JP6251084B2 - タイヤ形成用の剛性中子 - Google Patents

Description

本発明は、加硫後のタイヤからの中子セグメントの引き出し力を減じ、中子本体の分解取り出し作業を迅速化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（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。）。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。

又図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、前記中子工法では、加硫成形後のタイヤＴ１から中子本体ａを取り出すために、前記中子本体ａは、周方向に分割された複数の中子セグメントｃによって形成されている。そして分割された中子セグメントｃは、１つずつ半径方向内側に引き出され、タイヤＴ１のビード孔Ｔ１ａから取り出される。

しかしながら、加硫後のタイヤＴ１の内表面Ｔｓは、中子本体ａの外表面であるタイヤ成形面ａｓに密着している。そのため、中子セグメントｃの引き出しに大きな力Ｆが必要となり、無理に引き出した場合には、タイヤＴ１に傷や変形を招きタイヤ品質を損ねる恐れが生じる。そのため、従来においては、中子セグメントｃの分割数を増やして、中子セグメントｃの１つ当たりの引き出し力Ｆを減じたり、又ゆっくりと引き出すことが行われている。しかしこの場合、中子本体全体における分解取り出し時間が長くなり、生産効率の低下を招く。

特開２０１１−１６１８９６号公報 特開２０１１−１６７９７９号公報

本発明は、中子本体のタイヤ成形面に、ゴム離型性を有するコーティング層を形成することを基本として、加硫後のタイヤから、中子本体を迅速に分解して取り出すことが可能となり、タイヤの生産効率を向上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。

本発明は、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るとともに、
前記タイヤ成形面に、ゴム離型性を有するコーティング層が形成され、
前記タイヤ成形面は、タイヤのトレッド部の内表面を成形するトレッド成形面部と、その両側に配されるサイド成形面部とを具え、
前記コーティング層は、前記トレッド成形面部に形成されるトレッドコーティング層部と、前記サイド成形面部に形成されるサイドコーティング層部とを具えるとともに、
前記サイドコーティング層部は、前記トレッドコーティング層部よりも硬度が大なコーティング層部分を含むことを特徴としている。

本発明に係る前記剛性中子では、前記サイドコーティング層部は、半径方向外側の外サイドコーティング層部分と、半径方向内側の内サイドコーティング層部分とに区分されるとともに、内サイドコーティング層部分の硬度は、外サイドコーティング層部分の硬度より大とするのが好ましい。

本発明は叙上の如く、中子本体のタイヤ成形面に、ゴム離型性を有するコーティング層を形成している。従って、加硫後のタイヤからの中子セグメントの引き出し力を減じることができる。そのため、タイヤに傷や変形を招くことなく、タイヤからの中子本体の分解取り出し作業を迅速化することが可能となり、タイヤの生産効率を向上させることができる。

本発明の剛性中子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。 タイヤ成形面を説明する断面図である。 加硫タイヤからの中子セグメントの取出し方法を説明する概念図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、コーティング層のゴム離型性を評価する評価テストを説明する概念図である。 （Ａ）、（Ｂ）は従来の中子本体の問題点を説明する側面図、及び断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態のタイヤ形成用の剛性中子１は、外表面にタイヤ成形面Ｓ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Ｓ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、剛性中子１ごと加硫金型Ｂ内に投入することにより、内型である中子本体２と外型である加硫金型Ｂとの間で前記生タイヤＴを加硫成形する。前記タイヤ成形面Ｓは、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。

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。

前記中子本体２は、図２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。そして、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前記中子本体２が環状に形成される。

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６Ａが、半径方向内方に向かって周方向巾が増加す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６Ｂ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。これにより図３に示すように、前記第１の中子セグメント５Ａから順に半径方向内側に移動でき、加硫成形後、加硫タイヤのビード孔から順次分解して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を一体連結させる機能を有する。

そして本発明では、図４に示すように、前記タイヤ成形面Ｓに、ゴム離型性を有するコーティング層１１を形成している。これにより、図５に示すように、加硫タイヤＴ１から中子セグメント５を分解して半径方向内側に引き出す際、タイヤ成形面Ｓの加硫タイヤＴ１の内表面Ｔｓからの剥離性を高めることができ、中子セグメント５の引き出し力Ｆを減じることができる。そのため、タイヤに傷や変形を招くことなく、タイヤからの中子本体２の分解取り出し作業を迅速に行うことが可能となり、タイヤの生産効率を向上させることができる。

前記コーティング層１１としては、フッ素系樹脂、シロキサン系樹脂等の離型性に優れた有機系材料が採用しうる。しかし耐摩耗性、硬度、離型性の観点から、前記有機系材料と、金属、セラミックス、化成皮膜といった無機材料とを組み合わせたものが好適に採用しうる。このようなものとして、例えば商品名バイコート（（株）吉田ＳＫＴ）が挙げられる。このバイコートは、ニッケル系金属皮膜、クロム系金属皮膜、アルミナ皮膜、化成皮膜、及び金属やセラミックの溶射皮膜中に、フッ素系樹脂、シロキサン系樹脂等の有機系材料を分散混合させた複合皮膜として形成される。具体的には、ニッケル系金属皮膜にフッ素系樹脂を複合したＮＹＫシリーズ、クロム系金属被膜にフッ素系樹脂を複合したＮＯＯシリーズ、金属基材中の鉄イオンと反応させた化成被膜中にフッ素系樹脂を融合したＴＹＳシリーズ、アルミナ被膜にフッ素系樹脂を複合したＮＹＮシリーズ、金属被膜にシロキサン系樹脂を複合したＣＴＴシリーズが挙げられる。

これ以外にも、例えばニッケル合金層の微細孔にフッ素樹脂を含浸して硬く結合させた複合皮膜である商品名ニダックス（アルバックテクノ（株））、及びニッケル皮膜中に、フッ素樹脂の微粒子を均一に分散共析させた複合皮膜である商品名カニフロン（日本カニゼン（株））等も挙げられる。

又前記コーティング層１１では、硬度が異なる複数のコーティング層部を含むことが好ましい。

具体的には、前記図４に示すように、タイヤ成形面Ｓは、タイヤＴのトレッド部Ｔａ
の内表面を成形するトレッド成形面部Ｓ１と、その両側に配されるサイド成形面部Ｓ２、Ｓ２とから構成される。前記サイド成形面部Ｓ２は、タイヤＴのサイドウォール部Ｔｂとビード部Ｔｃとの各内表面を成形する。

前記トレッド成形面部Ｓ１とサイド成形面部Ｓ２との境界Ｑ１は、下記に規定するショルダー領域Ｙ１内に位置する。詳しくは、タイヤ成形面Ｓと直角な法線のうちで、半径方向線に対する角度αが３０°となる法線を基準線Ｘ１とする。又、タイヤ成形面Ｓがタイヤ軸方向外側に最も張り出す最大巾点Ｐｍを通るタイヤ軸方向線と、前記基準線Ｘ１との交点を基準点Ｐ１とする。そして、前記基準点Ｐ１を通る直線のうちで前記基準線Ｘ１に対してタイヤ軸方向内側に１５°の角度傾く内の境界線ｙ１ｉと、タイヤ軸方向外側に１５°の角度傾く外の境界線ｙ１ｏとの間の領域を、前記ショルダー領域Ｙ１とする。

又本例のサイド成形面部Ｓ２は、半径方向外側の外サイド面部Ｓ２ｏと、半径方向内側の内サイド面部Ｓ２ｉとに区分されている。又、前記外サイド面部Ｓ２ｏと内サイド面部Ｓ２ｉとの境界Ｑ２は、下記に規定するサイド領域Ｙ２内に位置する。詳しくは、前記最大巾点Ｐｍを通るタイヤ軸方向線を基準線Ｘ２とし、前記最大巾点Ｐｍにおけるサイド成形面部Ｓ２の曲率半径中心点をＰ２とする。そして前記曲率半径中心点Ｐ２を通る直線のうちで、前記基準線Ｘ２に対して半径方向内側に１５°の角度傾く内の境界線ｙ２ｉと、半径方向外側に１５°の角度傾く外の境界線ｙ２ｏとの間の領域を、前記サイド領域Ｙ２とする。

前記図５に示すように、加硫タイヤＴ１から中子セグメント５を分解して取り出す際、加硫タイヤＴ１のビード部Ｔｃをタイヤ軸方向外側に押し広げながら、中子セグメント５を半径方向内側に引き出すこととなる。そのため前記引き出し時、前記サイドコーティング層部１１Ｂでは、ビード部Ｔｃとの擦れが強くなり、コーティング皮膜に摩耗や剥がれが発生しやすくなる。従って、サイドコーティング層部１１Ｂは、前記トレッドコーティング層部１１Ａよりも硬度が大なコーティング層部分を含むことが好ましい。

特に、内サイド面部Ｓ２ｉでは、外サイド面部Ｓ２ｏに比してビード部Ｔｃとの擦れが強い。従って、サイドコーティング層部１１Ｂのうち、内サイド面部Ｓ２ｉに形成される内サイドコーティング層部分１１Ｂｉの硬度を、外サイド面部Ｓ２ｏに形成される外サイドコーティング層部分１１Ｂｏの硬度よりも大に設定するのがより好ましい。

他方、半径方向線に対して、前記サイド成形面部Ｓ２は、トレッド成形面部Ｓ１に比して急勾配をなす。従って、タイヤ成形面Ｓに未加硫のタイヤ形成部材を粘着させて生タイヤＴを形成する際、サイド成形面部Ｓ２の方が、トレッド成形面部Ｓ１よりもタイヤ形成部材が粘着し難く位置ずれし易くなる。従って、生タイヤＴの形成のためには、コーティング層１１のうち、サイド成形面部Ｓ２に形成されるサイドコーティング層部１１Ｂは、トレッド成形面部Ｓ１に形成されるトレッドコーティング層部１１Ａに比して、ゴム離型性を小に設定するのが好ましい。これにより、生タイヤＴの形成効率の維持を図ることができる。

即ち本例では、コーティング層１１を、トレッド成形面部Ｓ１に配されるトレッドコーティング層部１１Ａと、サイド成形面部Ｓ２に配されるサイドコーティング層部１１Ｂとに区分するとともに、サイドコーティング層部１１Ｂを、内サイド面部Ｓ２ｉに配される内サイドコーティング層部分１１Ｂｉと、外サイド面部Ｓ２ｏに配される外サイドコーティング層部分１１Ｂｏとに区分している。

そして前記トレッドコーティング層部１１Ａのゴム離型性を、サイドコーティング層部１１Ｂのゴム離型性よりも大としている。又サイドコーティング層部１１Ｂのうち、内サイドコーティング層部分１１Ｂｉの硬度を、外サイドコーティング層部分１１Ｂｏの硬度よりも大としている。なお一般に、硬度が大なコーティング皮膜は、硬度が小なコーティング皮膜に比してゴム離型性に劣る傾向がある。従って、本例では、内サイドコーティング層部分１１Ｂｉのゴム離型性は、外サイドコーティング層部分１１Ｂｏよりも小となる。このことは、生タイヤ形成時、未加硫のタイヤ形成部材を内サイド面部Ｓ２ｉに粘着、保持させるのにも好適となる。

なおコーティング層の硬度は、ＪＩＳ Ｚ２２４４の「ビッカース硬さ試験−試験法」に記載の「マイクロビッカース硬さ試験」に準拠して測定した値で比較している。

又コーティング層のゴム剥離性は、下記の剥離テストによって評価することができる。図６（Ａ）に示すように、上下の金型３０、３１を用いる。下の金型３１の上面には、深さ１５mm程度の凹部３１ａが設けられ、上の金型３０の下面には、前記凹部３１ａに嵌り合う凸部３０ａが設けられる。前記凹部３１ａの底面には、表面にコーティング層を有する厚さ１０mm程度の金属製のサンプル片３２が配される。本例ではコーティングの種類を違えた複数のサンプル片３２が配される。又サンプル片３２の上面には、厚さ２mm程度の未加硫のゴムシート３３が敷設される。そして上下の金型３０、３１間で前記サンプル片３２とゴムシート３３とを挟み込み、圧接しながら加熱加硫を行う。加硫条件は、例えば温度１７０℃、時間１２分、圧力２２kg/cm^２程度である。

加硫後、図６（Ｂ）に示すように、サンプル片３２から加硫後のゴムシート３３を、手によって引き剥がす際の剥離性を、作業者の官能によって評価する。なおコーティング層において、加硫後のゴムとの剥離性の評価順位と、未加硫のゴムとの剥離性の評価順位とは、ほぼ同じである。

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、表１の仕様に従い、中子セグメントの突き合わせ面、及びタイヤ成形面に、ゴム離型性を有するコーティング層を形成した剛性中子を用いて、空気入りタイヤ（２４５／４０Ｒ１８）を形成した。そして生タイヤを形成する際の生タイヤ成形性、加硫タイヤからの中子セグメントの取出し性、及びコーティング層の耐久性についてテストし評価した。

表１に記載のコーティング層のゴム離型性、及び硬度は、表２に指数で示される。ゴム離型性は、前述した図６の剥離テストに基づき作業者の官能によって、５段階で評価した。数値の大きい方が離型性に優れている。又、コーティング層の硬度は、ＪＩＳＺ２２４４の「ビッカース硬さ試験−試験法」に記載の「マイクロビッカース硬さ試験」に準拠して測定した値を、指数化している。

（１）生タイヤ成形性：
中子本体のタイヤ成形面Ｓ上に、未加硫のテープ状のゴムストリップ（厚さ２mm、巾
１５mm）を貼り付けてタイヤＴのインナーライナゴム層を形成する際に、ゴムストリッ
プが粘着されずにタイヤ成形面Ｓから剥がれ落ちた回数ｎに基づき評価した。評価は、生タイヤＴを２０本形成する間の前記回数ｎが、
・Ｎ＝０の場合 −−−１０点
・Ｎ＝１〜２の場合 −−−９点
〜
・Ｎ＝１９〜２０の場合 −−−０点
とした。なお評価は、初期（タイヤ１本目〜２０本目）、中期（タイヤ１００１本目〜１０２０本目）、後期（タイヤ２００１本目〜２０２０本目）において行った。

（２）中子セグメントの取出し性：
図５に示すように、加硫成形後、加硫タイヤＴ１から中子セグメントを分解して半径方向内側に引き出す際の、引き出し力Ｆを測定し１０点法で評価した。数値が大きい方が、引き出し力Ｆが小さく取出し性に優れている。なお評価は、初期（タイヤ１本目〜２０本目）、中期（タイヤ１００１本目〜１０２０本目）、後期（タイヤ２００１本目〜２０２０本目）において行った。

（４）コーティング層の耐久性
中子セグメントの取出し性の評価方法と同様の手順で中子セグメントの取出し性を評価し、初期から中期にかけての取出し性の低下量、及び初期から後期にかけての取出し性の低下量を、それぞれ重要度（ウエイト）を考慮して指数化して総合評価した。なお初期から中期にかけての低下量のウエイトは、初期から後期にかけての低下量のウエイトより大に設定している。数値が大きい方か耐久性に優れている。

表１に示すように、実施例品は、ゴム離型性を有するコーティング層を形成することにより、中子セグメントの取出し性を向上しうるのが確認できる。又コーティング層のうち、サイドコーティング層部、特に内のサイドコーティング層部分の硬度を大とすることにより耐久性が高まり、中子セグメントの取出し性の低下を抑制しうるのが確認できる。

１ 剛性中子
２ 中子本体
５ 中子セグメント
１１ コーティング層
１１Ａ トレッドコーティング層部
１１Ｂ サイドコーティング層部
１１Ｂｉ 内サイドコーティング層部分
１１Ｂｏ 外サイドコーティング層部分
Ｂ 加硫金型
Ｓ タイヤ成形面
Ｓ１ トレッド成形面部
Ｓ２ サイド成形面部
Ｔ 生タイヤ

Claims (2)

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るとともに、
   前記タイヤ成形面に、ゴム離型性を有するコーティング層が形成され、
   前記タイヤ成形面は、タイヤのトレッド部の内表面を成形するトレッド成形面部と、その両側に配されるサイド成形面部とを具え、
   前記コーティング層は、前記トレッド成形面部に形成されるトレッドコーティング層部と、前記サイド成形面部に形成されるサイドコーティング層部とを具えるとともに、
   前記サイドコーティング層部は、前記トレッドコーティング層部よりも硬度が大なコーティング層部分を含むことを特徴とするタイヤ形成用の剛性中子。
2. 前記サイドコーティング層部は、半径方向外側の外サイドコーティング層部分と、半径方向内側の内サイドコーティング層部分とに区分されるとともに、内サイドコーティング層部分の硬度は、外サイドコーティング層部分の硬度より大とした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。

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