JP4818902B2 - 生タイヤの製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

この発明は、製品タイヤの内面形状と対応する外面形状を有する剛性コア上に、所要のタイヤ構成部分を所定の順序で配置することによって生タイヤを製造する方法および、その方法の実施に用いる、生タイヤの製造装置に関するものであり、とくには、製品タイヤにおける、スチールコードからなるカーカスプライの、ビードリング、たとえば、多角形横断面形状を有するビードリングに対する耐引き抜け性を大きく向上させるべく、カーカスプライ素材の端部分を、スチールコードの塑性変形下で、ビードリングの周りに巻付け固定する技術を提案するものである。

製品タイヤの内面形状と対応する外面形状を有する剛性コア上で生タイヤを成型する場合には、製品タイヤのカーカスプライの耐引き抜け性を向上させてビード部耐久性を高めるべく、特許文献１および、特願２００６−５６０７８号に開示されているように、スチールコードからなるカーカスプライ素材のそれぞれ端部分を、スチールコードの弾性変形下で、対をなすそれぞれのビードリングの周りに、内側から外側へ、そしてまた、外側から内側に向けて順次に巻き回すとともに、カーカスプライ素材のこの巻き回し端部分を、拘束部材をもって、半径方向外方側からビードリングに拘束することが提案されている。
特開２００６−６２４９５号公報

しかるに、これらの提案技術にあっては、カーカスプライ素材のスチールコードは、それらの弾性変形状態でビードリングに拘束されていることから、成型された生タイヤに対する加硫成形前の時点において、前記拘束部材が、スチールコードの弾性復元力によって、ビードリングに対し、生タイヤ中心軸線の外側方向へ押し出される傾向にあるとともに、カーカスプライ素材それ自体が元形状に復帰しようとする傾向にあるため、拘束部材の位置および、カーカスプライ素材の形状等を十分安定に保つことができないという問題があり、このことは、生タイヤの加硫成形の初期で、ゴムが加熱によって軟化して、拘束部材の変位および、カーカスプライ素材の変形に対する、ゴムの拘束力が低下した場合にとくに重大であった。

この発明は、提案技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、カーカスプライ素材の、ビードリングに対する巻き回し端部分を、前述した拘束部分その他の別添部分をもって、ビードリングに拘束する必要なしに、ビードリングの周りに、所期した通りに確実に巻付け、そして保持することを可能とした生タイヤの製造方法および、その方法の実施に用いる、生タイヤの製造装置を提供するにある。

この発明に係る生タイヤの製造方法は、製品タイヤの内面形状と対応する外面形状を有する、分解、組立てが可能な剛性コア上に、所要のタイヤ構成部材を所定の順序で配設して生タイヤを成型するに当って、剛性コア上に、スチールコードからなる、所定長さの、一本もしくは複数本を単位とするカーカスプライ素材を貼付けるとともに、そのカーカスプライ素材の各端部分に、剛性コアの半径方向外方側に折れ曲がる向きの一個所以上のくせ付け加工を施し、これらのことを剛性コアの全周にわたって繰返して、両端部分にくせ付け加工部分を有するカーカスバンドを形成し、次いで、剛性コアの両側部で、カーカスバンドの端部分の外周側に、少なくとも一対のビードリングを配設し、しかる後、カーカスバンドのくせ付け加工部分を、ビードリングの周りに、塑性変形させながら巻付けるものであって、くせ付け加工部分を設けたカーカスバンドの両端部分を、剛性コアの両側部に、それと同心配置した、剛性コアより小径の、たとえばそれと一体的に回動変位される位置決めリングの周面上に拘束した状態で、それらの端部分の周りにビードリングを嵌め合わせ配置するものである。

この場合好ましくは、単位カーカスプライ素材を、そこへの引張力の作用下で剛性コア上に貼付けるものとする。

ここで、単位カーカスプライ素材の端部分へのくせ付け加工は、たとえば、カーカスプライ素材の、剛性コア上への貼付けをも司ることのできるクランパの挟持力をもって行うことが好ましく、また好ましくは、くせ付け加工部分の、ビードリングの周りへの巻付け固定を、多角形横断面形状を有するビードリングの一以上の角部に、くせ付け加工個所を対応させて位置させた状態にて行うものとする。

以上のような方法においては、くせ付け加工部分のビードリングの周りへの巻付けに先だって、カーカスバンド上の対をなすビードリングを、そのカーカスバンドの変形を伴って、剛性コアのそれぞれの側部に隣接して位置する、それらの所定のセット位置に変位させることが好ましく、また、くせ付け加工部分の、ビードリングの周りへの巻付け固定を、そのくせ付け加工部分に、剛性コアの軸縁方向の外側からビードリングに抱着く向きの変形を生じさせることによって行うことが好ましい。

そして、これらの場合の、くせ付け加工部分の、ビードリングの周りへの巻付けは、カーカスバンドおよびビードリングをビードロック手段によって位置決め保持した状態で、剛性コアに対してビードロック手段の外側に隣接して位置する巻付け手段に、半径方向の拡径変位を行わせることによって、そのくせ付け加工部分の、半径方向外向きの塑性変形をもたらすことにて行うことが好ましい。

この発明に係る生タイヤの製造装置は、製品タイヤの内面形状と対応する外面形状を有する、先に述べたと同様の剛性コアを回転駆動軸に取付けて設け、この剛性コアの両側部に、剛性コアより小径の位置決めリングを、剛性コアの回転駆動軸上に固定して設けるとともに、この位置決めリングと剛性コアとの間に、半径方向に拡縮変位されてビードリンングおよびカーカスバンドを拘束し、また解放するビードロック手段を設け、そしてまた、ビードロック手段と位置決めリングとの間に、これも半径方向に拡縮変位されて、カーカスバンド端部分のくせ付け加工部分のビードリングの周りへの巻付き変形をもたらすカーカスバンド巻付け手段を設け、さらに、スチ−ルコードからなる所定長さの単位カーカスプライ素材の端部分を挟持して、各端部分の一個所以上にくせ付け加工を施すクランパを設けたものである。

ここで好ましくは、位置決めのリングの周面を、剛性コアから離れるにつれて漸次小径となるテーパ面とし、また好ましくは、位置決めリングに、その周面上にカーカスバンドの端部分を、粘着、吸着等によって位置決め保持するカーカスバンドの拘束手段を設ける。

この発明に係る生タイヤの製造方法では、スチールコードからなる、所定の単位のカーカスプライ素材の各端部分に、半径方向外方側に折れ曲がる向きの、一個所以上の、塑性変形になるくせ付け加工を施すとともに、このような、カーカスプライ素材の多数本からなるカーカスバンドの端部分のそのくせ付け加工部分を、その端部分に嵌め合わせたビードリングの周りに、これもまた塑性変形によって巻付けることにより、各単位カーカスプライ素材、直接的にはそれを形成するスチールコードを、ビードリングの周りに所期した通りに確実に巻付けることができ、また、各塑性変形に基いてその巻付け姿勢を確実に維持することができるので、提案技術で述べたような拘束部材等の適用を不要とすることができる。

従って、カーカスプライ素材の弾性復元力に起因する、拘束部材等の変位および、カーカスプライ素材それ自体の弾性復元変形等のおそれを十分に取り除いて、カーカスバンド、ひいては、製品タイヤにおけるカーカスプライの、ビードリングに対する巻付け固定形態を、常に所期した通りの一定のものとすることができる。

この場合において、単位カーカスプライ素材を、張力を作用させて剛性コア上に貼付けるときは、加硫成形後の製品タイヤ内での、カーカスプライコードの直線的な延在形態を常に確実なものとすることができる。

また、くせ付け加工部分を設けたカーカスバンドの両端部分を、小径の位置決めリングの周面上に拘束した、それらの端部分の位置決めの状態で、それらの端部分の周りにビードリングを嵌め合わせ配置するときは、対をなすビードリングを、カーカスバンドのくせ付け加工部分との干渉なしに所期した通りの位置に円滑に、かつ正確に位置決め配置することができる。

ここで、単位カーカスプライ素材の端部分へのくせ付け加工を、クランパの挟持力によって機械的に、または人力にて行うときは、剛性コアの側部で、再現性が良く、精度の高いくせ付け加工を確実に施すことができる。

そして、くせ付け加工を施した後における、カーカスバンドのくせ付け加工部分の、ビードリングの周りへの巻付けを、多角形横断面形状を有するビードリングの一以上の角部に、くせ付け加工個所を対応させて位置させた状態にて行う場合は、製品タイヤのカーカスプライの、ビードリングへの掛合固定力を高めて、カーカスプライの耐引き抜け性を大きく向上させることができる。

なお、くせ付け加工部分の、ビードリングの周りへの巻付けに先だって、カーカスバンド上の対をなすビードリングを、そのカーカスバンドの変形を伴って、剛性コアのそれぞれの側部に隣接して位置する、それらの所定のセット位置に変位させる場合には、カーカスバンドの、剛性コアへの巻付き姿勢に加え、それのくせ付け加工部分の、ビードリングへの巻付き姿勢を、製品タイヤ内でのその巻付き姿勢とほぼ等しくすることができるので、くせ付け加工部分をビードリングに巻付けた後に、それらのビードリングを所定のセット位置に変位させる場合に比し、各巻付き姿勢の変化のおそれを有効に取り除くことができて、製品タイヤのカーカスプライに、所期した通りの高い耐引き抜け性を付与することができ、また、製品タイヤの骨格構造としてのカーカスプライのパスライン等、ひいては、製品タイヤの寸法、形状その他の意図しない変動を有効に防止することができる。

またここで、くせ付け加工部分のビードリングの周りへの巻付けを、そのくせ付け加工部分に、剛性コアの軸線方向の外側からビードリングに抱着く向きの変形を生じる事によって行うときは、剛性コアの軸線方向の内側から抱着く向きの変形を生じさせる場合に比し、その変形を容易に行わせることができ、また、ビードリングへの巻付き精度を十分に高めることができる。

そして、くせ付け加工部分の以上のような巻付けを、カーカスバンドおよびビードリングの、ビードロック手段による位置決め保持状態で、剛性コアに対してビードロック手段の外側に隣接して位置する巻付け手段の、半径方向の拡径変位により、くせ付け加工部分を半径方向外向きに塑性変形させることによって行う場合には、ビードロック手段の作用下で、簡単な構造の装置により、所期した通りの塑性変形を簡易に行わせることができる。

この発明に係る生タイヤの製造装置では、たとえば、単位カーカスプライ素材の両端部分をクランパで挟持して、そこへの張力の作用下で、カーカスプライ素材を剛性コア上に貼付けるとともに、そのカーカスプライ素材の各端部分に、クランパの、機械的な、また人力による締め込み力をもって、剛性コアの半径方向外方側に折れ曲がる向きの一個所以上のくせ付け加工を施して、そのカーカスプライ素材のそれぞれの端部分を、位置決めリングの周面上に位置決め配置し、このことを、剛性コアおよび位置決めリングを所定の角度範囲で割出し回動させながら、剛性コアの全周にわたって繰返して、両端部分にくせ付け加工部を有する、多数本のカーカスプライ素材からなるカーカスバンドを形成し、そして、剛性コアの両側部で、カーカスバンドの端部分の外周側に、少なくとも一対のビードリングを位置決め配置し、その後、カーカスバンド上の対をなすそれらのビードリングを、カーカスバンドの変形を伴って、剛性コアのそれぞれの側部に隣接して位置する、それらの所定のセット位置に変位させた状態で、ビードロック手段を拡径変位させてカーカスバンドおよびビードリングを位置決め保持し、続いて、カーカスバンド巻付け手段を拡径変位させることによって、カーカスバンドのくせ付け加工部分をビードリングの周りで半径方向外向きに塑性変形させて、そのくせ付け加工部分を、ビードリングに、剛性コアの軸線方向の外側から抱着く向きに巻付き固定させることにより、先の方法発明を、簡単な構造の下で、常に適正に、かつ確実に実現することができる。

ところで、かかる装置において、位置決めリングに、それの周面上へのカーカスバンドの拘束手段、たとえば、スチールコードの磁気吸着手段、多くは被覆ゴムを伴うカーカスプライ素材、ひいては、カーカスバンドの負圧吸着手段、カーカスバンドの粘着保持手段等を設けた場合には、カーカスバンドの端部分の、位置決めリング上での変位等を確実に防止して、ビートリングの、所期した通りの嵌め合わせを担保するとともに、カーカスプライ素材への不測の捩れ等の発生のおそれを十分に取り除くことができる。

そして、位置決めリングの周面を、剛性コアから遠去かるにつれて漸次小径となるテーパ面としたときは、カーカスプライ素材、ひいては、カーカスバンドを、剛性コアへの最終的な貼付け形態により近づけて位置決めすることができるとともに、カーカスプライ素材の端部分へのくせ付け加工に当り、クランパ等と位置決めリングとの干渉のおそれをより有利に取り除くことができ、結果として、カーカスプライ素材の、剛性コアへの貼付け精度が高くなり、この一方で、クランパ等のくせ付け加工手段に対する設計の自由度が高まることになる。

図１は、この発明に係る装置の実施形態を示す半径方向の部分断面図である。
ここでは、製品タイヤの内面形状と対応する外面形状を有し、セグメント状に分解し、また組立てることができる剛性コア１を回転駆動軸２に固定して設けるとともに、この剛性コア１の両側部で、図では、コア１から遠去かるにつれて漸次小径となるテーパ周面を有し、全体として円錐台状をなす、コア１より小径の位置決めリング３を、回転駆動軸２上にコア１と同芯に固定して配設する。

ところで、この位置決めリング３には、その周面上にカーカスバンドの端部分を、磁気吸着、負圧吸着、粘着その他によって位置決めし、保持する、図示しないカーカスバンド拘束手段を設けることが好ましい。

また、それぞれの位置決めリング３と剛性コア１との間に、半径方向に拡縮変位されて、後述するように、ビードリングをカーカスバンドとともに位置決め保持し、そして解放するそれぞれのビードロック手段４を配設するとともに、各ビードロック手段４と位置決めリング３との間に、これも半径方向に拡縮変位されて、カーカスバンドの、ビードロック手段４よりも軸線方向外側へ突出する端部分を半径方向外向きに塑性変形させるべく機能するカーカスバンド巻付け手段５を配設する。

さらにこの装置では、たとえば図に仮想線で示すように、スチールコードからなる、所定長さの、一本もしくは複数本を単位とするカーカスプライ素材６の各端部分を挟持して、そのカーカスプライ素材６を剛性コア１上に、好ましくは引張力の作用下で貼付けるとともに、その各端部分の一個所以上、図では二個所に、剛性コア１の半径方向外方側に折れ曲がる向きのくせ付け加工を、所要のタイミングで施す一対のクランパ７を配設する。

以上のように構成してなる装置を用いて生タイヤを製造するに当っては、多くは、所要のタイヤ構成部材の一種類以上を剛性コア１上に予め貼着させた後、ビードロック手段４およびカーカスバンド巻付け手段５のそれぞれの、タイヤ成型作業の妨げとならない縮径位置への予めの変位状態で、剛性コア１および位置決めリング３を所要の割出し回動位置にもたらして、一対のクランパ７で両端部分を挟持した単位カーカスプライ素材６を、そこへの引張力の作用下で、剛性コア１の周面上に所要の延在姿勢で粘着させるとともに、それらのクランパ７により、カーカスプライ素材６のそれぞれの端部分に、所要のタイミングで、剛性コア１の半径方向外方側に折れ曲がる向きの、たとえば二個所の塑性変形になるくせ付け加工を施す、

図２は、このくせ付け加工を、単位カーカスプライ素材６の一方の端部分について拡大して例示する断面図であり、ここではたとえば、クランパ７の雄型部材７ａを、雌型部材７ｂ内へ、プライ素材６の端部分ととも押込んで、その端部分に図２（ｃ）に示すように、両型部材７ａ，７ｂの作用部の断面輪部形状と対応する、塑性変形域の型押し変形をもたらすことによって行うことができる。

そして、このようにしてくせ付け加工を行った後の、カーカスプライ素材６の各端部分は、それをクランパ７から解放して、図３に、これも一方の端部分について拡大して例示するように、その端部分それ自体の重量等に基いて、剛性コア１より小径の位置決めリング３の周面上に載置することが好ましく、また、その端部分をリング３の周面上に吸着、粘着等させる適宜のカーカスバンド拘束手段によってその周面上に位置決め保持することがより好ましい。

このような、単位カーカスプライ素材６の、剛性コア１上への貼り付け、その端部分へのくせ付け加工および、くせ付け加工を終えたプライ素材端部分の、リング周面上への載置ないしは位置決め保持を、剛性コア１の割出し運動に基いて、それの全周にわたって行って、単層構造または複層構造になるカーカスバンドを形成した後は、たとえば図４（ａ）に示すように、カーカスバンド８の、小径位置決めリング３の周面上に位置するくせ付け加工部分８ａを経て、Ｏリング等にて保持した、一対以上の対をなすビードリング、図では、所定の直径の一対のビードリング９を、そのくせ付け加工部分８ａとの干渉なしに、それより剛性コア側の位置まで嵌め合わせて、それらのビードリング９を、図４（ｂ）に示すように、剛性コア１の両側部で、カーカスバンド８の端部分の外周側位置に配置する。

その後は図５（ａ）に例示するように、カーカスバンド８上の対をなすビードリング９を、そのカーカスバンド８の変形を伴って、剛性コア１のそれぞれの側部に隣接して位置する、それらの所定のセット位置に変位させ、次いで、図５（ｂ）に例示するように、ビードロック手段４を拡径変位させて、ビードリング９を、カーカスバンド８の端部分とともに、それらの幾分の拡径変形下で位置決め保持し、さらには、ビードロック手段４によるこの位置決め保持状態を維持しつつ、図５（ｃ）に示すように、ビードロック手段４の外側に隣接して位置するカーカスバンド巻付け手段５を拡径変位させて、カーカスバンド８の、ビードリング９から軸線方向外側へ突出する、くせ付け加工部分８ａを含む端部分を、半径方向外向きに塑性変形させ、これにより、そのくせ付け加工部分８ａを、ビードリング９の周りに、剛性コア１の軸線方向の外側から抱着く向きに塑性変形させて巻付かせる。

この場合、好適には、多角形横断面形状を有するビードリング９の一以上の角部に、くせ付け加工個所を対応させて位置させた状態でその巻付け加工を行うものとし、これによれば、カーカスバンド８の端部分の、ビードリング９への固定強度をより効果的に高めることができる。

以上のようにして、カーカスバンド８の端部分の、ビードリング９の周りへの巻付け加工を施した後は、カーカスバンド巻付け手段５を縮径変位させ状態で、カーカスバンド８の外面側に、他の所要のタイヤ構成部材を所定の順序で配設することによって、剛性コア１上に生タイヤを成型する。

以上、この発明の実施の形態を図面に示すところに基いて説明したが、剛性コア１より小径の位置決めリング３の周面を、軸線方向の全長にわたって均一直径となる円筒面とすることもでき、また、位置決めリング３を回転駆動軸２上で、剛性コア１に対し、スプライン、セレーション等の作用下で、所要に応じて接近および離隔変位可能とすること、および、そのスプライン、セレーション等をもって、位置決めリング３を、回転駆動軸２に対して所要に応じて掛脱可能とすることもできる。

この発明に係る装置の実施形態を示す半径方向の部分断面図である。 一方のクランパの要部を拡大して例示する、くせ付け加工工程図である。 一方の位置決めリングを拡大して例示する作用説明図である。 カーカスバンドの端部分へのビードリングの嵌め合わせ工程を例示する図である。 くせ付け加工部分のビードリングへの巻付け工程を例示する図である。

符号の説明

１ 剛性コア
２ 回転駆動軸
３ 位置決めリング
４ ビードロック手段
５ カーカスバンド巻付け手段
６ カーカスプライ素材
７ クランパ
７ａ 雄型部材
７ｂ 雌型部材
８ カーカスバンド
８ａ くせ付け加工部分
９ ビードリング

Claims (10)

1. 製品タイヤの内面形状と対応する外面形状を有する剛性コア上に、所要のタイヤ構成部材を所定の順序で配設して生タイヤを成型するに当り、
   剛性コア上に、スチールコードからなる、所定長さの単位カーカスプライ素材を貼付けるとともに、そのカーカスプライ素材の各端部分に、剛性コアの半径方向外方側に折れ曲がる向きの一個所以上のくせ付け加工を施し、これらのことを剛性コアの全周にわたって繰返して、両端部分にくせ付け加工部分を有するカーカスバントを形成し、次いで、剛性コアの両側部で、カーカスバンドの端部分の外周側に、少なくとも一対のビードリングを配設し、さらに、カーカスバンドのくせ付け加工部分を、ビードリングの周りに、塑性変形下で巻付ける生タイヤの製造方法であって、
   くせ付け加工部分を設けたカーカスバンドの両端部分を、剛性コアの両側部に配設した、それより小径の位置決めリングの周面上に拘束した状態で、それらの端部分の周りにビードリングを配設する生タイヤの製造方法。
2. 単位カーカスプライ素材を、そこへ張力を作用させながら剛性コア上に貼付ける請求項１に記載の生タイヤの製造方法。
3. 単位カーカスプライ素材の端部分へのくせ付け加工を、クランパの挟持力にて行う請求項１または２に記載の生タイヤの製造方法。
4. くせ付け加工部分の、ビードリングの周りへの巻付けを、多角形横断面形状を有するビードリングの一以上の角部に、くせ付け加工個所を対応させて位置させた状態にて行う請求項１〜３のいずれに記載の生タイヤの製造方法。
5. くせ付け加工部分の、ビードリングの周りへの巻付けに先だって、カーカスバンド上の対をなすビードリングを、そのカーカスバンドの変形を伴って、剛性コアのそれぞれの側部に隣接して位置する、それらの所定のセット位置に変位させる請求項１〜４のいずれかに記載の生タイヤの製造方法。
6. くせ付け加工部分の、ビードリングの周りへの巻付けを、そのくせ付け加工部分に、剛性コアの軸線方向の外側からビードリングに抱着く向きの変形を生じさせることにより行う請求項１〜５のいずれかに記載の生タイヤの製造方法。
7. くせ付け加工部分の、ビードリングの周りへの巻付けを、カーカスバンドおよびビードリングがビードロック手段によって位置決め保持された状態で、剛性コアに対してビードロック手段の外側に隣接して位置する巻付け手段の半径方向の拡径変位により、そのくせ付け加工部分を半径方向外向きに変形させることによって行う請求項５もしくは６に記載の生タイヤの製造方法。
8. 製品タイヤの内面形状と対応する外面形状を有する剛性コアおよび、この剛性コアのそれぞれの側部に配置され、その剛性コアの回転駆動軸上に固定された、剛性コアより小径の位置決めリングを設けるとともに、位置決めリングと剛性コアとの間に配設されて半径方向に拡縮変位されるビードロック手段および、このビードロック手段と位置決めリングとの間に配設されて半径方向に拡縮変位されるカーカスバンド巻付け手段を設け、また、スチールコードからなる所定長さの単位カーカスプライ素材の端部分を挟持して、各端部分の一個所以上にくせ付け加工を施すクランパを設けてなる生タイヤの製造装置。
9. 位置決めリングに、それの周面上へのカーカスバンドの拘束手段を設けてなる請求項８記載の生タイヤの製造装置。
10. 位置決めリングの周面を、剛性コアから離れるにつれて漸次小径となるテーパ面としてなる請求項８もしくは９に記載の生タイヤの製造装置。

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