JP6242146B2 - タイヤ形成用の剛性中子、及びそれを用いたタイヤ製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、中子セグメント間でのゴム噛みに起因する膜状のバリの発生を防止しうるタイヤ形成用の剛性中子、及びそれを用いたタイヤ製造方法に関する。

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（以下、中子工法という場合がある。）が提案されている（例えば特許文献１、２参照。）。前記剛性中子は、加硫済みタイヤのタイヤ内面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。

図８（Ａ）に示すように、前記中子本体ａは、加硫成形後にタイヤから分解して取り外せるよう、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同士が互いに付き合わされることにより、前記中子本体ａが環状に形成される。

ここで、中子本体ａの温度は、生タイヤ形成時の常温状態（１５〜５０℃程度）から加硫成形時の高温状態（１００℃以上）まで変化する。従って、中子本体ａでは、加硫成形時（熱膨張状態）において前記合わせ面ｃｓ同士が略当接するように、常温状態においては、図８（Ｂ）に拡大して示すように、熱膨張を見越した例えば０．２mm程度の隙間ｄが、合わせ面ｃｓ、ｃｓ間に形成されている。

しかし中子工法では、中子本体ａが熱膨張する前に、加硫金型が閉となって内圧が付加される。そのため、生タイヤＴのゴムｇの一部が、前記隙間ｄ内には入り込むゴム噛みが発生する。この噛み込まれたゴムｇは、図８（Ｃ）に拡大して示すように、熱膨張に伴う隙間ｄの減少とともに圧延され、薄い膜状のバリｇ１となって合わせ面ｃｓに付着してしまう。その結果、タイヤを加硫成形する毎に、分解された中子セグメントｃの合わせ面ｃｓから、前記膜状のバリｇ１を取り除く除去作業が必要となり、タイヤの生産効率を低下させるという問題がある。

特開２０１１−１６１８９６号公報 特開２０１１−１６７９７９号公報

本発明は、各合わせ面に、その外周縁に沿ってのびる縁取り凹部を形成することを基本として、噛み込まれたゴムが膜状のバリとなって合わせ面に付着するのを防止でき、タイヤの生産効率を向上させうるタイヤ形成用の剛性中子、及びそれを用いたタイヤ製造方法を提供することを目的としている。

本願第１発明は、生タイヤを形成するタイヤ成形面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、
各前記合わせ面に、前記タイヤ成形面とのコーナ部を切り欠くことにより該合わせ面の外周縁に沿ってのびる縁取り凹部を形成したことを特徴としている。

本発明に係る前記タイヤ形成用の剛性中子では、前記縁取り凹部は、タイヤ成形面と平行な壁面、及び前記合わせ面と平行な底面を具えることが好ましい。

本発明に係る前記タイヤ形成用の剛性中子では、前記縁取り凹部は、外周縁からの縁取り巾Ｗが０．５〜３．０mm、かつ合わせ面からの深さＤが０．１〜０．５mmであるのが好ましい。

本願第２発明は、請求項１〜３に記載の剛性中子を用いて生タイヤを加硫成形する加硫工程を含み、該加硫工程は、前記縁取り凹部内に流入する生タイヤのゴムにより、タイヤの内面から突出するリブ状の突条部を形成することを特徴としている。

本発明は叙上の如く、中子セグメンの合わせ面に、タイヤ成形面とのコーナ部を切り欠くことにより合わせ面の外周縁に沿ってのびる縁取り凹部を形成している。

ここで、金型閉時や加硫成形の初期においては、隣り合う中子セグメント間でゴム噛みが発生する。しかし、このときに噛み込まれたゴムは、縁取り凹部内に位置しており、合わせ面間の隙間内には侵入していない。そのため、以後の中子本体の熱膨張により、合わせ面間の隙間がなくなった場合にも、噛み込まれたゴムは、縁取り凹部内に留まって加硫され、リブ状の突条部となってタイヤ内面に一体に形成されることとなる。従って、噛み込まれたゴムが、薄い膜状に引き延ばされて合わせ面に付着するのを抑制でき、その除去作業を不要として、タイヤの生産効率を向上させることが可能となる。

本発明の剛性中子を用いた加硫工程を示す断面図である。 中子本体を示す斜視図である。 中子本体の分解方法を説明する側面図である。 （Ａ）は合わせ面の縁取り凹部を示す中子セグメントの側面図、（Ｂ）は合わせ面を正面視した中子セグメントの正面図である。 合わせ面の縁取り凹部を示す中子セグメントの部分斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は縁取り凹部の作用効果を説明する部分断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は中子セグメントの例を示す正面図、及び側面図である。 （Ａ）は中子本体の側面図、（Ｂ）、（Ｃ）その問題点を説明する合わせ面の部分断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。剛性中子１を用いた本発明のタイヤ製造方法は、生タイヤ形成工程（図示しない。）と、加硫工程（図１に示す。）とを含む。

前記剛性中子１は、外表面にタイヤ成形面２Ｓを有する環状の中子本体２を具える。このタイヤ成形面２Ｓは、加硫後の仕上がりタイヤの内面形状とほぼ同形状に形成されている。そして、前記生タイヤ形成工程では、前記タイヤ成形面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、トレッドゴム等の周知のタイヤ構成部材が順次貼り付けられ、これにより、仕上がりタイヤとほぼ同形状の生タイヤＴが、タイヤ成形面２Ｓ上に形成される。

又図１に示すように、前記加硫工程では、前記中子本体２ごと生タイヤＴが加硫金型Ｂ内に投入される。これにより、内型である中子本体２と外型である加硫金型Ｂとの間に挟まれて、前記生タイヤＴが加硫成形される。

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、本明細書では、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。

図４（Ａ）、（Ｂ）に、第１の中子セグメント５Ａを代表して示すように、各前記合わせ面６に、この合わせ面６とタイヤ成形面２Ｓとのコーナ部Qを切り欠くことにより、該合わせ面６の外周縁６Ｅに沿ってのびる縁取り凹部１０が形成される。前記外周縁６Ｅとは、合わせ面６とタイヤ成形面２Ｓとが仮想的に交わる稜線を意味する。又縁取り凹部１０は、タイヤ成形面２Ｓが形成される範囲に形成されていれば、合わせ面６の全周に亘って形成する必要はない。

本例の縁取り凹部１０は、図５に示すように、タイヤ成形面２Ｓと平行な壁面１０ａ、及び前記合わせ面６と平行な底面１０ｂを具える段差状に形成される。このような段差状をなす場合、図６に示すように、向かい合う縁取り凹部１０、１０によって形成されるゴム収容スペース１１において、その開口巾１１Ｗに対する収容容積Ｖを高く確保することができ、膜状のバリの発生の抑制効果をより高めることができる。

図６（Ａ）に示すように、金型閉時や加硫成形の初期においては、隣り合う中子セグメント５、５間でゴム噛みが発生する。しかし、このときに噛み込まれたゴムｇは、ゴム収容スペース１１内に位置しており、合わせ面６、６間の隙間ｄ内には侵入していない。そのため、以後の中子本体２の熱膨張により、図６（Ｂ）に示すように、合わせ面６、６間の隙間ｄがなくなった場合にも、噛み込まれたゴムｇは、ゴム収容スペース１１内に留まって加硫され、リブ状の突条部１２となってタイヤ内面に一体に形成される。従って、噛み込まれたゴムｇが、薄い膜状に引き延ばされて合わせ面６に付着するのを抑制でき、その除去作業をなくすことが可能となる。

なお前記リブ状の突条部１２は、タイヤの走行性能には影響がなく、しかもタイヤ内面に形成されるため、タイヤの外観品質にも影響しない。

前記図４に示すように、前記縁取り凹部１０では、合わせ面６に沿った外周縁６Ｅからの縁取り巾Ｗが０．５〜３．０mm、さらには１．０〜３．０mmであることが好ましく、又合わせ面６からの深さＤが０．１〜０．５mmであることも好ましい。もし前記深さＤが０．１mmを下回る場合、及び縁取り巾Ｗが０．５mmを下回る場合、ゴム収容容積Ｖ自体が不十分となってしまい、膜状のバリの発生抑制効果を十分発揮することが難しくなる。又前記深さＤが０．５mmを越えた場合にも、前記開口巾１１Ｗ自体が大きくなってゴムの噛み込み量が増加してしまい、膜状のバリの発生抑制効果に不利を招く。又加硫中は、前記隙間ｄが塞がった後も、内圧によってゴム収容スペース１１内にゴムが流入する。そのため縁取り巾Ｗが３．０mmを越える場合、突条部１２が高くなって、縁取り凹部１０との接触面積が増えることにより、密着が強くなり、中子セグメント５を仕上がりタイヤから抜き取る時に、突条部１２の一部がタイヤから引き千切られてしまう。その結果、タイヤ内部に、突条部１２が千切れた状態で残ってしまい、内観を損ねてしまうため、それを除去する作業が発生してしまう。

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）、（Ｂ）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６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、膜状のバリの発生状況、及びタイヤの生産効率を評価した。

表１に記載以外は、実質的に同仕様である。なお中子本体は、アルミニウム（熱膨張率＝２３．１×１０^−６／度）で形成され、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。常温状態における合わせ面間の隙間ｄは０．２mmである。各縁取り凹部において、その壁面はタイヤ成形面と平行、かつ底面は合わせ面と平行である。

（１）膜状のバリの発生状況：
加硫成形後、合わせ面に付着する膜状のバリの発生の有無を、目視検査によって検査した。そしてタイヤを１００回加硫成形したときの、発生回数で評価した。数値が少ない方が良好である。

（２）タイヤの生産効率：
タイヤ内部に残った千切れた突条部を除去する作業時間と、膜状のバリを除去する作業時間との合計について、比較例１を１００とする指数で評価した。数値が少ない方が作業時間が短く良好である。

表１に示すように、実施例の剛性中子は、膜状のバリの発生がなく、中子本体の分解組み立の作業時間を短縮しうるのが確認できる。

１ 剛性中子
２ 中子本体
２Ｓ タイヤ成形面
５ 中子セグメント
６ 合わせ面
６Ｅ 外周縁
１０ 縁取り凹部
１０ａ 壁面
１０ｂ 底面
Ｂ 加硫金型
Q コーナ部
Ｔ 生タイヤ

Claims (4)

1. 生タイヤを形成するタイヤ成形面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、
   各前記中子セグメントは、前記生タイヤのトレッド部を形成するクラウン部と、前記生タイヤの前記トレッド部に連なる一対のサイドウォール部を形成する一対のサイド部とを一体に具え、かつ、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、
   各前記合わせ面に、前記タイヤ成形面とのコーナ部を切り欠くことにより該合わせ面の外周縁に沿ってのびる縁取り凹部が形成され、
   各前記中子セグメントは、一方の前記サイド部から前記クラウン部を介して他方の前記サイド部まで連続している
   ことを特徴とするタイヤ形成用の剛性中子。
2. 前記縁取り凹部は、タイヤ成形面と平行な壁面、及び前記合わせ面と平行な底面を具え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. 前記縁取り凹部は、外周縁からの縁取り巾Ｗが０．５〜３．０mm、かつ合わせ面からの深さＤが０．１〜０．５mmであることを特徴とする請求項２記載のタイヤ形成用の剛性中子。
4. 請求項１〜３に記載の剛性中子を用いて生タイヤを加硫成形する加硫工程を含み、
   該加硫工程は、前記縁取り凹部内に流入する生タイヤのゴムにより、タイヤの内面から突出するリブ状の突条部を形成することを特徴とするタイヤ製造方法。

Images