(57)【要約】【課題】複雑な設備を用いることなく、グリーンタイヤの部位の厚さに応じた適切な加硫を迅速に行ってタイヤ全体の加硫程度のばらつきを抑制できるタイヤ加硫用モールドおよびタイヤの製造方法を提供する。【解決手段】円環状に組み付けられた複数のセクタモールド部２と円環状の上側サイドモールド部３ａおよび下側サイドモールド部３ｂとを有するモールド１の中にグリーンタイヤＧを配置し、それぞれのモールド部が当接するグリーンタイヤＧの当接部分Ａのゲージ厚ｔの大きさに基づいて、それぞれのモールド部２、３ａ、３ｂについて、当接部分Ａの単位当接面積当たりの熱容量Ｑｍが設定され、ゲージ厚ｔがより大きい当接部分Ａに当接するモールド部２の熱容量Ｑｍが相対的に大きく設定され、膨張する加硫用ブラダ１１によってグリーンタイヤＧをモールド１に押圧しつつ加熱して加硫する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状に配置される複数のセクタモールド部と、円環状に組み付けられた前記複数のセクタモールド部の上方に配置される円環状の上側サイドモールド部および下方に配置される円環状の下側サイドモールド部とを有し、それぞれの前記モールド部をグリーンタイヤの外表面に当接させて前記グリーンタイヤを加硫するタイヤ加硫用モールドにおいて、
それぞれの前記モールド部が当接する前記グリーンタイヤの当接部分のゲージ厚の大きさに基づいて、それぞれの前記モールド部について、前記当接部分の単位当接面積当たりの熱容量が設定されていることを特徴とするタイヤ加硫用モールド。
【請求項２】
前記ゲージ厚がより大きい当接部分に当接するモールド部の前記単位当接面積当たりの熱容量が相対的に大きく設定されている請求項１に記載のタイヤ加硫用モールド。
【請求項３】
前記当接部分のゲージ厚が同じモールド部が複数ある場合には、より下方に配置されるモールド部の前記単位当接面積当たりの熱容量が相対的に大きくなっている請求項２に記載のタイヤ加硫用モールド。
【請求項４】
それぞれの前記モールド部が同じ比熱の材質により形成されている請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ加硫用モールド。
【請求項５】
それぞれの前記モールド部のうち少なくとも１種類が、他のモールド部と異なる比熱の材質により形成されている請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ加硫用モールド。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のタイヤ加硫用モールドの中に前記グリーンタイヤを配置し、前記グリーンタイヤの内側に加硫用ブラダを配置して、膨張させた前記加硫用ブラダにより前記グリーンタイヤの内表面を加熱するととともに前記グリーンタイヤを前記加硫用モールドに向けて押圧して、前記グリーンタイヤの外表面を前記加硫用モールドにより加熱することにより、前記グリーンタイヤを加硫することを特徴とするタイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタイヤ加硫用モールドおよびタイヤの製造方法に関し、さらに詳しくは、複雑な設備を用いることなく、グリーンタイヤの部位の厚さに応じた適切な加硫を迅速に行って、タイヤ全体の加硫程度のばらつきを抑制できるタイヤ加硫用モールドおよびタイヤの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タイヤの一般的な製造方法では、未加硫ゴム等により形成されたグリーンタイヤを、加硫用モールドの中で所定圧力で加圧しつつ所定温度に加熱して加硫する。グリーンタイヤは部位によって厚さが異なり、一般的に部位が厚くなるに連れて加硫に要する時間が長くなる。加硫不足を回避するために、最も加硫に時間を要する部位（加硫律速部）に合わせて加硫時間を設定すると、加硫律速部以外の部位は過加硫の状態になるため製造されたタイヤ全体では加硫程度のばらつきが大きくなる。
【０００３】
このような加硫程度のばらつきを抑制するために、加硫用モールドに形成された複数の環状通路にそれぞれ、熱伝導率が異なる液体を充填する構造が提案されている（特許文献１参照）。この提案の構造では、グリーンタイヤの厚肉部に近い環状通路に相対的に熱伝導率が高い液体を充填し、グリーンタイヤの薄肉部に近い環状通路に相対的に熱伝導率が低い液体を充填する。そして、電磁誘導加熱によりモールドを加熱して、液体の熱伝導率の違いを利用することで厚肉部と薄肉部との加硫程度のばらつきを小さくする。しかしながら、この提案の構造では、電磁誘導加熱のための設備が必要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３５６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、複雑な設備を用いることなく、グリーンタイヤの部位の厚さに応じた適切な加硫を迅速に行って、タイヤ全体の加硫程度のばらつきを抑制できるタイヤ加硫用モールドおよびタイヤの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のタイヤ加硫用モールドは、円環状に配置される複数のセクタモールド部と、円環状に組み付けられた前記複数のセクタモールド部の上方に配置される円環状の上側サイドモールド部および下方に配置される円環状の下側サイドモールド部とを有し、それぞれの前記モールド部をグリーンタイヤの外表面に当接させて前記グリーンタイヤを加硫するタイヤ加硫用モールドにおいて、それぞれの前記モールド部が当接する前記グリーンタイヤの当接部分のゲージ厚の大きさに基づいて、それぞれの前記モールド部について、前記当接部分の単位当接面積当たりの熱容量が設定されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明のタイヤの製造方法は、上記のタイヤ加硫用モールドの中に前記グリーンタイヤを配置し、前記グリーンタイヤの内側に加硫用ブラダを配置して、膨張させた前記加硫用ブラダにより前記グリーンタイヤの内表面を加熱するととともに前記グリーンタイヤを前記加硫用モールドに向けて押圧して、前記グリーンタイヤの外表面を前記加硫用モールドにより加熱することにより、前記グリーンタイヤを加硫することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、グリーンタイヤを加硫するに際して、ゲージ厚が相対的に大きくてより多量の熱エネルギーが必要になる当接部分と、ゲージ厚が相対的に小さくてより少量の熱エネルギーで十分な当接部分とに区別して、それぞれのモールド部の単位当接面積当たりの熱容量を調整することで、それぞれのモールド部の熱容量（蓄熱性能および熱注入性能）を最適にすることが可能になる。そのため、グリーンタイヤの部位の厚さに応じた適切な加硫を迅速に行うことができ、タイヤ全体の加硫程度のばらつきを抑制することが可能になる。また、既存の設備に対して複雑な設備が必要になることもない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のモールドの左半分をグリーンタイヤとともに縦断面視で例示する説明図である。
【図２】図１のモールドを平面視で例示する説明図である。
【図３】加硫装置に設置された図１のモールドを例示する説明図である。
【図４】本発明のモールドの別の実施形態の左半分をグリーンタイヤとともに縦断面視で例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明のタイヤ加硫用モールドおよびタイヤの製造方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。
【００１１】
図１、２に例示する本発明のタイヤ加硫用モールド１（以下、モールド１という）は、円環状に配置される複数のセクタモールド部２と、円環状の上側サイドモールド部３ａおよび円環状の下側サイドモールド部３ｂとを有している。それぞれのセクタモールド部２は平面視で円弧形状であり、その内面にはタイヤのトレッドパターンを形成する突起および溝が形成されている。
【００１２】
上側サイドモールド部３ａ、下側サイドモールド部３ｂはそれぞれ、円環状に組み付けられた複数のセクタモールド部２の上方、下方に配置される。尚、ＣＬは上側サイドモールド部３ａおよび下側サイドモールド部３ｂの環状中心を示している。即ち、円環状に組み付けられたセクタモールド部２の環状中心が符号ＣＬで示されている。
【００１３】
上側サイドモールド部３ａの下面内周側には円環状の上側ビードリング４ａ、下側サイドモールド部３ｂの上面内周側には円環状の下側ビードリング４ｂが取り付けられている。グリーンタイヤＧは横倒し状態でモールド１の中に配置される。グリーンタイヤＧの下側のビード部は下側ビードリング４ｂに保持され、上側のビード部は上側ビードリング４ａに保持される。
【００１４】
グリーンタイヤＧのトレッド部およびショルダ部の外表面には、それぞれのセクタモールド部２の内面が当接する。図中の破線Ａ１で示す範囲が、セクタモールド部２が当接するグリーンタイヤＧの当接部分Ａ１である。グリーンタイヤＧの上側サイド部の外表面には上側サイドモールド部３ａの内面が当接する。図中の破線Ａ２で示す範囲が、上側サイドモールド部３ａが当接するグリーンタイヤＧの当接部分Ａ２である。グリーンタイヤＧの下側サイド部の外表面には下側サイドモールド部３ｂの内面が当接する。図中の破線Ａ３で示す範囲が、下側サイドモールド部３ｂが当接するグリーンタイヤＧの当接部分Ａ３である。
【００１５】
図３に例示するように、モールド１が設置される加硫装置５は、上部プレート６と下部プレート７と複数のセグメント８とコンテナリング９と中心機構１０とを備えている。中心機構１０を構成する中心ポスト１０ａは、環状中心ＣＬに配置されている。中心ポスト１０ａには上下に間隔をあけて円盤状のクランプ部１２が取り付けられている。それぞれのクランプ部１２には、円筒状の加硫用ブラダ１１の上端部、下端部が把持されている。
【００１６】
上部プレート６は、その下面に上側サイドモールド部３ａの上面が対向して取り付けられる。上部プレート６は上側サイドモールド部３ａとともに上下移動する。
【００１７】
下部プレート７は、その上面に下側サイドモールド部３ｂの下面が対向して取り付けられる。下部プレート７は不動状態で地盤ベースに固定される。
【００１８】
それぞれのセグメント８は平面視で円弧形状であり、中心機構１０（環状中心ＣＬ）を中心にして円環状に配置されている。それぞれのセグメント８には、その内面側に対応するセクタモールド部２の外面が対向して取り付けられる。それぞれのセグメント８は、下部プレート７に載置される。
【００１９】
円環状のコンテナリング９は、中心機構１０（環状中心ＣＬ）を中心にした環状体であり、それぞれのセグメント８の外面側で上下移動する。コンテナリング９が上下移動することにより、コンテナリング９の内側傾斜面とそれぞれのセグメント８の外側傾斜面とが擦動する。そして、下方移動するコンテナリング９の内側傾斜面によって、それぞれのセグメント８の外側傾斜面が押圧されることで、それぞれのセグメント８に取り付けられたセクタモールド部２がセグメント８とともに環状中心ＣＬに対して近接移動する。
【００２０】
グリーンタイヤＧを加硫する際には、グリーンタイヤＧをモールド１の中に配置して、上部プレート６を下方移動させて上部プレート６と下部プレート７の上下間にそれぞれのセグメント８を挟んだ状態にする。この状態のそれぞれのセグメント８の外側傾斜面を、下方移動するコンテナリング９の内側傾斜面により押圧して、それぞれのセクタモールド部２を円環状に組み付けてモールド１を閉型する。
【００２１】
図３に例示するように閉型したモールド１の中では、グリーンタイヤＧの内側に配置された加硫用ブラダ１１に加熱媒体Ｍｈや加圧媒体Ｍｐを注入して膨張させる。これにより、グリーンタイヤＧに所定の圧力を付加するとともに、所定の温度で加熱して加硫を行う。
【００２２】
この加硫工程では、加硫用ブラダ１１は、内部に供給されたスチーム等の加熱媒体Ｍｈによって加熱される。加熱された加硫用ブラダ１１が有する熱エネルギーは、グリーンタイヤＧの内表面を通じてグリーンタイヤＧに注入される。
【００２３】
グリーンタイヤＧは、膨張させた加硫用ブラダ１１によってモールド１に向かって押圧され、モールド１が有する熱エネルギーはグリーンタイヤＧの外表面を通じてグリーンタイヤＧに注入される。詳述すると、グリーンタイヤＧのトレッド部およびショルダ部は、当接部分Ａ１の当接表面を通じてセクタモールド部２によって加熱される。グリーンタイヤＧの上側サイド部は、当接部分Ａ２の当接表面を通じて上側サイドモールド部３ａによって加熱される。グリーンタイヤＧの下側サイド部は、当接部分Ａ３の当接表面を通じて下側サイドモールド部３ｂによって加熱される。それぞれのモールド部２、３ａ、３ｂは例えば、上部プレート６、下部プレート７、セグメント８、コンテナリング等を介して加熱される。モールド２、３ａ、３ｂに形成された流路に加熱流体を流通させてそれぞれのモールド部２、３ａ、３ｂが加熱されることもある。
【００２４】
グリーンタイヤＧは部位によってゲージ厚さｔ（ｔ１、ｔ２、ｔ３）が異なっている。一般的に、トレッド部のゲージ厚ｔ１は、サイド部のゲージ厚ｔ２、ｔ３よりも大きくなっている。それぞれのサイド部のゲージ厚ｔ２、ｔ３は実質的に同じになっている。
【００２５】
ゲージ厚ｔが大きくなるに連れて、加硫に要する熱エネルギーは多くなる。換言すれば、グリーンタイヤＧのそれぞれの部位に対して同じ時間で同量の熱エネルギーを注入すると、相対的にゲージ厚ｔが大きい部位は相対的に加硫不足の状態になり、相対的にゲージ厚ｔが小さい部位は相対的に過加硫の状態になる。
【００２６】
そこで本発明では、それぞれのモールド部２、３ａ、３ｂに対して、それぞれのモールド部２、３ａ、３ｂが当接するグリーンタイヤの当接部分Ａ（Ａ１、Ａ２、Ａ３）のゲージ厚ｔ（ｔ１、ｔ２、ｔ３）の大きさに基づいて、それぞれのモールド部２、３ａ、３ｂの当接部分Ａの単位当接面積当たりの熱容量Ｑｍ（以下、単位当接面積熱容量Ｑｍという）が設定されている。したがって、それぞれのモールド部２、３ａ、３ｂの熱容量ＱＭは、熱容量ＱＭ＝単位当接面積熱容量Ｑｍ×当接部分Ａの当接面積ａによって算出される。それぞれの当接部分Ａとは、当接面積ａにより区画される体積領域であり、当接面積ａの外縁をグリーンタイヤＧの外表面と直交する方向（厚さ方向）に延在させることで当接部分Ａが区画される。
【００２７】
このゲージ厚ｔには、それぞれの部位（当接部分Ａ１、Ａ２、Ａ３）における最大ゲージ厚を簡易的に用いることができる。また、当接面積ａには、モールド１に形成された突起や溝を無視して算出した面積を簡易的に用いることができる。尚、ゲージ厚ｔは、未加硫ゴム部分に補強層等を含めた総厚にしてもよいが、未加硫ゴム部分の厚さのみを対象にすることがより好ましい。
【００２８】
具体的には、ゲージ厚ｔがより大きい当接部分Ａに当接するモールド部２、３ａ、３ｂの単位当接面積熱容量Ｑｍが相対的に大きく設定される。この実施形態では、トレッド部のゲージ厚ｔ１が、それぞれのサイド部のゲージ厚ｔ２、ｔ３よりも大きいので、セクタモールド部２の単位当接面積熱容量Ｑｍが上側サイドモールド部３ａ、下側サイドモールド部３ｂの単位当接面積熱容量Ｑｍよりも大きく設定される。上側サイドモールド部３ａおよび下側サイドモールド部３ｂの単位当接面積熱容量Ｑｍは同じ大きさに設定される。
【００２９】
加硫工程でのグリーンタイヤＧおよびモールド１の温度変化を分析すると、グリーンタイヤＧの厚肉部に熱エネルギーを供給するモールド１の当接部分Ａは、薄肉部に熱エネルギーを供給する当接部分Ａに比して、グリーンタイヤＧに当接すると温度上昇が鈍い。そして、グリーンタイヤＧの加硫律速部を早期に目標温度に到達させるには、グリーンタイヤＧとモールド１とが当接したら当接部分Ａの温度低下を抑制して、より早期にグリーンタイヤＧにより多くの熱エネルギーを注入することが重要である。したがって、厚肉部に熱エネルギーを供給するモールド１は、熱容量をより大きくして十分な熱エネルギーを蓄熱可能にすることが有効である。モールド１に蓄えられる熱エネルギーは、接触する別の金属部材を介して注入される熱エネルギーに比して、迅速にグリーンタイヤＧに熱を注入することができる。
【００３０】
したがって、グリーンタイヤＧを、ゲージ厚ｔが相対的に大きくてより多量の熱エネルギーが必要になる当接部分Ａ（Ａ１）と、ゲージ厚ｔが相対的に小さくてより少量の熱エネルギーで十分な当接部分Ａ（Ａ２、Ａ３）とに区別して、それぞれのモールド部２、３ａ、３ｂの単位当接面積熱容量Ｑｍを調整して熱容量ＱＭ（即ち、蓄熱性能および熱注入性能）を最適にする本発明によれば、グリーンタイヤＧの部位の厚さに応じた適切な加硫を迅速に行うことが可能になり、製造したタイヤ全体の加硫程度のばらつきを抑制することが可能になる。
【００３１】
加えて、それぞれのモールド部２、３ａ、３ｂの単位当接面積熱容量Ｑｍを調整するだけなので、既存の設備に対して複雑な設備を追加する必要がない。それ故、設備コストや製造工数が増えることを回避できる。
【００３２】
また、接続された金属部材を介して熱エネルギーをグリーンタイヤＧに注入する構造であると、接続部分の熱抵抗の制御が難しいだけでなく、接続部分の汚れや劣化によって伝熱性能が低下する。ところが、本発明によれば、グリーンタイヤＧに直接当接するモールド部２、３ａ、３ｂの単位当接面積熱容量Ｑｍを調整するだけなので、このような問題が生じないメリットもある。
【００３３】
この実施形態では、ゲージ厚ｔが相対的に大きいトレッド部およびショルダ部は、相対的に単位当接面積熱容量Ｑｍが大きいセクタモールド部２により加熱される。ゲージ厚ｔが相対的に小さい上側サイド部および下側サイド部は、相対的に単位当接面積熱容量Ｑｍが小さい上側サイドモールド部３ａ、下側サイドモールド部３ｂにより加熱される。そのため、トレッド部およびショルダ部にはセクタモールド部２を通じて迅速により多くの熱エネルギーが注入され、上側サイド部および下側サイド部はそれぞれ、上側サイドモールド部３ａ、下側サイドモールド部３ｂを通じてより少ない熱エネルギーが注入される。
【００３４】
その結果として、グリーンタイヤＧの部位の厚さに応じた適切な加硫を迅速に行うことができる。そして、製造されたタイヤにおいては、部位の厚さに依らず、タイヤ全体の加硫程度のばらつきが抑制される。即ち、製造したタイヤの加硫の過不足が是正されて品質が向上するとともに、加硫律速部に対応させて加硫時間を従来のように長くする必要がないのでタイヤの生産性向上にも寄与する。
【００３５】
それぞれのモールド部２、３ａ、３ｂは例えば、アルミニウム合金等の同じ比熱の材質により形成されている場合がある。このような場合にモールド部２、３ａ、３ｂの単位当接面積熱容量Ｑｍを異ならせるには、モールド部２、３ａ、３ｂの体積（質量）を異ならせる。具体的には、単位当接面積熱容量Ｑｍを大きくするには体積を大きくし、単位当接面積熱容量Ｑｍを小さくするには体積を小さくすることで、それぞれのモールド部２、３ａ、３ｂの単位当接面積熱容量Ｑｍの相対的な大きさを調整する。尚、それぞれのセクタモールド部２は、円周方向長さを異ならせていることがある。しかしながら、円周方向長さが相対的に長いセクタモールド部２は、その円周方向長さに比例して当接部分Ａ１の円周方向長さが長くなっている。それ故、それぞれのセクタモールド部２の単位当接面積熱容量Ｑｍは実質的に同じ大きさに設定される。
【００３６】
また、比熱の異なる材質を用いることで、それぞれのモールド部２、３ａ、３ｂの単位当接面積熱容量Ｑｍの相対的な大きさを調整することもできる。例えば、この実施形態においては、セクタモールド部２を、上側サイドモールド部３ａおよび下側サイドモールド部３ｂとは比熱が異なる材質によって形成し、より比熱が大きい材質を採用する。或いは、比熱の異なる材質を用いるとともに、体積（質量）を異ならせることで、それぞれのモールド部２、３ａ、３ｂの単位当接面積熱容量Ｑｍの相対的な大きさを調整することもできる。
【００３７】
それぞれのモールド部２、３ａ、３ｂの熱容量ＱＭと、それぞれに対応するグリーンタイヤＧの当接部分Ａ（Ａ１、Ａ２、Ａ３）の熱容量ＱＴとの比（ＱＭ／ＱＴ）の大小の序列は、それぞれの当接部分Ａのゲージ厚ｔの大きさの序列と同じにする。この実施形態では、当接部分Ａ１のゲージ厚ｔ１が、当接部分Ａ２、Ａ３のゲージ厚ｔ２、ｔ３よりも大きく、ゲージ厚ｔ２とｔ３は実質的に同じである（ｔ１＞ｔ２=ｔ３である）。
【００３８】
それ故、セクタモールド部２の熱容量ＱＭ１と当接部分Ａ１の熱容量ＱＴ１との比（ＱＭ１／ＱＴ１）、上側サイドモールド部３ａの熱容量ＱＭ２と当接部分Ａ２の熱容量ＱＴ２との比（ＱＭ２／ＱＴ２）、下側サイドモールド部３ｂの熱容量ＱＭ３と当接部分Ａ３の熱容量ＱＴ３との比（ＱＭ３／ＱＴ３）の序列は以下のとおりになる。（ＱＭ１／ＱＴ１）＞（ＱＭ２／ＱＴ２）＝（ＱＭ３／ＱＴ３）。尚、それぞれのモールド部２、３ａ、３ｂの熱容量ＱＭは、その材質（比熱）と質量に基づいて算出できる。それぞれの当接部分Ａ１、Ａ２、Ａ３の熱容量ＱＴは、構成部材の材質（比熱）および質量に基づいて算出できる。
【００３９】
図４に例示するモールド１の実施形態は、先の実施形態とは下側サイドモールド部３ｂの体積のみが異なっている。この実施形態では、グリーンタイヤＧの上側サイド部のゲージ厚ｔ２と下側サイド部のゲージ厚ｔ３とが実質的に同じであるが、下側サイドモールド部３ｂの単位当接面積熱容量Ｑｍが上側サイドモールド部３ａの単位当接面積熱容量Ｑｍよりも大きく設定されている。
【００４０】
横倒し状態でグリーンタイヤＧを加硫すると、加硫用ブラダ１１の内部ではドレーン水が流下する等の理由によって、上端部よりも下端部の温度が低下する。それ故、グリーンタイヤＧの内側での温度のばらつきを是正するために、当接部分Ａのゲージ厚ｔが同じモールド部が複数ある場合には、この実施形態のように、より下方に配置される下側サイドモールド部３ｂの単位当接面積熱容量Ｑｍを上側サイドモールド部３ａよりも相対的に大きくするとよい。これにより、製造したタイヤ全体の加硫程度のばらつきを抑制するには有利になる。
【符号の説明】
【００４１】
１  タイヤ加硫用モールド
２  セクタモールド部
３ａ  上側サイドモールド部
３ｂ  下側サイドモールド部
４ａ  上側ビードリング
４ｂ  下側ビードリング
５  加硫装置
６  上部プレート
７  下部プレート
８  セグメント
９  コンテナリング
１０  中心機構
１０ａ  中心ポスト
１１  加硫用ブラダ
１２  クランプ部
Ｇ  グリーンタイヤ
Ａ（Ａ１、Ａ２、Ａ３）  当接部分
ｔ（ｔ１、ｔ２、ｔ３）  ゲージ厚
Ｑｍ  単位当接面積熱容量
Ｍｈ  加熱媒体
Ｍｐ  加圧媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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