JP6400373B2 - タイヤの加硫成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、グリーンタイヤを加硫成形するタイヤの加硫成形方法に関する。

未加硫のグリーンタイヤは、例えば、加硫成形型内においてブラダにより内側から押圧されるとともに、加熱装置によって加硫成形型を介して加熱される。これにより、未加硫のグリーンタイヤは、膨張するとともに未加硫ゴムの粘度が低下し加硫成形型内で流動することで加硫成形型に応じた所定形状のタイヤに加硫成形される。

しかしながら、グリーンタイヤは、通常、加硫設備の建屋内等に設定された保管場所に室温環境下で保管されており、加硫成形直前のグリーンタイヤの温度が加硫開始温度に比べて大幅に低い室温程度になっているため、加硫成形型内で未加硫ゴムが流動しにくく所定形状に成形されない成形不良が生じることがある。

なお、下記特許文献１及び２には、加硫成形型の型閉め工程が完了する前に加硫成形型の型閉め動作を所定時間一時停止し、一時停止後、型閉め動作を再開して加硫成形を行う方法が開示されている。しかしながら、これらの方法では、グリーンタイヤのサイドウォール部を成形する上下一対の金型の型閉めが完了した後、トレッド部を成形する径方向に拡縮径するセクタと呼ばれる金型の型閉めが完了するまでの間に型閉め動作を一時停止しているため、トレッド部に先立ってサイドウォール部の未加硫ゴムの加硫が始まり、未加硫ゴムがタイヤ表面全体で均一に流れにくくなり成形不良が生じることがある。

特開２０１３−１１１８５９号公報 特開２０００−８４９３４号公報

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、加硫開始温度に比べて低い温度のグリーンタイヤであっても、加硫成形型内における未加硫ゴムの流動性を向上させ、成形不良を低減することができるタイヤの加硫成形方法を提供することを目的とする。

本発明に係るタイヤの加硫成形方法は、タイヤの一方側のサイドウォール部及びビード部を形成する上型と、タイヤの他方側のサイドウォール部及びビード部を形成する下型と、前記上型及び前記下型を加熱する加熱装置と、グリーンタイヤの内側を保持するブラダとを用いて、グリーンタイヤの内側に前記ブラダを沿わせてグリーンタイヤを保持し、前記加熱装置によって前記上型及び前記下型を加熱しつつ、前記上型及び前記下型の少なくとも一方を移動させてグリーンタイヤを加熱及びタイヤ軸方向に圧縮変形させながら型閉め動作を行うタイヤの加硫成型方法において、前記上型がビード部に接触してからサイドウォール部に接触する前までに、前記上型及び前記下型によってグリーンタイヤを加熱及びタイヤ軸方向に圧縮変形した状態で、前記上型及び前記下型を停止させて前記型閉め動作を一時停止し、その後、前記上型及び前記下型の少なくとも一方を再び移動させて前記上型及び前記下型の型閉めを完了することを特徴とする。

本発明では、上型がグリーンタイヤのビード部に接触した時点からサイドウォール部に接触する前までで、型閉め動作を停止するため、未加硫ゴムの加硫が開始する前に上型及び下型の熱によってグリーンタイヤの外表面を加熱することができ、未加硫ゴムの流動性を向上させ、成形不良を低減することができる。

本発明の第１実施形態に係るタイヤの加硫成形方法を実施する加硫成形装置の一例を示す半断面図である。 加硫成形装置の動作を示す半断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

タイヤ加硫成形装置は、図１に示すように、加硫成形型１０と、加硫成形型１０が取り付けられるコンテナ２０と、コンテナ２０を介して加硫成形型１０を駆動及び加熱する加硫機４０とを備え、タイヤ軸方向が上下になるようにセットされた未加硫のグリーンタイヤＴを加熱及び加圧により加硫成形する。

加硫成形型１０は、セクタ１２、上型１４、及び下型１６を備えタイヤの外表面（意匠面）を形成する成形金型である。

セクタ１２は、タイヤのトレッド部２を形成する金型であり、タイヤ周方向に複数（例えば、７個）に分割され、タイヤ放射方向（タイヤ径方向）に拡縮変位可能に設けられており、各セクタ１２が型閉め位置に配置した型閉め状態では互いに寄り集まって環状をなしている。

上型１４は、上方に配置されたサイドウォール部３及びビード部４を形成する金型であり、下型１６は、下方に配置されたサイドウォール部３及びビード部４を形成する金型である。上型１４及び下型１６のタイヤ径方向内側にはそれぞれビードリング１７、１８が設けられており、グリーンタイヤＴのビード部４が嵌合可能に構成されている。

コンテナ２０は、セクタ１２と連結されるセグメント２１と、セグメント２１をタイヤ径方向に移動させるジャケットリング２２と、上型１４及び上側のビードリング１７を支持する上側コンテナプレート２３と、下型１６及び下側のビードリング１８を支持するとともにセグメント２１の下側に配置されセグメント２１を摺動可能に支持する下側コンテナプレート２４とを備える。

セグメント２１は、分割されたセクタ１２ごとに設けられ、タイヤ径方向内側にセクタ１２がボルト等により固定されている。セグメント２１は、セクタ１２が取り付けられた側面と反対側（つまり、タイヤ径方向外側）の側面が、下方に向かってタイヤ径方向外方に傾斜する傾斜面２１ａをなしている。

ジャケットリング２２は、複数のセグメント２１の径方向外側に設けられた環状の部材で、その内周面がセグメント２１の傾斜面２１ａに沿って傾斜しており、傾斜面２１ａに摺動可能な状態で取り付けられている。このジャケットリング２２は、セグメント２１に対して相対的に上下動することでセグメント２１の傾斜面２１ａを摺動しながらセグメント２１をタイヤ径方向に移動させる。

上側コンテナプレート２３は、上型１４、上側のビードリング１７及び上側スライド２６が固定されている。上側スライド２６は、上型１４のタイヤ径方向外側に配置されセグメント２１をタイヤ径方向に摺動可能に支持する。上側コンテナプレート２３は、加硫機４０に設けられた上プラテン４１に取り付けられており、上プラテン４１に接続された昇降手段４３によって下側コンテナプレート２４に対して相対的に上下動する。

下側コンテナプレート２４には、下型１６、下側のビードリング１８、及び下側スライド２７が固定されている。下側スライド２７は、セグメント２１が載置されタイヤ径方向に摺動可能にセグメント２１の底面を支持する。下側コンテナプレート２４は、加硫機４０に設けられた下プラテン４４に取り付けられている。

加硫機４０は、上記した上プラテン４１や下プラテン４４や昇降手段４３以外に昇降手段４６と、加熱装置４２と、ブラダ４８を備えている。昇降手段４６は、ジャケットリング２２を上下動させるもので、セグメント２１と別個に上下動させることができるようになっている。

加熱装置４２、４５は、上プラテン４１及び下プラテン４４に設けられた熱媒体が流通するパイプから構成されており、上側の加熱装置４２が上プラテン４１に取り付けられた上側コンテナプレート２３を介して上型１４やビードリング１７やセクタ１２やセグメント２１を加熱するとともに、下側の加熱装置４５が下プラテン４４を介して下型１６やビードリング１８やセクタ１２やセグメント２１を加熱する。

ブラダ４８は、下型１６に載置されたグリーンタイヤＴの内面側に配置され、加圧空気の供給によって膨らみグリーンタイヤＴを内側から加圧する。

次に、上記した加硫成形装置の動作について図２を参照して説明する。

まず、セクタ１２及び上型１４が、下型１６から上方に離間した状態において、ビードリング１８にビード部４を嵌合させて未加硫のグリーンタイヤＴを加硫成形型１０の下型１６に載置した後（図２（ａ）参照）、ブラダ４８に加圧空気を供給して膨張させてグリーンタイヤＴを内側から保持する（図２（ｂ）参照）。この状態では、グリーンタイヤＴは、下型１６に設けられたビードリング１８とブラダ４８によって保持されており、下側のサイドウォール部３は下型１６に接触していない。また、ジャケットリング２２は、セグメント２１の上部に位置しており、セグメント２１がタイヤ径方向外方に配置されている。

なお、加硫成形装置では、グリーンタイヤＴの加硫時間を短縮するため、グリーンタイヤＴを加硫成形型１０内で加硫成形する間だけでなく、グリーンタイヤＴを加硫成形型１０にセットしている間や、後述する加硫成形型１０の型閉めや型開きを行っている間も加熱装置４２、４５によって加硫成形型１０やセグメント２１を常に加熱している。

そして、昇降手段４３により上プラテン４１を下降させて上プラテン４１に設けられた上型１４を下型１６に対して近接移動させて上型１４及び下型１６の型閉め動作を行う（図２（ｃ）〜（ｅ）参照）。なお、上型１４が下方へ移動している間、ジャケットリング２２は、セグメント２１をタイヤ径方向外方に配置した状態で昇降手段４６によって上型１４に同期して下降する。

具体的には、図２（ｂ）に示すような上型１４が下型１６に載置されたグリーンタイヤＴの上方に離間した位置から下方へ移動すると、まず、上型１４に設けられたビードリング１７が下型１６に載置されたグリーンタイヤＴの上側のビード部４に接触する（図２（ｃ）参照）。その後、上下一対のビードリング１７、１８の間で上下のビード部４が近づくようにグリーンタイヤＴを変形させながら上型１４が更に下方へ移動し（図２（ｄ）参照）、グリーンタイヤＴの上側のサイドウォール部３に上型１４が接触する位置、言い換えれば、上型１４の型閉めが完了する位置まで上型１４が移動する（図２（ｅ）参照）。

本実施形態の加硫成形装置では、上記のように上型１４が下方へ移動する上型１４及び下型１６の型閉め動作において、図２（ｃ）に示すように上型１４に設けられたビードリング１７が下型１６に載置されたグリーンタイヤＴの上側のビード部４に接触した時点から、図２（ｅ）に示すように上型１４がグリーンタイヤＴのサイドウォール部３に接触し上型１４の型閉めが完了する前までで、上型１４の下方への移動を停止して上型１４及び下型１６の型閉め動作を一時停止する。

上型１４及び下型１６の型閉め動作を停止している状態（例えば、図２（ｄ）の状態）では、グリーンタイヤＴは、上型１４及び下型１６に設けられた一対のビードリング１７，１８とブラダ４８によって保持されており、上下のサイドウォール部３やトレッド部２が、上型１４や下型１６やセクタ１２と接触しておらずこれらの金型１２、１４、１６と間隔あけて近接する。

このようにビードリング１７がグリーンタイヤＴの上側のビード部４に接触した時点から、上型１４がグリーンタイヤＴのサイドウォール部３に接触し上型１４の型閉めが完了する前までの間で、上型１４及び下型１６の型閉め動作を停止することで、加熱装置４２、４５によって加熱された上型１４や下型１６やセクタ１２が、グリーンタイヤＴのサイドウォール部３やトレッド部２に対向し、グリーンタイヤＴの外表面を加熱する。

上型１４及び下型１６の型閉め動作を停止する時間は、上型１４及び下型１６の型閉め動作を停止する位置（つまり、グリーンタイヤＴの外表面と金型１２、１４、１６との距離）や、金型１２、１４、１６の加熱温度や、グリーンタイヤＴの外表面を構成するゴム材料などの条件に応じて適宜設定することができるが、例えば、２秒以上２０秒以下、好ましくは６秒以上２０秒以下に設定することができる。

また、上型１４及び下型１６の型閉め動作を停止するタイミングは、ビードリング１７がグリーンタイヤＴの上側のビード部４に接触した時点から、上型１４がグリーンタイヤＴのサイドウォール部３に接触する前までであれば任意に設定することができるが、型閉め動作の停止時に、上下のサイドウォール部３やトレッド部２が上型１４や下型１６やセクタ１２によって適度に加熱される距離を確保することが好ましい。具体例を挙げると、上下のビード部４の間隔が、グリーンタイヤＴの上側のビード部４に上型１４のビードリング１７が接触する前の間隔、つまり、グリーンタイヤＴがビードリング１７、１８によって圧縮されていない状態における間隔の４０％に圧縮されるまでに上型１４及び下型１６の型閉め動作を停止することが好ましく、より好ましくは、上記間隔の５０％に圧縮されるまで、更に好ましくは間隔の６０％に圧縮されるまでに上型１４及び下型１６の型閉め動作を一時停止する。

そして、上型１４及び下型１６の型閉め動作を所定時間停止して、上型１４、下型１６、及びセクタ１２の熱によってグリーンタイヤＴの外表面を加熱した後、再び、上型１６を昇降手段４３及び昇降手段４６を動作させてジャケットリング２２とともに上型１６を下方へ移動させ型閉め動作を再開し、図２（ｅ）に示すように、上型１４がグリーンタイヤＴのサイドウォール部３に接触する位置まで上型１４を移動させて上型１４の型閉めを完了させる。

このように上型１４の型閉めが完了した状態では、上型１４だけでなく下型１６もグリーンタイヤＴのサイドウォール部３に接触しているが、セグメント２１に連結されたセクタ１２は、グリーンタイヤＴのトレッド部２よりタイヤ径方向外方に離間した位置に配置されている。

次いで、上プラテン４１に接続された昇降手段４３を停止させ、ジャケットリング２２に接続された昇降手段４６を動作させセグメント２１の傾斜面２１ａを摺動させながらジャケットリング２２を降下させることで、セグメント２１がタイヤ径方向内方へ移動してセクタ１２が型閉め位置に達してトレッド部２と当接する。これにより、加硫成形型１０の型閉めが完了し、ブラダ４８と加硫成形型１０との間でグリーンタイヤＴを加圧変形させつつ加熱装置４２、４５からの熱により加硫する。

以上のような本実施形態では、上型１４が下方へ移動する上型１４及び下型１６の型閉め動作において、上型１４に設けられたビードリング１７が下型１６に載置されたグリーンタイヤＴの上側のビード部４に接触した時点から、上型１４がグリーンタイヤＴのサイドウォール部３に接触し上型１４の型閉めが完了する前までで、上型１４の下方への移動を停止して上型１４及び下型１６の型閉め動作を一時停止する。

これにより、下型１６に載置されたグリーンタイヤＴが加硫開始温度に比べて大幅に低い温度になっていても、型閉め動作を停止している間、上型１４や下型１６やセクタ１２が、上下のサイドウォール部３やトレッド部２と近接した状態で対向し、グリーンタイヤＴの外表面を加熱することができ、加硫成形型１０内における未加硫ゴムの流動性が向上し、成形不良を低減することができる。

しかも、型閉め動作を停止している状態では、上型１４や下型１６やセクタ１２が、上下のサイドウォール部３やトレッド部２と接触しておらず間隔をあけて近接しているため、トレッド部２に先立ってサイドウォール部３の加硫が開始するなど、加硫成形型１０の型閉めが完了する前に局所的に加硫が開始することがない。

なお、上記した本実施形態では、加硫成形型１０としてセクタ１２、上型１４及び下型１６に３分割されたセグメンタル型の加硫成形型１０を用いた加硫成形装置について説明したが、本発明は、これに限定されず、タイヤの赤道面で上型と下型に２分割され上下に開閉するフルモール型の加硫成形型を用いた加硫成形装置にも適用することができる。

上記実施形態の効果を確認するため、図１に示す加硫成形装置を用いて、後述する実施例１〜５及び比較例１、２によって２０本のグリーンタイヤ（タイヤサイズ：２２５／４５Ｒ１８）をそれぞれ加硫成形し、全く成形不良が発生しないかった場合を「○」と評価し、１本でも成形不良が発生した場合を「×」と評価した。

実施例として、図２（ｃ）で示すような上型１４に設けられたビードリング１７が下型１６に載置されたグリーンタイヤＴの上側のビード部４に接触した時点で型閉め動作を２秒間、６秒間停止させた場合（実施例１、２）と、図２（ｅ）で示す上型１４がサイドウォール部３に接触する状態の直前で型閉め動作を１０秒間停止させた場合（実施例３）と、図２（ｄ）で示すような上下のビード部４の間隔が、ビードリング１７、１８に圧縮される前の間隔の６０％に達するまで圧縮された時点で型閉め動作を１０秒間、２０秒間停止させた場合（実施例４、５）を、それぞれ行った。

また、比較例として、型閉め動作を停止しない場合（比較例１）、図２（ｅ）で示すような上型１４がサイドウォール部３に接触した状態で型閉め動作を６秒間停止させた場合（比較例２）を、それぞれ行った。

結果は、表１に示すとおりであり、型閉め動作を停止しない比較例１や上型１４がサイドウォール部３に接触した状態で型閉め動作を一時停止した比較例２では加硫成形されたタイヤに成形不良が発生したが、上型１４に設けられたビードリング１７がグリーンタイヤＴの上側のビード部４に接触した時点から、上型１４がサイドウォール部３に接触する前までに型閉め動作を一時停止した実施例１〜５では成形不良が発生せず、未加硫ゴムの流動性が向上し、成形不良を低減することができた。

Ｔ…グリーンタイヤ
２…トレッド部
３…サイドウォール部
４…ビード部
１０…加硫成形型
１２…セクタ
１４…上型
１６…下型
１７…上側のビードリング
１８…下側のビードリング
２０…コンテナ
２１…セグメント
２１ａ…傾斜面
２２…ジャケットリング
２３…上側コンテナプレート
２４…下側コンテナプレート
２６…上側スライド
２７…下側スライド
４０…加硫機
４１…上プラテン
４２…加熱装置
４３…昇降手段
４４…下プラテン
４５…加熱装置
４６…昇降装置
４８…ブラダ

Claims (3)

1. タイヤの一方側のサイドウォール部及びビード部を形成する上型と、タイヤの他方側のサイドウォール部及びビード部を形成する下型と、前記上型及び前記下型を加熱する加熱装置と、グリーンタイヤの内側を保持するブラダとを用いて、グリーンタイヤの内側に前記ブラダを沿わせてグリーンタイヤを保持し、前記加熱装置によって前記上型及び前記下型を加熱しつつ、前記上型及び前記下型の少なくとも一方を移動させてグリーンタイヤを加熱及びタイヤ軸方向に圧縮変形させながら型閉め動作を行うタイヤの加硫成型方法において、
   前記上型がビード部に接触してからサイドウォール部に接触する前までに、前記上型及び前記下型によってグリーンタイヤを加熱及びタイヤ軸方向に圧縮変形した状態で、前記上型及び前記下型を停止させて前記型閉め動作を一時停止し、その後、前記上型及び前記下型の少なくとも一方を再び移動させて前記上型及び前記下型の型閉めを完了することを特徴とするタイヤの加硫成型方法。
2. 前記型閉め動作を一時停止する時間が、２秒以上２０秒以下であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤの加硫成型方法。
3. 前記ビード部の間隔が、前記ビード部に前記上型が接触する前の前記ビード部の間隔の０．４倍以下に達する前に前記型閉め動作を停止することを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤの加硫成型方法。

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