JP2008044354A - カーカス補強プライを張り付ける装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自立型タイヤと呼ばれているタイヤの製造方法を提供する。
【解決手段】型出し要素（Ｐ）が軸方向に互いに間隔を置いた状態で被着されている第１の張り付け面を備えた或る半径（Ｒ₁）の円形断面の全体として円筒形回転ドラム（Ｄ）にカーカス補強プライ（Ｃ）を巻き付けることにより張り付ける方法において、補強プライ（Ｃ）を実質的に第１の張り付け面の周方向速度に等しい線速度でドラムの第１の張り付け面に向かって送り出し、その間、変形可能なプロフィールの押さえローラ（１０）を用いて、補強プライが第１の張り付け面と接触状態に配置された箇所に実質的に一致した子午線（Ｍ）に沿って半径方向の圧力を補強プライ（Ｃ）に及ぼす。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車に取り付けられるようになったタイヤの製造分野に関し、特に、自動車が所与の距離にわたって減圧状態で走行できることができるようにする自立型タイヤ（self-supporting tire／自己支持タイヤ）と呼ばれているタイヤの製造に関する。

これらタイヤは、タイヤのサイドウォール内に設けられていて、タイヤの空気圧がほぼゼロになっても荷重を支持する補強スレッドを有することを特色としている。これらサイドウォール補強スレッドは、このゾーンのタイヤ内に配置された他の型出し要素と比較して厚さ寸法の大きなゴム型出し要素の形態をしており、これらゴム型出し要素の組成は、改変されていて、一般に、内部の内張りゴムとカーカス補強プライとの間に配置されている。

従来型製造手段での自立型タイヤのタイヤブランクの製造は、タイヤのブランクを構成する種々の型出し要素を全体として円筒形の形態をした回転ドラムに巻き付け、密封ゴムで始まって、次に、厚みのある型出しサイドウォール補強要素、カーカス補強プライ、底部ゾーン及びヒール補強リングのための型出しフィラー要素を連続して張り付けることにより張り合わせることから成り、コンポーネントの残りは、従来タイヤに用いられているコンポーネントとは異なっていない。

「ラジアルカーカス」タイヤと呼ばれているタイヤでは、カーカス補強プライは、織物製であるにせよ金属製であるにせよ、いずれにせよ、配合ゴムで覆われたコードで形成される。コードは、張り付け方向に垂直に軸方向に差し向けられる。配合ゴムは、２本のコード相互間の空間中にゴムブリッジを形成する。

カーカス補強プライ又は型出し要素は、一般に、成型ドラムと反対側に配置された適当なサーバにより供給される１本のストリップ又は１枚のプライの形態をしている。

成型プロセス全体にわたり、要素が互いにくっ付いていることを確かめ、要素の層相互間への空気の取り込みを阻止してタイヤの性能に悪影響を及ぼさないようにすることが重要である。

自立型タイヤと呼ばれているタイヤの成型と関連した特定の一問題は、型出しサイドウォール補強要素の大きな厚さ寸法により一般にラジアル（半径方向）あるカーカス補強プライの張り付けにある。結果として、型出しサイドウォール補強要素とカーカス補強プライと密封ゴムとの間に取り込まれた空気を排出することが困難である。さらに、張り付け周長のばらつきにより、カーカス補強プライのコードの半径方向の向きを制御するのが一段と困難になる。

当業者に知られているこの問題は、一般に、コンポーネント張りが行われる成型ドラムのプロフィールを改変することにより解決されている。カーカス補強プライを張り付けた時点ではドラムの子午線プロフィールが実質的に直線状であるようにするために型出しサイドウォール補強要素が張り付けられるゾーンに周方向溝が形成される。

このタイプの一解決策は、一例として、米国特許第５，５９１，２８８号明細書又は欧州特許第１，６２５，９３１号明細書に記載されている。

この種の解決策と関連した利点を立証する必要はないであろうが、これら周方向溝を有するドラムを用いるには、全体として円筒形の形をした従来型ドラムを大幅に改造し又は一例として米国特許第６，８６３，１０６号明細書又は米国特許第６，７６９，４６８号明細書に記載されているようにこの種のタイヤを製造する専用のタイヤを開発することが必要であるということが注目されるべきである。さらに、これら改造では、溝相互間の軸方向距離を成型されるべきタイヤのサイズの関数として変更することができるようにする手段が必要であり、それにより、この種のドラムのコストはそれに応じて増大する。

本発明の目的は、成型ドラムを改造する必要がなく、全てのタイプの製造を製造するのに必要な製造手段に適合させることができる自立型タイヤのカーカス補強プライの張り付けに関する問題に対する解決策を提案する。この場合、成型ドラムは、厚みのある型出し要素を張り付ける高さ位置に側方溝を備えておらず、その結果、ドラムの母線が実質的に直線状であって、実質的に円筒形の受け入れ面を構成するようドラムの回転軸線から同一の距離を置いて配置されるということになる。

この関係で解決されるべき問題は、カーカス補強プライを相当大きな半径方向ばらつきを備えた子午線プロフィール上に被着しなければならないということに関連している。これは、或る厚さの内部の内張りゴムの被着後、実質的に平らな半径がＲ₁の円形断面の第１の全体として円筒形張り付け面が得られるからである。この表面の周方向展開長さは、実質的に、２×π×Ｒ₁に等しい。

型出しサイドウォール補強要素は、この第１の張り付け面上に張り付けられると共に互いに軸方向に間隔を置いて位置する。これら型出し要素の厚さがｅであるとすれば、型出し要素の背面は、半径Ｒ₂のところに配置され、Ｒ₂＝Ｒ₁＋ｅである。型出し要素の背面上への周方向展開長さは、実質的に２×π×Ｒ₂に等しく、この展開長さは、第１の張り付け面の高さ位置で測定された展開長さよりも実質的に大きい。サイドウォール補強スレッドは、比Ｒ₂／Ｒ₁＞１．０５であるとき、大きな厚さ寸法を有していると考えられる。

この場合、子午線は、上反りプロフィールを描くようになっており、ドラムの回転軸線からの上反りプロフィールの距離が、Ｒ₁以上、Ｒ₂以下であり、Ｒ₂が、Ｒ₁＋ｅの合計であり、Ｒ₂／Ｒ₁が、１．０５以上である。

補強プライが第１の張り付け面及び型出しサイドウォール補強要素により形成されたプロフィール上にいったん張り付けられると、互いに且つ軸方向に平行なままであるので、ゴムブリッジを引き伸ばすことによりゴムブリッジの弾性を調節して半径Ｒ₂のところに位置する型出し要素のクラウンと半径Ｒ₁のところに位置する中央部分との間の半径の差と関連した展開長さのばらつきを補償することが望ましい。

米国特許第５，５９１，２８８号明細書 欧州特許第１，６２５，９３１号明細書 米国特許第６，８６３，１０６号明細書 米国特許第６，７６９，４６８号明細書

本発明のカーカス補強プライの巻回による張り付け方法は、補強プライＣを実質的に第１の張り付け面の周方向速度に等しい線速度でドラムの第１の張り付け面に向かって送り出し、その間、変形可能なプロフィールの押さえローラを用いて、補強プライが第１の張り付け面と接触状態に配置された箇所に実質的に一致した子午線に沿って半径方向の圧力を補強プライＣに及ぼすことを特徴とする。

押さえローラの作用効果は、カーカス補強プライを特に型出し要素の背面に積層し（張り合わせ）、これら型出しサイドウォール補強要素と同一高さ位置に位置するゴムブリッジが伸長状態になって型出しサイドウォール補強要素の背面の張り付け周囲部にぴったりと嵌着して補強コードが軸方向に整列すると共にこれと平行なままであるようにすることにある。

この積層（張り合わせ）効果を得るために、以下の説明で分かるように、押さえローラにより及ぼされる圧力を調節し、必要ならば、押さえローラの上流側に積層ローラを配置して型出しサイドウォール補強要素の厚さｅが非常に大きくなった場合に、所望の作用効果を増すようにすることが重要である。

この方法を実施するために用いられる手段は、タイヤ業界で広く用いられている公知の手段である。本発明の方法の目的は、従来型成型ドラムの改造を不要にすることができるこれら手段相互間の新規な協調形態を提案することにある。

以下の説明は、図１及び図２に基づいており、これら図は、本発明の好ましい実施形態を示している。

図１では、円筒形の形をしていて、軸線ＸＸ′の円形断面の成型ドラムＤが示されている。このドラムには、内部密封ゴムＧ及び厚さｅの型出し要素Ｐが被着されている。第１の張り付け面は、半径Ｒ₁を備えている。

図２は、互いに軸方向に間隔を置いて張り付けられた２つの型出しサイドウォール補強要素Ｐを示している。型出し要素の背面は、軸線ＸＸ′から半径Ｒ₂を置いたところに位置している。

以下の説明は、密封ゴム、２つの型出しサイドウォール補強要素、及びカーカス補強プライで形成された単一構造体から成るタイヤの成型に基づいている。

言うまでもないこととして、本発明の方法は、複数枚のカーカス補強プライ及び複数個の型出しサイドウォール補強要素を有する構造体に均等に当てはまる。というのは、１枚又は複数枚のカーカス補強プライの張り付けプロフィールは、張り付け半径について大幅なばらつきを示すからである。

図１では、カーカス補強プライＣは、前縁部Ｃ_AV及び後縁部Ｃ_ARを有する１枚のプライの形態で示されている。プライの前縁部Ｃ_AVをドラムに張り付け、後縁部Ｃ_ARをベルト式フィーダ６０の形態で示されたプライサーバに嵌める。

図２は、カーカス補強プライＣが張り付けられ、ボールドの点線で表された張り付け面の子午線Ｍの上反りプロフィールを示している。注目されるように、型出し要素の背面は、ドラムの回転軸線ＸＸ′から半径Ｒ₂を置いたところに配置され、追加の型出し要素は張り付けられていない中央部分は、半径Ｒ₁のところに位置したままである。比Ｒ₂Ｒ／₁は、１．０５よりも大きい。実際には、この比は、１．１５を超えない。

種々の矢印は、補強プライを張り付け方向に持って来たときに補強プライを張り付ける部材の運動方向を示している。長手方向を考慮すると、補強プライは、上流側から下流側への張り付け方向に差し向けられる。

フレーム７０が、マルチディスク形の押さえ又はアプリケータローラ１０を支持しており、この押さえローラは、押さえピストン−シリンダユニット１１によって半径方向に変形可能である。ローラ１０の押さえ箇所は、補強プライＣと半径Ｒ₁の第１の表面の接触箇所に実質的に一致している。押さえローラ１０は、必要に応じて張り付け面に接触するために昇降運動を行うよう構成されている。押さえローラ１０の幅は、図２に示すようにプライＣの幅に実質的に一致している。

この方法の実施の一例に表された変形可能な押さえローラは、互いに対して並置されると共に互いに対して半径方向に動くことができる１組のディスクで形成されたマルチディスク形の一般的に用いられているローラである。空気圧システムが、ディスクの各々を半径方向に移動させ、ついには、ディスクが張り付けプロフィールに接触するようにする。

全くの均等例として、フォーム押さえローラを用いることが可能であり、その弾性も又、張り付けプロフィールの形態にぴったりと適合するのに適している。この種のローラは、型出し要素Ｐの厚さが比較的小さい場合に特に適している。

サーバのベルト式フィーダ６０は、プライＣを貯蔵手段（図示せず）からドラム上に送り出す。同期化ホイール３０により、ベルト式フィーダ６０の線速度を測定することができる。この同期化ホイールに代えて、有利には、ベルト６０とプライＣとの間の滑りを無くすようローラを用いることができる。

このように、ドラムの回転速度が一定であり、第１の表面の半径Ｒ₁が既知の場合、ベルト式フィーダ６０の速度を調節してこのベルトの線速度が半径Ｒ₁の第１の表面の周速度に等しいようにすることが可能である。

切断ツール５０が、補強プライＣを切断するよう同期化ホイール３０の下流側に配置されている。その目的は、第１の表面の展開長さに一致していて、実質的に２×π×Ｒ₁に等しい所望長さの１枚のプライを得ることにある。

本発明の範囲から逸脱しないで、或る特定の形態では、ベルト式フィーダ６０を第１の張り付け面上への補強プライの押さえ具合を促進するよう第１の張り付け面の周速度よりもほんの少し低い速度に設定することにより非常に僅かな張り付け張力を及ぼすことも可能である。この作用効果は、ベルト式フィーダ６０の線速度を減少させることにより、一般に、第１の張り付け面の周速度よりも２％だけ低くすることにより得ることができる。

ローラ１０の押さえ箇所は、プライＣの平面と第１の表面の合致箇所の高さ位置に配置される。事実、ローラをこれら接触箇所の下流側に配置すると、積層効果が減少することが観察される。

押さえローラ１０は、補強プライＣに半径方向の圧力を及ぼす。押さえ圧力は、上述した積層現象を生じさせるほど十分高くなければならないが、型出し要素Ｐを変形させてはならない。この押さえ圧力は、張り付けられるべき要素の厚さに従って０．１ＭＰａから０．５ＭＰａまで様々であって良い。通常、サイズが１６インチ（４０．６４ｃｍ）であり、押さえローラの直径が１００ｍｍの場合、厚さが１２ｍｍの型出し要素Ｐについて０．３ＭＰａの圧力が加えられる。

それにもかかわらず、型出し要素Ｐの厚さｅを大きくすれば、ローラ１０を用いて高い押さえ圧力を及ぼす必要度が一層強くなることは注目されよう。

この問題を解決するため、積層又は張り合わせローラ２０を押さえローラの上流側に配置することが提案され、これ又本発明の範囲に含まれる。積層ローラ２０は、ピストン−シリンダユニット２１によってフレーム７０で支持されている。これら積層ローラ２０は、図２に示すように型出し要素Ｐの背面と同一高さ位置でプライに圧力を及ぼす。上述したのと同じ理由で、ローラは、補強プライが型出し要素Ｐの背面と接触状態に配置される箇所と実質的に一致した子午線上に長手方向に配置される。

押さえ圧力は、１ＭＰａから１０ＭＰａまで様々であって良い。好ましくは、補強プライと同一高さ位置にある積層ローラにより及ぼされる圧力は、２ＭＰａから６ＭＰａまで様々である。

プライＣ_ARの後縁部の張り付けも又、上述の後縁部がベルト式フィード７０を離れる際にベルト式フィーダとドラムとの間の隙間が空いたままであり、これにより、上述の箇所の各々のところでプライの線速度を制御し、その結果、プライのコードを互いに且つ軸方向に平行なままに保つということが不可能であるという点で問題を生じさせる場合がある。

この目的のため、長手方向に動き、プライＰの後縁部Ｃ_ARをプライの幅全体にわたって把持することができる手段を備えたトランスポータ手段４０を配置することが提案される。これら手段は、補強コードの性状に応じて、１組の吸引カップ４１により形成され、又は変形例として、軸方向に平行な又は変形例として長手方向に垂直な線をなして配列された磁石により形成されるのが良い。

カーカス補強プライの張り付けは、トランスポータ手段の把持手段を用いてカーカス補強プライＣの後縁部Ｃ_ARを把持することにより終了し、トランスポータ手段の線速度は、これが第１の周囲部で測定された周速度に実質的に等しくなるように調節される。プライの後縁部Ｃ_ARは、プライが型出し要素Ｐの背面と接触状態に配置される箇所に実質的に一致した子午線の高さ位置でドラムＤに張り付けられる。張り付けは、プライの後縁部Ｃ_AR及び前縁部Ｃ_AVを押さえローラ１０の下に通してこれら２つのプライ縁部の突き合わせ接合が行われるようにすることによって終了する。

張り付け面にできるだけ近いところに後縁部を張り付ける速度を制御することにより、プライ中に収納されている補強コードの良好な半径方向の向きを維持することが可能であること及び後縁部Ｃ_ARと前縁部Ｃ_AVの突き合わせ接合を、このゾーンに課される製造許容誤差に一致して重ね合わされるコードの数を制御することにより行うことができるということが考えられる。

トランスポータ手段４０は又、張り付け作業を開始させたりプライ前縁部Ｃ_AVがベルト式フィーダ６０の端部と張り付け面との間の空間を横切ったりするようにするために使用できる。次に、プライの前縁部Ｃ_AVを、実質的に押さえローラ１０の接触ゾーンの高さ位置で張り付け面に直接張り付ける。この手段により、プライの前縁部Ｃ_AVの補強コードが完全に軸方向に整列するようにすることが可能である。プライの前縁部を張り付け面上にいったん張り付けると、トランスポータ手段を上流側に戻し、押さえローラ１０を張り付け面上に下降させる。

最も良くプライの前縁部及び後縁部（Ｃ_AV，Ｃ_AR）の半径方向の向きを保つためには、中央に位置したプライのその部分の張り付け、次に、両方の端部のところで軸方向に配置されたプライのその部分の張り付けを連続して行うことにより満足のいく結果が得られた。この結果は、把持手段４１を所望の順序で解除することにより容易に得ることができる。

この操作方法は又、厚さのある２つの型出し要素Ｐ相互間の空気の良好な排出を可能にするという利点を有する。

本願において開示した本発明の好ましい実施形態は、トランスポータ手段４０を有する。しかしながら、プライ縁部（Ｃ_AV，Ｃ_AR）の自由経路を減少させることができる任意の手段を用いて同様な機能を実行することが可能である。この結果は、例えば、ベルト式フィーダ６０の下流側端部を成型ドラムの張り付け面にできるだけ近接して配置することによって得ることができる。このように、前縁部及び後縁部は、押さえ箇所にできるだけ近接したところでベルトフィーダを離れる。

この構成によれば、この場合、切断手段５０は、同期化ホイール３０の上流側に配置される。

張り付け手段を問題なく、タイヤ業界で知られている方法に従って自動化手段によって制御できる。

本発明の方法を実施するための張り付け装置の軸方向Ｂ−Ｂにおける略図である。 この同じ装置の長手方向Ａ−Ａにおける略図である。

符号の説明

１０ 押さえローラ
１１ ピストン−シリンダユニット
２０ 積層ローラ
６０ ベルトフィーダ
７０ フレーム
Ｃ カーカス補強プライ
Ｄ 成型ドラム
Ｐ 型出し要素

Claims (11)

1. カーカス補強プライ（Ｃ）を第１の張り付け面を備えた所定の半径（Ｒ₁）の円形断面のほぼ円筒形の回転ドラム（Ｄ）に巻き付けることにより張り付ける方法であって、前記ドラムの母線が、実質的に直線状であり、或る厚さｅの型出し要素（Ｐ）が、軸方向に互いに間隔を置いた状態で前記張り付け面に被着され、子午線（Ｍ）が、上反りプロフィールを描くようになっており、回転軸線からの前記上反りプロフィールの距離が、Ｒ₁以上、Ｒ₂以下であり、Ｒ₂が、Ｒ₁＋ｅの合計であり、Ｒ₂／Ｒ₁が、１．０５以上である、張り付け方法において、前記補強プライ（Ｃ）を実質的に前記第１の張り付け面の周方向速度に等しい線速度で前記ドラムの前記第１の張り付け面に向かって送り出し、その間、変形可能なプロフィールの押さえローラ（１０）を用いて、前記補強プライが前記第１の張り付け面と接触状態に配置された箇所に実質的に一致した子午線（Ｍ）に沿って半径方向の圧力を前記補強プライ（Ｃ）に及ぼす、張り付け方法。
2. 前記押さえローラ（１０）は、前記カーカス補強プライ（Ｃ）の幅に実質的に一致した前記軸方向の幅を有する、請求項１記載の張り付け方法。
3. 前記押さえローラは、マルチディスクローラ（１０）型のものである、請求項１又は２記載の張り付け方法。
4. 前記押さえローラは、フォームローラ型のものである、請求項１又は２記載の張り付け方法。
5. 前記押さえローラ（１０）により前記補強プライ（Ｃ）に及ぼされる前記圧力は、０．１ＭＰａ〜０．５ＭＰａである、請求項１〜４の内いずれか一に記載の張り付け方法。
6. 前記型出し要素（Ｐ）と軸方向同一高さ位置に配置されると共に前記補強プライが前記型出し要素（Ｐ）の背面と接触状態に配置された箇所に実質的に一致した子午線の高さ位置で前記押さえローラ（１０）の上流側に配置されている積層ローラ（２０）を用いて、半径方向圧力も又、前記補強プライ（Ｃ）に及ぼす、請求項１〜５のうちいずれか一に記載の張り付け方法。
7. 前記積層ローラ（２０）の幅は、前記型出し要素（Ｐ）のクラウンの幅に実質的に等しい、請求項６記載の張り付け方法。
8. 前記積層ローラ（２０）の押さえ圧力は、１ＭＰａ〜１０ＭＰａである、請求項６又は７記載の張り付け方法。
9. 前記積層ローラ（２０）の押さえ圧力は、２ＭＰａ〜６ＭＰａである、請求項６又は７記載の張り付け方法。
10. 前記カーカス補強プライの張り付けの開始のため、
    −前記カーカス補強プライのコードを前記軸方向に平行に維持することができるトランスポータ手段（４０）によって前記カーカス補強プライ（Ｃ）の前縁部（Ｃ_AV））を把持し、
    −前記補強プライの前記前縁部を前記押さえローラ（１０）と前記第１の張り付け面の接触ゾーンに実質的に一致した子午線の高さ位置で前記ドラム（Ｄ）上に配置し、
    −次に、前記トランスポータ手段をいったん取り外すと、前記押さえローラ（１０）を前記第１の張り付け面の上に下降させる、請求項１〜９のうちいずれか一に記載の張り付け方法。
11. 前記カーカス補強プライの前記張り付けを終了させるため、
    −カーカス補強コードを前記軸方向に平行に維持することができ、線速度が第１の周囲で測定した周速度に実質的に等しいトランスポータ手段によって前記カーカス補強プライ（Ｃ）の後縁部（Ｃ_AR）を把持し、
    −前記補強プライの前記後縁部（Ｃ_AR）を前記補強プライが前記型出し要素（Ｐ）の背面と接触状態に配置された箇所に実質的に一致した前記子午線の高さ位置で前記ドラム（Ｄ）上に配置され、
    −前記補強プライの前記後縁部（Ｃ_AR）及び前記前縁部（Ｃ_AV）を前記押さえローラ（１０）の下に通してこれら２つの前記補強プライ縁部の突き合わせ接合を行う、請求項１〜９のうちいずれか一に記載の張り付け方法。

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