JP2015205493A - 空気入りタイヤの補修方法および補修装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤの熱劣化を抑制しつつ、寸法精度よく補修必要範囲を補修することができる空気入りタイヤの補修方法および補修装置を提供する。
【解決手段】タイヤ外表面に補修必要範囲Ｍを有する空気入タイヤＴの内側に、拡縮可能な金属製の剛性内型２を配置し、補修必要範囲Ｍに対応するタイヤ内面の範囲に剛性内型２を当接させた状態にし、補修必要範囲Ｍを補修用金型１０で覆い、次いで、補修用金型１０のキャビティ１１に未加硫ゴムＲを射出して、この未加硫ゴムＲを加硫させることによりタイヤ外表面に補修した再生部Ｆを形成するとともに再生部Ｆをタイヤ外表面に一体化させる。
【選択図】図７

Description

本発明は、空気入りタイヤの補修方法および補修装置に関し、さらに詳しくは、タイヤの熱劣化を抑制しつつ、寸法精度よく必要範囲を補修することができる空気入りタイヤの補修方法および補修装置に関するものである。

空気入りタイヤは、走行頻度や走行距離が少なくてトレッド部に目立った摩耗や損傷が見られなくても、タイヤサイド部は外光に曝されてオゾンクラック等が発生することがある。オゾンクラック等が発生すると、他の部位は健全であるにも関わらず、タイヤの安全性が低下するので使用を中止して廃棄する必要がある。タイヤサイド部に限らず、このようにタイヤ外表面の一部が損傷しただけで、タイヤを廃棄しなければならない場合があり、資源の無駄になっている。

そこで、損傷した部分を補修する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では、損傷した部分にパッチを貼り付けて補修をする。しかしながら、この方法では貼り付けたパッチの接合力を十分に確保することが難しいためタイヤから剥がれることが懸念される。また、パッチでは元の形状に再生することが難しく、安全性を確保できない問題がある。

補修とは異なるが、既存の空気入りタイヤのトレッド部のゴムを切削した台タイヤに、新たなトレッド部を形成する、いわゆる更生タイヤの製造方法が種々提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２で提案されている方法では既設の製造設備を使用し、台タイヤの内側に配置された加硫ブラダを膨張させた状態にして内圧を印加する。この状態で、台タイヤの周方向外側に配置されたタイヤモールドと台タイヤの周方向外側表面との間に形成された空間に未加硫ゴムを注入する。この注入した未加硫ゴムを加硫することによってトレッド部を形成しつつ、台タイヤの周方向外側表面に一体化させる。

この方法では、加硫ブラダに熱流体を供給して膨張させるので台タイヤは内側から加熱されることになる。即ち、台タイヤを形成している加硫ゴムはタイヤ内側から加硫ブラダによって加熱されるので熱劣化するという不具合がある。

また、射出される未加硫ゴムの射出圧力は、膨張している加硫ブラダの内圧（数ＭＰａ程度）比して大幅に高くなるのが一般的である。そのため、膨張させた加硫ブラダによって台タイヤの内側を押圧していても、未加硫ゴムの射出圧力によって台タイヤが内側に凹むように変形する。この変形の影響によって、形成されるトレッド部の寸法精度が低下するという問題がある。引用文献１では、トレッド成型空間内における未加硫ゴムの圧力Ｐ１が台タイヤに印加される内圧Ｐ２よりも僅かに高く設定される（段落００４０参照）。即ち、引用文献１に記載の発明では、未加硫ゴムの射出圧力を高く設定できないため、射出時間が長くなるデメリットや、未加硫ゴムをトレッド成型空間内に十分に行き渡らせ難いというデメリットが生じる。

特許第５２６０７３５号公報 特開２０１１−３１４５２号公報

本発明の目的は、空気入りタイヤの補修方法および補修装置に関し、さらに詳しくは、タイヤの熱劣化を抑制しつつ、寸法精度よく補修必要範囲を補修することができる空気入りタイヤの補修方法および補修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補修方法は、タイヤ外表面に補修必要範囲を有する空気入タイヤの内側に、拡縮可能な金属製の剛性内型を配置し、この補修必要範囲に対応するタイヤ内面の範囲に前記剛性内型を当接させた状態にし、前記補修必要範囲を補修用金型で覆い、次いで、この補修用金型のキャビティに未加硫ゴムを射出して、この未加硫ゴムを加硫させることにより前記補修必要範囲に補修した再生部を形成するとともにこの再生部を前記タイヤ外表面に一体化させることを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤの補修装置は、タイヤ外表面に補修必要範囲を有する空気入タイヤの内側に配置される拡縮可能な金属製の剛性内型と、前記補修必要範囲を覆って配置される補修用金型と、この補修用金型のキャビティに未加硫ゴムを射出する射出機とを備え、前記補修必要範囲に対応するタイヤ内面の範囲に前記剛性内型を当接させた状態にして前記未加硫ゴムを射出する構成にしたことを特徴とする。

本発明によれば、タイヤ外表面の補修必要範囲に対応するタイヤ内面の範囲に金属製の剛性内型を当接させた状態にしてタイヤを内側から堅牢な剛性内型によって支える。この状態で、補修必要範囲を覆う補修用金型のキャビティに未加硫ゴムを射出するので、未加硫ゴムの射出圧力によってタイヤが内側に凹むという不具合を回避できる。また、タイヤのタイヤ内面に当接させた剛性内型は金属製なので、タイヤの熱を放出する冷却フィンとして機能する。そのため、未加硫ゴムが射出されたタイヤの温度上昇を抑えることができ、タイヤの熱劣化を抑制するには有利になる。

タイヤを内側から剛性内型によって支えるので、未加硫ゴムの射出圧力を高く設定することが可能になり、これに伴って、射出時間を短縮できるという利点、未加硫ゴムをキャビティに十分に行き渡らせ易くなるという利点もある。これら利点は寸法精度を向上させるにも有利である。

本発明の空気入りタイヤの補修方法では、前記剛性内型を通じて前記タイヤの内側を冷却しながら前記未加硫のゴムを射出し、加硫させることもできる。これにより、タイヤの温度上昇を積極的に抑えることができるので、タイヤの熱劣化を抑制するには益々有利になる。

前記剛性内型を周方向に分割された複数のセグメントにより構成し、これらセグメントを拡径した位置に配置して前記補修必要範囲に対応するタイヤ内面の範囲に当接させることもできる。これにより、タイヤの内側に剛性内型を配置し易く、タイヤの外側に剛性内型を取り出し易くなる。

前記補修必要範囲は例えば、オゾンクラックが生じ易いタイヤサイド部である。

本発明の空気入りタイヤの補修装置では、前記剛性内型を冷却する冷却手段を備えることもできる。前記剛性内型は例えば周方向に分割された複数のセグメントにより構成される。前記補修必要範囲が例えばタイヤサイド部であり、前記補修用金型はタイヤサイド部を覆う環状に形成される。

本発明の空気入りタイヤの補修装置を一部を断面視にして例示する全体概要図である。 補助プレートをセグメントから上下に突出しない位置に回動させた状態を断面視で示す説明図である。 図１の剛性内型および補修用金型を平面視で例示する説明図である。 剛性内型を平面視で例示する説明図である。 短セグメントを縮径位置に移動させた状態の剛性内型を平面視で例示する説明図である。 長セグメントも縮径位置に移動させて縮径した剛性内型を平面視で例示する説明図である。 キャビティに未加硫ゴムを射出した状態を一部拡大して断面視で例示する説明図である。 別の剛性内型を平面視で例示する説明図である。 図８のＡ−Ａ断面図である。 製造した空気入りタイヤから剛性内型を取り外す工程を例示する左半分縦断面図である。 図１０の次の工程を例示する剛性内型の左半分縦断面図である。

以下、本発明の空気入りタイヤの補修方法および補修装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１〜図４に例示する本発明の空気入りタイヤの補修装置１は、タイヤ外表面に補修必要範囲Ｍを有する空気入タイヤＴ（以下、タイヤＴという）の内側に配置される拡縮可能な金属製の剛性内型２と、補修必要範囲Ｍを覆って配置される補修用金型１０と、この補修用金型１０のキャビティ１１に未加硫ゴムＲを射出する射出機１３とを備えている。この実施形態の補修装置１は、さらに、剛性内型２を冷却する冷却手段８、９を備えている。

補修必要範囲Ｍは、例えば、オゾンクラックが生じ易いタイヤサイド部Ｔｓである。その他、ショルダ部、大型の建設車両タイヤ（ＯＲタイヤ）のトレッドブロック等も補修必要範囲Ｍとなる。以下の実施形態では補修必要範囲Ｍがタイヤサイド部Ｔｓの場合を例にして説明する

剛性内型２は周方向に分割された複数のセグメント３（３Ａ、３Ｂ）により構成されている。剛性内型２の材質としては、炭素鋼、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属を例示できる。この実施形態では、周方向長さが相対的に大きい４つの長セグメント３Ａと、相対的に小さい４つの短セグメント３Ｂの２種類で構成されている。短セグメントの周方向両端面は拡縮方向と平行になっている。長セグメント３Ａと短セグメント３Ｂとは周方向に交互に配置されている。それぞれのセグメント３Ａ、３Ｂは中心軸５から放射状に延設されたシリンダ５ａに取り付けられている。長セグメント３Ａおよび短セグメント３Ｂの上下両端部にはそれぞれ上下に回動する補助プレート３ａが設けられている。図２では、補助プレート３ａを上下に回動させてそれぞれのセグメント３Ａ、３Ｂから実質的に上下に突出しない状態になっている。

中心軸５を中心にして環状に配置されたセグメント３（３Ａ、３Ｂ）は、図５に例示するようにシリンダ５ａのロッドを後退させて短セグメント３Ｂを半径方向内側（縮径位置）に移動させた後に、図６に例示するようにシリンダ５ａのロッドを後退させて長セグメント３Ａを半径方向内側（縮径位置）に移動させることにより、剛性内型２が縮径することになる。例えば、短セグメント３Ｂを縮径位置に移動させた後にシリンダ５ａから取り外し、その後、長セグメント３Ａを縮径位置に移動させる。

縮径状態の剛性内型２は、シリンダ５ａのロッドを前進させて長セグメント３Ａを半径方向外側（拡径位置）に移動させた後に、シリンダ５ａのロッドを前進させて短セグメント３Ｂを半径方向外側（拡径位置）に移動させることにより、拡径することになる。拡径した剛性内型２では、それぞれのセグメント３Ａ、３Ｂの外側表面は環状に連続してタイヤＴの補修必要範囲Ｍに対応するタイヤ内面の範囲に当接する。この実施形態ではタイヤサイド部Ｔｓに対応するタイヤ内面の範囲に環状に剛性内型２が当接する。

それぞれの短セグメント３Ｂはすべて同時に移動させることも、別々に移動させることもできる。それぞれの長セグメント３Ａもすべて同時に移動させることも、別々に移動させることもできる。

それぞれのセグメント３Ａ、３Ｂは、補助プレート３ａが実質的に上下に突出しない状態にして一対のビード部Ｔｂの間を拡縮移動させる。それぞれのセグメント３Ａ、３Ｂの幅寸法（図１では上下方向寸法）は、タイヤＴの対向するビード部Ｔｂの間隔よりも僅かに小さく設定されている。そのため、それぞれのセグメント３Ａ、３Ｂは一対のビード部Ｔｂの間を通過して円滑に拡縮移動することができる。

セグメント３が半径方向内側から外側に移動して、一対のビード部Ｔｂの間を通過した後にそれぞれの補助プレート３ａを上下に回動させることにより、セグメント３から上下に突出させてタイヤＴのタイヤ内面に当接させる。補助プレート３ａはセグメント３から上下に突出させた所定位置でロックして突出状態を維持する。これにより、剛性内型２が環状のタイヤサイド部Ｔｓのタイヤ内面の全範囲を支える。

冷却手段は例えば、冷却機９と冷却路８とで構成される。冷却路８は剛性内型２（セグメント３）に設けられる。冷却機９は水等の冷却媒体を冷却路８に供給する。この冷却手段によって剛性内型２（セグメント３）の温度は例えば、４０℃〜１２０℃に維持される。

補修用金型１０は、周方向に分割された複数の分割型１０ａで構成されている。この実施形態では４つの分割型１０ａが環状に組み付けられている。この実施形態では、両側のタイヤサイド部Ｔｓが環状の補修用金型１０に覆われる。それぞれの分割型１０ａには、キャビティ１１と、キャビティ１１に接続する注入路１２とが形成されている。キャビティ１１の表面は、補修する空気入りタイヤＴのタイヤサイド部Ｔｓを形成する形状になっている。注入路１２の一端部は、射出機１３の射出口に接続される。注入路１２は、途中で複数本に分岐してキャビティ１１に接続されることが好ましい。

それぞれの分割型１０ａにはさらに、加熱機１５に接続される加熱路１４が形成されている。加熱機１５はスチーム等の加熱媒体を供給し、供給された加熱媒体が加熱路１４を流れて分割型１０ａが加熱される。

射出機１３は、未加硫ゴムＲを所定温度で加温しつつ収容するシリンダ１３ａと、シリンダ１３ａに収容されている未加硫ゴムＲを押出すプランジャ１３ｂと備えている。プランジャ１３ｂを前進させることにより、未加硫ゴムＲを所定の射出圧力で射出する。この射出圧力は例えば１０ＭＰａ〜５０ＭＰａである。

未加硫ゴムＲは射出流動特性を有し、加硫が可能な仕様であればよく、例えば、天然ゴム、ＩＲ、ＳＢＲ、ＢＲなどのジエン系ゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ＥＰＤＭなどの非ジエン系ゴム、カーボンブラック、オイル、老化防止剤、加工助剤、軟化剤、可塑剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫遅延剤等の各種配合材料が適宜配合されている。

この補修装置１を用いた本発明の空気入りタイヤの製造方法の手順の一例を説明する。

補修必要範囲Ｍは予めバフ処理をしておく。この実施形態では、タイヤサイド部Ｔｓの一部がオゾンクラックにより損傷しているが、両側のタイヤサイド部Ｔｓの全範囲を補修必要範囲Ｍとして補修を行なう。尚、片側のタイヤサイド部Ｔｓだけが損傷している場合は、その片側のタイヤサイド部Ｔｓのみを補修することもできる。

そしてタイヤＴの内側に、順次、長セグメント３Ａ、短セグメント３Ｂを拡径位置に移動させて挿入する。挿入後に図４に例示するように剛性内型２を拡径した状態でロックして拡径状態を維持する。拡径した剛性内型２ではそれぞれのセグメント３がタイヤＴのタイヤサイド部Ｔｓに対応するタイヤ内面の範囲に当接した状態になる。即ち、タイヤＴのタイヤサイド部Ｔｓに対応するタイヤ内面は、環状に配置されたセグメント３によって強固に支えられることになる。この実施形態では、タイヤ内面のほとんどの範囲がセグメント３によって強固に支えられる。

タイヤＴの外周側には補修用金型１０（分割型１０ａ）を配置して、補修必要範囲Ｍが存在しているタイヤサイド部Ｔｓを補修用金型１０によって覆う。ここでは、補修用金型１０がタイヤサイド部Ｔｓを覆う環状に形成されている。これにより、補修用金型１０のキャビティ１１がタイヤサイド部Ｔｓに塞がれて閉空間となる。この実施形態では、両側のタイヤサイド部Ｔｓが補修されるが、必要に応じて一方側のタイヤサイド部Ｔｓのみを補修してもよい。

次いで、図７に例示するように、補修用金型１０のキャビティ１１に射出機１３から未加硫ゴムＲを射出して、注入路１２を通じてキャビティ１１に未加硫ゴムＲを充填する。キャビティ１１に充填された未加硫ゴムＲはキャビティ１１によって所定形状に形成される。そして、加熱路１４を流れる加熱媒体によって補修用金型１０を加熱した状態にして未加硫ゴムＲを加硫させる。未加硫ゴムＲが加硫されると、補修必要範囲（タイヤサイド部Ｔｓ）に、この加硫したゴムからなる再生部Ｆが形成されるとともにこの再生部Ｆがタイヤ外表面（タイヤサイド部Ｔｓ）に加硫接着して一体化する。これによりタイヤＴの補修が完了する。

その後、拡径している剛性内型２を縮径した状態にして、補修したタイヤＴの内側から外側に取り出す。

上述したように本発明では、タイヤ内面に金属製の剛性内型２を当接させた状態にしてタイヤＴを内側から堅牢な剛性内型２によって支える。この状態で補修用金型１０のキャビティ１１に未加硫ゴムＲを射出するので、未加硫ゴムＲの射出圧力によってタイヤＴが内側に凹むという不具合を回避できる。

また、タイヤＴのタイヤ内面に当接させた剛性内型２は金属製なので、タイヤＴの熱を放出する空冷の冷却フィンとして機能する。そのため、タイヤＴの温度上昇を抑えることができ、タイヤＴを形成している加硫ゴムの熱劣化を抑制するには有利になる。

この実施形態では、冷却手段８、９によって剛性内型２を通じてタイヤＴの内側を冷却しながら未加硫ゴムＲを射出し、加硫させることができる。そのため、タイヤＴの温度上昇を積極的に抑えることができるので、タイヤＴの熱劣化を抑制するには益々有利になる。

タイヤＴを内側から剛性内型２によって支えるので、加硫用ブラダによってタイヤＴの内側を支える場合に比して、未加硫ゴムＲの射出圧力を高く設定することが可能になる。これに伴って、射出時間を短縮できるという利点があり、タイヤ生産性の向上に寄与する。また、未加硫ゴムＲをキャビティ１１の全範囲に十分に行き渡らせ易くなるという利点もある。したがって、補修必要範囲Ｍが複雑な形状であっても成形するには有利になる。これら利点は寸法精度を向上させるにも有利である。

図８、図９に例示する剛性内型２を用いることもできる。この円筒状の剛性内型２は、周方向に複数に分割されたセグメント３（長セグメント３Ａ、短セグメント３Ｂ）から構成されている。それぞれのセグメント３は、更に円筒周面を幅方向に二分割するように構成されている。

これらセグメント３は、対向する円盤状の支持プレート６ａ、６ｂの周縁部に回転機構４を介して固定されて円筒状に形成されている。即ち、円筒周面を幅方向に二分割された一方側のセグメント３は、対向する支持プレート６ａ、６ｂのうち、一方側の支持プレート６ａの周縁部に沿って環状に配置され、円筒周面を幅方向に二分割された他方側のセグメント３は、他方の支持プレート６ｂの周縁部に沿って環状に配置されている。

対向する支持プレート６ａ、６ｂの円中心位置には中心軸５が貫通するように固定されている。中心軸５と一対の支持プレート６ａ、６ｂとは、中心軸５の外周面に固定された支持リブ７を介して固定されている。

このように、円筒状に形成されている複数のセグメント３からなる剛性内型２は、後述するように、それぞれのセグメント３が回転機構４を回動中心として、拡径および縮径するように移動する。この剛性内型２は、中心軸５を軸支されて補修装置１の保持ベースに取付けられる。

補修したタイヤＴから剛性内型２を取り外すには、まず、図１０に例示するように、それぞれの回転機構４と支持プレート６ａ、６ｂとの係合を解除する。この状態で、一方の支持プレート６ａを中心軸５から取り外し、この一方の支持プレート６ａと、回転軸５を固定した他方の支持プレート６ｂとを、補修したタイヤＴの外側に移動させる。

次いで、図１１に例示するように、幅方向一方側（図１１では上側）のセグメント３を、回転機構４を中心にして剛性内型２を縮径するようにタイヤ内側に回動させる。その後、幅方向他方側（図１１では下側）のセグメント３を、回転機構４を中心にして剛性内型２縮径するようにタイヤ内側に回動させる。このようにセグメント３をタイヤ内側に回動させてからタイヤＴの外側に移動させて取り外す。剛性内型２を拡径して補修するタイヤＴの内側で円筒状に組み付けるには、図１０、図１１で例示した剛性内型２を分割する手順と逆の手順を行えばよい。このようにして、タイヤＴの内側に剛性内型２を容易に配置でき、タイヤＴの外側に剛性内型２を容易に取り出すことができる。

１ 補修装置
２ 剛性内型
３ セグメント
３Ａ 長セグメント
３Ｂ 短セグメント
３ａ 補助プレート
４ 回動機構
５ 中心軸
５ａ シリンダ
６ａ、６ｂ 支持プレート
７ 支持リブ
８ 冷却路
９ 冷却機
１０ 補修用金型
１０ａ 分割型
１１ キャビティ
１２ 注入路
１３ 射出機
１３ａ シリンダ
１３ｂ プランジャ
１４ 加熱路
１５ 加熱機
Ｆ 再生部
Ｍ 補修必要範囲
Ｔ 空気入りタイヤ
Ｔｂ ビード部
Ｔｓ タイヤサイド部
Ｒ 未加硫ゴム

Claims (8)

1. タイヤ外表面に補修必要範囲を有する空気入タイヤの内側に、拡縮可能な金属製の剛性内型を配置し、この補修必要範囲に対応するタイヤ内面の範囲に前記剛性内型を当接させた状態にし、前記補修必要範囲を補修用金型で覆い、次いで、この補修用金型のキャビティに未加硫ゴムを射出して、この未加硫ゴムを加硫させることにより前記補修必要範囲に補修した再生部を形成するとともにこの再生部を前記タイヤ外表面に一体化させることを特徴とする空気入りタイヤの補修方法。
2. 前記剛性内型を通じて前記タイヤの内側を冷却しながら前記未加硫のゴムを射出し、加硫させる請求項１に記載の空気入りタイヤの補修方法。
3. 前記剛性内型を周方向に分割された複数のセグメントにより構成し、これらセグメントを拡径した位置に配置して前記補修必要範囲に対応するタイヤ内面の範囲に当接させる請求項１または２に記載の空気入りタイヤの補修方法。
4. 前記補修必要範囲がタイヤサイド部である請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤの補修方法。
5. タイヤ外表面に補修必要範囲を有する空気入タイヤの内側に配置される拡縮可能な金属製の剛性内型と、前記補修必要範囲を覆って配置される補修用金型と、この補修用金型のキャビティに未加硫ゴムを射出する射出機とを備え、前記補修必要範囲に対応するタイヤ内面の範囲に前記剛性内型を当接させた状態にして前記未加硫ゴムを射出する構成にしたことを特徴とする空気入りタイヤの補修装置。
6. 前記剛性内型を冷却する冷却手段を備えた請求項５に記載の空気入りタイヤの補修装置。
7. 前記剛性内型が周方向に分割された複数のセグメントにより構成される請求項５または６に記載の空気入りタイヤの補修装置。
8. 前記補修必要範囲がタイヤサイド部であり、前記補修用金型がタイヤサイド部を覆う環状に形成されている請求項５〜７のいずれかに記載の空気入りタイヤの補修装置。

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