JP4998987B2 - Tire vulcanization molding apparatus and vulcanization molding method - Google Patents
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Description
本発明は、空気入りタイヤの製造装置及び製造方法に関し、特に、コア加硫成型方法による加硫成型時に、内型の変形やゴムのはみ出しを防止するタイヤ加硫成型装置及び加硫成型方法に関する。 The present invention relates to a pneumatic tire manufacturing apparatus and manufacturing method, and more particularly to a tire vulcanizing molding apparatus and a vulcanizing molding method for preventing deformation of an inner mold and protrusion of rubber during vulcanization molding by a core vulcanization molding method. .
空気入りタイヤは、一般に、未加硫ゴム等からなる各種のタイヤ構成部材を組み合わせてグリーンタイヤ(生タイヤ)を成型し、加硫成型して所定の形状に成型される。従来、寸法精度の高い空気入りタイヤの製造方法として、タイヤの内面形状を規定する剛体の内型(コア)上にグリーンタイヤを形成した後、それらをタイヤの外面形状を規定する剛体の外型内に配置して加硫成型を行う、いわゆるコア加硫成型方法が知られている(特許文献1参照)。 A pneumatic tire is generally formed into a predetermined shape by molding a green tire (raw tire) by combining various tire constituent members made of unvulcanized rubber or the like, and vulcanizing and molding the tire. Conventionally, as a manufacturing method of a pneumatic tire with high dimensional accuracy, after forming a green tire on a rigid inner mold (core) that defines the inner surface shape of the tire, the outer mold of the rigid body that defines the outer surface shape of the tire. There is known a so-called core vulcanization molding method in which vulcanization molding is carried out (see Patent Document 1).
図5は、このコア加硫成型方法に用いられるタイヤ加硫成型金型の要部断面図である。
この従来の加硫成型金型80は、図示のように、タイヤの内側表面を成型する複数のセグメントからなる内型81と、タイヤの外側表面を成型する複数のセグメント86からなる外型85とを備える。内型81の外面82は、成型するタイヤの内面形状に対応した形状に形成され、その内部83は、加硫成型時に高温・高圧の加硫媒体を封入又は循環させるため中空構造になっている。一方、外型85の内面87は、成型するタイヤのトレッドパターン等の外面形状に対応した形状に形成されており、これら内型81と外型85が組み合わさって、それらの間に製品タイヤの形状と略同一形状の空隙(キャビティ)88が形成される。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the main part of a tire vulcanization mold used in this core vulcanization molding method.
As shown in the drawing, this
このような加硫成型金型80を用いて製品タイヤを製造する場合には、まず、複数のセグメントを組み立てて内型81を形成し、その外面82上にカーカスプライやベルト、トレッドゴム等のタイヤ構成部材を順次貼り合わせて製品タイヤの最終形状に近いグリーンタイヤを成型する。次に、このグリーンタイヤを内型81とともにゴムの加硫が始まる前の所定温度(100℃前後)まで予熱する。この時、外型85は、所定の加硫温度(180℃前後)まで昇温して保持しておく。次に、グリーンタイヤの周りに外型85を構成する各セグメント86を順次配置し、内型81と外型85を合体させて加硫成型金型80を閉止し、キャビティ88内にグリーンタイヤを収納する。
When manufacturing a product tire using such a
その後、内型81の内部83及び外型85の外側等に加硫媒体を封入又は循環させて、内型81及びグリーンタイヤを加熱して予熱温度から所定の加硫温度まで昇温する。この時、予め加硫温度に保持されている外型85は、温度がほぼ変化せず熱膨張しないのに対し、内型81は、予熱温度から加硫温度までの昇温で熱膨張するため、温度上昇に伴いキャビティ88の容積が次第に減少する。同時に、キャビティ88内のグリーンタイヤも温度上昇に伴い大きく熱膨張するため、キャビティ88内の圧力が次第に上昇する。
Thereafter, a vulcanization medium is sealed or circulated inside the inner 83 of the
これにより、グリーンタイヤが加圧されてゴムが流動し、キャビティ88内がゴムで充填されるとともに、その表面が各金型表面82、87に押し付けられて型付けされ、製品タイヤの最終形状に成型される。その後、加硫成型金型80を加硫温度に所定時間維持し、架橋反応(加硫反応)を進行させてタイヤゴムを硬化させ、適度な弾性を持つ製品タイヤを製造する。
As a result, the green tire is pressurized and the rubber flows, and the
加硫成型終了後は、各セグメント86を開いて内型81と一体化した加硫済みタイヤを外型85から取り出し、内型81を構成するセグメントを分解して加硫済みタイヤから内型81を分離する。新たにタイヤを成型する場合には、室温付近まで冷却した内型81を再度組み立てて上記した手順を繰り返す。
After completion of the vulcanization molding, each
以上説明したコア加硫成型方法によれば、タイヤの最終形状を規定する各金型81、85が全て剛体からなるため形状・寸法の精度が高く、膨張可能なブラダー等を用いた従来の方法で製造されるタイヤに比べて、ユニフォーミティに優れた空気入りタイヤを製造することができる。
According to the core vulcanization molding method described above, the conventional methods using an inflatable bladder or the like having high accuracy in shape and dimensions since each of the
しかしながら、加硫成型時のタイヤにかかる圧力は、内型81とタイヤゴムの熱膨張のみにより発生するため、加硫温度においてキャビティ88の容積に対しタイヤの体積が不足した場合には、キャビティ88内をゴムで完全に充填できず、ひけ巣や型付け不良、又はエア溜まり(ベア)等が生じるという問題がある。また、タイヤの体積がキャビティ88よりも大きい場合であっても、その差が所定値以下の場合には目標とする加硫圧力が得られず、型付けやエアの排出が不十分になる等して、加硫後のタイヤにエア溜まり等の外観不良が生じるという問題がある。
However, since the pressure applied to the tire at the time of vulcanization molding is generated only by the thermal expansion of the
従って、このような加硫成型金型80では、一般に、キャビティ88の容積を、熱膨張するタイヤ体積よりも小さくなるように各金型81、85の寸法等を設定している。しかし、この場合には、タイヤ体積が所定量を超えたとき等に、キャビティ88内の圧力が過大になって金型81、85間や各セグメント86間に大きな隙間が生じ、その隙間からゴムがはみ出してバリが生じたり、或いは内型81や外型85が圧力により変形等することがある。ゴムがはみ出してバリが生じた場合には、製品タイヤの外観・品質が損なわれるため、加硫済みタイヤを廃棄又はバリを除去する必要があり、また、内型81や外型85が変形して破損等した場合には、その修理や再製作等する必要があり、その分の工数やコスト等が無駄になるという問題が生じる。
Accordingly, in such a
以上のような問題を解消するため、温度の上昇に伴って内型81の幅を減少させてキャビティ88の容積を増加させ、キャビティ88内の圧力の上昇を抑制するようにした加硫成型金型が知られている(特許文献2参照)。
In order to solve the above problems, the vulcanization molding metal in which the volume of the
図6は、この加硫成型金型80の要部拡大断面図である。
この加硫成型金型80の内型81は、図5に示した従来の内型81の構成に加えて、内部83の径方向内側端部の開口部84に、その開口幅を押し広げる弾性手段90を有する。この弾性手段90は、温度の上昇に伴って弾性力を低減するバネ部材91により開口部84の開口幅を広げているため、内型81の幅は加硫時の温度上昇に伴って減少する。これにより、キャビティ88の容積が温度上昇に伴って増加するため、各金型81、85が受ける圧力を低下させることができ、上記したゴムのはみ出しや内型81の変形等を抑制することができる。
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the
In addition to the configuration of the conventional
しかしながら、この従来の加硫成型金型80の内型81は、常に開口部84の幅を広げる方向に力を受け続けるとともに、加硫成型を行う度に同方向に繰り返し変形を受けるため、使用に伴って次第に内型81の寸法・形状が変化する恐れがある。
However, the
本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、コア加硫成型方法による加硫成型時に、キャビティ内の過剰な圧力の上昇を抑制して金型の変形や破損を防止するとともに、エア溜まりやゴムのはみ出しによるバリの発生等を抑制してタイヤの外観品質を向上させることである。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and its purpose is to suppress an excessive increase in pressure in the cavity during vulcanization molding by the core vulcanization molding method, and deformation or breakage of the mold. It is to improve the appearance quality of the tire by preventing the occurrence of burrs caused by air accumulation and rubber protrusion.
請求項1の発明は、タイヤの内面形状を規定する剛体の内型と、前記タイヤの外面形状を規定する剛体の外型とを有する加硫成型金型を備え、前記内型の外面と前記外型の内面との間に形成されるキャビティ内にグリーンタイヤを収納して加硫成型するタイヤ加硫成型装置であって、前記外型は、前記キャビティの容積を増加させる方向に移動可能な金型を含む複数の金型から構成され、該移動可能な金型を移動させる手段を備え、該移動させる手段は、加硫成型時における前記キャビティ内の圧力が4MPa以上で6MPa未満の所定圧力に達したときに、前記移動可能な金型を移動させることを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載されたタイヤ加硫成型装置において、前記外型は、前記タイヤのトレッド部形状を成型するトレッド金型と、前記タイヤの両側面形状を成型する上サイド金型及び下サイド金型から構成され、前記移動可能な金型は、前記上サイド金型及び下サイド金型であることを特徴とする。
請求項3の発明は、タイヤの内面形状を規定する剛体の内型と、前記タイヤの外面形状を規定する複数の剛体の金型から構成される外型とを備え、前記内型の外面と前記外型の内面との間に形成されるキャビティ内にグリーンタイヤを収納して加硫成型するタイヤ加硫成型方法であって、前記内型上にグリーンタイヤを形成する工程と、前記外型と前記内型とを組み合わせてキャビティを形成し、該キャビティ内に前記グリーンタイヤを収納する工程と、前記内型内に加硫媒体を供給する工程と、前記キャビティ内の圧力が4MPa以上で6MPa未満の所定圧力に達したときに、前記キャビティの容積を増加させる工程と、を有することを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項3に記載されたタイヤ加硫成型方法において、前記所定圧力は、前記グリーンタイヤの形状の型付けを完了するときの圧力であることを特徴とする。
The invention of
Invention 請 Motomeko 2, a tire vulcanization apparatus according to
The invention of
According to a fourth aspect of the present invention, in the tire vulcanization molding method according to the third aspect , the predetermined pressure is a pressure for completing the shaping of the shape of the green tire .
(作用)
本発明によれば、コア加硫成型方法による加硫成型において、内型とグリーンタイヤの熱膨張によりキャビティ内の圧力が上昇したときに、外型を構成する金型の一部を移動させてキャビティ容積を増加させ、キャビティ内の過剰な圧力の上昇を抑制する。また、外型を構成する金型の一部を移動させてキャビティ内の圧力を所定の加硫圧力に維持し、エア溜まりや型付け不良等の発生を抑制する。
(Function)
According to the present invention, in the vulcanization molding by the core vulcanization molding method, when the pressure in the cavity rises due to the thermal expansion of the inner mold and the green tire, a part of the mold constituting the outer mold is moved. Increase cavity volume and suppress excessive pressure rise in the cavity. In addition, a part of the mold constituting the outer mold is moved to maintain the pressure in the cavity at a predetermined vulcanization pressure, thereby suppressing the occurrence of air accumulation and improper molding.
本発明によれば、加硫成型時のキャビティ内の過剰な圧力の上昇を抑制できるため、金型間の隙間の発生を防止してゴムのはみ出しによるバリの発生を抑制できるとともに、金型の変形や破損を防止できる。また、所定の加硫圧力を維持してエア溜まりや型付け不良の発生を抑制し、タイヤの外観品質を向上できる。 According to the present invention, it is possible to suppress an excessive increase in pressure in the cavity during vulcanization molding, and thus it is possible to prevent the generation of burrs due to the protrusion of rubber while preventing the occurrence of gaps between the molds. Deformation and damage can be prevented. In addition, it is possible to maintain the predetermined vulcanization pressure, suppress the occurrence of air accumulation and improper molding, and improve the appearance quality of the tire.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態のタイヤ加硫成型装置10の概略構成を示す断面図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a tire
このタイヤ加硫成型装置10の加硫成型金型1は、コア加硫成型方法によるタイヤの成型に使用され、図5に示す従来の加硫成型金型80と同様に、タイヤの外面形状を規定する外型2と、外型2の内周部に形成された凹所内に収容されてタイヤの内面形状を規定する内型3とを備える。この加硫成型金型1は、図1に示すように、型を閉じたときに外型2の内面と内型3の外面の間に製品タイヤの形状と略同一形状のキャビティ4を形成し、このキャビティ4内にグリーンタイヤ5を配置して加硫成型を行う。
The
内型3は、アルミニウムや鉄等の金属の剛体からなり、タイヤの内面形状を形成する成型面が外面に形成された断面トロイダル状の部材からなる。
図2は、この内型3の平面図である。
The
FIG. 2 is a plan view of the
内型3は、図1、2に示すように、外面形状が全体として略ドーナツ状をなし、その径方向に移動可能な複数個(図では10個)の弧状のセグメント31、32から構成されている。このセグメント31、32は、形状の異なる2種類のセグメント(扇形セグメント31と等長セグメント32)からなり、これらが周方向に交互に密着した状態で配置されて内型3を構成している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
平面視略扇形の扇形セグメント31は、平面形状が径方向外側に向けて周長が次第に増加するのに対し、平面視略矩形の等長セグメント32は、径方向外側に向けて周長が次第に減少、若しくは実質的に変化しない形状に形成されている。このような形状のセグメント31、32からなる内型3を加硫済みタイヤの内側から取り外すには、まず、各等長セグメント32を順次径方向内側へ移動させてタイヤ中央部の円形孔34から軸線方向に抜き出し、その後、各扇形セグメント31を同様に順次径方向内側へ移動させて軸線方向に抜き出して行う。
In the fan-shaped
各セグメント31、32の内部33は、図1に示すように、中空構造になっており、各セグメント31、32が組み立てられると内部33が連通してリング状の空間を形成する。内型3は、外型2内に収納された後に、一方(図1では下方)の側面中央部の円形孔34に高温・高圧の加硫媒体の供給通路11が連結されるとともに、供給通路11の内周部から延びる整流板12がその内部33まで配置される。
As shown in FIG. 1, the
加硫成型時には、内型3の他方(図1では上方)の側面中央部の円形孔34を塞いで内部33を密閉し、加硫媒体を供給通路11内周部の整流板12の外側を通して内型3の内部33に供給する。この加硫媒体は、図1の矢印で示すように、整流板12の下側を径方向外側へ向かって移動し、内型3の内周面に沿って上昇して整流板12の上方に回り込み、整流板12の上側を径方向内側へ向かって移動して供給通路11内周部の整流板12の内側を通って外部へ排出される。このように、内型3は、内部33内に加硫媒体を循環させてグリーンタイヤ5を加熱するようになっている。
At the time of vulcanization molding, the
外型2は、アルミニウムや鉄等の金属の剛体からなり、図1に示すように、径方向外側に配置されたトレッド金型21と、その上下に配置された上サイド金型22及び下サイド金型23とを備え、全体として内周部が凹状に形成された環状をなす。
The
トレッド金型21は、タイヤのトレッド部の外面形状を形成する成型面が内周面に形成され、その径方向内外へ移動可能な多数のセグメントから構成されている。これら各セグメントが組み合わさって全体として環状をなし、外型2の外周面を構成する。
The
上下サイド金型22、23は、それぞれ環状をなし、タイヤのサイドウォール部等の側面形状を形成する成型面が内面(上サイド金型22では図の下面、下サイド金型23では図の上面)に形成されている。これら上下サイド金型22、23は、それぞれ外型2の側面を構成し、その少なくとも一方(図では上方の上サイド金型22)は、キャビティ4内へのグリーンタイヤ5等の挿入、及び加硫済みタイヤの取り出しを可能にするため、型開き方向へ移動可能になっている。
The upper and
また、この加硫成型装置10は、外型2の下方に固定された下基台40を備え、この下基台40の上面には、加硫成型時に加硫媒体が内部に供給される円盤状の下プラテン41が固定され、下プラテン41の上面には前記下サイド金型23が設けられている。
Further, the
一方、下基台40の下面には、ピストン・シリンダ機構42が、下サイド金型23の周方向に沿って等間隔で複数個(図では2個)、そのピストンロッド43を上方に向けて固定されている。このピストンロッド43は、下基台40及び下プラテン41を上下方向に貫通する貫通孔44を通り、その先端が下サイド金型23の下面に取り付けられている。また、下プラテン41上面の下サイド金型23下面に対向する部分には、下サイド金型23の下方部分が収容可能な環状の凹部41aが形成されている。
On the other hand, on the lower surface of the
図3は、ピストン・シリンダ機構42を作動させて下サイド金型23を下方向に移動させた状態のタイヤ加硫成型装置10であり、図では、後記する機構により上サイド金型22も上方向に移動させた状態を示す。
FIG. 3 shows the tire
下サイド金型23は、図1、3に示すように、複数のピストン・シリンダ機構42を連動して作動させることで凹部41aの内外方向(図の上下方向)に移動でき、これにより、他の金型2、3と当接する上方位置(図1参照)と、下方部分を凹部41a内に収容する下方位置(図3参照)との間で移動可能となっている。即ち、下サイド金型23は、金型1の閉止位置からキャビティ4の容積を増加させる方向に移動可能であり、その位置を変化させてキャビティ4の容積を変化させるようになっている。なお、本実施形態では、下サイド金型23の移動量は最大1mm前後であり、凹部41aの深さは少なくともそれ以上、例えば2mm〜5mm程度に形成する。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
また、外型2の上方には、図1に示すように、図示しない駆動手段により昇降自在な上基台50が設置され、その下面には下プラテン41と同様に加硫成型時に加硫媒体が内部に供給される円盤状の上プラテン51が固定されている。更に上基台50下面の上プラテン51の径方向外側端部には、アウターリング52が固定され、その内周面52aは下方に向かって拡径する傾斜面(円錐面の一部)に形成されている。このアウターリング52の径方向内側で、かつ上プラテン51の下側には、加硫成型金型1や後述する上プレート53、セクターセグメント54等が配置されている。
Further, as shown in FIG. 1, an
上プラテン51の直下で、その下面と接する位置には、上プレート53が設けられている。この上プレート53は、図示しないピストン・シリンダ機構のピストンロッド58の先端に連結されており、そのピストン・シリンダ機構を作動させることで上基台50とは別個に昇降可能となっている。上プレート53の下面には、上サイド金型22が設けられ、更にその径方向外側には、周方向に並べて配置された複数の弧状のセクターセグメント54が径方向に摺動自在に取り付けられている。
An
これら各セクターセグメント54の内周面には上記したトレッド金型21を構成する複数のセグメントが固定されるとともに、加硫成型時には内部に加硫媒体が供給されて、トレッド金型21を加熱するようになっている。また、各セクターセグメント54の外周面54aは、アウターリング52の内周面52aの傾斜面と同一勾配の傾斜面(円錐面の一部)に形成され、両面52a、54aはあり溝継ぎ手等によって連結されながら摺動可能に係合している。
A plurality of segments constituting the above-described
この結果、アウターリング52が上プレート53に対して昇降すると、セクターセグメント54及びトレッド金型21は、上プレート53に支持されながら前記内周面52aと外周面54aとの楔作用により、径方向に同期して移動するようになっている。また、セクターセグメント54下面が下基台40上面に当接するまで上プレート53を下降させるとともに、上プラテン51下面が上プレート53上面に当接するまで上基台50を下降させると、隣接するセクターセグメント54及びトレッド金型21のセグメント同士が密着し、全体としてリング状となる。このとき、加硫成型金型1は閉止し、外型2と内型3の間にはグリーンタイヤ5を密閉収納するキャビティ4が形成される。
As a result, when the
一方、上基台50の上面には、ピストン・シリンダ機構55が、上サイド金型22の周方向に沿って等間隔で複数個(図では2個)、そのピストンロッド56を下方に向けて固定されている。このピストンロッド56は、上基台50の上面から上プラテン51及び上プレート53の下面まで貫通する貫通孔57を通り、その先端が上サイド金型22の上面に取り付けられている。また、上プレート53下面の上サイド金型22上面に対向する部分には、上サイド金型22の上方部分が収容可能な環状の凹部53aが形成されている。
On the other hand, on the upper surface of the
従って、上サイド金型22は、図1、3に示すように、上記した下サイド金型23と同様に、複数のピストン・シリンダ機構55を連動して作動させることで凹部53aの内外方向(図の上下方向)に移動でき、これにより、他の金型2、3と当接する下方位置(図1参照)と、上方部分を凹部53a内に収容する上方位置(図3参照)との間で移動可能になっている。即ち、上サイド金型22は、金型1の閉止位置からキャビティ4の容積を増加させる方向に移動可能であり、その位置を変化させてキャビティ4の容積を変化させるようになっている。なお、本実施形態では、上サイド金型22の移動量は最大1mm前後であり、凹部53aの深さは少なくともそれ以上、例えば2mm〜5mm程度に形成する。
Accordingly, as shown in FIGS. 1 and 3, the
以上のように構成されるタイヤ加硫成型装置10を用いて空気入りタイヤを製造する手順について説明する。まず、各セグメント31、32を組み立てて内型3を形成し、軸線回りに回転させながらその外面にカーカスプライやベルト、トレッドゴム等のタイヤ構成部材を順次貼り合わせる等して製品タイヤの最終形状に近いグリーンタイヤ5を成型する。
A procedure for manufacturing a pneumatic tire using the tire
次に、成型したグリーンタイヤ5を内型3とともに、ゴムが加硫しない所定の温度(約80℃前後)まで昇温して予熱する。このとき、タイヤ加硫成型装置10は、上基台50及び上プレート53を上昇させた状態、即ち、各セクターセグメント54及びトレッド金型21が径方向外側位置に拡径し、かつ上サイド金型22が上昇して外型2が開いた状態にしておく。
Next, the molded
次に、内型3とその表面のグリーンタイヤ5を外型2の内部に搬入し、それらを下サイド金型23の上に径方向が横方向を向くように載置する。このとき、下サイド金型23は上記した金型1の閉止位置(凹部41aの上方位置)(図1参照)に移動させておく。また、上下プラテン51、41及びセクターセグメント54に加硫媒体を供給して上下サイド金型22、23及びトレッド金型21は、所定の加硫温度(約150℃前後)に保持しておく。
Next, the
次に、上プラテン51下面と上プレート53上面との間が所定の間隔を維持する状態で、即ち、各セクターセグメント54が径方向外側に拡径した状態で、上基台50及び上プレート53を連動させて下降させる。このとき、上サイド金型22は上記した金型1の閉止位置(凹部53aの下方位置)(図1参照)に移動させておく。その状態で下降を続け、セクターセグメント54の下面が下基台40の上面に当接するとともに、上サイド金型22がグリーンタイヤ5に当接したときに、上プレート53の下降を停止する。
Next, in a state where a predetermined distance is maintained between the lower surface of the
その後も上基台50のみを継続して下降させるが、このとき、上サイド金型22の位置が変化しないように、上基台50の上面に固定されたピストン・シリンダ機構55を連動して作動させて、上基台50の下降分だけピストンロッド56をシリンダ内に収納する。このように上基台50を上プレート53に接近させて、アウターリング52の内周面52aとセクターセグメント54の外周面54aとの楔作用によりセクターセグメント54及びトレッド金型21を径方向内側に同期して移動させる。
Thereafter, only the
上基台50を下降限まで下降させて上プラテン51と上プレート53が当接すると、セクターセグメント54は径方向内側の移動限まで移動して加硫成型金型1が閉止し、キャビティ4内にグリーンタイヤ5が収納される。次に、図示しない駆動手段により上基台50を下方向に押し付けて大きな形締め力を付与した後、内型3内の内部33に加硫媒体を供給して加硫成型を開始する。この加硫媒体の熱は内型3の内面から外面に伝わり、この熱と外型2からの熱でキャビティ4内のグリーンタイヤ5が加熱される。
When the
このとき、予め加硫温度(150℃前後)に保持されている外型2は、温度がほぼ変化せず熱膨張しないのに対し、内型3は、予熱温度から加硫温度までの昇温で熱膨張するため、温度上昇に伴いキャビティ4の容積が次第に減少する。同時に、キャビティ4内のグリーンタイヤ5も温度上昇に伴い大きく熱膨張するため、キャビティ4内の圧力が次第に上昇する。これにより、グリーンタイヤ5が加圧されてゴムが流動し、キャビティ4内がゴムで充填されるとともに、その表面が各金型2、3に押し付けられて型付けされ、製品タイヤの最終形状に成型される。その後、加硫成型金型1を加硫温度に所定時間維持し、架橋反応(加硫反応)を進行させてタイヤゴムを硬化させ、適度な弾性を持つ製品タイヤを製造する。
At this time, the
しかし、このキャビティ4内の圧力が過大になると、上記したように金型2、3の変形や破損、或いは各金型間の隙間が開いてそこからゴムのはみ出し等が生じる。そこで本実施形態のタイヤ加硫成型装置10では、セクターセグメント54及びトレッド金型21の位置は固定したまま、キャビティ4内の圧力の上昇に応じて、上サイド金型22を上方向の凹部53a内に移動させ、かつ下サイド金型23を下方向の凹部41a内に移動させ(図3参照)、キャビティ4の容積を増加させてタイヤゴムの熱膨張を吸収し、過剰な圧力の上昇を抑制する。
However, when the pressure in the
図4は、この加硫成型時のキャビティ4内の圧力変化の例を模式的に示すグラフであり、横軸は金型1閉止時からの時間(秒)を示し、縦軸はそのときの圧力を示す。なお、キャビティ4内の圧力は、図の斜線で示す領域内で一定の幅を有するが、これは、トレッド部、ショルダー部、サイドウォール部等、タイヤの各部分によって圧力が異なるからである。
FIG. 4 is a graph schematically showing an example of pressure change in the
キャビティ4内の圧力は、図示のように、時間の経過、即ち温度の上昇に伴って上昇する。しかし、加硫成型金型1の閉止時から約1500秒程度経過し、温度が加硫温度に近づいて圧力が5MPaを超えてからは、内型3及びグリーンタイヤ5の熱膨張量も少なくなって、圧力も5〜6MPa内で徐々に上昇する。本実施形態では、例えば図示しない圧力計により圧力を測定し、キャビティ4内の圧力がこの約5MPaに達した時点で上下サイド金型22、23の移動を開始し、キャビティ4の容積をその圧力上昇に応じて増加させる。その後のタイヤゴムは、上下サイド金型22、23が移動して容積が増加した部分に向かって熱膨張するため、キャビティ4内の圧力は、図の点線で示すように、約5MPaで一定となり、過剰な圧力の上昇が抑制される。
As shown in the figure, the pressure in the
ここで、タイヤの加硫成型は、グリーンタイヤ5を所定の形状に型付けしつつ架橋反応を進行させる第1段階と、タイヤに所定の物性を付与する第2段階からなる。第1段階では、タイヤゴムは可塑性を有しキャビティ4内で流動するのに対し、第2段階に達したときには架橋反応が進行してゴムが硬化し、可塑性を喪失してゴムの流動は起こりにくくなる。この第1、第2段階の境界は、図4の例では、キャビティ4内の圧力上昇量の変化する約5MPaに達した時点であり、それまでにタイヤの型付けは完了して製品タイヤの最終形状が形成される。その後は、タイヤが熱膨張してもゴムの流動は起こりにくく、従ってキャビティ4の形状が多少変化してそれに合わせてタイヤが変形しても、製品タイヤの最終形状への影響は少なく、冷却後のタイヤは製品形状を維持する。
Here, the vulcanization molding of the tire includes a first stage in which a crosslinking reaction proceeds while the
本実施形態では、上記したようにキャビティ4内の圧力が約5MPaに達した後、即ちタイヤの型付けが完了した後に、上下サイド金型22、23を移動させてキャビティ4の形状を変化させるため、ゴムの流動によるタイヤ形状の変形を防止できる。従って、製品タイヤの最終形状を維持しつつ、キャビティ4内の過剰な圧力上昇を抑制して金型2、3の変形や破損、或いはゴムのはみ出し等を防止できる。
In the present embodiment, as described above, after the pressure in the
なお、上下サイド金型22、23の移動の開始時期は、タイヤの型付けが完了した後であればよく、製造するタイヤのサイズや種類、或いは各金型2、3の設計寸法等によっては、他の時期に開始してもよい。即ち、キャビティ4内の圧力が約5MPa以外の所定圧力に達した時点でキャビティ4の容積を増加させ、その圧力を維持するようにしてもよい。
In addition, the start time of the movement of the upper and
ただし、キャビティ4の圧力が4MPa未満の場合には、加硫圧力が不足して、上記したように型付けやエアの排出が不十分になる等して、タイヤにエア溜まり等の外観不良が生じる恐れがある。一方、6MPa以上の場合には、各金型2、3にかかる圧力が高くなって、それらに変形や破損が生じ、或いは金型2、3間等に隙間が生じてゴムのはみ出しによるバリが生じる恐れがある。従って、キャビティ4内の圧力は、4MPa以上6MPa未満、即ち5MPa程度に維持するのが好ましい。
However, when the pressure of the
また、上下サイド金型22、23は、連動させて同一量、逆方向に移動させてキャビティ4の容積を上下対象に増加させても良く、各部の圧力に応じて、それぞれ別個に連動させずに移動させても良い。更に、上下サイド金型22、23を駆動する複数のピストン・シリンダ機構42、55へ、所定圧力(本実施形態では約5MPa)の駆動気体を供給し、キャビティ4内の圧力が前記所定圧力を越えたときに、各ピストンロッド43、56がその圧力に押されて各シリンダ内に引っ込むようにしてキャビティ4内の圧力の過剰な上昇を抑制し、かつ所定圧力を維持するようにしてもよい。
In addition, the upper and
以上のように加硫成型を行い所定時間経過後、上記した手順と逆の動作により外型2を開いて内型3と一体化した加硫済みタイヤを外型2から取り出す。その後、内型3を構成する各セグメント31、32を分解して加硫済みタイヤから取出し、加硫済みタイヤを内型3から分離する。新たにタイヤを成型する場合には、室温付近まで冷却した内型3を再度組み立てて上記した手順を繰り返し行う。
Vulcanization molding is performed as described above, and after a predetermined time has elapsed, the
以上説明したように、本実施形態のタイヤ加硫成型装置10は、タイヤ加硫成型時の内型3とグリーンタイヤ5の熱膨張によりキャビティ4内の圧力が上昇したときに、その圧力に応じて上下サイド金型22、23を移動させてキャビティ4の容積を増加させるため、タイヤの熱膨張を吸収してキャビティ4内の過剰な圧力の上昇を抑制できる。しかも、上下サイド金型22、23は、タイヤの型付けが完了してゴムに可塑性がなくなってから移動させるため、ゴムの流動を防止してタイヤ形状の変形を抑制し、製品タイヤの最終形状を維持できる。
As described above, the tire
このように、各金型2、3が受ける圧力を抑制できるため、金型2、3の変形や破損を防止できるとともに、各金型2、3間やセクターセグメント54間等に隙間ができるのを防止してゴムのはみ出しによるバリの発生を抑制できる。また、キャビティ4内の圧力を所定の加硫圧力に維持できるため、エア溜まりや型付け不良の発生を抑制できる。従って、製品タイヤの外観品質を向上できるとともに、外観不良によるタイヤの廃棄やバリの除去作業等が少なくなり、かつ金型2、3を長期間使用できるため、製造コストを削減できる。
In this way, since the pressure received by the
1・・・加硫成型金型、2・・・外型、3・・・内型、4・・・キャビティ、5・・・グリーンタイヤ、10・・・タイヤ加硫成型装置、11・・・供給通路、12・・・整流板、21・・・トレッド金型、22・・・上サイド金型、23・・・下サイド金型、31・・・扇形セグメント、32・・・等長セグメント、33・・・内部、34・・・円形孔、40・・・下基台、41・・・下プラテン、41a・・・凹部、42・・・ピストン・シリンダ機構、43・・・ピストンロッド、44・・・貫通孔、50・・・上基台、51・・・上プラテン、52・・・アウターリング、52a・・・内周面、53・・・上プレート、53a・・・凹部、54・・・セクターセグメント、54a・・・外周面、55・・・ピストン・シリンダ機構、56・・・ピストンロッド、57・・・貫通孔、58・・・ピストンロッド。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記外型は、前記キャビティの容積を増加させる方向に移動可能な金型を含む複数の金型から構成され、
該移動可能な金型を移動させる手段を備え、
該移動させる手段は、加硫成型時における前記キャビティ内の圧力が4MPa以上で6MPa未満の所定圧力に達したときに、前記移動可能な金型を移動させることを特徴とするタイヤ加硫成型装置。 A vulcanization mold having a rigid inner mold that defines an inner surface shape of a tire and a rigid outer mold that defines an outer surface shape of the tire is provided between the outer surface of the inner mold and the inner surface of the outer mold. A tire vulcanization molding apparatus for accommodating and molding a green tire in a cavity formed in
The outer mold is composed of a plurality of molds including a mold movable in a direction to increase the volume of the cavity,
Means for moving the movable mold,
The moving means moves the movable mold when the pressure in the cavity during vulcanization reaches a predetermined pressure of 4 MPa or more and less than 6 MPa. .
前記外型は、前記タイヤのトレッド部形状を成型するトレッド金型と、前記タイヤの両側面形状を成型する上サイド金型及び下サイド金型から構成され、
前記移動可能な金型は、前記上サイド金型及び下サイド金型であることを特徴とするタイヤ加硫成型装置。 In the tire vulcanization molding apparatus according to claim 1,
The outer mold is composed of a tread mold that molds the shape of the tread portion of the tire, and an upper side mold and a lower side mold that mold both side surface shapes of the tire,
The tire vulcanization molding apparatus, wherein the movable molds are the upper side mold and the lower side mold .
前記内型上にグリーンタイヤを形成する工程と、
前記外型と前記内型とを組み合わせてキャビティを形成し、該キャビティ内に前記グリーンタイヤを収納する工程と、
前記内型内に加硫媒体を供給する工程と、
前記キャビティ内の圧力が4MPa以上で6MPa未満の所定圧力に達したときに、前記キャビティの容積を増加させる工程と、
を有することを特徴とするタイヤ加硫成型方法。 A rigid inner mold that defines the inner surface shape of the tire, and an outer mold that includes a plurality of rigid molds that define the outer surface shape of the tire, and the outer surface of the inner mold and the inner surface of the outer mold A tire vulcanization molding method in which a green tire is housed in a cavity formed therebetween and vulcanized,
Forming a green tire on the inner mold;
Combining the outer mold and the inner mold to form a cavity, and storing the green tire in the cavity;
Supplying a vulcanization medium into the inner mold;
Increasing the volume of the cavity when the pressure in the cavity reaches a predetermined pressure of 4 MPa or more and less than 6 MPa;
Tire vulcanization method comprising Rukoto to have a.
前記所定圧力は、前記グリーンタイヤの形状の型付けを完了するときの圧力であることを特徴とするタイヤ加硫成型方法。
Te tire vulcanization method odor according to claim 3,
Wherein the predetermined pressure is a tire vulcanization wherein the pressure der Rukoto when completing an embossed shape of the green tire.
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