JP6454082B2 - タイヤ形成用の剛性中子、及びそれを用いたタイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、中子本体の分割面に起因するタイヤのユニフォーミティ低下を抑制するタイヤ形成用の剛性中子、及びそれを用いたタイヤの製造方法に関する。

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１参照。）。この剛性中子は、加硫済みタイヤの内腔に近似し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。又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、中子本体と加硫金型との間に挟まれて、生タイヤが加硫成形される。

一方、図８（Ａ）に示すように、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に、周方向の複数の中子セグメントｂに分割されている。詳しくは、中子セグメントｂは、周方向両端の分割面ｓ、ｓ間の周方向巾が、タイヤ半径方向内側に向かって増加する第１の中子セグメントｂ１と、分割面間の周方向巾がタイヤ半径方向内側に向かって減少するとともに前記第１の中子セグメントｂ１とは周方向に交互に配される第２の中子セグメントｂ２とから構成される。これにより、第１の中子セグメントｂ１から順次半径方向内方に一つずつ移動させることができ、前記中子本体ａを分解してタイヤから取り外すことが可能となる。

他方、図８（Ｂ）に誇張して示すように、中子本体ａでは、分割面ｓ、ｓ間の隙間や加硫時の熱膨張により、中子セグメントｂ１、ｂ２間に半径方向の位置ずれが生じる傾向があり、この位置ずれは段差ｅとなって外周面に表れる。

しかし従来の中子セグメントｂでは、分割面ｓがタイヤ軸心ｉに対して平行な平面で形成されている。そのため、前記段差ｅも外周面ではタイヤ軸方向に沿って表れる。その結果、タイヤ周方向の均一性に与える影響が大きくなり、タイヤのユニフォーミティを低下させるという問題が生じる。

特開２０１３−００６３２６号公報

そこで発明は、中子セグメント間の段差による影響を周方向に分散緩和させることができ、タイヤのユニフォーミティの低下を抑制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の製造方法を提供することを課題としている。

本願の第１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、分割面により周方向に分割される複数の中子セグメントからなり、
かつ前記中子セグメントは、
タイヤ軸心と直交する任意の断面において、周方向両端の分割面間の周方向巾が、タイヤ半径方向内側に向かって増加することにより、タイヤ軸心に向く引き抜き方向に引き抜き可能な第１の中子セグメントと、
タイヤ軸心と直交する任意の断面において、周方向両端の分割面間の周方向巾が、タイヤ半径方向内側に向かって減少するとともに、前記第１のセグメントとは周方向に交互に配される第２の中子セグメントとからなり、
しかも、前記分割面と中子セグメントの外周面とが交差する外周分割線は、それぞれ、外周分割線の全長に亘りタイヤ軸方向線に対して同一方向に傾斜し、かつ各前記外周分割線の傾斜方向は、互いに同一である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、各前記外周分割線は、タイヤ軸方向線に対する角度θが１０〜６０度の範囲であることが好ましい。

本発明に係る前記タイヤ形成用の剛性中子では、各前記分割面は、タイヤ軸心と直交する任意の断面において直線をなすことが好ましい。

本発明に係る前記タイヤ形成用の剛性中子では、各前記分割面は、捻れ面からなることが好ましい。

本発明に係る前記タイヤ形成用の剛性中子では、周方向で隣り合う一方、他方の外周分割線において、それぞれ、一方の外周分割線のタイヤ軸方向一方側の端点は、他方の外周分割線のタイヤ軸方向他方側の端点を通るタイヤ軸方向線上に位置することが好ましい。

本願の第２発明は、タイヤの製造方法であって、第１発明の剛性中子を用いて生タイヤを形成する生タイヤ形成工程と、形成された前記生タイヤを剛性中子ごと加硫金型内に投入して生タイヤを加熱加硫する加硫工程とを具えることを特徴としている。

本発明は叙上の如く、分割面と中子セグメントの外周面とが交差する外周分割線を、タイヤ軸方向線に対して傾斜させている。従って、中子本体の外周面に、中子セグメント間の段差が生じた場合、この段差もタイヤ軸方向線に対して傾斜して表れる。即ち、前記段差が、周方向にある程度の巾を有して連続して表れる。そのため、トレッド厚の均一性や真円性などに与える影響を周方向に緩和させることができ、タイヤのユニフォーミティの低下を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。 中子本体におけるタイヤ軸心と直交する任意の断面を示す部分断面図である。 第１、第２の中子セグメントを模式的に示す斜視図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、図２における中子本体２の上面、断面Ｋ１、断面Ｋ２、底面を示す概念図である。 中子本体の他の例を示す斜視図である。 表１の実施例１に使用される中子本体を示す斜視図である。 （Ａ）は従来の中子本体の側面図、（Ｂ）は段差を誇張して示す中子本体の斜視図である。

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、本実施形態のタイヤ形成用の剛性中子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、剛性中子１ごと加硫金型Ｂ内に投入し、中子本体２と加硫金型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。

本例の剛性中子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。前記中子本体２以外は、従来的な周知構造を採用できるので、以下に中子本体２のみを説明する。

前記中子本体２は、図２に示すように、分割面６によって周方向に分割される複数の中子セグメント５からなり、又中子セグメント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。本例では、各中子セグメント５Ａ、５Ｂの内部には、スチーム等の熱流体が充填される加熱用の気密なチャンバ室４（図１に一点鎖線で示す。）が形成される。各チャンバ室４は、適宜の流路を介して熱流体供給源（図示しない。）に接続される。なお熱流体以外に、例えば電気ヒータなどの周知の加熱手段を用いることもできる。

図３には、中子本体２における、タイヤ軸心ｉと直交する任意の断面Ｋの一部が示される。図３に示すように、第１の中子セグメント５Ａは、タイヤ軸心ｉと直交する任意の断面Ｋにおいて、周方向両端の分割面６、６間の周方向巾が、タイヤ半径方向内側に向かって増加している。これにより、第１の中子セグメント５Ａは、タイヤ軸心ｉに向く引き抜き方向Ｆに引き抜きできる。即ち、中子本体２を分解することができる。なお分割面６が中子本体２の上側面Ｓｕと交わる上縁６ｊｕを一点鎖線で示す。本例では、引き抜き方向Ｆが、前記上縁６ｊｕ、６ｊｕ間の二等分線上を通る場合が示される。なお図５（Ａ）〜（Ｄ）には、図２における、中子本体２の上面、断面Ｋ１、断面Ｋ２、底面が概念的に示される。各面において、第１の中子セグメント５Ａの周方向両端の分割面６、６間の周方向巾は、タイヤ半径方向内側に向かって増加している。

又第２の中子セグメント５Ｂでは、前記タイヤ軸心ｉと直交する任意の断面Ｋにおいて、周方向両端の分割面６、６間の周方向巾は、タイヤ半径方向内側に向かって減少している。

図４は、中子本体２の一部を模式的に示す斜視図であって、図２、４に示すように、前記分割面６と中子セグメント５の外周面Ｓｏとが交差する外周分割線７ｏは、それぞれタイヤ軸方向線Ｘに対して傾斜している。なお前記タイヤ軸方向線Ｘは、中子セグメント５の外周面Ｓｏ上をタイヤ軸方向にのびる線を意味する。

このように外周分割線７ｏがタイヤ軸方向線Ｘに対して傾斜することにより、以下の効果が得られる。加硫時の熱膨張などに起因して、中子セグメント５Ａ、５Ｂ間に半径方向の位置ずれが生じた場合、この位置ずれは、外周面Ｓｏに段差となって表れる。しかし本発明では、この段差は、前記外周分割線７ｏに沿って斜めに発生する。即ち、前記段差は、周方向にある程度の巾Ｗを有して連続して表れる。そのため、トレッド厚の均一性や真円性などに与える影響を周方向に緩和させることができ、タイヤのユニフォーミティの低下を抑制することができる。

このとき、前記外周分割線７ｏのタイヤ軸方向線Ｘに対する角度θは、１０〜６０度の範囲が好ましい。この角度θが１０度を下回ると、ユニフォーミティの低下抑制効果が十分発揮されなくなる。又角度θが６０度を超える場合、第１の中子セグメント５Ａから順に引き抜いて中子本体２を分解することができなくなる恐れが生じる。前記角度θは一定である必要はなく、前記範囲内で変化することができ。又周方向で隣り合う外周分割線７ｏ、７ｏにおいて、一方の外周分割線７ｏの角度θと、他方の外周分割線７ｏの角度θとを相違させるのが、ユニフォーミティの低下抑制の観点から好ましい。

又前記分割面６は、平面であっても良いが、捻れ面からなることが、設計の自由度を高める上で好ましい。分割面６が捻れ面からなる場合、タイヤ軸心ｉと直交する任意の断面Ｋにおいて分割面６が直線をなすことが、中子本体２の分解性を高める上で好ましい。

又分解性の観点から、図３に示すように、タイヤ軸心ｉと直交する任意の断面Ｋにおいて、以下の条件Ａを充足することが必要である。即ち、
・第１の中子セグメント５Ａの両側の分割面６、６が中子セグメント５Ａの内周面Ｓｉと交差する両側の内周分割点をＰｉ、Ｐｉ、
・両側の分割面６、６が中子セグメント５Ａの外周面Ｓｏと交差する両側の外周分割点をＰｏ、Ｐｏ
・前記両側の外周分割点をＰｏ、Ｐｏを通って引抜き方向Ｆと平行な基準線をＪ、Ｊとしたとき、
前記内周分割点Ｐｉ、Ｐｉが、両側の基準線Ｊ、Ｊよりも外側に位置することが必要である。これによって、第１の中子セグメント５Ａを引抜き方向Ｆに引き出しでき、中子本体２を分解することが可能となる。なお分割面６と内周面Ｓｉとが交差する内周分割線７ｉについては、前記条件Ａを満たしていれば、特に規制されることがない。

図６に中子本体２の他の例を示す。本例では、周方向で隣り合う一方、他方の外周分割線７ｏ１、７ｏ２において、一方の外周分割線７ｏ１のタイヤ軸方向一方側（本例では下側）の端点ＥＬは、他方の外周分割線７ｏ２のタイヤ軸方向他方側（本例では上側）の端点ＥＵを通るタイヤ軸方向線Ｘ上に位置している。これにより、外周分割線７ｏが一周に亘って連続して配される。その結果、ユニフォーミティの低下抑制をより効果的に発揮することができる。

又タイヤ製造方法は、生タイヤ形成工程と加硫工程とを具える。生タイヤ形成工程では、前記剛性中子１における中子本体２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。又加硫工程では、前記生タイヤＴを、剛性中子１ごと加硫金型Ｂ内に投入し、中子本体２と加硫金型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。

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２０５／６５Ｒ１５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製造された空気入りタイヤのユニフォーミティをテストし、互いに比較した。各中子本体とも中子セグメントの分割数は８であり、又分割面の上縁の位置は各中子本体とも同一である。表１に記載以外は実質的に同仕様である。

（１）ユニフォーミティ：
ユニフォーミティ試験機を用いて、ＪＡＳＯ Ｃ６０７：２０００のユニフォミティ試験条件に準拠して、試供タイヤ（各１０本）のラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ）を測定し、その平均値を互いに比較した。測定条件は、リム（１５×６Ｊ）、内圧（２００kPa）、速度（１２０km/h）である。

表に示すように、実施例のタイヤは、ＲＦＶが減じユニフォーミティが向上しているのが確認できる。

１ 剛性中子
２ 中子本体
２Ｓ タイヤ成形面部
５ 中子セグメント
５Ａ 第１の中子セグメント
５Ｂ 第２の中子セグメント
６ 分割面
７ｏ 外周分割線
Ｂ 加硫金型
ＥＵ、ＥＬ 端点
Ｆ 引き抜き方向
ｉ タイヤ軸心
Ｋ、Ｋ１、Ｋ２ 断面
Ｓｏ 外周面
Ｔ 生タイヤ
Ｘ タイヤ軸方向線

Claims (6)

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、分割面により周方向に分割される複数の中子セグメントからなり、
   かつ前記中子セグメントは、
   タイヤ軸心と直交する任意の断面において、周方向両端の分割面間の周方向巾が、タイヤ半径方向内側に向かって増加することにより、タイヤ軸心に向く引き抜き方向に引き抜き可能な第１の中子セグメントと、
   タイヤ軸心と直交する任意の断面において、周方向両端の分割面間の周方向巾が、タイヤ半径方向内側に向かって減少するとともに、前記第１のセグメントとは周方向に交互に配される第２の中子セグメントとからなり、
   しかも、前記分割面と中子セグメントの外周面とが交差する外周分割線は、それぞれ、外周分割線の全長に亘りタイヤ軸方向線に対して同一方向に傾斜し、かつ各前記外周分割線の傾斜方向は、互いに同一であることを特徴とするタイヤ形成用の剛性中子。
2. 各前記外周分割線は、タイヤ軸方向線に対する角度θが１０〜６０度の範囲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. 各前記分割面は、タイヤ軸心と直交する任意の断面において直線をなす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。
4. 各前記分割面は、捻れ面からなることを特徴とする請求項３記載のタイヤ形成用の剛性中子。
5. 周方向で隣り合う一方、他方の外周分割線において、それぞれ、一方の外周分割線のタイヤ軸方向一方側の端点は、他方の外周分割線のタイヤ軸方向他方側の端点を通るタイヤ軸方向線上に位置することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のタイヤ形成用の剛性中子。
6. 請求項１〜５の何れかに記載の剛性中子を用いて生タイヤを形成する生タイヤ形成工程と、形成された前記生タイヤを剛性中子ごと加硫金型内に投入して生タイヤを加熱加硫する加硫工程とを具えることを特徴とするタイヤの製造方法。

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