JP2006341415A - タイヤの離型方法及びタイヤ加硫装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 タイヤの加硫成形工程において、加硫成形後のタイヤの金型からの離型性を向上させ、タイヤの外観不良の発生を抑制する。
【解決手段】 タイヤ加硫装置に取り付けられた加硫成形用の金型１の上型モールド２、下型モールド３、トレッド部モールド４に形成された、ベントホールやベントピース等の排気孔７等を加圧気体導入路８とし、そこから金型１と加硫成形後のタイヤ６の間に加圧気体供給手段から供給する加圧気体を導入する。加圧気体の圧力で金型１とタイヤ６を剥離し、それらの間に気体の層を形成して摩擦力を低下させ、タイヤ６の金型１からの離型性を向上させる。
【選択図】 図１

Description

本発明はタイヤ加硫成形用金型からのタイヤの離型方法及びタイヤ加硫装置に関し、特に、加硫成形後のタイヤの金型からの離型性を向上させたタイヤの離型方法及びタイヤ加硫装置に関する。

一般に、タイヤの加硫成形工程では、グリーンタイヤ（生タイヤ）をタイヤ加硫装置に取り付けられた金型（モールド）に入れ、所定の温度と圧力で一定時間加熱型付けして加硫成形を行う。このタイヤ加硫装置から加えられる熱によってグリーンタイヤのゴムと硫黄が反応（加硫反応）して化学結合し、タイヤに強度と弾性等が付与される。また、このときの熱と圧力により、タイヤを構成するゴムと金属、ゴムとゴム等が接着されるとともに、金型に押し付けられてタイヤの最終的な形状やトレッドパターン（トレッド部の模様）も形成される。

従来、この加硫成形には、金型が周方向等に複数に分割された割モールドタイプのタイヤ加硫成形用金型を備えたタイヤ加硫装置が広く用いられている（特許文献１参照）。

図３、図４は、この従来のタイヤ加硫装置の一部断面図であり、図３は金型が閉じた状態を示し、図４は金型が開いた状態を示す。このタイヤ加硫装置５０の金型５２は、下型モールド５３、周方向に複数に分割されたトレッド部モールド５４、上型モールド５５からなり、図３に示すように、各モールド５３、５４、５５が合体して金型５２を形成し、その内部にグリーンタイヤ５１を収納して加硫成形を行うようになっている。

上型モールド５５の上面は、図示しない駆動手段により昇降自在な上プラテン５６の下面に固定され、更に上プラテン５６の下面外縁部には、各トレッド部モールド５４が径方向に摺動自在に取り付けられている。上プラテン５６の上方には、中央部が上方に突出した円盤ドーム部材５７が昇降自在に設けられ、その下面外縁部にはアウターリング５８が固定されている。このアウターリング５８の内周面は、トレッド部モールド５４の外周のテーパ面と対応したテーパ面に形成され、両テーパ面どうし摺接するようになっている。また、各トレッド部モールド５４は、図示しない付勢手段により径方向外側に向かって付勢されており、図４に示すように、拡径状態で一部当接したアウターリング５８に規制され、図示しない駆動手段の駆動によりアウターリング５８が下降すると、前記付勢に抗してその摺接するテーパ面の内径に合わせて径方向内側に摺動して縮径するようになっている。

この従来のタイヤ加硫装置５０は、加硫成形時には、図３に示すように、各モールド５３、５４、５５が合体してグリーンタイヤ５１を内部に収納し、タイヤ５１の内側からブラダー５９が膨張してタイヤ５１を金型５２内面に押し付けるとともに加熱し、タイヤ５１を加硫成形する。加硫成形が終了すると、図４に示すように、円盤ドーム部材５７がアウターリング５８とともに上昇して各トレッド部モールド５４が拡径し、上プラテン５６が上型モールド５５、トレッド部モールド５４とともに上昇してタイヤ５１を金型５２から離型するようになっている。

しかし、このような従来のタイヤ加硫装置５０では、加硫成形中の熱と圧力によりタイヤ５１の外面と金型５２の内面は強固に密着しやすく、タイヤ５１を金型５２から離型する際に、それらの密着状態の剥離が不十分となり、タイヤ５１の一部に欠けや変形等の外観不良が発生しやすいという問題がある。また、スノータイヤ等の複雑なトレッドパターンを有するタイヤ５１では、トレッド部モールド５４とタイヤ５１の接触面積が大きくなり、それに伴って離型する際の抵抗も大きくなるため、剥離が十分に行われた場合であっても、離型抵抗による負荷でトレッド部のブロック等に変形が生じやすいという問題がある。

そこで、これらの問題に対処し、離型時に生じるタイヤの外観不良の発生を抑制するため、従来、グリーンタイヤを金型に入れる前にシリコン等からなる離型剤をグリーンタイヤ外周面や金型内面等に塗布し、タイヤと金型の離型性を向上させることが知られている（特許文献２参照）。

しかし、離型剤を塗布した場合であっても、離型が必ずしも確実に行われるわけではなく、タイヤと金型の剥離不十分で上記と同様にタイヤに欠けや変形等が発生したり、更に離型剤を原因とするベア等の新たな欠陥が生じることがあり、タイヤの外観不良の発生を抑制しきれないという問題がある。

また、離型剤を塗布する場合には、離型剤がグリーンタイヤを構成する部材間へ侵入して各部材間の接着が不十分となり、加硫成形後のタイヤに剥離やエアー漏れが生じることがある等、製品タイヤの品質を低下させる恐れがある。更に、タイヤの使用初期は離型剤がトレッド部に付着しているため、離型剤が除去されるまでは十分なグリップを発揮できない等、タイヤの初期性能を低下させる恐れもある。また、離型剤を消費するとともに塗布するために工数がかかり、更に離型剤による金型の汚れを除去するためにタイヤ加硫装置を周期的に停止する必要がある等、生産効率を低下させるという問題もある。

特開平６−２１８７３４号公報 特開２００５−８１２５５号公報

本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、タイヤの加硫成形工程において、加硫成形後のタイヤの金型からの離型性を向上させ、タイヤの外観不良の発生を抑制することである。

請求項１の発明は、タイヤ加硫装置の金型内で加硫成形されたタイヤを前記金型から離型するタイヤの離型方法であって、加硫成形後に前記金型と前記タイヤとの間に加圧気体を導入して前記金型と前記タイヤを剥離する工程と、前記金型を開いて前記タイヤを前記金型から離型する工程と、を有することを特徴とする。
請求項２の発明は、タイヤ加硫成形用の金型を備え、該金型内に生タイヤを収納して加硫成形するタイヤ加硫装置であって、前記金型内面と加硫成形後のタイヤの間に加圧気体を導入するための加圧気体導入路を備えた前記金型と、該加圧気体導入路に加圧気体を供給する加圧気体供給手段とを有し、加圧気体により加硫成形後のタイヤを前記金型から剥離することを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２に記載されたタイヤ加硫装置において、前記加圧気体導入路は、ベントホール及び／又はベントピースであることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項２に記載されたタイヤ加硫装置において、前記加圧気体導入路は、分割モールド間の隙間であることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項２または４に記載されたタイヤ加硫装置において、前記加圧気体の圧力は、１０ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下であることを特徴とする。

（作用）
本発明のタイヤの離型方法及びタイヤ加硫装置では、金型と加硫成形後のタイヤとの間に加圧気体を導入するため、金型とタイヤの密着状態を剥離することができ、更に金型とタイヤとの間に気体の層を作ってそれらの間に働く摩擦力を低下させることができる。

本発明によれば、加硫成形後のタイヤの金型からの離型性を向上させることができ、タイヤの外観不良の発生を抑制することができる。また、離型剤等による金型の汚れを抑制することができるため、金型を洗浄するためにタイヤ加硫装置を停止する回数を減らすことができる等、タイヤの生産効率を向上させることもできる。しかも、本発明は、金型に加圧気体を導入するための導入路として、金型に既に存在するベントホールやベントピース等をそのまま利用するため、金型に何ら特別な加工を施すことなく実施することができる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、上記した従来のタイヤ加硫装置５０と同様に、金型が周方向等に複数に分割された割モールドタイプのタイヤ加硫成形用金型を備えたタイヤ加硫装置を例に採り説明する。
図１は、本実施形態におけるタイヤ加硫装置に取り付けられた金型の要部拡大断面図であり、図２は、金型を図１のＡ方向から見た一部断面図であり、両図ともに金型が閉じた状態を示している。

本実施形態におけるタイヤ加硫装置は、図３、図４に示す従来のタイヤ加硫装置５０と同様に、上型モールド２、下型モールド３、周方向に複数に分割されたトレッド部モールド４からなる金型１を備えており、これら複数のモールド２、３、４が合体して環状の金型１となり、内部に形成されたキャビティ５にグリーンタイヤ６を収納して加硫成形を行うようになっている。

しかし、このタイヤ加硫装置は、前記従来のタイヤ加硫装置５０と相違して、金型１に加圧気体を供給する加圧気体供給手段１０を備えており、この加圧気体供給手段１０から供給される加圧気体を金型１と加硫成形後のタイヤ６との間に導入して、金型１と加硫成形後のタイヤ６との密着状態を剥離するようになっている。

上型モールド２と下型モールド３は、タイヤ６の両サイドウォール部やビード部を主に成形するモールドであり、タイヤ６に接する各モールド２、３の内面（上型モールド２の下面、下型モールド３の上面）は、図１に示すように、成形するタイヤ６の側面に対応する形状に形成されている。

トレッド部モールド４は、タイヤ６のトレッド部を主に成形するモールドであり、図２に示すように、複数に分割された各トレッド部モールド４がタイヤ６の外周に沿って配置され、それらが互いに組合わさって環状になり、その内周面でタイヤ６のトレッド部等を成形する。従って、トレッド部モールド４のタイヤ６に接する内周面には、タイヤ６のトレッドパターンを形成するリブ溝やラグ溝、サイプ等に対応する突起等が設けられている。

また、タイヤ６を金型１内のキャビティ５に出し入れするため、例えば前記従来のタイヤ加硫装置５０と同様に、図示しない駆動手段により上型モールド２を昇降可能にし、かつ、分割された各トレッド部モールド４を、それぞれタイヤ６の径方向に移動可能にする等して、金型１は開閉可能になっている。

更に、加硫成形時にタイヤ６と金型１との間に残存するエアや加硫成形中に発生するガス等により、製品タイヤにエア（ガス）溜まり等の外観不良が発生するのを防止するため、各モールド２、３、４には、エア（ガス）を抜くためのベントホールやベントピース等の複数の排気孔７が形成されている。排気孔７は、各モールド２、３、４のタイヤ６に接する内面から外面まで円形の孔を貫通させて形成する等、金型１の内部と外部が連通するように形成されている。

本実施形態では、この排気孔７と各モールド２、３、４の分割位置の隙間（以下、モールドスリットという）９を、加圧気体を金型１と加硫成形後のタイヤ６との間に導入するための加圧気体導入路８として利用し、加圧気体を供給する加圧気体供給手段１０を接続している。なお、全ての排気孔７（ベントホール、ベントピース等）とモールドスリット９を加圧気体導入路８として利用してもよいが、その中から適切なものを選んで利用してもよい。また、ベントホールのみ、またはベントピースとモールドスリット９を利用する等、それらの形成された位置やタイヤ６の形状、金型１の種類等に応じて適切なものを選択して加圧気体導入路８とし、更にその中から適切なものを選んで利用してもよい。

加圧気体供給手段１０は、図２に示すように、加圧気体供給源１１や、加圧気体の供給・停止を切り換える電磁バルブ等のバルブ１２、加圧気体供給手段１０と金型１を接続するホース１３、加圧気体の圧力を調節する図示しない圧力調節器等からなる。加圧気体供給源１１は、例えば空気ポンプやガスボンベ等を利用して、加圧した空気や二酸化炭素等の気体を供給する。

加圧気体供給手段１０と金型１の接続は、排気孔７を加圧気体導入路８として利用する場合には、加圧気体供給手段１０のホース１３を排気孔７に直接取り付ける等して接続する。また、モールドスリット９を加圧気体導入路８として利用する場合には、例えばモールドスリット９の形状（長さや曲率等）に対応した形状の可動式の加圧気体吹き出し口を加圧気体供給手段１０のホース１３の先端に設け、加圧気体の導入時にその吹き出し口をモールドスリット９に押し付ける等して、金型１内に加圧気体を導入する。

なお、加圧気体供給手段１０から金型１内に導入する加圧気体の圧力が１０ｋＰａ未満の場合には、金型１と加硫成形後のタイヤ６の密着状態の剥離が不十分となり、離型時にタイヤ６に欠けや変形等が生じる恐れがあり、逆に１００ｋＰａよりも大きい場合には、圧力によりタイヤ６に変形等が生じる恐れがあるため、加圧気体の圧力は、１０ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下であることが望ましい。

また、本実施形態のタイヤ加硫装置は、以上の他に、グリーンタイヤ６を加熱するための飽和水蒸気や温水、加熱ガス等の図示しない熱媒体の供給手段や、タイヤ６に圧力をかけて金型１の内面に押し付けるブラダー等の図示しない加圧手段等、グリーンタイヤ６を加硫成形するための通常の手段を有している。

以上の構成を有するタイヤ加硫装置を用いてグリーンタイヤ６の加硫成形を行う手順について、図１、図２を参照して説明する。なお、この手順は図示しない制御装置により実行される。

まず、上型モールド２を上昇させ、同時に分割された各トレッド部モールド４を径方向外側へ移動させて金型１を開き、タイヤ６を金型１の内側にセットし、上型モールド２を下降させるとともに各トレッド部モールド４を径方向内側へ向かって移動させ、金型１を閉じてタイヤ６をキャビティ５内に収納する。

次に、タイヤ６の内部から圧力をかけ、又はトレッド部モールド４を押し付ける等してタイヤ６の外面を金型１の内面に押し付けると同時に、熱媒体を供給してタイヤ６を加熱する。その状態でタイヤ６の加硫反応や型付けを進行させ、一定時間経過後、加硫成形を終了してタイヤ６にかかっていた圧力を解放し、熱媒体の供給を停止する。なお、この加硫成形中は、金型１とタイヤ６の間のエアやガスを抜く必要があるため、加圧気体導入路８（排気孔７）に圧力がかからないようにする。

次に、図１、図２の複数の矢印で示すように、加圧気体導入路８へ加圧気体供給手段１０から加圧気体（本実施形態では１０ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下の圧力の気体）を供給し、金型１と加硫成形後のタイヤ６との間に加圧気体を導入して、その圧力でタイヤ６と金型１の間の密着状態を真空破壊し、金型１からタイヤ６を剥離する。その後、上型モールド２を上昇させるとともに、分割された各トレッド部モールド４をタイヤ６の径方向外側へ移動させてタイヤ６と金型１を離型し、金型１を開いて加硫成形後のタイヤ６を取り出す。なお、加圧気体の導入は、金型１を開き始める前に終了してもよいが、タイヤ６と金型１の離型をより確実にするため、各モールド２、４がある程度離れるまで続けてもよい。

以上説明したように、本実施形態では、金型１と加硫成形後のタイヤ６との間に加圧気体を導入して、その圧力で加硫成形中の熱と圧力で密着状態になった金型１とタイヤ６を剥離し、また、金型１とタイヤ６の間に気体の層が作られる結果、それらの間に働く摩擦力が低下するため、加硫成形後のタイヤ６の金型１からの離型性を向上させることができる。従って、離型剤を使用することなく金型１からタイヤ６を円滑に取り出すことができ、離型時の負荷や剥離不十分により生じるタイヤ６のトレッドパターンの欠けや割れ、変形、或いは離型剤の使用により生じる製品タイヤのベア等を防止して、タイヤ６の外観不良の発生を抑制することができる。

また、離型剤の使用と塗布にかかる工数を削減することができるため、タイヤ６の生産効率を向上させることができる。更に、離型剤により生じる金型１の汚れをなくすことができるとともに、加硫成形時に発生する油煙やヤニを加圧気体の導入により飛散させて金型１に付着するのを抑制することもできるため、金型１を洗浄するためにタイヤ加硫装置を停止する回数を少なくすることができ、タイヤ６の生産効率を向上させることもできる。しかも、金型１に加圧気体を導入するための加圧気体導入路８として、金型１に既に存在する排気孔７やモールドスリット９をそのまま利用するため、金型１に何ら特別な加工を施すことなく本発明を実施することができる。

なお、以上の実施形態では、金型１が複数のモールド（上型モールド２、下型モールド３、トレッド部モールド４）から構成されている場合について説明したが、本発明は、例えば互いに開閉可能な二つのモールド（上側モールド、下側モールド）から構成されている場合等、タイヤを加硫成形するための他の種類の金型を備えたタイヤ加硫装置にも適用することができる。

また、本実施形態では、加圧気体導入路８として、既存の排気孔７やモールドスリット９を利用したが、金型１とタイヤ６の離型性をより向上させるため、金型１の適当な位置に新たに加圧気体導入路８を形成してもよい。更に、以上の実施形態では、金型１に加圧気体を導入するのみで離型剤を用いないものとしたが、加圧気体を導入し、かつ離型剤を用いてもよい。この場合には、塗布のための工数等が必要となるが、タイヤ６と金型１の離型性を更に向上させることができる。

本実施形態におけるタイヤ加硫装置の金型が閉じている状態の要部拡大断面図である。 図１のＡ方向から見た金型の一部断面図である。 従来のタイヤ加硫装置の金型が閉じている状態の一部断面図である。 従来のタイヤ加硫装置の金型が開いている状態の一部断面図である。

符号の説明

１・・・金型、２・・・上型モールド、３・・・下型モールド、４・・・トレッド部モールド、５・・・キャビティ、６・・・タイヤ、７・・・排気孔、８・・・加圧気体導入路、９・・・モールドスリット、１０・・・加圧気体供給手段、１１・・・加圧気体供給源、１２・・・バルブ、１３・・・ホース。

Claims (5)

1. タイヤ加硫装置の金型内で加硫成形されたタイヤを前記金型から離型するタイヤの離型方法であって、
   加硫成形後に前記金型と前記タイヤとの間に加圧気体を導入して前記金型と前記タイヤを剥離する工程と、
   前記金型を開いて前記タイヤを前記金型から離型する工程と、
   を有することを特徴とするタイヤの離型方法。
2. タイヤ加硫成形用の金型を備え、該金型内に生タイヤを収納して加硫成形するタイヤ加硫装置であって、
   前記金型内面と加硫成形後のタイヤの間に加圧気体を導入するための加圧気体導入路を備えた前記金型と、
   該加圧気体導入路に加圧気体を供給する加圧気体供給手段とを有し、
   加圧気体により加硫成形後のタイヤを前記金型から剥離することを特徴とするタイヤ加硫装置。
3. 請求項２に記載されたタイヤ加硫装置において、
   前記加圧気体導入路は、ベントホール及び／又はベントピースであることを特徴とするタイヤ加硫装置。
4. 請求項２に記載されたタイヤ加硫装置において、
   前記加圧気体導入路は、分割モールド間の隙間であることを特徴とするタイヤ加硫装置。
5. 請求項２または４に記載されたタイヤ加硫装置において、
   前記加圧気体の圧力は、１０ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下であることを特徴とするタイヤ加硫装置。

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