(57)【要約】【課題】ブラダーの耐久性を損なうことなく、熱媒体の熱をタイヤに伝達する際の伝達率を向上させることのできるタイヤの加硫方法ならびにその方法に用いられるブラダーを提供する。【解決手段】内面１４の少なくとも一部分２１が、平滑面上に多数の有底穴部を面状に配置した有底穴部付面で構成されたブラダー１を用いてタイヤを加硫する。【選択図】図３
2010274491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、タイヤの内側表面に押し当てられたブラダーを介して、熱を供給することにより、タイヤを加硫するタイヤの加硫方法において、
内面の少なくとも一部分が、平滑面上に多数の有底穴部を面状に配置した有底穴部付面で構成されたブラダーを用いてタイヤを加硫するタイヤの加硫方法。
【請求項２】
前記有底穴部付面は、最も厚いタイヤ部分に対応する部分を含む一部分だけに限定して設けられ、前記ブラダーの内面の残余の部分は、平滑面で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤの加硫方法。
【請求項３】
前記有底穴部は、全て同じ断面形状を有するとともに互いに異なる２方向にそれぞれ一定の配列ピッチで並べられていることを特徴とする請求項２に記載のタイヤの加硫方法。
【請求項４】
前記有底穴部の開口部は、円、長円、または、楕円の形状をしていることを特徴とする請求項２または３に記載のタイヤの加硫方法。
【請求項５】
前記有底穴部の深さ方向断面は、半円、半長円、または、半楕円の形状をしていることを特徴とする請求項２または３に記載のタイヤの加硫方法。
【請求項６】
前記有底穴部の最大深さは、最も深い底部分に対応するブラダー厚さの0.3〜0.7倍であることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のタイヤの加硫方法。
【請求項７】
前記有底穴部の開口部に内接する最も大きい円の直径は、1.8〜8.0mmであることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載のタイヤの加硫方法。
【請求項８】
前記配列ピッチは、3〜10mmであることを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載のタイヤの加硫方法。
【請求項９】
前記有底穴部付面を有するブラダー部分の最大厚さは、残余のブラダー部分の厚さの1.05〜1.3倍であることを特徴とする請求項２〜８のいずれかに記載のタイヤの加硫方法。
【請求項１０】
前記有底穴部付面を有するブラダー部分に対応するタイヤ部分には、タイヤのショルダー部からトレッド部までの部分およびビード部が含まれていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のタイヤの加硫方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載されたタイヤの加硫方法に用いられるブラダー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱を、少なくとも、タイヤの内側表面に押し当てられたブラダーを介して供給することにより、タイヤを加硫するタイヤの加硫方法に関し、特に、タイヤを均等に加硫することのできるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、加硫金型に収容されて加硫中のタイヤを模式的に示す断面図であり、タイヤ加硫機には、ブラダー９０および加硫金型２が取り付けられていて、タイヤ１０を加硫するに際しては、タイヤの外側表面１２を型付けする加硫金型２を加熱しこの加硫金型２からタイヤ外側表面１１を通して熱をタイヤ内部に伝達するとともに、タイヤ内側表面１１に押し当てられたブラダー９０内に収容される熱媒体３の熱を、ブラダー９０を介してタイヤ内側表面１１からタイヤ内部に伝達してタイヤを構成するゴムを加硫させることが行われている。熱媒体３としては、通常、スチーム、加圧温水、あるいは、高温高圧のガス等が用いられる。
【０００３】
このように、ブラダー９０は、内部に収容された熱媒体３を閉じこめる可変形状容器として機能する。そして、ブラダー９０を未加硫タイヤ１０の内側表面に押し当てる際には、予め円筒状態にされたブラダーの外側に未加硫タイヤ１０を配置したあと、ブラダー内部に加圧流体を流入させ、また、ブラダー９０から加硫済タイヤを外す際には、ブラダー９０の内側を負圧にしてブラダー９０を円筒状にすることが行われている。
【０００４】
このような機能を有するブラダー９０は、熱媒体の熱を効率よくタイヤに伝達できるものであること、および、タイヤを１本加硫するたびに変形が余儀なくされることから、伸縮に対する高い耐久性を有するものであることが要求され、特に、耐久性を確保するためは、均等に伸縮することは必須な特性である。
【０００５】
上記のような機能を具えるため、ブラダー９０は、通常一定厚さのゴムでできており、その外面、内面はともに平滑な面でできている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２０７５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、熱媒体の熱を効率よくタイヤに伝達するためには、可能ならばブラダーがない方が好ましく、この観点から、耐久性を確保しつつ、熱の伝達率を向上させることのできるブラダーが求められている。
【０００８】
また、従来の加硫方法には、次のような問題もある。すなわち、従来、ブラダーは、上記のように、均一厚さで均一表面を有しているため、図２の断面図に、タイヤのショルダー部に伝達される熱を矢印で模式的に示すように、タイヤ１０へは、加硫金型１からの熱Ｑ２と熱媒体３からブラダー９０を介して伝達される熱Ｑ１とがあり、そのうち、ブラダー９０を介しタイヤ内側表面１１を通してタイヤ１０へ伝達される熱Ｑ１はタイヤの部位に関わらず、単位時間当たり単位面積当たりの熱量は均一なものとなるのに対して、タイヤは、部位ごとに肉厚が異なり、例えば、タイヤのショルダー部では厚く、サイドウォール部では薄く、このことによって、タイヤ内部の温度上昇の速度は、部位毎に異なり、ショルダー部では遅く、サイドウォールでは速い。
【０００９】
したがって、タイヤの加硫度（すなわち、ゴムの加硫された部分の割合）も部位に応じて異なることになる。ゴムの加硫度が低く未加硫状態であると所期した物性を得ることができず、また、加硫度が高すぎるとゴムが劣化しやすく、したがって、加硫度を所定の適正範囲内に収める必要があるが、従来の加硫方法にあっては、上記のように部位によって加硫度が異なるという問題があった。この問題に対しては、広い範囲の加硫度に対しても必要な物性を得ることのできるゴム材料を選択する等によって対応してきているが、これにも限度があり、また、ゴム材料の選択幅が狭くなってしまうという問題もあり、改良が求められていた。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、第一の目的は、ブラダーの耐久性を損なうことなく、熱媒体の熱をタイヤに伝達する際の伝達率を向上させることのできるタイヤの加硫方法ならびにその方法に用いられるブラダーを提供することであり、第二の目的は、部位毎にタイヤの厚さが不均一であってもすべての部位にわたって必要十分な加硫度をゴムに付与することのできるタイヤの加硫方法ならびにその方法に用いられるブラダーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
＜１＞は、少なくとも、タイヤの内側表面に押し当てられたブラダーを介して、熱を供給することにより、タイヤを加硫するタイヤの加硫方法において、
内面の少なくとも一部分が、平滑面上に多数の有底穴部を面状に配置した有底穴部付面で構成されたブラダーを用いてタイヤを加硫するタイヤの加硫方法である。
【００１２】
＜２＞は、＜１＞において、前記有底穴部付面は、最も厚いタイヤ部分に対応する部分を含む一部分だけに限定して設けられ、前記ブラダーの内面の残余の部分は、平滑面で構成されていることを特徴とするタイヤの加硫方法である。
【００１３】
＜３＞は、＜２＞において、前記有底穴部は、全て同じ断面形状を有するとともに互いに異なる２方向にそれぞれ一定の配列ピッチで並べられていることを特徴とするタイヤの加硫方法。
【００１４】
＜４＞は、＜２＞または＜３＞において、前記有底穴部の開口部は、円、長円、または、楕円の形状をしていることを特徴とするタイヤの加硫方法である。
【００１５】
＜５＞は、＜２＞または＜３＞において、前記有底穴部の深さ方向断面は、半円、半長円、または、半楕円の形状をしていることを特徴とする請求項２または３に記載のタイヤの加硫方法である。
【００１６】
＜６＞は、＜２＞〜＜５＞のいずれかにおいて、前記有底穴部の最大深さは、最も深い底部分に対応するブラダー厚さの0.3〜0.7倍であることを特徴とするタイヤの加硫方法である。
【００１７】
＜７＞は、＜２＞〜＜６＞のいずれかにおいて、前記有底穴部の開口部に内接する最も大きい円の直径は、1.8〜8.0mmであることを特徴とするタイヤの加硫方法である。
【００１８】
＜８＞は、＜２＞〜＜７＞のいずれかにおいて、前記配列ピッチは、3〜10mmであることを特徴とするタイヤの加硫方法。
【００１９】
＜９＞は、＜２＞〜＜８＞のいずれかにおいて、前記有底穴部付面を有するブラダー部分の最大厚さは、残余のブラダー部分の厚さの1.05〜1.3倍であることを特徴とするタイヤの加硫方法である。
【００２０】
＜１０＞は、＜１＞〜＜９＞のいずれかにおいて、前記有底穴部付面を有するブラダー部分に対応するタイヤ部分には、タイヤのショルダー部からトレッド部までの部分およびビード部が含まれていることを特徴とするタイヤの加硫方法である。
【００２１】
＜１１＞は、＜１＞〜＜１０＞のいずれかのタイヤの加硫方法に用いられるブラダーである。
【発明の効果】
【００２２】
＜１＞によれば、タイヤを加硫するに際し、内面の少なくとも一部分が、平滑面上に多数の有底穴部を面状に配置した有底穴部付面で構成されたブラダーを用いるので、ブラダーと熱媒体とが接触するブラダー内面の実質の表面積を大幅に増加させ、熱媒体の熱をタイヤに伝達する際の伝達率を向上させることができ、しかも、ブラダーの内面の表面積の増加を、有底穴部ではなく例えば多数のリッジを並べて実現した場合に対比して、ブラダーの伸びを方向に依存しないものにすることができる。
【００２３】
＜２＞によれば、前記有底穴部付面は、最も厚いタイヤ部分に対応する部分を含む一部分だけに限定して設けられ、前記ブラダーの内面の残余の部分は、平滑面で構成されているので、肉厚の大きいタイヤ部分の内側表面には、有底穴部付面を有することによって熱媒体との接触面積が広くなったブラダー部分を押し当て、この部分に対してだけ熱の伝達速度を速め、その結果、部位に関わりなく必要十分な加硫度をゴムに付与することができる。
【００２４】
＜３＞によれば、前記有底穴部は、全て同じ断面形状を有するとともに互いに異なる２方向にそれぞれ一定の配列ピッチで並べられているので、タイヤの伸びの、力の方向に対する依存性をより小さくすることができる。
【００２５】
＜４＞によれば、前記有底穴部の開口部を、円、長円、または、楕円の形状としたので、開口部に角があることによって応力が集中し耐久性が低下するのを抑えることができる。
【００２６】
＜５＞によれば、前記有底穴部の深さ方向断面についても、半円、半長円、または、半楕円の形状であるとしたので、有底穴部の深さ方向断面内、例えば、底の部分に角があることによって応力が集中し耐久性が低下するのを抑えることができる。
【００２７】
＜６＞は、前記有底穴部の最大深さを、最も深い底部分に対応するブラダー厚さの0.3〜0.7倍とするものであり、この数値を0.3未満とした場合には、有底穴部が浅くなりすぎて、伝熱面積増加の効果を得られにくくなり、一方、この数値を、0.7を超えるものとした場合には、ブラダー厚さに対して有底穴部の深さが深くなりすぎて、ブラダー内面の有底穴部による凹凸が、ブラダー外面にも影響を及ぼすようになり、タイヤ内側表面にそれが転写されてしまう。
【００２８】
＜７＞は、前記有底穴部の開口部に外接する円のうち、最も小さい円の直径を、1.8〜8.0mmとするものであり、この数値を1.8mm未満とした場合には、熱媒体の流動が抑えられて熱の移動速度が効果的に上がらず、特に、熱媒体がスチームの場合は、有底穴部にドレーンが溜まり、熱移動が抑えられてしまい、一方、この数値を8.0mmを越える者とした場合には、ブラダー内面の有底穴部による凹凸が、ブラダー外面にも影響を及ぼすようになり、タイヤ内側表面にそれが転写されてしまう。
【００２９】
＜８＞は、前記配列ピッチを、3〜10mmとするものであり、この数値を3mm未満とした場合には、ピッチが細かくなりすぎて、有底穴部がブラダーのゴムが破壊の基点となりやすく、一方、この数値を、10mmを超えるものとした場合には、ブラダーのタイヤ内側表面側で温度むらが生じやすく、この温度むらが、タイヤの加硫度分布むらを生起する可能性が生じてしまう。
【００３０】
＜９＞は、有底穴部付面を有するブラダー部分の最大厚さを、残余のブラダー部分の厚さの1.05〜1.3倍とするものであり、この数値を1.05倍未満とした場合には、ブラダーを均一に膨張させることが難しくなり、一方、この数値を、1.3倍を超えるものとした場合には、ブラダーの変形が均一ではなくなり、ブラダーのタイヤ内側への出し入れ時にブラダーに傷が入りやすくなる。
【００３１】
＜１０＞によれば、有底穴部付面を有するブラダー部分に対応するタイヤ部分には、タイヤのショルダー部からトレッド部までの部分およびビード部が含まれているものとしたので、これらの部分での加硫度が完全に満たされるように加硫時間を設定した場合には、これらの部分以外での過加硫を防止することができる。
【００３２】
＜１１＞によれば、この発明のブラダーは、先に述べたタイヤの加硫方法に用いられるので、それらの加硫方法について説明した通りの効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来のブラダーを用いて加硫されるタイヤを示す断面図である。
【図２】従来のタイヤの加硫方法における、タイヤへの熱の伝達を示す模式図である。
【図３】本発明に係るのブラダーを用いて加硫されるタイヤを示す断面図である。
【図４】本発明に係るタイヤの加硫方法における、タイヤへの熱の伝達を示す模式図である。
【図５】ブラダーの有底穴部付面を例示する平面図である。
【図６】有底穴部付面を有するブラダー部分を例示する断面図である。
【図７】有底穴部付面を有するブラダー部分の変形例を例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明の実施形態について図を参照して説明する。図３は、本発明の実施形態のブラダーを用いて加硫されるタイヤの加硫中の状態を模式的に示す断面図であり、この実施形態のブラダー１は、図１に示した従来のブラダー９０と置換する態様で用いられる。従来のブラダー９０が薄肉の一定厚さのゴムでできており、しかも、外面、内面、ともに、均一な平滑面で構成されているのに対して、本発明のブラダー１は、ブラダー内面１４のうち、少なくとも一部分２１が、平滑面上に多数の有底穴部を面状に配置した有底穴部付面で構成されているという特徴を有する。
ここで、ブラダー内面１４とは、本明細書において、ブラダー１の内側の面、すなわち、熱媒体と接する面をいう。
【００３５】
このようなブラダー１を用いてタイヤを加硫した場合には、有底穴部を設けている分だけ、ブラダー内面の、実際に熱媒体と接触する表面積が、ブラダー内面を有底穴部がない平滑面で構成した場合に対比して増加させることができ、熱媒体のタイヤへの熱の伝達率を向上させることができ、加硫時間の短縮に寄与させることができる。
ここで、先に説明した本発明の第一の目的、すなわち、熱媒体の熱をタイヤに伝達する際の伝達率を向上させるためだけなら、ブラダー内面の全面を有底穴部付面２１で構成するのが好ましいが、本発明の第二の目的、すなわち、すべての部位にわたって必要十分な加硫度をゴムに付与することも合わせて実現するためには、有底穴部付面２１を、最も厚いタイヤ部分に対応する部分を含む一部分だけに限定して設け、前記ブラダー内面１４の残余の部分を、平滑面で構成するのが好ましい。このことについて、以下に詳しく説明する。
【００３６】
図４は、このようなブラダー１を用いてタイヤを加硫した場合の、タイヤのショルダー部に伝達される熱を矢印で示す模式図であり、ブラダー内面１４の、平滑面で構成されている部分２２では、有底穴部がないので、有底穴部を無視した面積、すなわち見掛けの面積と実際に熱媒体と接触する伝熱面積とが同じであるのに対して、有底穴部付面２１では、見掛けの面積よりも、有底穴部があることによって実際の伝熱面積の方が大きくなるため、平滑面よりなるブラダー表面部分２２を通過してタイヤに伝達される単位面積、単位時間当たりの熱量よりも、有底穴部付面２１を通過してタイヤに伝達される単位面積、単位時間当たりの熱量の方が大きく、このことによって、厚肉であることによって内部までの熱伝達率の低いショルダー部と、例えば、薄肉で内部までの熱伝達率の高いタイヤ部分（例えば、サイドウォール部）とでは、内部における温度上昇速度はほぼ同程度となり、よって、タイヤ全体にわたって均一な加硫度を付与することができる。
【００３７】
図５は、ブラダー１の、有底穴部付面２１の平面図であり、図６は、その断面図である。有底穴部付面２１では、図示のように、平滑面３１上に多数の有底穴部３２を面状に配置することによって構成されていて、このことにより、例えばブラダー内面に複数のリッジを配列した場合に対比してブラダー１に作用する応力の方向依存性を抑えることができるという効果をもたらすことができる。この有底穴部３２は、全て同じ断面形状を有するとともに互いに異なる２方向、（例えば、タイヤ幅方向に対応する方向とタイヤ周方向にに対応する方向）にそれぞれ一定の配列ピッチpで並べられているのが好ましく、ブラダー１に作用する応力の方向依存性を一層効果的に抑えることができる。
【００３８】
また、有底穴部３２の開口部３３が、円、長円、または、楕円の形状をなし、さらには、有底穴部３２の深さ方向断面が、半円、半長円、または、半楕円の形状をしているのが好ましく、これらの部分に角がないことによって応力の集中を防止し、耐久性を向上させることができる。
【００３９】
有底穴部３２を定ピッチpで2方向に配列した場合、十分な伝熱のための表面積を得つつ、伸びに対する耐久性を、有底穴部３２のない部分と同等にするために、有底穴部３２の最大深さdを、最も深い底部分に対応するブラダー厚さaの0.3〜0.7倍とし、有底穴部３２の開口部３３に外接する円のうち、最も小さい円の直径Dを、1.8〜8.0mmとし、また、配列ピッチpを3〜10mmとし、そして、有底穴部付面２１を有するブラダー部分の最大厚さｂを、平滑面で構成された内面２２を有するブラダー部分の厚さtの1.05〜1.3倍とするのが好ましい。
【００４０】
有底穴部３２を、円柱を刳り抜いた形状のものとした場合、有底穴部付面２１における実際の伝熱面積の、見掛けの面積に対する伝熱面積の増加倍率Sは、式（１）で表すことが出来、また、有底穴部付面２１を有するブラダー部分の伸びを、平滑面だけよりなる内面２２を有するブラダー部分の伸びを同等とするためには、式（２）を成立させる必要があり、したがって、有底穴部付面の寸法パラメータを決定するに際しては、式（２）の条件と、式（１）で求められた伝熱面積の増加倍率Sを、所定加硫時間に達したときの加硫度が均一になるように設定した値とする条件との下で選択すればよい。
【数１】
2010274491.tif 000003
但し、p : 配列ピッチ
r : 有底穴部開口部の半径
d : 有底穴部の深さ
a : 最も深い底部分に対応するブラダー厚さ
b : 有底穴部付面を有するブラダー部分の最大厚さ
t : 平滑面で構成された内面を有するブラダー部分の厚さ
【００４１】
図７は、実施形態の変形例のブラダーの有底穴部付面２１を有する部分の断面図であり、この例が実施形態のものと異なるのは、図５に示した例の場合は、有底穴部３２の断面が四角い形状をなしていたのに対して、図６に示した有底穴部３２Ａでは、断面が半長円をしており、この点だけが、先に説明した実施形態のものと違っている。
【符号の説明】
【００４２】
１    ブラダー
２    加硫金型
３    熱媒体
１０    タイヤ
１１    タイヤの内側表面
１２    タイヤの外側表面
１３    タイヤの最も厚い部分
１４    ブラダーの内面
２１    ブラダー内面の、有底穴部付面で構成された部分
２２    ブラダー内面の、平滑面で構成された部分
３１    平滑面
３２    有底穴部
３３    有底穴部の開口部
【図１】
2010274491.tif 000004
【図２】
2010274491.tif 000005
【図３】
2010274491.tif 000006
【図４】
2010274491.tif 000007
【図５】
2010274491.tif 000008
【図６】
2010274491.tif 000009
【図７】
2010274491.tif 000010