JP2009196090A - ゴム製品の加硫方法および加硫用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】加硫時におけるはみ出しゴム（バリ43）の厚さを制御することでソリッドタイヤ13の寸法（幅）を一定に規定する。
【解決手段】加硫用金型34を閉止するとき、下、上金型22、33の合わせ面19、28間に３個以上の同一高さであるスペーサ38を設けるようにしたので、前記両合わせ面19、28間にはいずれの位置においてもスペーサ38の高さと同一幅の間隙40が形成される。この結果、グリーンタイヤの体積とキャビティ39の容積との差分の未加硫ゴムが間隙40にはみ出すことで構成されたバリ43の厚さはいずれの位置でも同一値となり、ソリッドタイヤ13の幅を一定に規定することができる。
【選択図】図３

Description

この発明は、産業車両用ソリッドタイヤ等のゴム製品を加硫する方法および加硫用金型に関する。

従来のゴム製品、例えば産業車両用ソリッドタイヤを加硫する方法および加硫用金型としては、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが知られている。
特開平５−２００７５３号公報

このものは、第１金型としての下金型と、該下金型に対して相対的に接近離隔可能な第２金型としての上金型とを備え、これら下、上金型の合わせ面同士を当接させて閉止することにより、内部に形成されたキャビティ内に未加硫ゴム部材としてのグリーンタイヤを収納し、その後、前記下、上金型をシリンダ等により所定力で型締めを行うとともに、プラテンによって下、上金型およびグリーンタイヤを加熱して加硫を施し産業車両用ソリッドタイヤとしている。

ここで、従来においては、加硫時におけるキャビティの内圧を所定値以上に保持したり、ベアーの発生を防止するため、グリーンタイヤの体積をキャビティの容積より若干大としており、しかも、グリーンタイヤは加硫による熱膨張によってその体積が増大するが、このような体積と容積との差は、加硫中にグリーンタイヤが前記型締め力に対抗して下、上金型を僅かに離隔させてこれらの間に間隙を形成するとともに、これらの間隙にグリーンタイヤを構成する未加硫ゴムがはみ出すことで吸収している。

しかしながら、グリーンタイヤ毎に体積にばらつきがあったり、あるいは、前記型締め力が加硫用金型（下、上金型）の場所によってばらついていたり、さらに、加硫装置の垂直精度に誤差等があると、その影響を受けてソリッドタイヤ毎にはみ出しゴム（バリ）の厚さが異なっていたり、また、１個のソリッドタイヤにおいても、バリの厚さが周方向位置で異なり、この結果、ソリッドタイヤの寸法、ここでは幅に許容値を超える不均一が生じてしまうことがあるという課題があった。特に、加硫中に内圧が大きく上昇したときには、前述の型締め力を弱めるようにしているが、このような場合にはゴムのはみ出し状態が予測できず、前述の課題がさらに顕著となっていた。

この発明は、加硫時におけるはみ出しゴム（バリ）の厚さを制御することでゴム製品の寸法を一定に規定することができるゴム製品の加硫方法および加硫用金型を提供することを目的とする。

このような目的は、第１に、第１金型と、該第１金型に対して相対的に接近離隔可能な第２金型とを有する加硫用金型を閉止するとき、前記第１、第２金型の合わせ面間に互いに離れた３個以上の同一高さであるスペーサを設け、該スペーサを介して第１、第２金型の合わせ面同士を当接させる第１工程と、加硫用金型の内部に形成されたキャビティに収納されている未加硫ゴム部材を加硫してゴム製品とする第２工程とを備えたゴム製品の加硫方法により、達成することができる。

第２に、第１金型と、該第１金型に対して相対的に接近離隔可能な第２金型とを備え、これら第１、第２金型の合わせ面同士を当接させて閉止した後、内部に形成されたキャビティに収納されている未加硫ゴム部材を加硫してゴム製品とするゴム製品の加硫用金型において、該加硫用金型を閉止するとき、前記第１、第２金型の合わせ面間に互いに離れた３個以上の同一高さであるスペーサを設け、該スペーサを介して第１、第２金型の合わせ面同士を当接させるようにしたゴム製品の加硫用金型により、達成することができる。

この発明においては、加硫用金型を閉止するとき、第１、第２金型の合わせ面間に互いに離れた３個以上の同一高さであるスペーサを設けるようにしたので、前記両合わせ面間にはいずれの位置においてもスペーサの高さと同一幅の間隙が形成される。ここで、加硫時に未加硫ゴム部材の体積とキャビティの容積との差分の未加硫ゴムが前記間隙にはみ出してバリを形成するが、このとき、前述のようにいずれの位置での間隙の幅もスペーサの高さと同一としたので、該バリの厚さを、未加硫ゴム部材の体積あるいは加硫用金型に対する型締め力にばらつきがあったり、加硫装置の垂直精度に誤差等が生じていても、その影響を除去して、異なるゴム部材においても、また、１個のゴム部材での位置に拘わらずスペーサの高さと同一値とすることができ、これにより、ゴム部材の寸法を一定に規定することができる。

また、請求項３に記載のように構成すれば、第１、第２金型間にスペーサの高さと高精度で幅が一致する間隙を安定的に形成することができ、さらに、請求項４に記載のように構成すれば、ゴム部材の寸法を若干変更する場合、スペーサを交換して間隙の幅を変化させることで、容易に対処することができる。また、請求項５に記載のように構成すれば、第１、第２金型とスペーサとの間に塵埃が侵入して高さが狂ったり、あるいは、第１、第２金型が接近離隔してもスペーサの位置がずれるようなことはないため、自動化する際に好適である。さらに、請求項６に記載のように構成すれば、キャビティの内圧異常やベアーを抑制しながら確実に加硫を行うことができる。

以下、この発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。
図１、２、３、４において、11は未加硫ゴム部材としてのグリーンタイヤ12を加硫してゴム製品としてのソリッドタイヤ13を製造する加硫装置であり、前記グリーンタイヤ12は断面が略矩形のリング状を呈している。そして、このグリーンタイヤ12は半径方向内側に比較的高硬度で、例えば有機繊維からなる短繊維コードが均一に混入されたゴム組成物からなるベースゴム層14を、半径方向外側に耐カット性、耐摩耗性に優れたゴムからなるトレッドゴム層15をそれぞれ有する２層構造となっているが、前記トレッドゴム層15を２層以上とすることでグリーンタイヤ12を３層以上の構造としてもよい。

一方、前記ソリッドタイヤ13はフォークリフト、トレーラ等の産業車両に装着される加硫済みの中実タイヤで、 JATMA YEAR BOOKではニューマチック形クッションタイヤと呼ばれている。そして、このソリッドタイヤ13はグリーンタイヤ12を加硫することで製造されているため、グリーンタイヤ12と同様の複数層構造となっている。

前記加硫装置11は図示していない下プラテンが設けられた静止している下基板16を有し、この下基板16の上面には略リング状の下型本体17が固定され、この下型本体17の半径方向中央部上面にはタイヤ赤道より下側に位置するグリーンタイヤ12のサイド部、トレッド部を型付けする型付け面18が設けられている。また、前記下型本体17の半径方向外端部には周方向に連続して延び水平な平坦面からなる合わせ面19が形成され、この合わせ面19は加硫直後におけるソリッドタイヤ13のタイヤ赤道近傍に位置している。

20は下型本体17の半径方向内端部上面および下基板16の半径方向内側部上面の双方に固定された略リング状の下クリップ体であり、この下クリップ体20の半径方向外端にはグリーンタイヤ12の下側内周を型付けする型付け面21が形成されている。前述した下型本体17、下クリップ体20は全体として、第１金型としての下金型22を構成する。

25は前記下基板16、下金型22の上方に設置され、図示していない上プラテンが設けられた上基板であり、この上基板25は図示していないシリンダ等の昇降機構により昇降される。この上基板25の下面には下型本体17と同軸で略リング状をした上型本体26が固定され、この上型本体26の半径方向中央部下面にはタイヤ赤道より上側に位置するグリーンタイヤ12のサイド部、トレッド部を型付けする型付け面27が設けられている。また、前記上型本体26の半径方向外端部には周方向に連続して延びるとともに、前記合わせ面19に平行な平坦面から構成された合わせ面28が形成され、この合わせ面28は前記合わせ面19に対向して配置されるとともに、加硫直後におけるソリッドタイヤ13のタイヤ赤道近傍に位置している。

31は上型本体26の半径方向内端部下面および上基板25の半径方向内側部下面の双方に固定された略リング状の上クリップ体であり、この上クリップ体31の半径方向外端にはグリーンタイヤ12の上側内周を型付けする型付け面32が形成されている。前述した上型本体26、上クリップ体31は全体として、下金型22と対をなす第２金型としての上金型33を構成する。

そして、この上金型33は前記昇降機構が作動すると、上基板25と共に昇降し、下金型22に接近離隔する。ここで、この発明においては、前記上金型33を静止させる一方、下金型22を昇降させることで、下金型22を上金型33に対して接近離隔させてもよく、あるいは、下、上金型22、33双方を昇降させることで、下金型22と上金型33とを互いに接近離隔させるようにしてもよく、要するに、下、上金型22、33が相対的に接近離隔可能であればよい。前述した下、上金型22、33は全体として加硫用金型34を構成する。

38は３個以上、ここでは４個の金属、例えばスチールから構成されたスペーサであり、これらのスペーサ38は前記合わせ面19上に載置されることで、合わせ面19と合わせ面28との間に設けられている。また、これらスペーサ38は周方向に互いに等距離離れて配置されるとともに、いずれのスペーサ38も弧状を呈する平板状で高さＨが同一である。

ここで、前記スペーサ38を、この実施形態では合わせ面19上に単に載置したが、これらスペーサ38の位置ずれを防止するために、例えば、前記スペーサ38の一部を永久磁石で構成し、該永久磁石の吸着力により下型本体17の合わせ面19あるいは上型本体26の合わせ面28に着脱可能に取り付けてもよく、また、合わせ面19あるいは合わせ面28に凹みを形成するとともに、該凹みにスペーサ38の一部を押し込むことで、下型本体17あるいは上型本体26にスペーサ38を着脱可能に取り付けてもよく、さらに、スペーサ38をボルト、ねじ等を用いて下型本体17の合わせ面19あるいは上型本体26の合わせ面28に着脱可能に取り付けてもよい。

そして、前記下金型22上にグリーンタイヤ12が載置された後、上基板25、上金型33を下降させて合わせ面19と合わせ面28とを当接させると、加硫用金型34が閉止されて加硫用金型34の内部、即ち、下、上金型22、33間にグリーンタイヤ12が収納されたキャビティ39が形成されるが、このとき、前記合わせ面19と合わせ面28とは間にスペーサ38が介装された状態で当接するため、合わせ面19と合わせ面28との間にはいずれの位置（周方向位置）においてもスペーサ38の高さＨと同一幅の間隙40が形成される。

ここで、スペーサ38は前述のように等距離離して配置することが好ましく、このようにすれば、下、上金型22、33間にスペーサ38の高さＨと高精度で幅が一致する間隙40を安定的に形成することができる。また、これらスペーサ38を前述のように下、上金型22、33から独立した部材から構成すれば、ソリッドタイヤ13の幅を若干変更する場合、スペーサ38を交換して間隙40の幅を変化させることで、容易に対処することができる。

また、ソリッドタイヤ13を加硫によって製造する場合には、前記スペーサ38の高さＨを２〜６mmの範囲内とすることが好ましい。その理由は、前述したスペーサ38の高さＨが２mm未満であると、加硫時における間隙40への未加硫ゴムのはみ出しが制限されてキャビティ39の内圧が異常に上昇するおそれがあり、一方、６mmを越えると、加硫時における間隙40への未加硫ゴムのはみ出し量が多くなりすぎてベアーが生じるおそれがあるが、前述の範囲内であると、キャビティ39の内圧異常やベアーを抑制しながら確実に加硫を行うことができるからである。

次に、前記実施形態１の作用について説明する。
グリーンタイヤ12を加硫してソリッドタイヤ13を製造する場合には、まず、開放状態である加硫用金型34にグリーンタイヤ12を図示していない搬送手段により搬入し、該グリーンタイヤ12を下金型22上に載置する。次に、上基板25、上金型33を一体的に下金型22に上金型33がほぼ当接するまで複数回繰り返し下降させ、下金型22の型付け面18、21および上金型33の型付け面27、32によりグリーンタイヤ12をキャビティ39に近似する形状まで変形（型打ち）させる。

次に、上基板25、上金型33を一体的に下降させて下、上金型22、33の合わせ面19、28同士をスペーサ38を介して当接させるとともに、下クリップ体20の上面と上クリップ体31の下面とを面接触させ、加硫用金型34を閉止する。このとき、加硫用金型34内にはグリーンタイヤ12が収納されたキャビティ39が形成され、また、合わせ面19と合わせ面28との間にはいずれの位置（周方向位置）においてもスペーサ38の高さＨと同一幅である間隙40が形成される。

次に、図示していないシリンダ等の型締め手段により加硫用金型34に所定の型締め力を付与するとともに、プラテンにより下、上金型22、33、グリーンタイヤ12を加硫温度まで加熱してキャビティ39内のグリーンタイヤ12を加硫しソリッドタイヤ13とする。ここで、前述の加硫時におけるキャビティ39の内圧を所定値以上に保持したり、ベアーの発生を防止するため、一般に、グリーンタイヤ12の体積をキャビティ39の容積より若干大としており、また、加硫による熱膨張によりグリーンタイヤ12はその体積が増大するので、前述したグリーンタイヤ12の体積とキャビティ39の容積との差分の未加硫ゴムが、加硫時にキャビティ39からはみ出してバリ43を形成することになる。

このとき、この実施形態においては、前述のように下、上金型22、33の合わせ面19、28間に高さＨが同一であるスペーサ38を互いに離して設け、前記合わせ面19、28間にスペーサ38の高さＨと同一幅である間隙40を形成したので、グリーンタイヤ12毎の体積、あるいは、加硫用金型34に対する型締め力にばらつきがあったり、また、加硫装置11の垂直精度に誤差等が生じていても、その影響が確実に除去される。

この結果、キャビティ39から間隙40にはみ出したバリ43の厚さは、異なるソリッドタイヤ13においてもスペーサ38の高さＨと同一値となり、また、１個のソリッドタイヤ13においてもその周方向位置に拘わらずスペーサ38の高さＨと同一値となり、これにより、ソリッドタイヤ13の寸法、ここでは幅を一定に規定することができる。なお、このとき、未加硫ゴムの間隙40へのはみ出した距離は、ソリッドタイヤ13毎に、また、周方向位置により異なることが多い。また、前述のスペーサ38は互いに離して配置されているため、隣接するスペーサ38間の間隙40は、はみ出した未加硫ゴムの逃げ道となり、はみ出しゴム量が多い場合にも問題なく対処できる。

さらに、従来においては、キャビティ39の内圧が大きく上昇したとき、加硫用金型34の型締め力を弱める制御を行っていたが、この実施形態では、未加硫ゴムが間隙40にはみ出すことで前述の内圧上昇を阻止することができるため、型締め力を弱める制御を行う必要がなく、この結果、加硫初期から末期に至るまで型締め力を一定に維持するだけでよく、制御が容易となる。このようにしてソリッドタイヤ13が製造されると、上基板25、上金型33を上昇させて加硫用金型34を開放した後、搬送手段によりソリッドタイヤ13を加硫装置11から取り出して図示していないトリミング装置に搬出する。そして、このトリミング装置においてソリッドタイヤ13からバリ43を切除し、製品タイヤとする。

なお、前述の実施形態においては、未加硫ゴム部材がグリーンタイヤ12であり、ゴム製品がソリッドタイヤ13である場合について説明したが、この発明においては、未加硫ゴム部材が剛体コアの周囲に成形されたグリーンタイヤであるとき、このグリーンタイヤを加硫用金型および剛体コアを用いて加硫することで、ゴム製品としての空気入りタイヤを製造するようにしてもよい。また、この発明は、ゴム製品がブロック状の加硫済みゴム、例えば免震装置のゴム体、防舷装置の緩衝材等にも適用することができる。

さらに、前述の実施形態においては、スペーサ38を下、上金型22、33から独立した部材としたが、この発明においては、スペーサを、第１、第２金型の少なくともいずれか一方の合わせ面に一体形成された部材から構成してもよい。このようにすれば、第１、第２金型とスペーサとの間に塵埃が侵入して高さが狂ったり、あるいは、第１、第２金型が接近離隔してもスペーサの位置がずれるようなことはなく、自動化する際に好適である。

この発明は、産業車両用ソリッドタイヤ等のゴム製品を加硫する産業分野に適用できる。

この発明の実施形態１を示す正面断面図である。 第１金型（下金型）近傍の平面図である。 加硫直後の状態を説明する図１と同様の正面断面図である。 スペーサ近傍の拡大正面断面図である。

符号の説明

12…未加硫ゴム部材 13…ゴム製品
19、28…合わせ面 22…第１金型
33…第２金型 34…加硫用金型
38…スペーサ 39…キャビティ
Ｈ…高さ

Claims (6)

1. 第１金型と、該第１金型に対して相対的に接近離隔可能な第２金型とを有する加硫用金型を閉止するとき、前記第１、第２金型の合わせ面間に互いに離れた３個以上の同一高さであるスペーサを設け、該スペーサを介して第１、第２金型の合わせ面同士を当接させる第１工程と、加硫用金型の内部に形成されたキャビティに収納されている未加硫ゴム部材を加硫してゴム製品とする第２工程とを備えたことを特徴とするゴム製品の加硫方法。
2. 第１金型と、該第１金型に対して相対的に接近離隔可能な第２金型とを備え、これら第１、第２金型の合わせ面同士を当接させて閉止した後、内部に形成されたキャビティに収納されている未加硫ゴム部材を加硫してゴム製品とするゴム製品の加硫用金型において、該加硫用金型を閉止するとき、前記第１、第２金型の合わせ面間に互いに離れた３個以上の同一高さであるスペーサを設け、該スペーサを介して第１、第２金型の合わせ面同士を当接させるようにしたことを特徴とするゴム製品の加硫用金型。
3. 前記スペーサを等距離離して配置した請求項２記載のゴム製品の加硫用金型。
4. 前記スペーサは、第１、第２金型から独立した部材である請求項２または３記載のゴム製品の加硫用金型。
5. 前記スペーサは、第１、第２金型の少なくともいずれか一方の合わせ面に一体形成された部材である請求項２または３記載のゴム製品の加硫用金型。
6. 前記ゴム製品が産業車両用ソリッドタイヤであるとき、スペーサの高さは、２〜６mmの範囲内である請求項２〜５のいずれかに記載のゴム製品の加硫用金型。

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