JP2005324509A - 空気入りタイヤの加硫方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブラダー内部の温度分布を均一にすることを可能にした空気入りタイヤの加硫方法を提供する。
【解決手段】 金型内に投入されたグリーンタイヤＴの内側にブラダー６を挿入し、該ブラダー６の内部に加圧媒体Ｍを充填した状態で加硫を行う空気入りタイヤの加硫方法において、加圧媒体Ｍの吹出口１１ａをタイヤ径方向内側であってタイヤ赤道Ｅよりも上側の位置にタイヤ赤道Ｅよりも下側のタイヤ下部に向けて設置し、吹出口１１ａから加圧媒体Ｍを下向きに吹き出すことでブラダー６の内圧を高圧状態にする一方で、加圧媒体Ｍの排出口１２ａをタイヤ径方向内側であってタイヤ赤道Ｅよりも下側の位置に設置し、排出口１２ａから加圧媒体Ｍを排出することでブラダー６の内圧を低圧状態にし、加硫初期においてブラダー６の内圧を高圧状態から低圧状態に切り替える操作を少なくとも１回行うようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、金型内に投入されたグリーンタイヤの内側にブラダーを挿入し、該ブラダーの内部に加圧媒体を充填した状態で加硫を行う空気入りタイヤの加硫方法に関し、更に詳しくは、ブラダー内部の温度分布を均一にすることを可能にした空気入りタイヤの加硫方法に関する。

加硫時にブラダーを用いた空気入りタイヤの加硫方法では、ブラダー内部に高温の加圧媒体を充填した状態で加硫を行っているが、加圧媒体をブラダーの内部に充填した際に、その前段でシェーピングに用いた気体が断熱圧縮を起こしてブラダー内部で温度が局部的に高くなることがある。このようにしてブラダー内部の温度分布が不均一になると、タイヤの加硫度にバラツキを生じたり、或いは、低温部分の加硫を完了するために加硫時間が必要以上に長くなるという不都合がある。

ところで、ブラダー内部における温度分布の不均一を解消するために、ブラダー内部に充填される媒体を下方又は上方に向けて吹き出し、その攪拌効果によりブラダー内部の温度分布を均一にすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、媒体を単に下方又は上方に向けて吹き出すだけでは十分な攪拌効果が得られず、ブラダー内部の温度分布を均一にすることは困難である。
特開平４−３５３４０５号公報

本発明の目的は、ブラダー内部の温度分布を均一にすることを可能にした空気入りタイヤの加硫方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤの加硫方法は、金型内に投入されたグリーンタイヤの内側にブラダーを挿入し、該ブラダーの内部に加圧媒体を充填した状態で加硫を行う空気入りタイヤの加硫方法において、加圧媒体の吹出口をタイヤ径方向内側であってタイヤ赤道よりも上側の位置にタイヤ赤道よりも下側のタイヤ下部に向けて設置し、前記吹出口から前記加圧媒体を下向きに吹き出すことで前記ブラダーの内圧を高圧状態にする一方で、加圧媒体の排出口をタイヤ径方向内側であってタイヤ赤道よりも下側の位置に設置し、前記排出口から前記加圧媒体を排出することで前記ブラダーの内圧を低圧状態にし、加硫初期において前記ブラダーの内圧を前記高圧状態から前記低圧状態に切り替える操作を少なくとも１回行うことを特徴とするものである。

本発明によれば、加硫初期においてブラダーの内圧を高圧状態から低圧状態に切り替えてブラダー内部に断熱膨張を引き起こし、その高圧状態から低圧状態への切り替えを必要に応じて繰り返すことにより、ブラダー内部の温度分布を均一化することができる。このようにブラダー内部の温度分布を均一化することにより、加硫済みのタイヤの加硫度のバラツキを無くし、或いは、加硫時間を短縮することが可能になる。

本発明では、加圧媒体の吹出口をタイヤ径方向内側であってタイヤ赤道よりも上側の位置にタイヤ赤道よりも下側のタイヤ下部に向けて設置し、その吹出口から加圧媒体を下向きに吹き出すことにより、加圧媒体がブラダー内部を十分に攪拌して温度分布の均一化に寄与する。また、加圧媒体の排出口をタイヤ径方向内側であってタイヤ赤道よりも下側の位置に設置し、その排出口から加圧媒体を排出することにより、タイヤ下部に停滞している温度が比較的低い加圧媒体を優先的に排出することができる。

本発明において、加圧媒体の高圧状態の内圧を１．０ＭＰａ〜２．５ＭＰａとし、加圧媒体の低圧状態の内圧を０．２ＭＰａ〜２．０ＭＰａとし、加圧媒体の高圧状態と低圧状態との内圧差を０．５ＭＰａ以上とすることが好ましい。これにより、断熱膨張による温度分布の均一化効果を十分に得ることができる。

また、ブラダーの内圧を高圧状態から低圧状態に切り替える操作は、加硫開始から全加硫時間の５０％までの期間にて規定される加硫初期において行うことが好ましい。このように加硫初期に温度分布の不均一を解消することで加硫終了時の加硫度がタイヤ全体にわたって均一になる。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の空気入りタイヤの加硫方法を実施するためのタイヤ加硫装置を示し、（ａ）〜（ｄ）は各工程における媒体の状態を示すものである。図１（ａ）〜（ｄ）に示すように、このタイヤ加硫装置は、タイヤのサイドウォール部を下側サイドプレート１及び上側サイドプレート２と、タイヤのビード部を成形するための下側ビードリング３及び上側ビードリング４と、タイヤのトレッド部を成形するための複数のセクター５とを備え、これら金型内に回転軸を鉛直方向にして挿入されたグリーンタイヤＴを加硫成形するようになっている。加硫時において、グリーンタイヤＴの内側には円筒状に成形されたゴム製のブラダー６が挿入される。

ブラダー６の下端部は下側ビードリング３と下側ブラダークランプリング７との間に挟み込まれ、ブラダー６の上端部は鉛直方向に移動自在の上側ブラダークランプリング８と補助リング９との間に挟み込まれている。そのため、閉型時には上側ブラダークランプリング８が下方位置に停止することでブラダー６の膨張を許容する一方で、開型時には上側ブラダークランプリング８が上方位置に移動することでタイヤ内側からブラダー６を引き出すようになっている。

下側ブラダークランプリング７と上側ブラダークランプリング８との間には、媒体供給部１０が設けられている。この媒体供給部１０には、スチームや窒素等の加圧媒体Ｍをブラダー６の内部に供給するための供給路１１と、ブラダー６の内部から加圧媒体Ｍを排出するための排出路１２とが形成されている。そして、供給路１１の先端には吹出口１１ａが設けられ、排出路１２の先端には排出口１２ａが設けられている。

加圧媒体Ｍの吹出口１１ａは、タイヤ径方向内側であってタイヤ赤道Ｅよりも上側の位置にタイヤ赤道Ｅよりも下側のタイヤ下部に向けて設置されている。この吹出口１１ａは、タイヤビード部に干渉しない範囲でグリーンタイヤＴに最も近い所に配置され、その至近位置からタイヤ下部に向けて加圧媒体Ｍを吹き付けるようになっている。一方、加圧媒体Ｍの排出口１２ａは、タイヤ径方向内側であってタイヤ赤道Ｅよりも下側の位置に設置されている。この排出口１２ａは、タイヤビード部に干渉しない範囲でグリーンタイヤＴに最も近い所に配置され、その至近位置からタイヤ下部に溜まった加圧媒体Ｍを排出するようになっている。

次に、上述したタイヤ加硫装置を用いた空気入りタイヤの加硫方法について説明する。先ず、グリーンタイヤＴを金型内に投入し、そのグリーンタイヤＴの内側にブラダーを挿入した後、ブラダー６の内部にシェーピング用の気体を導入してグリーンタイヤＴを膨らませた状態にし、その状態で型閉めを行う。型閉後、ブラダー６の内部に加圧媒体Ｍを充填した状態でグリーンタイヤＴの加硫を行う。そして、この加硫過程において、ブラダー６の内圧（加硫圧力）を適切に制御するのである。

図２は本発明の空気入りタイヤの加硫方法における加硫時間と加硫圧力との関係を示すものである。図２において、実線は本発明方法を示し、破線は比較のため従来方法を示すものである。また、図１（ａ）〜（ｄ）の状態はそれぞれ図２のタイミングａ〜ｄに対応するものである。

先ず、加硫開始後、図２のタイミングａにて加硫圧力を高圧状態まで上昇させると、ブラダー６の内部に断熱圧縮が生じる。つまり、図１（ａ）に示すように、吹出口１１ａからブラダー６の内部に高圧の加圧媒体Ｍを吹き込むと、ブラダー６の上部に断熱圧縮による高温領域Ｘが形成される。この高温領域Ｘを放置すると温度分布が不均一になる。そこで、図２のタイミングｂにて加硫圧力を低圧状態に切り替えると、ブラダー６の内部に断熱膨張が生じる。つまり、図１（ｂ）に示すように、排出口１２ａを介してブラダー６の内部から加圧媒体Ｍを排出すると、断熱膨張により高温領域Ｘが大きくなる。

次に、図２のタイミングｃにて加硫圧力を高圧状態まで上昇させると、ブラダー６の内部に再び断熱圧縮が生じる。つまり、図１（ｃ）に示すように、吹出口１１ａからブラダー６の内部に高圧の加圧媒体Ｍを吹き込むと、断熱圧縮により高温領域Ｘが小さくなる。次いで、図２のタイミングｄにて加硫圧力を低圧状態に切り替えると、ブラダー６の内部に再び断熱膨張が生じる。つまり、図１（ｄ）に示すように、排出口１２ａを介してブラダー６の内部から加圧媒体Ｍを排出すると、断熱膨張により高温領域Ｘが大きくなる。但し、ブラダー６の内部はタイミングａ，ｂでの圧力の切り替えにより既に攪拌されているので、温度分布の均一性はタイミングａ，ｂよりもタイミングｃ，ｄの方が高くなっている。

上述した空気入りタイヤの加硫方法によれば、加硫初期においてブラダー６の内圧を高圧状態から低圧状態に切り替えてブラダー内部に断熱膨張を引き起こし、その高圧状態から低圧状態への切り替えを繰り返すことにより、ブラダー６の内部の温度分布を均一化することができる。例えば、加硫前のシェーピングに窒素ガスを用い、加圧媒体に飽和蒸気を用いた場合、窒素ガスが比重の差で上部に溜まり易く、ブラダー上部で断熱圧縮が起きて上下方向に温度差を生じることになるが、上述のようにブラダー内部で断熱膨張を引き起こすことで温度分布の不均一を解消することができる。

特に、加圧媒体Ｍの吹出口１１ａをタイヤ径方向内側のタイヤ至近位置であってタイヤ赤道Ｅよりも上側の位置にタイヤ赤道Ｅよりも下側のタイヤ下部に向けて設置し、その吹出口１１ａから加圧媒体Ｍを下向きに吹き出すので、加圧媒体Ｍがブラダー６に沿って下から上に旋回するように流動し、ブラダー６の内部を十分に攪拌して温度分布の均一化に寄与する。また、加圧媒体Ｍの排出口１２ａをタイヤ径方向内側のタイヤ至近位置であってタイヤ赤道Ｅよりも下側の位置に設置し、その排出口１２ａから加圧媒体Ｍを排出するので、タイヤ下部に停滞している温度が比較的低い加圧媒体Ｍを優先的に排出することができる。

図３は本発明の空気入りタイヤの加硫方法における加硫時間と上下温度差（上型温度−下型温度）との関係を示すものである。図３において、実線は本発明方法を示し、破線は比較のため従来方法を示すものである。なお、上型温度及び下型温度はタイヤサイドウォール部のインナーライナー表面温度である。図３に示すように、本発明方法では、加硫初期において上下温度差が小さくなり、その結果、加硫終了時では上下温度差が概ね解消されている。一方、従来方法では、加硫工程の全体にわたって上下温度差が生じている。

上述した空気入りタイヤの加硫方法において、加圧媒体Ｍの高圧状態の内圧は１．０ＭＰａ〜２．５ＭＰａ、好ましくは１．５ＭＰａ〜２．５ＭＰａとする。これは加硫圧力の一般的な範囲である。一方、加圧媒体Ｍの低圧状態の内圧は０．２ＭＰａ〜２．０ＭＰａとし、加圧媒体Ｍの高圧状態と低圧状態との内圧差を０．５ＭＰａ以上とする。この内圧差が０．５ＭＰａ未満であると断熱膨張による温度分布の均一化効果が不十分になる。

ブラダー６の内圧を高圧状態から低圧状態に切り替える操作は、加硫開始から全加硫時間の５０％までの期間にて規定される加硫初期において少なくとも１回行うことが必要である。このように加硫初期に温度分布の不均一を解消することで加硫終了時の加硫度がタイヤ全体にわたって均一になる。全加硫時間の５０％を経過した後で内圧の切り替え操作を行った場合、その時点で既にブラダー内部の上下温度差が拡大しているので、加硫済みのタイヤにおける加硫度のバラツキを無くすことが困難になる。

上述した実施形態ではセクショナルタイプの金型を備えたタイヤ加硫装置を用いた場合について説明したが、本発明では、加圧媒体の吹出口と排出口の配置を除いて、タイヤ加硫装置の構造が特に限定されるものではない。

本発明の空気入りタイヤの加硫方法を実施するためのタイヤ加硫装置を示し、（ａ）〜（ｄ）は各工程における媒体の状態を示す断面図である。 本発明の空気入りタイヤの加硫方法における加硫時間と加硫圧力との関係を示すグラフである。 本発明の空気入りタイヤの加硫方法における加硫時間と上下温度差（上型温度−下型温度）との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 下側サイドプレート
２ 上側サイドプレート
３ 下側ビードリング
４ 上側ビードリング
５ セクター
６ ブラダー
７ 下側ブラダークランプリング
８ 上側ブラダークランプリング
９ 補助リング
１０ 媒体供給部
１１ 供給路
１１ａ 吹出口
１２ 排出路
１２ａ 排出口
Ｅ タイヤ赤道
Ｍ 加圧媒体
Ｔ グリーンタイヤ

Claims (4)

1. 金型内に投入されたグリーンタイヤの内側にブラダーを挿入し、該ブラダーの内部に加圧媒体を充填した状態で加硫を行う空気入りタイヤの加硫方法において、加圧媒体の吹出口をタイヤ径方向内側であってタイヤ赤道よりも上側の位置にタイヤ赤道よりも下側のタイヤ下部に向けて設置し、前記吹出口から前記加圧媒体を下向きに吹き出すことで前記ブラダーの内圧を高圧状態にする一方で、加圧媒体の排出口をタイヤ径方向内側であってタイヤ赤道よりも下側の位置に設置し、前記排出口から前記加圧媒体を排出することで前記ブラダーの内圧を低圧状態にし、加硫初期において前記ブラダーの内圧を前記高圧状態から前記低圧状態に切り替える操作を少なくとも１回行うことを特徴とする空気入りタイヤの加硫方法。
2. 前記加圧媒体の高圧状態の内圧を１．０ＭＰａ〜２．５ＭＰａとし、前記加圧媒体の低圧状態の内圧を０．２ＭＰａ〜２．０ＭＰａとした請求項１に記載の空気入りタイヤの加硫方法。
3. 前記加圧媒体の高圧状態と低圧状態との内圧差を０．５ＭＰａ以上とした請求項２に記載の空気入りタイヤの加硫方法。
4. 前記加硫初期が加硫開始から全加硫時間の５０％までの期間である請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤの加硫方法。
   

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