JP2016203185A - ビードコア成形装置およびビードコア成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ビードコアの成形に際して、単線ビードの巻き崩れが発生することを十分に抑制して、生産性の低下を招くことがないビードコア成形装置およびビードコア成形方法を提供する。
【解決手段】所定のテーパー角で傾斜した底面を有する溝部が外周面に形成されたビードフォーマーと、ビードフォーマーを回転させる回転軸と、ビードフォーマーに単線ビードを供給する単線ビード供給部とを備え、単線ビードを溝部の底面上に巻き重ねることによりビードコアを成形するビードコア成形装置であって、巻き重ね前の単線ビードに対してスパイラル状のクセ付けを施すクセ付け機構が設けられており、クセ付け機構を用いて巻き重ね前の単線ビードに対してスパイラル状のクセを施した後、ビードフォーマーへ単線ビードを巻き重ねるように構成されていることを特徴とするビードコア成形装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤのビードコアを成形するビードコア成形装置およびビードコア成形方法に関する。

一般に、空気入りタイヤのビード部には、リムにタイヤを嵌合させるために、ビードワイヤー（金属線）にコーティングゴムを付着させた単線ビードを巻き重ねて円環状に形成されたビードコアが埋設されている。そして、このビードコアは、製造方法と耐久性を配慮し、単線ビードを幅方向及び縦方向に複数列、複数段巻き重ねることにより、断面六角形状の構造に形成されている（例えば、特許文献１）。

図５は、従来のビードコア成形装置を模式的に示す図である。図５に示すように、ビードコア成形装置は、水平方向に伸びる回転軸ｃと、回転軸ｃに対して直角方向に取り付けられた円盤状のビードフォーマーｂと、単線ビード繰り出し部ｄから単線ビードＷを繰り出してビードフォーマーｂに供給する単線ビード供給部を備えている。このビードフォーマーｂの外周面ａは、先端に向けて径が小さくなるように所定のテーパー角θ１で傾斜しており、溝部が形成されている。

図６はビードフォーマーの外周面に形成された溝部の拡大断面図であり、ビードフォーマーｂ（図５参照）の外周面には、外周面と同じテーパー角θ１で傾斜する底面ｅ１を有する溝部ｅが形成されており、底面ｅ１の両側に壁面ｅ２、ｅ３が設けられている。そして、溝部の底面ｅ１に単線ビードＷが供給され、複数列、複数段巻き重ねることによりビードコアが成形される。

特開２０１３―７８９０２号公報

しかしながら、上記した従来のビードコア成形方法の場合、単線ビードを巻き重ねる際に巻き崩れが生じることがあった。このように単線ビードの巻き崩れが生じたビードコアは製品タイヤの耐久性能を低下させる恐れがあるため、生産ラインを止めて手直しすることが必要になり、生産性の低下を招く要因ともなっていた。

そこで、本発明は、ビードコアの成形に際して、単線ビードの巻き崩れが発生することを十分に抑制して、生産性の低下を招くことがないビードコア成形装置およびビードコア成形方法を提供することを課題とする。

本発明者は、上記の課題を解決するため鋭意検討を行った結果、以下に記載する発明により上記の課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

請求項１に記載の発明は、
所定のテーパー角で傾斜した底面を有する溝部が外周面に形成されたビードフォーマーと、前記ビードフォーマーを回転させる回転軸と、前記ビードフォーマーに単線ビードを供給する単線ビード供給部とを備え、前記単線ビードを前記溝部の底面上に巻き重ねることによりビードコアを成形するビードコア成形装置であって、
巻き重ね前の前記単線ビードに対してスパイラル状のクセ付けを施すクセ付け機構が設けられており、
前記クセ付け機構を用いて巻き重ね前の前記単線ビードに対してスパイラル状のクセを施した後、前記ビードフォーマーへ前記単線ビードを巻き重ねるように構成されていることを特徴とするビードコア成形装置である。

請求項２に記載の発明は、
前記クセ付け機構が、
前記単線ビードに対して、前記ビードフォーマーの厚み方向と同じ方向のクセを施す第１のクセ付けローラーと、
前記単線ビードに対して、前記ビードフォーマーの巻き重ね方向と同じ方向のクセを施す第２のクセ付けローラーとを備えていることを特徴とする請求項１に記載のビードコア成形装置である。

請求項３に記載の発明は、
前記回転軸に対する前記溝部の底面のテーパー角が２０±５°の範囲内であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のビードコア成形装置である。

請求項４に記載の発明は、
前記クセ付け機構の上流側に、前記単線ビードに真直加工を施す真直ローラーが設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のビードコア成形装置である。

請求項５に記載の発明は、
所定のテーパー角で傾斜した底面を有する溝部が外周面に形成されたビードフォーマーと、前記ビードフォーマーを回転させる回転軸と、前記ビードフォーマーに単線ビードを供給する単線ビード供給部とを備えたビードコア成形装置を用いて、前記単線ビードを前記溝部の底面上に巻き重ねることによりビードコアを成形するビードコア成形方法であって、
前記単線ビードに対してスパイラル状のクセを施した後、前記ビードフォーマーへ前記単線ビードを巻き重ねることを特徴とするビードコア成形方法である。

請求項６に記載の発明は、
前記単線ビードとして直径４ｍｍ以下のゴム付きワイヤーを用いることを特徴とする請求項５に記載のビードコア成形方法である。

本発明によれば、ビードコアの成形に際して、単線ビードの巻き崩れが発生することを十分に抑制して、生産性の低下を招くことがないビードコア成形装置およびビードコア成形方法を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るビードコア成形装置を示す図である。 図２（ａ）は図１中の横クセ付けローラー（第１のクセ付けローラー）の平面図、（ｂ）は横クセ付けローラーおよび縦クセ付けローラー（第２のクセ付けローラー）の側面図である。 横クセ付けローラーの動作を説明する図である。 スパイラル状のクセが施された単線ビードの巻き重ねを説明する図である。 ビードコア成形装置を模式的に示す図である。 ビードフォーマーの外周面に形成された溝部の拡大断面図である。 従来のビードコア成形装置によるビードコアの成形過程を示す図である。 従来のビードコア成形装置によるビードコアの成形過程を示す図である。 単線ビードの巻き崩れが生じたビードコアの断面の拡大写真である。

以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を用いて説明する。

１．本発明に至る経緯
本発明者は、本発明に先立って、従来のビードコア成形装置を用いた場合、何故に、単線ビードの巻き崩れが生じるのか、その原因について検討を行い、以下の知見を得た。

図７は従来のビードコア成形装置によるビードコアの成形過程を示す図である。なお、図７においては、溝部の底面ｅ１のテーパー角θ１を２０°、単線ビードＷの径を１．８ｍｍφとしている。

単線ビードＷは、最初に、溝部の最低位置ｅ４を出発点として、傾斜した底面ｅ１を上るように順次巻き重ねられていく。このとき、巻き付けられる単線ビードＷは隣接する１本前の単線ビードＷの上方に巻き付けられるため、１．８ｍｍピッチで正確に巻き重ねることができる。

順次巻き重ねられて溝部の壁面ｅ２（図６参照）に到達した単線ビードＷは、折り返して溝部の底面ｅ１を下るように、他方の壁面ｅ３に向けて順次巻き重ねられていく。このとき、単線ビードＷは、隣接する１本前の単線ビードＷよりも下方に巻き付けられる必要があるが、図７に示すように単線ビードＷがビードフォーマーの回転軸に対して垂直上方向から供給されるため、単線ビードＷの表面に被覆されているコーティングゴムの粘着性により引っ掛かりが生じることがあり、このような引っ掛かりが生じた状態のまま巻き重ねを継続すると、手前の単線ビードＷに乗り上げてしまい、隣り合う単線ビードＷ同士が上下に部分的に重なってしまう。

一旦、このような単線ビードＷの乗り上げが発生してしまうと、図８に示すように、次に巻き付けられる単線ビードＷにも乗り上げが発生しやすくなり、単線ビードＷの乗り上げが連鎖的に生じて、最終的に、図９に示すように、単線ビードＷの巻き崩れが生じたビードコアが成形される。

このように、従来のビードコアの成形においては、単線ビードＷを垂直上方向から供給しながら、傾斜した溝部の底面ｅ１を上り下りするように巻き重ねていたため、溝部の底面ｅ１を下って単線ビードＷを巻き付ける際に、隣接する１本前の単線ビードＷとの間で上下関係が生じて巻き崩れの発生を招いていた。

そして、単線ビードの巻き崩れは、テーパー角が大きくなるに従って発生し易く、特に、上記した２０°のテーパー角よりも大きなテーパー角の場合、巻き崩れが発生しないように単線ビードを巻き重ねることが難しかった。

２．本発明の概要
本発明者は、上記の知見に基づいて、単線ビードＷをビードフォーマーへ供給する際、単線ビードの供給方向を、従来のようなビードフォーマーの回転軸の垂直上方向から斜め上方向に変更することができれば、溝部の底面を下るように単線ビードＷを巻き重ねる際に生じる単線ビードの乗り上げを防止できると考えた。

そして、予め、巻き重ね前の単線ビードＷに対してスパイラル状のクセ付けが施されていれば、ビードフォーマーの回転軸の斜め上方向から単線ビードを供給することができ、単線ビードの巻き重ねに際して単線ビードの乗り上げを生じさせることなく、巻き崩れの発生が防止できることを見出し、本発明を完成するに至った。

そして、このようなスパイラル状のクセ付けを施す具体的な方法として、単線ビードＷにビードフォーマーの厚み方向と同じ方向のクセ（横クセ）およびビードフォーマーの巻き重ね方向と同じ方向のクセ（縦クセ）を施すことを考え、実験の結果、容易にスパイラル状のクセ付けを施すことができること確認した。

３．本実施の形態に係るビードコア成形装置
上記した本発明を実施の形態に基づいて具体的に説明する。図１は本実施の形態に係るビードコア成形装置を示す図であり、図２（ａ）は図１中の横クセ付けローラー（第１のクセ付けローラー）の平面図、（ｂ）は横クセ付けローラーおよび縦クセ付けローラー（第２のクセ付けローラー）の側面図である。また、図３は横クセ付けローラーの動作を説明する図である。

本実施の形態に係るビードコア成形装置は、従来のビードコア成形装置と同様に、図５に示すような所定のテーパー角θ１で傾斜した外周面ａを有するビードフォーマーｂと、ビードフォーマーｂを回転させる回転軸ｃと、単線ビード繰り出し部ｄから単線ビードＷを繰り出してビードフォーマーｂに供給する単線ビード供給部とを備えており、ビードフォーマーｂの外周面ａと同じテーパー角θ１で傾斜した底面ｅ１を有する溝部ｅがビードフォーマーｂの外周面ａに形成されている（図６参照）。なお、図１中の符号５は供給された単線ビードＷをビードフォーマーｂに押さえ付けるための押えローラーである。

しかし、本実施の形態に係るビードコア成形装置は、巻き重ね前の単線ビードＷに対してスパイラル状のクセ付けを施すクセ付け機構が設けられている点で従来のビードコア成形装置と異なる。

具体的には、本実施の形態におけるクセ付け機構は、図１および図２に示すように、単線ビードＷに対してビードフォーマーｂの厚み方向と同じ方向（横方向）のクセ付け（第１のクセ付け）を施す横クセ付けローラー６（第１のクセ付けローラー）と、単線ビードＷに対してビードフォーマーｂの巻き重ね方向と同じ方向（縦方向）のクセ付け（第２のクセ付け）を施す縦クセ付けローラー４（第２のクセ付けローラー）とから構成されている。

以下、本実施の形態に係るビードコア成形装置において、単線ビードＷへのクセ付けのために用いられる各ローラーについて説明する。なお、本実施の形態では、上記した横クセ付けローラー６、縦クセ付けローラー４に加えて真直ローラー７が設けられている。

（１）真直ローラー
図２（ａ）に示すように、本実施の形態に係るビードコア成形装置では、上記した横クセ付けローラー６に単線ビードＷを供給する前に、複数のローラー７ａが千鳥状に配置された真直ローラー７に単線ビードＷを通過させることにより予め単線ビードＷに真直加工を施す。これにより、後述の横クセ付けローラー６、縦クセ付けローラー４によるクセ付けをより適切に行うことができる。

（２）横クセ付けローラー（第１のクセ付けローラー）
図２および図３に示すように、横クセ付けローラー６には、一対のガイドローラー６ａが二組取り付けられており、この二組のガイドローラー６ａの間に、スライド溝６ｄが設けられている。このスライド溝６ｄには一対のスライドローラー６ｂが摺動自在に取り付けられている。

また、本実施の形態の一対のスライドローラー６ｂは、単線ビードＷが上記した真直ローラー７やガイドローラー６ａを通過する位置である単線ビード流れ基準位置を０ｍｍとした場合に±１５ｍｍの範囲内でスライド位置を調整した後に固定することができるように構成されている。

図３（ｂ）に示すように、この横クセ付けローラー６では、スライドローラー６ｂのスライド位置をビードフォーマーｂのテーパー角θ１に応じて調整して固定し、一対のガイドローラー６ａ間と、一対のスライドローラー６ｂ間に単線ビードＷを通過させることにより、単線ビードＷにビードフォーマーｂの厚み方向と同じ方向のクセ付けを施すことができる。

具体的な一例として、直径１．８ｍｍの単線ビードＷを、テーパー角θ１が２０°のビードフォーマーｂに巻き重ねる場合には、スライドローラー６ｂを、外周面が傾斜したビードフォーマーｂの厚み方向におけるビードフォーマーｂの円周が短い方向に、１０ｍｍ分スライドさせた状態で固定してクセ付けを行う。

なお、単線ビードＷとしては直径４ｍｍ以下のゴム付きワイヤーが好ましい。この場合、容易に単線ビードＷにクセを施すことができる。

（３）縦クセ付けローラー（第２のクセ付けローラー）
図２（ｂ）に示すように、縦クセ付けローラー４は、円筒状の１つのローラーであり、押さえ部材４ａが併設されている。押さえ部材４ａにより単線ビードＷを押さえながら縦クセ付けローラー４の外周面を沿うように搬送させることにより、ビードフォーマーｂに巻き重ねる方向と同じ方向のクセ付けを施すことができる。

４．本実施の形態に係るビードコア成形装置の動作
次に、図５に示すような所定のテーパー角θ１で外周面ａが傾斜したビードフォーマーｂに単線ビードＷを巻き重ねる際のビードコア成形装置の動作を具体的に説明する。

先ず、スライドローラー６ｂを、ビードフォーマーの厚み方向と同じ方向、具体的には、外周面が所定のテーパー角θ１で傾斜したビードフォーマーｂの円周が短い方向に向かってスライドさせた状態で固定して単線ビードＷを通過させる。これにより、単線ビードＷに、ビードフォーマーｂの円周が長い方向に向けて湾曲する横方向のクセが施される。

次に、横方向のクセが施された単線ビードＷを、縦クセ付けローラー４に供給して、縦方向のクセを施す。これにより、横方向のクセと縦方向のクセが合成されて、単線ビードＷに対してスパイラル状のクセが施される。

そして、上記したようなスパイラル状のクセが施された単線ビードＷをビードフォーマーｂの溝部ｅに供給して巻き重ねる。図４はスパイラル状のクセが施された単線ビードの巻き重ねを説明する図である。

本実施の形態においては、単線ビードＷにビードフォーマーｂの円周が長い方向に向けて湾曲する横方向のクセが施されているため、単線ビードＷが、図７に示す従来の方法のように垂直上方向から供給されるのではなく、図４に示すように斜め上方向から供給される。

この場合、図４中の偶数段のように下りながら単線ビードＷを巻き重ねるに際して、斜め上方向から供給された単線ビードＷが、隣接する一本手前の単線ビードＷの下へ入り込むように巻き重ねられるため、単線ビードＷの乗り上げの発生を適切に抑制することができる。

この結果、単線ビードＷの乗り上げによって生じる大幅な巻き崩れの発生を十分に抑制して、全体的に隙間が小さく安定したビードを成形することができる。このため、成形後のビードの手直しが生じる頻度を従来よりも低減させて、生産性の低下を適切に防止することができる。

なお、本実施の形態のように斜め上方向から単線ビードＷが供給される場合、図４中の奇数段のように、溝部ｅの底面ｅ１を登りながら単線ビードＷの巻き重ねる場合に単線ビードＷ間に若干の隙間が生じる可能性があるが、実質的に単線ビードＷの巻き重ねに影響を与える隙間にはならない。

また、本実施の形態に係るビードコアの成形装置は、回転軸ｃに対する溝部ｅの底面ｅ１のテーパー角θ１が２０±５°の範囲内であるビードフォーマーｂに特に好ましく用いることができる。このようなテーパー角θ１を有するビードフォーマーｂを用いる場合、従来の技術では巻き崩れを抑制することが困難であったが、本実施の形態によれば、巻き崩れを適切に抑制することができるため、本発明の効果をより顕著に発揮させることができる。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。

４ 縦クセ付けローラー
４ａ 押さえ部材
５ 押えローラー
６ 横クセ付けローラー
６ａ ガイドローラー
６ｂ スライドローラー
６ｄ スライド溝
７ 真直ローラー
７ａ ローラー
ａ 外周面
ｂ ビードフォーマー
ｃ 回転軸
ｄ 単線ビード繰り出し部
ｅ 溝部
ｅ１ 溝部の底面
ｅ２、ｅ３ 溝部の壁面
ｅ４ 溝部の最低位置
Ｗ 単線ビード
θ１ テーパー角

Claims (6)

1. 所定のテーパー角で傾斜した底面を有する溝部が外周面に形成されたビードフォーマーと、前記ビードフォーマーを回転させる回転軸と、前記ビードフォーマーに単線ビードを供給する単線ビード供給部とを備え、前記単線ビードを前記溝部の底面上に巻き重ねることによりビードコアを成形するビードコア成形装置であって、
   巻き重ね前の前記単線ビードに対してスパイラル状のクセ付けを施すクセ付け機構が設けられており、
   前記クセ付け機構を用いて巻き重ね前の前記単線ビードに対してスパイラル状のクセを施した後、前記ビードフォーマーへ前記単線ビードを巻き重ねるように構成されていることを特徴とするビードコア成形装置。
2. 前記クセ付け機構が、
   前記単線ビードに対して、前記ビードフォーマーの厚み方向と同じ方向のクセを施す第１のクセ付けローラーと、
   前記単線ビードに対して、前記ビードフォーマーの巻き重ね方向と同じ方向のクセを施す第２のクセ付けローラーとを備えていることを特徴とする請求項１に記載のビードコア成形装置。
3. 前記回転軸に対する前記溝部の底面のテーパー角が２０±５°の範囲内であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のビードコア成形装置。
4. 前記クセ付け機構の上流側に、前記単線ビードに真直加工を施す真直ローラーが設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のビードコア成形装置。
5. 所定のテーパー角で傾斜した底面を有する溝部が外周面に形成されたビードフォーマーと、前記ビードフォーマーを回転させる回転軸と、前記ビードフォーマーに単線ビードを供給する単線ビード供給部とを備えたビードコア成形装置を用いて、前記単線ビードを前記溝部の底面上に巻き重ねることによりビードコアを成形するビードコア成形方法であって、
   前記単線ビードに対してスパイラル状のクセを施した後、前記ビードフォーマーへ前記単線ビードを巻き重ねることを特徴とするビードコア成形方法。
6. 前記単線ビードとして直径４ｍｍ以下のゴム付きワイヤーを用いることを特徴とする請求項５に記載のビードコア成形方法。