(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
未加硫タイヤの成型に当り、
多数本の平行配列スチールコードに未加硫ゴムを被覆したラジアルカーカスプライ用素材の、タイヤのカーカス周方向に沿いビードコアを巻返す両側端部に、それぞれ予め２箇所以上の上向きくせ付けを施し、その後、くせ付け部をもつ両側端部の被覆ゴム部分に所定ピッチで切込みを入れ、両側にそれぞれ複数箇所の切込みをもつ素材を成型ドラムに供給して円筒状にジョイントし、
円筒状素材のくせ付け部をもつ両側端部に一対のビードコア部材を供給して位置させ、この位置の各ビードコア部材を上記素材を介して内方からロック固定し、この固定の下で上記素材をトロイド状に膨出変形させ、膨出変形した素材の各くせ付け部をビードコア部材の周囲に巻込み密着させ、
その後、トロイド状素材の外周側に未加硫ベルトと未加硫トレッドゴムとを張合わせることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
【請求項２】
切込みを施す所定ピッチを１５０ｍｍ以下とする請求項１に記載した製造方法。
【請求項３】
各側端部の縁からの切込み長さを、ビードコア部材の断面周長さの３／１２〜９／１２倍の範囲内とする請求項１又は２に記載した製造方法。
【請求項４】
各くせ付け部をビードコア部材の周囲に巻込み密着させる際に、切込み位置を両側から挟むスチールコード端部それぞれを、切込み位置を境として互いに反対方向に傾斜させる請求項１〜３のいずれか一項に記載した製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気入りタイヤの製造方法、より詳細には、スチールコードをカーカスプライに適用する空気入りラジアルタイヤ用未加硫タイヤの製造方法に関し、特に、未加硫タイヤ成型に当り、カーカスプライ用素材をビードコア部材に対し高精度で、かつ、安定して巻返すことができる空気入りタイヤの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りラジアルタイヤの中でもトラックやバスなどの重車両に使用する、いわゆる重荷重用空気入りラジアルタイヤには、カーカスにスチールコードのゴム被覆プライを用いるのが一般である。また、この種のタイヤには高圧の内圧を充てんするので、カーカスはビードコアの周りをタイヤ内側から外側に向け折返し、カーカスを一対のビードコアに係止する構造が採用されている。
【０００３】
ところが、カーカスの折返しは、ビード部のゴム中で放射方向に位置し、かつ、切り離し端を有しているので、タイヤの荷重負荷転動下でカーカスの折返し端に大きなひずみが集中し、折返し端からセパレーション故障が生じ易い。そこで、折返し端のひずみ集中を回避するため、図１３にビード部３０の断面を示すように、それまでの折返し構造に代えて、カーカス３１の端部３１E がビードコア３２周面を包み込むような巻込み構造が提案されている。
【０００４】
しかし、巻込み端部３１E は、カーカス３１のプライ中に埋設する多数本のスチールコードの弾性領域内での巻込み変形に留まり、かつ、カーカス３１のスチールコードがラジアル配列である上に反発弾性力が大きいため、タイヤの製造過程にてビードコア３２から遠ざかる。その結果、所望するビードコア巻込み状態を実現することが困難となり、結局、ゴム中の巻込み端３１Eeに集中ひずみが作用し、亀裂発生からバーストに至る故障が発生し易くなり、期待したほどのビード部耐久性向上を実現することができない。また、無理な巻込みは、スチールコードを傷付け、ゴムとの接着不良箇所を作り出す不都合も生じる。
【０００５】
そこで、本出願人は、既に特願平１１−１９８４７号に係る明細書にて、スチールコードのゴム被覆になるカーカスプライのビードコア巻込み部に、一以上の塑性変形箇所を設ける空気入りタイヤを提案している。この塑性変形になるビー３コア巻込み部を図１２のビード部断面図に示す。図１２に示すビード部２０において、カーカス２１はビードコア２２の巻込み部２１R を有し、ビードコア２２は、断面がほぼ六角形を示し、巻込み部２１R は塑性変形箇所ｐ1 、ｐ2 、ｐ3 を有する。
【０００６】
この巻込み部２１R に塑性変形箇所ｐ1 、ｐ2 、ｐ3 を設けることで、巻込み部２１R はビードコア２２の周面に沿い位置するので、巻込み端２１Reに作用するひずみは著しく低減し、巻込み端２１Reの耐セパレーション性は大幅に向上し、結局、ビード部２０の耐久性は著しく向上することを確かめている。巻込み端２１Reをビードコア２２により近く位置させる上で、巻込み端２１Reに近い塑性変形箇所は特に重要な役を担う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、巻込み部２１R に塑性変形箇所ｐ1 、ｐ2 、ｐ3 を設けるタイヤを製造する際に、以下に述べるような課題が存在することが分かった。
すなわち、端部１０AEに塑性変形箇所ｐ1 、ｐ2 、ｐ3 をもつカーカスプライ用素材１０A を成型ドラム２B 上に巻付けた円筒状バンド１０A の断面を示す図１１において、一対のビードコア部材１５を各側の塑性変形箇所ｐ1 、ｐ2 、ｐ3 に適用する際、まず、各ビードコア部材１５を保持する一対のビードセッタ４が、一旦、塑性変形箇所ｐ1 、ｐ2 、ｐ3 を通過しなければならない。
【０００８】
次いで、図１１に示すように、各ビードコア部材１５をバンド１０Ａに対し所定位置にセットするため、ビードセッタ４は、バンド１０A の端部１０AEの塑性変形部ｐ1 〜ｐ2 〜ｐ3 を二点鎖線で示す位置から実線で示す位置まで強制変形させる必要がある。この状態で、ビードコア部材１５をロック用手段１６の矢印方向拡径により、ビードコア部材１４をバンド１０A にロック固定する。
【０００９】
しかし、ビードセッタ４の塑性変形部ｐ1 〜ｐ2 〜ｐ3 の一旦通過と、強制変形とはビードセッタ４に対し大きな反力をもたらす。この反力は、ビードセッタ４にとって大きな負担となるため、強制変形に時間をとらせ、結局、成型のサイクルタイムが増加し、成型の生産性が低下する。また、この大きな反力に対向するには成型機の出力系を強化させる必要が生じ、その一方で反力による成型機の耐久性不足が生じるなど、深刻な問題が生じる。また、ビードコア部材１５の正確な位置決めに不都合が生じるなど、成型精度が損なわれる問題も存在する。
【００１０】
従って、この発明の請求項１〜４に記載した発明の目的は、上述の残された課題の完全解決にあり、より具体的には、ビードコア部材のビードセッタに対する反力を大幅に低減させ、これにより、従来の成型機のままで、十分な耐久性と高度な生産性とを保持し、高精度な成型が可能な空気入りタイヤ製造方法を提供することにある。
【００１１】
上記目的を達成するため、この発明の請求項１に記載した発明は、未加硫タイヤの成型に当り、
多数本の平行配列スチールコードに未加硫ゴムを被覆したラジアルカーカスプライ用素材の、タイヤのカーカス周方向に沿いビードコアを巻返す両側端部に、それぞれ予め２箇所以上の上向きくせ付けを施し、その後、くせ付け部をもつ両側端部の被覆ゴム部分に所定ピッチで切込みを入れ、両側にそれぞれ複数箇所の切込みをもつ素材を成型ドラムに供給して円筒状にジョイントし、
円筒状素材のくせ付け部をもつ両側端部に一対のビードコア部材を供給して位置させ、この位置の各ビードコア部材を上記素材を介して内方からロック固定し、この固定の下で上記素材をトロイド状に膨出変形させ、膨出変形した素材の各くせ付け部をビードコア部材の周囲に巻込み密着させ、
その後、トロイド状素材の外周側に未加硫ベルトと未加硫トレッドゴムとを張合わせることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法である。
【００１２】
請求項１に記載した発明に関し、請求項２に記載した発明のように、切込みを施す所定ピッチを１５０ｍｍ以下とし、請求項１、２に記載した発明に関し、各側端部の縁からの切込み長さを、ビードコア部材の断面周長さの３／１２〜９／１２倍の範囲内とするのが、好適に適合する。
【００１３】
そして、請求項１〜３に記載した発明に関し、請求項４に記載した発明のように、各くせ付け部をビードコア部材の周囲に巻込み密着させる際に、切込み位置を両側から挟むスチールコード端部それぞれを、切込み位置を境として互いに反対方向に傾斜させる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１〜図１０に基づき説明する。
図１は、この発明に用いる成型機の概略平面図であり、
図２は、この発明による成型ドラム供給直前のラジアルカーカスプライ用素材の平面図であり、
図３は、図２に示すラジアルカーカスプライ用素材の右半断面図であり、
図４は、成型ドラムに巻付け後のこの発明によるラジアルカーカスプライ用素材の一部断面図であり、
図５は、ビードコア部材を位置決めしたときの素材くせ付け端部とビードセッタとの断面図であり、
図６は、図５に示す素材を膨出変形させ、ビードコア部材周りにくせ付け端部を巻込み密着させた時の全体の概略断面図であり、
図７は、くせ付け端部に関する、成型ドラム上の傾斜角度とスチールコードの引張強さ保持率との関係を示す線図であり、
図８は、切込みピッチとビードセッタに対する反力との関係を示す線図であり、
図９は、この発明による、図６に示すくせ付け端部とビードコア部材との一部斜視図であり、
図１０は、この発明による、図６に示すくせ付け端部のスチールコードとビードコア部材との側面図である。
【００１５】
図１において、成型機は、各回転部を駆動するモータを内蔵するハウジング１と、ハウジング１から延びるシャフトに装着した成型ドラム２と、成型ドラム２に後述するラジアルカーカスプライ用素材（以下カーカス素材と略す）を供給するためのサービサ３と、成型ドラム２に一対のビードコア部材を搬送し、所定位置に固定する一対のビードセッタ４と、成型ドラム２上のカーカス素材をビードコア部材に密着させるための一対のステッチャーロール５とを備える。成型ドラム２は、中央に膨張可能なブラダ２B を備える。
【００１６】
また、成型機は、別のサービサ６から供給する未加硫ベルトと未加硫トレッドゴムを円筒状に積層するベルト・トレッドバンドドラム（ＢＴドラム）７と、ＢＴドラム７で積層したベルト・トレッドバンドを成型ドラム２上に搬送するオーリング８とを備える。
【００１７】
図２及び図３において、図１２を合わせ参照し、カーカス素材１０は、タイヤのカーカス２１の周方向（タイヤ軸線周り）にほぼ直交する多数本の平行配列スチールコード１１に未加硫ゴム１２を被覆した部材である。図２では、スチールコード１１を破線で示す。符号Ｃはカーカス素材１０の幅中央線である。
【００１８】
各図に示すように、カーカス素材１０には、タイヤのカーカス２１の周方向に沿いビードコア２２を巻返す両側端部２１R に対応する両側端部１０E に、それぞれ予め２箇所以上、図示例は３箇所の上向きくせ付けを施しておき、このカーカス素材１０をサービサ３から成型ドラム２に供給する。
【００１９】
このくせ付けは、スチールコード１１に塑性変形を生じさせた状態を指す。図３に示すように、カーカス素材１０を成型ドラム２に供給する際に、塑性変形を起こさせたくせ付け部ｐ1 、ｐ2 、ｐ3 は上向きとする。くせ付け部ｐ1 、ｐ2、ｐ3 は、タイヤのカーカス２１の両側端部２１R のくせ付け部ｐ1 、ｐ2 、ｐ3 に相当する。
【００２０】
ここで、成型ドラム２に供給する以前に、予め、カーカス素材１０のくせ付け部ｐ1 、ｐ2 、ｐ3 をもつ両側端部１０E の被覆ゴム１２部分に所定ピッチＰで切込み１３を入れるものとする。ただし、成型ドラム２に対するカーカス素材１０の１回巻付け分につき、切込み１３は両側端部１０E にそれぞれ複数箇所設ける。また、切込み１３は、側端部１０E の縁１０Eeから切込むのが好ましい。この複数箇所の切込み１３をもつカーカス素材１０を成型ドラム２のブラダ２B 上で円筒状にジョイントする。このときの円筒状カーカス素材１０の状態を図４の断面図に示す。符号Ｘは成型ドラム２の回転軸線である。
【００２１】
その後、一対のビードセッタ４が保持する一対のビードコア部材１５を成型ドラム２に向け搬送し、図５に示すように、円筒状カーカス素材１０のくせ付け部ｐ1 、ｐ2 、ｐ3 をもつ両側端部１０E に各ビードコア部材１５を位置させる。この位置で各ビードセッタ４が保持する各ビードコア部材１５をカーカス素材１０を介して内方からブラダ２B に  ロック固定する。このロック方法は、例えば、成型ドラム２に対し位置決めさせるビードコア部材１５の直下で成型ドラム２が装備する拡径・縮径自在な一対のロック手段１６を用いる。
【００２２】
その後、各ビードセッタ４を、各ビードコア部材１５保持から解除して、成型ドラム２から退避させる。そして、図６に示すように、各ビードコア部材１５のロックを保持した状態で、例えば、ブラダ２B 内部に加圧ガスを供給し、併せて、一対のロック手段１６の相互間隔を狭め、カーカス素材１０をトロイド状に膨出変形させる。
【００２３】
この膨出変形と同時に、ステッチャーロール５を矢印方向に移動させながら、ステッチャーロール５の軸線周りの回転と押圧動作とにより、膨出変形したカーカス素材１０の各くせ付け端部１０E をビードコア部材の周囲に巻込み密着させる。このとき、くせ付け部ｐ1 、ｐ2 、ｐ3 はビードコア部材１５の各屈折角部に合わせる。
【００２４】
その後、予め、ＢＴドラム７上に積層した未加硫ベルトと未加硫トレッドゴムとのバンド（図示省略）をオーリング８により成型ドラム２の所定位置まで搬送し、このバンドをトロイド状カーカス素材１０の外周側に張合わせて未加硫タイヤの成型を完了させる。その後は、この未加硫タイヤに加硫成型を施し、図１２に示すビード部２０を有する空気入りタイヤを完成させる。
【００２５】
以上述べた空気入りタイヤの作用効果を以下に述べる。
すなわち、図２〜図４において、成型ドラム２に供給する以前のカーカス素材１０のくせ付け端部１０E を除く部分は平面状を呈し、この平面に対するくせ付け部ｐ1 〜くせ付け部ｐ2 の傾斜角度αは、成型ドラム２上での円筒形状カーカス素材１０では、成型ドラム２の軸線Ｘ方向に対する傾斜角度βに変化する。
【００２６】
平面形状から円筒形状に変化する際のカーカス素材１０は、両側端部が円周長さを増そうとする。このとき、従来のカーカス素材のくせ付け端部は外側に向け変形し、傾斜角度βは傾斜角度αより小さくなる傾向を示す。
【００２７】
これに対し、両側それぞれのくせ付け端部１０E に複数箇所の切込み１３を有しているカーカス素材１０は、切込み１３を境として円周方向両側に開くので、図４に示すように、くせ付け端部１０E は外側に傾斜し、その結果、傾斜角度βは傾斜角度αより大きくなる。実験結果によれば、円筒状カーカス素材１０の内周面の周長さが１６５４ｍｍの場合で、α＝５３°がβ＝６０°に、１８００ｍｍの場合でα＝５０°がβ＝６０°に変化する。
【００２８】
要するに、この傾斜角度が大きくなる変化は、図７に、傾斜角度βと、くせ付け端部１０E におけるスチールコード１１の引張強さ保持率（％）との関係を線図で示すように、同一傾斜角度βでみて、実線で示す実施例は、破線で示す従来に比しより大きな保持率（％）を有する効果を発揮する。また、くせ付け部ｐ1はスチールコード１１に塑性変形を起こさせているため、ビードコア部材１５のロック時に傾斜角度βは傾斜角度αに戻る。
【００２９】
これに留まらす、切込み１３が存在するため、くせ付け端部１０E を通過する際のビードセッタ４に対する反力及びビードコア部材１５を所定位置に位置決めする際のビードセッタ４に対するくせ付け端部１０E の反力が大幅に軽減される。これにより、従来の成型機の改造は不要であり、従来のままのビードセッタ４の十分な耐久性を保証し、しかも、成型工程の高度な生産性を保持することができ、かつ、高精度な成型が可能となる。
【００３０】
ここで、切込みピッチＰは、１５０ｍｍ以下とするのが好ましい。なぜなら、図８に、切込みピッチＰ（ｍｍ）と、ビードセッタ４に対する反力（ＭＰａ）との関係を示す線図から明らかなように、切込みピッチＰが１５０ｍｍを超えると、反力がサチュレートするからである。
【００３１】
各図に示すビードコア部材１５は、断面が六角形をなす、いわゆる六角ビードコアであるが、その他に断面形状が四角形以上の多角形であっても良く、また、丸形であっても良い。適用するビードコア部材１５との関係において、各くせ付け端部１０E の縁１０Eeからの切込み１３の切込み長さは、ビードコア部材１５の断面周長さの３／１２〜９／１２倍の範囲内とするのが適合する。
【００３２】
また、図９に示すように、各くせ付け端部１０E をビードコア部材１５の周囲に巻込み密着させる際は、切込み１３の両側は、切込み１３終端からくせ付け端部１０E の縁１０Eeに向かい扇状に先開きとしてビードコア部材１５の周囲に巻込み密着させる。
【００３３】
このとき、図１０に示すように、切込み１３位置、すなわち元の切込み１３を含み軸線Ｘから放射方向に延びる平面Ｑを両側から挟むスチールコード１１端部それぞれを、平面Ｑを境として平面Ｑに対し傾斜角度θをもって互いに反対方向に傾斜させる。これにより、仮に、タイヤにて、カーカス２１の或る部分の巻込み端２１Reに位置するスチールコード１１端に亀裂が発生したとしても、平面Ｑを挟む両側の巻込み端２１Re相互間は周方向に大きな隔たりを有しているので、周方向の亀裂進行を阻止し、結局、ビード部２０の耐久性向上効果を得ることができる。
【００３４】
【実施例】
トラック及びバス用ラジアルプライタイヤで、サイズが４３５／４５Ｒ２２．５であり、ビードコア部材１５には六角ビードコアと、くせ付け部ｐ1 、ｐ2 、ｐ3 における塑性変形内角を１２０°としたカーカス素材１０とを用いた。六角ビードコア１５の断面周長さは５６ｍｍであり、切込みピッチＰを３０ｍｍとし、切込み１３の長さは４０ｍｍとした。
【００３５】
上記のカーカス素材１０を成型ドラム２に巻付けて円筒状とし、六角ビードコア１５を保持するビードセッタ４を所定位置まで搬送し、くせ付け端部１０E を通過させるときにビードセッタ４に作用する反力と、六角ビードコア１５をロック位置に位置決めするときにビードセッタ４に作用する反力とを測定し、実施例と従来例とで比較した。
【００３６】
測定結果は、従来例の二つの反力をそれぞれ１００とする指数にてあらわしたとき、実施例は、通過時の反力が８６であり、ロック位置決め時が８２である。これらの結果から、実施例の有効性を実証することができる。
【００３７】
【発明の効果】
この発明の請求項１〜４に記載した発明によれば、カーカス素材の両側くせ付け端部に対する、ビードコア部材保持用ビードセッタの通過に伴う反力及びビードコア部材のロック位置決め時のビードセッタの反力をそれぞれ大幅に低減することができ、これにより、従来の成型機のままで、十分な耐久性と高度な生産性とを保持し、高精度な成型が可能な空気入りタイヤ製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に用いる成型機の概略平面図である。
【図２】  この発明による成型ドラム供給直前のカーカス素材の平面図である。
【図３】  図２に示すカーカス素材の右半断面図である。
【図４】  成型ドラムに巻付け後のこの発明によるカーカス素材の一部断面図である。
【図５】  この発明によるビードコア部材位置決め時のくせ付け端部とビードセッタとの断面図である。
【図６】  図５に示すカーカス素材を膨出変形させ、ビードコア部材周りにくせ付け端部を巻込み密着させた時の全体の概略断面図である。
【図７】  くせ付け端部に関する、成型ドラム上の傾斜角度とスチールコードの引張強さ保持率との関係を示す線図である。
【図８】  切込みピッチとビードセッタ反力との関係を示す線図である。
【図９】  図６に示すくせ付け端部とビードコア部材との一部斜視図である。
【図１０】  図６に示すくせ付け端部のスチールコードとビードコア部材との側面図である。
【図１１】  従来のビードコア部材位置決め時のくせ付け端部とビードセッタとの断面図である。
【図１２】  この発明によるカーカス素材を用いたタイヤのビード部断面図である。
【図１３】  くせ付け部をもたない従来タイヤのビード部断面図である。
【符号の説明】
１  ハウジング
２  成型ドラム
２B   ブラダ
３  カーカス素材サービサ
４  ビードセッタ
５  ステッチャーロール
６  サービサ
７  ＢＴドラム
８  オーリング
１０  カーカス素材
１０E   くせ付け部をもつ両側端部
１０Ee  両側端部の縁
１１  スチールコード
１２  被覆ゴム
１３  切込み
１５  ビードコア部材
１６  ロック手段
ｐ1 、ｐ2 、ｐ3   くせ付け部
α、β  くせ付け部ｐ1 〜ｐ2 の傾斜角度
Ｐ  切込みピッチ
Ｘ  成型ドラムの軸線
Ｑ  切込みを含む平面
θ  平面Ｑに対するスチールコード傾斜角度
【図１】
0004397090.tif 000002
【図２】
0004397090.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0004397090.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0004397090.tif 000011
【図１１】
0004397090.tif 000012
【図１２】
0004397090.tif 000013
【図１３】
0004397090.tif 000014