JP2006347375A - ビードコア、それの製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ビード素線の切断端への応力集中に起因するビードコアの破断強度の低下のおそれを取り除くとともに、ビード素線の切断端へのプライコードの擦れを有効に防止できるビードコアを提供する。
【解決手段】ビード素線１を円環形状に巻回成形してなり、タイヤのビード部に埋設配置されるビードコア３において、ビード素線１の一対の切断端２のそれぞれを、ビードコア３の外径を特定する巻回部分に位置させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、ビード素線を円環形状に巻回成形してなり、タイヤのビード部に埋設配置されて、カーカスプライの巻掛け固定に寄与するとともに、タイヤの、ホイールリムへの嵌め合わせ固定に寄与するビードコア、それの製造方法および製造装置に関するものである。

ビードコアの巻回成形構造に関する従来技術としては、たとえば特許文献１に記載されたものがある。
出願人の先願に係るこの従来技術は、タイヤの破壊圧（タイヤの安全率）の低下を招くことなく、余分なビードワイヤの使用を抑えてコストの低減および生産効率の向上を図ることを課題として、ゴムで被覆された円形断面ワイヤを螺旋状に旋回し束ねることによって形成されるモノストランドよりなるビードコアにおいて、ビードコアの最内周に位置するワイヤの巻始端と、ビードコアの最外端に位置するワイヤの巻終端との重なり長さＬ(mm)が次式、
Ｌ≧４．０×１０×πｒ²（ｆ／Ａ）
（式中、ｒはワイヤ断面の半径、ｆはワイヤの抗張力（kgf／mm²）およびＡは被覆ゴムからのワイヤの引き抜き力（kgf）を示す）で表わされる関係を満足することを特徴とするものである。
特開平７−１４９１１６号

しかるに、この従来技術にあっては、ワイヤの巻始端が、ビードコアへの拡径方向の力の作用に際して、円周方向の引張力を直接的に受ける最内周に存在することから、その巻始端に応力集中が生じ易く、この応力集中がビードコアそれ自体の破断強度の低下をもたらすという問題があった他、生タイヤの成型に当って、ビードコアの周りに側部部分を巻上げたカーカスプライのプライコードが、成型途中の生タイヤ半製品、生タイヤおよび製品タイヤへの内圧の充填等によってそれの引き抜け方向の力を受けた場合に、その引き抜けを拘束するべく機能するビードコアの、最内周に位置するワイヤの巻始端にプライコードが擦れて、そのプライコードを損傷、破断等させるおそれが高いという問題があった。

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、ビード素線の巻回始端等の切断端への応力集中に起因するビードコアの破断強度の低下のおそれを取り除くとともに、ビード素線の巻回始端等の切断端へのプライコードの擦れを有効に防止できるビードコア、それの製造方法および製造装置を提供するにある。

この発明に係るビードコアは、金属撚線、金属モノフィラメント等とすることができるビード素線を円環形状に巻回成形して構成してなり、タイヤのビード部に埋設配置されるものであって、ビード素線の一対の切断端のそれぞれを、ビードコアの内径を特定する最内周の巻回部分より半径方向外側に位置させたものである。

ここで好ましくは、ビード素線の一方の切断端を、ビードコアの横断面内の、半径方向および幅方向の中間部に位置させる。

また好ましくは、ビード素線の一対の切断端のそれぞれを、ビードコアの外径を特定する最外周の巻回部部分内に位置させる。
この場合、より好ましくは、ビード素線の一対の切断端のそれぞれを、ビードコアの横断面内の幅方向の中間部に位置させ、また好ましくは、それらの一対の切断端のそれぞれを、ビードコア内で隣接させて位置させる。

そして、この発明に係る、ビードコアの製造方法は、ビード素線を円環形状に巻回成形する、円筒状、中空截頭円錐状等とすることができる成形リングの円周上に、所定の長さを有する、ビード素線の中間部を位置させ、ビード素線の、その中間部の一方側の部分の全体を成形リングの円周上に、中間部から切断端に向けて巻付けることと、その中間部の他方側の部分の全体を、成形リングの円周上に、切断端に向けて巻付けることを、同時に、または、時間差をつけて所要の順序で行って、ビード素線の一対の切断端のそれぞれを、ビードコアの内径を特定する、ビード素線の最内周の巻回部部分より半径方向の外側に位置させるにある。

さらに、この発明に係るビードコアの製造装置は、一方向に回転駆動されて、ビード素線を、それの長さ方向の中間部から周面上に巻取る一の成形リングを設けるとともに、成形リングの停止下で、その成形リングの周面に沿って、成形リングの回転方向と同方向に移動されて、ビード素線を、それの中間部から成形リングの周面上に巻付ける一の衛星ローラを設けたものである。

また、他の製造装置は、ビード素線を周面に巻付けられる一の成形リングを設けるとともに、その成形リングの周面に沿って相互に逆方向に移動されて、ビード素線を成形リングの周面上に巻付ける一対の衛星ローラを設けたものである。

さらに他の製造装置は、正逆両方向に回転駆動されて、ビード素線を周面上に巻取る一の成形リングを設けるとともに、所定の長さのビード素線を、一方の切断端からそれの中間部まで予め巻取って保持して、成形リングが、それの一方向への回転によってビード素線の残部の巻取りを終了するまでの間、その成形リングの周りに、成形リングの、軸線周りの角速度と等しい角速度で変位し、そのビード素線の残部の巻取りを終えた成形リングの逆方向への回転に伴って、予め巻取り保持したビード素線を一定の位置で繰出す保管ロールを設けたものである。

この発明に係るビードコアでは、金属撚線、金属モノフィラメント等とすることができるビード素線の一対の切断端のそれぞれを、ビードコアの内径を特定する最内周の巻回部分より半径方向外側に位置させることによって、ビード素線の切断端の、ビードコアの最内周への露出を防止することにより、ビードコアに拡径方向の外力が作用して、ビード素線の最内周巻回部分に、ビードコアの円周方向の、大きな引張力が直接的に作用しても、その最内周巻回部分への応力集中のおそれを十分に取り除いて、ビードコアの破断強度の低下を有効に防止することができ、また、ビードコアの周りに巻上げたカーカスプライとビード素線切断端との接触、ひいては、プライコードの、ビード素線切断端に対する擦れを有利に防止することができる。

またこのビードコアにおいて、ビード素線の一方の切断端を、ビードコアの横断面内の、半径方向および幅方向の両方向の中間部に位置させた場合には、その切断端の、ビードコア表面への露出を防止して、ビード素線切断端への応力の集中をより有利に抑制し、また、その切断端の、カーカスプライへの接触のおそれを十分に取り除くことができる。

そしてこれらのことは、ビード素線の一対の切断端のそれぞれをともに、ビードコアの外径を特定する巻回部分内に位置させた場合により効果的であり、この場合にあって、一対の切断端のそれぞれを、ビードコアの横断面内の幅方向の中間部に位置させたときは、それらの切断端とカーカスプライとの接触のおそれをより効果的に取り除くことができる。

なおここで、ビード素線の一対の切断端のそれぞれを、ビードコアの外径を特定する巻回部分内に位置させることに加えて、それらの両者を、ビードコアの横断面内で幅方向に隣接させて位置させた場合には、
上述したところに加えて、一対の切断端のそれぞれに作用する引き抜け方向の力を、ビード素線の中間部の巻回部分の作用下で有効に緩和することができるとともに、それらのそれぞれの切断端の引き抜け方向への変位を、それら相互の摩擦力をもって互いに効果的に拘束することができる。

またこの発明に係る方法では、成形リングの周面上に、所定の長さを有するビード素線を、それの中間部位置から巻付け始めて、その中間部に対する一方側部分および他方側部分のそれぞれを、成形リング上に所要の順序で、ビード素線のそれぞれの切断端まで巻付けて、それらの切断端をともに、ビードコアの内径を特定するビード素線の最内周の巻回部分より半径方向の外側に位置させることで、先に述べたような、所要のビードコア構造を、簡易にかつ確実に構成することができる。

そして、この発明に係る製造装置において、一方向に回転駆動される一の成形リングと、この成形リングの停止下で、それの周面に沿って、成形リングの回転方向と周方向に移動される一の衛星ローラを設けたものによれば、はじめに、停止下の成形リングに対して衛星ローラを移動させて、ビード素線の中間部位置から、それの一方の切断端側部分の全体を、成形リングの周面上に複数段にわたって巻付け、次いで、ビード素線の残部を、成形リングそれ自体の回転運動によって、それの周面上にこれも複数段にわたって巻付けることにより、所期した通りのビードコア構造を、所要の精度で、簡易・迅速に実現することができる。

なおこれらのことは、一の成形リングに対し、その周面に沿って相互に逆方向に移動される一対の衛星ローラを配設してなる製造装置において、両衛星ローラを同時に、または所要の順序で作動させる場合にもまたほぼ同様であるが、この装置によれば、それぞれの衛星ローラを同時に作動させることで、所要のビードコアを一層能率的に巻回成形することができる。

ところで、正逆両方向に回転駆動されて、ビード素線を周面上に巻取る一の成形リングを設けるとともに、ビード素線をそれの中間部位置まで予め巻取って保持して、その成形
リングがビード素線の直接的な巻取りを終了するまでの間は、成形リングの軸線周りに、その成形リングと等しい角速度で変位する一方で、成形リングがその直接的な巻取りを終了した後の逆方向への回転に伴って、予め巻取り保持したビード素線を繰出す一の保管ロールを設けてなる、この発明に係る他の製造装置によれば、ビードコアの巻回成形のために、成形リングを正逆両方向に回転駆動することは必要になるも、成形リングの周面上へのビード素線の巻付けのために、それの周面に沿って、成形リングから独立して移動する衛星ローラが不要になるので、装置の構造を簡単なものとすることができる。

図１はこの発明に係るビードコアの巻回成形構造を例示するそれの横断面図であり、図中白抜きの円は、所定の長さを有するビード素線の切断端の配設位置を示す。

図１（ａ），（ｂ）に示すそれぞれの構造はいずれもビード素線１を、図示しない成形リングの周面上に、それの中間部位置から巻付けることによって、ビード素線１のそれぞれの切断端２を、全体として円環形状をなすビードコア３の内径Ｄ_０を特定する最内周の巻回部分より半径方向外側、より具体的には、ビードコア３の外径Ｄ_１を特定する巻回部分内に位置させたものであり、図１（ｂ）に示すものは、それらの両切断端２を、ビードコア３の横断面内の幅方向の中間部に、その幅方向への隣接姿勢で配置したものである。

これによれば、図に仮想線で例示するように、カーカスプライ４の側部部分４ａをビードコア３の周りに巻き上げたときの、そのカーカスプライ４と切断端２との接触を、図１（ａ）に示すように、一方の切断端２をビードコア３の側面に露出させた場合に比してより有効に防止することができ、カーカスプライ４を損傷等からより効果的に保護することができる。

ところで、このような構造を具えるビードコア３は、たとえば図２に略線正面図で示すような装置をもって製造することができる。
ここで図中１１は、円筒状、中空截頭円錐状等とすることができる成形リングを示し、ここではこの一の成形リング１１を、図示の姿勢の下で、軸線の周りで反時計回りに回転駆動するものとする。

またここでは、このような成形リング１１に対し、それの周面に沿って、成形リング１１の回転方向に移動されて、ビード素線１をそれの周面上に巻付ける一の衛星ローラ１２を、好ましくは中心軸線周りに回転自在に設ける。

このような装置を用いた、前述したようなビードコア３の製造に当っては、はじめに、図２（ａ）に示すように、所定長さのビード素線１の長さ方向の中間部を、成形リング１１と衛生ローラ１２との間に挟み込んだ姿勢として、その成形リング１１を停止状態に保持するとともに、そのビード素線１の、図では右端を固定したところにおいて、衛星ローラ１２を、図２（ｂ），（ｃ）に示すように、成形リング３の周面に沿って左回りに、多くは複数回転にわたって移動させ、これによって、ビード素線１の図の左側部分をそれの切断端２に到るまで、所要の形態で成形リング周面に巻付けて、たとえば図３に白抜き矢印で示すように成形し、その後は、衛星ローラ１２の移動を停止させるとともに、ビード素線１の右端の固定を解除して、成形リングそれ自体を図２（ｄ）に示すように、反時計回りに回転させて、ビード素線１の図の右側部分の全体を、成形リング３の周面上に巻取って、たとえば図３に黒矢印で示すように成形して、図１（ｂ）について前述したような所要のビードコア３を構成する。

なお、ビードコアの製造装置は、図４に示すように、一の成形リング２１と、この成形リング２１の周面に沿って相互に逆方向に移動する二個のそれぞれの衛星ローラ２２，２３とを具えるものとすることもでき、これによれば、それぞれの衛星ローラ２２，２３を、成形リング２１の固定下で、それの周面に沿って、所要のタイミングで、相互に逆方向へ移動させることにより、それらのローラ２２，２３と成形リング２１との間に挟み込んだビード素線１の、図では左右のそれぞれの側部部分を、ローラ２２，２３による拘束下で、成形リング１の周面に所要の形態で巻付けて成形することができ、ビード素線１のそれぞれの切断端２を、構成されるビードコア３の、所要のビード素線巻回部分に位置させることができる。

図５は、ビードコアの他の製造装置を、それの作用とともに示す略線正面図であり、これは正逆両方向に回転駆動される成形リング３１を設けるとともに、成形リング３１の一方向への回転に当っては、それと同方向へ、その成形リング３１の角速度と等しい角速度で変位する一方、成形リング３１の、それとは逆方向への回転に当ってはいずれの方向へも変位しない保管ロール３２を、その成形リング３１に近接させて設けたものである。

この装置によるビードコアの製造に当っては、はじめに、所定の長さのビード素線１を、図５（ａ）に示すように、保管ロール３２上にそれの中間部位置まで予め巻取ってそれに保持させた状態で、ビード素線１の残部を成形リング３１の周面上に巻取るべく、その成形リング３１を、図５（ｂ）に示すように、一方方向、図では反時計回りに回転駆動させ、これにより、保管ロール３２を、そこに巻取ったビード素線部分の巻きほぐれを拘束しつつ、いいかえれば、成形リング３１に対する相対姿勢を一定に維持しつつ、成形リング３１の軸線の周りに、それの角速度と等しい角速度で変位させながら、ビード素線１の残部を成形リング３１の周面上に、図５（ｃ）に示すように、それの切断端２に到るまで完全に巻取って、たとえば、ビード素線１を、成形リング３１の周面上で、図６（ａ）に横断図面で例示するような巻回成形形態とする。

その後は、保管ロール３２を、そこに巻回保持したビード素線部分の繰出し、いいかえれば、保管ロール３２上のビード素線１の巻きほぐしを許容する方向に回転自在とした状態で、成形リング３１を、図５（ｄ）に示すように時計回りに逆転駆動させて、保管ロール３２上のビード素線部分の全てを成形リング５１の周面上に図５（ｅ）に示すように巻取り成形することで、そのビード素線１を成形リング上で、たとえば図６（ｂ）に横断面図で示すような巻回形態を有するビードコア３とする。

ところで、以上に述べたような装置によって構成されるビードコア３は、ビード素線１の中間部位置からそれぞれの切断端２までの長さの選択および、ビード素線のそれぞれの側部部分の、成形リング周面上への巻回態様の選択等により、図６（ｂ）に示すように、ビード素線１の一対の切断端２のそれぞれが、ビードコア３の外径を特定する最外周の巻回部分内に相互に隣接して位置する構造を有するものとすることができるとともに、図１に関連して述べたような構造を有するものとすることもでき、また、図７（ａ）に横断面図で示すように、ビード素線１の最外周巻回部分内に、両切断端２を位置させる一方で、その最外周巻回部分から、切断端のないビード素線部分の連続巻回を省いた構造を有するものとすること、図７（ｂ）に示すように、一方の切断端２を、ビードコア横断面のほぼ中心に位置させるとともに、他方の切断端２を最外周巻回部分内に位置させた構造を有するものとすることができる他、対をなすそれぞれの切断端を、図示以外の所要の位置に配置した適宜の構造を有するものとすることもできる。

この発明に係るビードコアの巻回成形構造を例示する横断面図である。 この発明に係るビードコアの製造装置を、作用とともに示す略線正面図である。 ビード素線の巻回成形態様を例示するビードコア横断面図である。 ビードコアの他の製造装置を示す略線正面図である。 ビードコアのさらに他の製造装置を、作用とともに示す略線正面図である。 図５に示す装置によるビード素線の巻回成形形態を例示する横断面図である。 ビードコアの他の構造を示す横断面図である。

符号の説明

１ ビード素線
２ 切断端
３ ビードコア
１１，２１，３１ 成形リング
１２，２２，２３ 衛星ローラ
３２ 保管ロール
Ｄ_０ 内径
Ｄ_１ 外径

Claims (9)

1. ビード素線を円環形状に巻回成形してなり、タイヤのビード部に埋設配置されるビードコアにおいて、
   ビード素線の一対の切断端のそれぞれを、ビードコアの内径を特定する巻回部分より半径方向側に位置させてなるビードコア。
2. ビード素線の一方の切断端を、ビードコアの横断面内の、半径方向および幅方向の中間部に位置させてなる請求項１に記載のビードコア。
3. ビード素線の一対の切断端のそれぞれを、ビードコアの外径を特定する巻回部分内に位置させてなる請求項１に記載のビードコア。
4. ビード素線の一対の切断端のそれぞれを、ビードコアの横断面内の幅方向の中間部に位置させてなる請求項３に記載のビードコア。
5. ビード素線の一対の切断端のそれぞれを、ビードコア内で幅隣接させて位置させてなる請求項３もしくは４に記載のビードコア。
6. ビード素線を円環形状に巻回成形する成形リングの周面上に、所定の長さを有するビード素線の中間部を位置させ、ビード素線の、その中間部の一方側の部分の全体を成形リングの周面上に巻付けることと、その中間部の他方側の部分の全体を、成形リングの周面上に巻付けることとを、同時に、または所要の順序で行って、ビード素線の一対の切断端のそれぞれを、ビードコアの内径を特定する、ビード素線の最内周の巻回部分より半径方向の外側に位置させるビードコアの製造方法。
7. 一方向に回転駆動されて、ビード素線を周面上に巻取る一の成型リングを設けるとともに、成形リングの停止下で、その成形リングの周面に沿って、成型リングの回転方向と同方向に移動されて、ビード素線を成形リングの周面上に巻付ける一の衛星ローラを設けてなるビードコアの製造装置。
8. ビード素線を周面上に巻付けられる一の成形リングを設けるとともに、その成形リングの周面に沿って相互に逆方向に移動されて、ビード素線を成形リングの周面上に巻付ける一対の衛星ローラを設けてなるビードコアの製造装置。
9. 正逆両方向に回転駆動されて、ビード素線を周面上に巻取る一の成形リングを設けるとともに、所定長さのビード素線をそれの中間部まで予め巻取って保持して、成形リングが、それの一方向への回転によってビード素線の残部の巻取りを終了するまでの間、その成形リングの周りに、成形リングの、軸線周りの角速度と等しい角速度で変位し、そのビード素線の残部の巻取りを終えた成形リングの逆方向への回転に伴って、予め巻取り保持したビード素線を繰出す保管ロールを設けてなるビードコアの製造装置。

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