JP4246398B2 - タイヤビードおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は一般的にワイヤ織物および構造に関する。より詳しく言えば、本発明はタイヤビードおよびその製造方法に関する。
【０００２】
（発明の背景）
タイヤビードは、タイヤをホイールのリム上へ固定するタイヤの部分である。それは本質的に環状の引張部材すなわち非伸張性の環状物である。各タイヤは、タイヤの各側の最内周を構成するゴム内に配置された、このような２つのビードを有する。
【０００３】
タイヤビードを製造する通常の手順では、外面がゴムで被覆される場合の多い個別のワイヤの端部がタイヤビード製造機械へ送られる。この種の機械は古くてタイヤ組立て技術においてよく知られている。
【０００４】
この種の典型的な機械が米国特許第１，９１３，３３６号、第２，９０２，０８３号および第５，３８５，６２１号に記載されている。これらの機械は、所望するタイヤビードの強度または断面積あるいはこれらの両方に応じて、予め定められた巻数だけワイヤが巻き付けられる回転ドラムを有する。このような機械の標準装置は、ワイヤの先端をドラム上の把持部内へ自動的に導入する手段と、ドラムを回転させる間欠動作手段と、得られるタイヤビードの断面形状を制御し造り上げるように到来するワイヤを移動させる積層装置と、到来するワイヤを各組立てサイクルの終りに切断するナイフと、を含む。ドラムの回転が休止の間に、完成したタイヤビードがドラムから横方向に排出される。
【０００５】
従来のタイヤビード製造機械の１つの欠陥は、動作速度が比較的遅いことおよびそれによるタイヤビードの製作に要する時間量である。この欠陥を克服するために、ゴムまたはその他のエラストマ材料の被覆により一緒に保持された平行な４本のワイヤからなる帯状体を、このようなタイヤビード機械へ送り込むさまざまな方法が試みられてきた。標準の帯状体を使用して形成された矩形断面形状のタイヤビードが図１に示されている。
【０００６】
しかしながら、このような帯状体はしなやかではないので、それを使用して造り上げることができるタイヤビードの断面形状の範囲は厳しく制限されることが知られている。例えば、タイヤ産業において広く使用される従来の六角断面形状のタイヤビード（図２参照）は、図１に示すタイプの帯状体を使用して造り上げることができない。また、各ビードを形成するワイヤ数を増すことにより、ビードの強度が低減される。
【０００７】
従来のタイヤビード製造機械のもう1つの欠陥は、得られるタイヤビードの切断端をどう処理するかに関連する問題である。ワイヤの端はそのスプリングバック性により緩くなって不揃いを生じ、その結果ワイヤを再度引き締めて揃えるための受け入れられない回数の製造中断を生じることがある。
【０００８】
したがって、従来技術にかかわらず、もっと効率的なタイヤビード製造プロセスが依然として必要とされている。
【０００９】
（発明の目的）
本発明の目的は、添付する特許請求の範囲の一つ以上に明記され、下記の副次的な目的の１つ以上を達成することができる、より効率的なタイヤビード製造方法を提供することである。
【００１０】
本発明の１つの目的は、エラストマ材料内に保持された平行な２本のワイヤを含む帯状体を有するタイヤビードを作製する方法を提供することである。
【００１１】
本発明のさらにもう１つの目的は、平行な２本のワイヤの帯状体により形成された新しい改良型のタイヤビードを提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的および利点は、添付図および以下の詳細な説明を参照して本発明を良く理解すれば、容易にお判りいただけるであろう。
【００１３】
（発明の概要）
本発明は、概ね、前記した必要性と、従来のタイヤビード製造プロセスに関連する問題とに応えることに関する。タイヤビード機械に対する低い動作効率に関連する従来の問題は、本発明により解決される。
【００１４】
本発明の好ましい一実施態様では、前述の必要性は、以下の特徴を有するタイヤビード製造方法を提供することにより満たすことができる。その製造方法は、弾性のあるエラストマ材料で各々が均一に被覆された平行な複数のワイヤからなるテープを形成する工程と、このようなテープを、重ね合わされた巻き体が予め定められた数になるように巻くことによってタイヤビードを形成する工程と、を有する。エラストマ材料は、ワイヤ同士の間に形成されたウェブによって、隣接する平行なワイヤ同士を接続し、ウェブは、テープに、個別のワイヤを使用して作ることができるのと同じ断面積を有するタイヤビードを作り上げるように配置できるのに十分なしなやかさをもたらすために、予め定められたサイズであって、テープが連続し積み重ねられた複数の層にまたがることを可能にするのに十分な柔軟性をテープが有するような大きさに形成される。
【００１５】
もう１つの好ましい実施態様では、本発明は、予め定められた断面積のタイヤビードを形成するために、テープからなる複数の巻き体を、並び、かつ予め定められた幅の連続した複数の積み重ねられた層をなすように、テープを巻き進める、前述した方法の形態を採ることが判る。
【００１６】
もう１つの好ましい実施例では、本発明は前述したいずれかの方法により形成されるタイヤビードの形をとることがお判りであろう。
【００１７】
（定義）
“ビード”または“ビードコア”は、タイヤの、タイヤをリムに保持することに関連する半径方向内側のビードの環状引張部材を有する部分を一般的には意味し、ビードはプライコードにより被覆されて形成され、フリッパ、チッパ、エイペックスまたはフィラー、トウガードおよびチェーファーのような補強部材を有してもよいし、有しなくてもよい。
【００１８】
（好ましい実施例の詳細な説明）
次に図面を参照すると、本発明の好ましい実施例が示され、全体を通して同じ参照番号は同じ要素を示し、図３に本発明によるタイヤビード製造プロセスの側面図を示す。
【００１９】
この実施例は、図４に示すように、弾性のあるエラストマ材料で被覆された平行な複数のワイヤ１２ａ，１２ｂからなるテープ１０を形成するステップを有する。エラストマ材料はワイヤ同士の間に形成されたウェブ１４により、隣接する平行なワイヤ同士を接続する。ウェブ１４は、テープに、個別のワイヤを使用して作り上げることができるのと同じ断面積を作り上げるように湾曲させられるのに十分なしなやかさをもたらすために、予め定められたサイズである。タイヤビード１６は、テープ１０を、予め定められた重ね合わせ数だけ、タイヤビード機械２０のドラム１８の周りに巻き付けることにより形成される。
【００２０】
図３のタイヤビード製造プロセスは、個別のワイヤ１２ａ，１２ｂを供給する複数の大型クリール２２を有する。これらのクリールは横に並べて配置されているが、図３では１個だけ示されている。個別のワイヤ１２ａ，１２ｂはクリール２２から引き出されて、ワイヤを単一の水平面内で平行に揃えるように働く溝付き案内ローラ等の間隔保持装置２４内ヘ通され、それはこれらのワイヤが構成する最終的なテープの基礎となる。次に、ワイヤはチュービング機械２６へ通され、そこで、図４に示すように、エラストマ材料の被覆２８が別々のワイヤ１２ａ，１２ｂの周りおよびそれらの間に押し付けられて、隣接するワイヤ同士の間に予め定められたサイズのウェブ１４を形成しながらワイヤを被覆する。チュービング機械の押出機用のダイおよびインサートの１組を使用してウェブを精密な寸法にする。チュービング機械は任意の標準的なものであって、本発明の一部を構成することはない。
【００２１】
エラストマ材料を固定するのに使用される冷却部２７を通過した後に得られるテープ１０の断面図については、図４を参照されたい。テープ１０はワイヤ１２ａ，１２ｂの周りの被覆２８と、被覆されたワイヤ１２ａ，１２ｂを相互に接続するウェブ１４を有する。ウェブ１４は、特定の用途に応じて決まる厚さ“ｔ”および幅“ｗ”を有する。図示するように、テープ１０は平行な２本のワイヤにより形成することができるが、エラストマ材料内に埋設された、６本または８本等の、より多くのワイヤでテープを形成し、次に、テープを切って、間にウェブを有する、ゴム内に埋設された２本のワイヤからなる複数のテープとすることも本発明の範囲内に入る。
【００２２】
このプロセスの連続動作を可能にするために、フェストーン貯蔵装置（festooning storage device：ループ状にして貯蔵する装置）３０が冷却部２７の後に配置される。フェストーン装置３０からのテープは、タイヤビード製造機械２０のドラム１８上に巻き付けられる。タイヤビード製造機械２０は、テープ１０の先端をドラム１８上の把持部（図示せず）内へ自動的に導入しドラムを間欠的に回転させる機械部材３２を含む、このような機械に通常含まれる全ての標準装置を有する。従来の構成の積層装置３４は、得られるタイヤビードの断面形状を制御しかつ造り上げるように、到来するテープ１０を移動させる。ナイフ３６は各組立てサイクルの終りにおいて、到来するテープを切断する。ドラム１８の回転の休止中に、完成したタイヤビード１６がドラムから横方向に排出される。
【００２３】
下記の表１は、タイヤビードを構成するテープ１０の製造にさまざまなサイズの丸いスチールワイヤが使用される時に形成されるウェブ１４に関する好ましいパラメータを示す。
【００２４】
表 １
ワイヤ径 エラストマ材料 被覆厚 ウェブ厚 ウェブ幅
(mm) (mm) (mm) (mm)
1.270 ゴム 0.127 0.508-0.635 0.254
1.829 ゴム 0.127 0.635-0.762 0.254
(in) (in) (in) (in)
0.050 ゴム 0.005 0.020-0.025 0.010
0.072 ゴム 0.005 0.025-0.030 0.010
このようなウェブサイズを使用することにより、得られるテープ１０は、そのテープを、さまざまなタイヤビード構成において使用される断面形状の全範囲を造るのに最適な構成にできるようにするために、円筒ドラムに張り付けられるテープ層の大部分に対して１３５度から１５０度の間の角度で配置できることが判っている。例えば、図５は、エラストマ被覆内に埋設された平行な２本のワイヤ１２ａ，１２ｂを有するテープ１０を使用して形成された６角形タイヤビード１６の断面図を示す。この例では、テープ１０は、ドラム１８の周りに単一のテープの１２個の巻き体（convolutions）１０ａ，１０ｂ，・・・１０Ｌを形成するように巻き付けられる。これらの巻き体は、通常、ドラムの周りに作り上げられる層内に並ぶように巻かれて、６角形タイヤビード１６等の所望の断面形状を得る。
【００２５】
通常、テープ１０はドラム１８の外周面に形成された溝４０内に巻き付けられる。最初に、テープは溝の一端においてドラム１８に巻き付けられ、隣接する巻き体１０ｂが続く。次に、積層装置は、次の巻き体１０ｃを、ウェブの左側が巻き体１０ｂのウェブの部分の上に載るように、巻き体１０ｂの上かつ少し右側に置く。これと同じように巻き体１０ｄが張り付けられた後に、巻き体１０ｅの第１のワイヤが第２の層に隣接し、かつ巻き体１０ｅの第２のワイヤが第３の層を開始するように、巻き体１０ｅが張り付けられる。巻き体１０ｆおよび１０ｇが張り付けられた後に、巻き体１０ｈが、第３の層を終わらせて第４の層を開始するように張り付けられる。この組立プロセスが、図５に示すビードの形成を継続する。２層にわたる２重のワイヤを有するテープ１０により、３角形、５角形、または６角形を含むがそれに限定されるわけではないあらゆる所望の形状を有するビードを形成するための柔軟性を付与することが可能になる。第２、第３、および第４の層内の外側の巻き体１０ｃ，１０ｈは、それらの平行なワイヤ同士の中心間の線ａ−ａが、同じ層内の隣接する巻き体の中心間の同様な線ｂ−ｂに対して角度αをなすように方向付けられた半分の巻き体を有する。６角形ビードの場合には角度αは６０度であってよいが、最終的なビード形状に応じて他の任意の角度とすることができる。
【００２６】
実施例と組み合わせて本発明を説明してきたが、当業者ならば上述した教示から多くの代案、修正、および変形が自明であろう。したがって、本発明は、特許請求の範囲の精神および範囲内に入るこれら全ての代案、修正、および変形を含むものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 各々がゴム被覆内に保持された平行な６本のワイヤからなる、４つの帯状体を積層することにより製造される従来のタイヤビードの断面図である。
【図２】 従来の６角形断面形状タイヤビードの断面図である。
【図３】 本発明によるタイヤビード製造プロセスの側面図である。
【図４】 本発明によるタイヤビードテープの断面図である。
【図５】 本発明によりテープから作られる６角形タイヤビードの断面図である。

Claims (5)

1. タイヤビード（１６）の製造方法であって、
   予め定められた断面積のタイヤビード（１６）を形成するために、弾性のあるエラストマ材料で各々が均一に被覆され、かつ該エラストマ材料のウェブ（１４）によって接続された平行な２本のワイヤ（１２ａ，１２ｂ）であるテープ（１０）からなる複数の巻き体（１０ａ，１０ｂ，・・・１０Ｌ）を、並び、かつ予め定められた幅の連続し積み重ねられた層をなすように巻く工程を含み、
   前記ウェブは、前記テープが前記連続し積み重ねられた複数の層にまたがることを可能にするのに十分な柔軟性を該テープが有するような大きさに形成される、タイヤビードの製造方法。
2. 予め定められた断面積のタイヤビード（１６）を形成するために、前記テープ（１０）を、前記複数の巻き体（１０ａ，１０ｂ，・・・１０Ｌ）が並び予め定められた幅の連続した積み重ねられた層をなし、かつ前記巻き体が複数の前記積み重ねられた層にわたるように、ドラム（１８）の周りに巻き付ける工程を含む、請求項１に記載のタイヤビードの製造方法。
3. 前記テープ（１０）を６角形の断面形状になるように巻く工程を含む、請求項２に記載のタイヤビードの製造方法。
4. 予め定められた断面積のタイヤビード（１６）を形成するために、弾性のあるエラストマ材料で各々が均一に被覆され、かつ該エラストマ材料のウェブ（１４）によって接続された、互いに間隔をおいて平行な２本のワイヤ（１２ａ，１２ｂ）であるテープ（１０）からなる巻き体（１０ａ，１０ｂ，・・・１０Ｌ）を、並び、かつ予め定められた幅の連続し積み重ねられた層をなすように巻く方法によって製造されており、
   前記ウェブは、前記テープが前記連続し積み重ねられた複数の層にまたがることを可能にするのに十分な柔軟性を該テープが有するような大きさに形成されている、タイヤビード。
5. 予め定められた断面積のタイヤビード（１６）を形成するために、前記テープ（１０）の前記複数の巻き体（１０ａ，１０ｂ，・・・１０Ｌ）を、並び、予め定められた幅の連続する積み重ねられた層をなし、かついくつかの前記巻き体が複数の前記積み重ね層にわたるように、ドラム（１８）の周りに巻き付ける方法によって製造された、請求項４記載のタイヤビード。

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