JP5409218B2 - 加硫用袋体及びタイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、未加硫接着層を介してトレッドゴムが貼り付けられたタイヤを収容して加硫缶内に投入される加硫用袋体及びタイヤの製造方法に関する。

例えば、トラック，バス等の車両に使用されるタイヤは、タイヤに作用する荷重が大きいため、路面と接地するトレッドゴムの摩耗が激しく、トレッドゴムの寿命に比べてタイヤの台となる部分はまだ十分に継続使用ができるにもかかわらずタイヤとしての寿命が終わることになってしまう。トラック，バス等では、図６に示すように、使用済みのタイヤから摩耗したトレッドゴム部分を切削する等して取り除いて新品のトレッドゴム４を貼り付ける貼り付け面を形成した台タイヤ２に、新品のトレッドゴム４を貼り付けてタイヤとしての機能が回復されて更生タイヤとして再び使用される。

上記のように、台タイヤ２に貼り付けられるトレッドゴムには、例えば、あらかじめトレッドパターンとともに所定寸法に成型されて加硫された加硫済みのトレッドゴム（プレキュアトレッド）がある。このプレキュアトレッドから成るトレッドゴム４を台タイヤ２に貼り付けて更生される更生タイヤは、例えば、特許文献１に示すように製造される。

図６〜図９に示すように、更生タイヤは、摩耗したタイヤのトレッドゴム部分がバフがけされた台タイヤ２の貼り付け面に加硫用接着層として用いられる未加硫ゴムとしてのクッションゴム３を配置して、このクッションゴム３の上にトレッドゴム４を貼り付け、トレッドゴム４と台タイヤ２との表面を加硫用袋体としてのドーナツ状で、かつ、内周開口型のエンベロープ５と呼ばれるカバーで被い、このエンベロープ５と台タイヤ２の内径部分を密着させるビードリング８を台タイヤ２の内径部分に嵌め込む。これにより、エンベロープ５の内面とタイヤ表面との間に閉じた空間が形成され、この空間内の空気を脱気することにより、エンベロープ５がトレッドゴム４を押圧して台タイヤ２に密着させる。このエンベロープ５がタイヤ１を被った状態で加硫缶と称される容器内に投入されて加温，加圧することにより、上記未加硫ゴムのクッションゴム３を加硫することでトレッドゴム４が台タイヤ２に加硫接着される。
すなわち、未加硫ゴムからなるクッションゴム３をトレッドゴム４と台タイヤ２との間に配置し、加硫缶内で加硫することでトレッドゴム４と台タイヤ２とをクッションゴム３により接着する形態である。

タイヤ表面を被うエンベロープ５には、図９に示すように、エア抜きバルブ（以下単にバルブと示す）９が設けられ、加硫容器の内部に設けられたフックにビードリング８が嵌められたタイヤ１の内径部分が掛けられて吊るされる。このエンベロープ５のバルブ９と容器本体の内部に配管されている接続管とが接続される。

例えば、加硫缶は、特許文献２に示すように、エンベロープ５で被われたタイヤを収容する容器本体と、この容器本体を密閉する容器蓋と、容器内部に設けられて容器内部を加熱する熱交換器と接続される加熱手段と、容器内部に加圧した空気等を供給する加圧手段によって構成され、この加硫缶の容器本体にエンベロープ５ごとトレッドゴム４付きのタイヤ１が設置されて加硫される。

上記構成の加硫方法によれば、バフがけが完了して台タイヤ２に形成された貼り付け面に、台タイヤ２とトレッドゴム４を密着接着させる接着層としての未加硫ゴムからなるクッションゴム３を配設したのちに、このクッションゴム３上に、トレッドゴム４を配置して貼り付ける。このトレッドゴム４が台タイヤ２に貼り付けられたタイヤ１をエンベロープマシン６により拡径されたエンベロープ５の内側に収容させて、タイヤ表面全体を被ったのちに、両側のタイヤ内径部にビードリング８を嵌め込んでエンベロープ５をタイヤ内径部分に密着させて、エンベロープ５の内面とタイヤ１の表面との空間を密閉する。
エンベロープ５によって被われたタイヤ１を加硫缶の容器本体の天井部に設けられたフックでタイヤ１の内径部分を保持させて吊るすとともに、容器本体内の天井部分から延長する接続管とエンベロープ５のバルブ９を接続して加硫準備を整える。すべてのタイヤ１の設置が終了したのちに減圧手段を作動させて、接続管とエンベロープ５のバルブ９を介して、エンベロープ５が被うタイヤ表面の空間から空気を抜き取り、エンベロープ５をトレッドゴム４に密着させて台タイヤ２に対して押圧させる。各タイヤ１から空気の抜き取りが確認されたのちに容器本体の容器蓋を閉じて容器内を密閉する。
この密閉された容器内を加熱手段から熱交換器に加硫媒体を循環させて、加硫容器内の温度を１００℃〜１３０℃程度まで加熱し、この温度を約２時間〜５時間維持するとともに、加圧手段１５を駆動させて容器内の圧力を５〜７ｋｇ／ｃｍ^２程度に加圧することで、クッションゴム３が加硫されてトレッドゴム４と台タイヤ２が強固に接着される。

上記方法により製造されるタイヤには、次のような利点がある。必要な性能を有する台タイヤ２とトレッドゴム４とを組み合わせてタイヤユーザーが所望するタイヤを製造することが可能となり、タイヤユーザーにとっては経済的にも環境にも良い方法である。また、タイヤメーカーにとっては、用途別又はサイズ別に台タイヤを用意すれば良いので、トレッドゴム４の種類に合わせてタイヤをまるごと在庫する必要がないため、在庫の占有空間が少なくなるので、ユーザー，メーカーにとって効率の良いタイヤ製造方法である。

しかしながら、特許文献１の方法によれば、トレッドゴム４を貼り付けた台タイヤ２を１本づつエンベロープ５に入れ、さらに容器本体内部に設けられたフック及び接続管に１本づつ設けなければならないため、一度に製造できるタイヤ１の数量は、容器本体内のフックと接続管の数量に依存し、タイヤ１の加硫中にも次々とエンベロープ５に収容された加硫待ちのタイヤセット１０の山ができてしまい、これら加硫待ちのタイヤセット１０の加硫待ち時間を短縮して効率よく、更生タイヤ又は新品タイヤを製造するには一回の加硫にかかる加硫時間の短縮が必要とされている。

特開平５−１５４９４０号公報 特開２００７−２０３６８４号公報

本発明は、上記課題を解決するため、未加硫ゴムをトレッドゴムと台タイヤとの間に配置し、未加硫ゴムを介してトレッドゴムが台タイヤに貼り付けられたタイヤを加硫用袋体に収容し、加硫缶内で加硫するときの加硫時間を短縮させる加硫用袋体及びタイヤの製造方法を提供する。

本発明の第１の形態として、未加硫ゴムをトレッドゴムと台タイヤとの間に配置し、未加硫ゴムを介して台タイヤにトレッドゴムが配置されたタイヤを収容して加硫缶内に投入される加硫用袋体であって、加硫用袋体にタイヤを加温する予熱手段を設けるようにした。
本発明によれば、加硫缶で加硫する前の待機時間中に、加硫用袋体に設けられた予熱手段により、タイヤを加温することができるので、予熱されたタイヤを加硫缶内に投入すれば、既にタイヤが所定の温度に加温されているため加硫缶での加硫時間が短くて済む。さらに、従来の加硫用袋体としてのエンベロープで被覆するのと同様に作業が行えるので、タイヤ製造における工程を増やすことなく生産性を向上させることが可能となる。

本発明の第２の形態として、予熱手段は、加硫用袋体に収容されたタイヤの未加硫ゴムに対応する位置に設けるようにした。
本発明によれば、加硫缶でタイヤを加温，加硫するときに、トレッドゴムを介して未加硫ゴムが加温されるため未加硫ゴムまでの加温には時間を要するので、加硫缶にタイヤを投入する前に、あらかじめ接着層としての未加硫ゴムが加温されて予熱できるので、加硫缶での加硫時間を短縮するとともに、未加硫ゴムが加温不足となることなく、トレッドゴムを台タイヤに接着することができる。

本発明の第３の形態として、未加硫ゴムをトレッドゴムと台タイヤとの間に配置し、加硫缶内で加硫することでトレッドゴムと台タイヤとを接着する工程を含むタイヤの製造方法において、未加硫ゴムを介して配置されたトレッドゴムと台タイヤとを加硫缶内で加硫する前に、タイヤを加温する予熱工程を有し、当該予熱工程を加硫用袋体に設けられた予熱手段により行うようにした。
本発明によれば、加硫缶での加硫の待機時間中に、加硫用袋体に設けられた予熱手段により加温する予熱工程を有することで、加硫缶にタイヤを投入する前に、タイヤをあらかじめ予熱して加温することができるので、予熱されたタイヤを加硫缶内に投入したときには、既にタイヤが所定の温度に加温されているため加硫缶での加硫時間が短くて済むのでタイヤ製造における工程を増やすことなく生産性を向上させることが可能となる。

本発明の第４の形態として、予熱手段は、加硫用袋体に収容されたタイヤの未加硫ゴムに対応する位置を部分的に加温するようにした。
本発明によれば、加硫缶でタイヤを加温，加硫するときに、トレッドゴムを介して接着層としての未加硫ゴムが加温されるため、未加硫ゴムまでの加温には時間を要するが、加硫缶にタイヤを投入する前に、予熱工程であらかじめ部分的に未加硫ゴムが予熱されて加温されるので、加硫缶での加硫時間を短縮するとともに、接着層としての未加硫ゴムが加温不足となることなく、トレッドゴムを接着することができる。

本発明に係る加硫用袋体によりタイヤを予熱する概念及び加硫用袋体の構成を示す図。 本発明に係る加硫缶による加硫工程の概略図。 本発明に係る加硫用袋体によって被覆されたタイヤセットの断面拡大図。 本発明に係る加硫用袋体へのタイヤの収容を示す図。 本発明に係るシリコンヒーターの概略構成図。 クッションゴム及びトレッドゴムが貼り付けられたタイヤの断面図。 エンベローピングマシンにより拡径されたエンベロープへのタイヤの収容図。 エンベロープにより被覆されたタイヤがビードリングにより密封される図。 エンベロープされたタイヤのタイヤセットを示す図。

実施形態
図１，図２は、エンベローピングされたタイヤ１を加硫缶内に投入した一実施形態を示す図である。同図において、１１は、タイヤ１を収容して加硫する加硫缶を示す。
加硫缶１１は、一方が開口する底部を有する横置き円筒状の容器本体１２と、容器本体１２の開口部にヒンジを介して取り付けられ、この開口部を開閉する容器蓋１３からなり、容器本体１２が横向きに工場内等の床面に沿うように設けられる。容器本体１２は、開口部を容器蓋１３で閉じたときに密閉した空間を形成して圧力容器となるように設計されており、加硫缶１１内を加熱する加熱手段１４と、容器内を加圧する加圧手段１５とを備える。
容器本体１２の天井部１６には、エンベローピング（被覆）されたタイヤセット１０を吊下げるフック１７と、後述の加硫用袋体としてのエンベロープ５のバルブ９に接続される接続管１８が設けられる。フック１７と接続管１８はセットで用いられ、例えば、容器本体１２内の天井部１６に２２組設けられている。
各接続管１８は、容器本体１２を内外に貫通する配管と連通し、容器外部に設けられた減圧手段１９に接続されている。これにより、接続管１８と加硫用袋体としてのエンベロープ５のバルブ９とを接続して減圧手段１９を駆動させることにより、エンベロープ５とタイヤ表面の間の空気が吸い出されて、エンベロープ５がトレッドゴム４を台タイヤに押し付けるように作用してトレッドゴム４が台タイヤ２に密着する。

加熱手段１４は、例えば、図外の電気的に加熱されるヒーターや、容器外部から加熱媒体を循環させて容器内に設けた熱交換器１４Ａにより容器本体１２内を加熱するように構成される。
また、加圧手段１５は、図外のコンプレッサ等により構成され、容器内に加圧された空気等を送り込むことで容器本体１２内の圧力を高める。
すなわち、加熱手段１４により、容器内の温度を上昇させて、トレッドゴム４と台タイヤ２の間に配置した未加硫の接着層としてのクッションゴム３を加硫するとともに、加圧手段１５により容器内の圧力を上昇させて、タイヤ内面側と、エンベロープ５を介してタイヤ表面側から加圧してトレッドゴム４を台タイヤ２に押圧させることで加硫接着が行われる。なお、容器本体１２及び容器蓋１３、減圧手段１９、加熱手段１４、加圧手段１５により加硫缶１１を構成する。
例えば、容器本体１２の寸法は、２２本同時に加硫できる一般的な大きさのもので、内径が約２.５ｍで、長さが約７ｍである。
この加硫缶１１内に、本発明の加硫用袋体としてのエンベロープ５によって被覆されたタイヤ１が設けられて加硫される。

図３は、エンベロープ５によって被覆されたタイヤ１の断面拡大図である。
タイヤ１は、バフがけが完了して台タイヤ２に形成された貼り付け面に、台タイヤ２とトレッドゴム４を密着接着させるトレッドゴム貼り付け用の接着層としての未加硫ゴムからなるクッションゴム３を配設したのちに、このクッションゴム３上に、トレッドパターンが成型された加硫済みのトレッドゴム４を配置して貼り付けたものである。このタイヤ１がエンベロープ５によって収容されて加硫缶１１内に投入される。

図４（ａ），（ｂ）に示すように、エンベロープ５は、可撓性を有する例えばゴム等からなり、タイヤ１のタイヤ外周被い部５ａと左右のタイヤ側部被い部５ｂ，５ｂを有するようにドーナツ袋状に成型したものである。このエンベロープ５は、タイヤ側部被い部５ｂの外径が被覆するタイヤ１の直径よりもやや小さく設定され、タイヤ側部被い部５ｂの開口する内径がタイヤ１のタイヤ内径部分よりも小さく設定され、タイヤ外周被い部５ａと左右のタイヤ側部被い部５ｂ，５ｂでタイヤ１の表面を被ったときに丁度、タイヤ１の表面に密着するような大きさに成型されている。このエンベロープ５の内面には、布等の多孔体からなるライナー３２と、加硫缶１１への投入前にタイヤ１のトレッド部を加温する予熱手段としてのシリコンヒーター７と、エンベロープ５を内外に貫通するバルブ９を備える。

ライナー３２は、エンベロープ５の内面全体に設けられ、加硫缶１１で加硫する前にエンベロープ５により被覆されたタイヤ表面との空間の空気を脱気して、エンベロープ５をトレッドゴム４に密着させて台タイヤ２に押圧させるときに、エンベロープ５とトレッドゴム４や台タイヤ２の表面との間に隙間を作り、脱気し易くするために設けられる。

予熱手段としてのシリコンヒーター７は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、例えば、上下２枚のシリコンゴムシート７ａ，７ｂの間に所定のパターンで抵抗エレメント７ｃを配し、上下のシリコンゴムシート７ａ，７ｂを圧縮加圧しつつ加熱して、加硫を施したものである。この抵抗エレメント７ｃの両端部には電源コード７ｄとプラグ７ｅが取り付けられ、プラグ７ｅから電源が供給されることで抵抗エレメント７ｃが発熱して、シリコンゴムシート７ａ，７ｂを介してタイヤ表面を加温する。すなわち、シリコンヒーター７は薄いシート状に成型されたシリコンゴムと電熱線を一体化させた柔らかい薄板状のヒーターである。
この予熱手段としてのシリコンヒーター７は、タイヤ１のトレッド部外周を１周被うように帯状に成型されたもので、タイヤ１をエンベロープ５で被ったときに丁度、トレッドゴム４と重なるようにライナー３２上に位置するようにエンベロープ５内側に設けられる。すなわち、エンベロープ５のタイヤ外周被い部５ａの内側に沿って筒状に成型され、トレッドゴム４に対応して、シリコンヒーター７がトレッドゴム４と直接接触してクッションゴム３を加温するように設けられる。
本例では、シリコンヒーター７はトレッド部外周を１周被うように帯状に成型された一枚ものを用いたが、加温する面積が小さなものを複数組み合わせて、トレッド部外周を被うようにエンベロープ５の内側に設けても良い。
なお、未加硫ゴムとしてのクッションゴム３をトレッドゴム４と台タイヤ２との間に配置されたタイヤ１を予熱する予熱手段には、シリコンヒーター７だけでなく、加温する抵抗エレメント７ｃをフィルム状のもので被ったフィルムヒーター等であっても良い。要は、エンベロープ５の内面に容易に設けることのできる大きさ，厚さ，柔らかさ（可撓性）を有し、未加硫ゴムのクッションゴム３を予熱でき、タイヤ１とともに加硫缶１１に投入されて加温，加硫したときに、予熱手段が壊れないものであれば良い。
このようにシリコンヒーター７を構成して、トレッドゴム４を介して部分的に接着層となる未加硫ゴムとしてのクッションゴム３を１００℃〜１３０℃で加温して予熱することで、既に加硫済みのビード部やサイド部等が過加硫になることを防止することができる。なお、台タイヤ２に貼り付けるトレッドゴム４が厚肉の場合には、トレッド部だけでなくショルダー部も被うことができる大きさのシリコンヒーターを用いて、ショルダー部からもクッションゴム３が加温されるように構成しても良い。

上記構成のエンベロープによりタイヤ１を加硫する手順について説明する。
まず、台タイヤ２にトレッドゴム貼り付け用の接着層である未加硫ゴムとしてのクッションゴム３を貼り付け、このクッションゴム３の上にトレッドゴム４を貼り付けたのち、タイヤ１を図４（ａ），図７に示すようなエンベローピングマシン６によりエンベロープ５の開口部が拡径保持され一方からエンベロープ５の内側にタイヤ１を位置させた後、エンベローピングマシン６のアーム６Ａをエンベロープ５の開口部が縮径するように操作して、タイヤ１の表面をエンベロープ５で被覆して収容する。このエンベロープ５及びタイヤ１の内径部分の開口部にビードリング８をタイヤ１の内径部分に左右からそれぞれ嵌め込んでエンベロープ５をタイヤ１の表面に対して密封し、タイヤセット１０を作製する。

順次、タイヤセット１０の作製を繰り返し、例えば、加硫缶１１の許容収容数の２２本を容器本体１２の天井部１６に設けられたフック１７にタイヤセット１０の開口する内径部分を掛けるとともに、エンベロープ５のバルブ９と容器本体１２から延長する接続管１８とを接続して、タイヤ表面とエンベロープ５の内面との間の空気を脱気したのち、容器蓋１３を閉じて初回の加硫を開始する。この加硫に要する時間は、予熱が施されていないタイヤ１のため約２時間〜５時間である。初回の加硫中に次々とエンベロープ５に被覆され、収容されるタイヤセット１０は、エンベロープ５から延長する電源コード７ｄのプラグ７ｅを電源供給装置２１と接続して、加硫の待機中にシリコンヒーター７の対応するトレッドゴム４及びクッションゴム３が部分的に順次予熱される。このときの予熱温度は、例えば、加硫缶１１における加硫温度の１００℃〜１３０℃に設定される。
なお、初回の加硫に用いるエンベロープは、シリコンヒーターを有するものであっても無くても良い。

この予熱により加硫缶１１での加硫前にトレッドゴム４を介して未加硫ゴムとしてのクッションゴム３を加温して、予熱されたタイヤセット１０を加硫缶１１に投入したときに直ちにタイヤ１全体の加硫を進行させるとともに、クッションゴム３を十分に加温，加硫して台タイヤ２とトレッドゴム４が接着されるようにする。これにより、加硫缶１１において行われるタイヤ１としての加硫は、短時間で済むことになる。

初回のタイヤ１の加硫が終了すると、予熱されたタイヤセット１０を加硫缶１１に上記手順により予熱手段のシリコンヒーター７ごと投入されて加硫が開始される。初回以降の加硫時間は、予熱されているため、予熱しないときと比べて加硫時間が短縮され、具体的には、約３０分〜６０分で加硫が終了することになる。
つまり、タイヤ１の初回の加硫のみ、従来と同様の加硫時間、約２時間〜５時間が必要となるが、初回以降の予熱済みの場合には、加硫時間が約３０分〜６０分で済むので、生産性が約４倍以上向上することになる。
なお、予熱手段としてのシリコンヒーター７による予熱は、好ましくは、規定本数、例えば、一度に加硫缶１１の許容する本数（本例では２２本）に達した後に、同時に予熱を開始することで、予熱によるタイヤ間の温度のバラツキをなくすことができる。

以上説明したように、本発明によれば、トレッドゴム４を貼り付けてタイヤ１を加硫して製造するときに使用するエンベロープ５に予熱手段としてのシリコンヒーター７を設けて加硫缶１１での加硫の待機時間中にトレッドゴム４及びクッションゴム３を加温して予熱しておくので、待機時間を有効に活用して加硫缶１１での加硫時間を短縮させることができる。また、予熱手段がシリコンヒーター７によって構成されているので、トレッドゴム４に対して密着できるので効率良く予熱することができる。また、シリコンヒーター７は加温するヒーター部分がシリコンによりコーティングされているので、ゴム等の可撓性を有する素材からなるエンベロープ５の伸縮を妨げることがないため、従来のエンベロープで被覆するのと同様に作業が行えるので、タイヤ製造における工程を増やすことなく生産性を向上させることが可能となる。

上記実施形態において、台タイヤ２に貼り付けられるトレッドゴム４を加硫済みのプレキュアトレッドゴムとして例示したが、トレッドパターンが成型された半加硫済みのトレッドゴムであっても、上記のような効果が同様に得られる。

１ タイヤ、２ 台タイヤ、３ クッションゴム、４ トレッドゴム、
５ エンベロープ、７ シリコンヒーター、８ ビードリング、９ バルブ、
１０ タイヤセット、１１ 加硫缶、１２ 容器本体、１３ 容器蓋、
１４ 加熱手段、１５ 加圧手段、１７ フック、１８ 接続管、１９ 減圧手段、
２１ 電源供給装置、３２ ライナー。

Claims (4)

1. 未加硫ゴムをトレッドゴムと台タイヤとの間に配置し、前記未加硫ゴムを介して前記台タイヤに前記トレッドゴムが配置されたタイヤを収容して加硫缶内に投入される加硫用袋体であって、
   前記加硫用袋体に前記タイヤを加温する予熱手段を設けたことを特徴とする加硫用袋体。
2. 前記予熱手段は、加硫用袋体に収容されたタイヤの前記未加硫ゴムに対応する位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の加硫用袋体。
3. 未加硫ゴムをトレッドゴムと台タイヤとの間に配置し、加硫缶内で加硫することでトレッドゴムと台タイヤとを接着する工程を含むタイヤの製造方法において、
   前記未加硫ゴムを介して配置された前記トレッドゴムと前記台タイヤとを加硫缶内で加硫する前に加温する予熱工程を有し、当該予熱工程を加硫用袋体に設けられた予熱手段により行うことを特徴とするタイヤの製造方法。
4. 前記予熱手段は、前記加硫用袋体に収容されたタイヤの未加硫ゴムに対応する位置を部分的に加温することを特徴とする請求項３に記載のタイヤの製造方法。

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