JP2018024113A - タイヤ加硫装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブラダーに加硫時の膨張や収縮を自在に調整可能な折り畳み機構を付加することで、空気入りタイヤのユニフォミティを向上させることを可能にしたタイヤ加硫装置を提供する。
【解決手段】空気入りタイヤＴの外表面を成形するモールド１０と、該空気入りタイヤＴの内側に挿入される筒状のブラダー２０と、該ブラダー２０を操作する中心機構３０と、該ブラダー２０の内側に加熱加圧媒体を供給する媒体供給手段４０と、モールド１０を加熱する加熱手段５０とを備えたタイヤ加硫装置において、ブラダー１０の内部に、該ブラダー１０の軸方向に延在するようにブラダー１０の周方向に沿って配列された複数の剛面要素６０と、これら剛面要素６０の端部同士を連結するヒンジ要素６１とを有し、中心機構３０に、剛面要素６０又はヒンジ要素６１と中心機構３０との距離を調整する調整機構６２を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ加硫装置に関し、更に詳しくは、ブラダーに加硫時の膨張や収縮を自在に調整可能な折り畳み機構を付加することで、空気入りタイヤのユニフォミティを向上させることを可能にしたタイヤ加硫装置に関する。

空気入りタイヤは、一般に、内型としてブラダーを備えた加硫装置により製造される。しかしながら、一般的なブラダーを用いて加硫した場合、ブラダーの膨張時における形状の自由度が大きいため、タイヤ品質に悪影響を及ぼすことがあり、特に、ユニフォミティへの影響が大きいという懸念がある。

一方、特殊な内型を用いてタイヤ加硫を行い、空気入りタイヤを製造する種々の試みがなされている。具体的には、内型として剛性中子を使用する加硫方法（例えば、特許文献１参照）や、加硫時にブラダーの直径の変化を抑制する剛性強化環をブラダーと共に使用する加硫方法（例えば、特許文献２参照）が提案されている。

しかしながら、剛性中子を用いて加硫した場合、真円度に優れた空気入りタイヤを得ることができるものの、加硫時のタイヤの熱膨張に対処することが難しく適用可能なタイヤ形状が限定されることや、加硫したタイヤを内型から取り外すのが困難で生産性が低いという問題がある。一方、剛性強化環を用いて加硫した場合、クラウン部の周長を一定に保つことでクラウン部のゲージを設計通りの寸法に保持しようとするが、材料の偏在や重なり部分の影響により、タイヤ内面の真円度が崩れた場合、空気入りタイヤのユニフォミティを一定に保つことが難しいという問題がある。

特開２００７−５０５９６号公報 特開２０１６−４７６２６号公報

本発明の目的は、ブラダーに加硫時の膨張や収縮を自在に調整可能な折り畳み機構を付加することで、空気入りタイヤのユニフォミティを向上させることを可能にしたタイヤ加硫装置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装置は、空気入りタイヤの外表面を成形するモールドと、該空気入りタイヤの内側に挿入される筒状のブラダーと、該ブラダーを操作する中心機構と、該ブラダーの内側に加熱加圧媒体を供給する媒体供給手段と、前記モールドを加熱する加熱手段とを備えたタイヤ加硫装置において、前記ブラダーの内部に、該ブラダーの軸方向に延在するように該ブラダーの周方向に沿って配列された複数の剛面要素と、これら剛面要素の端部同士を連結するヒンジ要素とを有し、前記中心機構に、前記剛面要素又は前記ヒンジ要素と前記中心機構との距離を調整する調整機構を備えることを特徴とするものである。

ブラダーの内部に、ブラダーの軸方向に延在するようにブラダーの周方向に沿って配列された複数の剛面要素と、これら剛面要素の端部同士を連結するヒンジ要素とを有し、中心機構の内部に、剛面要素又はヒンジ要素と、中心機構との距離を調整する調整機構を備えることで、ブラダーの膨張や収縮が自在に調整可能となる折り畳み機構を実現し、加硫時におけるブラダーの不均等でかつクラウン中央部における過度な膨張（いわゆる孕み出し）を抑制することができる。また、同時に、型付けが終わった段階から加硫終了までの間の未加硫タイヤの熱膨張に応じたタイヤ内径の収縮に対しても、同様の効果を保つことができる。そのため、加硫時において、膨張したブラダーを真円に近い寸法に保持することができると共に、タイヤの熱膨張にも対処することができる。その結果、空気入りタイヤのユニフォミティを向上させることが可能となる。また、上述した剛面要素、ヒンジ要素及び調整機構からなる折り畳み機構は、従来から使用される一般的なタイヤ加硫装置に適用することが可能である。

本発明では、ブラダーは２２個以上かつ偶数個の剛面要素を有することが好ましい。これにより、加硫時においてブラダーが円滑に膨張又は収縮することができる。

本発明では、調整機構は中心機構から放射状に延びる複数本の索材であることが好ましい。これにより、上記索材を調整して加硫時のブラダーの膨張や収縮に適切に対応することができる。具体的な索材として、適度な剛性及び強度を有するひも、鎖、コード又はワイヤが好適である。

本発明の実施形態からなるタイヤ加硫装置の一例を示す断面図である。 本発明のタイヤ加硫装置に用いるブラダーの加硫時に膨張した状態を示す断面図である。 本発明のタイヤ加硫装置に用いるブラダーの加硫終了時に収縮した状態を示す断面図である。 図２のブラダー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装置に用いるブラダーの変形例の一部を拡大して示す断面図である。

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は本発明の実施形態からなるタイヤ加硫装置を示すものである。

図１に示すように、このタイヤ加硫装置は、空気入りタイヤＴの外表面を成形するモールド１０と、空気入りタイヤＴの内側に挿入される筒状のブラダー２０と、該ブラダー２０を操作する中心機構３０と、該ブラダー２０の内側に加熱加圧媒体を供給する媒体供給手段４０と、モールド１０を加熱する加熱手段５０とを備えている。

モールド１０は、空気入りタイヤＴ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１１及び下側サイドプレート１２と、空気入りタイヤＴのビード部を成形するための上側ビードリング１３及び下側ビードリング１４と、空気入りタイヤＴのクラウン部を成形するための複数のセクター１５とから構成されている。モールド１０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空気入りタイヤＴを加硫成形するようになっている。なお、モールド１０の構造は特に限定されるものではなく、図示のようなセクショナルタイプのモールドのほか、二つ割りタイプのモールドを使用することも可能である。

中心機構３０は、空気入りタイヤＴの中心位置に配置されていて鉛直方向に昇降自在に構成されたセンターポスト３１と、センターポスト３１の上部に固定された上側クランプリング３２と、該上側クランプリング３２に装着される補助リング３３と、下側ビードリング１４に対して連接するように配置された下側クランプリング３４と、該下側クランプリング３４とセンターポスト３１との間に配置されたシリンダ３５とから構成されている。シリンダ３５には、ブラダー２０内に加熱加圧媒体を供給するための媒体供給路３６が形成されている。

ブラダー２０は、その上端部が上側クランプリング３２と補助リング３３との間に挟み込まれ、その下端部が下側ビードリング１４と下側クランプリング３４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３２が図示のような下方位置に配置されることでブラダー２０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３２が上方位置に移動することで空気入りタイヤＴの内側からブラダー２０が引き出されるようになっている。

媒体供給手段４０は、所定の温度及び圧力に調整されたスチームと、所定の圧力に調整された窒素ガスとを加熱加圧媒体として適時供給するようになっている。このような加熱加圧媒体は媒体供給路３６を介してブラダー２０の内部に導入される。そして、加熱加圧媒体の圧力に基づいて加硫時に空気入りタイヤＴを内側からモールド１０の内面に向かって押圧するようになっている。また、加熱手段５０はモールド１０を構成する上側サイドプレート１１、下側サイドプレート１２及びセクター１５に付設されていて、この加熱手段５０によりモールド１０を加熱することにより、空気入りタイヤＴの加硫が行われるようになっている。加熱手段５０の配置及び構造は特に限定されるものではない。

上記タイヤ加硫装置において、ブラダー２０はその内部にブラダー２０の軸方向に延在する剛面要素６０を有している。更に詳しくは、剛面要素６０は、タイヤクラウン部を押圧するブラダー面とはゴム層に埋設されるなどして合一している。この剛面要素６０は適度な剛性を有する短冊状の部材であり、具体的には、鉄や鉄系合金、アルミ系合金材等から構成されることが好ましい。剛面要素６０は、ブラダー２０の軸方向に延在すると共にブラダー２０の周方向に沿って配列されている。また、剛面要素６０はその幅方向の端部同士がヒンジ要素６１により連結されている。

図２，３に示すブラダー２０はその周方向に２２個の剛面要素６０を備えている。ブラダー２０は、２２個以上かつ偶数個の剛面要素６０を有するように構成すると良い。このようにブラダー２０を構成することで、加硫時においてブラダー２０が円滑に膨張又は収縮することができる。

ヒンジ要素６１は、剛面要素６０と同様にブラダー２０の周方向に沿って配列されている。このヒンジ要素６１は、ブラダー径方向外側に凸となる山折りを許容するヒンジ要素６１Ａと、ブラダー径方向内側に凸となる谷折りを許容するヒンジ要素６１Ｂとが存在する。ヒンジ要素６１Ａ，６１Ｂは隣接する剛面要素６０の間にそれぞれ付設される。山折りを許容するヒンジ要素６１Ａと谷折りを許容するヒンジ要素６１Ｂの配置において、ブラダー２０の周方向に交互に配列する構造とすることが好ましいが、ヒンジ要素６１Ａ，６１Ｂの一方を部分的に連続して配列する構造とすることも可能である。いずれの構造を採用した場合においても、ヒンジ要素６１Ａ，６１Ｂを介してブラダー２０は折り畳み機構を有し、中心機構３０を中心としてブラダー径方向に適時に拡縮可能となる。また、ヒンジ要素６１は、剛面要素６０と同様にブラダー２０の軸方向に延在するような部材のほか、寸法の短い部材をブラダー２０の軸方向に沿って複数個並べて構成することも可能である。

上述した剛面要素６０とヒンジ要素６１とは、ブラダー２０の厚さ方向の中心部に埋設され一体化している。ヒンジ要素６１の構造は特に限定されるものではなく、図４に示すようにヒンジ要素６１全体がブラダー２０の膜体に覆われている構造のほか、図５に示すようにヒンジ要素６１のブラダー２０の内面側の一部が露出している構造を採用することもできる。図５の態様では、ブラダー２０をヒンジ要素６１付近で局所的に薄肉にしたので、ブラダー２０の収縮時にヒンジ要素６１付近においてブラダー２０の膜体が挟み込まれることがないため、ブラダー２０の折り畳み機構において有効である。

調整機構６２はヒンジ要素６１に接続されている。この調整機構６２は、中心機構３０の中心軸に対して直角の方向に延在する複数の索材６３と、これら索材６３の一方の端部が接続された係留機構６４とを含んでいる。調整機構６２は、ヒンジ要素６１と中心機構３０との距離を調整する機能、即ち、索材６３の長さを調整する機能を有するものである。更に詳しくは、係留機構６４が中心機構３０に付設されており、この係留機構６４を介して索材６３の長さが図１に示す両矢印方向に調整される。なお、図１の態様では、鉛直方向に並んだ３本の索材６３を設けた例を示したが、調整機構６２の構造は特に限定されるものではない。

上記調整機構６２において、図１，４，５の態様ではヒンジ要素６１と調整機構６２とを連結した例を示しているが、本発明では、剛面要素６０の幅方向の中央部と調整機構６２とを連結した構成を採用することもできる。いずれの場合も、調整機構６２は、複数の剛面要素６０又はヒンジ要素６１の各要素と中心機構３０との間の距離を調整し、かつ所望の距離で保持する機能を有する。

上記タイヤ加硫装置において、調整機構６２は中心機構３０を中心として放射状に延びる複数本の索材６３を含んでいることが好ましい。具体的な索材６３として、適度な剛性及び強度を有するひも、鎖、コード又はワイヤが好適である。このように調整機構６２を構成することで、上記索材６３を調整して加硫時のブラダー２０の膨張や収縮に適切に対応することができる。

上述したタイヤ加硫装置を用いて空気入りタイヤＴを加硫する場合、モールド１０内に未加硫の空気入りタイヤＴを投入し、中心機構３０の操作により空気入りタイヤＴの内側にブラダー２０を挿入し、媒体供給手段４０によりブラダー２０の内側にスチームを含む加熱加圧媒体を導入すると共に加熱手段５０によりモールド１０を外側から加熱することで空気入りタイヤＴを加硫する。

ブラダー２０の内部に加熱加圧媒体を導入した際、ブラダー２０は徐々に膨張していく。このとき、調整機構６２により、剛面要素６０又はヒンジ要素６１と中心機構３０との間の距離が調整され、ブラダー２０の外周面の形状が真円に近づくよう規制される。そして、ブラダー２０が所定の真円度に達した時点で、調整機構６２により剛面要素６０又はヒンジ要素６１と中心機構３０との間の距離が一定に保持されるので、ブラダー２０の膨張が抑制される。その後、加硫工程が終了時において、ブラダー２０の折り畳み機構を利用してモールド１０内から引き出される。ブラダー２０の外径としては、図２に示すブラダー２０の膨張した状態において最大値となる一方で、図３に示す加硫工程の終了時にブラダー２０が収縮した状態において最小値となる。このようにブラダー２０が機械的な折り畳み機構を有することで、加硫のための伸張と脱着のための収縮を確実に実現できる。なお、図２に示す矢印はヒンジ要素６１に対して働く張力の方向を示しており、図３に示す点線は膨張状態のブラダー２０の外径である。

上述したタイヤ加硫装置では、ブラダー２０の内部に、ブラダー２０の軸方向に延在するようにブラダー２０の周方向に沿って配列された複数の剛面要素６０と、これら剛面要素６０の端部同士を連結するヒンジ要素６１とを有し、中心機構３０の内部に、剛面要素６０又はヒンジ要素６１と、中心機構３０との距離を調整する調整機構６２を備えているので、ブラダー２０の膨張や収縮が自在に調整可能となる折り畳み機構を実現し、加硫時におけるブラダー２０の不均等でかつクラウン中央部における過度な膨張（いわゆる孕み出し）を抑制することができる。また、同時に、型付けが終わった段階から加硫終了までの間の未加硫タイヤの熱膨張に応じたタイヤ内径の収縮に対しても、同様の効果を保つことができる。そのため、加硫時において、膨張したブラダー２０を真円に近い寸法に保持することができると共に、タイヤの熱膨張にも対処することができる。その結果、空気入りタイヤＴのユニフォミティを向上させることが可能となる。また、上述した剛面要素６０、ヒンジ要素６１及び調整機構６２からなる折り畳み機構は、従来から使用される一般的なタイヤ加硫装置に適用することが可能である。しかも、上述したタイヤ加硫装置によれば、従来の剛性中子を備えたタイヤ加硫装置との対比において、タイヤの熱膨張に制限されることなく、より広い寸法レンジの真円度の高いタイヤを生産することが可能になる。

１０ モールド
２０ ブラダー
３０ 中心機構
４０ 媒体供給手段
５０ 加熱手段
６０ 剛面要素
６１ ヒンジ要素
６２ 調整機構
６３ 索材
６４ 係留機構

Claims (3)

1. 空気入りタイヤの外表面を成形するモールドと、該空気入りタイヤの内側に挿入される筒状のブラダーと、該ブラダーを操作する中心機構と、該ブラダーの内側に加熱加圧媒体を供給する媒体供給手段と、前記モールドを加熱する加熱手段とを備えたタイヤ加硫装置において、
   前記ブラダーの内部に、該ブラダーの軸方向に延在するように該ブラダーの周方向に沿って配列された複数の剛面要素と、これら剛面要素の端部同士を連結するヒンジ要素とを有し、前記中心機構に、前記剛面要素又は前記ヒンジ要素と前記中心機構との距離を調整する調整機構を備えることを特徴とするタイヤ加硫装置。
2. 前記ブラダーが２２個以上かつ偶数個の剛面要素を有することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫装置。
3. 前記調整機構が前記中心機構を中心として放射状に延びる複数本の索材を含んでい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装置。

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