JP5037027B2 - 波形プライの製造装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ製造分野に関し、特に、例えばタイヤのクラウンベルトに用いられるタイプの補強プライの半完成品の製造分野に関する。

クラウンベルトは通常、配合ゴムで被覆されていて、タイヤの周方向に対し全体として互いに逆の符号の所与の角度をなすコードで構成された１本又は２本以上の補強ベルトから成る。

さらに、最新型のタイヤは今日、ゼロ度補強スレッド（zero-degree reinforcing threads ）と呼ばれていて、周方向に対し実質的に０゜をなす補強コードで形成されていることを特徴とするものを広く用いている。

これらゼロ度補強スレッドを被着させる方法は、それ自体広く知られている。かかる方法は通常、付形されたタイヤブランク上に、
−幅の小さなゴム製品又はストリップで被覆されていて、連続ターンをクラウン幅全体にわたり巻き付けることにより僅かな本数の単位スレッドで作られた単位スレッドか、
−それ自体０゜に差し向けられたコードで形成された半完成品で作られていて幅がタイヤのクラウンの幅に実質的に一致したプライの部分を１又は２つ以上のターンか、のいずれかを被着させる工程から成る。

本明細書において、「ストリップ」又は「プライ」は、配合ゴムで作られていて、互いに並んで且つ平行に配置されると共にストリップの長手方向に延びる１又は２本以上のコードにより補強された連続ストリップ又は真っ直ぐなコードのプライを意味するものと理解されたい。「コード」は、一体形コード、数本の単位スレッドで構成されたケーブルヤーン、又は撚りヤーンを意味し、これは、性状がテキスタイル又は金属様である場合がある。

しかしながら、ゼロ度補強スレッドを敷設する工程と、硬化プレスで付形する最終工程との間のタイヤブランクの周長の変化と関連した問題を解決する目的で、僅かな波状起伏部を形成することによりコード又はコードのストリップを敷設することが提案された。この技術は、タイヤの最終周囲に敷設されるコードの長さを調節できるという利点を有する。

この点に関し、コードのターン又は幅の小さなストリップのターンを巻回することにより敷設する技術は、特に、低弾性のコード、例えば、金属ワイヤを敷設するのに特に適していることが判明している。これら技術は、欧州特許第１，２０８，９６３号明細書に一例として記載されている。これら技術は、コード又はストリップをタイヤブランク上に直接敷設するという特徴を有している。

プライの平面内において波状に起伏したコードにより補強される連続ストリップ又はプライ（これらプライは、「波形プライ」と通称されている）を製造する方法は、２つの工程から成るという点において上述の技術とは異なっている。第１の工程において、専用プロセスで長尺の連続ストリップの形態をした波形プライを製造する。次に、第２の工程において、プライを所与の長さの部分に切断し、これら部分をタイヤブランクに巻き付ける。

補強コードがプライの平面の横方向に波状起伏部を有する波形プライを製造する方法は、公知であり、欧州特許第７２４，９４９号明細書に一例として記載されている。かかる方法は、補強コードを所与の速度で供給する工程と、所与の手段を用いて、補強コードを縦方向に対して変位させて補強コードの波状起伏部を作ると共にこれらコードをゴム又はプラスチック材料のストリップ又はプライであるのがよい支持体に被着させる工程とから成る。支持体の速度は、コードを受け取るように合わせられている。

また、支持材料の第２の層を被着させてこのようにゴム又はプラスチック材料の２つのストリップ相互間にサンドイッチされたコードを定位置に適当に保持するようにすることが可能である。ゴムプライも又、以下において理解されるように、このように或る長手方向引張強度が与えられた波形プライを提供して、補強コードに与えられた波状起伏部の幾何学的特性に悪影響を及ぼさないで、次の組立て作業においてプライの操作を可能にする機能を有する。

このようにして得られた完成品のプライを所与の長さの１つ又は２つ以上の部分に切断するのがよく、かかる部分を第１の直径でタイヤブランクに巻き付けるのがよい。プレス内での付形時に、補強コードを、先の第１の直径よりも大きな第２の直径にし、すると、補強コードはこれらの波状起伏部を失い、長手方向と０゜に等しい角度をなす実質的に直線方向を採用する。

この実施形態は、良好な結果を生み出すが、特に多数本のコードが幅の広いストリップに被着される場合、互いに重なり合うことの無いようにするためにコードの被着について厳密な制御を必要とし、これには、大規模な、かくしてコストがかかる専用手段が必要である。

このことが、より融通性があり、しかも投資面においての要求度が緩く、しかも、従来組立て手段での変形を生じさせないで使用できる半完成品を利用できる実施形態を提供しようとする試みがなされた理由である。

真っ直ぐなコードのプライの連続製造は、広く知られている。従来型製造手段は、並んで且つ長手方向に互いに平行に配置された補強コードのプライを配合ゴムで被覆する１組のカレンダから成る。このように形成された半完成品は、補強コードが制御された厚さの配合ゴムで覆われ、コード相互間の空間がこの配合ゴムで満たされた真っ直ぐなコードのプライ、即ち、ストレートコードプライ（straight-cord ply）と一般に呼ばれている連続ストリップの形態をしている。この種のプライは、比較的安価に工業的に製造される。

欧州特許第１，２０８，９６３号明細書 欧州特許第７２４，９４９号明細書

本発明が解決しようとする課題は、従来手段で製造されたストレートコードプライから連続波形プライを製造することができる装置及び方法を提案することにある。

本発明の装置は、
−所与のピッチで縦方向に互いに並んで且つ互いに平行に配置された補強コードにより補強された配合ゴムのプライで構成される連続した真っ直ぐなコードのプライを所与の制御された速度Ｖ１で送り出す手段と、
−波形プライの全体を交互に変位させてプライの平面内に補強コードの波状起伏部をプライの方向に対し横方向に形成することによって波形プライを送り出す横方向変位手段と、
−横方向変位手段の下流側に配置されていて、横方向変位手段と協働し、Ｖ１よりも低い線速度Ｖ２を有する受け取り手段と、
−受け取り手段の下流側部分に設けられていて、保持コードを縦方向に被着させる手段と
−波形プライを敷設し又は状態調節する手段とを有する。

縦方向に対し横方向に且つプライの平面内で交互に変位させる手段は、プライが軸方向固定受け取り手段上に配置されたとき、波形形態をプライ全体及びこれを形成するコードに与えるという技術的効果を有する。

受け取り手段の縦方向の線速度（Ｖ２）は、装置の入口へのストレートコードプライの送出し速度に対して調節され、速度の比Ｖ１／Ｖ２は、２つの所与の箇所相互間の波形コードの長さとこれら２つの箇所を接合する弦の長さの比に一致するようになっている。

別の方法では、欧州特許第４３１，１８７号明細書に記載されているように、プライを互いに噛み合い係合状態にある１対の歯車形ローラ相互間に通してプライをその平面に垂直な方向に波状に起伏させ、そして付形プライを１対のロール相互間に通して波形プライを平らな形態に敷設する。

しかしながら、このようにして得られた半完成品は確かに所要の波形形態を有するが、いったん受け取り手段から離脱させると、長手方向引張強度が全く無いために、それ自体で従来型製造手段ではこれを使用できないことが分かっている。プライは、ストレートコードプライの形態を再び取る傾向がある。

この現象は、金属補強ワイヤの入ったストレートコードプライを用いる場合に一段と促進される。金属補強ワイヤは、波形の形状に形成された後、ばねとして働き、弾力を生じ、これら弾力の合力は、長手方向力であり、その効果は、プライを支持体から離脱させ、キンク（もつれ）を生じさせ、それによりプライを使用に不向きなものにする。

この問題は、直線状保持コードを長手方向に波形プライの両面のうちの少なくとも一方の面に被着させることにより解決される。保持コードは、補強コードのピッチよりも大きな所与のピッチで横方向に配置される。驚くべきこととして、このようにして得られた波形プライは、保持コードの敷設ピッチに適合することを条件として剛性の大きな金属補強ワイヤの場合であっても、キンクを生じず、この幾何学的形状を保持する。

かくして、保持コードのピッチ及び強度の賢明な選択により、半完成品に従来製造手段で満足のゆくように使用でき、特に、組立て作業中、半完成品に与えられる敷設張力と関連した長手方向力を受けることができるようにするのに十分な引張強度を与えることができる。

１０〜５０ｍｍの保持強度についての敷設ピッチにより、試験対象の形態の大部分に適合させることができる。小さなピッチを選択することは、例えば上述した剛性の大きな金属補強ワイヤに推奨され、広いピッチをテキスタイル補強コードから成るプライに採用するのがよい。

この波形プライをタイヤに使用できるようにするため、上述したような波形プライが、タイヤブランクの構造にいったん組み込まれると、最終付形を受けることができ、補強コードが長手方向と実質的に０゜をなすようにすることも又望ましい。この目的のため、保持コードの性状を賢明に選択することが望ましい。

１つの考えられる手段は、弾性保持コードを選択することである。保持コードの敷設ピッチ及びこの保持コードの各々の弾性を適切に採用することにより、一方において、波形プライを受け取り手段又は状態調節手段から離脱させたときに、波形プライを長手方向に安定化させ、他方、付形中、補強コードが長手方向と整列するまで保持コードを伸長させる追加の力が無視できるようにする試みが行われるであろう。その結果、保持コードの弾性は、高すぎもせず低すぎもしないことが必要である。

実際には、振幅が８ｍｍで周期が１１５ｍｍに等しい波状起伏部を有する波形ファブリックが、５ｄｎＮで３０ｍｍのピッチにおいて約５％の伸び率を有する弾性保持コードを用いて１ｄｍ当たり１４３本のワイヤの密度で配列されたタイプ２／２３のケーブル状金属補強ワイヤで構成されたストレートコードプライから満足のゆく程度に製造された。保持コードのピッチは、金属ワイヤに代えてタイプ１９／１８のケーブル状金属ワイヤを用いた場合に、２５ｍｍに減少した。

第２の考えられる手段は、弾性が低いが、引張強度の低い保持コードを用いることである。これら条件下において、プレスでの付形中、保持コードは、破断し、それにより、補強コードは、それ自体長手方向と整列できる。

実際には、脆弱な保持コードの引張強度は、２〜１０ｄａＮである。

以下において、本発明の装置を添付の図面を参照して説明する。

図１は、波形プライＯの一部の概略平面図であり、この波形プライ内において、補強コードＲが、所与のピッチｐ１で長手方向Ｌに互いに並んで配置されており、この場合、コードは、プライＯの平面において振幅Ａ及び周期Ｐの波状起伏部を横方向Ｔに形成している。保持コードＢは、プライＯの一方の面上に長手方向Ｌにおいて直線状に配置されている。これら保持コードは、補強コードのピッチｐ１よりも大きなピッチｐ２だけ互いに離されている。

図２は、本発明の波形ファブリックを製造できる装置の概略斜視図である。

この装置は、連続ストレートコードプライＤを制御された速度Ｖ１で送り出す手段を有する。これら手段は、図２には示されていないが、保護基材上に配置された平らな製品の連続ストリップを供給して送り出す従来手段で形成されている。ストレートコードプライＤは、所与のピッチで長手方向に並んで且つ互いに平行に配置された補強コードで構成されている。補強コードのピッチは、ピッチｐ１に実質的に等しい。

プライを波形ローラと称される第１のローラ１に巻き付け、この第１のローラは、ローラの回転軸線に平行な方向Ｔに交互の横方向運動状態で動かされる。波形ローラ１の回転速度は、その周速度がＶ１に等しいように調節される。

受け取りローラと称される第２のローラ３が、波形ローラの下流側に配置されている。これ又波形ローラから出て来たプライが巻き付けられる受け取りローラ３は、その周速度Ｖ２がＶ１よりも小さいように調節されたその回転速度を有する。

波形ローラの周囲と受け取りローラの周囲との間の距離ｄは、調節可能である。
波形ローラ１を所与の周期及び振動数で横方向Ｔに交互に変位させることにより、プライＯの平面内におけるこのプライの全ての補強コードＲの波状起伏部が、このプライを受け取りローラ３上に被着させたときに作られる。

波形ローラ１の横方向運動の周期及び振幅、距離ｄ及び速度Ｖ１，Ｖ２は、補強コードＲを受け取りローラ３にいったん被着させると、補強コードＲの波状起伏部の周期Ｐ及び振幅Ａを得るように公知の仕方で調節される。

それにもかかわらず、横方向におけるプライ全体のスラスト（推力）と関連した力がこのプライを波形ローラ及び受け取りローラ上で滑らせる傾向があることが経験的に観察されている。したがって、受け取りローラ及び波形ローラを高い横方向力を許容するよう設計することが重要である。

横方向滑りの結果として、波状起伏部の幾何学的規則性が壊される。これは、ローラの表面を処理してこれらローラへのプライの付着性を向上させることによって解決できる。

この目的のため、第１の解決策は、磁性をこれらローラの表面に与えることである。この解決索は、プライが金属補強ワイヤで作られている場合にのみ有用であることが明らかである。

別の解決策は、ローラの表面温度を変化させることである。また、ストレートコードプライの送り及び巻き出しシステムと波形ローラとの間の張力を調節することが可能である。しかしながら、波形ローラと受け取りローラとの間の張力は、プライを受け取りローラ上での長手方向変形を生じさせないで被着させることができるようにするためにはできるだけ小さな値に調節されなければならないことが観察される。

保持コードを付着させる手段（２，４）は、繰り出し手段４及び受け取り手段の下流側部分に設けられた付着ローラ２で形成される。保持コードＢを波形プライＯの両面のうちの少なくとも一方の面に直線状に被着させてこのプライを受け取りローラ又はその状態調節支持体から離脱させたときのこのプライの長手方向変形を阻止する。

状態調節手段は、波形プライＯが被着される速度Ｖ２で移動している基材５によって形成される。波形プライＯと基材５は、一緒にモータ被動シャフト６に巻き付けられる。

ローラに代えてコンベヤベルトを用いて均等な装置を作ることが可能であり、この場合、可動部分が波状起伏の影響下でプライの運動に関連した横方向力に耐えることができるようにすることが必要であろう。

また、波形ストリップをタイヤを製造するようになった組立てドラムの円筒面に関連した移送手段又は組立てドラムの表面に直接被着するという方法が想到可能である。この構成により、状態調節及び貯蔵作業を無しで済ますことができ、しかも、この構成は、組立て機械の入口のところにおける波形プライの消耗が高い場合に関心のあるものであることが分かる。

上述の装置を用いて波形プライ（Ｏ）をストレートコードプライから製造する方法は、次の工程、即ち、
−従来方法を用いて、所与のピッチ（ｐ１）で縦方向（Ｌ）に互いに並んで且つ平行に配置された補強コード（Ｒ）により補強された配合ゴムのプライで構成される連続したストレートコードプライ（Ｄ）の連続ストリップを製造する工程と、
−ストレートコードプライ（Ｄ）を制御された速度Ｖ１で送り出す工程と、
−プライの全体を縦方向に対して横方向にプライの平面内で交互に変位させる工程と、
−このようにして形成された波形プライ（Ｏ）をＶ１よりも高い線速度Ｖ２の受け取り手段（３）に付着させる工程と、
−直線状保持コード（Ｂ）を所与のピッチ（ｐ２）で横方向に配置することにより直線状保持コード（Ｂ）を縦方向において波形プライ（Ｏ）の両面のうちの少なくとも一方の面に被着させる工程と、
−波形プライ（Ｏ）を移送又は状態調節手段（５，６）に被着させる工程とを有する。

これら方法工程を一般的なタイヤの製造方法に、完成品をタイヤ組み立て手段全体上に分布させる集中化手段のところか、使い方が非常に簡単であると共に融通性のあるために組立て機械のところか、のいずれかで直接容易に組み込むことができる。

さらに、波形プライの用途は、タイヤのクラウン補強プライの製造について普及しているが、上述の方法及び装置は、タイヤの他の部分内に設けられる波形プライの製造にも完全に良好に採用できる。

波形プライの一部の略図である。 本発明の装置の略図である。

符号の説明

１，３ ローラ
２，４ 保持コード
５ 基材
６ モータ被動シャフト
Ｂ 保持コード
Ｏ プライ
Ｒ 補強コード

Claims (12)

1. 所与のピッチ（ｐ１）で縦方向（Ｌ）に並んで配置されている補強コード（Ｒ）によって補強された配合ゴムのプライから成る波形プライ（Ｏ）を有するタイヤの製造方法であって、前記波形プライ内において、前記補強コード（Ｒ）が、横方向において振幅（Ａ）及び周期（Ｐ）の波状起伏部を前記波形プライの平面内に形成している方法において、
   −従来方法を用いて、所与のピッチ（ｐ１）で前記縦方向（Ｌ）に互いに並んで且つ平行に配置された補強コード（Ｒ）により補強された配合ゴムのプライで構成される連続した真っ直ぐなコードのプライ（Ｄ）の連続ストリップを製造する工程と、
   −前記プライの全体を前記プライの平面内に含まれ且つ前記プライの方向に対して横方向の軸に沿って交互に変位させて前記プライの前記平面内に前記補強コードの波状起伏部を前記プライの方向に対し横方向に形成する工程と、
   −直線状保持コード（Ｂ）を所与のピッチ（ｐ２）で横方向に配置することにより直線状保持コード（Ｂ）を前記縦方向において前記波形プライ（Ｏ）の両面のうちの少なくとも一方の面に被着させる工程と、を有することを特徴とする方法。
2. 前記波形プライ（Ｏ）の前記保持コード（Ｂ）は、弾性であり、５％伸び率で約５ｄａＮの耐伸び性を有する請求項１記載のタイヤ。
3. 前記波形プライ（Ｏ）の前記保持コード（Ｂ）は、弾性が僅かであり、引張強度が、２ｄａＮ〜１０ｄａＮである請求項１又は請求項２記載のタイヤ。
4. 前記波形プライ（Ｏ）の前記保持コード（Ｂ）は、１０〜５０ｍｍのピッチ（ｐ２）で横方向に配置されている請求項１乃至３の何れか１項記載のタイヤ。
5. 所与のピッチ（ｐ１）で縦方向（Ｌ）に並んで配置されている補強コード（Ｒ）によって補強された配合ゴムのプライから成る波形プライ（Ｏ）を有するタイヤの製造装置であって、前記波形プライ内において、前記補強コード（Ｒ）が、横方向において振幅（Ａ）及び周期（Ｐ）の波状起伏部を前記プライの平面内に形成している装置において、
   −所与のピッチ（ｐ１）で前記縦方向（Ｌ）に互いに並んで且つ平行に配置された補強コード（Ｒ）により補強された配合ゴムのプライで構成される連続した真っ直ぐなコードのプライ（Ｄ）を送り出す手段と、
   −波形プライの全体を前記プライの平面内に含まれ且つ前記プライの方向に対して横方向の軸に沿って交互に変位させて前記プライの前記平面内に前記補強コードの波状起伏部を前記プライの方向（Ｌ）に対し横方向に形成することによって波形プライを送り出す横方向変位手段と、
   −前記横方向変位手段（１）の下流側に配置されていて、前記横方向変位手段と協働する受け取り手段（３）と、
   −前記受け取り手段（３）の下流側部分に設けられていて、保持コード（Ｂ）を縦方向（Ｌ）に被着させる手段（２）と、を有することを特徴とする装置。
6. 真っ直ぐなコードのプライ（Ｄ）を横方向に変位させる前記手段は、前記真っ直ぐなコードのプライ（Ｄ）が巻き付けられる波形ローラ（１）から成り、前記波形ローラは、周速度Ｖ１で且つ所与の周期及び振幅の交互の横方向運動状態で動かされる請求項５記載の装置。
7. 前記受け取り手段は、周速度Ｖ２で動かされ、波形プライ（Ｏ）が巻き付けられる受け取りローラ（３）によって形成されている請求項５記載の装置。
8. 前記波形ローラ（１）の周囲と前記受け取りローラの周囲との間の距離（ｄ）は、調節可能である請求項６又は請求項７記載の装置。
9. 前記波形ローラ（１）及び前記受け取りローラ（３）の表面は、該ローラがこれらローラのそれぞれの周囲上を移動している前記プライ（Ｄ，Ｏ）の付着性を増強させることができる特性を有する、請求項５乃至８の何れか１項記載の装置。
10. 前記波形ローラ（１）及び前記受け取りローラ（３）の前記表面は、磁性を有する請求項９記載の装置。
11. 前記波形ローラ（１）及び前記受け取りローラ（３）の前記表面は、熱的に制御される請求項９記載の装置。
12. 前記横方向変位手段は、前記プライを前記プライの平面に垂直な方向に波状に起伏させるよう互いに噛み合い係合状態にある１対の歯車形ローラと、前記波形プライを平らな形態に敷設するロールとからなる請求項５記載の装置。

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