(57)【要約】【課題】中子セグメント間のゴム噛みを抑えながら、熱膨張に起因する中子セグメント間の半径方向の段差の発生を抑制する。【解決手段】中子本体２は、周方向両端面５Ａｓが半径方向内方に向かって周方向巾が増す向きに傾斜する第１の中子セグメント５Ａと、周方向両端面５Ｂｓ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かつ前記中子セグメント５Ａとは交互に配される第２の中子セグメント５Ｂと、その間に配される突き合わせ部材６とに分割される。突き合わせ部材のヤング率Ｅａは、第１、第２の中子セグメント５Ａ、５Ｂのヤング率Ｅｂよりも小である。【選択図】図２
2015168173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、周方向両端面が半径方向内方に向かって周方向巾が増す向きに傾斜する複数の第１の中子セグメントと、周方向両端面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かつ前記第１の中子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、前記第１、第２の中子セグメント間に配される突き合わせ部材とに分割され、
かつ前記突き合わせ部材は、隣り合う第１、第２の中子セグメントのうちの一方の中子セグメントの周方向端面に固定されるとともに、
前記突き合わせ部材は、そのヤング率Ｅａが、前記第１、第２の中子セグメントのヤング率Ｅｂよりも小としたことを特徴とするタイヤ形成用の剛性中子。
【請求項２】
前記突き合わせ部材は、周方向の厚さｔが１．０〜１０．０mm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。
【請求項３】
前記突き合わせ部材のヤング率Ｅａは、前記第１、第２の中子セグメントのヤング率Ｅｂの１０％以下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。
【請求項４】
前記突き合わせ部材のヤング率Ｅａは、０．１〜２．０GPaの範囲であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のタイヤ形成用の剛性中子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中子セグメント間でのゴム噛みを抑えながら、熱膨張に起因する中子セグメント間の半径方向の段差の発生を抑制しうるタイヤ形成用の剛性中子に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
そして前記中子本体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に、図８（Ａ）に示すように、周方向の複数の中子セグメントｃに分割されている。
【０００４】
前記中子セグメントｃは、周方向両端面を第１の合わせ面ｓｃ１とした周方向巾が小な第１の中子セグメントｃ１と、周方向両端面を第２の合わせ面ｓｃ２とした周方向巾が大な第２の中子セグメントｃ２とから構成される。そして周方向で隣り合う第１、第２の合わせ面ｓｃ１、ｓｃ２同士を互いに突き合わすことにより前記中子本体ａが環状に形成される。
【０００５】
前記第１の合わせ面ｓｃ１は、半径方向内方に向かって周方向巾が増す向きに傾斜する外傾斜面として形成され、第２の合わせ面ｓｃ２は、半径方向内方に向かって周方向巾が減じる向きに傾斜する内傾斜面として形成される。これにより、第１の中子セグメントｃ１から半径方向内方に一つずつ移動させて取り外すことができる。即ち、中子本体ａを分解してタイヤから取り出すことが可能となる。
【０００６】
しかし前記中子本体ａでは、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）まで温度上昇するため、加硫成形時には、熱膨張によって周方向で隣り合う中子セグメントｃ１、ｃ２間に押し圧力が発生する。そのため、図８（Ｂ）に示すように、合わせ面ｓｃ１が外傾斜面となる第１の中子セグメントｃ１では、半径方向内側に押し出され、又合わせ面ｓｃ２が内傾斜面となる第２の中子セグメントｃ２では、半径方向外側に押し出される。その結果、第１、第２の中子セグメントｃ１、ｃ２の外周面間に半径方向の段差ｄが発生し、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。
【０００７】
前記段差ｄを減じるために、常温状態における合わせ面ｓｃ１、ｓｃ２間の隙間量を増加して加硫成形時の押し圧力を減じることが提案される。しかしこの場合、加硫中に前記隙間内にゴムが流入してゴム噛みを発生させるなど、タイヤ品質の低下を招く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−１６１８９６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１６７９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、第１、第２の中子セグメント間にヤング率Ｅａが小な突き合わせ部材を介在させることを基本として、ゴム噛みを抑えながら、第１、第２の中子セグメント間の半径方向の段差の発生を抑制でき、タイヤのユニフォーミティを向上させうるタイヤ形成用の剛性中子を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、周方向両端面が半径方向内方に向かって周方向巾が増す向きに傾斜する複数の第１の中子セグメントと、周方向両端面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かつ前記第１の中子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、前記第１、第２の中子セグメント間に配される突き合わせ部材とに分割され、
かつ前記突き合わせ部材は、隣り合う第１、第２の中子セグメントのうちの一方の中子セグメントの周方向端面に固定されるとともに、
前記突き合わせ部材は、そのヤング率Ｅａが、前記第１、第２の中子セグメントのヤング率Ｅｂよりも小としたことを特徴としている。
【００１１】
本発明に係る前記タイヤ形成用の剛性中子では、前記突き合わせ部材は、周方向の厚さｔが１．０〜１０．０mmの範囲であるのが好ましい。
【００１２】
本発明に係る前記タイヤ形成用の剛性中子では、前記突き合わせ部材のヤング率Ｅａは、前記第１、第２の中子セグメントのヤング率Ｅｂの１０％以下であるのが好ましい。
【００１３】
本発明に係る前記タイヤ形成用の剛性中子では、前記突き合わせ部材のヤング率Ｅａは、０．１〜２．０GPaの範囲であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は叙上の如く、第１、第２の中子セグメント間に、突き合わせ部材を介在させている。この突き合わせ部材のヤング率Ｅａは、第１、第２の中子セグメントのヤング率Ｅｂよりも小に設定されている。従って、加硫時の熱膨張によって発生する中子セグメント間の押し圧力を、前記突き合わせ部材が圧縮変形することで吸収緩和させることができる。従って、第１、第２の中子セグメント間に生じる半径方向の段差を低減でき、タイヤのユニフォーミティを向上させうる。
【００１５】
又前記突き合わせ部材は、第１、第２の中子セグメントのうちの一方の中子セグメントに固定される。そのため、中子本体の分解作業性を従来と同レベルに維持することができる。又突き合わせ部材と他方の中子セグメントとの間の隙間を広げる必要がないため、ゴム噛みの発生を抑えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の剛性中子の使用状態を示す断面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は中子本体の斜視図、及びその一部を拡大した部分側面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は突き合わせ部材と一方の中子セグメントとの固定状態を示す斜視図及び側面図である。
【図４】中子本体の分解を説明する側面図である。
【図５】中子セグメントの周方向端面における押し圧力の分布図である。
【図６】突き合わせ部材に起因して加硫タイヤの内表面に発生する凸状痕を説明する断面図である。
【図７】（Ａ）は突き合わせ部材の固定の他の例を示す側面図、（Ｂ）は中子セグメントの他の例を示す側面図である。
【図８】（Ａ）は従来の中子本体の側面図、（Ｂ）は段差の発生状態を拡大して示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。）が配される。
【００２０】
中子本体２は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、周方向に交互に配される複数の第１、第２の中子セグメント５Ａ、５Ｂと、その間に配される突き合わせ部材６とに分割される。前記第１の中子セグメント５Ａは、周方向両端面５Ａｓ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（「外傾斜」という場合がある。）している。これに対し第２の中子セグメント５Ｂは、周方向両端面５Ｂｓ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（「内傾斜」という場合がある。）している。又前記突き合わせ部材６は、周方向両端面６ｓが互いに平行、即ち周方向の厚さｔが略一定な板状をなす。
【００２１】
前記突き合わせ部材６は、隣り合う第１、第２の中子セグメント５Ａ、５Ｂのうちの一方の中子セグメントの周方向端面に固定される。本例では図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、各突き合わせ部材６が第１の中子セグメント５Ａの周方向端面５Ａｓに、例えばビス８などを用いて交換可能に固定される。即ち本例では、第１の中子セグメント５Ａは、突き合わせ部材６、６と一体接合された複合中子セグメント９として形成される。
【００２２】
従って図４に示すように、本例では、複合中子セグメント９の周方向端面９ｓと、第２の中子セグメント５Ｂの周方向端面５Ｂｓとを互いに突き合わすことにより、中子本体２を環状に組み合わすことができる。又組み合わされた中子本体２において、前記複合中子セグメント９から順に半径方向内側に移動できる。即ち、加硫成形後、複合中子セグメント９から順に加硫タイヤのビード孔から１つづつ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５Ａ、５Ｂの半径方向内方への移動を阻止し、組み合わされた中子本体２を環状に保持する。
【００２３】
次に、前記突き合わせ部材６のヤング率Ｅａは、前記第１、第２の中子セグメント５Ａ、５Ｂのヤング率Ｅｂよりも小に設定される。
【００２４】
ここで、熱膨張による第１、第２の中子セグメント５Ａ、５Ｂ間の半径方向の段差ｄ（図８（B）に示す。）は、以下のように発生する。加硫成形時の加硫熱によって、中子本体２には、半径方向だけでなく周方向にも熱膨張が発生する。そしてこの周方向の熱膨張により、第１、第２の中子セグメント５Ａ、５Ｂの周方向端面５Ａｓ、５Ｂｓには、周方向の押し圧力が作用する。このとき、周方向端面５Ａｓ、５Ｂｓがそれぞれ外傾斜及び内傾斜している。その結果、外傾斜する第１の中子セグメント５Ａは、半径方向内側へ押し出されて位置ずれし、内傾斜する第２の中子セグメントｃ２は、半径方向外側に押し出されて位置ずれする。この位置ずれによって前記段差ｄが発生する。又前記段差ｄは、周方向の押し圧力が高い程大となる。
【００２５】
本発明では、第１、第２の中子セグメント５Ａ、５Ｂ間に、ヤング率Ｅａが小な突き合わせ部材６が介在する。従って、周方向の熱膨張によって発生する中子セグメント５Ａ、５Ｂへの押し圧力を、前記突き合わせ部材６が圧縮変形することで吸収緩和させることができる。
【００２６】
他方、前記中子本体２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ため、複雑に熱膨張する。即ち、中子セグメント５Ａ、５Ｂの制作時、常温状態にて各周方向端面５Ａｓ、５Ｂｓを平面に加工した場合にも、加硫温度状態では、周方向端面５Ａｓ、５Ｂｓは曲面状に変形してしまい、押し圧力の分布が不均一となる。図５は、突き合わせ部材６を設けない場合の、押し圧力の分布の一例が示される。同図は、常温状態（２０℃）時において、周方向端面５Ａｓ、５Ｂｓが平面、かつ端面５Ａｓ、５Ｂｓの間隔が０．０７mm（一定）としたアルミ製の中子本体２（内腔部４は形成していない。）を、加硫温度（１５０℃）まで上昇させたときの端面５Ａｓ、５Ｂｓ間の押し圧力の分布である。色が濃くなるにつれて圧力が大きいことを示す。
【００２７】
このように押し圧力の分布が不均一となるため、突き合わせ部材６が介在する場合には、その圧縮変形の分布も不均一になる。従って、突き合わせ部材６の周方向の厚さｔが薄過ぎる場合には、厚さｔに対する圧縮歪みの割合が過大となり、突き合わせ部材６に損傷を招く傾向となる。このような観点から、前記厚さｔは、１．０mm以上、さらには４．０mm以上が好ましい。又突き合わせ部材６の厚さｔが厚過ぎる場合には、図６に示すように、突き合わせ部材６の半径方向外端面が、加硫中のゴムＧの圧力に押されてタイヤ成形面Ｓよりも半径方向内側に凹んでしまう。その結果、加硫タイヤＴの内表面に、凸状痕２０が発生し、タイヤ品質を低下させる傾向を招く。このような観点から、前記厚さｔは、１０．０mm以下、さらには６．０mm以下が好ましい。
【００２８】
又前記突き合わせ部材６のヤング率Ｅａは、前記第１、第２の中子セグメント５Ａ、５Ｂのヤング率Ｅｂの１０％以下であるのが好ましい。もし前記ヤング率Ｅａがヤング率Ｅｂの１０％を越えると、突き合わせ部材６による押し圧力の吸収緩和効果が小となってしまい、第１、第２の中子セグメント５Ａ、５Ｂ間の段差ｄを十分に抑制することが難しくなる。
【００２９】
ヤング率Ｅａとヤング率Ｅｂとの比Ｅａ／Ｅｂは、小さい程、段差ｄの抑制効果の観点から好ましい。しかしヤング率Ｅａ自体が小さすぎると、突き合わせ部材６が加硫中のゴムＧの圧力に押されて凹状に凹んでしまい、加硫タイヤＴの内表面に、前記凸状痕２０を招く傾向となる。逆にヤング率Ｅａ自体が大きすぎても、圧縮変形し難くなって、段差ｄの抑制効果が低下する。このような観点から、ヤング率Ｅａの下限は０．１GPa以上、さらには０．４GPa以上が好ましく、上限は２．０GPa以下、さらには１．０GPa以下が好ましい。
【００３０】
従来の中子本体の材料としては、耐久強度、取り扱い性、エネルギー効率などの観点から、例えばアルミニウムやその合金（アルミニウム合金）などの軽量金属材料が一般に使用されている。本発明の中子本体２においても、同様の観点から、第１、第２の中子セグメント５Ａ、５Ｂの材料として、例えばアルミニウムやその合金（アルミニウム合金）などの軽量金属材料が好適に採用しうる。
【００３１】
これに対して突き合わせ部材６としては、耐熱性の合成樹脂材が好適であり、例えば、シリコン樹脂（シリコンゴム）、アリル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フッ素樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）などが挙げられる。表１に、そのヤング率の一例を示す。表に示すように、ヤング率Ｅａが０．１〜２．０GPaの範囲のものとしては、フッ素樹脂、アリル樹脂が挙げられる。
【００３２】
【表１】
2015168173.tif 000003
【００３３】
本例では、突き合わせ部材６を、第１の中子セグメント５Ａの周方向両端面５Ａｓに固定した場合を例示した。しかし突き合わせ部材６を、第２の中子セグメント５Ｂの周方向両端面５Ｂｓに固定することもできる。又図７（Ａ）に示すように、突き合わせ部材６を、第１の中子セグメント５Ａの周方向一方側（図では右側）の端面５Ａｓ、及び第２の中子セグメント５Ａの周方向一方側（図では右側）の端面５Ｂｓにそれぞれ固定することもできる。
【００３４】
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（Ｂ）に第１の中子セグメント５Ａを代表して示すように、中子セグメント５Ａ、５Ｂの内部に閉ざして、即ち内腔部４を周方向端面５Ａｓ、５Ｂｓ及び内周面で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
【００３５】
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。
【実施例】
【００３６】
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２を、図２の構造かつ表２の仕様にて試作した。そしてこの中子本体２を用いて空気入りタイヤを形成した時の、中子セグメント５Ａ、５Ｂ間の半径方向の段差ｄ（図８（Ｂ）に示す）の発生状況、突き合わせ位置における凸状痕２０（図６に示す）の発生状況、突き合わせ位置におけるゴム噛みの発生状況、及びメンテナンス性について評価した。
【００３７】
第１、第２の中子セグメント５Ａ、５Ｂとして、アルミニウム（ヤング率Ｅａ＝７１GPa、熱膨張率＝２．３８×１０−５／度）が使用される。又突き合わせ部材６として、表１に記載の耐熱性の合成樹脂材が使用される。生タイヤ形成時の中子本体２の温度は２０℃であり、加硫時の中子本体２の温度は１５０℃である。又２０℃における突き合わせ面間の隙間は０．１５mmとしている。又表２に記載以外は、実質的に同仕様としている。
【００３８】
（１）段差の発生状況：
中子本体を１５０℃に加熱した時の、タイヤ赤道面上における第１、第２の中子セグメント間の半径方向の段差をダイヤルゲージで測定するとともに、測定値を５点法にて評価した。数値が小なほど段差が小さく良好である。
【００３９】
（２）凸状痕の発生状況：
加硫成形後のタイヤの内面を観察し、突き合わせ位置における凸状痕の巾及び高さの積を数値化し、５点法にて評価した。数値が小なほど凸状痕小さく良好である。なお評価は、初期（タイヤ１本目）において行った。
【００４０】
（３）ゴム噛みの発生状況：
加硫成形後のタイヤの内面を観察し、突き合わせ位置におけるゴム噛みの量を数値化し、５点法にて評価した。数値が小なほどゴム噛みが少なく良好である。なお評価は、初期（タイヤ１本目）において行った。
【００４１】
（４）メンテナンス性：
各中子本体を用いてタイヤを、１日１５０本のペースで１００日間（１５０００本）形成した。その時の、突き合わせ部材の損傷による交換回数を数値化し、１０点法にて評価した。数値が小なほど交換回数が少なく良好である。
【００４２】
【表２】
2015168173.tif 000004
【００４３】
表のように、実施例は、ゴム噛みを抑えながら、第１、第２の中子セグメント間の半径方向の段差の発生を抑制できるのが確認できる。
【符号の説明】
【００４４】
１     剛性中子
２     中子本体
５Ａ   第１の中子セグメント
５Ｂ   第２の中子セグメント
６     突き合わせ部材
Ｂ     加硫金型
Ｓ     タイヤ成形面
Ｔ     生タイヤ
【図１】
2015168173.tif 000005
【図２】
2015168173.tif 000006
【図３】
2015168173.tif 000007
【図４】
2015168173.tif 000008
【図６】
2015168173.tif 000009
【図７】
2015168173.tif 000010
【図８】
2015168173.tif 000011
【図５】
2015168173.tif 000012