JP2017087613A - タイヤ製造方法及びタイヤ成型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金型を損傷させることなくスムーズに閉じる。【解決手段】上型、下型２２及びセクタ２０を有するタイヤ加硫用金型２内に、グリーンタイヤＧＴを、軸心方向が上下に向かうように配置し、内面をブラダ１３で保持する第１工程と、グリーンタイヤＧＴを加熱しつつ、上型２１及びセクタ２０を降下させてタイヤ加硫用金型２を閉じる第２工程と、タイヤ加硫用金型２を型締めする第３工程と、を実行する。第２工程での上型２１及びセクタ２０の降下動作を、少なくとも第１降下速度で降下させる第１降下動作と、第１降下速度よりも低速の第２降下速度で降下させる第２降下動作とで行う。【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ製造方法及びタイヤ成型装置に関するものである。

特許文献１には、セグメント金型の接合面とサイド金型の接合面との間の距離がゼロになるまでに、金型閉動作を２〜５秒間一時停止するようにした点が開示されている。
特許文献２には、上下のサイドモールドのそれぞれを、それらの中間位置に配置した生タイヤの表面に対する相対距離を相互に等しく維持しながら生タイヤに次第に近接変位させて加硫金型の型閉めを行うようにした点が開示されている。
特許文献３には、セクタ金型の凸部と、サイドウォール金型の凸条部とで、両金型を閉じる際の割面のバットレス部付近を押し込むようにした点が開示されている。

しかしながら、前記いずれの特許文献にも、金型を閉じた状態にするまでの金型の移動速度については考慮されていない。金型が閉じる直前の移動速度が大きいと、金型同士の衝突により損傷する恐れがある。一方、金型が閉じる速度を遅くすると、成型時間が長くなり、ゴムが変性する恐れがある。

特開２０１３−１１１８５９号公報 特開２００８−２９０３３４号公報 特開平８−２１６６２０号公報

本発明は、金型を損傷させることなくスムーズに閉じることができるタイヤ製造方法及びタイヤ成型装置を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
上型、下型及びセクタを有するタイヤ加硫用金型内に、グリーンタイヤを、軸心方向が上下に向かうように配置し、内面をブラダで保持する第１工程と、
前記グリーンタイヤを加熱しつつ、上型及びセクタを降下させてタイヤ加硫用金型を閉じる第２工程と、
前記タイヤ加硫用金型を型締めする第３工程と、
を実行するタイヤ製造方法であって、
前記第２工程での上型及びセクタの降下動作を、少なくとも第１降下速度で降下させる第１降下動作と、前記第１降下速度よりも低速の第２降下速度で降下させる第２降下動作とで行うことを特徴とするタイヤ製造方法を提供する。

これによれば、第２降下動作によってセクタが降下しても、タイヤ加硫用金型を構成する下方側の部位に当接する際の速度を第２降下速度まで低減することができる。したがって、当接による衝撃力によってセクタ等が損傷に至ることを防止することが可能となる。また、第２降下動作に至るまでは、第１降下速度で降下する第１降下動作によってセクタを降下させることができるので、サイクル時間が長くなったり、グリーンタイヤが加熱され過ぎて加硫状態となったりといった不具合も発生しない。

前記第１降下動作から前記第２降下動作に移行する前に、上型及びセクタの降下動作を一旦停止させる中間停止動作を実行するのが好ましい。

これによれば、第１降下速度から第２降下速度への切替を、メリハリを付けて確実に行わせることができる。

前記上型及び前記セクタの停止位置は、ブラダで保持されたグリーンタイヤの軸心方向の幅寸法をＬとしたとき、前記グリーンタイヤの上面から前記セクタの下端までの距離ｌが、１／２Ｌ＜ｌ＜３／４Ｌを満足するのが好ましい。

前記中間停止動作の停止時間は２秒以下であるのが好ましい。

前記第２降下速度は、前記第１降下速度の３０％以上８０％以下であるのが好ましい。

前記タイヤ加硫用金型を閉じ切る直前に、前記セクタの内径側への移動動作を一旦停止させる直前停止動作を実行するのが好ましい。

これによれば、セクタが内径側に移動する際に適正な位置から位置ズレしたとしても、直前停止動作によって修正することができる。したがって、セクタの周方向の隙間にグリーンタイヤが噛み込むことを防止することが可能となる。

前記直前停止動作の停止時間は、２秒以下であるのが好ましい。

前記直前停止動作は、周方向に並設されるセクタ間の隙間が２０ｍｍ以下の範囲で行うのが好ましい。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
グリーンタイヤの外面を形成する上型、下型及びセクタと、
前記グリーンタイヤの内面を支持するブラダと、
前記上型及び前記セクタを降下させる駆動手段と、
前記駆動手段を駆動制御して、前記上型及び前記セクタの降下動作を、少なくとも第１降下速度で降下させる第１降下動作と、前記第１降下速度よりも低速の第２降下速度で降下させる第２降下動作とで行わせる制御手段と、
を備えたことを特徴とするタイヤ成型装置を提供する。

本発明によれば、金型を閉じる際の上型及びセクタの降下速度を途中で遅くするようにしたので、金型同士が衝突して損傷に至ることを防止することができる。

本実施形態に係るタイヤ加硫用金型を装着した加硫成形機の一部を示す正面半断面図である。 図１のタイヤ加硫用金型の型締め動作を示す正面半断面図である。 図１に示すセクタのうち、周方向に隣接する一対のセクタの平面図である。 図１の加硫成形機のブロック図である。 図４の制御装置による駆動制御を示すフローチャートである。 図１の加硫成形機での上型及びセクタの降下速度を示すグラフである。 他の実施形態に係る上型及びセクタの降下速度を示すグラフである。 他の実施形態に係る上型及びセクタの降下速度を示すグラフである。 他の実施形態に係る上型及びセクタの降下速度を示すグラフである。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは相違している。

図１は、加硫成形機１に本実施形態に係るタイヤ加硫用金型２を装着した状態を示す。加硫成形機１の上プレート３及び上プラテン４と、下プラテン５との間に、コンテナ６を介してタイヤ加硫用金型２が取り付けられている。

上プレート３は昇降シリンダ７の下端部に固定されている。昇降シリンダ７の中心には昇降ロッド８が配置されている。昇降ロッド８の下端部には上プラテン４が固定されている。昇降シリンダ７と昇降ロッド８は駆動装置２５（図４参照）によって昇降する。上プレート３と上プラテン４とは独立して昇降可能となるように構成されている。駆動装置２５は制御装置２６（図４参照）によって駆動制御され、上プレート３と上プラテン４を独立して昇降動作させ、停止させる。上プラテン４には流路４ａが形成され、熱交換媒体（例えば、オイル）が流動することにより温調できるようになっている。

下プラテン５には、前記上プラテン４と同様に熱交換媒体が流動する流路５ａが形成されている。そして、熱交換媒体の温度を調整することにより、上プラテン４及び下プラテン５を介してタイヤ加硫用金型２を所望の加硫温度にすることができるようになっている。下プラテン５の中心にはブラダユニット９が配置されている。

ブラダユニット９は、昇降可能な支軸１０に固定した上クランプ１１及び下クランプ１２にブラダ１３を取り付けたものである。上クランプ１１、下クランプ１２及びブラダ１３によって囲まれた空間内には、図示しない給排気装置によって空気が供給及び排出される。ブラダ１３は、空気が供給されて外周側に膨らみ、グリーンタイヤＧＴを内側から支持する。

コンテナ６は、セグメント１４、ジャケットリング１５、上コンテナプレート１６、及び下コンテナプレート１７で構成されている。

セグメント１４は、後述するタイヤ加硫用金型２の各セクタ２０をそれぞれネジ止めする複数個（ここでは、９個）で構成されている。各セグメント１４の内面はセクタ２０の外面に沿っており、外面は下方に向かうに従って徐々に外径側に膨らむ傾斜面（外周側円錐面）で構成されている。各セグメント１４は上スライド１８に径方向に往復移動可能に支持されている。

ジャケットリング１５は中空円筒状で、上端面を上プレート３に固定されている。そして、昇降シリンダ７の昇降動作に従って昇降する。ジャケットリング１５の内面は、下端側に向かうに従って徐々に外径側に傾斜する内周側円錐面で構成されている。ジャケットリング１５の内周側円錐面と各セグメント１４の外周側円錐面とは、その円錐面に沿ってスライドし、（例えば、ほぞと蟻溝のような構成により）互いに離れないようになっている。これにより、ジャケットリング１５が降下すれば、その内周側円錐面で前記各セグメント１４の外周側円錐面を押圧し、外径側に広がった状態のセグメント１４を、内径側で環状に連なった状態へと移動させることができるようになっている。

上コンテナプレート１６は、外周側下面に上スライド１８が固定され、内周側下面に後述する上型２１が固定されている。上コンテナプレート自体は上プラテン４の下面に固定されている。これにより、昇降ロッド８が昇降すれば、上プラテン４及び上コンテナプレート１６と共に、上型２１及びセグメント１４（セグメント１４に固定されたセクタ２０を含む）が昇降することになる。

下コンテナプレート１７は、外周側上面に下スライド１９が固定され、内周側上面には後述する下型２２が固定されている。下スライド１９には、型締め時にセグメント１４が載置され、径方向にスライド可能に支持する。下コンテナプレート１７自体は下プラテン５の上面に固定されている。

タイヤ加硫用金型２は、セクタ２０、上型２１、及び下型２２で構成されている。

セクタ２０はアルミ合金からなり、タイヤ周方向に複数に分割され（ここでは、９分割）、内径側に移動した状態で環状に連なる。各セクタ２０は、内面がタイヤのトレッド部を成形するためのトレッド成形面で構成されている。

上型２１は環状に形成されており、内周部には上ビードリング２３が固定されている。上型２１は上コンテナプレート１６に固定されており、昇降ロッド８の昇降動作に伴って昇降する。降下する際、上ビードリング２３でグリーンタイヤＧＴのビード部を押さえることができるようになっている。これにより、上型２１の下内面と、上ビードリング２３の下面とで、タイヤのサイドウォール部とビード部とが形成される。

下型２２は、前記上型２１と同様に環状に形成されており、内周部には下ビードリング２４が固定されている。

前記構成からなるタイヤ加硫用金型２を装着された加硫成形機１では、次のようにしてグリーンタイヤＧＴがセットされ、図５のフローチャートに従って、金型が閉じられた後、型締めされてグリーンタイヤＧＴの加硫成形が行われる。

すなわち、図２（ａ）に示す型開き状態で、グリーンタイヤＧＴをその軸心方向が上下に向かうようにして下型２２上に載置する。このとき、下方側に位置するビード部を下ビードリング２４に位置決めする。

そして、図２（ｂ）に示すように、ブラダ１３内に空気を供給して膨張させ、その外面でグリーンタイヤＧＴの内側面を保持する（ステップＳ１）。これにより、グリーンタイヤＧＴは、下ビードリング２４とブラダ１３によって支持され、下型２２とは非接触状態となる。

続いて、駆動装置２５を駆動することにより昇降ロッド８及び昇降シリンダ７によって上型２１及びセクタ２０を降下させる（ステップＳ２）。このとき、上型２１及びセクタ２０の降下動作は、第１降下速度で降下させる第１降下動作（ステップＳ２−１）と、一旦停止させる中間停止動作（ステップＳ２−２）と、第１降下速度よりも低速の第２降下速度で降下させる第２降下動作（ステップＳ２−３）とで行う。各動作での速度変化を図５のグラフに示す。

第１降下動作では、上型２１及びセクタ２０の降下速度は、従来と同様の標準速度に設定すればよい。具体的には、上型２１及びセクタ２０の降下を開始してから金型が閉じるまでの降下速度を、０．３ｍ／ｓ〜２．０ｍ／ｓに設定すればよい。但し、以下に説明する中間停止動作と第２降下動作を実行するので、この速度範囲よりも速く設定することもできる。

中間停止動作では、図２（ｂ）に示すように、ブラダ１３で保持されたグリーンタイヤＧＴの軸心方向の幅寸法をＬとしたとき、グリーンタイヤＧＴの上端（ビード部）からセクタ２０の下端までの距離ｌが、ｌ≦３／４Ｌ、好ましくは、ｌ≦１／２Ｌを満足する停止位置で、一旦、上型２１の降下動作を停止させる。このように停止位置を設定することで、セクタ２０が第１降下速度のままで下スライド１９に衝突することを防止することができる。また停止時間は、金型温度によってグリーンタイヤＧＴが加硫成型の前に加硫してしまわないように２秒以下としている。

第２降下動作では、上型２１及びセクタ２０の降下速度を、前記第１降下速度（標準速度）よりも低速の第２降下速度としている。第２降下速度は第１降下速度の３０％以上８０％以下である。第２降下速度が第１降下速度の３０％未満であると、金型を閉じるまでに時間がかかり過ぎ、グリーンタイヤＧＴが型締め前に加硫されてしまう。一方、第２降下速度が第１降下速度の８０％を超えると、セクタ２０が下スライド１９に当接する際の速度を十分に抑えることができず、損傷に至る恐れがある。但し、第１降下動作の第１降下速度を標準速度よりも速く設定する場合、第２降下速度の下限値（３０％）及び下限値（８０％）はより小さい割合に変更する必要がある。

第２降下動作中、図２（ｃ）に示すように、上ビードリング２３がグリーンタイヤＧＴの上方側に位置するビード部に当接する。そして、図２（ｄ）に示すように、ビード部を介してグリーンタイヤＧＴが変形した後、上型２１がグリーンタイヤＧＴに当接する。そして、上型２１が型締め完了位置まで降下すると、図２（ｅ）に示すように、グリーンタイヤＧＴは上型２１と下型２２とによって挟持された状態となる。

上型２１が型締め完了位置まで降下した後も昇降シリンダ７による降下を続行し、上プレート３と共にジャケットリング１５を下方側へと移動させる。これにより、ジャケットリング１５の内周側円錐面がセグメント１４の外周側円錐面を押圧する。そして、セグメント１４に固定したセクタ２０が内径側へと移動する。

周方向に並設されるセクタ２０間の隙間ｇが２０ｍｍ以下となった時点で（ステップＳ３）、昇降シリンダ７による降下を一旦停止させる直前停止動作を実行する（ステップＳ４）。セクタ２０間の隙間が２０ｍｍ以下となったか否かは、図２（ｅ）に示すように、セグメント１４の高さ寸法をＨとしたとき、セグメント１４の下端位置からジャケットリング１５の下端位置までの距離ｈが、３／４Ｈ≧ｈ≧１／２Ｈを満足しているか否かにより判断する。なお、昇降シリンダ７による降下寸法と、セクタ２０間の隙間との関係を予め記録しておき、その結果に基づいて判断するようにしてもよい。

図３は、一部のセクタ２０について、内径側に移動している途中の状態を示す。セクタ２０は移動途中で、図３中、２点鎖線で示すように、位置ズレすることがある。このとき、図示した両セクタ２０の隙間が内径側で広くなり、外径側に向かって狭くなる。このため、この姿勢のままでセクタ２０が内径側に移動して行くことにより、グリーンタイヤＧＴがその隙間に挟まりやすくなる。直前停止動作を実行することで、セクタ２０がグリーンタイヤＧＴの弾性力によって適正な位置からの位置ズレを修正される。

また直前停止動作では、停止時間が２秒を超えることによりグリーンタイヤＧＴが型締めを行う前に加硫されてしまう。そこで、停止時間は２秒以下とする（ステップＳ５）。

したがって、セクタ２０の移動を再開すれば（ステップＳ６）、セクタ２０間のゴム噛みを解消しつつ全てのセクタ２０を一様に内径側へと移動させることができる。またグリーンタイヤＧＴが型締め前に加硫されてしまうこともない。

その後、上プレート３が上プラテン４に当接すれば（ステップＳ７）、昇降シリンダ７による降下を停止する（ステップＳ８）。これにより、グリーンタイヤＧＴは、図２（ｆ）に示すように、外側は上型２１、下型２２及びセクタ２０によって、内側はブラダ１３によって押圧された状態となる。上プラテン４及び下プラテン５には、（型開き状態及び型締め状態の如何に拘わらず）常時、グリーンタイヤＧＴを所定の加硫温度で加硫できるように温調された熱交換媒体が流動している。これにより、グリーンタイヤＧＴが加硫成形され、タイヤが完成する。完成したタイヤは金型を開放して取り出す。

このように、前記加硫成形機１によるグリーンタイヤＧＴの加硫成型によれば、まず上型２１及びセクタ２０の降下を、第１降下動作、中間停止動作、及び、第２降下動作で行っている。そして、第２降下動作で、セクタ２０が下スライド１９に当接するときの速度は、十分に低下させた第２降下速度としている。したがって、セクタ２０が下スライド１９に当接しても大きな衝撃力が作用することがなく、その損傷を防止することができる。また型締めで、セクタ２０を内径側に移動させる際、セクタ２０間の隙間が２０ｍｍ以下となった後、当接するまでの時点で一旦停止させている。したがって、各セクタ２０の位置を適正な位置に修正して、グリーンタイヤＧＴがセクタ２０間に噛み込むことを防止することができる。

なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

前記実施形態では、第１降下動作と第２降下動作の間に中間停止動作を実行するようにしたが、この中間停止動作は必ずしも必要なものではなく、セクタ２０が下スライド１９に当接する際の速度が第２降下速度となっていれば十分である。例えば、図７に示すように、第１降下動作に続いて、中間停止動作を実行することなく第２降下動作を実行するようにしてもよい。また、図８に示すように、第２降下動作の第２降下速度は一定速度ではなく、徐々に遅くなるように設定することもできる。但し、中間停止動作を挟むことで、動作を確実なものとして、セクタ２０を正確に第２降下速度で降下させることができる。さらに、図９に示すように、中間停止動作に代えて第１降下速度から第２降下速度に向かって徐々に速度を低下させる減速動作を実行することもできる。

前記実施形態では、セクタ２０の降下速度を第１降下動作と第２降下動作の２段階に変化させるようにしたがこれに限らず、必要に応じて３段階以上（場合によっては無段階）で速度を変化（低下）させることもできる。

１…加硫成形機
２…タイヤ加硫用金型
３…上プレート
４…上プラテン
５…下プラテン
６…コンテナ
７…昇降シリンダ
８…昇降ロッド
９…ブラダユニット
１０…支軸
１１…上クランプ
１２…下クランプ
１３…ブラダ
１４…セグメント
１５…ジャケットリング
１６…上コンテナプレート
１７…下コンテナプレート
１８…上スライド
１９…下スライド
２０…セクタ
２１…上型
２２…下型
２３…上ビードリング
２４…下ビードリング
ＧＴ…グリーンタイヤ

Claims (9)

1. 上型、下型及びセクタを有するタイヤ加硫用金型内に、グリーンタイヤを、軸心方向が上下に向かうように配置し、内面をブラダで保持する第１工程と、
   前記グリーンタイヤを加熱しつつ、上型及びセクタを降下させてタイヤ加硫用金型を閉じる第２工程と、
   前記タイヤ加硫用金型を型締めする第３工程と、
   を実行するタイヤ製造方法であって、
   前記第２工程での上型及びセクタの降下動作を、少なくとも第１降下速度で降下させる第１降下動作と、前記第１降下速度よりも低速の第２降下速度で降下させる第２降下動作とで行うことを特徴とするタイヤ製造方法。
2. 前記第１降下動作から前記第２降下動作に移行する前に、上型及びセクタの降下動作を一旦停止させる中間停止動作を実行することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ製造方法。
3. 前記上型及び前記セクタの停止位置は、ブラダで保持されたグリーンタイヤの軸心方向の幅寸法をＬとしたとき、前記グリーンタイヤの上面から前記セクタの下端までの距離ｌが、１／２Ｌ＜ｌ＜３／４Ｌを満足することを特徴とする請求項２に記載のタイヤ製造方法。
4. 前記中間停止動作の停止時間は２秒以下であることを特徴とする請求項２又は３に記載のタイヤ製造方法。
5. 前記第２降下速度は、前記第１降下速度の３０％以上８０％以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のタイヤ製造方法。
6. 前記タイヤ加硫用金型を閉じ切る直前に、前記セクタの内径側への移動動作を一旦停止させる直前停止動作を実行することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のタイヤ製造方法。
7. 前記直前停止動作の停止時間は、２秒以下であることを特徴とする請求項６に記載のタイヤ製造方法。
8. 前記直前停止動作は、周方向に並設されるセクタ間の隙間が２０ｍｍ以下の範囲で行うことを特徴とする請求項６又は７に記載のタイヤ製造方法。
9. グリーンタイヤの外面を形成する上型、下型及びセクタと、
   前記グリーンタイヤの内面を支持するブラダと、
   前記上型及び前記セクタを降下させる駆動手段と、
   前記駆動手段を駆動制御して、前記上型及び前記セクタの降下動作を、少なくとも第１降下速度で降下させる第１降下動作と、前記第１降下速度よりも低速の第２降下速度で降下させる第２降下動作とで行わせる制御手段と、
   を備えたことを特徴とするタイヤ成型装置。

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