JP2012218243A - ポストキュアインフレート装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＣＩ工程時間を短縮する。
【解決手段】加硫直後の空気入りタイヤをインフレート状態で保持するタイヤ保持手段と、インフレート状態で保持された前記空気入りタイヤの上下のサイドウォール部を、それぞれ冷却水を用いて冷却する冷却手段とを具える。又前記冷却手段は、サイドウォール部に対して接離可能にタイヤ軸心方向内外に相対移動しうる中空円筒状をなし、しかもサイドウォール部の外表面に当接することにより該サイドウォールの外表面との間でタイヤ周方向に連続してのびる環状の密閉空間を形成しうる環状凹部と、前記密閉空間に冷却水を注入する注入口と、注入された冷却水を密閉空間から排出する排出口とを有する上下一対の当接体を具える。
【選択図】図２

Description

本発明は、加硫直後の空気入りタイヤを迅速に冷却するポストキュアインフレート（ＰＣＩ）装置に関する。

空気入りタイヤでは、タイヤの骨格をなすカーカスのカーカスコードとして、ナイロン、ポリエステル等の有機繊維コードが広く使用されている。しかし、空気入りタイヤの製造工程において、加硫金型から取り出された加硫済みの高温のタイヤをそのまま自然冷却すると、前記有機繊維コードが大きく収縮してタイヤが変形し、タイヤのユニフォミティを損ねるという問題が生じる。

そこで従来においては、加硫金型から取り出された加硫済みのタイヤは、ポストキュアインフレート（ＰＣＩ）装置において、タイヤ内部に圧縮空気を充填し、形状を適正に保持したインフレート状態を保ちながら、前記有機繊維コードの収縮が収まる温度以下（通常１００℃以下、好ましくは８０℃以下）になるまで自然冷却している。

しかし近年においては、タイヤの生産効率を高めるために、加硫工程時間に連動してタイヤのＰＣＩ工程時間（冷却時間）を短縮させることが要求されている。

ここで、加硫金型から取り出された加硫済みのタイヤは、速やかにＰＣＩ工程に投入してインフレート状態に保つことが必要であり、もしＰＣＩ工程時間に比して加硫工程時間が短い場合には、加硫金型から取り出されたタイヤがＰＣＩ工程前で待機させられてしまい、この待機中での冷却によってユニフォミティの低下が発生する。従って、タイヤの製造工程では、前記待機が生じないようにＰＣＩ工程時間と加硫工程時間とを連動させることが必要となる。そして近年、加硫金型の構造、加熱効率、ゴム物性等の改善によって加硫工程時間を短縮することが種々提案されているが、前述の如くＰＣＩ工程時間と加硫工程時間とを連動させる必要があるため、このＰＣＩ工程時間がネックとなって加硫工程時間の短縮が実施できず、生産効率を向上できないという問題がある。

なお、下記の特許文献１には、加硫金型から取り出された加硫済みのタイヤに対し、ＰＣＩ工程に投入する直前に空気を吹き付け、ＰＣＩ効果が充分生じる範囲の下限温度（１３０℃程度）まで予め強制冷却することが提案されている。しかしこの場合、下限温度が制限されているためＰＣＩ工程時間の短縮は不充分である。しかも、下限温度に応じた強制冷却のコントロールが難しいため、カーカスコードに収縮を招いてタイヤ変形を発生させる危険性がある。

特開昭６１−３４３６９号公報

そこで本発明は、インフレート状態で保持する加硫直後の空気入りタイヤに対して、そのサイドウォール部のみをを冷却水を用いて冷却することを基本として、有機繊維コードの収縮によるタイヤ変形を抑えてユニフォミティを維持しながら、ＰＣＩ工程時間を充分に短縮でき、タイヤの生産効率の向上を図りうるポストキュアインフレート装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本願請求項１の発明は、加硫直後の空気入りタイヤを冷却するポストキュアインフレート装置であって、
加硫直後の空気入りタイヤをインフレート状態で保持するタイヤ保持手段と、
該インフレート状態で保持された空気入りタイヤの上下のサイドウォール部を、それぞれ冷却水を用いて冷却する冷却手段とを具えるとともに、
前記冷却手段は、
前記サイドウォール部の外表面に対して接離可能にタイヤ軸心方向に相対移動しうる中空円筒状をなし、しかもサイドウォール部の外表面に当接することにより該サイドウォールの外表面との間でタイヤ周方向に連続してのびる環状の密閉空間を形成しうる環状凹部と、前記密閉空間に冷却水を注入する注入口と、注入された冷却水を密閉空間から排出する排出口とを有する上下一対の当接体、
及び各前記当接体を、前記サイドウォール部の外表面に対して接離可能にタイヤ軸心方向に相対移動させる移動手段を具えることを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記当接体は、前記サイドウォール部の外表面と当接する当接部に、弾性変形しうるクッション体を設けたことを特徴としている。

本発明は叙上の如く、加硫直後の空気入りタイヤをインフレート状態で保持するタイヤ保持手段と、インフレート状態で保持された前記空気入りタイヤの上下のサイドウォール部を、それぞれ冷却水を用いて冷却する冷却手段とを具える。

前記サイドウォール部は、コード収縮によって最もタイヤ変形が生じやすい部位である。従って、この部位をインフレート状態で冷却水を用いて強制冷却することにより、高い信頼性を有しながらタイヤ変形を効果的にかつ確実に抑制でき、ＰＣＩ工程時間の大幅な短縮を図ることが可能となる。

又前記サイドウォール部は、ゴム厚さが小であるため加硫の進行が早い、即ち過加硫になりやすい部位である。従って、このサイドウォール部のみを冷却し、加硫の進行が遅いトレッド部及びビード部においては冷却しないため、このトレッド部及びビード部ではＰＣＩ工程中に加硫を進行させることができ、加硫度を均一化させ、タイヤ品質を向上させるという効果も奏することもできる。なおトレッド部及びビード部は、ゴム厚さが大でありカーカスコードがこのゴムに拘束されて収縮し難くなるため、ＰＣＩ工程を終了させた時点で、トレッド部及びビード部の温度が、有機繊維コードの収縮が収まる温度（通常１００℃）以上であっても、サイドウォール部の温度が前記温度以下となれば、ＰＣＩ効果を得ることができる。

本発明のポストキュアインフレート装置の一実施例を示す断面図である。 その主要部を示す斜視図である。 その主要部を拡大して示す断面図である。 本発明のポストキュアインフレート装置によるサイドウォール部の温度変化を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態のポストキュアインフレート装置１は、加硫直後の空気入りタイヤＴをインフレート状態で横向きに保持するタイヤ保持手段２と、インフレート状態で保持された前記空気入りタイヤＴの上下のサイドウォール部ＴＳを、それぞれ冷却水を用いて冷却する冷却手段３とを具える。

前記タイヤ保持手段２は、上下に距離を隔てて向かい合わせで配される一対のリム体５Ａ、５Ｂと、少なくとも一方のリム体を他方のリム体に対して近離移動させる昇降具６とを含んで構成される。

前記リム体５Ａ、５Ｂは、円盤状の基体７の外周に、空気入りタイヤＴのビード部ＴＢを着座させて保持するビード保持凹部７ａを形成した周知構造をなす。又本例では、前記下のリム体５Ｂは、下の取付け台８Ｂに立設される支持軸９に交換自在に取り付けられるとともに、前記上のリム体５Ａは、上の取付け台８Ａに固定のシリンダ１０のロッド下端に交換自在に取り付けられる。従って、本例では前記シリンダ１０が、上のリム体５Ａを下のリム体５Ｂに対して近離移動させる昇降具６を構成している。このタイヤ保持手段２では、前記シリンダ１０のロッドの伸張とともに上のリム体５Ａが下降し、前記下のリム体５Ｂとの間で空気入りタイヤＴを横向きで保持することができる。又前記支持軸９には、前記上下のリム体５Ａ、５Ｂで支持された空気入りタイヤＴの内腔Ｈ内に圧縮空気を充填してインフレート状態とする圧縮空気給排流路３０が形成される。なお前記リム体５Ａ、５Ｂを総称するときリム体５と呼ぶ。

次に、前記冷却手段３は、前記サイドウォール部ＴＳの外表面ＴＳｓ（以下サイドウォール面ＴＳｓという場合がある。）に対して接離可能にタイヤ軸心方向内外に相対移動しうる中空円筒状の上下一対の当接体１１Ａ、１１Ｂと、この当接体１１Ａ、１１Ｂを前記相対移動させる移動手段１２とを具える。なお前記当接体１１Ａ、１１Ｂを総称するとき、当接体１１と呼ぶ。

又前記当接体１１は、図２、３に示すように、サイドウォール面ＴＳｓに当接することにより該サイドウォール面ＴＳｓとの間でタイヤ周方向に連続してのびる環状の密閉空間Ｊを形成しうる環状凹部１３と、前記密閉空間Ｊ内に冷却水を注入する注入口１４と、注入された冷却水を密閉空間から排出する排出口１５とを具える。

具体的には本例の当接体１１は、先端部がサイドウォール面ＴＳｓに当接しうる当接部１６Ｅをなすタイヤ半径方向内側の内周壁片１６と、先端部がサイドウォール面ＴＳｓに当接しうる当接部１７Ｅをなすタイヤ半径方向外側の外周壁片１７と、この内周壁片１６および外周壁片１７の各後端部間を継く継ぎ壁片１８とを有する本例では断面略コ字状の円筒状基体１９を具える。この円筒状基体１９は、前記内周壁片１６と外周壁片１７と継ぎ壁片１８とで囲まれかつサイドウォール面ＴＳｓに向かって開口する環状凹部１３を内部に有する中空状に形成される。

本例では、前記内周壁片１６は、前記当接部１６Ｅからタイヤ軸方向にのびる大径の第１の壁片部１６ａと、この第１の壁片部１６ａに段差部１６ｂを介して連なる小径な第２の壁片部１６ｃとを具える。これにより前記内周壁片１６は、リム体５との衝合を回避しながら前記環状凹部１３の容積、即ち密閉空間Ｊの容積の増大を図っている。なお前記当接部１６Ｅ、１７Ｅは、少なくともタイヤ最大幅位置Ｐｍのタイヤ半径方向両側でサイドウォール面ＴＳｓと当接するが、好ましくは、当接部１６Ｅ、１７Ｅ間の半径方向距離Ｌ１を、タイヤ内腔ＨのビードベースラインＢＬからの半径方向高さＬｈ（タイヤ内腔高さＬｈという場合がある。）の３０％以上として、より広範囲を冷却するのが好ましい。

又当接体１１は、前記当接部１６Ｅ、１７Ｅの少なくとも一方に、弾性変形しうるクッション体２０を設けている。これにより当接時、前記当接部１６Ｅ、１７Ｅとサイドウォール面ＴＳｓとの間に大きな隙間が生じて冷却水が漏れるのを抑制しうる。又前記クッション体２０は、当接時にサイドウォール面ＴＳｓに傷か発生するのを防止するのにも役立つ。そのために前記クッション体２０は、傷が目立ちやすいトレッド部ＴＴ側の当接部１７Ｅに設けるのが好ましい。このクッション体２０として、ゴムや合成樹脂を発泡させた弾性圧縮変形容易な種々のスポンジ材を用いることができる。

又前記当接体１１には、前記密閉空間Ｊに冷却水を注入する注入口１４と、注入された冷却水を密閉空間Ｊから排出する排出口１５とが形成される。本例では、上の当接体１１Ａには、第１の壁片部１６ａに排出口１５が設けられ、又第２の壁片部１６ｃに注入口１４が設けられ、下の当接体１１Ｂには、第２の壁片部１６ｃに排出口１５が設けられ、又第１の壁片部１６ａに注入口１４が設けられる。即ち、排出口１５を密閉空間Ｊにおける下方側に設けるため、冷却後の冷却水を密閉空間Ｊから装置外に排出することができる。なお前記注入口１４には、電磁弁などの開閉弁を介して例えば給水ポンプなどの冷却水供給源が接続され、又前記排出口１５には、電磁弁などの開閉弁を介して排水口或いは排水ポンプ等に接続される。なお冷却水としては水道水、工業用水等が好適に採用でき、又冷却水の温度も、特に冷却処理を施すことなく、常温度のものが好適に採用しうる。

次に、前記移動手段１２は、各前記当接体１１をサイドウォール面ＴＳｓに対して接離可能にタイヤ軸心方向内外に相対移動させる。本例の移動手段１２は、前記上の取付け台８Ａに固定のシリンダ２１Ａと、下の取付け台８Ｂに固定のシリンダ２１Ｂとを具え、前記シリンダ２１Ａのロッド下端に、取付け板２２Ａを介して上の当接体１１Ａを昇降自在に取り付けるとともに、前記シリンダ２１Ｂのロッド上端に取付け板２２Ｂを介して下の当接体１１Ｂを昇降自在に取り付けている。

従って移動手段１２は、インフレート状態の空気入りタイヤＴに対して、上のシリンダ２１Ａのロッドを伸張することで、上の当接体１１Ａを下降させてサイドウォール面ＴＳｓに当接でき、前記環状凹部１３とサイドウォール面ＴＳｓとの間で密閉空間Ｊを形成しうる。又下のシリンダ２１Ｂのロッドを伸張することで、下の当接体１１Ｂを上昇させてサイドウォール面ＴＳｓに当接でき、前記環状凹部１３とサイドウォール面ＴＳｓとの間で密閉空間Ｊを形成しうる。

このように、本実施形態のポストキュアインフレート装置１は、インフレート状態で保持された加硫直後の空気入りタイヤＴの上下のサイドウォール部ＴＳを、それぞれ冷却水を用いて冷却することができる。前記サイドウォール部ＴＳは、コード収縮によって最もタイヤ変形が生じやすい部位であるため、この部位をインフレート状態で冷却水を用いて強制冷却することにより、コード収縮を抑えてタイヤ変形を効果的にかつ確実に抑制でき、ＰＣＩ工程時間の大幅な短縮を図ることが可能となる。

又前記サイドウォール部ＴＳは、ゴム厚さが小であるため加硫の進行が早く、過加硫になりやすい部位である。従って、このサイドウォール部ＴＳのみを集中的に冷却し、加硫の進行が遅いトレッド部ＴＴ及びビード部ＴＢにおいては冷却しないことにより、このトレッド部ＴＴ及びビード部ＴＢではＰＣＩ工程中に加硫を進行させることができ、加硫度を均一化させ、タイヤ品質を向上させるという効果も奏することもできる。なおトレッド部ＴＴ及びビード部ＴＢは、ゴム厚さが大でありカーカスコードがこのゴムに拘束されて収縮し難くい。そのため、ＰＣＩ工程を終了させた時点で、トレッド部ＴＴ及びビード部ＴＢの温度が、有機繊維コードの収縮が収まる温度（通常１００℃）以上であった場合にも、サイドウォール部ＴＳの温度が前記温度以下となれば、ＰＣＩ効果を得ることができる。

なお前記当接体１１は、前記環状凹部１３を断面略コ字状に形成する以外に断面略Ｕ字状、Ｖ字状など種々な断面形状に形成することができる。又当接体１１の移動手段１２、およびリム体５の昇降具６なども、種々な構造のものが採用しうる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

本発明の効果を確認するため、図１の構造をなすポストキュアインフレート装置１を試作し、空気入りタイヤＴ（タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５の夏タイヤ）のサイドウォール部ＴＳを、冷却水を用いて強制冷却させた時のサイドウォール部ＴＳのタイヤ内腔側での温度変化を、時間経過とともに測定した。又比較例として、自然冷却させたタイヤのサイドウォール部ＴＳのタイヤ内腔側での温度変化を時間経過とともに測定し、その結果を図４に示す。

なお冷却水の温度は、常温（１５℃）であり、当接部１６Ｅ、１７Ｅ間の半径方向距離Ｌ１はタイヤ内腔高さＬｈの７０％であった。

図４に示すように、自然冷却させた比較例の場合、加硫金型から空気入りタイヤを取り出した時点から、有機繊維コードの収縮が収まる１００℃の温度Ｔ０までの冷却時間が１２．０分であったのに対し、実施例の場合には、加硫金型から空気入りタイヤを取り出した時点から、有機繊維コードの収縮が収まる１００℃の温度Ｔ０までの冷却時間を６．５分まで短縮しうるのが確認できる。

又ゴムは、約１００℃の温度まで加硫が進行する。従って、実施例の場合、斜線部Ｋの分だけサイドウォール部の加硫進行を抑制でき、タイヤ全体としての加硫度を均一化してタイヤ品質を向上させることができる。

１ ポストキュアインフレート装置
２ タイヤ保持手段
３ 冷却手段
１１ 当接体
１２ 移動手段
１３ 環状凹部
１４ 注入口
１５ 排出口
２０ クッション体
Ｊ 密閉空間
Ｔ 空気入りタイヤ
ＴＳ サイドウォール部

Claims (2)

1. 加硫直後の空気入りタイヤを冷却するポストキュアインフレート装置であって、
   加硫直後の空気入りタイヤをインフレート状態で保持するタイヤ保持手段と、
   インフレート状態で保持された前記空気入りタイヤの上下のサイドウォール部を、それぞれ冷却水を用いて冷却する冷却手段とを具えるとともに、
   前記冷却手段は、
   前記サイドウォール部の外表面に対して接離可能にタイヤ軸心方向内外に相対移動しうる中空円筒状をなし、しかもサイドウォール部の外表面に当接することにより該サイドウォールの外表面との間でタイヤ周方向に連続してのびる環状の密閉空間を形成しうる環状凹部と、前記密閉空間に冷却水を注入する注入口と、注入された冷却水を密閉空間から排出する排出口とを有する上下一対の当接体、
   及び各前記当接体を、前記サイドウォール部の外表面に対して接離可能にタイヤ軸心方向内外に相対移動させる移動手段を具えることを特徴とするポストキュアインフレート装置。
2. 前記当接体は、前記サイドウォール部の外表面と当接する当接部に、弾性変形しうるクッション体を設けたことを特徴とする請求項１記載のポストキュアインフレート装置。

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