JP2009073047A - 加硫ブラダの製造方法および加硫ブラダ - Google Patents

Abstract

【課題】製品タイヤのインナライナに影響をほとんどもしくは全く及ぼすことなしに、加硫ブラダと生タイヤとの間へのエア溜りの発生、なかでもとくに、生タイヤのショルダ部の内面部分へのエア溜りの発生を有効に防止できる加硫ブラダの製造方法を提供する。
【解決手段】金型内で加硫成形される生タイヤ２内に収納配置され、内部加圧によって膨出変形されて、生タイヤ２を金型側へ押圧する、軸線方向の両端が開口し、全体としてほぼ中高円筒状をなす加硫ブラダを製造するに当って、子午線断面内で、開口３に隣接して半径方向外方へ延びる拡径部５と、ショルダ部６を介してその拡径部５に連続する大径部７とを具える加硫ブラダ１の、生タイヤ２の内面に密着するまでの子午線断面内での目標伸長率を、１０５％以上１４０％以下とするとともに、その子午線断面内での、ショルダ部６の外輪郭線を、生タイヤ２の、子午線断面内でのショルダ部８の内輪郭線の曲率半径ｒと略同一半径の円弧曲線とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、生タイヤの加硫工程で使用される加硫ブラダの製造方法および、その方法により製造した加硫ブラダに関するものであり、とくには、生タイヤ内に収納配置した加硫ブラダを内部加圧によって膨出変形させて、生タイヤの内面に密着させるとともに、その内面を押圧させて、生タイヤに、いわゆるシェーピングを施すに当り、加硫ブラダと生タイヤとの間への空気の封じ込め、すなわち、そこへのエア溜りの発生を有効に防止する技術を提案するものである。

加硫ブラダは一般に、生タイヤの形状や製品タイヤの形状等に応じて、生タイヤのシェーピング時のエア溜りが発生しないように形状設計されており、それがためには、加硫ブラダの内部加圧によって、それが膨出変形して生タイヤの内面に密着するに当って、その密着のタイミングが、生タイヤのトレッド部の内面から、ショルダ部内面、サイドウォール部内面およびビード部内面の順に遷移することが好ましいとされている。

しかるに、多くはゴム材料からなり、所要の初期形状を付与される加硫ブラダの、弾性変形による膨出変形に基いて、そのブラダを、生タイヤの内面に密着させるに当っては、生タイヤの各部への密着のタイミングを、上述した通りに変化させることが実質的に不可能となることから、とくにエア溜りの発生し易い、生タイヤのショルダ部の内面部分からの排気を円滑なものとするべく、特許文献１に開示されているように、ブラダー本体の、タイヤサイド部の曲率頂部とベルト補強層端末部との領域に対応する位置に、ブラダー本体の周方向に少なくとも一本以上の勾配を有するエアー抜き誘導溝を形成し、このエアー抜き誘導溝からタイヤビード先端部に対応する領域に、前記エアー抜き誘導溝と交差し、かつ勾配を有するエアー排出用溝を複数本形成してなる技術が提案されている。
特開２００５−６６８６５号公報

上記提案技術によれば、エアー抜き誘導溝およびエアー排出用溝の溝断面積を大きく設定することで、生タイヤのショルダ部内面からの排気効率が高まる傾向にあるものの、そのエアー抜き誘導溝およびエアー排出用溝が加硫済み製品タイヤのインナライナに誘導溝痕を残すことから、製品タイヤにおいて、インナライナに所要の形状、厚み等を付与することができなくなるおそれが高いという問題があり、それ故に、エアー抜き誘導溝等による排気には自ずと限界があった。

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、それの目的とするところは、製品タイヤのインナライナに、影響をほとんどもしくは全く及ぼすことなしに、加硫ブラダと生タイヤとの間へのエア溜りの発生、なかでもとくに、生タイヤのショルダ部の内面部分へのエア溜りの発生を有効に防止できる加硫ブラダの製造方法および、その方法により製造した加硫ブラダを提供するにある。

この発明に係る加硫ブラダの製造方法は、金型内で加硫成形される生タイヤ内に収納配置され、蒸気圧等による内部加圧によって膨出変形されて、生タイヤの内面に密着するとともに、それを金型側へ押圧する、軸線方向の両端が開口し、全体としてほぼ中高円筒状をなす加硫ブラダを製造するに当って、子午線断面内で、両端の開口に隣接して位置して、半径方向外方へ延びる拡径部と、ショルダ部を介してその拡径部に連続する大径部とを具える加硫ブラダの、生タイヤの内面に密着するまでの子午線断面内での目標最大伸長率を、１０５％以上で１４０％以下とするとともに、その子午線断面内での、ショルダ部の外輪郭線を、生タイヤの、子午線断面内でのショルダ部の内輪郭線の曲率半径と略同一半径の円弧曲線とするにある。

ここで、「略同一半径」とは、生タイヤの曲率半径の±１０％の範囲をいうものとする。
ところで、成型された現実の生タイヤの、ショルダ部の内輪郭線の曲率半径は、３Ｄ画像測定機、コリメータ等の光学手段その他によって実測することができ、また、設計上の曲率半径は図面上で計測することができる。
なお、この生タイヤのショルダ部は生タイヤの内輪郭線の曲率半径がもっとも小さい箇所とすることができ、プラダのショルダー部は、伸長時に生タイヤのショルダ部と接触する位置とすることができる。

かかる方法においてより好ましくは、前記円弧曲線の半径方向の内端を、金型内の製品タイヤの子午線断面内で、金型のサイドリングとトレッドリングとの分割位置を通って製品タイヤの内面に立てた法線と、そのタイヤ内面との交点から、製品タイヤの半径方向内方へ引いたラジアル線分に、加硫ブラダが、目標最大伸長率まで伸長した時点で接する点に位置させる。

ところで、加硫ブラダが、そこへの内部圧力の供給によって生タイヤの内面に密着するに到るまでの、それの子午線断面内のそれぞれの位置における伸長率は、相互にばらつきを有することになるので、加硫ブラダが、それのいずれかの個所で目標最大伸長率に達した時点で、先に述べたようなラジアル線分に接しても、その接触位置それ自体の伸長率は、目標最大伸長率に達していないことも当然にあり得る。
なお、ここでの目標最大伸長率は、加硫ブラダーの繰り返しの伸長変形により永久変形が発生する前の伸長率をいうものとする。

ここにおいて好ましくは、前記円弧曲線の半径方向の外端を、均一外径とした前記大径部の外径線との接点上に位置させる。

そしてまた好ましくは、大径部および拡径部の外面に、それらの両者にわたって連続して延びる複数本の排気溝を円周方向に均等に形成する。

また、この発明に係る加硫ブラダは、上述したいずれかの方法に従って製造してなるものである。

とくに偏平度の高い製品タイヤのための生タイヤでは、それのショルダ部の内面部分の、子午線断面内での曲率半径が小さくなる傾向にあるため、その生タイヤを、従来の一般的な加硫ブラダを用いて加硫成形する場合には、生タイヤのシェーピングに当って、その加硫ブラダを、生タイヤのショルダ部の内面形状に十分に追従させて、そこに大きな力で密着させることができないので、そのショルダ部内面部分へのエア溜りの発生を有効に防止することができず、このことは、金型キャビティからのゴムのはみ出しを防止するベく、加硫ブラダ内部への供給圧力を従来より低減させた場合にとくに重大になるという問題があった。

しかるにこの発明では、軸線方向の両端が開口し、全体としてほぼ中高形状をなす加硫ブラダの、とくに、大径部を拡径部に連続させるショルダ部の、子午線断面内の外輪郭線を、その加硫ブラダの伸長率をも考慮して、生タイヤのショルダ部の、子午線断面内での内輪郭線の曲率半径と略同一半径の円弧曲線とすることにより、生タイヤの加硫成形に際するそれのシェーピングに当り、加硫ブラダのショルダ部を、生タイヤのショルダ部の内面形状のいかんにかかわらず、その内面形状に十分に追従させて、そこに、大きな力で全体的に密着させることができるので、生タイヤのショルダ部の内面部分からの空気の排除を円滑かつ確実なものとして、その内面部分へのエア溜りの発生を、製品タイヤのインナライナに、ほとんどもしくは全く影響を及ぼすことなく、効果的に防止することができる。

ここで、加硫ブラダの外輪郭線につき、「略同一半径」とは、生タイヤのショルダ部の内輪郭線の曲率半径の±１０％の範囲のものをいう、とするのは、この範囲を外れると、ブラダのショルダ部を、生タイヤのショルダ部内面に十分に追従させることができず、空気の所期した通りの排除が困難になることによるものである。
そしてより好ましくは、両者の半径を実質的に同一のものとする。

なおここで、加硫ブラダの、生タイヤの内面に密着するまでの、子午線断面内での目標最大伸長率を、１０５％以上１４０％以下とするのは、最大伸長率が１０５％未満で生タイヤに密着するブラダでは、それの繰り返しの使用に基く疲労伸びその他に起因する永久変形が発生した場合に、加硫ブラダが生タイヤの内側で皺になったり、生タイヤからはみ出したりする不具合が発生する一方、それが１４０％を超えると、生タイヤの内面の、曲率半径の小さい個所に対する橋渡し状態が生じて、その内面部分への追従性が悪化することになるため、エア溜りを有効に排除し得なくなることによるものである。

ここで、加硫ブラダのショルダ部の、円弧曲線の半径方向内端を、金型内の製品タイヤの子午線断面内で、金型のサイドリングとトレッドリングとの分割位置に関連するタイヤの内面位置から、半径方向内方へ引いたラジアル線分に、いずれかの個所で目標最大伸長率まで加硫ブラダが伸長した状態で、接触する点に位置させた場合は、生タイヤのショルダ部に残りやすい空気を十分に押し出して、エア溜りによる製品不良の発生をより有効に防止することができる。
この接触位置がずれると、ショルダ部の内側の空気を押し出し切れず、エア溜りが発生しやすくなる。
また、生タイヤのショルダ部の形状は、タイヤサイズにより微秒に変わってくるが、それぞれのタイヤに対応したブラダ形状を容易に設定することができる。

ところでここで、サイドリングとトレッドリングとの分割位置を通って製品タイヤの内面に立てた法線と、そのタイヤ内面との交点を基準の位置とするのは、サイドリングとトレッドリングの分割位置は、その構成上、製品タイヤ及び生タイヤのショルダ部に相当し、生タイヤ内面の曲率半径が小さい傾向にあり、金型および生タイヤのサイズ、構造等のいかんにかかわらず、一義的に特定できる位置であることによる。

また、上述したようなラジアル線分への加硫ブラダの接触位置を、その加硫ブラダのフョルダ部の、円弧曲線の半径方向内端とするのは、これより半径方向内側において曲率半径の小さい個所を設ける必要がなく、またブラダーの開口部にむかって、かえってエアを閉じ込めやすい形状となる懸念があるからである。

この一方で、加硫ブラダショルダ部の、円弧曲線の半径方向の外端を、均一外径とした、ブラダ大径部の外径線との接点に位置させることは、本ブラダは加硫ブラダの伸長時に加硫ブラダのショルダ部が生タイヤのショルダ部内面に確実に接触することを目的としたものであるのに対し、大径部生タイヤ内面の曲率半径は十分に大きくエア入りを発生しくくいので、この個所まで曲率半径を生タイヤショルダ部の曲率半径にあわせる必要がないからである。
また、ブラダのセンタ部に向かってかえってエアを閉じ込めやすい形状となる懸念はあるからである。

そしてまた、大径部および拡径部の外面に、それの両者にわたって連続して延びる複数本の排気溝を円周方向に均等に形成するときは、加硫ブラダのショルダ部を、生タイヤのショルダ部の内面部分に十分に密着させて生タイヤのシェーピングを行い得ることと相俟って、生タイヤの内面と、加硫ブラダとの間の空気の外部排出をより円滑なものとすることができる。

さらにこの発明に係る加硫ブラダでは、それのショルダ部の子午線断面形状を前述したようにして特定し、また、それの全体的な外面形状を、生タイヤの内面形状に対応するものとすることにより、金型内で加硫成形されるタイヤ内に収納配置したその加硫ブラダを、内部加圧、多くは、加熱加圧によって膨出変形させて生タイヤをシェーピングするに当り、加硫ブラダを、所要の最大伸長率の下で、生タイヤのショルダ部を含む内面全体に十分強く密着させることができ、これにより、加硫ブラダと生タイヤとの間へのエア溜りの発生を、製品タイヤのインナライナに影響を及ぼすことなく効果的に防止することができる。

図１は、この発明に係る加硫ブラダの実施形態を、中心軸線の一方側部分の子午線断面で、生タイヤの同様の子午線断面とともに示す図であり、図中１は、多くはゴム材料からなり、弾性変形可能な加硫ブラダを示し、２は、未加硫ゴムを主体とする生タイヤを示す。

非伸長状態で示す図示の加硫ブラダ１は、軸線方向の両端に設けた開口３の縁部４を、図示しないブラダリング、固定金具等により挟持されて使用に供され、生タイヤ２内へ、たとえば図示のように収納配置される。
全体として中高円筒状をなすこのブラダ１は、縁部４から半径方向外方へ延びる拡径部５と、この拡径部５にショルダ部６を介して連続する、図では均一外径の大径部７とを具えるものとし、それの内部加圧によって、その外面が生タイヤ２の内面に全体的に密着するに到るまでの、子午線断面内での目標最大伸長率が１０５〜１４０％の範囲内となるように、生タイヤ２の内面形状にほぼ対応させて選択された形状を有するものとする。

加えてここでは、加硫ブラダのショルダ部６の外輪郭線を、たとえば、現実の生タイヤ２のショルダ部８の、光学手段等を用いて測定した、または、設計図面上で計測した、内輪郭線の曲率半径ｒと略同一半径の円弧曲線からなるものとする。

このような構成を有する加硫ブラダ１は、ブラダーの縁部４の間隔（足巾）の調整を伴うその内部への圧力の供給によって、それを、子午線断面内の半径方向および軸線方向等の各方向へ、上述した目標最大伸長率の範囲内で膨出変形させることにより、生タイヤ２のショルダ部を含む内面全体に十分大きな力で密着して、たとえば、金型内に配置した生タイヤ２に所要のシェーピングを施すことができる。

このように、このブラダ１は、とくには、ショルダ部６の選択された円弧曲線の下で、生タイヤ２の内面に、高い追従性をもって十分に密着することができるので、加硫ブラダ１への供給圧力が高い場合はもちろん、そこへの供給圧力を減じてなお、ブラダ１と生タイヤ２との間へのエア溜りの発生を効果的に防止することができる。

そしてこのことは、図２に加硫ブラダを部分正面図で例示するように、大径部７および拡径部５の外面に、それらの両者にわたって連続して延びる複数本の排気溝９を円周方向に均等に形成して、排気の流動性を高めた場合により効果的である。

ところで、以上のような加硫ブラダ１の、この発明に従う製造では、加硫ブラダが全体として生タイヤ２の内面形状とほぼ対応する形状を有し、また、加硫ブラダの外面が生タイヤ２の内面に全体的に密着するに至るまでの、子午線断面内での目標最大伸長率が１０５〜１４０％の範囲内、たとえば１３０％になるとの条件の下で、加硫ブラダ１のショルダ部６の、子午線断面内での外輪郭線を、生タイヤ２の、同様の断面内での、ショルダ部の内輪郭線の曲率半径ｒと略同一半径の円弧曲線とする場合に、その円弧曲線の、半径方向の内端位置を以下のようにして特定する。

まずは、図３に例示するように、金型１１内の製品タイヤＴの子午線断面内で、サイドリング１２とトレッドリング１３との、タイヤＴの外表面上の分割位置Ｓを通って、製品タイヤＴの内面に法線Ｎを立て、次いで、この法線Ｎとタイヤ内面との交点Ｐから、製品タイヤＴの半径方向内方へ引いたラジアル線分Ｖを引いた状態で、図に仮想線で示す加硫ブラダ１を、目標最大伸長率、たとえば１３０％

まで伸長させた時点で、その加硫ブラダ１がラジアル線分Ｖと接する位置を、加硫ブラダショルダ部６の、前記円弧曲線の半径方向内端とする。そして、このようにして特定されるその内端で、加硫ブラダ１のショルダ６は、拡径部５に、折曲点、段差等なしに滑らかに連続される。

この一方で、ショルダ部外面の円弧曲線の半径方向外端は、図示のように、大径部７が、子午線断面内で均一の外径を有するものである場合は、その円弧曲線と、大径部外径線との接点に位置させることが好ましい。

この発明に係る加硫ブラダの実施形態を示す子午線断面図である。 排気溝の形成例を示す図である。 加硫ブラダショルダ部の円弧曲線の、半径方向内端位置の特定の仕方についての説明図である。

符号の説明

１ 加硫ブラダ
２ 生タイヤ
３ 開口
４ 縁部
５ 拡径部
６ 加硫ブラダショルダ部
７ 大径部
８ 生タイヤショルダ部
９ 排気溝
１１ 金型
１２ サイドリング
１３ トレッドリング
ｒ 曲率半径
Ｔ 製品タイヤ
Ｓ 分割位置
Ｎ 法線
Ｐ 交点
Ｖ ラジアル線分

Claims (5)

1. 金型内で加硫成形される生タイヤ内に収納配置され、内部加圧によって膨出変形されて、生タイヤを金型側へ押圧する、軸線方向の両端が開口し、全体としてほぼ中高円筒状をなす加硫ブラダを製造するに当り、
   子午線断面内で、開口に隣接して半径方向外方へ延びる拡径部と、ショルダ部を介してその拡径部に連続する大径部とを具える加硫ブラダの、生タイヤの内面に密着するまでの子午線断面内での目標最大伸長率を、１０５％以上１４０％以下とするとともに、その子午線断面内での、ショルダ部の外輪郭線を、生タイヤの、子午線断面内でのショルダ部の内輪郭線の曲率半径と略同一半径の円弧曲線とする加硫ブラダの製造方法。
2. 前記円弧曲線の半径方向の内端を、金型内の製品タイヤの子午線断面内で、金型のサイドリングとトレッドリングとの分割位置を通って製品タイヤの内面に立てた法線と、そのタイヤ内面との交点から、製品タイヤの半径方向内方へ引いたラジアル線分に、加硫ブラダが、目標最大伸長率まで伸長した時点で接する点に位置させる請求項１に記載の加硫ブラダの製造方法。
3. 前記円弧曲線の半径方向の外端を、均一外径とした前記大径部との接点に位置させる請求項１もしくは２に記載の加硫ブラダの製造方法。
4. 大径部および拡径部の外面に、それらの両者にわたって連続して延びる複数本の排気溝を円周方向に均等に形成する請求項１〜３のいずれかに記載の加硫ブラダの製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の方法により製造してなる加硫ブラダ。

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