JP2015123703A - タイヤ加硫用ブラダ - Google Patents

Abstract

【課題】グリーンタイヤＧを加硫するとき、上側部分と下側部分の温度差を小さくするようにしたタイヤ加硫用ブラダ１を提供する。
【解決手段】モールド１０内で横置き状態にセットされたグリーンタイヤＧを加硫する際に使用されるタイヤ加硫用ブラダ１において、ブラダ１の内面の少なくともタイヤセンターＣから下側のショルダー部に相当する部分に、タイヤ子午線に対して傾斜した方向に延びるゴム製のリブ１１を、タイヤ周方向に間隔をあけて複数形成したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ加硫用ブラダに関し、更に詳しくは、モールドに横置き状態にセットされたグリーンタイヤを加硫するとき、上側部分と下側部分の温度差を小さくするようにしたタイヤ加硫用ブラダに関する。

空気入りタイヤを加硫成形するとき、図５に示すように、グリーンタイヤＧをモールド１０の中にセットした後、このグリーンタイヤＧの内部に加硫用ブラダ１を挿入し、これにスチームＳを注入・充填し膨張させることによりグリーンタイヤＧを加圧・加熱することが多い。グリーンタイヤＧは加硫装置６に取り付けられたモールド１０内で横置きにセットされ、加硫用ブラダ１は筒軸方向が上下方向になるように配置される。スチームＳは、加硫用ブラダ１を内側から膨張させグリーンタイヤＧをモールド１０の内面との間で押圧し加熱する。これに伴いスチームＳが冷やされて一部が凝縮し水になり、加硫用ブラダ１の内面に付着する。付着した凝縮水Ｗは、加硫用ブラダの内壁面を伝って流下し底部に溜まる。底部に溜まった凝縮水Ｗが円環状の帯を形成することもある。

加硫用ブラダの底部の凝縮水が溜まった領域は、空気入りタイヤのサイド部を中心にショルダー部からビード部に相当する部分である。凝縮水の温度はスチームの温度と比べ低いため、これに接するブラダ底部の領域において加熱する強さが、他の領域と比べ弱くなる。すなわち、加硫用ブラダ下側のタイヤのショルダー部からビード部に相当する部分の温度が、他の部分、特に加硫用ブラダ上側のショルダー部からビード部に相当する部分の温度よりも低くなり、タイヤ品質や生産性に影響を及ぼすことが懸念される。

このため特許文献１，２は、加硫用ブラダ内のスチームに対流を起こすことによりスチームを混合し温度を均一にして、加硫用ブラダの上下領域の温度差を小さくすることを提案する。しかし、これらの方法では、スチームの凝縮を全くなくすことは困難であり凝縮水にかかる問題は解決されていない。また特許文献３は、モールドに排水パイプを設け、溜まった凝縮水を外部に排出することを提案する。しかし、加硫の１サイクル中に生じた凝縮水を完全に除去することはできない。

これら特許文献１〜３に記載された方法は、いずれもモールド及び／又は加硫装置の設備工事を伴い、既存のモールド及び加硫装置に適用するには生産コストが増加するという課題がある。また高品質の空気入りタイヤを安定的に製造するため加硫用ブラダの更なる改良が求められていた。

特開２０１２−２１８２９９号公報 特開２０１３−１５９０４９号公報 特開２００３−３２６５２６号公報

本発明の目的は、上述した問題点を解決するため、グリーンタイを加硫するとき、タイヤ加硫用ブラダの上側部分と下側部分の温度差を小さくするタイヤ加硫用ブラダを提供することにある。

上記目的を達成する本発明のタイヤ加硫用ブラダは、モールド内で横置き状態にセットされたグリーンタイヤを加硫する際に使用されるタイヤ加硫用ブラダにおいて、該ブラダの内面の少なくともタイヤセンターから下側のショルダー部に相当する部分に、タイヤ子午線に対して傾斜した方向に延びるゴム製のリブを、タイヤ周方向に間隔をあけて複数形成したことを特徴とする。

本発明によれば、タイヤ加硫用ブラダの内面のタイヤセンターから下側のショルダー部に相当する部分に、タイヤ子午線に対し傾斜したゴム製のリブを、タイヤ周方向に間隔をあけて複数配置したので、加硫時にブラダの内面に付着した凝縮水が、傾斜したリブに沿って下方に流れ、ブラダの底部に達するとリブの傾斜方向に誘導された方向に流れるようになる。これにより底部に溜まった凝縮水に深さ方向の対流や混合が起こり凝縮水の表面と、ブラダと接する、表面よりも冷えた凝縮水の温度がより均一になり、タイヤ加硫用ブラダと接する面の温度が高くなる。その結果、タイヤ加硫用ブラダの上側部分と下側部分の温度差を小さくすることができ、高品質の空気入りタイヤを安定的に製造することができる。またその内面に傾斜したリブを形成するだけなので、簡便にかつ低コストでタイヤ加硫用ブラダを改良することができる。

タイヤ加硫用ブラダの内面には、下側のショルダー部からビード部に相当する部分に、ゴム製の突起をタイヤ周方向に間隔をあけて複数形成することができる。これにより底部に溜まった凝縮水内の上下方向の混合を促進し凝縮水の温度を均一化することができる。

またブラダ底部に形成したゴム製の突起が突出する方向を、リブの傾斜方向に向けて傾けることができる。この仕様により、ブラダ底部の凝縮水の流れ方向に逆らう方向に突起が突出するので、凝縮水内の上下方向の混合をより一層促進することができる。

本発明の空気入りタイヤの製造方法は、上述したタイヤ加硫用ブラダを用いてグリーンタイヤを加硫することにより高品質の空気入りタイヤを安定的に製造することができる。

本発明のタイヤ加硫用ブラダの実施形態の一例を子午線方向断面で示す説明図である。 本発明のタイヤ加硫用ブラダの実施形態の他の例を子午線方向断面で示す説明図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれタイヤ加硫用ブラダの内面に形成するリブおよび突起の実施形態を例示する展開図の一部分である。 図４（ａ）はブラダ底部の凝縮水の流れを模式的に示す説明図であり、図４（ｂ）（ｃ）はそれぞれ図２のＸ−Ｘ矢視断面図である。 従来のタイヤ加硫用ブラダを子午線方向の半断面で示す説明図である。

以下、本発明のタイヤ加硫用ブラダを図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１に例示する本発明の加硫用ブラダ１（以下、ブラダ１という。）は、ブチルゴム等からなるゴム製であり略筒状に形成されている。ブラダ本体部２の膜厚は所定の略一定の厚さになっていて、その筒軸方向両端部（開口縁部）はそれぞれ、ブラダ本体部２の膜厚よりも厚く形成された上側クランプ部３ａ、下側クランプ部３ｂになっている。

ブラダ１は、加硫装置の中心機構７に取り付けられる。具体的にブラダ１の上側クランプ部３ａ、下側クランプ部３ｂはそれぞれ、中心機構７のセンターポストに取り付けられた円盤状の上側保持部８ａ、下側保持部８ｂに保持される。中心機構７のセンターポストには、ブラダ１の内部にスチームを注入する注入ノズル９ａが設けられている。

本発明のブラダ１は、その内面のタイヤセンターＺ１から下側のショルダー部Ｚ２に相当する部分に、ゴム製のリブ１１をタイヤ周方向に間隔をあけて複数形成する。リブ１１はタイヤ子午線に対し傾斜する方向に延び、その上端はタイヤセンターＺ１に相当する部分を含め、その上側にあり、下端部はショルダー部Ｚ２に相当する部分にある。

リブ１１を配置することにより、凝縮水に一方向の流れを起こすことができる。具体的に、グリーンタイヤを加硫するとき、ブラダ内でスチームが凝縮しその壁面に凝縮水が付着する。付着した水滴は、重力よりブラダの壁面を下方に伝い落ち、リブ１１に到達する。その後、凝縮水の滴は傾斜したリブを伝い下方に流れる。これにより、凝縮水に一方向の流れが生じる。この流れは、凝縮水がブラダの底部に達しても維持され、リブ１１に誘導された一定の方向に流れるようになる。

ブラダの底部の凝縮水に流れがあると、その中に対流が起こるので凝縮水の温度が均一になる。例えばブラダの底部に凝縮水が溜まった場合、凝縮水に流れがなく一か所に留まると、ブラダの底面に接する凝縮水の層が一層冷やされ、その結果ブラダの底部では内部から外部への伝熱作用が小さくなる。このため凝縮水に接するブラダ下側の底部と、その他の領域、例えばブラダ上側の天井部との間の温度差が大きくなる。これに対し、本発明のように凝縮水が流れを有するので、流れ方向に加え上下方向に対流が生じるため凝縮水の温度が均一になる。これによりブラダの底面に接する凝縮水の温度が高くなり、ブラダの底部における内部から外部への伝熱作用が大きくなる。このためブラダ下側の底部と、その他の領域、例えばブラダ上側の天井部との間の温度差を小さくすることができる。

本発明において、リブ１１は、タイヤ子午線に対して傾斜した方向に延在させる。タイヤ子午線に対して傾斜させる角度θは、凝縮水の滴を効率的に伝い流すことができれば特に制限されるものではないが、好ましくはタイヤ子午線に対し５〜６０°、より好ましくは３０〜４５°であるとよい。なおタイヤ子午線に対する傾斜角度は、ブラダ内面のタイヤセンターＺ１に相当する部分での角度を代表させるものとする。

リブ１１は、ブラダ内の周方向１周にわたり間隔をあけて複数形成される。リブ１１を周方向に形成する間隔は、タイヤセンターに相当するブラダ内面の周上の任意の点が、その点を含む子午線方向断面上に、少なくとも１つのリブ１１と交差するように決めることができる。リブ１１をこのように配置することにより、ブラダ内面の任意の点に付着し伝い落ちる凝縮水の滴を確実に受け止めることができる。リブ１１の周方向の間隔は、ブラダ１を適用するグリーンタイヤのサイズ（外径、断面幅、断面高さ、偏平比等）により適宜、設定することができるが、好ましくは３〜３０ｍｍ、より好ましくは５〜１５ｍｍであるとよい。

リブ１１は、ブラダ本体部２を構成するゴムによってブラダ本体部２と一体的に形成することができる。リブ１１の形状は特に制限させるものではなく、凝縮水の滴を受け止め、効率的に伝い流すことができればよい。リブ１１の断面形状としては、例えば（直角）三角形、長方形、台形等を例示することができる。なかでも直角三角形、長方形が好ましい。リブ１１の高さ（ブラダ本体部から突出する長さ）は、好ましくは０．１〜１．０ｍｍ、より好ましくは０．２〜０．５ｍｍであるとよい。リブ１１の高さをこのような範囲内にすることにより、自然降下する凝縮水の滴を受け止め、その傾斜方向に伝い流すことができる。

本発明において、ブラダ１の内面の下側のショルダー部からビード部に相当する部分に、ゴム製の突起をタイヤ周方向に間隔をあけて複数形成することが好ましい。これにより凝縮水の流れに上下方向の攪拌効果を加え、凝縮水の温度をより均一にすることができる。例えば図２に示すように、ブラダ１の内面の下側のショルダー部Ｚ２からビード部Ｚ３に相当する部分にゴム製の突起１２を形成することができる。突起１２は、タイヤ周方向に間隔をあけて複数形成するとよい。図示の例では、リブ１１により一方向の流れをもつ凝縮水は、ブラダの左側の底部において紙面の奥から手前に、右側の底部において紙面の手前から奥方向に流れることになる。これに対し底部に突起１２を配置することにより、凝縮水の流れを乱し、凝縮水の対流を促進して温度を均一化することができる。

突起１２の形態は、ショルダー部からビード部に連続的に延在する突条、断続的或いは不連続に延びる突条、または規則的或いは不規則に点在する突起のいずれでもよい。またこれら２以上の形態の組合せでもよい。ただし、突起１２の大きさ（高さ、長さ）は、凝縮水の流れを完全にせき止めるものであってはならない。突起１２の大きさは、ブラダ１を適用するグリーンタイヤのサイズ、ブラダ１の内容積、加硫条件（スチームの温度、圧力、加硫時間等）などにより適宜、設定することができる。突起１２の高さは、好ましくは０．１〜１．０ｍｍ、より好ましくは０．２〜０．５ｍｍであるとよい。

図３（ａ）（ｂ）（ｃ）は、ブラダ内面の一部分の展開図であり、タイヤセンターＺ１から下側のショルダー部Ｚ２を経てビード部Ｚ３に相当する部分において、リブ１１および突起１２を配置した実施形態を模式的に示す説明図である。

図３（ａ）では、ブラダ内面のタイヤセンターＺ１から下側のショルダー部Ｚ２に相当する部分に、タイヤ子午線に対し角度θで傾斜するリブ１１がタイヤ周方向に間隔をあけて複数配置されている。また下側のショルダー部Ｚ２からビード部に相当する部分Ｚ３、すなわち筒状のブラダの底部には、突起１２がタイヤ周方向に間隔をあけて複数配置されている。図示の例では、複数の突起１２は、筒軸中心から略放射状に延びる連続した突条に形成されている。突起１２として連続した突条を底部に立設するとき、その高さを低くすることにより、凝縮水の流れをせき止めないようにすることができる。

また図３（ｂ）に示すように、複数の突起１２を、筒軸中心から略放射状に断続的に延びる短い突条に形成することもできる。図示の例では、短い突条を３列に配置し、更に真ん中の列の配置を、周方向にずらすようにしている。これにより凝縮水の流れをせき止めないようにすると共に、短い突条を左右によける流れが発生するため、凝縮水の対流が促進され、凝縮水の温度を一層均一にすることができる。

図３（ｃ）では、複数の突起１２を、平面視が正方形になるように形成した例を示す。この仕様により、凝縮水の流れをせき止めないようにすることができる。なお突起の平面視の形状は、図示の例の他、三角形、長方形、台形、ひし形、他の多角形、円形、不定形等任意の形状にすることができる。

本発明において、突起１２をブラダ本体部２の内面から突出する方向を、リブ１１の傾斜方向に向けて傾けることが好ましい。例えばリブ１１を伝ってブラダの底部に達した凝縮水の流れが、図４（ａ）に模式的に示すように、矢印ｆの方向に流れるものとする。このｆ方向の流れに対し、図４（ｂ）に示すように、複数の突起１２をリブ１１の傾斜方向に向けて傾けること、すなわち突起１２の上流側の壁面の傾斜がリブ１１の傾斜方向におよそ平行になるように立設することが好ましい。図示のように突起１２を凝縮水の流れ方向ｆに対し逆目になるように傾けて突出させることにより、水層の上下方向の流れを促進し凝縮水の温度をより一層均一にすることができる。

一方、図４（ｃ）に示すように、突起１２を凝縮水の流れ方向ｆに対し順目になるように傾けると、凝縮水の層内の上下方向の対流を強くすることが、図４（ｂ）の突起１２ほどには期待されない。

なお図４（ｂ）（ｃ）は、図２のＸ−Ｘ断面図であり、凝縮水の流れ方向ｆに対し突起１２を傾斜させて突出させる方向を模式的に説明するものである。図示の例は、突起１２の断面形状を三角形にしているが、上述した通り他の断面形状でもよい。また突起１２が傾斜して突出する角度は、流れ方向ｆに対し上流側における突起１２の壁面とブラダ本体部２とがなす角度であるものとする。

上述したタイヤ加硫用ブラダを用いてグリーンタイヤを加硫することにより高品質の空気入りタイヤを安定的に製造することができる。本発明の空気入りタイヤの製造方法は、加硫装置６に設置されたモールド１０内に横置き状態にセットされたグリーンタイヤＧにブラダ１を挿入して加硫成形する。グリーンタイヤＧは、開型したモールド１０の内部に配置され、その内側にブラダ１が挿入される。次いで、モールド１０を閉型し、注入ノズル９ａからブラダ１の内部にスチームＳを注入、充填し、ブラダ本体部２を膨張させてグリーンタイヤＧの内面を押圧しつつ加熱する。スチームＳは、膨張、加熱を通して熱エネルギーが奪われるため、その一部が凝縮してブラダ本体部２の内面に水滴として付着する。この水滴は成長し、ブラダ本体部２の内面に沿って伝い落ち、リブ１１に受け止められる。リブ１１により集められた凝縮水は、傾斜方向の下方に向かって伝い流れ、ブラダの底部に達しても流れが維持される。これにより凝縮水の内部に対流が生じ、温度が上下方向で均一になり、ブラダの底部の温度を高くすることができる。これに伴い、ブラダ下側の底部と、他の領域、例えばブラダ上側の天井部との間で温度差が小さくなり、グリーンタイヤの加硫状態をより均質にすることができ、高品質の空気入りタイヤを安定的に製造することができる。

以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

同一仕様のタイヤ（１９５／６５Ｒ１５）を加硫する際に、表１に示すようにリブ、突起の仕様を異ならせた６種類のブラダ（実施例１〜３、比較例１〜３）を使用して、スチーム（１．６ＭＰａ）を用い加硫時間６００秒の条件で空気入りタイヤを製造した。加硫中、ブラダの底部及び天井部の温度を測定し、その最大温度差を算出した。得られた結果は、比較例１の結果を１００とする指数とし、表１の「温度差」の欄に記載した。この指数が小さいほど、ブラダの底部及び天井部の温度が小さいことを意味する。

実施例１〜３のリブ１１は、タイヤセンターから下側のショルダー部に相当する部分に配置され、タイヤ子午線に対する傾斜角度θが３５°、高さ０．５ｍｍ、断面形状が半円形のリブであり、タイヤ周方向に１０ｍｍの間隔で配置されている。

実施例２及び比較例２の突起１２ａは、ショルダー部からビード部に相当する部分に配置された高さ０．３ｍｍ、長さ８０ｍｍ、断面形状が三角形で図４（ｂ）に示すように流方向ｆに逆目に立設した突起であり、その上流側の傾斜角度はブラダ底面部（水平面）に対し６０°かつ下流側の傾斜角度は４５°である。また突起１２ａの周方向の間隔は、長さ方向の中央部で１０ｍｍにした。

実施例３及び比較例３の突起１２ｂは、ショルダー部からビード部に相当する部分に配置された高さ０．３ｍｍ、長さ８０ｍｍ、断面形状が三角形で図４（ｃ）に示すように流方向ｆに順目に立設した突起であり、その上流側の傾斜角度はブラダ底面部（水平面）に対し４５°である。また突起１２ｂの周方向の間隔は、長さ方向の中央部で１０ｍｍにした。

１ ブラダ
２ ブラダ本体部
３ａ 上側クランプ部
３ｂ 下側クランプ部
６ 加硫装置
７ 中心機構
８ａ 上側保持部
８ｂ 下側保持部
９ａ 注入ノズル
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ モールド
１１ リブ
１２ 突起
Ｇ グリーンタイヤ
Ｓ スチーム
Ｗ 凝縮水
Ｚ１ タイヤセンター
Ｚ２ ショルダー部
Ｚ３ ビード部

Claims (4)

1. モールド内で横置き状態にセットされたグリーンタイヤを加硫する際に使用されるタイヤ加硫用ブラダにおいて、該ブラダの内面の少なくともタイヤセンターから下側のショルダー部に相当する部分に、タイヤ子午線に対して傾斜した方向に延びるゴム製のリブを、タイヤ周方向に間隔をあけて複数形成したことを特徴とするタイヤ加硫用ブラダ。
2. 前記ブラダの内面の下側のショルダー部からビード部に相当する部分に、ゴム製の突起をタイヤ周方向に間隔をあけて複数形成したことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫用ブラダ。
3. 前記ゴム製の突起が突出する方向を、前記リブの傾斜方向に向けて傾けたことを特徴とする請求項２に記載のタイヤ加硫用ブラダ。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ加硫用ブラダを用いてグリーンタイヤを加硫する空気入りタイヤの製造方法。

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