JP2016020078A - 空気入りタイヤの加硫シェーピング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金型が全閉するときの接合面間、特にトレッドセグメントと下の金型との間のゴム噛みの抑制する方法の提供。【解決手段】ブラダーを第１シェーピング内圧Ｐａにて膨張させ、投入された生タイヤを内側から支えて保持する生タイヤ保持工程Ｓ２と、上下の金型部を閉じて金型閉状態とする金型閉工程Ｓ３とを具える加硫シェーピング方法。金型閉工程Ｓ３は、金型閉状態となる前に、ブラダーの内圧を第１シェーピング圧Ｐａよりも低い設定圧Ｐｂまで減圧する減圧ステップ２０を含む加硫シェーピング方法。【選択図】図４

Description

本発明は、金型閉時における生タイヤのゴム噛みを抑制し、タイヤの外観品質を向上させる空気入りタイヤの加硫シェーピング方法に関する。

加硫装置を用いて生タイヤを加硫シェーピングする場合、下の金型部上に投入された生タイヤは、その内側に配されるブラダーがシェーピング内圧によって膨張することにより、内側から支えられて垂直に保持される。そして、この保持状態にて上の金型部を下降させることにより上下の金型部を閉じる金型閉工程が行われる。

しかし前記金型閉工程では、上の金型部の下降によって生タイヤが押し込まれることにより容積が急激に減少する。そのため、ブラダーの圧力が上昇し、図６（Ａ）に示すように、生タイヤａが過度に膨張する。その結果、金型ｂが全閉するとき、図６（Ｂ）に示すように、金型ｂの接合面ｂｓ、ｂｓ間（特に、上の金型部ｂ１におけるトレッドセグメントｂ１ａと、下の金型部ｂ２におけるサイドモールドｂ２との間）にゴム噛みｃが発生するという問題が生じる。このゴム噛みｃは、加硫後のタイヤの外観品質を低下させる。

なお下記の特許文献１には、接合面ｂｓ、ｂｓ間の距離がゼロになるまでに、金型閉動作を２〜５秒間一時停止した後、金型閉動作を再開することが提案されているが、十分なゴム噛み抑制効果を得るに至っていない。

特開２０１３−１１１８５９号公報

そこで発明は、金型閉工程における生タイヤの過度の膨張を抑え、金型が全閉するときの接合面間、特にトレッドセグメントと下の金型部との間におけるゴム噛みを抑制しうる空気入りタイヤの加硫シェーピング方法を提供することを課題としている。

本発明は、上下の金型部を有する加硫金型、及びブラダーを含む加硫装置を用いて生タイヤを加硫シェーピングする空気入りタイヤの加硫シェーピング方法であって、
前記上下の金型部が離間する金型開状態にて、生タイヤを前記下の金型部上に投入する生タイヤ投入工程と、
前記ブラダーを第１シェーピング内圧Ｐａにて膨張させ、投入された生タイヤの内面を押圧することにより生タイヤを保持する生タイヤ保持工程と、
前記上の金型部を下降させ、上下の金型部を閉じて金型閉状態とする金型閉工程とを具えるとともに、
前記金型閉工程は、少なくとも金型閉状態となる前に、前記ブラダーの内圧を前記第１シェーピング圧Ｐａよりも低い設定圧Ｐｂまで減圧する減圧ステップを含み、しかも該減圧ステップは、前記上の金型部の下降において該上の金型部が生タイヤと接触を開始する接触開始時よりも前に減圧を開始することを特徴としている。

本発明に係る前記空気入りタイヤの加硫シェーピング方法では、前記減圧ステップにおける前記設定圧Ｐｂは、５〜２５kPaであることが好ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤの加硫シェーピング方法では、前記生タイヤ保持工程における前記第１シェーピング圧Ｐａは、４０〜７０kPaであることが好ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤの加硫シェーピング方法では、前記減圧ステップにおいて、前記上の金型部と生タイヤとの接触開始時におけるブラダーの内圧Ｐｑは、１５kPa 以上であることが好ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤの加硫シェーピング方法では、前記金型閉工程は、前記上下の金型部が閉じた後、ブラダーの内圧を、前記設定圧Ｐｂから前記第１シェーピング圧Ｐａよりも高い第２シェーピング圧Ｐｃまで加圧する第２シェーピングステップを含むことが好ましい。

本明細書において、各圧力はゲージ圧にて示されている。

本発明は叙上の如く、金型閉工程において、少なくとも金型閉状態となる前に、ブラダーの内圧を第１シェーピング圧Ｐａよりも低い設定圧Ｐｂまで減圧する減圧ステップを含む。そのため、上の金型部の下降に伴って生タイヤの容積が急激に減じた場合にも、ブラダーの圧力を低く維持することがでる。その結果、生タイヤの過度の膨張を抑え、金型が全閉するときのゴム噛みを抑制することが可能となる。

また前記減圧ステップでは、上の金型部が生タイヤと接触を開始する接触開始時よりも前に、減圧が開始される。そのため、減圧時間を十分に確保でき、減圧に伴う生産効率の低下を防止できる。しかも、いったん生タイヤが膨らんでしまった場合、その後ブラダーの内圧を減じてもブラダーのみが縮もうとして生タイヤが適正には縮まない傾向となり、ゴム噛みの抑制効果が減少する。しかし接触開始時よりも前に減圧を開始することで、これを抑制しうる。

本発明の加硫シェーピング方法に用いられる加硫装置の一実施例を示す断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、生タイヤ投入工程、及び生タイヤ保持工程を説明する概念図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、金型閉工程を説明する概念図である。 時間経過によるブラダーの内圧の変化を示すグラフである。 設定圧が低い場合の問題点を説明する断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、従来の金型閉工程における問題点を説明する断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図１は、本発明の加硫シェーピング方法に用いられる加硫装置１の一例を示す断面図である。図１において、加硫装置１は、加硫金型２とブラダー３とを含んで構成される。前記加硫金型２は、下部プレート４に取り付く下の金型部２Ｌと、昇降移動可能な上部プレート５に取り付く上の金型部２Ｕとを有する。なお下部プレート４は、例えばプレス機のテーブル台（図示しない）等に支持される。また上部プレート５は、本例ではプレス機の例えば昇降台９に、シリンダ１０を介して保持される。即ち本例では、昇降台９自体が昇降移動するとともに、上部プレート５は前記昇降台９に対して相対的に昇降移動しうる。

前記下の金型部２Ｌは、本例では、生タイヤＴの下ビード部を成形する下ビードリング６Ｌと、生タイヤＴの下サイドウォール部を成形する下サイドモールド７Ｌとを具える。

また上の金型部２Ｕは、生タイヤＴの上ビード部を成形する上ビードリング６Ｕと、生タイヤＴの上サイドウォール部を成形する上サイドモールド７Ｕと、生タイヤＴのトレッド部を成形するトレッドモールド８とから形成される。なおトレッドモールド８は、周方向に分割される複数のトレッドセグメント８Ａからなり、各トレッドセグメント８Ａは、前記上部プレート５に、タイヤ半径方向に移動可能に支持される。また昇降台９には、下降の際、各トレッドセグメント８Ａを半径方向内側に移動させるアクチェータ１１が取り付く。

前記加硫金型２の中心位置には、ブラダー３を有するブラダー中心機構１２が配される。本例のブラダー中心機構１２は、前記ブラダー３と、このブラダー３の下開口部を保持しかつ下の金型部２Ｌを介して下部プレート４に支持される下のクランプリング１３Ｌと、前記下部プレート４に昇降手段１４（例えばシリンダ）を介して昇降移動可能に取り付けられるセンタポスト１５と、前記ブラダー３の上開口部を保持しかつ前記センタポスト１５の上端部に取り付けられる上のクランプリング１３Ｕとを具える。

次に、加硫シェーピング方法は、図２、３に示すように、生タイヤ投入工程Ｓ１と、生タイヤ保持工程Ｓ２と、金型閉工程Ｓ３とを具える。

前記生タイヤ投入工程Ｓ１（図２（Ａ）に示す）では、上下の金型部２Ｕ、２Ｌが離間する金型開状態Ｙ１において、予め形成された生タイヤＴを、周知のローダ１７等を用いて下の金型部２Ｌ上に投入する。

前記生タイヤ保持工程Ｓ２（図２（Ｂ）に示す）では、前記ブラダー３を第１シェーピング内圧Ｐａにて膨張させる。これにより、前記投入された生タイヤＴの内面をブラダー３によって押圧し、生タイヤＴを内側から支えて垂直に保持する。

前記金型閉工程Ｓ３（図３（Ａ）〜（Ｃ）に示す）では、前記上の金型部２Ｌを下降させ、上下の金型部２Ｕ、２Ｌを閉じて金型閉状態Ｙ３とする。

具体的には、上の金型部２Ｕは、以下のような金型閉動作を行う。
（Ａ）まず、上の金型部２Ｕは、待機位置（図示しない）から、上の金型部２Ｕが生タイヤＴと接触を開始する接触開始時Ｑ１（図３（Ａ）に示す）をへて、トレッドセグメント８Ａが下部プレート４上に到達する到達時Ｑ２（図３（Ｂ）に示す。）まで下降する。
（Ｂ）その後、該トレッドセグメント８Ａが上下サイドモールド７Ｕ、７Ｌと当接して上下の金型部２Ｕ、２Ｌを閉じる金型全閉時Ｑ３（図３（Ｃ）に示す。）まで、トレッドセグメント８Ａは下部プレート４上を半径方向内側にスライド移動する。なお前記到達時Ｑ２と金型全閉時Ｑ３とが、ほぼ同時に起こるように金型閉動作させることもできる。

そして前記金型閉工程Ｓ３では、少なくとも金型閉状態Ｙ２となる前に、前記ブラダー３の内圧を前記第１シェーピング圧Ｐａよりも低い設定圧Ｐｂまで減圧する減圧ステップ２０が行われる。しかもこの減圧ステップ２０では、前記接触開始時Ｑ１よりも前に減圧が開始される。

減圧の方法としては、特に規制されることがなく、例えば、第１シェーピング用圧縮空気のブラダー３への供給を遮断するとともに、ブラダー３からの配管に排気弁を設けてブラダー３内の圧縮空気を大気中に排気する、或いはバキュームによって真空引きすることで減圧することができる。

図４に、工程Ｓ１〜Ｓ３中におけるブラダー３の内圧の変化の状況が示される。同図に示すように、生タイヤ投入工程Ｓ１の後、ブラダー３内に第１シェーピング内圧Ｐａが充填される。これによりブラダー３が膨張し、生タイヤＴが保持される。第１シェーピング内圧Ｐａとしては、従来と同様、４０〜７０kPaの範囲が好適に採用しうる。

また減圧ステップ２０により、前記接触開始時Ｑ１よりも前に、ブラダー３の減圧が開始される。そしてブラダー３の内圧は、第１シェーピング内圧Ｐａから設定圧Ｐｂまで減少し、その後、設定圧Ｐｂの状態に維持される。前記設定圧Ｐｂは、５〜２５kPaであることが好ましい。本発明では、ブラダー３の内圧が、圧力制御等の影響によって前記設定圧Ｐｂの状態において変動することは許容される。この内圧変動は、前記範囲内であるのが好ましい。なお圧力制御としては、ブラダー３の内圧をセンサによって検出し、そのセンサ出力に基づいて排気弁等による排気動作を自動制御するのが好ましい。

なお減圧ステップ２０では、ブラダー３の内圧が、少なくとも金型全閉時Ｑ３までに設定圧Ｐｂに達していることが必要であり、特に、前記到達時Ｑ２までに設定圧Ｐｂに達しているのが好ましい。

このような減圧ステップ２０を設けることにより、金型閉工程Ｓ３における生タイヤＴの膨張を抑えることができ、金型が全閉するときのゴム噛みを抑制しうる。また接触開始時Ｑ１よりも前に減圧が開始されるため、減圧時間を十分に確保でき、生産効率の低下を防止できる。しかも、いったん生タイヤＴが膨らんでしまった場合、その後ブラダー３の内圧を減じてもブラダー３のみが縮もうとして生タイヤＴが適正に縮まない傾向となるが、接触開始時Ｑ１よりも前に減圧を開始することで、これを抑制しうる。なお生タイヤＴの膨張を抑えることで、ＦＶにおける例えば９次等の高次成分波形に対して改善効果が見られる。

前記設定圧Ｐｂが２５kPaを上回ると、ゴム噛みの抑制効果が十分に発揮されない傾向となる。逆に５kPaを下回ると、図５に誇張して示すように、圧力不足によって生タイヤＴが加硫金型２内で下方に倒れ込み、トレッドセグメント８Ａと下サイドモールド７Ｌとの間にゴム噛みが発生する傾向を招く。またブラダー３と生タイヤＴとの間に空気が入り込んで、空気溜まりを招く恐れが生じる。従って、設定圧Ｐｂの下限は、１０kPa以上がより好ましく、また上限は２０kPa以下がより好ましい。なお設定圧Ｐｂと第１シェーピング内圧Ｐａとの差（Ｐａ−Ｐｂ）は、３０kPa以上が好ましい。

また減圧ステップ２０では、接触開始時Ｑ１におけるブラダー３の内圧Ｐｑが１５kPa以上であるのも好ましい。もし内圧Ｐｑが１５kPaを下回ると、生タイヤＴが精度良く保持されず、生タイヤＴに倒れや位置ずれが発生してユニフォーミティに悪影響を与える。そのため前記内圧Ｐｑは、２０kPa以上がより好ましい。なお減圧は、生タイヤＴの上ビード部から上ビードリング６Ｕまでの高さＨ（図２（Ｂ）に示す。）が２５０mm以下となる位置にて開始するのが好ましい。前記高さＨが２５０mmを超える、即ち減圧の開始が早すぎると、生タイヤＴに倒れや位置ずれが発生してユニフォーミティに悪影響を与える傾向を招く。

また金型閉工程Ｓ３では、図４に示すように、金型全閉時Ｑ３の後、ブラダー３の内圧を、前記設定圧Ｐｂから前記第１シェーピング圧Ｐａよりも高い第２シェーピング圧Ｐｃまで加圧する第２シェーピングステップ２１を含むことが好ましい。その理由は、以下の通りである。前記減圧ステップ２０による減圧に起因して、金型閉状態Ｙ２において、生タイヤＴと加硫金型２との接触圧が低下する。そのため、タイヤサイズやタイヤ形状によっては、生タイヤＴと加硫金型２とが接触しない場所が発生する。このような状態で加硫を開始した場合、接触している場所から接触していない場所にゴムが不均一に流動してしまい、タイヤのユニフォーミティに悪影響を与える。そのため、加硫開始前に、第２シェーピングステップ２１を行い、生タイヤＴを加硫金型２に密着させることで、前記ゴム流れを防止するのである。第２シェーピング圧Ｐｃとしては、６０〜１５０kPaの範囲が好ましい。なお第２シェーピング圧Ｐｃの第１シェーピング圧Ｐａとの差（Ｐｃ−Ｐａ）は２０〜８０kPaが好ましい。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

本発明の効果を確認するため、図１に示す加硫装置を用い、かつ表１の仕様に基づき、空気入りタイヤ（タイヤサイズ１４５／８０Ｒ１３）の加硫シェーピングを行うとともに、そのときのタイヤのゴム噛みの発生状況、ユニフォーミティ、及びタイヤ内腔面におけるデントの有無についてテストした。表１に記載以外は実質的に同仕様であり、金型閉工程における減圧ステップ及び第２シェーピングステップのみ相違している。なお減圧ステップを行わない場合を比較例１として、実施例と比較している。

（１）ゴム噛み性：
各５００本の試作タイヤに対し、トレッドセグメントとサイドモールドとの間におけるゴム噛みの発生の有無を、目視検査によって確認した。そしてゴム噛みが生じたタイヤの発生率を、比較例を１００とする指数で評価している。数値が小な方が、ゴム噛みが少なく優れている。

（２）ユニフォーミティ：
ドラム試験機を用い、ＪＡＳＯ Ｃ６０７：２０００のユニフォミティ試験条件に準拠して、ラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ）を計測した。評価速度は、１０ｋｍ／ｈである。結果は、比較例１を１００とした指数で評価している。数値が小な方が、ユニフォーミティが小さく優れている。

（３）タイヤ内腔面におけるデント：
タイヤとブラダーとの間の空気溜まりに原因するタイヤ内腔面のデント（凹み）の発生の有無を、目によって確認した。

表に示すように、金型閉時における生タイヤのゴム噛みを抑制し、タイヤの外観品質を向上させうるのが確認できる。

１加硫装置
２加硫金型
２Ｕ、２Ｌ上下の金型部
３ブラダー
２０減圧ステップ
２１第２シェーピングステップ
Ｑ１接触開始時
Ｓ１生タイヤ投入工程
Ｓ２生タイヤ保持工程
Ｓ３金型閉工程
Ｔ生タイヤ
Ｙ１金型開状態
Ｙ２金型閉状態

Claims (5)

1. 上下の金型部を有する加硫金型、及びブラダーを含む加硫装置を用いて生タイヤを加硫シェーピングする空気入りタイヤの加硫シェーピング方法であって、
   前記上下の金型部が離間する金型開状態にて、生タイヤを前記下の金型部上に投入する生タイヤ投入工程と、
   前記ブラダーを第１シェーピング内圧Ｐａにて膨張させ、投入された生タイヤの内面を押圧することにより生タイヤを保持する生タイヤ保持工程と、
   前記上の金型部を下降させ、上下の金型部を閉じて金型閉状態とする金型閉工程とを具えるとともに、
   前記金型閉工程は、少なくとも金型閉状態となる前に、前記ブラダーの内圧を前記第１シェーピング圧Ｐａよりも低い設定圧Ｐｂまで減圧する減圧ステップを含み、しかも該減圧ステップは、前記上の金型部の下降において該上の金型部が生タイヤと接触を開始する接触開始時よりも前に減圧を開始することを特徴とする空気入りタイヤの加硫シェーピング方法。
2. 前記減圧ステップにおける前記設定圧Ｐｂは、５〜２５kPaであることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤの加硫シェーピング方法。
3. 前記生タイヤ保持工程における前記第１シェーピング圧Ｐａは、４０〜７０kPaであることを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤの加硫シェーピング方法。
4. 前記減圧ステップにおいて、前記上の金型部と生タイヤとの接触開始時におけるブラダーの内圧Ｐｑは、１５kPa 以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の空気入りタイヤの加硫シェーピング方法。
5. 前記金型閉工程は、前記上下の金型部が閉じた後、ブラダーの内圧を、前記設定圧Ｐｂから前記第１シェーピング圧Ｐａよりも高い第２シェーピング圧Ｐｃまで加圧する第２シェーピングステップを含むことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の空気入りタイヤの加硫シェーピング方法。
   

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