JP2014210351A - タイヤ製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤのローカバーの加硫に用いるプランダー内のドレンと排出口との間に大きな高低差があっても、ドレンを排出口まで確実に排出することができて、未加硫の発生を抑制すると共に加硫時間を短縮するタイヤ製造装置を提供する。
【解決手段】タイヤ加硫装置１は、金型１１と、中心機構１２と、高温高圧媒体をブラダー２内へ噴出させる噴出し口と、ブラダー内に溜まった高温高圧媒体のドレンＢを排出するための排出口２０とを備えており、噴出し口は高温高圧媒体の噴出し方向が、ブラダー径方向に対して所定の水平角、および上方向に所定の高低角に設定されており、ブラダーは、下側部２ａの内周面に、ブラダー外周側から中心に向けて高温高圧媒体の噴出し方向と同方向に螺旋状に延びる突条２ｂが設けられており、高温高圧媒体のドレンが、突条２ｂによって形成された螺旋状の溝に沿って、排出口に到達するように構成されるタイヤ製造装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブラダーを高温高圧媒体により膨張させてローカバーの加硫を行うタイヤ製造装置に関する。

空気入りタイヤは、ローカバーを加熱した加硫金型に入れ、スチームと所定のガスとを混合させた高温高圧媒体により膨張するブラダーでローカバーの内面を金型に押圧して加硫成形することにより製造される。

この際、ブラダーの中のスチームが減圧や放熱で液化し（ドレンとなり）、タイヤの下側サイドウォール部に溜まるが、溜まったドレンは初期温度上昇に大きな妨げとなるため、未加硫の発生を招いたり、加硫に必要な加硫時間のボトムネックとなる恐れがある。

図５に従来のタイヤ製造装置を模式的に示し、これを具体的に説明する。なお、図５において、（ａ）は従来のタイヤ製造装置の断面図、（ｂ）はブラダーの平面図、（ｃ）はブラダーの下側部の断面図である。

図５（ａ）に示すように、従来のタイヤ製造装置は、タイヤ加硫装置４１と、ブラダー４２を備えており、タイヤ加硫装置４１の中心機構４４には、前記したスチームと所定のガスとを混合させた高温高圧媒体をブラダー４２内に噴出させるための噴出し口と高温高圧媒体をブラダー４２の外に排出するための排出口（図示省略）が形成されている。

ローカバーの加硫に際しては、まず、タイヤ加硫装置４１の金型４３にローカバーを横置き状態でセットし、その後、金型４３を閉状態にして加熱し、矢印で示すように高温高圧媒体をブラダー４２内に供給する。この高温高圧媒体の供給により、図５（ｂ）に示す形状のブラダー４２が膨張して、ローカバーの内面が金型４３に押圧された状態で加硫が行われる。

加硫完了後、金型４３は開状態にされ、高温高圧媒体はブラダー４２から排出されるが、スチームの一部は減圧や放熱により液化して、図５（ｃ）に示すように、ドレンＢとなって、タイヤのサイドウォール部とその近傍に相当するブラダー４２の下側部４２ａに溜まる。

このドレンＢは、前記したように、加硫に悪影響を与えるため、従来は、次の加硫の際、スチームの入り口の弁とベント回収口の弁（排気弁）を同時に開放（パージ）してドレンＢを撹拌することにより、ブラダー４２のタイヤ加硫装置４１の中心機構４４に設けられた排出口から排出させるようにしていた。

しかし、ブラダー４２の下側部４２ａに溜まったドレンＢとタイヤ加硫装置４１の中心機構４４の排出口との間には高低差があるため、ドレンＢを充分に排出することができないという問題があった。

そこで、ブラダーの一部を固定する下部クランプ部に傾斜部および排水溝を設けてドレンを排出口に導くタイヤ製造装置（特許文献１）や、ドレンを下部クランプ部に沿って排出口へ導く構造にしたタイヤ製造装置が提案されていた（特許文献２）。

特開２００５−２６２７６７号公報 特開２００８−３６９０４号公報

しかし、これらのタイヤ製造装置を用いても、ドレンと排出口との高低差によっては、ドレンを排出口まで到達させることができず、充分な排出効果を得ることができないという問題があった。

また、後者のタイヤ製造装置においては、バキュームを利用してドレンを排出するため、真空回路を新たに作成しなければならないという問題もあり、実用的とはいえなかった。

そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、ドレンと排出口との間に大きな高低差があっても、ブラダーの下側部に溜まったドレンを排出口まで確実に導いて排出することができて、未加硫の発生を抑制すると共に加硫時間を短縮することができるタイヤ製造装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、
タイヤ加硫装置と、ドーナツ状に膨張してローカバーを前記タイヤ加硫装置の金型面に押圧するブラダーとを備えており、
前記タイヤ加硫装置は、
上型および下型を有する金型と、
前記下型の中心部に配置される中心機構と、
前記中心機構に設けられて、高温高圧媒体を前記中心機構から前記ブラダー内へ噴出させる噴出し口と、
前記中心機構に設けられて、前記ブラダー内に溜まった前記高温高圧媒体のドレンを前記ブラダー内から排出するための排出口と
を備えており、
前記噴出し口は、前記高温高圧媒体の噴出し方向が、ブラダー径方向に対して所定の水平角、および上方向に所定の高低角に設定されており、
前記ブラダーは、
下側部の内周面に、ブラダー外周側からブラダー中心に向けて前記高温高圧媒体の噴出し方向と同方向に螺旋状に延びる突条が設けられており、
前記高温高圧媒体のドレンが、前記突条によって形成された螺旋状の溝に沿って、前記排出口に到達するように構成されていることを特徴とするタイヤ製造装置である。

請求項２に記載の発明は、
前記突条の傾斜ピッチ（ブラダー径方向の距離／ブラダー周方向の距離）が、（５ｍｍ±２ｍｍ）／１０ｍｍに設定されていると共に、
前記突条の高さが、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ製造装置である。

請求項３に記載の発明は、
前記噴出し口が、前記高低角が４５〜７５度、かつ前記水平角が３５度以上５５度未満に設定されており、
前記噴出し口からの前記高温高圧媒体の噴出し速度が、３００〜１２００ｍｍ／ｓに制御されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ製造装置である。

本発明においては、ドレンと排出口との間に大きな高低差があっても、ブラダーの下側部に溜まったドレンを排出口まで確実に導いて排出することができて、未加硫の発生を抑制すると共に加硫時間を短縮することができるタイヤ製造装置を提供することができる。

本発明に係る実施の形態のタイヤ製造装置を模式的に示す図である。 本発明に係る実施の形態のタイヤ製造装置の中心機構を模式的に示す図である。 本発明に係る実施の形態のタイヤ製造装置のブラダーを模式的に示す図である。 タイヤ加硫の際のブラダーの最高到達温度差を示す図である。 従来のタイヤ製造装置を模式的に示す図である。

以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を用いて説明する。

図１は、本実施の形態のタイヤ製造装置を模式的に示す図であり、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の１点鎖線で囲った部分を拡大したブラダー下側部の断面図である。図１（ａ）に示すように、タイヤ製造装置は、タイヤ加硫装置１と、ブラダー２とを備えている。

（１）タイヤ加硫装置
図１（ａ）に示すように、タイヤ加硫装置１は、金型１１と、中心機構１２とを備えている。

金型１１は、複数のセグメントからなるモールド１１ｃと、上下に配置された上型１１ａおよび下型１１ｂとを備えている。

中心機構１２は、下型１１ｂの中心部に設けられており、高温高圧媒体をブラダー２に供給する噴出し口（図示せず）と、ドレンをブラダー２から排出する排出口（図示せず）とが設けられており、排出口から排出されたドレンはドレン回収部２０を経由して、外部に排水される。

図２に、本実施の形態のタイヤ製造装置の中心機構を模式的に示す。なお、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。前記したように、中心機構１２には、高温高圧媒体をブラダーに供給する噴出し口１３と、ドレンをブラダーから排出する排出口１４とが設けられている。

噴出し口１３は、中心機構１２の外周縁に沿って複数個形成されている。そして、各々の噴出し口１３は、高温高圧媒体の噴出し方向が斜め上方となるように、所定の高低角で設けられている。好ましい高低角は４５〜７５度である（なお、図２（ａ）には、好ましい高低角の一例として、６５度が示されている）。

また、高温高圧媒体の噴出し方向が、ブラダーの径方向に対して所定の水平角となるように設けられている。この水平角は、中心機構１２の中心と噴出し口１３の中心とを結ぶ線の延長線と噴出し口１３との交点における接線と、噴出し口１３の噴出し方向とがなす角度を言い、好ましい水平角は３５度以上５５度未満である（なお、図２（ｂ）には、好ましい水平角の一例として、４５度が示されている）。

そして、噴出し口１３からの高温高圧媒体の噴出し速度は、３００〜１２００ｍ／ｓに制御されていることが好ましい。

（２）ブラダー
ブラダー２は、図１（ｂ）に示すように、下面側内輪部下部２ｃが下部ビードリング９および下部クランプリング１０により挟持されており、同様に、上面側内輪部が上部ビードリングおよび上部クランプリングから構成される上部クランプ体１６に挟持されている。

このように挟持されたブラダー２に、前記噴出し口１３（図２参照）から高温高圧媒体が供給されることにより、ブラダー２がドーナツ状に膨張してローカバーを金型面に押圧する。このとき、ブラダー２の下側部の内周面には、ブラダー２の外周側からブラダー中心に向けて高温高圧媒体の噴出し方向と同方向に螺旋状に延びる突条が設けられているため、突条によって形成された螺旋状の溝に沿ってドレンが効率よく排出される。

図３に本実施の形態のタイヤ製造装置のブラダーを模式的に示し、具体的に説明する。なお、図３において、（ａ）はブラダーの斜視図、（ｂ）はブラダーの下側部内周面の平面図、（ｃ）はブラダー内部に設けられた突条を示す斜視図である。

図３（ｂ）に示すように、ブラダー２の外周側からブラダー２の中心に向けて高温高圧媒体の噴出し方向と同方向に螺旋状に延びる突条２ｂは、下側部２ａの内周面に、例えば、図３（ｃ）に示す形状で設けられている。

このとき、螺旋状に延びる突条２ｂの傾斜ピッチ（ブラダー径方向の距離／ブラダー周方向の距離）が（５ｍｍ±２ｍｍ）／１０ｍｍに設定されると共に、突条２ｂの高さが０．５〜１．０ｍｍの範囲に設定されていることが好ましい。このような緩い傾斜とすることにより、噴出した高温高圧媒体により、ドレンを突条によって形成された螺旋状の溝に沿って、ブラダーの外周側から中心に向けて容易に移動させることができるため、ドレンと排出口との間に大きな高低差があっても、ブラダーの下側部に溜まったドレンを排出口まで確実に導いて効率よく排出することができる。

この結果、ブラダーの下部においても、上部と同等の熱量を得ることができ、加硫時間を短縮することができ、生産性が向上する。また、未加硫の発生を抑制することができるため、ドレンの影響によって引き起こされるアンダーキュア（加硫不足）のトラブルの発生を解消することができる。

以下の実施例においては、上記した本実施の形態のタイヤ加硫用のブラダー、およびタイヤ加硫装置を用いてタイヤ加硫を行った時の最高到達温度を、現行（従来）のタイヤ加硫用のブラダーおよびタイヤ加硫装置を用いた場合における最高到達温度と比較した。

１．加硫に対する影響の確認
最初に、２種類のタイヤ製造装置、即ち本発明の装置および現行（従来）の装置を用意し、噴出し速度８００ｍｍ／ｓで高温高圧媒体（スチーム）をブラダーに供給してタイヤの加硫を行い、加硫開始からの経過時間と、ブラダー内下側温度および等価加硫量（ＥＣＵ）との関係を求めた。

なお、本発明の装置を用いた加硫に際しては、高さ１．０ｍｍの突条が５ｍｍ／１０ｍｍの傾斜ピッチで螺旋状に設けられたブラダーを用い、噴出し口からの角度（水平角）６５°、噴出し口からの角度（水平角）４５°の方向に高温高圧媒体を噴出させた。

結果を図４に示す。なお、図４において、横軸は経過時間（ｍｉｎ）、縦軸はブラダー内下側温度（℃）および等価加硫量（ＥＣＵ）を示しており、点線は本発明の装置、実線は現行の装置における測定結果を示している。

図４より、本発明のタイヤ製造装置を使用した場合、現行のタイヤ製造装置に比べて、最高到達温度で２．７℃の差が生じていることが分かり、ドレンを排出口まで確実に導くことにより、熱量がアップしていることが確認できた。この結果、加硫時間を短縮することができることが確認できた。

２．噴出し口の設定の確認
上記の実験により、噴出し口の設定を変更することにより、熱量がアップし、最高到達温度が従来よりも高くなることが分かったため、次に、噴出し口からの上角度（高低角）および噴出し口からの角度（水平角）、並びに突条の螺旋模様の傾斜ピッチを、それぞれ変化させてタイヤ加硫を行い、それぞれの場合における最高到達温度を測定、比較し、好ましい噴出し口の設定について検討した。

（１）噴出し口からの上角度（高低角）の効果の確認
噴出し口からの上角度（高低角）を、４０°から８０°まで変えて、最高到達温度を測定し、比較した。

具体的には、噴出し口からの角度（水平角）を４５°に固定し、ブラダーは、螺旋模様の傾斜ピッチが５ｍｍ／１０ｍｍで、突条の山の高さが１．０ｍｍのものを使用した。高温高圧媒体（スチーム）の噴出し速度は、８００ｍｍ／ｓに設定した。また、タイヤは、サイズおよびパターンが１４インチおよび１８インチおよびサマータイヤのものを使用した。試験結果を表１に示す。

表１より、４５°から７５°の範囲で明確な温度差があり、効果を確認できた。これにより、この範囲ではドレンを排出口まで確実に導くことができて、熱量がアップし、加硫時間を短縮できることが分かる。

（２）噴出し口からの角度（水平角）の効果の確認
噴出し口からの上角度（高低角）を、上記の（１）の試験から得られた最適値である５５°に固定し、噴出し口からの角度（水平角）を２５°から６５°まで変えたこと以外は、上記と同様にして加硫を行い、最高到達温度を測定し、比較した。試験結果を表２に示す。

表２より、３５°から５４°の範囲で明確な温度差があり、効果を確認できた。これにより、この範囲ではドレンを排出口まで確実に導くことができて、熱量がアップし、加硫時間を短縮できることが分かる。

３．ブラダーの螺旋模様のパターンの効果の確認
次に、上記において好ましい角度であることが確認された噴出し口からの上角度（高低角）５５度および噴出し口からの角度（水平角）４５度に噴出し口を固定し、ブラダーの螺旋模様の傾斜ピッチが表３に示すパターンＡ〜Ｅのブラダーを使用したこと以外は、上記と同様にして加硫を行い、最高到達温度を測定し、比較した。試験結果を表３に示す。

表３より、パターンＢ〜Ｄ（３〜７ｍｍ／１０ｍｍの傾斜ピッチ）では、１度以上の温度差が見られ、特に、パターンＣ（５ｍｍ／１０ｍｍの傾斜ピッチ）の場合には顕著な効果が確認できた。

４．タイヤのサイズとパターンを種々変えた場合の効果の確認
次に、サイズとパターンが相違する４種のタイヤを対象にして、上記と同様のタイヤ製造装置を用いて加硫を行い、最高到達温度、加硫量について現行品と比較した。結果を表４に示す。

表４から、サイズやパターンを問わず、本発明の効果を確認できた。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

１、４１ タイヤ加硫装置
２、４２ ブラダー
２ａ、４２ａ ブラダーの下側部
２ｂ 突条
２ｃ 下面側内輪部下部
９ 下部ビードリング
１０ 下部クランプリング
１１、４３ 金型
１１ａ 上型
１１ｂ 下型
１１ｃ モールド
１２、４４ 中心機構
１３ 噴出し口
１４ 排出口
１５ センターポスト
１６ 上部クランプ体
２０ ドレン回収部
２１ 基部
Ａ ローカバー
Ｂ ドレン

Claims (3)

1. タイヤ加硫装置と、ドーナツ状に膨張してローカバーを前記タイヤ加硫装置の金型面に押圧するブラダーとを備えており、
   前記タイヤ加硫装置は、
   上型および下型を有する金型と、
   前記下型の中心部に配置される中心機構と、
   前記中心機構に設けられて、高温高圧媒体を前記中心機構から前記ブラダー内へ噴出させる噴出し口と、
   前記中心機構に設けられて、前記ブラダー内に溜まった前記高温高圧媒体のドレンを前記ブラダー内から排出するための排出口と
   を備えており、
   前記噴出し口は、前記高温高圧媒体の噴出し方向が、ブラダー径方向に対して所定の水平角、および上方向に所定の高低角に設定されており、
   前記ブラダーは、
   下側部の内周面に、ブラダー外周側からブラダー中心に向けて前記高温高圧媒体の噴出し方向と同方向に螺旋状に延びる突条が設けられており、
   前記高温高圧媒体のドレンが、前記突条によって形成された螺旋状の溝に沿って、前記排出口に到達するように構成されていることを特徴とするタイヤ製造装置。
2. 前記突条の傾斜ピッチ（ブラダー径方向の距離／ブラダー周方向の距離）が、（５ｍｍ±２ｍｍ）／１０ｍｍに設定されていると共に、
   前記突条の高さが、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ製造装置。
3. 前記噴出し口が、前記高低角が４５〜７５度、かつ前記水平角が３５度以上５５度未満に設定されており、
   前記噴出し口からの前記高温高圧媒体の噴出し速度が、３００〜１２００ｍｍ／ｓに制御されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ製造装置。

Images