WO2010087165A1

WO2010087165A1 - ビードコア成形装置及びビードコア成形方法

Info

Publication number: WO2010087165A1
Application number: PCT/JP2010/000467
Authority: WO
Inventors: 慎一郎山崎
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2009-01-28
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2010-08-05
Anticipated expiration: 2011-07-28

Abstract

　幅方向に隣り合うビード素線間にて互いに適合して係合し合う係合部を有するビード素線に、均一なテーパ癖付けを施すことが可能なビードコア成形装置及びビードコア成形方法を提供する。　このビードコア成形装置Ｆは、同一直線Ｐ上に配置された少なくとも２つの第１の押圧ローラ１７、１８と、これらの第１の押圧ローラ１７、１８間に該直線Ｐに対して垂直方向にずらして配置された第２の押圧ローラ１９とを有し、ビードフォーマ１２に送給するビード素線Ｗを、第１の押圧ローラ１７、１８及び第２の押圧ローラ１９で軸線方向Ｘに押圧力を加えながら挟み込むことによって、ビード素線Ｗに軸線方向Ｗへの癖付けを行う癖付け機構を備え、第１の押圧ローラ１７、１８及び第２の押圧ローラ１９が、それらのローラ面にビード素線Ｗの外面輪郭形状と対応する形状の溝部１７ｇ、１８ｇ、１９ｇをそれぞれ有する。

Description

ビードコア成形装置及びビードコア成形方法

　この発明は、１本もしくは複数本のビード素線をビードフォーマ上に円環状に巻き回して構成されるビードコア、特に、各ビード素線が、ビードフォーマの軸線方向に隣り合うビード素線間にて互いに適合して係合し合う係合部を有するビードコアを成形するためのビードコア成形装置及びビードコア成形方法に関する。

　従来より、空気入りタイヤのビードコア構造としては、インシュレーションゴムで被覆した断面円形形状のビード素線を螺旋にかつ多層に巻き重ねたものが広く一般に知られている（例えば、特許文献１参照）。

　このようなビードコア構造を採用した空気入りタイヤでは、インシュレーションゴムの変形や隣接するビード素線同士の係止力が小さい（力を伝達し難い）ことに起因して、特に空気充填時でのビードコアの回転移動量が大きかった。かかるビードコアの回転移動は、カーカス引抜け等、ビード部の耐久性に多大な影響を及ぼすこととなる。

　そこで、本願出願人は、上記問題を解消するため、特願２００７－１３４１２０号にて、図１に示すような、ビード素線Ｗにインシュレーションゴムを被覆せず、またビード素線Ｗの断面形状を、幅方向に隣り合うビード素線Ｗ間にて互いに適合して係合し合う係合部４を有するものとしたビードコア構造を提案した。これにより、ビードコア全体としての回転剛性を増大させることができ、ビードコアＢの回転移動の大幅な抑制に成功した。

　ところで、図１に示すようなビードコア構造において、ビードシートにタイヤ幅方向に対して所定のテーパ角度を有するリムＲに適用させるためには、ビードコアＢの底辺もタイヤ幅方向に対して同様のテーパ角度（角度α）とすることが好ましいが、このようにする場合、ビード素線自体にリムＲのビードシートのテーパ角度と同じ角度のテーパ癖付けを施す必要がある。ビード素線自体のテーパ癖付けは、特許文献２の図３に示されているように、複数のローラ（変形ユニット）を用い、ビードフォーマに送給されるビード素線に幅方向（ビードフォーマの軸線方向）に曲がるような癖付けを行うことによって可能である。

特開平８－１７５１２６号公報米国特許第４，４０６，３１７号明細書

　しかしながら、ビードフォーマへの巻付けに先立って、上述したような特殊形状（係合部４）を有するビード素線Ｗ（図１参照）を平坦なローラ面を有する複数のローラで挟み込んで癖付けすると、ローラからの押圧力が係合部に集中して該係合部が潰れたり、ビード素線がローラ面上を上下に移動して捩れたりしてしまうため、ビード素線に均一な癖付けを施すことが困難であった。このような不均一な癖付けは、ビードフォーマに巻き付けた際にビード素線の巻き乱れの問題をも生させる。

　それゆえこの発明は、幅方向に隣り合うビード素線間にて互いに適合して係合し合う係合部を有するビード素線に、均一なテーパ癖付けを施すことが可能なビードコア成形装置及びビードコア成形方法を提供することをその主たる目的とする。

　前記の目的を達成するため、この発明のビードコア成形装置は、１本もしくは複数本のビード素線をビードフォーマ上に円環状に巻き回して構成してなるビードコアであって、該ビード素線が前記ビードフォーマの軸線方向に隣り合うビード素線間にて互いに係合し合う係合部を有するビードコアを成形するためのビードコア成形装置において、同一直線上に配置された少なくとも２つの第１の押圧ローラと、これらの第１の押圧ローラ間に該直線に対して垂直方向にずらして配置された第２の押圧ローラとを有し、前記ビードフォーマに送給するビード素線を、第１の押圧ローラ及び第２の押圧ローラで前記軸線方向に押圧力を加えながら挟み込むことによって、前記ビード素線に前記軸線方向への癖付けを行う癖付け機構を備え、前記第１の押圧ローラ及び前記第２の押圧ローラが、それらのローラ面に前記ビード素線の外面輪郭形状と対応する形状の溝部をそれぞれ有することを特徴とするものである。なお、ここでいうビード素線の「軸線方向への癖付け」とは、張力が加えられピンと張った状態では真直ぐ延びる一方で、張力が加えられていない自然形状では、ビードフォーマの軸線方向に湾曲する癖付けを意味し、さらに詳細には、ビード素線の幅方向の一側と他側とで軸線方向に沿ったその曲率半径を異ならせる癖付けを意味する。

　かかるビードコア成形装置にあっては、ビードフォーマに巻き付けるビード素線を第１の押圧ローラと第２の押圧ローラとの間を通過させると、ビード素線は、第１のローラ及び第２のローラで軸線方向に押圧力が加えられつつ挟み込まれる。これによりビード素線に、ビードフォーマの軸線方向への癖付け（すなわち、軸線方向に沿った面内で曲がるような癖付け）が施される。このとき、ビード素線の外面輪郭形状と第１及び第２のローラのローラ面に設けられた溝部の形状とが適合するので、押圧力が集中してビード素線の係合部が潰れたり、ビード素線がローラ面上を上下に移動して捩れたりするおそれが生じることはない。

　従って、この発明のビードコア成形装置によれば、癖付け機構による癖付け時に、ビード素線の係合部の潰れや、ビード素線の捩れを防止することができるので、ビード素線に均一な癖付けを施すことができ、巻き乱れのない精度の高いビードコアを安定して形成することができる。

　なお、この発明のビードコア成形装置にあっては、ビード素線を第１の押圧ローラ及び第２の押圧ローラの少なくとも一方に圧接させる補助ローラを備え、該補助ローラが、そのローラ面に前記ビード素線の外面輪郭形状と対応する形状の溝部を有することが好ましい。

　また、前記の目的を達成するため、この発明のビードコア成形方法は、１本もしくは複数本のビード素線をビードフォーマ上に円環状に巻き回して構成してなるビードコアであって、該ビード素線が前記ビードフォーマの軸線方向に隣り合うビード素線間にて互いに係合し合う係合部を有するビードコアを成形するためのビードコア成形方法において、同一直線上に配置された少なくとも２つの第１の押圧ローラであってそのローラ面に前記ビード素線の外面輪郭形状と対応する形状の溝部を有する第１の押圧ローラと、これらの第１の押圧ローラ間に前記直線に対して垂直方向にずらして配置された第２の押圧ローラであってそのローラ面に前記ビード素線の外面輪郭形状と対応する形状の溝部を有する第２の押圧ローラとで癖付け機構を構成し、前記ビード素線を前記ビードフォーマに巻き付けるのに先立って、前記ビードフォーマに送給するビード素線を、前記第１の押圧ローラ及び第２の押圧ローラで前記軸線方向に押圧力を加えながら挟み込むことにより、前記ビード素線に前記軸線方向への癖付けを行うことを特徴とするものである。

　この発明によれば、幅方向に隣り合うビード素線間にて互いに適合して係合し合う係合部を有するビード素線に、均一なテーパ癖付けを施すことが可能なビードコア成形装置及びビードコア成形方法を提供することができる。

図１は、この発明の適用によって成形されたビードコアを有する空気入りタイヤのビード部を適合リムとともに示したタイヤ幅方向に沿った断面図である。図２は、この発明が対象とするビード素線を例示する他のビードコアの幅方向断面図である。図３は、この発明に従う実施形態のビードコア成形装置を示した概略斜視図である。図４は、図３のビードコア成形装置における癖付け機構の平面図である。図５は、図４のＩ－Ｉ線に沿った断面図である。図６は、癖付け機構により癖付けされたビード素線の自然形状を模式的に示した図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は図６（ａ）中のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。図７は、図３のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。図８は、この発明に適用可能な他の癖付け機構を、図５と同様の断面で示す断面図である。

　以下、この発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

　図１に示すように、この発明が適用された後述のビードコア成形装置Ｆにより形成されたビードコアＢを備えるタイヤは、ゴムを主体に形成された空気入りラジアルタイヤであり、ホイールのリムＲに嵌合する一対のビード部１と、路面に接触する図示しないトレッド部と、各ビード部１からタイヤの径方向外方に延びてトレッド部に連なる図示しない一対のサイドウォール部と、トロイド状のカーカス３とを備えている。

　ビードコアＢは、タイヤ幅方向に並列に配列された複数本のビード素線Ｗを環状に巻き重ねて構成されるものである。ビードコアＢの底辺はタイヤ幅方向（軸線方向）に対して所定の角度αで傾斜している。各ビード素線Ｗは、タイヤ幅方向に隣り合うビード素線Ｗ間にて互いに適合して係合し合う係合部４を有する。なお、ビード素線Ｗの断面形状は図１の例に限らず、図２に例示するように、断面平行四辺形（図２（ａ））、幅方向側面に段部を有する形状（図２（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）及び（ｆ））、及び幅方向側面が凸又は凹の湾曲面を有する形状（図２（ｄ））としても良い。また、ビードコアＢの全体としての断面形状（タイヤ幅方向におけるビードコアＢの輪郭形状）は、この実施形態では平行四辺形であるが、長方形や四角形以外の多角形であっても良い。

　以下、ビードコアＢの成形装置Ｆについて説明する。図３に示すように、複数の（この実施形態では５つの）送給スプール１０からそれぞれ供給された複数本のビード素線Ｗが並列（図中矢印Ｘ方向）に整列された状態で巻き重ねられてビードコアＢを形成するビードコア成形装置Ｆは、外周にビードコア成形用の凹溝１１を有し、モータ（図示省略）により駆動回転されるビードフォーマ１２と、これらのビードフォーマ１２と送給スプール１０との間に配置されて、ビードフォーマ１２への巻き付けに先立って、各ビード素線Ｗに所定の癖付けを施す癖付け機構１３と、を備えている。癖付け機構１３の前後には、癖付け機構１３に送られるビード素線Ｗをビードフォーマ１２の接線方向と平行な方向にガイドするガイドピン１４、１５が設けられる。送給スプール１０からそれぞれ送給された５本のビード素線Ｗは、癖付け機構１３にて所定の癖付けが施された後、ビードフォーマ１２の凹溝１１に巻き付けられる。

　図４に詳細を示すように、癖付け機構１３は、同一直線Ｐ上、すなわち癖付け対象のビード素線Ｗの長手方向に沿って間隔を空けて配置された２つの第１の押圧ローラ１７、１８と、これら第１の押圧ローラ１７、１８の間に該直線Ｐに対して垂直方向に距離ｄずらして配置された第２の押圧ローラ１９とを有する。つまり第１の押圧ローラ１７、１８および第２の押圧ローラは同一平面上に三角形状に配置されている。第２の押圧ローラ１９は、第１の押圧ローラ１７または１８とビード素線Ｗとが接する側と反対側からビード素線Ｗに押圧力を付与して癖付けを行うものである。各押圧ローラ１７、１８、１９は、各癖付け機構１３の基台に立設された軸部に回転自在に支持されている。ここで、距離ｄは、第１の押圧ローラ１７、１８及び第２の押圧ローラ１９の間にビード素線Ｗを通したときに所定の押圧力がビード素線Ｗに加わる距離に設定され、すなわち距離ｄを小さくすれば当該押圧力は大きくなり、逆に距離ｄを大きくすれば当該押圧力は小さくなる。

　また、癖付け機構１３は、第１及び第２の押圧ローラ１７、１８、１９間を通過するビード素線Ｗを、第１及び第２の押圧ローラ１７、１８、１９に確実に圧接させつつ、当該押圧ローラ１７、１８、１９とともに自由回転して、癖付け対象のビード素線Ｗを第１の押圧ローラ１７、１８と第２の押圧ローラ１９との間を安定して通過させる補助ローラ２０、２１、２２を有する。より具体的には、補助ローラ２０は、一方の第１の押圧ローラ１７に直線Ｐに対する直角方向に対向して配置されており、ビード素線Ｗを一方の押圧ローラ１７と補助ローラ２０とで挟むようにしている。同様に、補助ローラ２１は、他方の第１の押圧ローラ１８に直線Ｐに対する直角方向に対向して配置されており、ビード素線Ｗを他方の第１の押圧ローラ１８と補助ローラ２１とで挟むようにしている。また、補助ローラ２２は、第２の押圧ローラ１９に直線Ｐに対する直角方向に対向して配置されており、ビード素線Ｗを第２の押圧ローラ１９と補助ローラ２２とで挟むようにしている。補助ローラ２０、２１、２２も押圧ローラ１７、１８、１９と同様に、各癖付け機構１３の基台に立設された軸部に回転自在に支持されている。このように癖付け対象のビード素線Ｗを第１の押圧ローラ１７と補助ローラ２０との間、第１の押圧ローラ１８と補助ローラ２１との間、および第２の押圧ローラ１９と補助ローラ２２との間に挟みこむ構成とすることで、ビード素線Ｗを安定して通過させて均一な癖付けを行うことができる。

　そして、図５に示すように、軸線方向Ｘに沿った断面にて、第１の押圧ローラ１７、１８、第２の押圧ローラ１９及び補助ローラ２０、２１、２２は、それらのローラ面（ここでは押圧ローラ１９のローラ面１９ｓ及び補助ローラ２２のローラ面を図示する）に、ビード素線Ｗの係合部４を含む外面輪郭形状と対応する形状の溝部（ここでは押圧ローラ１９の溝部１９ｇ及び補助ローラ２２の溝部２２ｇを図示する）をそれぞれ有している。

　次に、この成形装置Ｆを用いたビードコアの成形方法について説明する。

　先ず、各送給スプール１０からそれぞれ送り出された各ビード素線Ｗを、図４に示すように、第１の押圧ローラ１７、１８と第２の押圧ローラ１９とに噛合わせて、つまり第１の押圧ローラ１７、１８及び第２の押圧ローラ１９で軸線方向Ｘに押圧力を加えて、テンションをかけながら引き抜くことで、各ビード素線Ｗに軸線方向Xに沿った面内での癖付けを行う。

　その後、図３に示すように、モータによりビードフォーマ１２を回転させながら各癖付け機構１３を通過した複数本（ここでは５本）のビード素線Ｗを軸線方向Ｘに並列に配列しつつビードフォーマ１２の凹溝１１内に巻き付ける。これにより、癖付けされビードフォーマ１２に円環状に巻き付けられた各ビード素線Ｗは、ビードフォーマ１２上でα度傾いた状態で巻き付けられることとなる。なぜなら、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ビードフォーマ１２の軸線方向Ｘに湾曲するよう癖付けされたビード素線Ｗは、ビード素線Ｗの幅方向の一側Ｓ１及び他側Ｓ２における軸線方向Ｘに沿った曲率半径ｒ_ｓ１、ｒ_ｓ２の大小（ｒ_ｓ１＞ｒ_ｓ２）により、円環状に巻き付けた際に曲率半径が大きい側Ｓ１はビードコアＢの半径方向外側（図６（ｂ）中の矢印Ｆ１方向）に向けて回転移動しようとし、反対に曲率半径が小さい側Ｓ２はビードコアＢの半径方向内側（図６（ｂ）中の矢印Ｆ２方向）に向けて回転移動しようとするからである。

　このようにして、図７に示すような、各ビード素線Ｗの底辺がそれぞれ軸線方向Ｘ（タイヤ幅方向）に対して角度α傾斜した第１列目のビード素線列Ｌ１が形成される。そして引き続き、第１列目のビード素線列Ｌ１の上に第２列目のビード素線列を積層状に巻き回すことで、第２列、３、・・・、ｎ列が順次形成される。最終的に所定の巻き数に達したところでビードコアＢの成形が終了する。

　この実施形態の成形装置Ｆ及び成形方法によれば、ビード素線Ｗの軸線方向Ｘへの癖付けに際して、ビード素線Ｗの係合部４を含む外面輪郭形状と第１及び第２の押圧ローラ１７、１８、１９のローラ面１７ｓ、１８ｓ、１９ｓに設けられた溝部１７ｇ、１８ｇ、１９ｇの形状とが適合するので、押圧力が集中してビード素線Ｗの係合部４が潰れたり、ビード素線Ｗがローラ面上を上下に移動して捩れたりするおそれが生じることがなく、ビード素線Ｗに均一な癖付けを施すことができ、もって巻き乱れのない精度の高いビードコアＢを安定して形成することができる。

　なお、この実施形態では、第１及び第２の押圧ローラ１７、１８、１９にビード素線Ｗを圧接する補助ローラ２０、２１、２２をさらに設けたことから、癖付け時におけるビード素線Ｗの捩れ等をさらに抑制することができ、より精度の高いビードコアＢを安定して形成することができる。

　上述したところは、この発明の実施形態の一部を示したにすぎず、この発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの構成を相互に組み合わせたり、種々の変更を加えたりすることができる。例えばこの発明によれば、図１に示したビード素線Ｗ以外に図２に示したようなビード素線Ｗを製造することができるが、その場合には、図８にその一部を例示するように、ビード素線Ｗの外面輪郭形状と適合する形状の溝部を有する押圧ローラを用いることができる。また、この発明は、図１及び２のビード素線Ｗよりさらに複雑な断面形状を有するビード素線に対しても好適に適用することができる。なお、図２（ｂ）、（ｃ）に例示するように、ビードコアは、各ビード素線Ｗの両端を揃えて積層することにより全体として長方形の形状としても良く、各ビード素線Ｗの両端をずらして積層することにより全体として平行四辺形の形状としても良い。さらにこの発明では、図示を省略するが、第１の押圧ローラ１７、１８及び第２の押圧ローラ１９のうち少なくとも一方を、第１の押圧ローラ１７、１８を結ぶ直線Ｐに対して垂直方向に前記押圧ローラ１７、１８、１９を相対移動させて上記距離ｄ（図４参照）を増大又は減少させる押圧ローラ用の駆動手段を備えることが好ましい。これによれば、押圧ローラによる押圧力を駆動手段を介して自由に変更することができるので、所望に応じたテーパ角度を容易に各ビード素線Ｗに与えることができる。

　この発明により、タイヤ幅方向に隣り合うビード素線間にて互いに適合して係合し合う係合部を有するビード素線を用いてビードコアを成形する場合に、巻き乱れを生じさせることなく高い精度をもって成形することが可能となった。

１　ビード部
３　カーカス
４　係合部
１０　送給スプール
１１　凹溝
１２　ビードフォーマ
１３　癖付け機構
１４、１５　ガイドピン
１７、１８　第１の押圧ローラ
１９　第２の押圧ローラ
２０、２１、２２　補助ローラ
Ｂ　ビードコア
Ｆ　ビードコア成形装置
Ｌ１　ビード素線列
Ｗ　ビード素線

Claims

　１本もしくは複数本のビード素線をビードフォーマ上に円環状に巻き回して構成してなるビードコアであって、該ビード素線が前記ビードフォーマの軸線方向に隣り合うビード素線間にて互いに係合し合う係合部を有するビードコアを成形するためのビードコア成形装置において、
　同一直線上に配置された少なくとも２つの第１の押圧ローラと、これらの第１の押圧ローラ間に該直線に対して垂直方向にずらして配置された第２の押圧ローラとを有し、前記ビードフォーマに送給するビード素線を、第１の押圧ローラ及び第２の押圧ローラで前記軸線方向に押圧力を加えながら挟み込むことによって、前記ビード素線に前記軸線方向への癖付けを行う癖付け機構を備え、
　前記第１の押圧ローラ及び前記第２の押圧ローラが、それらのローラ面に前記ビード素線の外面輪郭形状と対応する形状の溝部をそれぞれ有することを特徴とするビードコア成形装置。
　前記ビード素線を前記第１の押圧ローラ及び前記第２の押圧ローラの少なくとも一方に圧接させる補助ローラを備え、該補助ローラが、そのローラ面に前記ビード素線の外面輪郭形状と対応する形状の溝部を有する、請求項１に記載のビードコア成形装置。
　１本もしくは複数本のビード素線をビードフォーマ上に円環状に巻き回して構成してなるビードコアであって、該ビード素線が前記ビードフォーマの軸線方向に隣り合うビード素線間にて互いに係合し合う係合部を有するビードコアを成形するためのビードコア成形方法において、
　同一直線上に配置された少なくとも２つの第１の押圧ローラであってそのローラ面に前記ビード素線の外面輪郭形状と対応する形状の溝部を有する第１の押圧ローラと、これらの第１の押圧ローラ間に前記直線に対して垂直方向にずらして配置された第２の押圧ローラであってそのローラ面に前記ビード素線の外面輪郭形状と対応する形状の溝部を有する第２の押圧ローラとで癖付け機構を構成し、
　前記ビード素線を前記ビードフォーマに巻き付けるのに先立って、前記ビードフォーマに送給するビード素線を、前記第１の押圧ローラ及び第２の押圧ローラで前記軸線方向に押圧力を加えながら挟み込むことにより、前記ビード素線に前記軸線方向への癖付けを行うことを特徴とするビードコア成形方法。