JP2001246675A - カーカスプライ用素材への折曲部形成方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弾性復元力の大きなスチールコードをカーカ
スコードとして用いる場合にあってなお、カーカスプラ
イの巻き返し部分を、ビードコアの周面に所期した通り
に正確に巻き付けるとともに、その巻き付け姿勢を確実
に維持することを可能とする。 【解決手段】 ほぼ平行に延びる複数本のカーカスコー
ドをゴムコーティングしてなり、コード軸線とほぼ直交
する方向に延在するカーカスプライ用素材５の、タイヤ
ビード部に配設したビードコアの周りに巻き返されるそ
れぞれの側部部分で、コード軸線方向の少なくとも一個
所に、先端部が鋭角をなす押込刃３により、カーカスプ
ライ用素材５を、ほぼＶ字状をなす溝２内へ押込むこと
によって、ビードコアに巻き付く向きに折れ曲がる折曲
部５ａを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、タイヤビード部
に配設されたビードコアの周りに側部部分を巻き返して
固定されるカーカスプライの形成に用いるカーカスプラ
イ用素材の、その巻き返し側部部分と対応する位置に、
ビードコアに巻き付く向きに折れ曲がる塑性変形部を形
成する折曲部形成方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】少なくとも一枚のカーカスプライを、タ
イヤのトレッド部からサイドウォール部を経てビード部
までトロイダルに延在させるとともに、各ビード部に埋
設したリング状のビードコアの周りで、タイヤ半径方向
の内側から外側へ巻き返してなる一般的な空気入りタイ
ヤ、たとえば重荷重用ラジアルタイヤでは、タイヤの負
荷転動に際するカーカスコードの引抜けを防止すべく、
巻き返し高さを十分高くして、その巻き返し部分をゴム
質中に埋込み固定することとしている。

【０００３】図６（ａ）はこのことを示すビード部の略
線横断面図であり、これは、ビードコア５１の周りで、
タイヤ幅方向の内側から外側へ向けて巻き返したカーカ
スプライ５２の巻き返し部分５３の半径方向外端を、ワ
イヤチェファ５４の同様の外端より半径方向外側に位置
させたものである。

【０００４】ところが、このような従来のビード部構造
にあっては、カーカスプライ５２の巻き返し外端位置を
境として、タイヤ半径方向の内外側に剛性段差を生じる
ことになるので、タイヤの負荷転動に際する、ビード部
からサイドウォール部にかけての繰返しの撓み変形およ
び周方向剪断変形等によって、前記巻き返し外端および
その近傍に応力が集中することになり、これがため、そ
の外端の、ゴム質からのセパレーションが発生し易く、
このセパレーションが、図６（ｂ）に示すようなビード
部クラックｃｒの原因になるという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のビード部構造の
このような問題点を解決するためには、図７に例示する
ように、カーカスプライ５２の巻き返し部分５３を、リ
ング状のビードコア５１に対して半径方向外方へ高く巻
き上げることに代えて、ビードコア５１の周面に沿わせ
てそこに巻き付けて、巻き返し部分５３の、ビードコア
５１より半径方向外方への突出をほとんどもしくは全く
なくすることが効果的である。

【０００６】しかるに、カーカスプライ巻返し部分の、
ビードコア周面へのこのような巻付けを、たとえば、周
知のブラダ、羽根、ロール等を用いて、カーカスコー
ド、ひいては、カーカスプライに、前記巻き付け方向の
弾性変形を行わせることと、弾性変形させた巻き返し部
分をビードコア周面にゴム粘着させることとによって行
う場合には、カーカスコードをビードコア周面に、所期
した通りの高い精度で巻付けることが困難であり、しか
も、弾性復元力の小さい、カーカスコードはともかくと
して、スチールコード、芳香族ポリアミドコード等のよ
うな弾性復元力の大きいカーカスコードについては、そ
れを所要の巻き付け位置に正確に維持することができ
ず、結局は、カーカスコードの引抜けおよびカーカスプ
ライ巻返し端のセパレーションのそれぞれを十分に防止
することができないという問題があった。

【０００７】この発明は、上述のような問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、弾性復
元力の大きなスチールコードをカーカスコードとして用
いる場合にあってなお、カーカスプライの巻き返し部分
を、ビードコアの周面に所期した通りに正確に巻き付け
るとともに、その巻き付け姿勢を確実に維持することを
可能とする、カーカスプライ用素材への折曲部形成方法
および装置を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の、カーカスプ
ライ用素材への折曲部形成方法は、相互に整列させて配
置されてほぼ平行に延びる複数本のカーカスコード、た
とえばスチールコードよりなり、コード軸線とほぼ直交
する方向に延在するカーカスプライ用素材の、タイヤビ
ード部に配設したビードコアの周りに巻き返されるそれ
ぞれの側部部分で、コード軸線方向の少なくとも一個所
に、たとえば先端部が鋭角をなす押込刃により、カーカ
スプライ用素材を、ほぼＶ字状をなす溝内へ押込むこと
によって、ビードコアに巻き付く向きに折れ曲がる折曲
部を形成するものである。

【０００９】この方法によれば、カーカスプライ用素材
の側部部分を、押込刃をもって溝内へ押込んで、その側
部部分に、押込刃および溝のそれぞれに対応する、スプ
リングバックを加味した塑性変形を生じさせて、ビード
コアに巻き付く向きに折れ曲がる折曲部を形成すること
により、その側部部分、ひいては、カーカスプライの側
部部分を、ビードコアの周面に、それに沿わせて所期し
た通りに正確に巻き付けることができ、しかも、カーカ
スプライ側部部分の塑性変形下で、その巻き付き姿勢を
確実に維持することができるので、カーカスプライの側
部部分を半径方向外方へ高く巻き上げることに起因す
る、その巻き上げ端のセパレーションを防止して、ビー
ド部クラックの発生のおそれを有効に除去し得ることは
もちろん、カーカスコードの引き抜けを十分に拘束する
ことができる。

【００１０】また、この発明の、カーカスプライ用素材
への折曲部形成装置は、横断面形状が、ほぼＶ字状をな
す溝部を、たとえば、そのカーカスプライ用素材の支持
台に設けるとともに、先端部がその溝部へ入り込む、た
とえば円板状をなす押込刃を設け、そして、この押込刃
の、溝部への相対的な進入およびそこからの後退をもた
らす、シリンダその他の並進駆動手段を設けたものであ
る。

【００１１】これによれば、カーカスプライ用素材の側
部部分の所定位置が溝部に重なるように、そのカーカス
プライ用素材を支持台上に位置決め配置した状態で、そ
の支持台および押込刃の少なくとも一方を、並進駆動手
段により作動させて、押込刃の、溝部への入り込みをも
たらすことで、プライ用素材の所定位置に、溝部および
押込刃の形状および寸法に応じた曲げ加工を施すことが
でき、これにより、カーカスプライ用素材の側部部分
に、ビードコアに巻き付く向きに折れ曲がる折曲部を、
簡易迅速に、しかも正確に形成することができるので、
その側部部分を、ビードコアの周面に沿わせてそれに巻
き付けることができ、半径方向外方への高い巻き上げを
不要ならしめることができる。

【００１２】なおここで、カーカスプライ用素材を広範
にわたって支持する支持台に溝部を設けた場合には、そ
の素材の、特別の位置決め固定手段を設けることなしに
もそれを十分安定に支持することができる。

【００１３】このような装置において好ましくは、押込
刃の刃先角度αと、溝部の拡開角度θとを、 α≦θ とする。これによれば、カーカスプライ用素材、直接的
にはカーカスコードにダメージを与えることなく、大き
なくせ付け量を確保して効率よく折曲部を形成すること
ができる。

【００１４】ところで、上記刃先角度αおよび拡開角度
θのそれぞれをともに、０〜１６０度、好適には０〜９
０度の範囲とした場合には、より大きなくせ付けを施す
ことができる。いいかえれば、それが１６０度を越える
と十分な折り曲がり角を確保することが難かしい。

【００１５】また好ましくは、押込刃の先端の曲率半径
Ｒ１と、溝部底面の曲率半径Ｒ２とを、 Ｒ１≧Ｒ２ として、前述の場合と同様に、カーカスコードにダメー
ジを与えることなく、大きなくせ付け量を確保して効率
よく折曲部を形成する。

【００１６】ここで、より具体的には、曲率半径Ｒ１
を、０．１〜１５ｍｍの範囲とし、曲率半径Ｒ２を０．
１〜１０ｍｍの範囲とすることが好ましい。曲率半径Ｒ
1,Ｒ２が０．１ｍｍ未満では、カーカスコードにダメー
ジを与えることなく、それを曲げ変形させることが困難
であり、また、曲率半径Ｒ１が１５ｍｍを越える場合お
よび、曲率半径Ｒ２が１０ｍｍを越える場合はいずれ
も、十分なくせ付けを施すことが難しい。

【００１７】そして、押込刃の、刃縁から測って刃高さ
Ｈの１／１０の位置での厚みＴを０．１ｍｍ以上とする
ことが好ましく、これによれば、押込刃の押込みによる
くせ付け作用を十分に発揮させることができる。また、
溝部の深さＤは、０．１ｍｍ以上とすることが、くせ付
け効果を高める上で好ましく、さらに、押込刃の刃高さ
Ｈは、溝部の深さＤ以上とすることが、確実なるくせ付
けを行う上で好ましい。

【００１８】以上のような装置において、押込刃および
支持台の少なくとも一方を回転駆動手段に連結して、そ
れのカーカスプライ用素材に対する連続的な移動を可能
ならしめた場合には、折曲部の形成能率を大きく高める
ことができる。

【００１９】そしてこのことは、押込刃および支持台の
少なくとも一方を、相互に接近および離隔する方向へ往
復運動もしくは揺動運動可能として、それらの両者に対
して、カーカスプライ用素材を間欠的にピッチ送りする
場合にもほぼ同様である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を図
面に示すところに基づいて説明する。図１は、この発明
に係る装置の実施の形態を示す、要部断面略線図であ
り、図中１は、カーカスプライ用素材を位置決め支持す
る平坦な支持台を、２は、支持台１の上面に直線的に形
成されて横断面形状がほぼＶ字状をなす溝部をそれぞれ
示す。

【００２１】ここでは、このような溝部２に対し、全体
としてほぼ円盤状をなす押込刃３を、図示しない並進駆
動手段をもって昇降変位可能に配設するとともに、その
押込刃それ自身を、図示しない回転駆動手段により、中
心軸４とともに回転可能ならしめる。またここでは、押
込刃３の少なくとも先端部分３ａ、図に示すところで
は、少なくとも周縁近傍部分を、それのラジアル断面内
で、好ましくは鋭角をなす先細り形状として、その先端
部分３ａの、溝部２内への入り込みを可能ならしめる。

【００２２】これによれば、相互に整列させて配置され
てほぼ平行に延びる、たとえばスチールコードよりなる
複数本のカーカスコードを、未加硫ゴムによりコーティ
ングして形成されて、コード軸線とほぼ直交する方向に
延在するカーカスプライ用素材５を支持台１上に載置す
るとともに、その素材５の、ビードコアの周りに巻き返
されることになる側部部分の所要個所を、直線状に連続
する溝部２に対応させて位置させることで、各カーカス
コードを、溝部２を横切って延在させた状態で、円盤状
押込刃３の先端部分３ａを、並進駆動手段をもって、図
示のように、カーカスプライ用素材５とともに溝部２内
へ所定の力で押し込むとともに、その押込刃３を、回転
駆動手段によって回転させて、それの先端部分３ａとカ
ーカスプライ用素材５との摩擦力の作用下で、押込刃３
の、溝部２を辿る相対変位、たとえば、図２に示すよう
な、支持台２およびカーカスプライ用素材５の後退変位
または、押込刃３の前進変位を、押込刃３の周速に応じ
た速度で行わせることで、カーカスプライ用素材５の所
要個所に、溝部２および押込刃先端部分３ａの形状およ
び寸法等に応じた、カーカスコードの塑性変形に基づく
くせ付けを、カーカスコードの配列等に乱れをもたらす
ことなく、また、ゴムコーティングされたカーカスコー
ドにダメージを与えることなく施して、所期した通りの
折曲部５ａを、溝部２に沿って連続的に形成することが
できる。

【００２３】なおここにおける上記くせ付け、ひいて
は、折曲部５ａの形成は、溝部２の底面およびその近傍
部分と、押込刃３の先端部分との協働によってのみ行わ
れることになり、カーカスプライ用素材５の、溝縁およ
びその近傍との接触部分は、押込刃３による圧下力を受
けないことから、弾性域内での変形を行うにとどまり、
その素材５の、支持台２からの取り外しに当たって元形
状に復帰する。

【００２４】また、図に示すところでは、押込刃先端部
分３ａの刃先角度αを溝部２の拡開角度θ以下の角度と
し、好ましくはそれらの両角度α，θを０〜１６０度の
範囲とする。そしてさらには、押込刃３の先端の曲率半
径Ｒ１を、溝部底面の曲率半径Ｒ２以上とし、好ましく
は、曲率半径Ｒ１を０．１〜１５ｍｍ、そして曲率半径
Ｒ２を０．１〜１０ｍｍのそれぞれの範囲内とする。

【００２５】これらのことによれば、カーカスコードの
ダメージを一層有効に防止して、より十分なくせ付けを
実現することが可能となる。図３はこのことを、曲率半
径の差および、刃先角度と溝部拡開角度との差がくせ付
け量に及ぼす影響について示すグラフであり、図３
（ａ）は、押込刃３の刃先角度αを１２度とし、溝部２
の拡開角度θを９０度とするとともに、押込刃３の溝部
２への押込圧力を０．６ＭＰａとしたところにおいて、
曲率半径の差（Ｒ１−Ｒ２）をパラメータとした場合
の、折曲部の形成後の折れ曲がり部分の、水平線に対す
る傾き角度（δ）で表わされるくせ付け量を求めたもの
である。

【００２６】また図３（ｂ）は、曲率半径の差（Ｒ１−
Ｒ２）を０．５ｍｍとするとともに、押込刃３の押込圧
力を０．６ＭＰａとし、また、カーカスコード径を１．
０ｍｍ、コード間隔を０．５３ｍｍ、ゴムコーティング
を施したカーカスプライ用素材５の厚みを２．３７ｍｍ
としたところにおいて、溝部拡開角度θと押込刃３の刃
先角度αとの差（θ−α）をパラメータとした場合の、
上述したと同様のくせ付け量を求めたものである。

【００２７】図３（ａ）によれば、曲率半径の差（Ｒ１
−Ｒ２）が小さくなるほどくせ付け量が増加することが
明らかであり、そして図３（ｂ）によれば、角度の差
（θ−α）が３０〜５０度の間でくせ付け量が最も多く
なることが解る。なお、ここにおけるくせ付け量のピー
ク値は、カーカスプライ用素材５の厚みが厚くなるほど
増加することが確認されている。

【００２８】以上のように構成したところにおいて、よ
り好ましくは、押込刃３の、刃縁から測って、刃高さＨ
の１／１０の位置での刃厚みＴを０．１ｍｍ以上とする
ことで、押込刃３の押込みに基づくくせ付け作用を確実
ならしめる。

【００２９】また好ましくは、溝部２の深さＤを０．１
ｍｍ以上とし、これによりくせ付け作用をより一層高め
る。ところで、この深さＤは、前記刃高さＨより浅くす
ることが、十分なくせ付けを行う上で好ましい。

【００３０】なお図１に示すところでは、押込刃３を回
転駆動手段に連結することとしているも、たとえば、図
示の支持台１をドラム状に構成して、上述したところに
代えて、もしくは加えてその支持台１を回転駆動するこ
ともできる。

【００３１】図４は、この発明の他の実施の形態を示す
部分断面図であり、これは、支持台１に、断面形状がほ
ぼＶ字状をなす三条の溝部１２ａ，１２ｂ，１２ｃを相
互に平行に直線状に形成するとともに、中心軸４に設け
た押込刃ブロックに、それぞれの溝部１２ａ，１２ｂ，
１２ｃと対応して位置するそれぞれの押込刃１３ａ，１
３ｂ，１３ｃを設けたものであり、各溝部および押込刃
を、前述した各条件を満足する形状、寸法等としたもの
である。これによれば、カーカスプライ用素材５の側部
部分に、その幅方向に所定の間隔をおいて位置する三個
所の折曲部を同時に形成することができる。

【００３２】図５（ａ）は、この発明に係る装置の他の
実施形態を示すものであり、これは、平坦な支持台１に
直線状に形成した一条以上の溝部２と対応させて配置し
た平板状の押込刃２３の先端部分を、その押込刃２３お
よび支持台１の少なくとも一方の往復運動に基づいて、
溝部２内へ進入させ、そしてそこから離隔させるもので
ある。

【００３３】この装置では、押込刃先端部分のこのよう
な作動毎に、カーカスプライ用素材５を間欠的に送り変
位させることで、それの長さ方向に連続する折曲部を形
成することができる。

【００３４】図５（ｂ），（ｃ）は、押込刃２３を往復
運動させることに代えて、その先端部分が溝部２内へ進
入する位置と、そこから十分に後退する位置との間で揺
動変位可能ならしめたものであり、図５（ｂ）に示すも
のは、押込刃２３の側面視でその先端縁を直線状に延在
させ、または、図５（ｃ）に示すものは、同様の先端縁
を曲線状に延在させたものである。

【００３５】押込刃２３のこのような作動は、図５
（ｂ）に示すところでは、その押込刃２３を、たとえ
ば、一の支点０の周りに揺動運動させることにより、そ
して、図５（ｃ）に示すところでは、押込刃２３と、た
とえば、相対的に昇降変位される二個の支点の周りで揺
動運動させることで実現することができる。

【００３６】これらの装置によってもまた、押込刃２３
の一回の作動毎にカーカスプライ用素材５を間欠的に送
り変位させることで、折曲部を連続的に形成することが
できる。

【００３７】なお、以上に述べたところでは、カーカス
コードを未加硫ゴムでコーティングすることでカーカス
プライ用素材を構成することとしているも、カーカスプ
ライ用素材は、このようなゴムコーティングを施すこと
なしに、カーカスコードの相互を連結帯をもって連結す
ることにより構成することもできる。また、溝部への押
込刃の押込みに当たって、その溝部の側部に位置するカ
ーカスプライ用素材が、はね上がるおそれがあるとき
は、それを拘束する押さえ手段を配設することが好まし
い。

【００３８】

【発明の効果】以上に述べたところから明らかなよう
に、この発明によれば、カーカスプライ用素材の側部部
分を、押込刃をもってＶ字状をなす溝部内へ押し込むこ
とで、所要の位置に所期した通りの折曲部を確実に形成
することができ、これにより、カーカスプライ用素材な
いしはカーカスプライの側部部分を、その折曲部を介し
てビードコアの周面に正確に沿わせて巻き付けるととも
に、その巻き付け姿勢を、カーカスコードの塑性変形下
で確実に維持することができるので、カーカスプライの
側部部分の、タイヤ半径方向外方への高い巻き上げを不
要としてなお、その側部部分をビードコアに確実に固定
することができ、従って、カーカスプライ巻き上げ端の
セパレーションはもちろん、カーカスコードの不測の引
き抜けを十分に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る装置の実施形態を示す要部断
面略線図である。

【図２】 押込刃と支持台との相対変位例を示す略線側
面図である。

【図３】 くせ付け量の変化を示すグラフである。

【図４】 他の実施形態を示す部分断面図である。

【図５】 更に他の実施形態を示す略線側面図である。

【図６】 従来のビード部構造およびビード部クラック
の発生態様を示す横断面図である。

【図７】 好適なビード部構造を示す横断面図である。

【符号の説明】

１ 支持台 ２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ 溝部 ３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，２３ 押込刃 ３ａ 先端部分 ４ 中心軸 ５ カーカスプライ用素材 ５ａ 折曲部 α 刃先角度 θ 拡開角度 Ｒ１，Ｒ２ 曲率半径 Ｈ 刃高さ Ｔ 刃厚み Ｄ 深さ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相互に整列させて配置されてほぼ平行に
   延びる複数本のカーカスコードよりなり、コード軸線と
   ほぼ直交する方向に延在するカーカスプライ用素材の、
   タイヤビード部に配設したビードコアの周りに巻き返さ
   れるそれぞれの側部部分で、コード軸線方向の少なくと
   も一個所に、カーカスプライ用素材を押込刃により、ほ
   ぼＶ字状をなす溝内へ押込むことによって、ビードコア
   に巻き付く向きに折れ曲がる折曲部を形成する、カーカ
   スプライ用素材への折曲部形成方法。
2. 【請求項２】 横断面形状がほぼＶ字状をなす溝部と、
   先端部が溝部へ入り込む押込刃と、この押込刃の、溝部
   への相対的な進入およびそこから後退をもたらす駆動手
   段とを具えてなるカーカスプライ用素材への折曲部形成
   装置。
3. 【請求項３】 溝部を、カーカスプライ用素材の支持台
   に設けてなる請求項２に記載のカーカスプライ用素材へ
   の折曲部形成装置。
4. 【請求項４】 押込刃の刃先角度αと、溝部の拡開角度
   θとを、 α≦θ としてなる請求項２もしくは３に記載のカーカスプライ
   用素材への折曲部形成装置。
5. 【請求項５】 刃先角度αおよび拡開角度θのそれぞれ
   をともに、０〜１６０度の範囲としてなる請求項２〜４
   のいずれかに記載のカーカスプライ用素材への折曲部形
   成装置。
6. 【請求項６】 押込刃の先端の曲率半径Ｒ１と、溝部底
   面の曲率半径Ｒ２とを、 Ｒ１≧Ｒ２ としてなる請求項２〜５のいずれかに記載のカーカスプ
   ライ用素材への折曲部形成装置。
7. 【請求項７】 曲率半径Ｒ１を、０．１〜１５ｍｍの範
   囲とし、曲率半径Ｒ２を０．１〜１０ｍｍの範囲として
   なる請求項２〜６のいずれかに記載のカーカスプライ用
   素材への折曲部形成装置。
8. 【請求項８】 押込刃の、刃縁から測って刃高さＨの１
   ／１０の位置での厚みＴを０．１ｍｍ以上としてなる請
   求項２〜７のいずれかに記載のカーカスプライ用素材へ
   の折曲部形成装置。
9. 【請求項９】 溝部の深さＤを０．１ｍｍ以上としてな
   る請求項２〜８のいずれかに記載のカーカスプライ用素
   材への折曲部形成装置。
10. 【請求項１０】 押込刃の刃高さＨを、溝部の深さＤ以
    上としてなる請求項２〜９のいずれかに記載のカーカス
    プライ用素材への折曲部形成装置。
11. 【請求項１１】 押込刃および支持台の少なくとも一方
    を回転駆動手段に連続してなる請求項３〜１０のいずれ
    かに記載のカーカスプライ用素材への折曲部形成装置。
12. 【請求項１２】 押込刃および支持台の少なくとも一方
    を、相互に接近および離反する方向へ往復運動もしくは
    揺動運動可能としてなる請求項３〜１０のいずれかに記
    載のカーカスプライ用素材への折曲部形成装置。