JPH0635163B2 - 空気入タイヤ加硫用クロ−ズエンド型ブラダ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、空気入タイヤ加硫用クローズエンド型ブラダ
ーに関し、一層詳細には加硫用モールドに指向してグリ
ーンタイヤを膨径させてプリシェーピングする際、ブラ
ダー自体を均等に膨張させて当該グリーンタイヤ内壁全
体に均等に加圧力を及ぼし、加硫用モールド内面におい
てグリーンタイヤを正位置に保持することを可能にした
ブラダーに関する。

従来から、バイヤスタイヤ、ラジアルタイヤの種別を問
わず、高温高圧の流体を介して加硫を行い、タイヤビー
ド、サイドウオールおよびトレッドを形成するために、
モールドにグリーンタイヤを押圧密着させるべくブラダ
ーが用いられている。ブラダーはグリーンタイヤの内部
に挿入されてから加硫段階に至る間に、グリーンタイヤ
を内壁から支持して膨径させ、加硫用モールドの内面に
グリーンタイヤを正しく当接支持させる、所謂、プリシ
ェーピングをつかさどる。

加硫用モールドはプリシェーピング終了のタイミングを
みて完全に閉じられる。この加硫用モールドが閉まる
と、スチーム等の加熱媒体が加硫用モールドおよびブラ
ダー内部へ送り込まれる。

プリシェーピング時には、エアー、炭酸ガス、窒素ガス
等の不活性ガスが膨径媒体としてブラダー内部に供給さ
れる。一方、加硫段階ではブラダー内はスチーム等の加
熱媒体が前記膨径媒体に取って替わる。ブラダー内に注
入される加熱流体の圧力はプリシェーピング時の膨径媒
体の圧力より高く、モールド内面のタイヤトレッドパタ
ーンの型付を形成する凹凸部の隅々までグリーンタイヤ
を加圧させる。すなわち、ブラダーは、加硫の際、その
内部に導入される高温高圧媒体によって膨張し、グリー
ンタイヤをモールドに押圧密着させる作用を営む。ブラ
ダーは、一般的に、下端部が開放されたクローズドエン
ド型と、上端部並びに下端部を開放したオープンエンド
型とに分類される。

第１図に、この種の従来技術に係るクローズエンド型ブ
ラダーを示す。このブラダー２は加圧して加硫されるタ
イヤのビードに対応する部分４を若干肉厚に形成し、中
央部分３は凹状に形成してボールノーズ５を嵌合するよ
うに構成しておく。一方、サイドウオール並びにトレッ
ドに対応する部分６は均一にしかも比較的肉薄に形成
し、通常、前記部分６の外表面にエアー抜き用のグルー
ブを設けている。なお、図中、参照符号８はブラダー２
の一方の軸方向に開口するオープニングを示し、また、
参照符号９は前記オープニング８を画成する金具締代を
示す。

そこで、第２図ａおよびｂを用いて前記のような形状の
ブラダー２によりグリーンタイヤのプリシェーピングを
行う場合について以下に説明する。

先ず、後述するタイヤ10を加硫するための下型モールド
12の中心部分には下方に延在する円筒部材14が配設さ
れ、この円筒部材14の内部に円筒部材16が配設され、こ
の円筒部材16の上端部には上方に指向して拡開する第１
のリング体18が係着されている。この第１リング体18は
第２のリング体20と共にブラダー２の金具締代９を挟持
するするよう構成されている。

そこで、以上のような構成において、クローズエンド型
ブラダーでは下型モールド12に対してグリーンタイヤ10
が下降接近するまで、ブラダー２は、第２図Ａに示すよ
うに、円筒部材16の内部に収納されている状態にある。
すなわち、円筒部材16の内部は図示しない真空装置によ
って真空引きがなされ、このために、ブラダー２は図示
のように収縮した状態で円筒部材16の内部に位置決めさ
れている。

次に、図示しないローダーによって懸吊されたグリーン
タイヤ10が下降動作し、そのビード部分10ａが下型モー
ルド12のビード嵌合部分に嵌合する。そのタイミングを
把えて膨径媒体、例えば、エアーがブラダー２の内部に
導入され、当該ブラダー２は膨出してグリーンタイヤ10
の内壁に圧接する。一方、ボールノーズ５が下降して凹
状の中央部分３に嵌合し、ブラダー２の上方への膨出を
規制する。これによって、グリーンタイヤ10のプリシェ
ービングが達成される。その後、図示しない上型モール
ドが下降して下型モールド12に密着し、加硫が行われる
ことになる。

然しながら、以上のように、ブラダー２の形状を選択す
ることによって、このブラダー２の内部に膨径媒体であ
る不活性ガスを導入する際、ブラダー２とグリーンタイ
ヤ10との間の当接面にグリーンタイヤ10の各部位によっ
て圧力差を生じ、しかも、各部位がランダムにタイヤ内
面に当接するためにブラダー２の膨張分布が均一でなく
なり、さらに各部位のシェーピングの時間にも差が生じ
ている。

すなわち、プリシェーピング時間が経過するに伴って、
先ず、ビード部分からトレッドセンター部分へとブラダ
ー２のタイヤ10に対する圧接点が変化して行く。そし
て、最終的にプリシェーピングが終了する際、各部位に
おいて圧力差が顕れる。結局、前記従来技術に係るブラ
ダー２によれば、次のような不都合が存在することが指
摘されていた。

すなわち、以上のようなブラダー２の形状によれば、ブ
ラダー２に膨径媒体を導入する際、前記ブラダー外表面
とグリーンタイヤ10内面との間にエアーが封入されてし
まう（第２図Ｂ破線参照）。このために、エアーが封入
された部分にあばた状の未加硫タイヤ外観を残す結果、
製品不良となる、所謂、ベアを生ずる。また、タイヤ10
の各部材を積層する成形工程において、積層部材間に封
入されたエアーがこの従来技術に係るブラダーのプリシ
ェーピングによってはビード部がシールされることにな
る結果、タイヤ外部に放出されることなく、タイヤ内部
に滞留することになる。すなわち、タイヤを構成するゴ
ム部材、コード等の間にエアーが入り込んだ状態を惹起
し、このために加硫タイヤに、所謂、エアー入りを生ず
る。これは製品不良であるのみならず、このようなエア
ー入りのタイヤを看過することによって事故等の発生が
懸念される不都合となる。しかも、このような不都合が
存在すれば、品質管理を一層厳重に行い、このために、
生産工程もより複雑化する。

一方、ブラダー２はプリシェーピング中にグリーンタイ
ヤ内壁各部へ異なる圧力で当接膨径するため、時とし
て、グリーンタイヤ内壁への当接位置がずれることがあ
る。このため、タイヤの内側のゴム表面に溝状のしわが
表れる。所謂、クリスの発生である。さらに、前記の通
り、プリシェーピングが不安定に行われることを補完す
るためにブラダー２の中心部分をグリーンタイヤ10より
も若干上方に位置決めすることがある（第２図Ｂ参
照）。この結果、タイヤ10のビード部分が変形して型付
けされ、製品不良となる。

本発明は前記の種々の不都合を克服するためになされた
ものであって、タイヤのビード部分からセンター部分に
対応したブラダーの加圧伸長部分を徐々に肉薄になるよ
うに形成すると共に、前記タイヤビード部分に対応する
部位に至る間に少なくとも１以上の凹状の変曲点を有
し、これによって加圧流体を導入した際、当該ブラダー
の加圧壁面が全体として略同時に均一にグリーンタイヤ
を押圧するよう構成し、しかも、グリーンタイヤの膨張
の際、ブラダーとの間の滑りをなくすと共に、シェーピ
ング形状を適正化し、さらに、グリーンタイヤと加硫用
モールドとの接触も均一に行うことが可能な空気入タイ
ヤ加硫用オープンクローズエンド型ブラダーを提供する
ことを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は圧力流体を内部
に導入してグリーンタイヤに圧接し、そのシェーピング
を行い、加硫時にタイヤを内部で支持するクローズエン
ド型ブラダーにおいて、グリーンタイヤの一方のビード
部分に対応する部分とこのブラダーを構成する金具締代
部分との間で曲率中心がブラダー本体の外部に存在する
Ｕ字状の第１の湾曲する変曲点を設け、この変曲点から
大きく湾曲してボールノーズ収納部へ延在す本体を有
し、さらに、グリーンタイヤのビード部分に対応する部
位から前記グリーンタイヤのトレッド部分に対応する部
位にかけてその肉厚を徐々に薄く形成することを特徴と
する。

次に、本発明に係るクローズエンド型プラダーについて
好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳
細に説明する。

第３図並びに第４図において、参照符号30は本発明に係
るブラダーを示し、このブラダー30はクローズエンド型
であるために、図において下端部を軸方向に開放する開
口部32を有する。実質的には、前記開口部32はリング状
に形成された金具締代34により画成される。この金具締
代34はブラダーの加圧膨径する部分よりも肉厚に形成さ
れている。

以上のように構成される金具締代34からは、膨張自在な
材質、例えば、ブチルゴムによって前記金具締代34と一
体的に成形される袋体状のブラダー本体36が延在する。
この場合、ブラダー本体36は、図において、金具締代34
から一旦垂直方向へと延在し、次いで外方へと鋭角状に
極度に湾曲する第１の変曲点38と、この第１変曲点38か
ら互いに若干拡開するように湾曲する第１の湾曲部40
と、前記第１湾曲部40から上方へと一旦立ち上がった
後、内方へ湾曲する第２の湾曲部42と、さらに前記第２
湾曲部42の終端部においてブラダー本体36の内方に屈曲
する第２の変曲点44と、この第２変曲点44から内方に指
向して延在する平滑な傾斜する部位に形成される第３の
変曲点46と、前記第３変曲点46から一旦水平方向に延在
し、次いで極度に屈曲して軸方向に下降する肉厚なボー
ルノーズ収納部48とから基本的に構成される。この場
合、第１変曲点38の曲率中心はブラダー本体36の外部に
存在し、一方、第１湾曲部40と第２湾曲部42の曲率中心
はブラダー本体36の内部に存在する。なお、図中、参照
符号50は、ボールノーズ収納部48から開口部32側へ指向
する底部を示す。

そこで、本発明に係るブラダーの各部位について、次に
詳細に説明する。

先ず、第５図に示すように、第２湾曲部42に含まれ、グ
リーンタイヤのビード部分に当接するブラダー本体36の
部位52の肉厚をGbに選択する。この肉厚Gbは第１湾曲部
40と第２湾曲部42との接合点、すなわち、ブラダー本体
36の外周端縁を画成するセンター部分54の肉厚Gcよりも
大きく選択される。従って、前記部位52からセンサー部
分54に至る間では肉厚は徐々に減少する。このため、ビ
ード部分に対応する部位52からセンター部分54に指向す
るとすれば、前記ビード部分に対応する部位52に遠い方
の部位とそれよりも近い方の部位との間では負の一次相
関を有するようにブラダー本体36の厚さが設定される。
これは、第５図に示すように、前記部位52とセンター部
分54との間の任意の点ＮおよびＸを選択し、その点Ｎ、
Ｘにおける肉厚を夫々Gn、Gxとし、部位52から任意の点
Ｎ、Ｘおよびセンター部分54までの肉厚中心に沿った距
離をLnおよびLxおよびLcとすれば、 なる式が成立するように各部の肉厚を選択することを意
味する。

なお、実験によれば、前記（Gb−Gc）の値が１mm以上で
あり、さらに、タイヤビード部分外径Rbとセンター部分
外径Rcとの差（Rc−Rb）が 100mm以上であると後述する
効果がもたらされることが確認された。

本発明に係るブラダー30は基本的には以上のように構成
されるものであり、次にこのブラダーを利用してグリー
ンタイヤにプリシェーピングを行うプロセスについて第
６図Ａ乃至Ｃを参照して説明する。なお、図中、第２図
に示す参照符号と同一の参照符号は同一の構成要素を示
すものとする。

本発明に係るブラダー30を利用してグリーンタイヤ10に
プリシェーピングを行うに際し、先ず、ブラダー30はボ
ールノーズ５の下降と円筒部材16の内部が図示しない吸
引装置により真空引きされることにより、円筒部材16の
内部に収納される。この場合、金具締代34は前記リング
体18、20によって円筒部材16に係止される。このために
ブラダー30は収縮されているが、本発明のブラダーでは
特に第２変曲点44、第３変曲点46からボールノーズ収納
部48にかけて徐々に肉厚に形成されている。従って、全
体としてその頭部は原形を保持する。このことは、ブラ
ダー30の内部に膨径媒体を導入して膨出する時、平均的
に加圧作用が施され、ブラダーの一部がグリーンタイヤ
に当接して変形することを回避する機能を営む。

次いで、グリーンタイヤ10が下降し、そのビード部分は
下型モールド12に画成された嵌合部分12ａに嵌まり込
む。そして、そのタイミングを把えて図示しない流体通
路から不活性ガス等の加圧流体がブラダー30の内部に導
入される。すなわち、ブラダー30にエアー、炭酸ガス、
窒素ガス等の不活性ガスからなる膨径媒体が導入され
る。この場合、ブラダー30内に導入される膨径媒体はブ
ラダー本体36をグリーンタイヤ方向へと膨出させ、セン
ター部分54は、前記の通り第１変曲点38より徐々に肉薄
に形成されているために伸長し易く、従って、第１湾曲
部40、第２湾曲部42、センター部分54をも恰も引張する
ようにしてブラダー本体36はグリーンタイヤ10の内壁の
各部に指向して膨らむ。その時、第６図Ｂに示すよう
に、ブラダー30はその第１変曲点38、第２変曲点44、第
３変曲点46の作用下に、特に、グリーンタイヤ10の一部
に当接することなく、当該グリーンタイヤ10の内壁に対
して略平行する膨出形状を呈する。すなわち、第１変曲
点38の曲率中心はブラダー30の外部にあるために、この
第１変曲点38の部分はグリーンタイヤ10のビード部分に
接触することなく、また、第２変曲点44、第３変曲点46
はブラダー30の本体内部に指向して屈曲しているため、
グリーンタイヤ10の上部ビード部分に当接することはな
い。

このような状態を経て、ブラダー30の内部にはさらに加
圧用流体が導入され、ブラダー30の外壁はグリーンタイ
ヤ10の内壁に圧接する（第６図Ｃ参照）。この時、ブラ
ダー30には相当高い圧力が印加されるため、第１変曲点
38の一部、第２変曲点44、第３変曲点46は夫々外方へと
膨出し、グリーンタイヤ10のビード部分に当接する。こ
のため、略同時にブラダー30はグリーンタイヤ10の内壁
全面に加圧力を付与し、このような状態でプリシェーピ
ングが行われる。次いで、図示しない上部モールドが下
降し、グリーンタイヤ30に対して加硫処理が施されるこ
とになる。

次に、このような形状のブラダーを利用して実際にグリ
ーンタイヤ10をプリシェーピングした場合の実施例を従
来技術に係るブラダーとの比較において第７図以降に示
す。なお、この場合、乗用車用ラジアルタイヤ、サイズ
PSR-175-SR-13 のためのグリーンタイヤを用いて行っ
た。

先ず、第７図に実線Ａで示す通り、本発明のブライダー
30に加圧される圧力は約 0.1乃至 0.2kg／cm²であり、
グリーンタイヤ10各部への当接時間は等しく、ブラダー
30がタイヤ内面各部に略同時に当接している。一方、従
来技術に係るブラダーを使用する場合には、破線Ｂで示
されるようにグリーンタイヤの上型モールドのビード部
分近傍に接するまでの時間が極端に短い。従って、ブラ
ダーがグリーンタイヤ10をプリシェーピングする際、歪
みが生ずる。

次に、第８図にブラダー30のストレッチ状態を示す。こ
こで、ストレッチとはブラダー30が膨径終了してグリー
ンタイヤ10をモールド本体に押しつけた際のブラダーの
伸長度合をいう。これによれば、実線Ｃに示す通り、ブ
ラダー本体36は全体としてその伸長度は略 155％程度で
あり、しかも、これは均一化されている。従って、ブラ
ダー本体36の伸長度合も略均一に行われていることが確
認される。これに対して、従来技術に係るブラダーで
は、破線Ｄに示すように、センター部分が略 170％程度
伸長し、一方、下部ビード部分とセンター部分の間は 1
80％、また、前記センター部分と上型ビード部分の間は
略 140％と全く均一性が認められない。従って、従来技
術によれば、ブラダーの伸長度にむらがあるために、そ
れだけ繰り返し疲労に対して弱いということになる。

さらに、第９図にブラダー本体36が伸長した際のストレ
ッチゲージ、すなわち、ブラダー30が膨径終了したグリ
ーンタイヤ10をモールド本体に押しつけた際のブラダー
の肉厚の変化を示す。実線Ｅで示すように、本発明に係
るブラダー30ではセンター部分とビード部分との間では
ストレッチゲージ略３乃至４mmの範囲に納まっている。
これに対して、従来技術に係るブラダーを使用した際に
は第９図の破線Ｆで示すように、下部ビード部分の厚み
が約 5.5mm、上部ビード部ぶの厚みが約 6.5mmと極めて
大きく、一方、センター部分は約４mm程度である。従っ
て、プリシェーピングの際に、従来技術のブラダーにお
いては既にその肉厚に極めて大きな差が存在する。すな
わち、従来技術に係るブラダーではビード部分のブラダ
ーが厚いため、その分加硫が遅れる。すなわち、タイヤ
ビード部が加硫するまでの時間が極めて長くなる不都合
となる。

本発明によれば以上のようにプリシーピングの際、圧力
流体を導入するブラダーの膨張部分が均一化し、従っ
て、ブラダー全体としても伸長度に差がないために、加
圧力も均一化すると共に加圧時間も極めて短縮すること
が出来る。しかも、このように伸長分布が均一化した結
果、ブラダーを介してグリーンタイヤを押圧する力が各
部に亘って均等になり、このためにグリーンタイヤとブ
ラダーとの間にエアーが滞留することが阻止される。す
なわち、ブラダー自体からエアー抜き用のグルーブを設
けることが不必要となり、結局、ブラダーの構造自体を
簡易化することが出来る。さらにまた、ブラダーのグル
ーブがなくなるために、一層膨張分布も均一化されると
いう相乗効果が得られる。さらにまた、ブラダーをその
膨出の際、厚みが均等となるように薄膜状に構成するこ
とが可能となるために、加硫時間が短縮され、さらに、
製品不良の発生率も減少することが出来る。さらに加え
れば、本発明に係るブラダーはエアー抜き用のグルーブ
を必要としないためにタイヤを車両に装着した際、この
タイヤとチューブとの間では緊密な接触状態が得られ、
この結果、パンク等の事故から回避されるものであっ
て、しかもインナーライナーを構成する凹凸部分の凸部
の厚み分だけ重量軽減が達成されるために一層のコスト
ダウンとタイヤ自体の品質向上にも寄与することが出来
る効果が得られる。しかも、局部的に無理な膨出圧力を
与えないために、繰り返し疲労に対しても強く、従っ
て、ブラダー全体としても耐用性が著しく向上する利点
が得られる。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明した
が、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに
設計の変更が可能であることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に係るクローズエンド型ブラダーの縦
断説明図、第２図は従来技術に係るブラダーを用いてプ
リシェーピングする際の工程を示す説明図、第３図は本
発明に係るクローズエンド型ブラダーの縦断面図、第４
図は本発明に係るクローズエンド型ブラダーの一部切欠
斜視図、第５図は第３図に示すブラダーの端部からセン
ター部分に至るまでの長さ、厚みを詳細に説明する図、
第６図は本発明に係るブラダーを用いてプリシェーピン
グを行う場合の工程説明図、第７図はブラダーとグリー
ンタイヤとのフィットパターンを示す説明図、第８図は
ブラダーの伸長時における各部位のストレッチ状態を示
す説明図、第９図は第８図におけるブラダー各部位のブ
ラダー厚を示す説明図である。 30……ブラダー、32……開口部 34……金具締代、36……プラダー本体 38……変曲点、40、42……湾曲部 44、46……変曲点 48……ボールノーズ収納部 50……底部、52……部位 54……センター部分

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧力流体を内部に導入してグリーンタイヤ
   に圧接し、そのシェーピングを行い、加硫時にタイヤを
   内部で支持するクローズエンド型ブラダーにおいて、グ
   リーンタイヤの一方のビード部分に対応する部分とこの
   ブラダーを構成する金具締代部分との間で曲率中心がブ
   ラダー本体の外部に存在するＵ字状の第１の湾曲する変
   曲点を設け、この変曲点から大きく湾曲してボールノー
   ズ収納部へ延在する本体を有し、さらに、グリーンタイ
   ヤのビード部分に対応する部位から前記グリーンタイヤ
   のトレッド部分に対応する部位にかけてその肉厚を徐々
   に薄く形成することを特徴とする空気入タイヤ加硫用ク
   ローズエンド型ブラダー。
2. 【請求項２】グリーンタイヤの他方のビード部分に対応
   する部位にブラダー内方に屈曲する第２の変曲点を形成
   してなる特許請求の範囲第１項記載の空気入タイヤ加硫
   用クローズエンド型ブラダー。
3. 【請求項３】第２変曲点とブラダーを構成するボールノ
   ーズ収納部との間にブラダー内方に屈曲する第３の変曲
   点を形成し、ブラダー内部に圧力流体を導入する際、前
   記第２変曲点と第３変曲点とによりグリーンタイヤのビ
   ード部分に対する加圧作用を遅延させるよう構成してな
   る特許請求の範囲第２項記載の空気入タイヤ加硫用クロ
   ーズエンド型ブラダー。
4. 【請求項４】第１変曲点と第２変曲点とから夫々グリー
   ンタイヤのトレッド部分に対応する部位にかけて曲率中
   心がブラダー膨出時にその内部に存在する湾曲部を形成
   し、夫々の湾曲部はブラダーにおいてグリーンタイヤの
   トレッド部分に対応する部位に延在してなる特許請求の
   範囲第２項または第３項のいずれかに記載の空気入タイ
   ヤ加硫用クローズエンド型ブラダー。