JP2017019182A - タイヤ加硫用内型 - Google Patents

Abstract

【課題】内型にスチームを使用しないで空気入りタイヤを加硫するタイヤ加硫用内型であって、空気入りタイヤの性能を従来レベル以上に向上させるようにするタイヤ加硫用内型を提供する。【解決手段】金型内にセットしたグリーンタイヤＴの内側に挿入し、その内部に不活性ガスを圧入することによりグリーンタイヤＴを前記金型の内周面へ押し付けて加硫するのに使用するタイヤ加硫用内型１であって、弾性袋体２と、該弾性袋体２の外周に配置された面状発熱体５を有する環状体４とからなり、前記弾性袋体２が複数の貫通孔３を有し、前記環状体４が複数の突起部６を前記弾性袋体２に向けて有し、前記複数の貫通孔３に前記複数の突起部６が嵌入するとともに、前記面状発熱体５に接続した電気配線７および／または制御用配線が前記突起部６の内部を通って前記弾性袋体２の内部に延在することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、スチームを使用しないで空気入りタイヤを加硫するのに使用するタイヤ加硫用内型に関する。

空気入りタイヤを加硫成形する方法として、金型の内部にグリーンタイヤをセットした後、そのグリーンタイヤの内側にブラダーを挿入し、ブラダーにスチームを圧入することにより、グリーンタイヤを加熱・加圧する加硫成形方法が行われている。しかし、加熱手段としてスチームを使用すると、スチームを製造し稼働させるための設備およびメンテナンスのための費用が高く、さらに熱エネルギーの消費が大きいという課題がある。また加硫機の外部へ放出される熱量も大きく、加硫工場の空調に要するコストも非常に高い。さらに加硫に際しスチームが凝縮して下方に溜まりやすいため、ブラダー内の上下で温度差が生じるという不具合があり、加硫した空気入りタイヤの性能に影響を及ぼす懸念があった。近年、空気入りタイヤの性能を従来レベル以上に向上することが求められており、加硫成形方法を改良することも有効な手段と考えられる。

このため特許文献１は、スチームを使用せずに代わりに加熱した不活性ガスをファンを使用してブラダー内に循環させるタイヤ加硫用内型を提案する。特許文献１に記載されたタイヤ加硫方法は、スチームを使用しないで加硫成形を行うことができるが、加硫した空気入りタイヤの性能を従来レベル以上に改良するには限界があった。

また特許文献２は、スチームを使用せずに金型に電磁誘導発熱体を区画ごとに配設しこれをそれぞれ最適に発熱させる加硫金型の加熱装置を提案する。特許文献２に記載された加熱装置は、加硫されるタイヤの部位に応じた適正な加熱を外側から行うことができるが、金型の熱伝達の応答性が遅く、俊敏な温度変化を実施できないため、加硫した空気入りタイヤの性能を従来レベル以上にするには限界があった。

特開平５−１０４５４２号公報 特開２０１２−２５１２６号公報

本発明の目的は、スチームを使用しないで空気入りタイヤを加硫するタイヤ加硫用内型であって、空気入りタイヤの性能を従来レベル以上に向上させるようにするタイヤ加硫用内型を提供することにある。

上記目的を達成する本発明のタイヤ加硫用内型は、金型内にセットしたグリーンタイヤの内側に挿入し、その内部に不活性ガスを圧入することにより前記グリーンタイヤを前記金型の内周面へ押し付けて加硫するのに使用するタイヤ加硫用内型であって、弾性袋体と、該弾性袋体の外周に配置された面状発熱体を有する環状体とからなり、前記弾性袋体が複数の貫通孔を有し、前記環状体が複数の突起部を前記弾性袋体に向けて有し、前記複数の貫通孔に前記複数の突起部が嵌入するとともに、前記面状発熱体に接続した電気配線および／または制御用配線が前記突起部の内部を通って前記弾性袋体の内部に延在することを特徴とする。

本発明のタイヤ加硫用内型によれば、弾性袋体に不活性ガスを圧入することによりグリーンタイヤを金型の内周面に押し付けるとともに、面状発熱体を有する環状体を弾性袋体とグリーンタイヤとの間に配置し、グリーンタイヤを内側から加熱することにより、内型にスチームを使用せずに、空気入りタイヤを安定的に加硫成形することができる。また面状発熱体の電気配線および制御用配線を環状体の突起部の内部を通して弾性袋体の内部に延在させるようにしたので、グリーンタイヤが電気配線および制御用配線に接しないようにして空気入りタイヤ内周面にこれら配線の痕が型付くことがなくその外観を良好にすることができる。また内側の弾性袋体と外側の環状体とを突起部を介して固定するので、両者の位置を所定の位置関係に効率よく保つことができる。このタイヤ加硫用内型を使用することにより、加硫成形においてスチームの使用に伴う設備・設備メンテナンスを省略化することができ、熱エネルギーの放出を抑制し加硫工場の空調にかかる費用も削減することができる。さらにタイヤを構成する部位ごとに発熱体の加熱温度を調節することにより、加硫する空気入りタイヤの性能を従来レベル以上に向上することができる。

前記突起部は、前記貫通孔に嵌合する胴部と、該胴部の先端に配置され、前記貫通孔の内径よりも大きい直径を有する略円錐型の拡大先端部から構成することができる。

前記貫通孔の縁部の厚さは、該縁部を除いた弾性袋体の本体部の厚さより厚くすることができる。これにより弾性袋体の内部に不活性ガスを圧入して膨張させるとき、貫通孔の内径が大きくなるのを抑制するので、弾性袋体から不活性ガスが漏出しないようにすることができる。

前記発熱体は、前記グリーンタイヤのトレッド部、ビード部から選ばれる少なくとも１つに相当する領域に配置し、独立して加熱温度を調節することができる。金型からの加熱に加え、発熱体をトレッド部、ビード部などのグリーンタイヤの厚さが大きい領域に配置し、グリーンタイヤの内側から加熱することにより、加硫を効率的に行うことができる。またトレッド部、ビード部などタイヤを構成する部位ごとに独立して、加熱温度を調節することにより、構成部位の大きさ（厚さ、加熱面積の広さ）や未加硫ゴム組成物や補強部材の性状を考慮した加硫条件を設定し、加硫した空気入りタイヤの性能を従来レベル以上に向上することができる。

本発明のタイヤ加硫用内型は、グリーンタイヤの部位ごとに内側から加熱温度を調節して加硫するので、高品質の空気入りタイヤを安定的に製造することができる。またスチームを使用しないので設備・設備メンテナンスを省略化することができ、熱エネルギーの放出を抑制し加硫工場の空調にかかる費用も削減することができる。

本発明のタイヤ加硫用内型の実施形態の一例を子午線方向断面で模式的に示す説明図である。 図２のタイヤ加硫用内型をグリーンタイヤに挿入した実施形態の一例を模式的に示す説明図である。 （ａ）は弾性袋体の貫通孔および環状体の突起部を分離した形態、（ｂ）は貫通孔に突起部を嵌入した実施形態の一例を模式的に示す説明図であり、（ｃ）は別の実施形態の一例を示す図３（ｂ）に相当する説明図である。 本発明のタイヤ加硫用内型を構成する面状発熱体であって、トレッド部に相当する領域に当接する面状発熱体内部の電熱線の配置形態の一例を模式的に示す説明図である。 ビード部に相当する領域に当接する面状発熱体内部の電熱線の配置形態の一例を模式的に示す図４に相当する説明図である。 サイド部に相当する領域に当接する面状発熱体内部の電熱線の配置形態の一例を模式的に示す図４に相当する説明図である。 グリーンタイヤに挿入したタイヤ加硫用内型の実施形態の他の一例を模式的に示す説明図である。

以下、本発明のタイヤ加硫用内型を図に示した実施形態に基づいて説明する。このタイヤ加硫用内型は、スチームを使用しないでグリーンタイヤを加硫成形するのに用いる。

図１は、タイヤ加硫用内型１の構成を模式的に示す説明図である。タイヤ加硫用内型１は、図２に示すように金型１１内にセットしたグリーンタイヤＴの内側に挿入し、その内部に不活性ガスを圧入することによりグリーンタイヤＴを金型１１の内周面へ押し付けて加硫するのに使用する。金型１１は、従来のスチームを使用したブラダー加硫と同じものを使用することができ、金型の加熱手段、分割数等を同じにすることができる。弾性袋体２は、

タイヤ加硫用内型１は、弾性袋体２および環状体４からなる。弾性袋体２は、実質的にスチームを充填するブラダーと同じでよいが、本明細書では不活性ガスを充填することから「弾性袋体」と呼ぶ。弾性袋体２の内部に不活性ガスを充填することにより、弾性袋体２が膨張しブラダーと同様にグリーンタイヤを金型の内周面に押し付けることができる。また弾性袋体２の内部から不活性ガスを排出することにより、弾性袋体２および環状体４がすぼまり、グリーンタイヤの内部へのタイヤ加硫用内型１の出し入れを容易に行うことができる。弾性袋体２は、所定の位置に複数の貫通孔３を有する。図示の例は、８つの貫通孔３を有するが、貫通孔３の数および位置はこの例に限定されるものではない。

環状体４は、弾性袋体２の外周に配置され、少なくとも面状発熱体５および突起部６を有する。タイヤ加硫用内型１は、この面状発熱体５によりグリーンタイヤＴを内側から加熱する。図示の例では、トレッド部、サイド部、ビード部に相当する全領域に面状発熱体５を当接させている。このように不活性ガスを使用して弾性袋体２を膨径させてグリーンタイヤＴを押圧し、面状発熱体５を使用してグリーンタイヤＴを内側から加熱するので、加硫時にスチームを使用する必要がない。このため上述したスチームを使用するための設備・設備メンテナンスを省略化することができ、熱エネルギーの放出を抑制し、かつ加硫工場の空調にかかる費用も削減することができる。またスチームを用いないことにより、グリーンタイヤＴの内側に配置する発熱体として、通電により発熱する面状ヒーターや電熱線等を使用することができる。

本発明のタイヤ加硫用内型１は、環状体４が複数の突起部６を有する。突起部６は、環状体４と一体に形成されてもよいし、突起部６を個別に形成したのち環状体４に固定してもよい。突起部６は、環状体４から弾性袋体２に向けて突出し、弾性袋体２の貫通孔３に嵌入するように配置される。突起部６はその内部に電気配線７および／または制御用配線を通す。電気配線７および制御用配線は、それぞれの一端が面状発熱体５に接続され、他端が弾性袋体２の内部に延在し、加硫成形機の中心機構などにおいて対応する配線と接続する。このように面状発熱体５の電気配線７および制御用配線を環状体４の突起部６の内部を通して弾性袋体２の内部に延在させるようにしたので、グリーンタイヤＴが電気配線７および制御用配線に接しないようにして空気入りタイヤ内周面にこれら配線の痕が型付くことがなくその外観を良好にすることができる。なお図示の例は、電気配線７だけを模式的に記載したものであり、制御用配線を通してもよいし、またこれらの配線は単線でも複線でもよい。また内側の弾性袋体２と外側の環状体４とを貫通孔３および突起部６を介して固定するので、両者の位置を所定の位置関係に効率よく保つことができる。

図３（ａ）〜（ｃ）に、弾性袋体２の貫通孔３および環状体４の突起部６を拡大して示す。図３（ａ）は弾性袋体２および環状体４を分離して示す説明図である。弾性袋体２の貫通孔３は、その縁部１０の厚さが、この縁部１０を除いた弾性袋体の本体部の厚さより厚くするとよい。貫通孔３の縁部１０の断面形状は、特に限定されるものではなく、図３（ａ）に記載したように三角フラスコの底部を対向させた形態、すなわち厚さ方向の両側に厚さが大きくなる形状、や図３（ｃ）に記載したように弾性袋体２の片側（図示の例では弾性袋体２の内腔側）に厚さを大きくした半楕円形の形状を例示することができる。このように貫通孔３の縁部１０の厚さを大きくするにより他の領域に比べ変形し難くなる。すなわち弾性袋体の内部に不活性ガスを圧入して膨張させるとき、貫通孔の内径が大きくなるのを抑制するので、突起を嵌入した貫通穴から不活性ガスが漏出しないようにすることができる。これにより弾性袋体２を確実に膨張させ、所定の圧力でグリーンタイヤを金型の内周面に押し付けることができる。

また環状体４から立設する突起部６は、拡大先端部８および胴部９で構成される。胴部６ｂは貫通孔３に嵌合する部位であり、胴部９の外径が貫通孔３の内径と同じか少し大きいとよい。拡大先端部８は、胴部９の先端に配置され、貫通孔３の内径および胴部９の外径よりも大きい直径を有するとともに、その断面形状が略円錐型であるとよい。拡大先端部８の断面形状を略円錐型にすることにより、突起部６を貫通孔３に挿入するのを容易にするとともに、突起部６を貫通孔３から抜け難くすることができる。略円錐型の断面形状は特に制限されるものではなく、図３（ａ）に記載したように先端を丸くした円錐形と縁部を丸くした円板を組み合わせた形状にすることができる。或いは図３（ｃ）に記載したように図３（ａ）の形状と比べ、円錐形の頂角をより大きくするとともに元部の円板の厚さをより大きくすることができる。略円錐型の断面形状はこれらの例に限定されるものではなく、図３（ｂ）および（ｃ）に記載したように、貫通孔３に挿入しやすく、かつ貫通孔３を内腔側から密封することができる形状であればよい。

図１において、トレッド部、サイド部およびビード部に相当する領域に、面状発熱体５が配設されている。面状発熱体５としては、特に制限されるものではなく、例えばタイヤ加硫用内型１の表面に面状発熱体を貼り付けたり、タイヤ加硫用内型１の内部に抵抗発熱線材を埋め込んだりすることができる。面状発熱体５としては、例えば２枚のポリエステルフィルムの間に金属箔からなる発熱回路を挟みこんだ面状ヒーター、ポリイミドフィルムヒーター、シリコーンラバーヒーターなどの各種フィルムヒーターを例示することができる。抵抗発熱線材としては、例えば各種電熱線１２、ニクロム線、カンタル線等を利用することができる。

面状発熱体５が電熱線１２を内包するとき、電熱線１２の配置形態を当接するタイヤの領域により変更するとよい。例えばタイヤトレッド部に相当する領域に当接する面状発熱体５は、図４に例示するように、タイヤ周方向に１周する円環状に形成し、その周方向に交差するようにジグザグ状に電熱線１２を配置するとよい。また面状発熱体５は、タイヤ周方向および／またはタイヤ幅方向に複数に分割してもよい。これらの分割数は、タイヤサイズや要求される特性に応じ適宜、決めることができる。

タイヤのビード部に相当する領域に当接する面状発熱体５は、図５に例示するように、ビード部に当接する最大径と最小径を有する円環状に形成し、その最大径と最小径の間をジグザグ状に往復するように電熱線１２を配置するとよい。面状発熱体５は、タイヤ周方向に複数に分割してもよい。これらの分割数は、タイヤサイズや要求される特性に応じ適宜、決めることができる。

タイヤのサイド部に相当する領域に当接する面状発熱体５は、２軸方向の変形に追従するように形成することが好ましい。例えば図６に例示するように、面状発熱体５の内部をより小さな区画で構成し、その区画内をジグザグ状に往復するように電熱線１２を配置するとよい。また隣接する区画同士で、電熱線１２のジグザク方向を互いに異ならせるとよい。これにより弾性袋体２が２軸方向に拡縮するのに追従することができる。面状発熱体５は、タイヤ周方向に複数に分割してもよい。これらの分割数は、タイヤサイズや要求される特性に応じ適宜、決めることができる。また図６に例示した面状発熱体５は、タイヤトレッド部やビード部にも配置することができる。

面状発熱体５を配置する位置は、グリーンタイヤＴを構成する部位のうち、その厚さが大きく、内部温度が上がるのが遅い構成部位にするとよい。例えば図７に例示するように、グリーンタイヤのトレッド部、ビード部に相当する領域に、面状発熱体５を配置するとよい。トレッド部およびビード部を含む複数の領域に面状発熱体５を配置するとき、面状発熱体５は、互いに独立して加熱温度を調節するとよい。加熱する領域の大きさ（グリーンタイヤＴの厚さ、加熱面積の広さ）やグリーンタイヤＴを構成する未加硫ゴム組成物や埋設された補強部材の性状を考慮し、それぞれのタイヤ構成部材に適した加熱条件を設定することにより、各構成部材の性能をより高くすることができる。

またタイヤ加硫用内型１を構成するゴム成分は、特に限定されるものではなく、タイヤ用ゴム組成物を通常、構成するゴム成分であればよい。ゴム成分としては、例えば天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム等を例示することができる。

本発明のタイヤ加硫用内型により得られた空気入りタイヤは、スチームを使用せずに、空気入りタイヤを安定的に加硫成形することができる。このためスチームの使用に伴う設備・設備メンテナンスを省略化することができ、熱エネルギーの放出を抑制し加硫工場の空調にかかる費用も削減することができる。さらにタイヤを構成する部位ごとに発熱体の加熱温度を調節することにより、加硫する空気入りタイヤの性能を従来レベル以上に向上することができる。

また面状発熱体の電気配線および制御用配線を環状体の突起部の内部を通して弾性袋体の内部に延在させるようにしたので、グリーンタイヤが電気配線および制御用配線に接しないようにして空気入りタイヤ内周面にこれら配線の痕が型付くことがなくその外観を良好にすることができる。また内側の弾性袋体と外側の環状体とを突起部を介して固定するので、両者の位置を所定の位置関係に効率よく保つことができる。

１ タイヤ加硫用内型
２ 弾性袋体
３ 貫通孔
４ 環状体
５ 面状発熱体
６ 突起部
７ 電気配線
８ 拡大先端部
９ 胴部
１０ 縁部
１１ 金型
１２ 電熱線
Ｔ グリーンタイヤ

Claims (4)

1. 金型内にセットしたグリーンタイヤの内側に挿入し、その内部に不活性ガスを圧入することにより前記グリーンタイヤを前記金型の内周面へ押し付けて加硫するのに使用するタイヤ加硫用内型であって、弾性袋体と、該弾性袋体の外周に配置された面状発熱体を有する環状体とからなり、前記弾性袋体が複数の貫通孔を有し、前記環状体が複数の突起部を前記弾性袋体に向けて有し、前記複数の貫通孔に前記複数の突起部が嵌入するとともに、前記面状発熱体に接続した電気配線および／または制御用配線が前記突起部の内部を通って前記弾性袋体の内部に延在することを特徴とするタイヤ加硫用内型。
2. 前記突起部が、前記貫通孔に嵌合する胴部と、該胴部の先端に配置され、前記貫通孔の内径よりも大きい直径を有する略円錐型の拡大先端部からなることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫用内型。
3. 前記貫通孔の縁部の厚さが、該縁部を除いた弾性袋体の本体部の厚さより厚いことを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ加硫用内型。
4. 前記面状発熱体が、前記グリーンタイヤのトレッド部、ビード部から選ばれる少なくとも１つに相当する領域に配置され、独立して加熱温度を調節することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫用内型。

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