JP3938226B2

JP3938226B2 - タイヤの加硫成型方法

Info

Publication number: JP3938226B2
Application number: JP22256097A
Authority: JP
Inventors: 武宏加太; 章男大林
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1997-08-19
Filing date: 1997-08-19
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2017-08-19
Also published as: JPH1158388A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、タイヤの加硫成型方法、より詳細には従来のタイヤ加硫成型のサイクルタイムを保持し、特別な設備を用いず特別な改造を施すことなく、タイヤの加硫成型品質を安定して向上させ、不良率を大幅に低減することができ、かつ加硫成型用モールドの加工工数が低減してより一層低コストのモールドを提供することが可能なタイヤの加硫成型方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
未加硫タイヤをモールド（金型）により加硫成型するとき、未加硫タイヤ内部に高圧ガス、例えば１４〜２８kgf/cm²の高圧スチーム、高圧窒素ガスなどを導入してモールド内面に未加硫タイヤを押圧し、製品タイヤに所定形状の外側輪郭を形成させる。
【０００３】
その際、モールド内面と加硫成型対象のタイヤとの間にエアーをトラップすると、エアートラップ箇所が加硫成型完了後の製品タイヤ外側表面に一般にベアーと呼ばれる外観不良箇所を形成してしまうことは良く知られた事実である。
【０００４】
そこでこの不良発生を阻止するため、モールドには多数本のベントホールを設け、それでもベアー不良が改善されない場合は或るベントホール相互間を繋ぐベント溝を切り込むのも良く知られている。勿論ベントホールはモールドを貫通していてトラップされたエアーをモールド外部に排出する。
【０００５】
しかしベントホールはトラップされたエアーの逃げ道でもある一方で、加硫成型中の未加硫タイヤの流動性を増したゴムもベントホール内に流れ込むのは不可避であり、これらベントホール内に流れ込んだゴムは製品タイヤとなったときスピュウと呼ばれる細長いゴムの突出柱を形成する。この種のスピュウはタイヤ性能と無関係であり、却ってタイヤの外観を損ねるので、仕上げ工程で切除しなければならない。よってベントホールは必要悪とも言えるもので、本数が少なければ少ない程良く、無いにこしたことはない。
【０００６】
そこで特開昭６２−２１４９０６号公報では、モールドが二つ割り上下型合わせタイプのモールドを用いた加硫成形においてスピュウが存在しない空気入りタイヤの成形方法を提案していて、その提案内容は、上下型合わせモールドそれぞれの周囲にシール機構を設けて各モールドを完全に閉じる前に未加硫タイヤを収容した上下型モールド間を閉空間とし、この閉空間形成までの間に未加硫タイヤの内部ブラダ内に１０〜１００kPa の流体を供給して予備成形を行い、上下型を接近させながら上下型内面から突出させたトレッドパターン形成用リブの頂部に未加硫タイヤの表面を接触させ、この接触により形成される閉空間の圧力をブラダ内圧力の１／１３Ｈ（リブ高さｍｍ）に減圧することにより、ベアの発生を阻止する、というものである。
【０００７】
上記公報が提案する方法では、加硫機の全閉前にバキュウム動作を実施する必要があるため、必要とする加硫機全てに新規にシール機構を設ける必要があり、この種のシール機構は技術的な困難性を伴う他、加硫機台数が多い場合は多額の設備投資を必要とする。また完全なベア発生阻止を実現するためには加硫成形開始時点から完了時点の間に有効な減圧のための中間停止時間を必要とし、その分加硫成形のサイクルタイムが延び生産性を阻害する弊害を有する。
【０００８】
また１０〜１００kPa （約０．１〜１．０kgf/cm²)の低圧ではモールド内部に対する未加硫タイヤの完全な型付けは不十分であり、モールドを完全に閉じた後に更めて高圧、例えば１４〜２８kgf/cm² による型付けと加硫成形を実施する必要があり、結局減圧時間が更に上記の加硫成形サイクルタイムに加算されるので、現今の厳しい生産性向上要求に逆行することとなり、実現性に欠ける。
【０００９】
またスピュウ問題とは異なるが、ドームタイプの加硫機について、ドーム内部の温度を精度良く制御するのも加硫成形の生産性向上に必要であり、しかも製品タイヤの品質を良好に保持し、かつタイヤ品質を均一化する上で重要なファクタであり、これらの点を解決課題として特開平９−１２３１７４号公報は、ドームタイプ加硫機及びタイヤ加硫方法として、ドーム内のエアーを吸引排出するエアー排出用配管をドームの下方に配設した加硫機を提案し、加硫用金型を包囲するドーム内のエアーを排出した後、ドーム内に加熱媒体を供給し、加硫用金型を加熱する方法を提案している。
【００１０】
しかし上記公報に開示されている加硫方法は、エアー排出管からドーム内のエアーを吸引排出した後、スチームなどの加熱媒体をドーム内に供給して加硫用金型を加熱する際に、金型の中央機構から未加硫タイヤ内に加硫媒体を供給してタイヤを加硫するものであり、結局バキュウム実施後に型付けと加硫とを開始するため、バキュウム時間が通常の加硫成形サイクルタイムに加算され、やはり加硫成形の生産性が大幅に損なわれる問題がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従って、この発明の請求項１に記載した発明は、従来の加硫成形の生産性を保持した上で、加硫機はもとより加硫成形用モールドに殆ど加工を施すことなく現行のドームタイプ加硫機及びモールドを用いて、ベアー故障の発生を著しく抑制することができ、かつベントホールの数を大幅に削減してモールドの加工工数を減少させモールドのコストを低減させることが可能なタイヤの加硫成形方法の提供するとともに、加硫成形の生産性をそれほど損なうことなく、上記同様加硫機及びモールドに殆ど手を加えることなくベアー故障の発生をより一層完璧に抑制することが可能で、しかも加硫機の開釜時に加硫対象タイヤから発生する臭い、紫煙などの不快なガスを有利に除去して良好な作業環境を整えることが可能なタイヤの加硫成形方法の提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載した発明は、ドームタイプの加硫機に取付けた、多数個のベントホールを有する加硫成型用モールドに未加硫タイヤを装填して加硫成型するに際し、
加硫機とモールドとの全閉直後に未加硫タイヤ内面に加圧流体による加圧体を作用させ、
この加圧体による未加硫タイヤのモールド内面に対する押圧形付け開始から形付け完了までの間に、加硫機のドーム内部に連通するバキュウム手段を動作させてドーム内部の空気を、未加硫タイヤとモールドの内面との間に閉じ込められる空気とともに加硫機外部に排出して、ドーム内部を５０〜２５０Ｔｏｒｒの範囲内に減圧し、
未加硫タイヤの形付け完了と同時にバキュウム手段の連通部を閉鎖して空気排出動作を停止させ、この空気排出動作停止と同時に加硫機のドーム内部に高温ガスを供給し、これにより未加硫タイヤに加硫成型を施すことを特徴とするタイヤの加硫成型方法において、
タイヤの加硫成型完了と同時に加硫用高温ガスのスチームを排気した後、再び連通部の閉鎖を解除してバキュウム手段を動作させ、このバキュウム手段の再度の動作により加硫機のドーム内部を減圧し、この減圧の下でドーム内部の水分を気化させ、気化した水蒸気と加硫タイヤから発生してドーム内部に残留するガスとを加硫機外部に排出させるにある。
【００１３】
上記の未加硫タイヤに作用させる加圧流体による加圧体とは、スチームや他の種のホットガス、例えば窒素ガスを導入した加硫ブラダの場合と、加硫ブラダを使用せずに未加硫タイヤに直接作用させるスチームや他の種のホットガスの場合の両者を含む。なお言うまでもなくモールドは金属製である。
【００１４】
ここで、請求項１に記載した発明を実施するに当っては、加硫機のドーム内部に供給する高温ガスを高温スチームでとすることが好適である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態の一例を図１に基づき説明する。
図１は、稼働状態におけるドームタイプ加硫機の要部とその中に収容したモールドとを簡略図解した断面図である。図において、ドームタイプの加硫機（以下加硫機という）１は上型ドーム２と下型ドーム３とに分かれ、加硫成形用２つ割り合わせ型モールド４の上型モールド５を上型ドーム２に着脱自在に固定し、下型モールド６を下型ドーム３に着脱自在に固定する。稼働に先立ち上型ドーム２は下型ドーム３の斜め上方に位置し（図示省略）、稼働時には図示を省略した未加硫タイヤを下型モールド６に装填し、上型ドーム２が下降して図に示す位置で加硫成形を開始する。
【００１７】
モールドが、いわゆる割りモールドの場合も基本的には上記同様な動作であり、両者のモールドにこの発明を適用することができる。割りモールドに対応して図示のモールドはフルモールドと呼ぶこともある。いずれのタイプのモールドもエアー抜きの小穴、ベントホール４ｈを必要箇所に必要個数だけ設ける。
【００１８】
上下型ドーム２、３の外側周囲の大部分は厚い断熱材７で覆い、モールド４の加熱源として供給パイプ８を介しドーム１内部に高温ガス、例えば高温のスチームなどを供給したとき熱の発散を成るべく抑制する。またこの高温ガスは１〜１０kgf/cm²の圧力を有しているので上下ドーム２、３それぞれの当接周囲部分には耐熱性のシール部材９を設ける。よって加硫機１の上下ドーム２、３とモールドとの全閉後の稼働前のドーム２、３内部は外部に対し完全に密閉状態となる。
【００１９】
以下、この発明による一連の動作を説明する。
モールド４に図示を省略した未加硫タイヤを収容した後ドーム２が下降し、ドーム２、３が互いに密閉係合し上下型モールド５、６が合体すると、加硫機１が稼働を開始し、直ちに未加硫タイヤ内面に加圧流体による加圧体を作用させる。この加圧体には２種類の実施タイプが存在し、第一のタイプはゴム製の縦長の中膨らみ状加硫用ブラダであり、このブラダに二段階の加圧ガス、例えば第一段階では１４kgf/cm²程度のスチームを、第二段階で２１kgf/cm²程度のスチームを供給して、第一段階の加圧ガスによりブラダを未加硫タイヤ内部で膨張させ、未加硫タイヤ外側表面をモールド内面に設けたリブ又は凸部、凹部に接触押圧させて型付けを行うものである。
【００２０】
第二のタイプはブラダを用いず加圧ガスのみを加圧体とし、この場合は加圧体の加圧ガス、望ましくは加圧窒素ガスを直接未加硫タイヤ内面に作用させて、上記同様な型付けを行うものである。いずれのタイプにおいても型付け時間は約４〜５分に及ぶ。この間はドーム１内部への加硫用高温ガス供給を停止しておく。
【００２１】
上記の未加硫タイプの型付け開始から型付け完了までの間に、図示を省略したバキュウム手段を動作させる。このバキュウム手段は、例えば真空ポンプ自体か、又は数台の加硫機１を所定圧まで減圧することが可能な、真空ポンプと、これに連結した比較的大型の真空槽とし、所定圧以上で真空ポンプが動作するタイプかの、いずれでも可とする。このバキュウム手段と加硫機１のドーム内部とをバキュウム用排気パイプ１０で連通させる。
【００２２】
上記のバキュウム手段とドーム２、３（図示例は下型ドーム３）とにシール連結したバキュウム用排気パイプ１０を介し、バキュウム手段の動作により矢印Ｖの向きにドーム２、３内部の空間（図ではドットで示す）の空気を加硫機１の外部へと吸引排気し、ドーム２、３内部空間を低真空の５０〜２５０Ｔｏｒｒとする。
【００２３】
そのとき、未加硫タイヤのモールド４への型付け時に、未加硫タイヤとモールド４の内面との間に閉じ込められている空気もモールド４に設けた多数本のベントホール４ｈを介して加硫機１の外部へと吸引排気される。このありさまを一部のベントホール４ｈを代表として矢印で示す。
【００２４】
未加硫タイヤの型付け完了と同時に、バキュウム手段のドーム２、３内部への連通部を、例えば電磁バルブ（図示省略）により閉じてドーム２、３内部空間の空気排出動作を停止させる。この空気排出動作の停止と同時に加硫機１のドーム２、３内部に供給パイプ８を介し矢印Ｓ方向に高温ガス、例えば高温スチームを供給し、未加硫タイヤに加硫を施す。
【００２５】
以上述べた未加硫タイヤの型付け時間内における加硫機１のドーム２、３内部空間の空気排出により、別途に特別な空気排出時間を設ける必要はなく、従来の加硫成型時間を延長することはないので、加硫成型の生産性を保持することができる。
【００２６】
またバキュウム手段の動作により、ベアー発生の原因となる未加硫タイヤのモールド４への型付け時に未加硫タイヤとモールド４の内面との間に閉じ込められている空気が一緒に加硫機１に外部に排出される結果、空気トラップによるベアー発生は完全に阻止できる。
【００２７】
そればかりか、バキュウム手段による積極的な排気作用によりベントホール４ｈのトラップ空気の排出効率が著しく高まるので、モールド４に加工するベントホール４ｈの個数を大幅に減少させることができ、各ベントホール４ｈ相互間を結ぶベント溝の加工も省くことができ、結局モールド４の加工工数が減りモールドの製造コストを低減させることができる。
【００２８】
加硫機１についても、新たに大がかりな加工を施したり、新たに高額な設備や部品などを付け足す必要はなく、従来の加硫機１のままで十分であり、せいぜいバキュウム用真空ポンプとそれに連結するバキュウム用パイプ１０の取り付け程度ですむ。上下ドーム２、３の密閉係合は従来のシール部材で低真空状態を作り出すに十分であり、総合して小額の設備投資で良い、大きな利点を有する。
【００２９】
またタイヤの加硫成形の完了と同時にドーム２、３内部の加硫用高温スチームを排気した後、バキュウム手段の連通部に設けた電磁バルブを開き、併せて再びバキュウム手段を動作させて排気パイプ１０を介してドーム２、３内部空間を減圧する。減圧下のドーム２、３内部空間は低真空、例えば５０〜２５０Ｔｏｒｒであり、これによりドーム内部に存在する水分を気化させ、気化した水分を排気する。
【００３０】
これにより、モールド内面などに付着した水分が除去されるので、次の未加硫タイヤに加硫成型を施す時、ドーム２、３内部に残留する水分によるベアー故障発生を完全に阻止することができる。また上記の再度の排気は、加硫成型時に未加硫タイヤから発生してドーム２、３内部に閉じ込められている不快な臭いや紫煙などの、作業環境を損なうガスも気化水分と共に加硫機１の外部に排出できるので、作業環境改善に役立つ。この再度の排気にはせいぜい０．３〜０．５分程度を要するのみであるから、それほど生産性を損なわずに、完璧なベアー故障の排除と作業環境改善とが可能となる。
【００３１】
【実施例】
航空機用バイアスプライタイヤでサイズが５０×２１．０−２０３６ＰＲのタイヤを実施例１では５０本加硫成型した。トレッドには４本の直状主溝を備えるタイヤである。初回のみのバキュウム手段動作によるドーム２、３内部の最少圧力は１００Ｔｏｒｒ、モールド４への未加硫タイヤの型付け時間は１０分、バキュウム手段の動作時間も１０分とした。加硫成型の総時間は９０分である。なおモールド４のベントホール４ｈの本数は従来の３８４本から１９２本へ減少させた。
【００３２】
これに対しバキュウム手段を用いない従来例の加硫成型方法に従い、同一タイヤ種で同じ本数の５０本製造して、実施例１及び従来例それぞれのサイドウォール部に生じたベアー不良率を算定したところ、実施例１では２．３％であったのに対し、従来例では１２．８％に及んだ。
【００３３】
以上の実施例１及び従来例との対比実験から明らかなように、実施例１では従来に比しベントホール４ｈを約５０％減少させてもベアー不良率を大幅に低減させることができることがわかる。
【００３４】
実施例１のタイヤ加硫成型完了後に再びバキュウム手段を０．５分間にわたり動作させて、ドーム２、３内部を２００Ｔｏｒｒの低真空として残留水分などを気化排出した後、直ちに実施例１と同一タイヤサイズ同一本数を実施例１の加硫成型方法に従い加硫成型してこれを実施例２とし、同様にベアー不良率を算出したところ殆ど０（ゼロ）％まで低減することができた。
【００３５】
【発明の効果】
この発明の請求項１に記載した発明によれば、従来の加硫成形の生産性を保持した上で、加硫成形用モールドにはなんらの追加加工を必要とせず、現行のドームタイプ加硫機には工場の手加工で済むような極めて簡単な加工を施すのみで、タイヤのベアー故障の発生を大幅に抑制することができる上、モールドのベントホール数の大幅削減ができ、モールド加工工数の削減によりモールドのコスト低減を可能とするタイヤの加硫成型方法を提供することができ、併せて、タイヤのベアー故障の発生を更に一段と低減することができ、作業環境の改善を達成することが可能なタイヤの加硫成型方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のドームタイプの加硫機及びそれに収容したモールドの要部断面図である。
【符号の説明】
１ドームタイプ加硫機
２上型ドーム
３下型ドーム
４モールド
４ｈベントホール
５上型モールド
６下型モールド
７断熱部材
８加熱源供給パイプ
９耐熱性シール部材
１０バキュウム用排気パイプ
Ｓ加熱源供給方向
Ｖバキュウム排気方向

Claims

ドームタイプの加硫機に取付けた、多数個のベントホールを有する加硫成型用モールドに未加硫タイヤを装填して加硫成型するに際し、
加硫機とモールドとの全閉直後に未加硫タイヤ内面に加圧流体による加圧体を作用させ、
この加圧体による未加硫タイヤのモールド内面に対する押圧形付け開始から形付け完了までの間に、加硫機のドーム内部に連通するバキュウム手段を動作させてドーム内部の空気を、未加硫タイヤとモールドの内面との間に閉じ込められる空気とともに加硫機外部に排出して、ドーム内部を５０〜２５０Ｔｏｒｒの範囲内に減圧し、
未加硫タイヤの形付け完了と同時にバキュウム手段の連通部を閉鎖して空気排出動作を停止させ、この空気排出動作停止と同時に加硫機のドーム内部に高温ガスを供給し、これにより未加硫タイヤに加硫成型を施すことを特徴とするタイヤの加硫成型方法であって、
タイヤの加硫成型完了と同時に加硫用高温ガスのスチームを排気した後、再び連通部の閉鎖を解除してバキュウム手段を動作させ、このバキュウム手段の再度の動作により加硫機のドーム内部を減圧し、この減圧の下でドーム内部の水分を気化させ、気化した水蒸気と加硫タイヤから発生してドーム内部に残留するガスとを加硫機外部に排出させることを特徴とする加硫成型方法。