JP2019025779A

JP2019025779A - タイヤ加硫方法及びタイヤ加硫装置

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Publication number: JP2019025779A
Application number: JP2017147780A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　有二; Yuji Sato; 有二佐藤
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2017-07-31
Filing date: 2017-07-31
Publication date: 2019-02-21
Anticipated expiration: 2037-07-31
Also published as: JP6939208B2

Abstract

【課題】タイヤ加硫時にグリーンタイヤと金型の接触状態に応じて金型を閉じる速度を制御することにより、タイヤ品質を向上させることを可能にしたタイヤ加硫方法及びタイヤ加硫装置を提供する。
【解決手段】グリーンタイヤＧに当接する成形面Ｍを有する金型２を用いてタイヤを加硫する方法において、グリーンタイヤＧを加硫装置１に保持した状態で金型２を閉じる際に、グリーンタイヤＧと金型２の接触状態に応じて金型２を閉じる速度Ｓを制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ加硫方法及びタイヤ加硫装置に関し、更に詳しくは、タイヤ加硫時にグリーンタイヤと金型の接触状態に応じて金型を閉じる速度を制御することにより、タイヤ品質を向上させることを可能にしたタイヤ加硫方法及びタイヤ加硫装置に関する。

一般に、タイヤを加硫する際、グリーンタイヤを加硫装置の下型に保持した状態でグリーンタイヤの外側から金型を閉じるようにして行われる。このような金型を閉じる動作は加硫装置側の制御により所定の速度に制御されている。また、グリーンタイヤの形状と金型のプロファイル（加硫後のタイヤ形状）は異なっており、金型を閉じる動作の過程でグリーンタイヤと金型の接触のタイミングはタイヤの部位毎にタイムラグが生じる。その結果、例えば、ビード部等の加硫初期に金型と接触する部位には大きな力が掛かり、タイヤ構造部材に乱れが生じてタイヤ品質の低下に繋がることがある。また、このようなタイヤ品質が低下するという不具合は、剛性中子を用いた加硫方法においても同様に生じることがある。

こうしたタイヤ構造部材の乱れとして、例えば、トレッド部の溝下部分では、図５（ａ），（ｂ）に示すようにカーカス層や、ベルト層、インナーライナー層といったタイヤ構造部材３０の断面形状が均一でなくなるという乱れが生じる。加硫時に金型２０とグリーンタイヤＧとが接触することで、特に、溝下部分ではタイヤ構造部材３０がタイヤ幅方向に移動するため、結果的に均一な断面形状とならず、タイヤ周方向の均一性も阻害される。

一方、加硫中の種々の不具合の発生を抑制するために、加硫初期の内圧充填過程における圧力差に着目し、ゴムの流動が終わるまで内圧を低く設定する加硫方法が提案されている（例えば、特許文献１）。しかしながら、このような加硫初期の内圧充填過程における圧力差は、金型を閉じる過程で発生した圧力差の影響を大きく受けているため、ゴムの流動が終わるまで内圧を低く設定しただけではタイヤ品質の低下を十分に抑制することができないという問題がある。

特開２０１６−２１０１３６号公報

本発明の目的は、タイヤ加硫時にグリーンタイヤと金型の接触状態に応じて金型を閉じる速度を制御することにより、タイヤ品質を向上させることを可能にしたタイヤ加硫方法及び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本発明のタイヤ加硫方法は、グリーンタイヤに当接する成形面を有する金型を用いてタイヤを加硫する方法において、前記グリーンタイヤを加硫装置に保持した状態で前記金型を閉じる際に、前記グリーンタイヤと前記金型の接触状態に応じて前記金型を閉じる速度を制御することを特徴とするものである。

また、本発明のタイヤ加硫装置は、グリーンタイヤに当接する成形面を有する金型を備えたタイヤ加硫装置において、前記金型が、前記グリーンタイヤと前記金型の接触状態を検知する検知手段と、該検知手段により検知された接触状態に応じて前記金型を閉じる速度を制御する制御装置とを有することを特徴とするものである。

本発明のタイヤ加硫方法では、グリーンタイヤを加硫装置に保持した状態で金型を閉じる際に、グリーンタイヤと金型の接触状態に応じて、金型を閉じる速度を制御しているので、例えば、加硫初期に金型と接触する部位であるビード部では、加硫初期において圧力等が所定の閾値を超えないように金型を閉じる速度を調整することが可能である。これにより、タイヤ構造部材の乱れを小さくすることができ、その結果、タイヤ品質を向上させることが可能になる。

本発明のタイヤ加硫方法では、グリーンタイヤと金型の接触状態を検知するためにグリーンタイヤとの接触圧を測定可能な圧力センサーを用い、圧力センサーの出力に基づいて金型を閉じる速度を制御することが好ましい。これにより、タイヤ品質を効果的に改善することが可能になる。

本発明のタイヤ加硫方法では、グリーンタイヤと金型の接触状態を検知するために金型の表面温度を測定可能な温度センサーを用い、温度センサーの出力に基づいて金型を閉じる速度を制御することが好ましい。これにより、タイヤ品質を効果的に改善することが可能になる。

本発明のタイヤ加硫方法では、グリーンタイヤと金型の接触状態を検知するためにゴムとの接触を検知可能な近接センサーを用い、近接センサーの出力に基づいて金型を閉じる速度を制御することが好ましい。これにより、タイヤ品質を効果的に改善することが可能になる。

本発明のタイヤ加硫方法では、グリーンタイヤと金型の接触状態を検知するためにグリーンタイヤの表面までの距離を測定可能な測離センサーを用い、測離センサーの出力に基づいて金型を閉じる速度を制御することが好ましい。これにより、タイヤ品質を効果的に改善することが可能になる。

本発明のタイヤ加硫方法では、グリーンタイヤと金型の接触状態を検知するために金型に設けたベントホールへのゴムの流れ込み量を検出し、流れ込み量に基づいて金型を閉じる速度を制御することが好ましい。これにより、タイヤ品質を効果的に改善することが可能になる。

また、本発明のタイヤ加硫装置では、金型は、グリーンタイヤと金型の接触状態を検知する検知手段と、検知手段により検知された接触状態に応じて金型を閉じる速度を制御する制御装置とを有しているので、例えば、加硫初期に金型と接触する部位であるビード部では、加硫初期において圧力等が所定の閾値を超えないように金型を閉じる速度を調整することが可能である。これにより、タイヤ構造部材の乱れを小さくすることができ、その結果、タイヤ品質を向上させることが可能になる。

本発明のタイヤ加硫装置では、検知手段はグリーンタイヤとの接触圧を測定可能な圧力センサーであり、制御装置は圧力センサーの出力に基づいて金型を閉じる速度を制御することが好ましい。これにより、タイヤ品質を効果的に改善することが可能になる。

本発明のタイヤ加硫装置では、検知手段は金型の表面温度を測定可能な温度センサーであり、制御装置は温度センサーの出力に基づいて金型を閉じる速度を制御することが好ましい。これにより、タイヤ品質を効果的に改善することが可能になる。

本発明のタイヤ加硫装置では、検知手段はゴムとの接触を検知可能な近接センサーであり、制御装置は近接センサーの出力に基づいて金型を閉じる速度を制御することが好ましい。これにより、タイヤ品質を効果的に改善することが可能になる。

本発明のタイヤ加硫装置では、検知手段はグリーンタイヤの表面までの距離を測定可能な測離センサーであり、制御装置は測離センサーの出力に基づいて金型を閉じる速度を制御することが好ましい。これにより、タイヤ品質を効果的に改善することが可能になる。

本発明のタイヤ加硫装置では、検知手段は金型に設けられたベントホールへのゴムの流れ込み量を検出する検出器であり、制御装置は検出器の出力に基づいて金型を閉じる速度を制御することが好ましい。これにより、タイヤ品質を効果的に改善することが可能になる。

本発明の実施形態からなるタイヤ加硫装置の金型が完全に閉型した状態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装置の金型が閉型途中の状態を示す断面図である。本発明のタイヤ加硫方法において、金型におけるグリーンタイヤの各部位に対応する位置で測定された圧力及び金型を閉じる速度と経過時間との関係を示すグラフである。従来のタイヤ加硫方法において、金型におけるグリーンタイヤの各部位に対応する位置で測定された圧力及び金型を閉じる速度と経過時間との関係を示すグラフである。（ａ），（ｂ）は従来の加硫方法における加硫時のグリーンタイヤのトレッド部の溝下部分を示すものであり、（ａ）は金型とグリーンタイヤの接触前の状態を示す断面図であり、（ｂ）は金型とグリーンタイヤの接触後の状態を示す断面図である。

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及び図２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１，２に示すように、このタイヤ加硫装置１は、グリーンタイヤＧを成形するための金型２を備えている。

金型２は、鉛直方向に複数に分割された構成を有し、グリーンタイヤＧのサイドウォール部を成形するための上下一対のサイドプレート３Ａ，３Ｂと、グリーンタイヤＧのビード部を成形するための上側ビードリング４Ａ及び下側ビードリング４Ｂと、グリーンタイヤ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グリーンタイヤＧを加硫成形するようになっている。加硫時において、グリーンタイヤ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の下端部は下側ビードリング４Ｂと下側クランプリング７Ｂ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クランプリング７Ａと補助リング８との間に挟み込まれている。そのため、閉型時には上側クランプリング７Ａが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、開型時には上側クランプリング７Ａが上方位置に移動することでグリーンタイヤ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の内部に加熱加圧媒体を導入するための不図示の媒体供給手段が設けられており、ブラダー６はその加熱加圧媒体の圧力に基づいて加硫時にグリーンタイヤ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。加熱媒体としては、例えば、スチームを使用することができ、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。

上下一対のサイドプレート３Ａ，３Ｂ及びセクターモールド５の外部にはそれぞれ加熱手段としてプラテン９が配設されている。これらプラテン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。

上記タイヤ加硫装置において、金型２は、グリーンタイヤＧと金型２の接触状態を検知する検知手段１０と、検知手段１０により検知された接触状態に応じて金型２を閉じる速度Ｓを制御する制御装置１１とを備えている。検知手段１０は、金型２の成形面Ｍの近傍に設置され、金型２の任意の場所に配置することができる。制御装置１１は、金型２（少なくとも上側サイドプレート３Ａ）に接続されており、上側サイドプレート３Ａ、上側ビードリング４Ａ及びセクターモールド５に対して閉じる速度Ｓを制御する。図２においては、制御装置１１に接続された上側サイドプレート３Ａがタイヤ幅方向内側に移動し、それに連動してセクターモールド５がタイヤ径方向内側に移動することで、金型２が閉型するようになっている。

検知手段１０として、例えば、グリーンタイヤＧとの接触圧を測定可能な圧力センサーを用いることができ、その他にも金型２の表面温度を測定可能な温度センサー、ゴムとの接触を検知可能な近接センサー、グリーンタイヤＧの表面までの距離を測定可能な測離センサー、或いは金型２に設けられたベントホールへのゴムの流れ込み量を検出する検出器を用いることができる。いずれの機器であっても、当該機器の出力に基づいて金型２を閉じる速度Ｓを制御するように構成される。図１，２の態様では、検知手段１０として圧力センサーを採用し、該圧力センサーを金型２におけるグリーンタイヤＧのビード部及びサイドウォール部に当接する位置（計４箇所）に設置している。

上記圧力センサーを用いる場合、加硫初期にタイヤ構造部材の乱れを起こし易い部位であるビード部及び／又はクラウン部の溝下部分に設置することが好ましい。また、圧力センサーは金型２の少なくとも１箇所に設置されていればよい。このような圧力センサーの出力に応じて金型２を閉じる速度Ｓを制御し、例えば、圧力センサーの出力が大きくなれば速度Ｓを遅くし、出力が小さくなれば速度Ｓを速くするようにして制御する。

上記温度センサー、近接センサー、測離センサー及び検出器のいずれかを用いる場合、該センサーや検出器によりグリーンタイヤＧと金型２との接触範囲を検出することが目的となる。グリーンタイヤＧと金型２の接触面積を把握することができれば、圧力センサーを用いなくとも金型２を閉じる速度Ｓを制御することが可能になる。これらセンサー又は検出器は、金型２の複数の箇所に設置されていることが好ましく、更には、それら複数個のセンサー又は検出器が金型２の成形面Ｍ全体に対して均等に配置されていることがより好ましい。このような各種センサー又は検出器の出力に応じて金型２を閉じる速度Ｓを制御する場合、例えば、グリーンタイヤＧと金型２との接触面積が小さいときは速度Ｓを遅くし、接触面積が大きくなるに従って速度Ｓを速くするようにして制御する。

温度センサーは、金型２とグリーンタイヤＧとの接触時の温度変化を検知する。金型２とグリーンタイヤＧとが接触した際には温度低下が検知される。

近接センサーは、グリーンタイヤＧとの金型２の成形面Ｍとの接触を検知する。近接センサーとして、例えば、渦電流式や静電容量式等の非接触式や接触式の近接センサーを用いることができる。また、金型の排気孔に装着されるスプリングベントのストロークを検出する機械式の近接センサーを用いることもできる。

測離センサーは、グリーンタイヤＧの表面と金型２の成形面Ｍとの距離を測定する。測離センサーとして、例えば、レーザーセンサーや、赤外線センサー、超音波センサー又はイメージセンサー等を用いることができる。

ベントホールへのゴムの流れ込み量を検出する検出器は、加硫時にゴムが金型２のベントホールに流れ込み、加硫後にタイヤ表面に形成される突起（スピュー）の長さを測定する。金型２とグリーンタイヤＧとが接触した際には突起長さが検出される。

上述したタイヤ加硫装置を用いてグリーンタイヤＧを加硫する場合、金型２内にグリーンタイヤＧを投入し、グリーンタイヤＧの内側にブラダー６を挿入し、媒体供給手段によりブラダー６の内部に加熱加圧媒体を導入すると共に加熱手段により金型２を外側から加熱することでグリーンタイヤＧを加硫する。本発明では、このような加硫工程において、グリーンタイヤＧをタイヤ加硫装置１に保持した状態で金型２を閉じる際に、グリーンタイヤＧと金型２の接触状態に応じて、金型２を閉じる速度Ｓを制御する。

このような金型２を閉じる速度Ｓを制御する方法について、従来のタイヤ加硫方法と比較しながら詳説する。図３及び図４は、本発明のタイヤ加硫方法と従来のタイヤ加硫方法の各々において、金型におけるグリーンタイヤの各部位に対応する位置で測定された圧力及び金型を閉じる速度と経過時間との関係を示している。図３及び図４において、縦軸は圧力Ｐと速度Ｓであり、横軸は経過時間ｔである。また、金型におけるグリーンタイヤのビード部に対応する位置で測定された圧力がＰｂであり（図示の点線）、グリーンタイヤのサイドウォール部に対応する位置で測定された圧力がＰｓであり（図示の細線）、ブラダーの内圧がＰｉであり（図示の一点鎖線）、金型を閉じる速度がＳである（図示の太線）。

図４に示す従来のタイヤ加硫方法では、加硫開始から加硫初期において金型を閉じる速度を変化させていない。そのため、加硫初期に金型と接触する部位であるビード部の圧力Ｐｂが大幅に上昇し、ビード部の圧力Ｐｂとサイドウォール部の圧力Ｐｓとの圧力差が極めて大きくなる。こうした各部位の圧力差は、ブラダーの内圧Ｐｉが上昇した後においても比較的大きいまま加硫が進行する。この場合、各部位の圧力差が影響して、ビード部やクラウン部の溝下部分等においてタイヤ構造部材の乱れが生じ易くなる。

これに対して、図３に示す本発明のタイヤ加硫方法では、加硫開始から加硫初期において金型２を閉じる速度Ｓを変化させている。特に、加硫初期に金型２と接触して圧力が上昇するビード部に対し、そのビード部の圧力Ｐｂが加硫初期に所定の閾値Ｐ１を超えないように、金型２を閉じる速度Ｓを増減させている。これにより、従来のタイヤ加硫方法に比べ、ビード部の圧力Ｐｂとサイドウォール部の圧力Ｐｓとの圧力差を縮小することができ、ブラダー６の内圧Ｐｉが上昇した後においても比較的小さな圧力差を維持することができる。

上述のように本発明では、タイヤ加硫装置１を構成する金型２が、グリーンタイヤＧと金型２の接触状態を検知する検知手段１０と、検知手段１０により検知された接触状態に応じて金型２を閉じる速度Ｓを制御する制御装置１１とを有しているので、例えば、加硫初期に金型２と接触する部位であるビード部では、加硫初期において圧力等が所定の閾値を超えないように金型２を閉じる速度Ｓを調整することが可能である。これにより、タイヤ構造部材の乱れを小さくすることができ、その結果、タイヤ品質を向上させることが可能になる。

上述したタイヤ加硫方法及びタイヤ加硫装置では、ブラダーを用いた加硫方法について説明したが、本発明は剛性中子を用いた加硫方法に対しても適用することができる。

１タイヤ加硫装置
２金型
３サイドプレート
３Ａ上側サイドプレート
３Ｂ下側サイドプレート
４ビードリング
４Ａ上側ビードリング
４Ｂ下側ビードリング
５セクターモールド
６ブラダー
７クランプリング
７Ａ上側クランプリング
７Ｂ下側クランプリング
８補助リング
９プラテン
１０検知手段
１１制御装置
Ｇグリーンタイヤ
Ｍ成形面
Ｓ速度

Claims

グリーンタイヤに当接する成形面を有する金型を用いてタイヤを加硫する方法において、前記グリーンタイヤを加硫装置に保持した状態で前記金型を閉じる際に、前記グリーンタイヤと前記金型の接触状態に応じて前記金型を閉じる速度を制御することを特徴とするタイヤ加硫方法。
前記グリーンタイヤと前記金型の接触状態を検知するために前記グリーンタイヤとの接触圧を測定可能な圧力センサーを用い、該圧力センサーの出力に基づいて前記金型を閉じる速度を制御することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫方法。
前記グリーンタイヤと前記金型の接触状態を検知するために前記金型の表面温度を測定可能な温度センサーを用い、該温度センサーの出力に基づいて前記金型を閉じる速度を制御することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫方法。
前記グリーンタイヤと前記金型の接触状態を検知するためにゴムとの接触を検知可能な近接センサーを用い、該近接センサーの出力に基づいて前記金型を閉じる速度を制御することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫方法。
前記グリーンタイヤと前記金型の接触状態を検知するために前記グリーンタイヤの表面までの距離を測定可能な測離センサーを用い、該測離センサーの出力に基づいて前記金型を閉じる速度を制御することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫方法。
前記グリーンタイヤと前記金型の接触状態を検知するために該金型に設けたベントホールへのゴムの流れ込み量を検出し、該流れ込み量に基づいて前記金型を閉じる速度を制御することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫方法。
グリーンタイヤに当接する成形面を有する金型を備えたタイヤ加硫装置において、前記金型が、前記グリーンタイヤと前記金型の接触状態を検知する検知手段と、該検知手段により検知された接触状態に応じて前記金型を閉じる速度を制御する制御装置とを有することを特徴とするタイヤ加硫装置。
前記検知手段が前記グリーンタイヤとの接触圧を測定可能な圧力センサーであり、前記制御装置が前記圧力センサーの出力に基づいて前記金型を閉じる速度を制御することを特徴とする請求項７に記載のタイヤ加硫装置。
前記検知手段が前記金型の表面温度を測定可能な温度センサーであり、前記制御装置が前記温度センサーの出力に基づいて前記金型を閉じる速度を制御することを特徴とする請求項７に記載のタイヤ加硫装置。
前記検知手段がゴムとの接触を検知可能な近接センサーであり、前記制御装置が前記近接センサーの出力に基づいて前記金型を閉じる速度を制御することを特徴とする請求項７に記載のタイヤ加硫装置。
前記検知手段が前記グリーンタイヤの表面までの距離を測定可能な測離センサーであり、前記制御装置が前記測離センサーの出力に基づいて前記金型を閉じる速度を制御することを特徴とする請求項７に記載のタイヤ加硫装置。
前記検知手段が前記金型に設けられたベントホールへのゴムの流れ込み量を検出する検出器であり、前記制御装置が前記検出器の出力に基づいて前記金型を閉じる速度を制御することを特徴とする請求項７に記載のタイヤ加硫装置。