JP6573539B2 - 空気入りタイヤの製造方法及びタイヤ加硫装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造方法と、それに用いられるタイヤ加硫装置に関する。

空気入りタイヤの製造では、タイヤに加硫成形を施すために、特許文献１に記載されているようなモールドを備えたタイヤ加硫装置が使用される。一般に、タイヤ加硫装置は、ブラダーと呼ばれるゴムバッグを備えており、膨張させたブラダーによってタイヤを内側から押圧することで、そのタイヤの外面をモールドの内面に密着させる。加硫成形が終了したら、ブラダーを収縮させてモールドを開状態とし、加硫後のタイヤがモールドから取り出される。

ところが、加硫後のタイヤをモールドから取り出す工程では、モールドを開状態とした際にタイヤが円滑に離型せず、タイヤのトレッド部やサイドウォール部がモールドの内面に密着した状態になることがある。この場合、モールドからタイヤを人力で引き離さなければならず、作業者が煩雑な作業を強いられるとともに、サイプブレードが折れてしまうなどの不都合が生じていた。また、その引き離し作業の間にモールドの温度が下がってしまい、次のタイヤの加硫成形に悪影響を及ぼす恐れがあった。

特許文献２には、加硫成形後のモールドを開状態とする直前に、モールドの内面で開口するベントホールから空気を噴出する手法が記載されている。しかし、この手法は、ベントホールに付着した残滓を除去するためのクリーニングに関する技術であり、上述したタイヤの密着の問題に関して解決手段を示唆するものではない。

特開平５−１３８６５６号公報 特開２００７−１１８４６０号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、加硫後のタイヤをモールドから円滑に取り出すことができる空気入りタイヤの製造方法と、それに用いられるタイヤ加硫装置を提供することにある。

本発明者は、モールド内のタイヤがブラダーによって内側から押圧され、そのモールドの内面とそれに密着したタイヤの外面との間が真空状態になっていることに着目し、加硫後のタイヤをモールドから円滑に取り出すためには、単にベントホールから空気を噴出させるだけでは十分でないと考えた。また、そのような空気の噴出は、余計なタイヤ変形を引き起こす恐れがあるとともに、モールドの内面とタイヤの外面との間の圧力が高くなると危険性が増すことにも着目した。本発明は、かかる見識に基づいてなされたものであり、下記の如き構成により上記目的を達成できるものである。

即ち、本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、未加硫のタイヤをモールドにセットして閉状態とし、膨張させたブラダーにより前記タイヤを内側から押圧して、前記タイヤの外面を前記モールドの内面に密着させる装着工程と、前記タイヤに加硫成形を施す加硫工程と、前記モールドを開状態とし、加硫後の前記タイヤを前記モールドから取り出す脱型工程と、を備える空気入りタイヤの製造方法において、前記脱型工程の前に、前記ブラダーの減圧開始時に、前記モールドの内面で開口するベントホールから所定時間だけ空気を噴出する第１ブロー工程と、前記第１ブロー工程の後、前記ブラダーの内圧が所定の圧力以下になった時点で、前記ベントホールから所定時間だけ空気を噴出する第２ブロー工程と、前記第２ブロー工程の後、前記モールドを開状態とする前に前記ベントホールから空気を吸引するバキューム工程と、を有するものである。

この方法は、脱型工程の前に、上記の如き第１ブロー工程、第２ブロー工程及びバキューム工程を有する。まず、第１ブロー工程では、ブラダーの減圧開始時にベントホールから所定時間だけ空気を噴出する。これによって、真空状態にあったモールドの内面とタイヤの外面との間に空気の層が形成される。また、空気の噴出を所定時間に限っているため、必要以上に空気が供給されない。なお、ブラダーの減圧開始時とは、ブラダーの減圧開始と同時に限られず、それより少し後の時点も含む。

次に、第２ブロー工程では、ブラダーの内圧が所定の圧力以下になった時点で、ベントホールから所定時間だけ空気を再度噴出する。この段階では、第１ブロー工程により形成された空気の層が存在するとともに、タイヤに対するブラダーの押圧が弱まっているので、この空気の噴出によってモールドの内面からタイヤの外面を一旦剥離させ、タイヤの離型性を向上できる。しかも、空気の噴出を所定時間に限っているため、必要以上に空気が供給されず、余計なタイヤ変形を引き起こさない。

モールドの内面とタイヤの外面との間には、第１及び第２ブロー工程によって空気が圧入されているため、このままモールドを開状態にすると危険であり、モールドの構成部品（例えば、セクターを留めているボルト）が損傷する恐れもある。そこで、第２ブロー工程の後、バキューム工程として、モールドを開状態とする前にベントホールから空気を吸引し、モールドの内面とタイヤの外面との間の圧力を低減する。

モールドを開状態にする際には、バキューム工程によってモールドの内面とタイヤの外面との間の圧力が低減されているので、タイヤを安全に取り出すことができる。しかも、第１及び第２ブロー工程によってタイヤの離型性が向上しているため、タイヤのトレッド部やサイドウォール部がモールドの内面に密着した状態にならず、加硫後のタイヤをモールドから円滑に取り出すことができる。

前記ブラダーが前記タイヤを押圧しない状態で前記第２ブロー工程を開始することが好ましい。この場合、第２ブロー工程によるタイヤの離型性の向上効果を高めて、モールドの内面からタイヤの外面をより円滑に剥離させることができる。

前記ブラダーの減圧開始から所定時間経過後に前記第１ブロー工程を開始することが好ましい。この場合、第１ブロー工程により空気の層を形成しやすくして、真空状態にあるモールドの内面とタイヤの外面との間に空気をより円滑に供給できる。

また、本発明に係るタイヤ加硫装置は、タイヤがセットされるモールドと、前記タイヤを内側から押圧して、前記タイヤの外面を前記モールドの内面に密着させるブラダーと、前記モールドの内面で開口するベントホールと、前記ベントホールに連通する通気路に接続された圧縮空気源と、前記通気路に接続された吸気源と、前記通気路と前記圧縮空気源及び吸気源との間に設けられ、前記ベントホールからの空気の噴出と吸引を切り換え自在に構成された切換機と、前記ブラダーの減圧開始時に前記ベントホールから所定時間だけ空気を噴出し、その後、前記ブラダーの内圧が所定の圧力以下になった時点で前記ベントホールから所定時間だけ空気を噴出し、その後、前記モールドを開状態とする前に前記ベントホールから空気を吸引するように前記切換機の作動を制御する制御部と、を備えたものである。

この装置は、上述した第１ブロー工程、第２ブロー工程及びバキューム工程を実行可能に構成されたものであり、これによれば加硫後のタイヤをモールドから円滑に取り出すことができる。

本発明に係るタイヤ加硫装置の一例を概略的に示す縦断面図 加硫工程におけるタイヤとモールドを示す図 第１ブロー工程におけるタイヤとモールドを示す図 第２ブロー工程におけるタイヤとモールドを示す図 バキューム工程におけるタイヤとモールドを示す図

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係るタイヤ加硫装置の一例を概略的に示す縦断面図である。このタイヤ加硫装置は、タイヤＴがセットされるモールド１０と、そのタイヤＴを内側から押圧して、タイヤＴの外面をモールド１０の内面に密着させるブラダー２０と、そのモールドの内面で開口するベントホール１５とを備える。図１において、タイヤＴはタイヤ軸方向が上下になるようにセットされ、図１右側がタイヤ径方向内側、図１左側がタイヤ径方向外側となる。

モールド１０は、タイヤＴのトレッド部を成形するトレッド型部１１と、タイヤＴのサイドウォール部を成形する一対のサイド型部１２，１３とを備えたセグメンテッドモールドである。これらの型部は、電気ヒータや蒸気ジャケットなどの熱源によって加熱されている。トレッド型部１１は、タイヤ周方向に分割された複数の分割片（セクター）が連なった環状体であり、その内面にはトレッドパターンに対応した不図示の凹凸形状が設けられている。

図１に示す閉状態からトレッド型部１１を拡径させるとともに、そのトレッド型部１１と上側のサイド型部１３を上昇させることによって、タイヤの出し入れが可能な開状態に移行する。トレッド型部１１の背面にはコンテナ２１が取り付けられており、コーンリング２２の上昇に伴ってコンテナ２１がタイヤ径方向外側に変位すると、サイド型部１３と一緒に上昇しながらトレッド型部１１が拡径する。このように、モールド１０は、その周囲に設置された開閉機構によって閉状態と開状態との間で変位自在に構成されている。

ブラダー２０は、加熱加圧媒体の供給により加圧されると膨張し、加熱加圧媒体の排出により減圧されると収縮する。図示しないが、タイヤ加硫装置には、ブラダー２０の内部に加熱加圧媒体を供給するための媒体供給路と、ブラダー２０の外部に加熱加圧媒体を排出するための媒体排出路が設けられている。本明細書において、加熱加圧媒体という用語は、加熱媒体（例えばスチーム）と加圧媒体（例えば窒素ガス）の総称として用いられる。ブラダー２０には不図示の温度センサや圧力センサが設置されており、ブラダー２０の温度や内圧が計測される。

ベントホール１５は、モールド１０の内面と未加硫のタイヤＴの外面との間の余分な空気を排出するために設けられている。この空気の排出が適切に行われないと、残留空気に起因したゴム欠損を生じてタイヤの外観が損なわれることがある。通常、ベントホール１５は、このような空気の排出のみに用いられるものであるが、後述するように、本実施形態によれば、ベントホール１５を通じた空気の噴出と吸引を巧みに併用することで、タイヤ脱型時の作業性を改善できる。

このタイヤ加硫装置は、更に、ベントホール１５に連通する通気路１６に接続された圧縮空気源１７と、通気路１６に接続された吸気源１８と、通気路１６と圧縮空気源１７及び吸気源１８との間に設けられ、ベントホール１５からの空気の噴出と吸引を切り換え自在に構成された切換機１９とを備える。ベントホール１５から空気を噴出または吸引するタイミングや時間など、切換機１９の作動は不図示の制御装置によって制御される。切換機１９は、公知の切換弁によって構成できる。

本実施形態では、トレッド型部１１だけでなくサイド型部１２，１３にもベントホール１５が設けられている。図１では表現されていないが、サイド型部１２，１３に設けられたベントホール１５にも、上記と同様に、通気路を介して圧縮空気源１７と吸気源１８が接続されており、制御装置により制御される切換機１９によって空気の噴出と吸引とが切り換えられる。

本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、タイヤの加硫成形を除けば、従来のタイヤ製造工程と同様にして行うことができるため、タイヤの加硫成形を中心に説明する。以下、上記のタイヤ加硫装置を用いてタイヤを加硫成形する手順について説明する。

まず、図１に示すように、未加硫のタイヤＴをモールド１０にセットして閉状態とし、膨張させたブラダー２０によりタイヤＴを内側から押圧して、そのタイヤＴの外面をモールド１０の内面に密着させる（装着工程）。このとき、ベントホール１５を介してタイヤＴを吸引し、そのタイヤＴの外面をモールド１０の内面に確実に密着させるようにしても構わない。

続いて、タイヤＴに熱と圧力を加えて、タイヤＴに加硫成形を施す（加硫工程）。この工程では、ゴムの分子と硫黄の分子とが結合し、ゴムに弾力性や耐久性が付与されるとともに、タイヤＴのトレッド部にトレッドパターンが付与される。タイヤＴは、モールド１０を介して外面側から加熱され、加熱加圧媒体が供給されたブラダー２０を介して内面側から加熱される。また、タイヤＴは、加熱加圧媒体が供給されたブラダー２０によって内面側から加圧され、その反力でモールド１０によって外面側から加圧される。

図２では、モールド１０の周辺の機構を省略しつつ、ブラダー２０に作用している内圧を矢印で表現している（図３以降も同じ）。加硫工程の終了時期が訪れたら、ブラダー２０を収縮させてモールド１０を開状態とし、加硫後のタイヤＴをモールド１０から取り出す（脱型工程）。本実施形態では、脱型工程の前に、後述する第１ブロー工程、第２ブロー工程及びバキューム工程を有し、これらによって、モールド１０を開状態とした際に加硫後のタイヤＴがモールド１０の内面に密着せず、円滑な取り出しが可能となる。

即ち、本実施形態では、脱型工程の前に、まず、ブラダー２０の減圧開始時にベントホール１５から所定時間だけ空気を噴出する（第１ブロー工程）。図３は、ブラダー２０の減圧開始時において、ブラダー２０内の加熱加圧媒体が媒体排出路を通じて外部へ排出され始めている様子を示している。また、ベントホール１５からの空気の噴出を太い矢印で表現している（図４も同じ）。このようにブラダー２０の内圧が減少し始めたときに空気を噴出することで、真空状態にあったモールド１０の内面とタイヤＴの外面との間に空気の層が形成される。

また、第１ブロー工程では、空気の噴出を所定時間に限っているため、必要以上に空気が供給されない。このことは、後述する第２ブロー工程とも相俟って、余計なタイヤ変形を引き起こさないために有効である。この所定時間は、例えば１〜１０秒であるが、これに限定されるものではない。第１ブロー工程による空気の噴出は、ブラダー２０の内圧がゼロになってブラダー２０がタイヤＴを押圧しない状態になる前に停止することが好ましい。

第１ブロー工程は、ブラダー２０の減圧開始と同時に開始しても構わないが、ブラダー２０の減圧開始から所定時間（例えば数秒）経過後に開始することが好ましい。ブラダー２０の減圧開始から少し遅らせた方が、真空状態にあるモールド１０の内面とタイヤＴの外面との間に空気を圧入しやすくなるためである。

第１ブロー工程の後、ブラダー２０の内圧が所定の圧力以下になった時点で、ベントホール１５から所定時間だけ空気を噴出する（第２ブロー工程）。図４は、ブラダー２０の内圧が所定の圧力以下になった様子を示し、この例ではブラダー２０の内圧がゼロになってブラダー２０がタイヤＴを押圧しない状態になっている。この段階では、第１ブロー工程により形成された空気の層が存在するとともに、タイヤＴに対するブラダー２０の押圧が弱まっているので、この空気の噴出によってモールド１０の内面からタイヤＴの外面を一旦剥離させ、タイヤＴの離型性を向上できる。

また、第２ブロー工程においても空気の噴出を所定時間に限っているため、必要以上に空気が供給されず、余計なタイヤ変形を引き起こさないようにできる。この所定時間は、例えば１〜１０秒であるが、これに限定されるものではない。第２ブロー工程による空気の噴出は、次のバキューム工程を開始する前には停止される。

ブラダー２０の内圧が所定の圧力以下になった時点は、前述した圧力センサの計測値から検知できる。即ち、ブラダー２０の減圧開始後、予め設定した基準値を圧力センサの計測値が下回ったときに、第２ブロー工程を開始すればよい。減圧開始からの時間とブラダー２０の内圧との関係、または前述した温度センサの計測値とブラダー２０の内圧との関係が実験的に分かっている場合には、それらに基づいてブラダー２０の内圧を判定し、第２ブロー工程を開始しても構わない。

図４はブラダー２０の内圧がゼロになっている状態を示すが、ブラダー２０による押圧が適度に弱まっていればタイヤＴの離型性を向上できるので、ブラダー２０の内圧がゼロになってから第２ブロー工程を開始するものに限られない。とは言え、モールド１０の内面からタイヤＴの外面をより円滑に剥離させるうえでは、このようにブラダー２０がタイヤＴを押圧しない状態で第２ブロー工程を開始することが好ましい。

第２ブロー工程の後、モールド１０を開状態とする前にベントホール１５から空気を吸引する（バキューム工程）。図５は、このベントホール１５からの空気の吸引を太い矢印で表現しており、ブラダー２０は収縮して図示の範囲外に配置されている。これにより、モールド１０の内面とタイヤＴの外面との間の圧力が低減され、サイプブレードが飛散するなどの危険性や、モールド１０の構成部品が損傷する恐れが無くなる。この工程では、モールド１０とタイヤＴとの間の圧力を大気圧に近付ければよく、タイヤＴを吸引する必要はないので、短時間（例えば１秒程度）の吸引で事足りる。

モールド１０を開状態にする際には、すでにバキューム工程によってモールド１０の内面とタイヤＴの外面との間の圧力が低減されているので、タイヤＴを安全に取り出すことができる。しかも、第１及び第２ブロー工程によってタイヤＴの離型性が向上しているため、タイヤＴのトレッド部やサイドウォール部がモールド１０の内面に密着した状態にならず、加硫後のタイヤＴをモールド１０から円滑に取り出すことができる。

かかる第１ブロー工程、第２ブロー工程及びバキューム工程を実現するべく、前述したタイヤ加硫装置の制御部は、ブラダー２０の減圧開始時にベントホール１５から所定時間だけ空気を噴出し、その後、ブラダー２０の内圧が所定の圧力以下になった時点でベントホール１５から所定時間だけ空気を噴出し、その後、モールド１０を開状態とする前にベントホール１５から空気を吸引するように切換機１９の作動を制御する。

第１及び第２ブロー工程は、加硫工程の終了時期と重なって実行され得るものであるため、リードタイムに悪影響を与えないようにできる。また、バキューム工程は、モールド１０を開く前の短時間（例えば１秒程度）で済み、ブラダー２０が収縮してからモールド１０を開くまでのインターバルに実行し得るので、やはりリードタイムに影響を与えないようにできる。

前述の実施形態では、トレッド型部１１と一対のサイド型部１２，１３の各々に設けられたベントホール１５から空気の噴出と吸引を行う例を示したが、これに限られず、これらの何れかに、例えばトレッド型部１１に設けられたベントホール１５のみを通じて空気の噴出と吸引を行うようにしても構わない。

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

１０ モールド
１１ トレッド型部
１２ サイド型部
１３ サイド型部
１５ ベントホール
１６ 通気路
１７ 圧縮空気源
１８ 吸気源
１９ 切換機
２０ ブラダー
Ｔ タイヤ

Claims (4)

1. 未加硫のタイヤをモールドにセットして閉状態とし、膨張させたブラダーにより前記タイヤを内側から押圧して、前記タイヤの外面を前記モールドの内面に密着させる装着工程と、
   前記タイヤに加硫成形を施す加硫工程と、
   前記モールドを開状態とし、加硫後の前記タイヤを前記モールドから取り出す脱型工程と、を備える空気入りタイヤの製造方法において、
   前記脱型工程の前に、
   前記ブラダーの減圧開始時に、前記モールドの内面で開口するベントホールから所定時間だけ空気を噴出する第１ブロー工程と、
   前記第１ブロー工程の後、前記ブラダーの内圧が所定の圧力以下になった時点で、前記ベントホールから所定時間だけ空気を噴出する第２ブロー工程と、
   前記第２ブロー工程の後、前記モールドを開状態とする前に前記ベントホールから空気を吸引するバキューム工程と、を有することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記ブラダーが前記タイヤを押圧しない状態で前記第２ブロー工程を開始する請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記ブラダーの減圧開始から所定時間経過後に前記第１ブロー工程を開始する請求項１または２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. タイヤがセットされるモールドと、
   前記タイヤを内側から押圧して、前記タイヤの外面を前記モールドの内面に密着させるブラダーと、
   前記モールドの内面で開口するベントホールと、
   前記ベントホールに連通する通気路に接続された圧縮空気源と、
   前記通気路に接続された吸気源と、
   前記通気路と前記圧縮空気源及び吸気源との間に設けられ、前記ベントホールからの空気の噴出と吸引を切り換え自在に構成された切換機と、
   前記ブラダーの減圧開始時に前記ベントホールから所定時間だけ空気を噴出し、その後、前記ブラダーの内圧が所定の圧力以下になった時点で前記ベントホールから所定時間だけ空気を噴出し、その後、前記モールドを開状態とする前に前記ベントホールから空気を吸引するように前記切換機の作動を制御する制御部と、を備えたタイヤ加硫装置。

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