JP2021016960A - ビード部材の圧着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】巻き上げ途中状態にあるカーカスプライの中央部にビードフィラーを適切に圧着してエア入りの発生を抑制可能なビード部材の圧着方法を提供する。【解決手段】ビードコア１ａとビードフィラー１ｂとを有するビード部材１０に、円筒状に成形されたカーカスプライ４０を挿入する第１の段階と、ビードコア１ａを介して巻き上げられたカーカスプライ４０の端部とビードフィラー１ｂとがＶ字状の隙間３０を形成する状態を保持しながら、ビードフィラー１ｂをカーカスプライ４０の中央部に圧着させる第２の段階とを含む。第２の段階では、径方向内側Ｒｉに向かって軸線５１からの距離が大きくなる傾斜押圧面５２を備えたロール５０を隙間３０に侵入させ、傾斜押圧面５２によりビードフィラー１ｂを押圧してカーカスプライ４０の中央部に圧着させる。【選択図】図４

Description

本発明は、グリーンタイヤの成形工程においてカーカスプライの中央部にビードフィラーを圧着する方法に関する。

通常、空気入りタイヤは、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至る本体部に、ビードフィラーのタイヤ幅方向外側に配置された巻き上げ部を一連に設けたカーカスプライからなるカーカス層を備えている。かかる空気入りタイヤを得るためのグリーンタイヤの成形工程には、円筒状に成形したカーカスプライを環状のビード部材に挿入する段階と、そのビード部材のビードフィラーを、本体部となるカーカスプライの中央部に圧着させる段階とが含まれる。

ところが、巻き上げ部となるカーカスプライの端部を途中まで巻き上げ（図３参照）、そのカーカスプライの端部とビードフィラーとがＶ字状の隙間を形成する状態（以下、巻き上げ途中状態）を保持しながら、カーカスプライの中央部にビードフィラーを圧着させる場合においては、ビードフィラーの押圧不足に起因したエア入りが発生しやすいことが判明した。本発明者が原因を調査したところ、巻き上げ途中状態では、カーカスプライの端部にロールが干渉しやすく、それが影響してビードフィラーの根元をロールで押圧するのが難しくなることが見出された。

特許文献１及び２には、ビードフィラーをカーカスプライに密着させるためのロールが記載されているが、どちらも巻き上げ途中状態で用いられるものではない。また、ロールの形状として、径一定の円柱状や、円錐状、半球状などが開示されているものの、巻き上げ途中状態で使用した場合は、いずれもカーカスプライの端部との干渉によりビードフィラーの押圧に支障を来たすことが懸念される。巻き上げ途中状態では、カーカスプライの端部との干渉の影響を抑えて、ビードフィラーの根元をロールで押圧することが大変重要となるが、そのための手法は上記文献に開示されていない。

特開２０１６−０６０１４８号 特開２０１７−０３９２５５号

本発明は、巻き上げ途中状態にあるカーカスプライの中央部にビードフィラーを適切に圧着してエア入りの発生を抑制可能なビード部材の圧着方法を提供することを目的とする。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係るビード部材の圧着方法は、環状のビードコアと、前記ビードコアから径方向外側に延びるビードフィラーとを有するビード部材に、円筒状に成形されたカーカスプライを挿入する第１の段階と、前記ビードコアを介して巻き上げられた前記カーカスプライの端部と前記ビードフィラーとがＶ字状の隙間を形成する状態を保持しながら、前記ビードフィラーを前記カーカスプライの中央部に圧着させる第２の段階とを含み、前記第２の段階では、径方向内側に向かって軸線からの距離が大きくなる傾斜押圧面を備えたロールを前記Ｖ字状の隙間に侵入させ、前記傾斜押圧面により前記ビードフィラーを押圧して前記カーカスプライの中央部に圧着させるものである。

この方法によれば、上記の如き傾斜押圧面を備えたロールを用いることにより、巻き上げ途中状態にあるカーカスプライの端部との干渉を避けて、または干渉したとしてもその影響を抑えて、ビードフィラーの根元をロールで押圧することができる。その結果、カーカスプライの中央部にビードフィラーを適切に圧着して、エア入りの発生を抑制できる。

Ｖ字状の隙間に侵入させたロールとカーカスプライの端部との干渉を避け、または干渉したとしてもその影響を抑える観点から、前記ビードフィラーの根元に近い方の前記ロールの端面と前記傾斜押圧面とが鋭角をなすことが好ましい。

ビードフィラーまたはカーカスプライの端部をロールで損傷させないうえで、前記ビードフィラーの根元に近い方の前記ロールの角部が円弧状に形成されていることが好ましい。

前記第２の段階では、前記ビード部材及び前記カーカスプライを支持する回転支持体を回転させながら、前記ロールを径方向外側に向けて移動させて、前記傾斜押圧面により前記ビードフィラーを根元から先端に向かって押圧することが好ましい。これにより、カーカスプライの中央部とビードフィラーとの間のエア残留を防いで、エア入りの発生を効果的に抑制できる。

Ｖ字状の隙間に侵入させたロールとカーカスプライの端部との干渉を避け、または干渉したとしてもその影響を抑える観点から、前記ロールは、軸直角方向よりも軸線方向に長い形状を有することが好ましい。

空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線半断面図 第１の段階を概略的に示す断面図 Ｖ字状の隙間が形成された状態を概略的に示す断面図 第２の段階を概略的に示す断面図 第３の段階を概略的に示す断面図 別実施形態における第２の段階を概略的に示す断面図

本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。まずは、図１を参照して、空気入りタイヤの構成の一例について説明する。次いで、図２〜５を参照して、その空気入りタイヤを得るためのグリーンタイヤの成形工程について説明する。

図１に示す空気入りタイヤＰＴは、一対のビード部１と、一対のビード部１の各々から径方向外側Ｒｏに延びる一対のサイドウォール部２と、サイドウォール部２の各々の径方向外側端に連なるトレッド部３とを備える。タイヤＰＴは、タイヤ赤道面ＴＥに関して左右対称に構成されている。ビード部１には、環状のビード部材１０が埋設されている。ビード部材１０は、環状のビードコア１ａと、ビードコア１ａから径方向外側Ｒｏに延びるビードフィラー１ｂとを有する。ビードコア１ａは、鋼線などの収束体をゴム被覆して形成されている。ビードフィラー１ｂは、断面三角形状の硬質ゴムで形成されている。

タイヤＰＴは、更に、一対のビード部１の間に架け渡されたトロイド状のカーカス層４と、トレッド部３の外表面を形成するトレッドゴム５と、サイドウォール部２の外表面を形成するサイドウォールゴム６と、ビード部１の外表面を形成するリムストリップゴム７とを備える。トレッド部３には、カーカス層４の径方向外側Ｒｏに積層されたベルト層８と、そのベルト層８の径方向外側Ｒｏに積層されたベルト補強層９とが設けられ、それらがトレッドゴム５で覆われている。トレッドゴム５の表面には、要求されるタイヤ性能や使用条件に応じたトレッドパターンが形成されている。タイヤＰＴの内表面は、インナーライナーゴム１１で形成されている。

カーカス層４は、タイヤ周方向に対して略直交する方向に配列した複数のカーカスコードをゴム被覆してなるカーカスプライ４０を含む。カーカスコードの材料には、スチールなどの金属、または、ポリエステルやレーヨン、ナイロン、アラミドなどの有機繊維が好ましく用いられる。カーカスプライ４０は、トレッド部３からサイドウォール部２を経てビード部１に至る本体部４１に、ビードフィラー１ｂのタイヤ幅方向外側に配置された巻き上げ部４２を一連に設けてある。カーカスプライ４０の端部は、ビード部材１０を挟み込むようにして径方向外側Ｒｏに巻き上げられて（即ち、ターンアップされて）いる。

ベルト層８は、タイヤ周方向に対して傾斜する方向に配列した複数のベルトコードをゴム被覆してなるベルトプライで形成されている。ベルト層８は、複数枚（本実施形態では二枚）のベルトプライにより構成され、そのプライ間でコードが互いに逆向きに交差するように積層されている。ベルトコードの材料には、スチールが好ましく用いられる。ベルト補強層９は、実質的にタイヤ周方向に延びるコードをゴム被覆してなる補強プライで形成されている。コードの材料には、有機繊維が好ましく用いられる。ベルト補強層９によってベルト層８を補強することにより、高速耐久性能を向上できる。

サイドウォールゴム６は、トレッドゴム５の側方部から径方向内側Ｒｉに延びてリムストリップゴム７に到達している。また、サイドウォールゴム６は、カーカス層４のタイヤ幅方向外側（図１の右側）に配置されている。このタイヤＰＴでは、サイドウォールゴム６の径方向外側Ｒｏの端部をトレッドゴム５の側方部に載せてなる、いわゆるサイドウォールオントレッド（ＳＷＯＴ：sidewall on tread）構造が採用されている。本実施形態では、ビード部１とサイドウォール部２との境界部にサイドプロテクタ１２が設けられている例を示す。

この空気入りタイヤＰＴを得るためのグリーンタイヤの成形工程では、まず、図２に示すように、環状のビードコア１ａと、そのビードコア１ａから径方向外側Ｒｏに延びるビードフィラー１ｂとを有するビード部材１０に、円筒状に成形されたカーカスプライ４０を挿入する（第１の段階）。このカーカスプライ４０は、第１成形ドラム２１の外周に沿って巻き付けることにより円筒状に成形されている。カーカスプライ４０は、第１成形ドラム２１に予め巻き付けられた未加硫のインナーライナーゴム１１及びリムストリップゴム７の外周に配置されている。

続いて、第１成形ドラム２１を少し拡径し、ビード部材１０の内周面にカーカスプライ４０を密着させ、それによって得られた円筒状成形体を第１成形ドラム２１から第２成形ドラム２２（図３参照）に移す。第２成形ドラム２２では、一対のビード部材１０を互いに近接移動させるとともに、円筒状成形体の中央部の内面側にエアを供給することで、図３のように本体部４１となるカーカスプライ４０の中央部を径方向外側Ｒｏに膨張させる。その際、巻き上げ部４２となるカーカスプライ４０の端部が、張力の作用によって径方向外側Ｒｏに持ち上がる。

図３では、カーカスプライ４０の端部が、途中まで巻き上げられ、完全には巻き上げられていない。カーカスプライ４０は巻き上げ途中状態にあり、そのカーカスプライ４０の端部とビードフィラー１ｂとがＶ字状の隙間３０を形成している。隙間３０は、径方向内側Ｒｉに向かって先細りになっており、ビードフィラー１ｂの根元に近付くにつれて幅狭になる。途中まで巻き上げられたカーカスプライ４０の端部は、径方向外側Ｒｏに向かってビードフィラー１ｂから徐々に離れるように傾いている。本実施形態では、このような隙間３０を形成する状態を保持しながら、ビードフィラー１ｂをカーカスプライ４０の中央部に圧着させる（第２の段階）。

第２の段階では、図４に示したロール５０が用いられる。ロール５０は、径方向内側Ｒｉに向かって軸線５１からの距離ｄが大きくなる傾斜押圧面５２を備える。軸線方向に対する傾斜押圧面５２の角度θ１は、例えば５〜１５度である。このロール５０をＶ字状の隙間３０に侵入させ、傾斜押圧面５２によりビードフィラー１ｂを押圧してカーカスプライ４０の中央部に圧着させる。かかる形状のロール５０を用いることにより、巻き上げ途中状態にあるカーカスプライ４０の端部との干渉を避けて、または干渉してもその影響を抑えて、ビードフィラー１ｂの根元をロール５０で押圧できる。その結果、カーカスプライ４０の中央部にビードフィラー１ｂを適切に圧着し、エア入りの発生を抑制できる。

また、第２の段階では、カーカスプライ４０を支持する第２成形ドラム２２（回転支持体に相当）を回転させながら、ロール５０を径方向外側Ｒｏに向けて移動させて、傾斜押圧面５２によりビードフィラー１ｂを根元から先端に向かって押圧する。本実施形態において、ビードフィラー１ｂを押圧する際のロール５０の移動経路は、図４に矢印Ａで示すようにビードフィラー１ｂの根元から先端に向かう一方向である。ロール５０は、軸線５１周りに回転自在に軸支されており、第２成形ドラム２２の回転に伴うビードフィラー１ｂの回転に追随して回転する。

ロール５０は、軸線５１を径方向内側Ｒｉに向かって幅方向外側（図４右側）に傾斜させた姿勢で、ロール軸５３によって上方から支持されている。ロール軸５３は、図示しないロール支持体に取り付けられている。ロール支持体は、径方向（図４の上下方向）及び幅方向（図４の左右方向）にロール５０を移動可能に構成されている。ロール支持体は、ビードフィラー１ｂの側面に傾斜押圧面５２を面接触させるようにしてロール５０を移動させる。必要であれば、ロール５０でビードフィラー１ｂを押圧する過程で、軸線５１の傾斜角度を変化させてもよい。

ロール５０は、径方向外側Ｒｏに上底を向け、径方向内側Ｒｉに下底を向けた円錐台形状に形成されている。したがって、ロール５０は、軸線方向（軸線５１の方向）と直交する軸直角方向から見て台形状をなす（図４参照）。傾斜押圧面５２は、直線状に形成されているが、外向きに凸状をなす緩やかな湾曲形状でもよい。ビードフィラー１ｂの根元に近い方のロール５０の端面５４（下底）は、軸線方向に垂直な平面で形成されている。本実施形態では、この端面５４と傾斜押圧面５２とが鋭角をなしており（θ２＜９０度）、かかる形状は、Ｖ字状の隙間３０に侵入させたロール５０とカーカスプライ４０の端部との干渉の影響を抑えるうえで有用である。

ビードフィラー１ｂやカーカスプライ４０の端部をロール５０で損傷させないよう、ビードフィラー１ｂの根元に近い方のロール５０の角部５５は円弧状に形成されている。これらのゴム部材の損傷を防ぐうえで、円弧状をなす角部５５の曲率半径は３ｍｍ以上であることが好ましい。また、ビードフィラー１ｂの根元を適切に押圧するうえで、角部５５の曲率半径は６ｍｍ以下であることが好ましい。本実施形態では、ロール５０が樹脂で形成されているが、ロール５０の材質は特に限定されない。

本実施形態において、ロール５０は、軸直角方向よりも軸線方向に長い形状を有する。即ち、軸直角方向の寸法である最大径Ｄ５０に比べて、軸線方向に沿った長さＬ５０の方が大きい。かかる形状は、Ｖ字状の隙間３０に侵入させたロール５０とカーカスプライ４０の端部との干渉の影響を抑えるうえで有用である。ビードフィラー１ｂを適切に押圧するうえで、軸線方向における傾斜押圧面５２の長さは、長さＬ５０の５０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましい。また、ビードフィラー１ｂを適切に押圧するうえで、軸線方向における傾斜押圧面５２の長さは、径方向に沿ったビードフィラー１ｂの長さの５０〜１００％であることが好ましい。

第２の段階の後、隙間３０からロール５０を引き上げ、図５のようにカーカスプライ４０の端部を更に巻き上げてビードフィラー１ｂに圧着させる（第３の段階）。これにより、Ｖ字状の隙間３０が閉じ、カーカスプライ４０の中央部（本体部４１）と端部（巻き上げ部４２）とでビード部材１０が挟み込まれる。カーカスプライ４０の端部の巻き上げは、図示しないターンアップブラダと呼ばれるゴムバッグを用いて行われる。その後、カーカスプライ４０の中央部を径方向外側Ｒｏに更に膨張させて、その外周面を別途作成したトレッドリング１３の内周面に密着させる。トレッドリング１３は、トレッドゴム５、ベルト層８及びベルト補強層９を含む円筒状成形体である。

第３の段階の後、サイドウォール部２にサイドウォールゴム６を設け、グリーンタイヤを成形する。サイドウォールゴム６は、例えばリボン巻き工法によって設けることができる。リボン巻き工法は、帯状のゴムリボンをタイヤ周方向に沿って巻回することにより、所望の断面形状を有するゴム部材を成形する工法である。成形したグリーンタイヤをタイヤ加硫金型に供給し、常法に従って加硫処理を施すことにより、加硫成形品としての空気入りタイヤＰＴが得られる。

本実施形態では、カーカスプライ４０の中央部を膨張させて拡径し、径方向外側Ｒｏに立ち上がったカーカスプライ４０にビードフィラー１ｂを圧着する例を示したが、これに限られず、例えば、図６に示すように、径方向外側Ｒｏに膨張させていないカーカスプライ４０の中央部に向けてビードフィラー１ｂを押し倒して圧着しても構わない。この場合は、軸線５１の傾斜角度を変化させながらロール５０を移動させればよい。その後、カーカスプライ４０の端部を巻き上げてビードフィラー１ｂに圧着させるとともに、カーカスプライ４０の中央部を径方向外側Ｒｏに膨出させることで、図５の状態となる。

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

１ ビード部
１ａ ビードコア
１ｂ ビードフィラー
１０ ビード部材
２２ 第２成形ドラム（回転支持体の一例）
３０ Ｖ字状の隙間
４０ カーカスプライ
４１ 本体部
４２ 巻き上げ部
５０ ロール
５１ 軸線
５２ 傾斜押圧面
５３ ロール軸
５４ 端面
５５ 角部

Claims (5)

1. 環状のビードコアと、前記ビードコアから径方向外側に延びるビードフィラーとを有するビード部材に、円筒状に成形されたカーカスプライを挿入する第１の段階と、
   前記ビードコアを介して巻き上げられた前記カーカスプライの端部と前記ビードフィラーとがＶ字状の隙間を形成する状態を保持しながら、前記ビードフィラーを前記カーカスプライの中央部に圧着させる第２の段階とを含み、
   前記第２の段階では、径方向内側に向かって軸線からの距離が大きくなる傾斜押圧面を備えたロールを前記Ｖ字状の隙間に侵入させ、前記傾斜押圧面により前記ビードフィラーを押圧して前記カーカスプライの中央部に圧着させる、ビード部材の圧着方法。
2. 前記ビードフィラーの根元に近い方の前記ロールの端面と前記傾斜押圧面とが鋭角をなす請求項１に記載のビード部材の圧着方法。
3. 前記ビードフィラーの根元に近い方の前記ロールの角部が円弧状に形成されている請求項１または２に記載のビード部材の圧着方法。
4. 前記第２の段階では、前記ビード部材及び前記カーカスプライを支持する回転支持体を回転させながら、前記ロールを径方向外側に向けて移動させて、前記傾斜押圧面により前記ビードフィラーを根元から先端に向かって押圧する請求項１〜３いずれか１項に記載のビード部材の圧着方法。
5. 前記ロールは、軸直角方向よりも軸線方向に長い形状を有する請求項１〜４いずれか１項に記載のビード部材の圧着方法。
   

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