JP2015080868A - 空気入りタイヤの製造方法およびポストキュアインフレーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ポストキュアインフレーション工程においてカーカスコードの全領域に渡ってテンションを付与することで、操縦安定性を一段と向上させた空気入りタイヤを製造できる空気入りタイヤの製造方法およびポストキュアインフレーション装置を提供する。【解決手段】有機繊維コードからなるカーカス層ＴＣと、カーカス層ＴＣの外周側に配置されたベルト層ＴＢとを備えたグリーンタイヤを加硫モールド内で加硫した後に、加硫モールドから取り出した加硫済タイヤＴのクラウン部Ｃの外周側に円筒状の規制体８を配置し、この規制体８によりクラウン部Ｃの膨張を規制するとともに、加硫済タイヤＴの他の部分の膨張は許容しつつインフレーションさせながら加硫済タイヤＴを冷却する。【選択図】図４

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造方法およびポストキュアインフレーション装置に関し、さらに詳しくは、ポストキュアインフレーション工程においてカーカスコードの全領域に渡ってテンションを付与することにより、操縦安定性を一段と向上させた空気入りタイヤを製造できる空気入りタイヤの製造方法およびポストキュアインフレーション装置に関するものである。

有機繊維コードが補強材料として用いられている空気入りタイヤを製造する際に、加硫モールドから取り出した加硫済タイヤをそのまま自然冷却すると、有機繊維コードが過度に収縮して不適切なタイヤ形状に変形することがある。このような不具合を防止するために、加硫直後のタイヤをポストキュアインフレーション装置に装着し、加硫済タイヤをインフレーションさせながら冷却するポストキュアインフレーション工程（以下、ＰＣＩ工程という）を行なうことがある（例えば、特許文献１、２参照）。

図６に例示するように、ＰＣＩ工程では、加硫済タイヤＴをインフレーションさせることで内圧ｐを負荷し、ショルダ部Ｓｈやサイド部Ｓｄにおけるカーカス層ＴＣのコードやベルト層ＴＢなどのコードにテンションｆｔを付与させた状態で冷却できるので、これらコードの中間伸度が低くなる。即ち、コードの弾性率が高くなる。これにより、走行時のタイヤの外周側への拡大（成長）が抑制されるとともに、操縦安定性の改善が期待できる。一方で、従来のＰＣＩ工程では、ベルト層ＴＢの周長が伸ばされるとともにベルト幅が縮められるので、ベルト層ＴＢとオーバラップした領域のカーカスコードには圧縮力ｆｃが作用して弛緩した状態になり易い。これにより、クラウン部Ｃでは、カーカスコードの中間伸度が高くなり（即ち、カーカスコードの弾性率が低くなり）、タイヤのスリップ限界領域での操縦安定性に悪影響が生じるという問題が懸念される。

特開２００７−１９０８０８号公報 特開２００１−３１５１２９号公報

本発明の目的は、ポストキュアインフレーション工程においてカーカスコードの全領域に渡ってテンションを付与することにより、操縦安定性を一段と向上させた空気入りタイヤを製造できる空気入りタイヤの製造方法およびポストキュアインフレーション装置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空気入りタイヤの製造方法は、有機繊維コードからなるカーカス層と、このカーカス層の外周側に配置されたベルト層とを備えたグリーンタイヤを加硫モールド内で加硫した後に、加硫モールドから取り出した加硫済タイヤをインフレーションさせながら冷却する空気入りタイヤの製造方法において、前記加硫済タイヤのクラウン部の外周側に円筒状の規制体を配置し、この規制体により前記クラウン部の膨張を規制するとともに、この加硫済タイヤの他の部分の膨張は許容しつつインフレーションさせることを特徴とする。

本発明のポストキュアインフレーション装置は、加硫済タイヤをインフレーションさせる加圧手段を備えたポストキュアインフレーション装置において、前記加硫済タイヤのクラウン部の外周側に配置されて、前記加硫済タイヤをインフレーションさせた際に、前記クラウン部の膨張を規制する円筒状の規制体を有するとともに、前記加硫済タイヤをインフレーションさせた際に、この加硫済タイヤの他の部分の膨張を許容する構成にしたことを特徴とする。

本発明によれば、加硫済タイヤをインフレーションさせた際に、加硫済タイヤのクラウン部の外周側に配置された円筒状の規制体がクラウン部の膨張を規制し、また、加硫済タイヤの他の部分はこの規制体によって規制されることなく膨張が許容される。そのため、加硫済タイヤは、カーカスコードが概ね全領域に渡ってテンションが付与された状態で冷却されることになる。その結果、ほぼ全領域においてカーカスコードの中間伸度が低くなり（即ち、コードの弾性率が高くなり）、操縦安定性を一段と向上させることが可能になる。

本発明のポストキュアインフレーション装置の実施形態を例示する断面図である。 図１のポストキュアインフレーション装置を例示する平面図である。 図１の加硫済タイヤの内部構造を例示する説明図である。 ポストキュアインフレーション工程を行っている図１の加硫済タイヤのカーカスコードに作用する力を模式的に例示する説明図である。 カーカスコードのタイヤ幅方向位置と中間伸度との関係を例示するグラフ図である。 従来のポストキュアインフレーション工程を行っている加硫済タイヤのカーカスコードに作用する力を模式的に例示する説明図である。

以下、本発明の空気入りタイヤの製造方法およびポストキュアインフレーション装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。

本発明では、グリーンタイヤを加硫モールド内で加硫した後に、加硫モールドから取り出した加硫済タイヤＴをインフレーションさせながら冷却する。この加硫済タイヤＴをインフレーションさせながら冷却するＰＣＩ工程において、図１、図２に例示する本発明のポストキュアインフレーション装置１（以下、ＰＣＩ装置１という）を使用する。

この加硫済タイヤＴでは、左右一対のビード部間に少なくとも１層のカーカス層ＴＣが装架され、カーカス層ＴＣは各ビード部に配置されたビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。カーカス層ＴＣは図３に例示するように、有機繊維コードからなるカーカスコードＴｄで形成されている。クラウン部Ｃにおけるカーカス層ＴＣの外周側には複数のベルト層ＴＢが配置されている。ベルト層ＴＢの外周側にはトレッドゴムが配置されている。カーカス層ＴＣの内周側にはインナーライナが配置されている。この実施形態では、加硫済タイヤＴに埋設されている最も狭いベルト層ＴＢの幅がＷｂになっている。加硫済タイヤＴは、この実施形態で例示した内部構造に限らず、例えば、その他の部材が適宜埋設される。図３の一点鎖線ＣＬはタイヤ幅方向中心位置を示している。

図１、２に例示するＰＣＩ装置１の実施形態は、加硫済タイヤＴをインフレーションさせる加圧手段となるコンプレッサ５と、円筒状の規制体８とを備えている。さらに、コンプレッサ５に接続された給気路６が内設された中心軸３と、上下一対の円盤状の支持板４ａ、４ｂと、下側の支持板４ｂおよび規制体８が載置される載置台２とを備えている。上側の支持板４ａは上下移動可能に設置されている。中心軸３には排気路７も内設されていて、中心軸３には給気口６ａおよび排気口７ａが形成されている。

規制体８は、加硫済タイヤＴのクラウン部Ｃの外周側に配置される。この規制体８、例えば、一般炭素鋼等からなる金属製であり、加硫済タイヤＴに後述する内圧ｐを負荷した場合にも、実質的に拡径しない剛性を有している。即ち、規制体８は、不伸張性の円筒形状であることが望ましい。この実施形態の規制体８は、２つの同形状の円弧状の分割部８ａ、８ａを組み付けることにより、円筒状に形成されている。分割部８ａの数は任意であり、例えば３〜８個にすることもできる。

このＰＣＩ装置１を用いてＰＣＩ工程を行うには、横置き状態にした加硫済タイヤＴの上下ビード部をそれぞれ支持板４ａ、４ｂにより支持する。次いで、この加硫済タイヤＴの外周側に規制体８を配置する。この実施形態では、それぞれの分割体８ａ、８ａを近接させて円筒状に形成し、ロック部材により互いを強固に連結する。

次いで、コンプレッサ５を稼働させて、給気路６を経て気体を給気口６ａから供給して加硫済タイヤＴの内部に気体（例えば、空気など）を充填する。排気路７は閉鎖した状態にしておく。これにより、加硫済タイヤＴをインフレーションさせて内圧ｐを負荷する。内圧ｐは例えば、３０ｋＰａ〜２００ｋＰａである。

ここで、加硫済タイヤＴの外周側に規制体８が配置されているので、加硫済タイヤＴをインフレーションさせた際に、規制体８がクラウン部Ｃに当接して膨張を規制する。加硫済タイヤＴの他の部分（ショルダ部Ｓｈ、サイド部Ｓｄ）の外周側には、膨張を規制する規制体８のような部材が配置されていないので、膨張が許容される構成になっている。

加硫済タイヤＴを所定時間冷却した後は、排気路７の閉鎖を解除して、加硫済タイヤＴの内部と外部とを連通させて、充填した気体を排気路７を通じて外部に排出する。加硫済タイヤＴの冷却はそのまま放置するだけでなく、規制体８の内部に冷媒を流通させて冷却させることもできる。次いで、規制体８を加硫済タイヤＴから引き離すとともに、加硫済タイヤＴを支持板４ａ、４ｂから取り外す。

本発明によるＰＣＩ工程では、インフレーションさせた加硫済タイヤＴのクラウン部Ｃは、規制体８に内周面に当接してそれ以上は膨張できない。一方、ショルダ部Ｓｈ、サイド部Ｓｄは規制なく自由に膨張できる。そのため、図４に例示するように、加硫済タイヤＴにおいてはカーカス層ＴＣを構成するカーカスコードＴｄは、概ね全領域(クラウン部、ショルダ部Ｓｈおよびサイド部Ｓｄ)に渡ってテンションｆｔが付与された状態で冷却されることになる。

その結果、加硫済タイヤＴのほぼ全領域においてカーカスコードＴｄの中間伸度が低くなる。これに伴って、カーカスコードＴｄの弾性率が高くなり、加硫済タイヤＴの操縦安定性を一段と向上させることが可能になる。

図５に加硫済タイヤＴのカーカスコードＴｄの中間伸度とタイヤ幅方向位置との関係を例示すると、本発明を適用した加硫済タイヤＴは太線ａ、従来のＰＣＩ工程を行った加硫済タイヤＴは細線ｂ、ＰＣＩ工程を行っていない加硫済タイヤＴは破線ｃになる。
即ち、本発明(太線ａ)によれば、従来のＰＣＩ工程を行った場合（細線ｂ）に比して、クラウン部ＣにおけるカーカスコードＴｄの中間伸度が低くなる（カーカスコードＴｄの弾性率が高くなる）ので、タイヤのスリップ限界領域での操縦安定性を損なうことを防止できる。そして、本発明によれば、タイヤ幅方向位置の違いによるカーカスコードＴｄの中間伸度（弾性率）のばらつきが小さくなり、かつ、弾性率が低下するので、加硫済タイヤＴの操縦安定性のより一層の向上が可能になる。

クラウン部Ｃの膨張を規制している際の規制体８の最大内周長を、グリーンタイヤを加硫した加硫モールドのタイヤ成型面の最大外周長の１００％以下にするとよい。これにより、ＰＣＩ工程においてクラウン部ＣのカーカスコードＴｄに確実にテンションｆｔを付与することができる。そのために、無負荷時の規制体８の最大内周長を例えば、グリーンタイヤを加硫した加硫モールドのタイヤ成型面の最大外周長の９７％以上１００％以下、より好ましくは、９８％以上９９％以下に設定する。尚、クラウン部Ｃの膨張を規制している際の規制体８の最大内周長、加硫モールドのタイヤ成型面の最大外周長はそれぞれ、タイヤ幅方向中心位置ＣＬにおける周長と見なすことができる。

規制体８は例えば、無負荷時の内周長が円筒軸方向全範囲で一定になっている仕様にする。即ち、規制体８の内径が円筒軸方向位置によらず一定の形状にすることもできる。この仕様によれば規制体８を製造し易くなるので、製造コスト、工数を低減できる。

或いは、規制体８は無負荷時の内周長が円筒軸方向中央部から両端部に向うほど短くなっている仕様にすることもできる。即ち、規制体８の内周面が円筒軸方向中央部から両端部に向かって縮径した形状にすることもできる。この仕様によれば、クラウン部ＣのカーカスコードＴｄにより適切にテンションｆｔを付与することができ、これに伴い、加硫済タイヤＴの操縦安定性を一段と向上させ易くなる。

ＰＣＩ工程においては、ベルト層ＴＢのベルト幅の縮小が最も顕著であるのはタイヤ幅方向中央部なので、無負荷時の規制体８の円筒軸方向長さＷを、例えば、加硫済タイヤＴに埋設されている最も狭いベルト層ＴＢのベルト幅Ｗｂの８５％以下にして、最も効果的な領域に規定体８を配置することもできる。尚、規制体８による効果が過小になることを回避するために、無負荷時の規制体８の円筒軸方向長さＷは、例えば、加硫済タイヤＴに埋設されている最も狭いベルト層ＴＢのベルト幅Ｗｂの６５％以上にする。

タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６の空気入りタイヤを製造するに際して、ＰＣＩ工程の有無およびＰＣＩ工程の内容を表１に示すように８種類（従来例１、２、実施例１〜６）に異ならせ、それぞれの加硫済タイヤの操縦安定性を評価した。その評価結果を表１に示す。それぞれのタイヤは、２層のベルト層の外周側に１層のベルトカバー層を有する仕様であった。実施例１〜６では、図１、２に例示した構造と同様の不伸張性の円筒状の規制体を用いた。この規制体の内周長は円筒軸方向によらず一定であり、その円筒軸方向長さはタイヤに埋設されている最も狭いベルト層のベルト幅の８５％であった。表１の無負荷時の規制体の内周長とは、この加硫済タイヤを加硫した加硫モールドのタイヤ成型面の最大外周長に対する割合である。また、表１の中間伸度とは、そのコードに６７Ｎ負荷した時の伸度である。

[操縦安定性の評価]
それぞれのタイヤをホイールに組み付けて試験車両に装着し、所定の空気圧にて、操縦安定性についてテストドライバーによる官能評価を行った。評価結果は、従来例１を基準の３とした官能評価である。数値が大きいほど性能が優れることを示す。表１の「応答性」とは、操舵に対する車両のレスポンスの機敏性である。表１の「滑り始めからの挙動」とは、タイヤが滑り始めた時点からの操縦安定性である。

表１の結果から、応答性については実施例１〜６は従来例１と同等以上の性能を有し、従来例２に比して優れていることが分かる。滑り始めからの挙動については実施例１〜６は従来例１に比して優れていることが分かる。

１ ポストキュアインフレーション装置（ＰＣＩ装置）
２ 載置台
３ 中心軸
４ａ、４ｂ 支持板
５ コンプレッサ（加圧手段）
６ 給気路
６ａ 給気口
７ 排気路
７ａ 排気口
８ 規制体
８ａ、８ｂ 分割部
Ｔ 加硫済タイヤ
Ｃ クラウン部
Ｓｄ サイド部
Ｓｈ ショルダ部
ＴＢ ベルト層
ＴＣカーカス層
Ｔｄ カーカスコード

Claims (9)

1. 有機繊維コードからなるカーカス層と、このカーカス層の外周側に配置されたベルト層とを備えたグリーンタイヤを加硫モールド内で加硫した後に、加硫モールドから取り出した加硫済タイヤをインフレーションさせながら冷却する空気入りタイヤの製造方法において、前記加硫済タイヤのクラウン部の外周側に円筒状の規制体を配置し、この規制体により前記クラウン部の膨張を規制するとともに、この加硫済タイヤの他の部分の膨張は許容しつつインフレーションさせることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記クラウン部の膨張を規制している際の前記規制体の最大内周長を、前記グリーンタイヤを加硫した加硫モールドのタイヤ成型面の最大外周長の１００％以下にする請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 無負荷時の前記規制体の円筒軸方向長さを、前記加硫済タイヤに埋設されている最も狭いベルト層のベルト幅の６５％以上８５％以下にする請求項１または２のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. 加硫済タイヤをインフレーションさせる加圧手段を備えたポストキュアインフレーション装置において、前記加硫済タイヤのクラウン部の外周側に配置されて、前記加硫済タイヤをインフレーションさせた際に、前記クラウン部の膨張を規制する円筒状の規制体を有するとともに、前記加硫済タイヤをインフレーションさせた際に、この加硫済タイヤの他の部分の膨張を許容する構成にしたことを特徴とするポストキュアインフレーション装置。
5. 無負荷時の前記規制体の最大内周長が、前記グリーンタイヤを加硫した加硫モールドのタイヤ成型面の最大外周長の９７％以上１００％以下に設定された請求項４に記載のポストキュアインフレーション装置。
6. 無負荷時の前記規制体の最大内周長が、前記グリーンタイヤを加硫した加硫モールドのタイヤ成型面の最大外周長の９８％以上９９％以下に設定された請求項４に記載のポストキュアインフレーション装置。
7. 無負荷時の前記規制体の内周長が、円筒軸方向全範囲で一定になっている請求項４〜６のいずれかに記載のポストキュアインフレーション装置。
8. 無負荷時の前記規制体の内周長が、円筒軸方向中央部から両端部に向うほど短くなっている請求項４〜６のいずれかに記載のポストキュアインフレーション装置。
9. 無負荷時の前記規制体の円筒軸方向長さが、前記加硫済タイヤに埋設されている最も狭いベルト層のベルト幅の６５％以上８５％以下に設定されている請求項４〜８のいずれかに記載のポストキュアインフレーション装置。

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