JP2010173131A - ビードコア成形装置及びビードコア成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】特に断面円形形状以外のビード素線を用いてビードコアを成形する場合に好適に利用でき、ビード素線の巻き乱れ等の問題を解決し得る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。
【解決手段】このビードコア成形装置Ｆは、半径方向に移動可能で外周にビードコア成形用の周方向溝３３が形成された複数の弧状セグメント３１を周方向に並べて配置することで構成した回転自在のフォーマ３０と、弧状セグメントに配置された保持具４０と、を備え、保持具４０は、フォーマ３０に供給された複数本のビード素線Ｗが、周方向溝３３内でフォーマ３０の回転軸線方向Ｘに並列に配列された状態にて、これらのビード素線Ｗの各巻き始め端部を該フォーマ３０に対して保持するものである。
【選択図】図３

Description

この発明は、特に円形以外の断面形状を有するビード素線を用いてビードコアを成形するのに好適に用いることのできる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変形（回転変形）が大きかった。かかるビードコアの変形は、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２００７−１０１６２３号
及び特願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の断面形状を隣接するビード素線同士が引っ掛かるように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、ビードコアの回転変形の大幅な抑制に成功した。

ところで、従来の、断面円形形状のビード素線を使用したビードコアは、特許文献２に記載されているような外周面に凹溝を有する巻き付けフォーマを用い、この凹溝に連続した１本のビード素線を螺旋状に巻き重ねることにより製作するのが通常であった。

特開平８−１７５１２６号公報 特開平６−２８６０２２号公報

しかしながら、図１に示すようなビード素線Ｗを用いてビードコアＢを成形するにあたって、断面円形形状のビード素線の場合と同様に１本のビード素線を螺旋状に巻き重ねて製作した場合、巻き付け時に隣接するビード素線同士で引っ掛かりが生じ、隣り合うビード素線が上下に部分的に重なるなどビード素線の巻き乱れの問題が生じるおそれがあった。

それゆえこの発明は、特に断面円形形状以外のビード素線、さらに言えば隣り合うビード素線間にて引っ掛かり合う断面形状を有するビード素線を用いる場合に好適に利用でき、前記問題点を解決し得る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目的とするものである。

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、ビード素線を巻き重ねてビードコアを成形するビードコア成形装置において、半径方向に移動可能で外周にビードコア成形用の周方向溝が形成された複数の弧状セグメントを周方向に並べて配置することで構成した回転自在のフォーマと、前記弧状セグメント又は隣接する前記弧状セグメント間に配置された保持手段と、を備え、前記保持手段は、前記フォーマに供給された複数本のビード素線が、前記周方向溝内でフォーマの回転軸線方向に並列に配列された状態にて、これらのビード素線の各巻き始め端部を該フォーマに対して保持することを特徴とするものである。

かかるビードコア成形装置にあっては、巻き始め時には、ビードコア成形用の周方向溝に複数本のビード素線を、周方向溝内でフォーマの回転軸線方向に並列に配列し、保持手段により、これら複数本のビード素線の各巻き始め端部をフォーマに対して保持する。そしてこの状態で、フォーマを回転軸線周りに回転させると所定巻数のビードコアが成形される。一方、巻き終わり後に保持手段による巻き始め端部の保持を解除することで、成形後のビードコアをフォーマから取り外すことができる。

従って、この発明のビードコア成形装置によれば、複数本のビード素線をフォーマの回転軸線方向に並列に配列した状態にてビード素線を巻き重ねることができるので、従来、特異な断面形状を有するビード素線の巻き付け時に発生していた隣り合うビード素線間における引っ掛かりを防止することができ、巻き乱れのない精度の高いビードコアを形成することができる。また、保持手段が、ビード素線をフォーマに巻き取るときに生じるビード素線を引張る力に対抗して、ビード素線の巻き始め端部を保持することで、ビードコア成形時におけるビード素線の引抜けを防止することができ、製造不良を防止することができる。

なお、この発明のビードコア成形装置にあっては、保持手段は、フォーマに供給された複数本のビード素線の巻き始め端部を、周方向溝の溝底面に対して半径方向内方位置にて狭持可能な対をなす第１のクランプ部材及び第２のクランプ部材を有することが好ましい。

また、この発明のビードコア成形装置にあっては、第１のクランプ部材は、半径方向内側の面が第２のクランプ部材との協働の下、ビード素線を狭持するクランプ面を構成し、半径方向外側の面が周方向溝の溝底面の一部を構成するものであって、該第１のクランプ部材は、弧状セグメントに対して半径方向位置が固定されていることが好ましい。

さらに、この発明のビードコア成形装置にあっては、第１のクランプ部材及び第２のクランプ部材のうち少なくとも一方に、巻き始め端部を周方向溝の溝底面に対して半径方向内方位置に導くガイド部を設けることが好ましい。

しかも、この発明のビードコア成形装置にあっては、第１のクランプ部材の、ビード素線を狭持するクランプ面と、第２のクランプ部材の、ビード素線を狭持するクランプ面とに防滑面をそれぞれ形成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の成形方法は、半径方向に移動可能で外周にビードコア成形用の周方向溝が形成された複数の弧状セグメントを周方向に並べて配置することで構成した回転自在のフォーマに、ビード素線を巻回してビードコアを成形するビードコア成形方法において、前記フォーマに供給された複数本のビード素線を、前記周方向溝内にフォーマの回転軸線方向に並列に配列する工程と、前記周方向溝内に配列された複数本のビード素線の各巻き始め端部を該フォーマに対して保持させる工程と、を含むことを特徴とするものである。

この発明によれば、断面円形形状以外のビード素線に好適に利用でき、ビード素線の巻き乱れの問題が生じることのない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。

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のタイヤ幅方向に沿った断面図である。 この発明に従う実施形態のビードコア成形装置を図３のＡ−Ａ線に沿って示した概略断面図であり、上半分はフォーマが成形位置を占める状態を示し、下半分はフォーマが取外し位置を占める状態を示したものである。 図２のＩ矢視での要部の図であり、上半分はフォーマが成形位置を占める状態を示し、下半分はフォーマが取外し位置を占める状態を示したものである。 図２の周方向溝の拡大断面図である。 図３の保持具を、その側版の一部を切り欠いて示した図である。 図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図３のＩＩ矢視での要部の図である。 この発明の従う他の保持具をその側板の一部を切り欠いて示した図である。

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。ここで図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のタイヤ幅方向に沿った断面図である。図２は、この発明に従う実施形態のビードコア成形装置を図３のＡ−Ａ線に沿って示した概略断面図であり、上半分はフォーマが成形位置を占める状態を示し、下半分はフォーマが取外し位置を占める状態を示したものであり、図３は、図２のＩ矢視での要部の図であり、上半分はフォーマが成形位置を占める状態を示し、下半分はフォーマが取外し位置を占める状態を示したものである。
また、図４は、図２の周方向溝の拡大断面図である。図５は、図３の保持具を、その側版の一部を切り欠いて示した図であり、図６は、図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図７は、図３のＩＩ矢視での要部の図である。

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１対のビード部１と、路面に接触するトレッド部と、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１対のサイドウォール部と、トロイド状のカーカス３とを備える。ここで、ビードコアＢ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、この実施形態では長方形であるが、平行四辺形や四角形以外の多角形であっても良い。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傾斜している。

以下、ビードコアＢの成形装置Ｆについて説明する。
図２、３に示すように、ビード素線供給装置（図示省略）から供給された複数本のビード素線Ｗが並列に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、モータ１０により駆動回転される回転軸１１と、回転軸１１と一体に回転する支持ディスク１２と、支持ディスク１２に支持されて拡径及び縮径変形なフォーマ３０と、フォーマ３０を拡径及び縮径変形させるアクチュエータ２０とを備える。フォーマ３０は、回転軸１１の周方向に分割された所定数の、この実施形態では１２つの弧状セグメント３１から構成される。

支持ディスク１２には径方向に延びる１２つのガイドレール対１３が、回転軸１１の周方向に等間隔に配置される１２つの弧状セグメント３１に対応して、周方向に等間隔に設けられる。各弧状セグメント３１は、該弧状セグメント３１に設けられて各ガイドレール１３ａに摺動可能に嵌合して案内される被案内部３２を介して、支持ディスク１２に対して径方向に移動可能に支持される。

油圧式のアクチュエータ２０は、回転軸１１の外周に軸線方向に移動可能に支持されるシリンダ２１と、シリンダ２１内に嵌合して配置されて回転軸１１に一体に固定された円環状のピストン２２と、シリンダ２１と各弧状セグメント３１とを連結するリンク２３とを備える。回転軸１１に対して液密に摺動可能なシリンダ２１内には、シリンダ２１が摺接するピストン２２により仕切られた１対の油圧室２４、２５が形成される。円環状の各油圧室２４、２５には、油圧制御弁を介して高油圧源及び低油圧源に連通する油路２６、２７を通じて作動油が給排される。

前記油圧制御弁により、油路２６を介して油圧室２４が高油圧源に連通する一方で油圧室２５が油路２７を介して低油圧源に連通すると、シリンダ２１が回転軸１１の周面上を移動し、各弧状セグメント３１が同期して径方向外方に移動する。そしてシリンダ２１がストッパ２８に当接して停止したとき、各弧状セグメント３１の径方向外方への移動は終了し、フォーマ３０は拡径位置である成形位置（図２の上半分参照）を占めて、所定径のリムＲに対応する径のビードコアＢの成形が開始される。また、前記油圧制御弁により、油圧室２４が低油圧源に連通する一方で油圧室２５が高油圧源に連通すると、シリンダ２１が回転軸１１の周面上を反対方向に移動し、各弧状セグメント３１が同期して径方向内方に移動する。そして、シリンダ２１がストッパ２９に当接して停止したとき、各弧状セグメント３１の径方向内方への移動が終了し、フォーマ３０は縮径位置である取外し位置（図２の下半分参照）を占めて、成形後のビードコアＢをフォーマ３０から取り外すことができる。

図４に示すように、各弧状セグメント３１は、外周にビードコア成形用の周方向溝３３を備える。ビード素線供給装置から供給された複数本のビード素線Ｗが回転軸線方向（図中矢印Ｘ方向）に並列に配列される溝底面３４と、溝底面３４の両端部から略径方向外方に立ち上がる溝側面３５、３６とを有する。溝底面３４は、回転軸線に対して所定角度傾斜しており、この傾斜角度は、ビードコアＢの底辺のタイヤ幅方向に対する傾斜角度αとほぼ一致する。

図３、５及び６に示すように、弧状セグメント３１の１つには、周方向溝３３内に配列された複数本のビード素線Ｗの各巻き始め端部をフォーマ３０に対して保持・固定する保持手段としての保持具４０が配置されている。保持具４０は、弧状セグメント３１と一体に回転する対をなす側板４１、４２と、これらの側板４１、４２間に配置され、周方向溝３３の溝底面３４に対して径方向内方位置に導かれた複数本のビード素線Ｗの各巻き始め端部を狭持可能な対をなす第１のクランプ部材４３及び第２のクランプ部材４４と、回転操作により第２のクランプ部材４４を第１にクランプ部材４３に進退（接近・離隔）移動させるスピンドル４５と、スピンドル４５を支持するネジ穴を有するベース４６とを備える。

第１のクランプ部材４３は、その両端部にて保持具４０の両側板４１、４２に固定されており、その径方向内側の面４３ａが第２のクランプ部材４４との協働の下、ビード素線Ｗを狭持するクランプ面４３ａを構成し、一方で径方向外側の面４３ｂが周方向溝４４の溝底面３４の一部を構成するものである。

各側板４１、４２の上部内面は、弧状セグメント３１の周方向溝３３の溝側面３５、３６と同一面上に位置して該溝側面３５、３６の一部を構成する。また各側板４１、４２の内面には、径方向（回転軸１０に対する半径方向）に延び、第２のクランプ部材４４の径方向移動を案内するガイドレール対（図示省略）が設けられる。第２のクランプ部材４４は、このガイドレール対に摺動可能に嵌合して案内されるガイド溝（図示省略）を介して、側板４１、４２に対して径方向に移動可能に支持される。第２のクランプ部材４４の径方向移動（第１のクランプ部材４３に対する接近、離隔移動）は、スピンドル４５の回転操作によりもたらされる。従って、スピンドル４５の回転操作により第２のクランプ部材４４を第１のクランプ部材４３に対して図６の矢印方向に接近、離隔移動させることによって、第１のクランプ部材４３及び第２のクランプ部材４４間に介装されたビード素線Ｗは、保持具４０によって狭持又はその解除が行われる。

なお、図５、６に示すように、第１のクランプ部材４３には段差部４７が設けられており、その立上り面が第１のクランプ部材４３と第２のクランプ部材４４との間に介装されるビード素線Ｗの巻き始め端部を停止及び整列させるストッパ面４８となっている。ここでは、ストッパ面４８は回転軸線方向Ｘに沿って形成しても良いが、成形されたビードコアＢの隣り合うビード素線Ｗの巻き始め端部の各先端のタイヤ周方向位置をずらして、タイヤユニフォミティの向上及び剛性段差による応力集中の低減を図る観点からは、ストッパ面４８を回転軸線方向Ｘに対して傾斜させて形成することが好ましい。

また、第２のクランプ部材４４の、ビード素線供給装置から供給された複数本のビード素線Ｗの巻き始め端部を導入する入口付近には、Ｒ面取りされた案内部４９が形成されている。

さらに、第１のクランプ部材４３の、ビード素線Ｗを狭持するクランプ面４３ａと、第２のクランプ部材４４の、ビード素線Ｗを狭持するクランプ面４４ａには、防滑用のゴムを貼付したり、あるいは細粒材を散布固着させたりしてなる防滑面が形成されている。

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、各弧状セグメント３１がアクチュエータ２０により駆動されて、フォーマ３０が前記成形位置に拡径変形される（図３の上半分参照）。そして図７に示すようにビード素線供給装置からフォーマ３０の略接線方向に沿って供給された複数本、ここでは８本のビード素線Ｗの各巻き始め端部が、保持具４０の第１のクランプ部材４３の径方向外側の面４３ｂ（溝底面）上に、回転軸線方向Ｘに並列に配列され、この状態にてかかる巻き始め端部は保持具４０によってフォーマ３０に８本同時に保持・固定される。

その後、モータ１０により駆動される回転軸１１及び支持ディスク１２を介してフォーマ３０を回転させながらビード素線供給装置からビード素線Ｗを順次送り出す。これにより、ビードコアＢの底部を構成する第１列が形成される。そして引き続き、第１列のビード素線Ｗの上にビード素線Ｗ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（この実施形態では６巻き）に達したところで成形工程が終了する。次いで、各弧状セグメント３１がアクチュエータ２０により駆動され、フォーマ３０が前記取外し位置（図３の下半分参照）に縮径変形され、それとともに保持具４０によって保持・固定されていたビード素線Ｗの各巻き始め端部をその保持から解放することでビードコアＢが主方向溝から取り外される。

この実施形態の成形装置及び成形方法によれば、複数本のビード素線Ｗをフォーマ３０の回転軸線方向Ｘに並列に配列した状態にてビード素線Ｗを巻き重ねることができるので、従来、特異な断面形状を有するビード素線の巻き付け時に発生していた隣り合うビード素線Ｗ間における引っ掛かりを防止することができ、巻き乱れのない精度の高いビードコアＢを形成することができる。また、保持具４０が、ビード素線Ｗをフォーマ３０に巻き取るときに生じるビード素線Ｗを引張る力に対抗して、ビード素線Ｗの巻き始め端部を保持することで、ビードコア成形時におけるビード素線Ｗの引抜けを防止することができ、製造不良を防止することができる。

なお、この実施形態では、第２のクランプ部材４４の、ビード素線供給装置から供給された複数本のビード素線Ｗの巻き始め端部を導入する入口付近にＲ面取りされた案内部４９を設けたことから、ビード素線供給装置からフォーマ３０に略接線方向に供給されたビード素線Ｗを第１のクランプ部材４３と第２のクランプ部材４４との間に円滑かつ確実に導入することができる。

また、この実施形態では、半径方向外側の面が周方向溝３３の溝底面３４の一部を構成する第１のクランプ部材４３の半径方向位置を固定したことから、すなわちかかる半径方向外側の面を溝底面３４と同一面上に位置固定したことから、周方向溝３３の溝底面３４に段差ができることがなく、ビードコアＢの成形精度をさらに高めることができる。

さらにこの実施形態では、第１のクランプ部材４３の、ビード素線Ｗを狭持するクランプ面４３ａと、第２のクランプ部材４４の、ビード素線Ｗを狭持するクランプ面４４ａに、防滑面を形成したことから、ビードコア成形時におけるビード素線Ｗの引抜けをより一層防止することができる。

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、上記の実施形態では、防滑面としてゴムを貼付したり細粒材を散布固着したりすると説明したが、防滑面としてはこれに限らず、例えば図８に示すように、第１のクランプ部材４３のクランプ面４３ａと第２のクランプ部材４４のクランプ面４４ａに相互に適合する形状の凹凸５０、５１を設けることができる。また、この発明は断面形状が円形のビード素線に対して適用することができることは勿論であるが、前記の実施形態のようにビードコアとして用いた際に隣り合うビード素線同士で引っ掛かり合う形状（言い換えれば、隣り合うビード素線間で相互補完的な関係をなす形状）の場合に特に有利に用いることができる。従って、前記実施形態で説明したビード素線よりも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。さらに、前記実施形態では、保持具４０を弧状セグメント３１に配置したが、保持具４０は隣接する弧状セグメント３１間に配置しても良い（図示省略）。しかも、保持具４０において、第１のクランプ部材４３を位置固定した状態にて第２のクランプ部材４４を半径方向に移動させると説明したが、これに限らず第１及び第２のクランプ部材４３、４４の双方を半径方向に移動可能としたり第１のクランプ部材４３のみ半径方向に移動可能としたりすることができる。また、前記実施形態では、クランプ部材４３又は４４を進退させる構成としてスピンドルとネジ穴による進退手段を用いたが、油圧シリンダやカム等、進退移動を実現できる公知の手段に置換しても本発明は実現可能である。

この発明により、断面円形形状以外の特異な断面形状を有するビード素線を用いた場合においても、ビード素線の巻き乱れを生じさせることなく精度の高いビードコアを成形することが可能となった。

１ ビード部
３ カーカス
１１ 回転軸
１２ 支持ディスク
２０ アクチュエータ
２１ シリンダ
２２ ピストン
２３ リンク
３０ フォーマ
３１ 弧状セグメント
３３ 周方向溝
３４ 溝底面
３５、３６ 溝側面
４０ 保持具
４１、４２ 側板
４３ 第１のクランプ部材
４４ 第２のクランプ部材
４５ スピンドル
４６ ベース
４７ 段差部
４８ ストッパ面
４９ 案内部
５０、５１ 凹凸

Claims (6)

1. ビード素線を巻き重ねてビードコアを成形するビードコア成形装置において、
   半径方向に移動可能で外周にビードコア成形用の周方向溝が形成された複数の弧状セグメントを周方向に並べて配置することで構成した回転自在のフォーマと、
   前記弧状セグメント又は隣接する前記弧状セグメント間に配置された保持手段と、を備え、
   前記保持手段は、前記フォーマに供給された複数本のビード素線が、前記周方向溝内でフォーマの回転軸線方向に並列に配列された状態にて、これらのビード素線の各巻き始め端部を該フォーマに対して保持することを特徴とするビードコア成形装置。
2. 前記保持手段は、前記フォーマに供給された複数本のビード素線の巻き始め端部を、前記周方向溝の溝底面に対して半径方向内方位置にて狭持可能な対をなす第１のクランプ部材及び第２のクランプ部材を有する、請求項１に記載のビードコア成形装置。
3. 前記第１のクランプ部材は、半径方向内側の面が前記第２のクランプ部材との協働の下、前記ビード素線を狭持するクランプ面を構成し、半径方向外側の面が前記周方向溝の溝底面の一部を構成するものであって、該第１のクランプ部材は、前記弧状セグメントに対して半径方向位置が固定されている、請求項２に記載のビードコア成形装置。
4. 前記第１のクランプ部材及び第２のクランプ部材のうち少なくとも一方に、前記巻き始め端部を前記周方向溝の溝底面に対して半径方向内方位置に導くガイド部を設けてなる、請求項２又は３に記載のビードコア成形装置。
5. 前記第１のクランプ部材の、前記ビード素線を狭持するクランプ面と、前記第２のクランプ部材の、前記ビード素線を狭持するクランプ面とに防滑面をそれぞれ形成してなる、請求項２〜４の何れか一項に記載のビードコア形成装置。
6. 半径方向に移動可能で外周にビードコア成形用の周方向溝が形成された複数の弧状セグメントを周方向に並べて配置することで構成した回転自在のフォーマに、ビード素線を巻回してビードコアを成形するビードコア成形方法において、
   前記フォーマに供給された複数本のビード素線を、前記周方向溝内にフォーマの回転軸線方向に並列に配列する工程と、
   前記周方向溝内に配列された複数本のビード素線の各巻き始め端部を該フォーマに対して保持させる工程と、を含むことを特徴とするビードコア成形方法。

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