JP5406267B2 - ポストキュアインフレーターおよび加硫後タイヤの冷却方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの製造に用いられるポストキュアインフレーター（ＰＣＩ）および加硫後タイヤの冷却方法に関する。

タイヤの加硫工程においては、生タイヤを加硫金型を用いて加硫し、その後は、加硫金型から取り出された加硫直後の高温のタイヤをポストキュアインフレーターを用いて冷却することによりタイヤの変形を防止するようになっている。

また、ポストキュアインフレーターは、一対のリムにタイヤを装着し、タイヤ内に所定量の空気を充填してタイヤを膨張させた状態で冷却するようになっている。

しかし、従来のポストキュアインフレーターは、タイヤ内に常温の空気を送り込むことによりタイヤを自然冷却するようになっていたため、冷却時間が制約される加硫工程においては、タイヤの冷却を十分に行うことができない場合があった。

そこで、タイヤの外側から空気や霧状水を吹き付けてタイヤを効率的に冷却することができるポストキュアインフレーターが提案されていた（例えば特許文献１）。

特開２００７−３２０１５１号公報

しかし、かかるポストキュアインフレーターであっても、タイヤの最も重要な部分であるプライを十分に短時間に冷却できない場合があり、また、多量の冷却水が必要になるという問題もあった。

そこで、本発明は、冷却時間が制約されるタイヤの加硫工程で短時間にプライの冷却を十分に行うことにより、プライの熱収縮を防ぎ、さらに多量の冷却水を必要とせずにタイヤを効率的に冷却することができるポストキュアインフレーターを提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、
タイヤのビード部に嵌合して前記タイヤを支持する上下一対のリムを備えており、前記タイヤに内圧を充填した状態で加圧冷却を行うポストキュアインフレーターであって、
タイヤ内に冷却媒体を噴霧する噴霧器と、前記タイヤ内のエアを排気するエアベントとを前記リムに設けていることを特徴とするポストキュアインフレーターである。

請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載のポストキュアインフレーターを用いて加硫直後の高温のタイヤを冷却する加硫後タイヤの冷却方法であって、
前記噴霧器から前記タイヤ内に冷却媒体を噴霧して前記タイヤを内側から冷却し、
前記タイヤ内のエアを前記エアベントを通じて排気することにより、噴霧された前記冷却媒体の蒸発による前記タイヤの内圧の増加を抑えて前記タイヤの内圧を一定に保つことを特徴とする加硫後タイヤの冷却方法である。

本発明によれば、冷却時間が制約されるタイヤの加硫工程で短時間にプライの冷却を十分に行うことにより、プライの熱収縮を原因としたＲＦＶおよびＲＲＯの悪化を防ぎ、さらに多量の冷却水を必要とせずにタイヤを効率的に冷却することができる。

本発明の一実施の形態のポストキュアインフレーターの主要部分の構成を模式的に示す図である。 実施例の加硫工程におけるタイヤケースの各部分の温度と加硫時間の関係を示す図である。 比較例の加硫工程におけるタイヤケースの各部分の温度と加硫時間の関係を示す図である。

以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を用いて説明する。

１．ポストキュアインフレーター
図１は、本発明の一実施の形態のＰＣＩの主要部分の構成を模式的に示す図である。図１に示すように、ポストキュアインフレーター１は、支軸１１と、上型のリム１２と、下型のリム１３と、上型のリム１２に設けられる噴霧器１４およびエアベント１５とを備えている。なお、図１において、Ｔは加硫直後のタイヤであって、ポストキュアインフレーターにセットされたタイヤである。

上型のリム１２および下型のリム１３は、双方の間隔が調整できるように支軸１１により支持されている。上型のリム１２には冷却水を噴霧する噴霧器１４とタイヤ内の内圧を一定に保つために排気するエアベント１５が設けられている。

なお、タイヤＴの内面に満遍なく冷却水を噴霧するためには、噴霧器１４の噴霧穴１４ａを上型のリム１２および下型のリム１３の各々に周方向に等間隔で複数箇所に配置することが好ましい。また、噴霧穴１４ａの噴霧方向はタイヤＴの方向に向いていることが好ましい。

２．加硫後タイヤの冷却方法
次に、本実施の形態のポストキュアインフレーター１を用いた加硫後タイヤの冷却方法について説明する。

（１）最初に、加硫直後の高温のタイヤをポストキュアインフレーター１にセットする。すなわち、加硫直後の高温のタイヤＴの両サイドのビードを上型のリム１２および下型のリム１３に嵌合後、上型のリム１２および下型のリム１３の間隔がタイヤＴのサイズなどに応じて所定の大きさに調整してタイヤＴを固定する。

（２）次に、タイヤＴを膨張させて安定した形状に保つため、タイヤＴの内圧が所定の大きさ、具体的にはＳＰ（乗用車）サイズでは２．０ｋＰａ程度、ＳＴ（ＳＵＶ）サイズでは３．０ｋＰａ程度になるようにエアを注入する。

（３）次に、噴霧器１４から水を噴霧する。噴霧された水はタイヤＴから熱を奪うと同時に蒸発し、この時の蒸発熱によりタイヤは内側から急速に冷却され、タイヤの内側に近いプライも急速に冷却される。

なお、水のトータル噴霧量は、タイヤの熱量に応じて決定される。例えば、通常加硫直後のタイヤの温度は１８５℃程度であるため、タイヤの温度が１８５℃から常温（３０℃）にまで低下させるまでに失う熱量と、噴霧する水の蒸発熱の熱量とが等しくなるように設定され、具体的には、トータル噴霧量は、以下の式により算定される。

タイヤ熱量＝タイヤ質量×比熱（１．１）×温度変化（１８５℃−３０℃）
トータル噴霧量（ｇ）＝タイヤ熱量÷水の蒸発熱（５４０ｃａｌ／ｇ）

噴霧器１４の噴霧圧は２．０ｋＰａ以上、噴霧量は０〜３００ｍｌ／ｍｉｎの範囲で調整可能とされていることが好ましい。

噴霧された水はタイヤＴの内側で蒸発して体積が増すが、エアベント１５から排気されるため、内圧が一定に保たれる。

また、エアベント１５の圧力調整範囲は０〜５ｋＰａとされていることが好ましい。なお、エアベントの作動圧力はタイヤのサイズ、水の噴霧量などに応じ、適切な値に調整される。

３．本実施の形態の効果
（１）本実施の形態によれば、タイヤ内に水（冷却媒体）を噴霧する噴霧器を設け、噴霧器からタイヤ内に冷却媒体を噴霧してタイヤを内側から冷却するため、従来のようにタイヤの外側から冷却する方法に比べて、タイヤの内側近くに設けられるプライを効率的に冷却することができ、また、水の蒸発熱を利用してタイヤから効率的に熱を奪うことができる。

このため、冷却時間が制約されるタイヤの加硫後のＰＣＩ工程で短時間にプライの冷却を十分に行うことができ、ポストキュアインフレーション後のプライの熱収縮が抑制され、ＲＦＶおよびＲＲＯの悪化を防ぐことができる。さらに効率的に冷却できるため、多量の冷却水を必要としない。また、タイヤの熱量を噴霧水の蒸発熱にすることにより、タイヤの内側に水が溜まることを防ぐことができ、均一に冷却することができる。

（２）また、タイヤ内のエアを排気するエアベントを設け、タイヤ内のエアをエアベントを通じて排気することにより、噴霧された水の蒸発によるタイヤの内圧の増加を抑えて前記タイヤの内圧を一定に保つことができるため、ポストキュアインフレーション中、タイヤを適正な膨張状態を保持することができる。

（３）上記の特徴を有するため、タイヤユニフォミティを向上させることができる。

（４）さらに、本実施の形態によれば、効率的な冷却によりＰＣＩ時間を短縮することができるため、生産性を向上させることができ、１キュア（Ｃｕｒｅ）ＰＣＩによる加硫機コストを低減でき、省スペース化を図ることができる。

次に実施例に基づいて、より具体的に説明する。

（１）実施例、比較例
実施例は、水噴霧により冷却する上記の本実施の形態のポストキュアインフレーターを使用した例である。比較例は、自然冷却によるポストキュアインフレーターを使用した例である。

（２）試験条件
試験条件は、以下の通りである。なお、比較例の試験条件は、水の噴霧をしていないため、（ａ）〜（ｈ）である。
（ａ）タイヤサイズ ：１８５／６５Ｒ１５
（ｂ）加硫温度 ：ジャケット・・・１８８℃
プラテン・・・・１８３℃
（ｃ）ＰＣＩリム間隔：１６０ｍｍ
（ｄ）ＰＣＩ時間 ：１５分２キュアサイクル
（ｅ）ＰＣＩ内圧 ：２．０ｋＰａ
（ｆ）試験個数 ：ｎ＝８
（ｇ）タイヤ重量 ：７．５ｋｇ
（ｈ）タイヤ熱量 ：１２７９ｋｃａｌ
（ｉ）トータル噴霧量：１２７９／０．５４＝２３７０ｍｌ
（ｊ）噴霧時間 ：２３７０（ｍｌ）／３００（ｍｌ／ｍｉｎ）＝７．９ｍｉｎ
（実験では８ｍｉｎに設定した。）
なお、実施例のトータル噴霧量は、前記の式より算定し、噴霧速度を３００ｍｌ（ｇ）／ｍｉｎとして噴霧時間を設定した。

（３）試験結果
図２は実施例の加硫工程におけるタイヤケースの各部分の温度と加硫時間の関係を示す図である。図３は比較例の加硫工程におけるタイヤケースの各部分の温度と加硫時間の関係を示す図である。図２および図３において、縦軸は温度、横軸は加硫時間であり、中央の縦の太線がＰＣＩ工程開始時点を示している。

図２より、実施例の場合は、ＰＣＩ工程に移ってから温度が急速に低下し、ＰＣＩ工程開始から１０分後においてはいずれの部分の温度も１００℃を下回り、プライの熱収縮が起きないことが確認できた。

一方、図３より、比較例の場合は、ＰＣＩ工程開始時点から１０分以上経過してもバットレス位置のタイヤケース等は１００℃以上であり、熱収縮が発生していることが確認できた。

プライの熱収縮を抑えるためには、加硫後、ＰＣＩ工程に移ってから熱収縮が起きない１００℃以下まで素早く冷却する必要があるが、上記の試験結果から実施例はこの条件を満たし、比較例は満たさないことが確認できた。

（４）タイヤの性能評価
（ａ）評価方法
実施例および比較例のタイヤについてタイヤＦＶマシンを用いてＲＦＶおよびＲＲＯを測定し、それぞれについて平均値（Ａｖｅ）と標準偏差（σ）を求めた。

（ｂ）評価結果
実施例および比較例の評価結果を表１に示す。

表１より、実施例は、比較例に比べてＲＦＶ、ＲＲＯの両方でＡｖｅ、σが共に低減されており、ユニフォミティが向上していることが分かった。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。

１ ポストキュアインフレーター（ＰＣＩ）
１１ 支軸
１２ 上型のリム
１３ 下型のリム
１４ 噴霧器
１４ａ 噴霧穴
１５ エアベント
Ｔ タイヤ

Claims (2)

1. タイヤのビード部に嵌合して前記タイヤを支持する上下一対のリムを備えており、前記タイヤに内圧を充填した状態で加圧冷却を行うポストキュアインフレーターであって、
   タイヤ内に冷却媒体を噴霧する噴霧器と、前記タイヤ内のエアを排気するエアベントとを前記リムに設けていることを特徴とするポストキュアインフレーター。
2. 請求項１に記載のポストキュアインフレーターを用いて加硫直後の高温のタイヤを冷却する加硫後タイヤの冷却方法であって、
   前記噴霧器から前記タイヤ内に冷却媒体を噴霧して前記タイヤを内側から冷却し、
   前記タイヤ内のエアを前記エアベントを通じて排気することにより、噴霧された前記冷却媒体の蒸発による前記タイヤの内圧の増加を抑えて前記タイヤの内圧を一定に保つことを特徴とする加硫後タイヤの冷却方法。

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