JP2020001207A - タイヤ用のポストキュアインフレート装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤの放出物質の付着が抑えられたポストキュアインフレート装置の提供。【解決手段】本発明は、加硫後のタイヤ４を冷却するためのポストキュアインフレート装置２に関する。この装置２は、上記タイヤ４をその内部空間１７に気体が充填された状態で把持しうる把持器６と、この内部空間１７に気体を供給する供給器１０と、この内部空間１７から気体を取り出しこれをこの内部に戻す循環器１２とを備える。循環器１２は、上記タイヤ４からの放出物を除去するフィルター２８を備える。好ましくは、循環器１２は、内部空間１７と繋がる取り出し管２４、この内部空間１７と繋がる戻し管３２、この取り出し管２４を通して気体を吸引しこれを戻し管３２に送るポンプ３０及び気体の流れを制御する循環制御弁２６をさらに備える。【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ用のポストキュアインフレート装置に関する。

タイヤの製造では、加硫工程において、ローカバー（未加硫タイヤ）はモールドに投入される。ローカバーは、モールドにおい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。

加硫工程後、モールドから取り出されたタイヤは高温である。このタイヤは、ポストキュアインフレート装置（ＰＣＩ装置）において、この装置のリムに装着され内部にエアが充填された状態で自然空冷される。タイヤのカーカスは、ナイロン、ポリエステル等の有機繊維からなるコードを含む。タイヤの冷却の際に、このコードは収縮し易い。このコードの収縮が収まる１００℃以下、好ましくは８０℃以下になるまで、タイヤは、ＰＣＩ装置において適切な形状を保った状態で冷却される。これにより、コードの収縮によるニフォミティ及びタイヤ外観への影響が抑えられる。ＰＣＩ装置についての検討が、特開２００８−１８８８２５公報で報告されている。

特開２００８−１８８８２５公報

加硫後の高温のタイヤからは、カーボンや低分子オイル等、タイヤの原材料となる物質の一部が、蒸発により放出されている。この放出物質がＰＣＩ装置に付着しこれが蓄積されると、タイヤをこのリムに装着するときの嵌合不良の要因となる。このため、ＰＣＩ装置は定期的に洗浄する必要がある。生産性の向上及び生産コストの低減のために、放出物質の付着を抑えることが求められている。また、ＰＣＩ装置に付着した放出物質の一部は、次にタイヤを装着するときにこのタイヤの熱で気化し、このタイヤが冷却されると液化してタイヤの表面に付着することがある。タイヤの外観不良率の低減の点からも、放出物質の付着を抑えることが求められている。

本発明の目的は、タイヤからの放出物質の付着が抑えられたＰＣＩ装置の提供にある。

本発明は、加硫後のタイヤを冷却するためのポストキュアインフレート装置に関する。この装置は、上記タイヤをその内部空間に気体が充填された状態で把持しうる把持器と、この内部空間に気体を供給する供給器と、この内部空間から気体を取り出しこれをこの内部に戻す循環器とを備える。上記循環器は、上記タイヤからの放出物を除去するフィルターを備える。

好ましくは、上記循環器は、上記内部空間と繋がる取り出し管、この内部空間と繋がる戻し管、この取り出し管を通して気体を吸引しこれを上記戻し管に送るポンプ及び気体の流れを制御する循環制御弁をさらに備える。

好ましくは、上記取り出し管の内径は、上記戻し管の内径の７５％以上１００％以下である。

好ましくは、上記供給器が、上記内部空間と繋がり上記内部空間に供給される気体が通過する供給管と、気体の流れを制御する供給制御弁とを備えており、上記供給管と上記戻し管とが共通である。

本発明に係る加硫後のタイヤを冷却する方法は、加硫後のタイヤの内部に気体を充填する工程及び上記気体を循環させつつタイヤを冷却する工程を含む。上記気体の循環では、上記タイヤ内部の気体を取り出し、この気体に含まれるタイヤからの放出物を除去し、この気体をタイヤ内部に戻す。

このポストキュアインフレート装置（ＰＣＩ装置）は、気体が充填されたタイヤの内部空間から気体を取り出し、これをこの内部空間に戻す循環器を備える。この循環器は、気体に含まれるタイヤからの放出物を除去するフィルターを備える。このフィルターにより、ＰＣＩ装置への放出物質の付着が抑えられている。さらに循環器が内部空間の気体を循環させるため、タイヤは短時間で冷却される。これは、タイヤからの放出物の低減に寄与する。この装置では、放出物質の付着が効果的に抑えられている。

図１は、本発明の一実施形態に係るポストキュアインフレート装置が示された模式図である。 図２は、本発明に係る装置及び従来の装置における、経過時間に対するタイヤのサイド部の温度の変化が示されたグラフである。 図３は、本発明に係る装置及び従来の装置における、経過時間に対するタイヤのクラウン部の温度の変化が示されたグラフである。

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。

図１は、本発明の一実施形態に係るポストキュアインフレート装置２（ＰＣＩ装置２）が示された模式図である。この図では、この装置２で冷却される加硫後のタイヤ４も示されている。この装置２は、リム６、支軸８、供給器１０及び循環器１２を備えている。

リム６は、上リム１４と下リム１６とを備えている。上リム１４及び下リム１６は、それぞれ円盤状を呈している。上リム１４の外周部分にタイヤ４の一方のビードの部分が嵌め込まれ、下リム１６の外周部分にタイヤ４のもう一方のビードの部分が嵌め込まれる。これにより、タイヤ４がリム６に装着される。タイヤ４とリム６とで、密閉された内部空間１７が形成される。このリム６は、この内部空間１７に気体を充填した状態でタイヤ４を把持することができる。このリム６は、タイヤ４をこの状態で把持しうる、把持器である。

支軸８は、上リム１４及び下リム１６の中心において、上リム１４及び下リム１６を貫通している。支軸８は、上リム１４と下リム１６とを固定する。

供給器１０は、供給管１８、圧力計２０、供給制御弁２２及び図示されないコンプレッサを備える。供給管１８は、タイヤ４の内部空間１７に繋がっている。供給管１８は、供給制御弁２２と繋がっている。供給制御弁２２は、開閉することで気体の通過及び遮断を制御する。圧力計２０は、供給管１８に繋がる。圧力計２０は、供給管１８内の気圧を測定する。図示されないが、供給制御弁２２の先には、コンプレッサが繋がっている。コンプレッサは、高圧の気体を噴出する。この気体は、典型的には空気である。コンプレッサから噴出された気体は、供給制御弁２２及び供給管１８を通過して、タイヤ４の内部空間１７に供給される。

循環器１２は、取り出し管２４、循環制御弁２６、フィルター２８、ポンプ３０及び戻し管３２を備えている。図１で示されるように、取り出し管２４、循環制御弁２６、フィルター２８、ポンプ３０及び戻し管３２が、この順に直列に接続されている。

取り出し管２４の一端は、タイヤ４の内部空間１７に繋がっている。取り出し管２４のもう一端は、循環制御弁２６と繋がっている。取り出し管２４は、タイヤ４の内部空間１７と循環制御弁２６とを繋ぐ。循環制御弁２６は、開閉することで気体の通過及び遮断を制御する。循環制御弁２６の先には、フィルター２８が繋がっている。

フィルター２８は、タイヤ４からの放出物を除去する機能を有する。気体をフィルター２８に通すことで、気体中に含まれる放出物が除去される。このフィルター２８は、高温となるタイヤ４の内部空間１７内の気体の温度に耐えられうる、耐熱性を有する。フィルター２８の先には、ポンプ３０が繋がっている。

ポンプ３０は、気体を循環させる。ポンプ３０は、取り出し管２４を通して気体を吸引し、これを戻し管３２に送る。このポンプ３０は、高温となるタイヤ４の内部空間１７内の気体の温度に耐えられうる、耐熱性を有する。ポンプ３０の容量は、タイヤ４の内部空間１７の大きさに応じて、適宜選択される。

戻し管３２は、ポンプ３０と繋がっている。戻し管３２は、タイヤ４の内部空間１７と繋がっている。戻し管３２は、ポンプ３０とタイヤ４の内部空間１７とを繋ぐ。図１に示されるとおり、この実施形態では、戻し管３２は、供給器１０の供給管１８と共通である。戻し管３２は、供給管１８と共通でなくてもよい。戻し管３２と供給管１８とが別々に設けられていてもよい。

図１のＰＣＩ装置２を使用したタイヤ４の冷却方法は、
タイヤ４を装着する工程、
タイヤ４の内部に気体を充填する工程
及び
気体を循環させつつタイヤ４を冷却する工程
を含む。これらの工程を含む、タイヤ４を冷却する工程全体は、ＰＣＩ工程と称される。

タイヤ４を装着する工程では、加硫工程が終了した直後のタイヤ４が、ＰＣＩ装置２のリム６に装着される。タイヤ４のそれぞれのビードが、対応する上リム１４又は下リム１６の外周に嵌め込まれる。このときのタイヤ４は、高温である。典型的には、ＰＣＩ装置２に装着されるときのタイヤ４の温度は、１６０℃から１８０℃程度である。

タイヤ４の内部に気体を充填する工程では、供給制御弁２２が開かれるとともに、コンプレッサが駆動される。このとき、循環制御弁２６は閉じられており、ポンプ３０は停止している。供給制御弁２２及び供給管１８を通して、気体がタイヤ４の内部空間１７に送られる。この内部空間１７に、気体が充填される。圧力計２０は、供給管１８内の内圧、即ちタイヤ４の内部空間１７の内圧を測定する。所望の内圧となるまで、気体が内部空間１７に充填される。この内部空間１７が所望の内圧となると、供給制御弁２２が閉じられるとともに、コンプレッサが停止する。

気体を循環させつつタイヤ４を冷却する工程では、循環制御弁２６が開けられるとともに、ポンプ３０が駆動される。タイヤ４の内部空間１７内の気体が、取り出し管２４を通して吸引される。この気体は、循環制御弁２６を通り、フィルター２８を通過する。このとき、この気体中に含まれるタイヤ４からの放出物が、フィルター２８により除去される。この気体は、戻し管３２を通してタイヤ４の内部空間１７に戻される。図１には、この気体の流れが、矢印で示されている。この工程では、循環器１２により内部空間１７内の気体を循環させつつ、タイヤ４が自然空冷により冷却される。タイヤ４が所定の時間冷却されると、ポンプ３０が停止され、タイヤ４がリム６から取り外される。

以下、本発明の作用効果が説明される。

本発明に係るＰＣＩ装置２は、タイヤ４の内部空間１７から気体を取り出しこれをこの内部空間１７に戻す循環器１２を備える。この循環器１２は、タイヤ４からの放出物を除去するフィルター２８を備える。タイヤ４の内部空間１７の気体は、フィルター２８により放出物が除去され、この内部空間１７に戻される。このフィルター２８により、ＰＣＩ装置２への放出物質の付着が抑えられている。なお本明細書で「ＰＣＩ装置への放出物質の付着が抑えられている」と記載した場合は、ＰＣＩ装置２のフィルター２８以外の部分への付着が抑えられていることを意味する。

本ＰＣＩ装置２では、循環器１２がタイヤ４の内部空間１７の気体を循環させるため、従来の装置と比べて、タイヤ４は短時間で冷却される。タイヤ４の原材料となる物質が、蒸発により放出される時間は短い。このＰＣＩ装置２によれば、タイヤ４からの放出物の量は少なくなる。これは、放出物質の付着量の低減に寄与する。この装置２では、放出物質の付着が効果的に抑えられている。

ＰＣＩ装置に付着した低分子オイル等の放出物質は、次にタイヤを装着する際に、このタイヤの熱で気化し、タイヤの表面側に漏れ出す。このタイヤの温度が８０℃程度まで下がるとこれが液化して、タイヤの表面（特にビードの周辺）に付着すことが起こりうる。これは、タイヤの外観に影響を及ぼす。これは、製品識別用のバーコードの汚れの要因となり、検査工程でのバーコード自動読み込みの不具合につながるおそれがある。

この装置２では、放出物質のＰＣＩ装置２への付着が抑えられているため、タイヤ４の熱で気化してタイヤ４の表面側に漏れ出す放出物質の量も抑えられる。さらに、このタイヤ４は従来より短い時間で８０℃以下に冷却されるため、タイヤ４表面側に漏れ出す放出物質の量はさらに抑えられる。この装置２では、タイヤ４の表面への放出物質の付着が抑えられている。この装置２で冷却されたタイヤ４は、優れた外観品質が実現されている。この装置２によれば、検査工程での生産性の低下が抑えられている。

通常、ＰＣＩ工程に要する時間は、加硫工程に要する時間より長い。典型的には、ＰＣＩ工程の時間は、加硫工程の時間の２倍とされる。良好なタイヤのユニフォミティ及び外観の実現のために、加硫工程が終了したタイヤは、すぐにＰＣＩ工程に投入する必要がある。このため、ＰＣＩ工程に合わせてタイヤを加硫工程に投入するタイミングを調整する必要がある。ＰＣＩ工程に要する時間の短縮は、生産性の向上に重要である。このＰＣＩ装置２では、タイヤ４は従来より短い時間で冷却されるため、ＰＣＩ工程の時間が短縮できる。この装置２では、生産性の向上が実現されうる。

本ＰＣＩ装置２では、フィルター２８を交換することで、放出物質の除去ができる。ＰＣＩ装置２に付着した放出物質を洗浄する必要はない。この交換は、短時間で容易にできる。この装置２では、ＰＣＩ装置２のメンテナンスコストの低減及び生産性の向上が実現されている。

この装置２では、循環器１２によりタイヤ４の内部空間１７内の気体を循環させることで、タイヤ４の冷却時間を短くしている。タイヤ４の冷却時間を短くするのに、水冷や局部冷却等の設備を必要としない。この装置２では、低コストで冷却時間の短縮が実現されている。また、これらの設備が必要ないため、ＰＣＩ装置２の設置に必要なスペースが大きくなることが防止されている。

本ＰＣＩ装置２では、タイヤ４、リム６及び循環装置２で形成される閉じられた空間の中で、気体が循環される。タイヤ４がこの装置２で冷却されている間の、タイヤ４の内部空間１７の内圧の変動は小さい。タイヤ４は、適切な形状を維持したままで冷却される。これは、このタイヤ４の良好なユニフォミティ及び外観に寄与する。この装置２で冷却されたタイヤ４は、優れたユニフォミティ及び外観が実現されている。

この装置２では、取り出し管２４の直径φｉの、戻し管３２の直径φｒに対する比（φｉ／φｒ）は、７５％以上が好ましい。比（φｉ／φｒ）を７５％以上とすることで、この循環器１２により、タイヤ４の内部空間１７内の気体を効果的に循環させることができる。この循環器１２のフィルター２８により、気体中に含まれる放出物が、効果的に除去できる。このＰＣＩ装置２では、放出物質の付着が抑えられている。この観点から比（φｉ／φｒ）は、８０％以上がより好ましい。比（φｉ／φｒ）は１００％以下が好ましい。比（φｉ／φｒ）を１００％以下とすることで、タイヤ４の内部空間１７内の内圧の変動を効果的に抑えることができる。これは、タイヤ４の良好なユニフォミティ及び外観に寄与する。

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に示されたＰＣＩ装置を使用して、加硫後のタイヤを冷却した。このタイヤのサイズは、１９５／６５Ｒ１５である。冷却時のタイヤの内部空間の内圧は、２００ｋＰａとされた。この装置の戻し管の内径φｒは、２０ｍｍとされた。比（φｉ／φｒ）は、表１に示される値とされた。

［比較例１］
循環器を備えないことの他は実施例１のＰＣＩ装置と同じ装置で、加硫後のタイヤを冷却したのが比較例１である。この装置は、従来のＰＣＩ装置である。

［実施例２−４］
取り出し管の径φｉを変更して比（φｉ／φｒ）を表１に示される値とした他は実施例１と同じ装置を使用して、加硫後のタイヤを冷却したのが実施例２−４である。

［リム汚れ］
実施例及び比較例のそれぞれについて、タイヤを１００本冷却した後、１０００本冷却した後及び１００００本冷却した後に、放出物のリムへの付着の程度を目視で確認した。この結果が、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの４段階で、表１の「リム汚れ」の欄に、冷却したタイヤの本数ｎごとに示されている。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順に汚れが少ない。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順に好ましい。

［タイヤ表面汚れ］
上記のリム汚れの評価で冷却した１００００本のタイヤについて、タイヤ表面汚れの発生率が確認された。この結果が、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。

［内圧安定性］
実施例及び比較例の装置のそれぞれについて、冷却している間のタイヤの内部空間の内圧の変動をモニターした。この結果が、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの４段階で、表１に示されている。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順に変動が小さい。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順に好ましい。

［冷却速度］
実施例１及び比較例１でタイヤを冷却したときの、経過時間に対するタイヤのサイド部内面の温度の変化が計測された。この結果が図２に示されている。同様に、経過時間に対するクラウン部内面の温度の変化が計測された。この結果が図３に示されている。これらの図では、加硫工程での温度の変化も示されている。放出物質の付着防止の観点から、タイヤの温度は早く下がるほど好ましい。図２及び３に示されるように、実施例１は比較例１よりも温度が下がる速度が、大幅に早くなっている。

良好なユニフォミティ及び外観の観点から、ＰＣＩ工程において、コードの収縮が収まる１００℃以下、好ましくは８０℃以下までタイヤの温度を下げること求められる。図２で示されるように、実施例１では、ＰＣＩ工程において、サイド部は７０℃以下にまで温度が下がっている。図３で示されるように、実施例１では、温度が下がりにくいクラウン部においても、９０℃以下にまで温度が下がっている。比較例１では、クラウン部の温度は、１００℃まで下がっていない。

表１及び図２−３に示されるように、実施例の装置は、比較例の装置に比べて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ＰＣＩ装置は、種々のタイヤの冷却にも適用されうる。

２・・・ポストキュアインフレート装置
４・・・タイヤ
６・・・リム
８・・・支軸
１０・・・供給器
１２・・・循環器
１４・・・上リム
１６・・・下リム
１８・・・供給管
２０・・・圧力計
２２・・・供給制御弁
２４・・・取り出し管
２６・・・循環制御弁
２８・・・フィルター
３０・・・ポンプ
３２・・・戻し管

Claims (5)

1. 加硫後のタイヤを冷却するためのポストキュアインフレート装置であって、
   上記タイヤをその内部空間に気体が充填された状態で把持しうる把持器と、この内部空間に気体を供給する供給器と、この内部空間から気体を取り出しこれをこの内部に戻す循環器とを備え、
   上記循環器が、上記タイヤからの放出物を除去するフィルターを備えるポストキュアインフレート装置。
2. 上記循環器が、上記内部空間と繋がる取り出し管、この内部空間と繋がる戻し管、この取り出し管を通して気体を吸引しこれを上記戻し管に送るポンプ及び気体の流れを制御する循環制御弁をさらに備える請求項１に記載の装置。
3. 上記取り出し管の内径が、上記戻し管の内径の７５％以上１００％以下である請求項２に記載の装置。
4. 上記供給器が、上記内部空間と繋がり上記内部空間に供給される気体が通過する供給管と、気体の流れを制御する供給制御弁とを備えており、
   上記供給管と上記戻し管とが共通である、請求項２又は３に記載の装置。
5. 加硫後のタイヤの内部に気体を充填する工程
   及び
   上記気体を循環させつつタイヤを冷却する工程
   を含み、
   上記気体の循環では、上記タイヤ内部の気体を取り出し、この気体に含まれるタイヤからの放出物を除去し、この気体をタイヤ内部に戻す加硫後のタイヤの冷却方法。

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