JP2021094838A - タイヤ加硫方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加硫用モールドとグリーンタイヤとの間に存在する不要な空気を吸引する空気吸引機の負荷を軽減しつつ、この不要な空気を効率的に外部に排出できるタイヤ加硫方法を提供する。【解決手段】加硫用コンテナ１０に取り付けられた加硫用モールド７を閉型した後、グリーンタイヤＴを保持している加硫用ブラダ５に加熱媒体を注入して加硫用ブラダ５の膨張を開始した時点または開始した後、空気吸引機１８を用いて加硫用モールド７とグリーンタイヤＴとの間から不要な空気ａの吸引を開始して加硫用コンテナ１０の外部に排出しつつ、膨張させた加硫用ブラダ５によってグリーンタイヤＴを加硫用モールド７のタイヤ成型面９ａに押圧してグリーンタイヤＴを加硫する。【選択図】 図５

Description

本発明は、タイヤ加硫方法に関し、さらに詳しくは、加硫用モールドとグリーンタイヤとの間に存在する不要な空気を排出した状態で加硫を行うタイヤ加硫方法に関するものである。

タイヤ加硫工程では、閉型した加硫用モールドの中で加硫用ブラダを膨張させた状態にして、グリーンタイヤを所定温度で加熱するとともに所定圧力で押圧する。これにより、グリーンタイヤを形成している未加硫ゴムが加硫用モールドのタイヤ成型面で型付けされる。閉型した加硫用モールドとグリーンタイヤとの間に不要な空気が残留していると、未加硫ゴムを十分に加圧および加熱できずに加硫故障の原因になることがある。

そこで、加硫用モールドとグリーンタイヤとの間に存在する不要な空気を真空ポンプによって吸引して外部に排出した状態で加硫を行うタイヤ加硫方法が種々提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１で提案されている加硫方法では、加硫用モールドを閉型する前に密閉状態にした加硫用コンテナ内部の空気を吸引する。このタイミングで空気を吸引する場合は、モールド閉型前なので空気を吸引する対象となるスペースが大きいため、稼働させる真空ポンプの負荷が過大になる。また、真空ポンプによる空気の吸引力を過大にすると、加硫用ブラダに保持されているグリーンタイヤが拡径して加硫用モールドを閉型する際にモールドどうし間に挟まれるという問題も生じる。

一方、特許文献２で提案されている加硫方法では、加硫用モールドの閉型後に加硫用コンテナ内部を負圧状態に所定時間維持して、加硫用モールドとグリーンタイヤとの間に残存する空気を確実に十分に吸引して外部に排出する。その後、グリーンタイヤを保持している加硫用ブラダに加熱加圧媒体を注入してインフレートさせてグリーンタイヤの加硫を行う（段落００３２〜００３５）。この方法では、不要な空気を確実に外部に排出するまでには相応の時間を要する。そのため、加硫工程に要する時間が長くなることを回避するには、より迅速に空気を吸引する必要があるため、真空ポンプに対する負荷が過大なる。それ故、加硫用モールドとグリーンタイヤとの間に存在する不要な空気を吸引する空気吸引機の負荷を軽減しつつ、不要な空気を効率的に外部に排出するには改善の余地がある。

特開平４−１９７７１３号公報 特開２０１４−５１０３２号公報

本発明の目的は、加硫用モールドとグリーンタイヤとの間に存在する不要な空気を吸引する空気吸引機の負荷を軽減しつつ、この不要な空気を効率的に外部に排出できるタイヤ加硫方法を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のタイヤ加硫方法は、加硫用コンテナに取り付けられた加硫用モールドを閉型し、この加硫用モールドの中に配置されたグリーンタイヤを、このグリーンタイヤの内側に設置された加硫用ブラダを膨張させて加硫するタイヤ加硫方法において、前記加硫用モールドを閉型した後、前記グリーンタイヤを保持している前記加硫用ブラダの膨張開始以降に、前記加硫用モールドと前記グリーンタイヤとの間の空気の吸引を開始して外部に排出することを特徴とする。

本発明によれば、前記加硫用モールドを閉型した後、前記グリーンタイヤを保持している前記加硫用ブラダの膨張開始以降に、前記加硫用モールドと前記グリーンタイヤとの間の空気の吸引を開始するので、この間に存在する不要な空気は吸引による作用と加硫用ブラダの膨張による押圧の作用によって外部に排出される。そのため、不要な空気を空気吸引機の負荷を軽減しつつ効率的に外部に排出できる。

加硫用モールドが開型状態になっているタイヤ加硫装置の左半分を縦断面視で例示する説明図である。 図１の加硫装置の一部を平面視で例示する説明図である。 図１の加硫用モールドの閉型状態を例示する説明図である。 図３の加硫装置の一部を平面視で例示する説明図である。 図３の空気吸引機を稼働させて不要な空気を吸引しつつ、加硫を行っている状態を例示する説明図である。 別のタイヤ加硫装置を例示する説明図である。

以下、本発明のタイヤ加硫方法を、図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１、図２に例示するタイヤ加硫装置１（以下、加硫装置１という）は、中心機構３と、中心機構３の上方で上下移動する上下移動板部２と、加硫用モールド７（以下、モールド７という）と、加硫用コンテナ１０（以下、コンテナ１０という）とを備えている。さらに、この加硫装置１は、コンテナ１０の内部と外部とを気密に遮断する隔壁１５、１６と、コンテナ１０の外部に配置された空気吸引機１８とを備えている。コンテナ１０と空気吸引機１８とは連通配管１７によって接続されている。

コンテナ１０の必要箇所には、コンテナ１０の内部の気密性を確保するシール材Ｐが設置されている。空気吸引機１８としては真空ポンプ等が用いられる。図１では加硫装置１の左半分が図示されているが、右半分も左半分と実質的に同じ構造である。

上下移動板部２は油圧シリンダ等によって上下移動し、モールド７の開閉機構として機能する。中心ポスト３Ａには上下に間隔をあけて円盤状のクランプ部６が取り付けられている。それぞれのクランプ部６には、円筒状の加硫用ブラダ５の上端部、下端部が把持されている。中心機構３は加硫用ブラダ５を上下に挿通している。

上側のクランプ部６と下側のクランプ部６の間の位置で、中心機構３の外周面には注入口４ａおよび排出口４ｂが設けられている。注入口４ａおよび排出口４ｂはそれぞれ、中心機構３を下方に延びる配管に接続されている。注入口４ａからは加熱媒体や加圧媒体が加硫用ブラダ５に注入される。排出口４ｂからは加硫用ブラダ５の内部の流体（加熱媒体および加圧媒体）が外部に排出される。

中心機構３を囲むようにコンテナ１０が設置される。コンテナ１０にはモールド７が取り付けられている。コンテナ１０は、コンテナ部品となる上部プレート１１、下部プレート１２、複数のセグメント１３、コンテナリング１４を有している。コンテナリング１４はボルト等によって上下移動板部２に取り付けられている。

このコンテナ１０にはセクショナルタイプのモールド７が取付けられている。このモールド７は、円環状の上側サイドモールド７Ａと、円環状の下側サイドモールド７Ｂと、平面視で円弧状の複数のセクタモールド７Ｃとを有している。

上部プレート１１の下面１０ａ（後述する対向面１０ａ）には上側サイドモールド７Ａの上面９ｂ（後述する取付け面９ｂ）が対向して取り付けられている。上部プレート１１は図示されていない駆動手段によって、上下移動板部２（コンテナリング１４）とは独立して上側サイドモールド７Ａとともに上下移動する。下部プレート１２の上面１０ａ（後述する対向面１０ａ）には下側サイドモールド７Ｂの下面９ｂ（後述する取付け面９ｂ）が対向して取り付けられている。下部プレート１２は不動状態で地盤ベースに固定されている。それぞれのセグメント１３には、その内周面１０ａ（後述する対向面１０ａ）にセクタモールド７Ｃの外周面９ｂ（後述する取付け面９ｂ）が対向して取り付けられている。

それぞれのセクタモールド７Ｃ（セグメント１３）は中心機構３を中心にして環状に配置されている。即ち、図２に例示するように、それぞれのセクタモールド７Ｃ（セグメント１３）は、平面視で円環状に配置されていて、その円環状中心が図面では一点鎖線ＣＬで示されている。中心機構３（中心ポスト３Ａ）は、円環状中心ＣＬに配置されている。この円環状中心ＣＬは、上側サイドモールド７Ａおよび下側サイドモールド７Ｂの円環状中心になる。

それぞれのセグメント１３の外周面は、上方から下方に外周側に向かって傾斜している。それぞれのセグメント１３には、その外周傾斜面に沿ってガイド溝が上下方向に延在している。

円筒状のコンテナリング１４は、中心機構３（円環状中心ＣＬ）を中心にして配置されていて、それぞれのセグメント１３の外周側で上下移動する。コンテナリング１４の内周面は上方から下方に外周側に向かって傾斜している。コンテナリング１４のこの内周傾斜面とそれぞれのセグメント１３の外周傾斜面とは互いが対向するように配置される。

コンテナリング１４の内周傾斜面には、複数のガイドキーが周方向に間隔をあけて配置されている。これらガイドキーは、コンテナリング１４の内周傾斜面に沿って上下方向に延在している。それぞれのガイドキーは対応するセグメント１３のガイド溝に係合していて、ガイドキー（コンテナリング１４の内周傾斜面）とガイド溝（それぞれのセグメント１３の外周傾斜面）とが摺動する構成になっている。この実施形態では、ガイド溝に係合するガイドキーによってそれぞれのセグメント１３がコンテナリング１４から吊り下げられる構成になっている。

上下移動板部２の外周面近傍には下方に延びる筒状の上側隔壁１５が取り付けられている。下部プレート１２の外周面近傍には上方に延びる筒状の下側隔壁１６が取付けられている。図３に例示するように、上側隔壁１５の下端部と下側隔壁１６の上端部とが上下にオーパーラップして、互いの間に環状のシール材Ｐが介在することで、コンテナ１０の内部と外部とが気密に遮断される。コンテナリング１４の外周側に配置された隔壁１５、１６は、モールド７の閉型状態でコンテナ１０との間に空間Ｓを形成する。

モールド７には、タイヤ成型面９ａとコンテナ部品１１、１２、１３に対する取付け面９ｂとの間で連通するモールド内通気路８ｈ（以下、通気路８ｈという）が延在している。通気路８ｈは、平面視で周方向に間隔をあけて複数本形成されている。通気路８ｈは、加硫工程において排気が必要とされるタイヤ成型面９ａに開口して形成されている。

通気路８ｈについて詳述すると、上側サイドモールド７Ａ、下側サイドモールド７Ｂにはそれぞれ、上下方向（厚み方向）に貫通する通気路８ｈが形成されている。それぞれのセクタモールド７Ｃには、平面視で半径方向（厚み方向）に貫通する通気路８ｈが形成されている。図面では通気路８ｈが大きく誇張されて記載されているが、いわゆるベントホールが通気路８ｈとなる。

コンテナ部品１１、１２、１３には、取付け面９ｂに対向する対向面１０ａから空間Ｓの間で連通するコンテナ内通気路１０ｈ（以下、通気路１０ｈという）が延在している。通気路１０ｈについて詳述すると、上部プレート１１には、対向面１０ａから外周面に貫通する通気路１０ｈが形成されている。下部プレート１２には、対向面１０ａから外周面近傍の上面（空間Ｓに露出する面）に貫通する通気路１０ｈが形成されている。それぞれのセグメント１３には、対向面１０ａから外周面（空間Ｓに露出する面）に貫通する通気路１０ｈが形成されている。コンテナリング１４には、内周面（上部プレート１１の外周面と接する面）から外周面（空間Ｓに露出する面）に貫通する通気路１０ｈが形成されている。

取付け面９ｂには周方向に延在する環状の周溝８ｇが形成されている。この周溝８ｇは、取付け面９ｂに開口するそれぞれの通気路８ｈを連通させる。この周溝８ｇに代えて或いは加えて、対向面１０ａに周方向に延在する環状の周溝を形成して、取付け面９ｂに開口するそれぞれの通気路８ｈを連通させることもできる。尚、加硫装置１は例示した構造に限らず、タイヤ成型面９ａとグリーンタイヤＴとの間を含むコンテナ１０の内部空間を気密に維持できる構造であればよい。

次に、この加硫装置１を用いてグリーンタイヤＴを加硫する手順の一例を説明する。

グリーンタイヤＴを加硫する際には、モールド７が取付けられたコンテナ１０を、中心機構３を囲むように設置する。そして、大きく型開したモールド７の内部にグリーンタイヤＴを下側サイドモールド７Ｂの上に横倒し状態で配置する。

次いで、図１に例示するように上方の待機位置にある上部プレート１１とともに上側サイドモールド７Ａを下方移動させ、上下移動板部２とともにコンテナリング１４およびそれぞれのセグメント１３を下方移動させる。これにより、それぞれのセグメント１３を下部プレート１２の上面に載置して、上部プレート１１と下部プレート１２の上下間にそれぞれのセグメント１３を挟んだ状態にする。この状態では、図２に例示するようにそれぞれのセクタモールド７Ｃ（セグメント１３）は平面視で拡径した位置に配置されている。

次いで、上下移動板部２とともにコンテナリング１４を、図１の状態からさらに下方移動させる。これにより、それぞれのセグメント１３の外周傾斜面が、下方移動するコンテナリング１４の内周傾斜面により押圧される。その結果、図３、図４に例示するように、それぞれのセクタモールド７Ｃは円環状中心ＣＬに対して近接移動し、これらセクタモールド７Ｃが円環状に組み付けられてモールド７が閉型する。

モールド７を閉型すると、図３に例示するように、それぞれの通気路８ｈ、１０ｈと空間Ｓとが自動的に連通した状態になる。空間Sは連通配管１７を通じて空気吸引機１８に接続される。即ち、タイヤ成型面９ａとグリーンタイヤＴとの間は空間Ｓと連通し、タイヤ成型面９ａとグリーンタイヤＴとの間の空間を含んだコンテナ１０の内部は、シール材Ｐによって気密状態に維持される。

このようにモールド７を閉型した状態で、グリーンタイヤＴを保持している加硫用ブラダ５に注入口４ａから加熱媒体（および加圧媒体）に注入してさらに膨張させて、グリーンタイヤＴに所定の圧力を付加するとともに、所定の温度で加熱して加硫を行う。即ち、加硫用ブラダ５の内圧を、保持内圧から一段と上昇させて加硫用ブラダ５とともにグリーンタイヤＴを膨張させて加硫を行う。

本発明では、グリーンタイヤＴを保持している加硫用ブラダ５の膨張開始以降に、図５に例示するように、空気吸引機１８を稼働させて、連通している通気路８ｈ、１０ｈおよび空間Ｓを通じて空気ａの吸引を開始する。これにより、モールド７の内側（タイヤ成型面９ａとグリーンタイヤＴとの間）に存在している不要な空気ａをコンテナ１０の外部に排出する。即ち、保持内圧状態の加硫用ブラダ５の膨張を開始した時点、または膨張を開始した後に、空気ａの吸引を開始する。尚、セグメント１３とコンテナリング１４との間など、部材どうしの間にすき間がある場合は、そのすき間を通じても不要な空気ａは空間Ｓに排出されて、結果的にコンテナ１０の外部に除去される。

空気ａの吸引を開始するタイミングが遅すぎると、グリーンタイヤＴを形成している未加硫ゴムがタイヤ成型面９ａに強く押圧されて密着し、不要な空気ａを十分に外部に排出できなくなる。そのため、空気ａの吸引は極力早めに開始するとよい。例えば、この加硫用ブラダ５の膨張開始と同時に空気ａの吸引を開始する。空気ａの吸引を開始する最適なタイミングは、タイヤ仕様（ゴム特性）などに起因して多少異なる。そこで、グリーンタイヤＴの仕様毎に、事前にテスト加硫を行って、この不要な空気ａを十分に排出するために最適となる空気ａの吸引を開始するタイミングを把握しておき、把握した最適なタイミングで吸引を開始するとよい。一般的には、この加硫用ブラダ５の膨張開始から３０秒以内、より好ましくは２０秒以内、さらに好ましくは１０秒以内に空気ａの吸引を開始する。

このようにして不要な空気ａを吸引しつつグリーンタイヤＴの加硫を行う。所定の加硫時間が経過するとグリーンタイヤＴの加硫が終了して加硫されたタイヤが完成する。空気ａの吸引は例えば、グリーンタイヤＴを形成している未加硫ゴムの流動が概ね停止する時まで行うが、この吸引時間はタイヤ仕様や未加硫ゴムの特性などに応じて、適宜、短縮または延長することができる。タイヤの完成後は、モールド７を閉型する手順とは逆の手順で開型してタイヤを加硫装置１から取り出す。

上述したように、モールド７を閉型した後、グリーンタイヤＴを保持している加硫用ブラダ５の膨張開始以降に、空気吸引機１８を稼働させて空気ａを吸引する。モールド７は閉型しているので、空気ａを吸引する対象となるスペースは小さくなっている。そして、タイヤ成型面９ａとグリーンタイヤＴとの間に存在する不要な空気ａは、空気吸引機１８の吸引による作用と加硫用ブラダ５の膨張による押圧の作用の両方の作用によってコンテナ１０の外部に排出される。そのため、不要な空気ａを空気吸引機１８の負荷を軽減しつつ効率的に外部に排出できる。換言すると、より吸引能力が低い空気吸引機１８を用いることが可能になる。

さらには、加硫用ブラダ５を膨張させつつ空気ａを吸引するので、空気ａを吸引することに起因して加硫工程に要する時間が長くなることもない。即ち、空気ａの吸引を行うことに伴ってタイヤの生産性が低下することを回避できる。モールド７の閉型後に空気ａを吸引するので、空気ａの吸引によって拡径したグリーンタイヤＴが、閉型する際にセクタモールド７Ｃどうしの間に挟まれる不具合が発生することもない。

不要な空気ａを除去することで、グリーンタイヤＴをタイヤ成型面９ａに十分に押圧しつつ加熱することができる。それ故、加硫したタイヤＴａには加硫故障が生じ難くなり、タイヤ品質を向上させるには有利になる。

また、不要な空気ａを除去する目的で、加硫用ブラダ５を過度に膨張させる必要がなくなるという利点もある。さらには、加硫用ブラダ５の外面に空気抜き用の深い溝等を形成する必要がなくなるという利点もある。加硫用ブラダ５は、高温で膨張および収縮させて繰り返し使用するので、これら利点は、加硫用ブラダ５の損傷を抑えるには非常に有利なる。

図６に例示する加硫装置１は、図１に例示する加硫装置１に対して連通配管１７に接続されたリザーブタンク１９が追加されている。連通配管１７のリザーブタンク１９とコンテナ１０（空間Ｓ）との間には連通配管１７の連通および遮断を行う制御弁２０が備わっている。

リザーブタンク１９の内部は、稼働中の空気吸引機１８が定常的に作用させることができる負圧よりも大きな所定の負圧状態になっている。制御弁２０を開弁すると、リザーブタンク１９と空間Ｓとが連通して、リザーブタンク１９の内部の負圧によって空気ａがコンテナ１０から排出される。したがって、このリザーブタンク１９を用いることで、不要な空気ａをより迅速に、タイヤ成型面９ａとグリーンタイヤＴとの間から吸引するには有利になる。したがって、短時間に不要な空気ａをより多量に排出するには有効である。

本発明は、セクショナルタイプのモールド７に限定されず、互いに上下対向して配置される上側モールドと下側モールドとで構成される２つ割りタイプに適用することもできる。また、本発明は、空気入りタイヤに限らず、その他のタイヤを製造する場合にも適用できる。

１ 加硫装置
２ 上下移動板部
３ 中心機構
３Ａ 中心ポスト
４ａ 注入口
４ｂ 排出口
５ 加硫用ブラダ
６ クランプ部
７ 加硫用モールド
７Ａ 上側サイドモールド
７Ｂ 下側サイドモールド
７Ｃ セクタモールド
８ｇ 周溝
８ｈ モールド内通気路
９ａ タイヤ成型面
９ｂ 取付け面
１０ 加硫用コンテナ
１０ａ 対向面
１０ｈ コンテナ内通気路
１１ 上部プレート（コンテナ部品）
１２ 下部プレート（コンテナ部品）
１３ セグメント（コンテナ部品）
１４ コンテナリング（コンテナ部品）
１５ 上側隔壁
１６ 下側隔壁
１７ 連通配管
１８ 空気吸引機
１９ リザーブタンク
２０ 制御弁
Ｔ グリーンタイヤ
ａ 空気
Ｐ シール材

Claims (3)

1. 加硫用コンテナに取り付けられた加硫用モールドを閉型し、この加硫用モールドの中に配置されたグリーンタイヤを、このグリーンタイヤの内側に設置された加硫用ブラダを膨張させて加硫するタイヤ加硫方法において、
   前記加硫用モールドを閉型した後、前記グリーンタイヤを保持している前記加硫用ブラダの膨張開始以降に、前記加硫用モールドと前記グリーンタイヤとの間の空気の吸引を開始して外部に排出することを特徴とするタイヤの加硫方法。
2. 前記加硫用ブラダの膨張開始と同時に、前記空気の吸引を開始する請求項１に記載のタイヤの加硫方法。
3. 空気吸引機にリザーブタンクを接続して前記リザーブタンクを所定の負圧状態にしておき、前記リザーブタンクの内部と前記加硫用モールドと前記グリーンタイヤとの間を連通させることで前記空気を吸引する請求項１または２に記載のタイヤの加硫方法。

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