JP2020093398A - タイヤ加硫装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユニフォミティに優れるタイヤを製造しうる加硫装置の提供。【解決手段】加硫装置２は、タイヤ用ローカバー２２のビード部に当接する上型ビードリング２８と、ローカバー２２の内側で膨張収縮するブラダー１２と、上型ビードリング２８の半径方向内側でブラダー１２に当接する当接面３８が形成されたクランプリング２０と、を備えている。当接面３８は、曲面領域３８ｃを備えている。曲面領域３８ｃは、当接面３８の半径方向外側部分に位置している。曲面領域３８ｃは、軸方向外向きに突出しており、半径方向内側から外側に向かって軸方向外向きに傾斜している。【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ加硫装置に関する。

特許文献１（特開２０１０−７６２５７号公報）には、タイヤの加硫装置が開示されている。この加硫装置は、所謂ＡＦＶ（Ａｕｔｏｆｏｒｍ Ｖｕｌｃａｎｉｚｅｒ）型である。この加硫装置は、下型と上型とブラダーとを備えている。下型と上型とが開いた状態で、ローカバーが下型に載置される。ブラダーが膨張して、所定の姿勢にローカバーを保持する。ブラダーがローカバーを保持した状態で、上型が下降して、上型と下型とが閉じられる。この下型と上型とが閉じられて、ローカバーは加硫される。この加硫によって、ローカバーからタイヤが得られる。

特開２０１０−７６２５７号公報

この加硫装置では、上型とローカバーとの当接に先立って、ブラダーにボールノーズが当接する。このボールノーズがブラダーに当接することで、ブラダーの位置が矯正される。このブラダーの位置が矯正されることで、ブラダーに保持されるローカバーの姿勢が矯正される。このローカバーの姿勢の矯正は、タイヤのユニフォミティの向上に寄与する。

しかしながら、タイヤには、更なるユニフォミティの向上が求められている。種々の試験の結果、前述のボールノーズによる矯正では、ブラダーの位置にバラツキがあることが確認された。このブラダーの位置のバラツキは、ブラダーに保持されるローカバーの姿勢にバラツキを生じさせる。このローカバーの姿勢のバラツキは、タイヤのユニフォミティを低下させる。

本発明の目的は、ユニフォミティに優れるタイヤを製造しうる加硫装置の提供にある。

本発明に係る加硫装置は、タイヤ用ローカバーのビード部に当接する上型ビードリングと、前記ローカバーの内側で膨張収縮するブラダーと、前記上型ビードリングの半径方向内側で前記ブラダーに当接するブラダー当接面が形成されたクランプリングと、を備えている。
前記ブラダー当接面は、曲面領域を備えている。前記曲面領域は、前記当接面の半径方向外側部分に位置しており、軸方向外向きに凹み且つ軸方向外向きに凸状であり、半径方向内側から外側に向かって軸方向外向きに傾斜している。

好ましくは、周方向に垂直な断面において、前記曲面領域の輪郭は曲率半径Ｒの円弧である。この曲率半径Ｒは、５５ｍｍ以上６５ｍｍ以下である。

好ましくは、前記クランプリングは、前記ブラダー当接面から凹む凹部を備える。

好ましくは、前記凹部は、前記曲面領域より半径方向内側に位置している。この凹部は、１又は２以上の溝である。

図１は、本発明の一実施形態に係る加硫装置が示された概念図である。 図２は、図１の加硫装置のクランプリングの断面図である。 図３は、図２のクランプリングの部分拡大断面図である。 図４は、図１の加硫装置の使用状態が示された説明図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１には、加硫装置２が示されている。この加硫装置２は、モールド４、上部フレーム６、上プラテン８、下プラテン１０、ブラダー１２、バグウェル１４、駆動軸１６、ボールノーズ１８及びクランプリング２０を備えている。図１には、加硫装置２と共に、ローカバー２２が示されている。図１において、上下方向がこの加硫装置２の軸方向であり、左右方向が半径方向であり、紙面に垂直な方向が周方向である。

モールド４は、上型２４、下型２６、上型ビードリング２８及び下型ビードリング３０を備えている。図１では、上型２４と下型２６とが当接している。このモールド４は閉姿勢にある。

上型２４は、リング形状を備えている。上型２４は、キャビティ面２４ａ、当接面２４ｂ及び当接面２４ｃを備えている。図１において、キャビティ面２４ａは、ローカバー２２に当接している。このキャビティ面２４ａは、主に、タイヤのトレッド面の一方の一部と、一方のサイドウォールの外表面とを成形する。当接面２４ｂは、下型２６に当接している。当接面２４ｃは、上型ビードリング２８に当接している。

下型２６は、リング形状を備えている。下型２６は、キャビティ面２６ａ、当接面２６ｂ及び当接面２６ｃを備えている。図１において、キャビティ面２６ａは、ローカバー２２に当接している。このキャビティ面２６ａは、主に、タイヤの、トレッド面の他方の一部と、他方のサイドウォールの外表面とを成形する。当接面２６ｂは、上型２４の当接面２４ｂに当接している。当接面２６ｃは、下型ビードリング３０に当接している。

上型ビードリング２８は、リング形状を備えている。上型ビードリング２８は、キャビティ面２８ａ、当接面２８ｂ、当接面２８ｃ及び当接面２８ｄを備えている。図１において、キャビティ面２８ａは、ローカバー２２に当接している。キャビティ面２８ａは、主に、タイヤの一方のビード部の外表面を成形する。当接面２８ｂは、上型２４の当接面２４ｃに当接している。当接面２８ｃは、ブラダー１２に当接している。当接面２８ｃは、半径方向に沿って延びている。当接面２８ｄは、クランプリング２０に当接している。

下型ビードリング３０は、リング形状を備えている。下型ビードリング３０は、キャビティ面３０ａ、当接面３０ｂ及び当接面３０ｃを備えている。図１において、キャビティ面３０ａは、ローカバー２２に当接している。キャビティ面３０ａは、主に、タイヤの他方のビード部の外表面を成形する。当接面３０ｂは、下型２６の当接面２６ｃに当接している。当接面３０ｃは、ブラダー１２に当接している。

この加硫装置２では、上型２４、下型２６、上型ビードリング２８及び下型ビードリング３０とブラダー１２とが、タイヤを成形するキャビティ３２を形成している。

上部フレーム６に、上プラテン８が取り付けられている。この上プラテン８に、上型２４が取り付けられている。上型２４に、上型ビードリング２８が取り付けられている。上部フレーム６は、上プラテン８、上型２４及び上型ビードリング２８と共に、軸方向に移動可能である。

下プラテン１０に、下型２６が取り付けられている。下型２６に、下型ビードリング３０が取り付けられている。下プラテン１０には、半径方向中央に開口が形成されている。

ブラダー１２は、架橋ゴムからなる。ブラダー１２の形状は、袋状である。ブラダー１２は、下方に開口部１２ａを備える。開口部１２ａは、バグウェル１４に取り付けられている。図１では、開口部１２ａからブラダー１２に流体が充填されて、ブラダー１２は膨張している。図１の加硫装置２では、ブラダー１２は膨張状態にある。このブラダー１２は、下型ビードリング３０、ローカバー２２、上型ビードリング２８、クランプリング２０及びボールノーズ１８に当接している。ブラダー１２は、モールド４とキャビティ３２を形成している。この開口部１２ａから流体が排出されることで、ブラダー１２は収縮しうる。

バグウェル１４は、下プラテン１０の半径方向中央の開口に位置している。バグウェル１４の形状は、円筒状である。このバグウェル１４は、収縮したブラダー１２を収容可能である。このバグウェル１４を介して、ブラダー１２に流体が充填され、排出される。

駆動軸１６は、上部フレーム６に支持されている。駆動軸１６は、上部フレーム６に対して、軸方向に移動可能である。図示されないが、この駆動軸１６には、シリンダーが内装されている。

ボールノーズ１８の形状は、下向きに先細りの凸状である。ボールノーズ１８の外面は、滑らかな曲面で形成されている。ボールノーズ１８は、駆動軸１６に内装されたシリンダーのロッドに連結されている。ボーズノーズは、このシリンダーによって、駆動軸１６に対して、軸方向に移動可能である。

クランプリング２０の形状は、リング状である。クランプリング２０は、駆動軸１６に取り付けられている。クランプリング２０は、半径方向において、ボールノーズ１８と上型ビードリング２８との間に位置している。

図２には、クランプリング２０の周方向に垂直な断面が示されている。このクランプリング２０は、ボールノーズ当接面３４と、貫通孔３６と、ブラダー当接面３８と、ビードリング当接面４０と、凹部としての複数の溝４２とを備えている。ボールノーズ当接面３４は半径方向において、クランプリング２０の中央に形成されている。このボールノーズ当接面３４は、図１に示される様に、モールド４の閉姿勢において、ボールノーズ１８に当接する。貫通孔３６は、ボールノーズ当接面３４の底から、クランプリング２０を軸方向に貫通している。この貫通孔３６には、ボールノーズ１８の軸が通されて、この軸は駆動軸１６に内装されたシリンダーのロッドに連結される。

図２に示されるブラダー当接面３８は、このボールノーズ当接面３４の半径方向外側に位置している。ブラダー当接面３８は、モールド４の閉姿勢において、ブラダー１２が当接する面である。このブラダー当接面３８は、半径方向において、ボールノーズ１８の外側に隣接する第一領域３８ａと、第一領域３８ａの外側に位置する第二領域３８ｂと、最も外側に位置する曲面領域として第三領域３８ｃと、第二領域３８ｂと第三領域３８ｃとの間に位置する接続領域３８ｄとを備えている。この第三領域３８ｃは、半径方向において、上型ビードリング２８の内側に隣接する。

このブラダー当接面３８の第二領域３８ｂは、半径方向に延びる平面で形成されている。第三領域３８ｃは、図２に示される様に、軸方向外向きに凹み、且つ軸方向外向きに凸状である。第三領域３８ｃは、滑らかな曲面で形成されている。第三領域３８ｃは、半径方向内側から外側に向かって軸方向外向きに傾斜して延びる。この第三領域３８ｃでは、図２に示される様に、半径方向に対する傾斜角度が半径方向内側から外側に向かって漸減している。図１のモールド４の閉姿勢において、第三領域３８ｃでは、半径方向外端における第三領域３８ｃの接線は、上型ビードリング２８の当接面２８ｃに接して延びている。接続領域３８ｄは、第二領域３８ｂと第三領域３８ｃとの間を滑らかに連続させる曲面で形成されている。

ビードリング当接面４０は、上型ビードリング２８の当接面２８ｄに当接する（図１参照）。このビードリング当接面４０とブラダー当接面３８の第三領域３８ｃとは、Ｒ面取りされた曲面によって、滑らかに接続されている。

それぞれの溝４２は、ブラダー当接面３８から凹んでいる。このクランプリング２０では、第二領域３８ｂから軸方向外向きに凹んでいる。この溝４２は、半径方向において、第三領域３８ｃより内側に形成されている。このクランプリング２０では、溝４２は、周方向に延びて一周している。複数の溝４２は、半径方向に間隔を空けて並んでいる。モールド４の閉姿勢において、これらの溝４２は、ブラダー１２に当接しない。

図３には、図２のクランプリング２０の部分拡大図が示されている。図３の片矢印Ａｂは、第二領域３８ｂの範囲を表している。両矢印Ａｃは、第三領域３８ｃの範囲を表している。両矢印Ａｄは、接続領域３８ｄの範囲を表している。

図３の矢印Ｒｃは、第三領域３８ｃの曲率半径を表している。矢印Ｒｄは、接続領域３８ｄの曲率半径を表している。両矢印Ｗは、溝４２の半径方向の幅を表している。両矢印Ｄは、溝４２の軸方向の深さを表している。両矢印Ｓは、半径方向に隣合う溝４２の間隔を表している。このクランプリング２０では、溝４２は、それぞれ幅Ｗ及び深さＤで形成されている。これらの溝４２は、半径方向に間隔Ｓで並んでいる。

図４には、加硫装置２の使用状態が示されている。この加硫装置２では、下型２６及び下型ビードリング３０に対して、上型２４及び上型ビードリング２８が上方に離れて位置している。このモールド４は開姿勢にある。この図４では、ブラダー１２は、膨張している。ブラダー１２はローカバー２２を保持している。ボールノーズ１８及びクランプリング２０は、ブラダー１２から上方に離れている。

この加硫装置２を用いたタイヤの製造方法が説明される。この製造方法では、ローカバー２２が準備される（ＳＴＥＰ１）。このローカバー２２が、加硫装置２に投入される（ＳＴＥＰ２）。図示されないが、このＳＴＥＰ２では、ブラダー１２は収縮した状態で、バグウェル１４に収容されている。図４に示される様に、モールド４は、下型２６及び下型ビードリング３０に対して、上型２４及び上型ビードリング２８が上方に離れた開姿勢にある。

次に、このブラダー１２に流体、例えばスチームが充填される。ブラダー１２は、バグウェル１４から上方に突出して、膨張する。図４に示される様に、ブラダー１２がローカバー２２を保持する（ＳＴＥＰ３）。このＳＴＥＰ３では、ブラダー１２とボールノーズ１８及びクランプリング２０とは離れている。

更に、ボールノーズ１８、クランプリング２０、上型２４及び上型ビードリング２８を下降させつつ、ブラダー１２にＳＴＥＰ３より高圧でスチームが充填される。これにより、ボールノーズ１８及びクランプリング２０が、上型ビードリング２８に先立って、ブラダー１２に当接する（ＳＴＥＰ４）。このＳＴＥＰ４では、上型２４とローカバー２２とは離れており、上型ビードリング２８とローカバー２２及びブラダー１２とは離れている。このＳＴＥＰ４では、ボールノーズ１８及びクランプリング２０がブラダー１２に当接して、ブラダー１２の姿勢を矯正する。このブラダー１２の姿勢の矯正によって、ローカバー２２の姿勢が矯正される。

更に、ボールノーズ１８、クランプリング２０、上型２４及び上型ビードリング２８を下降させつつ、ブラダー１２にＳＴＥＰ４より更に高圧でスチームが充填される。これにより、上型ビードリング２８とローカバー２２及びブラダー１２とが当接し、上型２４とローカバー２２とが当接する（ＳＴＥＰ５）。更に、ボールノーズ１８、クランプリング２０、上型２４及び上型ビードリング２８が下降して、上型２４と下型２６とが当接する。図１に示されるように、モールド４が閉姿勢にされる（ＳＴＥＰ６）。

閉姿勢のモールド４でローカバー２２が加硫される（ＳＴＥＰ７）。ブラダー１２にスチーム及び加圧ガスが充填されて、ローカバー２２が加圧及び加熱される。加圧及び加熱によって、ローカバー２２が加硫される。この加硫によって、ローカバー２２からタイヤが得られる。このタイヤの外表面は、上型２４、下型２６、上型ビードリング２８及び下型ビードリング３０で成形される。タイヤの内表面は、ローカバー２２で成形される。

このＳＴＥＰ７の後に、ブラダー１２からスチーム及び加圧ガスが排出される（ＳＴＥＰ８）。ブラダー１２が収縮させられる。ボールノーズ１８は、駆動軸１６に内装されたシリンダーによって、駆動軸１６に対して下降する。ブラダー１２は、クランプリング２０、上型ビードリング２８、タイヤ及び下型ビードリング３０から剥がされる。ボールノーズ１８がブラダー１２をバグウェル１４に押し込む（ＳＴＥＰ９）。バグウェル１４に収縮したブラダー１２が収容される。

このＳＴＥＰ９の後に、ボールノーズ１８は、駆動軸１６に内装されたシリンダーによって、上昇する。ボールノーズ１８は、クランプリング２０のボールノーズ当接面３４に当接する位置に戻る。モールド４が開姿勢される（ＳＴＥＰ１０）。モールド４からタイヤが取り出される（ＳＴＥＰ１１）。

加硫装置２では、上型ビードリング２８とブラダー１２との当接に先立って、ブラダー１２に当接するクランプリング２０を備えている。このクランプリング２０のブラダー当接面３８は、半径方向において、ボールノーズ１８と上型ビードリング２８との間で、ブラダー１２に当接する。

このブラダー当接面３８は、曲面領域としての第三領域３８ｃを備えている。この第三領域３８ｃは、軸方向外向きに突出している。第三領域３８ｃは、半径方向内側から外側に向かって軸方向外向きに傾斜している。これにより、第三領域３８ｃは、半径方向に対する傾斜角度が半径方向内側から外側に向かって漸減している。この第三領域３８ｃによって、半径方向において、クランプリング２０の外端から外向きに延びるブラダー１２の部分は、半径方向に近い方向に延びる。このクランプリング２０は、上型ビードリング２８とブラダー１２とをスムーズに当接させる。

このブラダー当接面３８の第三領域３８ｃは、半径方向において、クランプリング２０の外端から外向きに延びるブラダー１２の延在方向を安定させる。これにより、ブラダー１２に保持されるローカバー２２の姿勢が安定する。このクランプリング２０を備える加硫装置２は、タイヤのユニフォミティの向上に寄与する。

第三領域３８ｃの曲率半径Ｒｃが小さ過ぎるクランプリング２０では、第三領域３８ｃにブラダー１２が沿い難い。このクランプリング２０では、膨張するブラダー１２の姿勢がばらつき易い。ブラダー１２の姿勢を安定させる観点から、曲率半径Ｒｃは、好ましくは５０ｍｍ以上であり、更に好ましくは５５ｍｍ以上である。一方で、曲率半径Ｒｃが大き過ぎるクランプリング２０でも、膨張するブラダー１２の姿勢がばらつき易い。ブラダー１２の姿勢を安定させる観点から、曲率半径Ｒｃは、好ましくは７０ｍｍ以下であり、更に好ましくは６５ｍｍ以下である。

このクランプリング２０では、ブラダー当接面３８は、ブラダー１２が沿い易い形状にされている。このため、ブラダー当接面３８に、ブラダー１２が密着し易い。密着し剥がれ難いブラダー１２は、収縮し難く、損傷を生じ易い。このクランプリング２０は、ブラダー当接面３８から凹む凹部として、複数の溝４２を備える。この溝４２は、ブラダー１２に当接しない。この溝４２を備えることで、クランプリング２０は、ブラダー１２から剥がれ易い。これにより、この加硫装置２では、クランプリング２０を備えるにも関わらず、ブラダー１２の収縮性に優れている。この溝４２は、ブラダー１２の耐久性の向上に寄与する。

溝４２は、第三領域３８ｃより半径方向内側に位置している。このクランプリング２０の第三領域３８ｃ対して、ブラダー１２は滑り易い。この第三領域３８ｃでブラダー１２を案内することで、クランプリング２０は、ブラダー１２の姿勢の安定に寄与する。

溝４２の幅Ｗが大きいクランプリング２０は、ブラダー１２が剥がれ易い。この観点から、幅Ｗは、好ましくは１ｍｍ以上であり、更に好ましくは２ｍｍ以上である。また、溝４２の深さＤが大きいクランプリング２０は、ブラダー１２が剥がれ易い。この観点から、深さＤは、好ましくは１ｍｍ以上であり、更に好ましくは２ｍｍ以上である。間隔Ｓが大きいクランプリング２０は、ブラダー１２が溝４２に引っかかることが抑制される。このクランプリング２０は、ブラダー１２の姿勢の安定に寄与する。この観点から、この間隔Ｓは、好ましくは１ｍｍ以上であり、更に好ましくは２ｍｍ以上である。

このクランプリング２０では、凹部として溝４２が形成されている。この溝４２が多いクランプリング２０は、ブラダー１２が剥がれ易い。この観点から、この溝４２の数は、好ましくは２以上の複数であり、更に好ましくは３以上であり、特に好ましくは５以上である。一方で、この溝４２の幅Ｗ及び間隔Ｓを十分に確保する観点から、この溝４２の数は、好ましくは７以下である。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
図１の加硫装置が準備された。クランプリングの第三領域の曲率半径Ｒｃは６０ｍｍであった。この加硫装置を用いて、ローカバーからタイヤが得られた。

［比較例１］
クランプリングの第三領域が、周方向に垂直な断面において、半径方向内側から外側に向かって軸方向外向きに傾斜して延びる直線状にされた。その他の構成は、実施例１の加硫装置と同様にして、ローカバーからタイヤが得られた。

［実施例２−５］
曲率半径Ｒｃが表１に示される様にされた他は、実施例１の加硫装置と同様にして、ローカバーからタイヤが得られた。

［実施例６］
クランプリングのブラダー当接面に溝が形成されなかった他は、実施例１の加硫装置と同様にして、ローカバーからタイヤが得られた。

［耐久性評価］
ブラダーの耐久性が評価された。この評価結果が表１に示されている。この評価結果は、比較例１の耐久性を１とする指数で表されている。この指数は、比較例１の加硫装置でのブラダーの寿命（タイヤの加硫本数）に対する、それぞれの加硫装置のブラダーの寿命（タイヤの加硫本数）の比で、表１に示されている。この指数は、大きいほど耐久性に優れており、好ましい。

［ユニフォミティ評価］
得られたタイヤについて、ＬＲＯ（Ｌａｔｅｒａｌ Ｒｕｎｏｕｔ）が測定された。その結果が、比較例１を３とする指数で、表１に示されている。この指数は、大きいほど、ＬＲＯに優れている。この指数は、大きいほど、ユニフォミティに優れている。

表１に示されるように、実施例の加硫装置では、比較例の加硫装置に比べて評価が高い。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

［実施例７−８］
溝の本数が表２に示された通りにされた他は、実施例１の加硫装置と同様にして、ローカバーからタイヤが得られた。

［耐久性評価］
溝の本数によるブラダーの耐久性が評価された。実施例１と実施例６−８の評価結果が表２に示されている。この評価結果は、実施例６の耐久性を１とする指数で表されている。この指数は、大きいほど耐久性に優れており、好ましい。

［収縮性評価］
加硫後のブラダーの収縮し易さが評価された。この評価結果が、実施例６の収縮性を３とする指数で表されている。この指数は、大きいほど、ブラダーの収縮性に優れている。

表２に示されるように、溝を備えることで、ブラダーの耐久性及び収縮性の評価が高い。

以上説明された方法は、タイヤの加硫に用いられる、所謂ＡＦＶ型加硫装置に広く適用されうる。

２・・・加硫装置
４・・・モールド
１２・・・ブラダー
１４・・・バグウェル
１８・・・ボールノーズ
２０・・・クランプリング
２２・・・ローカバー
２４・・・上型
２６・・・下型
２８・・・上型ビードリング
３０・・・下型ビードリング
３４・・・ボールノーズ当接部
３８・・・ブラダー当接面
３８ｃ・・・第三領域（曲面領域）
４０・・・ビードリング当接面
４２・・・凹部

Claims (4)

1. タイヤ用ローカバーのビード部に当接する上型ビードリングと、前記ローカバーの内側で膨張収縮するブラダーと、前記上型ビードリングの半径方向内側で前記ブラダーに当接するブラダー当接面が形成されたクランプリングと、を備えており、
   前記ブラダー当接面が曲面領域を備えており、
   前記曲面領域が、前記ブラダー当接面の半径方向外側部分に位置しており、軸方向外向きに凹み且つ軸方向外向きに凸状であり、半径方向内側から外側に向かって軸方向外向きに傾斜している、加硫装置。
2. 周方向に垂直な断面において、前記曲面領域の輪郭が曲率半径Ｒの円弧であり、この曲率半径Ｒが５５ｍｍ以上６５ｍｍ以下である、請求項１に記載の加硫装置。
3. 前記クランプリングが前記ブラダー当接面から凹む凹部を備える、請求項１又は２に記載の加硫装置。
4. 前記凹部が、前記曲面領域より半径方向内側に位置しており、１又は２以上の溝である、請求項３に記載の加硫装置。

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