总是朝向心轴42的周面。在使用图2 (B) 和图2(C)所示那样的钢帘线12从未加硫橡胶带38的一个侧面观露出的材料来作为复合 带材26的情况下，优选为在内管11的周围卷绕的复合带材沈的同一侧面朝向心轴42，这 是因为，通过采用这样的结构可容易地避免上下相邻的单位层的钢帘线12彼此的干涉。例 如，在图I(B)所示的橡胶软管10中，在内管11的周围卷绕的复合带材沈的一个侧面30 总是朝向心轴42，因此，在图I(B)中，钢帘线12在各单位层90、92、94、96的外周面露出而 可以看到。此外，在心轴42的左端的折回处理中为了上下颠倒而使导引头64绕逆时针旋转， 且在心轴42的右端的折回处理中为了上下颠倒而使导引头64绕顺时针旋转，之所以如上 述那样在互相相反方向上旋转，是为了在导引头64和卷筒60之间延伸的部分的复合带材 26上不会累积扭转。再有，由于导引头64的旋转方向是互相相反方向，因此在左端的折回 处理和右端的折回处理之间不存在完全的对称性。实际上，在如图所示那样使用具备一对 销86的绕挂部件84a、84b的情况下，右端的折回处理与左端的折回处理相比在复合带材沈 的处理上失败的可能性较大。图观 图33所示的是用于更可靠地进行心轴42的右端的折回处理的 可代替上述心轴42的绕挂部件84b来使用的变形方式的绕挂部件84c。如图28所示，在心轴42的右端固定的绕挂部件84c，由在心轴42的外周嵌合的 套筒85和在该套筒85上固定设置且从心轴42向该心轴42的径向外方突出的梯形的板 87构成。梯形的板87具有两侧面(opposite side surfaces)和两侧缘(opposite side edges)，且越向前端延伸，即越向心轴42的径向外方延伸宽度越窄。此外，梯形的板87的 两侧面相对于心轴42的轴心以约45度的角度倾斜延展。在将复合带材26从心轴42的左端向右端在第二进给方向88_2上卷进时，将该复 合带材26向心轴42的下侧供给(参照图28)，该复合带材26的一个侧面30抵接于心轴 42上的内管11的外周面。此外，此时心轴42为了卷取向该心轴42的下侧供给的复合带材 26而在第二旋转方向74-2上旋转，拖板56(参照图3)被向第二进给方向88_2进给移动。 通过导引头64与该拖板56—同(参照图3)移动，而将复合带材26向第二卷绕前进方向 88-2卷进。如果复合带材26被卷进到另一绕挂部件84c跟前，则在那里停止心轴42的旋转 并停止拖板56的进给移动以停止卷绕动作，进而如图29所示，使导引头64向从心轴42远 离的方向移动。接着，如图30所示，使导引头64旋转，即如同一图中箭头Y所示，绕着在心 轴42和导引头64之间延伸的部分的带材26的长度方向上延伸的轴心，而在朝向心轴42 的视线方向上观察使其绕顺时针方向旋转约180度以使导引头64上下颠倒。这样，对在心 轴42和导引头64之间延伸的部分的复合带材26施加约180度的扭转。接着，使导引头 64向第二进给方向88-2移动使其在绕挂部件84c的一旁通过，并使心轴42在第一旋转方 向74-1上旋转，从而如图31所示，复合带材26的侧面30 (这是与内管11的周面抵接的侧 面)挂在梯形的板87的两侧缘而被挂住，从而将复合带材26挂在绕挂部件84c上。接着，如图32所示，使心轴42在第一旋转方向74-1上旋转，并使导引头向第一进 给方向88-1移动，使其通过绕挂部件84c的旁边，然后如图33所示，实行下一次的卷绕路 径形成步骤。在使用该绕挂部件84c的情况下，相对于随着朝向前端而宽度变窄的梯形板 87的两侧缘，挂在其上的复合带材26的侧面30良好地适应，而且由于在该两侧缘折回的复 合带材26的延伸方向能朝向适当的方向，因此折回处理的可靠性高。根据以上说明的复合带材的卷绕方法，螺旋状卷绕的复合带材26的螺旋角(因 而，钢帘线12的螺旋角)，作为要形成的单位层的直径、并排地螺旋状地卷绕的复合带材的 数量N、和复合带材26的宽度尺寸W的函数来确定。因此，复合带材26的宽度尺寸W根据 将要制造的橡胶软管的钢帘线12的目标螺旋角来预先适当地确定。此外，在使用同一复合 带材26来形成第一 第四单位层90 96的情况下，由于这些单位层的直径不同，因此这 些单位层中的钢帘线的螺旋角也互不相同，第一单位层90的螺旋角最大，第四单位层96的 螺旋角最小。因此，如果想要在全部单位层中使钢帘线12的螺旋角相同，只要使用宽度尺 寸各不相同的复合带材来形成这些单位层即可，也就是说，只要使形成第一单位层90的复 合带材的宽度尺寸最小，使形成第四单位层96的复合带材的宽度尺寸最大，从而适当地确 定各复合带材的宽度尺寸W即可。再有，在将复合带材26卷绕在内管11的周围或已形成的单位层的周围时，可在该 复合材料26的表面上附着含有硫磺物质的粉体(例如硫磺粉)，这在使用如图2(B)及图 2 (C)所示那样钢帘线12的周面从未加硫橡胶带38 —侧露出到外部、且在该钢帘线12的周面被施行黄铜镀层的复合带材26的情况下特别有利，这是因为，通过附着这种粉体，在以 后进行加硫处理时，从一个单位层的复合带材26露出的施行了黄铜镀层的钢帘线12的表 面与相邻的单位层的复合带材26的未加硫橡胶带38的表面的附着强度增强。 再有，在以上说明的复合带材的卷绕方法中，优选一边使用适当的方法来对复合 带材26施加适当的张力，一边将复合带材26卷绕在内管11的周围或已形成的单位层的周 围(即，要在其上形成新单位层的基础外周面)，这样可在稳定的状态下在其周面卷绕复合 带材26 ο通过如上述那样反复进行形成单位层的工序以重叠形成多个单位层90 96，来 形成未加硫状态的层叠形增强层14。接着，在该未加硫状态的层叠形增强层14的外周， 形成覆盖该层叠形增强层14的外管24。该工序可使用带材螺旋形成装置28来实施，而 且，例如，可以将外管24材料、即由在加硫后成为耐磨损性橡胶的未加硫橡胶所构成的带 材，卷绕在带材供给机构50的卷筒60上以收藏在该卷筒60中，继而将该未加硫橡胶带材 螺旋状地卷绕在未加硫状态的层叠形增强层14的表面上。该情况下，优选卷绕使得在该 未加硫橡胶带材的一匝处的一个侧缘与其下一匝处的另一侧缘之间不存在重叠部(over wrapping)。接着，从带材螺旋形成装置28取下心轴42并送入加硫处理装置，在该加硫处理装 置中，对于在心轴42上形成的未加硫状态的橡胶软管10施行加硫处理。接着，从心轴42 拔出已施行加硫处理的橡胶软管10。复合带材26在折回处理中挂在心轴42上的绕挂部件 46,48而将其挂住，因此在如此得到的橡胶软管的两端部分，钢帘线12的排列有时多少会 有些紊乱。因此，切除该橡胶软管两端的钢帘线12的排列紊乱的部分以成为最终的产品。
权利要求
1.一种用钢帘线增强的橡胶软管的制造方法，该橡胶软管用螺旋状配置的多条钢帘线 增强，其特征在于包括以下步骤复合带材制作步骤，是制作具有两侧面(opposite side surfaces)和两侧缘 (opposite side edges)(composite strip material) ^iPM, ΙΜΜα-^Μ 备未加硫橡胶带、和装备在该未加硫橡胶带上并互相并排地排列且在该未加硫橡胶带的长 度方向上延伸的多条增强用钢帘线；制作形成该橡胶软管的最内层的可挠性的内管的步骤；和将所述复合带材在所述内管的周围卷绕，以形成具有多个单位层(unit layer)层叠而 成的层叠结构的卷绕体，此时在所述内管上形成一个单位层，在已形成的单位层上进而依 次形成其它单位层，然后，对已卷绕的所述复合带材的所述未加硫橡胶带施行加硫处理，由 此在所述内管的周围形成具备螺旋状配置的多条所述钢帘线的层叠形增强层的步骤，在形成各所述单位层时，使所述复合带材的一个侧面抵接在要在其上形成该单位层的 基础外周面上，并且，使形成螺旋的一匝的所述复合带材的侧缘和形成与其相邻的匝的所 述复合带材的侧缘紧贴，以将所述复合带材螺旋状地卷绕在该基础外周面上，从而用所述 复合带材覆盖该基础外周面，进而，在形成各所述单位层时，使用连续的一个所述复合带材交替反复地实行第一卷 绕前进方向的卷绕路径(winding pass)形成步骤和第二卷绕前进方向的卷绕路径形成步 骤，所述第一卷绕前进方向的卷绕路径(winding pass)形成步骤，是以给定的螺旋方向、给 定的螺旋角及所述复合带材的宽度尺寸的整数倍的给定的间距在所述基础外周面的长度 方向的第一方向上使该复合带材螺旋状地卷绕前进的步骤，第二卷绕前进方向的卷绕路径 形成步骤，是以所述给定的螺旋方向、所述给定的螺旋角及所述给定的间距在所述基础外 周面的长度方向的与所述第一方向相反方向的第二方向上使该复合带材螺旋状地卷绕前 进的步骤。
2.根据权利要求1所述的用钢帘线增强的橡胶软管的制造方法，其特征在于 在从所述第一卷绕前进方向的卷绕路径形成步骤和所述第二卷绕前进方向的卷绕路径形成步骤中的一个向另一个转移时，使卷绕前进方向反转，并使所述复合带材相对于所 述基础外周面的相对卷绕方向反转。
3.根据权利要求1所述的用钢帘线增强的橡胶软管的制造方法，其特征在于 交替地层叠形成将所述复合带材在所述第一螺旋方向上卷绕而成的单位层和将所述复合带材在与所述第一螺旋方向相反方向的第二螺旋方向上卷绕而成的单位层。
4.根据权利要求1所述的用钢帘线增强的橡胶软管的制造方法，其特征在于 一边向所述复合带材施加张力，一边将所述复合带材卷绕在所述基础外周面上。
5.根据权利要求1所述的用钢帘线增强的橡胶软管的制造方法，其特征在于 还包括在所述层叠形增强层的周围形成将所述层叠形增强层的表面覆盖的外管的步马聚ο
6.根据权利要求1所述的用钢帘线增强的橡胶软管的制造方法，其特征在于 使在所述第一卷绕前进方向的卷绕路径形成步骤中与所述基础外周面抵接的所述连续的一个复合带材的侧面与在所述第二卷绕前进方向的卷绕路径形成步骤中与所述基础外周面抵接的所述连续的一个复合带材的侧面为同一侧的侧面。
7.根据权利要求1所述的用钢帘线增强的橡胶软管的制造方法，其特征在于 所述复合带材的所述钢帘线，其整体完全埋设在所述未加硫橡胶带的内部。
8.根据权利要求1所述的用钢帘线增强的橡胶软管的制造方法，其特征在于所述复合带材的所述钢帘线，其周面的一部分埋设在所述未加硫橡胶带的内部，其周 面的剩余部分从所述未加硫橡胶带的一个侧面向外部露出。
9.一种用钢帘线增强的橡胶软管，其特征在于 由权利要求1至8中任一项所述的制造方法制造。
全文摘要
本发明涉及用螺旋状配置的多条钢帘线(12)增强的橡胶软管(10)的制造方法。橡胶软管(10)具备内管(11)和外管(24)以及两者之间的层叠形增强层(14)，该增强层(14)为将单位层(90～96)层叠而成，制作在未加硫橡胶带(38)中埋入在其长度方向上延伸的多条增强用钢帘线(12)的复合带材(26)，将该带材(26)在内管(11)周围螺旋状卷绕并进行加硫处理以形成所述增强层(14)。各单位层(90～96)通过使用连续的一个复合带材(26)交替反复进行将其在第一卷绕前进方向上卷绕的卷绕路径形成步骤和将其在与所述前进方向相反的第二卷绕前进方向上卷绕的卷绕路径形成步骤而形成。
文档编号B29C53/78GK102143834SQ20098013447
公开日2011年8月3日 申请日期2009年9月2日 优先权日2008年9月4日
发明者小野寺彰, 浜地容佑, 鸟海修一 申请人:横滨橡胶株式会社