タイヤ加硫装置及びタイヤ製造方法
【課題】未加硫タイヤを加硫するときに、加硫モールドと加硫リングの間に隙間が生じるのを防止する。
【解決手段】加硫リング２１は、未加硫タイヤ９０のビード部９１に装着される。加硫モールド１０は、未加硫タイヤ９０と加硫リング２１を収容する。嵌合部１５は、加硫モールド１０の内周に設けられて加硫リング２１が嵌合する。嵌合部１５は、加硫モールド１０内に向かって次第に拡がる環状の傾斜面１５Ａを有する。加硫リング２１は、嵌合部１５よりも温度が低いときに、傾斜面１５Ａに隙間なく嵌合する傾斜した外周面２１Ａを有する。加硫リング２１は、温度の上昇に伴う熱膨張により傾斜面１５Ａに沿って変位する。
【解決手段】加硫リング２１は、未加硫タイヤ９０のビード部９１に装着される。加硫モールド１０は、未加硫タイヤ９０と加硫リング２１を収容する。嵌合部１５は、加硫モールド１０の内周に設けられて加硫リング２１が嵌合する。嵌合部１５は、加硫モールド１０内に向かって次第に拡がる環状の傾斜面１５Ａを有する。加硫リング２１は、嵌合部１５よりも温度が低いときに、傾斜面１５Ａに隙間なく嵌合する傾斜した外周面２１Ａを有する。加硫リング２１は、温度の上昇に伴う熱膨張により傾斜面１５Ａに沿って変位する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加硫モールド内で未加硫タイヤを加硫するタイヤ加硫装置とタイヤ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤを製造するときには、未加硫タイヤを加硫モールド内で加熱して加硫する。従来、未加硫タイヤにシェーピング機構をセットした後、未加硫タイヤとシェーピング機構を加硫モールド内に収容するタイヤ加硫装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
図７は、このような従来のタイヤ加硫装置の例を示す断面図である。図７では、タイヤ加硫装置１００の一部と未加硫タイヤ９０のビード部９１を示している。
タイヤ加硫装置１００は、図示のように、加硫モールド１０１と、加硫リング１０２とを備えている。加硫リング１０２は、未加硫タイヤ９０のビード部９１に予め装着される。加硫モールド１０１は、未加硫タイヤ９０と加硫リング１０２を収容する。タイヤ加硫装置１００は、加硫モールド１０１内で未加硫タイヤ９０を加熱して加硫する。
【０００４】
加硫モールド１０１と加硫リング１０２は、一般に、同じ温度で隙間なく嵌合するように形成される。ところが、加硫リング１０２は、冷却された状態で、加硫モールド１０１へ収容する前の未加硫タイヤ９０に装着される。そのため、加硫初期では、加硫リング１０２の温度は、加硫モールド１０１の温度よりも低くなる。この温度差に応じて、加硫リング１０２の熱膨張量が相対的に小さくなり、加硫モールド１０１と加硫リング１０２の間に隙間Ｓが発生する（図７Ａ参照）。例えば、加硫モールド１０１の温度が１６０℃、加硫リング１０２の温度が８０℃のときには、隙間Ｓは、０．１３〜０．１８ｍｍになる。加硫モールド１０１と加硫リング１０２が同じ温度になると、加硫リング１０２が熱膨張して、隙間Ｓが消滅する（図７Ｂ参照）。
【０００５】
このように、従来のタイヤ加硫装置１００では、未加硫タイヤ９０の加硫時に、隙間Ｓが生じる。そのため、未加硫タイヤ９０のゴムが、隙間Ｓからはみ出すことがある。ゴムがはみ出したときには、加硫済みタイヤのバリを除去する作業や、加硫モールド１０１を清掃する作業が必要になるため、ゴムのはみ出しを防止することが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３０２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような従来の問題に鑑みなされたもので、その目的は、ビード部に加硫リングを装着した未加硫タイヤを加硫するときに、加硫モールドと加硫リングの間に隙間を生じさせずに、ゴムのはみ出しを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、未加硫タイヤのビード部に装着される加硫リングと、未加硫タイヤと加硫リングを収容する加硫モールドと、加硫モールドの内周に設けられて加硫リングが嵌合する嵌合部と、加硫モールド内の未加硫タイヤを加熱する加熱手段とを備え、加硫リングが加硫済みタイヤとともに加硫モールドから取り出されるタイヤ加硫装置であって、嵌合部が、加硫モールド内に向かって次第に拡がる環状の傾斜面を有し、加硫リングが、嵌合部よりも温度が低いときに、嵌合部の傾斜面に隙間なく嵌合する傾斜した外周面を有し、温度の上昇に伴う熱膨張により嵌合部の傾斜面に沿って変位するタイヤ加硫装置である。
また、本発明は、ビード部に加硫リングを装着した未加硫タイヤを加硫モールドに収容する工程と、加硫モールドの内周に設けられた嵌合部に加硫リングを配置する工程と、加硫モールド内の未加硫タイヤを加熱して加硫する工程と、加硫済みタイヤと加硫リングを加硫モールドから取り出す工程とを有するタイヤ製造方法であって、加硫リングの温度が嵌合部の温度よりも低いときに、加硫リングの傾斜した外周面を、嵌合部が有する環状の傾斜面に隙間なく嵌合させる工程と、加硫リングの温度の上昇に伴う熱膨張により、加硫リングを嵌合部の傾斜面に沿って加硫モールド内に次第に変位させる工程と、を有するタイヤ製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ビード部に加硫リングを装着した未加硫タイヤを加硫するときに、加硫モールドと加硫リングの間に隙間を生じさせずに、ゴムのはみ出しを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態のタイヤ加硫装置を示す断面図である。
【図２】シェーピング機構を示す断面図である。
【図３】加硫開始時の加硫リングと嵌合部を示す断面図である。
【図４】嵌合部と熱膨張した加硫リングを示す断面図である。
【図５】加硫リングと嵌合部を模式的に示す断面図である。
【図６】摩擦係数と傾斜角度の関係を示すグラフである。
【図７】従来のタイヤ加硫装置の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のタイヤ加硫装置とタイヤ製造方法の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態のタイヤ加硫装置を示す断面図である。図１では、切断したタイヤ加硫装置１の左半分を示している。タイヤ加硫装置１は、加硫モールド１０の中心線ＣＬに対して、対称に構成されている。
【００１２】
なお、本発明では、タイヤ加硫装置１内の未加硫タイヤ９０に基づいて、方向を表す。また、未加硫タイヤ９０の幅方向（図１では上下方向）、周方向、半径方向（図１では左右方向）は、それぞれタイヤ幅方向、タイヤ周方向、タイヤ半径方向という。
【００１３】
未加硫タイヤ９０は、タイヤ構成部材により所定構造に成形される。未加硫タイヤ９０は、図示のように、一対のビード部９１と、一対のサイドウォール部９２と、トレッド部９３とを有する。サイドウォール部９２は、ビード部９１のタイヤ半径方向外側に位置する。トレッド部９３は、一対のサイドウォール部９２の間に設けられる。未加硫タイヤ９０は、ビードコア、カーカスプライ、ベルト、及び、トレッドゴム（図示せず）を有する。
【００１４】
タイヤ加硫装置１は、加硫モールド１０と、シェーピング機構２０とを備えている。加硫モールド１０は、未加硫体タイヤ９０の外面を成形する外型である。加硫モールド１０は、一対のサイドモールド１２、１３と、トレッドモールド１４とを有する。加硫モールド１０内には、キャビティ１１が形成される。未加硫タイヤ９０は、キャビティ１１内に収容される。
【００１５】
一対のサイドモールド１２、１３は、環状をなし、タイヤ幅方向に移動して接近及び離間する。サイドモールド１２、１３は、未加硫タイヤ９０の側面に接し、サイドウォール部９２の外面を成形する。トレッドモールド１４は、タイヤ周方向に分割された複数のセクターモールドからなる。トレッドモールド１４は、タイヤ半径方向に移動して、拡大及び縮小する。トレッドモールド１４は、タイヤ周方向に組み合わされて環状モールドを形成する。トレッドモールド１４は、未加硫タイヤ９０の外周に接し、トレッド部９３の外面を成形する。
【００１６】
タイヤ加硫装置１は、モールド１２、１３、１４を移動手段（図示せず）により移動させる。モールド１２、１３、１４は、組み合わされた閉位置（図１に示す位置）と、互いに離間した開位置（図示せず）との間で移動する。未加硫タイヤ９０は、モールド１２、１３、１４を開いた加硫モールド１０内に配置される。タイヤ加硫装置１は、モールド１２、１３、１４を閉じて、未加硫タイヤ９０を加硫モールド１０（キャビティ１１）内に収容する。未加硫タイヤ９０は、加硫モールド１０内で加硫及び成形される。また、加硫モールド１０内には、シェーピング機構２０も配置される。
【００１７】
図２は、シェーピング機構２０を示す断面図である。図２では、図１に示すシェーピング機構２０の全体を示している。また、シェーピング機構２０に保持された未加硫タイヤ９０も示している。
シェーピング機構２０は、図示のように、一対の加硫リング２１と、連結機構２２と、ブラダ２３とを有する。シェーピング機構２０は、加硫前の未加硫タイヤ９０に予めセットされる。シェーピング機構２０は、未加硫タイヤ９０と一体に移動して、加硫モールド１０内の所定位置に配置される。
【００１８】
一対の加硫リング２１は、環状をなし、連結機構２２により同芯状に連結されている。加硫リング２１は、一対のビード部９１に、それぞれタイヤ幅方向外側から装着される。未加硫タイヤ９０は、一対の加硫リング２１により挟み込まれる。一対の加硫リング２１は、ビード部９１をタイヤ幅方向外側とタイヤ半径方向内側から支持して、未加硫タイヤ９０を保持する。加硫リング２１は、ビード部９１を成形する成形リングであり、ビード部９１の側面から内周面までの部分に接する。ビード部９１の外面は、加硫時に、加硫リング２１により成形される。
【００１９】
ブラダ２３は、膨張及び収縮可能な袋体であり、未加硫タイヤ９０内で膨張する。ブラダ２３の両端は、連結機構２２に気密状に固定される。これにより、ブラダ２３は、一対のビード部９１に装着される一対の加硫リング２１の間に取り付けられる。ブラダ２３内には、加圧媒体（例えば、気体）の供給手段（図示せず）から、加圧媒体が供給される。ブラダ２３は、加圧媒体により膨張して、未加硫タイヤ９０の内面に密着する。加硫時には、ブラダ２３は、未加硫タイヤ９０に圧力を加える。未加硫タイヤ９０は、加硫モールド１０の内面に押し付けられて、加硫モールド１０により成形される。加硫完了後には、ブラダ２３内の加圧媒体が排出されて、ブラダ２３が収縮する。
【００２０】
加硫モールド１０（図１参照）内には、未加硫タイヤ９０とシェーピング機構２０が収容される。その際、加硫リング２１は、加硫モールド１０に収容され、嵌合部１５に配置される。嵌合部１５は、加硫モールド１０の内周に設けられて、加硫リング２１が嵌合する。嵌合部１５は、一対のサイドモールド１２、１３の内周面に環状に形成され、一対の加硫リング２１と嵌合する。加硫時には、タイヤ加硫装置１が備える加熱手段（図示せず）により、未加硫タイヤ９０を加熱して加硫する。加熱手段は、加熱媒体（例えば、スチーム）により加硫モールド１０を加熱する。また、加熱手段は、ブラダ２３内に加熱媒体を供給する。これにより、加熱手段は、加硫モールド１０内の未加硫タイヤ９０を内外から加熱する。
【００２１】
未加硫タイヤ９０は、加熱手段により、所定の加硫温度に加熱されて加硫が進行する。加硫モールド１０は、主に、サイドウォール部９２とトレッド部９３を成形する。加硫リング２１は、主に、ビード部９１を成形する。未加硫タイヤ９０の加硫と成形が完了した後、モールド１２、１３、１４を開いて、加硫済みタイヤ９５とシェーピング機構２０が取り出される。加硫リング２１は、加硫済みタイヤ９５とともに加硫モールド１０から取り出される。
【００２２】
加硫リング２１は、冷却された状態で、加硫モールド１０へ収容する前の未加硫タイヤ９０に装着される。そのため、未加硫タイヤ９０の加硫開始から加硫が所定段階に達するまでの間（加硫初期）では、加硫リング２１の温度が加硫モールド１０（嵌合部１５）の温度よりも低くなる。加硫リング２１の温度は、加熱手段の熱により次第に上昇して、加硫リング２１と嵌合部１５の間の温度差が小さくなる。加硫が所定段階に達すると、加硫リング２１の温度は、嵌合部１５の温度と同じ温度になる。即ち、加硫リング２１と嵌合部１５の間には、加硫初期に温度差が生じ、加硫中に温度差がなくなる。本実施形態では、温度差の有無によらずに、加硫リング２１と嵌合部１５の間に隙間が発生するのを防止する。
【００２３】
図３は、加硫開始時の加硫リング２１と嵌合部１５を示す断面図である。図３では、下方のサイドモールド１３に設けた嵌合部１５付近を示している。図３Ａでは、未加硫タイヤ９０の一部も断面図で示している。図３Ｂでは、図３ＡのＸ領域を拡大して示している。
【００２４】
嵌合部１５は、図示のように、加硫モールド１０内（キャビティ１１）に向かって次第に拡がる環状の傾斜面１５Ａを有する。傾斜面１５Ａは、加硫モールド１０の内周面に形成される。傾斜面１５Ａの直径は、タイヤ幅方向の外側から内側に向かって連続して変化する。傾斜面１５Ａの直径は、タイヤ幅方向外側で小さくなり、タイヤ幅方向内側で大きくなる。また、傾斜面１５Ａは、タイヤ幅方向（図３では上下方向）に対して所定角度で傾斜する。
【００２５】
加硫リング２１は、嵌合部１５の傾斜面１５Ａに対応した形状の外周面２１Ａを有する。外周面２１Ａは、傾斜面１５Ａと同一勾配で傾斜し、傾斜面１５Ａに変位可能に接する。加硫リング２１は、嵌合部１５と同じ温度のときに、嵌合部１５よりも大きくなるように形成される。即ち、加硫リング２１と嵌合部１５の間に温度差がないときに、加硫リング２１の外周面２１Ａの直径（外径）は、嵌合部１５の傾斜面１５Ａの直径（内径）よりも大きくなる。加硫リング２１が加硫モールド１０の嵌合部１５よりも温度が低いときに、加硫リング２１の外周面２１Ａは、嵌合部１５の傾斜面１５Ａに隙間なく嵌合する。
【００２６】
嵌合部１５と加硫リング２１は、熱膨張係数と加硫初期に生じる温度差に基づいて、加硫初期に隙間が生じない寸法及び形状に形成される。また、傾斜面１５Ａと外周面２１Ａの直径は、加硫初期の温度差があるときに等しくなるように設定される。加硫リング２１は、温度差に伴う熱膨張量の差に応じて、嵌合部１５よりも大きく形成される。外周面２１Ａの外径は、傾斜面１５Ａの内径よりも大きく形成される。加硫初期には、加硫リング２１の熱膨張量に比べて、嵌合部１５の熱膨張量は大きくなる。その結果、外周面２１Ａと傾斜面１５Ａが合致して、加硫リング２１が嵌合部１５に隙間なく嵌合する。
【００２７】
嵌合部１５の傾斜面１５Ａと加硫リング２１の外周面２１Ａは、傾斜角度αを同一角度にして形成される。本発明では、傾斜角度αは、加硫モールド１０の中心線ＣＬを含む断面において、タイヤ幅方向に対する傾斜面１５Ａと外周面２１Ａの角度のことをいう。後述するように、傾斜角度αは、熱膨張する加硫リング２１が嵌合部１５内で変位できるように、所定角度に設定される。
【００２８】
加硫中に加硫リング２１の温度が上昇すると、加硫リング２１が熱膨張して、外周面２１Ａが大きくなる。これに対し、嵌合部１５では、加硫中の温度変化が小さいため、傾斜面１５Ａは、ほぼ同じ大きさを維持する。その結果、傾斜面１５Ａに対して、外周面２１Ａが相対的に大きくなり、傾斜面１５Ａと外周面２１Ａの直径に差が生じる。外周面２１Ａが傾斜面１５Ａから受ける抗力により、加硫リング２１は、嵌合部１５の傾斜面１５Ａをスライドして、嵌合部１５から抜ける方向に変位（図３Ｂの矢印Ｒ）する。加硫リング２１は、温度の上昇に伴う熱膨張により、傾斜面１５Ａに沿って変位する。
【００２９】
図４は、嵌合部１５と熱膨張した加硫リング２１を示す断面図である。図４Ｂでは、図４ＡのＹ領域を拡大して示している。
図示のように、加硫リング２１と嵌合部１５の間の温度差が小さくなるのに伴い、嵌合部１５内の加硫リング２１は、加硫モールド１０内（キャビティ１１）に向かって徐々に変位する。その際、加硫リング２１の外周面２１Ａは、嵌合部１５の傾斜面１５Ａに接しつつ、傾斜面１５Ａをスライドする。外周面２１Ａと傾斜面１５Ａは、傾斜方向にずれていく。加硫リング２１と嵌合部１５が同じ温度になっても、外周面２１Ａは、傾斜面１５Ａに接する。従って、未加硫タイヤ９０の加硫中に、外周面２１Ａは、傾斜面１５Ａに隙間なく嵌合した状態に維持される。
【００３０】
変位後の加硫リング２１（図４Ａ参照）は、サイドモールド１３の内面よりもキャビティ１１側の位置に配置される。加硫リング２１（図４Ｂ参照）は、変位前の位置Ｐ１から変位後の位置Ｐ２まで、所定距離Ｈだけ変位する。未加硫タイヤ９０のビード部９１は、加硫リング２１とサイドモールド１３の表面形状に合わせて成形される。加硫リング２１とサイドモールド１３の境界は、ビード部２のリムライン端に位置する。サイドモールド１３の縁には窪みが設けられており、加硫リング２１とサイドモールド１３の間には、環状の溝１６が形成される。ビード部９１には、溝１６により、環状の凸条が形成される。この凸条により、加硫リング２１が変位しても、ビード部９１の外観の変化は殆ど分からない。
【００３１】
次に、加硫リング２１の変位について詳しく説明する。
図５は、加硫リング２１と嵌合部１５を模式的に示す断面図である。
加硫リング２１が熱膨張する際には、加硫リング２１に、嵌合部１５から力Ｆが働く。力Ｆは、加硫リング２１を変位させる力、及び、加硫リング２１を嵌合部１５から抜く力である。図５に示すαは、嵌合部１５の傾斜面１５Ａと加硫リング２１の外周面２１Ａの傾斜角度である。Ｎは、加硫リング２１に働く垂直抗力である。力Ｆは、下記の式（１）により算出される。また、嵌合部１５の傾斜面１５Ａと加硫リング２１の外周面２１Ａの間の摩擦係数（静止摩擦係数）をμとするとき、摩擦係数μは、下記の式（２）により算出される。式（１）（２）のλは、加硫リング２１の静止摩擦角度である。
【００３２】
【数１】
【００３３】
式（１）より、力Ｆがゼロ（Ｆ＝０）になるのは、傾斜角度αと静止摩擦角度λが等しいときである（α＝λ）。その状態では、式（２）より、摩擦係数μがｔａｎαに等しくなる（μ＝ｔａｎα）。例えば、傾斜角度αが２０°のときには、摩擦係数μは０．３６である。また、ｔａｎαが摩擦係数μよりも大きいときに（μ＜ｔａｎα）、加硫リング２１は、熱膨張により嵌合部１５の傾斜面１５Ａに沿って変位する。加硫リング２１は、嵌合部１５に嵌り込まずに、傾斜面１５Ａをスライドする。
【００３４】
図６は、摩擦係数μと傾斜角度αの関係を示すグラフである。図６に示すグラフでは、横軸が摩擦係数μであり、縦軸が傾斜角度αである。
図６のＺ領域では、ｔａｎαが摩擦係数μよりも大きくなる。本実施形態では、摩擦係数μと傾斜角度αをＺ領域内の値に設定する。即ち、ｔａｎαを摩擦係数μよりも大きくする（μ＜ｔａｎα）。例えば、摩擦係数μが０．３６のときには、傾斜角度αを２０°よりも大きくする。傾斜角度αが２０°のときには、摩擦係数μを０．３６よりも小さくする。
【００３５】
このようにして、加硫リング２１が熱膨張したときに、加硫リング２１を嵌合部１５の傾斜面１５Ａに沿って変位させる。加硫リング２１の外周面２１Ａは、傾斜面１５Ａをスライドする。これにより、加硫リング２１と嵌合部１５に変形が生じるのを防止する。外周面２１Ａと傾斜面１５Ａに傷が発生するのも防止する。加硫リング２１は、嵌合部１５から円滑に外れる。
【００３６】
外周面２１Ａと傾斜面１５Ａの表面粗さを設定して、摩擦係数μを所定値にする。外周面２１Ａと傾斜面１５Ａは、所定の表面粗さに加工される。表面粗さは、外周面２１Ａと傾斜面１５Ａを切削した後、両面２１Ａ、１５Ａを研磨することで調整する。摩擦係数μに基づいて、傾斜面１５Ａと外周面２１Ａの傾斜角度αを決定する。摩擦係数μと傾斜角度αを調整することで、熱膨張時の加硫リング２１に、嵌合部１５から抜ける方向の力を加える。これにより、加硫リング２１を、嵌合部１５から外れるように変位させる。また、摩擦係数μは、０．２６以上０．５７以下の値にする。傾斜角度αは、１５°以上３０°以下の角度にする。
【００３７】
加硫リング２１と加硫モールド１０の使用前には、外周面２１Ａと傾斜面１５Ａを清掃する。また、外周面２１Ａと傾斜面１５Ａにグリスを塗布して、外周面２１Ａと傾斜面１５Ａを乾燥させる。両面２１Ａ、１５Ａには、例えば、耐熱性を有するフッ素グリスを塗布する。その後、加硫リング２１と加硫モールド１０を使用することで、外周面２１Ａと傾斜面１Ａに傷が発生するのを、より確実に防止する。加硫リング２１と嵌合部１５に変形が発生するのも、より確実に防止する。
【００３８】
上方のサイドモールド１２（図１参照）でも、加硫リング２１が嵌合部１５に嵌合する。加硫リング２１は、上記と同様に、熱膨張により、嵌合部１５の傾斜面１５Ａに沿って変位する。その際、上方の加硫リング２１は、重力の影響で、下方の加硫リング２１よりも、嵌合部１５から抜けやすくなっている。
【００３９】
次に、タイヤ加硫装置１によりタイヤを製造する手順と、タイヤ製造方法について説明する（図１、図２参照）。
まず、シェーピング機構２０を未加硫タイヤ９０にセットする。シェーピング機構２０は、冷却されている。加硫リング２１は、未加硫タイヤ９０のビード部９１に装着する。次に、加硫モールド１０を開いて、未加硫タイヤ９０とシェーピング機構２０を加硫モールド１０内に配置する。加硫モールド１０を閉じて、加硫リング２１を装着した未加硫タイヤ９０を加硫モールド１０に収容する。
【００４０】
加硫リング２１は、加硫モールド１０の内周に設けられた嵌合部１５に配置する。その際、温度が高い加硫モールド１０の嵌合部１５に比べて、加硫リング２１の温度は低い。加硫リング２１の温度をＴ１とするとき、Ｔ１は、５０℃以上１３０℃以下（５０℃≦Ｔ１≦１３０℃）である。嵌合部１５の温度をＴ２とするとき、Ｔ２は、１２０℃以上１９０℃以下（１２０℃≦Ｔ２≦１９０℃）である。また、Ｔ１はＴ２よりも低い温度（Ｔ１＜Ｔ２）である。このように、加硫リング２１の温度が嵌合部１５の温度よりも低いときに、上記したように、加硫リング２１の傾斜した外周面２１Ａを、嵌合部１５が有する環状の傾斜面１５Ａに隙間なく嵌合させる。
【００４１】
続いて、加熱手段により、加硫モールド１０内の未加硫タイヤ９０を加熱して加硫する。同時に、ブラダ２３により未加硫タイヤ９０を加圧し、加硫モールド１０により未加硫タイヤ９０を成形する。加熱により、加硫リング２１の温度が上昇して、加硫リング２１と嵌合部１５の間の温度差が減少する。加硫リング２１の温度の上昇に伴う熱膨張により、加硫リング２１を、嵌合部１５の傾斜面１５Ａに沿って加硫モールド１０内に次第に変位させる。
【００４２】
加硫完了後、加硫モールド１０を開いて、加硫済みタイヤ９５とシェーピング機構２０を加硫モールド１０から取り出す。加硫リング２１は、加硫済みタイヤ９５と一体に加硫モールド１０から取り出される。また、加硫済みタイヤ９５をシェーピング機構２０とともに冷却装置（図示せず）へセットして、加硫済みタイヤ９５とシェーピング機構２０を冷却する。加硫リング２１は、未加硫タイヤ９０へ装着する前の温度Ｔ１まで冷却される。次に、シェーピング機構２０を、加硫済みタイヤ９５から取り外す。これにより、タイヤが製造される。その後、シェーピング機構２０を、新たな未加硫タイヤ９０へセットして、次のタイヤを製造する。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態では、加硫リング２１と嵌合部１５に温度差が生じるときでも、加硫リング２１と嵌合部１５の間に隙間が発生するのを防止できる。そのため、未加硫タイヤ９０を加硫するときに、未加硫タイヤ９０のゴムが、加硫リング２１と嵌合部１５の間からはみ出すのを防止できる。温度差の有無によらずに、未加硫タイヤ９０を安定して加硫することができる。
【００４４】
また、加硫リング２１が熱膨張により嵌合部１５の傾斜面１５Ａに沿って変位するため、加硫リング２１が嵌合部１５へ嵌り込むのを防止できる。その結果、加硫リング２１を、加硫モールド１０から容易かつ円滑に外すことができる。これにより、加硫リング２１と嵌合部１５の変形を防止できる。傾斜面１５Ａと外周面２１Ａに傷が発生するのも防止できる。摩擦係数μをｔａｎαよりも小さくすることで、加硫リング２１を、より確実に嵌合部１５から外すことができる。
【００４５】
なお、本実施形態では、加硫リング２１は、シェーピング機構２０に設けられている。これに対し、加硫リング２１は、他の機構に設けられて、ビード部９１へ装着される部材であってもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１・・・タイヤ加硫装置、１０・・・加硫モールド、１１・・・キャビティ、１２・・・サイドモールド、１３・・・サイドモールド、１４・・・トレッドモールド、１５・・・嵌合部、１５Ａ・・・傾斜面、１６・・・溝、２０・・・シェーピング機構、２１・・・加硫リング、２１Ａ・・・外周面、２２・・・連結機構、２３・・・ブラダ、９０・・・未加硫タイヤ、９１・・・ビード部、９２・・・サイドウォール部、９３・・・トレッド部、９５・・・加硫済みタイヤ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加硫モールド内で未加硫タイヤを加硫するタイヤ加硫装置とタイヤ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤを製造するときには、未加硫タイヤを加硫モールド内で加熱して加硫する。従来、未加硫タイヤにシェーピング機構をセットした後、未加硫タイヤとシェーピング機構を加硫モールド内に収容するタイヤ加硫装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
図７は、このような従来のタイヤ加硫装置の例を示す断面図である。図７では、タイヤ加硫装置１００の一部と未加硫タイヤ９０のビード部９１を示している。
タイヤ加硫装置１００は、図示のように、加硫モールド１０１と、加硫リング１０２とを備えている。加硫リング１０２は、未加硫タイヤ９０のビード部９１に予め装着される。加硫モールド１０１は、未加硫タイヤ９０と加硫リング１０２を収容する。タイヤ加硫装置１００は、加硫モールド１０１内で未加硫タイヤ９０を加熱して加硫する。
【０００４】
加硫モールド１０１と加硫リング１０２は、一般に、同じ温度で隙間なく嵌合するように形成される。ところが、加硫リング１０２は、冷却された状態で、加硫モールド１０１へ収容する前の未加硫タイヤ９０に装着される。そのため、加硫初期では、加硫リング１０２の温度は、加硫モールド１０１の温度よりも低くなる。この温度差に応じて、加硫リング１０２の熱膨張量が相対的に小さくなり、加硫モールド１０１と加硫リング１０２の間に隙間Ｓが発生する（図７Ａ参照）。例えば、加硫モールド１０１の温度が１６０℃、加硫リング１０２の温度が８０℃のときには、隙間Ｓは、０．１３〜０．１８ｍｍになる。加硫モールド１０１と加硫リング１０２が同じ温度になると、加硫リング１０２が熱膨張して、隙間Ｓが消滅する（図７Ｂ参照）。
【０００５】
このように、従来のタイヤ加硫装置１００では、未加硫タイヤ９０の加硫時に、隙間Ｓが生じる。そのため、未加硫タイヤ９０のゴムが、隙間Ｓからはみ出すことがある。ゴムがはみ出したときには、加硫済みタイヤのバリを除去する作業や、加硫モールド１０１を清掃する作業が必要になるため、ゴムのはみ出しを防止することが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３０２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような従来の問題に鑑みなされたもので、その目的は、ビード部に加硫リングを装着した未加硫タイヤを加硫するときに、加硫モールドと加硫リングの間に隙間を生じさせずに、ゴムのはみ出しを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、未加硫タイヤのビード部に装着される加硫リングと、未加硫タイヤと加硫リングを収容する加硫モールドと、加硫モールドの内周に設けられて加硫リングが嵌合する嵌合部と、加硫モールド内の未加硫タイヤを加熱する加熱手段とを備え、加硫リングが加硫済みタイヤとともに加硫モールドから取り出されるタイヤ加硫装置であって、嵌合部が、加硫モールド内に向かって次第に拡がる環状の傾斜面を有し、加硫リングが、嵌合部よりも温度が低いときに、嵌合部の傾斜面に隙間なく嵌合する傾斜した外周面を有し、温度の上昇に伴う熱膨張により嵌合部の傾斜面に沿って変位するタイヤ加硫装置である。
また、本発明は、ビード部に加硫リングを装着した未加硫タイヤを加硫モールドに収容する工程と、加硫モールドの内周に設けられた嵌合部に加硫リングを配置する工程と、加硫モールド内の未加硫タイヤを加熱して加硫する工程と、加硫済みタイヤと加硫リングを加硫モールドから取り出す工程とを有するタイヤ製造方法であって、加硫リングの温度が嵌合部の温度よりも低いときに、加硫リングの傾斜した外周面を、嵌合部が有する環状の傾斜面に隙間なく嵌合させる工程と、加硫リングの温度の上昇に伴う熱膨張により、加硫リングを嵌合部の傾斜面に沿って加硫モールド内に次第に変位させる工程と、を有するタイヤ製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ビード部に加硫リングを装着した未加硫タイヤを加硫するときに、加硫モールドと加硫リングの間に隙間を生じさせずに、ゴムのはみ出しを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態のタイヤ加硫装置を示す断面図である。
【図２】シェーピング機構を示す断面図である。
【図３】加硫開始時の加硫リングと嵌合部を示す断面図である。
【図４】嵌合部と熱膨張した加硫リングを示す断面図である。
【図５】加硫リングと嵌合部を模式的に示す断面図である。
【図６】摩擦係数と傾斜角度の関係を示すグラフである。
【図７】従来のタイヤ加硫装置の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のタイヤ加硫装置とタイヤ製造方法の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態のタイヤ加硫装置を示す断面図である。図１では、切断したタイヤ加硫装置１の左半分を示している。タイヤ加硫装置１は、加硫モールド１０の中心線ＣＬに対して、対称に構成されている。
【００１２】
なお、本発明では、タイヤ加硫装置１内の未加硫タイヤ９０に基づいて、方向を表す。また、未加硫タイヤ９０の幅方向（図１では上下方向）、周方向、半径方向（図１では左右方向）は、それぞれタイヤ幅方向、タイヤ周方向、タイヤ半径方向という。
【００１３】
未加硫タイヤ９０は、タイヤ構成部材により所定構造に成形される。未加硫タイヤ９０は、図示のように、一対のビード部９１と、一対のサイドウォール部９２と、トレッド部９３とを有する。サイドウォール部９２は、ビード部９１のタイヤ半径方向外側に位置する。トレッド部９３は、一対のサイドウォール部９２の間に設けられる。未加硫タイヤ９０は、ビードコア、カーカスプライ、ベルト、及び、トレッドゴム（図示せず）を有する。
【００１４】
タイヤ加硫装置１は、加硫モールド１０と、シェーピング機構２０とを備えている。加硫モールド１０は、未加硫体タイヤ９０の外面を成形する外型である。加硫モールド１０は、一対のサイドモールド１２、１３と、トレッドモールド１４とを有する。加硫モールド１０内には、キャビティ１１が形成される。未加硫タイヤ９０は、キャビティ１１内に収容される。
【００１５】
一対のサイドモールド１２、１３は、環状をなし、タイヤ幅方向に移動して接近及び離間する。サイドモールド１２、１３は、未加硫タイヤ９０の側面に接し、サイドウォール部９２の外面を成形する。トレッドモールド１４は、タイヤ周方向に分割された複数のセクターモールドからなる。トレッドモールド１４は、タイヤ半径方向に移動して、拡大及び縮小する。トレッドモールド１４は、タイヤ周方向に組み合わされて環状モールドを形成する。トレッドモールド１４は、未加硫タイヤ９０の外周に接し、トレッド部９３の外面を成形する。
【００１６】
タイヤ加硫装置１は、モールド１２、１３、１４を移動手段（図示せず）により移動させる。モールド１２、１３、１４は、組み合わされた閉位置（図１に示す位置）と、互いに離間した開位置（図示せず）との間で移動する。未加硫タイヤ９０は、モールド１２、１３、１４を開いた加硫モールド１０内に配置される。タイヤ加硫装置１は、モールド１２、１３、１４を閉じて、未加硫タイヤ９０を加硫モールド１０（キャビティ１１）内に収容する。未加硫タイヤ９０は、加硫モールド１０内で加硫及び成形される。また、加硫モールド１０内には、シェーピング機構２０も配置される。
【００１７】
図２は、シェーピング機構２０を示す断面図である。図２では、図１に示すシェーピング機構２０の全体を示している。また、シェーピング機構２０に保持された未加硫タイヤ９０も示している。
シェーピング機構２０は、図示のように、一対の加硫リング２１と、連結機構２２と、ブラダ２３とを有する。シェーピング機構２０は、加硫前の未加硫タイヤ９０に予めセットされる。シェーピング機構２０は、未加硫タイヤ９０と一体に移動して、加硫モールド１０内の所定位置に配置される。
【００１８】
一対の加硫リング２１は、環状をなし、連結機構２２により同芯状に連結されている。加硫リング２１は、一対のビード部９１に、それぞれタイヤ幅方向外側から装着される。未加硫タイヤ９０は、一対の加硫リング２１により挟み込まれる。一対の加硫リング２１は、ビード部９１をタイヤ幅方向外側とタイヤ半径方向内側から支持して、未加硫タイヤ９０を保持する。加硫リング２１は、ビード部９１を成形する成形リングであり、ビード部９１の側面から内周面までの部分に接する。ビード部９１の外面は、加硫時に、加硫リング２１により成形される。
【００１９】
ブラダ２３は、膨張及び収縮可能な袋体であり、未加硫タイヤ９０内で膨張する。ブラダ２３の両端は、連結機構２２に気密状に固定される。これにより、ブラダ２３は、一対のビード部９１に装着される一対の加硫リング２１の間に取り付けられる。ブラダ２３内には、加圧媒体（例えば、気体）の供給手段（図示せず）から、加圧媒体が供給される。ブラダ２３は、加圧媒体により膨張して、未加硫タイヤ９０の内面に密着する。加硫時には、ブラダ２３は、未加硫タイヤ９０に圧力を加える。未加硫タイヤ９０は、加硫モールド１０の内面に押し付けられて、加硫モールド１０により成形される。加硫完了後には、ブラダ２３内の加圧媒体が排出されて、ブラダ２３が収縮する。
【００２０】
加硫モールド１０（図１参照）内には、未加硫タイヤ９０とシェーピング機構２０が収容される。その際、加硫リング２１は、加硫モールド１０に収容され、嵌合部１５に配置される。嵌合部１５は、加硫モールド１０の内周に設けられて、加硫リング２１が嵌合する。嵌合部１５は、一対のサイドモールド１２、１３の内周面に環状に形成され、一対の加硫リング２１と嵌合する。加硫時には、タイヤ加硫装置１が備える加熱手段（図示せず）により、未加硫タイヤ９０を加熱して加硫する。加熱手段は、加熱媒体（例えば、スチーム）により加硫モールド１０を加熱する。また、加熱手段は、ブラダ２３内に加熱媒体を供給する。これにより、加熱手段は、加硫モールド１０内の未加硫タイヤ９０を内外から加熱する。
【００２１】
未加硫タイヤ９０は、加熱手段により、所定の加硫温度に加熱されて加硫が進行する。加硫モールド１０は、主に、サイドウォール部９２とトレッド部９３を成形する。加硫リング２１は、主に、ビード部９１を成形する。未加硫タイヤ９０の加硫と成形が完了した後、モールド１２、１３、１４を開いて、加硫済みタイヤ９５とシェーピング機構２０が取り出される。加硫リング２１は、加硫済みタイヤ９５とともに加硫モールド１０から取り出される。
【００２２】
加硫リング２１は、冷却された状態で、加硫モールド１０へ収容する前の未加硫タイヤ９０に装着される。そのため、未加硫タイヤ９０の加硫開始から加硫が所定段階に達するまでの間（加硫初期）では、加硫リング２１の温度が加硫モールド１０（嵌合部１５）の温度よりも低くなる。加硫リング２１の温度は、加熱手段の熱により次第に上昇して、加硫リング２１と嵌合部１５の間の温度差が小さくなる。加硫が所定段階に達すると、加硫リング２１の温度は、嵌合部１５の温度と同じ温度になる。即ち、加硫リング２１と嵌合部１５の間には、加硫初期に温度差が生じ、加硫中に温度差がなくなる。本実施形態では、温度差の有無によらずに、加硫リング２１と嵌合部１５の間に隙間が発生するのを防止する。
【００２３】
図３は、加硫開始時の加硫リング２１と嵌合部１５を示す断面図である。図３では、下方のサイドモールド１３に設けた嵌合部１５付近を示している。図３Ａでは、未加硫タイヤ９０の一部も断面図で示している。図３Ｂでは、図３ＡのＸ領域を拡大して示している。
【００２４】
嵌合部１５は、図示のように、加硫モールド１０内（キャビティ１１）に向かって次第に拡がる環状の傾斜面１５Ａを有する。傾斜面１５Ａは、加硫モールド１０の内周面に形成される。傾斜面１５Ａの直径は、タイヤ幅方向の外側から内側に向かって連続して変化する。傾斜面１５Ａの直径は、タイヤ幅方向外側で小さくなり、タイヤ幅方向内側で大きくなる。また、傾斜面１５Ａは、タイヤ幅方向（図３では上下方向）に対して所定角度で傾斜する。
【００２５】
加硫リング２１は、嵌合部１５の傾斜面１５Ａに対応した形状の外周面２１Ａを有する。外周面２１Ａは、傾斜面１５Ａと同一勾配で傾斜し、傾斜面１５Ａに変位可能に接する。加硫リング２１は、嵌合部１５と同じ温度のときに、嵌合部１５よりも大きくなるように形成される。即ち、加硫リング２１と嵌合部１５の間に温度差がないときに、加硫リング２１の外周面２１Ａの直径（外径）は、嵌合部１５の傾斜面１５Ａの直径（内径）よりも大きくなる。加硫リング２１が加硫モールド１０の嵌合部１５よりも温度が低いときに、加硫リング２１の外周面２１Ａは、嵌合部１５の傾斜面１５Ａに隙間なく嵌合する。
【００２６】
嵌合部１５と加硫リング２１は、熱膨張係数と加硫初期に生じる温度差に基づいて、加硫初期に隙間が生じない寸法及び形状に形成される。また、傾斜面１５Ａと外周面２１Ａの直径は、加硫初期の温度差があるときに等しくなるように設定される。加硫リング２１は、温度差に伴う熱膨張量の差に応じて、嵌合部１５よりも大きく形成される。外周面２１Ａの外径は、傾斜面１５Ａの内径よりも大きく形成される。加硫初期には、加硫リング２１の熱膨張量に比べて、嵌合部１５の熱膨張量は大きくなる。その結果、外周面２１Ａと傾斜面１５Ａが合致して、加硫リング２１が嵌合部１５に隙間なく嵌合する。
【００２７】
嵌合部１５の傾斜面１５Ａと加硫リング２１の外周面２１Ａは、傾斜角度αを同一角度にして形成される。本発明では、傾斜角度αは、加硫モールド１０の中心線ＣＬを含む断面において、タイヤ幅方向に対する傾斜面１５Ａと外周面２１Ａの角度のことをいう。後述するように、傾斜角度αは、熱膨張する加硫リング２１が嵌合部１５内で変位できるように、所定角度に設定される。
【００２８】
加硫中に加硫リング２１の温度が上昇すると、加硫リング２１が熱膨張して、外周面２１Ａが大きくなる。これに対し、嵌合部１５では、加硫中の温度変化が小さいため、傾斜面１５Ａは、ほぼ同じ大きさを維持する。その結果、傾斜面１５Ａに対して、外周面２１Ａが相対的に大きくなり、傾斜面１５Ａと外周面２１Ａの直径に差が生じる。外周面２１Ａが傾斜面１５Ａから受ける抗力により、加硫リング２１は、嵌合部１５の傾斜面１５Ａをスライドして、嵌合部１５から抜ける方向に変位（図３Ｂの矢印Ｒ）する。加硫リング２１は、温度の上昇に伴う熱膨張により、傾斜面１５Ａに沿って変位する。
【００２９】
図４は、嵌合部１５と熱膨張した加硫リング２１を示す断面図である。図４Ｂでは、図４ＡのＹ領域を拡大して示している。
図示のように、加硫リング２１と嵌合部１５の間の温度差が小さくなるのに伴い、嵌合部１５内の加硫リング２１は、加硫モールド１０内（キャビティ１１）に向かって徐々に変位する。その際、加硫リング２１の外周面２１Ａは、嵌合部１５の傾斜面１５Ａに接しつつ、傾斜面１５Ａをスライドする。外周面２１Ａと傾斜面１５Ａは、傾斜方向にずれていく。加硫リング２１と嵌合部１５が同じ温度になっても、外周面２１Ａは、傾斜面１５Ａに接する。従って、未加硫タイヤ９０の加硫中に、外周面２１Ａは、傾斜面１５Ａに隙間なく嵌合した状態に維持される。
【００３０】
変位後の加硫リング２１（図４Ａ参照）は、サイドモールド１３の内面よりもキャビティ１１側の位置に配置される。加硫リング２１（図４Ｂ参照）は、変位前の位置Ｐ１から変位後の位置Ｐ２まで、所定距離Ｈだけ変位する。未加硫タイヤ９０のビード部９１は、加硫リング２１とサイドモールド１３の表面形状に合わせて成形される。加硫リング２１とサイドモールド１３の境界は、ビード部２のリムライン端に位置する。サイドモールド１３の縁には窪みが設けられており、加硫リング２１とサイドモールド１３の間には、環状の溝１６が形成される。ビード部９１には、溝１６により、環状の凸条が形成される。この凸条により、加硫リング２１が変位しても、ビード部９１の外観の変化は殆ど分からない。
【００３１】
次に、加硫リング２１の変位について詳しく説明する。
図５は、加硫リング２１と嵌合部１５を模式的に示す断面図である。
加硫リング２１が熱膨張する際には、加硫リング２１に、嵌合部１５から力Ｆが働く。力Ｆは、加硫リング２１を変位させる力、及び、加硫リング２１を嵌合部１５から抜く力である。図５に示すαは、嵌合部１５の傾斜面１５Ａと加硫リング２１の外周面２１Ａの傾斜角度である。Ｎは、加硫リング２１に働く垂直抗力である。力Ｆは、下記の式（１）により算出される。また、嵌合部１５の傾斜面１５Ａと加硫リング２１の外周面２１Ａの間の摩擦係数（静止摩擦係数）をμとするとき、摩擦係数μは、下記の式（２）により算出される。式（１）（２）のλは、加硫リング２１の静止摩擦角度である。
【００３２】
【数１】
【００３３】
式（１）より、力Ｆがゼロ（Ｆ＝０）になるのは、傾斜角度αと静止摩擦角度λが等しいときである（α＝λ）。その状態では、式（２）より、摩擦係数μがｔａｎαに等しくなる（μ＝ｔａｎα）。例えば、傾斜角度αが２０°のときには、摩擦係数μは０．３６である。また、ｔａｎαが摩擦係数μよりも大きいときに（μ＜ｔａｎα）、加硫リング２１は、熱膨張により嵌合部１５の傾斜面１５Ａに沿って変位する。加硫リング２１は、嵌合部１５に嵌り込まずに、傾斜面１５Ａをスライドする。
【００３４】
図６は、摩擦係数μと傾斜角度αの関係を示すグラフである。図６に示すグラフでは、横軸が摩擦係数μであり、縦軸が傾斜角度αである。
図６のＺ領域では、ｔａｎαが摩擦係数μよりも大きくなる。本実施形態では、摩擦係数μと傾斜角度αをＺ領域内の値に設定する。即ち、ｔａｎαを摩擦係数μよりも大きくする（μ＜ｔａｎα）。例えば、摩擦係数μが０．３６のときには、傾斜角度αを２０°よりも大きくする。傾斜角度αが２０°のときには、摩擦係数μを０．３６よりも小さくする。
【００３５】
このようにして、加硫リング２１が熱膨張したときに、加硫リング２１を嵌合部１５の傾斜面１５Ａに沿って変位させる。加硫リング２１の外周面２１Ａは、傾斜面１５Ａをスライドする。これにより、加硫リング２１と嵌合部１５に変形が生じるのを防止する。外周面２１Ａと傾斜面１５Ａに傷が発生するのも防止する。加硫リング２１は、嵌合部１５から円滑に外れる。
【００３６】
外周面２１Ａと傾斜面１５Ａの表面粗さを設定して、摩擦係数μを所定値にする。外周面２１Ａと傾斜面１５Ａは、所定の表面粗さに加工される。表面粗さは、外周面２１Ａと傾斜面１５Ａを切削した後、両面２１Ａ、１５Ａを研磨することで調整する。摩擦係数μに基づいて、傾斜面１５Ａと外周面２１Ａの傾斜角度αを決定する。摩擦係数μと傾斜角度αを調整することで、熱膨張時の加硫リング２１に、嵌合部１５から抜ける方向の力を加える。これにより、加硫リング２１を、嵌合部１５から外れるように変位させる。また、摩擦係数μは、０．２６以上０．５７以下の値にする。傾斜角度αは、１５°以上３０°以下の角度にする。
【００３７】
加硫リング２１と加硫モールド１０の使用前には、外周面２１Ａと傾斜面１５Ａを清掃する。また、外周面２１Ａと傾斜面１５Ａにグリスを塗布して、外周面２１Ａと傾斜面１５Ａを乾燥させる。両面２１Ａ、１５Ａには、例えば、耐熱性を有するフッ素グリスを塗布する。その後、加硫リング２１と加硫モールド１０を使用することで、外周面２１Ａと傾斜面１Ａに傷が発生するのを、より確実に防止する。加硫リング２１と嵌合部１５に変形が発生するのも、より確実に防止する。
【００３８】
上方のサイドモールド１２（図１参照）でも、加硫リング２１が嵌合部１５に嵌合する。加硫リング２１は、上記と同様に、熱膨張により、嵌合部１５の傾斜面１５Ａに沿って変位する。その際、上方の加硫リング２１は、重力の影響で、下方の加硫リング２１よりも、嵌合部１５から抜けやすくなっている。
【００３９】
次に、タイヤ加硫装置１によりタイヤを製造する手順と、タイヤ製造方法について説明する（図１、図２参照）。
まず、シェーピング機構２０を未加硫タイヤ９０にセットする。シェーピング機構２０は、冷却されている。加硫リング２１は、未加硫タイヤ９０のビード部９１に装着する。次に、加硫モールド１０を開いて、未加硫タイヤ９０とシェーピング機構２０を加硫モールド１０内に配置する。加硫モールド１０を閉じて、加硫リング２１を装着した未加硫タイヤ９０を加硫モールド１０に収容する。
【００４０】
加硫リング２１は、加硫モールド１０の内周に設けられた嵌合部１５に配置する。その際、温度が高い加硫モールド１０の嵌合部１５に比べて、加硫リング２１の温度は低い。加硫リング２１の温度をＴ１とするとき、Ｔ１は、５０℃以上１３０℃以下（５０℃≦Ｔ１≦１３０℃）である。嵌合部１５の温度をＴ２とするとき、Ｔ２は、１２０℃以上１９０℃以下（１２０℃≦Ｔ２≦１９０℃）である。また、Ｔ１はＴ２よりも低い温度（Ｔ１＜Ｔ２）である。このように、加硫リング２１の温度が嵌合部１５の温度よりも低いときに、上記したように、加硫リング２１の傾斜した外周面２１Ａを、嵌合部１５が有する環状の傾斜面１５Ａに隙間なく嵌合させる。
【００４１】
続いて、加熱手段により、加硫モールド１０内の未加硫タイヤ９０を加熱して加硫する。同時に、ブラダ２３により未加硫タイヤ９０を加圧し、加硫モールド１０により未加硫タイヤ９０を成形する。加熱により、加硫リング２１の温度が上昇して、加硫リング２１と嵌合部１５の間の温度差が減少する。加硫リング２１の温度の上昇に伴う熱膨張により、加硫リング２１を、嵌合部１５の傾斜面１５Ａに沿って加硫モールド１０内に次第に変位させる。
【００４２】
加硫完了後、加硫モールド１０を開いて、加硫済みタイヤ９５とシェーピング機構２０を加硫モールド１０から取り出す。加硫リング２１は、加硫済みタイヤ９５と一体に加硫モールド１０から取り出される。また、加硫済みタイヤ９５をシェーピング機構２０とともに冷却装置（図示せず）へセットして、加硫済みタイヤ９５とシェーピング機構２０を冷却する。加硫リング２１は、未加硫タイヤ９０へ装着する前の温度Ｔ１まで冷却される。次に、シェーピング機構２０を、加硫済みタイヤ９５から取り外す。これにより、タイヤが製造される。その後、シェーピング機構２０を、新たな未加硫タイヤ９０へセットして、次のタイヤを製造する。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態では、加硫リング２１と嵌合部１５に温度差が生じるときでも、加硫リング２１と嵌合部１５の間に隙間が発生するのを防止できる。そのため、未加硫タイヤ９０を加硫するときに、未加硫タイヤ９０のゴムが、加硫リング２１と嵌合部１５の間からはみ出すのを防止できる。温度差の有無によらずに、未加硫タイヤ９０を安定して加硫することができる。
【００４４】
また、加硫リング２１が熱膨張により嵌合部１５の傾斜面１５Ａに沿って変位するため、加硫リング２１が嵌合部１５へ嵌り込むのを防止できる。その結果、加硫リング２１を、加硫モールド１０から容易かつ円滑に外すことができる。これにより、加硫リング２１と嵌合部１５の変形を防止できる。傾斜面１５Ａと外周面２１Ａに傷が発生するのも防止できる。摩擦係数μをｔａｎαよりも小さくすることで、加硫リング２１を、より確実に嵌合部１５から外すことができる。
【００４５】
なお、本実施形態では、加硫リング２１は、シェーピング機構２０に設けられている。これに対し、加硫リング２１は、他の機構に設けられて、ビード部９１へ装着される部材であってもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１・・・タイヤ加硫装置、１０・・・加硫モールド、１１・・・キャビティ、１２・・・サイドモールド、１３・・・サイドモールド、１４・・・トレッドモールド、１５・・・嵌合部、１５Ａ・・・傾斜面、１６・・・溝、２０・・・シェーピング機構、２１・・・加硫リング、２１Ａ・・・外周面、２２・・・連結機構、２３・・・ブラダ、９０・・・未加硫タイヤ、９１・・・ビード部、９２・・・サイドウォール部、９３・・・トレッド部、９５・・・加硫済みタイヤ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未加硫タイヤのビード部に装着される加硫リングと、未加硫タイヤと加硫リングを収容する加硫モールドと、加硫モールドの内周に設けられて加硫リングが嵌合する嵌合部と、加硫モールド内の未加硫タイヤを加熱する加熱手段とを備え、加硫リングが加硫済みタイヤとともに加硫モールドから取り出されるタイヤ加硫装置であって、
嵌合部が、加硫モールド内に向かって次第に拡がる環状の傾斜面を有し、
加硫リングが、嵌合部よりも温度が低いときに、嵌合部の傾斜面に隙間なく嵌合する傾斜した外周面を有し、温度の上昇に伴う熱膨張により嵌合部の傾斜面に沿って変位するタイヤ加硫装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたタイヤ加硫装置において、
嵌合部の傾斜面と加硫リングの外周面の間の摩擦係数をμ、嵌合部の傾斜面と加硫リングの外周面の傾斜角度をαとするとき、μ＜ｔａｎαであるタイヤ加硫装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたタイヤ加硫装置において、
一対のビード部に装着される一対の加硫リングの間に取り付けられて、未加硫タイヤ内で膨張するブラダを備えたタイヤ加硫装置。
【請求項４】
ビード部に加硫リングを装着した未加硫タイヤを加硫モールドに収容する工程と、加硫モールドの内周に設けられた嵌合部に加硫リングを配置する工程と、加硫モールド内の未加硫タイヤを加熱して加硫する工程と、加硫済みタイヤと加硫リングを加硫モールドから取り出す工程とを有するタイヤ製造方法であって、
加硫リングの温度が嵌合部の温度よりも低いときに、加硫リングの傾斜した外周面を、嵌合部が有する環状の傾斜面に隙間なく嵌合させる工程と、
加硫リングの温度の上昇に伴う熱膨張により、加硫リングを嵌合部の傾斜面に沿って加硫モールド内に次第に変位させる工程と、
を有するタイヤ製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載されたタイヤ製造方法において、
前記嵌合させる工程では、加硫リングの温度をＴ１、嵌合部の温度をＴ２とするとき、５０℃≦Ｔ１≦１３０℃、１２０℃≦Ｔ２≦１９０℃、かつ、Ｔ１＜Ｔ２であるタイヤ製造方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載されたタイヤ製造方法において、
嵌合部の傾斜面と加硫リングの外周面の間の摩擦係数をμ、嵌合部の傾斜面と加硫リングの外周面の傾斜角度をαとするとき、μ＜ｔａｎαであるタイヤ製造方法。
【請求項１】
未加硫タイヤのビード部に装着される加硫リングと、未加硫タイヤと加硫リングを収容する加硫モールドと、加硫モールドの内周に設けられて加硫リングが嵌合する嵌合部と、加硫モールド内の未加硫タイヤを加熱する加熱手段とを備え、加硫リングが加硫済みタイヤとともに加硫モールドから取り出されるタイヤ加硫装置であって、
嵌合部が、加硫モールド内に向かって次第に拡がる環状の傾斜面を有し、
加硫リングが、嵌合部よりも温度が低いときに、嵌合部の傾斜面に隙間なく嵌合する傾斜した外周面を有し、温度の上昇に伴う熱膨張により嵌合部の傾斜面に沿って変位するタイヤ加硫装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたタイヤ加硫装置において、
嵌合部の傾斜面と加硫リングの外周面の間の摩擦係数をμ、嵌合部の傾斜面と加硫リングの外周面の傾斜角度をαとするとき、μ＜ｔａｎαであるタイヤ加硫装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたタイヤ加硫装置において、
一対のビード部に装着される一対の加硫リングの間に取り付けられて、未加硫タイヤ内で膨張するブラダを備えたタイヤ加硫装置。
【請求項４】
ビード部に加硫リングを装着した未加硫タイヤを加硫モールドに収容する工程と、加硫モールドの内周に設けられた嵌合部に加硫リングを配置する工程と、加硫モールド内の未加硫タイヤを加熱して加硫する工程と、加硫済みタイヤと加硫リングを加硫モールドから取り出す工程とを有するタイヤ製造方法であって、
加硫リングの温度が嵌合部の温度よりも低いときに、加硫リングの傾斜した外周面を、嵌合部が有する環状の傾斜面に隙間なく嵌合させる工程と、
加硫リングの温度の上昇に伴う熱膨張により、加硫リングを嵌合部の傾斜面に沿って加硫モールド内に次第に変位させる工程と、
を有するタイヤ製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載されたタイヤ製造方法において、
前記嵌合させる工程では、加硫リングの温度をＴ１、嵌合部の温度をＴ２とするとき、５０℃≦Ｔ１≦１３０℃、１２０℃≦Ｔ２≦１９０℃、かつ、Ｔ１＜Ｔ２であるタイヤ製造方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載されたタイヤ製造方法において、
嵌合部の傾斜面と加硫リングの外周面の間の摩擦係数をμ、嵌合部の傾斜面と加硫リングの外周面の傾斜角度をαとするとき、μ＜ｔａｎαであるタイヤ製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２３２４７１（Ｐ２０１２−２３２４７１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０２２３３（Ｐ２０１１−１０２２３３）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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