JP5076705B2

JP5076705B2 - タイヤの加硫方法及びその装置

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Publication number: JP5076705B2
Application number: JP2007193389A
Authority: JP
Inventors: 英二山村
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2007-07-25
Filing date: 2007-07-25
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2027-07-25
Also published as: JP2009028954A

Description

本発明は、例えば自動車用空気入りタイヤの製造工程において、未加硫タイヤを加硫する加硫方法及びその装置に関するものである。

一般に、この種のタイヤの加硫方法としては、未加硫タイヤを加硫する加硫用金型内に未加硫タイヤを配置する前に、加硫用金型におけるキャビティの一部を成す一対のビードリングを未加硫タイヤの各ビード部にタイヤ幅方向の外側からそれぞれ当接するように装着するとともに、加硫成形が終了した後に、各ビードリングが各ビード部に装着されている状態で加硫タイヤを加硫用金型から取出し、加硫タイヤに装着されている各ビードリングを加硫タイヤの仕上げ装置や検査装置における位置決めに利用し、仕上げ装置や検査装置における加硫タイヤの着脱や位置決めの容易化を図ったものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、前記加硫方法によって加硫される未加硫タイヤとしては、複数のタイヤコードを未加硫ゴム材料で被覆して成るカーカス部材がビードコア廻りにタイヤ幅方向の内側から外側に折り返されるとともに、複数のタイヤコードを未加硫ゴム材料で被覆して成るシート状の補強部材がビードコア廻りにタイヤ幅方向の内側から外側に折り返され、未加硫タイヤのビード部におけるタイヤ幅方向の外側にカーカス部材や補強部材等のシート状部材が折り返されて成るシート状部材の折り返し部を有するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−３５８９２６号公報特開平８−３１８７１８号公報

ところで、前記未加硫タイヤでは、カーカス部材や補強部材等のシート状部材がビードコア廻りに折り返されているので、例えばカーカス部材や補強部材のタイヤコードが金属や高剛性のプラスチックから成る場合は、シート状部材の折り返し部に折り返しに抗して復元しようとする大きな復元力が働く。一方、前記未加硫タイヤの加硫方法では、各ビードリングの最外径はビードコアの最外径と同等である。

このため、未加硫タイヤの各ビード部に各ビードリングを装着すると、折り返し部に前記復元力が働くとともに、ビードリングによって折り返し部の内径側のみがタイヤ幅方向の内側に向かって押圧されるので、未加硫タイヤのビード部がタイヤ幅方向の外側に変形し易く、タイヤ品質の向上を図る上で好ましくないという問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加硫用金型におけるキャビティの一部を成す一対のビードリングを加硫用金型内に配置する前の未加硫タイヤの各ビード部に装着する場合に、未加硫タイヤのビード部のタイヤ幅方向外側への変形を防止することのできるタイヤの加硫方法及びその装置を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、未加硫タイヤを加硫する加硫用金型内に未加硫タイヤを配置する前に、加硫用金型におけるキャビティの一部を成す一対のビードリングを未加硫タイヤの各ビード部にそれぞれタイヤ幅方向の外側から当接するように装着し、加硫成形が終了した後に、各ビードリングが各ビード部に装着されている状態で加硫タイヤを加硫用金型から取出すことにより、複数のタイヤコードを未加硫ゴム材料で被覆して成る少なくとも１枚のシート状部材をビードコア廻りにタイヤ幅方向の内側から外側に折り返してビード部におけるタイヤ幅方向の外側にシート状部材の折り返し部が形成され、且つ、シート状部材の折り返し部の最外径とビードコア最内径との半径の差が４０ｍｍ以上４５ｍｍ以下である未加硫タイヤを加硫するタイヤの加硫方法において、前記ビードリングにおけるキャビティ部分の最外径とビードコアの最内径との半径の差が２４ｍｍ以上となるように形成されたビードリングを用いるようにしている。

また、本発明は、それぞれ未加硫タイヤを加硫する加硫用金型におけるキャビティの一部を成し、加硫用金型内に未加硫タイヤを配置する前に、未加硫タイヤの各ビード部にそれぞれタイヤ幅方向の外側から当接するように装着され、加硫成形が終了した後に加硫タイヤの各ビード部に装着されたまま加硫用金型から取出される一対のビードリングを備え、複数のタイヤコードを未加硫ゴム材料で被覆して成る少なくとも１枚のシート状部材をビードコア廻りにタイヤ幅方向の内側から外側に折り返してビード部におけるタイヤ幅方向の外側にシート状部材の折り返し部が形成され、且つ、シート状部材の折り返し部の最外径とビードコア最内径との半径の差が４０ｍｍ以上４５ｍｍ以下である未加硫タイヤを加硫するタイヤの加硫装置において、前記ビードリングを、そのキャビティ部分の最外径とビードコアの最内径との半径の差が２４ｍｍ以上となるように形成している。

これにより、シート状部材がビードコア廻りに折り返されて未加硫タイヤのタイヤ幅方向の外側にシート状部材の折り返し部が形成され、シート状部材は複数のタイヤコードを未加硫ゴム材料で被覆して成ることから、シート状部材のタイヤコードが例えば金属や高剛性のプラスチックから成る場合は、シート状部材の折り返し部に折り返しに抗して復元しようとする大きな復元力が働く。ここで、各ビードリングが未加硫タイヤの各ビード部にタイヤ幅方向の外側から当接するように装着され、ビードリングにおけるキャビティ部分の最外径とビードコアの最内径との半径の差が２４ｍｍ以上であることから、シート状部材の折り返し部が折り返しに抗して復元しようとしても、その復元が各ビードリングによって規制される。

本発明によれば、シート状部材の折り返し部が折り返しに抗して復元しようとしても、その復元が各ビードリングによって規制されるので、加硫用金型におけるキャビティの一部を成す一対のビードリングを加硫用金型内に配置する前の未加硫タイヤの各ビード部に装着する場合に、未加硫タイヤのビード部のタイヤ幅方向外側への変形を防止することができ、タイヤ品質の向上を図る上で極めて有利である。

図１乃至図４は本発明の一実施形態を示すもので、図１はビードリング、ブラダユニット及び未加硫タイヤの要部断面図、図２は加硫用金型の側面断面図、図３は未加硫タイヤにビードリング及びブラダユニットを装着してブラダユニットを膨張させた状態の要部断面図、図４は未加硫タイヤを加硫用金型内に配置する際の動作説明図である。

本実施形態のタイヤの加硫装置は加硫用金型１を有しており、加硫用金型１は、上型１０と、上型１０と上下方向に対向するように配置された下型２０と、上型１０と下型２０との間に配置された中型３０と、上型１０及び下型２０の内径側に着脱自在に取付けられる一対のビードリング４０と、各ビードリング４０の径方向内側に配置されるブラダユニット５０とを備えている。

また、本実施形態のタイヤの加硫装置によって加硫される未加硫タイヤＴは、タイヤ幅方向一対のビードコアＢＣと、各ビードコアＢＣの外周面側にそれぞれ設けられているビードフィラーＢＦと、ビードコアＢＣ廻りにタイヤ幅方向の内側から外側に折り返されているカーカス部材ＣＡと、カーカス部材ＣＡの外側に配置されるとともに、ビードコアＢＣ廻りにタイヤ幅方向の内側から外側に折り返されているシート状の補強部材ＲＭとを有する。即ち、カーカス部材ＣＡ及び補強部材ＲＭから成る２枚のシート状部材がビードコアＢＣ廻りにタイヤ幅方向の内側から外側に折り返されており、未加硫タイヤＴのビード部におけるタイヤ幅方向の外側にシート状部材の折り返し部ＬＰが形成されている。

また、カーカス部材ＣＡはタイヤ径方向に延びる複数のタイヤコードを未加硫ゴム材料によって被覆して成る。また、カーカス部材ＣＡに用いられている各タイヤコードは金属材料から成り、３００Ｎ・ｍｍ²以上の曲げ剛性を有する。補強部材ＲＭはタイヤ径方向と所定の角度（例えば３０°）を成す方向に延びる複数のタイヤコードを未加硫ゴム材料によって被覆して成る。また、補強部材ＲＭに用いられている各タイヤコードは金属材料から成り、３００Ｎ・ｍｍ²以上の曲げ剛性を有する。尚、未加硫タイヤＴはインナーライナー部材、サイドウォール部材、ベルト部材、トレッド部材等も有する。

加硫用金型１は図示しない駆動機構によって上型１０が下型２０に対して上下方向に移動するようになっている。また、中型３０は周方向に分割されており、駆動機構によって径方向及び上下方向に移動するようになっている。また、上型１０、下型２０及び中型３０は図示しない加熱装置によって任意の温度に加熱されるようになっている。

加硫用金型１内には成形する未加硫タイヤＴの形状に応じたキャビティＣＶが形成され、キャビティＣＶは上型１０の下面側、中型３０の内周面側、下型２０の上面側、上側のビードリング４０の下面側及び下側のビードリング４０の上面側に亘って形成されている。即ち、各ビードリング４０は加硫用金型１におけるキャビティＣＶの一部を成すように形成されている。

各ビードリング４０は、キャビティ部分ＣＶ１の最外径（最も外側の直径）Ｄ１とビードコアＢＣの最内径Ｄ２（最も内側の直径）との半径の差ｒ１と、シート状部材の折り返し部ＬＰの最外径Ｄ３（最も外側の直径）とビードコアＢＣの最内径との半径の差ｒ２との関係が、ｒ１／ｒ２≧０．６を満たすように形成されている。ここで、ｒ１＝（Ｄ１−Ｄ２）／２であり、ｒ２＝（Ｄ３−Ｄ２）／２である。

ブラダユニット５０は、円板状に形成された一対のブラダクランプ５１と、各ブラダクランプによって保持されたブラダ５２とを有する。ブラダ５２は加硫ゴムから成り、可撓性を有する。各ブラダクランプ５１は固定機構５３によって互いに固定され、各ブラダクランプ５１及びブラダ５２によって閉鎖された空間には図示しない加熱蒸気供給装置から加熱蒸気が供給される。ブラダユニット５０を未加硫タイヤＴの径方向内側に配置するとともに、ブラダ５２内に加熱蒸気を供給すると、ブラダ５２が未加硫タイヤＴの内周面の内側で膨張するようになっている。

以上のように構成されたタイヤの加硫装置によって、未加硫タイヤＴを加硫する場合は、先ず、加硫用金型１内に未加硫タイヤＴを配置する前に、各ビードリング４０を未加硫タイヤＴの各ビード部にそれぞれ径方向内側から当接するように装着する（図１参照）。ここで、加硫用金型１内に未加硫タイヤＴを配置する直前に各ビードリング４０を未加硫タイヤＴの各ビード部に装着することも可能であり、未加硫タイヤＴの成形工程（例えばベルト部材やトレッド部材を貼り付ける工程）の前に各ビードリング４０を未加硫タイヤＴの各ビード部に装着することも可能である。

続いて、ブラダユニット５０を各ビードリング４０の径方向内側に配置し、ブラダユニット５０の各ブラダクランプ５１と各ビードリング４０とを図示しない連結機構によって連結するとともに、ブラダユニット５０のブラダ５２を加熱蒸気または高圧空気によって膨張させる。これにより、未加硫タイヤＴの内周面の内側でブラダ５２が膨張するとともに、ブラダ５２が未加硫タイヤＴの内周面に押し付けられ、各ビードリング４０が未加硫タイヤＴの各ビード部にそれぞれタイヤ幅方向の外側から当接する。これにより、各ビードリング４０のキャビティ部分ＣＶ１が各ビード部に当接し、各ビードリング４０が未加硫タイヤＴのビード部にそれぞれタイヤ幅方向の外側から当接するように装着されるとともに、ブラダユニット５０が未加硫タイヤＴの内周面内に装着される。

続いて、各ビードリング４０及びブラダユニット５０が装着された状態で、未加硫タイヤＴを加硫用金型１内に配置し、加硫成形を行う。また、加硫成形が終了すると、各ビードリング４０が加硫タイヤの各ビード部に装着されるとともに、ブラダユニット５０が加硫タイヤに装着されている状態で、加硫タイヤを加硫用金型１から取出す。加硫タイヤは各ビードリング４０及びブラダユニット５０が装着されたまま仕上げ装置や検査装置に取付けられる。即ち、各ビードリング４０は仕上げ装置や検査装置に取付ける際の位置決めに利用され、仕上げ装置や検査装置における加硫タイヤの着脱や位置決めを容易化する上で有利である。

このように、本実施形態によれば、カーカス部材ＣＡ及び補強部材ＲＭから成る２枚のシート状部材がビードコアＢＣ廻りにタイヤ幅方向の内側から外側に折り返されるとともに、未加硫タイヤＴのビード部におけるタイヤ幅方向の外側にシート状部材の折り返し部ＬＰが形成され、カーカス部材ＣＡ及び補強部材ＲＭはそれぞれ複数のタイヤコードを未加硫ゴム材料で被覆して成り、カーカス部材ＣＡ及び補強部材ＲＭのタイヤコードはそれぞれ金属材料から成るので、シート状部材の折り返し部ＬＰに折り返しに抗して復元しようとする大きな復元力が働く。

ここで、各ビードリング４０が未加硫タイヤＴの各ビード部にタイヤ幅方向の外側から当接するように装着され、ビードリング４０におけるキャビティ部分ＣＶ１の最外径Ｄ１とビードコアＢＣの最内径Ｄ２との半径の差ｒ１と、シート状部材の折り返し部ＬＰの最外径Ｄ３とビードコアＢＣの最内径Ｄ２との半径の差ｒ２との関係が、ｒ１／ｒ２≧０．６であることから、シート状部材の折り返し部ＬＰが折り返しに抗して復元しようとしても、その復元が各ビードリング４０によって規制される。

特に、各ビードリング４０を予熱するための予熱手段を設け、未加硫タイヤＴを加硫用金型１内に配置する前に、各ビードリング４０を予熱手段によって予熱し、加硫成形時間の短縮を図る場合は、未加硫タイヤＴを構成する未加硫ゴム材料が予熱によって軟化し、シート状部材の折り返し部ＬＰが折り返しに抗して復元し易くなるが、その復元が各ビードリング４０によって確実に規制される。

従って、前述のようにシート状部材の折り返し部ＬＰが折り返しに抗して復元しようとしても、その復元が各ビードリング４０によって規制されるので、加硫用金型１におけるキャビティＣＶの一部を成す一対のビードリング４０を加硫用金型１内に配置する前の未加硫タイヤＴの各ビード部に装着する場合に、未加硫タイヤＴのビード部のタイヤ幅方向外側への変形を防止することができ、タイヤ品質の向上を図る上で極めて有利である。

図５は試験結果を示す表であり、ｒ１／ｒ２が０．５、０．６及び０．７になるようなビードリング４０を形成するとともに、各設定のビードリング４０及びブラダユニット５０を未加硫タイヤＴに装着して所定時間放置し、未加硫タイヤＴの各ビード部の変形の有無を確認したものである。尚、図５は半径の差ｒ２が３８ｍｍの未加硫タイヤＴを用いて行った試験の結果を示すものである。図５の試験結果に示されるように、ｒ１／ｒ２≧０．６であればビード部の変形を防止することができる。

尚、本実施形態では、カーカス部材ＣＡ及び補強部材ＲＭがビードコアＢＣ廻りに折り返されることにより、未加硫タイヤＴのタイヤ幅方向の外側にシート状部材の折り返し部ＬＰが形成されているものを示したが、カーカス部材ＣＡのみがビードコアＢＣ廻りに折り返されて成るシート状部材の折り返し部ＬＰを有する未加硫タイヤＴの場合であっても、本実施形態と同様の構成によって同様の効果を達成することができる。

また、本実施形態では、シート状部材の折り返し部ＬＰにおいて補強部材ＲＭ最外径よりもカーカス部材ＣＡの最外径の方が大きく、シート状部材の折り返し部ＬＰの最外径Ｄ３がカーカス部材ＣＡの最外径であるものを示したが、カーカス部材ＣＡの最外径よりも補強部材ＲＭの最外径の方が大きい場合は、シート状部材の折り返し部ＬＰの最外径Ｄ３は補強部材ＲＭの最外径となる。

尚、本実施形態では、カーカス部材ＣＡ及び補強部材ＲＭに用いられているタイヤコードが金属材料から成るとともに３００Ｎ・ｍｍ²以上の曲げ剛性を有するものを示したが、カーカス部材ＣＡ及び補強部材ＲＭに用いられているタイヤコードが高剛性のプラスチックや他の材料から形成されていても、そのタイヤコードが３０Ｎ・ｍｍ²以上の曲げ剛性を有する場合には、ビード部のタイヤ幅方向外側への変形を防止する本実施形態の構成は有効である。

また、本実施形態では、ビードリング４０のキャビティ部分ＣＶ１の最外径Ｄ１とビードコアＢＣの最内径Ｄ２との半径の差ｒ１と、シート状部材の折り返し部ＬＰの最外径Ｄ３とビードコアＢＣの最内径との半径の差ｒ２が、ｒ１／ｒ２≧０．６を満たすように構成されているものを示した。ここで、未加硫タイヤＴにおけるシート状部材の折り返し部ＬＰの最外径Ｄ３とビードコアＢＣの最内径との半径の差ｒ２が４０ｍｍ以上の場合は、ｒ１／ｒ２≧０．６を満たすように構成されていなくても、ビードリング４０のキャビティ部分ＣＶ１の最外径Ｄ１とビードコアＢＣの最内径Ｄ２との半径の差ｒ１が２４ｍｍ以上であれば、シート状部材の折り返し部ＬＰが折り返しに抗して復元しようとしても、その復元が各ビードリング４０によって規制され、ビード部のタイヤ幅方向外側への変形を防止することができる。図６は試験結果を示す表であり、ｒ１が２２ｍｍ、２４ｍｍ、２６ｍｍになるようなビードリング４０を形成するとともに、ｒ２が４０ｍｍ、４５ｍｍになる未加硫タイヤＴを形成し、各設定のビードリング４０及びブラダユニット５０を各設定の未加硫タイヤＴに装着して所定時間放置し、未加硫タイヤＴの各ビード部の変形の有無を確認したものである。図６のように、半径の差ｒ２が４５ｍｍである場合は、半径の差ｒ１をｒ１／ｒ２≧０．６を満たすように２７ｍｍ以上にしなくても、半径の差ｒ１を２４ｍｍ以上にすることにより、ビード部のタイヤ幅方向外側への変形を防止することができる。

従って、半径の差ｒ２が４０ｍｍ未満である場合は、各ビードリング４０をｒ１／ｒ２≧０．６を満たすように形成し、半径の差ｒ２が４０ｍｍ以上である場合は、各ビードリング４０を半径の差ｒ１が２４ｍｍ以上になるように形成することが好ましい。

尚、本実施形態では、未加硫タイヤＴを加硫用金型1内に配置する前に、未加硫タイヤＴに各ビードリング４０及びブラダユニット５０を装着し、各ビードリング４０及びブラダユニット５０が装着された状態で加硫タイヤを加硫用金型１から取出すようにしたものを示した。これに対し、未加硫タイヤＴを加硫用金型1内に配置する前に、未加硫タイヤＴに各ビードリング４０のみを装着するとともに、ブラダユニット５０が加硫用金型１内において未加硫タイヤＴの内周面内に配置され、加硫成形が終了して加硫タイヤを加硫用金型１から取出す際に、ブラダユニット５０が加硫用金型１内において加硫タイヤから取外され、各ビードリング４０のみが装着された状態で加硫タイヤを加硫用金型１から取出すことも可能である。

本発明における一実施形態を示すビードリング、ブラダユニット及び未加硫タイヤの要部断面図加硫用金型の側面断面図未加硫タイヤにビードリング及びブラダユニットを装着してブラダユニットを膨張させた状態の要部断面図未加硫タイヤを加硫用金型内に配置する際の動作説明図試験結果を示す表試験結果を示す表

符号の説明

１…加硫用金型、１０…上型、２０…下型、３０…中型、４０…ビードリング、５０…ブラダユニット、５１…ブラダクランプ、５２…ブラダ、５３…固定機構、Ｔ…未加硫タイヤ、ＢＣ…ビードコア、ＢＦ…ビードフィラー、ＣＡ…カーカス部材、ＲＭ…補強部材、ＣＶ…キャビティ、ＣＶ１…キャビティ部分、ＬＰ…シート状部材の折り返し部。

Claims

未加硫タイヤを加硫する加硫用金型内に未加硫タイヤを配置する前に、加硫用金型におけるキャビティの一部を成す一対のビードリングを未加硫タイヤの各ビード部にそれぞれタイヤ幅方向の外側から当接するように装着し、加硫成形が終了した後に、各ビードリングが各ビード部に装着されている状態で加硫タイヤを加硫用金型から取出すことにより、複数のタイヤコードを未加硫ゴム材料で被覆して成る少なくとも１枚のシート状部材をビードコア廻りにタイヤ幅方向の内側から外側に折り返してビード部におけるタイヤ幅方向の外側にシート状部材の折り返し部が形成され、且つ、シート状部材の折り返し部の最外径とビードコア最内径との半径の差が４０ｍｍ以上４５ｍｍ以下である未加硫タイヤを加硫するタイヤの加硫方法において、
前記ビードリングにおけるキャビティ部分の最外径とビードコアの最内径との半径の差が２４ｍｍ以上となるように形成されたビードリングを用いる
ことを特徴とするタイヤの加硫方法。
それぞれ未加硫タイヤを加硫する加硫用金型におけるキャビティの一部を成し、加硫用金型内に未加硫タイヤを配置する前に、未加硫タイヤの各ビード部にそれぞれタイヤ幅方向の外側から当接するように装着され、加硫成形が終了した後に加硫タイヤの各ビード部に装着されたまま加硫用金型から取出される一対のビードリングを備え、複数のタイヤコードを未加硫ゴム材料で被覆して成る少なくとも１枚のシート状部材をビードコア廻りにタイヤ幅方向の内側から外側に折り返してビード部におけるタイヤ幅方向の外側にシート状部材の折り返し部が形成され、且つ、シート状部材の折り返し部の最外径とビードコア最内径との半径の差が４０ｍｍ以上４５ｍｍ以下である未加硫タイヤを加硫するタイヤの加硫装置において、
前記ビードリングを、そのキャビティ部分の最外径とビードコアの最内径との半径の差が２４ｍｍ以上となるように形成した
ことを特徴とするタイヤの加硫装置。