JP2017077648A - タイヤ用ビードフィラの癖付け方法および装置並びにビード部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】帯状のビードフィラを環状に成形した際に、ビードフィラに生じる不要なシワや変形を抑制し、生産性よく高品質のビード部材を製造できるタイヤ用ビードフィラの癖付け方法および装置並びにビード部材の製造方法を提供する。【解決手段】ドラム２の外周面を周方向に分割した複数の分割体３ａで形成し、分割体３ａのドラム幅方向一端側を回転軸３ｂにより回動可能に軸支して、ドラム２の外周面を傘状に開閉可能に構成し、ドラム２の外周面をドラム軸方向に対して所定の角度Ａで傾斜させた開き状態にして、押出機から押し出した帯状のビードフィラＦ１を掛け回して冷却して、ビードフィラＦ１に対して、環状に成形した際の外周側が内周側となる側に比して長くなる癖付けした後、円環状のビードリングＢ１の外周面に巻き付けて環状に成形したビードフィラＦ２の内周面をビードリングＢ１の外周面に接合する。【選択図】図７

Description

本発明は、タイヤ用ビードフィラの癖付け方法および装置並びにビード部材の製造方法に関し、さらに詳しくは、帯状のビードフィラを環状に成形した際に、ビードフィラに生じる不要なシワや変形を抑制することができ、生産性よく高品質のビード部材を製造することを可能にするタイヤ用ビードフィラの癖付け方法および装置並びにビード部材の製造方法に関するものである。

タイヤの製造工程では、未加硫ゴムを用いた様々な部材が使用されている。これら部材の一つにビード部材がある。ビード部材は、円環状のビードリングの外周側に未加硫ゴムで形成された断面略三角形のビードフィラが接合されて形成されている。一般的にビードフィラは、未加硫ゴムを押出機により押し出されて帯状に成形される。その後、帯状のビードフィラは適宜冷却されてから円環状のビードリングの外周面に巻き付けられて環状に成形されるとともに、ビードリングに接合される（例えば、特許文献１参照）。

ところで、ビードフィラは帯状から環状に成形される際には、周方向に伸ばされることになり、環状外周側になる程、伸び歪みが大きくなる。この伸び歪みに起因して環状のビードフィラにはシュリンクが発生する。このシュリンクによって、環状のビードフィラは、半径方向にしっかりと拡がった状態にならずに、倒れ込んだ状態になることがある。特に、ビードフィラの高さが大きくなる程、この倒れ込みが生じ易くなる。倒れ込んだ状態になった環状のビードフィラでは、不要なシワや変形が発生するため、製造したタイヤの品質にも影響が生じる。また、ビードフィラが倒れ込みそうな場合は倒れ込まないように追加の作業が必要になり、倒れ込んだ状態になった場合にはそれを修正する追加の作業が必要になるため、生産性を向上させるには障害の一因になっている。

特開２０１３−１５４４８６号公報

本発明の目的は、帯状のビードフィラを環状に成形した際に、ビードフィラに生じる不要なシワや変形を抑制することができ、生産性よく高品質のビード部材を製造することを可能にするタイヤ用ビードフィラの癖付け方法および装置並びにビード部材の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のタイヤ用ビードフィラの癖付け方法は、押出機から未加硫ゴムからなる帯状のビードフィラを押し出し、次いで、この帯状のビードフィラを回転可能に支持されたドラムの外周面に掛け回して冷却し、次いで、この帯状のビードフィラを円環状のビードリングの外周面に巻き付けて環状に成形する前に、この帯状のビードフィラに癖付けを行うタイヤ用ビードフィラの癖付け方法であって、前記ドラムの外周面を周方向に分割した複数の分割体により形成して、これら分割体のドラム幅方向一端側を回転軸により回動可能に軸支することにより、前記ドラムの外周面を傘状に開閉可能に構成し、前記ドラムの外周面をドラム軸方向に対して所定の角度で傾斜させた開き状態にして、前記帯状のビードフィラを掛け回して冷却することにより、前記帯状のビードフィラに対して、環状に成形した際の外周側が内周側となる側に比して長くなる癖付けをすることを特徴とする。

上記目的を達成するため本発明のタイヤ用ビードフィラの癖付け装置は、未加硫ゴムからなる帯状のビードフィラの押出機と、前記帯状のビードフィラを円環状のビードリングの外周面で環状にする巻き付け機との間に配置された状態になり、前記帯状のビードフィラを外周面に掛け回した状態で冷却する回転可能なドラムを備えたタイヤ用ビードフィラの癖付け装置であって、前記ドラムの外周面が周方向に分割した複数の分割体を有し、これら分割体のドラム幅方向一端側を回転軸により回動可能に軸支された状態にして前記ドラムの外周面を傘状に開閉可能にして、前記ドラムの外周面をドラム軸方向に対して所定の角度で傾斜させた開き状態にできる構成したことを特徴とする。

上記目的を達成するため本発明のビード部材の製造方法は、上記のビードフィラの癖付け方法により癖付けしたビードフィラを円環状のビードリングの外周面に環状に巻き付けるとともに、この環状にしたビードフィラの内周面を前記ビードリングの外周面に接合することを特徴とする。

本発明によれば、外周面を周方向に分割した複数の分割体により形成されたドラムを用いて、帯状のビードフィラを環状に成形する前に、前記ドラムの外周面をドラム軸方向に対して所定の角度で傾斜させた開き状態にして、前記帯状のビードフィラを掛け回して冷却することにより、帯状のビードフィラに対して、環状に成形した際の外周側が内周側となる側に比して長くなる癖付け行うので、環状に形成したビードフィラでは、周方向に伸ばされるとしても、伸び歪みが小さくなる。特に、環状外周側での伸び歪みが大幅に軽減されるため、シュリンクが発生し難くなる。これに伴って、環状のビードフィラは、半径方向にしっかりと拡がった状態になり、倒れ込んだ状態になることを防止できる。それ故、環状のビードフィラに生じる不要なシワや変形が抑制されて生産性よく高品質のビード部材を製造することが可能になる。

ここで、前記分割体の内部に冷媒を流通させることによって冷却した前記分割体により、前記帯状のビードフィラを冷却することもできる。これにより、積極的に帯状のビードフィラを冷却できるので、所望状態に強固に癖付けし易くなる。

前記ドラムの外周面をドラム軸方向に対して所定の角度で傾斜させた開き状態にした際に周方向に隣り合う前記分割体どうしの間に生じるすき間を、カバー体によって塞いだ状態にして、この状態のドラムの外周面に前記帯状のビードフィラを掛け回すこともできる。これにより、周方向に隣り合う分割体どうしのすき間に帯状のフ⇒ビードフィラが落ち込んで、不要な変形が生じることを防止できる。

本発明の癖付け装置を側面視で例示する説明図である。 図１の癖付け装置を構成するドラムの構造を断面視で例示する説明図である。 図２のドラムを正面視で例示する説明図である。 図２のドラムの外周面をドラム軸方向に対して所定の角度で傾斜させて開いた状態を断面視で例示する説明図である。 図４のドラムを正面視で例示する説明図である。 図５のドラムを側面視で例示する説明図である。 癖付け装置により癖付けされている帯状のビードフィラを正面視で例示する説明図である。 癖付け装置により癖付けされている帯状のビードフィラを側面視で例示する説明図である。 癖付けされた帯状ビードフィラを長手方向に展開して例示する説明図である。 ドラムの外周面をドラム軸方向に対して所定の角度で傾斜させて開いた状態にしている癖付け装置の別の実施形態を断面視で例示する説明図である。 図１１のドラムを側面視で例示する説明図である。 癖付けされた帯状ビードフィラを用いて製造されたビード部材を縦断面視で例示する説明図である。 癖付けされていない帯状ビードフィラを用いて製造されたビード部材を縦断面視で例示する説明図である。

以下、本発明のタイヤ用ビードフィラの癖付け方法および装置並びにビード部材の製造方法を、図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。

図１に例示する本発明のビードフィラの癖付け装置１（以下、癖付け装置１という）は、押出機と巻き付け機との間に配置される。押出機は未加硫ゴムからなる帯状のビードフィラＦ１を押し出す。帯状のビードフィラＦ１は断面略三角形状である。巻き付け機は、帯状のビードフィラＦ１を環状のビードフィラＦ２に成形する。

癖付け装置１は、押出機から押し出された帯状のビードフィラＦ１を、外周面に掛け回した状態で冷却する回転可能なドラム２を備えている。この実施形態では９個のドラム２を備えているが、ドラム２の数は適宜設定することができる。押出機から押し出された帯状のビードフィラＦ１は、癖付け装置１のそれぞれのドラム２に順次掛け回されて巻き付け機に連続的に供給される。帯状のビードフィラＦ１は、癖付け装置１においては途切れることなく連続した状態になっている。

図２、図３に例示するそれぞれのドラム２は、外周面を形成する複数の分割体３ａと、ドラム軸４と、ドラム軸４の一方端側に固定された円盤状のコア部５とを備えている。即ち、ドラム２の外周面は周方向に分割された複数の分割体３ａにより形成されている。これら分割体３ａのドラム幅方向一端側は、回転軸３ｂによりコア部５に対して回動可能に軸支されている。これにより、ドラム２の外周面（分割体３ａ）は傘状に開閉可能に構成されている。

具体的には、ドラム軸４は軸受け４ａによって回転可能に軸支されていて、スライド部６が軸方向に移動可能にドラム軸４に挿通している。スライド部６はモータ等の駆動によって、ドラム軸４の軸方向の任意の位置に移動して固定できる構成になっている。スライド部６とそれぞれの分割体３ａとはリンク機構６ａによって連結されている。

図４、図５、図６に例示するように、スライド部６がドラム軸４の軸方向一端側に移動すると、それぞれの分割体３ａは回転軸３ｂを中心にして回動して、ドラム２の外周面は傘が開いたような状態になる。即ち、ドラム２の外周面がドラム軸方向に対して所定の角度Ａで傾斜した開き状態になる。スライド部６がドラム軸４の軸方向他端側に移動すると、それぞれの分割体３ａは回転軸３ｂを中心にして回動して、図２、図３に例示するようにドラム２の外周面は傘が閉じたような状態になる。図２、図３では、ドラム２の外周面がドラム軸方向に対して平行になっていて、所定の角度Ａがゼロの閉じた状態になっている。所定の角度Ａは０°以上９０°以下の範囲内で設定され、例えば０°以上３０°以下に設定される。

この実施形態では、ドラム軸４の軸方向他端側にロータリジョイント９を介して、冷媒供給部８が接続されている。ドラム軸４および分割体３ａは内部に流路Ｈを備えていて、これら流路Ｈは連通している。冷媒供給部８から供給された冷媒Ｃが流路Ｈを流通する構成になっている。ドラム軸４の内部の流路Ｈと分割体３ａの内部の流路Ｈとは、ホース等を介して連通させることもできる。冷媒Ｃとしては水等を例示できる。冷媒Ｃの温度は例えば２０℃以上４０℃以下の範囲に設定される。

流路Ｈは例えば、冷媒供給部８から供給された冷媒Ｃが冷媒供給部８に還流して循環するように形成される。そして、冷媒供給部８にて一定の温度範囲に維持された冷媒Ｃを流路Ｈに流通させる。

分割体３ａは、平板状、棒状など種々の形状を採用することができ、その数は適宜設定することができるが、ドラム周方向に等間隔で配置するとよい。分割体３ａは、ドラム２の外周面が閉じている状態（所定の角度Ａがゼロの状態）では周方向に隣り合うどうしが干渉せず、ドラム２の外周面が開いている状態では、周方向に隣り合うどうしのすき間が小さくなるようにすることが好ましい。例えば、金属製の同じ仕様の分割体３ａをドラム周方向に等間隔で８個〜３２個程度配置する。

以下、本発明のタイヤ用ビードフィラの癖付け方法の手順およびビード部材の製造方法の手順を説明する。

図１２に例示するように本発明により製造されるビード部材Ｂは、円環状のビードリングＢ１と、ビードリングＢ１の外周面に接合された環状のビードフィラＦ２とで形成された円環状体である。帯状のビードフィラＦ１が環状にされてビードリングＢ１の外周面に接合されている。帯状のビードフィラＦ１は、本発明の癖付け方法により癖付けされたものである。

一方、癖付けしていない従来の帯状のビードフィラＦが環状にされてビードリングＢ１の外周面に接合されて製造されたビード部材Ｂを図１３に例示する。このビード部材Ｂでは、ビードフィラＦは破線で示した半径方向にしっかりと拡がった状態ではなく、倒れ込んだ状態になっている。

本発明により帯状のビードフィラＦ１を癖付けするには、まず、押出機から未加硫ゴムからなる帯状のビードフィラＦ１を押し出す。押し出された帯状のビードフィラＦ１の温度は例えば、８０℃〜１００℃程度の高温である。癖付け装置１のそれぞれのドラム２では、分割体３ａを予め設定された所定の角度Ａで傾斜させてドラム２の外周面を開き状態にしておく。基本的にすべてのドラム２において同じ所定の角度Ａにする。

押し出した帯状のビードフィラＦ１は図１、図７、図８に例示するように、それぞれのドラム２の外周面に順次掛け回す。また、流路Ｈには冷媒Ｃを流通させて分割体３ａを冷却し、この冷却した分割体３ａによってビードフィラＦ１を冷却する。

このようにドラム２に掛け回して冷却することで、高温の帯状のビードフィラＦ１は掛け回した際に外周側になる範囲が相対的に伸ばされて徐々に硬くなる。これにより帯状のビードフィラＦ１に対して、図９に例示するように環状に成形した際の外周側が内周側となる側に比して長くなる癖付けをする。図９では、帯状のビードフィラＦ１を環状に形成する際の巻き付け方向をＷで示し、癖付けしていない状態のビードフィラＦ１を破線で示している。ビードフィラＦ１の高さ方向ｈの断面略三角形の頂点側が環状に成形した際の外周側となる範囲であり、高さ方向ｈの断面略三角形の底面側が環状に成形した際の内周側となる範囲である。

癖付け装置１により癖付けされた帯状のビードフィラＦ１は、巻き付き機に供給される。巻き付け機では、供給された帯状のビードフィラＦ１は、ビードリングＢ１の外周面に環状に巻き付けられるとともに、環状に巻き付いたビードフィラＦ１の内周面がビードリングＢ１の外周面に接合される。環状にビードリングに巻き付けられるビードフィラＦ１は適切な長さで切断されて、環状のビードフィラＦ２となってビードリングＢ１と一体となって図１２に例示するビード部材Ｂが製造される。

本発明では、帯状のビードフィラＦ１を環状に成形する前に、上記のように癖付け行うので、環状のビードフィラＦ２では、周方向に伸ばされるとしても、伸び歪みが小さくなる。特に、環状外周側での伸び歪みが大幅に軽減されるため、シュリンクが発生し難くなる。これに伴って、環状のビードフィラＦ２は、半径方向Ｒにしっかりと拡がった状態になり、倒れ込んだ状態になることを防止できる。即ち、図１３に例示するビードフィラＦのように変形して倒れ込んだ状態になることを回避できる。

そのため、環状のビードフィラＦ２に生じる不要なシワや変形が抑制される。これに伴ってタイヤを高品質に維持するには有利になる。例えば、後工程にビード部材Ｂを搬送したり、ビード部材Ｂを一時的にストックするために、傾斜周面を有する円筒体のビードセパレータにビード部材Ｂをセットする際に、ビードフィラＦ２には不要なシワや変形が生じ難くなる。

また、ビードフィラＦ２が倒れ込まないようにするための追加の作業、倒れ込んだ状態になった場合にはそれを修正する追加の作業が不要になるため、ビード部材Ｂの生産性を向上させるには有利になる。特に、ビードフィラＦ１の高さが大きくなる程、環状にした際に倒れ込みが生じ易くなるため、本発明は、ビードフィラＦ１の高さが例えば５０ｍｍ以上の場合に適用すると、得られる効果が一段と大きくなる。尚、分割体３ａのドラム幅方向寸法は、ビードフィラＦ１の高さよりも大きくする。

ドラム２の外周面の所定の角度Ａの大きさによって、帯状のビードフィラＦ１に対する癖付けの程度（曲率の大きさ）が変化する。したがって、所定の角度Ａを任意に設定できる本発明によれば、製造するビード部材Ｂの外径サイズに応じて、帯状のビードフィラＦ１に適切な癖付けを行うことができる。

この実施形態のように、冷却した分割体３ａにより帯状のビードフィラＦ１を積極的に冷却すると、高温のビードフィラＦ１を急冷できるので所望状態に強固に癖付けし易くなる。尚、ビードフィラＦ１は冷媒Ｃを用いることなく積極的に冷却することもできる。例えば、ドラム２（分割体３ａ）に送風機によって風を当てて空冷によって積極的に冷却する。空冷効果を向上させるために、ドラム２（分割体３ａ）にフィンを突設するとよい。

図１０、図１１に例示する癖付け装置１の別の実施形態は、先の実施形態に対してカバー体７が追加して備わっている。カバー体７としては、ゴムバンドなどの伸縮可能な部材を用いてドラム２の外周面を開いた状態にした場合に、周方向に隣り合う分割体３ａどうしの間に生じるすき間をカバー体７によって塞ぐ。この実施形態では、ドラム２の外周面（分割体３ａ）にカバー体７が外嵌されている。

そして、周方向に隣り合う分割体３ａどうしの間に生じるすき間を、カバー体７によって塞いだ状態にして、この状態のドラム２の外周面に帯状のビードフィラＦ１を掛け回して冷却することにより、癖付けを行なう。

カバー体７としてはその他に、周方向に隣り合う分割体３ａのすき間に着脱自在な仕様を採用することもできる。そして、周方向に隣り合う分割体３ａの間に生じたすき間に応じたカバー体７をそのすき間に装着する。

１ 癖付け装置
２ ドラム
３ａ 分割体（ドラム外周面）
３ｂ 回転軸
４ ドラム軸
４ａ 軸受け
５ コア部
６ スライド部
６ａ リンク機構
７ カバー体
８ 冷媒供給部
９ ロータリジョイント
Ｂ ビード部材
Ｂ１ ビードリング
Ｆ１ 帯状のビードフィラ
Ｆ、Ｆ２ 環状のビードフィラ
Ｃ 冷媒
Ｈ 流路

Claims (7)

1. 押出機から未加硫ゴムからなる帯状のビードフィラを押し出し、次いで、この帯状のビードフィラを回転可能に支持されたドラムの外周面に掛け回して冷却し、次いで、この帯状のビードフィラを円環状のビードリングの外周面に巻き付けて環状に成形する前に、この帯状のビードフィラに癖付けを行うタイヤ用ビードフィラの癖付け方法であって、
   前記ドラムの外周面を周方向に分割した複数の分割体により形成して、これら分割体のドラム幅方向一端側を回転軸により回動可能に軸支することにより、前記ドラムの外周面を傘状に開閉可能に構成し、前記ドラムの外周面をドラム軸方向に対して所定の角度で傾斜させた開き状態にして、前記帯状のビードフィラを掛け回して冷却することにより、前記帯状のビードフィラに対して、環状に成形した際の外周側が内周側となる側に比して長くなる癖付けをすることを特徴とするタイヤ用ビードフィラの癖付け方法。
2. 前記分割体の内部に冷媒を流通させることによって冷却した前記分割体により、前記帯状のビードフィラを冷却する請求項１に記載のタイヤ用ビードフィラの癖付け方法。
3. 前記ドラムの外周面をドラム軸方向に対して所定の角度で傾斜させた開き状態にした際に周方向に隣り合う前記分割体どうしの間に生じるすき間を、カバー体によって塞いだ状態にして、この状態のドラムの外周面に前記帯状のビードフィラを掛け回す請求項１または２に記載のタイヤ用ビードフィラの癖付け方法。
4. 未加硫ゴムからなる帯状のビードフィラの押出機と、前記帯状のビードフィラを円環状のビードリングの外周面で環状にする巻き付け機との間に配置された状態になり、前記帯状のビードフィラを外周面に掛け回した状態で冷却する回転可能なドラムを備えたタイヤ用ビードフィラの癖付け装置であって、
   前記ドラムの外周面が周方向に分割した複数の分割体を有し、これら分割体のドラム幅方向一端側を回転軸により回動可能に軸支された状態にして前記ドラムの外周面を傘状に開閉可能にして、前記ドラムの外周面をドラム軸方向に対して所定の角度で傾斜させた開き状態にできる構成したことを特徴とするタイヤ用ビードフィラの癖付け装置。
5. 前記分割体が内部に流路を有し、この流路に冷媒を供給する冷媒供給部を備えた請求項４に記載のタイヤ用ビードフィラの癖付け装置。
6. 前記ドラムの外周面をドラム軸方向に対して所定の角度で傾斜させた開き状態にした際に周方向に隣り合う前記分割体どうしの間に生じるすき間を塞ぐカバー体を備えた請求項４または５に記載のタイヤ用ビードフィラの癖付け装置。
7. 請求項１〜３のいずれかのタイヤ用ビードフィラの癖付け方法により癖付けされた前記帯状のビードフィラを円環状のビードリングの外周面に環状に巻き付けるとともに、この環状にしたビードフィラの内周面を前記ビードリングの外周面に接合することを特徴とするビード部材の製造方法。

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