JP2009012326A - ビードフォーマ及びビードの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ビードのバラケを抑制する。
【解決手段】ビードの最内周のビードワイヤ２０を巻き回す際に、ビードワイヤ２０の位置がずれたとしても、ビードフォーマ１６の表面に形成された溝２８が、最内周のビードワイヤ２０を案内して等間隔に整列させる。これにより、最内周のビードワイヤ２０の外側に巻き回されたビードワイヤ２０に乱れにくく、ビードにバラケが抑制される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ビードフォーマ及びビードの製造方法に関する。

ビードを製造する製造装置としては、特許文献１に開示される製造装置が公知である。特許文献１の製造装置では、所定の形状に形成された環状の凹部に、ビードワイヤを複数列及び複数段に巻き回すことにより、ビードが形成される。

特開平１０−８６２４１号公報

しかしながら、特許文献１の製造装置では、環状の凹部の底面が、軸方向に沿った断面から見てフラットに形成されているため、ビードワイヤの巻き回し時における振動、ビードワイヤのくせやうねりなどにより、最内周のビードワイヤ間の間隔に変動が生じ、最内周のビードワイヤの外側に巻き回されたビードワイヤが乱れて、ビードにバラケが発生する。

本発明は、上記事実を考慮し、ビードのバラケを抑制できるビードフォーマ及びビードの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係るビードフォーマは、ゴムが被覆された１本のビードワイヤを複数列及び複数段に外周部に巻き回してビードを形成するビードフォーマであって、最内周の前記ビードワイヤが等間隔に巻き回されるための溝が前記外周部に形成されたことを特徴とする。

この構成によれば、ゴムが被覆された１本のビードワイヤを複数列及びに複数段に巻き回してビードが形成される。
ここで、請求項１の構成では、ビードフォーマの表面に形成された溝が、最内周のビードワイヤを案内して等間隔に整列させる。これにより、最内周のビードワイヤの外側に巻き回されたビードワイヤに乱れにくく、ビードにバラケが抑制される。

本発明の請求項２に係るビードフォーマは、請求項１の構成において、断面多角形のビードを形成するためのものであると共に、その断面多角形の中心より径方向内側の半分の断面形状をした環状の凹部を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、断面多角形の中心より径方向内側の半分の断面形状をした環状の凹部を備えているので、少なくとも、断面多角形の中心より内側の形状を凹部の外形に沿って整えることができる。

本発明の請求項３に係るビードフォーマは、求項２の構成において、断面六角形状のビードを形成するためのものであることを特徴とする。
この構成によれば、断面六角形状のビードを形成することができる。

本発明の請求項４に係るビードの製造方法は、ゴムが被覆された１本のビードワイヤを複数列及び複数段に巻き回してビードを形成するビードの製造方法であって、最内周の前記ビードワイヤが等間隔に巻き回されるための溝が前記外周部に形成されたビードフォーマ上に前記ビードワイヤを巻き回すことを特徴とする。

この構成によれば、ゴムが被覆された１本のビードワイヤを複数列及びに複数段に巻き回してビードが形成される。
ここで、請求項４の構成では、ビードフォーマの表面に形成された溝が、最内周のビードワイヤを案内して等間隔に整列させる。これにより、最内周のビードワイヤの外側に巻き回されたビードワイヤに乱れにくく、ビードにバラケが抑制される。

本発明の請求項５に係るビードの製造方法は、請求項４の構成において、断面六角形状のビードが形成されることを特徴とする。
この構成によれば、断面六角形状のビードを形成することができる。

本発明は、上記構成としたので、ビードのバラケを抑制できる。

以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
（本実施形態に係るビード製造装置の全体構成）
まず、本実施形態に係るビード製造装置の全体構成を説明する。図１には、本実施形態に係るビード製造装置の全体構成が概略図にて示されている。

本実施形態に係るビード製造装置１０は、ビードを製造するものであり、特に、建設車両用タイヤや産業車両用タイヤ等の重荷重用空気入りタイヤに用いられるリング状の六角ビードを製造することを目的とするものである。
本実施形態に係るビード製造装置１０は、ビードワイヤ巻出装置１２、ゴム被覆装置１４、ビードフォーマ１６、ピッチ送りローラ１８を備えている。

ビードワイヤ巻出装置１２には、ビードワイヤ２０が巻き付けられており、ビードワイヤ巻出装置１２が回転駆動することにより、ビードワイヤ巻出装置１２からビードワイヤ２０が巻き出される構成となっている。
ビードワイヤ２０は、単一の素線、又は複数の素線を捻り合わせたもので構成されている。

本実施形態では、ビードワイヤ巻出装置１２から巻き出されたビードワイヤ２０は、ゴム被覆装置１４を経由してビードフォーマ１６へ送られるようになっている。
ビードワイヤ２０の送り方向においてビードワイヤ巻出装置１２の下流側であってゴム被覆装置１４の上流側には、ビードワイヤ巻出装置１２から巻き出されたビードワイヤ２０をゴム被覆装置１４へ送る送りローラ２２が配置されている。

ゴム被覆装置１４は、送りローラ２２から送られたビードワイヤ２０にゴムを被覆するようになっている。
ビードワイヤ２０の送り方向においてゴム被覆装置１４の下流側であってビードフォーマ１６の上流側には、ゴム被覆装置１４でゴムが被覆されたビードワイヤ２０をビードフォーマ１６へ送る送りローラ２４が配置されている。

ビードフォーマ１６は、図示しない支持部に回転可能に支持されている。ビードフォーマ１６の回転軸には、駆動モータ等の駆動部２３が取り付けられており、ビードフォーマ１６は、駆動部２３から駆動力を付与されて回転駆動する構成となっている。
送りローラ２４から送られたビードワイヤ２０は、ビードフォーマ１６が回転駆動することにより、ビードフォーマ１６の外周面（表面）に巻き回されるようになっている。

一方、ピッチ送りローラ１８は、ピッチ送りローラ１８の軸方向一端側の設けられた支持部１９に回転可能に支持されている。支持部１９は、ビードワイヤ２０の送り方向と直交する方向（ビードフォーマ１６の軸方向）に沿って延設されたレール等のガイド部材２１に支持され、このガイド部材２１に沿って、ビードワイヤ２０の送り方向と直交する方向に移動可能とされている。

支持部１９には、アクチュエータ２５が設けられており、支持部１９はアクチュエータ２５から駆動力を付与されて、ピッチ送りローラ１８と支持部１９が、一体にガイド部材２１に沿って移動する構成となっている。
アクチュエータ２５及び駆動部２３には、制御部２７が接続されており、駆動部２３によってビードフォーマ１６が一回転する毎に、アクチュエータ２５によってピッチ送りローラ１８がビードワイヤ２０の送り方向と直交する方向に１ピッチ移動するように、アクチュエータ２５及び駆動部２３が制御される。なお、本実施形態では、１ピッチの長さは、ビードワイヤ２０の太さに等しい長さである。

また、ピッチ送りローラ１８には、ビードワイヤ２０を挟持するための断面Ｖ字状の溝１８Ａが形成されている。
これにより、ピッチ送りローラ１８は、ビードフォーマ１６の外周面に巻き回されるビードワイヤ２０を挟持し、ビードフォーマ１６が一回転する毎に、ビードワイヤ２０の送り方向と直交する方向に１ピッチずつずらすようになっている。
なお、ピッチ送りローラに形成された溝１８Ａの形状は、断面Ｖ字状に限られず、ビードワイヤ２０が挟持可能であれば、例えば、円形溝、角溝であってもよく、任意の形状とすることができる。

（本実施形態に係るビードフォーマ１６の構成）
次に、本実施形態に係るビードフォーマ１６の構成を説明する。
ビードフォーマ１６は、図１に示すように、リング状に形成されており、断面多角形のビードを形成するためのものであると共に、図２に示すように、その断面多角形の中心より径方向内側の半分の形状をした環状の凹部２６を有している。

具体的には、ビードフォーマ１６は、断面六角形状のビードを形成するためのものであり、断面六角形の中心より径方向内側の半分の断面形状をした環状の凹部２６を有している。凹部２６は、ビードフォーマ１６の外周部に断面台形状に形成されており、外周側を上底とし、内周側を下底とした場合に、下底が上底より短くされた台形状となっている。また、斜辺は、同じ長さとされている。

この凹部２６に、ゴムが被覆された１本のビードワイヤ２０を複数列及び複数段に巻き回し、ビードワイヤ２０を積み上げてビードを形成するようになっている。
凹部２６の底面には、図２及び図３に示すように、複数段に巻き回されるビードワイヤ２０のうち、最内周のビードワイヤ２０を案内して整列させる溝２８が形成されている。

溝２８は、図３に示すように、ビードフォーマ１６の軸方向一端部から開始して、ビードフォーマ１６の周方向（ビードワイヤ２０が巻き回される巻回し方向）に沿って１周形成され、それに続いて、ビードフォーマ１６の軸方向他端側へ斜めに１ピッチ分形成され、それに続いて、ビードフォーマ１６の周方向（ビードワイヤ２０が巻き回される巻回し方向）に沿って１周形成され、それに続いて、ビードフォーマ１６の軸方向他端側へ斜めに１ピッチ分形成される。
溝２８は、順次、ビードフォーマ１６の軸方向他端部まで、ビードフォーマ１６の周方向（ビードワイヤ２０が巻き回される巻回し方向）に沿って１周形成された後、それに続いて、ビードフォーマ１６の軸方向他端側へ斜めに１ピッチ分形成される。
すなわち、溝２８は、ビードフォーマ１６の周方向（ビードワイヤ２０が巻き回される巻回し方向）に沿ってビードフォーマ１６の外周部にビードワイヤ２０を１周巻き回すための周溝２８Ａと、その周溝２８Ａに連なって形成されビードワイヤ２０をピッチ送りするための斜め溝２８Ｂと、で構成されている。

各周溝２８Ａは、ビードフォーマ１６の周方向（ビードワイヤ２０が巻き回される巻回し方向と逆方向）に沿って平行に形成されている。
また、各斜め溝２８Ｂは、ビードフォーマ１６の周方向（ビードワイヤ２０が巻き回される巻回し方向と逆方向）に、分散して形成されている。すなわち、斜め溝２８Ｂは、ビードワイヤ２０の巻き回しが開始される巻き回し開始側Ｓから、ビードワイヤ２０の巻き回しが終了する巻き回し終了側Ｅにいくにつれて徐々に周方向（図３において下方）へずれている。

溝２８は、ビードワイヤ２０の外形に沿って、断面円弧状に形成されている。なお、溝２８の形状としては、三角状、四角形状等の角溝であっても良く、任意の形状とすることができる。
また、溝２８は、互いの間隔が等間隔に形成されており、溝２８に嵌まり込んだビードワイヤ２０が互いの隙間が隙間なく配列されるように、溝２８の形成位置が規定されている。なお、各ビードワイヤ２０の間に予め、同じ長さの隙間が形成されるように、溝２８の形成位置を規定する構成であってもよい。

（ビードの製造方法）
次に、ビードの製造方法について説明する。
本実施形態では、ビードワイヤ巻出装置１２からビードワイヤ２０が巻き出され、巻き出されたビードワイヤ２０は、ゴム被覆装置１４でゴムが被覆される。ゴムが被覆されたビードワイヤ２０は、ビードフォーマ１６に巻き回される。

本実施形態では、図４に示すように、形成されるビード３０の最内周の一列目（図４においてＳで示されたビードワイヤ２０）から開始し、一端から他端へ向けて巻き回して最終列に達して一段目が形成される。
このとき、ビードワイヤ２０がビードフォーマ１６の外周部に１周巻き回される毎に、ピッチ送りローラ１８で、ビードワイヤ２０をビードフォーマ１６の周方向に分散させながらビードフォーマ１６の軸方向に沿って１ピッチ送られて、ビード３０の各列が形成される。

さらに、一段目が形成された後に折り返して、最内周に位置する１段目の外側（図４における上側）に２段目が巻き回されて積み上げられる。このとき、２段目のビードワイヤ２０は、１段目の各ビードワイヤ２０の間に形成される溝２９に案内されて整列する。

続いて、２段目の外側（図４における上側）に、順次、折り返しながら、３段目以降の段が巻き回されて積み上げられ、ビードが形成される。凹部２６の上端に達するまでは、各段の列数が１つずつ増加し、ビードワイヤ２０が凹部２６の上端までビードワイヤ２０が収容されると、各段の列数が１つずつ減少して断面六角形状のビード３０が形成される。
このように、複数のビードワイヤ２０を並べることで構成される段を複数段積み上げることにより、ビード３０が形成される。

ここで、図５に示すように、凹部２６に溝２８が形成されていない比較例の構成、すなわち、凹部２６の底面がフラットに形成されている比較例の構成においては、ピッチ送りローラ１８の移動量（幅方向及び段方向）を一定に制御することで、１本のビードワイヤ２０を複数列及び複数段に巻き回しビードを製造することになる。

この構成では、ビードワイヤ２０の巻き回し時における振動、ビードワイヤ２０のくせやうねり、ピッチ送りローラ１８のガタ、送り側であるピッチ送りローラ１８と巻取り側であるビードフォーマ１６の制御による巻取り速度の変動、ピッチ送りローラ１８の制御装置の分解能などにより、ピッチ送りローラ１８のピッチ送り量に乱れが生じる。

これにより、図６（Ａ）に示すように、最内周のビードワイヤ２０間に隙間が生じ、最内周のビードワイヤ２０の外側に巻き回されたビードワイヤ２０が乱れて、ビードワイヤ２０が放射状にずれてしまう。

また、図６（Ｂ）に示すように、最内周の最終列のビードワイヤ２０が乗り上げて、ビードワイヤ２０が放射状にずれてしまう。このように、ビードワイヤ２０がずれてしまうと、結果的に、ビードにバラケが発生する。

これに対して、本実施形態では、図２に示すように、ビード３０の最内周のビードワイヤ２０を巻き回す際に、ビードワイヤ２０の位置がずれたとしても、ビードフォーマ１６の表面に形成された溝２８が、最内周のビードワイヤ２０を案内して、等間隔に隙間なく整列させる。これにより、最内周のビードワイヤ２０の外側に巻き回されたビードワイヤ２０に乱れにくく、ビード３０にバラケが抑制される。

次に、本実施形態と比較例の比較結果について説明する。
図７は、図８及び下記に示すタイヤにて、図５に示す比較例の構成により製造したビード（ビードコア）と本実施形態の構成により製造したビード（ビードコア）のバラケ率及び製品ビード寸度のばらつきを比較した表である。

図８に示すように、空気入りタイヤ５０は、１枚のカーカスプライ３２を１対のビード（ビードコア）３０間にトロイダル状に延在させると共に、各カーカスプライ３２側部部分をビード３０の周りに巻き返してなるカーカスのクラウン部の外側に１層以上ベルト層よりなるベルト３４を配置し、その外周側にトレッドゴム３６を配置してなるものであり、ビードとして、本実施形態の構成により製造したビードと比較例の構成により製造したビードを用いた。
なお、空気入りタイヤ５０のタイヤサイズ及びビードの構成は、図９の表に示すとおりである。図９の表のワイヤ径とは、ビードワイヤ２０単体の径であり、インシュ後径とは、ゴムを被覆したビードワイヤ２０の径である。

図７の表に示すように、比較例のビードフォーマを用いて形成したビードのバラケ率（不良率）を１００とした場合に、本実施形態に係るビードフォーマ１６を用いて形成したビードでは、１２となり、本実施形態によれば、バラケ率（不良率）を低減できることが確認された。また、本実施形態によれば、比較例よりも製品寸度のばらつきも低減できることが確認された。
なお、上記の実施形態では、溝２８は、周溝２８Ａと斜め溝２８Ｂで構成されていたが、図１０に示すように、溝２８を螺旋状に形成し、ビードワイヤ２０をビードフォーマ１６の外周部に螺旋状に巻き回す構成であってもよい。
なお、本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。

図１は、本発明の実施形態に係るビード製造装置の全体構成を示す概略図である。 図２は、本実施形態に係るビードフォーマの一部を示す断面図である。 図３は、本実施形態に係るビードフォーマの側面図である。 図４は、本実施形態に係るビードフォーマにより形成されるビードを示す断面図である。 図５は、比較例に係るビードフォーマの一部を示す断面図である。 図６は、比較例に係るビードフォーマで形成したビードにおいて段ずれが生じた様子を示す断面図である。 図７は、比較例の構成により製造したビードと本実施形態の構成により製造したビードのバラケ率及び製品ビード寸度のばらつきを比較した表である。 図８は、比較例の構成により製造したビードと本実施形態の構成により製造したビードを適用した空気入りタイヤの構成を示す図である。 図９は、空気入りタイヤ５０のタイヤサイズ及びビードの構成を示す表である。 図１０は、本実施形態に係るビードフォーマにおいて、溝を螺旋状に形成した変形例の側面図である。

符号の説明

１６ ビードフォーマ
２０ ビードワイヤ
２６ 凹部
２８ 溝

Claims (5)

1. ゴムが被覆された１本のビードワイヤを複数列及び複数段に外周部に巻き回してビードを形成するビードフォーマであって、
   最内周の前記ビードワイヤが等間隔に巻き回されるための溝が前記外周部に形成されたことを特徴とするビードフォーマ。
2. 断面多角形のビードを形成するためのものであると共に、その断面多角形の中心より径方向内側の半分の断面形状をした環状の凹部を備えたことを特徴とする請求項１に記載のビードフォーマ。
3. 断面六角形状のビードを形成するためのものであることを特徴とする請求項２に記載のビードフォーマ。
4. ゴムが被覆された１本のビードワイヤを複数列及び複数段に巻き回してビードを形成するビードの製造方法であって、
   最内周の前記ビードワイヤが等間隔に巻き回されるための溝が前記外周部に形成されたビードフォーマ上に前記ビードワイヤを巻き回すことを特徴とするビードの製造方法。
5. 断面六角形状のビードが形成されることを特徴とする請求項４に記載のビードの製造方法。

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