JP2019051619A - 空気入りタイヤの製造方法、及び、ポストキュアインフレーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤのビード部におけるコードの浮き出しを防止できる空気入りタイヤの製造方法、及び、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】加硫後のタイヤ１をリム２１に組み付ける第１の工程と、リム２１に組み付けたタイヤ１に内圧を負荷し、タイヤ形状を保持しながら冷却処理を施す第２の工程とを備える。リム２１は、タイヤ１のビード部１３のタイヤ幅方向外側面に当接するフランジ部２１ｆと、そのフランジ部２１ｆを通り且つ冷却流体の流路となる導管部２１ｐとを有する。前記第１の工程では、導管部２１ｐに冷却流体を流すことにより、リム２１に組み付けたタイヤ１のビード部１３をフランジ部２１ｆで冷却する。【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造方法と、それに用いるポストキュアインフレーション装置に関する。

空気入りタイヤの製造では、加硫モールドから取り出したタイヤをそのまま自然冷却すると、タイヤに埋設されている有機繊維コードが熱収縮を起こし、不適切なタイヤ形状に変形することがある。そこで、そのような不具合を回避するべく、加硫後の高温のタイヤにポストキュアインフレーション（ＰＣＩ）を施すことが知られている。例えば、特許文献１〜５を参照。

一般的なポストキュアインフレーションでは、加硫後のタイヤをリムに組み付けた後、そのリムに組み付けたタイヤに内圧を負荷し、タイヤ形状を保持しながら種々の方法により冷却処理を施す。しかし、タイヤに内圧を負荷する際、加硫直後で変形しやすい状態にあるタイヤのビード部がリムに強く押し当てられるため、ビード部に埋設されているチェーファーなどのコードがビード部の表面に浮き出ることがあり、それによってタイヤの外観品質が損なわれる恐れがあった。

特開２００２−３０７４４４号公報 特開２００７−５４９６４号公報 特開２００８−１８８８２５号公報 特開２０１０−２４１０１７号公報 特開２０１６−３４７３８号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、タイヤのビード部におけるコードの浮き出しを防止できる空気入りタイヤの製造方法、及び、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。

本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、加硫後のタイヤをリムに組み付ける第１の工程と、前記リムに組み付けた前記タイヤに内圧を負荷し、タイヤ形状を保持しながら冷却処理を施す第２の工程と、を備えた空気入りタイヤの製造方法において、前記リムが、前記タイヤのビード部のタイヤ幅方向外側面に当接するフランジ部と、前記フランジ部を通り且つ冷却流体の流路となる導管部とを有しており、前記第１の工程では、前記導管部に冷却流体を流すことにより、前記リムに組み付けた前記タイヤの前記ビード部を前記フランジ部で冷却するものである。

この方法によれば、上記のようにリムに組み付けたタイヤのビード部をフランジ部で冷却するので、第１の工程においてビード部の形状が安定する。そのため、第２の工程においてビード部がリムに強く押し当てられたとしても、それによってチェーファーなどのコードが浮き出ることがなく、タイヤの外観品質が損なわれない。

前記導管部が、前記フランジ部から前記リムの本体部に亘って設けられており、前記第１の工程では、前記フランジ部に設けられた前記導管部の流入口から前記冷却流体を供給することが好ましい。これにより、リムを全体的に冷却してフランジ部の温度上昇が軽減されるとともに、低温の冷却流体が優先的にフランジ部に供給されるため、ビード部の冷却効率を高めることができる。

前記第１の工程で前記ビード部のタイヤ幅方向外側面に前記フランジ部を当接させてから所定時間が経過した後で前記第２の工程に移行することが好ましい。これにより、第１の工程においてビード部の形状を安定させる時間が確保され、コードの浮き出しをより確実に防止できる。

前記第１の工程において、前記第２の工程よりも低い内圧を前記タイヤに負荷し、それによって前記フランジ部に対する前記ビード部の当接を補助してもよい。これにより、ビード部のタイヤ幅方向外側面にフランジ部を適切に当接させて、ビード部の冷却効率を高めることができる。

また、本発明に係るポストキュアインフレーション装置は、加硫後のタイヤが組み付けられるリムと、前記リムに組み付けた前記タイヤに内圧を負荷するための内圧負荷手段と、を備えたポストキュアインフレーション装置において、前記リムが、前記タイヤのビード部のタイヤ幅方向外側面に当接するフランジ部と、前記フランジ部を通り且つ冷却流体の流路となる導管部とを有しており、前記リムに組み付けられた前記タイヤの前記ビード部を前記フランジ部で冷却できるように構成されたものである。

この装置によれば、リムに組み付けられたタイヤのビード部がフランジ部で冷却されるので、加硫後のタイヤをリムに組み付ける工程（第１の工程）においてビード部の形状が安定する。そのため、タイヤに内圧を負荷してタイヤ形状を保持する工程（第２の工程）においてビード部がリムに強く押し当てられたとしても、それによってチェーファーなどのコードが浮き出ることがなく、タイヤの外観品質が損なわれない。

前記導管部が、前記フランジ部から前記リムの本体部に亘って設けられており、前記導管部の流入口が前記フランジ部に設けられているものが好ましい。かかる構成によれば、リムを全体的に冷却してフランジ部の温度上昇が軽減されるとともに、低温の冷却流体が優先的にフランジ部に供給されるため、ビード部の冷却効率を高めることができる。

前記導管部がタイヤ周方向に沿って延在しているものが好ましい。かかる構成によれば、タイヤ周方向に沿って均一にビード部を冷却し、第１の工程においてビード部の形状を適切に安定させることができる。

本発明に係るポストキュアインフレーション装置の一例を概略的に示す断面図 図１の要部を示す拡大図 分割構造を有するリムの一例を示す断面図 導管部の経路を概念的に示すリムの平面図 ポストキュアインフレーション装置の変形例を示す断面図

本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、空気入りタイヤ１を取り付けたポストキュアインフレーション装置２（以下、「ＰＣＩ装置２」と呼ぶ場合がある）を示す断面図である。図２は、そのタイヤ１のビード部１３の周辺を示す拡大図である。

空気入りタイヤ１は、トレッド部１１と、その両端から半径方向内側に延びる左右一対のサイドウォール部１２と、サイドウォール部１２の半径方向内側に設けられた左右一対のビード部１３とを有する。一対のビード部１３には、それぞれ環状のビードコア１４が埋設されている。ビードコア１４は、鋼線などの収束体をゴム被覆して形成されている。ビードコア１４の半径方向外側には、硬質ゴム製のビードフィラー１５が設けられている。一対のビードコア１４の間には、トロイダル状に延在するカーカスプライ１６が設けられている。カーカスプライ１６の端部は、ビードコア１４の周りで折り返されている。

タイヤ１の内表面は、インナーライナー１７により形成されている。インナーライナー１７は、空気が充填されるタイヤ１の内部空間に面しており、空気圧を保持するために空気透過性の低いゴムで形成されている。サイドウォール部１２において、インナーライナー１７はカーカスプライ１６に直接的に貼り付けられており、それらの間に他の部材は介在していない。但し、これに限られるものではなく、カーカスプライ１６とインナーライナー１７との間にシート状またはテープ状のゴム部材が介在していても構わない。

ビード部１３には、タイヤ幅方向の内側から外側に亘ってカーカスプライ１６を挟み込むようにしてチェーファー１８（図１では不図示）が設けられている。これにより、カーカスプライ１６の端部に生じる歪みの増大が抑えられ、耐久性が向上する。チェーファー１８は、複数のコードが所定方向に配列されたコード配列体により構成される。互いに逆向きに傾斜するコードがメッシュ状に配列される場合もある。コードには、ナイロンやレーヨン、ポリエステル、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アラミドなどの有機系繊維が好ましく用いられる。

空気入りタイヤ１は、加硫モールドを用いた加硫成形工程を経て得られた加硫済みタイヤである。加硫成形工程については、従来公知の工程と同様にして行うことができるため、詳しい説明は省略する。加硫モールドから取り出した加硫後のタイヤ１をそのまま自然冷却すると、不適切なタイヤ形状に変形することがあるため、かかる不具合を回避するべく、ＰＣＩ装置２を用いて、加硫後のタイヤ１にポストキュアインフレーションを施す。

ＰＣＩ装置２は、加硫後のタイヤ１が組み付けられるリム２１と、リム２１に組み付けたタイヤ１に内圧を負荷するための内圧負荷手段２２とを備える。リム２１は、一対のビード部１３に対応して一対で設けられ、それぞれが支軸２３によって支持されている。リム２１は、ビード部１３のタイヤ幅方向外側面に当接するフランジ部２１ｆと、そのフランジ部２１ｆを通り且つ冷却流体の流路となる導管部２１ｐとを有する。フランジ部２１ｆは、円板状をなす本体部２１ｂの半径方向外側に設けられている。本体部２１ｂは、ビード部１３の半径方向内側に配置されている。

内圧負荷手段２２は、図示しない気体供給部から供給される気体（例えば、空気）を、給排管部２２ｐを介してタイヤ１の内部空間に送り込んで、タイヤ１に内圧を負荷する。所定の内圧が負荷されたタイヤ１はインフレートし、それによりタイヤ形状が保持される。給排管部２２ｐは、支軸２３を通るように設けられているが、これに限られず、例えばリム２１を貫通するように設けられていてもよい。また、ブラダーと呼ばれるゴムバッグをタイヤ１の内部に配置し、そのブラダーに気体を供給することでタイヤ１に内圧を負荷してもよい。

ＰＣＩ装置２は、更に、導管部２１ｐに冷却流体（例えば、チラー水）を流すためのリム冷却手段２４を備える。リム冷却手段２４は、図示しない冷却流体供給部から供給される冷却流体を、導管部２１ｐの流入口に接続された供給管２４ｉを介して導管部２１ｐに流す。本実施形態では、導管部２１ｐの流入口がフランジ部２１ｆに設けられている。導管部２１ｐを流れる冷却流体は、リム２１の冷却に供された後、導管部２１ｐの流出口に接続された排出管２４ｅを介して排出される。排出された冷却流体は、冷却流体供給部に戻されてリム２１の冷却に再使用される。

ポストキュアインフレーションは、加硫モールドから取り出した高温のタイヤを、内圧を負荷した状態で冷却処理する工程である。本実施形態では、加硫後のタイヤ１をリム２１に組み付ける第１の工程と、そのリム２１に組み付けたタイヤ１に内圧を負荷し、タイヤ形状を保持しながら冷却処理を施す第２の工程とを備え、その第１の工程では、導管部２１ｐに冷却流体を流すことにより、リム２１に組み付けたタイヤ１のビード部１３をフランジ部２１ｆで冷却する。

このようにリム２１に組み付けたタイヤ１のビード部１３をフランジ部２１ｆで冷却することにより、第１の工程においてビード部１３の形状が安定する。つまり、第２の工程の前（タイヤ１に内圧を負荷してタイヤ形状を保持する前）に、ビード部１３の形状、特にフランジ部２１ｆに接するビード部１３のタイヤ幅方向外側面の形状が安定する。このため、第２の工程において内圧を負荷してタイヤ形状を保持する際、ビード部１３がリム２１に強く押し当てられたとしても、それによってチェーファー１８などのコードが浮き出ることがなく、タイヤ１の外観品質が損なわれない。

リム２１は、タイヤ１を組み付ける前に予め冷却流体によって十分に冷却されていることが好ましい。タイヤ１を組み付ける前のフランジ部２１ｆの温度は、特に限定されるものではないが、ビード部１３を効率的に冷却する観点から３５℃以下が好ましく、３０℃以下がより好ましい。また、このフランジ部２１ｆの温度は、フランジ部２１ｆを結露させないうえで２０℃以上が好ましく、２５℃以上がより好ましい。

ビード部１３の形状を安定させる時間を確保するために、第１の工程でビード部１３のタイヤ幅方向外側面にフランジ部２１ｆを当接させてから、所定時間が経過した後で第２の工程に移行することが好ましい。これにより、ビード部１３をフランジ部２１ｆで冷却し始めてから所定時間が経過するまで、タイヤ形状を保持するための内圧の負荷が行われない。この所定時間は、タイヤサイズやビード部１３の厚みなどに応じて変わりうるが、例えば３０秒以上に設定される。また、この所定時間は、加硫サイクルを阻害しないように、加硫時間（加硫モールドの型閉めから脱型までの時間）よりも短い時間に設定され、例えば６０秒以下に設定される。

第１の工程では、タイヤ形状の保持を目的とした内圧の負荷が行われないため、第２の工程に移行する前にタイヤ形状が少し変形すると、上方のフランジ部２１ｆに対してビード部１３が適切に当接しない恐れがある。その一方で、タイヤ断面高さが比較的小さい場合などには、内圧を負荷しなくてもタイヤ形状がある程度は保持されるので、必要であればリム幅を小さく設定するだけで、リム２１にタイヤ１を組み付けた際に、フランジ部２１ｆに対してビード部１３を適切に当接することができる。

そこで、上記のようにフランジ部２１ｆにビード部１３が適切に当接しない場合があることを考慮し、第１の工程において、第２の工程よりも低い内圧をタイヤ１に負荷し、それによってビード部１３に対するフランジ部２１ｆの当接を補助しても構わない。この内圧の負荷には、内圧負荷手段２２を用いることができる。この第１の工程で負荷する内圧は、ビード部１３がリム２１に強く押し当てられない程度に設定され、例えば１ｋＰａ以下、好ましくは０．５ｋＰａ以下に設定される。これに対し、第２の工程で負荷する内圧は、例えば２〜４ｋＰａに設定される。

ビード部１３を効率的に冷却するうえで、フランジ部２１ｆは、図２に示すように、ビードコア１４よりも半径方向外側の領域に当接することが好ましい。更に、フランジ部２１ｆは、ビードコア１４の半径方向外側面から半径方向外側に３ｍｍ以上離れた領域に当接することが好ましく、したがって、フランジ部２１ｆとビード部１３との接触領域の半径方向外側端からビードコア１４の半径方向外側面までの半径方向距離Ｄは、３ｍｍ以上であることが好ましい。フランジ部２１ｆ（及びそれを含むリム２１）は、アルミニウム合金や銅合金などの熱伝導率が比較的高い材質で形成されていることが好ましい。

導管部２１ｐは、ビード部１３のタイヤ幅方向外側を通るようにして設けられている。ビード部１３を効率的に冷却するうえで、導管部２１ｐは、図２に示すように、ビードコア１４よりも半径方向外側の領域を通ることが好ましく、本実施形態ではリムライン（不図示）の近傍位置を通っている。リムラインは、車両装着時にタイヤをリムに組み付けたときに、そのタイヤとリムとが同心円状になっていることを確認するためのラインである。

導管部２１ｐは、リム２１の内部に設置された銅管などのパイプ部材で構成することができるが、これに限られない。例えば、図３のようにリム２１を分割構造とし、その分割片２１Ａの分割面に形成した溝２１ｇに、分割片２１Ｂの分割面に形成した溝２１ｇを合わせることによって、導管部２１ｐを形成することも可能である。

本実施形態では、導管部２１ｐが、フランジ部２１ｆからリム２１の本体部２１ｂに亘って設けられているので、リム２１を全体的に冷却してフランジ部２１ｆの温度上昇を軽減できる。また、導管部２１ｐの流入口はフランジ部２１ｆに設けられており、導管部２１ｐの流出口は本体部２１ｂに設けられている。第１の工程では、その導管部２１ｐの流入口から導管部２１ｐに冷却流体が供給される。このため、第１の工程では、低温の冷却流体が優先的にフランジ部２１ｆに供給され、そのフランジ部２１ｆから本体部２１ｂに向かって冷却流体が流れる。かかる構成により、ビード部１３の冷却効率が高められる。

第１の工程でビード部１３を均一に冷却し、ビード部１３の形状を適切に安定させる観点から、導管部２１ｐはタイヤ周方向に沿って延在していることが好ましい。本実施形態では、図４に示すように、導管部２１ｐが、タイヤ周方向に沿って渦巻状に延在している。但し、フランジ部２１ｆから本体部２１ｂに亘って設けられた導管部２１ｐの経路は、これに限定されるものではなく、例えば、半径方向に延びる部分を含んでいても構わない。

第２の工程では、リム２１に組み付けたタイヤ１に内圧を負荷してインフレートさせ、タイヤ形状を保持しながら冷却処理を施す。この冷却処理は、タイヤ１を全体的に冷却するものであり、従来公知の種々の方法が採用されうる。例えば、室温で放置することにより冷却してもよく、また、冷却効率を高める観点から、冷却した空気をタイヤ１の内部で循環させたり、タイヤ１に水を噴き付けたりして冷却してもよい。かかる冷却処理によりタイヤ１を硬化させることで、保持されたタイヤ形状でタイヤ１が安定する。

図５に示したＰＣＩ装置２の変形例では、支軸２３に導管部２３ｐが設けられている。第２の工程では、この導管部２３ｐに冷却流体（例えば、チラー水）を流すことにより、タイヤ１の内部空間に充填された気体を冷やして冷却効率を高めることができる。導管部２３ｐは、一対のリム２１の間でコイル状に延びており、タイヤ１の内部空間に充填された気体を効率的に冷却できるように構成されている。また、この変形例においては、導管部２３ｐを流れる冷却流体を利用して、給排管部２２ｐを流れる気体を冷却することが可能である。例えば、支軸２３の内部または外部において、導管部２３ｐと給排管部２２ｐとを二重配管にすることが考えられる。

第２の工程が完了したら、ＰＣＩ装置２からタイヤ１を取り外すことで、ポストキュアインフレーションを経た空気入りタイヤが得られる。

本実施形態で説明したタイヤ構造は単なる一例に過ぎず、本発明に係る空気入りタイヤの製造方法及びＰＣＩ装置で対象とされるタイヤは、上述した実施形態に何ら限定されるものではない。したがって、例えば、チェーファーがカーカスプライのタイヤ幅方向外側にのみ配置された構造でも構わない。また、チェーファーがゴムのみからなるラバーチェーファーである構造、あるいはビード部にチェーファーが埋設されていない構造でもよく、かかる場合であっても、ビード部におけるコード（例えば、カーカスプライを構成するコード）の浮き出しを防止することができる。

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

１ 空気入りタイヤ
２ ポストキュアインフレーション装置（ＰＣＩ装置）
１１ トレッド部
１２ サイドウォール部
１３ ビード部
１８ チェーファー
２１ リム
２１ｂ 本体部
２１ｆ フランジ部
２１ｐ 導管部
２２ 内圧負荷手段
２３ 支軸
２４ リム冷却手段

Claims (7)

1. 加硫後のタイヤをリムに組み付ける第１の工程と、前記リムに組み付けた前記タイヤに内圧を負荷し、タイヤ形状を保持しながら冷却処理を施す第２の工程と、を備えた空気入りタイヤの製造方法において、
   前記リムが、前記タイヤのビード部のタイヤ幅方向外側面に当接するフランジ部と、前記フランジ部を通り且つ冷却流体の流路となる導管部とを有しており、
   前記第１の工程では、前記導管部に冷却流体を流すことにより、前記リムに組み付けた前記タイヤの前記ビード部を前記フランジ部で冷却することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記導管部が、前記フランジ部から前記リムの本体部に亘って設けられており、
   前記第１の工程では、前記フランジ部に設けられた前記導管部の流入口から前記冷却流体を供給する請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記第１の工程で前記ビード部のタイヤ幅方向外側面に前記フランジ部を当接させてから所定時間が経過した後で前記第２の工程に移行する請求項１または２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. 前記第１の工程において、前記第２の工程よりも低い内圧を前記タイヤに負荷し、それによって前記フランジ部に対する前記ビード部の当接を補助する請求項１〜３いずれか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法。
5. 加硫後のタイヤが組み付けられるリムと、前記リムに組み付けた前記タイヤに内圧を負荷するための内圧負荷手段と、を備えたポストキュアインフレーション装置において、
   前記リムが、前記タイヤのビード部のタイヤ幅方向外側面に当接するフランジ部と、前記フランジ部を通り且つ冷却流体の流路となる導管部とを有しており、
   前記リムに組み付けられた前記タイヤの前記ビード部を前記フランジ部で冷却できるように構成され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。
6. 前記導管部が、前記フランジ部から前記リムの本体部に亘って設けられており、前記導管部の流入口が前記フランジ部に設けられている請求項５に記載のポストキュアインフレーション装置。
7. 前記導管部がタイヤ周方向に沿って延在している請求項５または６に記載のポストキュアインフレーション装置。

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