JP3833010B2

JP3833010B2 - 空気入りバイアスタイヤの加硫方法

Info

Publication number: JP3833010B2
Application number: JP19119799A
Authority: JP
Inventors: 伸一森; 正治世古口
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1999-07-06
Filing date: 1999-07-06
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2019-07-06
Also published as: US6514447B1; KR20010049714A; JP2001018227A; KR100607386B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加硫用ゴムブラダーの形状を改良した空気入りバイアスタイヤの加硫方法に関し、更に詳しくは、偏平率が２５％以上５５％以下である空気入りバイアスタイヤの加硫に最適な加硫方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来の空気入りバイアスタイヤの加硫機を例示するものである。図７に示すように、このタイヤ加硫機は上型３と下型４との間に未加硫タイヤ（グリーンタイヤ）２を挿入し、ゴム製のブラダー１１により未加硫タイヤ２を内側から膨張させ、これを金型内面に高圧で押し付けながら加硫を行うようになっている。一方、ゴム製のブラダー１１は非膨張時において図８に示すような形状を有している。このようなタイヤ加硫機を用いた空気入りバイアスタイヤの加硫方法においては、円筒状に成形された未加硫タイヤ２をブラダー１１の膨張により金型プロファイルに近い形状まで膨らませた状態にしてから型閉めを行うことが良品率を向上する上で重要である。
【０００３】
従来、タイヤ加硫機に用いるブラダーを設計する場合、同一ブラダーで加硫ができる回数を低下させないために、即ちブラダーライフを長期にわたって維持するために、目的とする空気入りバイアスタイヤの金型内でのタイヤ内面径Ａを非膨張時のブラダー外径Ｂで除した値を１．１から１．６倍程度に設定している。ブラダー外径Ｂをタイヤ内面径Ａに対して上記範囲に設定したブラダーの内部に加硫用熱媒体を充填すると、ブラダーは図９のように実質的に球面状に膨張する。
【０００４】
上述のようなブラダーを用いて偏平率が６０％以上の空気入りバイアスタイヤ（図７）を加硫する場合、金型プロファイルと膨張時のブラダー形状が略一致するため、加硫故障等を殆ど生じることなく加硫を行うことが可能になる。しかしながら、偏平率が２５％以上５５％以下の空気入りバイアスタイヤ（図１０）を加硫する場合には、ブラダー１１が上述のように球面状に膨張すると、未加硫タイヤ２のトレッド部が図中の破線で示すように加硫用金型のタイヤ外径を越え、この部分が上型３と下型４との間に噛まれることにより不良品が発生し易い。
【０００５】
そのため、偏平率が２５％以上５５％以下の空気入りバイアスタイヤの加硫に際しては、ブラダーで未加硫タイヤを少しだけ膨張させ、未加硫タイヤの外径が金型寸法でのタイヤ外径を超えないように調整しながら型閉めを行うようにしている。しかしながら、この場合、タイヤサイド部が十分に膨張しないため、該サイド部に加硫故障が発生し易くなり、しかもカーカスコードの角度変化が均一にならないため、製品タイヤでの外径寸法に大きなバラツキを生じ易いという問題があった。更に、金型内部におけるタイヤサイド部の変形量を大きくする必要があるため、未加硫タイヤとブラダーとの擦れに起因してブラダーライフが短くなるという問題があった。
【０００６】
また、上述のようなタイヤ加硫機のブラダーにおいては、金型内でのゴム流れを良好にし、加硫故障の発生や外径寸法のバラツキを低減するために、例えば特開平６−１４３２８８号公報に記載するように、ブラダー表面に多数のベントグルーブを設け、これらベントグルーブを介して未加硫タイヤと金型表面との間に滞留する空気を排除することが行われている。即ち、図８に示すように、ブラダー１１の表面にタイヤ径方向に対して傾斜しながら直線状に延長する多数のベントグルーブ１５を互いに平行に設けるようにしている。
【０００７】
しかしながら、ブラダー１１の表面に上述のようなベントグルーブ１５を設けると、該ベントグルーブ１５とカーカスコードとが互いに干渉し合い、単位幅当たりのカーカスコード打ち込み本数が乱れたり、カーカスコートゴムがベントグルーブ１５に吸い上げられてカーカスコードがタイヤ内面に露出するという不都合があった。特にインナーライナーゴムが極めて薄いリム径４〜６インチの競技用バイアスタイヤにあっては、カーカスコートゴムのベントグルーブへの流入が不可避であるため、インナーライナーゲージを必要以上に厚くせざるを得なかった。また、ブラダー表面に上述のようなベントグルーブを設けると、未加硫タイヤとブラダーとの擦れに起因するブラダーライフの短縮も招き易かった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、偏平率が２５％以上５５％以下の空気入りバイアスタイヤの加硫に際し、金型による未加硫タイヤのトレッド部への噛み込みを回避しながら、ブラダーライフを短くすることなく、加硫故障の発生や外径寸法のバラツキを低減することを可能にした空気入りバイアスタイヤの加硫方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、単位幅当たりのカーカスコード打ち込み本数の乱れやカーカスコードのタイヤ内面への露出を防止しながら、未加硫タイヤと金型内面との間に滞留する空気を良好に排除し、それにより加硫故障の発生や外径寸法のバラツキを更に低減するようにした空気入りバイアスタイヤの加硫方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の空気入りバイアスタイヤの加硫方法は、金型内で未加硫タイヤの内側からゴム製のブラダーを膨張させて、前記未加硫タイヤから偏平率Ｙが２５％以上５５％以下の空気入りバイアスタイヤを加硫する方法において、前記ブラダーの非膨張時の外径に対する前記ブラダーの膨張により前記未加硫タイヤを金型内面に押し付けた時のタイヤ内面径の比率からなるブラダーストレッチ率Ｘを下記式の範囲に設定したことを特徴とするものである。
【００１１】
Ｘ＝β−Ｙ／α
但し、０．３７＜α＜０．４２，３１０＜β＜３２０
このようにブラダーストレッチ率Ｘとタイヤの偏平率Ｙとを上記関係にすることにより、偏平率が２５％以上５５％以下の空気入りバイアスタイヤを加硫するに際し、ブラダーを十分に膨張させた状態では該ブラダーが金型でのタイヤプロファイル（特にサイド部の形状）に追従するので、金型による未加硫タイヤのトレッド部への噛み込みと、未加硫タイヤとブラダーとの擦れに起因するブラダーライフの短縮を回避しながら、加硫故障の発生や外径寸法のバラツキを低減することができる。
【００１２】
本発明において、前記ブラダーの表面の少なくともタイヤサイド部に接触する領域にベントグルーブを設け、該ベントグルーブの模様を多角形（好ましくは５角形乃至１２角形）の網目状に形成することが望ましい。このように多角形網目状のベントグルーブを設けることにより、未加硫タイヤと金型内面との間に滞留する空気を良好に排除することが可能になり、それにより加硫故障の発生や外径寸法のバラツキを更に低減することができる。これら多角形網目状のベントグルーブはカーカスコードに対して干渉し難くいので、カーカスコード打ち込み本数の乱れやカーカスコードの露出を防止することができる。また、ブラダーストレッチ率Ｘが大きくなっても多角形網目状のベントグルーブが張力を均一に分散させるため、ブラダーライフを著しく低下させることはない。
【００１３】
前記ベントグルーブは溝幅を２〜５ｍｍとし、溝深さを０．２〜０．７ｍｍにすることが好ましい。このような寸法を設定することにより、インナーライナーが極めて薄い空気入りバイアスタイヤであっても比較的低い故障率で加硫することが可能になる。
【００１４】
このように本発明の空気入りバイアスタイヤの加硫方法によれば、加硫故障等が極めて少なく、加硫時の歩留りが良好な偏平率が２５％以上５５％以下の空気入りバイアスタイヤ、好ましくはインナーライナーが極めて薄いリム径４〜６インチの競技用空気入りバイアスタイヤを提供することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施形態からなる空気入りバイアスタイヤの加硫方法に用いる加硫機を例示する断面図、図２はその部分拡大断面図、図３はそのブラダーを示す斜視図である。
【００１７】
図１及び図２に示すように、本実施形態のタイヤ加硫機は、上型３と下型４との間に未加硫タイヤ２を挿入し、金型内に配設されたゴム製のブラダー１により未加硫タイヤ２を内側から膨張させ、これを金型内面に高圧で押し付けながら加硫を行うようになっている。ブラダー１の膨張動作は中心機構６により操作される。この中心機構６はブラダー１を把持する上下一対の円盤状の把持部材７，８と、これら把持部材７，８間に跨がる中心軸９とを備え、中心軸９の上下方向の摺動により把持部材７，８の相互間隔を調整するようになっている。また、中心機構６はブラダー１の内側に加熱用熱媒体を供給する不図示の熱媒体供給路を備えている。
【００１８】
一方、ゴム製のブラダー１は非膨張時において図３に示すような形状を有している。このブラダー１の表面の少なくともタイヤサイド部に接触する領域には、多角形（図では正６角形）の網目状に延在するベントグルーブ５が設けられている。
【００１９】
上記各図において、Ａは金型内でのタイヤ内面径、Ｂは非膨張時のブラダー外径、Ｈはタイヤ断面高さ、Ｗはタイヤ断面幅である。なお、非膨張時のブラダー外径Ｂとはブラダーの金型寸法であり、中心機構６に装着し加圧しない状態でのブラダー外径と実質的に等価である。
【００２０】
上述のように構成されるタイヤ加硫機を用いて加硫を行う場合、図１の一点鎖線で示すように、上型３を下型４に対して開放した状態にすると共に、中心機構６の中心軸９を伸張状態にし、成形ドラムで円筒状に成形された未加硫タイヤ２を金型内に挿入する。次いで、ブラダー１の内側に加熱用熱媒体を供給しながら中心軸９を収縮させることにより、ブラダー１を未加硫タイヤ２と共にタイヤ径方向に膨張させる。そして、上型３を下型４側に下ろして型締めを完了した後、所定の内圧及び加硫温度に基づいて加硫を行う。
【００２１】
本発明者らは、偏平率Ｙが２５％以上５５％以下の空気入りバイアスタイヤの加硫に最適なブラダー形状を種々検討した結果、非膨張時のブラダー外径Ｂに対する金型内でのタイヤ内面径Ａの比率からなるブラダーストレッチ率Ｘ（Ａ／Ｂ×１００）を、タイヤ断面幅Ｗに対するタイヤ断面高さＨの比率からなる偏平率Ｙ（Ｈ／Ｗ×１００）に関連付けて設定することが加硫故障の低減に極めて重要であることを見い出し、本発明に至ったのである。
【００２２】
図４はブラダーストレッチ率Ｘを横軸とし、タイヤの金型寸法での偏平率Ｙを縦軸とし、種々異なる偏平率のバイアスタイヤに対して種々異なる加硫用ブラダーを用いて加硫を実施したときの組合せをプロットしたものである。偏平率Ｙが２５％以上５５％以下の空気入りバイアスタイヤを加硫するに当たって、従来の知見では図４の破線で示すように偏平率Ｙの低下に伴ってブラダーストレッチ率Ｘを多少大きくすることが検討されたが、依然として前述したような様々な加硫故障が多数発生していた。
【００２３】
これに対して、図４の実線で示すようにブラダーストレッチ率Ｘを従来より遙に大きい値で、しかも特定の関係式に基づいて偏平率Ｙに対して反比例させて大きくすることにより、偏平率が２５％以上５５％以下の空気入りバイアスタイヤにおける加硫故障を効果的に低減することができた。すなわち、ブラダーストレッチ率Ｘと偏平率Ｙとを関連付けることにより、偏平率Ｙに応じてトレッドセンター部の膨張を規制し、その結果としてトレッドセンター部が金型でのタイヤ外径を越え難くなるので、トレッドセンター部が上型３と下型４の間に噛まれ難くなる。
【００２４】
本発明では、ブラダーストレッチ率Ｘと偏平率Ｙとの関係を下記（１）式のように設定することが必要である。但し、（１）式において、０．３７＜α＜０．４２，３１０＜β＜３２０である。
Ｘ＝β―Ｙ／α ・・・（１）
【００２５】
偏平率Ｙが２５％以上５５％以下の空気入りバイアスタイヤを加硫する場合に、ブラダーストレッチ率Ｘと偏平率Ｙとを（１）式の関係にし、ブラダーストレッチ率Ｘを１．７〜２．３の範囲で従来に比較して著しく大きくすることにより、ブラダー１を十分に膨張させた状態において該ブラダー１が金型でのタイヤプロファイルに追従するので、未加硫タイヤ２のトレッド部が上型３と下型４に噛まれたりせず、しかもブラダー１と未加硫タイヤ２との擦れに起因するブラダーライフの短縮を回避しながら、加硫故障の発生や外径寸法のバラツキを低減することができる。
【００２６】
上記係数αは０．３７超で０．４２未満にすることが必要である。この係数αが０．３７以下であるとブラダーのストレッチが小さくなり過ぎ、タイヤ内面に均一に圧力をかけ難くなるのでタイヤの均一性が損なわれ易くなる。逆に、係数αが０．４２以上であるとブラダーのストレッチが大きくなり過ぎ、使用寿命が短くなる。
【００２７】
一方、上記係数βは３１０超で３２０未満にすることが必要である。この係数βが３１０以下であるとブラダーのストレッチが小さくなり過ぎ、タイヤ内面に均一に圧力をかけ難くなるのでタイヤの均一性が損なわれ易くなる。逆に、係数βが３２０以上であるとブラダーのストレッチが大きくなり過ぎ、使用寿命が短くなる。
【００２８】
更に本発明では、ブラダー１の表面の少なくともタイヤサイド部に接触する領域にベントグルーブ５を設け、該ベントグルーブ５の模様を多角形の網目状に形成することにより、カーカスコードの角度がベントグルーブ５の角度と一致する部分を短く限定し、カーカスコードのベントグルーブ５への落ち込みを防止することができる。従って、カーカスコード打ち込み本数の乱れやカーカスコードの露出を防止し、しかもブラダー１と未加硫タイヤ２との部分的な擦れに起因するブラダーライフの短縮を回避しながら、極めて良好な未加硫タイヤと金型内面との間の空気抜き効果を享受できる。また、ブラダーストレッチ率Ｘが従来に比べて大きくなっても多角形網目状のベントグルーブ５が張力を均一に分散させ、ブラダー１への局部的な応力集中を軽減するので、ブラダー１の寿命を延ばすことも可能になる。上記ベントグルーブ５の模様は５角形以上で１２角形以下の多角形にすることが好ましい。特に正多角形の繰り返しパターンとするのが良い。このような多角形を選択することにより、カーカスコードのベントグルーブ５への落ち込みを効果的に防止することができる。
【００２９】
図５はブラダーのベントグルーブの溝幅と空気入りバイアスタイヤの内面に生じる加硫故障（エアー溜りやカーカスコードの露出等）の発生率との関係を表している。但し、上記関係はベントグルーブの溝深さを０．５ｍｍに固定した場合のものである。この図５から判るように、空気入りバイアスタイヤの加硫故障の発生率（％）は、ベントグルーブの溝幅に強く依存し、ベントグルーブの溝幅が２ｍｍから５ｍｍの範囲にあるときに加硫故障の発生を最も効果的に抑制することができる。このような傾向はベントグルーブの溝深さを変更した場合も同様に得られる。
【００３０】
図６はブラダーのベントグルーブの溝深さと空気入りバイアスタイヤの内面に生じる加硫故障（エアー溜りやカーカスコードの露出等）の発生率との関係を表している。但し、上記関係はベントグルーブの溝幅を３ｍｍに固定した場合のものである。この図６から判るように、空気入りバイアスタイヤの加硫故障の発生率（％）は、ベントグルーブの溝深さに強く依存し、ベントグルーブの溝深さが０．２ｍｍから０．７ｍｍの範囲にあるときに加硫故障の発生を最も効果的に抑制することができる。このような傾向はベントグルーブの溝幅を変更した場合も同様に得られる。
【００３１】
【実施例】
本発明と従来のタイヤ加硫方法を用いて、下記構成を有する偏平率３５％の競技用空気入りバイアスタイヤの加硫を行った。
【００３２】
タイヤサイズ；７．１×１１．０−５
目標外径；２８０ｍｍ
タイヤパターン；スリック（溝なし）
但し、上記競技用空気入りバイアスタイヤのタイヤサイズにおいて、７．１はタイヤの接地幅を、１１．０はタイヤの外径を、５はタイヤのリム径をそれぞれインチで表している。
【００３３】
表１は本発明のタイヤ加硫方法において、ブラダー外径Ｂ＝１１５ｍｍ、ブラダー肉厚７ｍｍのブラダー（Ｙ＝３５，Ｘ＝２２５）を使用する一方で、従来のタイヤ加硫方法において、ブラダー外径Ｂ＝１６０ｍｍ、ブラダー肉厚７ｍｍのブラダー（Ｙ＝３５，Ｘ＝１６０）を使用し、各々５０本づつ加硫した結果について、上下金型の噛みによるタイヤゲージ変動及びカーカスコード角度変動の代用値としてタイヤ外径の標準偏差を取った結果である。この表１によれば、本発明のタイヤ加硫方法で加硫したタイヤは外径変動が少なく、品質が優れていることが理解される。
【００３４】
【表１】

【００３５】
表２は本発明のタイヤ加硫方法において、ブラダー外径Ｂ＝１１５ｍｍ、ブラダー肉厚７ｍｍのブラダー（Ｙ＝３５，Ｘ＝２２５）を使用する一方で、従来のタイヤ加硫方法において、ブラダー外径Ｂ＝１６０ｍｍ、ブラダー肉厚７ｍｍのブラダー（Ｙ＝３５，Ｘ＝１６０）を使用し、各々５０本ずつ加硫した結果について、空気入りバイアスタイヤのサイド部に発生した加硫故障（エアー溜りやカーカスコードの露出等）発生率の比較である。この表２によれば、本発明のタイヤ加硫方法で加硫したタイヤは加硫故障が少なく、品質が優れていることが理解される。
【００３６】
【表２】

【００３７】
表３は本発明のタイヤ加硫方法において、ブラダー外径Ｂ＝１１５ｍｍ、ブラダー肉厚７ｍｍのブラダー（Ｙ＝３５，Ｘ＝２２５）を使用し、ブラダー表面のタイヤサイド部からビード部に接触する領域にかけて幅３ｍｍ、深さ０．５ｍｍのベントグルーブを直径２ｃｍの６角形網目状に施す一方で、従来のタイヤ加硫方法において、ブラダー外径Ｂ＝１６０ｍｍ、ブラダー肉厚７ｍｍのブラダー（Ｙ＝３５，Ｘ＝１６０）を使用し、ブラダー表面のタイヤサイド部からビード部に接触する領域にかけて幅３ｍｍ、深さ０．５ｍｍのベントグルーブを平行な直線状に施し、各々ブラダーライフ終了まで加硫した結果について、加硫可能本数の比較と空気入りバイアスタイヤのインナーライナーに発生した加硫故障（エアー溜りやカーカスコードの露出等）発生率の比較である。但し、加硫可能本数は従来例を１００とする指数にて示した。この表１によれば、本発明のタイヤ加硫方法はブラダーライフが従来と略同等であり、しかも該タイヤ加硫方法で加硫したタイヤは加硫故障が少なく、品質が優れていることが理解される。
【００３８】
【表３】

【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のタイヤ加硫方法を採用することにより、偏平率が２５％以上５５％以下の空気入りバイアスタイヤの加硫に際し、ブラダーが金型でのタイヤプロファイルに追従するので、金型による未加硫タイヤのトレッド部への噛み込みと、未加硫タイヤとブラダーとの擦れに起因するブラダーライフの短縮とを回避しながら、加硫故障の発生や外径寸法のバラツキを低減することができる。
【００４０】
また、ブラダーの表面に多角形網目状のベントグルーブを設けるようにすれば、カーカスコード打ち込み本数の乱れやカーカスコードの露出を防止しながら、未加硫タイヤと金型内面との間に滞留する空気を良好に排除し、それにより加硫故障の発生や外径寸法のバラツキを更に低減することができる。
【００４１】
従って、インナーライナーを極めて薄くしたリム径４〜６インチの競技用空気入りバイアスタイヤを加硫する場合であっても、加硫故障の発生を極力抑えて、製品歩留りを向上することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りバイアスタイヤの加硫方法に用いる加硫機を示す断面図である。
【図２】図１の加硫機の部分拡大断面図である。
【図３】図１の加硫機に用いるブラダーを示す斜視図である。
【図４】ブラダーストレッチ率Ｘとタイヤの偏平率Ｙとの関係を示すグラフである。
【図５】ベントグルーブの溝幅と加硫故障の発生率との関係を示すグラフである。
【図６】ベントグルーブの溝深さと加硫故障の発生率との関係を示すグラフである。
【図７】従来の空気入りバイアスタイヤの加硫機（偏平率６０％以上の場合）を示す部分拡大断面図である。
【図８】従来のブラダーを示す斜視図である。
【図９】従来のブラダーの内圧負荷による膨張状態を示す断面図である。
【図１０】従来の空気入りバイアスタイヤの加硫機（偏平率５５％以下の場合）を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１ブラダー
２未加硫タイヤ
３上型
４下型
５ベントグルーブ
６中心機構
７，８把持部材
９中心軸
Ａ金型内でのタイヤ内面径
Ｂ非膨張時のブラダー外径
Ｈタイヤ断面高さ
Ｗタイヤ断面幅

Claims

金型内で未加硫タイヤの内側からゴム製のブラダーを膨張させて、前記未加硫タイヤから偏平率Ｙが２５％以上５５％以下の空気入りバイアスタイヤを加硫する方法において、前記ブラダーの非膨張時の外径に対する前記ブラダーの膨張により前記未加硫タイヤを金型内面に押し付けた時のタイヤ内面径の比率からなるブラダーストレッチ率Ｘを下記式の範囲に設定した空気入りバイアスタイヤの加硫方法。
Ｘ＝β−Ｙ／α
但し、０．３７＜α＜０．４２，３１０＜β＜３２０
前記ブラダーの表面の少なくともタイヤサイド部に接触する領域にベントグルーブを設け、該ベントグルーブの模様を多角形の網目状に形成した請求項１に記載の空気入りバイアスタイヤの加硫方法。
前記ベントグルーブの溝幅を２〜５ｍｍとし、その溝深さを０．２〜０．７ｍｍとした請求項１又は請求項２に記載の空気入りバイアスタイヤの加硫方法。