JP4975323B2 - クラウン補強プライ成形ドラム - Google Patents

Description

本発明はタイヤの製造分野に関し、より詳しくは、クラウン補強ベルトの製造分野に関する。これらのクラウン補強ベルトは、通常、互いに積重ねられた１つ以上のプライからなる。これらの各プライは、互いに平行でかつゴム状配合物でコーティングされたケーブルで形成されている。これらのケーブルは、タイヤの周方向に対して所与の角度を形成している。ケーブルは１つ以上のストランドで構成されており、ストランド自体は、テクスタイルで作られたユニットコード、クラウン補強プライの場合にはより一般的に金属で作られたユニットコードから形成される。

タイヤに予期する品質を付与するため、一般に、補強ベルトが少なくとも２つのプライで形成される。該プライのケーブルは、周方向に対して互いに逆符号をもつ角度を形成し、該角度の絶対値は互いに近い値であるが、必ずしも同一ではない。ひとたび所定位置に配置されると、これらのプライは、カーカス補強体（該カーカス補強体のケーブルは長手方向に対して９０°の角度を形成する）のプライとのトライアンギュレーション（triangulation）を行う。

タイヤ工業界で一般的に使用されている製造方法によれば、クラウン補強プライは、第一段階で得られたカーカスが成形された後、すなわち実質的に円筒状のタイヤブランクに円環形状が付与された後に敷設される。前記カーカスは、一般に、両端がビード補強リングに係止されたカーカス補強プライを有している。
ベルトプライは、ブランクの直径がタイヤの最終直径（definitive diameter）に近付いたときに敷設される。この直径は、最終ブランクを加硫プレス内に挿入できる直径として計算される。

他の方法は、クラウン状と呼ばれる円筒体の上にクラウンの全体を作ることからなる。円筒体の直径も最終直径にほぼ等しく、また、円筒体の上にはクラウン補強プライと、タイヤのクラウンセクションを構成し、特にトレッドを有しているプロファイル付要素（profiled elements）とが連続的に堆積される。次に、完成クラウンがトランスファリングによりカーカスに搬送され、該カーカスはクラウンに順応して該クラウンの内側部分に接着する。

一方、更にタイヤの性能を改善する目的として、クラウンプライ（該クラウンプライの補強ケーブルはこれらの長さ方向に可変である）を作ることの利益が証明されている。より詳しくは、長手方向に対する補強糸の角度は、プライの縁部における角度よりも中央部の角度の方が小さい。このＳ型構造の効果は、快適性および安定性を改善することによりタイヤのフラッタリングを容易にすること、およびプライエッジの摩耗現象を低減させることである。この形式のタイヤは、例えば下記特許文献１および２に開示されている。

プライのトライアンギュレーションに関連するメカニズムは当業者に広く知られており、かつ多くの特許の要旨である。その一例として、本件出願人の所有する下記特許文献３を参照されたい。

クラウンベルトのこの特定形状を作る方法は、特許文献１に明示されている。この方法は、２つのクラウン補強プライを上下に堆積し、これらのクラウン補強プライを、その全長および一部の幅に亘って強く接着し、かつ全体を長手方向に引っ張ることからなる。この方法の１つの変更形態は、プライの摺動を可能にしかつこの角度を修正することが望まれるプライエッジのゾーンを形成するため、幅の一部に亘って分離要素を設ける段階を有している。ひとたび安定化されたならば、プライは、予め円環形状に湾曲されているタイヤのカーカス上に直接敷設される。

この方法は、独立ステーションでプライを組立てることを必要とし、このようにして作られる組立体の両端の結合部が形成されるため、異なる角度のプライが重畳されて取扱い難くなることが観察されている。

特許文献３に開示の方法は、上記特徴をもつクラウンを作ることができるが、クラウンゾーンの下のカーカス補強プライのデラジアライゼーション（deradialisation）が付随して生じる。

フランス国特許第２ ０３７ ５２０号明細書 欧州特許第３１２ ３００号明細書 フランス国特許第２ ７９７ ２１３号明細書

本願の要旨である本発明は、クラウン補強プライ（該プライのケーブルは、これらの長さに亘って周方向に対して可変角度を形成する）のクラウン状組立体を作ると同時に、このようにして得られたリングを付勢するドラム上での幾何学的形状および位置を正確に制御する方法および装置に関する。

この目的のため、タイヤのクラウンを構成する要素の組立体を、ほぼ円筒状の可変直径のドラムであって、ドラムの赤道で周方向に配置された１組の第一保持手段を有し、該第一保持手段が、該手段のレベルに配置されたプライの一部をドラムに接着させるのに適している構成のドラムにおいて、１組の第二保持手段を有し、該第二保持手段が、該手段のレベルに置かれたプライの一部をドラムに交互に接着または摺動させるのに適しており、第二保持手段が、ドラムの全表面に亘って、周方向にかつ赤道の両側に配置されていることを特徴とするドラムの上に別々に堆積することを提案する。

クラウンベルトプライは、ドラムを第一直径に位置決めすることにより組立てられる。第一クラウンベルト補強プライ（該プライの補強ケーブルは、周方向に対して所与の角度を形成している）が堆積されると同時に、第一および第二手段が付勢されて、プライ全体をドラムの表面に接着させる。

次に、第二クラウンベルトプライ（該プライは、第一プライを形成する補強糸が周方向に対して形成する角度とは逆符号の所与の角度を形成する補強ケーブルを備えている）が堆積される。次に第二プライが第一プライに強く接着される。
第一手段を従前の形態に維持しながら第二手段を付勢して、第二手段のレベルで第一プライが摺動できるようにする。また、ドラムは第一直径より大きい第二直径に位置決めされる。
プライの軸線と周方向との正確な整合を保持するには、成形作業中にこの中央部を確実に保持し、同時に、この軸線の両側に位置するこれらの部分の摺動を促進させて、プライを形成するケーブルの幅および角度の変化を含むプライのトライアンギュレーションを可能にする必要があったことが証明されている。

かくして、あたかも各ケーブルがその中央部の回りで回転移動するかのような状態となって、前記中央部は第一手段によりドラムの表面上の所定位置に固定保持される。また、側方部分が自由に摺動できることによって、ドラムの周方向全体に亘って均質かつ再現可能な態様でプライのトライアンギュレーションが促進される。

かくして、クラウンを構成する残りの製品を同じドラム上に堆積することにより、タイヤのクラウンの仕上げを容易に続けることができる。これらの製品は、できるならば周方向に対してゼロの角度を形成する他のクラウン補強プライでもよいし、タイヤのトレッドを含むプロファイル付ゴム要素でもよい。

従って、クラウンを作るのに使用される手段とは異なる手段上でクラウン補強プライのトライアンギュレーションを行う必要はない。また、この装置を使用することにより、クラウンを構成する製品の相互の幾何学的位置だけでなく、ドラム上の基準に対する幾何学的位置を正確に制御する場合に特別な利益が得られる。

次に、このようにして作られたクラウンを、トランスファリングを用いてグリップしかつこれを成形されたカーカス上に堆積することにより、完全に従来の態様でタイヤの最終的製造を行うことができる。

以下、添付図面を参照して本発明によるドラムを詳細に説明する。
図１に示すドラム１は、回転軸線ＸＸ′の回りで等間隔に配置された１組の要素２を有している。これらの要素２は半径方向に移動して、ドラム１の実質的な円筒面を第一直径Ｄ１から第二直径Ｄ２に変えることができる。
各要素２はその軸線方向にレセプタクル２０を有し、該レセプタクル２０内には、それぞれ第一保持手段３および第二保持手段４が配置される。

第一保持手段３は各要素２の軸線方向中央に配置されており、これにより、ドラム１の赤道ＥＥ′上で周方向に配置された１組の第一保持手段を形成する。赤道ＥＥ′は、ドラム１の回転軸線ＸＸ′に対して垂直でかつドラム１の表面の中央で半径方向に延びている平面と、ドラムの表面により形成される円筒面との交線として定義される。

第一保持手段３の実施形態の一例が図７に示されており、第一保持手段３はタイヤバルブ４０にリンクできる。実質的に半径方向の軸線ＡＡ′をもつバルブ４０の本体は、要素２のレセプタクル２０内に配置される。バルブ４０の本体は、その側面部に配置された一連のオリフィス４５を有している。オリフィス４５はチャンバ４６に連通している。

バルブ４０の本体には、バルブ本体と同じ軸線ＡＡ′に沿って摺動する管状スライダ４１が収容されており、該スライダ４１の各端部には、それぞれシート（座）４３および出口４７が設けられている。スライダ４３のシートはスプリング４２の作用により支持面４４上に当接され、空気がオリフィス４５とチャンバ４６との間を通ることを防止する。スライダ４１の本体は、チャンバ４６と出口４７とを連結する導管を形成している。出口４７は、要素２の表面により形成される平面から僅かに半径方向外方に突出するように配置される。オリフィス４５は真空源（図示せず）に連結される。

かくして図８に示すように、要素２の表面上にプライＮ１を堆積すると、スライダ４１は、半径方向内方に押されることにより引込められる。この作用の効果は、スライダ４１のシート４３をその支持面４４から離脱させてチャンバ４６とオリフィス４５とを連結させ、スライダ４１の出口４７に部分真空を発生させることである。図８における矢印は、空気の循環を示す。この結果として、ドラム１の表面に対してプライＮ１を平坦化させる部分真空による接着力が発生し、出口４７の直ぐ近傍で軸線方向変位するあらゆる機会が除去される。

第二手段４も第一手段３と同様である。第二手段４は赤道ＥＥ′の軸線方向両側に配置されている。それでも第二手段４は、前述のように真空源および吸引カップのように機能するものに交互に連結するか、或いは加圧空気源に連結できる点で第一手段３とは異なっている。この第二手段の場合、その作動は図９に示されている。

スライダ４１は、出口４７上のプライＮ１の作用により引っ込み位置に保持される。次に空気が、オリフィス４５から出口４７へと矢印の方向に自由に循環する。この結果として、要素２の表面とプライＮ１との間に空気の薄いクッションが創出される。この効果は、出口４７の直ぐ近傍に位置するドラムの表面上でのプライＮ１の摺動を促進することである。

スプリング４２およびオリフィス４５への入口での圧力の設定は、プライＮ１が除去されたときにチャンバ４６とオリフィス４５との間の連通を閉じることができるように調節される。

空気バルブに基いた第一手段および第二手段の実現は、特に簡単に実行できる。しかしながら、クラウンのベルトプライが金属プライであるときに特に高い性能が得られる電磁石の性質をもつ第一手段を考えることを排除するものではない。

図２は、Ｄ２の直径をもつ位置に配置されたドラム１を示し、図３および図４は、それぞれＤ１およびＤ２の直径をもつ位置にあるドラム１を斜視図で示すものである。要素２の半径方向移動を制御する機構、およびドラムを軸線ＸＸ′の回りで支持しかつ回転させる手段は当業者に広く知られておりかつ本発明の要旨を構成するものではないので、図面には示されていない。

図５および図６は、それぞれ幅Ｌ１およびＬ２（一般に、Ｌ２の方がＬ１より小さい）をもつ２つのプライＮ１およびＮ２からなるクラウン補強ベルトの成形段階を示す概略図である。プライを形成する補強ケーブルは、周方向に対して逆符号をもつ角度α１、α２を形成している。

ドラム１は直径Ｄ１の位置に配置され、かつ第二手段のオリフィス４５は真空源に連結される。第一補強プライＮ１を堆積することにより、スライダ４１の出口４７が半径方向に押し戻され、これにより、前述のように、プライＮ１がドラム１の表面上の所定位置に確実に保持される効果が生じる。既知の基準に対してタイヤの構成要素の幾何学的整合を確保するため、プライの中心も赤道ＥＥ′に一致される。

次に、第二プライＮ２が堆積される。例えば上記特許文献３に開示されている幾何学的法則に従ってプライのトライアンギュレーションを行う場合には、両プライは互いに強力に接着させるのが賢明である。この作業中にプライをドラムの表面上の所定位置に保持することは、プライの敷設時に付与される幾何学的整合を維持する一方法であることに留意されたい。

この作業が完了したならば、第二手段４のオリフィス４５を加圧空気源に連結することにより第二手段を付勢して、プライをドラムの表面上で摺動させることができる形態にすることができる。第一手段３は前述の位置に維持され、赤道ＥＥ′のレベルに配置されたクラウン補強ベルトの部分をドラムに確実に接触した状態に維持して、第一手段のレベルのベルトがいかなる移動もしないように防止する。ベルトをドラム１の中心周囲ＥＥ′に沿って適正に保持することにより、ドラム１上の固定基準に対するプライの幾何学的整合を維持できる。

ドラム１の直径をＤ２にすることにより、プライは、その幅がそれぞれ、Ｌ１、Ｌ２からＬ１′、Ｌ２′に変化して、プライのトライアンギュレーションが生じる。ケーブルが赤道で周方向に対して形成する角度α１、α２は、それぞれ、α１、α２より小さい角度α１′、α２′に変化する。これらの値α１′、α２′はケーブルの長手方向に亘って実質的に一定であるが、これらの角度は、プライのケーブルにＳ型形状を付与するため、プライＮ１、Ｎ２のエッジゾーンにおけるケーブルの各端部で大きく増大する。実際に、ケーブルの両端部で周方向に対してケーブルにより形成される角度間の差は、プライの中心で周方向に対して同じケーブルにより形成される角度と比較して２〜１５°変化している。

ベルトの成形が完了したならば、タイヤのクラウンを形成する残りの構成要素の組立てが従来の態様で行われる。

また、ケーブルのピッチが小さくなることも観察される。換言すれば、互いに実質的に平行な２つの連続ケーブル間の距離は、プライの成形フェーズ中に減少する。この現象は、プライのエッジよりも中心において一層顕著である。

以上説明した本発明の装置は、この既知の現象の利益を得ることができる。これは、中心部でのケーブルのピッチを小さくしてケーブル密度を増大することにより、クラウンの曲げ強度が増大されかつタイヤの摩耗寿命が改善されることによる。
また、これにより、プライのピッチを丁度必要とするピッチに調節することもできる。

これは、所与のピッチＰ１をもつプライＮ１から出発することにより、成形比を変えることによって無限数のピッチをもつベルトを作ることができることによる。成形比は、第二直径Ｄ２と第一直径Ｄ１との比に等しい。実際に、成形比は、１．０３〜１．５の間で変えることができる。

かくして、プライＮ１のピッチＰ１、角度α１′、幅Ｌ１′、プライＮ１の最終ピッチＰ１′（すなわち、タイヤの中心で得ることが望まれるケーブル密度）および最終直径を知ることができれば、幅Ｌ１、角度α１および付勢直径Ｄ１を調節することは容易である。実際に、Ｐ１と、０．７５*-Ｐ１との間のピッチＰ１′を得ることができる。

本発明の方法を実施すれば、同時に、異なるピッチＰ１の基準プライを減少させることにより工業的複雑さを簡単化すること、およびケーブルの選択時の対処に付加的余裕を与えること（このため、小さい直径の種々のケーブルからの選択が可能になる）ができる。より大きいケーブルおよびより大きいピッチのケーブルで得られるのと同等の構造的抵抗を得るのに、本発明の方法に従って成形すれば、密度を増大させることにより小径ケーブルの使用が可能になる。

本発明によるドラムがその第一直径にあるところを示す概略正面図である。 本発明によるドラムがその第二直径にあるところを示す概略正面図である。 第一直径にある本発明のドラムを示す概略斜視図である。 第二直径にある本発明のドラムを示す概略斜視図である。 第一直径にある本発明のドラムにクラウン補強プライが堆積されたところを示す正面図である。 第二直径にある本発明のドラムにクラウン補強プライが堆積されたところを示す正面図である。 保持手段の主要作業フェーズの１つを示す概略図である。 保持手段の主要作業フェーズの他の１つを示す概略図である。 保持手段の主要作業フェーズの他の１つを示す概略図である。

符号の説明

１ ドラム
３ 第一保持手段
４ 第二保持手段
２０ レセプタクル
４０ タイヤバルブ
４１ スライダ
４２ スプリング
４３ シート
４５ オリフィス
４６ チャンバ
４７ 出口
Ｎ１、Ｎ２ プライ

Claims (9)

1. タイヤのクラウンを構成するベルトプライ（Ｎ1、Ｎ２）とプロファイル付要素とを組立てるための、ほぼ円筒状の可変直径のドラムであって、ドラムの赤道ＥＥ' で周方向に配置された１組の第一保持手段（３）を有し、これらの第一保持手段（３）は、第一保持手段（３）のレベルに配置されたプライ（Ｎ１）の一部を吸引力又は磁力を生じさせることによりドラムに接着させるのに適している前記ドラムにおいて、ドラム（１）の全表面に亘って赤道ＥＥ' の両側に周方向及び軸方向に配置された１組の第二保持手段（４）を有し、この第二保持手段（４）は、第二保持手段（４）のレベルに位置決めされたプライの一部を、交互に、ドラムに接着させ、及び、摺動させるために、吸引力又は加圧空気を供給することができるようになっていることを特徴とするドラム。
2. 第一保持手段（３）は、ドラム（１）の外面に開口しておりかつ真空源に連結されるタイヤバルブにより形成されていることを特徴とする請求項１記載のドラム。
3. 第一保持手段（３）は電磁石により形成されていることを特徴とする請求項１記載のドラム。
4. 第二保持手段（４）は、ドラム（１）の外面に開口しておりかつ真空源または加圧空気供給パイプに交互に連結されるタイヤバルブにより形成されていることを特徴とする請求項１記載のドラム。
5. 所与数の半径方向可動要素（２）を組立てることにより形成され、第一要素（３）は前記要素（２）の軸線方向中央部に配置され、前記第二保持手段（４）は第一保持手段（３）の軸線方向両側に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のドラム。
6. ほぼ円筒状の可変直径のドラム（１）上でタイヤのクラウンを製造する個々の工程を有し、ドラム（１）が、ドラムの赤道ＥＥ’で周方向に配置された１組の第一保持手段（３）を有し、これらの第一保持手段（３）は、第一保持手段（３）のレベルに配置されたプライの一部を吸引力又は磁力を生じさせることによりドラム（１）に接着させるのに適しており、ドラムは更に１組の第二保持手段（４）を有し、これらの第二保持手段（４）は、ドラム（１）の全表面に亘って赤道ＥＥ’の両側に周方向及び軸方向に配置され、これらの第二保持手段（４）は、第二保持手段（４）のレベルに位置決めされたプライの一部を、交互に、ドラムに接着させ、及び、摺動させるために、吸引力又は加圧空気を供給することができるようになっているタイヤ組立て方法において、
   ドラム（１）を第一直径Ｄ１に位置決めする工程と、
   第一および第二保持手段を作動してプライ全体をドラムの表面に接着させることにより、ゴム配合物中にコーティングされかつ周方向に対して所与の角度α１を形成する補強ケーブルを備えた第一クラウンベルトプライＮ１を堆積する工程と、
   ゴム配合物中にコーティングされかつ周方向に対して前記角度α１とは逆符号の所与の角度α２を形成する補強ケーブルを備えた第二クラウンベルトプライＮ２を堆積する工程と、
   第二プライＮ２を第一プライＮ１に接着する工程と、
   ドラムを、第一直径Ｄ１より大きい第二直径Ｄ２に位置決めする工程と、
   タイヤのクラウンを構成する他のプライおよび他のプロファイル付製品を堆積する工程と、
   このようにして作られたクラウンをトランスファリングでグリップしかつクラウンをトロイダル状のタイヤブランク上に堆積させる工程と、を有し、
   ドラムが第一直径Ｄ１から第二直径Ｄ２まで変化する前記工程は、第一保持手段（３）のレベルに位置決めされた第一プライＮ１の一部をドラムに接着させる状態に維持し、且つ、第二保持手段（４）のレベルに位置決めされた第一プライＮ１の一部をドラム（１）の表面に接着させるように第二保持手段（４）を作動させながら、実行され、さらに、ドラム（１）が第二直径Ｄ２になったとき、第二保持手段（４）が、第二保持手段（４）のレベルに位置決めされた第一プライＮ１の一部をドラム（１）の表面に接着させるために作動されるようになっていることを特徴とするタイヤ組立て方法。
7. 第二直径Ｄ２と第一直径Ｄ１との比に等しい成形比は１．０３〜１．５の間にあることを特徴とする請求項６記載のタイヤ組立て方法。
8. ケーブルがその両端部で、周方向に対して形成する角度は、同じケーブルがその中央部で周方向に対して形成する角度より大きいことを特徴とする請求項７記載のタイヤ組立て方法。
9. ケーブルがその両端部で、周方向に対して形成する角度は、同じケーブルがその中央部で周方向に対して形成する角度より２〜１５°だけ大きいことを特徴とする請求項８記載のタイヤ組立て方法。

Images