JP2015020418A - 剛性中子および空気入りタイヤの加硫成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加硫後のタイヤの内腔から中子セグメントを容易に抜き出すことができ、加硫成形工程における作業効率の低下を充分に抑制することができる剛性中子、および前記剛性中子を備えた空気入りタイヤの加硫成形装置を提供する。
【解決手段】中子本体が８以上に分割された複数の中子セグメントから構成されており、中子セグメントの外周縁における両端縁のそれぞれと、剛性中子の中心とを結ぶ２本の線分により形成される分割角度が（３６０／分割数）°±２０％であり、中子セグメントの各々における分割角度が異なっていると共に、円環状に形成された中子本体において、分割角度が（３６０／分割数）°以上の中子セグメントと、分割角度が（３６０／分割数）°未満の中子セグメントとが交互に繰り返さないように配置されている剛性中子。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤの加硫成形において使用される剛性中子、および前記剛性中子を備えた空気入りタイヤの加硫成形装置に関する。

空気入りタイヤの製造工程においては、インナーライナ、カーカスプライ、ベルトプライ、サイドウォールゴム、トレッドゴム等のタイヤ構成部材を順次貼り付けて生タイヤを成形し、加硫金型を有する加硫成形装置内で加硫する加硫成形が行われている。

近年、この加硫成形において、成形精度を高めることを意図して中子成形法が採用されている。中子成形法は、図３に示すような大小二種類の中子セグメントｃ１、ｃ２を組み合わせて円環状に形成された中子本体ａを有する剛性中子を用いて、この剛性中子の周囲に上記した各タイヤ構成部材を貼り付けて生タイヤを成形し、成形された生タイヤを剛性中子ごと加硫成形する方法である。加硫成形後、小セグメントｃ２を径方向の内側に移動させて加硫後のタイヤ内腔から取り出した後に、大セグメントｃ１をタイヤ内腔から取り出すことにより、空気入りタイヤを得ることができる（例えば特許文献１）。

特開２０１１−１３１５２６号公報

しかしながら、従来の中子成形法の場合、加硫後のタイヤの内腔から中子セグメントを抜き出すことは容易とは言えず、加硫成形工程における作業効率の低下を招く要因ともなっていた。

そこで、本発明は、加硫後のタイヤの内腔から中子セグメントを容易に抜き出すことができ、加硫成形工程における作業効率の低下を充分に抑制することができる剛性中子、および前記剛性中子を備えた空気入りタイヤの加硫成形装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、
加硫後の製品タイヤの内面形状に対応する形状の外表面を有する円環状の中子本体と、円環状の前記中子本体の中心孔に装着されるコアとを備えた剛性中子であって、
前記中子本体は、８以上に分割された複数の中子セグメントから構成されており、
前記中子セグメントの外周縁における両端縁のそれぞれと、前記剛性中子の中心とを結ぶ２本の線分により形成される分割角度が、（３６０／分割数）°±２０％であり、
前記中子セグメントの各々における分割角度が異なっていると共に、
円環状に形成された前記中子本体において、前記分割角度が（３６０／分割数）°以上の中子セグメントと、前記分割角度が（３６０／分割数）°未満の中子セグメントとが交互に繰り返さないように配置されている
ことを特徴とする剛性中子である。

請求項２に記載の発明は、
加硫後の製品タイヤの内面形状に対応する形状の外表面を有する円環状の中子本体と、円環状の前記中子本体の中心孔に装着されるコアとを備えた剛性中子であって、
前記中子本体は、８以上に分割された複数の中子セグメントから構成されており、
前記中子セグメントの外周縁における両端縁のそれぞれと、前記剛性中子の中心とを結ぶ２本の線分により形成される分割角度が、（３６０／分割数）°±２０％であり、
１つの中子セグメントから±９０°の範囲内に配置された複数の中子セグメントの各々における分割角度が異なっていると共に、
円環状に形成された前記中子本体において、前記分割角度が（３６０／分割数）°以上の中子セグメントと、前記分割角度が（３６０／分割数）°未満の中子セグメントとが交互に繰り返さないように配置されている
ことを特徴とする剛性中子である。

請求項３に記載の発明は、
前記中子本体が、９以上の奇数に分割された複数の中子セグメントから構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の剛性中子である。

請求項４に記載の発明は、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の剛性中子と、加硫後の製品タイヤの外面形状に対応するパターンが内表面に形成されている円環状の加硫金型とを備えた空気入りタイヤの加硫成形装置であって、
前記加硫金型は、８以上に分割された複数のパターンセグメントから構成されており、
前記パターンセグメントの外周縁における両端縁のそれぞれと、前記加硫金型の中心とを結ぶ２本の線分により形成される分割角度が、（３６０／分割数）°±２０％であり、
前記パターンセグメントの各々における分割角度が異なっていると共に、
円環状に形成された前記加硫金型において、前記分割角度が（３６０／分割数）°以上のパターンセグメントと、前記分割角度が（３６０／分割数）°未満のパターンセグメントとが交互に繰り返さないように配置されている
ことを特徴とする空気入りタイヤの加硫成形装置である。

請求項５に記載の発明は、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の剛性中子と、加硫後の製品タイヤの外面形状に対応するパターンが内表面に形成されている円環状の加硫金型とを備えた空気入りタイヤの加硫成形装置であって、
前記加硫金型は、８以上に分割された複数のパターンセグメントから構成されており、
前記パターンセグメントの外周縁における両端縁のそれぞれと、前記加硫金型の中心とを結ぶ２本の線分により形成される分割角度が、（３６０／分割数）°±２０％であり、
１つのパターンセグメントから±９０°の範囲内に配置された複数のパターンセグメントの各々における分割角度が異なっていると共に、
円環状に形成された前記加硫金型において、前記分割角度が（３６０／分割数）°以上のパターンセグメントと、前記分割角度が（３６０／分割数）°未満のパターンセグメントとが交互に繰り返さないように配置されている
ことを特徴とする空気入りタイヤの加硫成形装置である。

本発明によれば、加硫後のタイヤの内腔から中子セグメントを容易に抜き出すことができ、加硫成形工程における作業効率の低下を充分に抑制することができる剛性中子、および前記剛性中子を備えた空気入りタイヤの加硫成形装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る剛性中子の一例を模式的に示す平面図である。 本発明の一実施の形態に係る剛性中子の他の一例を模式的に示す平面図である。 従来の剛性中子の一例を模式的に示す平面図である。

１．本発明の特徴
本発明者は、本発明に先立って、従来の剛性中子を用いた場合、何故に、タイヤの内腔から中子セグメントを抜き出すことが容易とは言えず、加硫成形工程における作業効率の低下を招くのか、その原因について検討を行い、以下の知見を得た。

即ち、図３に示すような従来の剛性中子を用いた場合、大セグメントｃ１の外周面とタイヤ内周面との接触面積が大きくなるため、大セグメントｃ１とタイヤ内周面との密着力が大きくなり、タイヤの内腔から大セグメントｃ１を容易に抜き出すことができなくなって作業効率の低下を招いてしまうことが分かった。

そこで、本発明者は、従来の剛性中子（図３参照）のような大小二種類の中子セグメントを交互に組み合わせた中子本体を用いるのではなく、近似した角度で分割された中子セグメントを規則性なく配置した中子本体を用いた場合、特定の中子セグメントとタイヤ内周面との間の密着力が大きくなることが防止でき、タイヤの内腔から中子セグメントを容易に抜き出すことが可能となることを実験により確認して、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明に係る剛性中子は、中子本体が８以上に分割された複数の中子セグメントから構成されており、中子セグメントの外周縁における両端縁のそれぞれと、剛性中子の中心とを結ぶ２本の線分により形成される分割角度が、（３６０／分割数）°±２０％であり、中子セグメントの各々における分割角度が異なっていると共に、円環状に形成された中子本体において、分割角度が（３６０／分割数）°以上の中子セグメントと、分割角度が（３６０／分割数）°未満の中子セグメントとが交互に繰り返さないように配置されていることを特徴とする。

このような構成の剛性中子の場合、（３６０／分割数）°を中心値として±２０％の範囲内の角度で分割された８以上の中子セグメントを、分割角度が中心値以上の中子セグメントと、中心値未満の中子セグメントとが交互に繰り返さないように規則性なく（不等ピッチで）配置して、中子本体を構成させることにより、各中子セグメントと加硫後のタイヤとの密着力を適切に抑制して、加硫成形後の中子セグメントの抜き出しを容易にさせて、作業効率を従来よりも向上できることを実験により確認した。

さらに、上記のような剛性中子を用いた場合、加硫成形後のタイヤにおけるＦＶ（フォースバリエーション）が改善されることが分かった。これは、不等分割された中子セグメントを規則性なく配置することにより、中子本体の分割数や分割位置に由来するＦＶ要因（高次成分のＦＶ）が抑制されたためである。

そして、本発明者は、中子本体が同一角度の中子セグメントを含んでいた場合でも、同一角度の中子セグメント同士が近い位置に配置されないように、ある程度離れて配置する、即ち、１つの中子セグメントから±９０°の範囲内に配置された複数の中子セグメントの各々における分割角度が異なるように中子セグメントを配置することによっても、加硫成形後の中子セグメントの抜き出しが容易になり、また、加硫成形後のタイヤにおけるＦＶを改善することができることを実験により確認した。

なお、本発明において、中子本体を中子セグメントに分割する数としては、それぞれの中子セグメントとタイヤとの接触面積をより小さくする（タイヤ内腔からより容易に抜き出すことが可能となる）という観点から、９以上にすることが好ましいことを実験により確認した。

そして、分割数が奇数の場合には、上記した分割角度が中心値以上の中子セグメント同士（若しくは、中心値未満の中子セグメント同士）が必ず２個以上隣接するため、中心値以上の中子セグメントと中心値未満の中子セグメントとが交互にならないように配置して、ＦＶ要因を適切に抑制することができる。このため、分割数は９以上の奇数であることが好ましい。

また、上記した構成の剛性中子を用いる場合、加硫成形装置の加硫金型側も、上記した中子本体の場合と同様に、近似した角度で不等分割されたパターンセグメントが不規則に配置されることにより構成されていることが好ましい。

このような加硫金型を本発明に係る剛性中子と共に用いて加硫成形することにより、加硫後のタイヤのＦＶの次数成分をさらに適切に低減させることができ、よりユニフォミティに優れた空気入りタイヤを製造することができる。

具体的には、８以上に分割された複数のパターンセグメントから構成され、分割角度が（３６０／分割数）°±２０％であり、パターンセグメントの各々における分割角度が異なっていると共に、分割角度が（３６０／分割数）°以上のパターンセグメントと、分割角度が（３６０／分割数）°未満のパターンセグメントとが、交互に繰り返さないように配置されている加硫金型である。

なお、上記の剛性中子と同様に、加硫金型側においても、ある程度離れていれば、一部のパターンセグメントの分割角度を同じにしてもよく、具体的には、１つのパターンセグメントから±９０°の範囲内に配置された複数のパターンセグメントの各々における分割角度が異なるようにパターンセグメントを配置することによっても、よりユニフォミティに優れた空気入りタイヤを製造することができることを実験により確認した。

２．実施の形態
次に、実施の形態により、図面を用いて本発明を具体的に説明する。図１は、本実施の形態に係る剛性中子の一例を模式的に示す平面図である。

図１に示すように、本実施の形態に係る剛性中子１は、従来の剛性中子と同様に、加硫後の製品タイヤの内面形状に対応する形状の外表面を有し、分割された複数の中子セグメント５が円環状に組み立てられた中子本体２を有している。なお、円環状の中子本体２の中心孔３には、加硫成形時にコア４が装着される。そして、中子本体２とコア４は、アルミや鉄などの金属により形成されている。

一方、本実施の形態に係る剛性中子１は、以下の点において従来の剛性中子と異なっている。即ち、中子本体２は８個の中子セグメント５ａ〜５ｈから構成されており、それぞれの中子セグメント５ａ〜５ｈが近似した角度で不等分割され、規則性なく配置されている。

具体的には、図１の中子セグメント５ａ〜５ｈにおいて、各中子セグメントの外周縁における両端縁のそれぞれと、剛性中子１の中心とを結ぶ２本の線分により形成される分割角度は、（３６０°／８）＝４５°を中心値として、順に４１°、４２°、５０°、４７°、４３°、４０°、５３°、４４°と、中心値の±２０％の範囲内に、全ての分割角度が異なるように設定され、４５°以上の中子セグメント５と４５°未満の中子セグメント５とが交互に繰り返さないように配置されて中子本体１が構成されている。

なお、前記したとおり、同一角度の中子セグメント同士が近い位置に配置されないように、ある程度離れて配置すれば、中子本体１は、同一角度の中子セグメント５を含んでいてもよい。例えば、図２に示す５ａと５ｆ、５ｂと５ｅの中子セグメントのように、それぞれ９０°以上離れた位置であれば、同一角度の中子セグメントが配置されていてもよい。

なお、このような剛性中子は、例えば、１００ブチルのインナーライナを含む生タイヤの加硫成形に好ましく用いることができる。また、タイヤのビード構造は、Ｓプロの構造であることが好ましく、ケーシング（カーカスプライ）などの枚数は問わない。

さらに、この剛性中子の外周に生タイヤを成形する方法としては、前記したタイヤ構成部材を順次貼り付けて成形する方法に限定されず、ストリップワインド工法を用いて成形する方法を採用することもできる。

１．評価用タイヤの作製
表１に示すように、剛性中子と加硫金型の構成がそれぞれ異なる４種類の加硫成形装置（実施例１〜３および比較例）を用いて、タイヤサイズ２０５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤを試作した。

なお、表１において、「大小８分割」とは、従来のように大小二種類、各４つの中子セグメントが交互に配置された中子本体を有する剛性中子、「不等ピッチ８分割」とは、４５°±２０％の範囲内で８つに不等分割された中子セグメントが規則性なく配置された中子本体を有する剛性中子、「不等ピッチ９分割」とは、４０°±２０％の範囲内で９つに不等分割された中子セグメントが規則性なく配置された中子本体を有する剛性中子であることを意味している。

また、「９分割等ピッチ」とは、９つに等分割されたパターンセグメントから構成された加硫金型、「９分割不等ピッチ」とは、４０°±２０％の範囲内で９つに不等分割されたパターンセグメントが規則性なく配置された加硫金型であることを意味している。

２．評価方法
（１）ＦＶの測定
ＪＡＳＯ Ｃ６０７：２０００に規定された試験方法に準拠して、それぞれの加硫成形装置で試作したタイヤを１２０ｋｍ／ｈの速度で回転させてＲＦＶ（ラジアルフォースバリエーション）を測定し、評価した。結果を表１に示す。なお、表１中の「ＲＦＶ８Ｈ」、「ＲＦＶ９Ｈ」、「ＲＦＶ１６Ｈ」、「ＲＦＶ１８Ｈ」は、それぞれ、８次成分、９次成分、１６次成分、１８次成分のＲＦＶである。

（２）中子バラシ時間の測定
中子バラシ時間として、剛性中子の分解開始から、全ての中子セグメントをタイヤ内腔から抜き出すまでの時間（秒）を測定し、評価した。結果を表１に示す。

表１より、実施例１〜３のいずれもが比較例よりも、中子バラシ時間が短くなっており、８個以上に不等分割されて不規則に配置された中子セグメントにより中子本体を構成させることにより、加硫成形後、タイヤの内腔から中子セグメントを容易に抜き出せることが確認された。

また、ＦＶ測定の結果、実施例１〜３のいずれもが、比較例よりもＲＦＶが低くなっており、８個以上に分割されて不規則に配置された中子セグメントにより中子本体を構成させることにより、ＦＶの次数成分の低減をしてユニフォミティに優れたタイヤを製造できることが確認された。

また、実施例１および実施例２より、同じパターンセグメントの加硫金型を用いた場合、中子本体の構成において、不規則に配置された中子セグメントの分割数が多くなることにより、中子バラシ時間、各ＲＦＶのいずれもが低減されることが確認された。

同様に、実施例２および実施例３より、同じ中子セグメントから構成された中子本体、および、同じ分割数のパターンセグメントの加硫金型を用いた場合、加硫金型においてパターンセグメントを不規則に配置することにより、中子バラシ時間は低減されないものの、各ＲＦＶが低減されることが確認された。

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可能である。

１ 剛性中子
２、ａ 中子本体
３ 中心孔
４ コア
５、５ａ〜５ｈ 中子セグメント
ｃ１ 大セグメント
ｃ２ 小セグメント

Claims (5)

1. 加硫後の製品タイヤの内面形状に対応する形状の外表面を有する円環状の中子本体と、円環状の前記中子本体の中心孔に装着されるコアとを備えた剛性中子であって、
   前記中子本体は、８以上に分割された複数の中子セグメントから構成されており、
   前記中子セグメントの外周縁における両端縁のそれぞれと、前記剛性中子の中心とを結ぶ２本の線分により形成される分割角度が、（３６０／分割数）°±２０％であり、
   前記中子セグメントの各々における分割角度が異なっていると共に、
   円環状に形成された前記中子本体において、前記分割角度が（３６０／分割数）°以上の中子セグメントと、前記分割角度が（３６０／分割数）°未満の中子セグメントとが交互に繰り返さないように配置されている
   ことを特徴とする剛性中子。
2. 加硫後の製品タイヤの内面形状に対応する形状の外表面を有する円環状の中子本体と、円環状の前記中子本体の中心孔に装着されるコアとを備えた剛性中子であって、
   前記中子本体は、８以上に分割された複数の中子セグメントから構成されており、
   前記中子セグメントの外周縁における両端縁のそれぞれと、前記剛性中子の中心とを結ぶ２本の線分により形成される分割角度が、（３６０／分割数）°±２０％であり、
   １つの中子セグメントから±９０°の範囲内に配置された複数の中子セグメントの各々における分割角度が異なっていると共に、
   円環状に形成された前記中子本体において、前記分割角度が（３６０／分割数）°以上の中子セグメントと、前記分割角度が（３６０／分割数）°未満の中子セグメントとが交互に繰り返さないように配置されている
   ことを特徴とする剛性中子。
3. 前記中子本体が、９以上の奇数に分割された複数の中子セグメントから構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の剛性中子。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の剛性中子と、加硫後の製品タイヤの外面形状に対応するパターンが内表面に形成されている円環状の加硫金型とを備えた空気入りタイヤの加硫成形装置であって、
   前記加硫金型は、８以上に分割された複数のパターンセグメントから構成されており、
   前記パターンセグメントの外周縁における両端縁のそれぞれと、前記加硫金型の中心とを結ぶ２本の線分により形成される分割角度が、（３６０／分割数）°±２０％であり、
   前記パターンセグメントの各々における分割角度が異なっていると共に、
   円環状に形成された前記加硫金型において、前記分割角度が（３６０／分割数）°以上のパターンセグメントと、前記分割角度が（３６０／分割数）°未満のパターンセグメントとが交互に繰り返さないように配置されている
   ことを特徴とする空気入りタイヤの加硫成形装置。
5. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の剛性中子と、加硫後の製品タイヤの外面形状に対応するパターンが内表面に形成されている円環状の加硫金型とを備えた空気入りタイヤの加硫成形装置であって、
   前記加硫金型は、８以上に分割された複数のパターンセグメントから構成されており、
   前記パターンセグメントの外周縁における両端縁のそれぞれと、前記加硫金型の中心とを結ぶ２本の線分により形成される分割角度が、（３６０／分割数）°±２０％であり、
   １つのパターンセグメントから±９０°の範囲内に配置された複数のパターンセグメントの各々における分割角度が異なっていると共に、
   円環状に形成された前記加硫金型において、前記分割角度が（３６０／分割数）°以上のパターンセグメントと、前記分割角度が（３６０／分割数）°未満のパターンセグメントとが交互に繰り返さないように配置されている
   ことを特徴とする空気入りタイヤの加硫成形装置。

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