JP2016037019A - タイヤのビードのセット方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性に優れたタイヤのビードのセット方法の提供。
【解決手段】このタイヤのビードのセット方法のビードセット工程では、一対のビードＢを所定のコードパスで保持する一対の保持リング２８それぞれの軸方向の位置ずれ量が周方向に測定されている。この周方向に測定された位置ずれ量が最大値となる周方向位置が、それぞれの保持リング２８で求められている。一方の保持リング２８の位置ずれ量が最大値となる周方向位置と、他方の保持リング２８の位置ずれ量が最大値となる周方向位置との相対位置は、周方向にコードパスが均一化されるように決定されている。一方の保持リング２８は、他方の保持リング２８に対して軸方向を回転軸に回転して、一対の保持リング２８の周方向位置が決定された相対位置にされている。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤのビードのセット方法に関する。詳細には、本発明は、カーカスに一対のビードを所定間隔でセットする方法に関する。

空気入りタイヤの製造方法では、トレッド、サイドウォール、ビード、カーカス、ベルト等を構成する各部材を組み合わせて成形されて、生タイヤが得られる。この生タイヤがモールド及びブラダーで加圧及び加熱されることにより、空気入りタイヤが得られる。

この生タイヤが成形される過程では、筒状にカーカスプライが巻かれたカーカス筒体が形成される。このカーカス筒体に一対のビードが所定の間隔を開けてセットされる。更に、ベルト、サイドウォール、トレッド等を構成する部材が重ね合わされる。このカーカス筒体が、シェーピングフォーマによりトロイド状にシェーピングされて、生タイヤが成形される。

このカーカス筒体にセットされる一対のビードの所定の間隔が、一対のビード間に架け渡されるカーカスの長さを決定する。この発明では、この一対のビードがセットされる所定の間隔をコードパスと称する。このコードパスは、タイヤのユニフォミティに大きく影響する。

例えば、ビードの底面に塗材（例えばチョーク等）が塗布され、ビードがセットされる。このビードが剥がされて、カーカス筒体の塗材の跡からコードパスが計測される。このコードパスの測定結果を基に、ビードを保持するビード保持リングの位置修正が行われる。また、他の方法では、レザー変位計を用いて、ビード保持リングの位置が測定される。この位置の測定結果を基に、ビード保持リングの位置修正が行われる。この様にして、コードパスは高精度に管理されている。

特開２０１２−２３６３５９号公報 特開２０１３−６３９１号公報

塗材を用いてコードパスが計測される方法は、このコードパスの測定に時間を要する。また、コードパスの修正作業にも時間を要する。レーザー変位計を用いる方法は、位置の測定時間は短縮できるが、コードパスの修正作業に時間を要する。いずれの方法において、生産性の改善が求められている。

本発明の目的は、生産性に優れたタイヤのビードのセット方法の提供にある。

本発明に係るタイヤのビードのセット方法は、カーカスプライが筒状に巻かれてカーカス筒体が準備されるカーカス筒体準備工程と、このカーカス筒体に所定のコードパスで一対のビードがセットされるビードセット工程とを備えている。
このビードセット工程において、この一対のビードを所定のコードパスで保持する一対の保持リングそれぞれの軸方向の位置ずれ量が周方向に測定されている。この周方向に測定された位置ずれ量が最大値となる周方向位置が、それぞれの保持リングで求められている。一方の保持リングの位置ずれ量が最大値となる周方向位置と、他方の保持リングの位置ずれ量が最大値となる周方向位置との相対位置は、周方向にコードパスが均一化されるように決定されている。一方の保持リングは、他方の保持リングに対して軸方向を回転軸に回転して、一対の保持リングの周方向位置が決定された相対位置にされている。

好ましくは、上記位置ずれ量が最大となる周方向位置は、軸方向外向きの位置ずれ量が最大となる周方向位置である。上記ビードセット工程において、決定された相対位置は、一方の保持リングの位置ずれ量が最大となる周方向位置に対して、他方の保持リングの位置ずれ量が最大となる周方向位置が周方向に１８０°ずらされた位置である。

本発明に係るタイヤのビードセット装置は、それぞれがタイヤのビードを保持する一対の保持リングと、一対の保持リングを支持する移動台とを備えている。この移動台は、一対の保持リングの軸線を同一直線上にして、軸方向距離を所定の間隔にしている。この移動台は、一方の保持リングを他方の保持リングに対して軸方向を回転軸にして回転可能にしている。この移動台では、一方の保持リングの周方向位置は、他方の保持リングの周方向位置に対して相対的に変更可能にされている。

本発明に係るビードのセット方法では、カーカス筒体にセットされる一対のビードのコードパスを容易に調整できる。このビードのセット方法は生産性に優れている。このビードセット装置は、生産性の向上に寄与する。

図１は、本発明の一実施形態に係る生タイヤの成形設備が示された概念図である。 図２は、図１の成形設備によるビードのセット方法の説明図である。 図３は、図１の成型設備によるビードのセット方法の他の説明図である。 図４（ａ）は図１の成形設備により一方のビードの変位量が示されたグラフであり、図４（ｂ）は図１の成形設備により他方のビードの変位量が示されたグラフである。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１の生タイヤの形成設備２は、形成フォーマ４と、ビードセット装置としてのビードトランスファー６と、位置センサーとしてのレーザー式変位計８と、図示されないがビード供給装置と情報処理装置とを備えている。

形成フォーマ４は、基台１０、支持軸１２及びドラム１４を備えている。基台１０に支持軸１２がその軸線を回転軸に回転可能に支持されている。この支持軸にドラム１４が取り付けられている。このドラム１４の軸線は、支持軸１２の回転軸と同一直線上に位置している。このドラム１４は、支持軸と共に回転可能にされている。

図２に示される様に、ドラム１４は、周方向に分割された多数のセグメント１６を備えている。それぞれのセグメント１６がドラム１４の外周面の一部を形成する円弧形状に形成されている。このセグメント１６が周方向に並べられて、円筒状のドラム１４が形成されている。このセグメント１６は、半径方向に移動可能にされている。このセグメント１６が半径方向に移動して、ドラム１４は、拡径及び縮径可能にされている。この図２において、符号Ｂはビードを示しており、符号Ｃはカーカス筒体を示している。

このビードＢは、コアと、このコアから半径方向外向きに延びるエイペックスとを備えている。コアはリング状であり、巻回された磁性体の非伸縮性ワイヤーを含む。ワイヤーの典型的な材質は、スチールである。エイペックスは、半径方向外向きに先細りで、高硬度な架橋ゴムからなる。カーカス筒体Ｃにされるカーカスプライは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。コードは、有機繊維からなる。好ましい有機繊維として、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。

図１のビードトランスファー６は、ガイドレール１８、移動台２０、リングフレーム２２、回転装置２４、拡縮装置２６及び保持リング２８を備えている。ガイドレール１８は、ドラム１４の軸線に平行に延びている。移動台２０は、ガイドレール１８に沿って移動可能にされている。移動台２０は、図示されないビード供給装置からビードＢを受け取る受取位置と、ドラム１４の位置でビードＢをセットするセット位置と間を移動可能にされている。

リングフレーム２２は、移動台２０に支持されている。リングフレーム２２は、中央に貫通孔が形成されたリング形状を備えている。この貫通孔の内径は、ドラム１４の外径より大きくされている。この貫通孔の軸線は、ドラム１４の軸線と同一直線上に位置している。

このリングフレーム２２に、回転装置２４が取り付けられている。回転装置２４に、複数の拡縮装置２６が取り付けられている。この回転装置２４は、リングフレーム２２に対して、これらの拡縮装置２６を貫通孔の軸線を回転軸にして回転可能に支持している。

複数の拡縮装置２６は、リングフレーム２２の円周方向に等間隔に並べられている。例えば、６台の拡縮装置２６が等間隔に並べられている。拡縮装置２６は、本体２６ａと本体２６ａに対してリングフレーム２２の半径方向に移動可能にされたロッド２６ｂとを備えている。このロッド２６ｂが本体２６ａに対して移動することで、拡縮装置２６の半径方向の全長が伸縮可能にされている。

保持リング２８は、複数のリングセグメント３０を備えている。例えば６個のリングセグメント３０が周方向に並べられている。これらのリングセグメント３０により、保持リング２８は、リング形状にされている。このリングセグメント３０は、拡縮装置２６に取り付けられてる。リングセグメント３０は、ロッド２６ｂに取付されている。このリングセグメント３０は、回転装置２４により、リングフレーム２２の貫通孔の軸線を回転軸にして回転可能にされている。このリングセグメント３０は、拡縮装置２６によって、リングフレーム２２の半径方向に拡径及び縮径可能にされている。リングセグメント３０が貫通孔の半径方向内向き（拡縮装置２６の縮径向き）に移動して、リングセグメント３０が周方向に連続しうる。リングセグメント３０が周方向に連続することで、保持リング２８はリング形状にされうる。

保持リング２８のリングセグメント３０は、それぞれ複数の電磁石を備えている。リングセグメント３０は、表面３０ａを備えている。この表面３０ａは、一対の保持リング間で、互いに対抗している。それぞれの表面３０ａは、保持リング２８が形成するリング形状の一部を構成するように、円孔状に延在している。複数のリングセグメント３０が周方向に連続して、表面３０ａが周方向に連続する、１つのリング形状を形成する。複数の電磁石は、この表面３０ａに、その円周方向に沿って並べられている。この電磁石により、この表面３０ａに、ビードＢが吸着されうる。この表面３０ａは、ビードＢの軸方向位置を決定するビード位置基準面として機能する。

レーザー式変位計８は、保持リング１８の表面３０ａの位置を測定可能な位置に取り付けられている。このレーザー式変位計８は、図示されないビード供給装置に取り付けられてもよい。形成設備２は、基準面を備えている。レーザー式変位計８は、この基準面までの距離Ｄ_０ を基準として、表面３０ａの位置を測定しうる。ビード供給装置でビードトランスファー６にビードを供給する前に、又は供給した後に、レーザー式変位計８が表面３０ａの位置を測定しうる。

また、保持リング１８に周方向に複数のレーザー式変位計８が固定されてもよい。この形成設備２が、基準面を備える。複数のレーザー式変位計８が基準面までの基準となる距離Ｄ_０ が設定される。この基準面からそれぞれのレーザー式変位計８までの距離Ｄが測定される。こ測定された距離Ｄから、基準となる距離Ｄ_０ を基にして、表面３０ａの位置が測定されてもよい。

図示されないビード供給装置は、ストックされているビードＢから、一対のビードＢを取り出す。受取位置にあるビードトランスファー６に、ビード供給装置は、一対のビードＢを供給する。ビードＢは、保持リング２８の表面３０ａに電磁石で吸着されうる。

図示されない情報処理装置は、入出力部、記憶部及び演算部を備えている。この情報処理装置として、例えばコンピュータが例示される。情報処理装置では、入出力部がトランスファー６及びレーザー式変位計８からデータを受信する。演算部は、受信したデータを演算処理をする。記憶部は、データと演算処理で得られた結果とを記憶する。入出力部は、演算処理で得られた結果を基に、制御信号を出力する。この制御信号により、情報処理装置は、ビードトランスファー６を制御している。例えば、この入出力部はインターフェースボードであり、記憶部はハードディスクであり、演算部はＣＰＵである。

以下、この形成設備２を用いて、ビードＢのセット方法が説明される。このビードＢのセット方法は、カーカス筒体準備工程と、ビートセット工程とを備えている。

カーカス筒体準備工程では、シート状のカーカスプライが準備される。形成設備２のドラム１４が回転する。この回転により、ドラム１４の外周に、カーカスプライが巻かれる。カーカスプライが筒状に巻かれてカーカス筒体Ｃが形成される。

情報処理装置は、予め、一対の保持リング２８の所定の間隔を記憶している。ビートセット工程では、情報処理装置は、ビードトランスファー６に、一対の保持リング２８の間が所定の間隔になるように、制御信号を出力する。移動台２０が、一対の保持リング２８の間を所定の間隔になるように、一対の保持リング２８を移動する。例えば、移動台２０は、一対の保持リング２８の間の間隔を調整するためのボールネジを備えている。このボールネジを回転させることで、一方の保持リング２８に対する他方の保持リング２８の位置を調整可能にされている。

このビードトランスファー６が、ビードを受け取る受取位置に移動する。図３に示されるように、一方のレーザー式変位計８が一方の保持リング２８の表面３０ａまでの距離Ｄを測定する。回転装置２４は、保持リング２８を回転させる。レーザー式変位計８は、回転する保持リング２８の表面３０ａまでの距離Ｄを測定する。例えば、保持リング２８の表面３０ａの円周方向の位置が、時計の１２時の位置を０°とされ、０°から３６０°（０°）までの一周の角度で表される。この角度で表される位置で表面３０ａまでの距離Ｄが測定される。この測定結果のデータは、情報処理装置に出力される。ここでは、保持リング２８を回転させたが、レーザー式変位計８が保持リング２８の周方向に回転して距離Ｄが測定されてもよい。

図４（ａ）には、この様にして得られたデータによる一次グラフＧ１が示されている。この一次グラフＧ１は、０°から３６０°までの角度と、その角度での表面３０ａまでの距離Ｄとの関係を示している。図４（ａ）の横軸は、角度（０°〜３６０°）である。縦軸は、表面３０ａまでの距離Ｄである。縦軸では、一対の保持リングが所定の間隔の位置にあるときの表面３０ａまでの基準距離Ｄ_０ が０とされている。測定された距離Ｄが、基準距離Ｄ_０ より短いときマイナスで表され、長いときプラスで表されている。

情報処理装置は、この一次グラフＧ１を滑らかな曲線からなる近似グラフＧ２に変換する。例えば、一次グラフＧ１が、多項式近似されて、近似グラフＧ２に変換される。情報処理装置は、この近似グラフＧ２から距離Ｄが最大となる角度θａを求める。この図４（ａ）では、角度θａが１６２°とされている。

一方のレーザー式変位計８と同様にして、他方のレーザー式変位計８が他方の保持リング２８の表面３０ａまでの距離を測定する。図４（ｂ）には、一方の一次グラフＧ１と同様にして得られた、他方の一次グラフＨ１が示されている。近似グラフＧ２と同様にして得られた、近似グラフＨ２が示されている。情報処理装置は、距離が最大となる角度θｂを求める。この図４（ｂ）では、角度θｂが１９１°とされている。

ここでは、多項式近似により、一次グラフＧ１及びＨ１が滑らかな曲線からなる近似グラフＧ２及びＨ２に変換される例を示したが、この例に限られない。この近似は、一次グラフＧ１及びＨ１が周方向の距離の変化を全体の傾向として示されればよく、この一次グラフＧ１及びＨ１が他の方法で、滑らかな曲線に近似されてもよい。

情報処理装置は、図４（ａ）に示された一次グラフＧ１から、フーリエ変換により、ピーク値（最大値）となる角度を抽出してもよい。図４（ｂ）に示された一次グラフＨ１から、フーリエ変換により、ピーク値（最大値）となる角度を抽出してもよい。

情報処理装置は、以下の計算式（１）で、角度αを計算する。
α（°） ＝ θｂ（°） ＋ １８０（°） （１）
一方の距離が最大となる角度θａとこの角度αとの差分（α−θａ）が計算される。一方の保持リング２８がこの差分（α−θａ）だけ回転させられて、一方の保持リング２８が他方の保持リング２８に対して、周方向に回転させられる。

例えば、図４（ａ）及び図４（ｂ）の例によれば、角度αは、３７１°である。差分（α−θａ）は、２０９°である。一方の保持リング２８が２０９°回転させられる。これにより、一方の距離Ｄが最大となる保持リング２８の位置と、他方の距離Ｄが最大となる保持リング２８の位置との相対位置が１８０°ずらされる。これにより、一対の保持リング２８のコードパスが全体に均一化される。

ビード供給装置が、ビードＢを一対の保持リング２８に供給する。保持リングの表面３０ａにビードＢが吸着される。ビードトランスファー６は、セット位置に向かって移動する。ビードトランスファー６がセット位置に停止する。ドラム１４のセグメント１６が拡径して、ビードＢの底面がカーカス筒体Ｃに接着する。このようにして、ビードトランスファー６は、カーカス筒体Ｃに一対のビードＢをセットする。一対の保持リング２８がドラム１４から離れる。

その後、このカーカス筒体Ｃの端部が折り返される。トレッド、サイドウォール、ベルト等を構成する各部材が、更に重ね合わされる。この様にして、各部材が重ね合わされた後に、カーカス筒体Ｃが、図示されないシェーピングフォーマによりトロイド状にシェーピングされて、生タイヤが成形される。この生タイヤがモールド及びブラダーで加圧及び加熱されることにより、空気入りタイヤが得られる。

ここでは、ビード位置基準面の位置を示す変位曲線としての一次グラフＧ１及びＨ１から、近似変位曲線としての近似グラフＧ２及びＨ２が求められている。これにより、保持リング１８全体の軸線に対する傾きの傾向が容易に把握される。一対の保持リング１８の軸線に対する傾き方向を合わせることで、一対の保持リングの間隔を簡易に均一化できる。これにより、ビードＢのコードパスを容易に均一化できる。

ここでは、一対の保持リング２８の距離Ｄが最大となる角度θａと角度θｂが求められたが、一対の保持リング２８の距離Ｄが最小となる（マイナス方向に最大値となる）角度が求められてもよい。距離Ｄが最小となる一方の保持リング２８の表面３０ａの位置と、距離Ｄが最小となる他方の保持リング２８の表面３０ａの位置とが、周方向に１８０°ずらされてもよい。更に、一方の保持リング２８の距離Ｄが最大となる角度が求められ、他方の保持リング２８の距離Ｄが最小となる角度が求められてもよい。距離Ｄが最大となる一方の保持リング２８の表面３０ａの位置と、距離Ｄが最小となる他方の保持リング２８の表面３０ａの位置とが、周方向に同じ位置にされてもよい。これらのいずれの方法でも、一方の保持リング１８の位置ずれ量が最大となる周方向位置と、他方の保持リング１８の位置ずれ量が最大となる周方向位置との相対位置が、周方向にコードパスが均一化されるように決定されることとなる。

ここでは、一方の保持リング１８の位置ずれ量が最大となる周方向位置と、他方の保持リング１８の位置ずれ量が最大となる周方向位置との相対位置が、周方向にコードパスが均一化されるように決定されていればよい。言い換えると、保持リング１８のビード位置基準面それぞれの傾きが求められて、一方の保持リング２８での傾きの方向と、他方の保持リング１８での傾きの方向とが、周方向にコードパスが均一化されるように、一方の保持リング２８が他方の保持リング１８に対して回転させられてもよい。

保持リング１８は磁石によりビードＢを吸着したが、保持リング１８への吸着は他の方法が用いられてもよい。機械的にクランプで挟み込んでもよいし、減圧により吸着されてもよい。いずれの吸着方法でも、一対のビードのコードパスを決定する表面、この形成設備２の表面３０ａに相当する表面までの距離Ｄを測ることで、一対のビードＢのコードパスを高精度に管理しうる。

この一次グラフＧ１及びＨ１において、一方の保持リング１８の位置ずれ量が最大となる周方向位置と、他方の保持リング１８の位置ずれ量が最大となる周方向位置との相対位置が、決定されてよい。一次グラフＧ１及びＨ１から求められた相対位置でも、周方向にコードパスが均一化される。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

本発明に係るビードのセット方法と、従来のビードのセット方法と比較するため、タイヤが試作された。このタイヤサイズは、「２３５／５０Ｒ１８ ９７Ｗ ＳＰＭＡＸＸＡＩ」であった。このタイヤが各方法で、それぞれ１００本ずつ、計３００本試作された。

［テスト１］
本発明に係るビードのセット方法により、カーカス筒体に一対のビードがセットされて、生タイヤが得られた。この生タイヤが、モールド及びブラダーで加圧及び加熱されることにより、空気入りタイヤが得られた。

［比較テスト１］
一対のビードの底面にチョーク粉が塗布された。保持リングで、この一対のビードがカーカス筒体にセットされた。その後、この一対のビードが剥がされて、カーカス筒体の塗材の跡からコードパスが、作業者によって計測された。このコードパスの測定結果を基に、作業者が保持リングの位置修正をした。この位置修正がされた保持リングで、カーカス筒体に一対のビードがセットされて、生タイヤが得られた。その他の工程は、テスト１と同様にして空気入りタイヤが得られた。

［比較テスト２］
保持リングの位置が、レザー変位計を用いて、測定された。この位置の測定結果を基に、作業者が保持リングの位置修正をした。この位置修正がされた保持リングで、カーカス筒体に一対のビードがセットされて、生タイヤが得られた。その他の工程は、テスト１と同様にして空気入りタイヤが得られた。

［作業時間］
一対の保持リングの位置修正がされて、カーカス筒体に一対のビードがセットされるまでの、１回の作業に要するＭＨが算出された。このＭＨは、作業者の人数と作業時間との積で算出されている。

［ユニフォミティ］
「ＪＡＳＯ Ｃ６０７：２０００」に規定されたユニフォーミティ試験方法に準拠して、下記に示す条件にて、ラジアル・フォース・バリエーション（ＲＦＶＯＡ、ＲＦＶ１Ｈ）を測定した。ＲＦＶＯＡは、オーバーオールの測定結果を示し、ＲＦＶ１Ｈは一次成分の測定結果を示している。それぞれ１００本のタイヤを測定した結果の平均値Ａｖｅと標準偏差σが、下記の表１に示されている。これらの数値が小さいほど、評価が高い。
内圧：２００ｋＰａ
荷重：５．４６ｋＮ
速度：６０ｒｐｍ

表１に示されるように、実施例の方法では、比較例の製造方法に比べて評価が高い。特に、テスト１では、作業時間が短いので、タイヤ１本毎に、保持リングの軸方向位置が測定され、位置修正がされた。比較テスト１及び比較テスト２では、作業時間が長いので、保持リングの位置修正を１回した後に１００本のタイヤが制作された。この結果、ユニフォミティの評価結果にも明らかな差が生じている。これらの評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

以上説明された方法は、空気入りタイヤの製造に広く適用されうる。

２・・・形成設備
４・・・形成フォーマ
６・・・ビードトランスファー
８・・・レーザー式変位計
１０・・・基台
１２・・・支持軸
１４・・・ドラム
１６・・・セグメント
１８・・・ガイドレース
２０・・・移動台
２２・・・リングフレーム
２４・・・回転装置
２６・・・拡縮装置
２８・・・保持リング
３０・・・リングセグメント

Claims (3)

1. カーカスプライが筒状に巻かれてカーカス筒体が準備されるカーカス筒体準備工程と、
   このカーカス筒体に所定のコードパスで一対のビードがセットされるビードセット工程とを備えており、
   このビードセット工程において、
   この一対のビードを所定のコードパスで保持する一対の保持リングそれぞれの軸方向の位置ずれ量が周方向に測定されており、
   この周方向に測定された位置ずれ量が最大値となる周方向位置がそれぞれの保持リングで求められており、
   一方の保持リングの位置ずれ量が最大値となる周方向位置と他方の保持リングの位置ずれ量が最大値となる周方向位置との相対位置が、周方向にコードパスが均一化されるように決定されており、
   一方の保持リングが、他方の保持リングに対して軸方向を回転軸に回転して、一対の保持リングの周方向位置が決定された相対位置にされている、ビードのセット方法。
2. 上記位置ずれ量が最大となる周方向位置が、軸方向外向きの位置ずれ量が最大となる周方向位置であり、
   上記ビードセット工程において、決定された相対位置が、一方の保持リングの位置ずれ量が最大となる周方向位置に対して、他方の保持リングの位置ずれ量が最大となる周方向位置が周方向に１８０°ずらされた位置である請求項１に記載のビードのセット方法。
3. それぞれがタイヤのビードを保持する一対の保持リングと、一対の保持リングを支持する移動台とを備えており、
   この移動台が、一対の保持リングの軸線を同一直線上にして軸方向距離を所定の間隔にしており、一方の保持リングを他方の保持リングに対して軸方向を回転軸にして回転可能にしており、
   一方の保持リングの周方向位置が他方の保持リングの周方向位置に対して相対的に変更可能にされているビードセット装置。

Images