タイヤ製造方法
【課題】生タイヤの加硫モールドへの咬み込み等を防止しつつ、加硫モールド内で生タイヤを拡張させる加圧流体が生タイヤへ接触して浸透するのを防止する。
【解決手段】コア２０の周りにキャビティＫよりも小さい生タイヤＧＴを形成し、コア２０を外型１０内に挿入して組み合わせ、生タイヤＧＴと外型１０との間に隙間がある状態で加硫モールド１を型閉めして、生タイヤＧＴをキャビティＫ内に収納する。コア２０と、その外面に装着した膨張可能な膜体２５との間に、コア２０に貫通して形成した供給孔を通して加圧流体を供給し、加圧流体により膜体２５を膨張させる。この膨張する膜体２５により、生タイヤＧＴを拡張させて外型１０に押し付け、その内面に所定圧力で押圧しつつ、生タイヤＧＴを加熱して加硫成型する。
【解決手段】コア２０の周りにキャビティＫよりも小さい生タイヤＧＴを形成し、コア２０を外型１０内に挿入して組み合わせ、生タイヤＧＴと外型１０との間に隙間がある状態で加硫モールド１を型閉めして、生タイヤＧＴをキャビティＫ内に収納する。コア２０と、その外面に装着した膨張可能な膜体２５との間に、コア２０に貫通して形成した供給孔を通して加圧流体を供給し、加圧流体により膜体２５を膨張させる。この膨張する膜体２５により、生タイヤＧＴを拡張させて外型１０に押し付け、その内面に所定圧力で押圧しつつ、生タイヤＧＴを加熱して加硫成型する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ加硫モールドの内型と外型との間に形成されるキャビティ内に生タイヤ（グリーンタイヤ）を収納し、加硫成型して所定形状のタイヤを製造するタイヤ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤは、一般に、未加硫ゴム等からなる各種のタイヤ構成部材を組み合わせて生タイヤを成形し、加硫モールド内で加硫成型されて製造される。また、近年では、タイヤ性能の向上等を目的に、タイヤの内面形状を規定する剛体のコア（内型）に、各タイヤ構成部材を順次貼り付ける等して、製品タイヤに近い形状の生タイヤを成形し、生タイヤから製品タイヤになるまでの形状の変化量を小さくした、いわゆるコア製法によりタイヤを製造することが行われている。
【０００３】
ところが、このコア製法では、加硫モールドのキャビティと生タイヤが略同じ大きさであるため、加硫成型工程での型閉め時に、加硫モールドの外型分割面に生タイヤのゴムが咬み込まれ、又はゴムがはみ出す等の不具合が生じることがある。そこで、これらを防止するため、生タイヤをキャビティよりも小さく形成してキャビティ内に収納した後、コア内部から生タイヤとの間に加圧流体を注入して生タイヤを拡張させ、その外面を外型内面に押し付けて加硫成型する装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
図７は、このような従来のコアの例を模式的に示す斜視図であり、その一部を抜き出して示している。また、図８は、このコアを使用した従来の加硫成型について説明するための模式図であり、加硫モールドの幅方向断面の一方側を拡大して示す半断面図である。
従来の加硫時には、図示のように、加硫モールドの外型１０内のキャビティＫよりも若干（例えば、タイヤ径で数％程度）小さい生タイヤＧＴを中空状のコア２０の外面に形成し、生タイヤＧＴをコア２０とともに外型１０内に配置（図８Ａ参照）する。このように、外型１０と生タイヤＧＴとの間に隙間がある状態で型閉めして、生タイヤＧＴを、咬み込み等を防止しつつキャビティＫ内に収納した後、コア２０の内部から貫通孔（図示せず）を通して、加圧流体、例えばガスをコア２０の外面と生タイヤＧＴの内面との間に注入（図８Ｂの矢印Ｆ）する。このガスにより、生タイヤＧＴをキャビティＫ内で直接押し広げて拡張させ、生タイヤＧＴの外面を外型１０の内面に押し付けて型付けし、その状態で加硫成型を進行させて所定形状のタイヤを製造する。
【０００５】
しかしながら、この加硫時に注入するガスは、一般に、高温・高圧であるため、生タイヤＧＴの内面表層のゴムと直接接触する間に、ガスがインナーライナ等のゴムの内部まで僅かに浸透する恐れがある。また、この場合には、加硫後のタイヤの表層ゴム内部にガス（気泡）が残留してゴムゲージが不足し、或いは気泡による外観不良の発生や、エア透過防止性、耐キズ性、耐衝撃性等の低下につながる恐れもある。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−５２３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、生タイヤの加硫モールドへの咬み込みやゴムのはみ出し等を防止しつつ、加硫モールド内で生タイヤを拡張させる加圧流体が生タイヤへ接触して浸透するのを防止し、加硫後のタイヤの気泡や外観不良の発生、又は、エア透過防止性、耐キズ性、耐衝撃性等が低下するのを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、タイヤの内面形状を規定する内型と、タイヤの外面形状を規定する外型との間に形成されるキャビティ内に生タイヤを収納して加硫成型するタイヤ製造方法であって、内型の周りにキャビティよりも小さい生タイヤを形成する工程と、内型と外型とを組み合わせてキャビティ内に生タイヤを収納する工程と、内型と内型外面に装着した膨張可能な膜体との間に加圧流体を供給する工程と、加圧流体で膨張させた膜体により生タイヤを拡張させて外型に押圧する工程と、外型に押圧した生タイヤを加熱して加硫成型する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、生タイヤの加硫モールドへの咬み込みやゴムのはみ出し等を防止しつつ、加硫モールド内で生タイヤを拡張させる加圧流体が生タイヤへ接触して浸透するのを防止でき、加硫後のタイヤの気泡や外観不良の発生、又は、エア透過防止性、耐キズ性、耐衝撃性等が低下するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態のタイヤ製造方法では、タイヤ加硫装置が備える加硫モールド内で生タイヤを加熱・型付けして加硫成型し、製品タイヤを所定のトレッドパターンを含む所定形状に形成する。
【００１１】
図１は、本実施形態のタイヤ加硫装置が備える加硫モールドの要部を模式的に示す断面図であり、加硫成型する生タイヤの幅方向に対応する方向の断面を、かつ、その断面の一方側（図では上側）を拡大して示す半断面図である。
加硫モールド１は、図示のように、タイヤの外面形状を規定する外型１０と、タイヤの内面形状を規定する内型であるコア２０とを有し、外型１０の内面とコア２０の外面との間に形成されるキャビティＫ内に生タイヤを収納して加硫成型する。また、タイヤ加硫装置は、外型１０を介して生タイヤを加熱する手段や、外型１０とコア２０の移動手段及び、それらを所定位置に配置して組み合わせて保持する手段等、生タイヤを加硫するための他の手段を備えている。
【００１２】
外型１０は、金属等の剛体からなり、内部に略環状の空間（凹所）が形成されて、その内面に、成型するタイヤの外面形状に応じた内面形状（成型面）を有する。具体的には、外型１０は、その中央部の成型面１１（図では下側を向く半径方向内側面）が、タイヤのトレッドパターンを含むトレッド部形状に応じた形状に形成され、その左右両側の各成型面１２（対向する内側面）が、それぞれタイヤのビード部からサイドウォール部にかけての側面形状に応じた形状に形成されている。外型１０は、これら各成型面１１、１２によりキャビティＫの外面側を区画するとともに、コア２０と生タイヤの内部への収納と取り出しとを行うため、所定位置で分割された各部が、互いに接近及び離反して型閉め（当接）及び型開き（開放）可能に構成されている。その際、外型１０は、例えば中央部を挟んで左右２つに分割され、或いは、左右に対向する略円盤状の一対のサイドモールド及び、それらに挟まれた複数のセグメントからなる略環状のトレッドモールド等の複数に部分に分割され、それらが所定方向に移動して互いに接近及び離反する。
【００１３】
コア２０は、外型１０と同様の剛体からなる、いわゆる剛体（剛性）コアであり、中空構造の略環状をなし、その外面が、成型するタイヤの内面形状に応じた成型面に形成され、外型１０内でキャビティＫの内面側を区画する。また、コア２０には、外型１０への収納前に、成型面上に各タイヤ構成部材やリボン状のゴム部材等が順次配置や積層等されて、所定形状及び大きさ（体積）の生タイヤが形成される。タイヤ加硫装置は、このコア２０を外型１０内に収納して型閉めし、外型１０内面とコア２０外面との間に、製品タイヤの形状に応じた略トロイダル状のキャビティＫを形成し、その中に収納した生タイヤに成型面形状を転写しつつ加硫成型を行う。その際、ここでは、コア２０内から、その外面に装着した膜体２５との間に加圧流体を供給し、膜体２５を膨張させて、生タイヤを外型１０へ押し付けて加硫成型する。以下、このコア２０について、より詳細に説明する。
【００１４】
図２は、本実施形態のコア２０を模式的に示す平面図であり、コア２０の軸線方向から見た要部の概略形状を示している。
コア２０は、図示のように、径方向に移動可能な２種類の弧状のセグメント２１、２２が複数（ここでは５つ）ずつ、周方向に交互に密着した状態で配置されて構成されている。これらセグメント２１、２２は互いに形状が異なり、一方のセグメント２１が、径方向外側に向かって次第に広がる平面視略扇形状であるのに対し、他方のセグメント２２は、径方向外側に向かって次第に縮小する、又は実質的に変化しない平面視略矩形状に形成されている。このようにして、各セグメント２１、２２には、コア２０の組み立て及び、その加硫後のタイヤからの取り出しができるように、互いの当接面に勾配（抜き勾配）が設けられる。
【００１５】
即ち、コア２０は、組み立て時には、各セグメント２１、２２を、当接面の勾配に合わせて径方向に相対的に移動させる等して互いに当接させて、略環状に形成される。一方、コア２０を加硫後のタイヤの内側から取り出すときには、まず、平面視略矩形状のセグメント２２を順次径方向内側へ移動させて中央孔２から軸線方向に抜き出し、その後、残りの各セグメント２１を同様に順次径方向内側へ移動させて軸線方向に抜き出し、コア２０をタイヤ内から取り出す。
【００１６】
図３は、このコア２０の一部を拡大して模式的に示す斜視図である。
本実施形態のコア２０には、図示のように、伸縮性を有する膨張可能な膜体２５（図では表面に格子状のハッチングを付して示す）が、セグメント２１、２２の外面の全部又は一部を覆うように、その周方向の全体に亘って所定範囲に装着されている。この膜体２５は、例えば加硫用ブラダの材質と同じ材質のシート状ゴム等、耐高温性や耐高圧性を有する所定厚さのシート部材からなり、コア２０への装着範囲に応じた形状や大きさに形成される。また、膜体２５は、コア２０内から供給される膨張用の加圧流体がコア２０の外面との間に充填されて外部（生タイヤ側）へ漏れないように、コア２０に気密状に取り付けられ、コア２０の周りで膨張及び収縮して、コア２０に密着した状態と外側に向かって拡張した状態との間で状態変移する。
【００１７】
ここでは、膜体２５は、生タイヤのトレッド部（又はトップトレッド部）の内面側に位置し、同範囲を成型するコア２０のトレッド成型部２０Ｔへ装着され、各セグメント２１、２２（コア２０）の外周面を覆うように、その全体に亘って略環状に配置される。従って、この膜体２５は、コア２０の周りに形成される生タイヤとコア２０との間に配置されて、少なくとも生タイヤのトレッド部内面に当接する。また、各セグメント２１、２２の膜体２５が装着される部分には、コア２０の外面と膜体２５との間に加圧流体を供給する供給孔が形成されている。
【００１８】
図４は、このコア２０を膜体２５とセグメント２１、２２とに分解して示す模式図であり、セグメント２１、２２は、膜体２５の装着部分のみ示している。
セグメント２１、２２には、図示のように、複数の供給孔Ｈが、膜体２５と対向する範囲の全体に亘って略均等に開口するように、内外面間を貫通して断面略円形状に形成されている。これら複数の供給孔Ｈは、それぞれセグメント２１、２２の内部と外部とを連通させて、内外間の加圧流体の流通を可能にする小孔であり、コア２０の内面側に送り込まれた加圧流体を外面側の膜体２５との間まで流通させて、膜体２５を膨張させる。
【００１９】
このタイヤ加硫装置では、加圧流体として、所定圧力に加圧された空気や窒素等のガスを使用し、これをコア２０内から各供給孔Ｈを通して膜体２５の内面側まで供給する。そのため、タイヤ加硫装置は、所定圧力の加圧流体の供給源と、加圧流体をコア２０の内面側まで送り込んで循環させる開閉可能な循環通路等からなる加圧流体の供給手段を有し、これにより、加圧流体をコア２０の内面側に所定のタイミングで送り込む。また、この加圧流体を供給孔Ｈから膜体２５側まで供給して、膜体２５を膨張させ、その外面側に形成された生タイヤを拡張させて外型１０の内面（成型面）へ接触させ、その状態で、加圧流体の循環通路の出口を閉鎖し、加圧流体をコア２０及び膜体２５内に封入する等して、膜体２５を膨張状態に維持する。これにより、生タイヤを外型１０に所定圧力で押し付けて押圧した後、加硫成型の終了等の所定条件の成立に伴い、循環通路の出口を開放する等して、加圧流体による加圧を停止して膜体２５を元の状態に収縮させる。
【００２０】
次に、このタイヤ加硫装置による生タイヤの加硫成型を含むタイヤ製造の手順や動作等について説明する。
なお、以下説明する手順や動作は、タイヤ加硫装置等が備える制御装置（図示せず）により制御され、所定のプログラムに基づいて装置各部を予め設定されたタイミングや条件で関連動作させる等、それらを連動して作動させて実行される。この制御装置は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）、各種プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、及び、ＣＰＵが直接アクセスするデータを一時的に格納するＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたコンピュータから構成され、接続手段を介して装置各部が接続されている。これにより、制御装置は、装置各部と制御信号を含む各種データを送受信し、生タイヤの成形や加硫等に関する各動作をそれぞれ実行させる。
【００２１】
図５は、本実施形態のタイヤ製造の手順を示すフローチャートである。また、図６は、タイヤ加硫装置による生タイヤの加硫時の各状態を順に示す断面図であり、図１に対応して加硫モールド１の要部を模式的に示している。
タイヤ製造時には、図５に示すように、まず、内型であるコア２０の周りに、各種タイヤ構成部材を配置や積層する等して組み合わせ、その成型面及び膜体２５上に、収納されるキャビティＫよりも小さい生タイヤＧＴ（図６Ａ参照）を所定形状及び構造に形成する（Ｓ１０１）。このように、キャビティＫ内に収納される生タイヤＧＴを、キャビティＫの体積よりも体積が小さく、キャビティＫよりも一回り小さな形状になるように形成する。ただし、ここでは、生タイヤＧＴを、キャビティＫに対し、外周側のトレッド部Ｔでより小さくなり、外型１０との隙間が大きくなるとともに、その両側の側面部Ｓでは外型１０との隙間が小さくなり、その範囲のキャビティＫと略一致する大きさに形成する。
【００２２】
次に、コア２０を外型１０内に挿入して加硫モールド１を型閉めし、コア２０と外型１０とを組み合わせてキャビティＫを形成し、キャビティＫ内にコア２０外面の生タイヤＧＴを収納する（Ｓ１０２）。この状態では、上記したように、生タイヤＧＴのトレッド部Ｔ外面と外型１０内面との間に隙間ができ、その範囲のキャビティＫ内に空隙Ｒが生じる。
【００２３】
続いて、上記した加圧流体の供給手段により、コア２０の内面側に加圧流体を送り込み、この加圧流体をコア２０に形成された供給孔Ｈを通して、コア２０の外面と膜体２５との間に供給する。このように、コア２０とその外面に装着した膜体２５との間に加圧流体を供給（図６Ｂの矢印Ｆ）して（Ｓ１０３）、加圧流体で膜体２５を膨張させ、この膜体２５により、外面に当接する生タイヤＧＴを外側に向かって変形させる。これにより、生タイヤＧＴの全部又は一部を拡張させて、その全体を外型１０に押し付けて密着させ、その内面に向けて所定圧力で押圧して（Ｓ１０４）、生タイヤＧＴの外面を外型１０の内面（成型面）で型付けする。その際、ここでは、外型１０との間に空隙Ｒが生じる生タイヤＧＴの少なくともトレッド部Ｔを拡張させて、外型１０へ押圧する。
【００２４】
次に、外型１０に生タイヤＧＴを押圧した状態で、生タイヤＧＴを所定温度まで加熱（Ｓ１０５）して加硫成型を進行させ、所定時間経過する等して加硫成型が終了するまで（Ｓ１０６、ＮＯ）、生タイヤＧＴの押圧と加熱とを継続する。また、加硫成型の終了に伴い（Ｓ１０６、ＹＥＳ）、加圧流体の供給を停止してコア２０及び膜体２５内の圧力を大気圧に復帰させ、膜体２５を収縮させて（Ｓ１０７）、生タイヤＧＴの押圧を解除し、加硫後のタイヤを外型１０から取り出す（Ｓ１０８）。以上のように、タイヤの内面形状を規定するコア２０と、タイヤの外面形状を規定する外型１０との間に形成されるキャビティＫ内に生タイヤＧＴを収納して加硫成型した後、加硫モールド１外で、加硫後のタイヤ内からコア２０を分解して取り出し、検査等の後工程を経て製品タイヤを製造する。
【００２５】
この加硫時に、本実施形態では、生タイヤＧＴを収納されるキャビティＫよりも小さく形成し、生タイヤＧＴと外型１０との間に隙間がある状態で加硫モールド１を型閉めする。そのため、型閉めする際に、外型１０の分割面に生タイヤＧＴのゴムが咬み込まれ、或いは、ゴムがはみ出す等の不具合の発生を防止することができる。また、膜体２５を加圧流体により膨張させて、膜体２５を介して生タイヤＧＴを拡張させるため、加圧流体と生タイヤＧＴの内面表層のゴムとを直接接触させずに、生タイヤＧＴを拡張させて外型１０へ押圧することができる。
【００２６】
このように、本実施形態によれば、生タイヤＧＴの加硫モールド１への咬み込みやゴムのはみ出し等を防止しつつ、ガス等の加圧流体が生タイヤＧＴへ接触して、インナーライナ等のタイヤゴムの内部まで浸透するのを防止することができる。その結果、加硫後のタイヤの気泡の残留や外観不良の発生、又は、それらに伴う、エア透過防止性、耐キズ性、耐衝撃性等のタイヤ性能が低下するのを抑制することもできる。また、ここでは、必要に応じて、生タイヤＧＴの一部を拡張させて外型１０に押圧するため、膜体２５をコア２０の必要な範囲に配置すればよく、コア２０へ供給孔Ｈを形成する手間や工数等の増加を抑制しつつ、コア２０や膜体２５を含む設備の簡略化を図ることができる。
【００２７】
ここで、生タイヤＧＴのトレッド部Ｔは、加硫モールド１の型閉め時に、ゴムのはみ出しや咬み込みが発生し易い部分である。そのため、生タイヤＧＴのトレッド部Ｔを、本実施形態のように、キャビティＫに対して小さく形成し、外型１０との間に隙間がある状態でキャビティＫ内に収納することで、型閉め時の不具合を効果的に防止することができる。従って、このように生タイヤＧＴを形成するとともに、これに応じて、膜体２５を少なくともコア２０のトレッド成型部２０Ｔへ装着し、加硫時には、この膜体２５により、生タイヤＧＴの少なくともトレッド部Ｔを拡張させて外型１０に押圧するのが望ましい。
【００２８】
なお、加圧流体は、例えばセグメント２１、２２間の隙間を通して、コア２０と膜体２５との間に供給する等、供給孔Ｈを形成せずに他の通路を通して供給するようにしてもよい。ただし、このタイヤ加硫装置のように、コア２０の内面側に送り込んだ加圧流体を、コア２０に形成した供給孔Ｈを通して供給する場合には、加圧流体を膜体２５の所望の位置に均等に供給でき、膜体２５の膨張を確実、円滑に行うことができる。
【００２９】
また、加硫時の生タイヤＧＴは、外型１０を介して加熱して加硫成型してもよく、併せて、コア２０側からも加熱するようにしてもよい。この場合には、例えば、タイヤ加硫装置に加圧流体を加熱する手段を設けて、加圧流体を加熱してコア２０の内面側へ供給し、この加圧及び加熱流体により、コア２０及び膜体２５を介して生タイヤＧＴを加熱する。一方、キャビティＫは、製造するタイヤの形状や、加硫時における生タイヤＧＴの拡張量等に応じて、その形状が、それぞれ収納する生タイヤＧＴよりも大きくなるように設定される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施形態のタイヤ加硫装置が備える加硫モールドの要部を模式的に示す断面図である。
【図２】本実施形態のコアを模式的に示す平面図である。
【図３】本実施形態のコアの一部を拡大して模式的に示す斜視図である。
【図４】本実施形態のコアを分解して示す模式図である。
【図５】本実施形態のタイヤ製造の手順を示すフローチャートである。
【図６】本実施形態のタイヤ加硫装置による生タイヤの加硫時の各状態を順に示す断面図である。
【図７】従来のコアの例を模式的に示す斜視図である。
【図８】図７に示すコアを使用した従来の加硫成型について説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・加硫モールド、１０・・・外型、２０・・・コア、２１・・・セグメント、２２・・・セグメント、２５・・・膜体、ＧＴ・・・生タイヤ、Ｈ・・・供給孔、Ｋ・・・キャビティ、Ｔ・・・トレッド部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ加硫モールドの内型と外型との間に形成されるキャビティ内に生タイヤ（グリーンタイヤ）を収納し、加硫成型して所定形状のタイヤを製造するタイヤ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤは、一般に、未加硫ゴム等からなる各種のタイヤ構成部材を組み合わせて生タイヤを成形し、加硫モールド内で加硫成型されて製造される。また、近年では、タイヤ性能の向上等を目的に、タイヤの内面形状を規定する剛体のコア（内型）に、各タイヤ構成部材を順次貼り付ける等して、製品タイヤに近い形状の生タイヤを成形し、生タイヤから製品タイヤになるまでの形状の変化量を小さくした、いわゆるコア製法によりタイヤを製造することが行われている。
【０００３】
ところが、このコア製法では、加硫モールドのキャビティと生タイヤが略同じ大きさであるため、加硫成型工程での型閉め時に、加硫モールドの外型分割面に生タイヤのゴムが咬み込まれ、又はゴムがはみ出す等の不具合が生じることがある。そこで、これらを防止するため、生タイヤをキャビティよりも小さく形成してキャビティ内に収納した後、コア内部から生タイヤとの間に加圧流体を注入して生タイヤを拡張させ、その外面を外型内面に押し付けて加硫成型する装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
図７は、このような従来のコアの例を模式的に示す斜視図であり、その一部を抜き出して示している。また、図８は、このコアを使用した従来の加硫成型について説明するための模式図であり、加硫モールドの幅方向断面の一方側を拡大して示す半断面図である。
従来の加硫時には、図示のように、加硫モールドの外型１０内のキャビティＫよりも若干（例えば、タイヤ径で数％程度）小さい生タイヤＧＴを中空状のコア２０の外面に形成し、生タイヤＧＴをコア２０とともに外型１０内に配置（図８Ａ参照）する。このように、外型１０と生タイヤＧＴとの間に隙間がある状態で型閉めして、生タイヤＧＴを、咬み込み等を防止しつつキャビティＫ内に収納した後、コア２０の内部から貫通孔（図示せず）を通して、加圧流体、例えばガスをコア２０の外面と生タイヤＧＴの内面との間に注入（図８Ｂの矢印Ｆ）する。このガスにより、生タイヤＧＴをキャビティＫ内で直接押し広げて拡張させ、生タイヤＧＴの外面を外型１０の内面に押し付けて型付けし、その状態で加硫成型を進行させて所定形状のタイヤを製造する。
【０００５】
しかしながら、この加硫時に注入するガスは、一般に、高温・高圧であるため、生タイヤＧＴの内面表層のゴムと直接接触する間に、ガスがインナーライナ等のゴムの内部まで僅かに浸透する恐れがある。また、この場合には、加硫後のタイヤの表層ゴム内部にガス（気泡）が残留してゴムゲージが不足し、或いは気泡による外観不良の発生や、エア透過防止性、耐キズ性、耐衝撃性等の低下につながる恐れもある。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−５２３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、生タイヤの加硫モールドへの咬み込みやゴムのはみ出し等を防止しつつ、加硫モールド内で生タイヤを拡張させる加圧流体が生タイヤへ接触して浸透するのを防止し、加硫後のタイヤの気泡や外観不良の発生、又は、エア透過防止性、耐キズ性、耐衝撃性等が低下するのを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、タイヤの内面形状を規定する内型と、タイヤの外面形状を規定する外型との間に形成されるキャビティ内に生タイヤを収納して加硫成型するタイヤ製造方法であって、内型の周りにキャビティよりも小さい生タイヤを形成する工程と、内型と外型とを組み合わせてキャビティ内に生タイヤを収納する工程と、内型と内型外面に装着した膨張可能な膜体との間に加圧流体を供給する工程と、加圧流体で膨張させた膜体により生タイヤを拡張させて外型に押圧する工程と、外型に押圧した生タイヤを加熱して加硫成型する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、生タイヤの加硫モールドへの咬み込みやゴムのはみ出し等を防止しつつ、加硫モールド内で生タイヤを拡張させる加圧流体が生タイヤへ接触して浸透するのを防止でき、加硫後のタイヤの気泡や外観不良の発生、又は、エア透過防止性、耐キズ性、耐衝撃性等が低下するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態のタイヤ製造方法では、タイヤ加硫装置が備える加硫モールド内で生タイヤを加熱・型付けして加硫成型し、製品タイヤを所定のトレッドパターンを含む所定形状に形成する。
【００１１】
図１は、本実施形態のタイヤ加硫装置が備える加硫モールドの要部を模式的に示す断面図であり、加硫成型する生タイヤの幅方向に対応する方向の断面を、かつ、その断面の一方側（図では上側）を拡大して示す半断面図である。
加硫モールド１は、図示のように、タイヤの外面形状を規定する外型１０と、タイヤの内面形状を規定する内型であるコア２０とを有し、外型１０の内面とコア２０の外面との間に形成されるキャビティＫ内に生タイヤを収納して加硫成型する。また、タイヤ加硫装置は、外型１０を介して生タイヤを加熱する手段や、外型１０とコア２０の移動手段及び、それらを所定位置に配置して組み合わせて保持する手段等、生タイヤを加硫するための他の手段を備えている。
【００１２】
外型１０は、金属等の剛体からなり、内部に略環状の空間（凹所）が形成されて、その内面に、成型するタイヤの外面形状に応じた内面形状（成型面）を有する。具体的には、外型１０は、その中央部の成型面１１（図では下側を向く半径方向内側面）が、タイヤのトレッドパターンを含むトレッド部形状に応じた形状に形成され、その左右両側の各成型面１２（対向する内側面）が、それぞれタイヤのビード部からサイドウォール部にかけての側面形状に応じた形状に形成されている。外型１０は、これら各成型面１１、１２によりキャビティＫの外面側を区画するとともに、コア２０と生タイヤの内部への収納と取り出しとを行うため、所定位置で分割された各部が、互いに接近及び離反して型閉め（当接）及び型開き（開放）可能に構成されている。その際、外型１０は、例えば中央部を挟んで左右２つに分割され、或いは、左右に対向する略円盤状の一対のサイドモールド及び、それらに挟まれた複数のセグメントからなる略環状のトレッドモールド等の複数に部分に分割され、それらが所定方向に移動して互いに接近及び離反する。
【００１３】
コア２０は、外型１０と同様の剛体からなる、いわゆる剛体（剛性）コアであり、中空構造の略環状をなし、その外面が、成型するタイヤの内面形状に応じた成型面に形成され、外型１０内でキャビティＫの内面側を区画する。また、コア２０には、外型１０への収納前に、成型面上に各タイヤ構成部材やリボン状のゴム部材等が順次配置や積層等されて、所定形状及び大きさ（体積）の生タイヤが形成される。タイヤ加硫装置は、このコア２０を外型１０内に収納して型閉めし、外型１０内面とコア２０外面との間に、製品タイヤの形状に応じた略トロイダル状のキャビティＫを形成し、その中に収納した生タイヤに成型面形状を転写しつつ加硫成型を行う。その際、ここでは、コア２０内から、その外面に装着した膜体２５との間に加圧流体を供給し、膜体２５を膨張させて、生タイヤを外型１０へ押し付けて加硫成型する。以下、このコア２０について、より詳細に説明する。
【００１４】
図２は、本実施形態のコア２０を模式的に示す平面図であり、コア２０の軸線方向から見た要部の概略形状を示している。
コア２０は、図示のように、径方向に移動可能な２種類の弧状のセグメント２１、２２が複数（ここでは５つ）ずつ、周方向に交互に密着した状態で配置されて構成されている。これらセグメント２１、２２は互いに形状が異なり、一方のセグメント２１が、径方向外側に向かって次第に広がる平面視略扇形状であるのに対し、他方のセグメント２２は、径方向外側に向かって次第に縮小する、又は実質的に変化しない平面視略矩形状に形成されている。このようにして、各セグメント２１、２２には、コア２０の組み立て及び、その加硫後のタイヤからの取り出しができるように、互いの当接面に勾配（抜き勾配）が設けられる。
【００１５】
即ち、コア２０は、組み立て時には、各セグメント２１、２２を、当接面の勾配に合わせて径方向に相対的に移動させる等して互いに当接させて、略環状に形成される。一方、コア２０を加硫後のタイヤの内側から取り出すときには、まず、平面視略矩形状のセグメント２２を順次径方向内側へ移動させて中央孔２から軸線方向に抜き出し、その後、残りの各セグメント２１を同様に順次径方向内側へ移動させて軸線方向に抜き出し、コア２０をタイヤ内から取り出す。
【００１６】
図３は、このコア２０の一部を拡大して模式的に示す斜視図である。
本実施形態のコア２０には、図示のように、伸縮性を有する膨張可能な膜体２５（図では表面に格子状のハッチングを付して示す）が、セグメント２１、２２の外面の全部又は一部を覆うように、その周方向の全体に亘って所定範囲に装着されている。この膜体２５は、例えば加硫用ブラダの材質と同じ材質のシート状ゴム等、耐高温性や耐高圧性を有する所定厚さのシート部材からなり、コア２０への装着範囲に応じた形状や大きさに形成される。また、膜体２５は、コア２０内から供給される膨張用の加圧流体がコア２０の外面との間に充填されて外部（生タイヤ側）へ漏れないように、コア２０に気密状に取り付けられ、コア２０の周りで膨張及び収縮して、コア２０に密着した状態と外側に向かって拡張した状態との間で状態変移する。
【００１７】
ここでは、膜体２５は、生タイヤのトレッド部（又はトップトレッド部）の内面側に位置し、同範囲を成型するコア２０のトレッド成型部２０Ｔへ装着され、各セグメント２１、２２（コア２０）の外周面を覆うように、その全体に亘って略環状に配置される。従って、この膜体２５は、コア２０の周りに形成される生タイヤとコア２０との間に配置されて、少なくとも生タイヤのトレッド部内面に当接する。また、各セグメント２１、２２の膜体２５が装着される部分には、コア２０の外面と膜体２５との間に加圧流体を供給する供給孔が形成されている。
【００１８】
図４は、このコア２０を膜体２５とセグメント２１、２２とに分解して示す模式図であり、セグメント２１、２２は、膜体２５の装着部分のみ示している。
セグメント２１、２２には、図示のように、複数の供給孔Ｈが、膜体２５と対向する範囲の全体に亘って略均等に開口するように、内外面間を貫通して断面略円形状に形成されている。これら複数の供給孔Ｈは、それぞれセグメント２１、２２の内部と外部とを連通させて、内外間の加圧流体の流通を可能にする小孔であり、コア２０の内面側に送り込まれた加圧流体を外面側の膜体２５との間まで流通させて、膜体２５を膨張させる。
【００１９】
このタイヤ加硫装置では、加圧流体として、所定圧力に加圧された空気や窒素等のガスを使用し、これをコア２０内から各供給孔Ｈを通して膜体２５の内面側まで供給する。そのため、タイヤ加硫装置は、所定圧力の加圧流体の供給源と、加圧流体をコア２０の内面側まで送り込んで循環させる開閉可能な循環通路等からなる加圧流体の供給手段を有し、これにより、加圧流体をコア２０の内面側に所定のタイミングで送り込む。また、この加圧流体を供給孔Ｈから膜体２５側まで供給して、膜体２５を膨張させ、その外面側に形成された生タイヤを拡張させて外型１０の内面（成型面）へ接触させ、その状態で、加圧流体の循環通路の出口を閉鎖し、加圧流体をコア２０及び膜体２５内に封入する等して、膜体２５を膨張状態に維持する。これにより、生タイヤを外型１０に所定圧力で押し付けて押圧した後、加硫成型の終了等の所定条件の成立に伴い、循環通路の出口を開放する等して、加圧流体による加圧を停止して膜体２５を元の状態に収縮させる。
【００２０】
次に、このタイヤ加硫装置による生タイヤの加硫成型を含むタイヤ製造の手順や動作等について説明する。
なお、以下説明する手順や動作は、タイヤ加硫装置等が備える制御装置（図示せず）により制御され、所定のプログラムに基づいて装置各部を予め設定されたタイミングや条件で関連動作させる等、それらを連動して作動させて実行される。この制御装置は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）、各種プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、及び、ＣＰＵが直接アクセスするデータを一時的に格納するＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたコンピュータから構成され、接続手段を介して装置各部が接続されている。これにより、制御装置は、装置各部と制御信号を含む各種データを送受信し、生タイヤの成形や加硫等に関する各動作をそれぞれ実行させる。
【００２１】
図５は、本実施形態のタイヤ製造の手順を示すフローチャートである。また、図６は、タイヤ加硫装置による生タイヤの加硫時の各状態を順に示す断面図であり、図１に対応して加硫モールド１の要部を模式的に示している。
タイヤ製造時には、図５に示すように、まず、内型であるコア２０の周りに、各種タイヤ構成部材を配置や積層する等して組み合わせ、その成型面及び膜体２５上に、収納されるキャビティＫよりも小さい生タイヤＧＴ（図６Ａ参照）を所定形状及び構造に形成する（Ｓ１０１）。このように、キャビティＫ内に収納される生タイヤＧＴを、キャビティＫの体積よりも体積が小さく、キャビティＫよりも一回り小さな形状になるように形成する。ただし、ここでは、生タイヤＧＴを、キャビティＫに対し、外周側のトレッド部Ｔでより小さくなり、外型１０との隙間が大きくなるとともに、その両側の側面部Ｓでは外型１０との隙間が小さくなり、その範囲のキャビティＫと略一致する大きさに形成する。
【００２２】
次に、コア２０を外型１０内に挿入して加硫モールド１を型閉めし、コア２０と外型１０とを組み合わせてキャビティＫを形成し、キャビティＫ内にコア２０外面の生タイヤＧＴを収納する（Ｓ１０２）。この状態では、上記したように、生タイヤＧＴのトレッド部Ｔ外面と外型１０内面との間に隙間ができ、その範囲のキャビティＫ内に空隙Ｒが生じる。
【００２３】
続いて、上記した加圧流体の供給手段により、コア２０の内面側に加圧流体を送り込み、この加圧流体をコア２０に形成された供給孔Ｈを通して、コア２０の外面と膜体２５との間に供給する。このように、コア２０とその外面に装着した膜体２５との間に加圧流体を供給（図６Ｂの矢印Ｆ）して（Ｓ１０３）、加圧流体で膜体２５を膨張させ、この膜体２５により、外面に当接する生タイヤＧＴを外側に向かって変形させる。これにより、生タイヤＧＴの全部又は一部を拡張させて、その全体を外型１０に押し付けて密着させ、その内面に向けて所定圧力で押圧して（Ｓ１０４）、生タイヤＧＴの外面を外型１０の内面（成型面）で型付けする。その際、ここでは、外型１０との間に空隙Ｒが生じる生タイヤＧＴの少なくともトレッド部Ｔを拡張させて、外型１０へ押圧する。
【００２４】
次に、外型１０に生タイヤＧＴを押圧した状態で、生タイヤＧＴを所定温度まで加熱（Ｓ１０５）して加硫成型を進行させ、所定時間経過する等して加硫成型が終了するまで（Ｓ１０６、ＮＯ）、生タイヤＧＴの押圧と加熱とを継続する。また、加硫成型の終了に伴い（Ｓ１０６、ＹＥＳ）、加圧流体の供給を停止してコア２０及び膜体２５内の圧力を大気圧に復帰させ、膜体２５を収縮させて（Ｓ１０７）、生タイヤＧＴの押圧を解除し、加硫後のタイヤを外型１０から取り出す（Ｓ１０８）。以上のように、タイヤの内面形状を規定するコア２０と、タイヤの外面形状を規定する外型１０との間に形成されるキャビティＫ内に生タイヤＧＴを収納して加硫成型した後、加硫モールド１外で、加硫後のタイヤ内からコア２０を分解して取り出し、検査等の後工程を経て製品タイヤを製造する。
【００２５】
この加硫時に、本実施形態では、生タイヤＧＴを収納されるキャビティＫよりも小さく形成し、生タイヤＧＴと外型１０との間に隙間がある状態で加硫モールド１を型閉めする。そのため、型閉めする際に、外型１０の分割面に生タイヤＧＴのゴムが咬み込まれ、或いは、ゴムがはみ出す等の不具合の発生を防止することができる。また、膜体２５を加圧流体により膨張させて、膜体２５を介して生タイヤＧＴを拡張させるため、加圧流体と生タイヤＧＴの内面表層のゴムとを直接接触させずに、生タイヤＧＴを拡張させて外型１０へ押圧することができる。
【００２６】
このように、本実施形態によれば、生タイヤＧＴの加硫モールド１への咬み込みやゴムのはみ出し等を防止しつつ、ガス等の加圧流体が生タイヤＧＴへ接触して、インナーライナ等のタイヤゴムの内部まで浸透するのを防止することができる。その結果、加硫後のタイヤの気泡の残留や外観不良の発生、又は、それらに伴う、エア透過防止性、耐キズ性、耐衝撃性等のタイヤ性能が低下するのを抑制することもできる。また、ここでは、必要に応じて、生タイヤＧＴの一部を拡張させて外型１０に押圧するため、膜体２５をコア２０の必要な範囲に配置すればよく、コア２０へ供給孔Ｈを形成する手間や工数等の増加を抑制しつつ、コア２０や膜体２５を含む設備の簡略化を図ることができる。
【００２７】
ここで、生タイヤＧＴのトレッド部Ｔは、加硫モールド１の型閉め時に、ゴムのはみ出しや咬み込みが発生し易い部分である。そのため、生タイヤＧＴのトレッド部Ｔを、本実施形態のように、キャビティＫに対して小さく形成し、外型１０との間に隙間がある状態でキャビティＫ内に収納することで、型閉め時の不具合を効果的に防止することができる。従って、このように生タイヤＧＴを形成するとともに、これに応じて、膜体２５を少なくともコア２０のトレッド成型部２０Ｔへ装着し、加硫時には、この膜体２５により、生タイヤＧＴの少なくともトレッド部Ｔを拡張させて外型１０に押圧するのが望ましい。
【００２８】
なお、加圧流体は、例えばセグメント２１、２２間の隙間を通して、コア２０と膜体２５との間に供給する等、供給孔Ｈを形成せずに他の通路を通して供給するようにしてもよい。ただし、このタイヤ加硫装置のように、コア２０の内面側に送り込んだ加圧流体を、コア２０に形成した供給孔Ｈを通して供給する場合には、加圧流体を膜体２５の所望の位置に均等に供給でき、膜体２５の膨張を確実、円滑に行うことができる。
【００２９】
また、加硫時の生タイヤＧＴは、外型１０を介して加熱して加硫成型してもよく、併せて、コア２０側からも加熱するようにしてもよい。この場合には、例えば、タイヤ加硫装置に加圧流体を加熱する手段を設けて、加圧流体を加熱してコア２０の内面側へ供給し、この加圧及び加熱流体により、コア２０及び膜体２５を介して生タイヤＧＴを加熱する。一方、キャビティＫは、製造するタイヤの形状や、加硫時における生タイヤＧＴの拡張量等に応じて、その形状が、それぞれ収納する生タイヤＧＴよりも大きくなるように設定される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施形態のタイヤ加硫装置が備える加硫モールドの要部を模式的に示す断面図である。
【図２】本実施形態のコアを模式的に示す平面図である。
【図３】本実施形態のコアの一部を拡大して模式的に示す斜視図である。
【図４】本実施形態のコアを分解して示す模式図である。
【図５】本実施形態のタイヤ製造の手順を示すフローチャートである。
【図６】本実施形態のタイヤ加硫装置による生タイヤの加硫時の各状態を順に示す断面図である。
【図７】従来のコアの例を模式的に示す斜視図である。
【図８】図７に示すコアを使用した従来の加硫成型について説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・加硫モールド、１０・・・外型、２０・・・コア、２１・・・セグメント、２２・・・セグメント、２５・・・膜体、ＧＴ・・・生タイヤ、Ｈ・・・供給孔、Ｋ・・・キャビティ、Ｔ・・・トレッド部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの内面形状を規定する内型と、タイヤの外面形状を規定する外型との間に形成されるキャビティ内に生タイヤを収納して加硫成型するタイヤ製造方法であって、
内型の周りにキャビティよりも小さい生タイヤを形成する工程と、
内型と外型とを組み合わせてキャビティ内に生タイヤを収納する工程と、
内型と内型外面に装着した膨張可能な膜体との間に加圧流体を供給する工程と、
加圧流体で膨張させた膜体により生タイヤを拡張させて外型に押圧する工程と、
外型に押圧した生タイヤを加熱して加硫成型する工程と、
を有することを特徴とするタイヤ製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載されたタイヤ製造方法において、
外型に押圧する工程は、生タイヤの一部を拡張させて外型に押圧することを特徴とするタイヤ製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載されたタイヤ製造方法において、
外型に押圧する工程は、生タイヤの少なくともトレッド部を拡張させて外型に押圧することを特徴とするタイヤ製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載されたタイヤ製造方法において、
加圧流体を供給する工程は、内型の内面側に加圧流体を送り込む工程と、送り込まれた加圧流体を内型に形成された供給孔を通して内型外面と膜体との間に供給する工程と、を有することを特徴とするタイヤ製造方法。
【請求項１】
タイヤの内面形状を規定する内型と、タイヤの外面形状を規定する外型との間に形成されるキャビティ内に生タイヤを収納して加硫成型するタイヤ製造方法であって、
内型の周りにキャビティよりも小さい生タイヤを形成する工程と、
内型と外型とを組み合わせてキャビティ内に生タイヤを収納する工程と、
内型と内型外面に装着した膨張可能な膜体との間に加圧流体を供給する工程と、
加圧流体で膨張させた膜体により生タイヤを拡張させて外型に押圧する工程と、
外型に押圧した生タイヤを加熱して加硫成型する工程と、
を有することを特徴とするタイヤ製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載されたタイヤ製造方法において、
外型に押圧する工程は、生タイヤの一部を拡張させて外型に押圧することを特徴とするタイヤ製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載されたタイヤ製造方法において、
外型に押圧する工程は、生タイヤの少なくともトレッド部を拡張させて外型に押圧することを特徴とするタイヤ製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載されたタイヤ製造方法において、
加圧流体を供給する工程は、内型の内面側に加圧流体を送り込む工程と、送り込まれた加圧流体を内型に形成された供給孔を通して内型外面と膜体との間に供給する工程と、を有することを特徴とするタイヤ製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−３０２４２（Ｐ２０１０−３０２４２Ａ）
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９７４４４（Ｐ２００８−１９７４４４）
【出願日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【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２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]