JP2007055078A

JP2007055078A - タイヤの加硫方法およびそれに用いられるタイヤ加硫用剛性コア

Info

Publication number: JP2007055078A
Application number: JP2005242665A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Fukumi; 雅之福味
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2005-08-24
Filing date: 2005-08-24
Publication date: 2007-03-08

Abstract

【課題】中空環状の剛性コア１上に配設した未加硫タイヤＴＵを、剛性コア１内に画成された熱媒通路４に熱媒Ｈを流動させて加硫するに際し、加硫サイクルタイムを短縮することができ、また、過加硫となる部分が生じることのない、タイヤの加硫方法、およびそれに用いられるタイヤ加硫用コア１を提供する。
【解決手段】熱媒通路４の、未加硫タイヤへの壁面８において、表面に沿う方向の熱媒Ｈの流速を、壁面８の位置に応じて変化させ、タイヤ部位ごとの必要加硫時間の差を小さくする。
【選択図】図２

Description

本発明は、中空環状の剛性コア上に配設した未加硫タイヤを、剛性コア内に画成された熱媒通路に熱媒を流動させて加硫するタイヤの加硫方法およびそれらに用いられるタイヤ加硫用剛性コアに関し、特に、加硫サイクルタイムを短縮し、過加硫等による品質の低下を防止できるものに関する。

従来から、未加硫のタイヤ構成部材を環状の剛性ゴアの周上に組み付けて製品タイヤとほぼ同一形状の未加硫タイヤを成型し、この未加硫タイヤを剛性ゴアに装着したまま加硫し、加硫後、剛性コアを分解して取り外し、製品タイヤを形成する方法が知られている。

このようにして形成されるタイヤを加硫するに際し、タイヤ内面より熱を供給する方法として、剛性コアに中空部を設け、そこに画成された熱媒通路に熱媒を流動させることが行われている（例えば、特許文献１参照。）。

図１は、このような従来の剛性コアを用いてタイヤを加硫する方法を示す断面図であり、未加硫のタイヤＴＵは、タイヤの外表面を規定する外型９９と剛性コアよりなる内型９１とで形成されたキャビティ内に配置され、これらの型９１、９９から熱を供給されて加硫される。剛性コア９１に形成された中空部９２には、仕切り板９３によって熱媒通路９４が画成されていて、熱媒Ｈは、熱媒入口９５から流入して熱媒通路９４を通過して熱媒出口９６から流出するが、その間、熱媒の熱は壁面９８からタイヤの内面側に伝達される。そして、熱媒通路９４を通過する熱媒の壁面９８に沿う流速は、剛性コア幅方向断面内のどこをとってもほぼ一定の流速で流れ、均一に熱がタイヤ内面に伝達されるよう構成されているのである。なお、仕切り板９３は複数本の支柱９７を介して剛性コア９１から支持されている。
特開２０００−８４９３７号公報

しかしながら、この方法では、タイヤ内表面に均一に熱が伝達されるよう、熱媒通路９４を通過する熱媒の壁面９８に沿う流速は、剛性コア幅方向断面内のどこをとってもほぼ一定となること以外格別の配慮はなされておらず、一方、タイヤを構成する各部位のゴムを加硫する際の必要加硫時間、すなわち、所定の熱的環境下において各タイヤ部位のゴムがそのゴムごとに予め定められた所要の加硫度に到達するまでに必要な時間は、タイヤの部位ごとに異なっており、例えば、ゴムの厚さが厚いショルダ部やビード部においてタイヤ表面から離れた内部のゴムに対しては、熱が伝達されにくいため、必要加硫時間は長くなってしまう一方、サイドウォール部等では肉厚が薄いため、熱はすぐ伝達されるので、必要加硫時間は短い。

このようにしてタイヤ部位ごとに必要加硫時間が異なる場合には、必要加硫時間のもっとも長いタイヤ部位が加硫不足にならないよう、この部位にあわせて加硫サイクルタイムを設定しなくてはならず、その結果、加硫サイクルタイムが長くなってしまう。また、加硫サイクルタイムが長くなることによって、必要加硫時間の短いタイヤ部位においては加硫反応が進行しすぎて過加硫となってしまい、これに起因して耐久性能が低下する等の品質上の問題が発生する虞もあった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、中空環状の剛性コア上に配設した未加硫タイヤを、剛性コア内に画成された熱媒通路に熱媒を流動させて加硫するに際し、加硫サイクルタイムを短縮することができ、また、タイヤ部位によって過加硫となる部分が生じることのない、タイヤの加硫方法、およびそれに用いられるタイヤ加硫用コアを提供することを目的とする。

＜１＞は、タイヤの内表面を規定する中空環状の剛性コア内に画成された熱媒通路で、熱媒を剛性コア横断面内の剛性コア外表面に沿う方向に流動させながら、前記剛性コアと、タイヤの外表面を規定する外型とで囲繞されたキャビティ内で未加硫タイヤを加硫するタイヤの加硫方法において、
前記熱媒通路の、未加硫タイヤへの伝熱に係る壁面に沿う方向の熱媒の流速、および、前記壁面から未加硫タイヤへの伝熱経路の熱伝導率、の少なくとも一方を、その壁面のタイヤ横断面内位置に応じて変化させることにより、タイヤ部位ごとの必要加硫時間の差を小さくするタイヤの加硫方法である。

＜２＞は、＜１＞において、タイヤのショルダ部とビード部との少なくとも一方に対応する壁面位置における熱媒の前記表面流速を、他の壁面位置における表面流速よりも速くするタイヤの加硫方法である。

＜３＞は、＜１＞において、タイヤのサイドウォール部に対応する前記壁面の位置における前記熱伝導率を、他の壁面位置における前記熱伝導率よりも小さくするタイヤの加硫方法である。

＜４＞は、＜１＞〜＜３＞のいずれかのタイヤの加硫方法に用いられる剛性コアであって、前記熱媒通路の、前記壁面と直交する方向の幅を、壁面の位置に応じて変化させてなるタイヤ加硫用剛性コアである。

＜５＞は、＜４＞において、タイヤのショルダ部とビード部との少なくとも一方に対応する壁面位置における、前記熱媒通路幅を他の壁面位置における熱媒通路幅より狭くしてなるタイヤ加硫用剛性コアである。

＜６＞は、＜１＞〜＜３＞のいずれかのタイヤの加硫方法に用いられる剛性コアであって、前記壁面から未加硫タイヤへの伝熱経路の一部に空洞を設け、前記空洞の、前記壁面と直交する方向の厚さを、壁面の位置に応じて変化させてなるタイヤ加硫用剛性コアである。

＜７＞は、＜６＞において、前記空洞の厚さを、サイドウォール部の少なくとも一部に対応する壁面位置で有限の厚さとし、他の壁面位置でゼロとするタイヤ加硫用剛性コアである。

＜１＞によれば、剛性コア内に画成された熱媒通路の、未加硫タイヤへの伝熱に係る壁面に沿う方向の熱媒の流速、および、前記壁面から未加硫タイヤへの伝熱経路の熱伝導率、の少なくとも一方を、その壁面のタイヤ横断面内位置に応じて変化させたので、流速が速いほど、もしくは、熱伝導率が大きいほどタイヤへの伝達熱量が増大することを利用して、それぞれの壁面位置に対応するタイヤ部位へ伝達される熱量を変化させることができ、この伝達熱量に依存して変化する必要加硫時間の、タイヤ部位間の差を小さくすることができる。そして、前述したところにより、必要加硫時間のタイヤ部位間の差を削減することによって、加硫サイクルタイムを短縮し、あわせて、過加硫等の品質上の問題を解消することができる。

＜２＞によれば、タイヤのショルダ部とビード部との少なくとも一方に対応する壁面位置における熱媒の前記表面流速を、他の壁面位置における表面流速よりも速くしたので、従来、ゴムが厚いことにより、他のタイヤ部位より長かったショルダ部内部やビード部内部での必要加硫時間を短縮することができ、加硫サイクルタイムを短縮し、また過加硫等による品質上の問題を解消することができる。

＜３＞によれば、タイヤのサイドウォール部に対応する前記壁面の位置における前記熱伝導率を、他の壁面位置における前記熱伝導率よりも小さくしたので、他のタイヤ部位より速く進行したサイドウォール部の加硫反応を抑えることができ、過加硫等による品質上の問題を解消することができる。

＜４＞によれば、この剛性コアは、前記熱媒通路の、壁面と直交する方向の幅を、壁面の位置に応じて変化させた構成になっているので、この熱媒通路の狭いところで前記流速を速くすることができ、タイヤ部位間の必要加硫時間の差を削減することができる。

＜５＞によれば、タイヤのショルダ部とビード部との少なくとも一方に対応する壁面位置における、前記熱媒通路幅を他の壁面位置における熱媒通路幅より狭くしたので、ショルダ部内部やビード部内部での必要加硫時間を短縮することができ、加硫サイクルタイムを短縮し、また過加硫等による品質上の問題を解消することができる。

＜６＞によれば、この剛性コアは、前記壁面から未加硫タイヤへの伝熱経路の一部に空洞を設け、前記空洞の、前記壁面と直交する方向の厚さを、壁面の位置に応じて変化させた構成になっているので、この空洞の厚いところで前記熱伝導率を低下させることができ、タイヤ部位間の必要加硫時間の差を削減することができる。

＜７＞によれば、前記空洞の厚さを、サイドウォール部の少なくとも一部に対応する壁面位置で有限の厚さとし、他の壁面位置でゼロとしたので、サイドウォール部での加硫反応の進行を遅らせることができ、過加硫等による品質上の問題を解消することができる。

本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。図２は、本発明に係る第一の実施形態のタイヤ加硫用剛性コアを、タイヤを加硫中の状態で示す断面図であり、未加硫のタイヤＴＵは、タイヤの外表面を規定する外型９とタイヤ加硫用剛性コア１とで形成されたキャビティ内に配置され、これらの外型９および剛性コア１から熱を供給されて加硫される。剛性コア１は、中空環状をなし、その中空部２には、仕切り板３によって熱媒通路４が画成されており、熱媒Ｈは、熱媒入口５から流入して熱媒通路４を通過して熱媒出口６から流出することができる。なお、仕切り板３は複数本の支柱７を介して剛性コア１から支持されている。

すなわち、熱媒通路４は、そこを通過する熱媒の熱をタイヤに伝達する壁面８と仕切り板３との間の空間として形成されていて、壁面８に直交する方向に計った熱媒通路４の幅は、タイヤのショルダ部に対応する壁面位置P₁ではd₁でもっとも狭く、他の壁面位置、例えばトレッド部中央に対応する壁面位置P₂での幅d₂はd₁より広くなるよう構成されている。

このように構成された熱媒通路４内で熱媒を剛性コア横断面内の剛性コア外周面に沿う方向に流動させると、壁面に沿う流速は、壁面位置P₁でもっとも速く、壁面位置P₂での流速はこれより遅くなる。流速が速い場所では、単位表面積当たり単位時間当たりに供給される熱量が多くなるから、タイヤに伝達される熱量も多くなる。

ある熱的条件下で、必要加硫時間（所定加硫度に到達するまでの時間）がタイヤ部位ごとに大きく異なっていた場合、必要加硫時間は、そのタイヤ部位に与えられる単位時間当たりの熱量が大きくなれば短くすることができるから、必要加硫時間の長いタイヤ部位に対応する位置の壁面からの伝熱量を増加させる一方、必要加硫時間の短いタイヤ部位に対応する位置の壁面からの伝熱量を減少させることができれば、必要加硫時間のタイヤ部位間の差を小さくすることができる。

したがって、仮に熱媒通路の幅を均一にした場合には必要加硫時間が長かったタイヤ部位に対応する壁面位置での幅を、他のタイヤ部位に対応する壁面位置での幅より狭くしてそこを通過する熱媒の流速を速めることにより、必要加硫時間のタイヤ部位間の差を小さくすることができ、よって、最長の必要加硫時間で決められる加硫サイクルタイムを短縮することができ、また、加硫サイクルタイムが長いことによって過加硫となる可能性のあったタイヤ部位をなくすことができタイヤ品質を向上させることができる。

ここで、熱媒としては、加熱した空気を熱風として吹き込んだり、温水等を循環させたりして用いることができる。

図２に示した実施形態は、従来、一般的に必要加硫時間の長かったショルダ部ＳＨに対応する壁面位置における熱媒流速を速くすることによって、そこでの必要加硫時間を短くする場合の例を示したものであるが、図３は、第二の実施形態として、ビード部ＢＤにおける必要加硫時間を短縮する場合の剛性コアを、タイヤを加硫中の状態で示す断面図であり、未加硫のタイヤＴＵは、タイヤの外表面を規定する外型９とタイヤ加硫用剛性コア１１とで形成されたキャビティ内に配置され、剛性コア１１と外型９とから熱を供給されて加硫される。剛性コア１１は、中空環状をなし、その中空部１２には、仕切り板１３によって熱媒通路１４が画成されており、熱媒Ｈは、熱媒入口１５から流入して熱媒通路１４を通過して熱媒出口１６から流出することができる。なお、仕切り板１３は複数本の支柱１７を介して剛性コア１１から支持されている。

ここで、壁面１８に直交する方向に計った熱媒通路１４の幅は、タイヤのビード部ＢＤに対応する壁面位置P₃ではd₃ともっとも狭く、他の壁面位置、例えばトレッド部中央に対応する壁面位置P₂での幅d₄はd₃より広くなるよう構成されている。

この場合、熱媒通路の幅を均一にした場合には必要加硫時間が長かったビード部ＢＤに対応する壁面位置での幅d₃を他のタイヤ部位に対応する壁面位置での幅より狭くしてそこを通過する熱媒の流速を速めることにより、ビード部ＢＤにおける必要加硫時間を短縮し、このことによって必要加硫時間のタイヤ部位間の差を小さくすることができ、その結果、加硫サイクルタイムを短縮し、過加硫等による品質の低下を防止することができる。,

図４は、第三の実施形態の剛性コアを、タイヤを加硫中の状態で示す断面図であり、未加硫のタイヤＴＵは、タイヤの外表面を規定する外型９とタイヤ加硫用剛性コア２１とで形成されたキャビティ内に配置され、剛性コア２１と外型９とから熱を供給されて加硫される。剛性コア２１は、中空環状をなし、その中空部２２には、仕切り板２３によって熱媒通路２４が画成されており、熱媒Ｈは、熱媒入口２５から流入して熱媒通路２４を通過して熱媒出口２６から流出することができる点で、図１に示した従来技術の剛性コアと同様であるが、この実施形態の剛性コア２１が従来のものと異なるのは、サイドウォール部の一部に対応する、熱媒通路２４の壁面２８ａから剛性コア外表面に向かう伝熱経路の途中に空洞３１が設けられ、一方、サイドウォール部以外のタイヤ部位に対応する壁面位置には空洞がない点であり、このことによって、サイドウォール部への熱の伝達を選択的に遅らせ、その加硫反応の進行を抑制することができる。

以上、第一〜第三の実施形態において、それぞれ、必要加硫時間のタイヤ部位間の差を小さくする手段について説明したが、これらの実施形態を組み合わせることもできる。

本発明に係るタイヤの加硫方法、およびタイヤ加硫用コアは、種々の種類のタイヤに適用することができる。

従来のタイヤ加硫用剛性コアを、タイヤを加硫中の状態で示す断面図である。本発明に係る第一の実施形態のタイヤ加硫用剛性コアを、タイヤを加硫中の状態で示す断面図である。本発明に係る第二の実施形態のタイヤ加硫用剛性コアを、タイヤを加硫中の状態で示す断面図である。本発明に係る第三の実施形態のタイヤ加硫用剛性コアを、タイヤを加硫中の状態で示す断面図である。

符号の説明

１タイヤ加硫用剛性コア
２中空部
３仕切り板
４熱媒通路
５熱媒入口
６熱媒出口
７支柱
８壁面
９外型
１１タイヤ加硫用剛性コア
１２中空部
１３仕切り板
１４熱媒通路
１５熱媒入口
１６熱媒出口
１７支柱
１８壁面
２１タイヤ加硫用剛性コア
２２中空部
２３仕切り板
２４熱媒通路
２５熱媒入口
２６熱媒出口
２８壁面
２８ａサイドウォール部に対応する壁面
３１空洞
Ｈ熱媒
ＴＵ未加硫タイヤ

Claims

タイヤの内表面を規定する中空環状の剛性コア内に画成された熱媒通路で、熱媒を剛性コア横断面内の剛性コア外表面に沿う方向に流動させながら、前記剛性コアと、タイヤの外表面を規定する外型とで囲繞されたキャビティ内で未加硫タイヤを加硫するタイヤの加硫方法において、
前記熱媒通路の、未加硫タイヤへの伝熱に係る壁面に沿う方向の熱媒の流速、および、前記壁面から未加硫タイヤへの伝熱経路の熱伝導率、の少なくとも一方を、その壁面のタイヤ横断面内位置に応じて変化させることにより、タイヤ部位ごとの必要加硫時間の差を小さくするタイヤの加硫方法。
タイヤのショルダ部とビード部との少なくとも一方に対応する前記壁面の位置における熱媒の前記流速を、他の壁面位置における前記流速よりも速くする請求項１に記載のタイヤの加硫方法。
タイヤのサイドウォール部に対応する前記壁面の位置における前記熱伝導率を、他の壁面位置における前記熱伝導率よりも小さくする請求項１に記載のタイヤの加硫方法。
請求項１〜３のいずれかに記載されたタイヤの加硫方法に用いられる剛性コアであって、前記熱媒通路の、前記壁面と直交する方向の幅を、壁面の位置に応じて変化させてなるタイヤ加硫用剛性コア。
タイヤのショルダ部とビード部との少なくとも一方に対応する壁面位置における、前記熱媒通路幅を他の壁面位置における熱媒通路幅より狭くしてなる請求項３に記載のタイヤ加硫用剛性コア。
請求項１〜３のいずれかに記載されたタイヤの加硫方法に用いられる剛性コアであって、前記壁面から未加硫タイヤへの伝熱経路の一部に空洞を設け、前記空洞の、前記壁面と直交する方向の厚さを、壁面の位置に応じて変化させてなるタイヤ加硫用剛性コア。
前記空洞の厚さを、サイドウォール部の少なくとも一部に対応する壁面位置で有限の厚さとし、他の壁面位置でゼロとする請求項６に記載のタイヤ加硫用剛性コア。