(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外表面に、タイヤ構成部材を順次貼り付けることにより生タイヤを形成するタイヤ成形面を有する中子本体を具え、かつこのタイヤ成形面上に形成された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、前記タイヤ成形面が最もタイヤ軸方向外側に突出する最大巾位置Ｐ０を含むタイヤ半径方向位置Ｐにてタイヤ半径方向内外に分割される複数の分割中子片からなり、
しかも前記最大巾位置Ｐ０よりもタイヤ半径方向外側に配される外側の分割中子片と、最大巾位置Ｐ０よりもタイヤ半径方向内側に配される内側の分割中子片とは、熱膨張率が異なる金属材料により形成されるとともに、
前記内側の分割中子片の熱膨張率を、前記外側の分割中子片の熱膨張率よりも大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】
前記中子本体は、３以上の複数の分割中子片からなり、かつ各分割中子片は熱膨張率が異なる金属材料により形成されるとともに、タイヤ半径方向内側に配される分割中子片ほど、熱膨張率を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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加硫成形時における中子本体の熱膨張量を均一化し、仕上がりタイヤの品質を向上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、空気入りタイヤの形成精度を高めるため、図１０に示すように、外表面にタイヤ成形面ａｓを有する中子本体ａ１を具える剛性中子ａ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。）。
【０００３】
この中子工法では、前記タイヤ成形面ａｓ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て生タイヤｔを仕上がりタイヤ（既加硫の製品タイヤに相当する。）とほぼ同形状にて形成するとともに、この生タイヤｔを前記剛性中子ａごと加硫金型ｂ内に投入し、内型である中子本体ａ１と外型である加硫金型ｂとの間で前記生タイヤｔを加硫成形している。
【０００４】
このとき前記中子本体ａ１は、生タイヤｔを加熱加硫するために、加硫金型ｂ内にて１００℃以下の低温状態から１５０℃に近い高温状態まで加熱される。そのため前記中子本体ａ１には熱膨張が発生し、中子本体ａ１の形状寸法が加硫金型ｂ内で変化する。
【０００５】
ここで、前記熱膨張として、図１１（Ａ）に概念的に示すように、中子本体ａ１の子午断面において、外表面ａｓが外側に膨らむように膨張する断面方向の熱膨張ε１だけでなく、リング状の中子本体ａ１が、タイヤ軸心ｉを中心としてタイヤ半径方向外側に向かって拡径するように膨張する半径方向の熱膨張ε２が発生する。その結果、図１１（Ｂ）に概念的に示すように、中子本体ａ１は、その断面の部分部分で膨張量ｄが相違し、特に、タイヤ成形面ａｓの最大巾位置Ｐ０よりもトレッド側（半径方向外側）では、断面方向の熱膨張ε１に半径方向の熱膨張ε２が加算されて膨張量ｄが大きくなり、逆に最大巾位置Ｐ０よりもビード側（半径方向内側）では、断面方向の熱膨張ε１から半径方向の熱膨張ε２が相殺されて膨張量ｄが小さくなる。
【０００６】
これに対し、前記加硫金型ｂは、加硫工程全般に亘ってほぼ一定の温度（例えば１６０℃程度）で管理されるため、加硫金型ｂのキャビティ面ｂｓの形状寸法はほとんど変化しない。そのため、前述の中子本体ａ１の膨張量ｄの不均一が原因して、生タイヤｔへの加硫圧力（キャビティ面ｂｓへの押し付け力）がトレッド側では大、ビード側では小となるなど均一でなくなる。その結果、加硫圧力が低いビード側において、加硫が不十分となったり、またタイヤ内部に残留する空気が排出され難くなるなどタイヤ品質を低下させるという問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１６０２３６号公報
【０００８】
そこで本発明は、中子本体の熱膨張量の不均一を抑えて、生タイヤへの加硫圧力を均一化でき、タイヤ品質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目的としている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本願請求項１の発明は、外表面に、タイヤ構成部材を順次貼り付けることにより生タイヤを形成するタイヤ成形面を有する中子本体を具え、かつこのタイヤ成形面上に形成された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、前記タイヤ成形面が最もタイヤ軸方向外側に突出する最大巾位置Ｐ０を含むタイヤ半径方向位置Ｐにてタイヤ半径方向内外に分割される複数の分割中子片からなり、
しかも前記最大巾位置Ｐ０よりもタイヤ半径方向外側に配される外側の分割中子片と、最大巾位置Ｐ０よりもタイヤ半径方向内側に配される内側の分割中子片とは、熱膨張率が異なる金属材料により形成されるとともに、
前記内側の分割中子片の熱膨張率を、前記外側の分割中子片の熱膨張率よりも大としたことを特徴としている。
【００１０】
また請求項２では、前記中子本体は、３以上の複数の分割中子片からなり、かつ各分割中子片は熱膨張率が異なる金属材料により形成されるとともに、タイヤ半径方向内側に配される分割中子片ほど、熱膨張率を大としたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は叙上の如く、中子本体を、タイヤ半径方向内外に分割される複数の分割中子片によって形成している。しかも最大巾位置Ｐ０よりもタイヤ半径方向外側に配される分割中子片と、タイヤ半径方向内側に配される分割中子片とを、熱膨張率が異なる金属材料によって形成するとともに、タイヤ半径方向内側の分割中子片の熱膨張率を、タイヤ半径方向外側の分割中子片の熱膨張率よりも大としている。
【００１２】
そのため、半径方向の熱膨張に原因して膨張量が小となる領域（即ち最大巾位置Ｐ０よりも半径方向内側の領域）では、熱膨張率の高い金属材料を用いることで膨張量を増加させることができる。逆に、半径方向の熱膨張に原因して膨張量が大となる領域（即ち最大巾位置Ｐ０よりも半径方向外側の領域）では、熱膨張率の低い金属材料を用いることで膨張量を減少させることができる。
【００１３】
そしてこれにより、中子本体全体として膨張量の不均一を低く抑えることが可能となる。その結果、加硫成型時の生タイヤへの加硫圧力を均一化でき、加硫圧力が低い部位に生じる加硫不足やタイヤ内部での空気溜まりの発生などを抑制し、タイヤ品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のタイヤ形成用の剛性中子の一実施例を示す断面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は、中子本体の側面図、及び斜視図である。
【図３】分割中子片同士を連結する連結手段の一例を示す説明図である。
【図４】連結手段の他の例を示す説明図である。
【図５】中子本体の他の例を示す断面図である。
【図６】分割中子片同士を連結する連結手段の一例を示す説明図である。
【図７】連結手段の他の例を示す説明図である。
【図８】表２における間隙量の評価位置を示す断面図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｃ）は、表２における中子本体の構造を示す概念図である。
【図１０】中子工法を説明する断面図である。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）は、従来の剛性中子における問題点を説明する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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、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。
【００１６】
前記タイヤ成形面Ｓは、生タイヤｔのトレッド部ｔａの内表面を形成するトレッド成形面部Ｓａと、サイドウォール部ｔｂの内表面を形成するサイドウォール成形面部Ｓｂと、ビード部ｔｃの内表面を形成するビード成形面部Ｓｃとからなり、このタイヤ成形面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る。
【００１７】
又前記剛性中子１は、前記中子本体２と、この中子本体２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。
【００１８】
本例の中子本体２は、その内部に、該中子本体２と同心な内腔部４を具えた中空状をなし、その内腔部４内には、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。加熱手段としては、前記内腔部４内に、例えばスチームなどの加熱流体を充填する如く構成することもできる。
【００１９】
又前記中子本体２は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、タイヤ周方向に分割された複数の中子セグメント９から形成される。この中子セグメント９は、周方向両端の分割面９ｓを、半径方向内方に向かって周方向巾が減じる向きに傾斜させた第１の中子セグメント９Ａと、前記第１の中子セグメント９Ａとは周方向に交互に配され、かつ周方向両端の分割面９ｓを、半径方向内方に向かって周方向巾が増す向きに傾斜させた第２の中子セグメント９Ｂとから構成される。これにより、前記第２の中子セグメント９Ｂ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で、中子本体２を分解することができる。なお前記コア３は、各中子セグメント９の半径方向内側への移動を阻止し、各中子セグメント９を一体連結させる。
【００２０】
そして、本実施形態の中子本体２は、前記図１に示すように、前記タイヤ成形面Ｓが最もタイヤ軸方向外側に突出する最大巾位置Ｐ０を含むタイヤ半径方向位置Ｐにてタイヤ半径方向内外に分割される複数の分割中子片１０によって形成される。
【００２１】
本例では、前記タイヤ半径方向位置Ｐが、前記最大巾位置Ｐ０のみからなる場合が示される。これにより前記中子本体２は、タイヤ半径方向内外の２つの分割中子片１０ｉ、１０ｏから形成される。
【００２２】
本例の中子本体２は、前述の如く、タイヤ周方向の複数の中子セグメント９に分割されている。そのため本例の場合、各中子セグメント９が、タイヤ半径方向内外の分割中子片１０ｉ、１０ｏによって形成されることとなる。なお半径方向内外の分割中子片１０ｉ、１０ｏ同士は、後述する連結手段２０によって連結され、それぞれ一つの中子セグメント９を構成する。
【００２３】
前記分割中子片１０において、前記最大巾位置Ｐ０よりもタイヤ半径方向外側に配される外側の分割中子片１０ｏと、最大巾位置Ｐ０よりもタイヤ半径方向内側に配される内側の分割中子片１０ｉとは、熱膨張率αが異なる金属材料により形成される。しかも、前記内側の分割中子片１０ｉの熱膨張率αｉを、前記外側の分割中子片１０ｏの熱膨張率αｏよりも大としている。
【００２４】
このように中子本体２を構成することにより、半径方向の熱膨張に原因して膨張量が小となる領域（即ち最大巾位置Ｐ０よりも半径方向内側の領域）では、前記内側の分割中子片１０ｉに熱膨張率αｉが大な金属材料を用いているため膨張量を増加させることができる。逆に、半径方向の熱膨張に原因して膨張量が大となる領域（即ち最大巾位置Ｐ０よりも半径方向外側の領域）では、前記外側の分割中子片１０ｏに熱膨張率αｏが小な金属材料を用いているため膨張量を減少させることができる。そしてこれにより、中子本体２全体として、膨張量の不均一を低く抑えることが可能となり、加硫成型時の生タイヤｔへの加硫圧力を均一化することができる。この膨張量の均一化のために、前記熱膨張率αｉ、αｏの比（αｉ／αｏ）は、１．０７以上、さらには１．３４以上が好ましい。
【００２５】
ここで、固体の線膨張率と体積膨張率との間には下記の関係があり、従って前記熱膨張率αとして、線膨張率を採用することも、又体積膨張率を採用することもできる。なお下記の表１に、主な金属材料ＭＡ〜ＭＥにおける線膨張率が示される。
（体積膨張率）＝３×（線膨張率）
【００２６】
【表１】
0005698694.tif 000002
【００２７】
又前記連結手段２０としては、例えば図３に示す構造のものが好適に採用しうる。具体的には、各中子セグメント９Ａ、９Ｂにおいて、内の分割中子片１０ｉと、外の分割中子片１０ｏとは、それぞれタイヤ軸心ｉと同心な円筒状の分割面２１によって隣接する。そして、前記連結手段２０は、前記分割面２１に形成され、内外の分割中子片１０ｉ、１０ｏ同士をタイヤ軸方向に相対移動可能に接続させるガイド手段２０Ａを含む。このガイド手段２０Ａとして、本例では、一方の分割面２１に凹設されかつタイヤ軸方向にのびるガイド溝２２ａと、他方の分割面２１に凸設されかつ前記ガイド溝２２ａに案内されるガイドリブ２２ｂとの組み合わせ（以下ガイド対２２という。）によって形成される場合が示される。前記図３には、前記ガイド溝２２ａ及びガイドリブ２２ｂが、断面台形状をなす所謂蟻溝及び蟻ほぞである場合が例示される。かかる場合、ガイド手段２０Ａとして一組のガイド対２２のみで構成することができる。
【００２８】
なお図４に示すように、前記ガイド溝２２ａ及びガイドリブ２２ｂとして断面矩形状のものを採用することができる。かかる場合、少なくとも巾広となる第１の中子セグメント９Ａにおいては、複数のガイド対２２を、タイヤ軸心ｉに向けて形成するのが好ましい。
【００２９】
又前記連結手段２０は、前記内腔部４の表面（内孔面４Ｓという場合がある。）に沿ってのびる例えば断面Ｕ字状をなし、内外の分割中子片１０ｉ、１０ｏの内孔面４Ｓを整一させるホルダ２０Ｂを含む。本例では、このホルダ２０Ｂと各分割中子片１０ｉ、１０ｏとは、ネジ金具によって連結される。前記ホルダ２０Ｂは、各分割中子片１０ｉ、１０ｏが半径方向に熱膨張ε２する際、その熱膨張ε２によって半径方向に延び変形しうるため、本発明の効果を妨げることがない。
【００３０】
次に、前記中子本体２は、最大巾位置Ｐ０を含む複数のタイヤ半径方向位置Ｐにてタイヤ半径方向内外に分割される３以上の複数の分割中子片１０により形成することができる。
図５には、前記タイヤ半径方向位置Ｐが、最大巾位置Ｐ０と、この最大巾位置Ｐ０よりもタイヤ半径方向外側のタイヤ半径方向位置ＰＵと、最大巾位置Ｐ０よりもタイヤ半径方向内側のタイヤ半径方向位置ＰＬとの３位置からなることにより、前記中子本体２が、４つの分割中子片１０ｉ１、１０ｉ２、１０ｏ１、１０ｏ２に分割される場合が例示される。
【００３１】
かかる場合、各分割中子片１０ｉ１、１０ｉ２、１０ｏ１、１０ｏ２を、各熱膨張率αが異なる金属材料により形成するとともに、タイヤ半径方向内側に配される分割中子片１０ほど、熱膨張率αを大に設定することが好ましい。即ち、各分割中子片１０ｉ１、１０ｉ２、１０ｏ１、１０ｏ２の熱膨張率をαｉ１、αｉ２、αｏ１、αｏ２としたとき、αｉ１＞αｉ２＞αｏ１＞αｏ２であるのが好ましい。
【００３２】
これにより、中子本体２全体として、膨張量の不均一をより低く抑えることが可能となり、加硫成型時の生タイヤｔへの加硫圧力をより均一化することができる。なお膨張量の均一化のために、前記熱膨張率αｉ２、αｏ１の比（αｉ２／αｏ１）は１．０７以上、さらには１．３４以上が好ましい。
【００３３】
なお内側の分割中子片１０ｉ１と１０ｉ２とを互いに同じ金属材料（即ちαｉ１＝αｉ２）にて形成しても良く、又外側の分割中子片１０ｏ１と１０ｏ２とを互いに同じ金属材料（即ちαｏ１＝αｏ２）にて形成しても良い。この場合、４分割する利点がなくなる一方、４分割による加工コストや、組み立てコストの増加、及び精度低下などの不利を招くため好ましくはないが、実施可能である。
【００３４】
なお各分割中子片１０ｉ１、１０ｉ２、１０ｏ１、１０ｏ２も、連結手段２０によって連結されることにより一つの中子セグメント９を構成する。前記連結手段２０は、２分割の場合と同様であり、図６、７に示すように、隣り合う分割中子片同士をタイヤ軸方向に相対移動可能に接続させるガイド手段２０Ａと、各分割中子片の内孔面４Ｓを整一させるホルダ２０Ｂとを含んで構成される。
【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を、表２の仕様に基づき試作するとともに、各中子本体を、２０℃の常温から１５０℃まで昇温して熱膨張させ、それぞれの中子本体の外形形状を、レーザー変位計を用いて測定した。
【００３７】
そしてその測定結果を、加硫金型のキャビティ面の熱膨張後の寸法と重ね合わせ、中子本体の外表面との間の間隙量ｇを求めて指数化して表示した。なお前記間隙量ｇは、中子本体の熱膨張前における間隙量に対する、熱膨張後の間隙量の割合を指数化したものであり、表２には、図８に示す評価位置Ｊ１〜Ｊ４における間隙量ｇが示される。各評価位置Ｊ１〜Ｊ４での間隙量ｇのバラツキが小さいほど、加硫圧力が均一化していることを示す。
評価位置Ｊ１−−トレッド部の赤道位置；
評価位置Ｊ２−−バットレス部；
評価位置Ｊ３−−最大巾位置；
評価位置Ｊ４−−クリンチ部；
【００３８】
又前記中子本体を用いて空気入りタイヤを加硫成形した時のタイヤ内部での空気溜まりの発生状況を、指数化して表記した。数値が大きいほど空気溜まりの発生頻度が多いことを意味する。前記加硫成形時の加硫温度条件は、下記の通りである。
加硫金型−−−１６０℃
中子本体−−−１５０℃
【００３９】
又図９（Ａ）〜（Ｃ）に、中子本体の構造を概念的に示し、各部位に用いる金属材料ＭＡ〜ＭＥは前記表１に示される。
【００４０】
【表２】
0005698694.tif 000003
【００４１】
表２の如く、実施例は、加硫成型時の生タイヤへの加硫圧力を均一化でき、タイヤ内部での空気溜まりの発生を抑制しタイヤ品質を向上させうるのが確認できる。
【符号の説明】
【００４２】
１     剛性中子
２     中子本体
１０   分割中子片
ｂ     加硫金型
Ｓ     タイヤ成形面
ｔ     生タイヤ
【図１】
0005698694.tif 000004
【図２】
0005698694.tif 000005
【図３】
0005698694.tif 000006
【図４】
0005698694.tif 000007
【図５】
0005698694.tif 000008
【図６】
0005698694.tif 000009
【図７】
0005698694.tif 000010
【図８】
0005698694.tif 000011
【図９】
0005698694.tif 000012
【図１０】
0005698694.tif 000013
【図１１】
0005698694.tif 000014