JP5486622B2 - タイヤ形成用の剛性中子 - Google Patents

Description

本発明は、中子セグメントの合わせ面を改良することにより、中子セグメント間の整合性の低下を抑え、中子セグメント間のゴム噛み、加硫中の中子本体の真円性の低下等を防止しうるタイヤ形成用の剛性中子に関する。

近年、タイヤの形成精度を高めるため、剛性中子を用いたタイヤ形成方法が提案されている（例えば特許文献１、２参照。）。この剛性中子は、加硫済みタイヤのタイヤ内腔面の形状に合った外形形状を有する中子本体を具え、この中子本体上でタイヤ構成部材を順次貼り付けることにより、生タイヤが形成される。そしてこの生タイヤを剛性中子ごと加硫金型内に投入することにより、内型である中子本体と外型である加硫金型との間に挟まれて、生タイヤが加硫成形される。

又前記中子本体ａでは、加硫成形後にタイヤから分解して取り外せるよう、図８（Ａ）に示すように、周方向に分割される複数の中子セグメントｃによって構成されている。そして各中子セグメントｃは、その周方向両端面を合わせ面ｃｓとし、周方向で隣り合う合わせ面ｃｓ、ｃｓ同士を互いに付き合わすことにより、前記中子本体が環状に形成される。

このとき、従来の中子セグメントｃでは、図８（Ｂ）に示すように、各合わせ面ｃｓは平面状に形成され、その合わせ面ｃｓの全面が、隣り合う合わせ面ｃｓと接触するように構成されている。そのため、合わせ面ｃｓの平面性の影響が大きくなり、中子本体ａの真円性の低下を招いたり、又合わせ面ｃｓ間に隙間が発生してゴム噛みを起こすという問題が生じている。特に、中子本体ａは、生タイヤ形成時の常温状態（１５〜５０℃程度）から加硫成型時の高温状態（１００℃以上）まで温度上昇するとともに、トレッド部の周長がビード部の周長に比して長い。その結果、熱膨張量がトレッド側では大かつビード側では小となってしまい、加硫中の合わせ面ｃｓがうねり状に複雑に変形し、平面性を著しく低下させる場合がある。そのため加硫中、合わせ面ｃｓ間の隙間の発生箇所が多くなったり、又隙間が大きくなるなどゴム噛みを悪化させるとともに、中子セグメントｃ間の押し付け力が不均一となって、加硫中の中子本体ａの真円性を低下させる場合がある。

特開２０１１−１６１８９６号公報 特開２０１１−１６７９７９号公報

そこで本発明は、隣り合う合わせ面の少なくとも一方を、外周縁に沿う縁取り面部と、この縁取り面部からステップ状に凹む凹み面部とからなる段付き合わせ面とすることを基本として、合わせ面の平面性による影響を小さくして整合性を高めることができ、加硫中におけるゴム噛みの発生、及び加硫中の中子本体の真円性の低下を効果的に抑制しうるタイヤ形成用の剛性中子を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本願請求項１の発明は、生タイヤを形成するタイヤ成形面部を外表面に有する環状の中子本体を具え、かつ生タイヤごと加硫金型内に投入されることにより、該加硫金型と中子本体との間で前記生タイヤを加硫成形する剛性中子であって、
前記中子本体は、周方向に分割される複数の中子セグメントからなり、
各中子セグメントは、その周方向両端面を合わせ面とし、周方向で隣り合う合わせ面同士を互いに付き合わすことにより前記中子本体を形成するとともに、
前記周方向で隣り合う合わせ面の少なくとも一方の合わせ面を、その外周縁に沿う縁取り面部と、この縁取り面部に囲まれかつ該縁取り面部からステップ状に凹む凹み面部とからなる段付き合わせ面とすることにより、隣の合わせ面とは前記縁取り面部のみで接触させることを特徴としている。

また請求項２では、前記縁取り面部は、前記外周縁からの巾Ｗが５〜３５ｍｍであることを特徴としている。

また請求項３では、前記凹み面部は、前記縁取り面部からの深さＨが０．０５〜１．０ｍｍであることを特徴としている。

本発明は叙上の如く、周方向で隣り合う合わせ面の少なくとも一方を、合わせ面の外周縁に沿う縁取り面部と、この縁取り面部からステップ状に凹む凹み面部とからなる段付き合わせ面としている。そのため、中子セグメントの組み立て状態では、合わせ面間は、縁取り面部のみで接触することとなる。その結果、合わせ面の全面で接触させる場合に比して平面性による影響が小さくなり、合わせ面間の整合性を高めることができる。特に、熱膨張によって合わせ面に複雑な変形が生じた場合にも、その悪影響が凹み面部により吸収されるため、合わせ面間の整合性を高く確保することが可能となり、加硫中におけるゴム噛みの発生、及び加硫中の中子本体の真円性の低下を効果的に抑制することができる。

本発明の剛性中子の一実施例の使用状態を示す断面図である。 中子本体の斜視図である。 中子本体の側面図である。 （Ａ）は段付き合わせ面を示す中子セグメントの斜視図、（Ｂ）は段付き合わせ面の正面図である。 段付き合わせ面による突き合わせ状態を拡大して示す側面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、段付き合わせ面の組み合わせを示す略図である。 （Ａ）、（Ｂ）は表１で用いた中子セグメントの内腔部の状態を示す略図である。 （Ａ）は中子本体の側面図、（Ｂ）は中子セグメントの斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の剛性中子１は、外表面にタイヤ成形面部２Ｓを有する環状の中子本体２を具える。そして、このタイヤ成形面部２Ｓ上に、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ることにより、仕上がりタイヤとほぼ同形状の生タイヤｔが形成される。又前記生タイヤｔを、従来と同様、剛性中子１ごと加硫金型ｂ内に投入し、内型である中子本体２と外型である加硫金型ｂとの間で前記生タイヤｔを加熱加圧することで加硫成形が行われる。なお前記タイヤ成形面部２Ｓは、仕上がりタイヤの内面形状とほぼ同形状に形成される。

又前記剛性中子１は、環状の前記中子本体２と、その中心孔２Ｈに内挿される円筒状のコア３とを含んで構成されるが、前記中子本体２以外は、従来的な周知構造を採用できる。従って、以下に前記中子本体２のみ説明する。

本例の中子本体２は、その内部に例えば周方向に連続してのびる内腔部４を具えた中空状をなし、その内腔部４内に前記生タイヤｔを内側加熱する例えば電気ヒータなどの加熱手段（図示しない。）を配置している。

又前記中子本体２は、図２、３に示すように、周方向に分割される複数の中子セグメント５から形成される。各中子セグメント５は、その周方向両端面を合わせ面６とし、周方向で隣り合う合わせ面６、６同士を互いに付き合わすことにより環状の中子本体２が形成される。

本例では、前記中子セグメント５は、周方向に交互に配される第１、第２の中子セグメント５Ａ、５Ｂから構成される。前記第１の中子セグメント５Ａは、周方向両端の合わせ面６が、半径方向内方に向かって周方向巾が減じる向きに傾斜している。これに対して第２の中子セグメント５Ｂは、周方向両端の合わせ面６が、半径方向内方に向かって周方向巾が増す向きに傾斜している。これにより、前記第２の中子セグメント５Ｂから順に半径方向内側に移動でき、加硫成形後、仕上がりタイヤのビード孔から順次取り出すことができる。なお前記コア３は、各中子セグメント５の半径方向内側への移動を阻止し、各中子セグメント５を一体連結させる。

そして本発明では、周方向で隣り合う合わせ面６、６の少なくとも一方の合わせ面６を、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、合わせ面６の外周縁６ｅに沿う縁取り面部７と、この縁取り面部７に囲まれかつ該縁取り面部７からステップ状に凹む凹み面部８とからなる段付き合わせ面９としている。これにより、段付き合わせ面９は、図５に示すように、隣の合わせ面６とは前記縁取り面部７のみで接触しうる。

従って、熱膨張によって合わせ面６に複雑な変形が生じた場合にも、前記凹み面部８では非接触となるため、合わせ面６、６間の整合性を高く確保することが可能となり、加硫中におけるゴム噛みの発生、及び加硫中の中子本体の真円性の低下を効果的に抑制することができる。

そのためには、前記縁取り面部７は、前記外周縁からの巾Ｗが５〜３５ｍｍであることが好ましい。前記縁取り面部７の巾Ｗが３５ｍｍを上回ると、接触面積が大であるため整合性の確保が難しくなり、ゴム噛みや真円性の低下の抑制効果が低下する。逆に縁取り面部７の巾Ｗが５ｍｍを下回ると、縁取り面部７の強度が低下するとともに縁取り面部７への圧力も相対的に増加するため耐久性能が低下し、繰り返し使用する際、縁取り面部７に変形や損傷を招く傾向となる。

又前記凹み面部８では、前記縁取り面部７からの深さＨが０．０５〜１．０ｍｍであるのも好ましく、０．０５ｍｍを下回ると、熱膨張による合わせ面６の変形を充分吸収できなくなって、整合性を高く確保することが難しくなる。逆に１．０ｍｍを超えると、縁取り面部７の強度が減じるなど耐久性能が低下し、繰り返し使用する際、縁取り面部７に変形や損傷を招く傾向となる。なお前記縁取り面部７の巾Ｗ、及び深さＨは、一定であることがより好ましいが一定でなくても良く、かかる場合、その上限値及び下限値が前記範囲５〜３５ｍｍ、及び０．０５〜１．０ｍｍの範囲内に入るのが好ましい。

又前記縁取り面部７の巾Ｗ及び深さＨが前記範囲内の時、ゴム噛みや真円性低下の抑制効果は、前記縁取り面部７の面積Ｓ１と、合わせ面６のプロファイル面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２が小さいほど高くなる。そのため、前記比Ｓ１／Ｓ２は、前記抑制効果の観点から、具体的には５５％以下、さらには３５％以下がより好ましい。なお、前記プロファイル面積Ｓ２とは、合わせ面６の輪郭線（外周縁）で囲む面積を意味する。

次に、前記段付き合わせ面９は、周方向で隣り合う合わせ面６、６のうちの少なくとも一方に形成すればよく、例えば、
（ア） 図６（Ａ）に示すように、第２の中子セグメント５Bの合わせ面６、６をそれぞれ段付き合わせ面９とし、第１中子セグメント５Ａの合わせ面６、６をそれぞれ凹み面部８のない従来的な平滑な合わせ面１０で形成する；
（イ） 図６（Ｂ）に示すように、第２中子セグメント５Bの合わせ面６、６をそれぞれ平滑な合わせ面１０とし、第１中子セグメント５Ａの合わせ面６、６をそれぞれ段付き合わせ面９で形成する；或いは
（ウ） 図６（Ｃ）に示すように、第１、第２の中子セグメント５Ａ、５Ｂの合わせ面６、６のうち、周方向の一方向側（本例では右側）の合わせ面６のみ段付き合わせ面９で形成する：場合が適宜採用できるが、
（エ） 図６（Ｄ）に示すように、第１、第２の中子セグメント５Ａ、５Ｂの合わせ面６、６の全てを段付き合わせ面９で形成しても良い。

又前記中子本体２では、前記内腔部４を周方向に連続させず、図７（Ａ）に示すように、各中子セグメント５の内部に閉ざして、即ち内腔部４を合わせ面１０にて開口させずに形成することもできる。この場合、前記加熱手段として、スチームなどの加熱流体を採用でき、この加熱流体を各内腔部４内に流入することで、中子本体２を介して生タイヤｔを内側加熱する。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

本発明の効果を確認するため、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤ形成用の中子本体を、表１の仕様に基づき試作した。そしてこの中子本体を用いて空気入りタイヤを形成した時の耐ゴム噛み性、及び中子本体の真円性を評価した。

又各中子本体は、アルミニウム（熱膨張率＝２３．１×１０^−６／度）にて形成され、かつ１０個の中子セグメントに分割されている。又中子本体は、常温状態（２０℃）にて生タイヤが形成されるとともに、加硫金型内では１５０℃の高温状態に加熱される。表１に記載以外は、実質的に同仕様であり、又縁取り面部は、巾Ｗ及び深さＨを一定で形成している。

（１）耐ゴム噛み性：
加硫成形後に、中子セグメント間で発生したゴム噛みのゴム量を測定し、１０点法にて評価した。数値が大きいほどゴム噛みが少なく、耐ゴム噛み性に優れている。なお耐ゴム噛み性の評価は、加硫成形の１回目、３００回目、６００回目、１０００回目にて行い、加硫成形回数の増加に伴う耐ゴム噛み性の変化も評価した。

（２）中子本体の真円性：
中子本体をその軸心周りでゆっくりと回転させ、赤道位置において中子本体の外周面での凹凸の変化をダイヤルゲージを用いて測定し、１０点法にて評価した。数値が大きいほど凹凸の変化が少なく、真円精度に優れている。又真円性は、加硫成形の１回目、３００回目、６００回目、１０００回目にて行い、加硫成形回数の増加に伴う真円性性の変化も評価した。なお例えば６００回目の真円性とは、６００回目の加硫が終了し、セグメントをタイヤから取り出して再組立てした時に測定した常温での中子本体の真円性を意味する。

表１に示すように、実施例の剛性中子は、合わせ面を段付き合わせ面とすることにより、中子セグメント間の整合性を高めることができ、耐ゴム噛み性及び真円性を向上させうるのが確認できる。なお実施例４では巾Ｗが小、実施例１２では深さＨが大であるため、縁取り面部が強度不足となり、繰り返し使用することにより縁取り面部が変形して耐ゴム噛み性及び真円性の低下の割合が高くなるのが確認できる。又実施例７では巾Ｗが大、実施例９では深さＨが小であるため、耐ゴム噛み性及び真円性が１回目からやや低いことが確認できる。

１ 剛性中子
２ 中子本体
２Ｓ タイヤ成形面部
５ 中子セグメント
６ 合わせ面
６ｅ 外周縁
７ 縁取り面部
８ 凹み面部
９ 段付き合わせ面
ｂ 加硫金型
ｔ 生タイヤ

Claims (3)

1. 生タイヤを形成するタイヤ成形面部を外表面に有する環状の中子本体を具え、かつ生タイヤごと加硫金型内に投入されることにより、該加硫金型と中子本体との間で前記生タイヤを加硫成形する剛性中子であって、
   前記中子本体は、周方向に分割される複数の中子セグメントからなり、
   各中子セグメントは、その周方向両端面を合わせ面とし、周方向で隣り合う合わせ面同士を互いに付き合わすことにより前記中子本体を形成するとともに、
   前記周方向で隣り合う合わせ面の少なくとも一方の合わせ面を、その外周縁に沿う縁取り面部と、この縁取り面部に囲まれかつ該縁取り面部からステップ状に凹む凹み面部とからなる段付き合わせ面とすることにより、隣の合わせ面とは前記縁取り面部のみで接触させることを特徴とするタイヤ形成用の剛性中子。
2. 前記縁取り面部は、前記外周縁からの巾Ｗが５〜３５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載のタイヤ形成用の剛性中子。
3. 前記凹み面部は、前記縁取り面部からの深さＨが０．０５〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤ形成用の剛性中子。

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