JP2016022688A - タイヤ加硫用ブラダ - Google Patents

Abstract

【課題】簡便に、加硫したタイヤのビード部分の成形精度を向上させるとともにブラダ寿命を延ばし、かつ、グリーンタイヤの加硫時間の長期化を回避できるタイヤ加硫用ブラダを提供する。
【解決手段】ブラダ１の円筒部２の筒軸方向両端に連接される円環状端面部４の内側面に、内側に突出する円環状突起５が設けられ、円環状端面部４では、円環状突起５の部分が相対的に厚肉であるとともに、円環状突起５の外周側領域６ａおよび内周側領域６ｂは実質的に一定の厚さに設定されていて、この円環状突起５の部分の厚さＴは、その外周側領域６ａの厚さｔ１および内周側領域６ｂの厚さｔ２の１５０％以上３００％以下であり、このブラダ１が膨張した際に、グリーンタイヤＧのビード部Ｇｂに、円環状突起５に相当する部分が当接する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、タイヤ加硫用ブラダに関し、さらに詳しくは、簡便に、ビード部分の成形精度を向上させてタイヤを加硫することができるとともにブラダ寿命を延ばすことができ、かつ、加硫時間の長期化を回避できるタイヤ加硫用ブラダに関するものである。

タイヤの加硫工程では、タイヤ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加熱媒体、加圧媒体を注入してブラダを膨張させてグリーンタイヤを加圧および加熱して加硫する。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。

グリーンタイヤのビード部は他の部分に比して著しく硬い（剛性が高い）。そのため、膨張するブラダが加圧しても、ビード部を予め設定された形状に精度よく成形することは容易ではない。また、膨張してグリーンタイヤを加圧するブラダにおいては、ビード部に当接する部分が他の部分に比して大きな反力を受ける。加えて、グリーンタイヤでは他の部分に比してビード部に硫黄の含有量が多いゴムが使用されることがあるので、ブラダのビード部に当接する部分には、グリーンタイヤから硫黄が移行して硬化し易くなる。即ち、グリーンタイヤのビード部に当接するブラダの部分は、加硫する度に繰り返し大きな反力を受けるとともに、移行する硫黄の影響によって劣化し易いという問題がある。

グリーンタイヤのビード部を精度よく予め設定された形状にするために、膨張した際にビード部に当接するブラダの部分を、内側から剛性体で支える構造の加硫装置が提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、このような剛性体を設けるには、加硫装置の構造が複雑になり、装置のコストも増大する。

一方、グリーンタイヤのビード部に当接するブラダの部分を厚肉にすることが提案されている（特許文献２参照）。しかしながら、特許文献２で提案されているブラダでは、その他の部分も厚肉に形成されている。具体的には、アッパーリングと上ビードリングとの嵌合部分に対応する部分に至る部分も厚肉増加部になっている（段落００１９、図３参照）。そのため、ブラダのビード部に対する熱伝導性が低下しグリーンタイヤの加硫時間が延びるというデメリットがある。

特開２０１０−２６９５５４号公報 特開２００５−４１１７０号公報

本発明の目的は、簡便に、ビード部分の成形精度を向上させてタイヤを加硫することができるとともにブラダ寿命を延ばすことができ、かつ、加硫時間の長期化を回避できるタイヤ加硫用ブラダ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、円筒部と、この円筒部の筒軸方向両端に連接される円環状端面部と、この円環状端面部の内周縁に連接される相対的に厚肉のクランプ部とを備えたタイヤ加硫用ブラダにおいて、膨張した際に加硫するグリーンタイヤのビード部に当接する前記円環状端面部の内側面に、内側に突出する円環状突起が設けられ、前記円環状端面部では、前記円環状突起の部分が相対的に厚肉であるとともに、前記円環状突起の外周側領域および内周側領域は実質的に一定の厚さに設定され、前記円環状突起の部分の厚さが、この円環状突起の外周側領域および内周側領域の厚さの１５０％以上３００％以下であることを特徴とする。

本発明によれば、膨張した際に加硫するグリーンタイヤのビード部に当接するブラダの円環状端面部の内側面に、内側に突出する円環状突起が設けられているので、ブラダの円環状突起が設けられている部分は相対的に剛性が高くなる。これに伴って、硬いビード部であっても十分に加圧することができるので、簡便な構成でありながら、ビード部の成形精度を向上させることができる。

また、ビード部に当接するのは、円環状端面部の厚肉になっている部分なので、グリーンタイヤから硫黄が移行しても、致命的な劣化に至るまでの時間が長くなる。

さらには、円環状端面部では、円環状突起の部分が相対的に厚肉であるとともに、円環状突起の外周側領域および内周側領域は実質的に一定の厚さに設定され、前記円環状突起の部分の厚さが、この円環状突起の外周側領域および内周側領域の厚さの１５０％以上３００％以下であるので、加硫時間に対する影響を最小限に抑えることができる。

本発明のタイヤ加硫用ブラダを例示する筒軸方向断面図である。 図１のＡ矢視図である。 図１の円環状端面部が膨張変形している状態を例示する説明図である。 本発明のブラダを用いてグリーンタイヤを加硫している工程を縦断面視（筒軸方向断面視）で例示する説明図である。 図４の一部拡大図である。

以下、本発明のタイヤ加硫用ブラダ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、加硫ゴムによって樽形状に形成されていて、円筒部２と、円筒部２の筒軸方向両端に連接される円環状端面部４と、この円環状端面部４の内周縁に連接されるクランプ部７とを備えている。クランプ部７は、円筒部２の壁厚や円環状端面部４（後述する円環状突起５を除く部分）の厚さよりも厚肉になっている。円筒部２の壁厚は例えば、３ｍｍ〜２０ｍｍ、好ましくは３ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。

図１、図２は、ブラダ１に強制的な外力が作用していない中立状態を示している。図面では円筒部２の筒軸方向をＺ方向矢印で示し、筒軸心を符号ＣＬで示している。

この実施形態では、円筒部２を構成する円周壁３が筒軸方向断面視で筒軸心ＣＬに平行になっている。円環状端面部４は、筒軸方向断面視で筒軸方向外側に向かって突出する１つの弧状を有している。

このブラダ１は図３に例示するように、円環状端面部４の内側面４ａに、内側に突出する円環状突起５が設けられている。円環状端面部４では、円環状突起５の部分が相対的に厚肉になっていて、円環状突起５の外周側領域６ａおよび内周側領域６ｂは相対的に薄肉であり実質的に一定の厚さに設定されている。

さらに、円環状突起５の部分の厚さＴは、この円環状突起５の外周側領域６ａの厚さｔ１および内周側領域６ｂの厚さｔ２の１５０％以上３００％以下になっている。円環状突起５の外周側領域６ａと内周側領域６ｂとは同じ厚さにすることも、異なる厚さにすることもできる。ｔ１とｔ２とが異なる場合、円環状突起５の部分の厚さＴは、ｔ１とｔ２の内、小さい方の厚さの１５０％以下であり、ｔ１とｔ２の内、大きい方の厚さの３００％以下である。この厚さｔ１およびｔ２は、概ね円筒部２の壁厚と同じである。

このブラダ１は、円環状突起５の外周側領域６ａおよび内周側領域６ｂが相対的に薄肉になっているので、円環状突起５との境界Ｐ１、Ｐ２では円環状端面部４の厚さが変化することになる。そのため、ブラダ１の内部に加熱媒体Ｈや加圧媒体が注入されてブラダ１が膨張すると、それぞれの境界Ｐ１、Ｐ２を起点として、円環状端面部４は外側に回転するように膨張変形し易くなる。

このブラダ１は、図４に例示するように空気入りタイヤを加硫するタイヤ加硫装置８に組み込まれる。このタイヤ加硫装置８には、ブラダ１を保持する円盤状の上下のクランプ保持部１０、１０を有する中心機構９と、ブラダ１の内部の真空引きする真空ポンプ１２とが設けられている。

中心機構９のセンターポストには、ブラダ１の内部に加熱媒体Ｈ（スチーム等）や加圧媒体を注入する注入口と、ブラダ１の内部の加熱媒体Ｈや加圧媒体をブラダ１の外部に排出する排出口とが設けられている。図４では、内部に加熱媒体Ｈや加圧媒体が注入されて膨張しているブラダ１が、タイヤモールド１１ａ〜１１ｃの中でグリーンタイヤＧの内面を加圧するとともに加熱してグリーンタイヤＧを加硫している。この実施形態では、タイヤモールド１１ａ〜１１ｃは、周方向に複数に分割された環状のセクタ１１ａと、上側に配置される環状のサイドプレート１１ｂと、下側に配置される環状のサイドプレート１１ｃとで構成されている。

このブラダ１を用いてグリーンタイヤＧを加硫するには、タイヤモールド１１ａ、１１ｂ、１１ｃを閉型した状態でブラダ１の内部に注入口から加熱媒体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から注入する。

次いで、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、加硫した後は、上側のサイドプレート１１ｂを上方移動させてタイヤモールド１１ａ〜１１ｃを開型する。次いで、真空ポンプ１２を稼働させて排出ラインを通じて、ブラダ１の内部を真空引きしてブラダ１を収縮させ、加硫したタイヤをタイヤ加硫装置８から取り出す。

加硫工程では膨張したブラダ１は、図５に例示するようにグリーンタイヤＧの内面を加圧し、タイヤモールド１１ａ、１１ｂ、１１ｃにグリーンタイヤＧの外面を加圧しつつ加熱する。本発明のブラダ１は、上述したように、円環状端面部４では、円環状突起５の部分が相対的に厚肉になっていて、円環状突起５の外周側領域６ａおよび内周側領域６ｂは相対的に薄肉であり実質的に一定の厚さに設定されている。そして、円環状突起５に対応する円環状端面部４の外側面５ａが、グリーンタイヤＧのビード部Ｇｂに当接する。尚、ビード部Ｇｂとは、ビードｂｄおよびビードフィラｂｆが存在している部分である。

即ち、ビード部Ｇｂには円環状端面部４の相対的に厚肉の部分（剛性が高い部分）が当接するので、グリーンタイヤＧの中で硬いビード部Ｇｂであっても十分に加圧することができる。加えて上述したように、円環状端面部４は境界Ｐ１、Ｐ２を起点として外側に回転するように膨張変形し易いので、ブラダ１を過大な内圧にしなくても、ビード部Ｇｂの内面形状に沿って変形してビード部Ｇｂを十分に加圧することができる。それ故、簡便な構成でありながら、ビード部Ｇｂの成形精度を向上させることが可能になる。

また、ビード部Ｇｂに当接するのは、円環状端面部４の厚肉になっている部分なので、グリーンタイヤＧから硫黄が移行しても、致命的な劣化に至るまでの時間が長くなる。それ故、加硫する度にグリーンタイヤＧから硫黄が移行する環境下にありながら、ブラダ１の寿命を延ばすには有利になる。

ブラダ１の厚さが大きいと熱伝導性が低下して、加熱媒体の熱がグリーンタイヤＧに伝わり難くなるので加硫時間の長期化につながる。そこで、本発明のブラダ１は、円環状突起５の外周側領域６ａおよび内周側領域６ｂを相対的に薄肉にして実質的に一定の厚さに設定している。そのため、ビード部Ｇｂには、相対的に薄肉の円環状突起５の外周側領域６ａおよび内周側領域６ｂからも加熱媒体の熱が伝わる。したがって、円環状突起５を設けながらもグリーンタイヤＧの加硫時間が長期化することを最小限に抑えることが可能になっている。

円環状端面部４において、円環状突起５の部分の厚さが、その外周側領域６ａおよび内周側領域６ｂの厚さの１５０％未満であると、ブラダ１の寿命を延ばす効果が小さくなる。一方、３００％超であると、グリーンタイヤＧの加硫時間が相当に長期化する。それ故、本発明では、円環状端面部４の円環状突起５の部分の厚さＴは、その外周側領域６ａの厚さｔ１および内周側領域６ｂの厚さｔ２の１５０％以上３００％以下になっている。

円環状突起５はビード部Ｇｂの全域に相当する部分に配置してもよいが、グリーンタイヤＧのフィニッシング部に相当する部分にのみ配置することもできる。このフィニッシング部とはビード部Ｇｂの中で、他の部分に比して硫黄の含有量が多いゴムが配置される部分である。例えば、グリーンタイヤＧの内面において、ビードｂｄの最内周側位置からビードフィラｂｆの半径方向中間位置程度の範囲がフィニッシング部となる。

ブラダ１をこのような仕様にすることで、グリーンタイヤＧからの硫黄の移行による劣化を効果的に遅らせつつ、グリーンタイヤＧの加硫時間の長期化をより厳格に抑制することができる。

加硫して製造されるタイヤの内面形状は、予め所定形状に設定されているが、円環状突起５に対応する円環状端面部４の外側面５ａの形状を、このタイヤの内面形状と同じ形状に形成しておくとよい。これにより、グリーンタイヤＧのビード部Ｇｂを一段と精度よく成形することができる。

本発明のブラダ１は乗用車用タイヤを加硫する場合だけでなく、例えば、トラック、バス用タイヤなど、その他の用途、サイズのタイヤを加硫する際に用いることができる。

表１に示すようにブラダの円環状端面部の仕様（円環状突起の有無、円環状突起の範囲、円環状突起に相当する部分の厚さ）が異なる９種類のブラダサンプル（実施例１〜４、比較例１〜５）を用いて、グリーンタイヤを加硫して同仕様の乗用車用タイヤを製造した。その際にブラダ寿命、加硫時間を評価した。その評価結果を表１に示す。

尚、表１中の円環状突起の範囲について、ビードからビードフィラ中途位置までとは、フィニッシング部のみに円環状突起が配置されていることを意味する。また、表１中の円環状突起の内周側領域、外周側領域に対する厚さ（％）とは、これら領域に対する円環状突起の部分の厚さを百分率で示している。

[ブラダ寿命]
ブラダが使用不可能になるまでに加硫できたグリーンタイヤの本数を測定した。尚、ブラダ寿命はビード部に当接する部分の劣化（硬化）によるものである。比較例１を基準の１００として指数で評価した。数値が大きい程、ブラダ寿命が長いことを示す。

[加硫時間]
同じ温度条件でグリーンタイヤが適切に加硫するまでに要する時間（平均値）を測定した。比較例１を基準の１００として指数で評価した。数値が大きい程、加硫時間が長いことを示す。

表１の結果から、実施例１〜４は、比較例１に対してブラダ寿命を大幅に延ばしながらも加硫時間の長期化を最小限に抑制できることが分かる。

１ タイヤ加硫用ブラダ
２ 円筒部
３ 円周壁
４ 円環状端面部
４ａ 内側面
５ 円環状突起
５ａ 外側面
６ａ 円環状突起の外周側領域
６ｂ 円環状突起の内周側領域
７ クランプ部
８ タイヤ加硫装置
９ 中心機構
１０ クランプ保持部
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ タイヤモールド
１２ 真空ポンプ
Ｇ グリーンタイヤ
Ｇｂ ビード部
ｂｄ ビード
ｂｆ ビードフィラ

Claims (3)

1. 円筒部と、この円筒部の筒軸方向両端に連接される円環状端面部と、この円環状端面部の内周縁に連接される相対的に厚肉のクランプ部とを備えたタイヤ加硫用ブラダにおいて、
   膨張した際に加硫するグリーンタイヤのビード部に当接する前記円環状端面部の内側面に、内側に突出する円環状突起が設けられ、前記円環状端面部では、前記円環状突起の部分が相対的に厚肉であるとともに、前記円環状突起の外周側領域および内周側領域は実質的に一定の厚さに設定され、前記円環状突起の部分の厚さが、この円環状突起の外周側領域および内周側領域の厚さの１５０％以上３００％以下であることを特徴とするタイヤ加硫用ブラダ。
2. 前記円環状突起が前記グリーンタイヤのフィニッシング部に相当する部分にのみ配置される請求項１に記載のタイヤ加硫用ブラダ。
3. 前記円環状突起に対応する前記円環状端面部の外側面の形状が、加硫して製造されるタイヤの予め設定された内面形状と同じ形状に形成されている請求項１または２に記載のタイヤ加硫用ブラダ。

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