JP2014076581A - 未加硫タイヤの予熱装置および予熱方法並びにタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】成形した未加硫タイヤの加硫工程に至るまでの間の変形を抑制するとともに、加硫時間を短縮できる未加硫タイヤの予熱装置および予熱方法並びにタイヤの製造方法を提供する。
【解決手段】横置きした未加硫タイヤＧの上側ビード部Ｇ１、下側ビード部Ｇ１、下側サイド部Ｇ３および下側ショルダ部Ｇ４のそれぞれの外表面を保持部材となる上側サイドプレート１４ｃ、下側サイドプレート１４ｄ、下側保持部材８により覆って、これら部位を一定位置に保持するとともに、トレッド部Ｇ２に非伸縮性の環状規制部材７を外巻して取付け、温水またはスチームからなる予熱媒体Ｈ１を注入して膨張させた加硫用ブラダ２によりタイヤ内面を保持した状態にする。
【選択図】図２

Description

本発明は、未加硫タイヤの予熱装置および予熱方法並びにタイヤの製造方法に関し、さらに詳しくは、成形した未加硫タイヤの加硫工程に至るまでの間の変形を抑制するとともに、加硫時間を短縮できる未加硫タイヤの予熱装置および予熱方法並びにタイヤの製造方法に関するものである。

大型のＯＲタイヤなどの大型タイヤの製造過程では、部材の自重が大きいために、成形した未加硫タイヤ（グリーンタイヤ）が加硫するまでの待機時間に変形し易いという問題がある。このような未加硫タイヤの変形を抑えるための方法が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の提案では、上側ビード部を保持部材で保持しつつ受け台の上に未加硫タイヤを横置きして、気体を注入して膨張させたブラダによってタイヤ内面を保持した状態で未加硫タイヤを一時保管するようにしている。しかしながら、未加硫タイヤのトレッド部は何ら拘束されていないため、膨張させたブラダにより付与される内圧よってトレッド部が膨出変形し、これに伴って他の部位も変形するという問題が生じる。

また、大型タイヤの製造においては、ゴム部材（特にトレッドゴム）の肉厚が大きいため、多大な加硫時間を要するというもう一つの問題がある。そこで、加硫時間を短縮するために、加硫工程に至るまでの待機時間中に未加硫タイヤを予熱することも種々提案されている。しかしながら、予熱をすることにより未加硫タイヤを構成する未加硫ゴムが柔らかくなるので、未加硫タイヤの変形が益々生じ易くなるという新たな問題が生じる。

特開２０１０−２３３８２号公報

本発明の目的は、成形した未加硫タイヤの加硫工程に至るまでの間の変形を抑制するとともに、加硫時間を短縮できる未加硫タイヤの予熱装置および予熱方法並びに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本発明の未加硫タイヤの予熱装置は、横置きした未加硫タイヤの上側ビード部、下側ビード部、下側サイド部および下側ショルダ部のそれぞれの外表面を覆って、これら部位を一定位置に保持する保持部材と、トレッド部に外巻して取付けられる非伸縮性の環状規制部材と、前記未加硫タイヤの内部に配置される加硫用ブラダと、この加硫用ブラダに温水またはスチームからなる予熱媒体を供給する予熱媒体供給機構とを備えたことを特徴とする。

本発明の未加硫タイヤの予熱方法は、横置きした未加硫タイヤの上側ビード部、下側ビード部、下側サイド部および下側ショルダ部のそれぞれの外表面を保持部材により覆って、これら部位を一定位置に保持するとともに、トレッド部に非伸縮性の環状規制部材を外巻して取付け、温水またはスチームからなる予熱媒体を注入して膨張させた加硫用ブラダによりタイヤ内面を保持した状態にすることを特徴とする。

本発明のタイヤの製造方法は、上述した未加硫タイヤの予熱方法を行なった後に、前記加硫用ブラダとともに予熱した未加硫タイヤを加硫用モールドの内部に設置し、次いで、加硫用モールドを閉型した後、前記加硫用ブラダに加硫媒体を注入して膨張させて未加硫タイヤを加硫することを特徴とする。

本発明の予熱装置および予熱方法によれば、温水またはスチームからなる予熱媒体を注入して膨張させた加硫用ブラダによりタイヤ内面を保持することで、予熱媒体の熱によって未加硫タイヤをタイヤ内面側から予熱することができる。そして、横置きした未加硫タイヤの上側ビード部、下側ビード部、下側サイド部および下側ショルダ部のそれぞれは、保持部材によって一定位置に保持され、トレッド部は非伸縮性の環状規制部材によって膨出変形が規制されるので、予熱していながらも加硫工程に至るまでの間の未加硫タイヤの変形を抑制することもできる。タイヤの加硫工程では、予熱されるとともに不用意な変形が少ない未加硫タイヤを加硫できるので、加硫時間を短縮するには有利になる。

本発明の予熱装置の実施形態を縦断面視で例示する説明図である。 図１の予熱装置により未加硫タイヤを予熱している状態を縦断面視で例示する説明図である。 本発明の予熱装置の別の実施形態を縦断面視で例示する説明図である。 予熱した未加硫タイヤを加硫している状態を縦断面視で例示する説明図である。

以下、本発明の未加硫タイヤの予熱装置および予熱方法並びにタイヤの製造方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１に例示する本発明の未加硫タイヤの予熱装置１は、成形された未加硫タイヤＧを加硫工程に至るまでの待機時間中、保持しながら予熱する装置である。この予熱装置１は、横置きした未加硫タイヤＧの上側ビード部Ｇ１、下側ビード部Ｇ１、下側サイド部Ｇ３および下側ショルダ部Ｇ４のそれぞれの外表面を覆って、これら部位を一定位置に保持する保持部材を有している。

この実施形態では、上側ビード部Ｇ１、下側ビード部Ｇ１を保持する保持部材としてそれぞれ、未加硫タイヤＧの加硫用モールドを構成する上側サイドプレート１４ｃ、下側サイドプレート１４ｄが使用されている。下側サイド部Ｇ３および下側ショルダ部Ｇ４を保持する保持部材としては、環状の下側保持部材８が使用されている。下側保持部材８は、保持する部位を一定位置に保持できるものであればよく、例えば、金属、樹脂等で形成される。下側保持部材８はトレッド部Ｇ２の表面よりも外周側まで延設する。下側保持部材８は、保持する部位の外表面形状に近似した表面を有することが好ましい。本発明ではこのように、未加硫タイヤＧの下側のすべての領域および上側ビード部Ｇ１が保持部材により保持される。

上側ビード部Ｇ１や下側ビード部Ｇ１を保持する保持部材に、上側サイドプレート１４ｃや下側サイドプレート１４ｄ以外のものを使用することもできるが、この実施形態のように加硫用モールドの一部を流用して、上側サイドプレート１４ｃや下側サイドプレート１４ｄを用いると、これら部位を保持する保持部材を特別に用意する必要がなくなる。しかも、上側サイドプレート１４ｃおよび下側サイドプレート１４ｄの表面形状は、加硫後のタイヤ表面形状なので、この点においても好ましい。

予熱装置１はさらに、未加硫タイヤＧのトレッド部Ｇ２に外巻して取付けられる非伸縮性の環状規制部材７と、未加硫タイヤＧの内部に配置される加硫用ブラダ２と、この加硫用ブラダ２に温水またはスチームからなる予熱媒体Ｈ１を供給する予熱媒体供給機構９とを備えている。

環状規制部材７としては、例えば、ベルトスリングのような種々の繊維材から形成された非伸縮性のベルト体や鋼板製のベルト体等を用いて、適切な周長で固定できる構成にする。環状規制部材７の使用本数は、トレッド部Ｇ２の幅に応じて１本から複数本の適宜の数にする。

加硫用ブラダ２は、未加硫タイヤＧを加硫する際に使用する筒状のゴム製ブラダである。加硫用ブラダ２の上端縁部３ａ、下端縁部３ｂはそれぞれ、中心ポスト４に取り付けられた円盤状の上端保持部６ａ、下端保持部６ｂによりクランプされて保持されている。中心ポスト４には、注入孔５ａおよび排出孔５ｂが設けられている。予熱媒体供給機構９は、供給路９ａを通じて注入孔５ａに連結されている。排出孔５ｂには排出路９ｂが連結されている。

この予熱装置１を用いて未加硫タイヤＧを予熱するには、図１に例示するように、加硫用ブラダ２を収縮させた状態で、成形された未加硫タイヤＧを予熱装置１に横置きにしてセットする。環状規制部材７は、トレッド部Ｇ２の外周長にジャストフィットする程度の長さで取付ける。

次いで、図２に例示するように、所定温度の予熱媒体Ｈ１を予熱媒体供給機構９から、開閉弁を開弁した供給路９ａを経て、注入孔５ａを通じて加硫用ブラダ２に供給する。供給する予熱媒体Ｈ１の温度は、例えば５０℃〜１２０℃程度、さらに好ましくは、６０℃〜１００℃程度であり、未加硫タイヤＧが加硫しない、或いは、加硫が進まない範囲で決定する。この時、排出路９ｂの開閉弁は閉弁しておく。

所定量の予熱媒体Ｈ１を加硫用ブラダ２に供給した後は供給路９ａの開閉弁を閉弁する。尚、予熱媒体Ｈ１を加硫用ブラダ２から排出する場合は、開閉弁を開弁した排出路９ｂを経て外部に排出する。供給した予熱媒体Ｈ１によって加硫用ブラダ２が膨張し、膨張した加硫用ブラダ２によりタイヤ内面を保持した状態にする。膨張した加硫用ブラダ２により未加硫タイヤに付与する内圧は例えば、０．０１５〜０．２５ＭＰａ程度にする。この保持状態で未加硫タイヤＧを加硫するまで待機させる。大型タイヤの場合は、数時間以上待機することもある。

本発明によれば、温水またはスチームからなる予熱媒体Ｈ１を注入して膨張させた加硫用ブラダ２によりタイヤ内面を保持するので、予熱媒体Ｈ１の熱によって未加硫タイヤＧがタイヤ内面側から予熱される。この保持状態では、横置きした未加硫タイヤＧの上側ビード部Ｇ１、下側ビード部Ｇ１、下側サイド部Ｇ３および下側ショルダ部Ｇ４のそれぞれの部位は、保持部材によって一定位置に保持されているので、ほとんど変形が生じることがない。また、トレッド部Ｇ２は非伸縮性の環状規制部材７によって膨出変形が規制される。

したがって、予熱によって未加硫タイヤＧを構成する未加硫ゴムが柔らかくなるにも関わらず、加硫工程に至るまでの間の未加硫タイヤＧの変形が抑制される。その後のタイヤの加硫工程では、予熱されるとともに不用意な変形が少ない未加硫タイヤＧを加硫できるので、加硫時間を短縮するには有利になる。

予熱装置１によって未加硫タイヤＧを保持している間、上側サイド部および上側ショルダ部には、未加硫タイヤＧの自重や予熱媒体Ｈ１の重さがほとんど作用せず、変形が生じ難い。そのため、この実施形態では、これらの部位を保持部材により保持していないが、本発明では、これら部位の外表面を覆って一定位置に保持する保持部材を設けることもできる。

環状規制部材７に加温機構を備えることもできる。例えば、環状規制部材７によって５０℃〜８０℃程度で予熱する。これにより、トレッド部Ｇ２を外表面から予熱することができる。

図３に例示する予熱装置１の別の実施形態では、排出路９ｂに予熱媒体循環機構１０が接続されている。そして、予熱媒体循環機構１０は配管を通じて予熱媒体供給機構９に接続されている。その他の構成は先の実施形態と同じである。

予熱媒体循環機構１０は、予熱媒体Ｈ１を所定温度範囲に維持して加硫用ブラダ２に循環させるものである。具体的には、予熱装置１で未加硫タイヤＧを保持している間、供給路９ａおよび排出路９ｂは開閉弁を開弁状態にして、注入孔５ａから加硫用ブラダ２に注入した予熱媒体Ｈ１を排出孔５ｂから排出させて、排出路９ｂを通じて予熱媒体循環機構１０に戻す。予熱媒体循環機構１０では、戻された予熱媒体Ｈ１を所定温度範囲（例えば５０℃〜１２０℃程度、さらに好ましくは、６０℃〜１００℃程度）に加熱して予熱媒体供給機構９に送り出す。予熱媒体供給機構９では、送り込まれた予熱媒体Ｈ１を供給路９ａを通じて注入孔５ａから加硫用ブラダ２に注入する。

この実施形態では、常に所定温度範囲の予熱媒体Ｈ１を加硫用ブラダ２に循環させるので、未加硫タイヤＧを予熱媒体Ｈ１の温度まで加熱し易くなる。予熱媒体供給機構９と予熱媒体循環機構１０とを一体化させることもできる。

本発明の空気入りタイヤの製造方法は、上述したように未加硫タイヤＧを予熱した後で、図４に例示するように、加硫用ブラダ２とともに予熱した未加硫タイヤＧを、加硫装置１１に設置された加硫用モールドの内部に設置する。この実施形態では、加硫用モールドが上型１４ａ、下型１４ｂ、環状の上側サイドプレート１４ｃ、環状の下側サイドプレート１４ｄで構成されている。

加硫用ブラダ２は、上端保持部６ａおよび下端保持部６ｂを介して中心機構１２に取付けられる。中心機構１２には、下端保持部６ｂが取付けられた上方位置に注入孔１３ａおよび排出孔１３ｂが設けられている。注入孔１３ａには加硫媒体Ｈ２を供給する供給路１５ａが接続され、排出孔１３ｂには加硫媒体Ｈ２を排出する排出路１５ｂが接続されている。加硫媒体Ｈ２としては、予熱媒体Ｈ１と同様に温水またはスチームを用いることができる。

中心機構１２として予熱装置１の中心ポスト４を用いることもできる。換言すると、予熱装置１の中心ポスト４として、加硫装置１１の中心機構１２を流用することもできる。

次いで、加硫用モールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを閉型した後、未加硫タイヤＧの内側に配置された加硫用ブラダ２の内部に加硫媒体Ｈ２を注入、充填して加硫用ブラダ２を膨張させる。加硫媒体Ｈ２の温度は、例えば１３０℃〜１８０℃程度である。

膨張した加硫用ブラダ２によって未加硫タイヤＧの内周面を押圧して未加硫タイヤＧを加硫用モールド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに押圧しつつ加熱する。加硫中は未加硫タイヤＧを所定圧力で押圧しつつ、所定温度に加熱するため、例えば、加硫媒体Ｈ２となる温水を注入孔１３ａから加硫用ブラダ２に注入しつつ排出孔１３ｂから排出する。

この加硫工程では、予熱されるとともに不用意な変形が少ない未加硫タイヤＧを加硫できるので、加硫時間を短縮することができる。

本発明は、タイヤサイズで言うとリム径の呼びが２５インチ以上の重荷重用ラジアルタイヤに適用すると効果的である。このような大型タイヤの場合は予熱媒体Ｈ１および加硫媒体Ｈ２として温水を用いる。

同じ仕様のＯＲの未加硫タイヤ（サイズ２７００Ｒ４９（外径２７００ｍｍ、リム径４９インチ））を、加硫工程に至るまでの待機時間（５時間）中に、表１に示すように待機条件を異ならせ、その後、加硫を行なった。それぞれの未加硫タイヤについて、待機時間経過直後の外観変形具合およびトレッドゴム内部温度、加硫時間を評価し、その結果を表１に示す。

実施例１は図２に例示したように、未加硫タイヤの上側ビード部、下側ビード部、下側サイド部および下側ショルダ部を保持部材により保持するとともに、トレッド部に環状規制体を外巻した状態にして、１２０℃の温水によって膨張させた加硫用ブラダによってタイヤ内面を保持した。加硫用ブラダは１２０℃の温水を充填後に密封状態にして、そのまま未加硫タイヤを５時間予熱した。実施例２は、図３に例示したように、温水を１２０℃で維持して加硫用ブラダに循環させたことが実施例１との相違点である。比較例は、図１に例示した上側ビード部を保持する保持部材および環状規制体を省略し、空気によって膨張させた加硫用ブラダによってタイヤ内面を保持した。

[変形具合]待機時間経過直後の未加硫タイヤの外観が、待機前に比してどの程度変形したかを目視により評価した。実質的に変化がない場合を○、目立つ変形があった場合を×で表記した。

[トレッドゴム内部温度] トレッドゴムのタイヤ幅方向および厚さ方向中心位置での温度を測定した。

[加硫時間]最深位置の未加硫ゴムが十分に加硫するまでに要する時間を測定した。比較例を基準の１００として指数評価し、数値が小さい程、加硫時間が短いことを示す。

表１の結果から、実施例１、２は比較例に比して、待機時間中の未加硫タイヤの変形が小さく、加硫時間も短縮できることが分かる。

１ 予熱装置
２ 加硫用ブラダ
３ａ 上端縁部
３ｂ 下端縁部
４ 中心ポスト
５ａ 注入孔
５ｂ 排出孔
６ａ 上端保持部
６ｂ 下端保持部
７ 環状規制部材
８ 下側保持部材
９ 予熱媒体供給機構
９ａ 供給路
９ｂ 排出路
１０ 予熱媒体循環機構
１１ 加硫装置
１２ 中心機構
１３ａ 注入孔
１３ｂ 排出孔
１４ａ 上型
１４ｂ 下型
１４ｃ 上側サイドプレート
１４ｄ 下側サイドプレート
１５ａ 供給路
１５ｂ 排出路
Ｇ 未加硫タイヤ
Ｇ１ ビード部
Ｇ２ トレッド部
Ｇ３ サイド部
Ｇ４ ショルダ部
Ｈ１ 予熱媒体
Ｈ２ 加硫媒体

Claims (7)

1. 横置きした未加硫タイヤの上側ビード部、下側ビード部、下側サイド部および下側ショルダ部のそれぞれの外表面を覆って、これら部位を一定位置に保持する保持部材と、トレッド部に外巻して取付けられる非伸縮性の環状規制部材と、前記未加硫タイヤの内部に配置される加硫用ブラダと、この加硫用ブラダに温水またはスチームからなる予熱媒体を供給する予熱媒体供給機構とを備えたことを特徴とする未加硫タイヤの予熱装置。
2. 前記予熱媒体を所定温度範囲に維持して前記加硫用ブラダに循環させる予熱媒体循環機構を設けた請求項１に記載の未加硫タイヤの予熱装置。
3. 前記上側ビード部、下側ビード部を保持する保持部材がそれぞれ、この未加硫タイヤの加硫用モールドを構成する上側サイドプレート、下側サイドプレートである請求項１または２に記載の未加硫タイヤの予熱装置。
4. 横置きした未加硫タイヤの上側ビード部、下側ビード部、下側サイド部および下側ショルダ部のそれぞれの外表面を保持部材により覆って、これら部位を一定位置に保持するとともに、トレッド部に非伸縮性の環状規制部材を外巻して取付け、温水またはスチームからなる予熱媒体を注入して膨張させた加硫用ブラダによりタイヤ内面を保持した状態にすることを特徴とする未加硫タイヤの予熱方法。
5. 前記予熱媒体を所定温度範囲に維持して前記加硫用ブラダに循環させる請求項４に記載の未加硫タイヤの予熱方法。
6. 前記上側ビード部、下側ビード部を保持する保持部材としてそれぞれ、この未加硫タイヤの加硫用モールドを構成する上側サイドプレート、下側サイドプレートを使用する請求項４または５に記載の未加硫タイヤの予熱方法。
7. 請求項４〜６のいずれかに記載の未加硫タイヤの予熱方法を行なった後に、前記加硫用ブラダとともに予熱した未加硫タイヤを加硫用モールドの内部に設置し、次いで、加硫用モールドを閉型した後、前記加硫用ブラダに加硫媒体を注入して膨張させて未加硫タイヤを加硫することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。

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