JP2012096437A - 空気入りタイヤの加硫方法及び加硫装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加硫成形時においてブラダーの上下方向に生じる温度差を従来よりも低減できる空気入りタイヤの加硫方法及び加硫装置を提供する。
【解決手段】金型１内に装着された未加硫タイヤ２の内側に配置されたブラダー４内にスチームＳと窒素ガスＮとを充填して、未加硫タイヤ２を加温及び加圧する空気入りタイヤの加硫方法において、未加硫タイヤ２の加硫の途中で、窒素ガスＮを注入しつつスチームＳの少なくとも一部をブラダー４の上部から排出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤの加硫方法及び加硫装置に関し、更に詳しくは、ブラダーの上下方向の温度差を従来よりも低減できる空気入りタイヤの加硫方法及び加硫装置に関する。

一般に、空気入りタイヤの加硫成形においては、金型内に装着された未加硫タイヤの内側に配置されたブラダー内に、スチームを充填して未加硫タイヤを加熱及び加圧した後に、更に高圧の窒素ガスを送り込んで温度を維持しつつ未加硫タイヤを金型内面へ押圧することがおこなわれている。

しかしながら、常温の窒素ガスは、スチームよりも比重が大きく、かつブラダーの下方から送り込まれるので、その窒素ガスにより断熱圧縮されて高温になったスチームがブラダー上方に滞留する。そのため、ブラダーの上下方向に温度差が生じ、タイヤを均一に加硫できなくなるという問題があった。

このような問題を解決するため、窒素ガスを供給後に、ブラダー内の高温流体の一部又は全部をブラダー下方に設置した配管を通じて排出すると同時に、ブラダー内へ高圧の窒素ガスを送り込むという、いわゆるガスパージをおこなうことが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

ところが、特許文献１などに記載された従来の方法では、ブラダーの下方から高温流体を排出するので、ブラダー上方に高温のスチームが残留してしまうため、ブラダーの上下方向の温度差を解消するには不十分なものであった。

特開平３−２１５０１０号公報

本発明の目的は、加硫成形時においてブラダーの上下方向に生じる温度差を従来よりも低減できる空気入りタイヤの加硫方法及び加硫装置を提供することにある。

上記の目的を達成する本発明の空気入りタイヤの加硫方法は、金型内に装着された未加硫タイヤの内側に配置されたブラダー内にスチームと窒素ガスとを充填して、前記未加硫タイヤを加温及び加圧する空気入りタイヤの加硫方法において、前記未加硫タイヤの加硫の途中で、前記窒素ガスを注入しつつ前記スチームの少なくとも一部を前記ブラダーの上部から排出することを特徴とするものである。

また、上記の目的を達成する本発明の空気入りタイヤの加硫装置は、金型内に装着された未加硫タイヤの内側に配置されたブラダーと、前記ブラダーの上下の開口部にそれぞれ係止する上側クランプリング及び下側クランプリングと、前記ブラダー内にスチーム及び窒素ガスをそれぞれ供給する配管とを備えた空気入りタイヤの加硫装置において、前記上側クランプリングに、前記未加硫タイヤを加硫中に開閉する排出口を形成したことを特徴とするものである。

本発明の空気入りタイヤの加硫方法及び加硫装置によれば、膨張しているブラダーの内部から上部に滞留する高温のスチームを選択的に排出することにより、ブラダー上部の温度を低下させてブラダー下部の温度に近づけることができる。そのため、ブラダーの上下方向に生じる温度差を従来よりも低減することができる。

また、排出口の上部に貯留部を設けることが望ましい。これにより、ブラダーの内圧の急激な低下を防止できると共に、周辺の作業環境を良好に維持することができる。

貯留部の体積は、未加硫タイヤの空洞部の体積の１／４以上とすることが望ましい。これにより、ブラダーの上下方向の温度差を十分に低減するだけのスチームを貯留することができる。

スチームの排出は、未加硫タイヤの加硫時間の２０〜６０％を経過した時点においておこなうことが望ましい。そのようにすることで、加硫の程度が均一かつ十分になり、タイヤ性能の低下を防止することができる。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの加硫装置を示す断面図である。 本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの加硫方法において、ブラダーにスチームを充填する状態を示す断面図である。 ブラダーに窒素ガスを供給しつつ、ブラダーの上部からスチームを排出する状態を示す断面図である。 本発明の別の実施形態からなる空気入りタイヤの加硫装置を示す断面図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの加硫装置を示す。

この空気入りタイヤの加硫装置は、上型１Ａ、下型１Ｂ及び側型１Ｃからなる金型１内に装着された未加硫タイヤ２の中心に配置された中心機構３を有している。中心機構３には円筒状のブラダー４が設けられており、そのブラダー４の上下の開口部には、それぞれ上側クランプリング５及び下側クランプリング６が係止している。下側クランプリング６には、ブラダー４内へスチームＳ及び窒素ガスＮをそれぞれ供給する配管７、８が挿通している。

上側クランプリング５には排出口９が形成されており、その排出口９は、下側クランプリング６を貫通してブラダー４内部を上下に移動するシャフト１０の先端の弁体１１により開閉されるようになっている。シャフト１０は、アクチュエータなどの外部の駆動手段１２により上下に駆動される。

排出口９の個数は特に限定するものではないが、排出効率を向上するために複数形成することが望ましく、その場合には、上側クランプリング５の周方向に沿って等間隔に形成するのが好ましい。また、複数の排出口９の弁体１１は、それぞれ別個独立に又は連動して動作するように駆動手段１２を制御することが好ましい。

上記の空気入りタイヤの加硫装置を用いた加硫方法を、図２〜４に基づいて以下に説明する。

図２に示すように、金型１内に未加硫タイヤ２を装着した後に、排出口９に弁体１１を嵌合させて閉止し、スチーム用配管７のバルブ１３を開放してブラダー４内にスチームＳを供給し充填することでブラダー４を膨張させ、未加硫タイヤ２を加温しつつ金型１の内面に向けて押圧する。このときのスチームＳの温度及び圧力は、例えばそれぞれ１７５〜２３０℃及び０．８〜２．２ＭＰａの範囲となっている。

次いで、図３に示すように、スチーム用配管７のバルブ１３を閉じてから、窒素ガス用配管８のバルブ１４を開放してブラダー４内に高圧の窒素ガスＮ（例えば１．０〜３．０ＭＰａ）を供給すると、スチームＳはブラダー４の上方へ押しやられ、断熱圧縮されて更に高温となる。供給された窒素ガスＮは、スチームＳよりも比重が大きいこともあり、その状態で保持するとブラダー４の上方が高温になってしまう。

そこで、このようなことを防止するため、本発明では、ブラダー４内に窒素ガスＮを供給しつつ、弁体１１を上方へ移動させて排出口９を開口する。これにより、窒素ガスＮに押し出されるようにして、プラダー４内の上方に滞留している高温のスチームＳの少なくとも一部が排出される。従って、ブラダー４内の上部の温度が降下し、下部の温度に近づくので、ブラダー４の上下方向の温度差が従来よりも低減される。なお、供給される窒素ガスＮの量及び排出されるスチームＳの量は、加硫成形に必要とされる温度及び圧力からそれぞれ決定される。

スチームＳの排出は、未加硫タイヤ２の加硫時間の２０〜６０％を経過した時点においておこなうことが望ましい。そのようにすることで、加硫の程度が均一かつ十分になり、タイヤ性能の低下を防止することができる。

未加硫タイヤ２の加硫が完了した後は、図示しない排出用配管を通じてブラダー４内の高温流体を排出し、ブラダー４を収縮させてから空気入りタイヤ１５を取り出す。

以上のように、ブラダー４内の上部に滞留する高温のスチームＳを選択的に排出するようにしたので、ブラダー４の上下方向に生じる温度差を従来よりも低減することができる。

図４は、本発明の別の実施形態からなる空気入りタイヤの加硫装置を示す。

この空気入りタイヤの加硫装置は、図１の空気入りタイヤの加硫装置における排出口９に連通して、その上方に閉空間の貯留部１６を設けたものである。このようにすることで、排出口９から排出されたスチームＳを貯留部１６に貯留させることができるので、ブラダー４の内圧の急激な低下を防止して損傷を回避できると共に、高温のスチームＳが大気へ開放されないので、周辺の作業環境を良好に維持することができる。

貯留部１６の体積は、未加硫タイヤ２の空洞部１７の体積の１／４以上とすることが望ましい。体積が１／４未満になると、ブラダー４の上部の温度を十分に低下させてブラダーの上下方向の温度差を低減するのに必要な量のスチームＳを排出することができなくなる。

タイヤサイズを２３５／５５Ｒ１８とし、図１に示す空気入りタイヤの加硫装置を用いた場合において、以下のように条件を異ならせて加硫をおこなった場合の加硫完了時におけるブラダー４の上下端部の温度差をそれぞれ測定し、その結果を表１に示した。なお、実施例におけるスチームの排気、及び比較例１におけるガスパージは、加硫時間の５０％を経過した時点においておこなうようにした。

・実施例：本発明の空気入りタイヤの加硫方法を実施した場合。
・比較例１：特許文献１などのようにガスパージを実施した場合。
・比較例２：加硫中にスチームを排気しない場合。

表１の結果から、本発明の空気入りタイヤの加硫方法を実施した場合には、ブラダー４の上下端部の温度差が非常に小さくなることが分かった。

１ 金型
２ 未加硫タイヤ
３ 中心機構
４ ブラダー
５ 上側クランプリング
６ 下側クランプリング
７ スチーム用配管
８ 窒素ガス用配管
９ 排出口
１０ シャフト
１１ 弁体
１２ 駆動手段
１３、１４ バルブ
１５ 空気入りタイヤ
１６ 貯留部
１７ 空洞部

Claims (7)

1. 金型内に装着された未加硫タイヤの内側に配置されたブラダー内にスチームと窒素ガスとを充填して、前記未加硫タイヤを加温及び加圧する空気入りタイヤの加硫方法において、
   前記未加硫タイヤの加硫の途中で、前記窒素ガスを注入しつつ前記スチームの少なくとも一部を前記ブラダーの上部から排出することを特徴とする空気入りタイヤの加硫方法。
2. 前記ブラダーの上部から排出したスチームを、該ブラダーの上方に設けた閉空間の貯留部に貯留するようにした請求項１に記載の空気入りタイヤの加硫方法。
3. 前記スチームの排出を、前記未加硫タイヤの加硫時間の２０〜６０％経過した時点でおこなうようにした請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの加硫方法。
4. 金型内に装着された未加硫タイヤの内側に配置されたブラダーと、前記ブラダーの上下の開口部にそれぞれ係止する上側クランプリング及び下側クランプリングと、前記ブラダー内にスチーム及び窒素ガスをそれぞれ供給する配管とを備えた空気入りタイヤの加硫装置において、
   前記上側クランプリングに、前記未加硫タイヤを加硫中に開閉する排出口を形成したことを特徴とする空気入りタイヤの加硫装置。
5. 前記排出口に連通すると共に、前記スチームの少なくとも一部を貯留する貯留部を設置した請求項４に記載の空気入りタイヤの加硫装置。
6. 前記貯留部の体積が、前記未加硫タイヤの空洞部の体積の１／４以上である請求項５に記載の空気入りタイヤの加硫装置。
7. 前記排出口に弁体を取り付けると共に、前記弁体を駆動する駆動手段を備えた請求項４〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤの加硫装置。