JP2023085951A - タイヤ加硫装置 - Google Patents

Abstract

【課題】成型しようとする空気入りタイヤの内径が変更されるときにクランプを変更しなくても良いタイヤ加硫装置を提供する。【解決手段】タイヤ加硫装置１０には、タイヤ表面を成型する成型面を有する金型１１と、金型１１の成型面に向かって膨張可能なブラダー５１と、金型１１の径方向内側においてブラダー５１の上下それぞれを保持するクランプ５５、５６とが設けられる。金型１１は、上下それぞれの径方向内側端の部材として金型周方向に１周するビードリング１６を有し、ブラダー５１は、金型１１の径方向内側の上下それぞれに、金型周方向に１周する開口縁５８、５９を有し、クランプ５５、５６は、上下それぞれにおいて、金型周方向１周にわたってブラダー５１の開口縁５８、５９をそれぞれ保持し、ビードリング１６とクランプ５５、５６の間に金型周方向に１周するスペーサ２０、３０が挟まれる。【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に示されているように、空気入りタイヤを加硫成型するためのタイヤ加硫装置は、タイヤ外面に接触することによりトレッド等を成型する金型と、金型内部で膨張してタイヤ内面に押し当てられるブラダーとを有している。金型は、トレッドを成型するセクターと、サイドウォールを成型するサイドプレートと、ビード部を成型するビードリングとから構成されている。また、金型の径方向内側において、上下２つのクランプがブラダーの上下の開口縁をそれぞれ保持している。クランプは金型のビードリングの内周面に接触している。

特開２０１２－６２１４号公報

上記のようなタイヤ加硫装置を使用した加硫成型工程において、それまでとは内径の異なる空気入りタイヤの成型が開始されるときは、金型だけでなく、ブラダーとそれを保持するクランプも交換される。これは、タイヤ内径が変わることに合わせてクランプの外径も変わる必要があるからであり、また、ブラダーはクランプに保持された状態で準備されるのが通常だからである。しかし、クランプの交換には手間がかかるという問題があった。また、成型しようとする空気入りタイヤの内径に合う多数のクランプを作製し管理しなければならないという問題もあった。

そこで本発明は、成型しようとする空気入りタイヤの内径が変更されるときにクランプを変更しなくても良いタイヤ加硫装置を提供することを課題とする。

実施形態のタイヤ加硫装置は、タイヤ表面を成型する成型面を有する金型と、前記金型の前記成型面に向かって膨張可能なブラダーと、前記金型の径方向内側において前記ブラダーの上下それぞれを保持する２つのクランプとが設けられ、前記金型の上下それぞれの径方向内側端の部材として金型周方向に１周するビードリングが設けられ、前記ブラダーは上下それぞれに金型周方向に１周する開口縁を有し、前記クランプが、上下それぞれにおいて、金型周方向１周にわたって前記ブラダーの前記開口縁をそれぞれ保持するタイヤ加硫装置において、前記ビードリングと前記クランプの間に金型周方向に１周するスペーサが挟まれたことを特徴とする。

実施形態のタイヤ加硫装置においては、成型しようとする空気入りタイヤの内径が変更されるときに、スペーサを外径の異なるものに交換すれば良いので、クランプを変更しなくても良い。

タイヤ加硫装置の半断面図。 上側のサイドプレート、ビードリング、スペーサ及びクランプを分解して示した断面図。 下側のサイドプレート、ビードリング、スペーサ及びクランプを分解して示した断面図。 上側スペーサを上から見た図。 下側スペーサを上から見た図。 変更例の下側スペーサを上から見た図。

図１に示すタイヤ加硫装置１０は、複数のゴム部材等からなる生タイヤに対して加硫成型を行い、空気入りタイヤを製造するための装置である。

タイヤ加硫装置１０は、その一部として、複数の成型部材からなる金型１１を備えている。金型１１を構成する複数の成型部材として、円筒状に並べられている複数のセクター１２と、複数のセクター１２の内径側に配置された上下一対のサイドプレート１４と、上下のサイドプレート１４の内径側にそれぞれ設けられた上下一対のビードリング１６とが設けられている。

それぞれのサイドプレート１４は、金型周方向に１周するリング状の部材である。また、それぞれのビードリング１６も、金型周方向に１周するリング状の部材である。

複数のセクター１２の内径側の面は、空気入りタイヤのトレッドを成型する成型面１２ａを有している。図示省略するが、トレッドを成型する成型面には、空気入りタイヤの溝を形成するための多数の凸部が形成されている。図２及び図３に示すように、上側のサイドプレート１４の下面及び下側のサイドプレート１４の上面は、空気入りタイヤのサイドウォールを成型する成型面１４ａを有している。上側のビードリング１６の下面及び下側のビードリング１６の上面は、空気入りタイヤのビード部を成型する成型面１６ａを有している。

図２及び図３に示すように、サイドプレート１４は、サイドウォールを成型する成型面１４ａと、成型面１４ａの内径側の凹面１４ｂとを有している。この凹面１４ｂにビードリング１６の外径面１６ｂ等が当たる。

ビードリング１６の内径側には、金型径方向内側に向かって突出した内径側凸１６ｃと、内径側凸１６ｃに対して凹んだ内径側凹１６ｄとが形成されている。内径側凹１６ｄは内径側凸１６ｃよりも金型軸方向の内側（金型１１の上下方向の中央側）である。なお、金型径方向は図１～図３における矢印Ａ方向で、金型軸方向は図１～図３における矢印Ｂ方向である。金型１１は、その軸方向Ｂが上下方向になるように配置される。

セクター１２は加工しやすい金属材料からなる。加工しやすくセクター１２に適した金属材料としてアルミニウム又はアルミニウム合金が挙げられる。また、サイドプレート１４及びビードリング１６は耐久性の高い金属材料からなる。耐久性が高くサイドプレート１４等に適した金属材料として鋼材が挙げられる。

この金型１１は、タイヤ加硫装置１０の一部であるコンテナ（不図示）に保持されている。コンテナは従来周知の構造で、セクター１２を金型径方向に移動させる径方向移動装置、上側のサイドプレート１４、上側のビードリング１６及び全てのセクター１２を金型軸方向に移動させる軸方向移動装置、並びに、金型１１を外側から加熱する加熱装置を備えている。

上側のサイドプレート１４、上側のビードリング１６及び全てのセクター１２が、下側のサイドプレート１４及び下側のビードリング１６から離れた場所にまで上昇し、かつ、セクター１２同士の全ての間隔が開いた状態が、金型１１の開いた状態である。金型１１の開いた状態のときに、金型１１の内部に対するタイヤの出し入れが行われる。また、金型１１の開いた状態のときに、後述するクランプ５５、５６及びブラダー５１の交換が行われる。

一方、上側のサイドプレート１４、上側のビードリング１６及び全てのセクター１２が下降し、隣接する全ての成型部材同士が密着した状態が、金型１１の閉じた状態である。金型１１が閉じた状態のとき、サイドプレート１４、ビードリング１６及びセクター１２の全ての成型面が一体となって、空気入りタイヤの表面を成型する１つの成型面が形成される。各成型部材の加硫成型時の位置は、金型１１が閉じたときの位置である。

図１に示すように、金型１１の内径側には、タイヤ加硫装置１０の一部であるブラダーユニット５０が設けられている。ブラダーユニット５０は、金型１１の内径側に配置された支持筒５２と、支持筒５２の内側に挿入され上部が支持筒５２より上に出ているセンター軸５３とを備えている。支持筒５２の中心軸及びセンター軸５３の中心軸は、金型１１の中心軸と同軸である。センター軸５３は、不図示の装置が稼働することにより上下動可能となっている。

センター軸５３の上部にはブラダーユニット５０の一部である上側クランプ５５が固定されている。また、支持筒５２にはブラダーユニット５０の一部である下側クランプ５６が固定されている。金型１１が開いているときは、閉じているときよりも、センター軸５３が上方へ高く突出し上側クランプ５５の位置が高くなる。

さらに、ブラダーユニット５０はブラダー５１を備えている。ブラダー５１は膨張及び収縮可能なゴム製の部材である。ブラダー５１は、上下方向に伸びたときに略円筒状となる。ブラダー５１は、上下方向に伸びたときに上端と下端になる部分に、上開口縁５８と下開口縁５９を有している。これらの開口縁５８、５９は上から見て円形である。

上開口縁５８はその１周にわたって上側クランプ５５に保持されている。上側クランプ５５は上側保持部材４０と下側保持部材４１とからなる。上側保持部材４０と下側保持部材４１はそれぞれ金型周方向に１周するリング状の部材である。そして、図１に示すように、上側保持部材４０と下側保持部材４１とがブラダー５１の上開口縁５８を上下から挟み込むことにより、上側クランプ５５が上開口縁５８を保持している。

また、下開口縁５９はその１周にわたって下側クランプ５６によって保持されている。下側クランプ５６は上側保持部材４２と下側保持部材４３とからなる。上側保持部材４２と下側保持部材４３はそれぞれ金型周方向に１周するリング状の部材である。そして、図１に示すように、上側保持部材４２と下側保持部材４３とがブラダー５１の下開口縁５９を上下から挟み込むことにより、下側クランプ５６が下開口縁５９を保持している。

上側クランプ５５の上側保持部材４０と上側のビードリング１６との間には上側スペーサ２０が挟まれている。上側スペーサ２０はボルト等の固定具（不図示）によって上側のビードリング１６に固定されている。一方、上側スペーサ２０は上側クランプ５５には固定されていない。

上側スペーサ２０は金型周方向に１周するリング状の部材である。図２及び図４に示すように、上側スペーサ２０の内径側には、金型径方向内側に向かって突出した内径側凸２１と、内径側凸２１の下に形成され内径側凸２１に対して凹となった内径側凹２２が形成されている。また、上側スペーサ２０の外径側には、金型径方向外側に向かって突出した外径側凸２３と、外径側凸２３の上に形成され外径側凸２３に対して凹となった外径側凹２４が形成されている。

上側スペーサ２０の内径側凹２２に、上側クランプ５５の上側保持部材４０が嵌合する。また、上側スペーサ２０の外径側凸２３と外径側凹２４とからなる凹凸形状部分に、上側のビードリング１６の内径側凹１６ｄと内径側凸１６ｃとからなる凹凸形状部分が嵌合する。これにより、上側スペーサ２０が、上側クランプ５５の上側保持部材４０と上側のビードリング１６との間に隙間なく挟まる。

また、下側クランプ５６の下側保持部材４３と下側のビードリング１６との間には下側スペーサ３０が挟まれている。下側スペーサ３０はボルト等の固定具（不図示）によって下側のビードリング１６に固定されている。一方、下側スペーサ３０は下側クランプ５６には固定されていない。

下側スペーサ３０は金型周方向に１周するリング状の部材である。図３及び図５に示すように、下側スペーサ３０の内径側には、金型径方向内側に向かって突出した内径側凸３１と、内径側凸３１の上に形成され内径側凸３１に対して凹となった内径側凹３２が形成されている。また、下側スペーサ３０の外径側には、金型径方向外側に向かって突出した外径側凸３３と、外径側凸３３の下に形成され外径側凸３３に対して凹となった外径側凹３４が形成されている。

下側スペーサ３０の内径側凹３２に、下側クランプ５６の下側保持部材４３が嵌合する。また、下側スペーサ３０の外径側凸３３と外径側凹３４とからなる凹凸形状部分に、下側のビードリング１６の内径側凹１６ｄと内径側凸１６ｃとからなる凹凸形状部分が嵌合する。これにより、下側スペーサ３０が、下側クランプ５６の下側保持部材４３と下側のビードリング１６との間に隙間なく挟まっている。

加硫成型の前に上側スペーサ２０として複数のものが準備され、そのうちの１つがタイヤ加硫装置１０の一部として使用される。準備される複数の上側スペーサ２０はそれぞれ外径（すなわちビードリング１６と接する面の直径）が異なる。しかし、いずれの上側スペーサ２０も内径（すなわち上側クランプ５５と接する面の直径）は同じである。そのため、加硫成型されるタイヤ（以下「成型対象タイヤ」）の内径が変更されることとなりビードリング１６の内径が変更される一方、上側クランプ５５が変更されない場合に、上側スペーサ２０が交換されることにより、ビードリング１６と上側クランプ５５との間が埋められる。

また、加硫成型の前に下側スペーサ３０として複数のものが準備され、そのうちの１つがタイヤ加硫装置１０の一部として使用される。準備される複数の下側スペーサ３０はそれぞれ外径（すなわちビードリング１６と接する面の直径）が異なる。しかし、いずれの下側スペーサ３０も内径（すなわち下側クランプ５６と接する面の直径）は同じである。そのため、成型対象タイヤの内径が変更されることとなりビードリング１６の内径が変更される一方、下側クランプ５６が変更されない場合に、下側スペーサ３０が交換されることにより、ビードリング１６と下側クランプ５６との間が埋められる。

また、図１に示すように、支持筒５２には加熱された流体が流れる流路６２が設けられている。流路６２は上側クランプ５５と下側クランプ５６との間の場所に開口している。そして、外部から供給された加熱された流体が、流路６２を通過してブラダー５１の内部に流入できる。ブラダー５１の内部に流体が流入することによりブラダー５１が膨張する。外部から供給される流体として、例えば、蒸気、温水、又は不活性ガスが用いられる。

ブラダー５１は、生タイヤの内側で膨張することによって生タイヤを金型１１の内面に押し付けて加圧する加圧装置として機能する。また、ブラダー５１は、加熱された流体によって高温となるため、生タイヤを加熱する加熱装置としても機能する。

次に空気入りタイヤの製造方法について説明する。まず、円筒形のドラム上に複数のゴム部材等が重ねられて生タイヤが成型される。次に、金型１１が加熱されて加硫成型時の温度に到達する。次に金型１１が開き、金型１１の内部に生タイヤが挿入される。次に金型１１が閉じる。次にブラダー５１の内部に加熱された流体が導入され、ブラダー５１が膨張する。その結果、生タイヤの表面が、ブラダー５１によって金型１１の内面に押し付けられ、生タイヤが加圧される。このとき、ブラダー５１の内部へ供給される流体は高温であるため、生タイヤは金型１１側からだけでなくブラダー５１側からも加熱される。このようにして、生タイヤが所定の圧力で加圧され、かつ所定温度に加熱されることによって加硫成型が行われる。

加硫成型が所定時間行われた後、ブラダー５１の内部から流体が排出され、ブラダー５１が収縮する。ブラダー５１が完全に収縮した後、金型１１が開く。そして、開いた金型１１から空気入りタイヤが取り出され、加硫成型工程が終了する。その後、空気入りタイヤの表面に出来た無駄なゴムの突起を落とす等の仕上げが行われて、空気入りタイヤが完成する。

成型対象タイヤの内径（リム径とも言って良いが、以下では「タイヤ内径」とする）が変わる場合、従来は、クランプにブラダーが取り付けられた状態のものが事前に準備されており、金型が交換されるときにクランプとブラダーが一体として交換されていた。しかし本実施形態においては、タイヤ内径が変わるとき、金型１１が交換されても、クランプ５５、５６及びブラダー５１は交換されず、スペーサ２０、３０だけが交換される。

スペーサ２０、３０の交換は、金型１１が開き、上側クランプ５５が上昇して上側クランプ５５と下側クランプ５６との間隔が広くなり、ブラダー５１が上下に伸びて円筒状となった状態で行われる。ブラダー５１が円筒状となることにより、下側スペーサ３０の出し入れが容易となる。

成型対象タイヤがタイヤ内径の大きいものに変更されるときは、スペーサ２０、３０が、外径のより大きなものに交換される。また、変更前はスペーサ２０、３０がなかった所に、スペーサ２０、３０が設けられる場合もある。

また、成型対象タイヤがタイヤ内径の小さいものに変更されるときは、スペーサ２０、３０が、外径のより小さいものに交換される。また、変更前にあったスペーサ２０、３０を取り除いてスペーサ２０、３０なしとする場合もある。

次に本実施形態の効果を説明する。成型対象タイヤの内径が変更されるときは、金型１１のビードリング１６の内径が変更される。そのとき、スペーサ２０、３０が外径の異なるものに交換され、それによってビードリング１６とクランプ５５、５６との間が埋められる。そのため、クランプ５５、５６を変更する必要がない。

そのため、クランプ５５、５６を変更する手間がかからず、また、サイズの異なる多数のクランプ５５、５６を作製し管理する必要がない。なお、内径の異なる多数の空気入りタイヤの生産に対応するためには外径の異なる多数のスペーサ２０、３０を準備する必要があるが、スペーサ２０、３０はクランプ５５、５６よりも設計及び製造が簡単であるため、準備の負担が軽い。

また、クランプ５５、５６の交換のタイミングでそれまで使用されていたブラダー５１を廃棄する運用がなされている場合には、本実施形態によりクランプ５５、５６の交換の頻度が低くなることによって、ブラダー５１を長期にわたり使用することが可能となる。

次に比較例及び実施例について説明する。表１の「ブラダー、クランプ」の欄に記載のブラダー及びクランプ、「スペーサ」の欄に記載のスペーサ及び「金型」の欄に記載の金型を使用して、ブラダー、クランプ、スペーサ及びビードリングが、「金型」の欄に記載のサイズの空気入りタイヤを成型する位置に配置されるか否かを調べた。表１において、○は、ビードリング等が「金型」の欄に記載のサイズの空気入りタイヤを成型する位置に配置され、かつ、実際に生タイヤの加硫成型を行ったところ不具合が生じなかったこと意味する。また、×は、ビードリング等が「金型」の欄に記載のサイズの空気入りタイヤを成型する位置に配置されなかったこと意味する。

比較例１～３のようにスペーサを使用しない場合は、ブラダー及びクランプに対応するサイズの金型を使用したときのみ○となった。しかし、実施例１のように、１９５／６０Ｒ１４用のブラダー及びクランプと、１９５／５５Ｒ１５用の金型を使用し、ビードリングとクランプとの間に１吋拡径用のスペーサ（すなわちクランプの外径より１吋大きい外径を有するスペーサ）を挿入したところ、○となった。また、実施例２のように、１８５／７０Ｒ１３用のブラダー及びクランプと、１９５／５５Ｒ１５用の金型を使用し、ビードリングとクランプとの間に２吋拡径用のスペーサ（すなわちクランプの外径より２吋大きい外径を有するスペーサ）を挿入したところ、○となった。

以上の実施形態は例示であり、発明の範囲はこれに限定されない。以上の実施形態に対して、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々な変更、置換、省略等を行うことができる。以下では複数の変更例について説明するが、上記実施形態に対して、複数の変更例のうちいずれか１つを適用しても良いし、複数の変更例のうちいずれか２つ以上を組み合わせて適用しても良い。

＜変更例１＞
上側スペーサ及び下側スペーサのうちいずれか一方又は両方が、金型周方向に複数に分割されていても良い。

例えば、図６の下側スペーサ１３０は２つの下側スペーサ片１３０ａに分割されている。上から見ると、１つの下側スペーサ片１３０ａが１８０°の弧を形成し、２つの下側スペーサ片１３０ａが合わさって３６０°の円を形成する。

作業者は、この下側スペーサ１３０を下側クランプ５６と下側のビードリング１６との間に入れるとき、下側スペーサ片１３０ａを左右両側からそれぞれブラダー５１の下に入れる。そして作業者は、下側クランプ５６と下側のビードリング１６との間で、２つの下側スペーサ片１３０ａを合体させて１つの下側スペーサ１３０として完成させる。

このように下側スペーサ１３０が２つに分割されていることにより、ブラダー５１が横に膨らんだままの状態でも、作業者がブラダー５１の下に下側スペーサ１３０を容易に入れることができる。

また、下側スペーサは３つ以上に分割されても良い。また、上側スペーサが複数に分割されても良い。

＜変更例２＞
上記実施形態では上側スペーサ２０及び下側スペーサ３０がそれぞれビードリング１６に固定されていたが、上側スペーサ２０が上側クランプ５５の上側保持部材４０に固定具によって固定され、下側スペーサ３０が下側クランプ５６の下側保持部材４３に固定具によって固定されても良い。

また、下側スペーサ３０は固定具によって別の部材に固定されることなく、下側のビードリング１６に自重で載っているだけでも良い。また、上側スペーサ２０は固定具によって別の部材に固定されることなく、上側クランプ５５に自重で載っているだけでも良い。

１０…タイヤ加硫装置、１１…金型、１２…セクター、１２ａ…成型面、１４…サイドプレート、１４ａ…成型面、１４ｂ…凹面、１６…ビードリング、１６ａ…成型面、１６ｂ…外径面、１６ｃ…内径側凸、１６ｄ…内径側凹、２０…上側スペーサ、２１…内径側凸、２２…内径側凹、２３…外径側凸、２４…外径側凹、３０…下側スペーサ、３１…内径側、３２…内径側凹、３３…外径側凸、３４…外径側凹、４０…上側保持部材、４１…下側保持部材、４２…上側保持部材、４３…下側保持部材、５０…ブラダーユニット、５１…ブラダー、５２…支持筒、５３…センター軸、５５…上側クランプ、５６…下側クランプ、５８…上開口縁、５９…下開口縁、６２…流路、１３０…下側スペーサ、１３０ａ…下側スペーサ片

Claims (2)

1. タイヤ表面を成型する成型面を有する金型と、前記金型の前記成型面に向かって膨張可能なブラダーと、前記金型の径方向内側において前記ブラダーの上下それぞれを保持する２つのクランプとが設けられ、
   前記金型の上下それぞれの径方向内側端の部材として金型周方向に１周するビードリングが設けられ、
   前記ブラダーは上下それぞれに金型周方向に１周する開口縁を有し、
   前記クランプが、上下それぞれにおいて、金型周方向１周にわたって前記ブラダーの前記開口縁をそれぞれ保持するタイヤ加硫装置において、
   前記ビードリングと前記クランプの間に金型周方向に１周するスペーサが挟まれたことを特徴とする、タイヤ加硫装置。
2. 前記スペーサが金型周方向に複数に分割された、請求項１に記載のタイヤ加硫装置。
   
   

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