JPWO2005007391A1 - ランフラット用支持体の製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

内側成形ローラ１と外側成形ローラ２との間に筒状ブランクＢの周壁を挟圧すると共に、両成形ローラ１，２を回転させながら前記筒状ブランクＢの周壁に少なくと一つの周方向に連続した凸部を成形して環状シェルにする際に、前記内側成形ローラ１の最大外径を前記筒状ブランクＢの内径と実質的に同一の大きさにした成形ローラを使用する。

Description

本発明はランフラット用支持体の製造方法及び装置に関し、さらに詳しくは、寸法精度に優れた環状シェルを安定的に成形可能にするランフラット用支持体の製造方法及び装置に関する。

車両の走行中に空気入りタイヤがパンクした場合でも、数百ｋｍ程度の緊急走行を可能にするランフラット用の技術が多数提案されている。これらの提案のうち、特許文献１などの提案は、図５に示すように、リム３０にリム組みされた空気入りタイヤ３１の空洞部内のリム上に環状の支持体３２を装着し、この環状の支持体３２でパンクしたタイヤ３１を支持しながらランフラット走行するようにしたものである。このランフラット用支持体３２は、外周に外側に突出した凸部３３ａ，３３ａを設けた環状シェル３３の両脚端部に、それぞれゴム等の弾性リング３４，３４を装着して構成されている。このランフラット用支持体３２は既存構造のリム３０に同軸に装着して使用されるため、既存のホイール／リムの構造に何ら実質的な改造を加えることなく、そのままの状態で使用することができるという利点がある。

上記ランフラット用支持体を構成する環状シェル３３は、ランフラット走行時には車両を支持する役目を行うため、その寸法精度如何によって乗心地性が左右されるという問題がある。従来、このような環状シェルを成形する装置として、独特許明細書ＤＥ１０１４９０８６Ｃ１に記載された装置の提案がある。しかし、この成形装置では、以下に説明する理由から環状シェルを高精度に加工することが難しいという問題を有している。

すなわち、上記成形装置は、図６に示すように、金属板を筒状に丸めて成形した筒状ブランク４３の内径側と外径側とにそれぞれ内側成形ローラ４１と外側成形ローラ４２ａ，４２ｂとを配置し、この両成形ローラを回転させながら筒状ブランク４３の周壁を挟圧し、その周壁に周方向に連続した凸部を成形するようにしたものである。しかし、内側成形ローラ４１は、内側成形ローラに対する筒状ブランクの脱着を容易にするため、その外径が筒状ブランク内径よりも十分に小さく形成されているため、筒状ブランク３の成形加工中に、筒状ブランクが内側成形ローラ４１と外側成形ローラ４２ａ，４２ｂとが対向し合う挟持部Ｐａ，Ｐｂだけを支点にして片持ちの状態になるため振動を発生する。したがって、この振動の発生により加工精度が悪化するのである。この振動の発生は、成形ローラの回転速度を速くするほど、すなわち、成形速度を速くすればするほど顕著になり、生産性を低下するという問題を招くことになる。
特開平１０−２９７２２６号公報

本発明の目的は、寸法精度に優れた環状シェルを安定的かつ効率よく成形可能にするランフラット用支持体の製造方法及び装置を提供することにある。

上記目的を達成する本発明のランフラット用支持体の製造方法は、内側成形ローラと外側成形ローラとの間に筒状ブランクの周壁を挟圧すると共に、前記両成形ローラを回転させながら前記筒状ブランクの周壁に少なくと一つの周方向に連続した凸部を成形して環状シェルにするランフラット用支持体の製造方法において、前記内側成形ローラとして、その最大外径が前記筒状ブランクの内径と実質的に同一の大きさを有する成形ローラを使用することを特徴とするものである。

また、本発明のランフラット用支持体の製造装置は、内側成形ローラと外側成形ローラとの間に筒状ブランクの周壁を挟圧すると共に、前記両成形ローラを回転させながら前記筒状ブランクの周壁に少なくと一つの周方向に連続した凸部を成形して環状シェルにするランフラット用支持体の製造装置において、前記内側成形ローラの最大外径を前記筒状ブランクの内径と実質的に同一の大きさにしたことを特徴とするものである。

本発明によれば、上述のように内側成形ローラの最大外径を被成形材の筒状ブランクの内径と実質的同一径にしたため、筒状ブランクを内側成形ローラの全周に安定に支持し、成形加工中に振動を発生することがない。したがって、この振動の抑制により、筒状ブランクを優れた寸法精度の環状シェルに加工することができ、また、環状シェルの寸法精度が優れていることにより、ランフラット走行時の乗心地を良好にすることができる。また、成形加工性の安定化により、成形ローラの回転速度を高めることができるので、生産性を向上することができる。

［図１］本発明によるランフラット用支持体の製造装置を例示した概略図である。
［図２］図１の製造装置の要部のみを示した平面図である。
［図３］本発明の製造装置に使用される内側成形ローラの一例を示す側面図である。
［図４］図３のＺ−Ｚ矢視断面図である。
［図５］本発明が製造の対象にするランフラット用支持体を組み込んだタイヤ／ホイール構造体を示す縦断面図である。
［図６］従来のランフラット用支持体の製造装置の概略を示す縦断面図である。

本発明において筒状ブランクとは、ランフラット用支持体の環状シェルに成形する前の中間ブランク材をいい、一般に素材として金属材料が使用される。この筒状ブランクの製造法は特に限定されないが、好ましくは、長方形に裁断した平面状の金属板をロール状に湾曲させ、その両端部を互いに溶接するようにしたものがよい。その溶接箇所は、さらに平滑になるように研磨加工することが望ましい。或いは、所定の内径を有する鋼管を所定長さに輪切りにした筒状体であってもよい。

筒状ブランクを構成する金属材料としては、ランフラット走行時に車体を支えるだけの強度を有するものであれば特に限定されない。しかし、より優れた耐久性を保障するため、破断応力が６００ＭＰａ以上、さらに好ましくは８００〜１２００ＭＰａの金属材料を使用するとよい。特に鋼材が最も好ましい。筒状ブランクの周壁の形状は特に限定されないが、好ましくは、直円筒形状であるものがよい。

筒状ブランクの周壁の厚さは特に限定されないが、好ましくは１．０〜２．０ｍｍがよい。厚さが１．０ｍｍよりも薄いと、加工性は向上するものの、耐久性が低下する。また、厚さが２．０ｍｍよりも厚いと、タイヤ／ホイール組立体の重量が増加するため、自動車の燃費を悪化させる。

本発明において、上記筒状ブランクを環状シェルに加工する成形装置には、内側成形ローラと外側成形ローラから構成されている。この内側成形ローラと外側成形ローラは、それぞれ外周面に互いに凹凸関係を逆にした成形面を有し、この両成形ローラの間に筒状ブランクの周壁を挟み込むようにする。このように両成形ローラは筒状ブランクの周壁を内外から挟み込みと共に、両成形ローラを連続的に回転させながら、その筒状ブランクの周壁に少なくとも１個の周方向に連続延した凸部を成形する。

上記内側成形ローラは、その最大外径がその外側に外挿される筒状ブランクの内径とほぼ同一径に形成されている。このように内側成形ローラの最大外径を筒状ブランクの内径とほぼ同一径にすることにより、内側成形ローラが筒状ブランクをガタつかないように支持するため、内側成形ローラと外側成形ローラを回転させながら筒状ブランクを加工するとき振動を抑制し、高い寸法精度の環状シェルを得ることができる。このような振動抑制効果を得るため、内側成形ローラの最大外径の大きさは、筒状ブランクの内径の９５〜１００％に設定するとよい。

一方、上記のように内側成形ローラが最大外径を筒状ブランクの内径と実質的同一の大きさにしたことにより、内側成形ローラに対する筒状ブランクの装着と成形後の環状シェルの脱着が難しくなる。このような脱着を容易にするためには、内側成形ローラを複数の部品で分解可能な構造にするとよい。或いは、内側成形ローラを径方向に縮径可能な構造にするとよい。

外側成形ローラは内側成形ローラに対して１個だけでよいが、複数個の外側成形ローラを配置するようにしてもよい。これら複数の外側成形ローラの配置方法としては、軸方向に直列に配置して順次切り替えながら使用するとか、或いは複数の外側成形ローラをターレット機構に支持して順次切り替えながら使用するなどできる。また、例えば、複数個の外側成形ローラを、筒状ブランクの中間域用の成形ローラと両側域用の成形ローラとの組合せで構成し、時間差をおいて先ず中間域用成形ローラで中間域を成形し、次いで両側域用成形ローラで両側域を成形するようにしたものでもよい。

成形加工で出来た環状シェルは、凸部は少なくとも１個を設ければよいが、好ましくは２個を設けるとよい。環状シェルの凸部は車両がランフラット走行時に空気入りタイヤの内周面を支持するので、凸部が１個だけの場合には荷重が１箇所の凸部に集中してタイヤを早期に損傷するようになる。また、凸部が３個以上の場合は、１個当たりの凸部に対する接触面積が極小化するため、同じくタイヤを早期に損傷させてしまうようになる。

以下、本発明を図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。

図１は、筒状ブランクから環状シェルを加工するランフラット用支持体の製造装置を例示する。図２は、その製造装置の要部を平面視で示したものである。

図において、１は内側成形ローラ、２は外側成形ローラである。内側成形ローラ１は外周に凹凸の成形面１ｍを有し、駆動軸３により回転駆動されるようになっている。また、外側成形ローラ２は、内側成形ローラ１の成形面１ｍとは凹凸関係を逆にした成形面２ｍを有し、移動装置４に回転自在に支持されている。移動装置４は、外側成形ローラ２を内側成形ローラ１に向けて前後方向Ｘに往復移動すると共に、上下方向Ｙに往復移動するようになっている。

内側成形ローラ１の成形面１ｍと外側成形ローラ２の成形面２ｍとは互いに凹凸関係が逆になっている。成形面１ｍは左右両側に凸状に周方向に連続する湾曲面を二つ有すると共に、中央部に凹状に周方向に連続する湾曲面を有している。これに対して、外側成形ローラ２の成形面２ｍは、左右両側に内側に凹状に周方向に連続する湾曲面を有すると共に、中央部に凸状に周方向に連続する湾曲面を有している。

内側成形ローラ１は、その外周に被成形材である筒状ブランクＢを外挿するようにしてあり、かつその最大外径が筒状ブランクＢの内径と実質的に同一の大きさに形成されている。このように内側成形ローラ１に外挿された筒状ブランクＢの背面側を、フレーム１０に取り付けられた上下一対の支承ローラ５，５が支持するようになっている。

上記製造装置を使用して筒状ブランクＢを環状シェルに加工成形するときは、次のように実施する。

まず、図１及び図２に示すように、内側成形ローラ１に筒状ブランクＢを外挿する。次いで、内側成形ローラ１を駆動軸３により回転駆動しながら、筒状ブランクＢの前方側を外側成形ローラ２で強圧する。この外側成形ローラ２の強圧により、内側成形ローラ１と外側成形ローラ２との間に筒状ブランクＢの周壁が挟圧されるため、その周壁に左右二つの周方向に連続する凸部が成形され、図５に示すような外周面を有する環状シェル３３が形成される。

上記成形加工中において、内側成形ローラ１は筒状ブランクＢの内周全体を最大外径の全周でガタツキがないように支持するため、筒状ブランクＢを振動を発生させることなく成形することができる。したがって、筒状ブランクＢを高い寸法精度の環状シェルに成形することができる。また、振動の発生を抑制しながらの加工であるため高速成形を可能にし、生産性を向上することができる。

図３及び図４は、上記成形装置に使用される内側成形ローラの詳細を示す。

内側成形ローラ１は、複数の部品から分解可能に組み立てられた構造になっている。すなわち、内側成形ローラ１の中心部にブロック状の芯部６を有し、その四辺にそれぞれ円弧状の成形面１ｍを形成した外周部７，７；８，８を配置した構成になっている。その芯部６に対して４個の外周部７，７；８，８がボルト７ｂ；８ｂにより着脱自在に連結されている。また、芯部６には、駆動軸３がボルト９により着脱自在に連結されている。

上記のように内側成形ローラ１が複数の部品から分解可能に組み立てられた構造になっていることにより、内側成形ローラ１の最大外径が筒状ブランクＢの内径と略同一になっていても、各部品を分解することにより内側成形ローラ１に対する筒状ブランクＢの装着や、成形後の環状シェルの離脱を容易に行うことができる。

内側成形ローラに対する筒状ブランクの装着や成形後の環状シェルの離脱を容易にする構成としては、図示した実施形態に限定されるものでなく、例えば、内側成形ローラの外径を縮径可能な構造にしたものであってもよい。

上述したように、本発明によれば内側成形ローラの最大外径を被成形材の筒状ブランクの内径と実質的同一径にしたため、筒状ブランクを内側成形ローラの全周によりガタツキがないように安定に支持し、成形加工中に振動を発生させないようにすることができる。この振動抑制により、筒状ブランクを寸法精度に優れた環状シェルに成形することができる。また、環状シェルの寸法精度が優れているため、ランフラット走行時の振動を低減して乗心地を良好にすることができる。また、成形ローラの回転速度を高めることができるので、生産性を向上することができる。

Claims (6)

1. 内側成形ローラと外側成形ローラとの間に筒状ブランクの周壁を挟圧すると共に、前記両成形ローラを回転させながら、前記筒状ブランクの周壁に少なくと一つの周方向に連続した凸部を成形して環状シェルにするランフラット用支持体の製造方法において、前記内側成形ローラとして、その最大外径が前記筒状ブランクの内径と実質的に同一の大きさを有する成形ローラを使用するランフラット用支持体の製造方法。
2. 前記内側成形ローラの最大外径が前記筒状ブランクの内径の９５〜１００％の範囲である請求項１に記載のランフラット用支持体の製造方法。
3. 内側成形ローラと外側成形ローラとの間に筒状ブランクの周壁を挟圧すると共に、前記両成形ローラを回転させながら、前記筒状ブランクの周壁に少なくと一つの周方向に連続した凸部を成形して環状シェルにするランフラット用支持体の製造装置において、前記内側成形ローラの最大外径を前記筒状ブランクの内径と実質的に同一の大きさにしたランフラット用支持体の製造装置。
4. 前記内側成形ローラを複数の部品に分解可能な構造にした請求項３に記載のランフラット用支持体の製造装置。
5. 前記内側成形ローラを径方向に縮径可能な構造にした請求項３に記載のランフラット用支持体の製造装置。
6. 前記内側成形ローラの最大外径を前記筒状ブランクの内径の９５〜１００％の大きさに設定した請求項３，４又は５に記載のランフラット用支持体の製造装置。

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