JP2018020506A

JP2018020506A - タイヤ加硫用ブラダー

Info

Publication number: JP2018020506A
Application number: JP2016153764A
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: 2016-08-04
Filing date: 2016-08-04
Publication date: 2018-02-08

Abstract

【課題】未加硫タイヤのビードトウ部に当接するブラダーの形状を局所的に工夫することで、未加硫タイヤのビードトウ部への熱伝導を阻害することなく、ビードトウ部への負荷圧力を減らし、所望の断面形状を有するタイヤを成形することを可能にしたタイヤ加硫用ブラダーを提供する。
【解決手段】未加硫タイヤＧを加硫する際に使用されるタイヤ加硫用のブラダー１において、加硫時に未加硫タイヤＧのビード部に当接するビードトウ当接部１０Ａが加硫されるべきタイヤＴのビード部の内面と一致するような湾曲した形状を有し、ビードトウ当接部１０Ａの内面にはブラダー１のラジアル方向に延在する複数の突条２が形成され、これら突条２がブラダー１の周方向に沿って相互に間隔をおいて配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ加硫用ブラダーに関し、更に詳しくは、未加硫タイヤのビードトウ部に当接するブラダーの形状を局所的に工夫することで、未加硫タイヤのビードトウ部への熱伝導を阻害することなく、ビードトウ部への負荷圧力を減らし、所望の断面形状を有するタイヤを成形することを可能にしたタイヤ加硫用ブラダーに関する。

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未加硫タイヤの内側に収縮状態のタイヤ加硫用ブラダーを挿入した後、モールドを閉型した状態でブラダーの内部に加熱媒体、加圧媒体を注入してブラダーを膨張させて未加硫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、ブラダー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ーから抜き出す。

空気入りタイヤにおいて、ビード部はその内面がタイヤ内腔側に膨出した特異な形状を有している。そのため、膨張するブラダーが未加硫タイヤを加圧する際、ブラダーが伸びて張力を持ち、その張力の分圧がビード部の曲率半径に応じて加硫時の内圧に加算されることにより、ビード部の負荷圧力は他の部位に比べて大きくなる傾向がある。特に、ビードトウ部において負荷圧力が最も高くなる一方で、サイド部からショルダー部において負荷圧力が最も低くなる。このようにタイヤの部位により負荷圧力に差が生じ、その負荷圧力の差が大きくなると、加硫中にビード部からサイド部に向かうゴムの流動が生じ、所望の設計断面とは異なるタイヤが製造されるという問題がある。

一方、ビード部の成形精度を向上させるために、ビード部に当接するブラダーの部分に円環状突起を設け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、ビード部に当接するブラダーの部分に一様な厚さの円環状突起を設けた場合、ビード部を綺麗に仕上げるという観点からは効果が得られるものの、ビード部への負荷圧力を抑制し、タイヤ全体の断面形状を整える効果は期待できない。しかも、厚肉の円環状突起部によりビード部への熱伝導が阻害されるという問題もある。

特開２０１６−２２６８８号公報

本発明の目的は、未加硫タイヤのビードトウ部に当接するブラダーの形状を局所的に工夫することで、未加硫タイヤのビードトウ部への熱伝導を阻害することなく、ビードトウ部への負荷圧力を減らし、所望の断面形状を有するタイヤを成形することを可能にしたタイヤ加硫用ブラダーを提供することにある。

上記目的を達成するためのタイヤ加硫用ブラダーは、未加硫タイヤを加硫する際に使用されるタイヤ加硫用のブラダーにおいて、加硫時に前記未加硫タイヤのビードトウ部に当接するビードトウ当接部が加硫されるべきタイヤのビードトウ部の内面と一致するような湾曲した形状を有し、前記ビードトウ当接部の内面には該ブラダーのラジアル方向に延在する複数の突条が形成され、これら突条が前記ブラダーの周方向に沿って相互に間隔をおいて配置されていることを特徴とするものである。

加硫時に未加硫タイヤのビードトウ部に当接するビードトウ当接部が加硫されるべきタイヤのビードトウ部の内面の形状と一致するような湾曲した形状を有し、かつビードトウ当接部の内面に形成された複数の突条がビードトウ当接部の湾曲形状を維持するように作用することにより、ブラダーが未加硫タイヤを加圧する際に、ブラダーの張力やビードトウ部の曲率半径の影響によってビードトウ当接部に生じる圧力増加を抑制し、ビードトウ部への負荷圧力を減らすことができる。その結果、加硫中にビードトウ部を含むビード部からサイド部に向かうゴムの流動を抑制し、所望の断面形状を有するタイヤを成形することが可能となる。また、複数の突条がブラダーの周方向に沿って相互に間隔をおいて配置されることで、ビードトウ部への熱伝導が阻害されることがない。

本発明では、ブラダーの内部にビードトウ当接部を跨ぐようにして延在するトンネル状経路を備え、トンネル状経路は突条を含む厚肉部に配置されていることが好ましい。これにより、タイヤ加硫初期のブラダー密着過程において、未加硫タイヤのビードトウ部の密着によってブラダーと未加硫タイヤの内面の間に閉じ込められた空気を、トンネル状の経路を経由して確実に排気することができる。その結果、加硫中の残留空気に起因する加硫故障を大幅に減らすことが可能となる。

本発明では、突条を含む厚肉部の厚さｂのブラダーの厚さａに対する比ｂ／ａは１．５〜２．０であり、突条の幅ｃの厚肉部の厚さｂに対する比ｃ／ｂは０．５〜１．０であり、突条同士の間隔ｄの突条の幅ｃに対する比ｄ／ｃは０．５〜１．０であり、突条の長さｅの突条の幅ｃに対する比ｅ／ｃは５．０〜１０．０であることが好ましい。これにより、効果的にビードトウ部の負荷圧力を減らすことができる。

本発明の実施形態からなるタイヤ加硫用のブラダーを示す断面図である。図１のブラダーの一部を拡大して示す断面図である。図１のＸ矢視図である。（ａ），（ｂ）は図１のブラダーに形成された突条を示す説明図であり、（ａ）が図１のＹ矢視図であり、（ｂ）が（ａ）におけるＺ−Ｚ矢視断面図である。本発明のブラダーを用いた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タイヤ加硫用のブラダーの変形例の一部を拡大して示す断面図である。本発明の実施形態からなるタイヤ加硫用のブラダーの他の変形例を示し、（ａ）〜（ｄ）は各変形例を示すブラダーの断面図である。

以下、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〜図４（ａ），（ｂ）は本発明のタイヤ加硫用のブラダー１を示すものである。図１のＣＬはブラダー１の中心軸を示している。なお、本発明では、未加硫タイヤＧはビードトウ部を含むビード部と、サイド部と、トレッド部から構成される。

ブラダー１は円筒状に成形されたゴム製である。図１に示すブラダー１は、加硫時において、未加硫タイヤＧのビード部に当接するビード当接部１Ａと、未加硫タイヤＧのサイド部に当接するサイド当接部１Ｂと、未加硫タイヤＧのトレッド部に当接するトレッド当接部１Ｃとを含んでいる。更に、ビード当接部１Ａは、図２に示すように未加硫タイヤＧのビードトウ部に当接するビードトウ当接部１０Ａと、未加硫タイヤＧのビード部のうちビードトウ部以外の部位に当接する非ビードトウ当接部１０Ｂとを含んでいる。即ち、非ビードトウ当接部１０Ｂは、未加硫タイヤＧのビードトウ部のタイヤ径方向外端から未加硫タイヤＧのビード部のタイヤ径方向外端までの部位に当接する。ビード当接部１Ａ、サイド当接部１Ｂ及びトレッド当接部１Ｃはいずれも円環状をなしている。また、ビードトウ当接部１０Ａでは加硫されるべきタイヤＴのビードトウ部の内面と一致するような湾曲した形状を有している。このような湾曲した形状をブラダー１の膨張時に維持することを目的として、補剛する芯材をビードトウ当接部１０Ａに配設することもできる。なお、加硫時に未加硫タイヤＧのビードトウ部に当接する部位は、加硫されるタイヤサイズに応じて決まる。

ブラダー１のビードトウ当接部１０Ａの内面には、ブラダー１のラジアル方向に延在する突条２が形成されている。図２の態様では、突条２がビードトウ当接部１０Ａの範囲より広い範囲において形成された例を示しているが、本発明では突条２が少なくともビードトウ当接部１０Ａの範囲に形成されていれば良い。突条２（図３の斜線部）は、ブラダー１のビードトウ当接部１０Ａの内面に複数個形成されており、ブラダー１の周方向に沿って相互に間隔をおいて配置されている。ビードトウ当接部１０Ａでは、図４（ｂ）に示すように、突条２を含んで相対的に厚肉になっている厚肉部３と、突条２が形成されておらず相対的に薄肉である薄肉部４が存在する。

このブラダー１は、図５に示すように、未加硫タイヤＧを加硫するタイヤ加硫装置に組み込まれる。加硫時において、ブラダー１は未加硫タイヤＧの内側に挿入され、ブラダー１内に熱媒体兼圧力媒体を充満させてブラダー１を膨張させることにより、未加硫タイヤＧを金型１１の成型面に押し付けるものである。

タイヤ加硫装置には、ブラダー１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１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１１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。

金型１１は、鉛直方向に複数に分割された構成を有し、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サイドプレート１２及び下側サイドプレート１３と、未加硫タイヤＧのビード部を成形するための上側ビードリング１４及び下側ビードリング１５と、未加硫タイヤＧのトレッド部を成形するための複数のセクターモールド１６から構成されている。金型１１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。

ブラダー１の上端部は鉛直方向に移動自在に構成された上側クランプリング１７と補助リング１８との間に挟み込まれ、ブラダー１の下端部は下側ビードリング１５と下側クランプリング１９との間に挟み込まれている。そのため、閉型時には上側クランプリング１７が図示のような下方位置に配置されることでブラダー１の膨張を許容する一方で、開型時には上側クランプリング１７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１が引き出されるようになっている。

上述したタイヤ加硫装置を用いて未加硫タイヤＧを加硫する場合、膨張したブラダー１は、図５に示すように、未加硫タイヤＧの内面を加圧し、金型１１に未加硫タイヤＧを押し付けた状態で加熱を行う。その際、ブラダー１のビードトウ当接部１０Ａの外面が未加硫タイヤＧのビードトウ部に当接する。

上述したタイヤ加硫用のブラダー１では、加硫時に未加硫タイヤＧのビードトウ部に当接するビードトウ当接部１０Ａが加硫されるべきタイヤＴのビードトウ部の内面の形状と一致するような湾曲した形状を有し、かつビードトウ当接部１０Ａの内面に形成された複数の突条２がビードトウ当接部１０Ａの湾曲形状を維持するように作用するので、ブラダー１が未加硫タイヤＧを加圧する際に、ブラダー１の張力やビードトウ部の曲率半径の影響によってビードトウ当接部１０Ａに生じる圧力増加を抑制し、ビードトウ部への負荷圧力を減らすことができる。その結果、加硫中にビードトウ部を含むビード部からサイド部に向かうゴムの流動を抑制し、所望の断面形状を有するタイヤを成形することが可能となる。

なお、ビードトウ当接部１０Ａの内面に該ブラダー１のラジアル方向に延在する複数の突条２を設ける替りに、ビードトウ当接部１０Ａの厚さを全体的に厚くして剛性を確保することが考えられるが、その場合、未加硫タイヤＧのビードトウ部への熱伝導が阻害され、加硫が不十分になる恐れがある。しかしながら、上述したタイヤ加硫用のブラダー１では、複数の突条２がブラダー１の周方向に沿って相互に間隔をおいて配置されているので、ビードトウ部への熱伝導を阻害することなく、ビードトウ当接部１０Ａの湾曲形状を維持することが可能になる。

図４（ａ），（ｂ）はブラダー１の厚肉部３及び薄肉部４における各部の寸法を示している。本発明では、厚肉部３の厚さｂのブラダー１の厚さａに対する比ｂ／ａは１．５〜２．０、突条２の幅ｃの厚肉部３の厚さｂに対する比ｃ／ｂは０．５〜１．０、突条２同士の間隔ｄの突条２の幅ｃに対する比ｄ／ｃは０．５〜１．０、突条２の長さｅの突条２の幅ｃに対する比ｅ／ｃは５．０〜１０．０であるように構成すると良い。このように突条２の寸法を設定することで、効果的にビードトウ部の負荷圧力を減らすことができる。

更に、上述したタイヤ加硫用のブラダー１において、乗用車用タイヤを加硫する際に用いるブラダーに適用する場合はブラダー１の厚さａを５．０ｍｍ〜１０．０ｍｍ、トラック及びバス用タイヤを加硫する際に用いるブラダーに適用する場合はブラダー１の厚さａを７．０ｍｍ〜１５．０ｍｍ、建設車両用タイヤを加硫する際に用いるブラダーに適用する場合はブラダー１の厚さａを１０．０ｍｍ〜３０．０ｍｍとすることが好ましい。

図６は本発明の実施形態からなるタイヤ加硫用のブラダー１の変形例の一部を拡大して示すものである。図６に示すように、ブラダー１の外面には、ビード当接部１Ａ、サイド当接部１Ｂ及びトレッド当接部１Ｃの他に、加硫時に未加硫タイヤＧの内面に接しない非接触部１Ｄが存在する。即ち、非接触部１Ｄは、ブラダー１の外面において未加硫タイヤＧのビードトウ当接部１０Ａの端部からブラダー１の端部までの領域である。図６に示すブラダー１の内部には、非ビードトウ当接部１０Ｂと非接触部１Ｄとの間を連結したトンネル状経路５が形成されている。

トンネル状経路５は、ブラダー１の厚さ方向の中心から外面寄りの位置に形成され、ブラダー１の外面に沿って延在している。また、トンネル状経路５はブラダー１の内部において薄肉部４ではなく、突条２を含む厚肉部３に設けられている。このように相対的に厚肉になっている厚肉部３はトンネル状経路５の配設位置として好適である。トンネル状経路５の断面形状は特に限定されるものではないが、図６の態様では円形の断面形状を有している。このように円形の断面形状を有するトンネル状経路５は、それを製造する場合の生産性が良い。

トンネル状経路５は、ブラダー１の外面に開口している端部５Ａ，５Ｂを有する。これら端部５Ａ，５Ｂのうち、トンネル状経路５の端部５Ａは非ビードトウ当接部１０Ｂに設けられており、他方の端部５Ｂは非接触部１Ｄに設けられている。図６の態様では、トンネル状経路５の端部５Ａが非ビードトウ当接部１０Ｂに開口した例を示しているが、端部５Ａがサイド当接部１Ｂに開口するように構成することもできる。つまり、本発明ではトンネル状経路５がビードトウ当接部１０Ａを跨ぐように配置されていれば良い。なお、トンネル状経路５の端部５Ａ，５Ｂを設ける位置は、加硫されるタイヤの形状と、その加硫に用いるブラダーの形状との関係で最適な位置が決まる。

上述したタイヤ加硫用のブラダー１において、このようにトンネル状経路５を配設することで、タイヤ加硫初期のブラダー密着過程において、未加硫タイヤＧのビード部の密着によってブラダー１と未加硫タイヤＧの内面の間に閉じ込められた空気を、トンネル状の経路を経由して確実に排気することができる。その結果、加硫中の残留空気に起因する加硫故障を大幅に減らすことが可能となる。

図７は本発明の実施形態からなるタイヤ加硫用のブラダー１の他の変形例を示すものである。ブラダー１の断面形状として、図１に示す形状の他に、図７（ａ）に示すように当接部１Ａ〜１Ｃの全体においてコの字状の形状を有する場合や、図７（ｂ）に示すようにサイド当接部１Ｂにおいて略直線状の形状を有する場合、図７（ｃ）に示すようにトレッド当接部１Ｃにおいてその中央部が内側に凹んだ形状を有する場合、図７（ｄ）に示すようにトレッド当接部１Ｃにおいて直線状をなしている場合を例示することができる。

本発明のブラダー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。

１ブラダー
１Ａビード当接部
１０Ａビードトウ当接部
２突条
３厚肉部
５トンネル状経路
Ｇ未加硫タイヤ
Ｔ加硫されるべきタイヤ

Claims

未加硫タイヤを加硫する際に使用されるタイヤ加硫用のブラダーにおいて、加硫時に前記未加硫タイヤのビードトウ部に当接するビードトウ当接部が加硫されるべきタイヤのビードトウ部の内面と一致するように湾曲した形状を有し、前記ビードトウ当接部の内面には該ブラダーのラジアル方向に延在する複数の突条が形成され、これら突条が前記ブラダーの周方向に沿って相互に間隔をおいて配置されていることを特徴とするタイヤ加硫用ブラダー。
前記ブラダーの内部に前記ビードトウ当接部を跨ぐようにして延在するトンネル状経路を備え、該トンネル状経路は前記突条を含む厚肉部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫用ブラダー。
前記突条を含む厚肉部の厚さｂの前記ブラダーの厚さａに対する比ｂ／ａが１．５〜２．０であり、前記突条の幅ｃの前記厚肉部の厚さｂに対する比ｃ／ｂが０．５〜１．０であり、前記突条同士の間隔ｄの前記突条の幅ｃに対する比ｄ／ｃが０．５〜１．０であり、前記突条の長さｅの前記突条の幅ｃに対する比ｅ／ｃが５．０〜１０．０であることを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ加硫用ブラダー。