JP2019209570A - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加硫時のローカバーの場所による温度差が抑えられた空気入りタイヤの製造方法の提供。【解決手段】本発明に係るタイヤの製造方法は、ローカバーＲをモールド４にセットする工程、上記ローカバーＲの内側に位置するブラダー６内部にスチームを供給する工程、及び上記ブラダー６内部に加圧用ガスを供給する工程を含む。上記ブラダー６内部に加圧用ガスを供給する工程では、気体を供給するための配管１８及び上記スチームのドレンが排出される配管２０のいずれもから、上記加圧用ガスを供給する。【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造方法に関する。

空気入りタイヤの製造には、加硫装置が使用される。加硫装置は、モールド及びブラダーを備えている。ローカバー（未加硫タイヤ）は、モールドに投入される。このときブラダーは、収縮した状態でローカバーの内側に位置している。ブラダー内に高温のスチームが充填され、ブラダーは加熱されつつ膨張する。さらに、ブラダー内に加圧用ガスが充填される。ローカバーは、モールドのキャビティ面と、膨張したブラダーとに挟まれて、加熱されつつ加圧される。この加熱及び加圧により、ローカバーのゴム組成物が流動する。加熱によりゴム組成物が架橋反応を起こし、タイヤが形成される。タイヤの加硫装置についての検討が、特開２０１３−４３４３６公報で報告されている。

特開２０１３−４３４３６公報

加硫時の加熱の際に、ローカバーの場所によって、温度差が出ることが起こりうる。例えば、ローカバーの上部は、下部と比べて温度が上がりやすい。ローカバーのこの温度差は、このローカバーから得られるタイヤの転がり抵抗に影響を及ぼしうる。ローカバーの温度差を抑えた加硫方法が望まれている。

本発明の目的は、加硫時のローカバーの場所による温度差が抑えられた空気入りタイヤの製造方法の提供にある。

本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、ローカバーをモールドにセットする工程、上記ローカバーの内側に位置するブラダー内部にスチームを供給する工程、及び上記ブラダー内部に加圧用ガスを供給する工程を含む。上記ブラダー内部に加圧用ガスを供給する工程では、気体を供給するための配管及び上記スチームのドレンが排出される配管のいずれもから、上記加圧用ガスを供給する。

好ましくは、上記ドレンが排出される配管から上記ブラダーの内部に送り込まれる上記加圧用ガスの温度は、この配管での加熱により、５０℃以上とされる。

好ましくは、上記気体を供給するための配管から上記ブラダー内部に送り込まれる上記加圧用ガスの流速と、上記ドレンが排出される配管から上記ブラダー内部に送り込まれる上記加圧用ガスの流速とは異なっている。

本発明に係る空気入りタイヤの製造装置は、モールドと、ブラダーと、このブラダーの内部に気体を供給する少なくとも一つの供給配管と、上記ブラダー内部からの上記スチームのドレンを排出する排出配管とを備える。上記供給配管の少なくとも一つから上記ブラダーの内部へのスチームの供給及びこの遮断が可能となっており、この供給配管又は他の供給配管から上記ブラダーの内部への加圧用ガスの供給及びこの遮断が可能となっており、上記排出配管から上記ブラダーの内部への加圧用ガスの供給及びこの遮断が可能となっている。

好ましくは、この装置は、一つの上記供給配管と繋がる第一制御弁及び第二制御弁と、上記排出配管と繋がる第三制御弁とをさらに備え、上記第一制御弁を開閉することで上記供給配管から上記ブラダーの内部へのスチームの供給及びこの遮断が制御され、上記第二制御弁を開閉することで上記供給配管から上記ブラダーの内部への加圧用ガスの供給及びこの遮断が制御され、上記第三制御弁を開閉することで上記排出配管から上記ブラダーの内部への加圧用ガスの供給及びこの遮断が制御される。

上記供給配管には、第一供給配管及び第二供給配管が存在しており、この装置が、上記第一供給配管と繋がる第一制御弁と、上記第二供給配管と繋がる第二制御弁と、上記排出配管と繋がる第三制御弁とをさらに備え、上記第一制御弁を開閉することで上記第一供給配管から上記ブラダーの内部へのスチームの供給及びこの遮断が制御され、上記第二制御弁を開閉することで上記第二供給配管から上記ブラダーの内部への加圧用ガスの供給及びこの遮断が制御され、上記第三制御弁を開閉することで、上記排出配管から上記ブラダーの内部への加圧用ガスの供給及びこの遮断が制御されてもよい。

好ましくは、上記ブラダー内部に位置し上記供給配管と繋がる供給孔の大きさと、上記ブラダー内部に位置し上記排出配管に繋がる排出孔の大きさとは異なっている。

このタイヤの製造方法では、ブラダーに加圧用ガスを供給する工程において、ガス供給用の配管及びスチームのドレンが排出される配管の両方から、加圧用ガスが供給される。スチームのドレンが排出される配管には、高温のドレンが流れて出ている。加圧用ガスは、この配管を通る際に加熱される。この配管から供給された加圧用ガスは、ガス供給用の配管から供給された加圧用ガスより温度が高い。温度の異なる加圧用ガスが供給されることで、このガスは効果的に流動する。これは、ローカバーの場所による温度差を、効果的に低減する。この製造方法で製造されたタイヤは、転がり抵抗が低減されている。

図１は、本発明の一実施形態に係る製造方法で使用される加硫装置の模式図である。 図２は、図１の装置の一部が示された拡大図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

本発明に係るタイヤの製造方法は、ローカバーを形成する工程及びローカバーを加硫する工程を含む。ローカバーを形成する工程では、ドラムの周りに、カーカス、トレッド等の構成部材が積層される。ローカバーを加硫する工程では、このローカバーが加硫装置で加熱及び加圧される。ローカバーのゴム組成物が架橋反応を起こし、タイヤが得られる。

図１は、ローカバーを加硫する工程で使用される加硫装置２が示された模式図である。この装置２は、モールド４、ブラダー６、上部リング８、下部リング１０、センターポスト１２、サーキュレーションヘッド１４、制御弁１６、供給配管１８、排出配管２０、ガス保管器２２及びスチーム発生器２４を備える。図１には、この加硫装置２で加硫されるローカバーＲも示されている。この図では、モールド４、ブラダー６、上部リング８、下部リング１０、センターポスト１２、サーキュレーションヘッド１４及びローカバーＲは、その断面が示されている。図１において、矢印Ｘは、この装置２の上方向を表す。この反対が下方向である。この装置２の上下方向は、モールド４の軸方向である。このモールド４の断面に垂直な方向で、センターポスト１２の周りに回転する方向が、このモールド４の周方向である。

モールド４は、リング状である。このモールド４は、それぞれがリング状の上モールド２６及び下モールド２８よりなる。上モールド２６及び下モールド２８は、上下方向に重ねられている。モールド４は、内部にローカバーＲが入れられる空洞を有する。上モールド２６の内面及び下モールド２８の内面は、ローカバーＲと当接するキャビティ面を構成する。キャビティ面は、周方向に延在している。

ブラダー６は、モールド４の空洞の内側に位置する。ブラダー６は、ローカバーＲがモールド４に入れられたとき、ローカバーＲの内側に位置する。ブラダー６は、内部に気体を充填することで、膨張する。膨張したブラダー６は、内周面が開口した円環状を呈する。ブラダー６は、内部の気体を排出することで、収縮する。

上部リング８は、円盤状である。上部リング８は、ブラダー６の内周面の上端側に嵌め込まれている。下部リング１０は、円盤状である。下部リング１０は、ブラダー６の内周面の下端側に嵌め込まれている。ブラダー６と上部リング８と下部リング１０とで、密閉された空間（ブラダー内部空間３０と称される）が形成される。センターポスト１２は、上部リング８及び下部リング１０を上下に貫通している。センターポスト１２は、上部リング８及び下部リング１０を固定している。

図１に示されるように、サーキュレーションヘッド１４は、ブラダー内部空間３０に位置している。サーキュレーションヘッド１４は、下部リング１０の上に位置している。図２には、サーキュレーションヘッド１４が、供給配管１８、排出配管２０及び制御弁１６とともに拡大されて示されている。図２に示されるように、サーキュレーションヘッド１４は、円盤状を呈する。サーキュレーションヘッド１４の側面には、供給孔３２及び排出孔３４が設けられている。供給孔３２は、供給配管１８と繋がっている。供給配管１８を通過した気体は、供給孔３２からブラダー内部空間３０に供給される。気体を勢いよく噴出させ空間内に満遍なく行き渡らせるために、小さな供給孔３２が複数設けられている。排出孔３４は、排出配管２０と繋がっている。ブラダー内部空間３０内のドレンは、排出孔３４から排出配管２０に流れ込む。効率よくドレンが排出できるように、大きな排出孔３４が、サーキュレーションヘッド１４の側面の下端に設けられている。

制御弁１６は、開閉することで気体や液体の通過及び遮断を制御する。図１に示されるように、制御弁１６は、複数存在する。この実施形態では、第一制御弁１６ａ、第二制御弁１６ｂ、第三制御弁１６ｃ及び第四制御弁１６ｄが存在している。

供給配管１８は、ブラダー内部空間３０に気体を供給するための配管である。供給配管１８は、下部リング１０を貫通して、サーキュレーションヘッド１４の供給孔３２に繋がっている。供給配管１８は、第一制御弁１６ａ及び第二制御弁１６ｂと繋がっている。第一制御弁１６ａの先には、スチーム発生器２４が繋がっている。供給配管１８は、第一制御弁１６ａを介してスチーム発生器２４と供給孔３２とを繋ぐ。第二制御弁１６ｂの先には、ガス保管器２２が繋がっている。供給配管１８は、第二制御弁１６ｂを介してこのガス保管器２２と供給孔３２とを繋ぐ。

排出配管２０は、スチームのドレンを排出するための配管である。排出配管２０は、下部リング１０を貫通して、サーキュレーションヘッド１４の排出孔３４に繋がっている。排出配管２０は、第三制御弁１６ｃ及び第四制御弁１６ｄと繋がっている。第三制御弁１６ｃの先には、ガス保管器２２が繋がっている。排出配管２０は、第三制御弁１６ｃを介して、このガス保管器２２と排出孔３４とを繋ぐ。第四制御弁１６ｄの先は、この装置２の外部に出ている。排出配管２０により、ドレンを外部に排出することができる。

ガス保管器２２は、加圧用ガスを格納する。ガス保管器２２は、加圧用ガスを高圧で噴出する。この実施形態では、ガス保管器２２はガスボンベである。ガス保管器２２から噴出される加圧用ガスの温度は、常温である。この加圧用ガスの温度は、典型的には２０℃以上３５℃以下であり、さらには２５℃以上３０℃以下である。典型的な加圧用ガスとして、窒素ガスが挙げられる。図１の実施形態では、二つのガス保管器２２が使用されている。ガス保管器２２の数は一つでもよい。一つのガス保管器２２が、第二制御弁１６ｂ及び第三制御弁１６ｃと接続していてもよい。

スチーム発生器２４は、スチームを発生させる。スチーム発生器２４は、高温のスチームを高圧で噴出する。このスチームの温度は、典型的には２００℃程度である。

ローカバーＲを加硫する工程は、（１）ローカバーＲをモールド４にセットする工程、（２）スチームを供給する工程、（３）加圧用ガスを供給する工程及び（４）ローカバーＲをモールド４から取り出す工程を備える。

上記（１）の工程では、上モールド２６が下モールド２８から外された状態で、下モールド２８内にローカバーＲがセットされる。上モールド２６が、下モールド２８に被せられ、モールド４内の空洞にローカバーＲが収容される。このとき、ブラダー６は収縮している。

上記（２）の工程では、スチーム発生器２４が駆動され、併せて第一制御弁１６ａが開かれる。このとき、第二制御弁１６ｂ、第三制御弁１６ｃ及び第四制御弁１６ｄは閉じられている。高温のスチームが第一制御弁１６ａ及び供給配管１８を通り、サーキュレーションヘッド１４に送られる。スチームは、サーキュレーションヘッド１４の供給孔３２を通り、ブラダー内部空間３０に供給される。これにより、ブラダー６は膨張する。膨張したブラダー６は、ローカバーＲの内面を押圧する。ローカバーＲは、ブラダー６とキャビティ面との間で加圧される。ローカバーＲは、スチームの熱により、加熱される。典型的には、ローカバーＲは、１８０℃から１９０℃程度に加熱される。スチームの一部は、周囲に熱を与えてドレンとなる。ドレンは、サーキュレーションヘッド１４の下端に位置する排出孔３４から排出配管２０に流れ出る。

上記（３）の工程では、第一制御弁１６ａが閉じられて、第二制御弁１６ｂ及び第三制御弁１６ｃが開けられる。ガス保管器２２から噴出された加圧用ガスは、第二制御弁１６ｂ及び供給配管１８を通してブラダー内部空間３０に供給される。この経路で供給された加圧用ガスは、常温である。もう一方のガス保管器２２から噴出された加圧用ガスは、第三制御弁１６ｃ及び排出配管２０を通してブラダー内部空間３０に供給される。ブラダー内部空間３０にはスチームが残っているため、ドレンは、この工程においても、引き続き流れ出ている。排出配管２０は、高温のドレンにより、加熱されている。典型的には、排出配管２０は１００℃以上となっている。このため、排出配管２０を通った加圧用ガスの温度は、上昇している。この工程では、ブラダー内部空間３０に、常温の加圧用ガスが供給配管１８を通して供給され、同時に高温の加圧用ガスが排出配管２０を通して供給される。この加圧用ガスの供給により、ブラダー内部空間３０の圧力はさらに上昇する。ローカバーＲは、加熱された状態で、さらに加圧される。この加熱と加圧とにより、ローカバーＲのゴム組成物が流動する。加熱によりゴム組成物が架橋反応を起こし、タイヤが得られる。

上記（４）の工程では、第四制御弁１６ｄが開かれて、ドレンとともにブラダー内部空間３０の加圧用ガス及びスチームが排出される。これにより、ブラダー６は収縮する。上モールド２６が下モールド２８から離されて、モールド４が開かれる。モールド４から、タイヤが取り出される。

上記の実施形態では、スチームと加圧用ガスとが一つの供給配管１８から供給された。この装置２が、スチームを供給する第一供給配管と、加圧用ガスを供給する第二供給配管とを備えていてもよい。この場合、第一供給配管が第一制御弁１６ａを介してスチーム発生器２４と繋がり、第二供給配管が第二制御弁１６ｂを介してガス保管器２２と繋がる。上記（２）の工程では、第一供給配管を通してスチームが供給され、上記（３）の工程では第二供給配管を通して加圧用ガスが供給される。

以下では、本発明の作用効果が説明される。

このタイヤの製造方法では、ブラダー６に加圧用ガスを供給する工程において、供給配管１８及びスチームのドレンが排出される排出配管２０の両方から、加圧用ガスを供給する。排出配管２０には、高温のドレンが流れて出ている。加圧用ガスは、排出配管２０を通る際に加熱される。排出配管２０を通してブラダー内部空間３０に供給された加圧用ガスは、供給配管１８から供給された加圧用ガスより温度が高い。温度が異なる加圧用ガスが同時に供給されることで、このガスはブラダー内部空間３０で、効果的に流動する。これは、ブラダー内部空間３０内での温度を、均一に近くする。これにより、加硫の際に、ローカバーＲの場所による温度差が、効果的に小さくなる。これは、タイヤの転がり抵抗の低減に寄与する。この製造方法で製造されたタイヤは、転がり抵抗が低減されている。

供給配管１８からの加圧用ガスは、供給孔３２からブラダー内部空間３０に送られる。排出配管２０からの加圧用ガスは、排出孔３４からブラダー内部空間３０に送られる。小さな供給孔３２から供給された加圧用ガスの流速は、大きな排気孔から供給された加圧用ガスの流速より早い。供給配管１８からの加圧用ガスの流速と、排出配管２０からの加圧用ガスの流速とは異なっている。流速が異なる加圧用ガスが同時に供給されることで、このガスはブラダー内部空間３０で、効果的に流動する。これは、ブラダー内部空間３０内での温度を、均一に近くする。これにより、加硫の際に、ローカバーＲの場所による温度差が、効果的に小さくなる。これは、タイヤの転がり抵抗の低減に寄与する。

この製造方法では、排出配管２０を通してブラダー内部空間３０に供給される加圧用ガスは、加熱されている。常温の加圧用ガスだけを供給する従来の方法と比べて、加圧用ガスを供給したことによるブラダー内部空間３０の温度の低下は小さい。これは、加硫時間の短縮に寄与する。この方法では、生産性の向上が実現されている。

この方法では、ブラダー内部空間３０内の温度を均一にし、ローカバーＲの場所による温度差を小さくするのに、特別な機構を要しない。従来のドレン用の排出配管２０に、加圧用ガス用のガス供給装置２を接続することで、これが実現されている。この製造方法は、容易にかつ安価に実施できる。

排出配管２０を通してブラダー内部空間３０に供給される加圧用ガスは、５０℃以上に加熱されているのが好ましい。この加圧用ガスの温度を５０℃以上にすることで、加圧用ガスはブラダー内部空間３０で、効果的に流動する。ローカバーＲの場所による温度差が、効果的に小さくなる。これは、タイヤの転がり抵抗の低減に寄与する。この観点から、この加圧用ガスの温度は６０℃以上がより好ましい。

供給配管１８を通してブラダー内部空間３０に供給される加圧用ガスの温度と、排出配管２０を通してブラダー内部空間３０に供給される加圧用ガスの温度との差は、３０℃以上が好ましい。この差を３０℃以上にすることで、加圧用ガスはブラダー内部空間３０で、効果的に流動する。ローカバーＲの場所による温度差が、効果的に小さくなる。これは、タイヤの転がり抵抗の低減に寄与する。この観点から、この差は４０℃以上がより好ましい。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
図１−２に示された装置を使用して、上記の（１）−（４）の工程で、ローカバーを加硫した。このローカバーは、２２５／６５Ｒ１７のサイズのタイヤ用である。

［比較例１］
排出配管からの加圧用ガスの供給を行わないことの他は実施例１と同様にして、ローカバーを加硫した。これは、従来の製造方法である。

［加圧用ガス温度］
供給配管を通りブラダー内部空間に供給される加圧用ガスの供給孔での温度、及び排出配管を通りブラダー内部空間に供給される加圧用ガスの排出孔での温度が測定された。結果が表１に示されている。これは、排出配管を通過した加圧用ガスが、どの程度加熱されているかを示している。

［ローカバー温度］
加圧用ガスを供給する工程におけるローカバーの最高到達温度を測定した。測定箇所は、ローカバーの上側のサイド部内面（表１では、上サイドインナーと記載）及びローカバーの下側のサイド部内面（表１では、下サイドインナーと記載）である。この結果が、これらの温度差とともに表１に示されている。差が小さいほど、ローカバーの場所による温度差が抑えられている。差が小さいほど、好ましい。

［加硫時間］
加硫に要した時間が測定された。結果が比較例１を１００とした指数で表１に示されている。値が小さいほど好ましい。

表１に示されるように、実施例の結果は、総合的に優れている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

以上説明された製造方法は、種々のタイヤに適用されうる。

２・・・加硫装置
４・・・モールド
６・・・ブラダー
８・・・上部リング
１０・・・下部リング
１２・・・センターポスト
１４・・・サーキュレーションヘッド
１６・・・制御弁
１６ａ・・・第一制御弁
１６ｂ・・・第二制御弁
１６ｃ・・・第三制御弁
１６ｄ・・・第四制御弁
１８・・・供給配管
２０・・・排出配管
２２・・・ガス保管器
２４・・・スチーム発生器
２６・・・上モールド
２８・・・下モールド
３０・・・ブラダー内部空間
３２・・・供給孔
３４・・・排出孔

Claims (7)

1. ローカバーをモールドにセットする工程、
   上記ローカバーの内側に位置するブラダー内部に、スチームを供給する工程
   及び
   上記ブラダー内部に加圧用ガスを供給する工程
   を含み、
   上記ブラダー内部に加圧用ガスを供給する工程では、気体を供給するための配管及び上記スチームのドレンが排出される配管のいずれもから、上記加圧用ガスを供給する空気入りタイヤの製造方法。
2. 上記ドレンが排出される配管から上記ブラダーの内部に供給される上記加圧用ガスの温度が、この配管での加熱により、５０℃以上とされる請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 上記気体を供給するための配管から上記ブラダー内部に供給される上記加圧用ガスの流速と、上記ドレンが排出される配管から上記ブラダー内部に供給される上記加圧用ガスの流速とが異なっている請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. モールドと、ブラダーと、このブラダーの内部に気体を供給する少なくとも一つの供給配管と、上記ブラダー内部からの上記スチームのドレンを排出する排出配管とを備え、
   上記供給配管の少なくとも一つから上記ブラダーの内部へのスチームの供給及びこの遮断が可能となっており、この供給配管又は他の供給配管から上記ブラダーの内部への加圧用ガスの供給及びこの遮断が可能となっており、
   上記排出配管から上記ブラダーの内部への加圧用ガスの供給及びこの遮断が可能となっている空気入りタイヤの加硫装置。
5. 一つの上記供給配管と繋がる第一制御弁及び第二制御弁と、上記排出配管と繋がる第三制御弁とをさらに備え、
   上記第一制御弁を開閉することで、上記供給配管から上記ブラダーの内部へのスチームの供給及びこの遮断が制御され、
   上記第二制御弁を開閉することで、上記供給配管から上記ブラダーの内部への加圧用ガスの供給及びこの遮断が制御され、
   上記第三制御弁を開閉することで、上記排出配管から上記ブラダーの内部への加圧用ガスの供給及びこの遮断が制御される請求項４に記載の空気入りタイヤの加硫装置。
6. 上記供給配管には、第一供給配管及び第二供給配管が存在しており、
   上記第一供給配管と繋がる第一制御弁と、上記第二供給配管と繋がる第二制御弁と、上記排出配管と繋がる第三制御弁とをさらに備え、
   上記第一制御弁を開閉することで、上記第一供給配管から上記ブラダーの内部へのスチームの供給及びこの遮断が制御され、
   上記第二制御弁を開閉することで、上記第二供給配管から上記ブラダーの内部への加圧用ガスの供給及びこの遮断が制御され、
   上記第三制御弁を開閉することで、上記排出配管から上記ブラダーの内部への加圧用ガスの供給及びこの遮断が制御される請求項４に記載の空気入りタイヤの加硫装置。
7. 上記ブラダー内部に位置し上記供給配管と繋がる供給孔の大きさと、上記ブラダー内部に位置し上記排出配管に繋がる排出孔の大きさとが異なっている、請求項４から６のいずれかに記載の空気入りタイヤの加硫装置。

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