JP2014019136A - タイヤ加硫用ブラダおよび空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】重力により生じるグリーンタイヤのトレッド部におけるゴムボリュームの上下方向の偏りを抑制して加硫できるタイヤ加硫用ブラダおよびこのタイヤ加硫用ブラダを用いた空気入りタイヤの製造方法を提供する。
【解決手段】筒状のブラダ本体部２の膜厚Ｇｂを一定厚さに設定し、ブラダ内面の少なくともタイヤトレッドに対応する部分に、周方向に延びるゴム製のリブ４を上下方向に間隔をあけて複数形成し、これらリブ４の断面積または上下方向の間隔の少なくとも一方を変化させることにより、タイヤトレッドに対応する部分におけるブラダ１の周方向剛性を下側部分よりも上側部分で大きく設定し、このブラダ１を、モールド１０内で横置き状態にセットされたグリーンタイヤＧの内部で膨張させてグリーンタイヤＧを加硫する。
【選択図】図３

Description

本発明は、タイヤ加硫用ブラダおよび空気入りタイヤの製造方法に関し、さらに詳しくは、重力により生じるグリーンタイヤのトレッド部におけるゴムボリュームの上下方向の偏りを抑制して加硫することができるタイヤ加硫用ブラダおよびこのタイヤ加硫用ブラダを用いた空気入りタイヤの製造方法に関するものである。

空気入りタイヤを製造する際には、グリーンタイヤをモールドの中にセットした後、このグリーンタイヤの内部で加硫用ブラダを膨張させて加硫を行なう。グリーンタイヤは一般的にモールド内で横置き状態にセットされる。グリーンタイヤを構成する未加硫ゴムは柔らかいので重力により流動し易い。そのため、横置き状態のグリーンタイヤでは、特にトレッド部の未加硫ゴムが下方移動し易くなる。横置き状態が長期になる程、未加硫ゴムの下方移動量が増大する。

スチームや各種気体を用いて加硫用ブラダを膨張させる場合は、これらの密度が未加硫ゴムよりも格段に小さいため、膜厚が一定（周方向剛性が上下方向で一定）になっている通常のブラダを用いると、重力によってグリーンタイヤの未加硫ゴムに生じる上下方向の圧力勾配に対抗することできない。そのため、加硫されたタイヤのトレッド部におけるゴムボリュームに上下方向で偏りが生じる場合がある。

例えば、加硫用ブラダ内面の下側部分にのみ補強層を配置して、この部分の剛性を高め、ブラダ膨張時の垂れ下がりを防止することにより、加硫されたタイヤのゲージ厚の上下方向での偏りを抑制することが提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、この提案では補強層の存在によりブラダの下側部分は膨張し難くなって内圧が十分にグリーンタイヤの内面に作用せず、押圧力が低減することが懸念される。また、単純に補強層を追加すれば、その部分と他の部分との熱伝導性に大きな差異が生じるという問題も生じる。

特開２００８−１２６４９５号公報

本発明の目的は、重力により生じるグリーンタイヤのトレッド部におけるゴムボリュームの上下方向の偏りを抑制して加硫することができるタイヤ加硫用ブラダおよびこのタイヤ加硫用ブラダを用いた空気入りタイヤの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のタイヤ加硫用ブラダは、モールド内で横置き状態にセットされたグリーンタイヤを加硫する際に使用されるタイヤ加硫用ブラダにおいて、筒状のブラダ本体部の膜厚が一定厚さに設定され、ブラダ内面の少なくともタイヤトレッドに対応する部分に、周方向に延びるゴム製のリブが上下方向に間隔をあけて複数形成され、これらリブの断面積または上下方向の間隔の少なくとも一方を変化させることにより、タイヤトレッドに対応する部分におけるブラダの周方向剛性が下側部分よりも上側部分で大きく設定されたことを特徴とする。

また、本発明の空気入りタイヤの製造方法は、上記のタイヤ加硫用ブラダを用いてグリーンタイヤを加硫することを特徴とする。

本発明によれば、ブラダ内面のタイヤトレッドに対応する部分に、周方向に延びるゴム製のリブが上下方向に間隔をあけて複数形成され、これらリブの断面積または上下方向の間隔の少なくとも一方を変化させることにより、少なくともタイヤトレッドに対応する部分におけるブラダの周方向剛性が下側部分よりも上側部分で大きく設定されているので、ブラダを膨張させた際に、グリーンタイヤのタイヤトレッドに対応する部分では、上側部分に比して下側部分でより強くブラダによって押圧される。これにより、重力によってグリーンタイヤの未加硫ゴムに生じる上下方向の圧力勾配に対抗することができ、グリーンタイヤのトレッド部におけるゴムボリュームの上下方向の偏りを抑制して加硫することができる。

そして、ブラダ本体部の膜厚が一定厚さに設定されるとともに、複数のリブが上方向に間隔をあけて形成されるので、このリブに起因するブラダの上下向剛性の上昇および熱伝導性の変化を最小限にできる。それ故、トレッド部におけるゴムボリュームの上下方向の偏りが抑制された高品質の空気入りタイヤを得ることができる。

ここで、前記リブの隣り合うどうしの間に周方向に延びる溝が形成されている仕様にすることもできる。この仕様により、ブラダの上下方向剛性を低減させて所望の上下方向剛性に調整することができる。

前記リブの断面形状が、根元部よりも頭部が拡大したアンダーカット形状である仕様にすることもできる。この仕様により、ブラダの周方向剛性を向上させつつ上下方向剛性の上昇を抑え易くなる。

良好な効果を得るには、例えば、前記ブラダ本体部の膜厚Ｇｂに対する前記リブの根元部の幅Ｗｒの比Ｗｒ／Ｇｂを０．２以上０．５以下にする。また、前記リブがブラダの周方向に所定の一定ピッチＰで配置され、このピッチＰに対する前記リブの根元部の幅Ｗｒの比Ｗｒ／Ｐを０．１以上０．５以下にすることもできる。前記溝の断面形状が円弧状である仕様にすることもできる。さらに、前記溝の断面形状が半円形であり、前記ブラダ本体部の膜厚Ｇｂに対する溝半径Ｒｄの比Ｒｄ／Ｇｂを０．１以上０．５以下にすることもできる。

本発明のタイヤ加硫用ブラダを縦断面で例示する説明図である。 図１のリブ周辺の拡大図である。 図１のタイヤ加硫用ブラダがグリーンタイヤの内面に最初に当接した状態を半縦断面で例示する説明図である。 図３のタイヤ加硫用ブラダがグリーンタイヤの内面全体に当接した状態を半縦断面で例示する説明図である。 上下方向の間隔を変化させて配置されたリブを例示する断面図である。 リブおよび溝の変形例を示す断面図である。

以下、本発明のタイヤ加硫用ブラダおよび空気入りタイヤの製造方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１、図２に例示する本発明のタイヤ加硫用ブラダ１（以下、ブラダ１という）は、ブチルゴム等からなるゴム製であり筒状に形成されている。ブラダ本体部２の膜厚Ｇｂは所定の一定厚さになっていて、その筒軸方向両端部（開口縁部）はそれぞれ、ブラダ本体部２の膜厚Ｇｂよりも厚く形成された上側クランプ部３ａ、下側クランプ部３ｂになっている。この膜厚Ｇｂは加硫するタイヤのサイズによって異なるが、例えば４ｍｍ〜２０ｍｍ程度である。

ブラダ内面の少なくともタイヤトレッドに対応する部分に、周方向に延びるゴム製のリブ４（環状のリブ４）が上下方向に間隔をあけて複数形成されている。そして、下方に位置するリブ４ほど、その断面積が小さくなることにより、タイヤトレッドに対応する部分におけるブラダ１の周方向剛性が下側部分よりも上側部分で大きく設定されている。即ち、図２のリブ４では、上側から下側に向かってリブ高さがＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４の順で小さくなっている。それぞれのリブ４の根元部４ｂの幅Ｗｒは同じなので、リブ４の断面積が上側から下側に向かって小さくなっている。リブ４が形成された範囲では、ブラダ１の周方向剛性が上側から下側に向かって最大４０％〜６０％程度漸減している。リブ４の詳細については後述する。

ブラダ１は加硫装置の中心機構７に取り付けられる。具体的には、ブラダ１の上側クランプ部３ａ、下側クランプ部３ｂはそれぞれ、中心機構７のセンターポストに取り付けられた円盤状の上側保持部８ａ、下側保持部８ｂに保持される。中心機構７のセンターポストには、ブラダ１の内部にスチーム等の熱媒体Ｈ（および加圧媒体）を注入する注入ノズル９ａが設けられている。

リブ４は、ブラダ本体部２を構成するゴムによって、ブラダ本体部２と一体的に形成されている。この実施形態では、タイヤトレッドに対応する部分のみにリブ４が形成されている。例えば、さらにタイヤショルダに対応する部分にリブ４が形成された仕様にすることもできる。

リブ４はブラダ１の筒軸直交方向（即ち、水平方向）に対して実質的に平行に延設する。この実施形態ではリブ４の断面形状は、頭部４ａが先細りした山形になっているが、種々の形状を採用することができる。リブ４はブラダ１の周方向に間隔をあけて形成されるが、例えば、一定配置（ピッチＰ）にする。ピッチＰとしては、例えば２０ｍｍ〜１００ｍｍ程度、或いは、ブラダ本体部２のタイヤトレッドに対応する部分に上下方向に等間隔で３本〜２０本のリブ４を形成する。

リブ４の高さＨｒは例えば５ｍｍ〜２０ｍｍ程度、或いは、膜厚Ｇｂの５０％〜２００％程度にする。リブの高さＨｒが膜厚Ｇｂの５０％未満であると、ブラダ１の周方向剛性の向上が過小になり易い。リブの高さＨｒが膜厚Ｇｂの２００％超であると、ブラダ１の周方向剛性の向上が過大になり易く、製造上の困難性（コスト高を含む）が生じたり、他の部分との熱伝導性の差異が過大になり易い。

リブ４の根元部４ｂの幅Ｗｒは例えば４ｍｍ〜２０ｍｍ程度、或いは、ピッチＰの１０％〜７０％程度にする。リブ４の根元部４ｂの幅ＷｒがピッチＰの１０％未満であると、ブラダ１の周方向剛性の向上が過小になり易い。リブ４の根元部４ｂの幅ＷｒがピッチＰの７０％超であると周方向剛性の向上が過大になり易く、また、他の部分との熱伝導性の差異が過大になり易い。

この実施形態では、リブ４の隣り合うどうしの間に周方向に延びる環状の溝５が形成されている。この溝５は任意に設けることができる。溝５は隣り合うリブ４の中間位置にリブ４に平行に延設することが好ましい。溝５の断面形状は、四角形、多角形など種々の形状を採用することができるが、この実施形態のように円弧状にすると耐久性等の観点から好ましい。

図３に例示するように、このブラダ１は加硫装置６に設置されたモールド１０内で横置き状態にセットされたグリーンタイヤＧを加硫する際に使用される。この実施形態では、モールド１０が上側のモールド１０ａ、下側のモールド１０ｂ、環状の上部プレート１０ｃ、環状の下部プレート１０ｄで構成されている。

グリーンタイヤＧは開型したモールド１０の内部に配置され、グリーンタイヤＧの内側にブラダ１が配置される。次いで、閉型した後、注入ノズル９ａからブラダ１の内部に熱媒体Ｈ（および加圧媒体）を注入、充填する。具体的にはスチーム、空気や窒素ガス等の各種気体を用いてブラダ１をグリーンタイヤＧの内面に沿って環状に膨張させてグリーンタイヤＧの内面を押圧しつつ加熱する。

図３は、ブラダ１がグリーンタイヤＧの内面に最初に当接した状態を示している。その後、図４に例示するように、さらにブラダ１を膨張させてグリーンタイヤＧの内面全体を押圧してグリーンタイヤＧを加硫する。

本発明のブラダ１は、周方向に延びるリブ４を利用することにより、タイヤトレッドに対応する部分では、周方向剛性が下側部分よりも上側部分で大きくなっているので、上側部分に比して下側部分がより大きく膨張する。即ち、上側部分から下側部分に向かって下方に位置するに連れて、膨張したブラダ１によるグリーンタイヤＧの内面に対する押圧力が大きくなる。

図４に記載されている白抜きの矢印の大きさは、膨張させたブラダ１がグリーンタイヤＧの内面を押圧する押圧力の大きさを模式的に示している。尚、図４では図面の見易さを確保するためリブ４を省略している。

このような圧力分布（圧力勾配）によってグリーンタイヤＧの内面を押圧するので、重力によってグリーンタイヤＧを構成する未加硫ゴムに生じる上下方向の圧力勾配が相殺される。したがって、グリーンタイヤＧのトレッド部におけるゴムボリュームの上下方向の偏りを抑制して加硫することができる。

そして、周方向に延びる環状のリブ４は上下方向に間隔をあけて形成されているのでリブ４の存在によるブラダ１の上下方向剛性の上昇は僅かになる。また、ブラダ本体部２の膜厚Ｇｂが一定厚さなので、熱伝導性の変化も最小限になる。したがって、このブラダ１を用いてグリーンタイヤＧを加硫する本発明の空気入りタイヤの製造方法によれば、トレッド部におけるゴムボリュームの上下方向の偏りが抑制された高品質の空気入りタイヤを得ることができる。

ブラダ内面の上側のショルダから下側のショルダに対応する部分に、周方向に延びるリブ４を上下方向に間隔をあけて複数形成して、ブラダ１の周方向剛性を下側部分よりも上側部分で大きくすれば、上側のショルダから下側のショルダまでの範囲で、ゴムボリュームの上下方向の偏りが抑制された空気入りタイヤを得ることができる。

隣り合うリブ４の間に周方向に延びる溝５を形成することにより、ブラダ１の上下方向剛性を低減させることができる。そのため、リブ４の仕様を適宜設定することにより、所望の上下方向剛性に調整することができる。

溝５の幅Ｗｇは例えばピッチＰの２０％〜７０％、溝５の深さＤｇは例えば膜厚Ｇｂの１０％〜３０％程度にすることが好ましい。溝５の幅ＷｇがピッチＰの２０％未満であると、ブラダ１の周方向剛性の低減効果が過小になり易い。溝５の幅ＷｇがピッチＰの７０％超であると、ブラダ１の周方向剛性の低減効果が過大になり易く、また、他の部分との熱伝導性の差異が過大になり易い。溝５の深さＤｇが膜厚Ｇｂの１０％未満であると、ブラダ１の周方向剛性の低減効果が過小になり易い。溝５の深さＤｇが膜厚Ｇｂの３０％超であると、ブラダ１の周方向剛性の低減効果が過大になり易く、また、他の部分との熱伝導性の差異が過大になり易い。

図５に例示するように、それぞれのリブ４の断面積は同一にしておき、リブ４の上下方向の間隔を変化させることにより、タイヤトレッドに対応する部分におけるブラダ１の周方向剛性を下側部分よりも上側部分で大きく設定することもできる。図５のリブ４はすべて同一（同形状でリブ高さＨおよび根元部４ｂの幅Ｗｒが同じ）であり、上側から下側に向かって隣り合うリブ４の上下間隔（ピッチ）が、ピッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３の順で大きくなっている。

或いは、リブ４の断面積およびリブ４の上下方向の間隔の両方を変化させることにより、ブラダ１の周方向剛性を下側部分よりも上側部分で大きくすることもできる。即ち、本発明では、リブ４の断面積または上下方向の間隔の少なくとも一方を変化させて、ブラダ１の周方向剛性を下側部分よりも上側部分で大きくする。

図６に例示するように、リブ４の断面形状を根元部４ｂよりも頭部４ａが拡大したアンダーカット形状にすることもできる。この実施形態では、頭部４ａが円形になっている。このようにアンダーカット形状にすることにより、ブラダ１の周方向剛性を向上させつつ上下方向剛性の上昇を抑え易くなる。

本発明のブラダ１により良好な効果を得るには、例えば、ブラダ本体部２の膜厚Ｇｂに対するリブ４の根元部４ｂの幅Ｗｒの比Ｗｒ／Ｇｂを０．２以上０．５以下にするとよく、更に好ましくは０．３以下にする。Ｗｒ／Ｇｂが０．２未満であるとブラダ１の周方向剛性の向上が過小になり易い。Ｗｒ／Ｇｂが０．５超であるとブラダ１の周方向剛性の向上が過大になり易く、また、他の部分との熱伝導性の差異が過大になり易い。

リブ４をブラダ１の上下方向に所定のピッチＰで配置した場合、ピッチＰに対するリブ４の根元部４ｂの幅Ｗｒの比Ｗｒ／Ｐを０．１以上０．５以下にするとよく、更に好ましくは０．３以下にする。Ｗｒ／Ｐが０．１未満であるとブラダ１の周方向剛性の向上が過小になり易い。Ｗｒ／Ｐが０．５超であるとブラダ１の周方向剛性の向上が過大になり易く、また、他の部分との熱伝導性の差異が過大になり易い。

図６に例示するように溝５の断面形状を半円形にした場合、ブラダ本体部２の膜厚Ｇｂに対する溝半径Ｒｄの比Ｒｄ／Ｇｂを０．１以上０．５以下にするとよく、更に好ましくは０．３以下にする。Ｒｄ／Ｇｂが０．１未満であると、ブラダ１の上下方向剛性の低減効果が過小になり易い。Ｒｄ／Ｇｂが０．５超であるとブラダ１の上下方向剛性の低減効果が過大になり易く、また、他の部分との熱伝導性の差異が過大になり易い。

１ ブラダ
２ ブラダ本体部
３ａ 上側クランプ部
３ｂ 下側クランプ部
４ リブ
４ａ 根元部
４ｂ 頭部
５ 溝
６ 加硫装置
７ 中心機構
８ａ 上側保持部
８ｂ 下側保持部
９ａ 注入ノズル
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ モールド
Ｇ グリーンタイヤ
Ｈ 熱媒体

Claims (8)

1. モールド内で横置き状態にセットされたグリーンタイヤを加硫する際に使用されるタイヤ加硫用ブラダにおいて、筒状のブラダ本体部の膜厚が一定厚さに設定され、ブラダ内面の少なくともタイヤトレッドに対応する部分に、周方向に延びるゴム製のリブが上下方向に間隔をあけて複数形成され、これらリブの断面積または上下方向の間隔の少なくとも一方を変化させることにより、タイヤトレッドに対応する部分におけるブラダの周方向剛性が下側部分よりも上側部分で大きく設定されたことを特徴とするタイヤ加硫用ブラダ。
2. 前記リブの隣り合うどうしの間に周方向に延びる溝が形成されている請求項１に記載のタイヤ加硫用ブラダ。
3. 前記リブの断面形状が、根元部よりも頭部が拡大したアンダーカット形状である請求項１または２に記載のタイヤ加硫用ブラダ。
4. 前記ブラダ本体部の膜厚Ｇｂに対する前記リブの根元部の幅Ｗｒの比Ｗｒ／Ｇｂが０．２以上０．５以下である請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ加硫用ブラダ。
5. 前記リブがブラダの上下方向に所定の一定ピッチＰで配置され、このピッチＰに対する前記リブの根元部の幅Ｗｒの比Ｗｒ／Ｐが０．１以上０．５以下である請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ加硫用ブラダ。
6. 前記溝の断面形状が円弧状である請求項２の記載のタイヤ加硫用ブラダ。
7. 前記溝の断面形状が半円形であり、前記ブラダ本体部の膜厚Ｇｂに対する溝半径Ｒｄの比Ｒｄ／Ｇｂが０．１以上０．５以下である請求項６に記載のタイヤ加硫用ブラダ。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載のタイヤ加硫用ブラダを用いてグリーンタイヤを加硫する空気入りタイヤの製造方法。

Images