JP2015168122A - タイヤ加硫用ブラダおよびタイヤ加硫用ブラダの歪測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】通常のタイヤ生産に使用でき、ブラダの所望の部位の膨張時の歪状態を容易に把握することができるタイヤ加硫用ブラダおよびこのブラダの歪測定方法を提供する。
【解決手段】筒状本体部２ａの少なくとも筒軸方向中央部からクランプ部３ａ、３ｂ近傍まで延設された多数本のエア抜き溝４と、指標ユニット５とを筒状本体部２ａの外表面に備え、指標ユニット５がユニット毎に直径２０ｍｍの円内の範囲に配置されてエア抜き溝４の溝深さ寸法よりも凹凸方向の寸法が小さい凸状または凹状の指標形成体６ａ、６ｂ、６ｃで形成されたブラダ２を用いて加硫したタイヤＴの内面に指標ユニット５によって３つの指標Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃを形成し、これら指標Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃどうしの位置関係と、中立状態のブラダ２での指標形成体６ａ、６ｂ、６ｃどうしの位置関係との比較に基づいて、指標ユニット５が形成されたブラダ２の部位の歪状態を把握する。
【選択図】図３

Description

本発明は、タイヤ加硫用ブラダおよびタイヤ加硫用ブラダの歪測定方法に関し、さらに詳しくは、通常のタイヤ生産に使用できるとともに、ブラダの所望の部位の膨張時の歪状態を容易に把握することができるタイヤ加硫用ブラダおよびこのブラダの歪測定方法に関するものである。

タイヤの加硫工程では、モールドの中に配置されたグリーンタイヤの内側に収縮状態のタイヤ加硫用ブラダを挿入した後、モールドを閉型した状態でブラダの内部に熱媒体、加圧媒体を注入して膨張させてグリーンタイヤを加硫する。所定時間加硫した後は、モールドを開型し、ブラダを収縮させてタイヤ内面から剥離させ、加硫したタイヤをブラダから抜き出す。このようにブラダは、高温下で繰り返し膨張および収縮されて使用されるので経時的に劣化する。膨張時に大きな歪が生じる部位ほど劣化し易くなる。また、膨張時のブラダに生じる歪の大きさは経時的に変化する。

ブラダの局部的な劣化や経時的な劣化は、加硫するタイヤの品質にも影響する。そのため、ブラダの劣化に密接に関係する膨張した際の歪状態を把握してブラダの健全性を確保することは重要である。従来、膨張した際のブラダの伸びを把握するためのブラダとして、外表面に加硫したタイヤの内壁面に転写可能なスケールを形成することが提案されている（特許文献１参照）。

この提案のブラダは、通常のタイヤ生産に使用することを目的としたものではなく、ブラダの膨張時の伸びを実験的に測定することを主目的としたものである。それ故、加硫時に密着するブラダの外表面とグリーンタイヤの内面との間のエア残りを防止するエア抜き溝がブラダの外表面に存在していない。むしろ、外表面に形成したスケールが凹凸状である場合は、加硫時のブラダの外表面とグリーンタイヤの内面との間のエア抜きを阻害する可能性がある。

特開２００５−６６８４９号公報

本発明の目的は、通常のタイヤ生産に使用できるとともに、ブラダの所望の部位の膨張時の歪状態を容易に把握することができるタイヤ加硫用ブラダおよびこのブラダの歪測定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、筒状本体部の筒軸方向両端の周縁に、加硫装置のクランプ保持部により保持されるクランプ部を備えたタイヤ加硫用ブラダにおいて、前記筒状本体部の外表面に形成された少なくとも筒軸方向中央部から両端の前記クランプ部近傍まで延設された多数本のエア抜き溝と、前記筒状本体部の外表面に形成されて、加硫したタイヤの内面に目視可能な３つの指標を形成する指標ユニットとを備え、前記指標ユニットがユニット毎に直径２０ｍｍの円内の範囲に配置されて前記エア抜き溝の溝深さ寸法よりも高さ寸法が小さい凸状または深さ寸法が小さい凹状の指標形成体により構成されていることを特徴とする。

本発明のタイヤ加硫用ブラダの歪測定方法は、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し、加硫したタイヤの内面に形成された前記指標ユニットによる目視可能な３つの指標どうしの位置関係と、前記タイヤ加硫用ブラダが膨張していない中立状態におけるこの３つの指標を形成した指標形成体どうしの位置関係との比較に基づいて、この指標ユニットが形成された前記タイヤ加硫用ブラダの部位の歪状態を把握することを特徴とする。

本発明によれば、筒状本体部の外表面に形成された少なくとも筒軸方向中央部から両端のクランプ部近傍まで延設された多数本のエア抜き溝を有しているので、グリーンタイヤ加硫時に密着するブラダの外表面とグリーンタイヤの内面との間のエアは、このエア抜き溝を通じて排出される。そして、筒状本体部の外表面に形成される指標ユニットは、ユニット毎に直径２０ｍｍの円内の範囲に配置されて、エア抜き溝の溝深さ寸法よりも高さ寸法が小さい凸状または深さ寸法が小さい凹状の指標形成体により構成されているので、エア抜き溝の機能を阻害することがない。それ故、このブラダは通常のタイヤ生産に十分に使用することができる。

加硫したタイヤの内面には、指標ユニットによって目視可能な３つの指標が形成されるので、タイヤ内面に形成された３つの指標どうしの位置関係と、タイヤ加硫用ブラダが膨張していない中立状態におけるこの３つの指標を形成した指標形成体どうしの位置関係とを比較することにより、この指標ユニットが形成されたタイヤ加硫用ブラダの部位の膨張時の歪状態を容易に把握することができる。

本発明のタイヤ加硫用ブラダを用いてグリーンタイヤを加硫している状態を縦断面視で例示する説明図である。 本発明のタイヤ加硫用ブラダを例示する正面図である。 図２の一部拡大図である。 タイヤ加硫後にブラダを収縮させている状態を断面視で例示する説明図である。 中立状態のブラダにおける指標ユニットと、加硫したタイヤに形成された指標とを平面視で対比した説明図である。 指標ユニットの変形例を示す説明図である。

以下、本発明のタイヤ加硫用ブラダおよびタイヤ加硫用ブラダの歪測定方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１に例示するように、本発明のタイヤ加硫用ブラダ２（以下、ブラダ２という）は、空気入りタイヤの加硫装置１に組み込まれる。この加硫装置１には、ブラダ２と、ブラダ２を保持する円盤状の上側クランプ保持部８ａおよび下側クランプ保持部８ｂを有する中心機構７と、ブラダ２の内部の真空引きする真空ポンプ１１とが設けられている。

中心機構７のセンターポストには、ブラダ２の内部に加熱媒体Ｈ（スチーム等）を注入する注入口９と、ブラダ２の内部の加熱媒体Ｈをブラダ２の外部に排出する排出口１０とが設けられている。注入口９に加熱媒体Ｈを供給する注入ライン９ａおよび排出口１０から加熱媒体Ｈを排出する排出ライン１０ａにはそれぞれ制御弁が設置されている。真空ポンプ１１は排出ライン１０ａに接続されている。図１では、内部に加熱媒体Ｈが注入されて膨張しているブラダ２が、グリーンタイヤＧの内面を押圧してグリーンタイヤＧを加硫している。

図２に例示するように、ブラダ２は筒状本体部２ａの両端の周縁にそれぞれ上側クランプ部３ａ、下側クランプ部３ｂを有している。筒状本体部２ａは略一定膜厚であり、上側クランプ部３ａおよび下側クランプ部３ｂは、筒状本体部２ａよりも肉厚な部分を有している。上側クランプ部３ａ、下側クランプ部３ｂはそれぞれ、上側クランプ保持部８ａ、下側クランプ保持部８ｂにより保持される。尚、図２は、ブラダ２が筒軸方向にも半径方向にも周方向にも強制的に伸縮されていない中立状態を示している。

筒状本体部２ａの外表面には多数本のエア抜き溝４が形成されている。これらエア抜溝４は、筒状本体部２ａの少なくとも筒軸方向中央部から両端の上側クランプ部３ａ近傍または下側クランプ部３ｂ近傍まで延設される。この実施形態では、筒軸方向に対して同じ角度で傾斜した同じ仕様の多数本のエア抜き溝４が上側クランプ部３ａ近傍から下側クランプ部３ｂ近傍まで連続して延びている。それぞれのエア抜き溝４は周方向に等間隔で配置されている。エア抜き溝４は筒軸方向に延設されることもあり、延設される方向は適宜決定される。また、同じ方向に延びるエア抜き溝４だけでなく、互いに交差する方向に延設されることもある。エア抜き溝４の仕様（溝幅、溝深さ、断面形状）、本数、配置間隔は、必要なエア抜き性能等に基づいて決定される。

筒状本体部２ａの外表面には、さらに、指標ユニット５が形成されている。この指標ユニット５は図３に例示するように、指標形成体６ａ、６ｂ、６ｃを有している。１つの指標ユニット５を構成する指標形成体６ａ、６ｂ、６ｃは、直径２０ｍｍの円内の範囲に配置される。図３では、仮想的に直径２０ｍｍの円を二点鎖線で示している。指標ユニット５は後述するように、加硫したタイヤＴの内面に目視可能な３つの指標Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃを形成する。

この実施形態ではすべての指標形成体６ａ、６ｂ、６ｃが同じ仕様の円形凹状になっている。指標形成体６ａ、６ｂ、６ｃの深さはエア抜き溝４の溝深さよりも浅く設定されている。指標形成体６ａ、６ｂ、６ｃは凸状にしてもよく、この場合、凸状の高さ寸法はエア抜き溝４の深さ寸法よりも小さく設定される。即ち、指標形成体６ａ、６ｂ、６ｃの凹凸状の凹凸方向の寸法は、エア抜き溝４の深さ寸法よりも小さく設定され、例えば、エア抜き溝４の溝深さの１０％〜５０％、或いは、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍにする。

指標ユニット５は、膨張時のブラダ２の歪状態を把握したい任意の部位に形成することができる。例えば、グリーンタイヤＧの内面のビード部Ｔｂ（その近傍を含む）に相当する部位のブラダ２の外表面やショルダ部Ｔｓ（その近傍を含む）に相当する部位のブラダ２の外表面に形成する。この実施形態ではさらに、グリーンタイヤＧのトレッド部のタイヤ幅方向中央部に相当する部位のブラダ２の外表面にも形成されている。指標ユニット５を形成する部位では、複数の指標ユニット５を周方向に等間隔で配置するとよい。

この実施形態の指標ユニット５（指標形成体６ａ、６ｂ、６ｃ）は、エア抜き溝４以外の部位に形成されている。エア抜き溝４に指標形成体６ａ、６ｂ、６ｃの少なくとも一部を形成することもできるが、その場合は筒状本体部２ａの耐久性低下を回避するために指標形成体６ａ、６ｂ、６ｃを凸状にする。筒状本体部２ａの外表面のエア抜き溝４以外の部位には、加硫したタイヤＴの内面からブラダ２の外表面を剥離し易くするために微細な凹凸模様が形成されることもある。このような凹凸模様が形成される場合は、凹凸模様の中に指標形成体６ａ、６ｂ、６ｃが形成されることになる。

指標形成体６ａ、６ｂ、６ｃの形状は、円形、楕円形、多角形状など種々の形状を採用することができるが、筒状本体部２ａの耐久性低下を回避するために角部のない形状が好ましい。ブラダ２の同じ部位に配置するそれぞれの指標ユニット５どうしは、同じ仕様の指標形成体６ａ、６ｂ、６ｃで構成することが望ましい。また、ブラダ２の異なる部位に配置する指標ユニット５どうしは、同じ仕様の指標形成体６ａ、６ｂ、６ｃで構成することも、異なる仕様の指標形成体６ａ、６ｂ、６ｃで構成することもできる。

次いで、このブラダ２の膨張時の歪状態を把握する本発明の歪測定方法を説明する。

まず、図１に例示するようにモールド１２ａ、１２ｂ、１２ｃを閉型した状態でブラダ２内部に注入口９から加熱媒体Ｈを注入して膨張させる。次いで、例えば、窒素ガス等の加圧媒体を注入口９から注入する。この実施形態では、周方向に複数に分割された環状のセクタ１２ａと、上側に配置される環状のサイドプレート１２ｂと、下側に配置される環状のサイドプレート１２ｃとでモールドが構成されている。

膨張したブラダ２はグリーンタイヤＧの内面を押圧し、モールド１２にグリーンタイヤＧの外面を押圧しつつ加熱する。この際に、膨張したブラダ２の外表面とグリーンタイヤＧの内面とは密着するようになるが、筒状本体部２ａの外表面には、エア抜き溝４が形成されているので、両者の間にエアが存在していても、エア抜き溝４を通じてグリーンタイヤＧの外部に排出される。

グリーンタイヤＧを所定圧力および所定温度で所定時間、加硫した後、上側のサイドプレート９ｂを上方移動させてモールド１２ａ、１２ｂ、１２ｃを開型する。次いで、真空ポンプ１１を稼働させて排出ライン１０ａを通じて、ブラダ２の内部を真空引きして図４に例示するようにブラダ２を収縮させる。これにより、加硫したタイヤＴの内面とブラダ２の外表面とを剥離させる。筒状本体部２ａの外表面に微小な凹凸模様が形成されていると、加硫したタイヤＴの内面から収縮する筒状本体部２ａの外表面を円滑に剥離させることができる。次いで、加硫したタイヤＴを加硫装置１から取り出す。

筒状本体部２ａの外表面には指標ユニット５が形成されているので、ブラダ２が膨張してグリーンタイヤＧの内面を押圧することにより、加硫されたタイヤＴの内面には、図５（Ａ）に例示する指標形成体６ａ、６ｂ、６ｃによって、図５（Ｂ）に例示するそれぞれの目視可能な指標Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃが形成される。例えば、ブラダ２が中立状態においては、図５（Ａ）に示すように指標形成体６ａと指標形成体６ｂとの間隔は距離ａであり、指標形成体６ｂと指標形成体６ｃとの間隔は距離ｂであり、指標形成体６ａと指標形成体６ｃの間隔は距離ｃである。一方、図５（Ｂ）に示すように指標Ｘａと指標Ｘｂとの間隔は距離Ａであり、指標Ｘｂと指標Ｘｃとの間隔は距離Ｂであり、指標Ｘａと指標Ｘとの間隔は距離Ｃになる。

ブラダ２が膨張していない中立状態における指標形成体６ａ、６ｂ、６ｃどうしの位置関係（距離ａ、ｂ、ｃおよび互いの相対的向き）は予め測定することで把握できる。加硫されたタイヤＴの内面に形成された３つの指標Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃどうしの位置関係（距離Ａ、Ｂ、Ｃおよび互いの相対的向き）も測定することで把握できる。そこで、本発明では、指標形成体６ａ、６ｂ、６ｃどうしの位置関係と、指標Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃどうしの位置関係との比較に基づいて、この指標ユニット５（指標形成体６ａ、６ｂ、６ｃ）が形成されたブラダ２の部位の膨張時の歪状態を把握する。

ブラダ２が中立状態から加硫時に膨張した状態では、距離ａが距離Ａに変化している。同様に距離ｂが距離Ｂに変化し、距離ｃが距離Ｃに変化している。これら距離の変化率および互いの相対的向きの変化に基づいて、所望の向きの成分を分析することで、その所望の向きの歪の大きさを算出することができる。例えば、ブラダ２（筒状本体部２ａ）の筒軸方向の歪や周方向の歪の大きさを算出することができる。また、ブラダ２（筒状本体部２ａ）の材質のポアソン比は既知であるので、ブラダ厚さ方向の歪の大きさも算出することもできる。本発明では平面上の交差する３方向の歪が判明するので、ロゼット解析を用いれば主歪みの向きと大きさを把握することができる。

本発明のブラダ２では、多数本のエア抜き溝４の存在によって、加硫時のブラダ２の外表面とグリーンタイヤＧの内面との間でのエア残りが解消される。そして、指標ユニット５は、エア抜き溝４の機能を阻害することがないように、ユニット毎に直径２０ｍｍの円内の範囲に配置されるとともに、凹凸状の凹凸方向の寸法がエア抜き溝４の深さ寸法よりも小さい指標形成体６ａ、６ｂ、６ｃで構成されているので、このブラダ２を通常のタイヤ生産に十分に使用することができる。

そして、上述したように３つの指標Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃどうしの位置関係と、ブラダ２が中立状態におけるこの３つの指標Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃを形成した指標形成体６ａ、６ｂ、６ｃどうしの位置関係とを比較すると、この指標ユニット５が形成されたブラダ２の部位の膨張時の歪状態を容易に把握することができる。

この実施形態のように、指標ユニット５がエア抜き溝４以外の部位に形成されていると、エア抜き溝４の機能を阻害し難くなる。また、指標ユニット５がブラダ周方向に等間隔で配置されていると、ブラダ２の歪状態の周方向のばらつきを把握し易くなる。

一般的にブラダ２の損傷し易い部位は、加硫するタイヤＴのビード部Ｔｂやショルダ部Ｔｓに相当する部位となる。そのため、これら部位に相当するブラダ２の外表面に指標ユニット５を形成するとよい。これにより、これら部位の歪状態が把握できるので、その把握した結果に基づいて、この部位の歪状態を適正化したブラダ仕様（極端に歪が大きくなる部位が存在しない仕様）にして、ブラダ２の耐久性を向上させることができる。

指標ユニット５は、加硫したタイヤＴの内面に目視可能な３つの指標Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃを形成できるならば、４つ以上の目視可能な指標を形成するものでもよい。例えば図６（Ａ）に示すように、５つの指標形成体６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅで指標ユニット５を構成することもできる。これらすべての指標形成体６ａ〜６ｅは、直径２０ｍｍの円内の範囲（二点鎖線で示す範囲）に配置される。この指標ユニット５によれば、加硫したタイヤＴの内面に、５つの指標が形成されるが、その内の３つの指標をブラダ２の歪状態を把握するために使用すればよい。

また、図６（Ｂ）に例示するように、指標ユニット５は、指標形成体６ａとなる１つの円形凹部と、両端部がそれぞれ指標形成体６ｂ、６ｃとなる１つの直線状凹部とを有した構成にすることもできる。これら指標形成体６ａ〜６ｃは、直径２０ｍｍの円内の範囲（二点鎖線で示す範囲）に配置される。即ち、１つの凹部や凸部であっても、複数の指標形成体６ｂ、６ｃとして採用することもできる。

本発明による歪状態の把握は、例えば、ブラダ２のライフサイクルの開始時期から終了時期まで、予め設定された所定の頻度で行なう。所定の頻度は例えば、タイヤＴを１０本〜３０本加硫した毎に設定する。これにより、それぞれの部位の歪状態がどのような経過で変化するのかを把握することができる。把握したこの結果は、例えばブラダ２の耐久性や熱伝導性を向上させるブラダ仕様を決定する際に利用される。ライフサイクルの開始時期に近い程、歪の経時的変化が大きいので、開始時期に近い程、この頻度を高く設定して、より頻繁に歪状態を把握するとよい。

１ 加硫装置
２ タイヤ加硫用ブラダ
２ａ 筒状本体部
３ａ 上側クランプ部
３ｂ 下側クランプ部
４ エア抜き溝
５ 指標ユニット
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ 指標形成体
７ 中心機構
８ａ 上側クランプ保持部
８ｂ 下側クランプ保持部
９ 注入口
９ａ 注入ライン
１０ 排出口
１０ａ 排出ライン
１１ 真空ポンプ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ モールド
Ｇ グリーンタイヤ
Ｔ 加硫したタイヤ
Ｔｂ ビード部
Ｔｓ ショルダ部
Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃ 指標

Claims (6)

1. 筒状本体部の筒軸方向両端の周縁に、加硫装置のクランプ保持部により保持されるクランプ部を備えたタイヤ加硫用ブラダにおいて、前記筒状本体部の外表面に形成された少なくとも筒軸方向中央部から両端の前記クランプ部近傍まで延設された多数本のエア抜き溝と、前記筒状本体部の外表面に形成されて、加硫したタイヤの内面に目視可能な３つの指標を形成する指標ユニットとを備え、前記指標ユニットがユニット毎に直径２０ｍｍの円内の範囲に配置されて前記エア抜き溝の溝深さ寸法よりも高さ寸法が小さい凸状または深さ寸法が小さい凹状の指標形成体により構成されていることを特徴とするタイヤ加硫用ブラダ。
2. 前記指標ユニットが、前記エア抜き溝以外の前記筒状本体部の外表面の部位に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. 前記指標ユニットが、ブラダ周方向に等間隔で配置されている請求項１または２に記載のタイヤ加硫用ブラダ。
4. 前記指標ユニットが、加硫するタイヤのビード部およびショルダ部に相当する部位に形成されている請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ加硫用ブラダ。
5. 請求項１〜４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し、加硫したタイヤの内面に形成された前記指標ユニットによる目視可能な３つの指標どうしの位置関係と、前記タイヤ加硫用ブラダが膨張していない中立状態におけるこの３つの指標を形成した指標形成体どうしの位置関係との比較に基づいて、この指標ユニットが形成された前記タイヤ加硫用ブラダの部位の歪状態を把握することを特徴とするタイヤ加硫用ブラダの歪測定方法。
6. 前記タイヤ加硫用ブラダのライフサイクルの開始から終了時期まで、予め設定された所定の頻度で前記歪状態を把握する請求項５に記載のタイヤ加硫用ブラダの歪測定方法。

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