(57)【要約】【課題】ハイドロフォーム成形された支持体から液体を除去する作業を不要にし、かつ支持体を目標寸法に精度良く成形する。【解決手段】加圧成形装置３４は、液体Ｌが充填された袋体５４を成形型３８内の円筒材３６内へ挿入し、油圧シリンダにより加圧プランジャ５２を更に下降させ、この加圧プランジャ５２により袋体５４内の液体Ｌを圧縮して液体Ｌの液圧を上昇させる。このとき液体Ｌは、その液圧上昇に伴って袋体５４を外周側へ膨張するように弾性変形させ、袋体５４の外周面部を円筒材３６の内周面に均一に圧接させると共に、この袋体５４を介して円筒材３６へ液圧を作用させる。これにより、円筒材３６には袋体５４を介して液体Ｌからのバルジ圧Ｐが作用し、このバルジ圧Ｐを受けた円筒材３６は、加圧成形部４２に沿って塑性変形し、支持リング２６にハイドロフォーム成形される。【選択図】　　図３
2004001022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気入りタイヤの内部に配設されると共に、該空気入りタイヤと共にリムに組み付けられる環状のランフラットタイヤ用支持体を製造するための製造装置であって、
前記支持体の径方向断面の形状に対応する面形状を有する加圧成形部が内周面に形成されると共に、該加圧成形部の内周側に前記支持体の成形素材である金属製の筒材が挿入される中空部が設けられた環状の成形型と、
弾性及び伸縮性を有する膜状材料により形成されると共に内部に液体が充填され、前記中空部内における筒材の内周側に挿入される袋体と、
前記袋体内の液体を加圧して該袋体を外周側へ膨張させつつ、袋体を介して筒材に液圧を作用させて該筒材を前記加圧成形部に沿って塑性変形させる加圧手段と、
を有することを特徴とするランフラットタイヤ用支持体の製造装置。
【請求項２】
前記袋体は、加硫ゴム又はウレタンエラストマーを素材として形成されたことを特徴とする請求項１記載のランフラットタイヤ用支持体の製造装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のランフラットタイヤ用支持体の製造装置を用いてランフラットタイヤ用支持体を製造するための製造方法であって、
前記中空部内へ金属製の筒材を挿入した後、前記袋体を前記中空部内における筒材の内周側に挿入し、前記中空部内へ挿入された前記袋体内の液体又は前記中空部内へ充填された液体を前記加圧手段により加圧し、該液体の液圧により筒材を前記加圧成形部に沿って塑性変形させる成形工程を含むことを特徴とするランフラットタイヤ用支持体の製造方法。
【請求項４】
空気入りタイヤの内部に配設されると共に、該空気入りタイヤと共にリムに組み付けられる環状のランフラットタイヤ用支持体を製造するための製造方法であって、
前記支持体の径方向断面の形状に対応する面形状を有する加圧成形部が内周面に形成された環状の成形型における前記加圧成形部の内周側に設けられた中空部内に前記支持体の成形素材である金属製の筒材を挿入し、前記中空部内における筒材の内周側に、弾性及び伸縮性を有する膜状材料により形成されて内部に液体が充填された袋体を挿入すると共に、該袋体内の液体を加圧手段により加圧し、前記袋体を介して該液体の液圧を筒材に作用させ、筒体を前記加圧成形部に沿って筒材を塑性変形させる成形工程を含み、
前記成形工程では、前記加圧手段により加圧された液体が前記袋体を介して筒材へ作用させる液圧の最大値であるバルジ圧をＰ（Ｋｇｆ／ｍｍ２）、筒材の肉厚をＴ（ｍｍ）、筒材を形成した金属材料の引張強さをＳ（Ｋｇｆ／ｍｍ２）、前記バルジ圧Ｐを決定するための定数をＫ（Ｋは正の実数）とした場合、
前記定数Ｋとして１．５以上で、２０以下の範囲内から任意の値を選択し、前記バルジ圧Ｐを前記加圧手段により前記加圧手段により下記（１）式の算出値に制御することを特徴とするランフラットタイヤ用支持体の製造方法。
Ｐ＝Ｋ×Ｓ×Ｔ・・・（１）
【請求項５】
空気入りタイヤの内部に配設されると共に、該空気入りタイヤと共にリムに組み付けられる環状のランフラットタイヤ用支持体を製造するための製造方法であって、
前記支持体の径方向断面の形状に対応する面形状を有する加圧成形部が内周面に形成された環状の成形型における前記加圧成形部の内周側に設けられた中空部内に前記支持体の成形素材である金属製の筒材を挿入し、前記中空部内における筒材の内周側に充填された液体を加圧手段により加圧し、該液体の液圧により筒材を前記加圧成形部に沿って筒材を塑性変形させる成形工程を含み、
前記成形工程では、前記加圧手段により加圧された液体が筒材へ作用させる液圧の最大値であるバルジ圧をＰ（Ｋｇｆ／ｍｍ２）、筒材の肉厚をＴ（ｍｍ）、筒材を形成した金属材料の引張強さをＳ（Ｋｇｆ／ｍｍ２）、前記バルジ圧Ｐを決定するための定数をＫ（Ｋは正の実数）とした場合、
前記定数Ｋとして１．５以上で、２０以下の範囲内から任意の値を選択し、前記バルジ圧Ｐを前記加圧手段により前記加圧手段により下記（１）式の算出値に制御することを特徴とするランフラットタイヤ用支持体の製造方法。
Ｐ＝Ｋ×Ｓ×Ｔ・・・（１）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤパンク時に、パンク状態のまま相当の距離を走行し得るようにタイヤの内部に配設される環状のランフラットタイヤ用支持体の製造装置及び製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤでランフラット走行が可能、即ち、パンクしてタイヤ内圧が０気圧（ゲージ圧）になっても、ある程度の距離を安心して走行が可能なタイヤ（以下、「ランフラットタイヤ」と言う。）として、タイヤの空気室内におけるリムの部分に、例えば、高張力鋼、ステンレス鋼等の金属材料からなるランフラットタイヤ用支持体（以下、単に「支持体」という。）を取り付けた中子タイプのものが知られている。また、この種のランフラットタイヤに用いられる支持体としては、リムに取り付けられるタイヤの径方向断面において２個の凸部を有する形状（二山形状）のものが知られている。
【０００３】
上記のような支持体は、例えば、５０（Ｋｇｆ／ｍｍ２）以上の引張り強さを有する高張力鋼からなる円筒材を成形素材とし、この円筒材に対するヘラ絞り加工、ロールフォーミング加工、ハイドロフォーム加工等による成形工程を経て製造される。ここで、ヘラ絞り加工により円筒材を所要の形状に成形し、支持体を製造した場合には、支持体を十分に高い寸法精度で製造でき、かつ機械的な特性（強度）も優れた支持体を製造できる。しかし、ヘラ絞り加工は作業を大幅に自動化することが難しく、作業者の経験等に基づく手作業が多く含まれる。このため、ヘラ絞り加工は、支持体を安定的に大量生産する加工方法としては適していない。
【０００４】
また、ロールフォーミング加工は作業の自動化が比較的容易で、支持体を大量生産する加工方法としては適しているが、円筒材に対する単位面積当たりの加工量が大きい場合には、製造された支持体に皺が発生し易く、このような皺が発生したときには支持体の寸法精度も低下する。このため、円筒材から加工量が大きい支持体をロールフォーミング加工で製造する場合には、所要の寸法精度、機械的性能が得られない支持体が製造されて、支持体の製造歩留りが低下するおそれがある。
【０００５】
一方、ハイドロフォーム加工は作業の自動化も比較的容易であり、支持体を安定的に大量生産する加工方法として適している。図４には、ハイドロフォーム成形により支持体を製造するための従来の加圧成形装置が示されている。この加圧成形装置１１０は、高張力鋼からなる薄肉パイプ状の円筒材１１２を成形素材として、支持体１１４（図４（Ｂ）参照）を成形するためのものである。
【０００６】
加圧成形装置１１０には肉厚円筒状の成形型１１６が設けられており、この成形型１１６には、その内周面に支持体１１４の径方向断面の形状に対応する面形状を有する加圧成形部１１８が形成されている。この成形型１１６の中空部１１７内には、図４（Ａ）に示されるように円筒材１１２が挿入され、この円筒材１１２の外周面は成形型１１６の内周面に密着する。
【０００７】
加圧成形装置１１０には、成形型１１６の下方に固定基台１２０が配置されており、この固定基台１２０の上面部からは固定プランジャ１２２が突出している。この固定プランジャ１２２は、中空部１１７内における円筒材１１２の内周側に嵌挿される。固定プランジャ１２２の外周面先端部には、円筒材１１２内周面との間をシールするためにゴム製のシールリング１２４が取り付けられている。これにより、円筒材１１２の下部側の開口が封止される。この状態で、中空部１１７内には、水、オイル等の液体Ｌが充填される。
【０００８】
また加圧成形装置１１０には、成形型１１６の上方に装置フレーム部（図示省略）により高さ方向（矢印Ｈ方向）に沿って移動可能に支持された昇降基台１２６が配置されており、この昇降基台１２６には高さ方向を作動方向とする油圧シリンダ（図示省略）が連結されている。昇降基台１２６の下面部からは加圧プランジャ１２８が突出している。この加圧プランジャ１２８の外周面先端部にも、円筒材１１２内周面との間をシールするためにゴム製のシールリング１３０が取り付けられている。
【０００９】
円筒材１１２から支持体１１４を成形する際には、図４（Ａ）に示される待機位置にある昇降基台１２６が油圧シリンダにより下降し、加圧プランジャ１２８が中空部１１７内における円筒材１１２の内周側に挿入される。これにより、円筒材１１２の下部側の開口が封止されると共に、円筒材１１２内に充填されている液体Ｌが圧縮されて液圧が上昇する。このとき、油圧シリンダは、図４（Ｂ）に示される加圧位置まで下降して、円筒材１１２内の液体Ｌを所定のバルジ圧になるまで加圧する。このバルジ圧を受けた円筒材１１２は、その軸方向中間部が加圧成形部１１８に沿って塑性変形し、円筒材１１２の軸方向中間部には、外周側に膨出する２個の凸状部１３２Ａ，１３２Ｂが形成される。この後、油圧シリンダは油圧シリンダにより待機位置に復帰する。
【００１０】
上記のようなハイドロフォーム成形により支持体１１４を成形する場合には、作業の自動化が比較的容易であり、また成形された支持体１１４の寸法精度及び強度等の機械的性能も十分に満足できるものになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ハイドロフォーム成形により支持体１１４を成形した場合、液体Ｌとして水を使用したときには成形完了後に、錆の発生を防止するため支持体１１４を乾燥する必要があり、また液体Ｌとしてオイルを使用したときには、支持体１１４からのオイル洗浄及び支持体の乾燥が必要になる。このため、ハイドロフォーム成形で支持体１１４を成形した場合には、作業が煩瑣になる。
【００１２】
また、高張力鋼からなる円筒材１１２を加圧成形部１１８に沿って塑性変形させる際には、大きなバルジ圧が必要となるため、プランジャ１２２，１２８に取り付けられたシールリング１２４，１２８の劣化が生じ易い。特に、加圧プランジャ１２８に取り付けられたシールリング１３０は、高い接触圧で円筒材１１２の内周面に摺動するため劣化が短時間で生じやすく、さらに液体Ｌとしてオイルを使用した場合には、摺動性を犠牲にしても、耐オイル性が高いゴムによりシールリングを形成する必要があるため、寿命が著しく短くなってしまう。
【００１３】
また、ハイドロフォーム成形では、液体Ｌの最大液圧であるバルジ圧により成形品である支持体１１４の寸法精度及び機械的性能がそれぞれ大きな影響を受ける。すなわち、バルジ圧をうまくコントロールしないと寸法精度の不良や、機械的性質の低下した成形品が製造されるおそれがある。具体的には、バルジ圧が適正値よりも低い場合には、円筒材１１２の加圧成形部１１８に沿った塑性変形が不十分になって、必要な寸法精度及び強度が得られなくなる。また適正値よりも高いバルジ圧を用いると、下記▲１▼及び▲２▼のような問題が生じる。
【００１４】
▲１▼　支持体１１４をハイドロフォーム成形するための加圧成形装置１１０として高出力のものが必要となるため、設備規模が増大して支持体１１４のコストアップに繋がる。
【００１５】
▲２▼　過大なバルジ圧により成形品である支持体１１４に大きな内部歪みが生じるため、支持体１１４の機械的性質が低下する。
【００１６】
また、液体Ｌを付着させることなく支持体１１４を加圧成形する加圧成形装置としては、図４に示される加圧成形装置１１０における中空部１１７内に液体Ｌ代えて、円柱状に形成された弾性体であるゴムバルジを挿入し、このゴムバルジを加圧プランジャ１２８により圧縮してゴムバルジの外周面を外周側へ膨出させることで、ゴムバルジにより円筒材１１２を加圧して加圧成形部１１８に沿って塑性変形させるものも考えられる。しかし、このようなゴムバルジを用いた加圧成形装置では、通常、成形する支持体１１４の最小曲率半径を一定値（例えば、１０ｍｍ〜１５ｍｍ）以上にする必要があり、この一定値よりも曲率半径が小さい小さい湾曲部を支持体１１４に形成しようとすると、円筒材１１２から成形された支持体１１４の寸法精度が著しく低下する。
【００１７】
本発明の一の目的は、上記事実を考慮して、ハイドロフォーム成形された支持体から液体を除去する作業を不要にでき、かつ支持体を目標寸法に精度良く成形できるランフラットタイヤ用支持体の製造装置を提供することにある。
【００１８】
また本発明の他の目的は、上記事実を考慮して、所要の寸法精度及び機械的性能を有する支持体を安定的にハイドロフォーム成形でき、かつ支持体を製造するための設備コストの増加を抑制できるランフラットタイヤ用支持体の製造方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る請求項１記載のランフラットタイヤ支持体の製造装置は、空気入りタイヤの内部に配設されると共に、該空気入りタイヤと共にリムに組み付けられる環状のランフラットタイヤ用支持体を製造するための製造装置であって、前記支持体の径方向断面の形状に対応する面形状を有する加圧成形部が内周面に形成されると共に、該加圧成形部の内周側に前記支持体の成形素材である金属製の筒材が挿入される中空部が設けられた環状の成形型と、弾性及び伸縮性を有する膜状材料により形成されると共に内部に液体が充填され、前記中空部内における筒材の内周側に挿入される袋体と、前記袋体内の液体を加圧して該袋体を外周側へ膨張させつつ、袋体を介して筒材に液圧を作用させて該筒材を前記加圧成形部に沿って塑性変形させる加圧手段と、を有することを特徴とする。
【００２０】
上記請求項１記載のランフラットタイヤ用支持体の製造装置では、弾性及び伸縮性を有する膜状材料により形成された袋体内に液体を充填し、この袋体を中空部内における筒材の内周側に挿入した後、袋体内の液体を加圧手段により加圧して袋体を外周側へ膨張させつつ、袋体を介して筒材に液圧を作用させることにより、液体を支持体への成形素材である筒材に接触させることなく、筒材を成形型における加圧成形部に沿って塑性変形できるので、筒材から成形（ハイドロフォーム成形）された支持体から液体を除去する作業を不要にできる。
【００２１】
また上記製造装置では液体が袋体内に封入されていることから、成形型の中空部内に直接液体が充填されるものと比較して、中空部内からの液体の漏洩を防止するためのシール部材を不要にできるので、シール部材の劣化に伴う部品交換を不要にできる。
【００２２】
また本発明に係る請求項３記載のランフラットタイヤ用支持体の製造方法は、請求項１又は２記載のランフラットタイヤ用支持体の製造装置を用いてランフラットタイヤ用支持体を製造するための製造方法であって、前記中空部内へ金属製の筒材を挿入した後、前記袋体を前記中空部内における筒材の内周側に挿入し、前記中空部内へ挿入された前記袋体内の液体又は前記中空部内へ充填された液体を前記加圧手段により加圧し、該液体の液圧により筒材を前記加圧成形部に沿って塑性変形させる成形工程を含むことを特徴とする。
【００２３】
上記請求項３記載のランフラットタイヤ用支持体の製造方法によれば、液体を支持体への成形素材である筒材に接触させることなく、筒材を成形型における加圧成形部に沿って塑性変形できるので、筒材から成形（ハイドロフォーム成形）された支持体への液体の付着を完全に防止できるので、付着した液体の影響により支持体表面に錆が発生したり化学変化が生じることを防止できる。
【００２４】
また本発明に係る請求項請求項４記載のランフラットタイヤ用支持体の製造方法は、空気入りタイヤの内部に配設されると共に、該空気入りタイヤと共にリムに組み付けられる環状のランフラットタイヤ用支持体を製造するための製造方法であって、前記支持体の径方向断面の形状に対応する面形状を有する加圧成形部が内周面に形成された環状の成形型における前記加圧成形部の内周側に設けられた中空部内に前記支持体の成形素材である金属製の筒材を挿入し、前記中空部内における筒材の内周側に、弾性及び伸縮性を有する膜状材料により形成されて内部に液体が充填された袋体を挿入すると共に、該袋体内の液体を加圧手段により加圧し、前記袋体を介して該液体の液圧を筒材に作用させ、筒体を前記加圧成形部に沿って筒材を塑性変形させる成形工程を含み、前記成形工程では、前記加圧手段により加圧された液体が前記袋体を介して筒材へ作用させる液圧の最大値であるバルジ圧をＰ（Ｋｇｆ／ｍｍ２）、筒材の肉厚をＴ（ｍｍ）、筒材を形成した金属材料の引張強さをＳ（Ｋｇｆ／ｍｍ２）、前記バルジ圧Ｐを決定するための定数をＫ（Ｋは正の実数）とした場合、前記定数Ｋとして１．５以上で、２０以下の範囲内から任意の値を選択し、前記バルジ圧Ｐを前記加圧手段により前記加圧手段により（Ｋ×Ｓ×Ｔ）の算出値に制御することを特徴とする。
【００２５】
上記請求項４記載のランフラットタイヤ用支持体の製造方法によれば、筒材の素材として特に高張力鋼、ステンレス、超高張力鋼等の高強度の金属材料を用いた場合に、筒材へ作用させるバルジ圧Ｐを加圧手段により（Ｋ×Ｓ×Ｔ）の算出値に制御することにより、筒材を成形型の加圧成形部の形状に精度良く倣うように塑性変形させ、所要の寸法精度及び機械的性能の支持体を安定的に製造でき、かつ支持体に過度の歪みを発生させて機械的特性が低下することを防止できる。
【００２６】
このとき、液体を支持体への成形素材である筒材に接触させることなく、筒材を成形型における加圧成形部に沿って塑性変形できるので、筒材から成形（ハイドロフォーム成形）された支持体への液体の付着を完全に防止できるので、付着した液体の影響により支持体表面に錆が発生したり化学変化が生じることを防止できる。
【００２７】
また、支持体を成形するための加圧成形装置等の製造装置として適正出力のものを的確に選択可能になるので、支持体の製造装置として必要以上に高出力のものを選択することで、支持体の製造コストの増加を効果的に抑制できる。
【００２８】
また本発明に係る請求項５記載のランフラットタイヤ用支持体の製造方法は、空気入りタイヤの内部に配設されると共に、該空気入りタイヤと共にリムに組み付けられる環状のランフラットタイヤ用支持体を製造するための製造方法であって、前記支持体の径方向断面の形状に対応する面形状を有する加圧成形部が内周面に形成された環状の成形型における前記加圧成形部の内周側に設けられた中空部内に前記支持体の成形素材である金属製の筒材を挿入し、前記中空部内における筒材の内周側に充填された液体を加圧手段により加圧し、該液体の液圧により筒材を前記加圧成形部に沿って筒材を塑性変形させる成形工程を含み、前記成形工程では、前記加圧手段により加圧された液体が筒材へ作用させる液圧の最大値であるバルジ圧をＰ（Ｋｇｆ／ｍｍ２）、筒材の肉厚をＴ（ｍｍ）、筒材を形成した金属材料の引張強さをＳ（Ｋｇｆ／ｍｍ２）、前記バルジ圧Ｐを決定するための定数をＫ（Ｋは正の実数）とした場合、前記定数Ｋとして１．５以上で、２０以下の範囲内から任意の値を選択し、前記バルジ圧Ｐを前記加圧手段により前記加圧手段により（Ｋ×Ｓ×Ｔ）の算出値に制御することを特徴とする。
【００２９】
上記請求項５記載のランフラットタイヤ用支持体の製造方法によれば、筒材の素材として特に高張力鋼、ステンレス、超高張力鋼等の高強度の金属材料を用いた場合に、液体により直接、適正なバルジ圧を筒材へ作用させることにより、筒材を成形型の加圧成形部の形状に精度良く倣うように塑性変形させ、所要の寸法精度及び機械的性能の支持体を安定的に製造できるようになる。
【００３０】
また、支持体を成形するための加圧成形装置等の製造装置として適正出力のものを的確に選択可能になるので、支持体の製造装置として必要以上に高出力のものを選択することで、支持体の製造コストの増加を効果的に抑制できると同時に、製品の内部歪みを抑えることで機械的性質の低下を抑制できる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係るランフラットタイヤ用支持体をハイドロフォーム成形により製造するための加圧成形装置及びハイドロフォーム成形方法を図面に基づいて説明する。
【００３２】
（ランフラットタイヤの構成）
先ず、本発明の実施形態に係る支持体及び、この支持体が適用されるランフラットタイヤについて説明する。ここで、ランフラットタイヤ１０とは、図１に示されるように、リム１２に空気入りタイヤ１４及び支持体１６を組み付けたものをいう。
【００３３】
図１に示されるように、空気入りタイヤ１４は、一対のビード部１８と、一対のビード部１８に跨がって延びるトロイド状のカーカス２０と、カーカス２０のクラウン部に位置する複数（本実施形態では２枚）のベルト層２２と、ベルト層２２の上部に形成されたトレッド部２４とを備えている。空気入りタイヤ１４の内部に配設される支持体１６は、図１に示されるような断面形状のものがリング状に形成されたものであり、金属製の支持リング２６と、支持リング２６の両端に加硫成形されたゴム製の脚部２８とを備えている。
【００３４】
脚部２８は、支持体１６をリム組み付け時に空気入りタイヤ１４の内側でリム１２に連結されるものである。一方、支持リング２６は、図１に示されるように、断面形状が径方向外側に凸となる凸部３０Ａ、３０Ｂと、その間に形成された凹部３０Ｃとが形成されている。また支持リング２６には、凸部３０Ａ、３０Ｂの幅方向外側（凹部３０Ｃと反対側）に略タイヤ回転軸方向に延在するフランジ部３０Ｆ、３０Ｇが形成されている。
【００３５】
上記のようなランフラットタイヤ１０では、空気入りタイヤ１４の内圧が低下した場合、空気入りタイヤ１４のトレッド部２４を支持体１６の凸部３０Ａ、３０Ｂが支持して走行可能とする。また、この際、路面からの衝撃がトレッド部２４、支持体１６、リム１２を介して車体に伝達されるが、支持体１６のリム１２と当接する部分にはゴム製の脚部２８が設けられているため、路面からの衝撃が緩衝されてランフラット走行時の乗り心地が向上すると共に、路面からの衝撃によって支持体１６（支持リング２６）のサイド部が変形してしまうことを回避できる。
【００３６】
なお、ランフラットタイヤ用の支持体としては、図１に示されるように金属製の支持リング２６及び一対の脚部２８からなるものの他、支持リング及び脚部が金属により一体的に成形されたものも有る。
【００３７】
（加圧成形装置の構成）
次に、本実施形態に係る支持体１６を製造するための加圧成形装置３４の構成について説明する。
【００３８】
図２及び図３には、本発明の実施形態に係る加圧成形装置の一例が示されている。この加圧成形装置３４は、高張力鋼からなる薄肉パイプ状の円筒材３６を成形素材として、支持体１６の支持リング２６をハイドロフォーム成形するためのものである。
【００３９】
図２に示されるように、加圧成形装置３４には、全体として肉厚円筒状に形成された成形型３８が設けられている。成形型３８は、その軸心Ｓを中心とする径方向に沿って分割型３９と分割型４０とに２分割された構造とされ、これらの分割型３９，４０の一端部はヒンジ部４１を介して連結されている。これにより、成形型３８を構成した分割型３９，４０はヒンジ部４１を中心として開閉可能とされている。ここで、成形型３８の分割型３９，４０に開閉機構（図示省略）が連結されており、この開閉機構は、ハイドロフォーム成形時には、分割型３９，４０を図２に示される成形位置に保持し、成形完了した支持リング２６を成形型３８から取り出す時には、分割型３９，４０を互いに離間する開放位置へ移動させる。
【００４０】
図３に示されるように、成形型３８は、その内周面が支持リング２６の径方向断面に対応する面形状とされており、内周面における軸方向中間部には、支持リング２６の凸部３０Ａ，３０Ｂ及び凹部３０Ｃの断面形状に対応する凹状の加圧成形部４２が形成されている。また成形型３８における加圧成形部４２の内周側の空間は、支持リング２６の成形素材である円筒材３６が挿入される中空部４４とされている。
【００４１】
ここで、円筒材３６は、高張力鋼、ステンレス、超高張力鋼等の金属材料からなり、支持リング２６の最大径に対応する一定径を有する薄肉円筒状に形成されている。具体的には、円筒材３６は、例えば、引張強さが５０Ｋｇｆ／ｍｍ２以上の高張力鋼からなり、その肉厚が０．８ｍｍ〜１．８ｍｍ程度とされる。この円筒材３６は、図３（Ａ）に示されるように成形型３８の中空部４４内に挿入され、その外周面が成形型３８の内周面に密着する状態にセットされる。
【００４２】
加圧成形装置３４には、成形型３８の下方に固定基台４６が配置されており、この固定基台４６の上面部からは、円柱状に形成された固定プランジャ４８が突出している。この固定プランジャ４８は、その外径が円筒材３６の内径よりも僅かに小径とされている。成形型３８は、ハイドロフォーム成形の開始時には、図３（Ａ）に示されるように固定基台４６の上面部に載置される。このとき、固定プランジャ４８が中空部４４内に挿入された円筒材３６の内周側に嵌挿される。
【００４３】
図３（Ａ）に示されるように、加圧成形装置３４には、成形型３８の上方に装置フレーム部（図示省略）により高さ方向に沿って移動可能に支持された昇降基台５０が配置されており、この昇降基台５０には、高さ方向を作動方向とする油圧シリンダ（図示省略）が連結された昇降基台５０が配置されている。昇降基台５０の下面部からは、円柱状に形成された加圧プランジャ１２８が突出している。この加圧プランジャ５２の外径は中空部４４の内径よりも僅かに小径とされている。加圧プランジャ５２の先端面には、内部に液体Ｌが充填された袋体５４が取り付けられている。袋体５４は、その外殻形状が上方へ向って開いた略カップ状に形成されており、その開口端部（上端部）が全周に亘って加圧プランジャ５２の先端面に固着され、加圧プランジャ５２の先端面により外部から密閉されている。
【００４４】
ここで、袋体５４は、例えば、ＮＲ、ＮＢＲ、ＢＲ、ＩＲ、ＩＩＲ、ＮＯＲ、ＥＰＤＭ等の加硫ゴムを素材とする膜状材料により形成されており、十分な弾性及び伸縮性を有している。また液体Ｌとしては、水、オイル等の各種の液体が使用可能であるが、袋体５４を形成する加硫ゴムに対する親和性が低いものが選択される。袋体５４は、液体Ｌが充填されて静圧及び重力により弾性変形した状態で、その外径が円筒材３６の内径よりも小径となり、かつ体積が円筒材３６の内容積よりも所定量以上、大きくなるように形状及び寸法が設定されている。具体的には、袋体５４の体積と円筒材３６の内容積との差は、後述するハイドロフォーム成形時のバルジ圧の大きさに応じて設定される。なお、袋体５４の素材は、十分な弾性及び伸縮性を有していれば、加硫ゴム以外のものでも良く、例えば、ウレタンエラストマーを用いても良い。また袋体５４は、厚さ方向に沿って複数種類の素材を積層して成形するようにしても良い。
【００４５】
（加圧成形装置の動作及び作用）
上記のように構成された本実施形態に係る加圧成形装置３４の動作及び作用について説明する。
【００４６】
円筒材３６から支持体１６を成形する際には、オペレータは、成形型３８の分割型３９，４０を開閉機構により成形位置に拘束すると共に、この成形型３８の中空部４４内に円筒材３６をセットし、支持リング２６の成形準備を完了させる。成形準備が完了すると、加圧成形装置３４は、油圧シリンダにより図３（Ａ）に示される待機位置にある昇降基台５０を下降させ、加圧プランジャ５２に取り付けられた袋体５４を中空部４４内における円筒材３６の内周側に挿入する。これにより、液体Ｌが充填された袋体５４は、円筒材３６内で固定プランジャ４８と加圧プランジャ５２との間に挟持された状態となる。
【００４７】
加圧成形装置３４は、袋体５４が円筒材３６内へ挿入された後、油圧シリンダにより加圧プランジャ５２を更に下降させ、この加圧プランジャ５２により袋体５４内の液体Ｌを圧縮して液体Ｌの液圧を上昇させる。このとき、加圧された液体Ｌは、その液圧上昇に伴って袋体５４を外周側へ膨張するように弾性変形させ、袋体５４の外周面部を円筒材３６の内周面に均一に圧接させると共に、この袋体５４を介して円筒材３６へ液圧を作用させる。
【００４８】
加圧成形装置３４は、油圧シリンダにより袋体５４内の液圧が所定のバルジ圧Ｐになる加圧位置（図３（Ｂ）参照）まで加圧シリンダを下降させる。このとき、円筒材３６には袋体５４を介して液体Ｌからのバルジ圧Ｐが作用し、このバルジ圧Ｐを受けた円筒材３６は、加圧成形部４２に面した軸方向中間部が外周側へ膨出するように塑性変形し、加圧成形部４２の内面に隙間なく密着する。これにより、円筒材３６には、その軸方向中間部に加圧成形部４２の形状が転写され、一対の凸部３０Ａ，３０Ｂ及び凹部３０Ｃがそれぞれ連続的に形成される。このように円筒材３６に凸部３０Ａ，３０Ｂ及び凹部３０Ｃがそれぞれ形成されることにより、円筒材３６は、図５（Ａ）に示されるような支持リング２６に成形（ハイドロフォーム成形）される。
【００４９】
加圧成形装置３４は、油圧シリンダにより加圧プランジャ５２を加圧位置に一定時間に亘って保持した後、図３（Ａ）に示される待機位置に復帰させる。これに連動し、加圧成形装置３４は開閉機構により分割型３９，４０を開放位置へ移動させて成形型３８を開放する。分割型３９，４０を開放位置に移動することにより、成形された支持リング２６を取り出す。
【００５０】
次に、上記した支持リング２６の成形工程における袋体５４を介して円筒材３６に作用するバルジ圧Ｐ（Ｋｇｆ／ｍｍ２）の適正値について説明する。ここで、円筒材３６の肉厚をＴ（ｍｍ）、円筒材３６を形成した高張力鋼の引張強さをＳ（Ｋｇｆ／ｍｍ２）、バルジ圧Ｐを決定するための定数をＫ（Ｋは正の実数）とした場合、バルジ圧Ｐの適正値は下記（１）式により求められる。
【００５１】
Ｐ＝Ｋ×Ｓ×Ｔ・・・（１）
ここで、定数Ｋとしては、１．５以上で、２０以下の範囲内から任意の値を選択することができるが、この定数Ｋは、２．０以上で、１５以下の範囲内から選択することが好ましく、２．０以上で、１０以下が更に好ましい。この定数Ｋは、支持リング２６の成形素材となる金属が高張力鋼以外の金属、例えば、ステンレス、超高張力鋼であっても、上記範囲内から任意に選択することで、（１）式に基づいてバルジ圧Ｐの適正値を算出できる。
【００５２】
すなわち、上記定数Ｋを１．５未満の値に設定した場合には、成形工程におけるバルジ圧Ｐが不足し、円筒材３６を加圧成形部４２の形状に精度良く倣うように塑性変形することが困難になるため、円筒材３６から成形された支持リング２６を安定的に所要の寸法精度で製造できなくなくなる。また支持リング２６の寸法精度の低下に伴って凸部３０Ａ，３０Ｂ及び凹部３０Ｃの形状的な補強作用が低下し、支持リング２６の径方向や捻れ方向に沿った強度が不足するおそれがある。
【００５３】
一方、上記定数Ｋを２０より大きい値に設定した場合には、成形工程におけるバルジ圧Ｐが過大になり、円筒材３６から成形された支持リング２６に大きな内部歪みが発生する。
【００５４】
またバルジ圧Ｐの設定値に応じて、設定値以上の加圧能力を有する加圧成形装置３４を支持リング２６の製造ラインに設置する必要があることから、バルジ圧を過度に大きなものに設定すると、加圧成形装置３４の規模が過度に大きくなるため、加圧成形装置３４の設置コストが高くなって支持リング２６の製造コストの増加原因となり得る。この観点からは定数Ｋは、支持リング２６の品質に悪影響を与えない範囲で、可能な限り小さい値に設定することが好ましい。
【００５５】
以上説明した本実施形態に係る加圧成形装置３４では、弾性及び伸縮性を有する膜状材料により形成された袋体５４内に液体Ｌを充填し、この袋体５４を成形型３８の中空部４４内における円筒材３６の内周側に挿入した後、袋体５４内の液体Ｌを加圧プランジャ５２により加圧して袋体５４を外周側へ膨張させつつ、袋体５４を介して円筒材３６に所定のバルジ圧を作用させることにより、液体Ｌを支持リング２６への成形素材である円筒材３６に接触させることなく、円筒材３６を成形型３８における加圧成形部４２に沿って塑性変形できるので、円筒材３６から成形された支持リング２６から液体Ｌを除去する作業を不要にできる。
【００５６】
この結果、円筒材３６から成形された支持リング２６への液体Ｌの付着を完全に防止できるので、付着した液体Ｌの影響により支持リング２６の表面に錆が発生したり化学変化が生じることを防止できる。
【００５７】
また本実施形態に係る加圧成形装置３４では、液体Ｌが袋体５４内に封入されていることから、成形型内に直接液体が充填される従来の加圧成形装置（図４参照）と比較して、中空部４４内からの液体Ｌの漏洩を防止するためのシール部材を不要にできるので、シール部材の劣化に伴う部品交換を不要にでき、さらに多数の貫通穴２７Ａが穿設されたパンチングメタルを素材とする支持リング２７（図５（Ｂ）参照）や、有端帯状の金属板を素材として一対の切断端を有する支持リングを成形することも可能になる。
【００５８】
また本実施形態に係る加圧成形装置３４において、円筒材３６の素材として高張力鋼、ステンレス、超高張力鋼等の高強度の金属材料を用いた場合に、円筒材３６へ作用させるバルジ圧Ｐを（Ｋ×Ｓ×Ｔ）の算出値に制御することにより、円筒材３６を成形型３８の加圧成形部４２の形状に精度良く倣うように塑性変形させ、所要の寸法精度及び機械的性能の支持リング２６を安定的に製造でき、かつ支持リング２６に過度の歪みを発生させて機械的特性が低下することを防止できる。また、支持リング２６をハイドロフォーム成形するための加圧成形装置３４として適正出力のものを的確に選択可能になるので、支持リング２６の製造コストの増加を効果的に抑制できる。
【００５９】
なお、バルジ圧Ｐの大小が支持リング２６の寸法精度及び機械的特性に及ぼす影響は、本実施形態に係る加圧成形装置３４のように袋体５４を介して液圧（バルジ圧）を円筒材３６へ作用させる場合も、従来の加圧成形装置１１０（図４参照）のように円筒材１１２に液圧（バルジ圧）を作用させる場合も、略同一であることが実験的に確認されている。このことから、従来の加圧成形装置１１０により支持リング２６をハイドロフォーム成形する場合でも、定数Ｋを１．５以上で、２０以下の範囲内で適宜選択し、バルジ圧を（Ｋ×Ｓ×Ｔ）による算出値に制御することにより、所要の寸法精度及び機械的性能の支持リング２６を安定的に製造できる。
【００６０】
また、本実施形態に係る加圧成形装置３４では、袋体５４内の液体Ｌを加圧する手段として加圧プランジャ５２を油圧シリンダにより中空部４４内へ挿入する加圧手段を用いたが、このようなもの以外にも、例えば、中空部４４内へ挿入された袋体５４内へ高圧ポンプ等により加圧された液体Ｌを供給するものでも良い。このとき、袋体５４内の液体Ｌの液圧を圧力センサーにより測定し、この測定結果に基づいて液圧をフィードバック制御することにより、袋体５４内の液圧を精度良く（Ｋ×Ｓ×Ｔ）の算出値に制御できる。
【００６１】
【実施例】
（実施例Ａ）
本発明の実施形態に係る加圧成形装置３４を用いてハイドロフォーム成形された支持リング２６を実施例Ａ１とし、液体Ｌにより直接バルジ圧Ｐを作用させる従来の加圧成形装置（図４参照）を用いてハイドロフォーム成形された支持リング２６を実施例Ａ２とし、またゴムバルジによりバルジ圧Ｐを作用させる従来の加圧成形装置を用いてゴムバルジ成形された支持リング２６を比較例Ａ３として、これらの加圧成形装置により成形された支持リング２６の寸法の検査結果をそれぞれ下記（表１）に示した。ここで、各加圧成形装置のバルジ圧としては、それぞれ定数Ｋを２．０以上で、２０以下の範囲内で適宜選択し、前記（１）式により算出された値を用いた。なお、寸法検査では、支持リング２６の各部の寸法を測定し、設計寸法に対して測定寸法の誤差が±５％以下のものを合格とし、測定寸法の誤差が±５％を超えたものを不合格とした。
【００６２】
【表１】
2004001022.tif 000003
上記（表１）から明らかなように、ハイドロフォーム成形された実施例Ａ１及び実施例Ａ２に係る支持リング２６については、全数（１０個）寸法検査を合格したが、ゴムバルジ成形された比較例Ａ３に係る支持リング２６については、全数（１０個）寸法検査が不合格になった。但し、実施例Ａ２に係る支持リング２６については、実施例Ａ１及び比較例Ａ３に係る支持リング２６と比較し、成形完了後に放置しておくと錆発生等の品質上の問題が発生するため、支持リング２６の表面から液体Ｌを乾燥、洗浄等により除去する必要がある。
【００６３】
（実施例Ｂ）
次に、本発明の実施形態に係る加圧成形装置３４を用い、定数Ｋを１．５以上で、２０以下の範囲内で選択し、バルジ圧Ｐを前記（１）式の算出値に制御しハイドロフォーム成形した支持リング２６を実施例Ｂ１〜Ｂ６とし、また本発明の実施形態に係る加圧成形装置３４を用い、定数Ｋを２．０未満で、２０．０を超える範囲内で選択し、バルジ圧Ｐを前記（１）式の算出値に制御しハイドロフォーム成形した支持リング２６を比較例Ｂ７〜Ｂ１０とし、これらの支持リング２６についての寸法精度及び圧縮強度の評価結果をそれぞれ下記（表２）に示した。ここで、寸法精度の評価結果としては、設計値に対する寸法誤差が５％未満である場合には記号“◎”を、設計値に対する寸法誤差が５％未満である場合には記号“〇”を、寸法誤差が５％以上で１０％未満である場合には記号“△”を、寸法誤差が１０％以上の場合には記号“×”をそれぞれ記入した。また圧縮強度の評価結果としては、実施例Ｂ１〜Ｂ６にて最大強度を示したものに対し、９０％より大きく１００％以下の圧縮強度を示した場合には記号“◎”を、８０％以上より大きく９０％未満の圧縮強度を示した場合には記号“〇”を、６０％以上で８０％未満の圧縮強度を示した場合には記号“△”を、６０％以下の圧縮強度を示した場合には記号“×”をそれぞれ記入した。
【００６４】
【表２】
2004001022.tif 000004
上記（表２）から明らかなように、定数Ｋを２．０以上で、１０以下の範囲内から５．０及び８．３に選択した場合、バルジ圧Ｐを前記（１）式による算出値に制御した実施例Ｂ２、Ｂ３及びＢ６に係る支持リング２６については、寸法精度及び圧縮強度の評価が共に“◎”であった。
【００６５】
また定数Ｋを１．５以上で、２．０未満の範囲内から１．５に選択した実施例Ｂ１に係る支持リング２６並びに、定数Ｋを１０より大きく、２０以下の範囲内から１６．７及び２０．０に選択した実施例Ｂ４及びＢ５に係る支持リング２６については、それぞれ寸法精度及び圧縮強度の評価が共に“〇”であった。
【００６６】
一方、定数Ｋを２．０未満で、２０．０を超える範囲内で選択し、バルジ圧Ｐを前記（１）式の算出値に制御した比較例Ｂ７〜Ｂ１０に係る支持リング２６については、寸法精度及び圧縮強度の評価が双方とも“〇”になったものが存在しなかった。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るランフラットタイヤ用支持体の製造装置によれば、ハイドロフォーム成形された支持体から液体を除去する作業を不要にでき、かつ支持体を目標寸法に精度良く成形できる。
【００６８】
また本発明に係るランフラットタイヤ用支持体の製造方法によれば、所要の寸法精度及び機械的性能を有する支持体を安定的にハイドロフォーム成形でき、かつ支持体を製造するための設備コストの増加を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る加圧成形装置により成形される支持リングが適用されたランフラットタイヤの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る加圧成形装置の構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る加圧成形装置の構成を示す断面図であり、支持リングのハイドロフォーム成形開始前及びハイドロフォーム成形中の装置状態をそれぞれ示している。
【図４】従来の加圧成形装置の構成を示す断面図であり、支持体のハイドロフォーム成形開始前及びハイドロフォーム成形中の装置状態をそれぞれ示している。
【図５】本発明の実施形態に係る加圧成形装置によりハイドロフォーム成形された支持リングの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０　　　ランフラットタイヤ
１２　　　リム
１４　　　タイヤ（空気入りタイヤ）
１６　　　支持体
２６　　　支持リング（支持体）
３４　　　加圧成形装置（支持体の製造装置）
３６　　　円筒材（筒材）
３８　　　成形型
４２　　　加圧成形部
４４　　　中空部
４８　　　固定プランジャ（加圧手段）
５０　　　昇降基台（加圧手段）
５２　　　加圧プランジャ（加圧手段）
５４　　　袋体
【図１】
2004001022.tif 000005
【図２】
2004001022.tif 000006
【図３】
2004001022.tif 000007
【図４】
2004001022.tif 000008
【図５】
2004001022.tif 000009