(57)【要約】【課題】タイヤ製造およびタイヤ組立プロセスで用いられる装置。【解決手段】軸線方向中心に同心状に取り付けられた軸線方向および放射方向に移動可能な複数のドラムセグメント(120)を備えた、主シャフト(15)に回転しない状態でそれに同心状に固定された製造ドラム(100)を有する。ドラムセグメントの横方向端縁部の軸線方向位置には右側と左側の肩部を有し、各肩部の基部は軸線方向に延びて横突起部を形成する。少なくとも一つの実施例ではビードシート直径が同じでないタイヤの製造を容易にするために右側と左側の肩部の高さを違える。さらに、少なくとも右側と左側の側面組立体（150、160）をドラムセグメントの横突起部（135a, 135b）の近傍に主シャフトと同軸に配置する。
2006512238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）フレームとこのフレームの少なくとも一つの軸線の周りを回転可能な主シャフトと、
（ｂ）複数のドラムセグメントと、これらドラムセグメントの外側表面を複数の特定の放射方向位置に位置決めする手段と有し、各セグメントの外側表面がほぼ円筒形の主受け面のセクタを形成する、上記主シャフトに対して回転しない状態で主シャフトと同軸に取り付けられたドラムと、
（ｃ）上記主シャフトに対して回転しない状態で主シャフトと同軸に取り付けられ、上記ドラムの側面の近傍に配置された少なくとも右側と左側の側面組立体と、
を有し、
各側面組立体は鼻部と、タイヤ部材の操作手段と、ドラムに対して側面組立体の軸線方向を位置決めする手段とを有し、側面組立体の放射方向外側表面は実質的に円筒形の補助受け面を形成し、この補助受け面と上記主受け面とが実質的に連続した円筒形表面を形成し、側面組立体が軸線方向の内側限界に位置決めされた時に、組み立てられるタイヤ部材の軸線方向幅を上記の円筒形表面が支持することを特徴とするタイヤ製造装置。
【請求項２】
（1）垂直高さと主受け面と肩部の外側表面と接合する遷移半径とを有する、各セグメントの横方向端縁部に配置された右側および左側の肩部と、
（2）右側および左側の横突起部を形成するように横方向に延びた肩部の放射方向最内側部分と、
をさらに含み、上記の横突起部の外側表面は組み立てられるタイヤ部材を受ける第２支持面の少なくとも一つのセクタを形成し、主受け面の外径は第２支持面の外径よりも大きい請求項１に記載のタイヤ製造装置。
【請求項３】
第２支持面の軸線方向最外側位置がタイヤ製造装置の水平軸線に対して下側に傾斜している請求項２に記載の装置。
【請求項４】
第２支持面がタイヤ製造装置の水平軸線に対して凹形の半径を有する請求項２に記載の装置。
【請求項５】
凹形の半径が約６〜約１０ｍｍである請求項４に記載の装置。
【請求項６】
鼻部タブの幅が約３０〜約５０ｍｍである請求項１に記載の装置。
【請求項７】
右側肩部の高さが左側肩部の高さより高い請求項２に記載のタイヤ製造装置。
【請求項８】
右側肩部の高さが約２０〜約２４ｍｍで、左側肩部の高さが約１０〜約１４ｍｍである請求項２に記載のタイヤ製造装置。
【請求項９】
各肩部の遷移半径が肩部の高さに比例する請求項２に記載のタイヤ製造装置。
【請求項１０】
各肩部の遷移半径が約６〜約３１ｍｍである請求項２に記載のタイヤ製造装置。
【請求項１１】
右側肩部の遷移半径が約１７ｍｍで、左側肩部の遷移半径が約１２ｍｍである請求項１０に記載のタイヤ製造装置。
【請求項１２】
右側および左側の横突起部の近傍に配置された複数のリフトタブセグメントと、これらのリフトタブセグメントを複数の放射方向位置に位置決めする手段とをさらに有する請求項１に記載のタイヤ製造装置。
【請求項１３】
リフトタブセグメントの軸線方向内側表面の接線がドラムの垂直中心線に対して外側へ開いた角度を成す請求項１２に記載のタイヤ製造装置。
【請求項１４】
右側の複数のリフトタブセグメントの接線が約２０〜約３５°の外側へ開いた角度を成し、左側の複数のリフトタブセグメントが約１０〜約２５°の外側へ開いた角度を成す請求項１２に記載のタイヤ製造装置。
【請求項１５】
各ドラムセグメントを位置決めする手段が下記（1）〜（3）を含む請求項１に記載のタイヤ製造装置：
（1）主シャフトに対する軸線方向位置が調節可能な、主シャフトに対して回転しない状態でそれと同軸に配置された環状の内側基部、
（2）主シャフトに対して回転せず、上記内側基部に対して放射方向に自由に移動可能な、各々がドラムセグメントの一つに取り付けられた複数の外側基部セグメント、
（3）内側基部と外側基部セグメントとの間に配置された放射方向に膨張可能な空気圧式ブラダー。
【請求項１６】
各ドラムセグメントが右側半セグメントと、左側半セグメントと、これらの各半セグメントの中心部と接触・重なったスラットとをさらに含み、肩部を有する各半セグメントと肩部は軸線方向に延びて横突起部を形成し、各半セグメントおよびスラットの外側表面が主受け面の一つのセクタを形成する請求項１に記載のタイヤ製造装置。
【請求項１７】
側面組立体を軸線方向に位置決めする手段が主シャフトに取り付けられた複数の空気圧式アクチュエータである請求項１に記載のタイヤ製造装置。
【請求項１８】
下記の（ａ）〜（ｋ）段階を含むタイヤを製造するための組み立て方法：
（ａ）組み立てられる部品を受ける実質的に円筒形をした主受け面を有するドラムを用意し、上記の主受け面は放射方向に移動可能であり、ドラムは主受け面の横方向端縁部の軸線方向に配置された右側および左側の肩部を含み、各肩部は横突起部の形で軸線方向に延び、さらに、少なくとも右側および左側の側面組立体を含み、各側面組立体は鼻部タブと実質的に円筒形の補助受け面とを有し、
（ｂ）放射方向で補助受け面の放射方向位置と実質的に等しい放射方向位置に主受け面を位置決めし、主受け面の軸線方向近傍に補助受け面を位置決めして実質的に連続した受け面を形成し、
（ｃ）主受け面および右側および左側の補助受け面上に内層複合物を取り付け、
（ｄ）この内層複合物上にカーカス補強材を取り付け、
（ｅ）鼻部タブの放射方向外側で軸線方向位置で上記カーカス補強材上に未加硫ゴム部分を取り付け、
（ｆ）未加硫ゴム部分の向きを実質的に変えない状態で、内層複合物とカーカス補強材とを未加硫ゴム部分の周りで折り畳み、
（ｇ）側面組立体を軸線方向外向きに並進移動させて、折り畳まれた部分を側面組立体の軸線方向内側端縁部上に乗せ、
（ｈ）右側肩部の高さに少なくとも等しい距離だけ主受け面を放射方向に膨張させ、
（ｉ）未加硫ゴム部分が取付けられている位置より軸線方向内側で、折り畳まれた部分の上にビード補強材を取り付け、
（ｊ）このビード補強材の上にビード充填部分を取り付け、
（ｋ）未加硫ゴム部分を膨張させる。
【請求項１９】
カーカス補強材を取り付ける前に、その前に取り付けた部品に向かって保持手段の力を加える段階をさらに含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
側面組立体を並進移動させる前に、その前に取り付けた部品から保持手段を解放する段階をさらに含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
ビード補強材とビード充填材部分との取り付け段階を組み合わせて、ビード複合物を取り付ける単一段階にする請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
主受け面を放射方向に膨張させる段階とビード補強ワイヤを取り付ける段階とが下記（1）〜（3）の下位段階をさらに含む請求項１８に記載の方法：
（1）ゴム部分を放射方向に実質的に膨張する前にビード補強材をゴム部分の軸線方向内側へ軸線方向に向かって進ませ、
（2）主受け面を放射方向に膨張させると同時にビード補強ワイヤを軸線方向に前進させてビード補強ワイヤとカーカス先端の折り畳まれた部分とを互いに接触させ、
（3）ビード補強ワイヤによってカーカス先端の折り畳まれた部分が肩部の突起部と接触するまで上記の放射方向膨張と軸線方向前進運動とを続ける。
【請求項２３】
ゴム部分を膨張させる段階がリフトタブセグメントを放射方向に膨張させて、ゴム部分が放射方向に膨張し、カーカス層の折り畳まれた部分にビード補強材およびビード充填材と接着接触部を形成する段階をさらに含む請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタイヤの製造装置と、空気タイヤの組み立てプロセスとに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気タイヤとは異なるビード構造を有するタイヤが開発されている。そうしたタイヤのビードは、タイヤ空気圧が低下した時に従来の空気タイヤよりもビードがリムをより強くグリップしてタイヤをリム上に維持できるような構造をしている。このタイプの構造の一つは本出願人に譲受された下記文献に記載されている：
【特許文献１】米国特許第５，７８５，７８１号明細書
【特許文献２】米国特許第５，９７１，０４７号明細書
【０００３】
これらの特許文献の内容は本明細書の一部を成す。
［図１］はこの種のビード構造を有するタイヤの例を示している。ビード構造の詳細は例えば上記特許文献２の図２を参照されたい。
【０００４】
大抵の空気タイヤは２段階のプロセスで製造される。その第１段階はドラム上でタイヤのビードとカーカスを製造する工程であり、その後にタイヤは別のドラム上に移され、そこでタイヤ製造プロセスの第２段階が行われる。この第２段階ではタイヤにベルト、トレッドおよび／またはサイドウォール等が追加される。
また、上記２つの段階を組み合わせて単一ドラム上でタイヤを製造することも公知である。この場合には上記の２つの段階を単一ドラム上で行うので一般に「単一ステージ組み立て法（unistage building process）」とよばれる。
【０００５】
［図１］に示すビード構造を製造する従来方法では、先ず最初にケーシングカーカス上に未加硫ゴム部品を配置し、その後にこのゴム部品の周りにカーカス先端を折り畳む。
しかし、この方法はタイヤ製造時の未加硫ゴム部品のビード部への配置時の精度および位置にばらつきが生じるという欠点がある。さらに、未加硫ゴム部品をほぼ静止した状態に維持できず、カーカスの折り畳み時に回転や捩れを生じさせると、完成タイヤの精度に大きな影響が出る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、従来の製造法とそれに使用するドラムとを改良して、ビード構造が一定なタイヤを製造することができる製造装置とタイヤの組み立プロセスとを提供することにある。
【０００７】
本発明のタイヤ製造装置およびタイヤ組み立てプロセスは従来方法に比べて下記の２つの有利な改良点を有する：
第１に、本発明装置ではタイヤ部材の取付け・ハンドリング操作のために実質的に連続した支持面を最大限に利用できる。
第２に、本発明装置ではタイヤ製造プロセス中に二軸運動を必要とする部品の数を少なくすることができる。特に、所定断面形状を有するゴム部分をカーカス層の上に配置する段階とカーカス層を折り畳む段階をドラムを膨張または収縮させずに行うことができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明装置はフレームと、少なくとも一つの軸線の周りを回転可能な上記フレームに支持された主シャフトと、複数のドラムセグメントとを有している。各ドラムセグメントはドラムの軸線方向中心の周りに同心状に配置され、軸線方向および放射方向の両方方向へ移動可能な状態で、主シャフトに対して回転しないように固定されている。各ドラムセグメントは組み立てられる部材を受ける実質的に円筒形状の主受け面から成るドラム外表面のセクション（部分）を形成する。さらに、ドラムセグメントは主受け面の軸線方向に横方向端縁部に配置された右側および左側の肩部を有する。各肩部の基部は軸線方向へ延びて横突起部すなわち鼻部を形成する。この鼻部は第２支持面を形成し、この第２支持面の外径は主受け面の直径より小さい。
本発明装置の少なくとも一つの実施例では、右側および左側の肩部の高さを互いに異なる高さにすることによって左右のビードシート直径が同じでないタイヤを容易に製造することができる。各肩部は肩部の高さに比例した遷移半径部分を有する。
ビード補強材とビード充填材とを別体の部品として取り付けるのに適した別の実施例では、ビード補強材を正確に位置決めするために、肩部の基部から延びた横突起部が凹形の第２支持面をさらに有している。
【０００９】
本発明装置はさらに、主シャフトに対して回転しない状態で主シャフトと同軸に取り付けられた少なくとも右側および左側の側面組立体を有する。各側面組立体はドラムの各横方向側面の近傍に配置される。側面組立体は鼻部タブと、タイヤ部材のハンドリング手段と、側面組立体をドラムに対して軸線方向に位置決めする手段とを有する。側面組立体の放射方向外側表面はほぼ円筒形の補助受け面を形成する。側面組立体が軸線方向内側限界の位置に位置決めされた時に補助受け面と主受け面とが実質的に連続した円筒形面を形成し、組み立てられるタイヤ部材の軸線方向全幅がこの円筒形面上に支持される。側面組立体は一組の膨張可能な反転ブラダーをさらに有する。各反転ブラダーは右側および左側の側面組立体の鼻部タブの軸線方向外側の近傍に配置されている。反転ブラダーが膨張することによってタイヤの製造が補助される。反転ブラダーは完全または部分的に膨張した位置で膨張状態を維持できる。
【００１０】
本発明のタイヤ製造装置はドラムセグメントの右側および左側の横突起部の近傍に配置された複数のリフトタブセグメントをさらに有し、このリフトタブセグメントは放射方向の複数の特定位置に位置決めすることができる。
【００１１】
本発明はさらに、下記の（ａ）〜（ｋ）段階を含むタイヤを製造するための組み立て方法を提供する：
（ａ）組み立てられる部品を受ける実質的に円筒形をした主受け面を有するドラムを用意し、上記の主受け面は放射方向に移動可能であり、ドラムは主受け面の横方向端縁部の軸線方向に配置された右側および左側の肩部を含み、各肩部は横突起部の形で軸線方向に延び、さらに、少なくとも右側および左側の側面組立体を含み、各側面組立体は鼻部タブと実質的に円筒形の補助受け面とを有し、
（ｂ）放射方向で補助受け面の放射方向位置と実質的に等しい放射方向位置に主受け面を位置決めし、主受け面の軸線方向近傍に補助受け面を位置決めして実質的に連続した受け面を形成し、
（ｃ）主受け面および右側および左側の補助受け面上に内層複合物を取り付け、
（ｄ）この内層複合物上にカーカス補強材を取り付け、
（ｅ）鼻部タブの放射方向外側で軸線方向位置で上記カーカス補強材上に未加硫ゴム部分を取り付け、
（ｆ）未加硫ゴム部分の向きを実質的に変えない状態で、内層複合物とカーカス補強材とを未加硫ゴム部分の周りで折り畳み、
（ｇ）側面組立体を軸線方向外向きに並進移動させて、折り畳まれた部分を側面組立体の軸線方向内側端縁部上に乗せ、
（ｈ）右側肩部の高さに少なくとも等しい距離だけ主受け面を放射方向に膨張させ、
（ｉ）未加硫ゴム部分が取付けられている位置より軸線方向内側で、折り畳まれた部分の上にビード補強材を取り付け、
（ｊ）このビード補強材の上にビード充填部分を取り付け、
（ｋ）未加硫ゴム部分を膨張させる。
【００１２】
本発明のタイヤを製造するための組み立て方法は、ビード充填材とビード補強材とを一体化されたビード複合物から形成する方法をさらに含むことができる。この場合にはビード補強材の取り付け段階とビード充填材部分の取り付け段階とを単一段階にして、ビードの組み立作業を単純化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明するが、各実施例は本発明を説明するためのもので、本発明を限定するものではない。一つの実施例で図示または説明した特徴は本明細書の別の実施例でも用いることができる。全てまたは一部の実施例に共通する特徴には同じ参照番号を付けてある。
［図２］は本発明の一つの実施例に対応するタイヤ製造装置１０を示している。このタイヤ製造装置１０はフレーム１１と、主シャフト１５と、タイヤ製造ドラム１００（この上でタイヤ部品が取付けられていく、以下、単にドラムという）と、右側組立体１５０と、左側組立体１６０とを少なくとも有している。このドラム１００は［図１］に示すようなビード直径が同じでないタイヤを製造できるように設計されている。
主シャフト１５はフレーム１１に取り付けられ、製造プロセス中にタイヤ部品をドラム上に配置できるようにするために少なくとも主シャフト１５の縦軸線Ｘ−Ｘを中心に回転することができる。さらに、主シャフト１５がフレーム１１を通る垂直軸線Ｚ−Ｚを中心として回転できるように主シャフト１５をフレーム１１に取り付けることもできる。この第２の自由度の回転線を設けることによってタイヤ製造装置１０全体を少なくとも第１タイヤ製造ステージから第２タイヤ製造ステージまで回転させることができる。このステージの一つをカーカス製造段階にしたり、カーカス製造ステージとベルトパッケージングおよびトレッドバンドの製造ステージとの組み合せにすることもできる。
以下の説明ではタイヤ製造装置１０の「右側」および「左側」という用語をもちいるが、「右側」「左側」という用語は単に特定な図面に対するもので、図示した装置の鏡像に相当する面対称な装置も本発明の範囲に含まれる。
【００１４】
［図４］は本発明を説明するためにタイヤ製造装置１０を簡略化した軸線方向部分断面図である。図を簡潔にするために右側のみ（すなわち「片側」のみ）を示してある。ドラム１００はその軸線方向中心線を中心として放射状に配置された複数のドラムセグメント１２０を有する。このドラムセグメント１２０はタイヤ製造装置１０の軸線方向および放射方向の両方向に移動可能である。各ドラムセグメント１２０がドラム１００の外側表面の一部を成す。この外側表面が組み立てられるタイヤ部材を受ける略円筒形の主受け面１０１を形成する。
［図４］［図２］に示すように、ドラムセグメント１２０はセグメントスラット（slat）１２７を介して中心で互いに接合された右側半セグメント１２５ａと左側半セグメント１２５ｂとの組立体からなる。右側半セグメントおよび左側半セグメントは互いに独立して軸線方向に移動可能な状態で主シャフト１５に対して回転しないようキー止めされている。すなわち、カーカス層の長さの異なる種々のタイヤに合わせた各種の軸線方向幅にドラムセグメント１２０の組立体を位置決めして寸法の異なる複数のタイヤが製造できるような設計になっている。
［図２］［図３］ではドラムは中間的な軸線方向幅に設定されている。変形例では各ドラムセグメント１２０を所定の軸線方向幅を有する固定した単一物品で構成して、一つのカーカス層長さのタイヤのみを受けるようにすることもできる。
【００１５】
複数のドラムセグメント１２０は種々の放射方向位置まで膨張して、一連の略円筒形受け面１０１を形成することができる。タイヤ部材はこの受け面１０１上に支持される。ドラムセグメント１２０の数を多くすれば受け面１０１はほぼ円筒形になり、セグメント間の空隙が小さくなり、タイヤ部材をよく支持できるようになる。ドラムセグメントの数が少ない場合には空隙が大きくなり、受け面の形状が多角形になる。円筒形に最も近い受け面上でタイヤを製造するのが望ましい。従って、ドラムセグメントの必要数はセグメント数を多くした時の機械的複雑さとセグメント数を少くなくした時の受け面１０１が円筒形にならずタイヤ部材が均一に支持されないことを比較し、両者をバランスさせた数にする。本発明では２４個のドラムセグメントでタイヤ部材を正しく支持できる。
【００１６】
ドラムセグメント１２０は主受け面１０１の側部端縁に右側肩部１３０ａと左側肩部１３０ｂとを有している。各肩部１３０ａおよび１３０ｂの基部は軸線方向にさらに延びて一組の横方向の突起部すなわち鼻部１３５ａおよび１３５ｂを形成する。各鼻部の外側表面は一組の第２支持面１３６ａおよび１３６ｂを形成する。これら第２支持面１３６ａおよび１３６ｂの外径は主受け面１０１の直径よりも小さい。鼻部の第２支持面は肩部から接線状に延びた半径Ｒｃが約６ｍｍ〜約１０ｍｍの部分によって規定される。この半径Ｒｃの中心Ｃは［図４］に「＋」で示してある。この第２支持面はビード成形の最終段階でのビード部材の位置決めを助ける役目をする。
【００１７】
本発明のタイヤ製造装置１０はビード補強材とビード充填材とを一体化したビード複合物を用いて一度または別々のステップで組み立するプロセスとこれらの材料を個別の部材として取り付ける２段階ステップで組み立てるプロセスの両方で使用できる。
［図５］は一体化したビード複合物を取り付けるのに適した右側ドラムセグメント１２５ａの断面図である。鼻部１３５ａはビード補強ワイヤの半径と同じか、それよりわずかに大きな半径Ｒｃの曲線状に形成されている。この実施例では半径Ｒｃは約８ｍｍである。肩部に対して接線状に延びた鼻部１３５ａは中心が「Ｃ」の半径Ｒｃの曲線であり、その軸線方向外側は水平軸線に対して約１６°の角度δで傾いた下向き傾斜線に接線状に接続されている。ビード補強ワイヤを別体にした変形例で本発明のタイヤ製造装置１０を用いる場合には、ビード補強ワイヤを積極的（possitive）に位置決めするのが有利である。
［図６］は右側ドラムセグメント１２５ａの別の実施例を示し、この実施例の鼻部１３５ａでは、半径Ｒｃの曲線を上記水平軸線と接線状に接続する部分を越えて延ばして凹形の第２支持面１３６ａを形成している。この第２支持面１３６ａはドラムセグメント１２５ａが放射方向へ膨張する時にビード補強ワイヤと係合するフックのような外見をしている。
【００１８】
ドラムセグメント１２０に形成された肩部の高さは外側表面１０１と第２支持面を形成する曲線の半径の中心Ｃを通る水平線との間で測定する。［図４］では肩部のこの高さは右側肩部１３０ａがＨａ、左側肩部１３０ｂがＨｂで表される。さらに、カーカス部材を肩部の外側表面とスムースに一致させるために、右側肩部および左側肩部にはそれぞれ遷移半径ＲａおよびＲｂの部分を有している。この遷移半径の部分は上記肩部高さに比例し、実質的に肩部高さと同じ大きさであるのが有利である。すなわち、肩部が高いドラムセグメントは成形段階でカーカス層を大きく膨張させる必要がある。コードで補強されたカーカス層はコード間の未加硫ゴムの可塑性変形によって膨張する。この膨張が過度に大きいとゴムが不均一に膨張し、破断することもある。この変形は肩部に近い移行部で最も大きく起こるので、肩部の半径を大きくすることによってカーカス層が膨張し易くなり、タイヤの品質を損なう恐れのある悪影響が避けられる。
【００１９】
［図１］に示すように、完成タイヤでは左側のビードシートの直径が大きい。タイヤ設計プロセスでタイヤ設計者が選択する完成タイヤの左右の各ビードシートの直径によってビード補強材の直径ＢＲＷが決まる。一般に、［図１］に示すビード構造を有するタイヤのビードシート直径ＤａとＤｂの差は約８ｍｍ〜約１２ｍｍである。また、第２支持面１３６ａおよび１３６ｂの放射方向位置はビード補強材の直径ＢＲＷによって決まる。主受け面１０１は実質的に円筒形を維持するので、ドラム１００の肩部１３０ａと１３０ｂを互いに異なる高さになければならない。肩部高さＨａは、完成タイヤのビードシート直径の差にほぼ等しい量だけ肩部高さＨｂよりも高い。［図６］に示す本発明の実施例では、タイヤのビードシート直径の差は約１０ｍｍである。右側肩部１３０ａの高さＨａは約２０〜約２４ｍｍ、好ましくは約２２ｍｍで、左側肩部の高さＨｂは約１０〜約１４ｍｍ、好ましくは約１２ｍｍである。
【００２０】
肩部高さに差があることによってタイヤ製造装置の設計にはさらに別の課題がある。すなわち、タイヤカーカスの製造プロセス中にドラム１００は［図８ａ］に示した初期セット直径から［図８ｅ］に示した成形直径まで膨張する。「プライダウン」とよばれる段階でカーカスプライはドラムセグメントの外側プロフィルと一致するように押圧される。このプライダウンをカーカス層の繊維構造を損なわずに容易に行うためには右（高い方の）肩部の遷移半径Ｒａを左（低い方の）肩部の遷移半径よりも大きくする。ドラム１００で用いられる右側の遷移半径Ｒａおよび左側の遷移半径Ｒｂの範囲は約６〜約３１ｍｍである。右側の遷移半径Ｒａが約１７ｍｍで、左側の遷移半径Ｒｂが約１２ｍｍのドラム１００を用いるのが好ましい。
【００２１】
ドラム１００は成形段階でドラムセグメントを放射方向に位置決めする手段を有している。この手段の例としては機械的リンク機構、電気力学的アクチュエータ、油圧アクチュエータまたは空気圧装置が挙げられる。［図２］に示したドラム１００は空気圧装置でセグメントが位置決めされる。この空気圧装置は内側基部１７０と、複数の外側基部セグメント１７５と、膨張ブラダー１７７とを有している。環状をした内側基部１７０は主シャフト１５と同軸で、この主シャフト１５に対して回転しないよう固定され、主シャフトに対して軸線方向位置が調節できるようになっている。複数の外側基部セグメント１７５は主シャフト１５に対して回転しないよう固定され、内側基部１７０に対して放射方向に自由に移動できる。各外側基部セグメント１７５は隣接したドラムセグメント１２０に取り付けられている。内側基部１７０と外側基部セグメント１７５との間に膨張可能な空気圧式ブラダー１７７が配置されている。ブラダー１７７が空気圧によって膨張されると、外側基部セグメントが放射方向外側へ移動し、ドラムセグメント１２０を所望位置へ位置決めする。この場合の放射方向運動を規制するために内側基部１７０に結合させたキー、案内ロッド、その他の任意の手段を用いることができる。キーは外側基部セグメント１７５の延長に形成したキー溝中に係合させることができる。キーはドラムセグメント１２０の放射方向移動時の安定性を向上させる。放射方向位置は任意の手段、例えば固定または調節可能なストッパー等で制御できる。本発明の実施例では外側基部１７５の内部に設けた案内管の中を摺動する案内ロッドに内側基部１７０を取り付けることによってドラムセクタを軸線方向および放射方向の両方向に案内する。
【００２２】
本発明のタイヤ製造タイヤ製造装置１０の第２の主要部品は右側および左側の側面組立体１５０、１６０である。これらの側面組立体１５０、１６０はドラムと同軸に取り付けられ且つドラムセグメント１２０の鼻部１３５ａ、１３５ｂの近傍に位置している。右側および左側の組立体１５０および１６０の軸線方向の最外側表面は組み立てられるタイヤ部材を受けるためのほぼ円筒形の補助受け面１５１および１６１を形成する。このタイヤ製造装置１０は上記の側面組立体の軸線方向の位置を決める手段をさらに有している。この位置決め手段の例としては機械的リンク機構、電気力学的アクチュエータ、油圧アクチュエータまたは空気圧式組立体を挙げることができる。図示したタイヤ製造装置１０の実施例では複数の空気ピストンアクチュエータ１８５を用いてダイ組立体を伸縮する。両方の側面組立体１５０および１６０が軸線方向内向きストロークの限界は各肩部１３０ａ、１３０ｂの近傍にある。この位置では主受け面１０１と第２受け面１５１、１６１とでほぼ連続した円筒形表面が形成され、この円筒形表面上にタイヤ部材、特に内層複合物ＩＬとカーカス層ＣＬの軸線方向の全幅が支持される。この支持面は［図８ａ］に示すように空隙がほとんどない。アクチュエータ１８５の軸線方向外向きストロークは鼻部１３５ａ、１３５ｂおよびリフトタブセグメント１９０ａ、１９０ｂの両方の外側へ側面組立体１５０、１６０を十分に後退させることができるだけ長さを有している。
【００２３】
既に述べたように、本発明によってタイヤ部材の配置精度が向上する。側面組立体１５０、１６０はさらに、受け面上での内層複合物ＩＬの横方向移動を阻止するための保持手段（hold down means）をさらに有している。この保持手段の例は第２受け面１５１、１６１に設けた一連のオリフィスで、このオリフィスを真空源と連通する。オリフィスを真空と連通している間は内層複合物は第２支持面１５１、１６１上に密接し、引張られ、横方向移動が阻止される。こうした真空吸引が好ましい保持手段であるが、機械的フィンガ、バネ式押圧または弾性ラッピング手段等の任意の保持手段を用いることができる。しかし、後のビード成形ステージでは側面組立体１５０、１６０を軸線方向に後退させて、所定プロフィル（断面形状）を有するゴム部分ＰＲＳが膨張できるようにする必要がある。第２受け面１５１、１６１に粘着防止被覆または表面処理を施して、粘着性を有する未加硫ゴム部材が滑らかな表面上に粘着するのを防ぐのが有利であるということが実験からわかっている。すなわち、上記構造の側面組立体１５０、１６０を用いることよってゴム部材を正確に取り付け、位置を維持する能力が向上し、しかも、側面組立体の軸線方向移動が容易になる。
【００２４】
右側および左側の側部組立体１５０、１６０は膨張可能な一組の反転ブラダー１８０をさらに有している。各反転ブラダー１８０は補助受け面１５１、１６１の軸線方向外側の近傍にそれぞれ配置されている。各反転ブラダー１８０の膨張運動を制御することによってタイヤビードの成形を助ける。また、各反転ブラダー１８０が完全に収縮した時にはその放射方向外側表面が補助支持面１５１、１６１の略円筒形延長部を形成してタイヤ部材の支持を助ける。反転ブラダー１８０が完全に膨張している時には、カーカス層の外側先端ＣＬ’は所定プロフィルを有するゴム断面ＰＲＳの上に完全に折り畳まれる。
【００２５】
タイヤ製造装置１０はビードの最終成形操作を容易にするための複数のリフトタブセグメント１９０ａ、１９０ｂを有している。このリフトタブセグメント１９０ａ、１９０ｂは上記水平軸線と同心状に配置され、当業者に周知な上記の任意の手段によって放射方向に移動（伸長）できる。このリフトタブセグメントはそれが放射方向に後退した位置ではパッシブになる。すなわち、リフトタブセグメントが放射方向に十分な距離だけ後退した時に、側面組立体はその全内向きストロークを移動して上記内層複合物ＩＬを受ける準備ができる（［図８ａ］参照）。リフトタブセグメントが伸張すると、そのの各リフトタブ要素はカーカスの折り畳まれた先端部と接触して、所定断面形状を有するゴム部分（profile rubber section, ＰＲＳ)を回転させる。リフトタブ要素がさらに伸長（膨張）すると、上記ゴム部分を含んだ折り畳まれたカーカスがビード充填材およびビード補強ワイヤと接触する。各リフトタブ要素は軸線方向外側へ向かって傾斜したテーパー断面を有する。右側リフトタブ要素１９０ａのテーパー角は垂直線とリフトタブセグメントの傾斜面の接線との間の外側に開いた角度αで定義される。同様に、左側リフトタブ要素１９０ｂのテーパー角は垂直線とリフトタブセグメントの傾斜面の接線との間の外側に開いた角度βで定義される。
【００２６】
［図４］［図７］に示した実施例ではリフトタブセグメント１９０ａは直線状のテーパーを有し、従って上記接線はリフトタブセグメントの表面と一致する。テーパーの形状は変えることができる。実験から、直線状のテーパーがビードを効率的に成形するデバイスになるということがわかっているが、リフトタブセグメントのテーパー面を各種形状にした場合も本発明の範囲に含まれる。例えば、リフトタブセグメントを上記接線がリフトタブ要素の下端縁および上端縁と接触した凹面等にすることができる。さらに、肩部高さを高くしたときにはテーパー角αも大きくするのが有利であるということが実験から分かっている。従って、右側リフトタブセグメント１９０ａの角度αは約２０〜約３５°であり、左側リフトタブセグメント１９０ｂの角度βは角度αより小さい約１０〜約２５°である。角度αおよびβの最適値はタイヤ組み立て装置を微調整するのに必要な通常の技術範囲に属するルーチン実験で決定することができる。本発明の実施例では角度αは約３０°、角度βは約１５°であるのが好ましい。
【００２７】
本発明の第２の実施例のタイヤ製造装置２０（図示せず）は２つのビードシートの直径が同じであるタイヤを製造するためのものである。この場合のドラム２００の肩部２３０ａ、２３０ｂは高さが同じで且つ移動ストローク半径も同じである。すなわち、高さＨａは高さＨｂに等しく、半径Ｒａは半径Ｒｂに等しい。さらに、このタイヤ製造装置２０のリフトタブセグメントの上記角度α、βは同じである。
【００２８】
以下、本発明装置を用いてタイヤカーカスを製造する組立プロセスを典型例であるタイヤ製造装置１０を用いて詳細に説明する。
タイヤカーカスは内層複合物と、コードで補強されたラジアルカーカス層と、タイヤを取付リムに係合させるための一対のビード（互いに異なるビードシート直径を有する）と、各ビード内に設けられた少なくとも一つのビード補強材とから成る。特に、タイヤカーカスのビード構造は折り畳み構造で、カーカス層の横方向先端部が折り畳まれている（横方向先端部がカーカス層とビード補強材との間に来る）。本発明のタイヤ製造装置１０、２０および製造プロセスは上記以外の追加のタイヤ部材を有するタイヤ構造や、上記の部品より数が少ないタイヤ部材を有するタイヤ構造に適用することができ、ラジアルカーカスタイヤに限定されるものではないということは当業者には理解できよう。さらに、本発明の製造プロセスおよび製造装置は２段階プロセスまたは１段階プロセスのいずれでも実施できる。後者のゾロセスではサイドウォール部材、トレッド補強材およびトレッドバンドを含む完成タイヤを製造できる。
【００２９】
［図８ａ］〜［図８ｇ］は本発明の第１実施例のタイヤ組み立てプロセスの複数の段階での概念的軸線方向部分断面図で、ビードシートの直径が等しくないタイヤを製造するためのタイヤ製造装置１０を示している。上記の第２実施例のタイヤを製造するプロセスの操作は第１実施例から容易に理解できよう。タイヤ製造装置１０を構成する部材は［図４］で用いたものと同じ参照番号で示してある。タイヤカーカスの製造に必要なタイヤ部材は大文字のアルファベットで示してある。所望するタイヤ設計に応じて上記よりも多いまたは少ないタイヤ部材に用いても本発明の範囲を逸脱するものではない。図にはタイヤ製造装置１０の右側部分での組み立てステップを示している。左側部分の組み立てステップは右側部分と全く同じであるので、ここでは図示および説明はしない。
【００３０】
［図８ａ］ではドラム１００は第１作業形状にあり、この場合、主受け面１０１の放射方向位置は補助受け面１５１の放射方向位置とほぼ等しい放射方向位置にセットされる。側面組立体１５０は軸線方向伸長運動の内側限界である肩部１３０ａの近傍に位置決めされている。この第１作業形状では主受け面と補助受け面とが取り付けられる部材の全幅を支持するほぼ連続したリジッドな表面の支持体を形成する。
［図８ｂ］は内層複合物のゴムシートを最初に取り付けた後の状態を示している。この内層複合物ＩＬは内層とリム保護ゴムとを予め複合した組立体から成り、生産効率を良くするために単一部材として取り付けられる。しかし、「内層複合物」として単一のゴムシートや複数部材の複合体を用いることもできる。次に、保持用の上記オリフィスに真空力を加えて内層複合物の位置を固定する。その後に、内層複合物ＩＬの上にカーカス層ＣＬを配置する。カーカス層ＣＬの横方向先端ＣＬ’を内層複合物の先端および保護具の上に重なり、側面組立体１５０および反転ブラダー１８０の軸線方向外側表面によって支持される。未加硫ゴム部材は簡単に伸び、その所望形状が破壊されるが、本発明ではドラムの肩部での支持面の空隙が実質的に無くなるので、各部材は正確かつ容易に位置決めでき、しかも、望ましくない伸びや歪みが少なくなる。
【００３１】
ここで所定断面形状を有するゴム部分ＰＲＳをカーカス層に配置する重要な段階をオペレータが実行する。このゴム部分ＰＲＳは一般に押出し成形で作られ、所定断面またはプロフィルを有し、未加硫状態でカーカス上に配置される。
［図８ｃ］では放射方向外側では補助受け面１５１上かつ軸線方向では横突起部１３６ａと当接するカーカス層ＣＬ上にゴム部分ＰＲＳが配置される。ここで本発明の別の利点が明らかとなる。ゴム部分ＰＲＳの位置の精度はカーカス層を正確に折り畳む上で致命的に重要であるが、このゴム部分ＰＲＳの位置が正確であるのでタイヤカーカスの作業幅が固定（fix）される。［図８ｃ］から容易に理解できるように、ゴム部分ＰＲＳの位置は２つの方法で正確に得られる。すなわち、その放射方向はリジッドが補助受け面１５１によって正確に決定され、また、ＰＲＳをワイドな広い円筒表面上に配置できるのでＰＲＳをドラム上で正確に案内してその軸線方向も正確に決定される。
【００３２】
［図８ｄ］では反転ブラダー１８０が膨張され、その外側表面によってカーカス先端ＣＬ’が持ち上げられ、この先端ＣＬ’がゴム部分ＰＲＳの周りで回転されてカーカスの折り畳み部分が完成する。カーカスを折り畳む段階ではゴム部分ＰＲＳが動かないようにするために上記の真空状態が維持される。次に、ブラダー１８０が収縮する。この段階では外部から圧力を加えてカーカスの折り畳み部分を下方へ押し付けることでカーカス先端ＣＬ’をカーカス層に完全に接着させるのが有利である。
【００３３】
次の［図８ｅ］では真空力が解放され、側面組立体１５０が軸線方向外向きに少なくとも後退位置まで並進移動を始める。この後退位置ではドラム１００が膨張を開始するための放射方向の隙間が作られ、形成された折り畳み部分は側面組立体１５０の軸線方向内側端縁部上に乗っている。
［図８ｆ］では側面組立体１５０が後退し、ドラムセグメント１２０はその最大放射方向位置まで膨張している。この成形位置ではドラム１００は右側肩部の高さＨａに少なくとも等しい放射方向距離だけ膨張している。ドラム１００が放射方向に膨張する際、ゴム部分ＰＲＳの周りに折り畳まれたカーカスＣＬの先端部は放射方向膨張に抵抗する。この抵抗力によってカーカス層ＣＬは肩部１３０ａの輪郭形状に容易に形作られ、成形される。［図８ｆ］はカーカス層がドラムの肩部１３０ａの形状に成形されるにつれてゴム部分ＰＲＳが軸線方向内向きに引っ張られるということも示している。
【００３４】
組み立ての順番はビード補強ワイヤＢＲＷとビード充填材ＢＦを一体にして複合部材にするか、別体部材のままにするかによって異なる。
複合ビード部材を単一ステップで取り付ける組立プロセスの場合には、タイヤ製造装置１０で［図５］に示す傾斜した横突起部を有するドラムセグメント１２５ａ、１２５ｂを用いる。ビード複合物は成形ステップ後に外部キャリア（図示せず）を用いて内向き方向へ送られ、この外部キャリアによってドラム１００に対して確実に同心状に配置される。すなわち、ビード複合物はカーカス層の折り畳み先端ＣＬ’と接触するまで軸線方向に並進移動される。この時、カーカス層の折り畳み先端ＣＬ’はドラムの肩部１３０ａ上に乗っている。［図８ｆ］に示すビード複合物の最終位置では、ビード複合物が実質的な表面積でカーカス層と接触し、各部材はグリーン（未加硫）状態で確実に接着している。
【００３５】
ビード補強ワイヤＢＲＷとビード充填材ＢＦとを別々に取り付けるステップを用いる組立プロセスの場合には、タイヤ製造装置１０で［図６］に示すフック状の鼻部を有するドラムセグメントを用いる。この場合にはビード補強ワイヤＢＲＷが成形ステップ完了前に外部キャリアを用いて内向き方向へ送られ、この外部キャリアによってビード補強ワイヤＢＲＷはドラム１００と確実に同心状に配置される。外部キャリア（［図９ａ］）はビード補強ワイヤＢＲＷの軸線方向位置を上記凹形部分の半径Ｒｃの中心Ｃと一致した位置に位置決めする。この位置は完成ビードにおけるビード補強ワイヤの所望最終位置に対応する。ゴム部分ＰＲＳが放射方向に実質的に伸びる前に、ビード補強ワイヤＢＲＷをゴム部分ＰＲＳの内部へ向かって軸線方向に移動させるためには、ドラムが膨張する際のビード補強材の上記の軸線方向接近手順（順番）にすることが重要である。この順番が正しくないとゴム部分ＰＲＳがビード補強ワイヤの軸線方向運動と衝突し、その運動を妨害することがある。ドラムセグメント１２５ａが放射方向に完全に膨張した後はビード補強ワイヤＢＲＷの軸線方向は補助受け面１３６ａの凹面によって確実かつ正確に維持される。その後、ドラム肩部１３０ａと接したビード補強ワイヤＢＲＷ上にビード充填材ＢＦが配置される。
【００３６】
［図９ａ］〜［図９ｃ］はビード補強ワイヤＢＲＷの好ましいを取り付け方法を示している。この実施例ではドラムセグメント１２０が放射方向に膨張し始めると同時に外部キャリアが軸線方向に運動する。これら２つの運動はビード補強ワイヤＢＲＷが折り畳まれたカーカス層ＣＬ’のみと接触するように時間調節または同期化される。また、上記の接触は２つの部材間の相対移動が最小になり、特に２つの部材間の滑り接触を避けるように行われる。
［図９ａ］では外部キャリアがゴム部分ＰＲＳの軸線方向内側位置まで軸線方向内側へ移動する。
［図９ｂ］ではドラムセグメント１２０は放射方向に膨張し始め、一方、外部キャリアは軸線方向内向き移動を続ける。［図９ｂ］に示すように、補強ワイヤＢＲＷはゴム部分ＰＲＳのすぐ内側の点で折り畳まれたカーカス層ＣＬ’と接触する。外部キャリアの軸線方向移動とドラムセグメントの放射方向移動との同時運動は補強ワイヤＢＲＷの最終位置（［図９ｃ］に示す）に達するまで続く。
［図９ｃ］に示す状態ではビード補強ワイヤＢＲＷの中心を示す破線はドラムセグメント１２５ａの凹形部の半径の中心Ｃと一致している。この位置ではカーカスの折り畳まれた先端がドラムセグメント１２５ａのフック内に位置決めされており且つ補強ワイヤＢＲＷによって定位置に実質的に締め付けられている。外部キャリアの軸線方向運動とドラムセグメントの膨張運動は当業者に周知の機械的または電気的手段で実現できる。
【００３７】
［図８ｆ］［図８ｇ］はゴム部分ＰＲＳを伸ばしてビードを最終成形する段階を示している。この場合にはリフトタブセグメント１９０ａが放射方向に延びてそのテーパー部がタイヤ部材と接触する。ドラムセグメントが放射方向運動を続ける間にゴム部分ＰＲＳを含んだ折り畳まれたカーカス先端ＣＬ’が放射方向に伸び、回動する。リフトタブセグメントは放射方向に完全に伸びた時に２つの役目をする。すなわち、タイヤ部材に実質的な圧力を加えてビード部材を充分に接着させる第１の役目と、ビード部材の大部分を取り囲み、成形（shaping）するリジッドな表面を提供する第２の役目とを有する。この成形効果は［図８ｇ］に示す形状から容易に理解できよう。
【００３８】
最後に、ドラムセグメント１２０とリフトタブセグメント１９０ａとが完全に後退し、ドラム１００が新しいサイクルを開始するためのセット位置に配置された状態でカーカス製造サイクルが完了する。この位置では完成したカーカスをドラムから容易に取り外すことができる。
【００３９】
本明細書で述べたタイヤ製造装置の実施態様には請求の範囲内およびその均等範囲内で種々の変更を加えることができるということは理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明装置で作られる一実施例のビード構造を有するタイヤの断面図。
【図２】本発明の実施例の詳細図で、タイヤ部材を受ける初期セット位置での本発明装置の軸線方向断面図。
【図３】本発明の実施例の詳細図で、ドラムセグメントとリフトタブセグメントとが放射方向最大膨張位置にある本発明装置の軸線方向断面図。
【図４】本発明の実施例の簡略図で、リフトタブセグメントが放射方向最小膨張位置にある本発明装置の軸線方向右側部分断面図。
【図５】ビード複合物を用いたタイヤ組立プロセスに適した右側ドラムセグメントの簡略化した軸線方向断面図。
【図６】ビード補強材とビード充填材とを別体にしたタイヤ組立プロセスに適した右側ドラムセグメントの簡略化した軸線方向断面図。
【図７ａ】外向きテーパーを有する左側のリフトタブセグメントの軸線方向部分断面図。
【図７ｂ】外向きテーパーを有する右側のリフトタブセグメントの軸線方向部分断面図。
【図８ａ】本発明のタイヤ組立プロセスの一つの段階での概念的軸線方向部分断面図。
【図８ｂ】本発明のタイヤ組立プロセスでの別の段階での概念的軸線方向部分断面図。
【図８ｃ】本発明のタイヤ組立プロセスでのさらに別の段階での概念的軸線方向部分断面図。
【図８ｄ】本発明のタイヤ組立プロセスでのさらに別の段階での概念的軸線方向部分断面図。
【図８ｅ】本発明のタイヤ組立プロセスでのさらに別の段階での概念的軸線方向部分断面図。
【図８ｆ】本発明のタイヤ組立プロセスでのさらに別の段階での概念的軸線方向部分断面図。
【図８ｇ】本発明のタイヤ組立プロセスでのさらに別の段階での概念的軸線方向部分断面図。
【図９ａ】ビード補強ワイヤの取付け段階を示す概念的部分断面図。
【図９ｂ】ビード補強ワイヤの別の取付け段階を示す概念的部分断面図。
【図９ｃ】ビード補強ワイヤのさらに別の取付け段階を示す概念的部分断面図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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