JP6604208B2

JP6604208B2 - ビードクランプリング

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Publication number: JP6604208B2
Application number: JP2016002983A
Authority: JP
Inventors: 泰雄内藤; 雅之坂本; 雄一高井; 博幸鬼松; 武史川津
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2016-01-08
Filing date: 2016-01-08
Publication date: 2019-11-13
Anticipated expiration: 2036-01-08
Also published as: JP2017121793A

Description

本発明は、ビード部の装着を容易としたビードクランプリングに関する。

ラジアルタイヤの製造においては、通常、
（ａ）成形フォーマを用いて、カーカスプライを含む円筒状の生タイヤ基体を形成する生タイヤ基体形成工程と；
（ｂ）シェーピングフォーマを用いて、前記生タイヤ基体をトロイド状に膨張（シェーピング）させ、これによって前記生タイヤ基体と、その半径方向外側で待機させたトレッドリングとを一体に接合させるシェーピング工程とが行われる。

また前記シェーピングフォーマには、成形フォーマから受け取った生タイヤ基体のビード部を保持するビードクランプリングが設けられている。

他方、自動二輪車用タイヤの如く、ビード剛性が小な小型軽量のタイヤを製造する場合、ビードクランプリングとして、下記の特許文献１、２に開示される如く、拡縮径機能を有さない構造簡易なものが広く用いられる。図８に略示するように、前記ビードクランプリングａは、生タイヤ基体Ｔのビード部Ｔ１を着座されて保持する着座部ｂと、この着座部ｂから軸心方向外側に向かって縮径する向きに傾斜するコーン状の案内部ｃとを含む。そして案内部ｃは、軸心方向外側から挿入されるビード部Ｔ１の底面を滑らせながら着座部ｂまで案内する。

しかし、従来のビードクランプリングａは、スチールやアルミ合金などの金属材にて形成されている。そのため、未加硫ゴムで被覆されるビード部Ｔ１の底面が、案内部ｃの表面と粘着かつ密着しやすくなって滑りが悪い。そのため、ビード部Ｔ１が着座位置に正しく保持されずにタイヤ形成精度を損ねる傾向を招く。また滑りを良くするために、案内部ｃに潤滑剤を塗布することが提案されるが、この場合、塗布による作業性の低下、及び生タイヤ基体Ｔに付着する潤滑剤がゴム同士の剥離を誘発してタイヤ品質を低下させる恐れを招く。

特開２００３−１１８０１１号公報特開２０１０−０８９３１６号公報

そこで発明は、潤滑剤を用いることなく、ビード部の底面との滑りを改善することができ、作業性の低下、及びタイヤ品質の低下を招くことなくビード部の装着を容易にかつ精度良く行いうるビードクランプリングを提供することを課題としている。

本発明は、生タイヤのビード部を保持するためのビードクランプリングであって、
前記ビード部の底面を着座させて保持する円筒状の着座部と、
この着座部から軸心方向外側に向かって縮径する向きに傾斜するコーン状をなし、かつ軸心方向外側から挿入されるビード部の底面を滑らせながら前記着座部まで案内する滑り面を有する案内部とを含むリング本体を具えるとともに、
前記リング本体は、繊維強化プラスチックから形成されることを特徴としている。

本発明に係る前記ビードクランプリングでは、前記繊維強化プラスチックは、プリプレグの積層体からなることが好ましい。

本発明に係る前記ビードクランプリングでは、前記プリプレグは、経糸及び緯糸で織られた織物部材を有することが好ましい。

本発明に係る前記ビードクランプリングでは、前記積層体の各層は、周方向に分割された複数のプリプレグ分割片からなり、かつ各プリプレグ分割片の周方向端縁部間を接続することにより各層が形成されることが好ましい。

本発明に係る前記ビードクランプリングでは、前記積層体は、隣り合う層間でプリプレグ分割片の接続位置の周方向の位相が互いに相違する層間を有することが好ましい。

本発明に係る前記ビードクランプリングでは、前記プリプレグ分割片は、前記経糸又は緯糸の一方が、プリプレグ分割片の周方向巾中心線に対して４０〜５０度の角度α１で配列する第１のプリプレグ分割片と、±５度の角度α２で配列する第２のプリプレグ分割片とから構成されるとともに、
前記積層体は、第１のプリプレグ分割片からなる第１層と、第２のプリプレグ分割片からなる第２層とを組み合わせて積層されることが好ましい。

本発明は叙上の如く、ビード部の底面を滑らせながら着座部まで案内するコーン状の滑り面を有するリング本体を、繊維強化プラスチックにて形成している。

そのため、前記滑り面に、繊維強化プラスチックに含まれる繊維によって粗面状の微少な凹凸が形成される。その結果、ビード部の底面（未加硫ゴム）が密着するのを抑えることができる。また滑り面が、プラスチック材料によって覆われるため、ビード部の底面（未加硫ゴム）が粘着するのを抑えることができる。そして、これらの相乗効果により、ビード部の底面との滑りを改善することができ、ビード部の装着を容易にかつ精度良く行いうる。また潤滑剤の塗布か不要となるため、塗布による作業性の低下、及び潤滑剤が生タイヤ基体に付着してタイヤ品質を低下させるのを抑えることができる。

本発明のビードクランプリングの使用状態を示す断面図である。前記ビードクランプリングを示す斜視図である。前記ビードクランプリングの厚さ方向の略断面図である。積層体の各層を、最も滑り面側に配される層を代表して示す側面図である。（Ａ）は第１のプリプレグ分割片からなる第１層、（Ｂ）は第２のプリプレグ分割片からなる第２層を示す概念図である。（Ａ）〜（Ｅ）は、積層体の各層におけるプリプレグ分割片の突合わせ位置の位相を示す概念図である。リング本体の形成方法を例示する断面図である。ビードクランプリングの従来の問題点を説明する断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は、本実施形態のビードクランプリング１が、シェーピングフォーマ２に設けられ、成形フォーマ（図示しない）によって形成された円筒状の生タイヤ基体Ｔのビード部Ｔ１を、受け取りかつ保持するために使用される。なおシェーピングフォーマ２には一対のビードクランプリング１が設けられるが、同図には、一方側のビードクランプリング１のみ図示される。

前記ビードクランプリング１は、軸心方向に移動可能な摺動体３に取り付き、保持したビード部Ｔ１を、互いに接近する向きに移動させる。また生タイヤ基体Ｔは、前記移動と同期してビード部Ｔ１、Ｔ１間でトロイド状に膨張（シェーピング）され、これによって生タイヤ基体Ｔと、その半径方向外側で待機させたトレッドリング（図示しない）とが一体に接合される。即ちシェーピング工程が行われる。

次に、ビードクランプリング１は、図１、２に示すように、着座部５と案内部６とを少なくとも含むリング本体７を具える。詳しくは、本例のリング本体７は、前記着座部５と、前記案内部６と、位置決め部８と、側壁部９と、取付け部１０とを有する。

前記着座部５は、円筒状をなし、その外周面で、前記ビード部Ｔ１の底面Ｔｓを着座させて保持する。前記案内部６は、着座部５の軸心方向外端から軸心方向外側に向かって縮径する向きに傾斜するコーン状をなす。この案内部６は、軸心方向外側から挿入されるビード部Ｔ１の底面Ｔｓを、滑らせながら前記着座部５まで案内するコーン状の滑り面６Ｓを外周面に有する。なお前記「軸心方向」とは、リング本体７の軸心ｉの向き意味する。このうち、一対のビードクランプリング１、１が互いに向き合う向きを、軸心方向の「内」その逆を「外」と定義される。

前記位置決め部８は、案内部６の軸心方向内端から半径方向外側に段差状に立ち上がる。この位置決め部８は、ビード部Ｔ１の内側面と当接することでビード部Ｔ１を軸心方向に位置決めする。前記側壁部９は、位置決め部８から半径方向内側にのびる。また前記取付け部１０は、例えば円筒状をなし、前記側壁部９の半径方向内端に連なる。この取付け部１０は、摺動体３に固定され、リング本体７を摺動体３に一体移動可能に連結する。なお図中の符号２５はキー、２６はキー溝である。

そして本発明では、前記リング本体７は、繊維強化プラスチックから形成される。これにより、前記滑り面６Ｓに、繊維強化プラスチックに含まれる繊維によって粗面状の微少な凹凸が形成される。その結果、ビード部Ｔ１の底面Ｔｓが密着するのを抑えることができる。また滑り面６Ｓが、プラスチック材料によって覆われるため、ビード部Ｔ１の底面Ｔｓが粘着するのを抑えることができる。そして、これらの相乗効果により、ビード部Ｔ１の底面Ｔｓとの滑りを改善することができ、ビード部Ｔ１の装着を容易にかつ精度良く行いうる。また潤滑剤の塗布か不要となるため、塗布による作業性の低下、及び潤滑剤が生タイヤ基体Ｔに付着してタイヤ品質を低下させるのを抑えることができる。

図３に示すように、本例では、リング本体７は、プリプレグの積層体１１から形成される。本例では、積層体１１が１０層で構成される場合が示される。各層Ｐを区別する場合、最も滑り面６Ｓ側に配される層を１番目の層Ｐ_１、その外側に順次配される層を、２番目の層Ｐ_２〜１０番目の層Ｐ_１０と呼ぶ。

前記プリプレグは、炭素繊維、アラミド繊維などの繊維状補強材と、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂とからなるシート状の複合材であり、このプリプレグからなる各層Ｐは、加熱圧力により互いに一体に結合される。本例では、前記繊維状補強材として、経糸１５ａと緯糸１５ｂとで織られた平織り状の織物部材が使用される。また経糸１５ａ及び緯糸１５ｂの繊維として炭素繊維が使用される。

図４に、１番目の層Ｐ_１を軸心方向外側から見た側面図が示される。この１番目の層Ｐ_１に代表されるように、積層体１１の各層Ｐは、周方向に分割された複数のプリプレグ分割片Ｄからなり、各プリプレグ分割片Ｄの周方向端縁部Ｄｅ間を接続することにより各層Ｐが形成される。なお「接続」として、隣り合う周方向端縁部Ｄｅ同士を互いに重ね合わせて連結するオーバラップジョイント、及び隣り合う周方向端縁部Ｄｅ同士を互いに突き合わせて連結するバットジョイントが採用できるが、特には、オーバラップジョイントが好適に採用できる。また本例では、各層Ｐが、等分割された６枚のプリプレグ分割片Ｄから形成される場合が示される。なお同図には、各プリプレグ分割片Ｄを明確にするため、濃淡を違えて図示している。

図５（Ａ）、（Ｂ）に概念的に示すように、本例のプリプレグ分割片Ｄは、糸１５の配向が異なる第１、第２のプリプレグ分割片Ｄ１、Ｄ２から構成されている。第１のプリプレグ分割片Ｄ１は、経糸１５ａ又は緯糸１５ｂの一方が、プリプレグ分割片Ｄの周方向巾中心線Ｘに対して４０〜５０度の角度α１で配列している。また第２のプリプレグ分割片Ｄ２は、経糸１５ａ又は緯糸１５ｂの一方が、プリプレグ分割片Ｄの周方向巾中心線Ｘに対して±５度の角度α２で配列している。

そして積層体１１の各層Ｐは、第１のプリプレグ分割片Ｄ１からなる第１層１６、又は第２のプリプレグ分割片Ｄ２からなる第２層１７から構成される。また積層体１１では、第１層１６と第２層１７とが組み合わされて積層される。これにより、前記第１層１６と第２層１７とが隣り合う層間が少なくとも１以上、本例では６箇所形成される。第１層１６と第２層１７とが隣り合う層間の数ｎａは、全層間の数ｎの５０％以上、さらには６０％以上であるのが好ましい。

このように、前記リング本体７を、炭素繊維を有するプリプレグの積層体１１により形成することにより、軽量化を図りながら、金属と同等、若しくはそれ以上の強度及び剛性を確保することが可能となる。また各層Ｐを、周方向に分割された複数のプリプレグ分割片Ｄで構成することにより、複雑な形状のリング本体７を、皺や歪みを抑えながら精度良く形成することができる。特に、積層体１１において、第１のプリプレグ分割片Ｄ１（糸の配向角度α１が４０〜５０度）からなる第１層１６と、第２のプリプレグ分割片Ｄ２（糸の配向角度α２が±５度）からなる第２層１７とを組み合わせて積層させる場合には、リング本体７の強度及び剛性を、全方向に対して均一に高めることができる。

なお本例では、滑り面６Ｓをなす１番目の層Ｐ_１が、第１層１６（糸の配向角度α１が４０〜５０度）で形成される。これにより、ビード部Ｔ１が滑る際の抵抗を、第２層１７で形成される場合に比して減じることができる。

また図４に示すように、各層Ｐにおいて、プリプレグ分割片Ｄの接続位置Ｑでは、繊維が途切れるため、強度及び剛性が局部的に低下する。そのため本例では、図６に示すように、隣り合う層間でプリプレグ分割片Ｄの接続位置Ｑの周方向の位相が互いに相違する層間を少なくとも１以上設けている。

具体的には、図６（Ａ）は、基準となる１番目の層Ｐ_１におけるプリプレグ分割片Ｄの配置の一部を示す。図６（Ｂ）は、２番目の層Ｐ_２におけるプリプレグ分割片Ｄの配置の一部を示し、基準のプリプレグ分割片Ｄに対して、接続位置Ｑの位相が例えば４度の角度βａで周方向一方側に相違する。図６（Ｃ）は、３番目、４番目の層Ｐ_３、Ｐ_４におけるプリプレグ分割片Ｄの配置の一部を示し、基準のプリプレグ分割片Ｄに対して、接続位置Ｑの位相が例えば８度の角度βｂで周方向一方側に相違する。図６（Ｄ）は、５番目〜７番目の層Ｐ_５〜Ｐ_７におけるプリプレグ分割片Ｄの配置の一部を示し、基準のプリプレグ分割片Ｄに対して、接続位置Ｑの位相が例えば１６度の角度βｃで周方向一方側に相違する。図６（Ｅ）は、８番目〜１０番目の層Ｐ_８〜Ｐ_１０におけるプリプレグ分割片Ｄの配置の一部を示し、基準のプリプレグ分割片Ｄに対して、接続位置Ｑの位相が例えば２０度の角度βｄで周方向一方側に相違する。

従って、本例では、１番目と２番目の層Ｐ_１、Ｐ_２間、２番目と３番目の層Ｐ_２、Ｐ_３間、４番目と５番目の層Ｐ_４、Ｐ_５間、及び７番目と８番目の層Ｐ_７、Ｐ_８間において、接続位置Ｑの周方向の位相が相違する。これにより、接続位置Ｑが周方向に分散される。なお前記基準からの位相の角度βはβａ＜βｂ＜βｃ＜βｄである。また最大の位相の角度β（本例ではβｄ）は、プリプレグ分割片Ｄの中心角度θより小である。

次に、図７に示すように、リング本体７は、成形型２０のキャビティ面２０Ｓに、生のプリプレグ分割片Ｄを順次貼り付けて積層し、その後、オートクレーブによる加熱加圧によって熱硬化させることで形成される。

なお糸１５は、複数本の素線の束から構成されるが、本例では、キャビティ面２０Ｓ側に、素線が細いプリプレグ分割片Ｄを配し、その上側に素線が太いプリプレグ分割片Ｄを配している。これにより、プリプレグ分割片Ｄをより正確にキャビティ面に沿わせることができ、リング本体７の形成精度を高めることができる。また上側に、素線が太いプリプレグ分割片Ｄが使用されるため、全体として強度及び剛性を高く維持することができる。またキャビティ面２０Ｓ側に、素線の束が細いプリプレグ分割片Ｄを配し、その上側に素線の束が太いプリプレグ分割片Ｄを配することも好ましい。この場合、素線の束が太いことでプリプレグも厚くなり、強度を高めうるとともに、積層数を減じうるため、積層工程を短縮することができる。

またキャビティ面２０Ｓは、リング本体７における前記滑り面６Ｓ側の表面輪郭形状に合わせて形成されている。従って、１番目の層Ｐ_１をなすプリプレグの糸１５の素線（又は素線の束）が最も細くなる。そのため、滑り面６Ｓの凹凸が過度に大きくなるのを抑制でき、優れた滑り性を発揮する上で好ましい。なおプリプレグの糸１５の素線（又は素線の束）の太さは、１０番目の層Ｐ_１０に向かって段階的に太くなる。

前記キャビティ面２０Ｓは、その輪郭形状が断面コ字状をなすため、貼付け作業性に劣る傾向がある。そのためプリプレグ分割片Ｄを、半径方向内外の部分Ｄｉ、Ｄｏに２分割することも好ましい。このとき、分割位置Ｋは、前記側壁部９内の領域Ｙに設定するのが良い。なお分割による強度低下を抑えるために、各層Ｐにおける分割位置Ｋを、前記領域Ｙ内で半径方向内外に分散させるのが好ましい。なお領域Ｙの巾は２５〜３５mm程度である。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

１ビードクランプリング
５着座部
６案内部
６Ｓ滑り面
７リング本体
１１積層体
１５ａ経糸
１５ｂ緯糸
１６第１層
１７第２層
Ｅ周方向端縁Ｄｅ
Ｄプリプレグ分割片
Ｄ１第１のプリプレグ分割片
Ｄ２第２のプリプレグ分割片
Ｐ層
Ｑ突合わせ位置
Ｓ底面
Ｔ１ビード部
Ｘ周方向巾中心線

Claims

生タイヤのビード部を保持するためのビードクランプリングであって、
前記ビード部の底面を着座させて保持する円筒状の着座部と、
この着座部から軸心方向外側に向かって縮径する向きに傾斜するコーン状をなし、かつ軸心方向外側から挿入されるビード部の底面を滑らせながら前記着座部まで案内する滑り面を有する案内部とを含むリング本体を具えるとともに、
前記リング本体は、繊維強化プラスチックから形成されることを特徴とするビードクランプリング。
前記繊維強化プラスチックは、プリプレグの積層体からなることを特徴とする請求項１記載のビードクランプリング。
前記プリプレグは、経糸及び緯糸で織られた織物部材を有することを特徴とする請求項２記載のビードクランプリング。
前記積層体の各層は、周方向に分割された複数のプリプレグ分割片からなり、かつ各プリプレグ分割片の周方向端縁部間を接続することにより各層が形成されることを特徴とする請求項２又は３に記載のビードクランプリング。
前記積層体は、隣り合う層間でプリプレグ分割片の接続位置の周方向の位相が互いに相違する層間を有することを特徴とする請求項４記載のビードクランプリング。
前記プリプレグ分割片は、前記経糸又は緯糸の一方が、プリプレグ分割片の周方向巾中心線に対して４０〜５０度の角度α１で配列する第１のプリプレグ分割片と、±５度の角度α２で配列する第２のプリプレグ分割片とから構成されるとともに、
前記積層体は、第１のプリプレグ分割片からなる第１層と、第２のプリプレグ分割片からなる第２層とを組み合わせて積層されることを特徴とする請求項４又は５の何れかに記載のビードクランプリング。