JP5913266B2 - タイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの形成精度を高めうるタイヤの製造方法に関する。

近年、空気入りタイヤの形成精度を高めるために、剛性中子を用いたタイヤの製造方法が提案されている。この種の製造方法では、例えば、剛性中子の外表面上で、生タイヤを形成する工程と、剛性中子上の生タイヤを加硫する加硫工程とを含んでいる。

剛性中子は、中子本体と、コアとを含んで構成されている。中子本体は、組立てられることによって中心孔を有する円環状をなし、複数個のセグメントから構成されている。また、コアは、中子本体の中心孔に配され、かつ、各セグメントを実質的に拘束するものである。これにより、コアは、中子本体を円環状に保持することができる。

複数個のセグメントは、第１セグメントと、第２セグメントとからなり、タイヤ周方向に交互に配置されている。第１セグメントは、タイヤ周方向の両端の分割面を、タイヤ半径方向の内側に向かって、タイヤ周方向の長さが減じる向きに傾斜させている。第２セグメントは、タイヤ周方向の両端の分割面を、タイヤ半径方向の内側に向かって、タイヤ周方向の長さが増す向きに傾斜させている。このような複数個のセグメントは、第２セグメントから半径方向内側に順次移動させることにより、タイヤの内腔から取り出すことができる。

各セグメントは、第１セグメント及び第２セグメントから構成されるため、タイヤ半径方向外側への移動により、セグメント間の隙間が増大する。また、各セグメントは、タイヤ半径方向内側への移動により、隣接するセグメントと接触する。このようなセグメント間の接触は、第２セグメントの分割面の傾斜に沿って、第１セグメントをタイヤ半径方向外側に押し出し、セグメント間の外表面の段差を大きくする。

特開２０１３−６３６７号公報

タイヤの形成精度を高めるには、加硫工程において、剛性中子の外表面がタイヤ周方向で滑らかに連続している状態（即ち、セグメント間の外表面の段差が小さい状態）に保持されていることが重要である。しかしながら、コア及びセグメントの加工誤差等が原因で、加硫工程中に、隣接するセグメントが接触すると、剛性中子の外表面を上述の良好な状態に維持することができず、タイヤの形成精度が低下しやすいという問題があった。

また、隣接するセグメントが接触するのを防ぐために、セグメント間に予め大きな隙間を形成しておくことも考えられる。しかしながら、加硫中のコアの熱膨張により、各セグメントが、タイヤ半径方向外側に押し出されると、セグメント間の隙間がさらに大きくなる。このような大きな隙間は、生タイヤの内面のゴムを浸入させ、タイヤの内面にスピューが形成されやすいという問題もあった。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、セグメント間の隙間、及び、セグメント間の外表面の段差を、予め定められた範囲内となるように、コアの外径を調節することを基本として、タイヤの形成精度を高めうるタイヤの製造方法を提供することを主たる目的としている。

本発明は、空気入りタイヤの内腔面を形成する外表面を具えた剛性中子を用いて、生タイヤを加硫するタイヤの製造方法であって、前記剛性中子の前記外表面上で、前記生タイヤを形成する工程と、前記剛性中子上の生タイヤを加硫する加硫工程とを含み、前記剛性中子は、組立てられることにより中心孔を有する円環状をなしかつ複数個のセグメントからなる中子本体と、前記中心孔に配されかつ前記各セグメントを拘束して前記中子本体を前記円環状に保持するコアと、前記コアの温度を変化させることにより前記コアの外径を変化させる外径調節手段とを含み、しかも、前記コアの外径の拡大により、前記各セグメントはタイヤ半径方向の外側に移動してセグメント間の隙間が増大する一方、前記コアの外径の縮小により、前記各セグメントはタイヤ半径方向の内側に移動して前記セグメント間の隙間が減少し、さらに、隣接するセグメントの接触により、前記セグメント間の前記外表面の段差が大きくなる変化をなすものであり、前記加硫工程は、前記隙間、及び、前記段差が予め定められた範囲内となるように、前記外径調節手段により前記コアの外径を調節する調整工程を含むことを特徴とする。

本発明に係る前記タイヤの製造方法において、前記調整工程に先立ち、前記コアの温度と、前記隙間又は前記段差との関係を予め取得する準備工程をさらに含み、前記調整工程は、前記関係に基づいて、前記コアの温度を調節するのが望ましい。

本発明に係る前記タイヤの製造方法において、前記準備工程は、前記コアの温度を変化させて、温度毎に、前記隙間又は前記段差を測定する工程と、前記温度毎に測定された前記隙間又は前記段差に基づいて、前記関係を示す近似式を求める工程を含むのが望ましい。

本発明に係る前記タイヤの製造方法において、前記準備工程は、コンピュータに、前記各セグメントを有限個の要素で離散化した複数のセグメントモデルを定義する工程と、前記コンピュータに、前記コアを有限個の要素で離散化したコアモデルを定義する工程と、前記コンピュータが、前記コアモデルの温度を変化させて、前記隙間又は前記段差を前記セグメントモデル間の隙間又は段差として計算する工程と、前記コンピュータが、前記セグメントモデル間の隙間又は段差の計算結果に基づいて、前記関係を示す近似式を求める工程とを含むのが望ましい。

本発明に係る前記タイヤの製造方法において、前記調整工程は、前記隙間を０mmよりも大かつ０．０４mm以下の範囲に調節するのが望ましい。

本発明のタイヤの製造方法は、剛性中子の前記外表面上で、生タイヤを形成する工程と、剛性中子上の生タイヤを加硫する加硫工程とを含んでいる。

剛性中子は、組立てられることにより中心孔を有する円環状をなしかつ複数個のセグメントからなる中子本体と、中心孔に配されかつ各セグメントを実質的に拘束して中子本体を円環状に保持するコアと、コアの温度を変化させることによりコアの外径を変化させる外径調節手段とを含んでいる。

しかも、剛性中子は、コアの外径の拡大により、各セグメントはタイヤ半径方向の外側に移動してセグメント間の隙間が増大する一方、コアの外径の縮小により、各セグメントはタイヤ半径方向の内側に移動して、隣接するセグメント間の外表面の段差が大きくなる変化をなすものである。

そして、本発明の加硫工程は、隙間、及び、段差が予め定められた範囲内となるように、外径調節手段によりコアの外径を調節する調整工程を含んでいる。従って、本発明の製造方法では、セグメント間の隙間に、生タイヤのゴムが浸入するのを抑制でき、タイヤにスピューが形成されるのを防ぐことができる。さらに、本発明の製造方法では、剛性中子の外表面を、タイヤ周方向で滑らかに連続している状態に保持することができるため、タイヤの形成精度を効果的に高めることができる。

本実施形態の製造方法で使用する剛性中子の断面図である。 剛性中子の分解斜視図である 中子本体をコアとともに示す軸心方向から見た下面図である。 第１の蟻継ぎ部及び第２の蟻継ぎ部の係合状態を示す拡大図である。 加硫中の剛性中子及び加硫金型を示す断面図である。 （ａ）は、セグメント間の外表面の段差を拡大して示す側面図、（ｂ）は、セグメント間の隙間を拡大して示す側面図である。 本実施形態の準備工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。 コアの温度と、隙間との関係を示すグラフである。 本発明の他の実施形態の準備工程を実行するためのコンピュータの斜視図である。 本発明の他の実施形態の準備工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。 セグメントモデル及びコアモデルの一部を示す概念図である。 本発明の他の実施形態の外径調節手段を示す断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態の製造方法で使用する剛性中子の断面図である。図２は、剛性中子の分解斜視図である。図３は、中子本体をコアとともに示す軸心方向から見た下面図である。図４は、第１の蟻継ぎ部、及び、第２の蟻継ぎ部の係合状態を示す拡大図である。

図１に示されるように、本実施形態のタイヤの製造方法（以下、単に「製造方法」ということがある。）は、空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）Ｔの内腔面を形成する外表面Ｓを具えた剛性中子１、及び、タイヤＴの外面を形成する加硫金型２を用いて、生タイヤＴｎを加硫するための方法である。

図１及び図２に示されるように、剛性中子１の外表面Ｓは、タイヤＴの内腔面のうち、トレッド部の内面を形成するトレッド成形面部Ｓａ、及び、サイドウォール部の内面とビード部の内面とを形成するサイド成形面部Ｓｂを含んでいる。この外表面Ｓは、仕上がりタイヤ（加硫済タイヤ）Ｔの内面形状にほぼ一致している。

本実施形態の剛性中子１は、中子本体３と、コア５とを含んで構成されている。

中子本体３は、タイヤ周方向に分割された複数個のセグメント４を含んでいる。このような中子本体３は、分解可能であり、かつ、組立てられることによって中心孔７を有する円環状に形成される。また、中子本体３は、外表面Ｓのタイヤ半径方向内側からタイヤ軸心方向外側に膨出する膨出部８が形成されている。この膨出部８には、外表面Ｓに連なり、かつ、タイヤ半径方向内方に向かって、タイヤ軸心方向外側に傾斜するテーパ面８ｓを有している。

図２に示されるように、複数個のセグメント４は、第１セグメント４Ａと、第２セグメント４Ｂとからなり、タイヤ周方向に交互に配置されている。また、図４に示されるように、加熱前の常温状態の中子本体３において、タイヤ周方向で隣り合うセグメント４Ａ、４Ｂのタイヤ周方向両端の分割面６ａ、６ｂ間には、熱膨張用の隙間Ｇ（図４に示す）が形成されている。

図２に示されるように、第１セグメント４Ａは、タイヤ周方向の両端の分割面６ａ、６ａを、タイヤ半径方向の内側に向かって、タイヤ周方向の長さが減じる向きに傾斜させている。一方、第２セグメント４Ｂは、図４に示されるように、タイヤ周方向の両端の分割面６ｂ、６ｂを、タイヤ半径方向の内側に向かって、タイヤ周方向の長さが増す向きに傾斜させている。これにより、中子本体３は、第２セグメント４Ｂから半径方向内側に順次移動されることにより、加硫後のタイヤＴ（図１に示す）の内腔から取り出される。

図２に示されるように、第１セグメント４Ａは、タイヤ半径方向外側に配置される外セグメント部１１ａと、外セグメント部１１ａの半径方向内側に配置される内セグメント部１２ａとを含んで構成されている。外セグメント部１１ａ及び内セグメント部１２ａは、内セグメント部１２ａの半径方向内面側から挿入されるボルト１３（図１に示す）によって一体に連結される。また、外セグメント部１１ａと内セグメント部１２ａとの間には、シーリング（図示省略）が設けられている。

第２セグメント４Ｂも、第１セグメント４Ａと同様に、外セグメント部１１ｂと、内セグメント部１２ｂとを含んで構成されている。外セグメント部１１ｂ及び内セグメント部１２ｂは、ボルト１３（図１に示す）によって一体に連結される。

各セグメント４Ａ、４Ｂの内周面には、軸心方向に連続してのびる蟻溝、又は、蟻ほぞとして形成された第１の蟻継ぎ部１６が設けられている。本実施形態の第１の蟻継ぎ部１６は、蟻ほぞ１６ａとして形成されている。この第１の蟻継ぎ部１６は、コア５の外周面に形成される第２の蟻継ぎ部１７に係合するものである。

図１及び図３に示されるように、本実施形態の各セグメント４Ａ、４Ｂの内部には、熱流体が充填される気密なチャンバー室２１が形成されている。チャンバー室２１には、隔壁板２２が設けられている。これにより、チャンバー室２１は、第１のチャンバー室部２１ａと、第２のチャンバー室部２１ｂとに区画されている。

また、各セグメント４Ａ、４Ｂの軸心方向一方側の側面４Ｌｓには、吸気側流路１８を介して第１のチャンバー室部２１ａに通じる中子側コネクタ２３の接続口２３ａと、排気側流路１９を介して第２のチャンバー室部２１ｂに通じる中子側コネクタ２４の接続口２４ａとが設けられている。これらの接続口２３ａ、２４ａは、図１に示した加硫金型２に設けられる熱流体供給用の金型側コネクタ２６ａ、又は、熱流体排出用の金型側コネクタ２６ｂにそれぞれ接続しうる。なお、剛性中子１が加硫金型２に投入されるとき、一方側の側面４Ｌｓは下面となる。

このような中子本体３は、加硫金型２内において、金型側コネクタ２６ａから熱流体が供給され、かつ、金型側コネクタ２６ｂから熱流体が排出されることにより、チャンバー室２１に熱流体を循環させることができる。これにより、中子本体３は、生タイヤＴｎを、効果的に加熱することができる。

コア５は、円筒状に形成され、中子本体３の中心孔７に配される。図２に示されるように、コア５の外周面には、中子本体３の第１の蟻継ぎ部１６に係合する第２の蟻継ぎ部１７が設けられる。第２の蟻継ぎ部１７は、軸心方向にのびる蟻溝又は蟻ほぞとして形成される。本実施形態の第２の蟻継ぎ部１７は、第１の蟻継ぎ部１６の蟻ほぞ１６ａに係合する蟻溝１７ａとして形成されている。このような蟻ほぞ１６ａ及び蟻溝１７ａは、互いに填り合うことにより、軸心方向にのみ相対移動可能に連結される。

コア５の軸心方向の一方側の端部には、一方の側壁体２７ａが固定されている。一方の側壁体２７ａには、円盤状の側板部２８ａが設けられている。この側板部２８ａは、中子本体３のテーパ面８ｓと当接するフランジ部２９ａを具えている。このようなフランジ部２９ａは、中子本体３のテーパ面８ｓに当接することにより、一方の側壁体２７ａと、中子本体３とを同心に位置合わせしうる。本実施形態の一方の側壁体２７ａは、ボルト３２（図１に示す）を用いて、コア５に固定されているが、例えば、溶接などによって固定することもできる。このような一方の側壁体２７ａは、各セグメント４Ａ、４Ｂの軸心方向の一方側への移動を阻止することができる。

コア５の軸心方向の他方側の端部には、他方の側壁体２７ｂが固定されている。他方の側壁体２７ｂにも、円盤状の側板部２８ｂが設けられている。円盤状の側板部２８ｂには、中子本体３のテーパ面８ｓと当接するフランジ部２９ｂを具えている。このようなフランジ部２９ｂも、中子本体３のテーパ面８ｓに当接することにより、他方の側壁体２７ｂと、中子本体３とを同心に位置合わせしうる。本実施形態の他方の側壁体２７ｂは、コア５に設けられる内ネジ部３１に、着脱自在に螺合される。このような他方の側壁体２７ｂは、各セグメント４Ａ、４Ｂの軸心方向の他方側への移動を阻止することができる。

このように、コア５は、第２の蟻継ぎ部１７が、中子本体３の第１の蟻継ぎ部１６に係合し、かつ、コア５の軸芯方向の両端部に、一方の側壁体２７ａ及び他方の側壁体２７ｂが配置されることにより、各セグメント４Ａ、４Ｂを実質的に拘束して、中子本体３を円環状に保持することができる。

また、一方の側壁体２７ａの側板部２８ａ、及び、他方の側壁体２７ｂの側板部２８ｂには、軸芯方向外側に突出する支持軸部３０がそれぞれ設けられている。この支持軸部３０は、例えば、剛性中子１を搬送する搬送装置によって把持される把持部、又は、搬送した剛性中子１を、加硫金型２等の装置に装着するための装着部として機能している。本実施形態の支持軸部は、例えば、ボールロック機構を有する連結手段３０ａを介して、搬送装置等に着脱自在に連結される。

図１及び図３に示されるように、本実施形態の剛性中子１は、コア５の温度を変化させることにより、コア５の外径Ｄ１（図３に示す）を変化させる外径調節手段３３が設けられる。本実施形態の外径調節手段３３は、コア５を加熱する加熱手段３４から構成される。

加熱手段３４としては、コア５の温度を変化させることができるものであれば、適宜採用することができる。本実施形態の加熱手段３４は、例えば、コア５のタイヤ半径方向の内周面に設けられるシート状の電気ヒータである場合が例示される。図３に示されるように、本実施形態の加熱手段３４は、第１セグメント４Ａ及び第２セグメント４Ｂの内方領域に、それぞれ配置されている。また、加熱手段３４は、一方の側壁体２７ａに設けられる電源用コネクタ（図示省略）を介して、加硫金型２に設けられる電源（図示省略）から電気が供給される。これにより、加熱手段３４は、コア５を加熱することができる。また、本実施形態では、加熱手段３４への電気の供給、及び、電気の供給の停止を操作することができるスイッチ（図示省略）が設けられている。これにより、作業者は、コア５の加熱、及び、コア５の加熱の停止を適宜実施することができる。

このような加熱手段３４は、コア５の温度を高めて熱膨張させることにより、コア５の外径Ｄ１を拡大することができる。一方、加熱手段３４は、コア５の加熱を停止して、コア５の温度を低下させて熱収縮させることにより、コア５の外径Ｄ１を縮小することができる。このように、外径調節手段３３は、コア５の外径Ｄ１を適宜変化させることができるため、コア５の外径Ｄ１や、セグメント４の加工誤差を吸収することができる。

また、本実施形態の剛性中子１には、コア５の温度を測定する温度センサー（図示省略）が設けられている。このような温度センサーは、コア５の温度を任意に設定するのに役立つ。

次に、このような剛性中子１を用いた本実施形態の製造方法について説明する。この製造方法では、先ず、図１に示されるように、剛性中子１の外表面Ｓ上で、生タイヤＴｎを形成する工程Ｓ１が実施される。この工程Ｓ１では、剛性中子１の外表面Ｓ上に、インナーライナ、カーカスプライ、ベルトプライ、サイドウォールゴム、及び／又はトレッドゴム等のタイヤ構成部材が順次貼り付けられる。これにより、剛性中子１の外表面Ｓ上に、未加硫の生タイヤＴｎが形成される。

次に、剛性中子１上の生タイヤＴｎを加硫する加硫工程Ｓ２が実施される。図５は、加硫中の剛性中子及び加硫金型２を示す断面図である。加硫工程Ｓ２では、生タイヤＴｎを剛性中子１ごと、加硫金型２内に投入することにより、加硫金型２と協働して生タイヤＴｎが加硫成形される。加硫成形後には、タイヤＴ及び剛性中子１が、加硫金型２から取り出される。そして、タイヤＴの内腔から剛性中子１が取り出されることにより、タイヤＴを製造することができる。

図６は、第１セグメント４Ａ及び第２セグメント４Ｂを拡大して示す側面図である。各セグメント４は、上記のような形状を有する第１セグメント４Ａ及び第２セグメント４Ｂから構成されるため、図６（ａ）に示されるように、タイヤ半径方向内側への移動により、隣接するセグメント４Ａ、４Ｂが接触する。一方、図６（ｂ）に示されるように、第１セグメント４Ａ及び第２セグメント４Ｂは、タイヤ半径方向外側への移動により、セグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇが増大する。

図６（ａ）に示されるように、隣接するセグメント４Ａ、４Ｂが接触すると、第１セグメント４Ａが、第２セグメント４Ｂの分割面６ｂの傾斜に沿って、タイヤ半径方向外側に押し出され、セグメント４Ａ、４Ｂ間の外表面Ｓの段差Ｒが大きくなる。このため、例えば、セグメント４及びコア５の加工誤差や、冬季におけるコア５の熱膨張（加熱）不足等が原因で、加硫工程Ｓ２中に、隣接するセグメント４Ａ、４Ｂが接触すると、剛性中子１の外表面Ｓがタイヤ周方向で滑らかに連続している状態（即ち、セグメント４Ａ、４Ｂ間の外表面Ｓの段差Ｒが小さい状態（例えば、０．０４mm以下））を維持することができない。従って、タイヤの形成精度が低下しやすいという問題がある。

また、隣接するセグメント４Ａ、４Ｂが接触するのを防ぐために、セグメント４Ａ、４Ｂ間に予め大きな隙間Ｇを形成しておくことも考えられる。しかしながら、図６（ｂ）に示されるように、加硫中のコア５の熱膨張により、各セグメント４Ａ、４Ｂが、タイヤ半径方向外側に押し出されると、セグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇがさらに大きくなる。このような大きな隙間Ｇは、生タイヤＴｎ（図１に示す）の内面のゴムを浸入させ、タイヤＴ（図１に示す）の内面にスピューが形成されやすいという問題がある。

本実施形態の加硫工程Ｓ２では、外径調節手段３３（加熱手段３４）により、コア５の外径Ｄ１（図３に示す）を調節する調整工程Ｓ２１が逐次実施される。図３に示されるように、本実施形態の加熱手段３４は、上述のとおり、コア５の温度を高めて熱膨張させることにより、コア５の外径Ｄ１を拡大することができる。コア５は、外径Ｄ１の拡大により、各セグメント４Ａ、４Ｂをタイヤ半径方向外側に移動させることができる。

一方、加熱手段３４は、コア５の加熱を停止して、コア５の温度を低下させて熱収縮させることにより、コア５の外径Ｄ１を縮小することができる。コア５及び各セグメント４Ａ、４Ｂは、図４に示した第１の蟻継ぎ部１６及び第２の蟻継ぎ部１７を介して連結されているため、コア５の外径Ｄ１の縮小により、各セグメント４Ａ、４Ｂをタイヤ半径方向内側に移動させることができる。

本実施形態の調整工程Ｓ２１では、コア５の外径Ｄ１を変化（調節）させて、各セグメント４Ａ、４Ｂをタイヤ半径方向内外に移動させることにより、図６（ａ）、（ｂ）に示したセグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇ、及び、セグメント４Ａ、４Ｂ間の外表面Ｓの段差Ｒが、予め定められた範囲内になるように調節している。これにより、本発明の製造方法では、セグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇに、生タイヤＴｎのゴムが浸入するのを抑制でき、タイヤＴにスピューが形成されるのを防ぐことができる。さらに、本発明の製造方法では、剛性中子１の外表面Ｓを、タイヤ周方向で滑らかに連続している状態に保持することができるため、タイヤＴの形成精度を効果的に高めることができる。

調整工程Ｓ２１では、セグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇ（図６（ｂ）に示す）が、０mmよりも大かつ０．０４mm以下の範囲に調節されるのが望ましい。なお、隙間Ｇが０．０４mmを超えると、生タイヤＴｎのゴムの浸入を、十分に防ぐことができないおそれがある。逆に、隙間Ｇが、０mm以下であると、隣接するセグメント４Ａ、４Ｂが接触し、剛性中子１の外表面Ｓがタイヤ周方向で滑らかに連続している状態を維持することができないおそれがある。

同様に、調整工程Ｓ２１では、セグメント４Ａ、４Ｂ間の外表面Ｓの段差Ｒ（図６（ａ）に示す）が、０．０８mm以下、さらに好ましくは、０．０４mm以下に調整されるのが望ましい。なお、本明細書において、セグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇ、及び、セグメント４Ａ、４Ｂ間の外表面Ｓの段差Ｒは、中子本体３の赤道３Ｃ（図２に示す）上で測定されるものとする。

コア５は、セグメント４からの熱等の影響を受けるため、コア５の温度及び外径Ｄ１は、時々刻々と変化する。このため、調整工程Ｓ２１は、加硫工程Ｓ２が実施されている間、逐次実施されるのが望ましい。これにより、加硫工程Ｓ２では、セグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇ（図６（ｂ）に示す）、及び、セグメント４Ａ、４Ｂ間の外表面Ｓの段差Ｒ（図６（ａ）に示す）を、好ましい範囲に維持することができるため、タイヤＴ（図１に示す）の形成精度を効果的に高めることができる。なお、調整工程Ｓ２１が実施される間隔は、コア５の熱伝導の速さを考慮して、例えば、１秒〜５秒が望ましい。

また、調整工程Ｓ２１では、例えば、セグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇ（図６（ｂ）に示す）、及び、セグメント４Ａ、４Ｂ間の外表面Ｓの段差Ｒ（図６（ａ）に示す）を、剛性中子１に設けられるレーザー変位計（図示省略）等で逐次測定して、コア５の外径Ｄ１（温度）が調節されてもよい。なお、本実施形態では、調整工程Ｓ２１に先立って予め取得されたコア５の温度と、隙間Ｇ（図６（ｂ）に示す）との関係に基づいて（準備工程Ｓ３）、コア５の外径Ｄ１が調節される。図７は、本実施形態の準備工程Ｓ３の処理手順の一例を示すフローチャートである。

本実施形態の準備工程Ｓ３では、先ず、コア５の温度を変化させて、温度毎に、セグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇが測定される（工程Ｓ３１）。工程Ｓ３１では、先ず、加熱手段３４によってコア５が加熱される。そして、所定の温度間隔で、セグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇが測定される。隙間Ｇの測定は、例えば、剛性中子１に取り付けられるレーザー変位計（図示省略）等を用いることにより、容易に測定することができる。

工程Ｓ３１では、チャンバー室２１（図３に示す）に熱流体を充填して、各セグメント４Ａ、４Ｂも加熱しておくのが望ましい。これにより、加硫時の各セグメント４Ａ、４Ｂの熱膨張の影響を含めて、各セグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇ（図６（ｂ）に示す）を測定することができる。

次に、コア５の温度毎に測定されたセグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇに基づいて、コア５の温度と隙間Ｇとの関係を示す近似式が求められる（工程Ｓ３２）。図８は、コア５の温度と、隙間Ｇとの関係を示すグラフである。工程Ｓ３２では、温度毎に測定された隙間Ｇから、例えば、最小二乗法に基づいて近似直線Ｌｓが求められる。このような近似直線Ｌｓにより、好ましい隙間Ｇに対応するコア５の温度を容易に求めることができる。

そして、本実施形態の調整工程Ｓ２１では、先ず、近似直線Ｌｓに基づいて、隙間Ｇを、上記した好ましい範囲内に設定しうるコア５の温度の範囲を求める。そして、コア５の加熱や、コア５の加熱の停止が適宜実施されることにより、コア５の温度が、求められた前記温度の範囲内に維持される。これにより、調整工程Ｓ２１では、コア５の外径Ｄ１を調節して、セグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇを、上記好ましい範囲に維持することができる。従って、加硫工程Ｓ２では、タイヤＴにスピューが形成されるのを防ぐことができる。

また、セグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇが上記好ましい範囲に維持されると、隣接するセグメント４Ａ、４Ｂの接触が抑制されるため、セグメント４Ａ、４Ｂの接触に起因するセグメント４Ａ、４Ｂ間の外表面Ｓの段差Ｒ（図６（ａ）に示す）を抑制することができる。このため、本実施形態では、上記のように、コア５の温度と隙間Ｇとの関係のみに基づいて、コア５の温度（即ち、コア５の外径Ｄ１）が調節されることにより、セグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇ、及び、セグメント４Ａ、４Ｂ間の外表面Ｓの段差Ｒの双方を、上記好ましい範囲に維持することができる。したがって、本実施形態の製造方法では、タイヤＴにスピューが形成されるのを防ぎつつ、タイヤの形成精度を効果的に高めることができる。

また、本実施形態の調整工程Ｓ２１では、近似直線Ｌｓに基づいて、コア５の温度（コア５の外径Ｄ１）が調節されるため、例えば、加硫工程Ｓ２中に、レーザー変位計（図示省略）等を用いて、セグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇ（図６（ｂ）に示す）や、セグメント４Ａ、４Ｂ間の外表面Ｓの段差Ｒ（図６（ａ）に示す）を逐次測定する必要がない。このため、本実施形態の製造方法では、調整工程Ｓ２１での作業効率の向上や、剛性中子１の構造の簡素化を図ることができる。

準備工程Ｓ３において、セグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇを取得するコア５の温度の範囲については、適宜設定することができる。本実施形態では、例えば、８５℃〜１８０℃に設定されるのが望ましい。また、隙間Ｇが測定される温度間隔は、コア５の温度と、隙間Ｇとの関係を正確に取得するために、１℃〜２℃に設定されるのが望ましい。

本実施形態の準備工程Ｓ３では、コア５の温度を実際に変化させて、セグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇが実測されるものが例示されたが、これに限定されるわけではない。例えば、隙間Ｇが、コンピュータを用いて計算されてもよい。

図９は、本発明の他の実施形態の準備工程Ｓ３を実行するためのコンピュータの斜視図である。コンピュータ３８は、本体３８ａ、キーボード３８ｂ、マウス３８ｃ及びディスプレイ装置３８ｄを含んでいる。この本体３８ａには、演算処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、作業用メモリー、磁気ディスクなどの記憶装置及びディスクドライブ装置３８ａ１、３８ａ２などが設けられている。なお、記憶装置には、本実施形態の準備工程Ｓ３を実行するための処理手順（プログラム）が予め記憶されている。

図１０は、本発明の他の実施形態の準備工程Ｓ３の処理手順の一例を示すフローチャートである。この実施形態の準備工程Ｓ３では、先ず、コンピュータ３８に、各セグメント４を有限個の要素で離散化した複数のセグメントモデルが定義される（工程Ｓ４１）。図１１は、セグメントモデル４１及びコアモデル４２の一部を示す概念図である。

各セグメントモデル４１は、図２に示した各セグメント４を、数値解析法により取り扱い可能な有限個の要素Ｆｉ（ｉ＝１、２、…）でモデル化（離散化）することによって設定される。このようなモデルの設定は、剛性中子１（図１に示す）の設計データ（例えば、ＣＡＤデータ）と、メッシュ化ソフトウエアとを用いることにより、容易に行うことができる。

工程Ｓ４１では、図２に示した第１セグメント４Ａ、及び、第２セグメント４Ｂが、要素Ｆｉでモデル化される。これにより、工程Ｓ４１では、第１セグメントモデル４１Ａ及び第２セグメントモデル４１Ｂが設定される。また、第１セグメントモデル４１Ａのタイヤ周方向の両端には、分割面４４ａ、４４ａがそれぞれ形成されている。また、第２セグメントモデル４１Ｂのタイヤ周方向の両端には、分割面４４ｂ、４４ｂが形成されている。そして、工程Ｓ４１では、第１セグメントモデル４１Ａ及び第２セグメントモデル４１Ｂを、タイヤ周方向に交互に連ねて円環状に配置される。これにより、中心孔４６を有する中子本体モデル４７が設定される。

数値解析法としては、例えば、有限要素法、有限体積法、差分法又は境界要素法が適宜採用できるが、本実施形態では有限要素法が採用される。また、各要素Ｆｉとしては、例えば、六面体要素又は四面体要素が好適に用いられるが、これに限定されない。また、各要素Ｆｉには、複数個の節点５０が設けられる。このような各要素Ｆｉには、要素番号、節点番号、節点座標値及び材料特性（弾性率、ポアソン比、又は、線膨張係数等）などの数値データが定義される。これらの数値データは、コンピュータ３８に記憶される。

次に、コンピュータ３８に、コア５を有限個の要素で離散化したコアモデル４２が定義される（工程Ｓ４２）。コアモデル４２は、セグメントモデル４１と同様に、有限個の要素Ｆｉ（ｉ＝１、２、…）でモデル化（離散化）することによって設定される。

また、工程Ｓ４２では、図２に示した一方の側壁体２７ａ及び他方の側壁体２７ｂも、有限個の要素Ｆｉ（ｉ＝１、２、…）で離散化される。これにより、一方の側壁体モデル５１ａ、及び、他方の側壁体モデル５１ｂが設定される。

さらに、工程Ｓ４２では、中子本体モデル４７の中心孔４６に、コアモデル４２が配置される。また、工程Ｓ４２では、コア５の軸心方向の両端部に、一方の側壁体モデル５１ａ及び他方の側壁体モデル５１ｂが配置される。これにより、セグメントモデル４１、コアモデル４２、一方の側壁体モデル５１ａ、及び、他方の側壁体モデル５１ｂを含む剛性中子モデル５２が設定される。

次に、コンピュータ３８が、コアモデル４２の温度を変化させて、セグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇ（図６（ｂ）に示す）を、セグメントモデル４１Ａ、４１Ｂ間の隙間（図示省略）として計算する（工程Ｓ４３）。この工程Ｓ４３では、先ず、チャンバー室２１（図３に示す）に充填される熱流体の温度に基づいて、セグメントモデル４１の温度が設定される。

次に、コアモデル４２に、複数の温度が設定される。そして、コンピュータ３８は、セグメントモデル４１及びコアモデル４２に設定された温度、及び、要素Ｆｉに設定された線膨張係数に基づいて、熱膨張したセグメントモデル４１及びコアモデル４２が計算される。このような熱膨張に伴う変形計算は、例えば、JSOL社製のLS-DYNAなどの市販の有限要素解析アプリケーションソフトを用いて計算することができる。そして、コアモデル４２に設定された温度毎に、セグメントモデル４１及びコアモデル４２を熱膨張させ、セグメントモデル４１Ａ、４１Ｂ間の隙間（図示省略）が計算される。計算されたセグメントモデル４１Ａ、４１Ｂ間の隙間は、温度毎にコンピュータ３８に記憶される。

各モデル間に設定される摩擦係数が大きいと、熱膨張に伴う変形計算を安定して実施することが難しくなるおそれがある。このため、各モデル間に設定される摩擦係数は、小さいほど望ましく、好ましくは、０．１以下、さらに好ましくは、０（摩擦なし）である。なお、この実施形態の準備工程Ｓ３では、コア５の温度と、セグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇとの関係を求めることが重要であるため、たとえ、各モデル間の摩擦係数を小さくして、隙間Ｇに誤差が生じたとしても、特に問題とはならない。

次に、コンピュータ３８が、工程Ｓ４３での計算結果に基づいて、コア５の温度と、セグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間（図示省略）との関係を示す近似式を求める（工程Ｓ４４）。この工程Ｓ４４では、前実施形態の準備工程Ｓ３と同様に、図８に示されるように、コアモデル４２の温度毎に計算されたセグメントモデル４１Ａ、４１Ｂ間の隙間Ｇ（図６（ｂ）に示す）から、例えば、最小二乗法に基づいて近似直線Ｌｓが求められる。このような近似直線Ｌｓにより、好ましい範囲の隙間Ｇに対応するコア５の温度を容易に求めることができる。

このように、この実施形態の準備工程Ｓ３でも、前実施形態の準備工程Ｓ３と同様に、コア５の温度とセグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇ（図６（ｂ）に示す）との関係を示す近似直線Ｌｓを求めることができる。このため、加硫工程Ｓ２では、セグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇ、及び、セグメント４Ａ、４Ｂ間の外表面Ｓの段差Ｒ（図６（ａ）に示す）を、上記好ましい範囲に維持したまま、生タイヤＴｎを加硫することができる。従って、この実施形態の製造方法でも、タイヤＴにスピューが形成されるのを防ぎつつ、タイヤＴの形成精度を効果的に高めることができる。

また、この実施形態の準備工程Ｓ３では、コア５の温度を実際に変化させて、セグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇを実測することなく、コア５の温度と隙間Ｇとの関係を示す近似式を求めることができる。このため、剛性中子１の設計段階から、コア５の温度と隙間Ｇとの関係を計算することができるため、タイヤＴの形成精度を高めうる剛性中子１（図１に示す）を設計することができる。

なお、上記までの実施形態では、準備工程Ｓ３において、コア５の温度と、セグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇとの関係のみが取得されるものが例示されたが、これに限定されるわけではない。例えば、コア５の温度と、セグメント４Ａ、４Ｂ間の外表面Ｓの段差Ｒ（図６（ａ）に示す）との関係が取得されてもよい。なお、段差Ｒは、コンピュータ３８を用いたシミュレーションによって計算されてもよいし、実測されてもよい。このような関係に基づいて、コア５の温度が調節されることにより、セグメント４Ａ、４Ｂ間の外表面Ｓの段差Ｒを、確実に防ぐことができる。

上記までの実施形態では、外径調節手段３３が、コア５を加熱する加熱手段３４（図１に示す）から構成されるものが例示されたが、これに限定されるわけではない。他の実施形態の外径調節手段３３として、例えば、コア５を冷却する冷却手段から構成されてもよい。図１２は、本発明の他の実施形態の外径調節手段を示す断面図である。

この実施形態の冷却手段５５は、コア５のタイヤ半径方向の内周面に配管され、かつ、低温の流体（例えば、水）を循環させる冷媒パイプ５６から構成されている。冷媒パイプ５６は、低温の流体を供給する第１冷媒パイプ５６ａと、熱交換された流体を案内する第２冷媒パイプ５６ｂとを含んでいる。第１冷媒パイプ５６ａは、例えば、一方の側壁体２７ａに設けられる供給口５８ａを介して、低温流体供給機（図示省略）から低温の流体が供給される。第２冷媒パイプ５６ｂは、一方の側壁体２７ａに設けられる排出口５８ｂを介して、熱交換された流体が回収される。

このような冷却手段５５は、コア５の内周面に、低温の流体を循環させて、コア５を効果的に冷却することができる。これにより、冷却手段５５は、コア５の温度を低下して熱収縮させることができるため、コア５の外径Ｄ１（図３に示す）を縮小させることができる。一方、冷却手段５５は、低温の流体の供給を停止することにより、セグメント４からコア５に伝達される熱によって、コア５の温度を高めて熱膨張させることができる。従って、冷却手段５５は、コア５の外径Ｄ１を拡大させることができ、セグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇ（図６（ｂ）に示す）、セグメント４Ａ、４Ｂ間の外表面Ｓの段差Ｒ（図６（ａ）に示す）を調節することができる。

また、外径調節手段３３としては、加熱手段３４（図１に示す）又は冷却手段５５のいずれか一方のみで構成されるものが例示されたが、加熱手段３４及び冷却手段５５の双方で構成されるのが望ましい。これにより、外径調節手段３３は、コア５を効果的に加熱、及び、冷却することができるため、コア５の外径Ｄ１を迅速に調節することができる。従って、セグメント４Ａ、４Ｂ間の隙間Ｇ（図６（ｂ）に示す）、セグメント４Ａ、４Ｂ間の外表面Ｓの段差Ｒ（図６（ａ）に示す）を、上記好ましい範囲に迅速に設定することができ、タイヤＴの形成精度を効果的に高めることができる。なお、図１２の冷媒パイプ５６には、低温の流体だけでなく、高温の流体も供給されることにより、加熱手段３４及び冷却手段５５の双方を、容易に構成することができる。

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。

図１及び図２に示す基本構造を有し、外径調節手段を有する剛性中子が製造された（実施例）。そして、図７に示す処理手順に従って、コアの温度と、セグメント間の隙間との関係を示す近似式（図８に示す）が求められた。

次に、実施例の剛性中子の外表面上に生タイヤが形成され、生タイヤを加硫する加硫工程が実施された。加硫工程では、予め求められたコアの温度と隙間との関係を示す近似式（図８に示す）に基づいて、セグメント間の隙間が、０．０４mm以下となるように、コアの外径を調節する調整工程が逐次実施された。加硫成形後に、加硫金型からタイヤ及び剛性中子が取り出された。そして、タイヤの内腔から剛性中子が取り出されることにより、タイヤが製造された。

そして、実施例のタイヤの内面に、スピューの有無が目視にて確認された。さらに、タイヤユニフォミティ試験器を用い、実施例のタイヤ及び比較例のタイヤを、下記条件（リム、内圧、荷重、及び、速度）に基づいて、ＲＦＶ（ラジアルフォースバリエイション）のＯＡ、及び、ＲＦＶの１次からＲＦＶの５次までが測定された。なお、共通仕様は以下の通りである。
中子本体：
第１セグメント：５個
第２セグメント：５個
タイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５
リム：６．０Ｊ×１５
内圧：２００ｋＰａ
荷重：４６３０Ｎ
速度：１２０ｋｍ／ｈ
タイヤユニフォミティ試験機（国際計測器株式会社製）：
駆動：ドラム
検出：タイヤ軸
ロードセル：圧電素子（キスラー社製）
ドラム径：２０００mm
ドラム幅：４００mm
表面材料：セーフティーウォーク

テストの結果、実施例のタイヤは、タイヤの内面に、スピューが形成されないことが確認できた。また、実施例のタイヤは、ＲＦＶは次の通りであり、ＲＦＶのＯＡ及びＲＦＶの５次を小さくすることができた。従って、実施例の製造方法では、スピューの形成を防ぎつつ、形成精度の高いタイヤを製造できることが確認できた。
ＲＦＶ（ＯＡ）：１２７Ｎ
ＲＦＶ（１次）：３０Ｎ
ＲＦＶ（２次）：１３Ｎ
ＲＦＶ（３次）：９Ｎ
ＲＦＶ（４次）：１５Ｎ
ＲＦＶ（５次）：３８Ｎ

さらに、実施例の製造方法では、外径調節手段により、セグメント間の隙間や段差を柔軟に調整することができる。従って、例えば、中子本体の製造誤差により、タイヤにスピューが形成されたり、ユニフォミティが低下したりしたとしても、外径調節手段によって適宜補正することにより、次回以降に製造されるタイヤの形成精度を確実に高めることができた。

１ 剛性中子
２ 加硫金型
３ 中子本体
４ セグメント
５ コア
３３ 外径調節手段
Ｇ セグメント間の隙間
Ｒ セグメント間の外表面の段差

Claims (5)

1. 空気入りタイヤの内腔面を形成する外表面を具えた剛性中子を用いて、生タイヤを加硫するタイヤの製造方法であって、
   前記剛性中子の前記外表面上で、前記生タイヤを形成する工程と、
   前記剛性中子上の生タイヤを加硫する加硫工程とを含み、
   前記剛性中子は、組立てられることにより中心孔を有する円環状をなしかつ複数個のセグメントからなる中子本体と、
   前記中心孔に配されかつ前記各セグメントを拘束して前記中子本体を前記円環状に保持するコアと、
   前記コアの温度を変化させることにより前記コアの外径を変化させる外径調節手段とを含み、
   しかも、前記コアの外径の拡大により、前記各セグメントはタイヤ半径方向の外側に移動してセグメント間の隙間が増大する一方、前記コアの外径の縮小により、前記各セグメントはタイヤ半径方向の内側に移動して前記セグメント間の隙間が減少し、さらに、隣接するセグメントの接触により、前記セグメント間の前記外表面の段差が大きくなる変化をなすものであり、
   前記加硫工程は、前記隙間、及び、前記段差が予め定められた範囲内となるように、前記外径調節手段により前記コアの外径を調節する調整工程を含むことを特徴とするタイヤの製造方法。
   
2. 前記調整工程に先立ち、前記コアの温度と、前記隙間又は前記段差との関係を予め取得する準備工程をさらに含み、
   前記調整工程は、前記関係に基づいて、前記コアの温度を調節する請求項１に記載のタイヤの製造方法。
3. 前記準備工程は、前記コアの温度を変化させて、温度毎に、前記隙間又は前記段差を測定する工程と、
   前記温度毎に測定された前記隙間又は前記段差に基づいて、前記関係を示す近似式を求める工程を含む請求項２に記載のタイヤの製造方法。
4. 前記準備工程は、コンピュータに、前記各セグメントを有限個の要素で離散化した複数のセグメントモデルを定義する工程と、
   前記コンピュータに、前記コアを有限個の要素で離散化したコアモデルを定義する工程と、
   前記コンピュータが、前記コアモデルの温度を変化させて、前記隙間又は前記段差を前記セグメントモデル間の隙間又は段差として計算する工程と、
   前記コンピュータが、前記セグメントモデル間の隙間又は段差の計算結果に基づいて、前記関係を示す近似式を求める工程とを含む請求項３に記載のタイヤの製造方法。
5. 前記調整工程は、前記隙間を０mmよりも大かつ０．０４mm以下の範囲に調節する請求項１乃至４のいずれかに記載のタイヤの製造方法。

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