JP6661927B2

JP6661927B2 - 乗用車用空気入りタイヤの加硫方法

Info

Publication number: JP6661927B2
Application number: JP2015179796A
Authority: JP
Inventors: 真史福澤
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2015-09-11
Filing date: 2015-09-11
Publication date: 2020-03-11
Anticipated expiration: 2035-09-11
Also published as: JP2017052243A

Description

本発明は、乗用車用空気入りタイヤのグリーンタイヤを加硫成形する乗用車用空気入りタイヤの加硫方法に関する。

空気入りタイヤは、一般に、加硫装置の加硫金型（以下、単に「金型」ともいう）内にグリーンタイヤをセットし、加硫用ブラダー（以下、単に「ブラダー」ともいう）を用いてグリーンタイヤをシェーピングした後、金型を閉状態にして金型締めをするという工程を経て加硫成形される。

このとき、加硫金型の閉動作において、金型へのグリーンタイヤの噛み込み（ゴム噛み）を抑制するために、金型締めに伴うブラダー内圧力の増加に対応してブラダー内から不活性ガスを排出することにより、シェーピング圧力を一定に保持する方法が提案されている（特許文献１）。

特開平４―３６９５３４号公報

しかしながら、上記の方法は、大半の乗用車用タイヤには対応できるものの、タイヤ扁平率５５％以下の低扁平タイプの乗用車用タイヤ（以下、「低扁平タイヤ」ともいう）の加硫成形を行うと、加硫成形後のタイヤ内面ショルダー部付近に空胞が発生する加硫不良が発生することがある。

そこで、本発明は、グリーンタイヤの噛み込みを抑制した上で、低扁平タイプの乗用車用タイヤであっても空胞が発生することなく加硫成形をすることができる乗用車用空気入りタイヤの加硫方法を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、
加硫金型とタイヤ加硫用ブラダーを備えた加硫装置を用いて、乗用車用空気入りタイヤのグリーンタイヤを加硫する乗用車用空気入りタイヤの加硫方法であって、
上型サイド金型を、金型下降開始位置から下降させて前記上型サイド金型を前記グリーンタイヤに接触させた後に金型締めを行う金型締め工程において、
前記タイヤ加硫用ブラダーの上面部から所定の距離高い減速開始位置から前記金型締めが完了する位置までの間、前記上型サイド金型の下降速度を、前記金型下降開始位置から前記減速開始位置までの下降速度よりも減速させて、前記上型サイド金型を下降させ、
前記減速させた下降速度で前記上型サイド金型をグリーンタイヤに接触させることを特徴とする乗用車用空気入りタイヤの加硫方法である。

請求項２に記載の発明は、
前記減速開始位置が、前記タイヤ加硫用ブラダーの上面部から５０〜３００ｍｍ高い位置であることを特徴とする請求項１に記載の乗用車用空気入りタイヤの加硫方法である。

請求項３に記載の発明は、
減速後の前記上型サイド金型の下降速度が、３０〜１００ｍｍ/ｓｅｃであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の乗用車用空気入りタイヤの加硫方法である。

請求項４に記載の発明は、
前記乗用車用空気入りタイヤが、扁平率５５以下の低扁平タイプの乗用車用空気入りタイヤであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の乗用車用空気入りタイヤの加硫方法である。

本発明によれば、グリーンタイヤの噛み込みを防止した上で、低扁平タイプの乗用車用タイヤであっても空胞が発生することなく加硫成形をすることができる乗用車用空気入りタイヤの加硫方法を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る乗用車用空気入りタイヤの加硫方法における金型締め工程を模式的に示す図である。本発明の一実施の形態に係る乗用車用空気入りタイヤの加硫方法を説明する図であって、（ａ）はシェーピング工程を示し、（ｂ）は金型締め工程を示し、（ｃ）は加硫後のタイヤを示している。本発明の一実施の形態に係る乗用車用空気入りタイヤの加硫方法における上型サイド金型の高さと加硫金型の閉速度を説明する図である。従来の乗用車用空気入りタイヤの加硫方法を説明する図であって、（ａ）はシェーピング工程を示し、（ｂ）は金型締め工程を示し、（ｃ）は加硫後のタイヤを示している。

以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を用いて説明する。

１．従来の加硫方法における問題点
はじめに、特許文献１で提案されている加硫方法における問題点、即ち、低扁平タイヤにおける空胞の発生について説明する。

図４は従来の乗用車用空気入りタイヤの加硫方法を説明する図であって、（ａ）はシェーピング工程を示し、（ｂ）は金型締め工程を示し、（ｃ）は加硫後のタイヤを示している。

グリーンタイヤＴは、図４（ａ）に示すようにブラダー２によりシェーピングされた後、図４（ｂ）に示すように金型締め工程において下降する上型サイド金型１とブラダー２との間に挟み込まれる。この際、上型サイド金型１がグリーンタイヤＴのショルダー部に接触するとショルダー部が変形するが、通常はその変形に対してブラダー２が伸長・位置ずれして追従するため、タイヤ内面にブラダー２が沿った状態で加硫成形が行なわれる。

しかし、低扁平タイヤはショルダー部のＲが小さいため、上型サイド金型１の下降速度が速い場合、上型サイド金型１との接触によるグリーンタイヤＴの変形にブラダー２が十分に追従できず、ショルダー部付近のグリーンタイヤＴの内面にブラダー２を沿わせることができなくなり、この箇所に空隙ａが発生する。この状態のまま加硫成形を行うと、加硫不良が生じてタイヤ内面ショルダー部付近に空胞ｂが形成される（図４（ｃ））。

このような空胞の発生を防止する方法として、シェーピング圧力を上昇させることが考えられるが、シェーピング圧力を上昇させると、金型へのゴム噛みの悪化を招いてしまう恐れがある。

２．本実施の形態に係る加硫方法
（１）概要
上記した従来の加硫方法における問題点に対して、本実施の形態に係る加硫方法では、金型締め工程において、上型サイド金型１とグリーンタイヤＴが接触する直前の位置である減速開始位置から上型サイド金型１の下降速度を減速させることにより、ショルダー部のＲが小さい低扁平タイヤであっても、金型締め工程において生じるグリーンタイヤの変形にブラダーを十分に追従させて空隙の発生を防止し、タイヤ内面ショルダー部付近に空胞が形成される加硫不良の発生を防止している。

（２）具体的な加硫方法
以下、本実施の形態に係る加硫方法を具体的に説明する。

図１は本実施の形態に係る乗用車用空気入りタイヤの加硫方法における金型締め工程を模式的に示す図である。また、図２は本実施の形態に係る乗用車用空気入りタイヤの加硫方法を説明する図であって、（ａ）はシェーピング工程を示し、（ｂ）は金型締め工程を示し、（ｃ）は加硫後のタイヤを示している。

（イ）加硫装置
最初に、本実施の形態に係る加硫方法に用いられる加硫装置について説明する。本実施の形態に係る加硫方法においては、基本的には従来と同様の構成の加硫装置が用いられる。この加硫装置は、図１に示すように、セグメント金型３、上型サイド金型１および下型サイド金型４を含む複数のセグメントからなる加硫金型５と、グリーンタイヤＴをシェーピングするブラダー２（図２参照）を備えている。

そして、本実施の形態においては、上記した従来の構成に加えて、金型の閉動作を制動する油圧系統に、コントロールバルブを用いた油圧制御装置（図示省略）が接続されており、この油圧制御装置により上型サイド金型の下降速度を含む閉動作の速度を制御することができる。

さらに、本実施の形態においては、上型サイド金型１の高さを測定するリニアセンサ（図示省略）が設置されており、上記した油圧制御装置とリニアセンサが制御用の外部ＰＣに接続されている。

（ロ）加硫方法
次に、上記した加硫装置を用いた加硫方法について説明する。

本実施の形態に係る加硫方法は、図２に示すように、ブラダー２を膨張させてグリーンタイヤＴの内面に沿わせるシェーピング工程と、上型サイド金型１を下降させてグリーンタイヤＴに接触させた後に更に下降させる金型締め工程とを備えている。

そして、本実施の形態に係る加硫方法では、従来の方法と異なり、上記した金型締め工程が、第１から第３のステップにより構成されている。

先ず、第１ステップとして、図１（ａ）に示す開状態である上型サイド金型１を、図１（ｂ）に示す金型下降開始位置からブラダー２の高さＸよりも所定の距離高い減速開始位置まで下降させる。なお、この第１ステップにおける上型サイド金型１の下降速度は、従来と同程度の速度に設定される。

次に、第２ステップとして、減速開始位置において、上型サイド金型１の下降速度を、金型下降開始位置から減速開始位置までの下降速度よりも減速させ、減速した速度を維持しながら上型サイド金型１を下降させてグリーンタイヤＴに接触させる（図１（ｃ）参照）。具体的には、上型サイド金型１が減速開始位置まで下降したことがリニアセンサによって検出された時点で、外部ＰＣが油圧制御装置へ信号を発信して上型サイド金型１の下降速度を減速させる。このときの上型サイド金型１の下降速度は３０〜１００ｍｍ／ｓｅｃに設定することが好ましい。

その後、第３ステップとして、減速させた上型サイド金型１の下降速度を維持しながら、上型サイド金型１をさらに下降させて、図１（ｄ）に示すように金型締めを行う。

このように、本実施の形態に係る加硫方法によれば、上型サイド金型１がグリーンタイヤＴに接触する直前の減速開始位置において上型サイド金型１の下降速度を減速させているため、上型サイド金型１がグリーンタイヤＴに接触した際にも、図２（ｂ）の矢印で示すようにブラダー２をグリーンタイヤＴの変形に追従させて、グリーンタイヤＴの内面に十分に沿わせることができる。

この結果、グリーンタイヤＴの内面側のショルダー部付近に空隙が形成されていない状態で加硫成形を行うことができるため、加硫後のタイヤＴ１の内面側のショルダー部付近に空胞が発生する加硫不良を防止することができる（図２（ｃ））。

なお、加硫後のタイヤに空胞を発生させずにグリーンタイヤの噛み込みを防止する技術としては、金型が完全に閉じる前に閉動作を一時停止させるという技術もあるが、この技術を採用した場合には閉動作の時間が必要以上に長くなって生産サイクルが大幅に低下する。

これに対して、本実施の形態においては、金型の閉動作を一時停止させるのではなく、連続的に閉動作を行うため、生産サイクルの大幅な悪化が生じることがない。

なお、油圧制御と上型サイド金型１の下降との間にはタイムラグがあるため、減速開始位置を、ブラダー２の上面から５０ｍｍ未満の位置に設定すると、下降速度が十分に減速されない内に上型サイド金型１がグリーンタイヤＴと接触して空胞の発生を適切に防止できなくなる恐れがある。一方、ブラダー２上面から３００ｍｍよりも高い位置に設定すると、生産サイクルの悪化を招く恐れがある。このため、減速開始位置は、ブラダー２上面の高さＸよりも５０〜３００ｍｍ高い位置に設定することが好ましい。

また、上型サイド金型１の下降速度を減速させるに際しては、図３にＬ３で示すように所定の速度まで急に減速させるような２段階設定を行ってもよいが、設備保全上は、図３にＬ２で示すように徐々に減速させることが好ましい。なお、図３は上型サイド金型の下降速度、即ち金型の閉速度を変化させる制御を説明するグラフであり、左側縦軸は上型サイド金型の高さ（ｍｍ）、右側縦軸は金型の閉速度（ｍｍ／ｓｅｃ）を表わし、横軸は閉動作における動作時間（ｓｅｃ）を表わしている。

以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。

１．実施例および比較例
以下においては、実施例１〜実施例３および比較例１〜比較例６とで金型締め工程における金型の閉動作の条件を異ならせて、グリーンタイヤの加硫成形を行った。

（１）実施例１
実施例１では、上記した実施の形態に係る加硫方法を用いて、減速開始位置で上型サイド金型１の下降速度（加硫金型の閉速度）を減速させ、サイズ２０５／５５Ｒ１６（扁平率５５％）の低扁平タイヤのグリーンタイヤを加硫成形した。なお、金型締め工程における金型の閉動作の条件は、表１に示すように設定した。また、ブラダーとしては高さＸが５００ｍｍのブラダーを使用した。

（２）実施例２
実施例２では、減速させた後の下降速度（低速時の閉速度）を１００ｍｍ／ｓｅｃに設定したことを除いて、実施例１と同じ条件でグリーンタイヤの加硫成形を行った。

（３）実施例３
実施例３では、上型サイド金型が８００〜５５０ｍｍ（ブラダーの高さＸよりも３００〜５０ｍｍ高い位置）の位置を下降している間に、下降速度を除々に減速させたことを除いて、実施例２と同じ条件でグリーンタイヤの加硫成形を行った。

（４）比較例１
一定の速度で金型の閉動作を行う従来の方法を用い、表２に示す条件でグリーンタイヤの加硫成形を行った。なお、比較例１では、他の実施例や比較例と異なり、サイズ１９５／６５Ｒ１６（扁平率６５％）の通常の乗用車用タイヤを対象とし、タイヤサイズに合わせて高さＸが４５０ｍｍのブラダーを使用した。

（５）比較例２
表２に示すように、サイズ２０５／５５Ｒ１６の低扁平タイヤを対象にしたことを除いて、比較例１と同じ条件でグリーンタイヤの加硫成形を行った。

（６）比較例３
金型の閉動作の速度を３０ｍｍ／ｓｅｃに設定したことを除いて、比較例２と同じ条件でグリーンタイヤの加硫成形を行った。

（７）比較例４
金型の閉動作の途中で閉動作の一時停止（１０ｓｅｃ）を行ったことを除いて、比較例２と同じ条件でグリーンタイヤの加硫成形を行った。

（８）比較例５
比較例５では、実施例１と同様に、減速開始位置で上型サイド金型１の下降速度を減速させてグリーンタイヤの加硫成形を行ったが、減速開始位置（低速への切り替え高さ）を４００ｍｍに設定し、高さ５００ｍｍのブラダーに上型サイド金型が接触した後、さらに１００ｍｍ下降した時点で減速を行った点において実施例１と異なる。

（９）比較例６
比較例６では、低速への切り替え高さを１０００ｍｍにし、高さ５００ｍｍのブラダーよりも５００ｍｍ高い位置で減速を行ったことを除いて、実施例１と同じ条件でグリーンタイヤの加硫成形を行った。

２．評価
（１）タイヤ不良率
上記した実施例１〜実施例３および比較例１〜比較例６により得られた空気入りタイヤの内面を目視で観察し、ショルダー部付近に空胞が発生していたタイヤの本数を測定した。そして、加硫成形を行った本数（表１および表２中のグリーンタイヤ数）に対する割合を「タイヤ不良率」として算出した。

また、「タイヤ不良率」の結果について、１．０％超の場合を「不可」、０．５〜１．０％を「可」、０．５％未満を「良」と判定した。

（２）閉動作時間
上記した実施例１〜実施例３および比較例１〜比較例６のそれぞれについて、閉動作に要した時間を測定した。結果を表１および表２に示す。

表１および表２より、実施例１〜３、比較例２を比較すると、実施例１〜３の方がタイヤ不良率が少なくなっていた。このことから、加硫金型の閉動作の途中で上型サイド金型１の下降速度を減速させることにより、ショルダー部付近に空胞が発生することを防止して加硫不良を防止できることが確認できた。

また、比較例３、４においても、タイヤ不良率が低減されていたが、閉動作の速度を低速（３０ｍｍ／ｓｅｃ）に設定した比較例３や、閉動作の途中で一時停止を行った比較例４では、閉動作時間が長くなって生産サイクルが低下した。

これに対して、実施例１〜３では、比較例３、４よりも閉動作時間が短くなっていた。このことから、実施例１〜３のように閉動作の途中で減速させて低速への切り替えを行うことにより、生産サイクルの低下を抑制できることが確認できた。

また、上型サイド金型にグリーンタイヤが接触した後に減速を行った比較例５では、タイヤ不良率が実施例１〜３よりも高くなった。このことから、上型サイド金型が低い位置で減速を開始すると、空胞の発生を適切に防止できなくなることが分かった。

一方、比較例６では、減速を行う高さが高すぎたため、閉動作時間が実施例１〜３よりも長くなった。

以上の実験の結果より、実施例１〜３のように、ブラダーの高さＸよりも５０〜３００ｍｍ高い位置において、上型サイド金型の下降速度を減速させることにより、低扁平タイヤの加硫成形を行う場合の加硫不良率の減少と生産サイクルを両立できることが確認できた。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。

１上型サイド金型
２ブラダー
３セグメント金型
４下型サイド金型
５加硫金型
ａ空隙
ｂ空胞

Claims

加硫金型とタイヤ加硫用ブラダーを備えた加硫装置を用いて、乗用車用空気入りタイヤのグリーンタイヤを加硫する乗用車用空気入りタイヤの加硫方法であって、
上型サイド金型を、金型下降開始位置から下降させて前記上型サイド金型を前記グリーンタイヤに接触させた後に金型締めを行う金型締め工程において、
前記タイヤ加硫用ブラダーの上面部から所定の距離高い減速開始位置から前記金型締めが完了する位置までの間、前記上型サイド金型の下降速度を、前記金型下降開始位置から前記減速開始位置までの下降速度よりも減速させて、前記上型サイド金型を下降させ、
前記減速させた下降速度で前記上型サイド金型をグリーンタイヤに接触させることを特徴とする乗用車用空気入りタイヤの加硫方法。
前記減速開始位置が、前記タイヤ加硫用ブラダーの上面部から５０〜３００ｍｍ高い位置であることを特徴とする請求項１に記載の乗用車用空気入りタイヤの加硫方法。
減速後の前記上型サイド金型の下降速度が、３０〜１００ｍｍ/ｓｅｃであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の乗用車用空気入りタイヤの加硫方法。
前記乗用車用空気入りタイヤが、扁平率５５以下の低扁平タイプの乗用車用空気入りタイヤであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の乗用車用空気入りタイヤの加硫方法。