JP6031991B2

JP6031991B2 - 空気入りタイヤの加硫装置及び加硫方法

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Publication number: JP6031991B2
Application number: JP2012276668A
Authority: JP
Inventors: 内藤　充; 内藤　　充
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2016-11-24
Anticipated expiration: 2032-12-19
Also published as: JP2014117929A

Description

本発明は、空気入りタイヤの加硫装置及び加硫方法に関し、更に詳しくは、トレッド部分に摩耗表示穴を備えた空気入りタイヤについて、摩耗表示穴の周辺に発生する加硫故障を効果的に防止することを可能にした空気入りタイヤの加硫装置及び加硫方法に関する。

従来、バイアス構造を有する空気入りタイヤを製造する場合、先ず、バイアス構造を有するカーカス層を含むタイヤ骨格部材を円筒状に成形し、その外周側にシート状のキャップトレッド部材を巻き付けることにより、細長い円筒状のグリーンタイヤを成形する。次いで、このようにして成形されたグリーンタイヤを金型内に投入し、シェーピング工程においてブラダーの膨張によりグリーンタイヤを膨らませ、該グリーンタイヤの外径を最終形状の外径に近付けた状態で金型を閉め、しかる後、該グリーンタイヤを加硫する（例えは、特許文献１〜３参照）。

このように製造される空気入りタイヤにおいては、加硫前のグリーンタイヤの形状と最終形状とが大きく異なり、シェーピング工程にて外径が拡張される際に、タイヤの接地面となるトレッド部分にはタイヤ周方向に伸張する一方でタイヤ幅方向に収縮するような変形が生じることになる。

ところで、例えば、バイアス構造を有するレース用のスリックタイヤにおいては、トレッド部分に摩耗量を見極めるための摩耗表示穴（ウェアインジケータ）が設けられ、このような摩耗表示穴は金型内面に配設された成形ピンにより成形される。しかしながら、上述のように金型内でトレッド部分に大きな変形が生じ、それに伴って金型内面に沿ってゴム流れが生じると、金型内面に配設された成形ピンがトレッド部分のゴム流れを大きく阻害する。そのため、摩耗表示穴の周辺にクラック状の欠損部分が形成されるなどの加硫故障を生じ易くなる。

特開２００５−２１２１４０号公報特開２０１０−１８０１０号公報特許第３３６３４８３号公報

本発明の目的は、トレッド部分に摩耗表示穴を備えた空気入りタイヤについて、摩耗表示穴の周辺に発生する加硫故障を効果的に防止することを可能にした空気入りタイヤの加硫装置及び加硫方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤの加硫装置は、空気入りタイヤの外表面を成形する一対の金型と、前記空気入りタイヤの内側に配置されて膨張自在に構成されたブラダーと、前記空気入りタイヤのトレッド部分に摩耗表示穴を成形する成形ピンと、前記金型の内面に開口して前記成形ピンを収容するピン収容孔と、前記成形ピンを前記ピン収容孔の延長方向に沿って進退させる駆動装置とを備え、該駆動装置がネジ式の動力伝達経路を有することを特徴とするものである。

また、上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤの加硫方法は、空気入りタイヤの外表面を成形する一対の金型と、前記空気入りタイヤの内側に配置されて膨張自在に構成されたブラダーと、前記空気入りタイヤのトレッド部分に摩耗表示穴を成形する成形ピンと、前記金型の内面に開口して前記成形ピンを収容するピン収容孔と、前記成形ピンを前記ピン収容孔の延長方向に沿って進退させる駆動装置とを備え、該駆動装置がネジ式の動力伝達経路を有する加硫装置を用いて空気入りタイヤを加硫する方法であって、
前記成形ピンを前記ピン収容孔内に収容した状態で前記空気入りタイヤに対応するグリーンタイヤを前記ブラダーの廻りに配置し、前記ブラダーの膨張により前記グリーンタイヤを金型寸法よりも小さい寸法まで拡張し、該拡張工程を行った後に前記金型を閉じ、該金型を閉じた後に前記ブラダーを更に膨張させて前記グリーンタイヤを前記金型の内面に密着させ、該密着工程が終了した後に前記成形ピンを前記金型の内面から突出させて前記グリーンタイヤのトレッド部分に埋没させ、その状態で前記グリーンタイヤを加硫することを特徴とするものである。

本発明では、空気入りタイヤのトレッド部分に摩耗表示穴を成形する成形ピンと、金型の内面に開口して成形ピンを収容するピン収容孔と、成形ピンをピン収容孔の延長方向に沿って進退させる駆動装置とを備えた加硫装置を使用し、グリーンタイヤを拡張して金型の内面に密着させた後に成形ピンを金型の内面から突出させてグリーンタイヤのトレッド部分に埋没させ、その状態でグリーンタイヤを加硫するので、グリーンタイヤが金型内で変形する際に生じるトレッド部分のゴム流れを摩耗表示穴用の成形ピンで阻害することはない。そのため、トレッド部分に摩耗表示穴を備えた空気入りタイヤを製造するにあたって、摩耗表示穴の周辺に発生する加硫故障を効果的に防止することができる。その結果、トレッド部分に摩耗表示穴を備えた空気入りタイヤの歩留りを向上することができる。

本発明において、駆動装置としては、ネジ式の動力伝達経路を有するものを使用することができる。

本発明によれば、上述した空気入りタイヤの加硫方法で製造された空気入りタイヤであって、トレッド部分に上記成形ピンに基づく摩耗表示穴を設けたことを特徴とする空気入りタイヤが提供される。

このような空気入りタイヤは、バイアス構造を有するタイヤであることが好ましく、特にレースに使用されるスリックタイヤであることが好ましい。特に、本発明はレーシングカート用のバイアスタイヤに適用した場合に顕著な効果が期待される。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの加硫装置の要部を示す断面図である。成形ピンの駆動装置の一例を示す断面図である。成形ピンの駆動装置の変形例を示す断面図である。成形ピンの駆動装置の他の変形例を示す断面図である。成形ピンの駆動装置の更に他の変形例を示し、（ａ）はその断面図であり、（ｂ）はその側面図である。本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの加硫方法を示し、（ａ）〜（ｃ）は各工程の概略断面図である。本発明で得られる空気入りタイヤを一部切り欠いて示す正面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの加硫装置を示すものであり、図２〜図５はそれぞれ成形ピンの駆動装置を示すものである。

図１に示すように、この加硫装置は、空気入りタイヤ外表面を成形する一対の金型１，２を備えている。金型１は下型であり、金型２は上型である。これら金型１，２を閉めた状態において、金型１，２の内部には空気入りタイヤを成形するためのキャビティーが形成される。

下側の金型１は下側加熱装置３を介して支持板４の上面に設置されている。一方、上側の金型２は上側加熱装置５を介して可動板６の下面に設置されている。この可動板６は不図示の駆動装置により鉛直方向に移動自在に支持されている。

金型１，２の相互間には、筒状のブラダー１１が金型１，２に対して同軸的に配設されている。ブラダー１１の下端部は下側クランプ部材１２に固定され、ブラダー１１の上端部は上側クランプ部材１３に固定されている。そして、ブラダー１１はブラダー駆動装置１４によりタイヤ軸方向に伸縮するようになっている。つまり、ブラダー駆動装置１４は油圧シリンダ１５とピストンロッド（センターポスト）１６とから構成され、そのピストンロッド１６は支持板４、下側加熱装置３、下側の金型１及び下側クランプ部材１２を貫通し、上側クランプ部材１３に連結されている。図１ではブラダー１１がタイヤ軸方向に伸張した状態を示しているが、ブラダー１１をタイヤ軸方向に収縮させた状態ではブラダー１１のタイヤ径方向の拡張が許容される。

また、ブラダー１１の内部空間に連通する吸気路２１は、支持板４の下側の吸気管２２に接続され、更に不図示の加圧媒体供給源に接続されている。加圧媒体供給源からはスチームや窒素ガス等の加圧媒体が供給されるが、これら加圧媒体は複数の系統で供給することも可能である。一方、ブラダー１１の内部空間に連通する排気路２３は、支持板４の下側の排気管２４に接続されている。

上記加硫装置において、金型１，２の各々には、空気入りタイヤのトレッド部分に摩耗表示穴を成形する成形ピン３１が設置されている。より具体的には、これら金型１，２における空気入りタイヤのトレッド部分に対応する部位には、金型１，２の内面に開口するピン収容孔３２が形成され、各ピン収容孔３２内に成形ピン３１が収容されている。成形ピン３１の形状は特に限定されるものではないが、円柱状をなし、金型１，２に突き出す先端側が錘形状をなすことが好ましい。

また、金型１，２の各々には、成形ピン３１をピン収容孔３２の延長方向に沿って進退させる駆動装置３３が付設されている。この駆動装置３３の駆動により、成形ピン３１は金型１，２の内面から突き出した状態とピン収容孔３２内に収容された状態とのいずれか一方に切り換えられるようになっている。駆動装置３３としては、直動式、カム式、リンク式又はネジ式の動力伝達経路を有するものを使用することができる。

図２は駆動装置３３の具体例として直動式の駆動装置４０を示すものである。図２において、直動式の駆動装置４０は、ピン収容孔３２内の成形ピン３１に連結された押し込みロッド４１と、その押し込みロッド４１をピン収容孔３２の延長方向に沿って進退させる油圧シリンダ（又は空圧シリンダ）４２とから構成されている。そのため、油圧シリンダ４２により押し込みロッド４１を駆動することにより、成形ピン３１の位置を変更することができる。

なお、成形ピン３１の後方側には局所的に外径を大きくした拡張部３１ａが形成され、ピン収容孔３２の開口端側には局所的に内径を小さくした絞り部３２ａが形成されているので、成形ピン３１の突き出し量は拡張部３１ａと絞り部３２ａとの係合により制限されるようになっている。

図３は駆動装置３３の具体例としてカム式の駆動装置５０を示すものである。図３において、カム式の駆動装置５０は、ピン収容孔３２内の成形ピン３１に連結された押し込みロッド５１と、押し込みロッド５１の後端部に取り付けられたガイドピン５２と、ガイドピン５２を受容する溝５３を備えたスライド部材５４とから構成されている。スライド部材５４は押し込みロッド５１の延長方向に対して直交する方向に摺動自在に構成され、溝５３は押し込みロッド５１の延長方向の位置がスライド部材５４の摺動方向に沿って変化するように湾曲している。そのため、スライド部材５４を摺動させることにより、成形ピン３１の位置を変更することができる。

図４は駆動装置３３の具体例としてリンク式の駆動装置６０を示すものである。図４において、リンク式の駆動装置６０は、ピン収容孔３２内の成形ピン３１に連結された押し込みロッド６１と、金型１，２の外部に取り付けられたブラケット６２と、押し込みロッド６１の後端部及びブラケット６２に対して揺動自在に連結されたリンクプレート６３と、該リンクプレート６３に対して揺動自在に連結されたリンクバー６４とから構成されている。そのため、リンクバー６４をその延長方向に移動させることにより、成形ピン３１の位置を変更することができる。

図５（ａ），（ｂ）は駆動装置３３の具体例としてネジ式の駆動装置７０を示すものである。図５（ａ），（ｂ）において、ネジ式の駆動装置７０は、ピン収容孔３２内の成形ピン３１に連結されたロッド７１と、ロッド７１の後端部に取り付けられたピニオン７２と、該ピニオン７２に歯合するラック７３とから構成されている。また、成形ピン３１の外周面には雄ねじ部３１ｂが形成され、ピン収容孔３２の内周面には雌ねじ部３２ｂが形成されている。更に、成形ピン３１にはネジ込みロッド７１が挿入される孔部３１ｃが形成され、かつ、成形ピン３１とネジ込みロッド７１との軸廻りの回動が規制された構造になっている。そのため、ラック７３の移動によりピニオン７２を回動させ、成形ピン３１を回動させることにより、成形ピン３１の位置を変更することができる。

次に、上述した加硫装置を用いて空気入りタイヤを加硫する方法について図６（ａ）〜（ｃ）を用いて詳細に説明する。

先ず、図６（ａ）に示すように、成形ピン３１をピン収容孔３２内に収容した状態で円筒状のグリーンタイヤｔをブラダー１１の廻りに配置する。グリーンタイヤｔは、バイアス構造を有するカーカス層を含むタイヤ骨格部材を円筒状に成形し、その外周側にシート状のキャップトレッド部材を巻き付けることで成形したものである。グリーンタイヤｔにおいて、カーカス層のタイヤ周方向に対するコード角度は例えば５０°〜７０°の範囲に設定される。

次に、図６（ｂ）に示すように、ブラダー１１内の圧力を高めて該ブラダー１１を膨張させることにより、グリーンタイヤｔを金型寸法に近似するが該金型寸法よりも小さい寸法まで拡張する。この拡張工程を行った後に金型１，２を閉じる。

次に、図６（ｃ）に示すように、金型１，２を閉じた後にブラダー１１を更に膨張させてグリーンタイヤｔを金型１，２の内面に密着させる。そして、グリーンタイヤｔの密着工程が終了した後、成形ピン３１を金型１，２の内面から突出させてグリーンタイヤｔのトレッド部分に埋没させる。このように成形ピン３１をグリーンタイヤｔのトレッド部分に埋没させた状態でグリーンタイヤｔを加硫する。これにより、図７に示すような加硫済の空気入りタイヤＴを得ることができる。

なお、成形ピン３１をグリーンタイヤｔのトレッド部分に押し付けるタイミングは金型１，２内でのシェーピングが終了し、グリーンタイヤｔの温度が上昇してゴムの流動性が増した状態にあるときが最適であるが、ゴムの特性やボリュームに応じてそのタイミングを適宜調整することができる。

また、加硫後に成形ピン３１をピン収容孔３２内に後退させる工程は、所定の加硫時間が経過し、加硫済の空気入りタイヤＴを金型１，２から取り出す直前に行うことが好ましい。これは加硫直後の空気入りタイヤＴに大きな力が作用すると、タイヤ内部の剥離故障に繋がるからである。

このようにして得られた空気入りタイヤＴは、図７に示すように、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部分１０１と、トレッド部分１０１の両側に配置された一対のサイドウォール部分１０２と、サイドウォール部分１０２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部分１０３とを備えている。そして、走行時に路面と接触するトレッド部分１０１には成形ピン３１に基づく複数の摩耗表示穴（ウェアインジケータ）１０４が形成されている。

上述した空気入りタイヤＴは、レースに使用されるスリックタイヤであるため、摩耗表示穴１０４の他にはトレッド部分１０１に溝が形成されていない。

上述した空気入りタイヤの加硫方法によれば、空気入りタイヤＴのトレッド部分１０１に摩耗表示穴１０４を成形する成形ピン３１と、金型１，２の内面に開口して成形ピン３１を収容するピン収容孔３２と、成形ピン３１をピン収容孔３２の延長方向に沿って進退させる駆動装置３３とを設けた加硫装置を使用し、グリーンタイヤｔを拡張して金型１，２の内面に密着させた後に成形ピン３１を金型１，２の内面から突出させてグリーンタイヤｔのトレッド部分に埋没させ、その状態でグリーンタイヤｔを加硫するので、グリーンタイヤｔが金型１，２内で変形する際に生じるトレッド部分のゴム流れを摩耗表示穴用の成形ピン３１により阻害することはない。そのため、トレッド部分１０１に摩耗表示穴１０４を備えた空気入りタイヤＴを製造するにあたって、摩耗表示穴１０４の周辺に発生する加硫故障を効果的に防止することができる。その結果、トレッド部分１０１に摩耗表示穴１０４を備えた空気入りタイヤＴの歩留りを向上することができる。

また、上述した空気入りタイヤの加硫方法においては、加硫済の空気入りタイヤＴを金型１，２から取り出す際に、成形ピン３１をピン収容孔３２内に後退させた状態にすることが可能であるので、空気入りタイヤＴの取り出し作業が容易であり、しかも空気入りタイヤＴのトレッド部分１０１が成形ピン３１により傷付けられるという不都合を生じることもない。

タイヤサイズ７．１×１１．０−５のレーシングカート用空気入りタイヤを製造するにあたって、本発明の加硫装置（図１参照）を用いて加硫工程を実施したタイヤと、従来のように金型内面に成形ピンが固定された金型を備えた加硫装置を用いて加硫工程を実施したタイヤとをそれぞれ製作した。

これら本発明の加硫方法及び従来の加硫方法に基づいてそれぞれ５０本のタイヤを製造し、加硫後のタイヤの外表面を目視により検査し、成形ピンにより成形された摩耗表示穴の周辺に発生した加硫故障の発生箇所を数えた。

その結果、本発明の加硫方法における加硫故障の発生数は、従来例の加硫方法における加硫故障の発生数の約２０％であった。即ち、本発明によれは、摩耗表示穴の周辺に発生する加硫故障を大幅に低減することができた。

１，２金型
１１ブラダー
３１成形ピン
３２ピン収容孔
３３駆動装置
１０１トレッド部分
１０４摩耗表示穴
ｔグリーンタイヤ
Ｔ空気入りタイヤ

Claims

空気入りタイヤの外表面を成形する一対の金型と、前記空気入りタイヤの内側に配置されて膨張自在に構成されたブラダーと、前記空気入りタイヤのトレッド部分に摩耗表示穴を成形する成形ピンと、前記金型の内面に開口して前記成形ピンを収容するピン収容孔と、前記成形ピンを前記ピン収容孔の延長方向に沿って進退させる駆動装置とを備え、該駆動装置がネジ式の動力伝達経路を有することを特徴とする空気入りタイヤの加硫装置。
空気入りタイヤの外表面を成形する一対の金型と、前記空気入りタイヤの内側に配置されて膨張自在に構成されたブラダーと、前記空気入りタイヤのトレッド部分に摩耗表示穴を成形する成形ピンと、前記金型の内面に開口して前記成形ピンを収容するピン収容孔と、前記成形ピンを前記ピン収容孔の延長方向に沿って進退させる駆動装置とを備え、該駆動装置がネジ式の動力伝達経路を有する加硫装置を用いて空気入りタイヤを加硫する方法であって、
前記成形ピンを前記ピン収容孔内に収容した状態で前記空気入りタイヤに対応するグリーンタイヤを前記ブラダーの廻りに配置し、前記ブラダーの膨張により前記グリーンタイヤを金型寸法よりも小さい寸法まで拡張し、該拡張工程を行った後に前記金型を閉じ、該金型を閉じた後に前記ブラダーを更に膨張させて前記グリーンタイヤを前記金型の内面に密着させ、該密着工程が終了した後に前記成形ピンを前記金型の内面から突出させて前記グリーンタイヤのトレッド部分に埋没させ、その状態で前記グリーンタイヤを加硫することを特徴とする空気入りタイヤの加硫方法。
前記空気入りタイヤがバイアス構造を有するタイヤであることを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤの加硫方法。
前記空気入りタイヤがレースに使用されるスリックタイヤであることを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤの加硫方法。