JP2020006545A - タイヤ製造用の剛性コアおよびタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加硫工程でのセグメント間のずれやセグメントの変形を、セグメントを重厚、複雑な構造にすることを回避しつつ抑制して、高品質のタイヤを製造できるタイヤ製造用の剛性コアおよびタイヤの製造方法を提供する。【解決手段】円筒状のタイヤ製造用の剛性コア１を構成する多数のセグメント２、３が、側面視で外周側円弧長Ｓｏが相対的に短い小セグメント２と、外周側円弧長Ｌｏが相対的に長い大セグメント３との二種類からなり、大セグメント３の外周側円弧長Ｌｏが小セグメント２の外周側円弧長Ｓｏの３倍以下、小セグメント２ではその外周側円弧長Ｓｏがその内周側円弧長Ｓｉの０．６倍以上に設定されていて、小セグメント２と大セグメント３が環状に周方向に１つずつ交互に配列されて、周方向に隣り合うセグメント２、３どうしが連結する。【選択図】図１

Description

本発明はタイヤ製造用の剛性コアおよびタイヤの製造方法に関し、さらに詳しくは、加硫工程での剛性コアを構成するセグメント間のずれやセグメントの変形を、セグメントを重厚、複雑な構造にすることを回避しつつ抑制して、高品質のタイヤを製造することができるタイヤ製造用の剛性コアおよびタイヤの製造方法に関するものである。

空気入りタイヤは、円筒状の成形ドラムの外周面にタイヤ構成部材を積層して成形した未加硫のグリーンタイヤを加硫することにより製造される。グリーンタイヤを成形する方法の一つとして、完成タイヤのタイヤ内周面形状に対応した外周面形状を有する剛性コアの外周面にタイヤ構成部材を積層する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

剛性コアは、側面視で多数の円弧状のセグメントを環状に配列して組み付けることにより構成されている。剛性コアの外周面に成形されたグリーンタイヤは、剛性コアとともに加硫用モールドの中に配置されて、所定の温度および所定の圧力下で加硫される。グリーンタイヤの加硫工程では、グリーンタイヤおよび剛性コアはタイヤ外周側から強く押圧されるため、周方向に隣り合うセグメントどうしの境界面でずれが生じたり、セグメントが変形することもある。このようなセグメントのずれや変形が生じると、加硫されたタイヤには段差等が形成されて外観品質が低下するという問題がある。セグメントを重厚、複雑な構造にして強度を向上させることで、セグメントのずれや変形を抑えることもできる。しかしながら、セグメントを重厚な構造や複雑な構造にすると取扱い性等が低下する。そのため、セグメントを重厚、複雑な構造にすることを回避して、加硫工程でのセグメントのずれや変形を抑制することが望まれる。

特開２０１５−１６８１７３号公報

本発明の目的は、加硫工程での剛性コアを構成するセグメント間のずれやセグメントの変形を、セグメントを重厚、複雑な構造にすることを回避しつつ抑制して、高品質のタイヤを製造することができるタイヤ製造用の剛性コアおよびタイヤの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のタイヤ製造用の剛性コアは、側面視で円弧状の多数のセグメントを有し、これらセグメントが環状に配列されて周方向に隣り合うセグメントどうしが連結することで構成される円筒状のタイヤ製造用の剛性コアにおいて、前記多数のセグメントが、側面視で外周側円弧長が相対的に短い小セグメントと、前記外周側円弧長が相対的に長い大セグメントとの二種類からなり、前記小セグメントと前記大セグメントが周方向に１つずつ交互に配列されて、前記大セグメントの外周側円弧長が前記小セグメントの外周側円弧長の３倍以下、前記小セグメントではその外周側円弧長がその内周側円弧長の０．６倍以上に設定されていることを特徴とする。

本発明のタイヤの製造方法は、上記のタイヤ加硫用の剛性コアの外周面にグリーンタイヤを成形し、前記剛性コアとともに前記グリーンタイヤを加硫用モールドの中に配置して前記グリーンタイヤを加硫することを特徴とする。

本発明によれば、剛性コアは、側面視で外周側円弧長が相対的に短い小セグメントと、前記外周側円弧長が相対的に長い大セグメントとの二種類で構成されていて、小セグメントと大セグメントが周方向に１つずつ交互に配列されて、大セグメントの外周側円弧長が小セグメントの外周側円弧長の３倍以下、小セグメントではその外周側円弧長がその内周側円弧長の０．６倍以上に設定されている。そのため、周方向に隣り合うセグメントどうしを連結した状態にした剛性コアが、加硫工程において外周側から強く押圧されても、押圧力がいずれかのセグメントに集中的に作用することが回避され、広く分散させ易くなる。これに伴い、セグメントの強度を確保するために、セグメントを重厚な構造や複雑な構造にしなくても、加硫工程でのセグメント間のずれやセグメントの変形を抑制することが可能になり、製造したタイヤの品質向上に寄与する。

本発明のタイヤ製造用の剛性コアの実施形態を側面視で例示する説明図である。 図１の剛性コアの上半分を横断面視で例示する説明図である。 図１の小セグメントおよび大セグメントを側面視で例示する説明図である。 一部のタイヤ構成部材が貼り付けられた成形途中のグリーンタイヤの上半分を横断面視で例示する説明図である。 成形されたグリーンタイヤの上半分を横断面視で例示する説明図である。 図５のグリーンタイヤを加硫している加硫装置を断面視で例示する説明図である。 製造されたタイヤの上半分を横断面視で例示する説明図である。 加硫工程で押圧される剛性コアの一部を側面視で例示する説明図である。 剛性コアの別の仕様（仕様２）を側面視で例示する説明図である。 剛性コアの別の仕様（仕様３）側面視で例示する説明図である。

以下、本発明のタイヤ製造用の剛性コアおよびタイヤの製造方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１〜図３に例示する本発明の剛性コア１の実施形態は、側面視で円弧状の多数のセグメント２、３を有している。剛性コア１を構成する多数のセグメント２、３は、小セグメント２と大セグメント３の二種類であり、金属等で形成された剛体である。

剛性コア１は、製造される加硫済みタイヤ１５のタイヤ内周面形状に対応した外周面形状を有している。即ち、剛性コア１の外周面は、製造される完成タイヤ１５の内周面と実質的に同じ形状に形成されている。そのため、図２に例示するように剛性コア１の外周面は、剛性コア１の幅方向位置によって周長が変化するプロファイルになっている。一般的には、剛性コア１の幅方向中央部が両端部よりも外周側に突出したプロファイルになる。

小セグメント２は、側面視で外側円弧長がＳｏ、内側円弧長がＳｉの扇形状である。大セグメント３は、側面視で外側円弧長がＬｏ、内側円弧長がＬｉの扇形状である。小セグメント２の外周側円弧長Ｓｏは相対的に短く、大セグメント３の外周側円弧長Ｌｏが相対的に長くなっている（Ｓｏ＜Ｌｏ）。

小セグメント２と大セグメント３が周方向に１つずつ交互に配列されて、周方向に隣り合うセグメント２、３どうしが連結することで円筒状の剛性コア１が構成されている。即ち、剛性コア１は同数の小セグメント２と大セグメント３を有している。小セグメント２および大セグメント３の数は例えばそれぞれ３〜６個である。周方向に隣り合うセグメント２、３は、対向する周方向端面２ａ、３ａどうしを当接させて連結される。

それぞれのセグメント２、３の内周面には、剛性コア１の筒軸中心部に配置される中心軸４から放射状に延在する支持軸５が接続されている。支持軸５と中心軸４とはボス４ａを介して接続されている。それぞれの支持軸５は、セグメント２、３および中心軸４に対して着脱可能になっていて、複数に分割される構造、或いは、折り畳み可能な構造にすることもできる。図中の一点鎖線ＣＬは、剛性コア１の筒軸心位置を示している。

この実施形態では、剛性コア１の両側面の中心部には円盤状のサイドプレート５ａが取り付けられている。それぞれのサイドプレート５ａの外縁部分は、環状に組み付けられたそれぞれのセグメント２、３の内側円弧の部分に係合している。サイドプレート５ａの中央部には貫通穴が形成されていて、この貫通穴に中心軸４が挿通している。尚、図１、９、１０では、剛性コア１の内部構造を明確するためにサイドプレート５ａを二点鎖線で記載している。

大セグメント３の外周側円弧長Ｌｏは小セグメント２の外周側円弧長Ｓｏの３倍以下に設定されている。即ち、（Ｌｏ／Ｓｏ）≦３に設定されている。また、小セグメント２の外周側円弧長Ｓｏは小セグメント２の内周側円弧長Ｓｉの０．６倍以上に設定されている。即ち、（Ｓｏ／Ｓｉ）≧０．６に設定されている。

このように、（Ｌｏ／Ｓｏ）の範囲、（Ｓｏ／Ｓｉ）の範囲を設定することで、小セグメント２と大セグメント３の大きさのバランスおよび当接する周方向端面２ａ、３ａの傾斜角度を所望の状態にしている。（Ｌｏ／Ｓｏ）は例えば１．０５以上、（Ｓｏ／Ｓｉ）は例えば１．５以下にする。

次に、この剛性コア１を使用してタイヤを製造する手順を説明する。

分離されている小セグメント２と大セグメント３とを、周方向に１つずつ交互に配列して、周方向に隣り合うセグメント２、３どうしを連結することにより、図１、２に例示する円筒状の剛性コア１を構築する。この剛性コア１の外周面には順次、図４に例示するように所定のタイヤ構成部材（インナーライナ８やカーカス層１０など）を貼り付けておく。具体的には、剛性コア１の外周面に順次、インナーライナ８、カーカス層１０を積層して貼り付けてそれぞれを円筒状にする。剛性コア１の幅方向両側面では、カーカス層１０の上にリング状のビード部材９を配置して、それぞれのビード部材９のビードコア９ａの周りでカーカス層１０を折り返した状態にしておく。また、カーカス層１０の幅方向両端部には未加硫のサイドゴム１２を積層して貼り付けておく。必要に応じてその他のタイヤ構成部材も貼り付けておく。

次いで、剛性コア１の外周側に貼り付けられている円筒状のカーカス層１０の外周面に円筒状のベルト層１１を形成する。ベルト層１１は、タイヤ周方向に対して所定の傾斜角度で引き揃えられた多数本の補強コードが未加硫ゴムでコーティングされている。

次いで、ベルト層１１の外周面に順次、ベルト補強層や未加硫のトレッドゴム１３等の必要なタイヤ構成部材を貼り付ける。このようにして図５に例示するように、剛性コア１の外周面にグリーンタイヤ１４が成形される。

次いで、図６に例示するようにグリーンタイヤ１４を剛性コア１とともに、加硫装置６に設置された加硫用モールド７の中に配置して加硫用モールド７を閉型する。この実施形態では加硫用モールド７は、環状に配列された複数のセクターモールド７ａと、円環状の上側サイドモールド７ｂおよび円環状の下側サイドモールド７ｃとで構成されている。閉型した加硫用モールド７の内部でグリーンタイヤ１４を所定条件で加硫することで図７に例示する加硫済みタイヤ１５が完成する。加硫済みのタイヤ１５を加硫用モールド７から取り出した後で、剛性コア１を分解してタイヤ１５から分離させる。

グリーンタイヤ１４の加硫工程では、図８に例示するように、剛性コア１はグリーンタイヤ１４とともに、タイヤ外周側から強く押圧される。それぞれの小セグメント２は外周側からの押圧力Ｆｓで押圧され、それぞれの大セグメント３は外周側からの押圧力Ｆｂで押圧される。周方向に隣り合うセグメント２、３どうしは、対向する周方向端面２ａ、３ａどうしが当接しているので、互いの間で力が作用する。

剛性コア１が小セグメント２と大セグメント３の二種類を有している場合、大セグメント３は小セグメント２に比して、押圧力の受圧面積が大きいのでより大きな押圧力Ｆｂを受けることになる。それ故、小セグメント２は隣接している大セグメント３から大きな圧力を受け易くなる。これに伴って、小セグメント２と大セグメント３との境界面（周方向端面２ａ、３ａ）での半径方向のずれが発生し易くなり、また、小セグメント２は大セグメント３よりも変形し易くなる。

本発明では、大セグメント３の外周側円弧長Ｌｏが小セグメント２の外周側円弧長Ｓｏの３倍以下、小セグメント２ではその外周側円弧長Ｓｏがその内周側円弧長Ｓｉの０．６倍以上に設定されている。そのため、加硫工程において剛性コア１が外周側から強く押圧されても、押圧力がいずれかのセグメント２、３に集中的に作用することを回避することができ、剛性コア１に作用する押圧力を広く分散させ易くなっている。

即ち、小セグメント２および大セグメント３を、（Ｌｏ／Ｓｏ）≦３、（Ｓｏ／Ｓｉ）≧０．６を満足する仕様にすることで、小セグメント２と大セグメント３の大きさのバランスおよび当接する周方向端面２ａ、３ａの傾斜角度を、加硫工程でのそれぞれのセグメント２、３の境界面でのずれやセグメント２、３の変形を抑制するには適切な状態にしている。そのため、セグメント２、３の強度を確保するために、セグメント２、３を重厚な構造や複雑な構造にすることなく、加硫工程でのセグメント２、３間のずれやセグメント２、３の変形を抑制することが可能になっている。その結果、製造したタイヤ１５には、セグメント２、３の境界面でのずれやセグメント２、３の変形に起因する段差等が形成されることが回避されるので、タイヤ品質向上につながる。

（Ｌｏ／Ｓｏ）が過大になると小セグメント２が相対的に小さくなって小セグメント３の変形を抑えることが難しくなるので３以下にする。一方、（Ｌｏ／Ｓｏ）が過小になると、小セグメント２と大セグメント３との差異がなくなるため１．０５以上にすることが好ましい。（Ｓｏ／Ｓｉ）が過小になると、小セグメント２と大セグメント３の当接する周方向端面２ａ、３ａの傾斜が、大セグメント３が小セグメント２を剛性コア１の外周側から覆うような状態になって、押圧力が小セグメント２に集中し易くなるため、０．６以上にする。一方、（Ｓｏ／Ｓｉ）が過大になると、周方向端面２ａ、３ａの長さが長くなって押圧力を小セグメント２および大セグメント３（周方向端面２ａ、３ａ）で均等にするための高い加工精度が必要になるので１．５以下にすることが好ましい。

それぞれのセグメント２、３を環状に連結する操作および環状に連結したそれぞれのセグメント２、３の連結を解除する操作の取扱い性などを考慮すると、小セグメント２および大セグメント３の数はそれぞれ、３〜６にするのが好ましい。

小セグメントと大セグメントの二種類を有する剛性コアを用いてグリーンタイヤを加硫してタイヤを製造するに際して、以下の３仕様の剛性コアを使用してタイヤを製造し、その後でセグメントの変形量を測定した。使用した剛性コアは、図１、図９、図１０に例示する３仕様であり、表１に示すように実質的に（Ｌｏ／Ｓｏ）および（Ｓｏ／Ｓｉ）のみを異ならせて、その他の条件は同じにした。

測定したセグメントの変形量は、小セグメント、大セグメントそれぞれの幅方向中央部における境界面（周方向端面）および周方向中央位置での半径方向の変位量（内周側への変形量）である。その測定結果を表１に示す。表１ではそれぞれの位置での変形量は大セグメントでの変形量を基準の１００として指数で表示した。指数の値が小さい程変形が小さいことを示す。

表１の結果から、（Ｌｏ／Ｓｏ）≦３および（Ｓｏ／Ｓｉ）≧０．６に設定した仕様１および仕様２は、仕様３に比して、小セグメントの変形量を抑制するには有効であることが分かる。

１ 剛性コア
２ 小セグメント
２ａ 周方向端面
３ 大セグメント
３ａ 周方向端面
４ 中心軸
４ａ ボス
５ 支持軸
５ａ サイドプレート
６ 加硫装置
７ａ、７ｂ、７ｃ 加硫用モールド
８ インナーライナ
９ ビード部材
９ａ ビードコア
１０ カーカス層
１１ ベルト層
１２ サイドゴム
１３ トレッドゴム
１４ グリーンタイヤ
１５ タイヤ（加硫済みタイヤ）

Claims (4)

1. 側面視で円弧状の多数のセグメントを有し、これらセグメントが環状に配列されて周方向に隣り合うセグメントどうしが連結することで構成される円筒状のタイヤ製造用の剛性コアにおいて、
   前記多数のセグメントが、側面視で外周側円弧長が相対的に短い小セグメントと、前記外周側円弧長が相対的に長い大セグメントとの二種類からなり、前記小セグメントと前記大セグメントが周方向に１つずつ交互に配列されて、前記大セグメントの外周側円弧長が前記小セグメントの外周側円弧長の３倍以下、前記小セグメントではその外周側円弧長がその内周側円弧長の０．６倍以上に設定されていることを特徴とするタイヤ加硫用の剛性コア。
2. 前記大セグメントの外周側円弧長が前記小セグメントの外周側円弧長の１．０５倍以上、前記小セグメントではその外周側円弧長がその内周側円弧長の１．５倍以下に設定されている請求項１に記載のタイヤ加硫用の剛性コア。
3. 前記小セグメントおよび前記大セグメントの数がそれぞれ３〜６である請求項１または２に記載のタイヤ加硫用の剛性コア。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ加硫用の剛性コアの外周面にグリーンタイヤを成形し、前記剛性コアとともに前記グリーンタイヤを加硫用モールドの中に配置して前記グリーンタイヤを加硫することによりタイヤを製造するタイヤの製造方法。

Images