(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グリーンタイヤを収容する金型の中心位置に、一対のタイヤビード部をそれぞれ前記金型のビードリングに対して抑えつける一対の把持部材をタイヤ径方向及びタイヤ軸方向に変位させる中心機構を配設し、前記ビードリングと前記把持部材とをタイヤ軸方向に延びる円筒状の摺動面に沿って互いに摺動自在に構成し、前記ビードリングに対する前記把持部材の押し込み量を、把持部材に負荷するタイヤ軸方向の圧力に基づいて制御することにより、前記タイヤビード部の体積に応じて変更自在にして、タイヤビード部の体積が大きい場合は、把持部材の押し込み量を少なくし、タイヤビード部の体積が小さい場合は、把持部材の押し込み量を大きくするタイヤ加硫機であり、前記中心機構が、内側中心軸を外側中心軸に内挿するとともに外側中心軸から上方に突出させた二重管構造であり、それぞれの中心軸がタイヤ軸方向の移動量を制御可能に構成され、それぞれの中心軸の外周面に円盤状の支持盤を取り付け、内側中心軸に取り付けた上側の支持盤の上面に前記一対の把持部材の一方の把持部材を構成する複数の円弧状の分割体を配置して、内側中心軸に沿ってタイヤ軸方向に移動する駆動部材と、それぞれの分割体とをリンク部材を介して連結し、駆動部材の移動によりそれぞれの分割体を、タイヤ径方向に移動させて拡張時には環状の一方の把持部材を形成するように構成し、外側中心軸に取り付けた下側の支持盤の下面に前記一対の把持部材の他方の把持部材を構成する複数の円弧状の分割体を配置して、外側中心軸に沿ってタイヤ軸方向に移動する駆動部材と、それぞれの分割体とをリンク部材を介して連結し、駆動部材の移動によりそれぞれの分割体を、タイヤ径方向に移動させて拡張時には環状の他方の把持部材を形成するように構成し、前記内側中心軸および外側中心軸をタイヤ軸方向に移動させて、上側の支持盤と下側の支持盤との間隔を拡大することにより、環状のそれぞれの把持部材をそれぞれのタイヤビード部に押し付ける構成にしたタイヤ加硫機。
【請求項２】
グリーンタイヤを収容する金型の中心位置に、一対のタイヤビード部をそれぞれ前記金型のビードリングに対して抑えつける一対の把持部材をタイヤ径方向及びタイヤ軸方向に変位させる中心機構を配設し、前記ビードリングと前記把持部材とをタイヤ軸方向に延びる円筒状の摺動面に沿って互いに摺動自在に構成し、前記中心機構が、内側中心軸を外側中心軸に内挿するとともに外側中心軸から上方に突出させた二重管構造であり、それぞれの中心軸がタイヤ軸方向の移動量を制御可能に構成され、それぞれの中心軸の外周面に円盤状の支持盤を取り付け、内側中心軸に取り付けた上側の支持盤の上面に前記一対の把持部材の一方の把持部材を構成する複数の円弧状の分割体を配置して、内側中心軸に沿ってタイヤ軸方向に移動する駆動部材と、それぞれの分割体とをリンク部材を介して連結し、駆動部材の移動によりそれぞれの分割体を、タイヤ径方向に移動させて拡張時には環状の一方の把持部材を形成するように構成され、外側中心軸に取り付けた下側の支持盤の下面に前記一対の把持部材の他方の把持部材を構成する複数の円弧状の分割体を配置して、外側中心軸に沿ってタイヤ軸方向に移動する駆動部材と、それぞれの分割体とをリンク部材を介して連結し、駆動部材の移動によりそれぞれの分割体を、タイヤ径方向に移動させて拡張時には環状の他方の把持部材を形成するように構成され、前記内側中心軸および外側中心軸をタイヤ軸方向に移動させて、上側の支持盤と下側の支持盤との間隔を拡大することにより、環状のそれぞれの把持部材をそれぞれのタイヤビード部に押し付けるようにし、前記ビードリングに対する前記把持部材の押し込み量を、把持部材に負荷するタイヤ軸方向の圧力に基づいて制御することにより、前記タイヤビード部の体積に応じて変更自在にして、タイヤビード部の体積が大きい場合は、把持部材の押し込み量を少なくし、タイヤビード部の体積が小さい場合は、把持部材の押し込み量を大きくするタイヤ加硫機を使用し、前記金型内にグリーンタイヤを挿入し、タイヤビード部のヒール側にテーパー面を成形し、該タイヤビード部のトウ側に円筒面を成形した状態で前記グリーンタイヤを加硫するタイヤ加硫方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤを加硫するための加硫機及び加硫方法に関し、さらに詳しくは、ブラダーレス構造を有し、しかもビード形状の再現性を高めるようにしたタイヤ加硫機及びタイヤ加硫方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常のタイヤ加硫では、加硫機に投入されたグリーンタイヤ（未加硫タイヤ）の内側にブラダーと呼ばれるゴム製の袋を挿入し、このブラダーの内部に加熱媒体としてスチームや温水を導入し、この状態でタイヤを加硫している。ところが、ブラダーを用いる従来の加硫方法では、ブラダーの作製や加硫機へのセットに多大な工数を要するだけでなく、エネルギーロスが大きくて加硫に時間が掛かるため、タイヤ生産効率の向上やコストの低減にとって障害となる点が多い。
【０００３】
上記ブラダーを用いた加硫方法における不都合を解消するために、例えば、特開平２−２１２１０５号公報や特開平６−７１６５２号公報には、ブラダーレス加硫機が提案されている。これらブラダーレス加硫機は、ゴム製のブラダーの替わりに、タイヤビード部を押さえ込む機械的な手段を備えている。
【０００４】
しかしながら、ブラダーレス加硫機では、タイヤビード部を押さえ込む機械的な手段がグリーンタイヤのビード部のボリュームに応じて柔軟に変位することができないので、そのボリュームが大きいときにはビード部を押し潰し、ボリュームが小さいときには空隙が残存し、その結果、ビード形状の再現性が低くなるという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ブラダーレス構造を有し、しかもビード形状の再現性を高めることを可能にしたタイヤ加硫機及びタイヤ加硫方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のタイヤ加硫機は、グリーンタイヤを収容する金型の中心位置に、一対のタイヤビード部をそれぞれ前記金型のビードリングに対して抑えつける一対の把持部材をタイヤ径方向及びタイヤ軸方向に変位させる中心機構を配設し、前記ビードリングと前記把持部材とをタイヤ軸方向に延びる円筒状の摺動面に沿って互いに摺動自在に構成し、前記ビードリングに対する前記把持部材の押し込み量を、把持部材に負荷するタイヤ軸方向の圧力に基づいて制御することにより、前記タイヤビード部の体積に応じて変更自在にして、タイヤビード部の体積が大きい場合は、把持部材の押し込み量を少なくし、タイヤビード部の体積が小さい場合は、把持部材の押し込み量を大きくするタイヤ加硫機であり、前記中心機構が、内側中心軸を外側中心軸に内挿するとともに外側中心軸から上方に突出させた二重管構造であり、それぞれの中心軸がタイヤ軸方向の移動量を制御可能に構成され、それぞれの中心軸の外周面に円盤状の支持盤を取り付け、内側中心軸に取り付けた上側の支持盤の上面に前記一対の把持部材の一方の把持部材を構成する複数の円弧状の分割体を配置して、内側中心軸に沿ってタイヤ軸方向に移動する駆動部材と、それぞれの分割体とをリンク部材を介して連結し、駆動部材の移動によりそれぞれの分割体を、タイヤ径方向に移動させて拡張時には環状の一方の把持部材を形成するように構成し、外側中心軸に取り付けた下側の支持盤の下面に前記一対の把持部材の他方の把持部材を構成する複数の円弧状の分割体を配置して、外側中心軸に沿ってタイヤ軸方向に移動する駆動部材と、それぞれの分割体とをリンク部材を介して連結し、駆動部材の移動によりそれぞれの分割体を、タイヤ径方向に移動させて拡張時には環状の他方の把持部材を形成するように構成し、前記内側中心軸および外側中心軸をタイヤ軸方向に移動させて、上側の支持盤と下側の支持盤との間隔を拡大することにより、環状のそれぞれの把持部材をそれぞれのタイヤビード部に押し付ける構成にしたことを特徴とするものである。
【０００７】
また、上記目的を達成するための本発明のタイヤ加硫方法は、上記タイヤ加硫機を使用し、金型内にグリーンタイヤを挿入し、タイヤビード部のヒール側にテーパー面を成形し、該タイヤビード部のトウ側に円筒面を成形した状態でグリーンタイヤを加硫することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明では、タイヤ加硫機をブラダーレス構造とし、ビードリングと把持部材とをタイヤ軸方向に延びる円筒状の摺動面に沿って互いに摺動自在に構成し、ビードリングに対する把持部材の押し込み量をタイヤビード部の体積に応じて変更自在にしたことにより、従来のブラダーレス構造を有するタイヤ加硫機では一義的に決定していたビード部の断面積をグリーンタイヤの状態に応じて柔軟に変更することを可能にし、その結果、ビード形状の再現性を高めることができる。なお、把持部材の押し込み量は空気圧や油圧等の圧力に基づいて容易に制御することができる。
【０００９】
本発明において、ビードリングの非摺動面がタイヤビード部のヒール側にテーパー面を成形し、ビードリング及び把持部材のいずれか一方の摺動面がタイヤビード部のトウ側に円筒面を成形する。特に、加硫機下側では、ビードリングの非摺動面がタイヤビード部のヒール側にテーパー面を成形し、ビードリングの摺動面がタイヤビード部のトウ側に円筒面を成形する一方で、加硫機上側では、ビードリングの非摺動面がタイヤビード部のヒール側にテーパー面を成形し、把持部材の摺動面がタイヤビード部のトウ側に円筒面を成形する構成にすれば、グリーンタイヤのセンタリングを良好に行うことができる。
【００１０】
タイヤビード部のトウ側に円筒面を形成するに際し、円筒面のタイヤ軸方向の長さを３〜１０ｍｍに設定することが好ましい。また、タイヤビード部の円筒面のタイヤ軸方向に対する角度は０°にし、テーパー面のタイヤ軸方向に対する立ち上がり角度は５〜２５°することが好ましい。更に、タイヤビード部の円筒面の内径をタイヤ規格に定められたリム径の基準値以下に設定し、該リム径の基準値と円筒面の内径との差を８ｍｍ以下にすることが好ましい。タイヤビード部の円筒面及びテーパー面の寸法を上記の如く設定することにより、ビード形状の再現性を向上しながら加硫後のタイヤ性能を保障することができる。なお、リム径の基準値としては、ＪＡＴＭＡイヤーブック（２０００年度版）に定められた基準値を用いれば良い。
【００１１】
グリーンタイヤ及び加硫タイヤと把持部材との干渉を回避するために、把持部材を複数の分割片から構成し、中心機構が把持部材を複数の分割片に分解した状態でタイヤビード部の最小径より内側に収納することが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１〜図９は本発明の実施形態からなるタイヤ加硫機について説明するものである。図６に示すように、本発明のタイヤ加硫機は、グリーンタイヤＴを収容する金型として、タイヤサイド部を成形する下側プレート１及び上側プレート２と、タイヤビード部を成形する下側ビードリング３及び上側ビードリング４と、タイヤトレッド部を成形する複数のセクター５とを備えている。ビードリング３，４はそれぞれ下側プレート１及び上側プレート２に固定されている。上側プレート２はタイヤ軸方向（上下方向）に開閉し、複数のセクター５はそれぞれタイヤ径方向（水平方向）に開閉するようになっている。
【００１４】
金型の中心位置には、タイヤ軸方向に延長する二重管構造の中心軸７ａ，７ｂを備えた中心機構６が設けられている。これら中心軸７ａ，７ｂはタイヤ軸方向の移動量を制御可能に構成されている。中心軸７ａ，７ｂの外周面にはそれぞれ円盤状の支持盤８ａ，８ｂが取り付けられ、これら支持盤８ａ，８ｂに放射状に延びる複数のレール９ａ，９ｂが形成されている。レール９ａ，９ｂにはそれぞれ把持部材１０ａ，１０ｂを構成する複数の円弧状の分割片１１ａ，１１ｂが摺動自在に設けられている。これら分割片１１ａ，１１ｂはそれぞれリンク部材１２ａ，１２ｂを介して駆動部材１３ａ，１３ｂに連結されている。そのため、駆動部材１３ａ，１３ｂを中心軸７ａ，７ｂに沿って移動させることにより、分割片１１ａ，１１ｂがタイヤ径方向に移動する。
【００１５】
図９に示すように、複数の円弧状の分割片１１ａは、拡張時に環状の把持部材１０ａを形成し、収縮時にはタイヤビード部Ｂの最小径より内側に収納される。上記収納形態を実施にするには、隣り合う分割片１１ａ，１１ａについてリンク部材１２ａの長さを異ならせ、収縮時におけるタイヤ径方向の位置を互いに異ならせるようにすれば良い。また、加硫機上側の把持部材１０ｂについても、上記と同様のリンク機構を形成すれば良い。これにより、中心機構６の把持部材１０ａ，１０ｂがグリーンタイヤＴの投入時や加硫タイヤの搬出時に障害になることを回避できる。また、グリーンタイヤＴ内で環状に形成された把持部材１０ａ，１０ｂは、中心軸７ａ，７ｂの操作によりグリーンタイヤＴの一対のタイヤビード部Ｂ，Ｂをそれぞれビードリング３，４に対して抑えつける。
【００１６】
図７はビードリングと把持部材を拡大して示すものであり、図８はタイヤビード部を拡大して示すものである。但し、図７及び図８では、図面の縦方向をタイヤ径方向とし、図面の横方向をタイヤ軸方向としている。
【００１７】
図７（ａ）に示すように、下側ビードリング３はタイヤ軸方向に対して傾斜する非摺動面Ｘ1 と、タイヤ径方向外側に面してタイヤ軸方向に対して０°となる摺動面Ｙ1 とを備えている。一方、把持部材１０ａはタイヤ径方向に延びる非摺動面Ｘ2 と、タイヤ径方向内側に面してタイヤ軸方向に対して０°となる摺動面Ｙ2 とを備えている。そのため、加硫機下側では、ビードリング３のテーパー状の非摺動面Ｘ1 がタイヤビード部Ｂのヒール側にテーパー面Ｓ1 を成形し、ビードリング３の円筒状の摺動面Ｙ1 がタイヤビード部Ｂのトウ側に円筒面Ｓ2 を成形する。
【００１８】
図７（ｂ）に示すように、上側ビードリング４はタイヤ軸方向に対して傾斜する非摺動面Ｘ3 と、タイヤ径方向内側に面してタイヤ軸方向に対して０°となる摺動面Ｙ3 とを備えている。一方、把持部材１０ｂはタイヤ径方向に延びる非摺動面Ｘ4 と、タイヤ径方向外側に面してタイヤ軸方向に対して０°となる摺動面Ｙ4 とを備えている。そのため、加硫機上側では、ビードリング４のテーパー状の非摺動面Ｘ3 がタイヤビード部Ｂのヒール側にテーパー面Ｓ1 を成形し、把持部材１０ｂの円筒状の摺動面Ｙ4 がタイヤビード部Ｂのトウ側に円筒面Ｓ2 を成形する。
【００１９】
次に、上述したタイヤ加硫機を用いて空気入りタイヤを加硫する方法について説明する。先ず、図１に示すように、グリーンタイヤＴを搬送具１４により搬送し、金型を開けた状態でグリーンタイヤＴを下側プレート１の上にセットする。このとき、中心機構６は把持部材１０ａ，１０ｂを縮径状態にし、かつ把持部材１０ａ，１０ｂを下側に寄せた状態で保持する。グリーンタイヤＴのセット後、図２に示すように、複数のセクター５をグリーンタイヤＴの外周側に配置するように移動させる。
【００２０】
次に、図３に示すように、中心機構６の駆動部材１３ａ，１３ｂを中心軸７ａ，７ｂに沿って移動させることにより、分割片１１ａ，１１ｂをタイヤ径方向外側に拡張して環状の把持部材１０ａ，１０ｂを形成する。次いで、図４に示すように、上側プレート２をグリーンタイヤＴの上方に配置するように移動させる一方で、中心軸７ａ，７ｂをタイヤ軸方向に沿って移動させて中心機構６のベース幅を拡大することにより、把持部材１０ａ，１０ｂをそれぞれタイヤビード部Ｂ，Ｂに押し付ける。
【００２１】
このとき、下側のタイヤビード部Ｂは下側ビードリング３によってセンタリングされ、上側のタイヤビード部Ｂは上側の把持部材１０ｂによってセンタリングされる。即ち、加硫機下側のビードリング３にはタイヤ径方向外側に面した円筒状の摺動面Ｙ1 を設け、加硫機上側の把持部材１０ｂにはタイヤ径方向外側に面した円筒状の摺動面Ｙ4 を設けているので、グリーンタイヤＴのセンタリングを良好に行うことができる（図７参照）。
【００２２】
次に、図５に示すように、複数のセクター５を更にタイヤ径方向内側に移動させると共に、上側プレート２を更に下方に移動させて金型を閉める。そして、図６に示すように、グリーンタイヤＴに内圧Ｐ1 を負荷すると共に、把持部材１０ａ，１０ｂに対してタイヤ軸方向の押し込み圧Ｐ2 を負荷し、その状態でグリーンタイヤＴを加硫する。このとき、ビードリング３，４に対する把持部材１０ａ，１０ｂの押し込み量をグリーンタイヤＴにおけるビード部Ｂの体積に応じて適宜設定する。即ち、タイヤビード部Ｂのボリュームが大きいときには押し込み量を少なくし、ボリュームが小さいときには押し込み量を大きくする。このようにしてビードリング３，４及び把持部材１０ａ，１０ｂで規定されるタイヤビード部Ｂの断面積をグリーンタイヤＴの状態に応じて柔軟に変更することにより、ビード形状の再現性を高めることができる。
【００２３】
把持部材１０ａ，１０ｂの押し込み量は、把持部材１０ａ，１０ｂに負荷する押し込み圧Ｐ2 に基づいて設定することができる。この押し込み圧Ｐ2 は空気圧や油圧等の圧力を利用して容易に制御することが可能である。上記押し込み圧Ｐ2 を適切に制御すれば、グリーンタイヤＴの内面に形成される把持界面の段差を最小限に抑制することができる。
【００２４】
上述のようにして加硫された空気入りタイヤにおいては、タイヤビード部Ｂのヒール側にテーパー面Ｓ1 が成形され、タイヤビード部Ｂのトウ側に円筒面Ｓ2 が成形される（図８参照）。
【００２５】
図８に示すように、タイヤビード部Ｂのトウ側に円筒面Ｓ2 を設けるに際し、円筒面Ｓ2 のタイヤ軸方向の長さＬが３〜１０ｍｍになるようにビードリング３，４と把持部材１０ａ，１０ｂの寸法及び位置関係を設定すると良い。この長さＬが３ｍｍ未満であるとビードリング３，４に対する把持部材１０ａ，１０ｂの押し込み量を十分に確保することが困難になり、逆に１０ｍｍを超えるとタイヤの嵌合性が低下する。把持部材１０ａ，１０ｂをビードリング３，４に対して押し込んでいくと最終的には機械的な当て止めになるが、円筒面Ｓ2 長さＬを上記範囲に設定しておけば機械的な当て止めに至ることはない。
【００２６】
また、タイヤビード部Ｂの円筒面Ｓ2 のタイヤ軸方向に対する角度は０°にし、テーパー面Ｓ1 のタイヤ軸方向に対する立ち上がり角度θは５〜２５°すると良い。円筒面Ｓ2 のタイヤ軸方向に対する角度が実質的に０°でないとビードリングと把持部材とが摺動する際に界面にゴムが流入する恐れがある。また、テーパー面Ｓ1 の立ち上がり角度θが上記範囲から外れるとタイヤの嵌合性が低下する。
【００２７】
更に、タイヤビード部Ｂの円筒面Ｓ2 の内径Ｄはタイヤ規格に定められたリム径の基準値以下に設定し、該リム径の基準値と円筒面の内径Ｄとの差を８ｍｍ以下にすると良い。この内径Ｄがリム径の基準値を超えるとタイヤの嵌合性が低下し、逆に内径Ｄがリム径の基準値に比べて８ｍｍを超えて小さくなるとリム組み作業が困難になる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、グリーンタイヤを収容する金型の中心位置に、一対のタイヤビード部をそれぞれ金型のビードリングに対して抑えつける一対の把持部材をタイヤ径方向及びタイヤ軸方向に変位させる中心機構を配設し、ビードリングと把持部材とをタイヤ軸方向に延びる円筒状の摺動面に沿って互いに摺動自在に構成し、ビードリングに対する把持部材の押し込み量を、把持部材に負荷するタイヤ軸方向の圧力に基づいて制御することにより、前記タイヤビード部の体積に応じて変更自在にして、タイヤビード部の体積が大きい場合は、把持部材の押し込み量を少なくし、タイヤビード部の体積が小さい場合は、把持部材の押し込み量を大きくするタイヤ加硫機を用いることにより、ブラダーレス構造を備えながら、ビード形状の再現性を高めることができる。
【００２９】
従って、ブラダーに起因する生産性の低下や加硫故障、熱効率の低下、更にはブラダー製造コストの負担を受けることなく、良好なビード形状を有する高品質の空気入りタイヤを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなるタイヤ加硫機を用いた加硫方法の第１工程を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態からなるタイヤ加硫機を用いた加硫方法の第２工程を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態からなるタイヤ加硫機を用いた加硫方法の第３工程を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態からなるタイヤ加硫機を用いた加硫方法の第４工程を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態からなるタイヤ加硫機を用いた加硫方法の第５工程を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態からなるタイヤ加硫機を用いた加硫方法の第６工程を示す断面図である。
【図７】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明の実施形態からなるタイヤ加硫機の要部を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態からなるタイヤ加硫機で成形されるタイヤビード部を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態からなるタイヤ加硫機の要部を示す平面図である。
【符号の説明】
１  下側プレート
２  上側プレート
３  下側ビードリング
４  上側ビードリング
５  セクター
６  中心機構
７ａ，７ｂ  中心軸
８ａ，８ｂ  支持盤
９ａ，９ｂ  レール
１０ａ，１０ｂ  把持部材
１１ａ，１１ｂ  分割片
１２ａ，１２ｂ  リンク部材
１３ａ，１３ｂ  駆動部材
１４  搬送具
Ｘ1 〜Ｘ4   非摺動面
Ｙ1 〜Ｙ4   摺動面
Ｓ1   テーパー面
Ｓ2   円筒面
Ｌ  円筒面の長さ
Ｄ  円筒面の内径
θ  テーパー面の立ち上がり角度
Ｔ  グリーンタイヤ
Ｂ  タイヤビード部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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