(57)【要約】【課題】外周径が一定に保たれたビードコアを、安定して製造することができるビードコアの製造技術を提供する。【解決手段】ワイヤにゴムが被覆されたビードワイヤを巻回してビードコアを製造するビードコア製造装置であって、ワイヤを送り出す送り出し手段と、ワイヤにゴムを被覆してビードワイヤを形成するゴム押出機と、ビードワイヤを回転軸上に巻き取る巻取り手段と、巻き取られたビードワイヤの巻取り外周径を測定する巻取り外周径測定手段と、ゴム押出機の上流でワイヤの張力を調整する張力調整手段とを備えており、張力調整手段が、巻取り外周径測定手段により測定されたビードワイヤの巻取り外周径に基づいてワイヤの張力を調整するように構成されていることを特徴とするビードコア製造装置。【選択図】図１
2020090060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤにゴムが被覆されたビードワイヤを巻回してビードコアを製造するビードコア製造装置であって、
前記ワイヤを送り出す送り出し手段と、
前記ワイヤにゴムを被覆してビードワイヤを形成するゴム押出機と、
前記ビードワイヤを回転軸上に巻き取る巻取り手段と、
巻き取られた前記ビードワイヤの巻取り外周径を測定する巻取り外周径測定手段と、
前記ゴム押出機の上流で前記ワイヤの張力を調整する張力調整手段とを備えており、
前記張力調整手段が、前記巻取り外周径測定手段により測定された前記ビードワイヤの巻取り外周径に基づいて前記ワイヤの張力を調整するように構成されていることを特徴とするビードコア製造装置。
【請求項２】
前記巻取り外周径測定手段が、レーザセンサ、ＣＣＤカメラセンサのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のビードコア製造装置。
【請求項３】
前記張力調整手段が、テンションコントローラーを備えており、
前記テンションコントローラーが前記ワイヤの張力を調整す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製造装置。
【請求項４】
前記張力調整手段が、予め、測定された巻取り外周径と張力との関係に基づいて、前記ワイヤの張力を調整する調整手段であ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製造装置。
【請求項５】
前記張力調整手段が、前記ビードワイヤの巻取り外周径の変化量１ｍｍに対して、前記ワイヤの張力を４０Ｎ〜１２０Ｎ変化させて調整する調整手段であることを特徴とする請求項４に記載のビードコア製造装置。
【請求項６】
さらに、前記ゴム押出機の下流側に、前記ゴム押出機における前記ゴムの温度を測定する温度測定手段が設けられていると共に、
前記ゴム押出機の上流側に、前記ワイヤの温度を調整する温度調整手段が設けられており、
前記温度測定手段により測定された前記ゴムの温度に基づいて、前記温度調整手段が前記ワイヤの温度を調整するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のビードコア製造装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のビードコア製造装置を用いて、ビードコアを製造するビードコア製造方法であって、
ワイヤを送り出す送り出し工程と、
ゴム押出機を用いて前記ワイヤにゴムを被覆することによりビードワイヤを形成する形成工程と、
前記ビードワイヤを回転軸上に巻き取る巻取り工程と、
巻き取られた前記ビードワイヤの巻取り外周径を測定する巻取り外周径測定工程と、
前記ゴム押出機の上流で前記ワイヤの張力を調整する張力調整工程とを備えており、
前記張力調整工程が、前記巻取り外周径測定工程において測定された前記ビードワイヤの巻取り外周径に基づいて前記ワイヤの張力を調整することを特徴とするビードコア製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤにゴムが被覆されたビードワイヤを形成し、前記ビードワイヤを用いてビードコアを製造するビードコア製造装置、および、前記ビードコア製造装置を用いたビードコア製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤのビード部には、リムと嵌合させるために環状のビードコアが設けられている。このビードコアは、通常、ワイヤの外周にゴムを被覆してビードワイヤを形成した後、このビードワイヤを円環状に巻回することにより製造されている。
【０００３】
図４は、従来のビードコア製造装置によるゴムの被覆を説明する図である。図４に示すように、先ず、巻き出されたワイヤＷをゴム押出機２のダイプレート（図示せず）に通過させる。そして、ゴム押出機２において、ワイヤＷの周囲にゴムＧを被覆する。これにより、ビードワイヤＢＷが形成される。その後、巻取りドラム（図示せず）に設けられた溝部に、ビードワイヤＢＷを整列させて順次巻き重ねることにより、ビードコアが製造される。
【０００４】
このとき、ビードワイヤにおけるゴムの被覆がバラついていると、安定して整列させることができず、安定した品質のビードコアを製造することができない。
【０００５】
そこで、予め、ワイヤの温度を調整して、ゴムのワイヤへの被覆量を一定に維持することが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１３８４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の技術を適用してゴムのワイヤへの被覆量が一定量となるように制御しているにも拘らず、製造されたビードコアの外周径にバラツキが発生することがあり、品質の安定したビードコアを製造するためのさらなる技術が求められている。
【０００８】
そこで、本発明は、外周径が一定に保たれたビードコアを、安定して製造することができるビードコアの製造技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記課題の解決について鋭意検討を行い、以下に記載する発明により上記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。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、
ワイヤにゴムが被覆されたビードワイヤを巻回してビードコアを製造するビードコア製造装置であって、
前記ワイヤを送り出す送り出し手段と、
前記ワイヤにゴムを被覆してビードワイヤを形成するゴム押出機と、
前記ビードワイヤを回転軸上に巻き取る巻取り手段と、
巻き取られた前記ビードワイヤの巻取り外周径を測定する巻取り外周径測定手段と、
前記ゴム押出機の上流で前記ワイヤの張力を調整する張力調整手段とを備えており、
前記張力調整手段が、前記巻取り外周径測定手段により測定された前記ビードワイヤの巻取り外周径に基づいて前記ワイヤの張力を調整するように構成されていることを特徴とするビードコア製造装置である。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、
前記巻取り外周径測定手段が、レーザセンサ、ＣＣＤカメラセンサのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のビードコア製造装置である。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、
前記張力調整手段が、テンションコントローラーを備えており、
前記テンションコントローラーが前記ワイヤの張力を調整す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製造装置である。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、
前記張力調整手段が、予め、測定された巻取り外周径と張力との関係に基づいて、前記ワイヤの張力を調整する調整手段であ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製造装置である。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、
前記張力調整手段が、前記ビードワイヤの巻取り外周径の変化量１ｍｍに対して、前記ワイヤの張力を４０Ｎ〜１２０Ｎ変化させて調整する調整手段であることを特徴とする請求項４に記載のビードコア製造装置である。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、
さらに、前記ゴム押出機の下流側に、前記ゴム押出機における前記ゴムの温度を測定する温度測定手段が設けられていると共に、
前記ゴム押出機の上流側に、前記ワイヤの温度を調整する温度調整手段が設けられており、
前記温度測定手段により測定された前記ゴムの温度に基づいて、前記温度調整手段が前記ワイヤの温度を調整するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のビードコア製造装置である。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のビードコア製造装置を用いて、ビードコアを製造するビードコア製造方法であって、
ワイヤを送り出す送り出し工程と、
ゴム押出機を用いて前記ワイヤにゴムを被覆することによりビードワイヤを形成する形成工程と、
前記ビードワイヤを回転軸上に巻き取る巻取り工程と、
巻き取られた前記ビードワイヤの巻取り外周径を測定する巻取り外周径測定工程と、
前記ゴム押出機の上流で前記ワイヤの張力を調整する張力調整工程とを備えており、
前記張力調整工程が、前記巻取り外周径測定工程において測定された前記ビードワイヤの巻取り外周径に基づいて前記ワイヤの張力を調整することを特徴とするビードコア製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、外周径が一定に保たれたビードコアを、安定して製造することができるビードコアの製造技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るビードコア製造装置の模式的側面図である。
【図２】巻き取られたビードコアの模式的断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態に係るビードコア製造装置の模式的側面図である。
【図４】従来のビードコア製造装置によるゴムの被覆を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、実施の形態に基づき、本発明にビードコア製造装置について具体的に説明する。
【００２０】
［１］本発明に至る経緯
本発明の実施の形態について説明するに先立って、本発明の理解を容易にするために、本発明を完成するに至った経緯について説明する。
【００２１】
前記したように、従来のビードコア製造装置の場合、ビードワイヤの形成の際にゴムの被覆量が一定量となるように制御しているにも拘らず、製造されたビードコアの外周径にバラツキが発生することがあった。
【００２２】
本発明者は、この外周径のバラツキがいかなる原因で発生しているのか、その原因を突き止めるべく、種々の実験と検討を行った。その結果、巻取りドラムへの巻回時におけるワイヤの張力の変化が、この外周径のバラツキを招いていることが分かった。
【００２３】
即ち、ワイヤにゴムを被覆することにより形成されたビードワイヤは巻取りドラムへ巻回されるが、巻取りドラムの回転数は一定であるため、巻き取りが進むにつれて巻取り外周径が大きくなると、巻取り速度が速くなり、ワイヤの張力が増大する。そして増大した張力により、巻取り外周径が減少すると共に、巻取りドラム上のビードワイヤが上層のビードワイヤから圧力を受けて偏平化するため、製造されたビードコアの外周径にバラツキが発生していることが分かった。
【００２４】
そこで、本発明者は、巻取り外周径測定手段を、例えば、巻取りドラムの近傍に配置して、ビードワイヤの巻回時、常に、巻取り外周径を測定して、測定結果に対応してワイヤに掛かる張力を適切に調整すれば、巻取り外周径のバラツキの発生を抑制できることに思い至り、具体的な構成について検討を行い、本発明を完成するに至った。以下、具体的な実施の形態に基づいて説明する。
【００２５】
［２］第１の実施の形態
１．第１の実施の形態の概要
第１の実施の形態のビードコア製造装置は、ビードワイヤの巻取り外周径を測定する巻取り外周径測定手段と、その測定結果に対応してワイヤに掛かる張力を調整する張力調整手段を備えているビードコア製造装置である。
【００２６】
２．第１の実施の形態に係るビードコア製造装置の基本的な構成
最初に、第１の実施の形態に係るビードコア製造装置の基本的な構成について説明する。図１は、第１の実施の形態に係るビードコア製造装置の模式的側面図である。
【００２７】
図１に示すように、第１の実施の形態のビードコア製造装置は、リールに巻き取られたワイヤＷを巻き出してゴム押出機２へと送り出す送り出し手段３と、送り出されてきたワイヤＷにゴムＧを被覆してビードワイヤＢＷを形成するゴム押出機２と、ビードワイヤＢＷを回転軸上に円環状に巻き取る巻取り手段１を備えている点においては、従来のビードコア製造装置と同様である。
【００２８】
しかし、本実施の形態のビードコア製造装置は、従来のビードコア製造装置と異なり、さらに、巻取り手段１に巻き取られたビードワイヤＢＷの巻取り外周径を測定する巻取り外周径測定手段４と、ゴム押出機２の上流でワイヤＷの張力を調整する張力調整手段５を備えている。
【００２９】
そして、本実施の形態においては、巻取り外周径測定手段４における巻取り外周径の測定結果を張力調整手段５にフィードバックして、ワイヤＷの張力を調整するように構成されている（破線の矢印Ｆ１）。
【００３０】
このような構成として、巻取り外周径のバラツキに対応して、ワイヤＷの張力を調整することにより、外周径が一定に保たれたビードコアを安定して製造することができる。
【００３１】
３．本実施の形態に係るビードコア製造装置の具体的な構成
次に、本実施の形態に係るビードコア製造装置の具体的な構成について説明する。なお、以下においては、まず、従来のビードコア製造装置と同じ構成である本装置の基本的な構成について説明し、その後、本実施の形態におけるビードコア製造装置の特徴部である巻取り外周径測定手段および張力調整手段について説明する。
【００３２】
（１）本実施の形態のビードコア製造装置の基本的な構成
（ａ）送り出し手段
送り出し手段３は、リールに巻き取られてクリールスタンドなどに保持されたワイヤＷを巻き出して、ゴム押出機２へと送り出す。
【００３３】
（ｂ）ゴム押出機
ゴム押出機２は、送り出されてきたワイヤＷの周囲に、ゴムを押し出して被覆することにより、ビードワイヤＢＷを形成する。このとき、被覆されるゴムの量が一定となるように、ゴム押出機２の先端部には、ダイプレート（図示せず）が備えられている。
【００３４】
（ｃ）巻取り手段
巻取り手段１は、ゴム押出機２において形成されたビードワイヤＢＷを一定の回転数で回転する回転軸上に巻き取り、円環状のビードコアを製造する。具体的な巻取り手段１としては、ビードフォーマーが用いられ、ビードフォーマーの表面に周方向に形成された溝部にビードワイヤＢＷを整列させながら、多数段に巻回することによりビードコアが製造される。
【００３５】
図２は、巻取り手段１に巻き取られたビードコアの模式的断面図である。図２に示すように、ビードコアＢＣは、巻取り手段１に設けられた溝部の中に、ワイヤＷにゴムＧが被覆されたビードワイヤＢＷを、複数列、複数段（図２では、５列、４段）巻回することにより製造されている。
【００３６】
このとき、前記したように、巻取り手段１は一定の回転数で回転しているため、外周側におけるビードワイヤＢＷの巻取り速度が上昇して、ワイヤＷの張力が上昇する。このため、巻き取られたビードワイヤの巻取り外周径が減少し、製造されるビードコアの外周径にバラツキが発生する。
【００３７】
（２）本実施の形態のビードコア製造装置の特徴部
（ａ）巻取り外周径測定手段
上記の問題に対応するために、本実施の形態においては、まず、図１に示すように、巻取り手段１の上方に巻取り外周径測定手段４を配置して、巻取り手段１に巻き取られていくビードワイヤＢＷの巻取り外周径を測定している。
【００３８】
本実施の形態において、巻取り外周径測定手段としては特に限定されないが、測定の簡便性、測定結果の精度、測定器のサイズなどを考慮すると、レーザセンサ、ＣＣＤカメラセンサなどが好ましい。
【００３９】
（ｂ）張力調整手段
そして、本実施の形態においては、巻取り外周径測定手段４に加えて、張力調整手段５を設けて、巻取り外周径測定手段４における測定結果を張力調整手段５にフィードバックして、ワイヤＷの張力を調整するように構成されている。
【００４０】
具体的には、まず、巻取り外周径測定手段より測定結果を受信した張力調整手段は、測定された巻取り外周径を予測される巻取り外周径と比較する。例えば、図２において、ビードワイヤＢＷの４段目の巻き取りにおいて、厚みＴ４はビードワイヤＢＷの径と等しい厚みであるＴ１の４倍になると予測される。巻取り外周径測定手段４により測定された巻取り外周径が予測よりも小さかった場合、張力調整手段は、ワイヤＷの張力が増大したために巻き取られたビードワイヤＢＷの巻取り外周径が減少していると判断する。
【００４１】
そして、ワイヤＷの張力が増大していると判断した張力調整手段は、ワイヤＷの張力を低下させる。これにより、ビードワイヤＢＷの巻取り速度が上昇し張力が増大した場合でも、即座にワイヤＷの張力を調整して、張力を一定に維持してビードワイヤＢＷを巻き取ることができ、安定した外周径のビードコアを製造することができる。
【００４２】
本実施の形態において、張力調整手段としては、特に限定されないが、張力の調整の容易さやサイズなどを考慮すると、テンションコントローラーなどが好ましい。
【００４３】
テンションコントローラーを用いた張力の調整は、巻取り外周径測定手段により測定された巻取り外周径の変化量（ｍｍ）に応じて、予め、測定された巻取り外周径と張力との関係に基づいて、テンションコントローラーを作動させてワイヤの張力（Ｎ）を調整することが好ましい。
【００４４】
なお、一般的なビードコアの製造の場合には、ビードワイヤの巻取り外周径の変化量１ｍｍに対して、ワイヤの張力を４０Ｎ〜１２０Ｎ変化させることが好ましく、６０Ｎ〜１００Ｎであるとより好ましい。
【００４５】
［３］第２の実施の形態
（１）第２の実施の形態の概要
第２の実施の形態のビードコア製造装置は、基本的な構成は第１の実施の形態と同様であるが、ゴム押出機から押し出されたゴムの温度を測定し、測定された温度に基づきゴム被覆前ワイヤの温度を調整する温度調整手段をさらに有している点で異なっている。
【００４６】
巻取り外周径の変化に対応してワイヤの張力を調整する第１の実施の形態において、ワイヤと押出ゴムとの間に温度差があると、ビードワイヤの形成の際にゴム付き不良が発生して、ビードコアにおいてバラケの発生を招くことがある。
【００４７】
そこで、本発明者は、張力制御手段だけでなく、押出機の上流のゴム被覆前のワイヤの温度をゴム押出機におけるゴムの温度に調整する温度調整手段をさらに備えることにより、ビードコアの外周径のバラツキの抑制だけでなく、ゴム付き不良の問題についても顕著に改善でき、より安定した品質のビードコアが製造できることを見出した。
【００４８】
（２）温度調整手段
図３は第２の実施の形態に係るビードコア製造装置の模式的側面図である。温度調整手段は、ゴム押出機２の押出口付近に設置され、押し出されたゴムの温度を測定する温度測定部（図示せず）と、ゴム押出機２の上流に設置される温度調整部６から構成される。
【００４９】
本実施の形態の温度調整手段は、温度調整部６において、温度測定部で測定されたゴムの温度に基づき、所定の温度にゴム被覆前のワイヤを加熱するフィードバック制御を行う（破線の矢印Ｆ２）。温度調整部６は加熱されたワイヤの温度の低下を避けるためゴム押出機２の直前に設置されることが好ましい。
【００５０】
ワイヤが調整される温度は、押し出されたゴムの温度との温度差が５℃以内であることが好ましく、３℃以内であることがより好ましく、ほぼ同等の温度であることがさらに好ましい。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例に基づき、本発明をさらに具体的に説明する。
【００５２】
［１］実験１
１．実験方法
本実験においては、張力調整手段を有するビードコア製造装置（実施例１）と従来のビードコア製造装置（比較例１）を用いてビードコアを製造し、製造された製品の品質と工程能力指数について評価した。
【００５３】
（１）実施例
実施例として、図１に示す張力調整手段を備えたビードコア製造装置を用いて、キスワイヤ社製ワイヤ（径：１．２ｍｍ）に厚み０．３ｍｍのゴムを被覆したビードワイヤ（径：１．５ｍｍ）を形成し、巻取り外周径測定手段により測定された巻取り外周径の変化量（ｍｍ）に対応して、予め、測定された巻取り外周径と張力との関係に基づいて、テンションコントローラーを作動させてワイヤの張力を調整しながらビードワイヤを巻取り手段に巻き取り、１００本のビードコアを製造した（実施例１）。
【００５４】
（２）比較例
一方、比較例として、張力調整手段を備えていない従来のビードコア製造装置を用いたこと以外は、実施例と同様にしてビードコアを製造した（比較例１）。
【００５５】
２．評価内容
（１）ビードコアの外周径のバラツキ
製造された各ビードコアの外周径を測定し、その平均値Ａｖｅおよび標準偏差σを算出した。
【００５６】
（２）工程能力指数
そして、ビードコアの外周径についての工程能力指数Ｃｐｋを、設定値と両側規格を用いて算出した。数値が高いほどバラツキなく工程が管理できていることを示す。
【００５７】
３．実験結果
実験の結果を表１に示す。
【００５８】
【表１】
2020090060.tif 000003
【００５９】
表１に示す結果より、実施例１のビードコア製造装置においては、巻取り外周径を測定して、その変化量に応じて張力を調整することにより、標準偏差と工程能力指数の値が示すように、小さなバラつきで安定した外周径のビードコアが得られることが確認できた。一方、比較例１においては、外周径に大きなバラツキが見られた。
【００６０】
［２］実験２
１．実験方法
張力調整手段を備えたビードコア製造装置（実施例２）と、張力調整手段に加えてさらにゴム押出機の上流に温度調整手段を備えたビードコア製造装置（実施例３）を用いて、実験１と同様にしてビードワイヤを形成し、ゴム付き不良の発生率を評価した。
【００６１】
温度調整手段は、ゴム被覆前ワイヤの温度を、ゴム押出機から押し出されるゴムの温度に調整するように構成されている装置を用いた。
【００６２】
２．実験結果
実験の結果を表２に示す。
【００６３】
【表２】
2020090060.tif 000004
【００６４】
表２より、温度調整手段を設けることにより、ビードワイヤのゴム付き不良発生率を大きく低減できることが確認できた。
【００６５】
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。
【符号の説明】
【００６６】
１                      巻取り手段
２                      ゴム押出機
３                      送り出し手段
４                      巻取り外周径測定手段
５                      張力調整手段
６                      温度調整部
ＢＣ                    ビードコア
ＢＷ                    ビードワイヤ
Ｆ１、Ｆ２              フィードバック制御
Ｇ                      ゴム
Ｗ                      ワイヤ
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４  厚み
【図１】
2020090060.tif 000005
【図２】
2020090060.tif 000006
【図３】
2020090060.tif 000007
【図４】
2020090060.tif 000008