JP2017226080A

JP2017226080A - 加硫評価用タイヤの製造方法及びタイヤ加硫評価方法

Info

Publication number: JP2017226080A
Application number: JP2016121646A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　元; Hajime Sato; 元佐藤
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2016-06-20
Filing date: 2016-06-20
Publication date: 2017-12-28

Abstract

【課題】タイヤ開発のために費やすタイヤ本数を大幅に削減することを可能にした加硫評価用タイヤの製造方法及びタイヤ加硫評価方法を提供する。【解決手段】未加硫タイヤＧの同一部位に対応する一方で表面形状及び／又は排気構造の異なる複数の金型区画を有し、これら金型区画を周方向に沿って配列したタイヤ加硫用金型２を用いてこれら金型区画に対応する複数種類の成形区画を含む未加硫タイヤＧを加硫する。【選択図】図２

Description

本発明は、加硫評価用タイヤの製造方法及びタイヤ加硫評価方法に関し、更に詳しくは、タイヤ開発のために費やすタイヤ本数を大幅に削減することを可能にした加硫評価用タイヤの製造方法及びタイヤ加硫評価方法に関する。

一般に、空気入りタイヤの加硫時間はタイヤ内部の気泡が消失するまでの最短時間の指標であるブローポイントを基準に決められている。このブローポイントを正確に把握することはタイヤの生産性の向上に寄与することから、ブローポイントの測定（予測）が種々試みられている。

従来、タイヤの総厚さから、特定の近似式を用いて求められた減厚量を減厚した状態で１次元熱伝導・加硫反応度解析を実行することで、最遅加硫カーブを求め、等価加硫度を予測すること、及びこの最遅加硫カーブからブローポイントを予測することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、あくまでもブローポイントの予測方法であることから、当該方法により得られる結果は実際に測定されるブローポイントと誤差が生じることは避けられない。

一方、実際に試験タイヤを用いてブローポイントを測定することも一般的に行われている。しかしながら、この場合、対象とされるタイヤ毎に破壊検査を行う必要があるため、多数のタイヤが無駄になるという欠点がある。また、トレッド部における溝幅や溝深さ等を種々異ならせた条件でブローポイントを測定することも可能であるが、そのような場合には無駄になるタイヤの本数が更に増加することになる。

特開２００５−２１２１５０号公報

本発明の目的は、タイヤ開発のために費やすタイヤ本数を大幅に削減することを可能にした加硫評価用タイヤの製造方法及びタイヤ加硫評価方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の加硫評価用タイヤの製造方法は、未加硫タイヤの同一部位に対応する一方で表面形状及び／又は排気構造の異なる複数の金型区画を有し、これら金型区画を周方向に沿って配列したタイヤ加硫用金型を用いて前記金型区画に対応する複数種類の成形区画を含む未加硫タイヤを加硫することを特徴とするものである。

上記目的を達成するための本発明のタイヤ加硫評価方法は、未加硫タイヤの同一部位に対応する一方で表面形状及び／又は排気構造の異なる複数の金型区画を有し、これら金型区画を周方向に沿って配列したタイヤ加硫用金型を用いて前記金型区画に対応する複数種類の成形区画を含む未加硫タイヤを加硫した後、加硫済みのタイヤを評価することを特徴とするものである。

本発明では、未加硫タイヤの同一部位に対応する一方で表面形状及び／又は排気構造の異なる複数の金型区画を有し、これら金型区画を周方向に沿って配列したタイヤ加硫用金型を用いて金型区画に対応する複数種類の成形区画を含む未加硫タイヤを加硫することにより、加硫条件の異なる複数の成形区画を含んだ加硫済みタイヤを得ることができる。その結果、タイヤ開発のために費やすタイヤ本数を大幅に削減することが可能となる。また、上記の加硫済みタイヤを評価することで、少数のタイヤで多数の加硫条件による影響を把握することが可能となる。

本発明では、タイヤ加硫用金型において、未加硫タイヤの同一部位に当接する各金型区画が加硫条件に影響を与える複数の構成要素を含み、これら構成要素が加硫条件に与える影響の大きさに応じて序列化されていることが好ましい。これにより、タイヤ内部の気泡の発生状況に基づいて、ブローポイントを正確かつ容易に評価することができる。その結果、気泡の発生がなくなる加硫条件を容易に推定することができる。

本発明では、タイヤ加硫用金型において、未加硫タイヤの各部位に当接する金型区画の組み合わせが複数のタイヤ子午線断面上でそれぞれ異なるように配置されていることが好ましい。各部位に当接する金型区画の組み合わせ次第でブローポイントは変化するので、このように金型区画を配置することで、少数のタイヤで多数の組み合わせによる加硫条件を評価することができる。本発明は、特に、セクショナルタイプのモールドに用いることが好適である。

本発明の加硫評価用タイヤの製造方法及びタイヤ加硫評価方法で使用されるタイヤ加硫装置の一例を示す断面図である。本発明の実施形態からなる加硫済みのタイヤの一例を側面視で示す説明図である。本発明の実施形態からなる加硫済みのタイヤの変形例を側面視で示す説明図である。本発明の実施形態からなる加硫済みのタイヤのトレッド部におけるトレッドパターンの一例を示す展開図である。本発明の実施形態からなる加硫済みのタイヤのトレッド部におけるトレッドパターンの変形例を示す展開図である。本発明の実施形態からなる加硫済みのタイヤにおいて気泡が残存した状態のトレッド部の一部を模式的に示す断面図である。本発明の実施形態からなる加硫済みのタイヤの他の変形例を側面視で示す説明図である。

本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の加硫評価用タイヤの製造方法及びタイヤ加硫評価方法で使用されるタイヤ加硫装置の一例を示すものである。図１に示すように、このタイヤ加硫装置１は、未加硫タイヤＧを加硫成形するための金型２を備えている。未加硫タイヤＧは、主にトレッド部、サイドウォール部及びビード部の３つの部位から構成されている。

金型２は、未加硫タイヤＧのサイドウォール部を成形するための上側と下側のサイドプレート３，３と、未加硫タイヤＧのビード部を成形するための上側と下側のビードリング４，４と、未加硫タイヤＧのトレッド部を成形するためのセクターモールド５から構成されている。金型２はそのキャビティ内に回転軸を鉛直方向にして装填された未加硫タイヤＧを加硫成形するようになっている。加硫時において、未加硫タイヤＧの内側には円筒状に成形されたゴム製のブラダー６が挿入される。

ブラダー６の下端部は下側のビードリング４と下側のクランプリング７との間に挟み込まれ、ブラダー６の上端部は鉛直方向に移動自在に構成された上側のクランプリング７と補助リング８との間に挟み込まれている。そのため、閉型時には上側のクランプリング７が図示のような下方位置に配置されることでブラダー６の膨張を許容する一方で、開型時には上側のクランプリング７が上方位置に移動することで未加硫タイヤＧの内側からブラダー６が引き出されるようになっている。

上記タイヤ加硫装置には、ブラダー６の内部に加圧媒体を導入するための不図示の加圧媒体供給手段が設けられており、ブラダー６はその加圧媒体の圧力に基づいて加硫時に未加硫タイヤＧを内側から金型２の内面に向かって押圧するようになっている。加圧媒体としては、例えば、窒素ガスのような不活性ガスやスチームを使用することができる。

一方、上側と下側のサイドプレート３，３及びセクターモールド５の外部には熱源９が配設されている。これら熱源９は、その構造が特に限定されるものではないが、例えば、内部に空洞を設け、該空洞内にスチーム等の加熱媒体を導入するようにした構造を採用することができる。

金型２は複数の金型区画を含んでいる。即ち、金型２を構成するサイドプレート３、ビードリング４及びセクターモールド５の少なくとも１つにおいて複数の金型区画が割り付けられており、これら金型区画はサイドプレート３、ビードリング４、セクターモールド５の周方向に沿って配列されている。例えば、図２に示す態様は、トレッド部を成形するセクターモールド５に適用した例であり、６種の金型区画を割り付けたセクターモールド５を含む金型２を用いて、未加硫タイヤＧを加硫することにより得られた加硫済みのタイヤＴを示している。即ち、図２に示す加硫済みのタイヤＴは、トレッド部においてこれら金型区画に対応する６種の成形区画５０Ａ〜５０Ｆを含んでいる。

本発明は、サイドウォール部及びビード部についても適用することができる。図３に示す態様はサイドプレート３、ビードリング４及びセクターモールド５に適用した例であり、６種の金型区画を割り付けたセクターモールド５と、３種の金型区画を割り付けたサイドプレート３と、６種の金型区画を割り付けたビードリング４とを含む金型２を用いて、未加硫タイヤＧを加硫することにより得られた加硫済みのタイヤＴを示している。即ち、図３に示す加硫済みのタイヤＴは、トレッド部では上記金型区画に対応する６種の成形区画５０Ａ〜５０Ｆと、サイドウォール部では上記金型区画に対応する６種の成形区画３０Ａ〜３０Ｃと、ビード部では上記金型区画に対応する６種の成形区画４０Ａ〜４０Ｆとを含んでいる。

金型区画はそれぞれ異なる表面形状及び／又は排気構造を有している。例えば、図４に示す態様はトレッド部を成形するセクターモールド５に適用した例である。図４に示す加硫済みのタイヤＴは、３種の金型区画を割り付けたセクターモールド５を含む金型２を用いて未加硫タイヤＧを加硫することにより製造され、これら金型区画に対応する成形区画５０Ａ〜５０Ｃに３種のトレッドパターンが形成されたものである。具体的には、タイヤ周方向に延びる２本の主溝により区画された３つの陸部にタイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝を有するトレッドパターンと、タイヤ周方向に延びるジグザグ形状の４本の主溝とタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝により区画されたセンターリブ及び複数列のブロックを有するトレッドパターンと、タイヤ周方向に延びる５本の周方向溝とタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝により区画された複数のブロック列を有するトレッドパターンとが１つのタイヤＴのトレッド部に割り付けられている。

一方、図５に示す加硫済みのタイヤＴは、３種の金型区画を割り付けたセクターモールド５を含む金型２を用いて未加硫タイヤＧを加硫することにより製造されたものである。金型区画に形成されたベントホールに基づいて、これら金型区画に対応する成形区画５０Ａ〜５０Ｃに複数のスピュー片１０が形成され、各成形区画でスピュー片（ベントホール）の相互間隔が異なっている。具体的には、各ブロック内に、スピュー片１０が８箇所形成されたトレッドパターンと、６箇所形成されたトレッドパターンと、４箇所形成されたトレッドパターンとが１つのタイヤＴのトレッド部に割り付けられている。本発明では、図４の態様と図５の態様を組み合わせて、金型区画が異なる表面形状及び排気構造を有するように構成することもできる。

上記加硫評価用タイヤの製造方法及びタイヤ加硫評価方法において、未加硫タイヤＧの同一部位に対応する一方で表面形状及び／又は排気構造の異なる複数の金型区画を有し、これら金型区画を周方向に沿って配列したタイヤ加硫用金型を用いて金型区画に対応する複数種類の成形区画を含む未加硫タイヤＧを加硫することにより、加硫条件の異なる複数の成形区画を含んだ加硫済みのタイヤＴを得ることができる。その結果、タイヤ開発のために費やすタイヤ本数を大幅に削減することが可能となる。また、加硫済みのタイヤＴを評価することで、少数のタイヤで多数の加硫条件による影響を把握することが可能となる。

本発明では、タイヤ加硫用の金型２において、未加硫タイヤＧの同一部位に当接する各金型区画が加硫条件に影響を与える複数の構成要素を含み、これら構成要素が加硫条件に与える影響の大きさに応じて序列化されていると良い。加硫条件に影響を与える複数の構成要素として、例えば、トレッド部ではブロックやベントホール等が該当し、サイドウォール部では文字、図形、記号等からなる標章等の装飾やベントホール等が該当し、ビード部では外形の輪郭や表面模様等が該当する。より具体的には、主溝の太さや深さ、溝壁の傾斜角度、ブロックの長さや幅、深さ、サイプの深さや密度、材質及びサイプの付け根の構造等が、トレッド部における加硫速度に影響する金型側の因子である。また、ベントホールや文字、図形、記号等からなる標章等の装飾は、特に加硫初期の付型時期のゴム流動や金型表面の滑り、ゴムの巻きこみ等に関係し、金型と未加硫タイヤの組み合わせに依存し、サイドウォール部における加硫速度に影響する因子である。

図６に示す加硫済みのタイヤＴは、トレッド部においてブロックの幅Ｗを設定した金型区画を割り付けたセクターモールド５を含む金型２を用いて未加硫タイヤＧを加硫することで得られ、前述の金型区画に対応する成形区画５０に複数のブロックｂ１〜ｂ３が形成されたものである。図６に示すように、幅Ｗの異なるブロックがその幅Ｗに応じて段階的に配列されている。幅Ｗが広いブロックほどブロック中心部への熱伝導が遅れ加硫反応が進みにくい。その為に気泡Ｂが発生し易く、気泡Ｂの発生面積が大きい。また、気泡Ｂの発生する境界が幅Ｗ１のブロックｂ１と幅Ｗ２のブロックｂ２の間であることが分かる。このように構成要素が気泡の発生しやすさに応じて序列化されることで、タイヤ内部の気泡Ｂの発生状況に基づいて、ブローポイントを正確かつ容易に評価することができる。その結果、気泡の発生がなくなる加硫条件を容易に推定することができる。

図７は実施形態からなる加硫済みのタイヤの他の変形例を示すものである。図７に示す加硫済みのタイヤＴは、２種の金型区画がそれぞれ割り付けられたサイドプレート３、ビードリング４及びセクターモールド５を含む金型２を用いて未加硫タイヤＧを加硫することにより製造されたものである。また、加硫済みのタイヤＴは、トレッド部では上記金型区画に対応する２種の成形区画５０Ａ，５０Ｂと、サイドウォール部では上記金型区画に対応する２種の成形区画３０Ａ，３０Ｂがそれぞれ周方向に反復的に配置された構造を有する。即ち、タイヤ子午線断面上で各部位の金型区画の組み合わせがそれぞれ異なる構造を有する。図７の態様は１本のタイヤでＰ１〜Ｐ８の８通りの金型区画の組み合わせを有する例であり、８本のタイヤで８通りの金型区画の組み合わせを有するタイヤを製造する場合と比較して、製造コストを大幅に低減することができる。このように金型区画を配置することで、少数のタイヤで多数の組み合わせによる加硫条件を評価することができる。特に、セクショナルタイプのモールドに用いることが好適である。

上述した実施形態では、製造上、周方向に等分に割り付けることが容易であることから、サイドプレート３、ビードリング４及びセクターモールド５の周方向に等分に割り付けた成形区画３０，４０，５０について説明したが、本発明では必ずしも周方向に等分に割り付けなくとも良い。また、本発明は図２〜７の態様に限定されるものではなく、所望の加硫評価用タイヤに応じて金型区画の割り付け数やトレッドパターンを任意に設定することができる。

２金型
３０，４０，５０成形区画
Ｇ未加硫タイヤ
Ｔ加硫済みのタイヤ

Claims

未加硫タイヤの同一部位に対応する一方で表面形状及び／又は排気構造の異なる複数の金型区画を有し、これら金型区画を周方向に沿って配列したタイヤ加硫用金型を用いて前記金型区画に対応する複数種類の成形区画を含む未加硫タイヤを加硫することを特徴とする加硫評価用タイヤの製造方法。
前記タイヤ加硫用金型において、前記未加硫タイヤの同一部位に当接する各金型区画が加硫条件に影響を与える複数の構成要素を含み、これら構成要素が加硫条件に与える影響の大きさに応じて序列化されていることを特徴とする請求項１に記載の加硫評価用タイヤの製造方法。
前記タイヤ加硫用金型において、前記未加硫タイヤの各部位に当接する前記金型区画の組み合わせが複数のタイヤ子午線断面上でそれぞれ異なるように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の加硫評価用タイヤの製造方法。
未加硫タイヤの同一部位に対応する一方で表面形状及び／又は排気構造の異なる複数の金型区画を有し、これら金型区画を周方向に沿って配列したタイヤ加硫用金型を用いて前記金型区画に対応する複数種類の成形区画を含む未加硫タイヤを加硫した後、加硫済みのタイヤを用いて加硫条件を評価することを特徴とするタイヤ加硫評価方法。
前記タイヤ加硫用金型において、前記未加硫タイヤの同一部位に当接する各金型区画が加硫条件に影響を与える複数の構成要素を含み、これら構成要素が加硫条件に与える影響の大きさに応じて序列化されていることを特徴とする請求項４に記載のタイヤ加硫評価方法。
前記タイヤ加硫用金型において、前記未加硫タイヤの各部位に当接する前記金型区画の組み合わせが複数のタイヤ子午線断面上でそれぞれ異なるように配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載のタイヤ加硫評価方法。