JP4518883B2 - 空気入りタイヤの製造装置及び製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、この発明は空気入りタイヤの製造装置及び製造方法、より詳細にはビードリングにカーカスバンドを巻き付ける構造を有する空気入りタイヤの製造装置及び製造方法に関し、特にかかる空気入りタイヤにおけるビードリングへのカーカスバンドの巻付け不良の発生を防止する。

空気入りタイヤ、特にトラックやバスなどの重荷重用タイヤにおいては、ビードリングを埋設した一対のビード部間に少なくとも一枚のカーカスプライをトロイド状に延在させるとともに、カーカスプライの端部をビードリングの周りにタイヤ幅方向内側から外側へ巻き返して、タイヤ負荷転動中のカーカスプライの引抜けを防止した構造とするのが一般的である。ところが、このような従来の空気入りタイヤにあっては、カーカスプライの引抜け防止効果を高めビード部耐久性を向上させるために、カーカスプライの巻き返し高さを十分に高くすることが必要となるが、かかる構造は、同時にカーカスプライの端部を境としてタイヤ径方向内外側に剛性段差を生じさせることにもなるため、タイヤの負荷転動によりカーカスプライの端部近傍に応力が集中しやすく、ここからクラックが発生しビード部耐久性を低下させるという問題があった。

こうした問題に対し従来よりビード部構造を改良してクラックの発生を防止することが試みられており、例えば特許文献１及び２には、円筒状カーカスバンドの両端部領域の少なくとも一箇所に、予め外向きにくせ付けを施して折り曲げ加工部を形成しておき、この折り曲げ加工部の内側にビードリングを配置して、カーカスバンド端部でビードリングを包囲した空気入りタイヤが記載されている。かかるビード部構造は、カーカスバンドの端部がビードリングに沿って巻き付いているため、カーカスバンドの端部への応力の集中を抑制でき、クラックの発生の防止及びビード部耐久性の向上を実現できる。かかるビード部構造を有する空気入りタイヤの製造においては、生タイヤの成型に際して、ビードセッタにより折り曲げ加工部を幅方向外側に弾性変形した状態でビードリングを所定位置にセットし、ビードロックにより固定保持した後、ビードセッタを取り去って折り曲げ加工部を反発力の作用で復元させることによってカーカスバンドをビードリングに巻き付けることが行われている。

しかし、かかる生タイヤの成型は通常ブラダを有する成型ドラム上で行われ、またカーカスバンドの端部内面にはワイヤーチェーファーやゴムチェーファーが貼り付けられる場合もあるため、図５（ａ）に示すように、ビードリング１０１を保持したビードセッタ１０２をドラムの幅方向外側に動かして折り曲げ加工部１０３をドラムの幅方向外側に押圧して弾性変形させ、図５（ｂ）に示すように、凸状の両端部と凹状のビード収納部とを有するビードロック１０４によってビードリング１０１を所定位置に固定すると、折り曲げ加工部１０３の下部１０５がブラダ１０６やゴムチェーファーに密着し、図５（ｃ）に示すように、ビードセッタを取り去った後も、密着したブラダやゴムチェーファーが折り曲げ加工部の復元を妨げるため、折り曲げ加工部が完全に元の形状に復元することができず、ビードリングを十分に包囲することができない場合がある。このような状態の生タイヤから製品タイヤを製造すると、負荷転動中にカーカスバンドの端部がビードリングから外れやすくなり、ビード部故障を招くおそれがある。

特開２０００−２２５６５３号公報 特開２００１−２５２９９１号公報

したがって、この発明の目的は、折り曲げ加工部を有するカーカスバンドを含むゴム補強部材をビードリングに対して確実に巻き付け、高いビード部耐久性を発揮することができる空気入りタイヤの製造装置及び製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成するため、この発明に従う空気入りタイヤの製造装置は、外向きに折れ曲がる折り曲げ加工部を両側部に有するコードゴム引きシートを巻き付けて円筒状のカーカスバンドを含むゴム補強部材を形成するため幅中央に膨張可能なブラダを有する成型ドラムと、ビードリングを分離可能に保持した状態で、カーカスバンドの折り曲げ加工部に当接させながらドラム幅方向外側に移動させて折り曲げ加工部を弾性変形させつつビードリングをカーカスバンド上の所定位置にセットするビードセッタと、凸状の両端部及び該両端部間に位置する凹状のビード収納部を有し、所定位置にセットしたビードリングをドラム径方向内側から拡径してビード収納部に固定保持するビードロックと、ビードリングを固定保持した状態のビードロックの幅方向外端部上に位置するゴム補強部材をブラダとともにドラム径方向外側に持ち上げて折り曲げ加工部をビードリングに対して確実に巻き付ける巻付け促進手段とを具えたものである。この装置によれば、ビードセッタにより幅方向外側に弾性変形された折り曲げ加工部がブラダやゴムチェーファーに密着した場合にも、巻付け促進手段が折り曲げ加工部の復元を補助するため、折り曲げ加工部内にビードリングが完全に収納された状態で巻き付けを行うことができる結果、製品タイヤにおいて負荷転動中にカーカスバンドの端部がビード部から外れるおそれが無くなり、高いビード部耐久性を得ることができる。

この装置において、前記巻付け促進手段は、ビードロックの幅方向外端部に向かってその側面に沿ってドラム径方向外方に移動するプレート、又はビードロックの幅方向外端部に向かってその側面上を転動するロールとすることができる。

また、巻付け促進手段は、ブラダをドラム径方向外側に持ち上げる持ち上げ量を１０〜５０ｍｍの範囲とすることが好ましい。持ち上げ量が１０ｍｍ未満では折り曲げ加工部の復元を補助して巻き付けを促進する効果が不十分となるおそれがあるからであり、５０ｍｍを超えると折り曲げ加工部が当初の形状を越えて幅方向内側に変形してしまうおそれがあるからである。

そして、この発明に従う空気入りタイヤの製造方法は、幅中央に膨張可能なブラダを有する成型ドラム上に、外向きに折れ曲がる折り曲げ加工部を両側部に有する円筒状のカーカスバンドを含むゴム補強部材を準備し、ビードリングを分離可能に保持したビードセッタをカーカスバンドの折り曲げ加工部に当接させながらドラム幅方向外側に移動させて、折り曲げ加工部を弾性変形させつつ、ビードリングをカーカスバンド上の所定位置にセットし、凸状の両端部及び該両端部間に位置する凹状のビード収納部を有するビードロックをドラム径方向内側から拡径して、所定位置にセットしたビードリングをビード収納部に固定保持し、ビードセッタを前記折り曲げ加工部に当接させた状態を維持したまま、ビードセッタを、折り曲げ加工部の端がビードリングに巻き付く位置の手前のビードリングの径方向外方位置まで移動させ、巻付け促進手段を作動させて、ビードリングを固定保持した状態のビードロックの幅方向外端部上に位置するゴム補強部材の部分をブラダとともにドラム径方向外側に持ち上げ、ビードセッタを移動させて折り曲げ加工部との当接状態を解除することにより、折り曲げ加工部を復元させてビードリングに対して確実に巻き付ける生タイヤの製造工程を有するものである。この製造方法によれば、ビードセッタにより幅方向外側に弾性変形された折り曲げ加工部がブラダやゴムチェーファーに密着した場合にも、巻付け促進手段が折り曲げ加工部の復元を補助するため、折り曲げ加工部内にビードリングが完全に収納された状態で巻き付けを行うことができる結果、製品タイヤにおいて負荷転動中にカーカスバンドの端部がビード部から外れるおそれが無くなり、高いビード部耐久性を得ることができる。

この方法において、前記巻付け促進手段は、ビードロックの幅方向外端部に向かってその側面に沿ってドラム径方向外方に移動するプレート、又はビードロックの幅方向外端部に向かってその側面上を転動するロールとすることができる。

さらに、この方法においては、カーカスバンドの折り曲げ加工部を成型ドラム上で形成することもできるが、予め折り曲げ加工部を形成したカーカスバンドを成型ドラム上に供給することもできる。

この発明によれば、折り曲げ加工部を有するカーカスバンドを含むゴム補強部材をビードリングに対して確実に巻き付け、高いビード部耐久性を発揮することのできる空気入りタイヤの製造装置及び製造方法を提供することが可能となる。

以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は、この発明に従う代表的な空気入りタイヤの製造装置の要部の幅方向断面図である。図１（ａ）に示すように、製造装置１は、幅中央に膨張可能なブラダ２を有する成型ドラム３を具える。この成型ドラム３には、図１（ｂ）に示すように、外向きに折れ曲がる折り曲げ加工部４を両側部に有するコードゴム引きシートが巻き付けられ、円筒状のカーカスバンドを含むゴム補強部材５が形成される。なお、図１（ｂ）では、折り曲げ加工部４が３箇所の屈曲部を有するゴム補強部材を示したが、屈曲部が１箇所、２箇所、又は４箇所以上であってもよい。製造装置１は、ビードセッタ６、ビードロック７、及び巻付け促進手段８をさらに具える。ビードセッタ６は、ビードリング９を分離可能に保持することができ、ドラム幅方向Ｗ及び径方向Ｒの両方向に移動可能であり、カーカスバンドの折り曲げ加工部４に当接しながらドラム幅方向Ｗの外側に移動して折り曲げ加工部４を弾性変形させつつビードリング９をカーカスバンド上の所定位置にセットすることができる。ビードロック７は、図２に示すように、凸状の両端部１０と、この両端部１０の間に位置し、ビードリング９の形状に適合した凹状のビード収納部１１を有し、ドラム径方向Ｒの外側に移動してビードリング９をビード収納部１１に固定保持することができる。巻付け促進手段８は、ビードロック７の幅方向外側に配置されており、ドラム径方向Ｒの外側に移動してゴム補強部材５をブラダ２とともにドラム径方向Ｒの外側に持ち上げることができる。

なお、図示は省略したが、製造装置１が、成型ドラム３を回転するための駆動手段、コードゴム引きシートを供給するためのサービサ、供給されたゴム引きシートを接合までの間保持するオーリング等、通常の生タイヤ成型装置に必要とされる構成要素を具えることは言うまでもない。

次に、このように構成してなる製造装置１を用いて生タイヤを製造する方法について説明する。まず、成型ドラム３上に、外向きに折れ曲がる折り曲げ加工部４を両側部に有する円筒状のカーカスバンドを含むゴム補強部材５を準備する。そして、例えば磁気吸着によりビードリング９を分離可能に保持したビードセッタ６を、成型ドラム３の幅方向外側に向かって移動させ、図３（ａ）に示すように、カーカスバンドの折り曲げ加工部４に当接させる。この状態でビードセッタ６をさらに幅方向外側に移動させ、図３（ｂ）に示すように、ビードリング９がカーカスバンド上の所定位置、好ましくは折り曲げ加工部４が復元した際に、折り曲げ加工部４の屈曲部とビードリング９の頂点とが略一致する位置に達するまでカーカスバンドの折り曲げ加工部４をドラム幅方向外側に押圧して弾性変形させる。次いで、ビードセッタ６からビードリング９を分離した後、ビードロック７をドラム径方向内側から拡径し、図３（ｃ）に示すように、ゴム補強部材５を挟んで、所定位置にセットしたビードリング９をビード収納部１１に固定保持する。この際、弾性変形した折り曲げ加工部４と、ビードロック７の両端部１０により径方向外方に押し上げられたブラダ２とが密着する。この状態でビードセッタ６を退避させても折り曲げ加工部４の復元が妨げられ巻付け不良が発生する場合がある。このため、この発明では、図３（ｄ）に示すように、ビードセッタ６を折り曲げ加工部６に当接させた状態を維持したまま、ビードセッタ６を、折り曲げ加工部４の端がビードリング９に巻き付く位置の手前のビードリング９の径方向外方位置まで移動させ、巻付け促進手段８を作動させて、ビードリング９を固定保持した状態のビードロック７の幅方向外端部上に位置するゴム補強部材５をブラダ２とともにドラム径方向外側に持ち上げ、ビードセッタ６を径方向外側に移動させて折り曲げ加工部４との当接状態を解除すれば、図３（ｅ）に示すように、折り曲げ加工部４が弾性力により復元してビードリング９に対して確実に巻き付くことができる。

以上のような一連の作業を終えた後は、生タイヤの成型の終了に至るまで、従来の一般的な製造方法に従って工程を進める。そして、このようにして得られた生タイヤを加硫すると、ビード部耐久性に特に優れた製品タイヤが得られる。

また、図３（ａ）〜（ｅ）では、巻付け促進手段８は、ビードロック７の幅方向外端部に向かってその側面に沿ってドラム径方向外方に移動するプレートとしたが、ビードロック７の幅方向外側面形状を、例えば図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、径方向内側に向かってなだらなか曲面形状とし、巻付け促進手段をビードロックの径方向外側に向かってその外側面上を転動するロール１２としてもよい。この場合には、例えばエアシリンダー１３によりロール１２を駆動し、ビードリング９を固定保持した状態のビードロック７の幅方向外端部上に位置するゴム補強部材５をブラダ２とともにドラム径方向外側に持ち上げる。その後、ビードセッタ６を退避させれば、プレート状の巻付け促進手段を用いた場合と同様に、折り曲げ加工部４をビードリング９に対して確実に巻き付けることができる。

ゴム補強部材５は、サービサから供給されるインナーライナー、チェーファー等を成型ドラムに巻き付け、次いで、通常の空気入りタイヤの製造にも用いられるフラットな状態のコードゴム引きシートを供給した後、成型ドラム上で折り曲げ加工を施してもよい。あるいは、コードゴム引きシートとして、外向きに折れ曲がる折り曲げ加工部をその両側部に予め形成した状態のものを成型ドラムに供給してもよい。

以上の説明から明らかなように、この発明によれば、折り曲げ加工部を有するカーカスバンドを含むゴム補強部材をビードリングに巻き付けるに当たって、ビードセッタにより弾性変形した折り曲げ加工部を完全に復元させ、これによりゴム補強部材をビードリングに対して確実に巻き付け、高いビード部耐久性を発揮することのできる空気入りタイヤの製造装置及び製造方法を提供することが可能となった。

（ａ）及び（ｂ）は、この発明に従う代表的な空気入りタイヤの製造装置の要部の幅方向断面図である。 図１に示すビードロックの要部の拡大断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、この発明に従いビードリングを折り曲げ加工部内にセットする工程図である。 （ａ）及び（ｂ）は、この発明に従う他の製造装置の巻付け促進手段の概略図である。 （ａ）〜（ｃ）は、従来の製造方法に従いビードリングを折り曲げ加工部内にセットする工程図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ製造装置
２ ブラダ
３ 成型ドラム
４ 折り曲げ加工部
５ ゴム補強部材
６ ビードセッタ
７ ビードロック
８ 巻付け促進手段
９ ビードリング
１０ ビードセッタの両端部
１１ ビードセッタのビード収納部
１２ ロール
１３ エアシリンダー

Claims (9)

1. 外向きに折れ曲がる折り曲げ加工部を両側部に有するコードゴム引きシートを巻き付けて円筒状のカーカスバンドを含むゴム補強部材を形成するため幅中央に膨張可能なブラダを有する成型ドラムと、ビードリングを分離可能に保持した状態で、カーカスバンドの折り曲げ加工部に当接させながらドラム幅方向外側に移動させて折り曲げ加工部を弾性変形させつつビードリングをカーカスバンド上の所定位置にセットするビードセッタと、凸状の両端部及び該両端部間に位置する凹状のビード収納部を有し、所定位置にセットしたビードリングをドラム径方向内側から拡径してビード収納部に固定保持するビードロックと、ビードリングを固定保持した状態のビードロックの幅方向外端部上に位置するゴム補強部材をブラダとともにドラム径方向外側に持ち上げて折り曲げ加工部をビードリングに対して確実に巻き付ける巻付け促進手段とを具えてなる空気入りタイヤの製造装置。
2. 前記巻付け促進手段はビードロックの幅方向外端部に向かってその側面に沿ってドラム径方向外方に移動するプレートである、請求項１に記載の空気入りタイヤの製造装置。
3. 前記巻付け促進手段はビードロックの幅方向外端部に向かってその側面上を転動するロールである、請求項１に記載の空気入りタイヤの製造装置。
4. 前記巻付け促進手段は、ブラダをドラム径方向外側に持ち上げる持ち上げ量を１０〜５０ｍｍの範囲とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気入りタイヤの製造装置。
5. 幅中央に膨張可能なブラダを有する成型ドラム上に、外向きに折れ曲がる折り曲げ加工部を両側部に有する円筒状のカーカスバンドを含むゴム補強部材を準備し、
   ビードリングを分離可能に保持したビードセッタをカーカスバンドの折り曲げ加工部に当接させながらドラム幅方向外側に移動させて、折り曲げ加工部を弾性変形させつつ、ビードリングをカーカスバンド上の所定位置にセットし、
   凸状の両端部及び該両端部間に位置する凹状のビード収納部を有するビードロックをドラム径方向内側から拡径して、所定位置にセットしたビードリングをビード収納部に固定保持し、
   ビードセッタを前記折り曲げ加工部に当接させた状態を維持したまま、ビードセッタを、折り曲げ加工部の端がビードリングに巻き付く位置の手前のビードリングの径方向外方位置まで移動させ、
   巻付け促進手段を作動させて、ビードリングを固定保持した状態のビードロックの幅方向外端部上に位置するゴム補強部材の部分をブラダとともにドラム径方向外側に持ち上げ、
   ビードセッタを移動させて折り曲げ加工部との当接状態を解除することにより、折り曲げ加工部を復元させてビードリングに対して確実に巻き付ける生タイヤの製造工程を有することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
6. 前記巻付け促進手段はビードロックの幅方向外端部に向かってその側面に沿ってドラム径方向外方に移動するプレートである、請求項５に記載の空気入りタイヤの製造方法。
7. 前記巻付け促進手段はビードロックの幅方向外端部に向かってその側面上を転動するロールである、請求項５に記載の空気入りタイヤの製造方法。
8. カーカスバンドの折り曲げ加工部を成型ドラム上で形成する、請求項５〜７のいずれか一項に記載の空気入りタイヤの製造方法。
9. 予め折り曲げ加工部を形成したカーカスバンドを成型ドラム上に供給する、請求項５〜７のいずれか一項に記載の空気入りタイヤの製造方法。

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