JP2008023851A - タイヤ加硫機用アンローダ及びこれを使用した空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 トレッド表面を冷却する機能を備えたタイヤ加硫機用アンローダ及びこれを使用した耐摩耗性に優れた空気入りタイヤの製造方法を提供する。
【解決手段】 加硫後のタイヤ２を吊持する旋回アーム５に、タイヤ２のトレッド表面６に向けて冷却媒体を噴射する冷却手段７を設けたタイヤ加硫機用アンローダ１、及びこの加硫機用アンローダ１を使用して、加硫直後のタイヤ２のトレッド表面６を冷却するようにした空気入りタイヤの製造方法。
【選択図】 図１

Description

本発明はタイヤ加硫機用アンローダ及びこれを使用した空気入りタイヤの製造方法に関し、さらに詳しくは、トレッド表面を冷却する機能を備えたタイヤ加硫機用アンローダ及びこれを使用した耐摩耗性に優れた空気入りタイヤの製造方法に関する。

一般に、タイヤの加硫時間はゴム厚の大きいトレッド内部の加硫が完了するときを基準に設定されるため、内部より温度上昇の早いトレッド表面は加硫後のアフターキュアの段階を通じて加硫度の増加が大きく、過加硫の状態になり易いという問題がある。特に、トラック・バス用の重荷重用タイヤの場合には、トレッドのゴム厚が乗用車用タイヤに比べて大きいため、上述した問題が顕著にあらわれ、トレッド表面のゴムが過加硫により劣化して、耐摩耗性などタイヤ性能を低下させる原因になっていた。

カーカス層が有機繊維コードからなる空気入りタイヤでは、一般に、加硫後の熱収縮によるタイヤ形状の変形を防止するため、加硫後のタイヤをインフレートさせた状態で冷却する所謂ポストキュアインフレーション工程（以下、ＰＣＩ）に供するように
している。

従来、ＰＣＩ工程に要する時間を短縮するために、タイヤ加硫機から取り出したタイヤ
をＰＣＩ工程に移送する前に、タイヤを強制冷却するようにした提案がある（特許文献１
参照）。しかし、この提案では加硫後のタイヤを内側から全体的に冷却するというものであるため、ＰＣＩ工程の時間短縮には効果があるものの、冷却工程に時間が費やされるこ
とになり、加えて、タイヤのトレッド表面の過加硫を抑制する効果が得られないため、トレッド表面ゴムの劣化に起因する耐摩耗性などのタイヤ性能を改善することはできなかった。
特開昭５７−１４６６４２号公報

本発明の目的は、トレッド表面を冷却する機能を備えたタイヤ加硫機用アンローダ及びこれを使用した耐摩耗性に優れた空気入りタイヤの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明のタイヤ加硫機用アンローダは、タイヤ加硫機に対して加硫前又は加硫後のタイヤの出し入れを行うタイヤ加硫機用アンローダにおいて、前記タイヤを吊持するアームに、該タイヤのトレッド表面に向けて冷却媒体を噴射する冷却手段を設けたことを特徴とする。

さらに、上述する構成において、前記冷却手段を、前記タイヤの外周側を取り囲む環状の中空体で構成し、該中空体の内周側の壁面に所定の間隔で複数の噴射孔を形成するか、又は前記タイヤの外周側に配置した箱型中空体で構成し、該箱型中空体のタイヤ側の壁面に噴射孔を形成することが好ましい。

また、本発明の空気入りタイヤの製造方法は、タイヤ加硫機にタイヤを出し入れするアンローダに、冷却媒体を噴射する冷却手段を設け、前記タイヤ加硫機による加硫操作が完了した後、前記アンローダにより取り出した加硫後のタイヤのトレッド表面に前記冷却手段から冷却媒体を噴射することにより、該トレッド表面を冷却することを特徴とする。

さらに、上述する構成において、以下の（１）〜（４）に記載するように構成することが好ましい。
（１）前記冷却媒体を、空気、水又は１００℃以下の沸点を有する物質にする。
（２）前記トレッド表面の冷却操作の後、ポストキュアインフレーション工程に供するようにするか、又は前記トレッド表面の冷却操作をトレッド表面温度が１００℃以下になるまで行った後、アフターキュア工程に供するようにする。
（３）前記タイヤのトレッドゴム厚が最も厚い部分におけるトレッド表面温度を測定し、この表面温度を基準にして、前記冷却操作における降温速度を制御する。この場合において、降温速度を５〜８℃／分に制御するとよい。
（４）上述する一連の操作を重荷重用タイヤを製造する際に適用する。

本発明によれば、タイヤ加硫機用アンローダに冷却媒体を噴射する冷却装置を設け、アンローダにより取り出した加硫直後のタイヤのトレッド表面を局部的に冷却するため、最も蓄積熱の高い状態におけるトレッド表面を集中的に冷却することができることから、トレッド表面ゴムの過加硫を効率よく抑制することができる。これにより、トレッド表面の過加硫に起因するゴムの劣化を抑制して、タイヤの耐摩耗性を向上することができる。

以下、本発明の構成につき添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態からなるタイヤ加硫機用アンローダの概要を示す要部の断面図である。

図１において、タイヤ加硫機用アンローダ１はタイヤ２のビード部３、３を吊持する拡縮自在のタイヤチャック４を旋回アーム５の先端に備えると共に、この旋回アーム５の作動によりタイヤ加硫機（図示省略）に対して加硫前又は加硫後のタイヤ２の出し入れを行うように構成されている。なお、図１では、加硫後のタイヤ２がタイヤ加硫機用アンローダ１により吊持されている状態を示している。

本発明のタイヤ加硫機用アンローダ１には、タイヤ２のトレッド表面６に向けて冷却媒体を噴射する冷却手段７が設けられている。図１の実施形態では、冷却手段７をタイヤ２の外周側を取り囲む環状の中空体７ａで構成すると共に、この中空体７ａの内周側の壁面に所定の間隔で複数の噴射孔７ｂを形成し、この噴射孔７ｂからタイヤ２のトレッド表面６に向けて冷却媒体を矢印方向に噴射するようにしている。

このようにタイヤ加硫機用アンローダ１に冷却手段７を取り付け、この冷却手段７により加硫直後のタイヤのトレッド表面６を冷却するようにしたので、最も蓄積熱の高い状態におけるトレッド表面６を局部的に冷却することができるため、トレッド表面６におけるゴムの過加硫を効率よく抑制して、トレッド表面ゴムの劣化を抑制することができる。

上述する中空体７ａには、冷却媒体を圧送するための配管７ｚが接続され、この配管７ｚを通して冷却媒体が圧送されるようになっている。冷却媒体の圧送は、トレッド表面６の降温後における設定温度を基準にして、冷媒の種類を選定すると共に、噴射条件（量、温度、圧力など）を制御しながら行うようになっている。

なお、図１の実施形態では、冷却媒体を圧送するための配管７ｚを旋回アーム５に内蔵している場合を示したが、配管７ｚの配置はこれに限られるものではない。また、図１では、冷却手段７として、環状の中空体７ａを上下方向に２本設けた場合を示したが、冷却手段７を構成する中空体７ａの数はこれに限られるものではない。

図２は本発明の他の実施形態からなるタイヤ加硫機用アンローダ１の概要を示す断面図で、冷却手段７をタイヤ２の外周側に配置した箱型中空体７ｃで構成し、この箱型中空体７ｃのタイヤ２側の壁面に噴射孔７ｂを形成している。本実施形態によるタイヤ加硫機用アンローダ１は、タイヤ２（又は箱型中空体７ｃ）を周方向に回転させながら、トレッド表面６を冷却する場合を示している。なお、図２では４つの箱型中空体７ｃをタイヤ２を中心にして対向する位置の上下方向に配置した場合を例示したが、箱型中空体７ｃの数及び配置位置はこれに限られるものではない。

以下、本発明のタイヤ加硫機用アンローダ１を使用した空気入りタイヤの製造方法について、図１を参照しながら詳細に述べる。

本発明の空気入りタイヤの製造方法は、タイヤ加硫機（図示省略）にタイヤ２を出し入れするアンローダ１に、冷却媒体を噴射する冷却手段７を設け、タイヤ加硫機による加硫操作が完了した後、アンローダ１により取り出した加硫後のタイヤ２のトレッド表面６に冷却手段７から冷却媒体を噴射することにより、トレッド表面６を冷却することを特徴にしている。

これにより、最も蓄積熱の高い状態における加硫直後のトレッド表面６を局部的に冷却することができるため、トレッド表面６の過加硫を効率よく抑制して、トレッド表面６におけるゴムの劣化を抑制することができる。

上述する冷却媒体としては、空気の他に、水又は１００℃以下の沸点を有する物質を使用することができる。しかし、作業環境を良好に保持させる観点から、所定の温度に冷却された空気が最も好ましく使用される。

タイヤの補強材料に有機繊維コードが使用されたタイヤ２にあっては、加硫金型から取り出された状態でそのまま放置すると、有機繊維コードの熱収縮によってタイヤの形状が大きく変化するため、ポストキュアインフレーション装置により所定の内圧をかけて膨張させ、その形態を保持させたまま冷却することにより、タイヤ形状を安定させるためのＰＣＩ工程に供される。

本発明において、加硫後のタイヤ２をＰＣＩ工程に供する場合には、上述するトレッド表面６の冷却操作をＰＣＩ工程に供する直前まで継続させ、この冷却操作を行った後、ＰＣＩ工程に供する。この冷却操作は、あらかじめタイヤの種類や大きさに応じて、ＰＣＩ工程に供する直前におけるタイヤ２の温度をそれぞれ設定し、その温度に達するまで継続して行なう。

なお、この設定温度は、通例１３０〜１８０℃程度に設定されている。したがって、この温度を目安にして上述する冷却媒体の種類の選定や噴射条件（量、温度、圧力など）の制御が行なわれる。これにより、トレッド表面６におけるゴムの過加硫を効率よく抑制することができると共に、ＰＣＩ工程における作業時間を短縮することができる。

一方、加硫後のタイヤ２をＰＣＩ工程に供しない場合には、上述するトレッド表面６の冷却操作を、トレッド表面温度が１００℃以下になるまで行なった後、常温下でのアフターキュア（アフター加硫）工程に供される。これにより、トレッド表面６におけるゴムの過加硫を効率よく抑制することができる。この場合において、上述する冷却操作をトレッド表面６の温度が８０〜９０℃程度になるまで継続するようにするとよい。

本発明において、トレッド表面６の過加硫を効率よく抑制するために、上述する冷却操作の条件をトレッド表面６の温度を測定しながら、この温度を基準にして制御するようにするとよい。したがって、トレッド表面６においてゴムの過加硫が最も進行し易い部分であるトレッドゴム厚が最も厚い部分におけるトレッド表面温度を測定し、この表面温度を基準にして冷却操作における降温速度を制御するようにするとよい。冷却操作の制御は、前述するように、冷却媒体の種類の選定や噴射条件（量、温度、圧力など）を制御することによって行うとよい。

本発明の空気入りタイヤの製造方法では、上述する冷却操作における降温速度が５〜８℃／分となるように制御するとよい。降温速度を８℃／分超にするとアフターキュアによる加硫の進行が抑制されて加硫不足が生じてしまい、５℃／分未満ではアフターキュアによって過加硫を抑制する効果が十分には得られなくなる。

加硫後のタイヤ（サイズ：１１Ｒ２２．５ＲＹ０２３、スチールタイヤ）を冷却装置のないアンローダを使用して自然冷却したタイヤ（以下、従来タイヤという）と、図１の冷却装置を取付けたアンローダを使用して、トレッド表面の温度が１００℃以下になるまで、冷却装置からトレッド表面に向けて２５℃の空気を噴射して強制冷却させたタイヤ（以下、本発明タイヤという）とをそれぞれ製作した。

これら２種のタイヤの加硫工程（本加硫及びアフター加硫）を通じて、トレッド表面における温度を測定し、この温度の変遷状況を図３に示した。図３から本発明タイヤのトレッド表面の温度は、上述する強制冷却により、特に冷却操作を開始した初期の段階において、従来タイヤに比して急激に降温が進行していることがわかる。

また、製作した２種のタイヤについて、トレッド表面から深さ１６ｍｍに至るまでの各２ｍｍ毎におけるゴムのＪＩＳ硬さ（Ａタイプデュロメータ）を測定し、その結果を図４に示した。図４より、従来タイヤではトレッド表面から深くなるに従いゴム硬さが漸増しているのに対して、本発明タイヤではトレッド表面から深さ１０ｍｍ程度まではゴム硬さが変化していないことがわかる。この結果より、従来タイヤのトレッド表面はゴムの劣化が進行しており、本発明タイヤではゴムの劣化が見られないことがわかる。

さらに、上記２種のタイヤをリム組みすると共に、規定空気圧を充填したうえで、本発明タイヤと従来タイヤとが互いにたすき状に配置されるように同一車両の前後輪に装着し、主としてアスファルト路面からなる一般道路を４万ｋｍ走行させた。走行後のタイヤについて、トレッド面の摩耗状況を調べた。その結果を耐摩耗性として、従来タイヤを１００とする指数により表１に示した。数値が大きいほど耐摩耗性に優れていることを示している。

表１より、本発明タイヤは従来タイヤに比して、耐摩耗性が向上していることがわかる。

本発明の実施形態からなるタイヤ加硫機用アンローダの概要を示す要部の断面図である。 本発明の他の実施形態からなるタイヤ加硫機用アンローダの概要を示す図１に相当する断面図である。 実施例において製作した本発明タイヤと従来タイヤとの加硫工程におけるトレッド表面の温度の変遷状況を示すグラフである。 実施例において製作した本発明タイヤと従来タイヤとのトレッド部における深さ方向のゴム硬さを示すグラフである。

符号の説明

１ タイヤ加硫機用アンローダ
２ タイヤ
３ ビード部
４ タイヤチャック
５ 旋回アーム
６ トレッド表面
７ 冷却装置
７ａ 中空体
７ｂ 噴射孔
７ｃ 箱型中空体

Claims (10)

1. タイヤ加硫機に対して加硫前又は加硫後のタイヤの出し入れを行うタイヤ加硫機用アンローダにおいて、
   前記タイヤを吊持するアームに、該タイヤのトレッド表面に向けて冷却媒体を噴射する冷却手段を設けたタイヤ加硫機用アンローダ。
2. 前記冷却手段を前記タイヤの外周側を取り囲む環状の中空体で構成し、該中空体の内周側の壁面に所定の間隔で複数の噴射孔を形成した請求項１に記載のタイヤ加硫機用アンローダ。
3. 前記冷却手段を前記タイヤの外周側に配置した箱型中空体で構成し、該箱型中空体の前記タイヤ側の壁面に噴射孔を形成した請求項１に記載のタイヤ加硫機用アンローダ。
4. タイヤ加硫機にタイヤを出し入れするアンローダに、冷却媒体を噴射する冷却手段を設け、前記タイヤ加硫機による加硫操作が完了した後、前記アンローダにより取り出した加硫後のタイヤのトレッド表面に前記冷却手段から冷却媒体を噴射することにより、該トレッド表面を冷却する空気入りタイヤの製造方法。
5. 前記冷却媒体が、空気、水又は１００℃以下の沸点を有する物質である請求項４に記載の空気入りタイヤの製造方法。
6. 前記トレッド表面の冷却操作の後、ポストキュアインフレーション工程に供する請求項４又は５に記載の空気入りタイヤの製造方法。
7. 前記トレッド表面の冷却操作を該トレッド表面温度が１００℃以下になるまで行った後、アフターキュア工程に供する請求項４又は５に記載の空気入りタイヤの製造方法。
8. 前記タイヤのトレッドゴム厚が最も厚い部分におけるトレッド表面温度を測定し、該表面温度を基準にして、前記冷却操作における降温速度を制御するようにした請求項４、５、６又は７に記載の空気入りタイヤの製造方法。
9. 前記降温速度を５〜８℃／分に制御する請求項８に記載の空気入りタイヤの製造方法。
10. 前記タイヤが重荷重用タイヤである請求項４、５，６、７、８又は９に記載の空気入りタイヤの製造方法。
    

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