JP2015199286A - タイヤ加硫用金型、タイヤ加硫装置およびタイヤ加硫方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤの加硫成形において、従来よりも噛み込みの発生を適切に防止して、優れた品質の製品タイヤを低コストで、生産性高く製造することができる技術を提供する。
【解決手段】複数に分割されたセグメントと上下各１対のサイドプレートとを備えており、ローカバーを装着した後全閉状態とすることによりローカバーの加硫成形を行うタイヤ加硫用金型であって、サイドプレートの成形面の外径部近傍に成形面における比熱を上げるメッキ加工が施されているタイヤ加硫用金型。メッキ加工により施されるメッキが溶融メッキまたは電気メッキによる亜鉛メッキであるタイヤ加硫用金型。前記タイヤ加硫用金型を備えたタイヤ加硫装置であって、サイドプレートの成形面の外径方向に向けて表面温度が低くなるように、サイドプレートへの熱の供給を制御する制御手段が設けられているタイヤ加硫装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造において使用されるタイヤ加硫用金型、前記タイヤ加硫用金型を備えたタイヤ加硫装置、およびタイヤ加硫方法に関する。

空気入りタイヤは、一般に、タイヤ加硫用金型の内部にローカバーを装着させた後、タイヤ加硫用金型（モールド）を全閉してローカバーを加熱、加圧することにより、加硫成形して製造している。

この加硫成形において、ローカバーのゴムがモールドに噛み込まれて、加硫後のタイヤの外観品質を低下させることがあり、従来より、この噛み込みの発生を低減させるために種々の工夫が提案されている（例えば、特許文献１、２）。

例えば、モールドに対してローカバーを小さく成形して噛み込みが発生しないようにすることが提案されている。しかし、この場合には、噛み込みの発生は抑制することができるものの、新たに、製品タイヤの耐久性が低下し、また製品タイヤの外観の悪化を招くという問題が発生する恐れがあり、採用することができない。

また、モールドのタイヤの接地部分に相当する部分（セクター）を断面方向に多分割させて複数のセグメントを形成するなど、モールドを加工することも提案されているが、モールドの製作コストが大きく上昇する恐れがあり、また噛み込みの発生を低減させる効果も未だ十分とは言えない。

このため、製品タイヤの品質に影響を及ぼすことなく、噛み込みの発生を適切に防止することができる技術が求められていた。

特開２００６−２８９７３７号公報 特開２００８−２９０３３４号公報

本発明は、タイヤの加硫成形において、従来よりも噛み込みの発生を適切に防止して、優れた品質の製品タイヤを低コストで、生産性高く製造することができる技術を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、
複数に分割されたセグメントと、上下各１対のサイドプレートとを備えており、ローカバーを装着した後、全閉状態とすることによりローカバーの加硫成形を行うタイヤ加硫用金型であって、
前記サイドプレートの成形面の外径部近傍に、前記成形面における比熱を上げるメッキ加工が施されている
ことを特徴とするタイヤ加硫用金型である。

請求項２に記載の発明は、
前記メッキ加工により施されるメッキが、溶融メッキまたは電気メッキによる亜鉛メッキであることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫用金型である。

請求項３に記載の発明は、
前記メッキ加工が、前記サイドプレートの成形面の外径部から内径方向に３ｍｍ以上の幅で施されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ加硫用金型である。

請求項４に記載の発明は、
前記サイドプレートが、４００Ｊ／ｋｇ・℃を超える比熱を有する素材から形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のタイヤ加硫用金型である。

請求項５に記載の発明は、
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のタイヤ加硫用金型を備えたタイヤ加硫装置であって、
前記サイドプレートの成形面の外径方向に向けて表面温度が低くなるように、前記サイドプレートへの熱の供給を制御する制御手段が設けられている
ことを特徴とするタイヤ加硫装置である。

請求項６に記載の発明は、
前記制御手段が、前記サイドプレートの成形面において、外径部における熱供給温度と内径部における熱供給温度との温度差が１０℃以上になるように、前記熱の供給を制御する制御手段であることを特徴とする請求項５に記載のタイヤ加硫装置である。

請求項７に記載の発明は、
さらに、前記サイドプレートに熱を供給する熱供給系統が２つ以上設けられていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のタイヤ加硫装置である。

請求項８に記載の発明は、
複数に分割されたセグメントと、上下各１対のサイドプレートとを備えたタイヤ加硫用金型にローカバーを装着した後、全閉状態とすることによりローカバーの加硫成形を行うタイヤ加硫方法であって、
前記サイドプレートの成形面の表面の外径方向に向けて表面温度が低くなるように、前記サイドプレートへの熱の供給を制御することを特徴とするタイヤ加硫方法である。

請求項９に記載の発明は、
前記サイドプレートの成形面の外径部における熱供給温度と、前記サイドプレートの成形面の内径部における熱供給温度との温度差が１０℃以上になるように前記熱の供給を制御することを特徴とする請求項８に記載のタイヤ加硫方法である。

本発明によれば、タイヤの加硫成形において、従来よりも噛み込みの発生を適切に防止して、優れた品質の製品タイヤを低コストで、生産性高く製造することができる技術を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るタイヤ加硫用金型の部分断面図である。 図１のタイヤ加硫用金型を備えたタイヤ加硫装置を模式的に示す断面図である。 従来のモールドにおいてローカバーの噛み込みが発生する様子を説明する模式図である。

以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を参照して説明する。

１．噛み込みの発生とその対策
最初に、従来のタイヤ加硫用金型（モールド）において噛み込みが発生する原因について、図３を用いて説明する。図３は、従来のモールドにおいてローカバーの噛み込みが発生する様子を説明する模式図である。

図３（ａ）に示す形状に成形されたローカバーＭは、図３（ｂ）に示す形状にシェーピングされた後、モールドに装着される。そして、モールドの閉動作を開始すると、図３（ｃ）に示すようにローカバーＭのビード部Ｍ１が、下降してくるサイドプレート１２と最初に接触する。さらにサイドプレート１２が下降すると、図３（ｄ）に示すようにビード部Ｍ１が下方に追い込まれてローカバーＭが変形した後、図３（ｅ）に示すようにバットレス部Ｍ２がサイドプレート１２の成形面に接触する。

このとき、熱供給系統（図示省略）によりサイドプレート１２の成形面は加熱されているため、ローカバーＭが加熱されて軟化し、図３（ｆ）に示すように、バットレス部Ｍ２のゴムがサイドプレート１２の外径部の端部に喰い込む。そして、このままモールドの閉動作が進むと、サイドプレート１２の外径部の端部に喰い込んだゴムが、縮径してくるセグメント１１とサイドプレート１２との間に挟み込まれて噛み込みが発生する。

以上の知見より、従来、ローカバーの噛み込みは、モールドの閉動作が完了する際に生じていると想定していたが、実際には、モールドの閉動作中にサイドプレートからの加熱によりローカバーが軟化してサイドプレート外径部の端部にローカバーが喰い込むことが原因でローカバーの噛み込みが発生していることが分かり、従来の技術とは異なる技術で対応することが好ましいことが分かった。

上記の知見に基づき、本発明者は、閉動作中のサイドプレートの温度を下げて、モールドの閉動作が完了するまでローカバーの軟化を抑制することができれば、この噛み込みの発生を防止できると考えた。

しかし、単に、サイドプレートの温度を下げたのでは、ローカバーへ供給される熱量が低下してしまい、タイヤ１本あたりの加硫時間を長く設定する必要が生じるため、生産効率の低下を招いてしまうというデメリットが生じる。

そこで、本発明者は、さらに検討を重ね、サイドプレートの成形面の外径部の近傍、即ち、ローカバーのバットレス部分に接する成形面の温度を他の成形面よりも低くした場合、他の部分の温度を低下させることなく、バットレス部分の軟化のみを抑制することができ、加硫時間を延長することなく噛み込みの発生を防止できると考え、実験の結果、これを確認した。

具体的には、サイドプレートの成形面の外径部近傍に、成形面における比熱を上げるメッキ加工を施すことにより、サイドプレートの成形面からローカバーのバットレス部に供給される熱量のみを少なくすることができるため、閉動作中にバットレス部のゴムが軟化することを適切に抑制して、ローカバーの噛み込みの原因となる喰い込み現象の発生を適切に防止することができる。

また、タイヤ加硫用金型を備えたタイヤ加硫装置において、外径方向に向けてサイドプレートの成形面の温度が低くなるように、サイドプレートへの熱の供給を制御した場合でも、サイドプレートの成形面の外径部近傍からローカバーのバットレス部に供給される熱量を少なくすることができる。

さらに、上記したサイドプレートの成形面の外径部近傍へのメッキ加工と、熱供給系統による熱供給の制御とを併せて行った場合、閉動作中にバットレス部のゴムが軟化することをさらに確実に抑制することができ、ローカバーの噛み込みをより適切に防止することができ好ましい。

２．具体的な実施の形態
図１は、本実施の形態に係るタイヤ加硫用金型の一部を模式的に示す断面図である。

図１に示すように、本実施の形態に係るタイヤ加硫用金型１は、従来のタイヤ加硫用金型と同様に、複数に分割されたセグメント１１と、上下各１対のサイドプレート１２とを備えており、ローカバーを装着した後、全閉状態とすることによりローカバーの加硫成形を行う。なお、図１中の符号１０はセクターシューであり、１６はアクチュエータである。

（１）メッキ加工
そして、本実施の形態に係るタイヤ加硫用金型１は、ローカバーに接するサイドプレート１２の成形面の外径部近傍に、成形面における比熱を上げるメッキ加工が施されてメッキ部１２ａが形成されている点で従来のタイヤ加硫用金型と異なる。

これにより、サイドプレート１２の成形面の外径部近傍の温度を他の成形面よりも低くして、ローカバーのバットレス部に供給される熱量を少なくすることができるため、閉動作中にバットレス部のゴムが軟化してサイドプレート１２の外径部の端部に喰い込むことを抑制して、ローカバーの噛み込みの発生を適切に防止することができる。

また、上記のメッキ加工を施した外径部近傍の成形面を除いた他の成形面では、従来と同様に充分な量の熱量をローカバーに供給することができる。例えば、ローカバーのタイヤサイド部で最も厚みがあり、バットレス部の２倍を超える熱量を供給する必要があるリムラインからタイヤ内径部の領域に十分な熱量を供給することができるため、加硫時間を延長させることなく、ローカバーの噛み込みの発生を適切に防止することができる。

なお、メッキ加工は、ローカバーのバットレス部に供給される熱量を適切に少なくすることができるように、サイドプレート１２の成形面の外径部から内径方向に３ｍｍ以上の幅で施されていることが好ましい。

また、具体的なメッキ加工としては、サイドプレートやセグメントに比べて比熱が大きな亜鉛メッキを採用することが好ましく、メッキ方法は溶融メッキまたは電気メッキのいずれでもよい。

また、本実施の形態において、サイドプレート１２は比熱４００［Ｊ／ｋｇ℃］を超える素材から形成されていることが好ましい。

（２）熱供給系統
図２に示すように、本実施の形態では、上記したメッキ加工が施されたタイヤ加硫用金型１を備えたタイヤ加硫装置において、サイドプレート１２の成形面の外径方向に向けて温度が低くなるように熱の供給が制御されている。

本実施の形態では、熱の供給の制御を容易にするために、熱源を導入することによりサイドプレート１２に熱を供給する熱供給系統が２つ設けられている。具体的には、図２に示すように、従来では１系統であった熱供給系統が、本実施の形態では、サイドプレート１２の成形面において外径側の領域１４ａを加熱する熱供給系統と、内径側の領域１４ｂを加熱する熱供給系統の２つの系統に分割されている。

そして、外径側の領域１４ａの加熱温度が、内径側の領域１４ｂよりも低くなるように熱の供給を制御することにより、外径方向に向けてサイドプレート１２の温度が低くなる。これにより、サイドプレート１２の成形面の外径部近傍からローカバーのバットレス部に供給される熱量が少なくなるため、閉動作中にローカバーのバットレス部のゴムが軟化することを適切に抑制することができる。

なお、外径側の領域１４ａを加熱する熱供給系統と、内径側の領域１４ｂを加熱する熱供給源との熱供給温度差は、１０℃以上となるように設定することが好ましい。

そして、上記した通り、本実施の形態では、成形面の外径部近傍へのメッキ加工と、熱供給系統の制御の両方の手法を用いているが、閉動作中にローカバーのバットレス部に供給される熱量を少なくして軟化を抑制することができれば、何れか一方の手法のみを用いてもよく、上記した実施の形態は本発明を特に限定するものではない。

以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する。

１．実施例および従来例
メッキ幅と、サイドプレートの内径側と外径側の熱供給温度差（内径側−外径側）とを、表１に示すように変化させたタイヤ加硫用金型を用いて、タイヤサイズ１７５／６５Ｒ１４ ＬＭ７０４の空気入りタイヤを２０本ずつ加硫成形した（実施例１〜２４）。また、従来のタイヤ加硫用金型を用いて加硫成形を行った（従来例）。

なお、各実施例における熱供給温度差は、内径側の熱供給温度を１００℃で統一し、上記した熱供給温度差になるように外径側の熱供給温度を適宜変更することにより調整した。

また、メッキ幅はサイドプレートにマスキング処理してメッキ加工を施すことによって調整した。

２．評価
各２０本のタイヤの加硫成形を行った際に、ローカバーの噛み込みが発生した回数を計測し、発生頻度（噛み込み発生率）を計算した。結果を表１に示す。

表１より、全ての場合においてローカバーの噛み込みが発生していた（噛み込み発生率：１００％）従来例に対して、実施例１〜２４ではいずれも、噛み込み発生率が低くなっており、成形面の外径部近傍へメッキ加工をし、熱供給系統の制御を行って、成形面の外径方向に向けて表面温度が低くなるようにすることにより、閉動作中にローカバーのバットレス部に供給される熱量を少なくして、バットレス部の軟化を抑制し、噛み込みの発生を適切に抑制できることが分かる。

また、熱供給温度差が一定の場合（例えば実施例７〜１２の場合）、メッキ幅を３ｍｍ以上に設定することにより、より適切に噛み込みの発生を抑制できることが分かる。

さらに、メッキ幅が一定の場合（例えば実施例３、９、１５、２１の場合）、サイドプレートの外径部側の領域を加熱する温度を内径部側よりも１０℃以上低くすることにより、適切に噛み込みの発生を抑制できることが分かる。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、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 タイヤ加硫用金型
１０ セクターシュー
１１ セグメント
１２ サイドプレート
１２ａ メッキ部
１４ａ 外径側の領域
１４ｂ 内径側の領域
１６ アクチュエータ
Ｍ ローカバー
Ｍ１ ビード部
Ｍ２ バットレス部

Claims (9)

1. 複数に分割されたセグメントと、上下各１対のサイドプレートとを備えており、ローカバーを装着した後、全閉状態とすることによりローカバーの加硫成形を行うタイヤ加硫用金型であって、
   前記サイドプレートの成形面の外径部近傍に、前記成形面における比熱を上げるメッキ加工が施されている
   ことを特徴とするタイヤ加硫用金型。
2. 前記メッキ加工により施されるメッキが、溶融メッキまたは電気メッキによる亜鉛メッキであることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫用金型。
3. 前記メッキ加工が、前記サイドプレートの成形面の外径部から内径方向に３ｍｍ以上の幅で施されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ加硫用金型。
4. 前記サイドプレートが、４００Ｊ／ｋｇ・℃を超える比熱を有する素材から形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のタイヤ加硫用金型。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のタイヤ加硫用金型を備えたタイヤ加硫装置であって、
   前記サイドプレートの成形面の外径方向に向けて表面温度が低くなるように、前記サイドプレートへの熱の供給を制御する制御手段が設けられている
   ことを特徴とするタイヤ加硫装置。
6. 前記制御手段が、前記サイドプレートの成形面において、外径部における熱供給温度と内径部における熱供給温度との温度差が１０℃以上になるように、前記熱の供給を制御する制御手段であることを特徴とする請求項５に記載のタイヤ加硫装置。
7. さらに、前記サイドプレートに熱を供給する熱供給系統が２つ以上設けられていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のタイヤ加硫装置。
8. 複数に分割されたセグメントと、上下各１対のサイドプレートとを備えたタイヤ加硫用金型にローカバーを装着した後、全閉状態とすることによりローカバーの加硫成形を行うタイヤ加硫方法であって、
   前記サイドプレートの成形面の表面の外径方向に向けて表面温度が低くなるように、前記サイドプレートへの熱の供給を制御することを特徴とするタイヤ加硫方法。
9. 前記サイドプレートの成形面の外径部における熱供給温度と、前記サイドプレートの成形面の内径部における熱供給温度との温度差が１０℃以上になるように前記熱の供給を制御することを特徴とする請求項８に記載のタイヤ加硫方法。

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