JP2022159831A - 空気入りタイヤの製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 空気入りタイヤの品質及び寸法を安定化することを可能にした空気入りタイヤの製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】 金型内で加硫された空気入りタイヤＴに対してポストキュアインフレーションを行うにあたって、ポストキュアインフレーション中に空気入りタイヤＴの内表面を内部冷却装置２６により冷却しながら、空気入りタイヤＴの外表面温度を温度センサ２１により測定し、その外表面温度に基づいて制御部２２が内部冷却装置２６の冷却能力を制御する。【選択図】 図１

Description

本発明は、ポストキュアインフレーション（ＰＣＩ）を行う空気入りタイヤの製造方法及び製造装置に関し、更に詳しくは、空気入りタイヤの品質及び寸法を安定化することを可能にした空気入りタイヤの製造方法及び製造装置に関する。

有機繊維コードからなるカーカス層を備えた空気入りタイヤの製造工程において、空気入りタイヤを加硫機の金型内で加硫した後、金型から取り外された加硫済みの空気入りタイヤに内圧を充填した状態で該空気入りタイヤを自然冷却するポストキュアインフレーションが一般的に行われている（例えば、特許文献１参照）。空気入りタイヤは加硫直後においても依然として高温であり、カーカスコードの熱収縮による寸法変化を生じる傾向があるため、ポストキュアインフレーションを行うことにより、空気入りタイヤの寸法安定性やユニフォミティを改善することができる。

従来、ポストキュアインフレーションは大気中において予め決められた時間で行われている。しかしながら、加硫機中の温度の変動のみならず、周囲の設備の稼働状況や季節・時間帯による外気温の変動により、ポストキュアインフレーション中のタイヤ温度は変動する。従って、カーカスコードの熱収縮による寸法変動が問題にならなくなるまでの時間はタイヤ１本毎に異なる。そのため、ポストキュアインフレーションの時間を固定した場合、ポストキュアインフレーション終了時のタイヤ温度にばらつきが生じ、それが寸法や品質にばらつきを生じさせる要因となる。

特開２００８－２７３０９５号公報

本発明の目的は、空気入りタイヤの品質及び寸法を安定化することを可能にした空気入りタイヤの製造方法及び製造装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤの製造方法は、金型内で加硫された空気入りタイヤに対してポストキュアインフレーションを行うにあたって、前記ポストキュアインフレーション中に前記空気入りタイヤの内表面を冷却しながら前記空気入りタイヤの外表面温度を測定し、その外表面温度に基づいて前記空気入りタイヤの内表面に対する冷却能力を制御することを特徴とするものである。

また、本発明の空気入りタイヤの製造装置は、空気入りタイヤの一対のビード部に嵌合する一対のリム板と、前記空気入りタイヤの内部に導入される冷却媒体により前記空気入りタイヤの内表面を冷却する内部冷却装置と、前記空気入りタイヤの外表面温度を測定する温度センサと、前記温度センサにより測定される外表面温度に基づいて前記内部冷却装置の冷却能力を制御する制御部とを備えることを特徴とするものである。

本発明の空気入りタイヤの製造方法では、ポストキュアインフレーション中に空気入りタイヤの内表面を冷却しながら空気入りタイヤの外表面温度を測定し、その外表面温度に基づいて空気入りタイヤの内表面に対する冷却能力を制御するので、加硫機中の温度の変動、周囲の設備の稼働状況や季節・時間帯による外気温の変動に拘わらず、ポストキュアインフレーション終了時のタイヤ温度の変動幅を小さくし、空気入りタイヤの品質及び寸法を安定化することができる。また、ポストキュアインフレーションにおける空気入りタイヤの冷却を効率良く行うことができる。

また、本発明の空気入りタイヤの製造装置では、従来のポストキュアインフレーションの装置構成に加えて、空気入りタイヤの内部に導入される冷却媒体により空気入りタイヤの内表面を冷却する内部冷却装置と、空気入りタイヤの外表面温度を測定する温度センサと、温度センサにより測定される外表面温度に基づいて内部冷却装置の冷却能力を制御する制御部とを備えることにより、上述の空気入りタイヤの製造方法を実施することが可能となる。

本発明の空気入りタイヤの製造方法において、冷却能力を制御するにあたって空気入りタイヤの内部に導入される冷却媒体の流量を調整することが好ましい。このような製造方法を実施するために、本発明の空気入りタイヤの製造装置において、制御部は、冷却能力を制御するにあたって空気入りタイヤの内部に導入される冷却媒体の流量を調整することが好ましい。

本発明の空気入りタイヤの製造方法において、冷却能力を制御するにあたって空気入りタイヤの内部に導入される冷却媒体の温度を調整することが好ましい。このような製造方法を実施するために、本発明の空気入りタイヤの製造装置において、制御部は、冷却能力を制御するにあたって空気入りタイヤの内部に導入される冷却媒体の温度を調整することが好ましい。

本発明において、空気入りタイヤの内部に導入される冷却媒体は気体であることが好ましい。冷却媒体を気体とした場合、その気体の流量や温度に基づいて空気入りタイヤの内表面に対する冷却能力を容易に制御することができる。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの製造装置（ポストキュアインフレーション装置）を示す子午線断面図である。 図１の空気入りタイヤの製造装置の制御系を示す図である。 本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの製造方法におけるポストキュアインフレーションの時間とタイヤ外表面温度、タイヤ内表面温度（制御なし）及びタイヤ内表面温度（制御あり）との関係を示すグラフである。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの製造装置を示し、図２はその制御系を示すものである。

図１に示すように、この空気入りタイヤの製造装置は、タイヤ中心軸が鉛直方向になるように配置された空気入りタイヤＴの一対のビード部に嵌合する一対のリム板１，２と、これらリム板１，２を鉛直方向に駆動する支持軸３，４と、上側のリム板２を通して空気入りタイヤＴ内に加圧媒体を兼ねる冷却媒体Ｍを供給する供給路５と、上側のリム板２を通して空気入りタイヤＴ内の冷却媒体Ｍを排出する排出路６とを備えている。空気入りタイヤＴはその中心軸が水平方向となるように配置されていても良い。リム板１，２は空気入りタイヤＴのビード部に対して嵌合することで空気入りタイヤＴの空洞部を閉塞するように構成されている。供給路５及び排出路６はリム板１，２のいずれの側に形成されていても良い。冷却媒体Ｍとしては、空気を使用することが好ましいが、他の気体又は液体を使用することも可能である。

リム板１，２で支持された空気入りタイヤＴの上方には水平方向に延長する支持梁１１が配設され、該支持梁１１から垂下するように複数本の支持棒１２が配設されている。支持棒１２にはブラケット１３を介して２本の環状パイプ１４が取り付けられている。各環状パイプ１４は空気入りタイヤＴを取り囲むように延在し、その内周側に複数のエア噴射孔１５を備えている。環状パイプ１４には不図示の空気供給源に接続されており、ポストキュアインフレーション中にエア噴射孔１５から空気入りタイヤＴの外表面に向かって冷却用の空気を噴射するようになっている。

また、支持棒１２には空気入りタイヤＴの外表面温度を測定する温度センサ２１が配設され、この温度センサ２１により測定される外表面温度が制御部２２に入力されるようになっている。温度センサ２１としては、赤外線放射温度計に代表される非接触式の温度センサを用いることが好ましいが、接触式の温度センサを使用することも可能である。また、温度センサ２１による外表面温度の測定個所は特に限定されるものではなく、トレッド部やサイドウォール部やビード部の外表面温度を指標とすることができる。

図２に示すように、供給路５はバルブ２３を介して冷却媒体供給源２４に接続され、排出路６はバルブ２５を介して外部に連通するように構成されている。これら供給路５、排出路６、バルブ２３，２５及び冷却媒体供給源２４が内部冷却装置２６を構成している。そして、制御部２２は、温度センサ２１により測定される外表面温度に基づいて内部冷却装置２６の冷却能力を制御するように構成されている。

次に、上述した空気入りタイヤの製造装置を用いて空気入りタイヤＴを製造する方法について説明する。先ず、不図示の加硫機において空気入りタイヤＴを加硫した後、その加硫機の金型から取り外された加硫済みの空気入りタイヤＴをポストキュアインフレーション工程に供する。つまり、図１に示すように、一対のリム板１，２を空気入りタイヤＴの一対のビード部に嵌合させ、排出路６を閉止した状態で供給路５から空気入りタイヤＴ内に冷却媒体Ｍを供給する。冷却媒体Ｍの充填後、バルブ２４の開度を調整することにより、冷却媒体Ｍの流量を任意に調整することができる。その一方で、環状パイプ１４のエア噴射孔１５から空気入りタイヤＴの外表面に向かって空気を噴射する。このようにして空気入りタイヤＴに対するポストキュアインフレーションを開始する。

ポストキュアインフレーション工程においては、空気入りタイヤＴの内表面を冷却する一方で、空気入りタイヤＴの外表面温度を温度センサ２１により測定する。そして、温度センサ２１により測定される外表面温度に基づいて制御部２２がポストキュアインフレーション工程における内部冷却装置２６の冷却能力を制御する。より具体的には、ポストキュアインフレーション中の空気入りタイヤＴの外表面温度が高いほど外部冷却装置１８の冷却能力を高くし、ポストキュアインフレーション中の空気入りタイヤＴの外表面温度が低いほど外部冷却装置１８の冷却能力を低くする。このようにしてポストキュアインフレーションを実施し、タイヤ外表面温度又はタイヤ内表面温度が予め設定された温度に到達した後、或いは、予め設定された時間が経過した後、ポストキュアインフレーションを終了させる。即ち、空気入りタイヤＴ内の加圧媒体Ｍを排出路６から排出し、一対のリム板１，２を空気入りタイヤＴのビード部から離脱させる。

上述した空気入りタイヤの製造方法によれば、ポストキュアインフレーション中に空気入りタイヤＴの内表面を冷却する一方で、空気入りタイヤＴの外表面温度を測定し、その外表面温度に基づいて空気入りタイヤＴの内表面に対する冷却能力を制御するので、加硫機中の温度の変動、周囲の設備の稼働状況や季節・時間帯による外気温の変動に拘わらず、ポストキュアインフレーション終了時のタイヤ温度の変動幅を小さくし、空気入りタイヤの品質及び寸法を安定化することができる。また、ポストキュアインフレーションにおける空気入りタイヤＴの冷却を効率良く行うことができる。

図３は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの製造方法におけるポストキュアインフレーションの時間とタイヤ外表面温度、タイヤ内表面温度（制御なし）及びタイヤ内表面温度（制御あり）との関係を示すグラフである。図３において、Ａはタイヤ外表面温度を示し、Ｂはタイヤ内表面温度（制御なし）を示し、Ｃはタイヤ内表面温度（制御あり）を示している。図３では、初期温度が異なる３本のタイヤに対してポストキュアインフレーションを順次行う際の温度変化が描写されている。

図３に示すように、１本目のタイヤはポストキュアインフレーション開始時ｔ₀における初期温度が低いため冷却能力が低くなっている。１本目のタイヤでは、タイヤ外表面温度Ａに基づいてタイヤ内表面に対する冷却能力を制御した場合のタイヤ内表面温度Ｃが、冷却能力を制御しない場合のタイヤ内表面温度Ｂに比べて僅かに低くなっている。一方、２本目のタイヤはポストキュアインフレーション開始時ｔ₀における初期温度が高いため冷却能力が高くなっている。２本目のタイヤでは、タイヤ外表面温度Ａに基づいてタイヤ内表面に対する冷却能力を制御した場合のタイヤ内表面温度Ｃが、冷却能力を制御しない場合のタイヤ内表面温度Ｂに比べて大幅に低くなっている。３本目のタイヤはポストキュアインフレーション開始時ｔ₀における初期温度が中間的であるため冷却能力が中間レベルになっている。３本目のタイヤでは、１本目のタイヤと２本目のタイヤとの中間的な結果が得られている。そして、１本目～３本目のタイヤにおいて、ポストキュアインフレーション終了時ｔ₁におけるタイヤ内表面温度Ｃの値は互いに近似し、その変動幅が小さくなっている。

内部冷却装置２６の冷却能力を制御する手法として、空気入りタイヤの内部に導入される冷却媒体Ｍの流量や温度を調整したり、冷却媒体Ｍの種類を変更したりすることが考えられる。特に、冷却媒体Ｍを気体とした場合、その気体の流量や温度に基づいて空気入りタイヤＴの内表面に対する冷却能力を容易に制御することができる。冷却媒体Ｍの流量は例えば１００ｃｍ³／ｓ～１０００００ｃｍ³／ｓの範囲内で変化させることができる。冷却媒体Ｍの温度は例えば５℃～４０℃の範囲内で変化させることができる。冷却媒体Ｍの種類を変更する場合、例えば熱容量が異なる複数種類の気体を使用することができる。

表１は内部冷却装置２６の冷却能力の制御例を示すものである。表１に示すように、空気入りタイヤＴの外表面温度に応じて、冷却媒体Ｍの流量及び／又は温度を適切に設定することができる。つまり、空気入りタイヤＴの外表面温度が高いほど、冷却媒体Ｍの流量が多くなるように設定し、冷却媒体Ｍの温度が低くなるように設定することができる。表１では、空気入りタイヤＴの外表面温度に応じて５段階の冷却レベルが設定され、ポストキュアインフレーションにおける外表面温度の変化に伴って適切な冷却レベルが選択されるように設定されているが、その冷却レベルは更に細分化することが可能である。

乗用車用空気入りタイヤ（タイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５）を製造するにあたって、ポストキュアインフレーションにおけるタイヤ内表面の冷却条件だけを異ならせた従来例１，２及び実施例１，２のタイヤ製造方法を実施し、それぞれ１２０本の空気入りタイヤを製造した。

従来例１では、実施時期を７月とし、ポストキュアインフレーションの実施時間を１３分とし、空気入りタイヤの内表面に対する冷却を行わなかった。従来例２では、実施時期を１２月とし、ポストキュアインフレーションの実施時間を１３分とし、空気入りタイヤの内表面に対する冷却を行わなかった。実施例１では、実施時期を７月とし、ポストキュアインフレーションの実施時間を１３分とし、ポストキュアインフレーション中に空気入りタイヤの内表面を冷却しながら空気入りタイヤの外表面温度を測定し、その外表面温度に基づいて空気入りタイヤの内表面に対する冷却能力（冷却媒体の流量）を制御した。実施例２では、実施時期を１２月とし、ポストキュアインフレーションの実施時間を１３分とし、ポストキュアインフレーション中に空気入りタイヤの内表面を冷却しながら空気入りタイヤの外表面温度を測定し、その外表面温度に基づいて空気入りタイヤの内表面に対する冷却能力（冷却媒体の流量）を制御した。

上述した空気入りタイヤの製造方法で得られた試験タイヤについて、下記評価方法により、目標温度到達時間、寸法安定性、ユニフォミティを評価し、その結果を表２に示した。

目標温度到達時間：
各試験タイヤの内表面温度が８０℃に到達するまでの時間を計測し、その平均値を求めた。目標温度到達時間が短いほど冷却効率が高いことを意味する。

寸法安定性：
各試験タイヤのプロファイルを測定し、従来例１，２及び実施例１，２の各々についてプロファイル測定値の標準偏差を求めた。評価結果は、従来例２で製造された試験タイヤの標準偏差を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほど寸法安定性が良好であることを意味する。

ユニフォミティ：
各試験タイヤのラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ）を測定し、従来例１，２及び実施例１，２の各々についてＲＦＶ値の標準偏差を求めた。評価結果は、従来例２で製造された試験タイヤの標準偏差を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほどユニフォミティが良好であることを意味する。

表２から判るように、実施例１，２の方法で得られたタイヤは、従来例１，２との対比において、寸法安定性及びユニフォミティがいずれも改善されていた。また、実施例１，２は、冷却効率が高いものであった。

１，２ リム板
３，４ 支持軸
５ 供給路
６ 排出路
１１ 支持梁
１２ 支持棒
１３ ブラケット
１４ 環状パイプ
１５ エア噴射孔
２１ 温度センサ
２２ 制御部
２３，２５ バルブ
２４ 冷却媒体供給源
２６ 冷却媒体供給装置
Ｍ 冷却媒体
Ｔ 空気入りタイヤ

Claims (8)

1. 金型内で加硫された空気入りタイヤに対してポストキュアインフレーションを行うにあたって、前記ポストキュアインフレーション中に前記空気入りタイヤの内表面を冷却しながら前記空気入りタイヤの外表面温度を測定し、その外表面温度に基づいて前記空気入りタイヤの内表面に対する冷却能力を制御することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記冷却能力を制御するにあたって前記空気入りタイヤの内部に導入される冷却媒体の流量を調整することを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記冷却能力を制御するにあたって前記空気入りタイヤの内部に導入される冷却媒体の温度を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. 前記空気入りタイヤの内部に導入される冷却媒体が気体であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
5. 空気入りタイヤの一対のビード部に嵌合する一対のリム板と、前記空気入りタイヤの内部に導入される冷却媒体により前記空気入りタイヤの内表面を冷却する内部冷却装置と、前記空気入りタイヤの外表面温度を測定する温度センサと、前記温度センサにより測定される外表面温度に基づいて前記内部冷却装置の冷却能力を制御する制御部とを備えることを特徴とする空気入りタイヤの製造装置。
6. 前記制御部は、前記冷却能力を制御するために前記空気入りタイヤの内部に導入される冷却媒体の流量を調整することを特徴とする請求項５に記載の空気入りタイヤの製造装置。
7. 前記制御部は、前記冷却能力を制御するために前記空気入りタイヤの内部に導入される冷却媒体の温度を調整することを特徴とする請求項５又は６に記載の空気入りタイヤの製造装置。
8. 前記空気入りタイヤの内部に導入される冷却媒体が気体であることを特徴とする請求項５～７のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造装置。

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