JP2002264134A - タイヤの加硫方法およびそれに用いるコア装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タイヤに対するすぐれた型付け性を実現して
なお、ゴムのはみ出しを有効に防止する。 【解決手段】 剛性材料からなり、タイヤの内周面形状
と対応する外周面形状を有するコア１と、コアを囲繞す
る加硫モールド２４とで区画されるキャビティ２５内で
タイヤを加硫成形するに当って、前記コア１を、キャビ
ティ２５内のタイヤＴの温度上昇に伴って、キャビティ
容積を増加させる向きに変形させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、剛性材料からな
るコア上で成型した生タイヤを加硫モールド内で加硫成
形するに当っての、タイヤゴムの、キャビティからのは
み出し、ひけ等の発生を防止するタイヤの加硫方法およ
びそれに用いるコア装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】タイヤの内周面形状と対応する外周面形
状を有する、たとえば、アルミニウム、アルミニウム合
金等からなるコア上で生タイヤを成型するとともに、そ
の生タイヤを、トレッドリング、サイドリングおよびビ
ードリングからなる加硫モールドと上記コアとで区画さ
れるキャビティ内で、たとえば１８０℃程度まで加熱し
て加硫成形するに当っては、キャビティ内のタイヤはも
ちろん、キャビティの画成に寄与する加硫モールドおよ
びコアもまた熱膨張することになる。

【０００３】この場合、タイヤ、ひいては、その主体を
なすゴムは、線膨張係数１２．０×１０^−５に基づい
て、また、たとえばアルミニウム製としたコアは、線膨
張係数２．２×１０^−５に基づいて、そして、ともに鉄
製のサイドリングおよびビードリングは、固有の線膨張
係数１．１×１０^−５基づいて、さらに、アルミニウム
もちろんアルミニウム合金製のセグメントを鉄リングの
内面に取付けてなるトレッドリングは、上述した鉄の線
膨張係数に基づいてそれぞれ熱膨張することになり、こ
のときの熱膨張量は、加硫モールドに比し、タイヤおよ
びコアでとくに多くなる。

【０００４】これがため、たとえば、コアおよび、その
コア上に成型した生タイヤをともに、室温から１１０℃
程度まで予熱した後、それらを加硫モールド内に収容し
て、加圧下で１８０℃程度まで加熱するとともに、その
温度に維持してタイヤを架橋反応させるに際しては、キ
ャビティ容積は温度の上昇とともに減少する一方で、タ
イヤ体積は温度の上昇とともに増加することになって、
加硫モールドのそれぞれのリングの合わせ面その他にタ
イヤゴムのはみ出しが生じるという問題があった。

【０００５】すなわち、加硫モールド内のタイヤゴムは
一般に、１５０℃以下の温度域では軟化してすぐれた型
付け流動性を示すも、１５０℃を越えると架橋が始まっ
て硬化する特性を有するので、たとえばアルミニウム製
のコアは、１１０℃から１５０℃までは、それの熱膨張
およびタイヤ自身の熱膨張下にあって、タイヤに対する
すぐれた型付け性をもたらすことになるが、１５０℃を
越えると、タイヤゴムの流動性の低下に加え、それら両
者の一層の熱膨張により、モールドリング間に過大な隙
間が発生することになる。

【０００６】これに対し、コアを予め小さ目に製造し
て、１８０℃でのそれぞれの部分の熱膨張が、丁度適正
なキャビティ容積をもたらすよう構成した場合には、１
１０℃から１８０℃に至るまでの間で、キャビティ容積
に対するタイヤ体積が不足することになって、タイヤに
型付け不良、ひけ等が生じるという問題があった。

【０００７】この発明は、このような問題点を解決する
ことを課題とするものであり、それの目的とするところ
は、キャビティ内のゴムが高い流動性を示す温度域にて
は、タイヤに対するすぐれた型付け性を実現してなお、
それを越える温度域でのゴムのはみ出しを有効に防止で
きるタイヤの加硫方法およびそれに用いるコア装置を提
供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明のタイヤの加硫
方法は、剛性材料からなり、タイヤの内周面形状と対応
する外周面形状を有するコアと、コアを囲繞する加硫モ
ールドとで区画されるキャビティ内でタイヤを加硫成形
するに当って、コアを、キャビティ内のタイヤ温度の上
昇に伴って、キャビティ容積を増加させる向きに変形さ
せるものである。ここで、このようなキャビティ容積を
増加させる向きの変形は、コア幅の減少変形および、コ
ア周長の減少変形の少なくとも一方に基づいて実現する
ことが好ましい。

【０００９】この方法では、タイヤゴムが高い流動性を
示す温度域では、キャビティ内での、タイヤゴムおよび
コアの熱膨張の他、そのコアの高い剛性の下で、タイヤ
に対するすぐれた型付け性を確保することができ、一
方、それを越える温度域では、キャビティ内圧の増加に
基づいて、コアを、キャビティ容積を増加させる向きに
変形させて、熱膨張に起因する、前述したようなキャビ
ティ容積の不足分を補うことにより、キャビティ内圧が
過大になることによるタイヤゴムのはみ出しを有効に防
止することができる。なおこの場合のコアの変形は、コ
ア幅の減少変形およびコア周長の減少変形をもって円滑
かつ確実に実現することができる。

【００１０】またこの発明の、タイヤの加硫に用いるコ
ア装置は、剛性材料からなり、タイヤの内周面形状と対
応する外周面形状を有するほぼドーナツ状のコアを、内
周側に開口する中空構造とし、コアに、それの開口幅を
広げる方向に作用する弾性手段を設けるとともに、この
弾性手段に、温度の上昇に伴って弾性力を低減するばね
部材を配設してなる。

【００１１】この装置では、コアと加硫モールドとで画
成されるキャビティ内で生タイヤを加硫成形するに当た
り、加熱温度の上昇による、各部の熱膨張に起因するキ
ャビティ容積の減少に対し、コアを付勢する弾性手段、
直接的にはばね部材の弾性力の低下に基づくコア幅の減
少変形を許容して、キャビティ容積を、上記の減少状態
に比して相対的に増加させることにより、加熱の初期か
ら中期に至るタイヤへの型付け性を十分に確保する一方
で、その末期での、キャビティ内圧の過大増加を、その
容積の増加をもって有効に防止して、ゴムのはみ出しの
おそれを取り除くことができる。

【００１２】ここで、コアを、複数個のセグメントの組
立体により構成するとともに、各セグメントに前記弾性
手段を設けた場合には、加硫成形後のタイヤからのコア
の抜き出しを簡単かつ容易なものとし、また、コアに、
その全周にわたるほぼ均等な幅減少変形を行わせること
ができる。

【００１３】また、弾性手段に、コアの拡幅変形を阻止
するストッパを設けた場合には、弾性力の調節を目的と
して、コアに、その弾性手段により、コアの拡幅方向の
プリロードを作用させるに当ってのコアの不測の拡幅変
形を有効に防止することができる。このような装置にお
いて好ましくは、ばね部材を、バイメタルを主体として
構成し、また好ましくは、バイメタルを皿ばね形状に構
成する。これらによれば、温度変化に伴う弾性力の変化
を容易にかつ適正にコントロールすることができ、とく
に後者によれば、コンパクトな構造にして大きな弾性力
を発揮させることができる。

【００１４】ところで、バイメタルの、温度上昇に伴う
変形方向は、ばね定数を低減させる向きもしくは増加さ
せる向きのいずれかとすることができ、前者の場合は、
それを弾性手段に直接的に利用することができる。一方
後者の場合には、温度の上昇に当って、バイメタル、ひ
いては、それを含むばね部材を、弾性手段全体としての
弾性力を相殺する向きに機能させることで、弾性力の低
減を実現することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を図
面に示すところに基づいて説明する。図１は、この発明
に係る装置の実施の形態を示す平面図および断面図であ
る。ここでは、アルミニウムもしくはアルミニウム合金
等の剛性材料からなり、タイヤの内周面形状と対応する
外周面形状を有する、全体としてほぼドーナツ状をなす
コア１を、複数個のセグメント、図では大小四個ずつの
セグメント２，３の組立体により構成するとともに、こ
のコア１を、図１（ａ）のｂ−ｂ断面を示す図１（ｂ）
から明らかなように、内周側に開口する中空構造とす
る。なお、図１（ｂ）に示す形状および構造は、図１
（ａ）のａ−ａ断面その他の、セグメントの中央部を通
る直径断面においてほぼ同様となる。

【００１６】ところで、それぞれのセグメント２，３
は、それらの内周縁近傍で、図の上下に位置する一対の
拘束リング４を大小のセグメントに交互に掛合させると
ともに、それらの両リング４を図示しない連結手段によ
って相互連結することにより、組立体としてコア１を構
成する。従って、両リング４の相互連結を解くととも
に、それらをコア表面から離隔させることで、コア１を
各個のセグメント２，３に容易に分解することができ
る。

【００１７】また、図中５は整流板を示し、これは、コ
ア１を、それの内周面側から加熱等するに当って、たと
えば加熱ガスとすることのできる熱媒の、コア１、直接
的には各セグメント２，３内での、図では上下方向の、
円滑にして均等な流動を担保するべく機能する。そして
このことは、たとえばポストキュア工程で、セグメント
内に冷媒を流動させる場合にも同様である。そしてここ
では、コア１、図では各セグメント２，３に、それの開
口幅を広げる方向に作用する弾性手段６を設け、この弾
性手段６に、温度の上昇に伴って弾性力を低減するばね
部材を配設する。

【００１８】図２は、この弾性手段６を示す拡大断面図
であり、この図に示すところでは、セグメント３の開口
部近傍で上下の壁部に植設されて拘束リング４を位置決
めするそれぞれのピン７の一方の内端部分にねじ継手８
を介して連結したロッド状部材９と、このロッド状部材
９の先端大径部分９ａにより抜け止めされて、ばね部材
のハウジングを兼ねる雌ねじ部材１０と、他方のピン７
の内端部分に螺合されるとともに、雌ねじ部材１０の先
端部分に螺合される雄ねじ部材１１と、雌ねじ部材内
で、雄ねじ部材１１の先端面と先端大径部分９ａとの間
に挟持されるばね部材１２、ここでは、バイメタルから
なる皿ばね１３の六枚ずつを相互に対向させて配設した
ものだけからなるばね部材とにより、より好ましくは、
これらに加えて、雌ねじ部材１０と雄ねじ部材１１とを
緩み止めするロックナット１４とによって弾性手段６を
構成する。なおここで、前記整流板５は、雌ねじ部材１
０にロックナット１５をもって締め付け固定することに
より取付けることができる。

【００１９】このような弾性手段６は、相互に螺合する
雌ねじ部材１０および雄ねじ部材１１と、その雌ねじ部
材１０の後端部に抜け止め掛合するロッド状部材９とに
よって、セグメント３の開口幅、ひいては、セグメント
幅の拡大を拘束するべく機能する一方で、雌ねじ部材１
０内に収納されて、雄ねじ部材１１と、ロッド状部材９
の先端大径部分９ａとで挟持されるばね部材１２によ
り、そのセグメント３に、セグメント幅を広げる方向の
弾性力を及ぼす。

【００２０】ところで、この弾性手段６の、バイメタル
製の皿ばね１３のみからなるばね部材１２は、バイメタ
ルの温度特性の下に、温度の上昇に伴って形状を全体的
に平坦化して、たとえば図３に示すようなばね定数の変
化を示し、室温ではほぼ５ｋＮ／ｍｍであるばね定数
が、ほぼ１２０℃以上の温度で急激に低下し、１８０℃
では約１．５ｋＮ／ｍｍまで低下する。

【００２１】従って、このような弾性手段６を設けたコ
ア１、いいかえれば、この発明に係るコア装置の外周面
上に成型した生タイヤを、たとえばそれの予熱後に、図
４に示すように、トレッドリング２１、サイドリング２
２およびビードリング２３からなる加硫モールド２４
と、コア１とで区画されるキャビティ２５内で加硫成形
するに当っては、そのモールド内での加熱・加圧の開始
初期から１２０℃程度までの間で、コア１は、弾性手段
６の高いばね定数の下で熱膨張してキャビティ容積の減
少をもたらし、一方、キャビティ内のタイヤＴは、高い
流動性を発揮してキャビティの隅々まで円滑に流動し、
これによりタイヤＴへのすぐれた型付け性を実現するこ
とができる。そして、その後に続く温度上昇に対して
は、コア１の熱膨張は継続するも、弾性手段６のばね定
数が急激に低下することにより、キャビティ内圧をもっ
て、それが過大になるより先に、コア１を、図に矢印で
示すように、その幅を減ずる方向に変形させて、キャビ
ティ容積の相対的な増加をもたらすことができ、これに
より、キャビティ内圧が過大になることに起因するタイ
ヤゴムのはみ出しが有効に防止されることになる。

【００２２】図５および図６は、これらのことを、温度
とコア幅との関係および、温度とキャビティ内圧との関
係をもって模式的に示すグラフである。図５は、コア１
の、開口部近傍部分における幅の変化を、加硫モールド
および生タイヤの、対応部分の幅寸法と対比して示すグ
ラフであり、これによれば、加硫モールドおよび生タイ
ヤの幅寸法は、室温から１８０℃まで、小さな勾配で直
線的に増加するのに対し、コア幅は、予熱の終了に至る
１１０℃までの間に、上記勾配より大きな勾配で増加
し、その幅は、１１０℃の下ではモールドおよび生タイ
ヤのそれより大きくなる。

【００２３】従って、その後の加硫モールド２４の型閉
めは、モールド２４およびコア１の少なくとも一方の若
干の変形の下にて行われる。そして、モールド内でのさ
らなる温度上昇に対し、コア１の開口部近傍を、弾性手
段６を用いることなく剛に連結した場合には、コア幅
は、図に破線で示すように増加して、１８０℃の下で
は、モールドおよび生タイヤの幅より大きくなるので、
最終的には、それらの幅の差に相当するだけのタイヤゴ
ムのはみ出しが生じることになるのに対し、コア１の開
口部近傍を弾性手段６を用いて連結した場合には、弾性
手段６の、温度の上昇に伴う弾性力の低下に基づき、コ
ア幅は、キャビティ内圧の作用下で、増加を有効に抑制
され、図に実線で示すように、モールドおよび生タイヤ
の幅とほぼ等しい増加傾向を示すことになるので、タイ
ヤゴムのはみ出しは有効に防止されることになる。

【００２４】そして、加硫モールドの型閉め下でのキャ
ビティ内圧、いいかえれば、タイヤゴム圧力の、温度上
昇に伴う変化を示す図６によれば、弾性手段を用いない
コアでは、図に破線で示すように、キャビティ内圧が、
コアおよびタイヤゴムの熱膨張によって急激に増加して
その内圧が過大となることに起因してタイヤゴムのはみ
出しが生じるのに対し、弾性手段を用いたコアでは、そ
の弾性手段の弾性力の低下によってコア幅が低減される
ことにより、図に実線で示すように、温度の上昇につれ
てキャビティ内圧が低下する傾向を示すことになるの
で、タイヤゴムのはみ出しは十分に阻止されることにな
る。

【００２５】図７は、弾性手段の他の例を示す断面図で
あり、図７（ａ）に示すところは、ばね部材１２を、高
温で平坦な形状に変形する、前述したと同様のバイメタ
ル製の皿ばね１３の対向対と、温度変化に影響されるこ
となく作用する圧縮コイルばね３１との組合わせ構造と
したものである。これによれば、先に述べたと同様のロ
ッド状部材９の先端大径部分９ａに対して、他方のピン
７に連結したばね部材ハウジング３２を抜け止め掛合さ
せるとともに、そのハウジング３２内にばね部材１２を
収納することにより、圧縮コイルばね３１によって定常
的な弾性力を発揮させ、一方、皿ばね対をもって、温度
の上昇に伴う弾性力の低下をもたらすことができる。

【００２６】図７（ｂ）は、ばね部材１２を、上述した
と同様の圧縮コイルばね３１と、温度の上昇に伴って撓
み量を増すバイメタルよりなる皿ばね３３の対向対とに
より構成したものであり、抜け止め大径部３４内に配置
した皿ばね対の撓曲度を、温度の上昇に伴って高めて、
その抜け止め大径部３４を、固定部材３５に対して圧縮
コイルばね側へ付勢することで、弾性手段全体としての
突張り弾性力を、温度の上昇に伴って低下させるもので
ある。これらのいずれのばね部材１２によっても、とく
には皿ばね１３，３３の機能の下に、先の場合と同様の
作用効果をもたらすことができる。

【００２７】以上、キャビティ容積を増加させる向きの
変形を、コア幅の減少変形をもって実現する場合につい
て述べたが、これに代えて、もしくは加えて、コア周長
の減少変形をもって実現することもできる。

【００２８】

【発明の効果】かくしてこの発明によれば、とくに、コ
アを、キャビティ内のタイヤ温度の上昇に伴って、キャ
ビティ容積を増加させる向きに変形させることにより、
キャビティ内のタイヤに対するすぐれた型付け性を確保
してなお、タイヤゴムのはみ出しを有効に防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る装置の実施の形態を示す平面
図および断面図である。

【図２】 弾性手段の拡大断面図である。

【図３】 ばね部材のばね定数の温度による変化を例示
するグラフである。

【図４】 加硫成形態様を示す略線断面図である。

【図５】 温度によるコア幅の変化を示すグラフであ
る。

【図６】 温度によるキャビティ内圧の変化を示すグラ
フである。

【図７】 弾性手段の他の例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ コア ２，３ セグメント ４ 拘束リング ５ 整流板 ６ 弾性手段 ７ ピン ８ ねじ継手 ９ ロッド状部材 ９ａ 先端大径部分 １０ 雌ねじ部材 １１ 雄ねじ部材 １２ ばね部材 １３，３３ 皿ばね １４，１５ ロックナット ２１ トレッドリング ２２ サイドリング ２３ ビードリング ２４ 加硫モールド ２５ キャビティ ３１ 圧縮コイルばね ３２ ばね部材ハウジング ３４ 抜け止め大径部 ３５ 固定部材 Ｔ タイヤ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 剛性材料からなり、タイヤの内周面形状
   と対応する外周面形状を有するコアと、コアを囲繞する
   加硫モールドとで区画されるキャビティ内でタイヤを加
   硫成形するに当って、 前記コアを、キャビティ内のタイヤ温度の上昇に伴っ
   て、キャビティ容積を増加させる向きに変形させること
   を特徴とするタイヤの加硫方法。
2. 【請求項２】 キャビティ容積を増加させる向きの変形
   を、コア幅の減少変形により実現する請求項１に記載の
   タイヤの加硫方法。
3. 【請求項３】 キャビティ容積を増加させる向きの変形
   を、コア周長の減少変形により実現する請求項１もしく
   は２に記載のタイヤの加硫方法。
4. 【請求項４】 剛性材料からなり、タイヤの内周面形状
   と対応する外周面形状を有するほぼドーナツ状のコア
   を、内周側に開口する中空構造とし、コアに、それの開
   口幅を広げる方向に作用する弾性手段を設けるととも
   に、この弾性手段に、温度の上昇に伴って弾性力を低減
   するばね部材を配設してなるコア装置。
5. 【請求項５】 コアを、複数個のセグメントの組立体に
   より構成するとともに、各セグメントに前記弾性手段を
   設けてなる請求項４に記載のコア装置。
6. 【請求項６】 弾性手段に、コアの拡幅変形を阻止する
   ストッパを設けてなる請求項４もしくは５に記載のコア
   装置。
7. 【請求項７】 ばね部材を、バイメタルを主体として構
   成してなる請求項４〜６のいずれかに記載のコア装置。
8. 【請求項８】 バイメタルを皿ばね形状としてなる請求
   項７に記載のコア装置。
9. 【請求項９】 バイメタルの、温度上昇に伴う変形方向
   を、ばね定数を低減させる向きもしくは増加させる向き
   のいずれかとしてなる請求項７もしくは８に記載のコア
   装置。