JP2024075952A - タイヤ加硫金型及びタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】上側サイド型と下側サイド型との温度差を低減できるタイヤ加硫金型と、それを用いたタイヤの製造方法とを提供する。【解決手段】タイヤ加硫金型１０は、タイヤ軸方向を上下に向けた姿勢で配置されたタイヤＴのサイドウォールＳ１，Ｓ２のうち、上側に配置されるサイドウォールＳ１を成形する上側サイド型１２と、下側に配置されるサイドウォールＳ２を成形する下側サイド型１３とを備える。下側サイド型１３は、上側サイド型１２よりも熱伝導率が高い材料で形成されている。【選択図】図１

Description

本開示は、タイヤの加硫成形に用いられるタイヤ加硫金型と、それを用いたタイヤの製造方法とに関する。

タイヤの加硫成形に用いられるタイヤ加硫金型として、セクションタイプのタイヤ加硫金型が知られている（例えば、特許文献１，２）。セクションタイプのタイヤ加硫金型は、トレッドを成形するトレッド型と、上側に配置されたサイドウォールを成形する上側サイド型と、下側に配置されたサイドウォールを成形する下側サイド型とを備える。トレッド型は、タイヤ周方向に分割された複数のセクターで構成されており、型閉め状態ではそれらが寄り集まって環状に連なる。

図３は、加硫成形工程の１サイクルにおけるサイド型の温度の推移を示すグラフである。金型を型閉め状態にして加硫成形が開始されると、上側サイド型及び下側サイド型の温度は徐々に上昇し、やがて所定の温度に保持される。しかし、下側サイド型では上側サイド型に比べて温度が上がりにくい傾向にあり、それらの温度差は、或る時点において例えば１５℃程度である。かかる現象については、金型周辺の熱せられた空気が上方に移動することが原因の一つとして考えられている。

したがって、加硫時間が長くなることを避けつつ、下側に配置されたサイドウォールを適正に加硫するには、下側サイド型の温度を高めに設定する必要がある。但し、そうすると、上述した温度差に伴って上側サイド型の温度も高くなるので、上側サイド型ではゴム流れが悪化しやすくなり、成形後のタイヤ表面に陥没キズが発生するなどの不都合を生じる恐れがある。尚、特許文献１，２には金型の温度制御に関する技術が開示されているものの、いずれも構造が複雑であり、現行の設備に適用するには大幅な改修が必要となるため、実用に見合わない場合が多いといえる。

特公平６－１８６９９号 特開２０００－４３０４８号

本開示は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、上側サイド型と下側サイド型との温度差を低減できるタイヤ加硫金型と、それを用いたタイヤの製造方法とを提供することにある。

本開示のタイヤ加硫金型は、タイヤ軸方向を上下に向けた姿勢で配置されたタイヤのサイドウォールのうち、上側に配置されるサイドウォールを成形する上側サイド型と、下側に配置されるサイドウォールを成形する下側サイド型とを備え、前記下側サイド型は、前記上側サイド型よりも熱伝導率が高い材料で形成されている。

本開示のタイヤの製造方法は、上述したタイヤ加硫金型を用いてタイヤを加硫成形する工程を含む。

加硫機の構成の一例を示す模式図 変形例における上側サイド型と上側プラテンとの接触面を示す拡大図 従来技術におけるサイド型の温度の推移を示すグラフ

本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、タイヤ子午線断面に沿った加硫機１の断面を模式的に示す。加硫機１は、タイヤ加硫金型１０（以下、単に「金型１０」と呼ぶ場合がある）と、金型１０を保持するコンテナ２０と、ゴム製の袋体であるブラダ３０と、加硫機１の中心部に設けられた中心機構４０とを備える。タイヤＴは、タイヤ軸方向を上下に向けた姿勢で金型１０にセットされている。図１において、左方向はタイヤ径方向外側、右方向はタイヤ径方向内側である。図１において、金型１０は型閉め状態にある。

金型１０は、タイヤ軸方向を上下に向けた姿勢で配置されたタイヤＴのサイドウォールＳ１，Ｓ２のうち、上側に配置されるサイドウォールＳ１を成形する上側サイド型１２と、下側に配置されるサイドウォールＳ２を成形する下側サイド型１３とを備える。金型１０は、更に、タイヤＴのトレッドＴｒを成形するトレッド型１１と、タイヤＴのビード部が嵌合される一対のビードリング１４，１５とを備える。図示を省略しているが、トレッド型１１の内面には、トレッドパターンを形成するための凹凸部が設けられている。

トレッド型１１は、タイヤ周方向に分割された複数のセクターで構成されており、型閉め状態ではそれらが寄り集まって環状に連なっている。トレッド型１１は、例えばアルミニウム材により形成されている。このアルミニウム材は、純アルミ系の材料のみならずアルミニウム合金を含む概念である。本実施形態では、トレッド型１１が複数のセクターで構成されたセクションタイプの金型１０の例を示すが、これに限られず、例えばトレッド型の中央部で上下に二分割された２ピースタイプの金型であってもよい。

コンテナ２０は、セクターを保持する複数のセグメント２１と、そのセグメント２１のタイヤ径方向外側に配置されたアウターリング２２とを備える。セグメント２１の外周面と、それに係合するアウターリング２２の内周面とは、互いに同じ傾斜を有するテーパ面によって形成されている。これらのテーパ面は、それぞれ下方に向かってタイヤ径方向外側に傾斜している。トレッド型１１は、アウターリング２２の昇降に伴ってタイヤ径方向に移動自在に構成されている。

コンテナ２０は、更に、上側サイド型１２を保持する保持体としての上側プラテン２３と、下側サイド型１３を保持する保持体としての下側プラテン２４とを備える。上側プラテン２３及び下側プラテン２４には、それぞれヒータが内蔵されている。上側サイド型１２は上側プラテン２３によって加熱され、下側サイド型１３は下側プラテン２４によって加熱される。上側プラテン２３は昇降可能に構成されており、その下面にはセグメント２１がタイヤ径方向に沿って摺動可能に支持されている。

コンテナ２０は、更に、アウターリング２２を支持するアーム２５を備える。アーム２５は、上側プラテン２３の上面に立設されたガイド２６に昇降可能に取り付けられている。ガイド２６に対してアーム２５が相対的に昇降することにより、セグメント２１に対してアウターリング２２が相対的に昇降し、セグメント２１に保持された各セクターがタイヤ径方向に移動する。図１に示す型閉め状態から、トレッド型１１を拡径（各セクターをタイヤ径方向外側に移動）しつつ、トレッド型１１と上側サイド型１２を上昇させることで、型開き状態に移行できる。

ブラダ３０は、金型１０にセットされたタイヤＴの内側に配置されている。ブラダ３０は、圧力や温度を調整した加硫媒体が供給されることにより膨張し、その内部に充填された加硫媒体が排出されることにより収縮する。加硫成形時には、膨張したブラダ３０によってタイヤＴが金型１０に押し付けられる。ブラダ３０は、中心機構４０によって支持されている。中心機構４０は、上下方向に延びるセンターポスト４１と、ブラダ３０の上端部を支持する上部クランプ４２と、ブラダ３０の下端部を支持する下部クランプ４３とを備える。

タイヤの加硫成形は、図１に示した型閉め状態において実行される。加硫成形が終了したら、金型１０を型開き状態にして加硫成形後のタイヤを取り出し、次に加硫成形を行う未加硫のタイヤをセットして型閉め状態とする。金型１０の温度は、型開き状態にしてタイヤを出し入れする間に一旦低下し、型閉め状態に戻すと再び上昇して所定の温度に保持される。その際、下側サイド型１３では上側サイド型１２に比べて温度が上がりにくい傾向にあり（図３参照）、それらの温度差に起因して不都合を生じる恐れがあることは、既に説明した通りである。

これに対して、本実施形態の金型１０では、下側サイド型１３が、上側サイド型１２よりも熱伝導率が高い材料で形成されている。このため、下側サイド型１３の温度が上がりやすくなり、上側サイド型１２と下側サイド型１３との温度差を低減できる。その結果、加硫時間を長めに設定したり、下側サイド型１３の温度を高めに設定したりしなくても、サイドウォールＳ２を適正に加硫でき、延いては上側サイド型１２の温度が高くなり過ぎることを防いで、陥没キズの発生などの不都合を回避できる。しかも、加硫機１の機構や制御は従来と同様でよいため、現行の設備を大幅に改修する必要はない。

下側サイド型１３は無酸素銅により形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、下側サイド型１３が適度な強度を有しながらも優れた熱伝導を発揮するため、上側サイド型１２と下側サイド型１３との温度差を効果的に低減することができる。但し、下側サイド型１３の材料は、これに限られるものではない。

本実施形態において、上側サイド型１２は鉄鋼材により形成されている。鉄鋼材としては、例えば一般構造用圧延鋼材（例えばＳＳ４００）が挙げられる。下側サイド型１３は、上側サイド型１２とは異種の金属材料により形成されており、例えば上述した無酸素銅により形成されている。これにより、上側サイド型１２については従来と同様に構成できるため、上側サイド型１２と下側サイド型１３との温度差をより簡便に低減することができる。

図２は、上側サイド型１２と上側プラテン２３との接触面を示す拡大図である。この変形例では、上側サイド型１２とそれを保持する保持体である上側プラテン２３との間に低熱伝導化処理が施されている。低熱伝導化処理は、例えば、上側サイド型１２の一部を除去して上側プラテン２３に隣接する空洞５０を形成する空洞形成処理である。かかる構成によれば、上側サイド型１２の温度が上がりにくくなるため、上側サイド型１２と下側サイド型１３との温度差の低減に寄与し得る。これに代えて又は加えて、上側プラテン２３の一部を除去して上側サイド型１２に隣接する空洞を形成してもよい。

タイヤ加硫金型１０を用いたタイヤの製造方法は、この金型１０を用いてタイヤＴを加硫成形する工程、より具体的には、金型１０に未加硫のタイヤをセットし、そのタイヤに加熱加圧を施して加硫成形を施す工程を含む。下側サイド型１３が、上側サイド型１２よりも熱伝導率が高い材料で形成されていることにより、下側サイド型１３の温度が上がりやすく、上側サイド型１２と下側サイド型１３との温度差を低減できる。

［１］
以上のように、本実施形態のタイヤ加硫金型１０は、タイヤ軸方向を上下に向けた姿勢で配置されたタイヤＴのサイドウォールＳ１，Ｓ２のうち、上側に配置されるサイドウォールＳ１を成形する上側サイド型１２と、下側に配置されるサイドウォールＳ２を成形する下側サイド型１３とを備え、下側サイド型１３は、上側サイド型１２よりも熱伝導率が高い材料で形成されているものである。かかる構成によれば、下側サイド型１３の温度が上がりやすくなり、上側サイド型１２と下側サイド型１３との温度差を低減できる。

［２］
上記［１］のタイヤ加硫金型１０において、下側サイド型１３は無酸素銅により形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、下側サイド型１３が適度な強度を有しながらも優れた熱伝導を発揮するため、上側サイド型１２と下側サイド型１３との温度差を効果的に低減できる。

［３］
上記［１］または［２］のタイヤ加硫金型１０において、上側サイド型１２は鉄鋼材により形成されており、下側サイド型１３は、上側サイド型１２とは異種の金属材料により形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、上側サイド型１２と下側サイド型１３との温度差をより簡便に低減できる。

［４］
上記［１］～［３］いずれか１つのタイヤ加硫金型１０において、上側サイド型１２とそれを保持する保持体（上側プラテン２３）との間に低熱伝導化処理が施されていることが好ましい。これにより、上側サイド型１２の温度が上がりにくくなるので、上側サイド型１２と下側サイド型１３との温度差の低減に寄与し得る。

［５］
また、本実施形態のタイヤの製造方法は、上記［１］～［４］いずれか１つのタイヤ加硫金型１０を用いてタイヤＴを加硫成形する工程を含むものである。上記の如き金型１０を用いることにより、下側サイド型１３の温度が上がりやすくなるため、上側サイド型１２と下側サイド型１３との温度差を低減できる。

本開示のタイヤ加硫金型は、タイヤのサイドウォールを成形するサイド型を上記の如く構成したこと以外は、通常のタイヤ加硫金型と同様に構成でき、従来公知の形状や材質、機構などはいずれも採用することができる。また、本開示のタイヤの製造方法は、サイド型を上記の如く構成したタイヤ加硫金型を用いること以外は、通常のタイヤの製造方法と同様にして行うことができる。

本開示のタイヤ加硫金型及びタイヤの製造方法は、いずれも上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

１ 加硫機
１０ タイヤ加硫金型
１２ 上側サイド型
１３ 下側サイド型
２３ 上側プラテン（保持体）
５０ 空洞
Ｓ１ サイドウォール
Ｓ２ サイドウォール
Ｔ タイヤ

Claims (5)

1. タイヤ軸方向を上下に向けた姿勢で配置されたタイヤのサイドウォールのうち、上側に配置されるサイドウォールを成形する上側サイド型と、下側に配置されるサイドウォールを成形する下側サイド型とを備え、
   前記下側サイド型は、前記上側サイド型よりも熱伝導率が高い材料で形成されている、タイヤ加硫金型。
2. 前記下側サイド型は無酸素銅により形成されている、請求項１に記載のタイヤ加硫金型。
3. 前記上側サイド型は鉄鋼材により形成されており、
   前記下側サイド型は、前記上側サイド型とは異種の金属材料により形成されている、請求項１に記載のタイヤ加硫金型。
4. 前記上側サイド型とそれを保持する保持体との間に低熱伝導化処理が施されている、請求項１に記載のタイヤ加硫金型。
5. 請求項１～４いずれか１項に記載のタイヤ加硫金型を用いてタイヤを加硫成形する工程を含むタイヤの製造方法。