充气式护舷材以及其制备方法与流程

本发明涉及充气式护舷材以及其制备方法，更具体地涉及如下充气式护舷材以及其制备方法，即当在本体上施加规定内部压力时，使躯干部与镜部之间的边界附近与膨胀的躯干部一同平稳地膨胀以易于确保规定形状的本体。

背景技术：

通常，充气式护舷材包括本体，所述本体在圆筒形躯干部的两端具备盆状的镜部，本体由层叠在内层橡胶与外层橡胶之间的多个加强层构成。在躯干部中，各加强层由多个帘线平行拉齐而成，所述帘线相对于筒轴方向以规定的帘线角度设置。所述加强层被层叠并处于相邻的加强层之间的帘线交叉的状态(所谓的偏置结构)。当在本体未膨胀的中性状态下的帘线角度设定为大约休止角(54°～55°)时，即使向本体的内部填充空气以施加规定内部压力，本体的尺寸(长度及外径)也变化不大。

已经提出了将在本体未膨胀的中性状态下躯干部的加强层的帘线角度设定在15°以上且45°以下的充气式护舷材(参照专利文献1)。在该提案的护舷材料中，当向本体的内部填充空气以施加规定内部压力时，躯干部的加强层的帘线角度趋于增大至大约休止角。由此，躯干部的直径大大扩大并膨胀，因此可在使用时获得优异的缓冲性能(反作用力)，而在不使用时则变得紧凑。

然而，镜部的加强层与躯干部的加强层不同，在本体未膨胀的中性状态下的帘线角度未被设定为15°以上且45°以下。因此，即使向本体施加规定内部压力，镜部与躯干部之间的边界附近的直径也不会平稳地显著增大。其结果，在镜部与躯干部之间的边界附近发生变形，因此无法确保膨胀成规定形状的本体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-231297号公报

技术实现要素：

发明所要解决的问题

本发明的目的在于提供一种充气式护舷材以及其制备方法，以便当在本体上施加规定内部压力时，使躯干部与镜部之间的边界附近与膨胀的躯干部一同平稳地膨胀以易于确保规定形状的本体。

技术方案

为了实现上述的目的，本发明的充气式护舷材包括本体，所述本体具有圆筒形躯干部及与该躯干部的两端相连接的盆状的镜部，所述本体构成为在内层橡胶与外层橡胶之间层叠多个加强层，在所述躯干部中，每个所述加强层由相对于筒轴方向以规定的帘线角度平行拉齐并延伸的多个帘线形成，所述加强层具有被层叠且相邻的所述加强层之间的所述帘线交叉的偏置结构，所述帘线角度在所述本体未膨胀的中性状态下被设定为25°以上且45°以下，所述充气式护舷材的特征在于，所述躯干部的每个所述加强层在筒轴方向上的两端部与所述镜部的对应的每个所述加强层之间以具有间隙的方式相向，所述相向的构件之间通过设置在每个所述间隙中的接合构件接合，所述每个接合构件由平行拉齐并延伸的多个帘线形成，且所述接合构件的多个帘线在与所述躯干部的对应的接合对象的所述加强层的所述帘线相同的方向延伸，并在所述本体未膨胀的中性状态下，将所述接合构件的帘线角度设定为所述接合对象的所述加强层的所述帘线的所述帘线角度的±10°，每个所述间隙具有多个不同尺寸，相对于从所述本体的侧面视角观察时圆弧状的所述镜部的圆周方向，每个所述间隙的一侧端设置于多个不同的位置的同时，每个所述间隙的另一侧端设置于多个不同的位置。

本发明的充气式护舷材的制备方法为制备上述的充气式护舷材的制备方法，使用圆筒形躯干部用成型模具以及与该躯干部用成型模具的两端相连接的盆状镜部用成型模具，在分离所述躯干部用成型模具与每个所述镜部用成型模具的状态下，将构成所述躯干部的每个所述加强层层叠在所述躯干部用成型模具的内侧，将构成所述镜部的每个所述加强层层叠在每个所述镜部用成型模具的内侧，在所述躯干部用成型模具的两端连接每个所述躯干部用成型模具，使构成所述躯干部的每个所述加强层的筒轴方向两端部与所述镜部的对应的每个所述加强层以具有间隙的方式相向，将所述接合构件依次设置在每个所述间隙上，以成型由每个所述加强层构成的加强体，在规定条件下，对将形成所述外层橡胶、所述内层橡胶的未硫化橡胶层叠在所述加强体的每个外表面、内表面上的袋体进行硫化以用作所述袋体。

发明效果

根据本发明的充气式护舷材，不仅是构成躯干部的加强层具有被层叠且相邻之间的帘线交叉的偏置结构，设置在与这些加强层相向的构成镜部的加强层之间的每个间隙中的接合构件也具有被层叠且相邻之间的帘线交叉的偏置结构。并且，在本体未膨胀的中性状态下的躯干部的加强层的帘线角度设定为25°以上且45°以下的同时，以大致相同角度设定该帘线角度与接合构件的帘线角度之间的角度。由此，当向本体填充空气以施加规定内部压力时，每个帘线角度趋于增大至稳定的休止角，因此躯干部与镜部之间的边界附近也与躯干部一同易于膨胀。并且，每个间隙的尺寸为不同的多种类型，相对于从本体的侧面视角观察时圆弧状的镜部的圆周方向，每个间隙的一侧端位置为不同的多种类型，每个间隙的另一侧端也为不同的多种类型。因此，每个接合构件与各加强层之间的接合位置相对于上述圆周方向分散，以便抑制本体的所述圆周方向上的刚性之差。由此，当在本体上施加规定内部压力时，躯干部与镜部之间的边界附近产生的变形得以校正，而且变得易于获得膨胀成规定形状的本体。

根据本发明的充气式护舷材的制备方法，使用圆筒形躯干部用成型模具及与该躯干部用成型模具的两端相连接的盆状镜部用成型模具，在将构成躯干部的加强层的层叠体和构成各个镜部的加强层的层叠体分离以进行成型之后，通过所述接合构件接合这些层叠体之间，使得对由各加强层形成的加强体进行成型，从而可有效地制备上述的充气式护舷材。

附图说明

图1为切开本体的构件的一部分并从侧面视角观察的处于本体未膨胀的中性状态的本发明的充气式护舷材的示意性说明图。

图2为在正面视角观察图1的充气式护舷材的示意性说明图。

图3为从横截面视角观察的图1的本体的内部结构的示意性说明图。

图4为从正面视角观察的图1的镜部的端部范围的加强层的状态的示意性说明图。

图5为从纵截面视角观察的图1的躯干部和镜部的加强层的连接结构的示意性说明图。

图6为从平面视角观察图5的连接结构的示意性说明图。

图7为从纵截面视角观察图1的本体的成型工程的示意性说明图。

图8为从纵截面视角观察图7的构成躯干部的加强层和构成镜部的加强层之间设置构件的工序的示意性说明图。

图9为切开本体的构件的一部分并从侧面视角观察的向本体施加规定内部压力以膨胀成规定形状的图1的充气式护舷材的示意性说明图。

图10为示出图5的连接结构的变形例的说明图。

具体实施方式

以下，基于图中所示的实施方式来说明本发明的充气式护舷材以及其制备方法。

图1～图5所示的本发明的充气式护舷材1(以下，称为护舷材料1)包括在圆筒形躯干部2的两端连接有盆状镜部4的本体1a，设在本体1a上的盖部10。在该实施方式中，在一侧的镜部4中设有盖部10，但也存在设在两侧的镜部4的情况。

如图3所示，躯干部2由层叠在内层橡胶7与外层橡胶8之间多个加强层3(3a～3h)构成。镜部4由层叠在内层橡胶7与外层橡胶8之间多个加强层5(5a～5h)构成。在该实施方式中，各加强层3、5的层叠数量为8，但不限定于此，每个层叠数大致在例如6以上且18以下的范围。加强层3与加强层5的层叠数基本上相同。

在加强层3(3a～3h)之间、加强层5(5a～5h)之间介入中间橡胶层9。作为形成中间橡胶层9的橡胶，例如，使用天然橡胶、丁基橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶等。

作为形成内层橡胶7的橡胶，例如，使用天然橡胶、丁基橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶等。作为形成外层橡胶8的橡胶，例如，使用天然橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶、乙丙橡胶等。

构成躯干部2的各加强层3(3a～3h)由相对于筒轴方向(cl)以规定的帘线角度a平行地拉齐并延伸的多个帘线3x形成。并且，加强层3被层叠且具有相邻的加强层3之间的帘线3x交叉的偏置结构。即，加强层3a、3c、3e、3g的帘线3x彼此向相同方向延伸并以帘线角度a设置。加强层3b、3d、3f、3h的帘线3x彼此向相同方向延伸并以帘线角度a设置，且这些帘线3x的方向与加强层3a、3c、3e、3g的帘线3x交叉。由此，加强层3的层叠体呈所谓的偏置结构。

每个镜部4由与躯干部2之间的边界侧的筒轴方向(cl)的规定范围4a和除了规定范围4a之外的端部范围4b构成。如图4所示，构成镜部4的各加强层5(5a～5h)通过由从镜部4的圆心径向延伸的帘线5x形成的帘线层与由向圆周方向延伸的帘线5x形成的帘线层交替地层叠来形成。即，镜部4的加强层5的层叠体具有所谓的放射状结构。此外，在图1中，躯干部2与规定范围4a的边界、规定范围4a与端部范围4b的边界由细虚线表示且被直线性划分，但实际上并不限于每个边界被直线划分。

镜部4的规定范围4a是躯干部2与镜部4之间的连接部分，如图5所示，配置有连接构件6a。即，躯干部2的加强层3与镜部4的加强层5借助接合构件6a接合。加强层3与加强层5的连接结构将在下文中描述。

每个接合构件6a由相对于筒轴方向(cl)以规定的帘线角度b平行地拉齐并延伸的多个帘线6x形成。作为帘线3x、5x、6x，使用钢丝帘线、有机纤维帘线等。帘线3x、5x、6x的外径为例如大致0.5mm以上1.5mm以下的范围。帘线3x、帘线5x及帘线6x基本上具有相同规格，但还可使每个都具有不同的规格，也可使它们中的任意一个具有不同的规格。

在本体1a未膨胀的中性状态下，帘线角度a设定为25°以上且45°以下。并且，在这种中性状态下，接合构件6a的帘线角度b设定为其接合对象的加强层3的帘线角度a的±10°，使得彼此的帘线6x、3x向相同方向延伸。即，与加强层3a接合的接合构件6a的帘线角度b设定为加强层3a的帘线角度a的±10°，使得帘线6x、3x彼此向相同方向延伸，与加强层3b接合的接合构件6a的帘线角度b设定为加强层3b的帘线角度a的±10°，使得帘线6x、3x彼此向相同方向延伸。

本体1a未膨胀的中性状态是指帘线3x、5x、6x基本上没有张力的状态，并向本体1a的内部注入空气，但其内部压力仅稍微高于大气压(例如，10kpa)。并且，躯干部2保持圆筒形的同时镜部4保持盆状。

在本体1a未膨胀的中性状态下，内层橡胶7的层厚度大致在例如2mm以上且5mm以下的范围内，外层橡胶8的层厚度大致在例如3mm以上且12mm以下的范围内。中间橡胶层9的层厚度在该中性状态下为例如小于1mm，更优选地，为0.2mm以上且0.6mm以下。并且，躯干部2的外径d在该中性状态下大致为例如2m以上且8m以下的范围内。

详细描述借助接合构件6a的接合结构，如图5所示，躯干部2的各加强层3的筒轴方向上的两端部与镜部4的对应的各加强层5以具有间隙s的方式相向。即，加强层3a与5a、加强层3b与5b、加强层3c与5c等相向的构件之间借助设置在各个间隙s上的接合构件6a接合。需要使各加强层3与接合构件6a之间的接合长度(重叠长度)、各加强层5与接合构件6a之间的接合长度(重叠长度)最小化以免局部刚性变大。并且，如图6所示，每个接合构件6a的帘线6x与对应的接合对象的加强层3的帘线3x向相同方向延伸，并在本体1a未膨胀的中性状态下设定为其接合对象的加强层3的帘线3x的帘线角度a的±10°，即帘线角度b。

相向的加强层3、5之间的每个间隙s具有多个不同尺寸。在图5中，各个间隙s随着配置在本体1a的内周侧而变大。即，加强层3a与5a之间的间隙s最小，加强层3h与5h之间的间隙s变最大。不仅可使所有间隙s的尺寸不同，而且可存在相同尺寸的多个间隙s，但优选地，使半数以上的间隙s的尺寸不同。

并且，相对于从本体1a的侧面视角观察时圆弧状的镜部4的圆周方向，各个间隙s的一侧端e1被设在多个不同的位置的同时，各个间隙s的另一侧端e2设在多个不同的位置。该圆弧状的镜部4的相对于圆周方向的不同的位置是指，将该圆弧状设定为规定半径的圆，每一侧端e1不位于从该圆的中心相对于圆弧延伸的相同直线上。例如，当两个一侧端e1位于从该圆的中心相对于圆弧延伸的一条直线上时，该两个一侧端e1相对于圆弧状的镜部4的圆周方向设在相同位置上。这种情况也同样适用于另一侧端e2。

制备上述的护舷材料1的顺序示例为如下所述。

当对未硫化的本体1a进行成型时，如图7所示，适用圆筒形躯干部用成型模具11a以及连接在该躯干部用成型模具11a的两端的盆状镜部用成型模具11b。在分离了躯干部用成型模具11a与各个镜部用成型模具11b的状态下，通过将构成躯干部2的各加强层3(3a～3h)层叠在躯干部用成型模具11a的内侧来形成层叠体。通过将构成镜部4的各加强层5(5a～5h)层叠在各个镜部用成型模具11b的内侧来形成层叠体。此外，在加强层3a与躯干部用成型模具11a的内周面之间、加强层5a与镜部用成型模具11b的内周面之间设置用于形成外层橡胶8的未硫化橡胶。

接着，如图8所示，将各个镜部用成型模具11b连接在躯干部用成型模具11a的两端。无需将各个镜部用成型模具11b同时连接在躯干部用成型模具11a上，可依次连接它们中一个。并且，使构成躯干部2的各加强层3(3a～3h)的层叠体的筒轴方向两端部与镜部4的对应的各加强层5(5a～5h)的层叠体以具有间隙s的方式相向，并在各个间隙s上，从比本体1a处于更外周侧的位置上的接合构件6a依次进行设置。由此，对由各加强层3、5形成的加强体进行成型。在该加强体的内表面层叠用于形成内层橡胶7的未硫化橡胶。在层叠加强层5时，盖部10安装在镜部4的规定位置上。并且，在硫化箱的内部设置袋体，在该袋体中，由加强层3、5形成的加强体的外表面、内表面上均层叠有成为外层橡胶8、内层橡胶7的未硫化橡胶，通过在规定条件下进行硫化来制备本体1a。此外，本体1a足够大，因此，工作人员可进入本体1a的内部工作。并且，工作人员通过盖部10来进出本体1a的内部。

在如上所述的制备本体1a的方法中，即使为一种类型的成型模具11，也可通过适当设定加强层3、接合构件6a的各个帘线角度a、b来制备多种尺寸的护舷材料1。即，无需按照每个护舷材料1的尺寸来准备专用的成型模具11，因此，在降低制造设备所需的成本方面具有很大的优势。

当所制备的护舷材料1不用于存储、运输等时，本体1a的内部压力设定为例如约10kpa的低压，并处理如图1所示的本体未膨胀的中性状态。并且，本体1a的内部空气排出以使其处于折叠状态。

当将护舷材料1安装在设置位置时，保持如图9所示的本体1a膨胀的规定形状。具体地，通过设置在盖部10的阀，向本体1a的内部填充空气以施加规定内部压力p。规定内部压力p在例如50kpa以上且100kpa以下的范围内。

在向本体1a的内部填充空气以达到规定内部压力p的过程中，在躯干部2的各加强层3中，帘线角度a趋于增大至大致稳定的休止角(54°～55°)。在规定范围4a内，将本体1a的内部压力到达规定内部压力p的过程中，每个接合构件6a的帘线角度b趋于增大至大致稳定的休止角(54°～55°)。

即，不仅构成躯干部2的加强层3，而且设置在与这些加强层3相向的构成镜部4的加强层5之间各个间隙s的每个接合构件6a也具有偏置结构。并且，彼此接合的加强层3和接合构件6a的帘线角度a和帘线角度b设定为基本相同的角度。因此，当向本体1a填充空气以施加规定内部压力p时，每个接合构件6a的帘线角度b趋于增大至大致稳定的休止角，因此，躯干部2与镜部4之间的边界附近(规定范围4a)也与躯干部2一同易于膨胀。加强层5的层叠体不是偏置结构，因此，即使向本体1a施加规定内部压力p，镜部4的端部范围4b的形状也不会如躯干部2或规定范围4a相对于中性状态的形状而大大变形。

并且，各个间隙s的尺寸为不同的多种类型，因此，相对于从本体1a的侧面视角观察时圆弧状的镜部4的圆周方向，各个间隙s的一侧端e1处于多个不同的位置，因此，各个另一侧端e2也处于多个不同的位置。因此，每个接合构件6a与各加强层3、5之间的接合位置(重叠位置)相对于该圆周方向分散，因此，抑制本体1a的该圆周方向上的刚性之差。由此，当向本体1a施加规定内部压力p时，躯干部2与镜部4之间的边界附近产生的变形被校正，从而可易于获得膨胀成规定形状的本体1a。

例如，向本体1a施加规定内部压力p以进行膨胀，相对于中性状态，躯干部2的外径d大致成为130％(1.3d)时，易于确保躯干部2的外径与本体1a的长尺寸方向(筒轴方向)的尺寸之比为1：2的理想的规定形状。

当中性状态的帘线角度a、b小于25°时，将帘线角度a增大至大致休止角，这种情况下在中间橡胶层9中产生过大的剪切应力，因此不为优选。当该帘线角度a、b大于45°时，本体1a从中性状态膨胀到规定内部压力p时，躯干部2和镜部4的规定范围4a的扩径程度变小。更优选地，帘线角度a、b为30°以上且35°以下。

将图5中示出的每个接合构件6a的端部范围4b侧的一侧端tma设定为适当的范围。即，如图1所示，在本体1a处于中性状态时，优选地，该一侧端tma设定在角度b中示出的范围内。具体地，该角度b的范围为如下所述的范围，即为在躯干部2与镜部4的边界线上，以从躯干部2的表面隔开本体1a的外径d的0.2以上且0.4以下(0.2d以上且0.4d以下)的点p为中心，来从该边界线至端部范围4b侧上横跨角度b的范围。角度b为0°以上且46°以下。

为了当向本体1a施加规定内部压力p时确保规定形状，在该角度b的范围内，本体1a的膨胀变形程度的影响大。因此，通过将各个一侧端tma设在该角度b的范围内，当向本体1a施加规定内部压力p时，变得易于确保膨胀成规定形状的本体1a。

在上述的实施方式中，每个接合构件6a作为单层的片材来设置在各个间隙s，但还可改变该规格。例如，当构成躯干部2的加强层3及各个构成镜部4的加强层5为6层以上时，优选地，采用图10中示出的规格。

在图10中，当从本体1a的外周侧向内周侧的第六层以上的加强层3f、3g、3h(5f、5g、5h)中，对应于该加强层的间隙s中设置有前述的接合构件6a以及接合在该接合构件6a的镜部侧端部的另一接合构件6b。隔着该间隙s而相向的构件(加强层3f和5f、加强层3g和5g、加强层3h和5h)之间借助设置在该间隙s上的接合构件6a及另一接合构件6b来进行接合。使每个接合构件6a与接合构件6b之间的接合长度(重叠长度)、各加强层5与接合构件6b之间的接合长度(重叠长度)最小化，以避免局部刚性变大。

与接合构件6a相同地，另一接合构件6b也由相对于筒轴方向(cl)上以规定的帘线角度平行地拉齐并延伸的多个帘线形成。但是，另一接合构件6b的帘线角度小于进行接合的接合构件6a的帘线角度b。因此，接合构件6b可使用与接合构件6a相同的材料，并将帘线角度设置为不同于接合构件6a的角度来使用。此外，各个另一接合构件6b的一侧端tmb位于比图1所示的角度b的范围更靠近端部范围4b侧的位置。

如上所述，当加强层3、5的层叠数较多时，使用接合构件6a、6b来接合位于更靠近内周侧的加强层3、5，从而，当向本体1a施加规定内部压力p时，通过使躯干部2与镜部4之间的边界附近与膨胀的躯干部2一同平稳地膨胀，使得可进一步易于确保具有规定形状的本体1a。

附图标记说明

1充气式护舷材

1a本体

2躯干部

3(3a～3h)加强层

3x帘线

4镜部

4a规定范围

4b端部范围

5(5a～5h)加强层

5x帘线

6a、6b接合构件

6x帘线

7内层橡胶

8外层橡胶

9中间橡胶层

10盖部

11(11a，11b)成型模具

s间隙