JP6926790B2 - タイヤ加硫方法及びタイヤ加硫装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤを加硫する方法及び装置に関し、更に詳しくは、加硫室内のスチームが凝縮して生成されるドレンに起因する上下方向の温度差を小さくすると共に、安定した品質のタイヤを生産することを可能にしたタイヤ加硫方法及びタイヤ加硫装置に関する。

空気入りタイヤを加硫する場合、金型内に回転軸が鉛直方向となるようにセットされたグリーンタイヤの内側にブラダーを挿入し、タイヤ内部の加硫室内に加熱加圧媒体としてスチームを充填すると共に金型を外部から加熱することで加硫を行うことが一般的である。このような加硫方法において、加硫室内に充填されたスチームが熱を奪われると、スチームの一部が凝縮してドレンが生成される。ドレンはスチームよりも冷め易いため、下側のタイヤサイドウォール部に相当する部位に溜まることにより、下側のタイヤサイドウォール部の温度上昇を阻害する。その結果、上側のタイヤサイドウォール部が高温となる一方で下側のタイヤサイドウォール部が低温となり、上下方向に温度差が発生する。そして、加硫工程における上下方向の温度差はタイヤ性能に悪影響を及ぼすのである。

このような問題を解決するために、加硫工程において加硫室内に滞留するドレンをタイヤ加硫装置の外部に排出することが提案されている。より具体的には、タイヤ加硫装置の中心機構にドレンを排出するための新たな排出機構を配設し、この排出機構を加硫時に駆動することにより、加硫室内のドレンをタイヤ加硫装置の外部に排出することが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

しかしながら、上述のような排出機構を設置した場合であっても、加硫工程においてドレンを完全に排出することは困難であり、残留したドレンの影響により上下方向の温度差を十分に解消することができないのが現状である。また、加硫工程を繰り返し行う中でドレンの残留量にバラツキが生じ易いため、安定した品質のタイヤを生産することも困難である。

特公昭６１−２２６１０号公報 特公平６−４５１４４号公報

本発明の目的は、加硫室内のスチームが凝縮して生成されるドレンに起因する上下方向の温度差を小さくすると共に、安定した品質のタイヤを生産することを可能にしたタイヤ加硫方法及びタイヤ加硫装置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タイヤ加硫方法は、該空気入りタイヤの内側にブラダーを挿入し、該ブラダーの内側に形成される加硫室内にスチームを充填して前記空気入りタイヤを加硫する方法において、前記空気入りタイヤの下側のサイドウォール部に相当する部位に前記ブラダーとは異なる加熱具を配置し、前記加硫室内で前記スチームの凝縮により生成されたドレンの中に少なくとも一部が浸った状態となるように前記加熱具を配置し、前記ドレンを前記加熱具で加熱しながら加硫を行う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タイヤ加硫装置は、空気入りタイヤの外表面を成形する金型と、前記空気入りタイヤの内側に挿入されるブラダーと、該ブラダーの内側に形成される加硫室内に加熱加圧媒体としてスチームを供給する加熱加圧媒体供給手段とを備えたタイヤ加硫装置において、前記加硫室内に配設された加熱具を備え、前記加熱具は前記ブラダーとは異なるものであって前記空気入りタイヤの下側のサイドウォール部に相当する部位に配置され、前記加熱具は前記加硫室内で前記スチームの凝縮により生成されたドレンの中に少なくとも一部が浸った状態となるように配置されることを特徴とするものである。

本発明では、加硫室内にスチームを充填して空気入りタイヤを加硫するにあたって、加硫室内でスチームの凝縮により生成されたドレンを加熱具で加熱しながら加硫を行うことにより、ドレンの温度低下を抑制し、ドレンに起因する上下方向の温度差を小さくすることができる。また、ドレンの温度を加熱具により調整可能であるので、安定した品質を有するタイヤを生産することができる。

本発明において、加熱具は電気ヒーターであることが好ましい。他の形態として、加熱具は熱流体を通流させる管路であることが好ましい。或いは、加熱具は予め加熱された固体物であることが好ましい。このような加熱具はタイヤ加硫装置の加硫室内に容易に設置することができ、しかもドレンに対して十分な熱量を与えることが可能である。

本発明の実施形態からなるタイヤ加硫装置を示す子午線半断面図である。 図１のタイヤ加硫装置を示す赤道線断面図である。 本発明の他の実施形態からなるタイヤ加硫装置を示す子午線半断面図である。 図３のタイヤ加硫装置を示す赤道断面図である。 本発明の更に他の実施形態からなるタイヤ加硫装置（加熱具の待機状態）を示す子午線半断面図である。 図５のタイヤ加硫装置（加熱具による加熱状態）を示す赤道断面図である。 従来のタイヤ加硫方法（ドレン排出機構なし）における上側及び下側でのブラダー内面温度の変化を示すグラフである。 従来のタイヤ加硫方法（ドレン排出機構あり）における上側及び下側でのブラダー内面温度の変化を示すグラフである。 本発明のタイヤ加硫方法における上側及び下側でのブラダー内面温度の変化を示すグラフである。

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及び図２は本発明の実施形態からなるタイヤ加硫装置を示すものである。

図１に示すように、このタイヤ加硫装置は、空気入りタイヤＴの外表面を成形する金型１０と、空気入りタイヤＴの内側に挿入される筒状のブラダー２０と、該ブラダー２０の内側に形成される加硫室Ｖの中にスチーム等の加熱加圧媒体を供給する加熱加圧媒体供給手段３０と、金型１０を加熱する加熱手段４０とを備えている。

金型１０は、空気入りタイヤＴのサイドウォール部を成形するための下側サイドプレート１１及び上側サイドプレート１２と、空気入りタイヤＴのビード部を成形するための下側ビードリング１３及び上側ビードリング１４と、空気入りタイヤＴのトレッド部を成形するための複数のセクター１５とから構成され、その金型１０の内側で空気入りタイヤＴを加硫成形するようになっている。なお、金型１０の構造は特に限定されるものではなく、図示のようなセクショナルタイプのモールドのほか、二つ割りタイプのモールドを使用することも可能である。

ブラダー２０は、その下端部が下側ビードリング１３と下側クランプリング２１との間に把持され、その上端部が上側クランプリング２２と補助リング２３との間に把持されている。図１に示すような加硫状態において、ブラダー２０は空気入りタイヤＴの径方向外側に向かって拡張した状態にあるが、加硫後に空気入りタイヤＴを金型１０内から取り出す際には上側クランプリング２２が上方に移動し、それに伴ってブラダー２０が空気入りタイヤＴの内側から抜き取られるようになっている。

加熱加圧媒体供給手段３０は、所定の温度及び圧力に調整されたスチームと、所定の圧力に調整された窒素ガスとを加熱加圧媒体として適時供給するようになっている。このような加熱加圧媒体が加硫室Ｖ内に導入されると、その圧力に基づいて空気入りタイヤＴが内側から金型１０の内面に向かって押圧される。なお、加熱加圧媒体としてスチームのみを用いることも可能である。

加熱手段４０は、金型１０を構成する下側サイドプレート１１、上側サイドプレート１２及びセクター１５に付設されていて、加熱手段４０により金型１０を加熱することにより、空気入りタイヤＴの加硫が行われるようになっている。加熱手段４０の配置及び構造は特に限定されるものではない。

このように構成されるタイヤ加硫装置において、図１及び図２に示すように、加硫室Ｖ内には加熱具１が配設されている。本実施形態において、加熱具１は複数個の電気ヒーター２から構成されている。各電気ヒーター２は、コイル状をなす加熱部と、該加熱部に接続された一対のリード線とを有している。電気ヒーター２の加熱部は、加硫室Ｖ内で鉛直方向に最も低くなる位置、即ち、下型のタイヤサイドウォール部に相当する部位に配置され、スチームＳが凝縮して生成されるドレンＤの中に少なくとも一部が浸った状態となる。また、電気ヒーター２のリード線はタイヤ加硫装置の外部に引き出され、不図示の電源に接続されている。電気ヒーター２のヒーター容量は、例えば０．３ｋＷ〜１．５ｋＷの範囲にあると良い。

上述したタイヤ加硫装置を用いて空気入りタイヤＴを加硫する場合、金型１０内に未加硫の空気入りタイヤＴを投入し、その空気入りタイヤＴの内側にブラダー２０を挿入し、加熱加圧媒体供給手段３０により加硫室Ｖ内にスチームＳを含む加熱加圧媒体を導入すると共に加熱手段４０により金型１０を外側から加熱することで空気入りタイヤＴを加硫する。

加硫工程において、加硫室Ｖ内に充填されたスチームＳが熱を奪われると、スチームＳの一部が凝縮してドレンＤが生成される。ドレンＤは下側のタイヤサイドウォール部に相当する部位に滞留し、加熱具１と接触することになる。そして、加硫室Ｖ内にスチームＳを充填して空気入りタイヤＴを加硫する際に、電気ヒーター２からなる加熱具１でドレンＤを加熱しながら加硫を行うことにより、ドレンＤの温度低下を抑制し、ドレンＤに起因する上下方向の温度差を小さくすることができる。

つまり、従来は、ドレンＤをタイヤ加硫装置の外部に排出することでドレンＤに起因して生じる温度差を解消することが行われているが、本発明では、ドレンＤをそのまま加硫室Ｖ内に残留させる一方で、そのドレンＤを加熱具１により積極的に加熱することでドレンＤに起因して生じる上下方向の温度差を解消するのである。しかも、ドレンＤの温度は加熱具１により調整可能であり、加硫毎に上下方向の温度差が変動することはないので、空気入りタイヤＴの品質を安定化することできる。

ドレンＤを加熱具１により加熱するにあたって、ドレンＤの温度がスチームＳの温度以下となるように加熱温度を調整すると良い。このようにドレンＤの温度をスチームＳの温度以下した場合、加硫室Ｖ内の圧力に影響を与えることなくドレンＤとスチームＳとの間の温度差を小さくすることができる。特に、スチームＳの温度と加熱具１による加熱温度との差は５℃以下とすることが望ましい。

図３及び図４は本発明の他の実施形態からなるタイヤ加硫装置を示すものである。図３及び図４において、図１及び図２と同一物には同一符号を付してその部分の詳細な説明は省略する。

本実施形態においては、図３及び図４に示すように、加硫室Ｖ内に配設された加熱具１は、スチーム等の熱流体を通流させる管路３から構成されている。この管路３は、耐熱性と柔軟性を有するシリコーン樹脂等の材料からチューブ状に成形されている。管路３は、加硫室Ｖ内で鉛直方向に最も低くなる位置、即ち、下型のタイヤサイドウォール部に相当する部位にタイヤ周方向に沿って配置され、スチームＳが凝縮して生成されるドレンＤの中に少なくとも一部が浸った状態となる。また、管路３の両端部はタイヤ加硫装置の外部に引き出され、不図示の熱流体の供給源に接続されている。

上述した実施形態では、加硫室Ｖ内にスチームＳを充填して空気入りタイヤＴを加硫する際に、熱流体を通流させた管路３からなる加熱具１でドレンＤを加熱しながら加硫を行うことにより、ドレンＤの温度低下を抑制し、ドレンＤに起因する上下方向の温度差を小さくすることができる。この場合も、加硫毎に上下方向の温度差が変動することはないので、空気入りタイヤＴの品質を安定化することできる。

図５及び図６は本発明の更に他の実施形態からなるタイヤ加硫装置を示すものである。図５及び図６において、図１及び図２と同一物には同一符号を付してその部分の詳細な説明は省略する。

本実施形態においては、図５及び図６に示すように、加硫室Ｖ内に配設された加熱具１は、予め加熱された固体物４から構成されている。この固体物４は、金属や鉱物から構成され、例えば球形状に成形されている。固体物４は滑車５を介して牽引自在のワイヤ６に連結されており、ワイヤ６の操作により図５に示す待機位置と図６に示す加熱位置とに移動自在になっている。下側クランプリング２１上には傾斜面を有するガイド部材７が設置されており、このガイド部材７に案内されて固体物４が円滑に移動するようになっている。また、固体物４の待機位置には加熱装置８が配設されており、この加熱装置８が待機位置において固体物４を加熱するようになっている。

この場合、加硫開始前の段階では、固体物５を図５に示す待機位置に配置し、その位置で固体物５を加熱装置８により事前に加熱する。そして、加硫開始後、加硫室Ｖ内で鉛直方向に最も低くなる位置、即ち、下型のタイヤサイドウォール部に相当する部位にスチームＳの凝縮により生成されたドレンＤが溜まり始めたとき、図６に示すように、予め加熱された固体物４をドレンＤの中に落とし込む。これにより、予め加熱された固体物４でドレンＤを加熱する。

上述した実施形態では、加硫室Ｖ内にスチームＳを充填して空気入りタイヤＴを加硫する際に、予め加熱された固体物４からなる加熱具１でドレンＤを加熱しながら加硫を行うことにより、ドレンＤの温度低下を抑制し、ドレンＤに起因する上下方向の温度差を小さくすることができる。この場合も、加硫毎に上下方向の温度差が変動することはないので、空気入りタイヤＴの品質を安定化することできる。

従来例１：
加硫室内にスチームを充填した状態で空気入りタイヤを加硫するにあたって、加硫室内でスチームの凝縮により生成されたドレンをそのままにして加硫を行った。その際、上側及び下側のタイヤサイドウォール部の位置でのブラダー内面温度と加硫時間との関係は図７の通りであった。

従来例２：
加硫室内にドレン用の排出機構を備えたタイヤ加硫装置を使用し、加硫室内にスチームを充填した状態で空気入りタイヤを加硫するにあたって、加硫室内でスチームの凝縮により生成されたドレンを排出機構により排出しながら加硫を行った。その際、上側及び下側のタイヤサイドウォール部の位置でのブラダー内面温度と加硫時間との関係は図８の通りであった。

実施例１：
加硫室内にドレン用の加熱具を備えたタイヤ加硫装置を使用し、加硫室内にスチームを充填した状態で空気入りタイヤを加硫するにあたって、加硫室内でスチームの凝縮により生成されたドレンを加熱具により加熱しながら加硫を行った。その際、上側及び下側のタイヤサイドウォール部の位置でのブラダー内面温度と加硫時間との関係は図９の通りであった。

図７に示すように、従来例１のタイヤ加硫方法では、加硫工程の中盤から下側のブラダー内面温度が徐々に低下していた。また、図８に示すように、従来例２のタイヤ加硫方法では、加硫時に排出機構を用いてドレンを排出しているため、下側のブラダー内面温度の低下が従来例１に比べて少なくなっていた。これに対して、図９に示すように、実施例１のタイヤ加硫方法では、加硫時にドレンを加熱具で加熱しているため、下側のブラダー内面温度の低下が従来例２に比べて更に少なくなっていた。

１ 加熱具
２ 電気ヒーター
３ 熱流体を通流させる管路
４ 予め加熱された固体物
１０ 金型
１１ 下側サイドプレート
１２ 上側サイドプレート
１３ 下側ビードリング
１４ 上側ビードリング
１５ セクター
２０ ブラダー
３０ 加熱加圧媒体供給手段
４０ 加熱手段
Ｄ ドレン
Ｓ スチーム
Ｖ 加硫室

Claims (8)

1. 金型内に未加硫の空気入りタイヤを投入し、該空気入りタイヤの内側にブラダーを挿入し、該ブラダーの内側に形成される加硫室内にスチームを充填して前記空気入りタイヤを加硫する方法において、前記空気入りタイヤの下側のサイドウォール部に相当する部位に前記ブラダーとは異なる加熱具を配置し、前記加硫室内で前記スチームの凝縮により生成されたドレンの中に少なくとも一部が浸った状態となるように前記加熱具を配置し、前記ドレンを前記加熱具で加熱しながら加硫を行うことを特徴とするタイヤ加硫方法。
2. 前記加熱具が電気ヒーターであることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫方法。
3. 前記加熱具が熱流体を通流させる管路であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫方法。
4. 前記加熱具が予め加熱された固体物であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫方法。
5. 空気入りタイヤの外表面を成形する金型と、前記空気入りタイヤの内側に挿入されるブラダーと、該ブラダーの内側に形成される加硫室内に加熱加圧媒体としてスチームを供給する加熱加圧媒体供給手段とを備えたタイヤ加硫装置において、前記加硫室内に配設された加熱具を備え、前記加熱具は前記ブラダーとは異なるものであって前記空気入りタイヤの下側のサイドウォール部に相当する部位に配置され、前記加熱具は前記加硫室内で前記スチームの凝縮により生成されたドレンの中に少なくとも一部が浸った状態となるように配置されることを特徴とするタイヤ加硫装置。
6. 前記加熱具が電気ヒーターであることを特徴とする請求項５に記載のタイヤ加硫装置。
7. 前記加熱具が熱流体を通流させる管路であることを特徴とする請求項５に記載のタイヤ加硫装置。
8. 前記加熱具が予め加熱された固体物であることを特徴とする請求項５に記載のタイヤ加硫装置。

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