タイヤおよびタイヤを製造する方法
【課題】より低コストでタイヤのユニフォーミティおよび性能を改善する。
【解決手段】
タイヤはクラウン領域２０４のところで半径方向に重なる相互の向きで配置されたプライ層２０６，２０８を含むコードプライ構成を備える。プライ層２０６，２０８はそれぞれ、ある間隔をおいた一連の単線のコード経路１９０Ａ，１９０Ｂを備える。それぞれのコード経路１９０Ａ，１９０Ｂは、各サイドウォール２００からクラウン領域２０４を横切って反対側の各ショルダ領域２０２まで延びている。それぞれのコード経路１９０Ａ，１９０Ｂは、完全なコードのプライ層２０６，２０８を形成するように連続しており、センターライン２０４に対するコード角α，βを形成している。コード角α，βはセンターライン２０４のところでは１７度から２７度までの間であり各サイドウォール２００へ向かうにつれて８２度から９０度までの間まで増加している。
【解決手段】
タイヤはクラウン領域２０４のところで半径方向に重なる相互の向きで配置されたプライ層２０６，２０８を含むコードプライ構成を備える。プライ層２０６，２０８はそれぞれ、ある間隔をおいた一連の単線のコード経路１９０Ａ，１９０Ｂを備える。それぞれのコード経路１９０Ａ，１９０Ｂは、各サイドウォール２００からクラウン領域２０４を横切って反対側の各ショルダ領域２０２まで延びている。それぞれのコード経路１９０Ａ，１９０Ｂは、完全なコードのプライ層２０６，２０８を形成するように連続しており、センターライン２０４に対するコード角α，βを形成している。コード角α，βはセンターライン２０４のところでは１７度から２７度までの間であり各サイドウォール２００へ向かうにつれて８２度から９０度までの間まで増加している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にはタイヤプライのコード構成に関し、具体的には測地線コード構成が適用された間隔のあいたコード（Ｓｐｌｉｔ Ｅｎｄ Ｃｏｒｄ）により形成された少なくとも１つのプライを備えたタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気入りタイヤは、ビード、トレッド、ベルト補強材、およびカーカスを有する概ね環状の積層構造として製造されている。タイヤは、ゴム、織物、およびスチールで作られる。ほとんどの場合に用いられる製造技術は、平坦な材料ストリップまたは材料シートから多くのタイヤ構成部材を組立てることを含んでいる。各構成部材は、組立てドラム上に配置され、構成部材の端部が互いに当接するか重なり合って継手を形成するような長さに切断される。
【０００３】
組立ての第一段階では、従来技術のカーカスは通常、１つ以上のプライと、一対のサイドウォールと、一対のエイペックスと、インナーライナ（チューブレスタイヤ用）と、一対のチェーファーと、多くの場合一対のゴムショルダストリップと、を含んでいる。この組立ての第一段階で環状のビードコアをタイヤに付加し、プライをビードコアの周りで回転させてプライ折返し部を形成することができる。追加の構成部材を用いることもあり、あるいは、上記構成部材のうちのいくつかを追加の構成部材で置き換えることもある。
【０００４】
この中間製造品は、組立ての第一段階におけるこの時点では円筒形に形成される。次に、円筒形のカーカスは、タイヤ組立ての第一段階の完了後に環状に膨張させられる。同じ組立てドラムまたは作業ステーションを使用して行うことのできるタイヤ製造の第二段階では、この中間品に補強ベルトおよびトレッドが付加される。
【０００５】
平坦な構成部材を環状に形成するこのタイヤ製造の形態は、タイヤを可及的に均一に製造する能力を制限する。その結果、環状面上にエラストマ層を取付け、１本以上の連続したコードを所定のコード経路でエラストマ層上に配置して取付ける、改良された方法および装置が提案されている。この方法は、１本以上のコードをスプールから送出し、コードが送出される際にコードを所定の経路で案内することをさらに含んでいる。各コードは、あらかじめゴムで被覆されていてもいなくてもよいが、配置され取付けられた後にエラストマ層に接触して保持され、次いで、次の周方向位置へのコード経路の割出し（ｉｎｄｅｋｕｓｈｉｎｇｕ）をおこない、コードの方向を反転させることによってループを形成し、ループ端部が形成されコード経路が反転された後に保持されているコードを解放することが好ましい。環状面の割出しによって、特定の直径で、一様なコードピッチを離散的な角度間隔で確立することが好ましい。
【０００６】
上記の方法は、環状のマンドレルと、コード送出機と、送出されたコードを所定の経路に沿って案内する装置と、環状のマンドレル上にエラストマ層を配置する装置と、コードをエラストマ層上に固定する装置と、ループ端部が形成される間コードを保持する装置とを有する、環状コード補強プライの形成装置を使用しておこなわれる。コードをエラストマ層上に固定する装置は、工具アームに取付けられた二方向工具ヘッドを含んでいてもよい。一対のローラ部材が工具ヘッドの遠位端に並んで取付けられ、その間にコード出口開口を形成している。アームは、コードがローラ間の出口開口を通して送られる間、ヘッドを、ドラムまたはコア上に組立てられたタイヤカーカスの湾曲に沿って移動させる。第１のローラが第１方向の経路に沿ってコードに接触し、第２のローラが反転された逆方向の第２方向の経路でコードに接触するようにコードが表面を横切って前向きまたは後ろ向きに下ろされながら、ローラはコードを環状面に固定する。
【０００７】
環状のマンドレルは、その軸の周りを回転可能であることが好ましく、コードが所定の経路内に配置されるとマンドレルを周方向に割出すことができる回転手段が設けられている。ガイド装置は、コード経路が凹凸形状を含むマンドレルの輪郭に追従することができるように、多軸ロボットコンピュータ制御システムおよびプライ機構を含んでいることが好ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の技術は優れたものであるが、産業界は依然として、上述したような進化した製造技術を用いることで恩恵を受けることのできる新たなタイヤ構成を必要としている。単線のコードを環状の組立てドラムに取付けることによってコードを取付ける製造技術における速度、効率、およびコストの改善可能性を活用したタイヤ構成が必要とされている。特に、より低コストでユニフォーミティおよび性能を改善するタイヤ構成、タイヤ構成部材の構成、およびそのようなタイヤの製造方法が要求されている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によれば、互いに間隔をおいた一連の単線からなるコード経路で形成されたタイヤのコードプライ構成が提供される。各単線はタイヤの始端側側面からクラウン領域を横切り反対側の終端側側面まで延び、コード経路は終端側側面でループを形成して始端側側面に戻り、一連の単線からなるコード経路は全体で一つの完全なコードプライ層を形成している。各コード経路のタイヤの中心線に対する角度は、始端側で最大でタイヤトレッドの中心線を横切るときに減少するように、始端側側面から終端側側面にかけて変化している。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、各々が上述の構成に従って形成された互いに反対方向を向いた第１および第２のプライ層が、タイヤのクラウン領域に互いに重なり合って配置される。本発明の更なる態様によれば、複数のコード層を備え、各コード層のコードがタイヤの始端側側面から終端側側面に至る経路に沿って延び、各経路のタイヤの中心線に対する角度がコード経路に沿って変化するタイヤが形成される。
【００１１】
本明細書で用いられる用語の定義を以下に示す。
【００１２】
「アスペクト比」は、タイヤの断面高さの断面幅に対する比を意味する。
【００１３】
「軸方向の」および「軸方向に」は、タイヤの回転軸に平行なラインまたは方向を意味する。
【００１４】
「ビード」または「ビードコア」は一般に、タイヤの、環状の引張り部材を有する部分を意味し、半径方向内側のビードはタイヤのリムへの保持に関連し、プライコードで覆われて形成される。フリッパー、チッパ、エイペックスまたはフィラー、トウガード、チェーファーなどの他の補強部材を備えていてもよいし、備えていなくてもよい。
【００１５】
「ベルト構造」または「補強ベルト」は、トレッドの下に位置し、ビードに固定されず、タイヤの赤道面に対して１７°〜２７°の範囲の左コード角度および右コード角度を有し、織物または不織布の互いに平行なコードからなる、少なくとも２つの環状の層またはプライを意味する。
【００１６】
「周方向の」は、軸線方向に垂直な環状のトレッド表面の周縁に沿って延びるラインまたは方向を意味する。
【００１７】
「カーカス」は、プライ上のベルト構造、トレッド、およびアンダートレッドとは別のタイヤ構造を意味し、他の任意のリム取付け部材上にビードを用いる場合にはそのビードを含む。
【００１８】
「ケーシング」は、トレッドとアンダートレッドを除く、カーカス、ベルト構造、ビード、サイドウォールその他の、タイヤのすべての構成部材を意味する。
【００１９】
「チェーファー」は、ビードの外側面の周りに配置され、コードプライをリムから保護し、たわみをリムの上方に分散させる、幅の狭い材料ストリップを指す。
【００２０】
「コード」は、タイヤ内のプライを構成する補強用撚線の一本を意味する。
【００２１】
「赤道面（ＥＰ）」は、タイヤの回転軸に垂直でトレッドの中心を通る平面を意味する。
【００２２】
「接地面」は、速度零かつ設計荷重および設計空気圧下での、平坦な面を持った、タイヤトレッドの接触部分または接触領域を意味する。
【００２３】
「インナーライナ」は、チューブレスタイヤの内面を形成し、膨張する流体をタイヤ内に閉じ込める、エラストマその他の材料からなる層を意味する。
【００２４】
「標準空気圧」は、タイヤの使用条件についての然るべき標準化組織によって定められた、特定の設計膨張空気圧および設計荷重を意味する。
【００２５】
「標準荷重」は、タイヤの使用条件についての然るべき標準化組織によって定められた、特定の設計膨張空気圧および設計荷重を意味する。
【００２６】
「配置」は、コードを押付けて所望のプライ経路に沿った配置位置に付着させることによってコードをある表面上に位置させることを意味する。
【００２７】
「プライ」は、ゴムで被覆された互いに平行なコードの層を意味する。
【００２８】
「半径方向の」および「半径方向に」は、半径方向にタイヤの回転軸に向かい、または半径方向に回転軸から離れる向きを意味する。
【００２９】
「ラジアルプライタイヤ」は、ビードからビードへ延びる少なくとも１本のプライコードが、タイヤの赤道面に対して６５°から９０°の間のコード角度に配置された、ベルト付きのまたは周方向に制限された空気タイヤを意味する。
【００３０】
「断面高さ」は、タイヤの赤道面位置でのタイヤの公称リム直径から外径までの半径方向距離を意味する。
【００３１】
「断面幅」は、タイヤが標準空気圧で２４時間膨張させられたときおよびその後の、無負荷時の、タイヤの軸線に平行な、タイヤサイドウォールの外側間の最大直線距離を意味し、ラベル付け、装飾、または保護バンドによるサイドウォールの出張りを除く。
【００３２】
「ショルダ」は、トレッドの縁部のすぐ下方にある、サイドウォールの上部部分を意味する。
【００３３】
「サイドウォール」は、タイヤの、トレッドとビードの間の部分を意味する。
【００３４】
「トレッド幅」は、軸線方向における、すなわち、タイヤの回転軸に平行な平面内の、トレッド面の弧長を意味する。
【００３５】
「巻き」は、張力をかけた状態で、凸面に直線経路に沿ってコードを巻き付けることを意味する。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、より低コストでユニフォーミティおよび性能を改善することのできるタイヤを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】各々が本発明の一態様によって構成された複数のプライ布設組立体を採用した、タイヤ製造ステーションの斜視図である。
【図１Ａ】保護ケージに取り囲まれたタイヤ製造ステーションを示す、図１と同様の斜視図である。
【図２】タイヤ組立てコアの周りの複数のプライ布設組立体の空間構成を示す、タイヤ製造ステーションの側面図である。
【図３Ａ】図示のため部分的に断面で示されているタイヤ組立てコアに対する初期位置に配置された、１つのプライ布設組立体の拡大斜視図である。
【図３Ｂ】タイヤ組立てコアに対するプライ布設経路に沿ったその後の中間位置における、図３Ａのプライ製造組立体の拡大斜視図である。
【図３Ｃ】タイヤ組立てコアに対するその後の末端部位置における、図３Ａのプライ布設組立体の拡大斜視図である。
【図４】図示のための部分横断面を含む、タイヤ組立てコアに対する末端部位置での、本発明に従って構成されたプライ布設装置の正面図である。
【図５】プライ布設組立体の拡大斜視図である。
【図６】プライ布設組立体の背面図である。
【図７】支持アーム滑り機構の順次的な動作を二点鎖線で示す、プライ布設組立体の側面図である。
【図８】プライ布設装置の横断面図である。
【図９】コード緊張・送出組立体に隣接してこれらとともに取付けられたプライ布設装置の側面図である。
【図１０】コード緊張・送出組立体の拡大斜視図である。
【図１１】プライ布設組立体の底面図である。
【図１２】プライ布設用アーム端工具の横断面図である。
【図１３Ａ】引込み位置で示され、かつ軸線方向に伸張した位置が二点鎖線で示された、プライ布設用アーム端工具の横断面図である。
【図１３Ｂ】軸線方向に伸張した位置で示された、図１３Ａのプライ布設用アーム端工具の横断面図である。
【図１４】傾斜しながら順方向に移動する状態で示された、図１３Ａのプライ布設用アーム端工具の横断面図である。
【図１５】逆方向に傾斜しながら逆方向に移動する状態で示された、図１３Ａのプライ布設用アーム端工具の横断面図である。
【図１６】図を明確にするために一部が断面図で示された、プライ布設用アーム端工具の正面右側から見た斜視図である。
【図１６Ａ】プライ布設用アーム端工具のローラ組立体の部分分解斜視図である。
【図１６Ｂ】伸長位置での切断用ピストンおよびリンク機構の位置を示すために外側ハウジングの図示を省略した、アーム端工具の左側面斜視図である。
【図１６Ｃ】引込み位置での切断用ピストンおよびリンク機構の位置を示すために外側ハウジングの図示を省略した、アーム端工具の左側面斜視図である。
【図１７】プライ布設用アーム端工具のコード切断サブ組立体の分解斜視図である。
【図１８Ａ】本発明の連続コードの取付けによるプライ層の組立てを示す、タイヤ形成マンドレルの図である。
【図１８Ｂ】本発明の連続コードの取付けによるプライ層の組立てを示す、タイヤ形成マンドレルの図である。
【図１８Ｃ】本発明の連続コードの取付けによるプライ層の組立てを示す、タイヤ形成マンドレルの図である。
【図１８Ｄ】本発明の連続コードの取付けによるプライ層の組立てを示す、タイヤ形成マンドレルの図である。
【図１９】本発明に従って環状のコア面に取付けることのできる代表的なコードパターンを示す図である。
【図２０】本発明に従って環状のコア面に取付けることのできる代表的なコードパターンを示す図である。
【図２１】本発明に従って環状のコア面に取付けることのできる代表的なコードパターンを示す図である。
【図２２】本発明に従って環状のコア面に取付けることのできる代表的なコードパターンを示す図である。
【図２３】本発明に従って環状のコア面に取付けることのできる代表的なコードパターンを示す図である。
【図２４】本発明に従って環状のコア面に取付けることのできる代表的なコードパターンを示す図である。
【図２５】本発明に従って環状のコア面に取付けることのできる代表的なコードパターンを示す図である。
【図２６】本発明による環状のコア面に取付けることのできる代表的なコードパターンを示す図である。
【図２７】本発明に従って環状のコア面に取付けることのできる代表的なコードパターンを示す図である。
【図２８】本発明に従って環状のコア面に取付けることのできる代表的なコードパターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
次に、本発明を、添付の図面を参照して例示によって説明する。
【００３９】
まず図１，１Ａ，２を参照すると、コア組立体１１上でタイヤを組立てるための機械組立体１０が示されている。コア組立体１１は概ね環状であり、コアの環状形の上にタイヤ構成部材を順次積層することによって、コア組立体１１上にタイヤが形成される。組立体１０の支持構造としてプラットフォーム１２を装備してもよい。タイヤ構成層を環状のコアに順次取付けながらコア組立体１１を回転させる駆動モータ１４が、従来技術の軸によって連結されている。
【００４０】
参照図は、コア組立体を囲む４つのアーム組立体１６Ａ〜１６Ｄの好ましい構成を示している。実施形態のシステム１０では４つの組立体が組み込まれているが、本発明はこれに限定されない。必要に応じて一つのアーム組立体を用いてもよい。あるいは、必要に応じて、５つ以上または４つ未満の組立体でシステムを構成してもよい。４つのアーム組立体１６Ａ〜１６Ｄは、アーム組立体が環状のコアのそれぞれの領域でコードプライを同時に組立てることができる好ましい間隔で、コア組立体１０を囲むように配置されている。環状のコアの表面領域を４つの四分円に分割し、各四分円を４つのアーム組立体のそれぞれに割当てることによって、コードプライ層を４つのすべての四分円で同時に形成することができ、それによって工程が迅速化され、時間および製造コストが節約される。
【００４１】
図には、コア上でのタイヤ組立てが完了した後コア組立体１１をアーム組立体１６Ａ〜１６Ｄの間から取り外すコア取外し組立体１８が配置されている。当産業界で従来使用されている適切なコンピュータ制御システムを使用して、アーム組立体１６Ａ〜１６Ｄを含むシステム１０の動作を制御することができる。図示の種類の制御システムは通常、コンピュータおよびシステム制御ハードウェアを収納したハウジング２２を含んでいる。電気制御信号が、参照番号２３で示されているような１本以上の適切な電線管によってシステム１０に送信される。
【００４２】
図１Ａに示されているように、ケージまたは周辺ガード構造２４でシステム１０を包囲してもよい。冷却制御ユニット２０の追加の吊下げ制御ユニット２６がガード２４に取付けられている。各アーム組立体１６Ａ〜１６Ｄは、コード送出組立体またはスプール２８からコードの供給を受ける。図を明確にするため、図２には４つのアーム組立体のうち一つだけが示されている。組立体２８から送られるコード３２に適切な張力をかけて釣り合わせるバランサ組立体３０が、各送出組立体２８に組合されている。コード３２は、図示のように、バランサ組立体３０を通してアーム組立体１６Ｄに送られる。
【００４３】
図３Ａ〜３Ｃ，４には、一つのアーム組立体１６Ｄの動作が順次示されている。この動作は容易に理解できるであろう。アーム組立体１６Ｄは、ケーブルトレー３８を通って延びる適切なケーブルによって電力を供給されＣ字形フレームアーム３６によって保持されたアーム端工具組立体３４を形成するように構成されている。前述のように、コア組立体１１は、回転軸４０と、環状の外側環状面４３を形成する分割式の環状のコア本体４２と、を有するように構成されている。主取付けブラケット４４は、アーム端工具ヘッド組立体３４を、駆動モータ４６およびクラッチ組立体４８とともに支持している。図４〜８を合せて考慮すると最もよく分かるように、Ｃ字形フレームアーム３６はＺ軸垂直滑り部材５０に滑動可能に取付けられ、外側コア環状面４３の幅を横切るようにＺ軸に沿って移動する。アーム３６が滑り部材５０に沿って移動することによって、様々なサイズのタイヤのコア上にコードを布設することが容易となる。図３Ａは、表面４３に対して開始位置にあるアーム組立体３６を示し、図３Ｂは、表面４３を横切る横方向経路に沿った中間位置にあるアーム組立体３６を示し、図３Ｃは、表面４３の反対側における組立体３６の横方向移動の最終位置にあるアーム組立体３６を示している。図７は、アーム組立体３６の移動を容易にするスライド５０に沿った、図３Ａ〜３Ｃに示される順次的な位置の間におけるアーム組立体３６の移動を示している。図８を見ると分かるように、駆動軸５１がアーム組立体３６に連結されており、制御命令に応答して組立体をＺ軸経路に沿って往復移動させる。
【００４４】
アーム組立体３６にはさらにアーム端工具モータ５２が取付けられ、アーム端工具軸５４を回転駆動する。アーム端工具３４は、二方向コード布設ヘッド組立体５６と、中間ハウジング組立体５７と、上部ハウジング組立体５９と、からなっている。アーム端工具３４は、図９，１０に詳しく示されているように、コード緊張サブ組立体５８をさらに含んでいる。サブ組立体５８は、Ｓ字形のブロック６２上に取付けられた駆動モータ６０を含んでいる。サブ組立体５８はさらに、第１のプーリ６４と、空間位置の調整が可能なコードプーリ６５と、第３のプーリ６６と、を含んでいる。図示のように、細長い無端緊張ベルト６８がプーリ６４，６６の周りを延びている。コードガイド末端チューブ７０が、組立体５８のプーリ・ベルト緊張領域からブロック６２を通って延びている。先端コードガイド通路７２がブロック６２に入り、ブロックを通してコード３２を組立体５８の緊張領域内に案内する。ベルト６８は、プーリ６４，６６の周りを延びており、プーリ６４，６６によって回転させられる。コード３２は、図示のようにベルト６８とプーリ６５の間を延びており、ベルト６８が組立体５８を通って回転することによってコード３２が軸線方向に送られることが理解されよう。コード３２およびベルト６８に対するプーリ６５の相対位置を調整することによって、コード３２を、その後取付けヘッドに通せるように最適な張力状態に置くことができる。このようにしてコード３２の張力が最適化され、その結果、後述のようにコード３２をブロック６２に通し、取付けヘッドまで確実に送ることができる。したがって、最適な張力レベルを超え、または最適な張力レベルに満たないために起こる可能性のあるコードの損傷が回避される。さらに、コードの張力が所望の張力に満たないために生じるコードの滑りも同様に回避される。さらに、このコード緊張サブ組立体５８は、コードを進めるためにローラを用いるシステムで生じる可能性のあるコードの挟まりを無くすように働く。ローラから送られたコードが挟まれると、コードに徐々にねじれが導入され、コードが、表面に取付けられるときに剥がれ、その予定された位置から動いてしまう。組立体５８は、ベルトコードの前進を利用することによってコードのねじれを無くし、コードが抵抗を受けずに滑らかに前進できるようにする。
【００４５】
次に図１１，１２，１３Ａ，１３Ｂ，１７を参照して、二方向コード布設ヘッド組立体５６について説明する。一般に、取付けヘッド５６は、アーム端工具組立体３４の末端部に配置されている。ヘッド組立体は、後述のように、タイヤの組立て時に、コードを環状のコア面４３に、あらかじめ選択されたパターンで、コア４２上の複数の層のうちの１つの層として取付けるように働く。
【００４６】
一対の取付けガイドローラ７４，７６が、アーム端工具組立体３４の末端部に、並んで回転可能に取付けられている。これらのローラは、その間にコード出口７８を形成しており、ローラのピボット軸は実質的に同軸であることが好ましいが、必ずしもそうである必要はない。本発明の実施上の必要に応じて、使用するローラはこれより多くても少なくてもよい。二方向コード布設ヘッド５６は、ローラ間のコード出口開口７８と連通する遠位端まで軸線方向に延びる末端コードガイド管８０を形成するように構成されている。
【００４７】
中間組立体５７は、外側ハウジングブロック８５内のばねハウジング８４に設けられた、予圧縮されたコイルばね８２を含んでいる。二方向コード布設ヘッド組立体５６は、予圧縮されたコイルばね８２によって表面４３に対して下向きに押されるように配置されている。Ｏリング８６Ａ〜８６Ｆが、互いに隣接するブロック部材同士の間に適切に配置されている。中間組立体５７は、ハウジングブロック８９を受入れる下部ハウジング８８をさらに含んでいる。ブロック８９の末端部は端部キャップ９０によって閉じられ、交差部がＯリング９１によってシールされている。ブロック８９は、後述の目的でアーム端工具に対して軸線方向に移動する、外側ハウジング８８内に滑動可能に収納されるプランジャまたはピストンを表している。アーム端工具３４はブラケット６２にピボット運動可能に取付けられており、図９で説明するように、駆動軸５４によって方向６９に往復回転させられる。
【００４８】
図１１，１２，１３Ａ，１３Ｂは、組立体５６，５７，５９を含むアーム端工具３４の断面図を示している。図示のように、複数の吸気口９２，９４，９６が各軸線方向位置で工具組立体内に延びている。シリンダ９２は、切断されたコードの末端部をアーム端組立体の軸線方向通路に沿って送るのを助ける加圧空気の入口を表し、シリンダ９４は、空気圧を供給しアーム端工具のヘッド組立体が一定の押付け力でコアの環状面に接触する状態を維持するための空気ばねを形成し、シリンダ９６は、その作動によってコードの切断を開始する加圧空気の入口を形成する。ローラ７４，７６は、組立ピン６７によってハウジング８９の下端に滑動可能に連結されたノーズブロック９７に取付けられている。ピン６７は、ハウジング８９の垂直方向の長穴にキー支持され、ノーズブロック９７の回転を防止する。したがって、ブロック９７およびローラ７４，７６は、コアの表面４３に対して一定の向きに維持される。
【００４９】
図９より、アーム端工具組立体３４がピボット運動可能にブラケット６２に取付けられ、モータ軸５４に固定的に結合されていることが理解されよう。軸５４は、従来技術のコンピュータ制御のサーボモータ（不図示）によって回転駆動される。軸５４の回転は、組立体３４のピボット運動に変換される。組立体３４がピボット運動すると、ローラ７４，７６は後方および前方に傾斜運動またはピボット運動をおこない、ローラは交互にコア面４３に接触する。
【００５０】
図１３Ａ，１３Ｂ，１６Ａ〜１６Ｃからさらに、ピストンまたはプランジャ８９が組立体ハウジング８８内で軸線方向に往復移動することが理解されよう。ピストン８９は二方向ヘッド５６と独立して移動する。したがって、ヘッド５６は、圧力取入れ口９４によって維持される一定の最適な圧力でコア面４３と連続的に接触した状態を保つことができる。ピストン８９は、ヘッド５６と表面４３とが接触したままの状態で、図１３Ｂ，１６Ｃに示されている伸長位置と図１３Ａ，１６Ｂに示されている軸線方向引込み位置との間を、ばね８２の影響下でハウジング８８内を軸線方向に自由に移動する。ばね８２は、取入れ口９６の圧力による荷重の下で、図１３Ａ，１６Ｂの軸線方向引込み位置にあるピストン８９によって圧縮され、あらかじめ荷重をかけられた状態にある。取入れ口９６の空気圧を除去するかまたは低減させると、プランジャブロック８９は図１３Ｂ，１６Ｃに示されている伸長位置に移動し、ばね８２が延びる。コンピュータ制御の下で取入れ口９６での空気圧の調節を再開すると、ピストン８９が押されて引込み位置に戻り、ばね８２に再び荷重がかけられる。プランジャブロック８９の直線運動は、アーム端工具３４の中心軸に沿って行われる。
【００５１】
最終ガイド管８０はアーム端工具３４の中心軸に沿って延び、コード３２は、図１３Ａ，１３Ｂから理解されるように、工具３４の上部組立体５９、中間組立体５７、および二方向コード布設ヘッド組立体５６の中心軸に沿って引回され、ローラ７４，７６間のコード出口開口７８から排出される（図１１、１２）。それによって、コード３２はコア面４３に対して好ましいパターンで位置させられ、押付けられる。表面４３に取付けられるべきコード層のパターンに応じて、コードを取付ける工程はコードを少なくとも１回切断することを必要とする。好ましい切断機構について以下に説明する。
【００５２】
図１６，１６Ａ〜１６Ｃ，１７を参照すると、上部組立体５９は、ハウジング８８内のピストン８９の両側に沿って軸線方向に延びる一対のレバーアーム１０２，１０４によって作動させられるケーブル切断組立体９８を含んでいる。上部組立体５９は、ねじ１０８，１１０によって支持板１０１（図９）に取付けられた取付けベースフランジ１００を含んでいる。支持板１０１は、端部ブラケット６２に回転可能に取付けられている。したがって、前述のように、アーム端工具３４をモータ駆動軸５４によって回転させることができる。図１７から、ばね８２が、ばね端部キャップによって閉止されたばねハウジング８４内に配置されていることが理解されよう。ばね８２の前端は、エンドキャップ１１２内に配置されている。エンドキャップ１１２は、円形の突起１１４と通し穴１１６とを含んでいる。エンドキャップ１１２は、図示のようにピストン８９内に収納されている。Ｏリング１１８および座金１２０が、キャップ１１２内のばね８２の前端に押付けられるように挿入されている。
【００５３】
ハウジングブロック８５は軸線方向通路１２８を含んでいる。通路１２８の前端周囲の奥まった位置に周辺棚面１２２が設けられ、通し穴１２４がハウジング棚面１２２内を貫通して延びている。図示のように、スライドピン１２６がハウジング８５のボア１２４と、キャップ１１２のボア１１６とを通り、ハウジング８８内に突き出ている。ピストン８９はこのように、ブロック８５に滑り可能に連結され、上述のようにブロック８５に対して軸線方向に往復移動する。
【００５４】
横方向ボア１３０が、通路１２８と連通してハウジング８５の両側側面を貫通している。取付けフランジ１３２，１３３がハウジング８５から横方向に延びており、取付けねじ１３４がフランジを通ってハウジング８８内に突き出て、ハウジング８５をハウジング８８に固定している。コード切断組立体９８は、横方向ボア１３０内に回転可能に配置されハウジング８５の両側から突き出る管状部材１３６を含んでいる。取付けラグ１３８が、管状部材１３６の端部から外側に突き出て、内側を向いた取付けスタッド１３９を保持している。管状部材１３６は、反対側の端部にロックフランジ１４０を有すると共に、中央に配置された軸線方向通し穴１４２を有している。漏斗状のガイド口１４５を有する横方向ボア１４４が、管状部材１３６を貫通して延びるように設けられている。
【００５５】
コネクタブロック１４６が管状部材１３６の端部に取付けられている。コネクタブロック１４６は、部材１３６のロックフランジ１４０と係合するロックソケット１４８を含んでいる。取付けスタッド１５０が、ブロック１４６から内側に延びている。ピストン８９は、半径方向内向きの段差によって前方のより小さい直径の円筒部１５４に接続された円筒形ソケット１５２を後方に有する構成となっている。外側に突き出すピン部材１５６が、ピストン８９の円筒部１５４の両側から延びている。理解されるように、ピボットアーム１０２，１０４の前端１５８はピン１５６に位置を固定して取付けられ、アーム１０２，１０４の後端は、それぞれスタッド１５０，１３９を介して管状部材１３６のフランジ１４６，１３８に位置を固定して取付けられている。
【００５６】
管状部材１３６は、ブロック８５の横方向ボア１３０内に配置されており、ボア１３０内で自由に回転する。部材１３６の端部は、レバーアーム１０２，１０４を介してピストン８９に支持されている。漏斗状の入口１４５は、組立体３４に対して軸線方向後方を向いて位置している。コード３２は、部材１３６の入口１４５を通して下流側に送出され、横方向ボア１４４からアーム端工具組立体３４の長手方向中心軸に沿って排出される。前述のように、ばね８２は予圧縮されており、コード３２が所定のパターンで管状の外側コア面４３に取付けられる間ハウジング８５とピストン８９との間で圧縮された状態となっている。コード布設シーケンスの完了時にまたは取付けプロセスの必要な中間時点で、切断組立体９８の動作によってコード３２を切断することができる。ピストンの軸線方向移動は、取入れ口９４の空気圧を低下させることによって開始される。ピストン上のばね８２が伸び、ピストン８９にハウジング８５から軸線方向に離れるように作用する。ピストン８９がハウジング８５から遠ざかるにつれて、レバーアーム１０２，１０４は管状部材１３６の端部を引張り、この端部をハウジングブロック８５内で回転させる。部材１３６が回転するにつれて、漏斗状の入口１４５を形成する縁部が回転し、縁部は部材１３６を通って延びるコード３２を切断するようにコード３２に接触する。コード３２はこれによって切断される。コード３２の自由端は、切断プロセスの後、工具組立体３４と概ね軸線方向に揃う。
【００５７】
コードの布設を再開するためにコード３２の向きを組立体３４に向けるには、取入れ口９４を通して再度空気圧をかけ、ピストン９７を図１３Ａのより高い引込み位置に押込み、それによってばね８２を再圧縮する。ピストン８９が引込み位置に移動すると、レバーアーム１０２，１０４が管状部材１３６を回転させて、管状部材１３６をブロック８５内の通常の向きに戻す。この向きに戻ると、部材１３６の切断縁部を形成する漏斗状の入口１４５はコード３２と非接触の状態となり、漏斗状の入口１４５および横方向ボア１４４は、工具組立体３４の中心軸と軸線方向に揃う。その後、コード３２の切断された端部は、ローラ７２，７４間の隙間７８から排出されるように、再び工具ヘッド組立体３４の軸に沿った方向に向けられる。コード３２の自由端の向きを直すのを助けるために、取入れ口９２に加圧空気を導入し、押込み空気によってコード３２の自由端をその軸経路に沿って押し込む。それによって、コード３２の端部を再び出口７８に向けるのに必要な時間が短くなり、サイクルタイムが最短に抑えられる。このようにして、アーム端工具を通したコード３２の円滑で直線的な送りが再開されるので、コード３２の切断された自由端は、ローラ７４，７６間から排出されるときにコア面に取付けられる状態におかれる。
【００５８】
ローラ７４，７６は、図１６Ａに示されるように、各軸線方向中心軸１６６，１６８に回転可能に取付けられている。軸１６６，１６８は、ノーズブロック９７のフランジ部１７０とリテーナ１７２との間に取付けられている。このような配置によって、ローラ７４，７６は互いに軸線方向に平行にされ、その間をコード３２を通過させるのに十分な間隔が確保される。リテーナ１７２は、軸１６６，１６８の上端を受入れる互いに隣接するソケット１７４，１７６を含んでいる。図示のように、組立て孔１７８がリテーナ１７２の後面１８２を貫通している。各ローラ７４，７６は、コード３２の断面構成と相補的な断面形状および寸法を有する周方向溝１８０を形成するように構成されている。ノーズブロック９７は、コードガイド管８０を、その先端がローラ７４，７６間の隙間７８に隣接して配置されるように受入れている。
【００５９】
アーム端工具３４の組立ては図１３Ａ，１３Ｂ，１６，１７から容易に明らかとなろう。ノーズブロック９７は、ピン６７によってハウジング８８にしっかりと連結されている。モータ軸５４は往復回転し、その結果アーム端工具を±３°〜８°の角度にわたって往復回転させる。使用するピボット運動の範囲は、必要に応じてこれより広くても狭くてもよい。したがって、図９から最もよく分かるように、一列に並んだローラ７２，７４は対応する角度だけピボット運動する。各ローラ７２，７４は、組立体３４のピボット運動によって交互にコア面４３に接触しコア面４３から離れる。各ローラ７２，７４によって表面４３にかけられる押付け力は、吸気口９４を通して適切な空気圧をかけることによって調整される。
【００６０】
図３Ａ〜３Ｃ，５，７から分かるように、アーム端工具３４はＣ字形フレームアーム３６に取付けられており、Ｃ字形フレームアーム３６によってコア４２の表面４３に向かう方向および表面４３から離れる方向に搬送される。Ｃ字形フレーム３６は、Ｚ軸スライド５０に滑動可能に取付けられており、アーム端工具３４を横方向に表面４３を横切って所定のパターンで往復移動させる。Ｚ軸スライド５０の調整軸は、アーム端工具３４の他の調整軸と協調して様々なサイズのコアにコードを取付けるのを可能にするようにコンピュータ制御される。コード３２は、コード送出しスプール２８から従来のバランサ機構３０を通してアーム組立体に送出される。コード３２の端部は、アーム端部コード緊張組立体５８（図９，１０）まで引回され、次にアーム端工具組立体３４を通る軸線方向通路に入る。コード３２は、組立体３４に入ると、ケーブル切断組立体９８の環状部材１３６を通過し、次に軸線方向ガイド路８０に沿ってローラ７４，７６間のコード出口７８まで進む。コードは、各ローラ７４，７６の周方向に配置されたローラ溝１８０内に受入れられる。どちらのローラがコードを受入れるかは、所定のパターンに従って表面４３を横切るコードの意図された横断方向によって決まる。コード３２は、コア４２上にあらかじめ取付けられたカーカス層にローラ７４または７６によって適切な力で押付けられて、予定された位置でカーカス層に付着し、こうして設計どおりのコード層パターンが形成される。
【００６１】
図１２，１３Ｂ，１４，１５を参照して、アーム端工具のローラ７４，７６に関する選択的な傾斜動作について説明する。ローラ７４，７６はアーム端工具の中心線に対して、角度θ（図１４および１５）で表される角度経路に沿って傾斜する。一方または他方のローラは、組立体３４のピボット運動の結果、選択的に、他方のローラに対して従属的な位置に配置される。工具組立体がコア面４３に取付けられたカーカス層を横切って順方向に横断する場合、一方のローラは、ローラ溝１８０内でコード３２と係合し、コード３２をカーカス層に固定する。工具ヘッドがカーカス層を横切って逆方向に横断する場合、組立体３４は逆方向に傾斜して第１のローラをコード３２から離し、第２のローラをコード３２に係合させる。そして、第２のローラは、逆方向に横断して、コア４２に取付けられたカーカス層にコード３２を固定する。
【００６２】
アーム端工具３４の往復ピボット運動は、コア４２の回転割出しおよび工具組立体３４の横方向移動と注意深く協調させられる。図５，６を参照すると、この組立体３４をコア駆動装置と組合せると、３つの回転軸を有するシステムが構成されることが理解されよう。第１の軸は、駆動軸５４による角度傾斜による組立体３４のピボット運動によって表される。軸５４は、コンピュータ制御のサーボモータ５２によって駆動されることが好ましい。第２の回転軸は、モータ４６によって駆動される組立体３４の横方向回転である。モータ４６は、コンピュータによって生成された制御信号に応答して、コア４２の外面４３に従った回転経路に沿って組立体３４を正確に割出すことができるコンピュータ制御リングモータであることが好ましいが、必ずしもそうである必要はない。第３の回転軸は、モータ１４（図１）によるコアスピンドル４２の割出しである。モータ１４は、コンピュータによって生成された制御信号に応答し、組立体１４を回転駆動するリングモータ４６と協調して、コア４２を正確に割出すことのできるリングモータであることが好ましいが、必ずしもそうである必要はない。
【００６３】
アーム端工具３４を保持するアーム組立体１６Ａはさらに、図５，６，７に示されているようにＺ軸を表す線形経路に沿って調整可能である。アーム組立体１６Ａは、タイミングベルト駆動装置４９によって制御されるスライド５０に沿って走行する。スライド５０に沿った組立体１６Ａの移動は、コードが取付けられるコアのサイズと相関するようにコンピュータ制御される。１つ以上のコンピュータ（不図示）を使用して、（リングモータ１４による）コア４２の回転と、（リングモータ４６による）アーム端工具組立体３４の回転と、（組立体１６Ａのタイミングベルト駆動装置によるスライド４９に沿った）Ｚ軸に沿った組立体１６Ａの直線経路調整と、（サーボモータ５２による）組立体３４の傾斜調整とが協調される。このように、組立体は、３つの回転軸および直線経路（スライド５０）に沿った組立体１６Ａの移動を厳密に制御し、工具組立体３４が、各横断の終了時にコードにループを形成する特殊な機器を必要とせずに、コード３２を予定されたパターンで様々なサイズのコア４２の表面４３上に正確に配置することを可能とする。各横断の終了時におけるループの形成は、コア４２の制御された割出し回転によって行われる。したがって、コード布設組立体は、コードを接触させ、押付け、離すためのフィンガー機構を必要とせずにループを形成する働きをする。したがって、コア４２上のカーカス層に取付けられるコードのパターンは、コード材料を節約しそれによって製造コストを削減しつつ最適な性能を実現するように調整されることができる。
【００６４】
理解されるであろうが、ローラ７４，７６の一方を交互にコード３２に接触させ、同時に他方のローラをコード３２から離すようにアーム端工具を往復ピボット運動させることによって、いくつかの大きな利点が得られる。第一に、一方のローラをカーカス層から離す際に、離されるローラの摩擦抵抗が無くなる。その結果、アーム端工具を駆動する組合された駆動モータの動作速度および効率を高めることができる。さらに、コード３２から離されるローラと下方のエラストマ層およびコードとの余分で不要な接触が無くなり、コード３２や下方のカーカス層が損傷する可能性が低くなる。さらに、一列に並んだ二重ローラを使用する際、コード３２のカーカスへの取付け速度が向上し、駆動機構が簡略化される。
【００６５】
コード３２の取付け時に、工具３４の取付けヘッド部が、加圧取入れ口９４を介して、コア４２の表面４３に空気ばねで押付けられることが理解されよう。取入れ口９４によって形成される空気ばねは、ノーズハウジング９７を通してほぼ一定の力をローラ７４，７６にかける。ローラ７４，７６への押付け力は上述のようにコード３２に及ぼされ、あらかじめコア面４３に取付けられたカーカス層にコード３２を押付ける働きをする。あらかじめ取付けられた層の粘着力によって、コード３２は予定された位置に保持される。コード３２がよりしっかりと配置されるので、取付け後の、下方のカーカス層からのコード３２の望ましくない不慮の移動のおそれが最小限に抑えられる。前述のように、ハウジング８９と８５とは、切断組立体９８によってコード３２を切断するための適切な時点で、図１５，１６，１６Ａ〜１６Ｃに示されているように分離される。
【００６６】
前述のように、次の取付けサイクルのためにコード３２の切断端部の向きを直すために、加圧空気が吸気口９２を通して導入され、コードの自由端を空気圧によって軸線方向通路８０に沿ってローラ７４，７６間のコード出口７８まで導く。そして、コア４２上のカーカス層へのコードの取付けを再開することができる。
【００６７】
図１，１Ａ，２を参照すると、ユーザの意見に基づき望まれる場合には、同様に構成された複数のアーム組立体１６Ａ〜１６Ｄをコア４２の周りのそれぞれの周方向位置に、コア面４３に動作可能な程度に近接して装備できることがさらに理解されよう。複数のアーム組立体のそれぞれには、環状のコア面４３の特定の領域が割当てられる。この場合、複数のアーム組立体は、上記に従ってコード層をそのそれぞれの割当てられた領域に同時に取付けることができる。コードの環状面４３を複数のアーム組立体間で分割し、コードをアーム組立体で同時に取付けることによって、サイクルタイムが短くなる。４つのアーム組立体１６Ａ〜１６Ｄが示されているが、必要に応じて、装備するアーム組立体の数はこれより多くても少なくてもよい。
【００６８】
図１８Ａ〜１８Ｄ，１９〜２７を参照すると、指定された経路１９０上でコード３２を前進させるため、２つのローラ７４，７６を含むアーム端工具機構３４は、コード経路１９０をその出口中心に維持するのを可能にするコード出口７８を形成する。図示のように、コード３２は、あらかじめ環状面４３上に配置されたエラストマ化合物１９２にコードを埋込むことと、未硬化化合物の表面粘着力との組合せによって所定の位置に保持される。コード３２が環状面４３の円周全体に沿って適切に取付けられると、その後エラストマ化合物の保護層（不図示）を積層することによってプライ１９４の組立てを完成することができる。望ましい場合または必要な場合には、コア４２に複数のコード層を取付けることができることが理解されよう。追加のエラストマ層をコアに付加し、さらに上述のように追加のコード層を取付けることもできる。必要に応じオプションで、上層または下層のエラストマ材料を無くし、コードを連続する層として取付けてコア４２上に複数のプライを形成することができる。
【００６９】
すでに例示し説明したように、第１のローラ７６は、図１４に示されるように、環状面４３を横切る順方向の横断でコード３２を埋込む。コード経路１９０が環状面４３を横切ると、機構３４は停止し、コード３２は、コア４２が回転することによって環状面４３に沿って前進させられる。次に、機構３４はその経路１９０を反転させ、プライコード経路１９０にループ１９６を形成する。この時、アーム端工具のヘッドブロック９７が傾斜することによってローラ対の第１のローラ７６がコードから離れ、第２のローラ７４がコード３２に接触して、コード３２を環状面４３を逆方向に横断するように引く。好ましい実施形態では、環状面４３はわずかに割出され、あるいは前進させられ、第１のプライ経路と第２の戻りプライ経路との間に周方向の間隔またはピッチが生じる。逆方向の横断で形成されるループ１９６は、所望のループ位置を形成するようにわずかにずらされる。ループ端部１９６を形成して、第２のプライ経路１９０を環状面４３上に第１のプライ経路に平行に配置してもよく、あるいはアーム端工具ヘッドがコア面４３を順方向および／または逆方向に横切る速度と組合せてコア割出し（回転）を選択的に変化させることによって他の幾何学的経路を形成してもよい。
【００７０】
このプロセスを繰り返すことによって、予定され事前に選択された最適なパターンを有する、連続的な一連のコード３２が形成される。たとえば、本発明を実施することによって得られるパターンを制限する意図はないが、一対のローラ７４，７６の各横断動作中に、エラストマ化合物１９２が積層された環状面４３を有する環状コア４２をその軸の周りで一定の速度で割出し、あるいは前進させて、環状面４３の周りに一様に分布した直線状の平行な経路１９０を形成することができる。タイヤの剛性を調整し荷重に対する撓みを変化させるために、機構３４の横断中にコード３２の進み方を変化させて、非直線状の平行なコード経路１９０を形成することが可能である。
【００７１】
コード３２を緊張組立体５８の周りに巻き付け、コード３２の必要な張力を調整し維持することが好ましい（図１０）。プーリ６５は、プーリ６４，６６の下方およびプーリ６５の上方を通過するコード３２に接触するベルト６８の張力を変化させるように横方向に調整可能である。ベルト６８の張力が増減するとコード３２の張力も増減する。コード３２の張力が高すぎると、ローラ７４，７６が方向を反転させるときにコードが張力によってコート積層体から持ち上げられてしまう。コードの張力が低すぎると、ループが正しい長さで形成されなくなる。さらに、かけられる張力の大きさは、コード３２が環状面４３上の配置された位置から持ち上がらないように十分小さくする必要がある。適切な張力がかけられたコード３２は環状面４３上に配置され、コード３２とエラストマ層１９２との間の粘着力が緊張組立体５８によってかけられる張力より高くなるようにして、エラストマ層１９２に取付けられる。これによって、コード３２を、プライの組立て中に動いたり分離したりすることなく環状面４３上に自由に布設することができる。
【００７２】
図１８Ａ〜１８Ｄを参照すると、プライ経路１９０がどのようにして、一般にカーカス１９４のビード領域１９８とされている領域に沿って開始され、タイヤサイドウォール２００に沿って環状面４３のショルダ領域２０２に向かい、次に、図１８Ｂに示されているように一般にクラウン２０４と呼ばれる領域で環状面を横切るか、を表す円筒形の三次元図が示されている。図１８Ｂでは、プライコード経路１９０がわずかに傾斜して布設されることが認識されよう。プライ経路１９０は、半径方向について９０°以下の角度であることを含み任意の角度であってよく、また非直線状に取付けてもよい。図１８Ｃに示されているように、プライコード３２が完全に環状面４３を横切り、反対方向に切り返されると、前述のようにループ１９６が形成され、コード３２は、図１８Ｃに示されているようにクラウン２０４を逆方向に横断する。次に、図１８Ｄでは、コード３２は、タイヤサイドウォール２００に沿ってビード領域１９８の方へ進み、そこで前述のように向きを変えてループ１９６が形成され、次に、図示のように第１および第２のプライコード経路１９０に平行な直線状経路１９０として環状面４３を逆方向に横断する。このプロセスは、図１９，２０のように、環状面４３が割出されながら繰り返され、非常に一様で均等な間隔をおいて配置されたプライコード経路１９０が形成される。
【００７３】
本発明のアーム端工具３４を使用して他のコードパターンを考案し実施することができる。コア４２の回転速度または工具ヘッド５６が表面４３を横切る速度は、好ましい構成のパターンを生成するように変更できる。いくつかの例として、例示的なコードパターン構成を示す図１９〜２８にコード布設パターンが示されている。本発明は、図示のパターンに限定されるものではなく、当業者に明らかな他のパターンを考案することができる。
【００７４】
図２８を参照すると、本発明の好ましいコード構成は、測地線構成を有する少なくとも１つのコードプライを用いている。ここで、測地線コード経路とは曲面上の二点間を結ぶ最短の経路として定義される。この経路に沿って配置されたコードはコードのあらゆる位置で均一な張力を有し、他の隣接するコードまたは層との間でせん断力（ｓｈｅａｒ）が零となる。この経路はまた、タイヤにおいて可能な、対向するビード上の任意の二点間の距離が最短となるコード長を表しており、したがってタイヤ重量を最小化する。この幾何学的構成は従来のコード経路とは全く異なっている。コード角はトレッド中心線で最小となり、ビード領域に近づくと急激に増加する。
【００７５】
構造体にせん断力がないことは、（１）剥離抵抗（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）の増加、（２）運転温度の低下、（３）転がり抵抗の低下、（４）トレッドの配合（Ｃｏｍｐｏｕｎｄｉｎｇ）自由度の増加によるトラクションの増加、などの多くの望ましい品質をもたらす。クラウン領域での大きな角度（Ｃｒｏｗｎ Ａｎｇｌｅ）は改良された乗り心地特性を、ビード領域での小さな角度は改良されたビードの耐久性をもたらす。この情報の数理的根拠はジョン Ｆ．パーディ著「空気タイヤ設計の数学理論」から得られる。上述した本発明の装置および単線コード取付け工程によって、実現性があり製造可能なタイヤとしての真の測地線プライ経路を用いたコード構成が著しく容易となる。
【００７６】
図２８を参照すると、互いに反対を向いた複数のコードプライ２０６，２０８が示されている。測地線プライ２０６，２０８のコード経路１９０は、図２８に示されているように、一般にカーカスのビード領域１９８とされている領域に沿って始まり、サイドウォール２００に沿って環状面４３のショルダ領域２０２に向かい、一般にクラウン２０４と呼ばれている領域で環状面４３を横断する。ビード領域１９８では、プライコード経路１９０がタイヤ中心線に対して８２〜９０度の比較的大きな初期角度で設けられていることが分かるであろう。コード経路１９０の角度は、コード経路に沿って徐々にまたは急激に変化する。図２８に示した構成では変化は急激である。ショルダ領域２０２では、コード角αは１７〜２７度の範囲に減少している。プライ経路１９０の角度はコードプライが所望の性能特性を発揮するように選定することができる。プライ経路１９０は直線状のセグメントからなっていてもよいし、非直線状に取付けられてもよい。
【００７７】
図２８に示したように、プライコード３２が反対側のショルダ２０２またはサイドウォール２００までクラウン２０４を完全に横断すると、前述のようにループ１９６が形成され、図１８Ａ〜１８Ｄに示すように、コード３２がクラウン２０４を横切って折り返される。このプロセスは環状面４３が割出されながら繰り返され、極めて均一で均等に分布したコードプライ経路１９０が形成される。
【００７８】
コードプライ２０６，２０８が各々のコード経路１９０Ａ，１９０Ｂに沿って互いに反対側のビード領域１９８から延び、クラウン領域２０４で重なり合っていることが分かるであろう。コードプライ２０６，２０８のコード経路１９０Ａ，１９０Ｂは、こうして反対側まで延びることができる。各コードがクラウン領域を横切るときのコードプライ２０６，２０８の角度はほとんど同じ角度で示されているが、特定の性能特性をもった複合プライ構造を作るために異なっていてもよい。例えば、本発明を限定する意図はないが、プライ２０６のコード経路１９０Ｂの角度は、始端および／またはタイヤの中心線で、プライ２０８のコード経路１９０Ｂと異なっていてもよい。コードプライ２０６，２０８のコード経路１９０の形状（直線状または非直線状）はまた、所望の性能特性をもった多層プライ構造を構成するため、設計によって異なっていてもよい。さらに、プライコードの構成材料は、強度および性能の基準から選択することができる。高強度プライを作るため、プライ２０６，２０８のいずれかまたは双方を、ポリアミドその他の高強度材料を用いた構成とすることができる。適切に選択された高強度材料のプライ２０６，２０８を布設することで、タイヤのトレッドの下にあるベルト構造を削除しあるいは削減することが可能となり、さらなるコスト削減につながる。このように、最適な設計基準に合致させるために互いに反対方向を向いたコードプライを１つ以上の測地線パターンで選択的に構成し、これらを重ね合わせることは、本発明の企図された範囲に属する。このような構成は、典型的には従来のタイヤのトレッド領域の下にあるベルトパッケージを削減するように機能することができる。
【００７９】
以上の説明および図２８より、本発明が１つ以上の測地線コードプライ層２０６，２０８によって形成された最適なコードプライ構成を実現することが理解されよう。各層は互いに間隔をおいた一連の単線からなるコード経路１９０で形成され、各経路はビード領域１９８に近接したタイヤの始端側側面からクラウン領域２０４を横切って反対側の終端側側面まで延びている。コード経路１９０は各々、サイドウォール領域２００またはショルダ領域２０２の終端側側面でループ１９６を形成し、始端側側面に引き返す。互いに間隔をおいた一連の単線からなるコード経路１９０は全体で一つの完全なコードプライ層を形成する。各経路１９０のタイヤの中心線に対するコード角度αは変動している。図２８に示した測地線構成では、経路１９０がタイヤの中心線を横切るときの角度が小さくなっている。
【符号の説明】
【００８０】
１０ 機械組立体
１１ コア組立体
１４ 駆動モータ
１６Ａ〜１６Ｄ アーム組立体
２４ 周辺ガード構造
２８ コード送出組立体
３０ バランサ組立体
３２ コード
３４ アーム端工具
３６ Ｃ字形フレームアーム
４３ 環状面
４６ 駆動モータ
５０ Ｚ軸垂直滑り部材
５１ 駆動軸
５２ アーム端工具モータ
５４ アーム端工具軸
５６ 二方向コード布設ヘッド組立体
５７ 中間ハウジング組立体
５８ コード引張り部材
５９ 上部ハウジング組立体
６０ 駆動モータ
６２ Ｓ字形ブロック
６４ 第１のプーリ
６５ コードプーリ
６６ 第３のプーリ
６７ ピン
６８ 無端緊張ベルト
７４，７６ 取付けガイドローラ
７８ コード出口開口
８０ コードガイド管
８２ コイルばね
８４ ばねハウジング
８５ 外側ハウジングブロック
８８ 下部ハウジング
８９ ハウジングブロック
９２，９４，９６ 吸気口
９７ ノーズブロック
９８ ケーブル切断ブロック
１０２，１０４ レバーアーム
１３６ 管状部材
１４４ 横方向ボア
１４５ ガイド入口
１８０ 溝
１９０ コード経路
１９２ エラストマ化合物
１９４ プライ
１９６ ループ
２００ サイドウォール
２０２ ショルダ領域
２０４ クラウン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にはタイヤプライのコード構成に関し、具体的には測地線コード構成が適用された間隔のあいたコード（Ｓｐｌｉｔ Ｅｎｄ Ｃｏｒｄ）により形成された少なくとも１つのプライを備えたタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気入りタイヤは、ビード、トレッド、ベルト補強材、およびカーカスを有する概ね環状の積層構造として製造されている。タイヤは、ゴム、織物、およびスチールで作られる。ほとんどの場合に用いられる製造技術は、平坦な材料ストリップまたは材料シートから多くのタイヤ構成部材を組立てることを含んでいる。各構成部材は、組立てドラム上に配置され、構成部材の端部が互いに当接するか重なり合って継手を形成するような長さに切断される。
【０００３】
組立ての第一段階では、従来技術のカーカスは通常、１つ以上のプライと、一対のサイドウォールと、一対のエイペックスと、インナーライナ（チューブレスタイヤ用）と、一対のチェーファーと、多くの場合一対のゴムショルダストリップと、を含んでいる。この組立ての第一段階で環状のビードコアをタイヤに付加し、プライをビードコアの周りで回転させてプライ折返し部を形成することができる。追加の構成部材を用いることもあり、あるいは、上記構成部材のうちのいくつかを追加の構成部材で置き換えることもある。
【０００４】
この中間製造品は、組立ての第一段階におけるこの時点では円筒形に形成される。次に、円筒形のカーカスは、タイヤ組立ての第一段階の完了後に環状に膨張させられる。同じ組立てドラムまたは作業ステーションを使用して行うことのできるタイヤ製造の第二段階では、この中間品に補強ベルトおよびトレッドが付加される。
【０００５】
平坦な構成部材を環状に形成するこのタイヤ製造の形態は、タイヤを可及的に均一に製造する能力を制限する。その結果、環状面上にエラストマ層を取付け、１本以上の連続したコードを所定のコード経路でエラストマ層上に配置して取付ける、改良された方法および装置が提案されている。この方法は、１本以上のコードをスプールから送出し、コードが送出される際にコードを所定の経路で案内することをさらに含んでいる。各コードは、あらかじめゴムで被覆されていてもいなくてもよいが、配置され取付けられた後にエラストマ層に接触して保持され、次いで、次の周方向位置へのコード経路の割出し（ｉｎｄｅｋｕｓｈｉｎｇｕ）をおこない、コードの方向を反転させることによってループを形成し、ループ端部が形成されコード経路が反転された後に保持されているコードを解放することが好ましい。環状面の割出しによって、特定の直径で、一様なコードピッチを離散的な角度間隔で確立することが好ましい。
【０００６】
上記の方法は、環状のマンドレルと、コード送出機と、送出されたコードを所定の経路に沿って案内する装置と、環状のマンドレル上にエラストマ層を配置する装置と、コードをエラストマ層上に固定する装置と、ループ端部が形成される間コードを保持する装置とを有する、環状コード補強プライの形成装置を使用しておこなわれる。コードをエラストマ層上に固定する装置は、工具アームに取付けられた二方向工具ヘッドを含んでいてもよい。一対のローラ部材が工具ヘッドの遠位端に並んで取付けられ、その間にコード出口開口を形成している。アームは、コードがローラ間の出口開口を通して送られる間、ヘッドを、ドラムまたはコア上に組立てられたタイヤカーカスの湾曲に沿って移動させる。第１のローラが第１方向の経路に沿ってコードに接触し、第２のローラが反転された逆方向の第２方向の経路でコードに接触するようにコードが表面を横切って前向きまたは後ろ向きに下ろされながら、ローラはコードを環状面に固定する。
【０００７】
環状のマンドレルは、その軸の周りを回転可能であることが好ましく、コードが所定の経路内に配置されるとマンドレルを周方向に割出すことができる回転手段が設けられている。ガイド装置は、コード経路が凹凸形状を含むマンドレルの輪郭に追従することができるように、多軸ロボットコンピュータ制御システムおよびプライ機構を含んでいることが好ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の技術は優れたものであるが、産業界は依然として、上述したような進化した製造技術を用いることで恩恵を受けることのできる新たなタイヤ構成を必要としている。単線のコードを環状の組立てドラムに取付けることによってコードを取付ける製造技術における速度、効率、およびコストの改善可能性を活用したタイヤ構成が必要とされている。特に、より低コストでユニフォーミティおよび性能を改善するタイヤ構成、タイヤ構成部材の構成、およびそのようなタイヤの製造方法が要求されている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によれば、互いに間隔をおいた一連の単線からなるコード経路で形成されたタイヤのコードプライ構成が提供される。各単線はタイヤの始端側側面からクラウン領域を横切り反対側の終端側側面まで延び、コード経路は終端側側面でループを形成して始端側側面に戻り、一連の単線からなるコード経路は全体で一つの完全なコードプライ層を形成している。各コード経路のタイヤの中心線に対する角度は、始端側で最大でタイヤトレッドの中心線を横切るときに減少するように、始端側側面から終端側側面にかけて変化している。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、各々が上述の構成に従って形成された互いに反対方向を向いた第１および第２のプライ層が、タイヤのクラウン領域に互いに重なり合って配置される。本発明の更なる態様によれば、複数のコード層を備え、各コード層のコードがタイヤの始端側側面から終端側側面に至る経路に沿って延び、各経路のタイヤの中心線に対する角度がコード経路に沿って変化するタイヤが形成される。
【００１１】
本明細書で用いられる用語の定義を以下に示す。
【００１２】
「アスペクト比」は、タイヤの断面高さの断面幅に対する比を意味する。
【００１３】
「軸方向の」および「軸方向に」は、タイヤの回転軸に平行なラインまたは方向を意味する。
【００１４】
「ビード」または「ビードコア」は一般に、タイヤの、環状の引張り部材を有する部分を意味し、半径方向内側のビードはタイヤのリムへの保持に関連し、プライコードで覆われて形成される。フリッパー、チッパ、エイペックスまたはフィラー、トウガード、チェーファーなどの他の補強部材を備えていてもよいし、備えていなくてもよい。
【００１５】
「ベルト構造」または「補強ベルト」は、トレッドの下に位置し、ビードに固定されず、タイヤの赤道面に対して１７°〜２７°の範囲の左コード角度および右コード角度を有し、織物または不織布の互いに平行なコードからなる、少なくとも２つの環状の層またはプライを意味する。
【００１６】
「周方向の」は、軸線方向に垂直な環状のトレッド表面の周縁に沿って延びるラインまたは方向を意味する。
【００１７】
「カーカス」は、プライ上のベルト構造、トレッド、およびアンダートレッドとは別のタイヤ構造を意味し、他の任意のリム取付け部材上にビードを用いる場合にはそのビードを含む。
【００１８】
「ケーシング」は、トレッドとアンダートレッドを除く、カーカス、ベルト構造、ビード、サイドウォールその他の、タイヤのすべての構成部材を意味する。
【００１９】
「チェーファー」は、ビードの外側面の周りに配置され、コードプライをリムから保護し、たわみをリムの上方に分散させる、幅の狭い材料ストリップを指す。
【００２０】
「コード」は、タイヤ内のプライを構成する補強用撚線の一本を意味する。
【００２１】
「赤道面（ＥＰ）」は、タイヤの回転軸に垂直でトレッドの中心を通る平面を意味する。
【００２２】
「接地面」は、速度零かつ設計荷重および設計空気圧下での、平坦な面を持った、タイヤトレッドの接触部分または接触領域を意味する。
【００２３】
「インナーライナ」は、チューブレスタイヤの内面を形成し、膨張する流体をタイヤ内に閉じ込める、エラストマその他の材料からなる層を意味する。
【００２４】
「標準空気圧」は、タイヤの使用条件についての然るべき標準化組織によって定められた、特定の設計膨張空気圧および設計荷重を意味する。
【００２５】
「標準荷重」は、タイヤの使用条件についての然るべき標準化組織によって定められた、特定の設計膨張空気圧および設計荷重を意味する。
【００２６】
「配置」は、コードを押付けて所望のプライ経路に沿った配置位置に付着させることによってコードをある表面上に位置させることを意味する。
【００２７】
「プライ」は、ゴムで被覆された互いに平行なコードの層を意味する。
【００２８】
「半径方向の」および「半径方向に」は、半径方向にタイヤの回転軸に向かい、または半径方向に回転軸から離れる向きを意味する。
【００２９】
「ラジアルプライタイヤ」は、ビードからビードへ延びる少なくとも１本のプライコードが、タイヤの赤道面に対して６５°から９０°の間のコード角度に配置された、ベルト付きのまたは周方向に制限された空気タイヤを意味する。
【００３０】
「断面高さ」は、タイヤの赤道面位置でのタイヤの公称リム直径から外径までの半径方向距離を意味する。
【００３１】
「断面幅」は、タイヤが標準空気圧で２４時間膨張させられたときおよびその後の、無負荷時の、タイヤの軸線に平行な、タイヤサイドウォールの外側間の最大直線距離を意味し、ラベル付け、装飾、または保護バンドによるサイドウォールの出張りを除く。
【００３２】
「ショルダ」は、トレッドの縁部のすぐ下方にある、サイドウォールの上部部分を意味する。
【００３３】
「サイドウォール」は、タイヤの、トレッドとビードの間の部分を意味する。
【００３４】
「トレッド幅」は、軸線方向における、すなわち、タイヤの回転軸に平行な平面内の、トレッド面の弧長を意味する。
【００３５】
「巻き」は、張力をかけた状態で、凸面に直線経路に沿ってコードを巻き付けることを意味する。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、より低コストでユニフォーミティおよび性能を改善することのできるタイヤを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】各々が本発明の一態様によって構成された複数のプライ布設組立体を採用した、タイヤ製造ステーションの斜視図である。
【図１Ａ】保護ケージに取り囲まれたタイヤ製造ステーションを示す、図１と同様の斜視図である。
【図２】タイヤ組立てコアの周りの複数のプライ布設組立体の空間構成を示す、タイヤ製造ステーションの側面図である。
【図３Ａ】図示のため部分的に断面で示されているタイヤ組立てコアに対する初期位置に配置された、１つのプライ布設組立体の拡大斜視図である。
【図３Ｂ】タイヤ組立てコアに対するプライ布設経路に沿ったその後の中間位置における、図３Ａのプライ製造組立体の拡大斜視図である。
【図３Ｃ】タイヤ組立てコアに対するその後の末端部位置における、図３Ａのプライ布設組立体の拡大斜視図である。
【図４】図示のための部分横断面を含む、タイヤ組立てコアに対する末端部位置での、本発明に従って構成されたプライ布設装置の正面図である。
【図５】プライ布設組立体の拡大斜視図である。
【図６】プライ布設組立体の背面図である。
【図７】支持アーム滑り機構の順次的な動作を二点鎖線で示す、プライ布設組立体の側面図である。
【図８】プライ布設装置の横断面図である。
【図９】コード緊張・送出組立体に隣接してこれらとともに取付けられたプライ布設装置の側面図である。
【図１０】コード緊張・送出組立体の拡大斜視図である。
【図１１】プライ布設組立体の底面図である。
【図１２】プライ布設用アーム端工具の横断面図である。
【図１３Ａ】引込み位置で示され、かつ軸線方向に伸張した位置が二点鎖線で示された、プライ布設用アーム端工具の横断面図である。
【図１３Ｂ】軸線方向に伸張した位置で示された、図１３Ａのプライ布設用アーム端工具の横断面図である。
【図１４】傾斜しながら順方向に移動する状態で示された、図１３Ａのプライ布設用アーム端工具の横断面図である。
【図１５】逆方向に傾斜しながら逆方向に移動する状態で示された、図１３Ａのプライ布設用アーム端工具の横断面図である。
【図１６】図を明確にするために一部が断面図で示された、プライ布設用アーム端工具の正面右側から見た斜視図である。
【図１６Ａ】プライ布設用アーム端工具のローラ組立体の部分分解斜視図である。
【図１６Ｂ】伸長位置での切断用ピストンおよびリンク機構の位置を示すために外側ハウジングの図示を省略した、アーム端工具の左側面斜視図である。
【図１６Ｃ】引込み位置での切断用ピストンおよびリンク機構の位置を示すために外側ハウジングの図示を省略した、アーム端工具の左側面斜視図である。
【図１７】プライ布設用アーム端工具のコード切断サブ組立体の分解斜視図である。
【図１８Ａ】本発明の連続コードの取付けによるプライ層の組立てを示す、タイヤ形成マンドレルの図である。
【図１８Ｂ】本発明の連続コードの取付けによるプライ層の組立てを示す、タイヤ形成マンドレルの図である。
【図１８Ｃ】本発明の連続コードの取付けによるプライ層の組立てを示す、タイヤ形成マンドレルの図である。
【図１８Ｄ】本発明の連続コードの取付けによるプライ層の組立てを示す、タイヤ形成マンドレルの図である。
【図１９】本発明に従って環状のコア面に取付けることのできる代表的なコードパターンを示す図である。
【図２０】本発明に従って環状のコア面に取付けることのできる代表的なコードパターンを示す図である。
【図２１】本発明に従って環状のコア面に取付けることのできる代表的なコードパターンを示す図である。
【図２２】本発明に従って環状のコア面に取付けることのできる代表的なコードパターンを示す図である。
【図２３】本発明に従って環状のコア面に取付けることのできる代表的なコードパターンを示す図である。
【図２４】本発明に従って環状のコア面に取付けることのできる代表的なコードパターンを示す図である。
【図２５】本発明に従って環状のコア面に取付けることのできる代表的なコードパターンを示す図である。
【図２６】本発明による環状のコア面に取付けることのできる代表的なコードパターンを示す図である。
【図２７】本発明に従って環状のコア面に取付けることのできる代表的なコードパターンを示す図である。
【図２８】本発明に従って環状のコア面に取付けることのできる代表的なコードパターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
次に、本発明を、添付の図面を参照して例示によって説明する。
【００３９】
まず図１，１Ａ，２を参照すると、コア組立体１１上でタイヤを組立てるための機械組立体１０が示されている。コア組立体１１は概ね環状であり、コアの環状形の上にタイヤ構成部材を順次積層することによって、コア組立体１１上にタイヤが形成される。組立体１０の支持構造としてプラットフォーム１２を装備してもよい。タイヤ構成層を環状のコアに順次取付けながらコア組立体１１を回転させる駆動モータ１４が、従来技術の軸によって連結されている。
【００４０】
参照図は、コア組立体を囲む４つのアーム組立体１６Ａ〜１６Ｄの好ましい構成を示している。実施形態のシステム１０では４つの組立体が組み込まれているが、本発明はこれに限定されない。必要に応じて一つのアーム組立体を用いてもよい。あるいは、必要に応じて、５つ以上または４つ未満の組立体でシステムを構成してもよい。４つのアーム組立体１６Ａ〜１６Ｄは、アーム組立体が環状のコアのそれぞれの領域でコードプライを同時に組立てることができる好ましい間隔で、コア組立体１０を囲むように配置されている。環状のコアの表面領域を４つの四分円に分割し、各四分円を４つのアーム組立体のそれぞれに割当てることによって、コードプライ層を４つのすべての四分円で同時に形成することができ、それによって工程が迅速化され、時間および製造コストが節約される。
【００４１】
図には、コア上でのタイヤ組立てが完了した後コア組立体１１をアーム組立体１６Ａ〜１６Ｄの間から取り外すコア取外し組立体１８が配置されている。当産業界で従来使用されている適切なコンピュータ制御システムを使用して、アーム組立体１６Ａ〜１６Ｄを含むシステム１０の動作を制御することができる。図示の種類の制御システムは通常、コンピュータおよびシステム制御ハードウェアを収納したハウジング２２を含んでいる。電気制御信号が、参照番号２３で示されているような１本以上の適切な電線管によってシステム１０に送信される。
【００４２】
図１Ａに示されているように、ケージまたは周辺ガード構造２４でシステム１０を包囲してもよい。冷却制御ユニット２０の追加の吊下げ制御ユニット２６がガード２４に取付けられている。各アーム組立体１６Ａ〜１６Ｄは、コード送出組立体またはスプール２８からコードの供給を受ける。図を明確にするため、図２には４つのアーム組立体のうち一つだけが示されている。組立体２８から送られるコード３２に適切な張力をかけて釣り合わせるバランサ組立体３０が、各送出組立体２８に組合されている。コード３２は、図示のように、バランサ組立体３０を通してアーム組立体１６Ｄに送られる。
【００４３】
図３Ａ〜３Ｃ，４には、一つのアーム組立体１６Ｄの動作が順次示されている。この動作は容易に理解できるであろう。アーム組立体１６Ｄは、ケーブルトレー３８を通って延びる適切なケーブルによって電力を供給されＣ字形フレームアーム３６によって保持されたアーム端工具組立体３４を形成するように構成されている。前述のように、コア組立体１１は、回転軸４０と、環状の外側環状面４３を形成する分割式の環状のコア本体４２と、を有するように構成されている。主取付けブラケット４４は、アーム端工具ヘッド組立体３４を、駆動モータ４６およびクラッチ組立体４８とともに支持している。図４〜８を合せて考慮すると最もよく分かるように、Ｃ字形フレームアーム３６はＺ軸垂直滑り部材５０に滑動可能に取付けられ、外側コア環状面４３の幅を横切るようにＺ軸に沿って移動する。アーム３６が滑り部材５０に沿って移動することによって、様々なサイズのタイヤのコア上にコードを布設することが容易となる。図３Ａは、表面４３に対して開始位置にあるアーム組立体３６を示し、図３Ｂは、表面４３を横切る横方向経路に沿った中間位置にあるアーム組立体３６を示し、図３Ｃは、表面４３の反対側における組立体３６の横方向移動の最終位置にあるアーム組立体３６を示している。図７は、アーム組立体３６の移動を容易にするスライド５０に沿った、図３Ａ〜３Ｃに示される順次的な位置の間におけるアーム組立体３６の移動を示している。図８を見ると分かるように、駆動軸５１がアーム組立体３６に連結されており、制御命令に応答して組立体をＺ軸経路に沿って往復移動させる。
【００４４】
アーム組立体３６にはさらにアーム端工具モータ５２が取付けられ、アーム端工具軸５４を回転駆動する。アーム端工具３４は、二方向コード布設ヘッド組立体５６と、中間ハウジング組立体５７と、上部ハウジング組立体５９と、からなっている。アーム端工具３４は、図９，１０に詳しく示されているように、コード緊張サブ組立体５８をさらに含んでいる。サブ組立体５８は、Ｓ字形のブロック６２上に取付けられた駆動モータ６０を含んでいる。サブ組立体５８はさらに、第１のプーリ６４と、空間位置の調整が可能なコードプーリ６５と、第３のプーリ６６と、を含んでいる。図示のように、細長い無端緊張ベルト６８がプーリ６４，６６の周りを延びている。コードガイド末端チューブ７０が、組立体５８のプーリ・ベルト緊張領域からブロック６２を通って延びている。先端コードガイド通路７２がブロック６２に入り、ブロックを通してコード３２を組立体５８の緊張領域内に案内する。ベルト６８は、プーリ６４，６６の周りを延びており、プーリ６４，６６によって回転させられる。コード３２は、図示のようにベルト６８とプーリ６５の間を延びており、ベルト６８が組立体５８を通って回転することによってコード３２が軸線方向に送られることが理解されよう。コード３２およびベルト６８に対するプーリ６５の相対位置を調整することによって、コード３２を、その後取付けヘッドに通せるように最適な張力状態に置くことができる。このようにしてコード３２の張力が最適化され、その結果、後述のようにコード３２をブロック６２に通し、取付けヘッドまで確実に送ることができる。したがって、最適な張力レベルを超え、または最適な張力レベルに満たないために起こる可能性のあるコードの損傷が回避される。さらに、コードの張力が所望の張力に満たないために生じるコードの滑りも同様に回避される。さらに、このコード緊張サブ組立体５８は、コードを進めるためにローラを用いるシステムで生じる可能性のあるコードの挟まりを無くすように働く。ローラから送られたコードが挟まれると、コードに徐々にねじれが導入され、コードが、表面に取付けられるときに剥がれ、その予定された位置から動いてしまう。組立体５８は、ベルトコードの前進を利用することによってコードのねじれを無くし、コードが抵抗を受けずに滑らかに前進できるようにする。
【００４５】
次に図１１，１２，１３Ａ，１３Ｂ，１７を参照して、二方向コード布設ヘッド組立体５６について説明する。一般に、取付けヘッド５６は、アーム端工具組立体３４の末端部に配置されている。ヘッド組立体は、後述のように、タイヤの組立て時に、コードを環状のコア面４３に、あらかじめ選択されたパターンで、コア４２上の複数の層のうちの１つの層として取付けるように働く。
【００４６】
一対の取付けガイドローラ７４，７６が、アーム端工具組立体３４の末端部に、並んで回転可能に取付けられている。これらのローラは、その間にコード出口７８を形成しており、ローラのピボット軸は実質的に同軸であることが好ましいが、必ずしもそうである必要はない。本発明の実施上の必要に応じて、使用するローラはこれより多くても少なくてもよい。二方向コード布設ヘッド５６は、ローラ間のコード出口開口７８と連通する遠位端まで軸線方向に延びる末端コードガイド管８０を形成するように構成されている。
【００４７】
中間組立体５７は、外側ハウジングブロック８５内のばねハウジング８４に設けられた、予圧縮されたコイルばね８２を含んでいる。二方向コード布設ヘッド組立体５６は、予圧縮されたコイルばね８２によって表面４３に対して下向きに押されるように配置されている。Ｏリング８６Ａ〜８６Ｆが、互いに隣接するブロック部材同士の間に適切に配置されている。中間組立体５７は、ハウジングブロック８９を受入れる下部ハウジング８８をさらに含んでいる。ブロック８９の末端部は端部キャップ９０によって閉じられ、交差部がＯリング９１によってシールされている。ブロック８９は、後述の目的でアーム端工具に対して軸線方向に移動する、外側ハウジング８８内に滑動可能に収納されるプランジャまたはピストンを表している。アーム端工具３４はブラケット６２にピボット運動可能に取付けられており、図９で説明するように、駆動軸５４によって方向６９に往復回転させられる。
【００４８】
図１１，１２，１３Ａ，１３Ｂは、組立体５６，５７，５９を含むアーム端工具３４の断面図を示している。図示のように、複数の吸気口９２，９４，９６が各軸線方向位置で工具組立体内に延びている。シリンダ９２は、切断されたコードの末端部をアーム端組立体の軸線方向通路に沿って送るのを助ける加圧空気の入口を表し、シリンダ９４は、空気圧を供給しアーム端工具のヘッド組立体が一定の押付け力でコアの環状面に接触する状態を維持するための空気ばねを形成し、シリンダ９６は、その作動によってコードの切断を開始する加圧空気の入口を形成する。ローラ７４，７６は、組立ピン６７によってハウジング８９の下端に滑動可能に連結されたノーズブロック９７に取付けられている。ピン６７は、ハウジング８９の垂直方向の長穴にキー支持され、ノーズブロック９７の回転を防止する。したがって、ブロック９７およびローラ７４，７６は、コアの表面４３に対して一定の向きに維持される。
【００４９】
図９より、アーム端工具組立体３４がピボット運動可能にブラケット６２に取付けられ、モータ軸５４に固定的に結合されていることが理解されよう。軸５４は、従来技術のコンピュータ制御のサーボモータ（不図示）によって回転駆動される。軸５４の回転は、組立体３４のピボット運動に変換される。組立体３４がピボット運動すると、ローラ７４，７６は後方および前方に傾斜運動またはピボット運動をおこない、ローラは交互にコア面４３に接触する。
【００５０】
図１３Ａ，１３Ｂ，１６Ａ〜１６Ｃからさらに、ピストンまたはプランジャ８９が組立体ハウジング８８内で軸線方向に往復移動することが理解されよう。ピストン８９は二方向ヘッド５６と独立して移動する。したがって、ヘッド５６は、圧力取入れ口９４によって維持される一定の最適な圧力でコア面４３と連続的に接触した状態を保つことができる。ピストン８９は、ヘッド５６と表面４３とが接触したままの状態で、図１３Ｂ，１６Ｃに示されている伸長位置と図１３Ａ，１６Ｂに示されている軸線方向引込み位置との間を、ばね８２の影響下でハウジング８８内を軸線方向に自由に移動する。ばね８２は、取入れ口９６の圧力による荷重の下で、図１３Ａ，１６Ｂの軸線方向引込み位置にあるピストン８９によって圧縮され、あらかじめ荷重をかけられた状態にある。取入れ口９６の空気圧を除去するかまたは低減させると、プランジャブロック８９は図１３Ｂ，１６Ｃに示されている伸長位置に移動し、ばね８２が延びる。コンピュータ制御の下で取入れ口９６での空気圧の調節を再開すると、ピストン８９が押されて引込み位置に戻り、ばね８２に再び荷重がかけられる。プランジャブロック８９の直線運動は、アーム端工具３４の中心軸に沿って行われる。
【００５１】
最終ガイド管８０はアーム端工具３４の中心軸に沿って延び、コード３２は、図１３Ａ，１３Ｂから理解されるように、工具３４の上部組立体５９、中間組立体５７、および二方向コード布設ヘッド組立体５６の中心軸に沿って引回され、ローラ７４，７６間のコード出口開口７８から排出される（図１１、１２）。それによって、コード３２はコア面４３に対して好ましいパターンで位置させられ、押付けられる。表面４３に取付けられるべきコード層のパターンに応じて、コードを取付ける工程はコードを少なくとも１回切断することを必要とする。好ましい切断機構について以下に説明する。
【００５２】
図１６，１６Ａ〜１６Ｃ，１７を参照すると、上部組立体５９は、ハウジング８８内のピストン８９の両側に沿って軸線方向に延びる一対のレバーアーム１０２，１０４によって作動させられるケーブル切断組立体９８を含んでいる。上部組立体５９は、ねじ１０８，１１０によって支持板１０１（図９）に取付けられた取付けベースフランジ１００を含んでいる。支持板１０１は、端部ブラケット６２に回転可能に取付けられている。したがって、前述のように、アーム端工具３４をモータ駆動軸５４によって回転させることができる。図１７から、ばね８２が、ばね端部キャップによって閉止されたばねハウジング８４内に配置されていることが理解されよう。ばね８２の前端は、エンドキャップ１１２内に配置されている。エンドキャップ１１２は、円形の突起１１４と通し穴１１６とを含んでいる。エンドキャップ１１２は、図示のようにピストン８９内に収納されている。Ｏリング１１８および座金１２０が、キャップ１１２内のばね８２の前端に押付けられるように挿入されている。
【００５３】
ハウジングブロック８５は軸線方向通路１２８を含んでいる。通路１２８の前端周囲の奥まった位置に周辺棚面１２２が設けられ、通し穴１２４がハウジング棚面１２２内を貫通して延びている。図示のように、スライドピン１２６がハウジング８５のボア１２４と、キャップ１１２のボア１１６とを通り、ハウジング８８内に突き出ている。ピストン８９はこのように、ブロック８５に滑り可能に連結され、上述のようにブロック８５に対して軸線方向に往復移動する。
【００５４】
横方向ボア１３０が、通路１２８と連通してハウジング８５の両側側面を貫通している。取付けフランジ１３２，１３３がハウジング８５から横方向に延びており、取付けねじ１３４がフランジを通ってハウジング８８内に突き出て、ハウジング８５をハウジング８８に固定している。コード切断組立体９８は、横方向ボア１３０内に回転可能に配置されハウジング８５の両側から突き出る管状部材１３６を含んでいる。取付けラグ１３８が、管状部材１３６の端部から外側に突き出て、内側を向いた取付けスタッド１３９を保持している。管状部材１３６は、反対側の端部にロックフランジ１４０を有すると共に、中央に配置された軸線方向通し穴１４２を有している。漏斗状のガイド口１４５を有する横方向ボア１４４が、管状部材１３６を貫通して延びるように設けられている。
【００５５】
コネクタブロック１４６が管状部材１３６の端部に取付けられている。コネクタブロック１４６は、部材１３６のロックフランジ１４０と係合するロックソケット１４８を含んでいる。取付けスタッド１５０が、ブロック１４６から内側に延びている。ピストン８９は、半径方向内向きの段差によって前方のより小さい直径の円筒部１５４に接続された円筒形ソケット１５２を後方に有する構成となっている。外側に突き出すピン部材１５６が、ピストン８９の円筒部１５４の両側から延びている。理解されるように、ピボットアーム１０２，１０４の前端１５８はピン１５６に位置を固定して取付けられ、アーム１０２，１０４の後端は、それぞれスタッド１５０，１３９を介して管状部材１３６のフランジ１４６，１３８に位置を固定して取付けられている。
【００５６】
管状部材１３６は、ブロック８５の横方向ボア１３０内に配置されており、ボア１３０内で自由に回転する。部材１３６の端部は、レバーアーム１０２，１０４を介してピストン８９に支持されている。漏斗状の入口１４５は、組立体３４に対して軸線方向後方を向いて位置している。コード３２は、部材１３６の入口１４５を通して下流側に送出され、横方向ボア１４４からアーム端工具組立体３４の長手方向中心軸に沿って排出される。前述のように、ばね８２は予圧縮されており、コード３２が所定のパターンで管状の外側コア面４３に取付けられる間ハウジング８５とピストン８９との間で圧縮された状態となっている。コード布設シーケンスの完了時にまたは取付けプロセスの必要な中間時点で、切断組立体９８の動作によってコード３２を切断することができる。ピストンの軸線方向移動は、取入れ口９４の空気圧を低下させることによって開始される。ピストン上のばね８２が伸び、ピストン８９にハウジング８５から軸線方向に離れるように作用する。ピストン８９がハウジング８５から遠ざかるにつれて、レバーアーム１０２，１０４は管状部材１３６の端部を引張り、この端部をハウジングブロック８５内で回転させる。部材１３６が回転するにつれて、漏斗状の入口１４５を形成する縁部が回転し、縁部は部材１３６を通って延びるコード３２を切断するようにコード３２に接触する。コード３２はこれによって切断される。コード３２の自由端は、切断プロセスの後、工具組立体３４と概ね軸線方向に揃う。
【００５７】
コードの布設を再開するためにコード３２の向きを組立体３４に向けるには、取入れ口９４を通して再度空気圧をかけ、ピストン９７を図１３Ａのより高い引込み位置に押込み、それによってばね８２を再圧縮する。ピストン８９が引込み位置に移動すると、レバーアーム１０２，１０４が管状部材１３６を回転させて、管状部材１３６をブロック８５内の通常の向きに戻す。この向きに戻ると、部材１３６の切断縁部を形成する漏斗状の入口１４５はコード３２と非接触の状態となり、漏斗状の入口１４５および横方向ボア１４４は、工具組立体３４の中心軸と軸線方向に揃う。その後、コード３２の切断された端部は、ローラ７２，７４間の隙間７８から排出されるように、再び工具ヘッド組立体３４の軸に沿った方向に向けられる。コード３２の自由端の向きを直すのを助けるために、取入れ口９２に加圧空気を導入し、押込み空気によってコード３２の自由端をその軸経路に沿って押し込む。それによって、コード３２の端部を再び出口７８に向けるのに必要な時間が短くなり、サイクルタイムが最短に抑えられる。このようにして、アーム端工具を通したコード３２の円滑で直線的な送りが再開されるので、コード３２の切断された自由端は、ローラ７４，７６間から排出されるときにコア面に取付けられる状態におかれる。
【００５８】
ローラ７４，７６は、図１６Ａに示されるように、各軸線方向中心軸１６６，１６８に回転可能に取付けられている。軸１６６，１６８は、ノーズブロック９７のフランジ部１７０とリテーナ１７２との間に取付けられている。このような配置によって、ローラ７４，７６は互いに軸線方向に平行にされ、その間をコード３２を通過させるのに十分な間隔が確保される。リテーナ１７２は、軸１６６，１６８の上端を受入れる互いに隣接するソケット１７４，１７６を含んでいる。図示のように、組立て孔１７８がリテーナ１７２の後面１８２を貫通している。各ローラ７４，７６は、コード３２の断面構成と相補的な断面形状および寸法を有する周方向溝１８０を形成するように構成されている。ノーズブロック９７は、コードガイド管８０を、その先端がローラ７４，７６間の隙間７８に隣接して配置されるように受入れている。
【００５９】
アーム端工具３４の組立ては図１３Ａ，１３Ｂ，１６，１７から容易に明らかとなろう。ノーズブロック９７は、ピン６７によってハウジング８８にしっかりと連結されている。モータ軸５４は往復回転し、その結果アーム端工具を±３°〜８°の角度にわたって往復回転させる。使用するピボット運動の範囲は、必要に応じてこれより広くても狭くてもよい。したがって、図９から最もよく分かるように、一列に並んだローラ７２，７４は対応する角度だけピボット運動する。各ローラ７２，７４は、組立体３４のピボット運動によって交互にコア面４３に接触しコア面４３から離れる。各ローラ７２，７４によって表面４３にかけられる押付け力は、吸気口９４を通して適切な空気圧をかけることによって調整される。
【００６０】
図３Ａ〜３Ｃ，５，７から分かるように、アーム端工具３４はＣ字形フレームアーム３６に取付けられており、Ｃ字形フレームアーム３６によってコア４２の表面４３に向かう方向および表面４３から離れる方向に搬送される。Ｃ字形フレーム３６は、Ｚ軸スライド５０に滑動可能に取付けられており、アーム端工具３４を横方向に表面４３を横切って所定のパターンで往復移動させる。Ｚ軸スライド５０の調整軸は、アーム端工具３４の他の調整軸と協調して様々なサイズのコアにコードを取付けるのを可能にするようにコンピュータ制御される。コード３２は、コード送出しスプール２８から従来のバランサ機構３０を通してアーム組立体に送出される。コード３２の端部は、アーム端部コード緊張組立体５８（図９，１０）まで引回され、次にアーム端工具組立体３４を通る軸線方向通路に入る。コード３２は、組立体３４に入ると、ケーブル切断組立体９８の環状部材１３６を通過し、次に軸線方向ガイド路８０に沿ってローラ７４，７６間のコード出口７８まで進む。コードは、各ローラ７４，７６の周方向に配置されたローラ溝１８０内に受入れられる。どちらのローラがコードを受入れるかは、所定のパターンに従って表面４３を横切るコードの意図された横断方向によって決まる。コード３２は、コア４２上にあらかじめ取付けられたカーカス層にローラ７４または７６によって適切な力で押付けられて、予定された位置でカーカス層に付着し、こうして設計どおりのコード層パターンが形成される。
【００６１】
図１２，１３Ｂ，１４，１５を参照して、アーム端工具のローラ７４，７６に関する選択的な傾斜動作について説明する。ローラ７４，７６はアーム端工具の中心線に対して、角度θ（図１４および１５）で表される角度経路に沿って傾斜する。一方または他方のローラは、組立体３４のピボット運動の結果、選択的に、他方のローラに対して従属的な位置に配置される。工具組立体がコア面４３に取付けられたカーカス層を横切って順方向に横断する場合、一方のローラは、ローラ溝１８０内でコード３２と係合し、コード３２をカーカス層に固定する。工具ヘッドがカーカス層を横切って逆方向に横断する場合、組立体３４は逆方向に傾斜して第１のローラをコード３２から離し、第２のローラをコード３２に係合させる。そして、第２のローラは、逆方向に横断して、コア４２に取付けられたカーカス層にコード３２を固定する。
【００６２】
アーム端工具３４の往復ピボット運動は、コア４２の回転割出しおよび工具組立体３４の横方向移動と注意深く協調させられる。図５，６を参照すると、この組立体３４をコア駆動装置と組合せると、３つの回転軸を有するシステムが構成されることが理解されよう。第１の軸は、駆動軸５４による角度傾斜による組立体３４のピボット運動によって表される。軸５４は、コンピュータ制御のサーボモータ５２によって駆動されることが好ましい。第２の回転軸は、モータ４６によって駆動される組立体３４の横方向回転である。モータ４６は、コンピュータによって生成された制御信号に応答して、コア４２の外面４３に従った回転経路に沿って組立体３４を正確に割出すことができるコンピュータ制御リングモータであることが好ましいが、必ずしもそうである必要はない。第３の回転軸は、モータ１４（図１）によるコアスピンドル４２の割出しである。モータ１４は、コンピュータによって生成された制御信号に応答し、組立体１４を回転駆動するリングモータ４６と協調して、コア４２を正確に割出すことのできるリングモータであることが好ましいが、必ずしもそうである必要はない。
【００６３】
アーム端工具３４を保持するアーム組立体１６Ａはさらに、図５，６，７に示されているようにＺ軸を表す線形経路に沿って調整可能である。アーム組立体１６Ａは、タイミングベルト駆動装置４９によって制御されるスライド５０に沿って走行する。スライド５０に沿った組立体１６Ａの移動は、コードが取付けられるコアのサイズと相関するようにコンピュータ制御される。１つ以上のコンピュータ（不図示）を使用して、（リングモータ１４による）コア４２の回転と、（リングモータ４６による）アーム端工具組立体３４の回転と、（組立体１６Ａのタイミングベルト駆動装置によるスライド４９に沿った）Ｚ軸に沿った組立体１６Ａの直線経路調整と、（サーボモータ５２による）組立体３４の傾斜調整とが協調される。このように、組立体は、３つの回転軸および直線経路（スライド５０）に沿った組立体１６Ａの移動を厳密に制御し、工具組立体３４が、各横断の終了時にコードにループを形成する特殊な機器を必要とせずに、コード３２を予定されたパターンで様々なサイズのコア４２の表面４３上に正確に配置することを可能とする。各横断の終了時におけるループの形成は、コア４２の制御された割出し回転によって行われる。したがって、コード布設組立体は、コードを接触させ、押付け、離すためのフィンガー機構を必要とせずにループを形成する働きをする。したがって、コア４２上のカーカス層に取付けられるコードのパターンは、コード材料を節約しそれによって製造コストを削減しつつ最適な性能を実現するように調整されることができる。
【００６４】
理解されるであろうが、ローラ７４，７６の一方を交互にコード３２に接触させ、同時に他方のローラをコード３２から離すようにアーム端工具を往復ピボット運動させることによって、いくつかの大きな利点が得られる。第一に、一方のローラをカーカス層から離す際に、離されるローラの摩擦抵抗が無くなる。その結果、アーム端工具を駆動する組合された駆動モータの動作速度および効率を高めることができる。さらに、コード３２から離されるローラと下方のエラストマ層およびコードとの余分で不要な接触が無くなり、コード３２や下方のカーカス層が損傷する可能性が低くなる。さらに、一列に並んだ二重ローラを使用する際、コード３２のカーカスへの取付け速度が向上し、駆動機構が簡略化される。
【００６５】
コード３２の取付け時に、工具３４の取付けヘッド部が、加圧取入れ口９４を介して、コア４２の表面４３に空気ばねで押付けられることが理解されよう。取入れ口９４によって形成される空気ばねは、ノーズハウジング９７を通してほぼ一定の力をローラ７４，７６にかける。ローラ７４，７６への押付け力は上述のようにコード３２に及ぼされ、あらかじめコア面４３に取付けられたカーカス層にコード３２を押付ける働きをする。あらかじめ取付けられた層の粘着力によって、コード３２は予定された位置に保持される。コード３２がよりしっかりと配置されるので、取付け後の、下方のカーカス層からのコード３２の望ましくない不慮の移動のおそれが最小限に抑えられる。前述のように、ハウジング８９と８５とは、切断組立体９８によってコード３２を切断するための適切な時点で、図１５，１６，１６Ａ〜１６Ｃに示されているように分離される。
【００６６】
前述のように、次の取付けサイクルのためにコード３２の切断端部の向きを直すために、加圧空気が吸気口９２を通して導入され、コードの自由端を空気圧によって軸線方向通路８０に沿ってローラ７４，７６間のコード出口７８まで導く。そして、コア４２上のカーカス層へのコードの取付けを再開することができる。
【００６７】
図１，１Ａ，２を参照すると、ユーザの意見に基づき望まれる場合には、同様に構成された複数のアーム組立体１６Ａ〜１６Ｄをコア４２の周りのそれぞれの周方向位置に、コア面４３に動作可能な程度に近接して装備できることがさらに理解されよう。複数のアーム組立体のそれぞれには、環状のコア面４３の特定の領域が割当てられる。この場合、複数のアーム組立体は、上記に従ってコード層をそのそれぞれの割当てられた領域に同時に取付けることができる。コードの環状面４３を複数のアーム組立体間で分割し、コードをアーム組立体で同時に取付けることによって、サイクルタイムが短くなる。４つのアーム組立体１６Ａ〜１６Ｄが示されているが、必要に応じて、装備するアーム組立体の数はこれより多くても少なくてもよい。
【００６８】
図１８Ａ〜１８Ｄ，１９〜２７を参照すると、指定された経路１９０上でコード３２を前進させるため、２つのローラ７４，７６を含むアーム端工具機構３４は、コード経路１９０をその出口中心に維持するのを可能にするコード出口７８を形成する。図示のように、コード３２は、あらかじめ環状面４３上に配置されたエラストマ化合物１９２にコードを埋込むことと、未硬化化合物の表面粘着力との組合せによって所定の位置に保持される。コード３２が環状面４３の円周全体に沿って適切に取付けられると、その後エラストマ化合物の保護層（不図示）を積層することによってプライ１９４の組立てを完成することができる。望ましい場合または必要な場合には、コア４２に複数のコード層を取付けることができることが理解されよう。追加のエラストマ層をコアに付加し、さらに上述のように追加のコード層を取付けることもできる。必要に応じオプションで、上層または下層のエラストマ材料を無くし、コードを連続する層として取付けてコア４２上に複数のプライを形成することができる。
【００６９】
すでに例示し説明したように、第１のローラ７６は、図１４に示されるように、環状面４３を横切る順方向の横断でコード３２を埋込む。コード経路１９０が環状面４３を横切ると、機構３４は停止し、コード３２は、コア４２が回転することによって環状面４３に沿って前進させられる。次に、機構３４はその経路１９０を反転させ、プライコード経路１９０にループ１９６を形成する。この時、アーム端工具のヘッドブロック９７が傾斜することによってローラ対の第１のローラ７６がコードから離れ、第２のローラ７４がコード３２に接触して、コード３２を環状面４３を逆方向に横断するように引く。好ましい実施形態では、環状面４３はわずかに割出され、あるいは前進させられ、第１のプライ経路と第２の戻りプライ経路との間に周方向の間隔またはピッチが生じる。逆方向の横断で形成されるループ１９６は、所望のループ位置を形成するようにわずかにずらされる。ループ端部１９６を形成して、第２のプライ経路１９０を環状面４３上に第１のプライ経路に平行に配置してもよく、あるいはアーム端工具ヘッドがコア面４３を順方向および／または逆方向に横切る速度と組合せてコア割出し（回転）を選択的に変化させることによって他の幾何学的経路を形成してもよい。
【００７０】
このプロセスを繰り返すことによって、予定され事前に選択された最適なパターンを有する、連続的な一連のコード３２が形成される。たとえば、本発明を実施することによって得られるパターンを制限する意図はないが、一対のローラ７４，７６の各横断動作中に、エラストマ化合物１９２が積層された環状面４３を有する環状コア４２をその軸の周りで一定の速度で割出し、あるいは前進させて、環状面４３の周りに一様に分布した直線状の平行な経路１９０を形成することができる。タイヤの剛性を調整し荷重に対する撓みを変化させるために、機構３４の横断中にコード３２の進み方を変化させて、非直線状の平行なコード経路１９０を形成することが可能である。
【００７１】
コード３２を緊張組立体５８の周りに巻き付け、コード３２の必要な張力を調整し維持することが好ましい（図１０）。プーリ６５は、プーリ６４，６６の下方およびプーリ６５の上方を通過するコード３２に接触するベルト６８の張力を変化させるように横方向に調整可能である。ベルト６８の張力が増減するとコード３２の張力も増減する。コード３２の張力が高すぎると、ローラ７４，７６が方向を反転させるときにコードが張力によってコート積層体から持ち上げられてしまう。コードの張力が低すぎると、ループが正しい長さで形成されなくなる。さらに、かけられる張力の大きさは、コード３２が環状面４３上の配置された位置から持ち上がらないように十分小さくする必要がある。適切な張力がかけられたコード３２は環状面４３上に配置され、コード３２とエラストマ層１９２との間の粘着力が緊張組立体５８によってかけられる張力より高くなるようにして、エラストマ層１９２に取付けられる。これによって、コード３２を、プライの組立て中に動いたり分離したりすることなく環状面４３上に自由に布設することができる。
【００７２】
図１８Ａ〜１８Ｄを参照すると、プライ経路１９０がどのようにして、一般にカーカス１９４のビード領域１９８とされている領域に沿って開始され、タイヤサイドウォール２００に沿って環状面４３のショルダ領域２０２に向かい、次に、図１８Ｂに示されているように一般にクラウン２０４と呼ばれる領域で環状面を横切るか、を表す円筒形の三次元図が示されている。図１８Ｂでは、プライコード経路１９０がわずかに傾斜して布設されることが認識されよう。プライ経路１９０は、半径方向について９０°以下の角度であることを含み任意の角度であってよく、また非直線状に取付けてもよい。図１８Ｃに示されているように、プライコード３２が完全に環状面４３を横切り、反対方向に切り返されると、前述のようにループ１９６が形成され、コード３２は、図１８Ｃに示されているようにクラウン２０４を逆方向に横断する。次に、図１８Ｄでは、コード３２は、タイヤサイドウォール２００に沿ってビード領域１９８の方へ進み、そこで前述のように向きを変えてループ１９６が形成され、次に、図示のように第１および第２のプライコード経路１９０に平行な直線状経路１９０として環状面４３を逆方向に横断する。このプロセスは、図１９，２０のように、環状面４３が割出されながら繰り返され、非常に一様で均等な間隔をおいて配置されたプライコード経路１９０が形成される。
【００７３】
本発明のアーム端工具３４を使用して他のコードパターンを考案し実施することができる。コア４２の回転速度または工具ヘッド５６が表面４３を横切る速度は、好ましい構成のパターンを生成するように変更できる。いくつかの例として、例示的なコードパターン構成を示す図１９〜２８にコード布設パターンが示されている。本発明は、図示のパターンに限定されるものではなく、当業者に明らかな他のパターンを考案することができる。
【００７４】
図２８を参照すると、本発明の好ましいコード構成は、測地線構成を有する少なくとも１つのコードプライを用いている。ここで、測地線コード経路とは曲面上の二点間を結ぶ最短の経路として定義される。この経路に沿って配置されたコードはコードのあらゆる位置で均一な張力を有し、他の隣接するコードまたは層との間でせん断力（ｓｈｅａｒ）が零となる。この経路はまた、タイヤにおいて可能な、対向するビード上の任意の二点間の距離が最短となるコード長を表しており、したがってタイヤ重量を最小化する。この幾何学的構成は従来のコード経路とは全く異なっている。コード角はトレッド中心線で最小となり、ビード領域に近づくと急激に増加する。
【００７５】
構造体にせん断力がないことは、（１）剥離抵抗（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）の増加、（２）運転温度の低下、（３）転がり抵抗の低下、（４）トレッドの配合（Ｃｏｍｐｏｕｎｄｉｎｇ）自由度の増加によるトラクションの増加、などの多くの望ましい品質をもたらす。クラウン領域での大きな角度（Ｃｒｏｗｎ Ａｎｇｌｅ）は改良された乗り心地特性を、ビード領域での小さな角度は改良されたビードの耐久性をもたらす。この情報の数理的根拠はジョン Ｆ．パーディ著「空気タイヤ設計の数学理論」から得られる。上述した本発明の装置および単線コード取付け工程によって、実現性があり製造可能なタイヤとしての真の測地線プライ経路を用いたコード構成が著しく容易となる。
【００７６】
図２８を参照すると、互いに反対を向いた複数のコードプライ２０６，２０８が示されている。測地線プライ２０６，２０８のコード経路１９０は、図２８に示されているように、一般にカーカスのビード領域１９８とされている領域に沿って始まり、サイドウォール２００に沿って環状面４３のショルダ領域２０２に向かい、一般にクラウン２０４と呼ばれている領域で環状面４３を横断する。ビード領域１９８では、プライコード経路１９０がタイヤ中心線に対して８２〜９０度の比較的大きな初期角度で設けられていることが分かるであろう。コード経路１９０の角度は、コード経路に沿って徐々にまたは急激に変化する。図２８に示した構成では変化は急激である。ショルダ領域２０２では、コード角αは１７〜２７度の範囲に減少している。プライ経路１９０の角度はコードプライが所望の性能特性を発揮するように選定することができる。プライ経路１９０は直線状のセグメントからなっていてもよいし、非直線状に取付けられてもよい。
【００７７】
図２８に示したように、プライコード３２が反対側のショルダ２０２またはサイドウォール２００までクラウン２０４を完全に横断すると、前述のようにループ１９６が形成され、図１８Ａ〜１８Ｄに示すように、コード３２がクラウン２０４を横切って折り返される。このプロセスは環状面４３が割出されながら繰り返され、極めて均一で均等に分布したコードプライ経路１９０が形成される。
【００７８】
コードプライ２０６，２０８が各々のコード経路１９０Ａ，１９０Ｂに沿って互いに反対側のビード領域１９８から延び、クラウン領域２０４で重なり合っていることが分かるであろう。コードプライ２０６，２０８のコード経路１９０Ａ，１９０Ｂは、こうして反対側まで延びることができる。各コードがクラウン領域を横切るときのコードプライ２０６，２０８の角度はほとんど同じ角度で示されているが、特定の性能特性をもった複合プライ構造を作るために異なっていてもよい。例えば、本発明を限定する意図はないが、プライ２０６のコード経路１９０Ｂの角度は、始端および／またはタイヤの中心線で、プライ２０８のコード経路１９０Ｂと異なっていてもよい。コードプライ２０６，２０８のコード経路１９０の形状（直線状または非直線状）はまた、所望の性能特性をもった多層プライ構造を構成するため、設計によって異なっていてもよい。さらに、プライコードの構成材料は、強度および性能の基準から選択することができる。高強度プライを作るため、プライ２０６，２０８のいずれかまたは双方を、ポリアミドその他の高強度材料を用いた構成とすることができる。適切に選択された高強度材料のプライ２０６，２０８を布設することで、タイヤのトレッドの下にあるベルト構造を削除しあるいは削減することが可能となり、さらなるコスト削減につながる。このように、最適な設計基準に合致させるために互いに反対方向を向いたコードプライを１つ以上の測地線パターンで選択的に構成し、これらを重ね合わせることは、本発明の企図された範囲に属する。このような構成は、典型的には従来のタイヤのトレッド領域の下にあるベルトパッケージを削減するように機能することができる。
【００７９】
以上の説明および図２８より、本発明が１つ以上の測地線コードプライ層２０６，２０８によって形成された最適なコードプライ構成を実現することが理解されよう。各層は互いに間隔をおいた一連の単線からなるコード経路１９０で形成され、各経路はビード領域１９８に近接したタイヤの始端側側面からクラウン領域２０４を横切って反対側の終端側側面まで延びている。コード経路１９０は各々、サイドウォール領域２００またはショルダ領域２０２の終端側側面でループ１９６を形成し、始端側側面に引き返す。互いに間隔をおいた一連の単線からなるコード経路１９０は全体で一つの完全なコードプライ層を形成する。各経路１９０のタイヤの中心線に対するコード角度αは変動している。図２８に示した測地線構成では、経路１９０がタイヤの中心線を横切るときの角度が小さくなっている。
【符号の説明】
【００８０】
１０ 機械組立体
１１ コア組立体
１４ 駆動モータ
１６Ａ〜１６Ｄ アーム組立体
２４ 周辺ガード構造
２８ コード送出組立体
３０ バランサ組立体
３２ コード
３４ アーム端工具
３６ Ｃ字形フレームアーム
４３ 環状面
４６ 駆動モータ
５０ Ｚ軸垂直滑り部材
５１ 駆動軸
５２ アーム端工具モータ
５４ アーム端工具軸
５６ 二方向コード布設ヘッド組立体
５７ 中間ハウジング組立体
５８ コード引張り部材
５９ 上部ハウジング組立体
６０ 駆動モータ
６２ Ｓ字形ブロック
６４ 第１のプーリ
６５ コードプーリ
６６ 第３のプーリ
６７ ピン
６８ 無端緊張ベルト
７４，７６ 取付けガイドローラ
７８ コード出口開口
８０ コードガイド管
８２ コイルばね
８４ ばねハウジング
８５ 外側ハウジングブロック
８８ 下部ハウジング
８９ ハウジングブロック
９２，９４，９６ 吸気口
９７ ノーズブロック
９８ ケーブル切断ブロック
１０２，１０４ レバーアーム
１３６ 管状部材
１４４ 横方向ボア
１４５ ガイド入口
１８０ 溝
１９０ コード経路
１９２ エラストマ化合物
１９４ プライ
１９６ ループ
２００ サイドウォール
２０２ ショルダ領域
２０４ クラウン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する２つの側面と該２つの側面の間のクラウン領域（２０４）とを有するタイヤであって、
前記タイヤは、前記クラウン領域（２０４）のところで半径方向に重なる相互の向きで配置された第１および第２のプライ層（２０６，２０８）を少なくとも含むコードプライ構成を備え、
前記第１および第２のプライ層（２０６，２０８）はそれぞれ、ある間隔をおいた一連の単線のコード経路（１９０Ａ，１９０Ｂ）を備え、
前記第１および第２のプライ層（２０６，２０８）のそれぞれの前記コード経路（１９０Ａ，１９０Ｂ）は、各タイヤサイドウォール（２００）から前記クラウン領域（２０４）を横切って反対側の各タイヤショルダ領域（２０２）まで延びており、
前記第１および第２のプライ層（２０６，２０８）のそれぞれの前記コード経路（１９０Ａ，１９０Ｂ）は、前記各タイヤショルダ領域（２０２）のところでループ（１９６）を形成して前記各タイヤサイドウォール（２００）へ戻っており、
前記ある間隔をおいた一連の単線のコード経路（１９０Ａ，１９０Ｂ）は、それぞれ完全なコードの前記第１および第２のプライ層（２０６，２０８）を形成するように連続しており、
前記ある間隔をおいた一連の単線のコード経路（１９０Ａ，１９０Ｂ）は、前記各タイヤサイドウォール（２００）から前記各タイヤショルダ領域（２０２）までの間で大きさが変化している、前記タイヤのセンターライン（２０４）に対するコード角（α，β）を形成しており、
前記コード角（α，β）は、前記タイヤのトレッドの前記センターライン（２０４）のところでは１７度から２７度までの間であり、前記各タイヤサイドウォール（２００）へ向かうにつれて８２度から９０度までの間まで増加している、タイヤ。
【請求項２】
前記クラウン領域（２０４）のところで前記半径方向に重なる相互の向きで配置された前記第１および第２のプライ層（２０６，２０８）は、前記タイヤのトレッド領域の基礎となって該トレッド領域を補強している、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項３】
少なくとも１つの前記コード経路（１９０Ａ，１９０Ｂ）が測地線構成を有する、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項４】
前記第１のプライ層（２０６）の前記コード角（α，β）と前記第２のプライ層（２０８）の前記コード角（α，β）とは、前記センターライン（２０４）に関して反対方向に広がっている、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項５】
前記第１および第２のプライ層（２０６，２０８）は、同じ構成を有しているが正反対の方向に延びている、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項６】
前記第１のプライ層（２０６）の前記コード角（α，β）と前記第２のプライ層（２０８）の前記コード角（α，β）とは、同じであるが前記センターライン（２０４）に関して反対方向に広がっている、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項７】
前記第１のプライ層（２０６）の前記コード角（α，β）と前記第２のプライ層（２０８）の前記コード角（α，β）とは、異なっておりかつ前記センターライン（２０４）に関して反対方向に広がっている、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項８】
前記コード角（α，β）は、前記コード経路（１９０Ａ，１９０Ｂ）に沿って徐々に変化している、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項９】
前記コード角（α，β）は、前記コード経路（１９０Ａ，１９０Ｂ）に沿って急激に変化している、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項１０】
請求項１に記載のタイヤを製造する方法であって、
ある間隔をおいた一連の単線の複数のコード経路（１９０Ａ，１９０Ｂ）をタイヤ組立てコアに取り付けることを含み、
各前記コード経路は、前記タイヤ組立てコアのコア始端側からクラウン領域を横切って反対側のコア終端側へ向かう経路に沿って延びており、
前記各コード経路は、前記コア終端側のところでループ（１９６）を形成して前記コア始端側へ戻っており、
前記ある間隔をおいた一連の単線の複数のコード経路（１９０Ａ，１９０Ｂ）は、完全なコードのプライ層（２０６，２０８）を環状の前記タイヤ組立てコア上に形成するように連続しており、
前記各コード経路（１９０Ａ，１９０Ｂ）は、前記コア始端側から前記コア終端側までの間で大きさが変化している、前記タイヤ組立てコアのセンターラインに対するコード角（α，β）を形成しており、
前記コード角（α、β）は、前記タイヤ組立てコアのセンターラインのところで大きさが最も小さく、前記コア始端側へ向かうにつれて大きくなっている、方法。
【請求項１】
対向する２つの側面と該２つの側面の間のクラウン領域（２０４）とを有するタイヤであって、
前記タイヤは、前記クラウン領域（２０４）のところで半径方向に重なる相互の向きで配置された第１および第２のプライ層（２０６，２０８）を少なくとも含むコードプライ構成を備え、
前記第１および第２のプライ層（２０６，２０８）はそれぞれ、ある間隔をおいた一連の単線のコード経路（１９０Ａ，１９０Ｂ）を備え、
前記第１および第２のプライ層（２０６，２０８）のそれぞれの前記コード経路（１９０Ａ，１９０Ｂ）は、各タイヤサイドウォール（２００）から前記クラウン領域（２０４）を横切って反対側の各タイヤショルダ領域（２０２）まで延びており、
前記第１および第２のプライ層（２０６，２０８）のそれぞれの前記コード経路（１９０Ａ，１９０Ｂ）は、前記各タイヤショルダ領域（２０２）のところでループ（１９６）を形成して前記各タイヤサイドウォール（２００）へ戻っており、
前記ある間隔をおいた一連の単線のコード経路（１９０Ａ，１９０Ｂ）は、それぞれ完全なコードの前記第１および第２のプライ層（２０６，２０８）を形成するように連続しており、
前記ある間隔をおいた一連の単線のコード経路（１９０Ａ，１９０Ｂ）は、前記各タイヤサイドウォール（２００）から前記各タイヤショルダ領域（２０２）までの間で大きさが変化している、前記タイヤのセンターライン（２０４）に対するコード角（α，β）を形成しており、
前記コード角（α，β）は、前記タイヤのトレッドの前記センターライン（２０４）のところでは１７度から２７度までの間であり、前記各タイヤサイドウォール（２００）へ向かうにつれて８２度から９０度までの間まで増加している、タイヤ。
【請求項２】
前記クラウン領域（２０４）のところで前記半径方向に重なる相互の向きで配置された前記第１および第２のプライ層（２０６，２０８）は、前記タイヤのトレッド領域の基礎となって該トレッド領域を補強している、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項３】
少なくとも１つの前記コード経路（１９０Ａ，１９０Ｂ）が測地線構成を有する、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項４】
前記第１のプライ層（２０６）の前記コード角（α，β）と前記第２のプライ層（２０８）の前記コード角（α，β）とは、前記センターライン（２０４）に関して反対方向に広がっている、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項５】
前記第１および第２のプライ層（２０６，２０８）は、同じ構成を有しているが正反対の方向に延びている、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項６】
前記第１のプライ層（２０６）の前記コード角（α，β）と前記第２のプライ層（２０８）の前記コード角（α，β）とは、同じであるが前記センターライン（２０４）に関して反対方向に広がっている、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項７】
前記第１のプライ層（２０６）の前記コード角（α，β）と前記第２のプライ層（２０８）の前記コード角（α，β）とは、異なっておりかつ前記センターライン（２０４）に関して反対方向に広がっている、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項８】
前記コード角（α，β）は、前記コード経路（１９０Ａ，１９０Ｂ）に沿って徐々に変化している、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項９】
前記コード角（α，β）は、前記コード経路（１９０Ａ，１９０Ｂ）に沿って急激に変化している、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項１０】
請求項１に記載のタイヤを製造する方法であって、
ある間隔をおいた一連の単線の複数のコード経路（１９０Ａ，１９０Ｂ）をタイヤ組立てコアに取り付けることを含み、
各前記コード経路は、前記タイヤ組立てコアのコア始端側からクラウン領域を横切って反対側のコア終端側へ向かう経路に沿って延びており、
前記各コード経路は、前記コア終端側のところでループ（１９６）を形成して前記コア始端側へ戻っており、
前記ある間隔をおいた一連の単線の複数のコード経路（１９０Ａ，１９０Ｂ）は、完全なコードのプライ層（２０６，２０８）を環状の前記タイヤ組立てコア上に形成するように連続しており、
前記各コード経路（１９０Ａ，１９０Ｂ）は、前記コア始端側から前記コア終端側までの間で大きさが変化している、前記タイヤ組立てコアのセンターラインに対するコード角（α，β）を形成しており、
前記コード角（α、β）は、前記タイヤ組立てコアのセンターラインのところで大きさが最も小さく、前記コア始端側へ向かうにつれて大きくなっている、方法。
【図１】
【図１Ａ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１６Ｃ】
【図１７】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１８Ｃ】
【図１８Ｄ】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図１Ａ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１６Ｃ】
【図１７】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１８Ｃ】
【図１８Ｄ】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【公開番号】特開２０１３−４７１０２（Ｐ２０１３−４７１０２Ａ）
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２６５３８３（Ｐ２０１２−２６５３８３）
【出願日】平成２４年１２月４日（２０１２．１２．４）
【分割の表示】特願２００６−３２５５２６（Ｐ２００６−３２５５２６）の分割
【原出願日】平成１８年１２月１日（２００６．１２．１）
【出願人】（５９０００２９７６）ザ・グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニー (256)
【氏名又は名称原語表記】ＴＨＥ ＧＯＯＤＹＥＡＲ ＴＩＲＥ ＆ ＲＵＢＢＥＲ ＣＯＭＰＡＮＹ
【住所又は居所原語表記】１１４４ Ｅａｓｔ Ｍａｒｋｅｔ Ｓｔｒｅｅｔ，Ａｋｒｏｎ，Ｏｈｉｏ ４４３１６−０００１，Ｕ．Ｓ．Ａ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１２月４日（２０１２．１２．４）
【分割の表示】特願２００６−３２５５２６（Ｐ２００６−３２５５２６）の分割
【原出願日】平成１８年１２月１日（２００６．１２．１）
【出願人】（５９０００２９７６）ザ・グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニー (256)
【氏名又は名称原語表記】ＴＨＥ ＧＯＯＤＹＥＡＲ ＴＩＲＥ ＆ ＲＵＢＢＥＲ ＣＯＭＰＡＮＹ
【住所又は居所原語表記】１１４４ Ｅａｓｔ Ｍａｒｋｅｔ Ｓｔｒｅｅｔ，Ａｋｒｏｎ，Ｏｈｉｏ ４４３１６−０００１，Ｕ．Ｓ．Ａ．
【Ｆターム（参考）】
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