JP2007190850A

JP2007190850A - タイヤの加硫方法

Info

Publication number: JP2007190850A
Application number: JP2006012329A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Fukumi; 雅之福味
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2007-08-02

Abstract

【課題】タイヤの内表面を特定する剛性コアと、相互に離隔接近する複数の金型要素によりタイヤの外表面を特定する金型とで囲繞されたキャビティ内でタイヤを加硫するタイヤの加硫方法において、キャビティ圧力の変化を所定の範囲内に抑えることにより、加硫初期にはタイヤの型付けを十分行うことができ、加硫後期に剛性コアが熱膨張しても、交代コアや加硫機等の機械部分の損傷を防止することのできるタイヤの加硫方法を提供する。
【解決手段】隣接する金型要素間の隙間を調整することより、加硫の進行に伴って変化するキャビティ容量とタイヤ容量とに依存するキャビティ圧力が所定の条件を満たすよう制御する。
【選択図】図１

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加硫する方法に関し、加硫の経過に伴うタイヤ本体および剛性コアの熱膨張によって増加するキャビティ内の圧力（以下、「キャビティ圧力」という）を抑えることのできる加硫方法に関する。

従来から、未加硫のタイヤ構成部材を剛性ゴアの周上に組み付けて、製品タイヤとほぼ同一内周面を有する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た後、剛性コアを分解して取り外して製品タイヤを形成する方法が知られている。

このような未加硫タイヤを加硫する際、タイヤの外形状を特定する金型は、加硫が終了したあとすぐ次のタイヤの加硫に供されるので、加硫の初期の段階から高温になっているのに対して、剛性コアや未加硫タイヤの温度は、仮に予熱されたとしても、加硫初期においては金型温度よりは遙かに低く、加硫の進行に伴って急激に昇温されることになり、その熱膨張量は、金型のそれを大きく上回り、このことによって、タイヤ体積に対するキャビティ容積は加硫の初期では大きく、加硫の後期には小さく、そのため、キャビティ圧力、すなわちタイヤにかかる圧力は、加硫初期では低く、加硫後期に高くなるのが一般的である。

そして、加硫初期におけるキャビティ圧力が低すぎると、初期の型付けが十分行えず、タイヤ表面が痘痕状になるベア等の製品不良を発生させる可能性があり、一方、加硫後期においてキャビティ圧力が高くなりすぎると、剛体コアや加硫機等の機械部分に損傷を与えたりするという問題が生じてしまい、これらの両方の条件を満足させることがむつかしかった。

このような問題に対する対応として、金型の一部に弾性体を配置し、剛性コアの熱膨張等により弾性体の復元力以上にキャビティ圧力が上昇しようとした場合には、キャビティ容量を増加させてキャビティ圧力の上昇を抑え、加硫初期においてキャビティ圧力が低い場合には弾性体の復元力によりキャビティ容量を減少させてキャビティ圧力が低下するのを防止するよう構成した金型が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−３２０５３４号公報

しかしながら、このような提案によっても、加硫初期と加硫後期とでは、熱膨張によるタイヤ体積の増加が大きすぎ、弾性体のバネを固くすることにより加硫初期における型付け不良の問題を防止しようとしても、加硫後期でのキャビティ圧力の上昇が避けることはできず、一方、弾性体のバネを柔らかくして加硫後期のキャビティ圧力の上昇を抑えた場合には、逆に、加硫初期での型付けが不十分になってしまうため、バネの最適な設定が極めてむつかしく、前述の問題を解消するにはいたっていない。

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、キャビティ圧力の変化を所定の範囲内に抑えることにより、加硫初期にはタイヤの型付けを十分行うことができ、加硫後期にタイヤおよび剛性コアが熱膨張しても、剛体コアや加硫機等の損傷を防止することのできるタイヤの加硫方法を提供することを目的とする。

＜１＞は、タイヤの内表面を特定する剛性コアと、相互に離隔接近する複数の金型要素によりタイヤの外表面を特定する金型とで囲繞されたキャビティ内でタイヤを加硫するタイヤの加硫方法において、
隣接する金型要素間の隙間を調整することより、加硫の進行に伴って変化する前記キャビティの容積とタイヤの体積とに依存するキャビティ内の圧力が所定の条件を満たすよう制御するタイヤの加硫方法である。

＜２＞は、＜１＞において、少なくとも一つの金型要素に作用して、これを隣接する金型要素との隙間が小さくなる方向に変位させる型締め力を制御することにより前記金型要素間の隙間を調整するタイヤの加硫方法である。

＜３＞は、タイヤのサイドウォールに対応する一対のサイドモールドと、タイヤのトレッドに対応する、周方向に並べられた複数のセクターモールドとを前記金型要素とし、一対のサイドモールド同士の型締め力を増加させて、すべての金型要素間の隙間を小さくするよう構成された金型を用いるタイヤの加硫方法である。

＜４＞は、＜２＞もしくは＜３＞において、前記型締め力が所定の値を超えないよう制御するタイヤの加硫方法である。

＜５＞は、＜２＞もしくは＜３＞において、キャビティ内の圧力を検出し、この圧力の検出値に基づいて前記型締め力を制御するタイヤの加硫方法である。

＜６＞は、＜３＞もしくは＜４＞のタイヤの加硫方法に用いられる金型開閉装置であって、一対のサイドモールドの少なくとも一方を上下させる油圧シリンダと、シリンダ内の油圧が所定の値を超えるとリリーフするよう構成されたリリーフ弁とを具えてなるタイヤ加硫金型開閉装置である。

＜７＞は、＜３＞もしくは＜５＞のタイヤの加硫方法に用いられる金型開閉装置であって、一対のサイドモールドの少なくとも一方を上下させる油圧シリンダと、キャビティ内の圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサからの検出値に基づいてシリンダ内の油圧を制御する制御装置とを具えてなるタイヤ加硫金型開閉装置である。

＜１＞によれば、隣接する金型要素間の隙間を調整することより、キャビティ圧力が所定の条件を満たすようキャビティ容積を直接変化させて制御するので、従来の弾性体の弾性力による場合に対比して弾性率等に依存することなく、より自由に制御することができ、加硫の初期においても後期においても所望のキャビティ圧力を得ることができる。

＜２＞によれば、少なくとも一つの金型要素に作用して、これを隣接する金型要素との隙間が小さくなる方向に変位させる型締め力を制御するので、容易に金型要素間の隙間を調整することができる。

＜３＞によれば、上下のサイドモールド同士の間に作用させる型締め力を制御することにより金型要素間の隙間を調整するので、金型要素間の隙間の調整、ひいては、キャビティ圧力の制御を高精度に行うことができる。

＜４＞によれば、前記型締め力が所定の値を超えないよう制御するので簡易なシステムで、加硫後期のタイヤおよび剛性コアの熱膨張によって生じるキャビティ圧力の異常な上昇を防止し剛体コアの損傷を抑制することができる。

＜５＞によれば、キャビティ圧力を検出し、キャビティ圧力の検出値に基づいて前記型締め力を制御するので、所望のキャビティ圧力変化に対しても、これを容易にしかも高精度に実現することができる。

＜６＞によれば、一対のサイドモールドの少なくとも一方を上下させる油圧シリンダと、シリンダ内の油圧が所定の値を超えるとリリーフするよう構成されたリリーフ弁とを具えるので、＜３＞および＜４＞のタイヤの製造方法を容易に実現することができる。

＜７＞によれば、一対のサイドモールドの少なくとも一方を上下させる油圧シリンダと、キャビティ内の圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサからの検出値に基づいてシリンダ内の油圧を制御する制御装置とを具えるので、＜３＞もしくは＜５＞のタイヤの製造方法を容易に実現することができる。

本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。図１は、この実施形態に係るタイヤの加硫方法に用いられる金型を、完全に閉止した状態で、図２は、この加硫金型を、加硫途中わずかだけ開放した状態で、それぞれ模式的に示す断面図であり、また、図３は、タイヤのトレッドの外形状を特定する周方向に分割されたセクターモールドの環状配置を示す模式図であり、図３（ａ）は、金型が完全に閉止した状態、図３（ｂ）は、加硫途中に金型がわずかだけ開放した状態に、それぞれ対応する。

加硫金型１０は、コンテナリング３と、コンテナリング３に取り付けられた上部プレート１１、上部プレート１１に取り付けられた上部サイドモールド１２、下部プレート１３、下部プレート１３に取り付けられた下部サイドモールド１４、周方向に分割されて環状に並ぶホルダ１５、これらのホルダ１５のそれぞれに取り付けられたセクターモールド１６を具えて構成される。

ここで、上部サイドモールド１２と下部サイドモールド１４とは、それぞれ、タイヤの上下のサイドウォールを形成し、セクターモールド１６はタイヤのトレッドを形成する。そして、これらの、上部プレート１１と上部サイドモールド１２との組、下部プレート１３と下部サイドモールド１４との組、および、ホルダ１５とセクターモールド１６とのそれぞれの組は、いずれも、金型要素として加硫金型１０を構成する。

下部プレート１３は、1本以上のシリンダ２３とその中を往復変位するピストン２４とを介して加硫機ベース部２に支持され、例えば油圧を用いて、シリンダ２３中のピストン２４を進退させることによって下部プレート１３を上下させることができる。

周方向に並ぶそれぞれのホルダ１５は、下部プレート１３に、直動ガイド２１を介して半径方向内外に変位可能に支持されるとともに、コンテナリング３に対しても、直動ガイド２２によってそれと平行な方向に相対変位可能に支持されているので、コンテナリング３に対して下部プレート１３を上下させたとき、ホルダ１５は、下部プレート１３とともに上下し下部プレート１３上を半径方向内外に移動する。

そして、金型１０を閉止させタイヤＴを加硫している状態においては、コンテナリング３は、加硫機ベース部２に対して固定された状態を保持し、これらの相対位置は変化しないように構成されており、ピストン２４を最上点に位置させた状態において、図３（ａ）に示すように、ホルダ１５に取り付けられたセクターモールド１６の内径はr₁であり、また、これらの周方向隙間はゼロである。ピストン２４を下降させると、セクターモールド１６の内径はr₂となり、これら同士の周方向の間隔は広がって、図３（ｂ）に示すように、これらの相互の間に隙間d₂が形成され、これと同時にセクターモールド１６と上部サイドモールド１１との間にも隙間d₁が形成され、このことによって、キャビティ容積は広がってキャビティ内の圧力（以下、「キャビティ圧力」という）は低下する。一方、ピストン２４を上昇させると、前記隙間d₁、d₂はゼロとなりキャビティ容積は狭くなりキャビティ圧力は上昇する。

そして、ピストン２４を上昇させるためには、シリンダ２３内のピストン上昇側油圧を増加させて、キャビティ圧力Pによって発生する型開き力F₂より、型締め力F₁の方が大きくなるようにし、逆に、ピストン２４を下降させるためには、シリンダ２３内の油圧を低下させて、型開き力F₂より型締め力F₁の方が小さくなるようにすればよい。このように油圧を変化させて型締め力を制御することにより、金型要素相互の間の隙間を調整し、これによってキャビティ圧力を調整することができる。

図４は、加硫開始後の経過時間を横軸に、縦軸に、油圧と、それに伴って変化するキャビティ圧力と、金型要素間の隙間（例えばセクターモールド１６間の隙間d₂）をとり、キャビティ圧力の変化をカーブＡで、油圧の変化をカーブＢで、そして、隙間d₂をカーブＣで表した模式図であり、図４（ａ）は、加硫の開始時刻T₁から終了時刻T₂に至るまでの間、シリンダ２３を締め切った状態にした場合のカーブを示し、図４（ｂ）は、シリンダ２３の油圧が一定となるよう、所定圧力以上に油圧が所定圧力に達した場合にはそれ以上圧力が上昇しないよう油圧をリリーフさせるよう構成した場合のカーブを示す。

加硫初期において低かったキャビティ圧力は、時間の経過に伴って熱膨張する剛性コア５やタイヤTによって上昇する。このような状況下で、確実にタイヤを型付けするためには、加硫初期におけるキャビティ圧力が、図示のように、所定の値P₁以上なくてはならず、一方、剛体コアや加硫機の損傷を防止するためには、キャビティ圧力を加硫終期においても所定の値P₂を越えないよう抑える必要があり、そのために、シリンダ２３内のピストン上昇側油圧を、これに合わせて制御してやればよい。

この実施形態の場合、シリンダ２３に油圧を供給する回路は、油圧を発生させる油圧ユニット２６と、切換バルブ２５、逆止弁２７、および、リリーフ弁２８を具えて構成されており、この構成の油圧回路を用いて図４（ｂ）に示すキャビティ圧力のカーブＡを実現するためには以下のようにすればよい。

まず、ピストン２４を上昇させて金型１０を閉止したあと、切換バルブ２５を操作して油圧ユニット２６とシリンダ２３との連通を絶ち、シリンダ２３内の油圧がP_rとなるようシリンダ２３を締め切る。加硫初期には、この油圧による型締め力F₁は、キャビティ圧力による型開き力F₂より大きいため、金型要素間の隙間d₂はゼロであるが、このまま放置すると、タイヤおよび剛性コアの熱膨張によりキャビティ圧力は上昇し型開き力F₂が増加し、このとき、油圧シリンダ２３の内の油圧は締め切っておくと油圧シリンダ２３内容積は変化できないので、油圧が上昇し、このため型締め力も上昇し続ける。

しかし、油圧がP_rより高くなると、リリーフ弁２８を解放するよう設定しておくことによって、シリンダ２３内の油圧は、図４（ｂ）に示すように、圧力Prより高く上昇することはなくなるので、型開き力の上昇を抑えてほぼ所定の値に保持することができ、したがって、キャビティ圧力をP₂以下に抑えることができる。

図５は、上記の実施形態の変形例に係る加硫金型を、完全に閉止した状態で、模式的に示す断面図であるが、この変形例が、先の実施形態のものと異なる点は、油圧回路の部分だけであり、それぞれ相互に対応する箇所を同じ符号を用いて表した。変形例における油圧回路は、油圧を発生させる油圧ユニット２６と、切換バルブ２５、逆止弁２７、リリーフ圧制御弁３１、キャビティ圧力を検出するキャビティ圧力センサ３２、油圧の圧力を検出する油圧センサ３４、および、油圧制御部３３を具えて構成されており、この油圧回路によると、油圧制御部３３が、リアルタイムに検出された、キャビティ圧力センサ３２からのキャビティ圧力情報と、油圧センサ３４からの油圧情報とに基づいて、キャビティ圧力の変化が所定のカーブとなるようリリーフ圧制御弁３１の弁開度を変化させるよう作動する。したがって、この実施形態の場合、図４に示したカーブAの他、所望のキャビティ圧力変化のカーブを実現することができる。

例えば、キャビティ圧力変化のカーブとして、図６に示したカーブAも実現することができ、この場合、加硫の開始時刻T₁から終了時刻T₂に至るまでの間、キャビティ圧力が所定の圧力に達した時刻T_xにおいて、油圧（カーブB）を所定の値だけ低下させるよう制御することができ、このような制御により、金型要素間の隙間（カーブC）を階段的に増加させ、その結果、キャビティ圧力（カーブA）を階段的に低下させることができる。

型締め力を制御するための回路は上記に示したもののほか、種々のものが考えられるが、上記に示した実施形態は、それらの代表例である。

本発明に係るタイヤの加硫方法、は、種々の種類のタイヤに適用することができる。

本発明に係る実施形態のタイヤの加硫方法に係る加硫金型を、完全に閉止した状態で模式的に示す断面図である。本発明に係る実施形態のタイヤの加硫方法に係る加硫金型を、加硫途中にわずか開放した状態で模式的に示す断面図である。タイヤのトレッドの外形状を特定する周方向に分割されたセクターモールドの環状配置を示す模式図である。キャビティ圧力、油圧、および金型要素間の隙間の変化を示すグラフである。変形例の実施形態の加硫金型を、完全に閉止した状態で模式的に示す断面図である。変形例におけるキャビティ圧力、油圧、および金型要素間の隙間の変化を示すグラフである。

符号の説明

２加硫機ベース部
３コンテナリング
５剛性コア
１０加硫金型
１１上部プレート
１２上部サイドモールド
１３下部プレート
１４下部サイドモールド
１５ホルダ
１６セクターモールド
２１、２２直動ガイド
２３シリンダ
２４ピストン
２５切換バルブ
２６油圧ユニット
２７逆止弁
２８リリーフ弁
３１リリーフ圧制御弁
３２キャビティ圧力センサ
３３油圧制御部
３４油圧センサ
Ｔタイヤ

Claims

タイヤの内表面を特定する剛性コアと、相互に離隔接近する複数の金型要素によりタイヤの外表面を特定する金型とで囲繞されたキャビティ内でタイヤを加硫するタイヤの加硫方法において、
隣接する金型要素間の隙間を調整することより、加硫の進行に伴って変化する前記キャビティの容積とタイヤの体積とに依存するキャビティ内の圧力が所定の条件を満たすよう制御するタイヤの加硫方法。
少なくとも一つの金型要素に作用して、これを隣接する金型要素との隙間が小さくなる方向に変位させる型締め力を制御することにより前記金型要素間の隙間を調整する請求項１に記載のタイヤの加硫方法。
タイヤのサイドウォールに対応する一対のサイドモールドと、タイヤのトレッドに対応する、周方向に並べられた複数のセクターモールドとを前記金型要素とし、一対のサイドモールド同士の型締め力を増加させて、すべての金型要素間の隙間を小さくするよう構成された金型を用いる請求項２に記載のタイヤの加硫方法。
前記型締め力が所定の値を超えないよう制御する請求項２もしくは３に記載のタイヤの加硫方法。
キャビティ内の圧力を検出し、この圧力の検出値に基づいて前記型締め力を制御する請求項２もしくは３に記載のタイヤの加硫方法。
請求項３もしくは４に記載されたタイヤの加硫方法に用いられる金型開閉装置であって、一対のサイドモールドの少なくとも一方を上下させる油圧シリンダと、シリンダ内の油圧が所定の値を超えるとリリーフするよう構成されたリリーフ弁とを具えてなるタイヤ加硫金型開閉装置。
請求項３もしくは５に記載されたタイヤの加硫方法に用いられる金型開閉装置であって、一対のサイドモールドの少なくとも一方を上下させる油圧シリンダと、キャビティ内の圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサからの検出値に基づいてシリンダ内の油圧を制御する制御装置とを具えてなるタイヤ加硫金型開閉装置。