JP3851922B1 - ビードコードにおける側線ワイヤの接続部材 - Google Patents

Abstract

【課題】側線ワイヤの接続部材におけるずれ動き、強度低下、さらにバランスの悪化を防止し、容易に接続できるようにする。
【解決手段】円柱体の金属を材料にし、この両側から内側に向かって、先端が尖ったパンチでプレス加工することにより、両側に、側線ワイヤ５０の巻始端５１と巻終端５１とを挿し入れるスリーブ１２を凹ませて形成し、中央部分に隔壁状の肉厚部１１を残した接続部材１０を形成した。この接続部材１０において、中央の肉厚部１１の軸方向長さ（ｌ）と側線ワイヤの線径（ｄ）の関係が、側線ワイヤの線径（ｄ）≦軸方向長さ（ｌ）≦８×側線ワイヤの線径（ｄ）となるように構成した。側線ワイヤ５０を一定の余り代を持たせて切断し、側線ワイヤ５０の巻始端５１と巻終端５１が両側のスリーブ１２の奥の肉厚部１１に隙間なく当るようにした。
【選択図】図４

Description

この発明は、空気入りの車両用タイヤのビード部を補強するために、ビード部に埋め込まれるビードコード、特に、環状コアの周囲に、側線ワイヤを螺旋状に巻き続けてビードコードを形成する際に、側線ワイヤの両端末がばらけないように接続するための接続部材、及びこの接続部材を使用する側線ワイヤの接続方法、並びに接続部材を製造する方法に関するものである。

タイヤのビード部を補強するビードコード１は、図１１に示すように、タイヤ１００のビード部１１０に埋め込まれている。このようなビードコード１は、図１２に示すように、環状コア４０を周方向に回転させながら、環状コア４０の輪の外側から側線ワイヤ５０のボビン６０を輪の中を通し、再び輪の外側から輪の中を通すことにより、環状コア４０の周囲に側線ワイヤ５０を螺旋状に巻き続けて製造されている。

この環状コア４０の周囲への側線ワイヤ５０の巻付けは、一層毎に行われており、図１３に示すように、一層毎の側線ワイヤ５０の巻始端５１と巻終端５１とを、スリーブ形状の接続部材７０に挿し入れて接続し、側線ワイヤ５０のほどけを防止している。

このような接続部材としては、図１４に示すようなものもある。この接続部材８０は、環状コア４０の周囲に巻き付けた側線ワイヤ５０の層外周に被せる半円筒形状をしており、この半円筒形の接続部材８０の内周に設けた突起８１を側線ワイヤ５０の巻始端５１と巻終端５１との間に嵌まるようにして、側線ワイヤ５０の巻始端５１と巻終端５１とを固定するようにしている。

上記スリーブ形状の接続部材７０は、特許文献１に開示され、図１４に示す半円筒形の接続部材８０は、特許文献２に開示されている。
特開昭５０−１２２５８１号公報 特公昭５６−５１１０４号公報

ところで、ビードコード１は、タイヤ１００のビード部１１０に埋め込まれて使用されるため、ビードコード１には繰り返し負荷が加わる。

したがって、スリーブ形状の接続部材７０の場合、接続部材７０の寸法精度を厳しく製造していても、挿し入れる側線ワイヤ５０の線径の公差などにより、巻始端５１と巻終端５１の部分に生じる隙間により、側線ワイヤ５０に沿って接続部材７０が繰り返しずれ動きが生じ易く、ずれ動きの際の摩擦でスリーブ形状の接続部材７０が摩耗し、接続部材７０の強度が弱くなり、スリーブ形状の接続部材７０が折れ曲がったり、スリーブ形状の接続部材７０から側線ワイヤ５０の巻始端５１や巻終端５１が抜け出したりして、側線ワイヤ５０の巻始端５１や巻終端５１がいわゆる暴れた状態となり、タイヤ自体の性能に悪影響を及ぼすという問題があった。

また、スリーブ形状の接続部材７０のずれ動きを防止するために、側線ワイヤ５０を挿し入れた後、スリーブ形状の接続部材７０をかしめて、挿し入れた側線ワイヤ５０との一体性を向上させることも行われている。

ところが、側線ワイヤ５０に曲げ応力がかかると、スリーブ形状の接続部材７０の中央部分に応力が集中するため、接続部材７０の中央部分で折れ易い。特に、接続部材７０をかしめると、かしめ部分で応力が集中し易くなり、かしめ部分がより折損し易くなる。

また、かしめ工程を追加することは、工程が増えて手間であり、製造コストが高く付くという問題がある。

また、スリーブ形状の接続部材７０のずれ動きを防止するために、接続部材７０と挿し入れた側線ワイヤ５０とを接着剤で一体化することも考えられるが、接着剤で一体化することは工程が増えて手間であり、製造コストが高く付くという問題がある。

次に、上記半円筒形の接続部材８０を、側線ワイヤ５０の層の上から被せるという方法は、半円筒形の接続部材８０の質量により、全体の重量バランスを悪くするという問題がある。

そこで、この発明は、側線ワイヤの接続部材におけるずれ動きという課題、強度低下という課題、さらにバランスの悪化という課題、接続作業に手間がかかるという課題を解決しようとするものである。

上記した課題を解決するため、この発明においては、接続部材の中央に肉厚部を設け、その両側に側線ワイヤの巻始端と巻終端とを挿し入れるスリーブを設けたのである。
なお、肉厚部とは、スリーブに挿し入れた側線ワイヤの巻始端と巻終端とが突き当たるストッパとなる厚みの大きな部分をいい、例えば、中実の隔壁状のものや肉厚円筒状のものが含まれる。

この発明においては、両側のスリーブに側線ワイヤの巻始端と巻終端を挿し入れることにより、側線ワイヤを容易に接続することができる。

そして、接続部材が側線ワイヤに沿ってずれ動こうとした場合、スリーブに挿し入れられた側線ワイヤの巻始端と巻終端が中央の肉厚部に当って、ずれ動き量が極力少なくなるため、スリーブの摩耗が少なく、摩耗による強度低下を防止できると共に、側線ワイヤの巻始端と巻終端の抜けも防止できる。

また、両スリーブの中間の中央部分は、肉厚部で形成されているため、曲げ応力に強く、折損強度が高い。

さらに、中央に肉厚部、その両側にスリーブを設けた構造であるから、重量バランスが良好である。

この発明の接続部材は、中央に肉厚部を設け、その両側に側線ワイヤの巻始端と巻終端とを挿し入れるスリーブを設けた構造であり、柱状体の両側から内側に向かって、側線ワイヤの巻始端と巻終端とを挿し入れるスリーブを凹ませて形成し、中央部分に隔壁状の肉厚部を残した形状に形成することができる。

この発明の接続部材は、鉄、黄銅あるいはアルミニウム等の金属円柱体や金属円筒体を切削加工やプレス加工によって形成することができる。また、合成樹脂の一体成形により形成することも可能である。

金属円柱体または金属円筒体を両側からパンチでプレス加工することにより、両側のスリーブを凹ませて形成した場合、加工度が大きい両側のスリーブ部分が中央部分よりも高硬度に仕上がるので、スリーブ部分をより薄肉にしても強度を保つことができ、側線ワイヤを巻き重ねた際に、接続部材の厚みによる段差を極力小さくすることができる。このため、スリーブ外面の端部をテーパ加工する必要がなく、中央部分に隔壁状の肉厚部あるいはストッパとなる円筒状の肉厚部を有する接続部材を安価に製造することができる。

接続部材に加わる曲げ応力は、側線ワイヤの線径（ｄ）の二乗に比例するが、中央の肉厚部の軸方向長さ（ｌ）は、側線ワイヤの線径と同程度あれば大きく曲がったり、折損したりすることはない。反対に中央の肉厚部の軸方向長さ（ｌ）が長くなりすぎると、螺旋状に巻く側線ワイヤに沿い難くなるため、側線ワイヤの線径の８倍程度までの長さが好ましい。

即ち、中央の肉厚部の軸方向長さ（ｌ）と側線ワイヤの線径（ｄ）の関係は、次式を満足することが好ましい。
側線ワイヤの線径（ｄ）≦軸方向長さ（ｌ）≦８×側線ワイヤの線径（ｄ）

また、両側のスリーブ内に、側線ワイヤの巻始端と巻終端を挿し入れた際に、側線ワイヤの巻始端と巻終端が、両側のスリーブの奥の肉厚部の壁面に隙間なく当るようにすると、接続部材のずれ動きを防止できる。

側線ワイヤの巻始端と巻終端が、両側のスリーブの奥の肉厚部の壁面に隙間なく当るように側線ワイヤの端部をぴったりの長さに切断することは難しいので、側線ワイヤを少し長めに切断し、側線ワイヤの巻始端と巻終端が両側のスリーブの奥の肉厚部に押圧力がかかるようにすると、両側のスリーブの奥の肉厚部に、側線ワイヤの巻始端と巻終端が隙間なく簡単に挿し入れることができる。

このとき、側線ワイヤの切断の際にその長さが長すぎると、側線ワイヤが環状コアから浮き上がってしまいタイヤの性能に悪影響を及ぼす。
そのため、環状コアに巻きつけた側線ワイヤの巻始端と巻終端を両側のスリーブに挿し入れる際に、側線ワイヤと接続部材の肉厚部の合計長さが、環状コアを形成するコイル束の中心コイルの周長の０〜１．１％に相当する長さ分余り代を持つようにして側線ワイヤを切断するのが好ましい。

上記のように、両側のスリーブの奥の肉厚部に、側線ワイヤの巻始端と巻終端が隙間なく挿し入れることにより、側線ワイヤと接続部材とが一体化し、接続部材にかかる曲げ応力をスリーブ内に挿し入れられた側線ワイヤでも受けることができるため、より折損強度が向上する。

上記中央の肉厚部分には、軽量化のために貫通孔をあけておいてもよい。

また、スリーブ内面に、その長さ方向に延びるゴム侵入溝を設けておくと、車両用タイヤの加硫成形時に、このゴム侵入溝にゴムが入り込むため、側線ワイヤとビードコードとをより強固に一体化させ、耐久性を向上させることができる。

スリーブの内径が、スリーブ外側から内側に向けて小さくなるように、スリーブ内面の一部または全部をテーパ状に形成すると、スリーブの挿し入れ口の径を大きくできるため、側線ワイヤの巻始端と巻終端をスリーブ内に挿し入れやすい。
また、側線ワイヤがスリーブ内面のテーパにくせ付けされて突き当たりの肉厚部までスムーズに案内されるため、スリーブ内での引っかかりを防ぎ、作業性の向上を図ることができる。

上記接続部材を使用して側線ワイヤの巻始端と巻終端とを接続してビードコードを形成すると、重量バランスのよい、ほつれが生じない、ビードコードとすることができる。また、このビードコードをビード部に埋め込んで車両用タイヤを形成すると、長期間にわたってタイヤの性能を維持することができる。

図１は、図２のような円柱体２０の金属を材料にし、これを図３に示すように、両側から内側に向かって、先端が尖ったパンチ３０でプレス加工することにより、両側に、側線ワイヤ５０の巻始端５１と巻終端５１とを挿し入れるスリーブ１２を凹ませて形成し、中央部分に隔壁状の肉厚部１１を残した接続部材１０の例である。

図１の例の接続部材１０の各寸法、即ち、軸方向の全長（Ｌ）、肉厚部１１の軸方向長さ（ｌ）、外径（Ｄ）、スリーブ１２の厚み（ｔ）、スリーブ１２の内径（ｄ_ｈ）は、例えば、それぞれ側線ワイヤの線径（ｄ）により、次のように決定する。
側線ワイヤの線径（ｄ）が、１．５ｍｍの場合、Ｌ＝１６ｍｍ、ｌ＝８ｍｍ、Ｄ＝２．０ｍｍ、ｄ_ｈ＝１．５ｍｍ、ｔ＝０．２５ｍｍである。
また、側線ワイヤの線径（ｄ）が、１．８ｍｍの場合、Ｌ＝１８ｍｍ、ｌ＝８ｍｍ、Ｄ＝２．５ｍｍ、ｄ_ｈ＝１．８ｍｍ、ｔ＝０．３５ｍｍである。

スリーブ１２内面の径は、図１のように均一でなくともよい。
たとえば、図９（ａ）は、スリーブ１２内面をテーパに形成した接続部材１０の例である。
また、図１０（ａ）は、スリーブ１２内面に等間隔をおいて長さ方向に延びる４つの溝１３を設けた接続部材１０の例である。

次に、図５は、図６のような円筒体２１の金属を材料にし、これを図７に示すように、両側から内側に向かって、先端が尖ったパンチ３０でプレス加工することにより、両側に、側線ワイヤ５０の巻始端５１と巻終端５１とを挿し入れるスリーブ１２を凹ませて形成し、中央部分に隔壁状の肉厚部１１と貫通孔１４を残した円筒状の接続部材１０の例である。

図５の例の接続部材１０の各寸法、即ち、軸方向の全長（Ｌ）、肉厚部１１の軸方向長さ（ｌ）、外径（Ｄ）、スリーブ１２の厚み（ｔ）、スリーブ１２の内径（ｄ_ｈ）、貫通孔１４の孔径は、例えば、それぞれ側線ワイヤの線径（ｄ）により、次のように決定する。
側線ワイヤの線径（ｄ）が、１．５ｍｍの場合、Ｌ＝１８ｍｍ、ｌ＝８ｍｍ、Ｄ＝２．０ｍｍ、ｄ_ｈ＝１．５ｍｍ、ｔ＝０．２５ｍｍ、貫通孔１４の孔径＝１．１ｍｍである。
また、側線ワイヤの線径（ｄ）が、１．８ｍｍの場合、Ｌ＝２１ｍｍ、ｌ＝１１ｍｍ、Ｄ＝２．６ｍｍ、ｄ_ｈ＝１．８ｍｍ、ｔ＝０．４０ｍｍ、貫通孔１４の孔径＝１．４ｍｍである。

図４は、図１の接続部材１０を使用して側線ワイヤ５０の巻始端５１と巻終端５１とを接続した例を示している。
この場合に、両側のスリーブ１２の奥の肉厚部１１の壁面に巻始端５１と巻終端５１が隙間なく当るように、側線ワイヤ５０を少し長めに切断し、側線ワイヤ５０の巻始端５１と巻終端５１が両側のスリーブ１２の奥の肉厚部１１に押圧力がかかるように挿し入れている。

側線ワイヤ５０を長めに切断する際には、具体的には、図８のように、側線ワイヤ５０を環状コア４０に巻きつけたときの側線ワイヤ５０と接続部材１０との合計長さが有する余り代をｒ、環状コア４０を構成するコイル束の中心コイルの直径をＤ_ｃとした時、以下の式が成立するようにして切断する。
０×πＤ_ｃ≦ｒ≦０．０１１×πＤ_ｃ
ここで、πＤ_ｃは中心コイルの周長を表わす。

このように、両側のスリーブ１２の奥の肉厚部１１に、側線ワイヤ５０の巻始端５１と巻終端５１が隙間なく挿し入れることにより、接続部材１０にかかる曲げ応力をスリーブ１２内に挿し入れられた側線ワイヤ５０でも受けることができ、より折損強度が向上する。

ここで、図９（ａ）のような接続部材１０を用いると、図示のように両側のスリーブ１２の挿し入れ口が広いため、側線ワイヤ５０の巻始端５１と巻終端５１のスリーブ１２への挿し入れが容易となる。
また、図９（ｂ）のように、スリーブ１２内において、巻始端５１と巻終端５１がスリーブ１２内面の奥に向かい狭まるテーパ面に当接し、矯正抵抗を減じながら奥部へと案内されるため、スムーズに挿し入れることができる。
そのため、図９（ｃ）のように肉厚部１１にスムーズに突き当たる。
また、このビードコード１を用いてタイヤを加硫成形する際には、スリーブ１２と側線ワイヤ５０との間に形成される隙間にゴムが入り込むため、これらの一体感が増し、タイヤの耐久性が向上する。

また、図１０（ａ）のような接続部材１０を用いると、スリーブ１２内面と側線ワイヤ５０との接触抵抗が減じられるため、巻始端５１と巻終端５１との挿し入れがスムーズに行われる。
このとき、図１０（ｂ）、（ｃ）のように、スリーブ１１内面の溝１３部分が空隙となる。
そのため、このビードコード１を用いてタイヤを加硫成形する際には、図１０（ｃ）の矢印で示すようにこの溝１３にゴムが入り込み、側線ワイヤ５０と接続部材１０とがゴムを介して一体化する。
このようなビードコード１は、側線ワイヤ５０の両端５１が接続部材１０から外れることがないため、タイヤの性能を維持することができる。

(ａ)は一の実施例にかかる接続部材の斜視図、(ｂ)はその断面図 円柱体の斜視図 (ａ)〜(ｃ)は接続部材の製造工程図 (ａ)は側線ワイヤの両端部を接続した図(実施例)、(ｂ)はその拡大図 (ａ)は他の実施例にかかる接続部材の斜視図、(ｂ)はその断面図 円筒体の斜視図 (ａ)〜(ｃ)は接続部材の製造工程図 側線ワイヤ切断時の寸法関係を示す図 （ａ）は他の実施例にかかる接続部材の断面図、（ｂ）と（ｃ）はその接続状態を示す図 （ａ）は他の実施例にかかる接続部材の斜視図、（ｂ）はその接続状態を示す図、（ｃ）は（ｂ）のＸIIｃ−ＸIIｃ線の断面図 車両用タイヤの一部切断図 ビードコードの製造図 (ａ)はスリーブ形状の接続部材のビードコードへの取り付け図(従来例)、(ｂ)はその拡大図 (ａ)は半円筒形状の接続部材の斜視図(従来例)、(ｂ)はそのビードコードへの取り付け図

符号の説明

１ ビードコード
１０ 接続部材
１１ 肉厚部
１２ スリーブ
１３ 溝
１４ 貫通孔
２０ 円柱体
２１ 円筒体
３０ パンチ
４０ 環状コア
５０ 側線ワイヤ
５１ 側線ワイヤの両端
６０ ボビン
７０ 従来の一の接続部材
８０ 従来の他の接続部材
８１ 突起
１００ タイヤ
１１０ ビード部

Claims (12)

1. 中央に肉厚部１１を設け、その両側に側線ワイヤ５０の巻始端５１と巻終端５１とを挿し入れるスリーブ１２を設けた、ビードコードにおける側線ワイヤ接続部材。
2. 円柱体の両側から内側に向かって、側線ワイヤ５０の巻始端５１と巻終端５１とを挿し入れるスリーブ１２を凹ませて形成し、中央部分に隔壁状の肉厚部１１を残した形状に形成した請求項１に記載のビードコードにおける側線ワイヤ接続部材。
3. 円柱体が、鉄あるいは黄銅等の金属円柱体である請求項２に記載のビードコードにおける側線ワイヤ接続部材。
4. 中央の肉厚部１１の軸方向長さ（ｌ）と側線ワイヤの線径（ｄ）の関係が、次式を満足するように形成した請求項１〜３のいずれかに記載のビードコードにおける側線ワイヤ接続部材。
   側線ワイヤの線径（ｄ）≦軸方向長さ（ｌ）≦８×側線ワイヤの線径（ｄ）
5. 中央の肉厚部１１に貫通孔１４を形成した請求項１から４のいずれかに記載のビードコードにおける側線ワイヤ接続部材。
6. 上記スリーブ内面に、長さ方向に延びるゴム侵入溝１３を設けた請求項１から５のいずれかに記載のビードコードにおける側線ワイヤ接続部材。
7. 上記スリーブの内径が、スリーブ外側から内側に向けて小さくなるように、スリーブ内面の一部または全部をテーパ状に形成した請求項１から６のいずれかに記載のビードコードにおける側線ワイヤ接続部材。
8. 金属円柱体２０を両側からパンチ３０でプレス加工し、中央部分に隔壁状の肉厚部１１を残し、両側にスリーブ１２を凹ませて形成する、ビードコードにおける側線ワイヤ接続部材の製造方法。
9. 金属円筒体２１を両側からパンチ３０でプレス加工し、中央部分にストッパとなる円筒状肉厚部１１を残し、両側にスリーブ１２を凹ませて形成する、ビードコードにおける側線ワイヤ接続部材の製造方法。
10. 請求項１から７のいずれかに記載のビードコードにおける側線ワイヤ接続部材を使用して、側線ワイヤ５０の巻始端５１と巻終端５１とを接続して形成したビードコード。
11. 請求項１０に記載のビードコードをビード部に埋め込んだ車両用タイヤ。
12. 請求項１から７のいずれかに記載のビードコードにおける側線ワイヤ接続部材を使用し、環状コア４０に巻きつけた側線ワイヤ５０の巻始端５１と巻終端５１を両側のスリーブ１２に挿し入れる際に、側線ワイヤ５０と側線ワイヤ接続部材の肉厚部１１との合計長さが、環状コア４０を形成するコイル束の中心コイルの周長の０〜１．１％に相当する長さ分余り代を有するようにして側線ワイヤ５０を切断し、スリーブ１２の奥の肉厚部１１に、側線ワイヤの巻始端と巻終端が隙間なく押し当るように挿し入れるビードコードにおける側線ワイヤの接続方法。

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