JP6870125B1 - Hsstタイヤの製造プロセス、およびhsstタイヤの製造システム、並びにhsstタイヤの製造プロセスで製造されたhsstタイヤ - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、タイヤが地面に直接接触するため、路面における尖ったもの(例えば、釘、硝子くずなど)により傷つけられると、空気漏れ、パンク等の状況が発生し、自動車の走行安全に大きく影響を与える。
ランフラットタイヤとして知られる耐パンクタイヤは、タイヤ内の空気が漏れたのち、車両が所定の距離を走行し続けることができるようにするために、タイヤの壁で車両を支えることができるタイヤである。
この種のタイヤは、尖ったものにより傷つけられても、ホットメルト接着剤層が、タイヤに生じた孔を塞ぐことで、空気がタイヤから漏れないまたは漏れ難くなるので、事故の発生を避けることができる。
一方で、現在の製造プロセスは、高度に自動化されておらず、特に、吹き付け作業における作業者の深い関与が必要である。そのため、作業者の経験に過度に依存するため、作業精度が不十分になり、散布品質の保証が困難になる。
前記製造プロセスは、
処理対象のタイヤのインナーライナー上の異物を除去するために、前記処理対象のタイヤを洗浄する洗浄ステップと、
前記処理対象のタイヤのインナーライナーに、加熱された高分子有機材料を吹き付ける吹き付けステップと、
前記高分子有機材料が吹き付けられた前記処理対象のタイヤを、強制的に冷却する強制冷却ステップと、を含むことができる。
前記処理対象のタイヤを、アルコール溶液またはグラファイト溶液に10秒間浸漬する浸漬工程と、
前記処理対象のタイヤのインナーライナーを30秒間継続して擦り洗いする擦り洗い工程と、
擦り洗い後の前記処理対象のタイヤに、アルコール溶液またはグラファイト溶液を散布して、前記タイヤの内側と外側を洗浄する散布工程と、
散布工程で洗浄された処理対象のタイヤを直立状態にして、300rpmの速度で回転させる直立回転工程と、
直立状態にされた処理対象のタイヤの300rpmの回転を維持しつつ、風乾ガスにより、処理対象のタイヤ上のアルコール溶液またはグラファイト溶液を蒸発させる処理を3分間継続する風乾工程と、を有する。
直立状態にされた処理対象のタイヤの回転速度を500rpmまで加速するタイヤ加速工程と、
処理対象のタイヤのインナーライナーに、220℃〜230℃の加熱された高分子有機材料を2.5kg/minで吹き付けて、自己治癒機能を有する高分子有機材料層を形成する吹き付け工程と、
吹き付け終了後の処理対象のタイヤを、直立状態にして、高分子有機材料層の温度が自然に140℃に冷却されるまで、500rpmの速度で回転させて、前記高分子有機材料層の均一性と接着性を高める遠心回転保持工程と、を有する。
本開示の実施例では、前記強制冷却ステップにおいて、前記冷却ガスを、処理対象のタイヤのインナーライナーに、3000m3/hの噴射速度で噴射する。
本開示の実施例では、前記強制冷却ステップにおいて、タイヤのインナーライナー上の高分子有機材料層の冷却速度に基づいて冷却ガスの噴射速度を調節する。
本開示の実施例では、前記洗浄ステップの風乾工程において、前記風乾工程で生じた排気ガスは、3000m3/hの吸込み速度で吸込まれる。
本開示の実施例では、前記洗浄ステップの風乾工程において、前記風乾工程で生じた排気ガスを、排気基準を満たすように処理する。
本開示の実施例では、風乾ガスは空気である。
本開示の実施例では、風乾ガスは、少なくとも一つの気体循環機構により、均一の対流を強制的に形成する。
本開示の実施例では、冷却ガスは、空気である。
前記洗浄ステップ、前記吹き付けステップ及び前記強制冷却ステップと、並行して実施される。
本開示に関わる実施例において、前記加熱ステップは、
加熱炉の容積の80%に相当する量の高分子有機材料を加熱炉に事前に供給し、供給された高分子有機材料を、加熱炉で220℃まで加熱する予熱工程と、
直方体形状のブロックの形態とされた高分子有機材料を、一定の速度で加熱炉内に投入する材料投入工程と、
材料投入工程と同時に実施されると共に、加熱炉内の温度を225℃〜240℃に保持する加熱工程と、を有する。
溶融させた高分子有機材料を搬送する搬送工程をさらに有し、搬送工程において、溶融させた高分子有機材料が加熱されて使用温度に保持される。
前記材料投入工程、及び前記加熱工程と同期して実施される。
本開示に関わる実施例において、高分子有機材料は、処理されるタイヤのトレッド幅の範囲で、処理されるタイヤのインナーライナーに吹き付けられる。
本開示に関わる実施例において、高分子有機材料の層の厚さは0.6cmである。
HSSTタイヤの製造システムは、
処理対象のタイヤのインナーライナー上の異物を除去するために、処理対象のタイヤを洗浄する洗浄ステーションと、
前記処理対象のタイヤのインナーライナーに、加熱された高分子有機材料を吹き付ける吹き付けステーションと、
前記高分子有機材料が吹き付けされた前記処理対象のタイヤを、強制的に冷却する強制冷却ステーションと、を備える。
アルコール溶液またはグラファイト溶液を収容し、前記処理対象のタイヤを浸漬する浸漬タンクと、
前記処理対象のタイヤの擦り洗いの作業を実施するためのブラシを有すると共に、前記処理対象のタイヤのインナーライナーの擦り洗いを実施する擦り洗い装置と、
擦り洗いされた処理対象のタイヤにアルコール溶液またはグラファイト溶液を散布するスプリンクラーヘッドを有し、前記処理対象のタイヤの内側と外側を洗浄する散布装置と、
処理対象のタイヤの表面と回転可能なローラとの間の摩擦によって処理対象のタイヤを回転させるように構成された2つの離間した回転可能なローラを備えるタイヤ直立回転装置と、
処理対象のタイヤ上のアルコール溶液またはグラファイト溶液を風乾ガスで蒸発させる風乾室と、を有する。
風乾室の入口端には、風乾ガスを風乾室に供給するための空気入口が設けられている
風乾室の出口端には、排気ガスを風乾室から排出させるための空気出口が設けられている。
処理対象のタイヤを所定の回転速度まで加速すると共に、処理対象のタイヤを所定の回転速度に維持するように構成されるタイヤ加速維持装置と、
ノズルと、ノズルに接続されて、加熱された高分子有機材料をノズルに供給する搬送配管とを有し、加熱された高分子有機材料を処理対象のタイヤのインナーライナーに吹き付けて、処理対象のタイヤのインナーライナーに自己治癒機能を有する高分子有機材料層を形成する吹き付け装置と、を有する。
複数の空気出口が設置された本体と、本体に接続された搬送配管とを有すると共に、冷却ガスを噴射して強制冷却を実施する空冷装置と、
処理対象のタイヤのインナーライナーの実際の温度を検知するためのリアルタイム温度検知装置と、を有する。
本開示の実施例では、駆動部は、伸長可能なシャフトを有する油圧シリンダまたは空気圧シリンダとして構成される。
本開示の実施例では、拘束機構は、複数の伸長可能なポストを有している。
本開示の実施例では、擦り洗い装置は、散布装置と一体的に構成される。
本開示の実施例では、擦り洗い装置のブラシおよび散布装置のスプリンクラーヘッドは、同じ可動支持体に取り付けられる。
本開示の実施例では、ヒータは、温度制御ヒータである。
本開示の実施例では、吹き付け装置のノズルは、処理対象のタイヤのトレッド幅の範囲で、処理対象のタイヤのインナーライナーに高分子有機材料を噴霧するように構成される。
本開示の実施例では、空冷装置の本体は、冷却ガスを回転的に噴出できるように回転するように構成される。
本開示の実施例では、強制冷却ステーションは、リアルタイムで検出されたリアルタイム温度に基づいて、搬送装置の搬送速度および/または空冷装置の空気出力を調整して、高分子有機材料が噴霧された処理対象のタイヤを一定速度で冷却する制御装置を含む。
本開示の実施例では、リアルタイム温度検出デバイスは、赤外線温度検出デバイスとして構成される。
加熱ステーションは、加熱装置と攪拌装置とを有する加熱炉と、融熔した高分子有機材料を吹き付け装置に搬送する搬送配管とを備える。
搬送配管の異なる箇所には、高分子有機材料が使用温度に保持されるように、温度センサーとヒータが設置される。
本件発明は、多くの異なる方法で実現可能であり、以下の実施例のみに限定されない。
実際、以下に説明する実施例は、本発明のより完全な開示を行い、本発明の保護範囲を当業者に適切に説明することを意図している。
また、本明細書に開示された実施例を様々な方法で組み合わせて、多くの追加の実施例を提供できる。
本明細書に使用されるすべての用語(技術用語及び科学用語を含む)は、特に定義されていない限り、当業者によって通常理解される意味を持つものとする。
簡潔性および/または明瞭性のために、よく知られた機能または構成は詳細に説明されない場合がある。
また、明細書における「前記」や「該」が付された文言は、特別な説明がなければ、複数形を含むものとする。
明細書における「含み」、「包含」及び「含有」は、発明特定事項の存在を示すが、1つ以上の追加の発明特定事項の存在を除外するものではない。
この自己治癒層は、能動的(アクティブ)な自己治癒特性を有する。HSSTタイヤが鋭利な物体によってパンクした場合、自己治癒層のパンクした位置にあるインテリジェント複合材料が、鋭利な物体が貫通した瞬間に迅速に再結合し、タイヤが自然治癒することで空気が漏れないようにする。
また、インテリジェント複合材料、およびインテリジェント複合材料により形成された自己治癒層は、地面からの音波を効果的に遮断し、騒音を低減し、HSSTタイヤを装着した車両の走行をより快適にする。
プロセスとシステムは、作業者の深い介入なく、かつ作業者の経験に依存することなく、すべての手順の自動化を実質的に達成します。
本開示によるHSSTタイヤの製造プロセスは、主に、HSSTタイヤを形成するために処理対象のタイヤのインナーライナー上にインテリジェント複合材料を噴霧し硬化させるステップに焦点を合わせている。
なお、本開示のHSSTタイヤの製造プロセスは、主に、HSSTタイヤを形成するにあたり、インテリジェント複合材料を、処理対象のタイヤのインナーライナーに吹き付けて、硬化させる製造過程に焦点が置かれる。
本開示の実施例では、インテリジェント複合材料は、高分子有機材料である。この高分子有機材料は、30〜32%の合成ゴムと、30〜32%の石油樹脂と、15〜18%のナフテン系オイルと、18%の軟化剤と、2%の酸化防止剤と、を含むことができる。
温度が80℃未満では、高分子有機材料が非流動性である。温度が120℃〜160℃である場合には、高分子有機材料のエングラー粘度は100〜140である。温度が160℃を超えると、高分子有機材料のエングラー粘度が約50である。
始めに、洗浄ステップ110を説明する。
タイヤ100のインナーライナーに残留する油性離型剤、接着剤、塵埃等の異物を除去するために、処理対象のタイヤ100を洗浄する必要がある。
油性離型剤の主成分は有機シリコンである。有機シリコンがタイヤのインナーライナーから完全に除去されていないと、インナーライナー上に分離層が形成されて、高分子有機材料がインナーライナーの表面に接着され難くなる。
そのため、洗浄ステップ110は、高分子有機材料を、タイヤ100のインナーライナーに均一、かつしっかりと固定できるかどうかを決定する。したがって、最終的なHSSTタイヤの性能安定性を決定する重要なステップの1つである。
アルコール溶液やグラファイト溶液は、油性剥離剤におけるケイ素-酸素結合(Si-O)を破壊し、油性剥離剤をフィルムの形でタイヤのインナーライナーから脱落させる。
これにより、タイヤのインナーライナーの表面のゴムポリマーが露出し、タイヤのインナーライナーのゴムポリマーの表面に対する本開示によるインテリジェント複合材料の接着が容易になる。
浸漬工程111、擦り洗い工程112、散布工程113、直立回転工程114、および風乾工程115。
浸漬工程111は、洗浄ステーションに設けられた浸漬タンク内で実行される。タイヤ100は、浸漬タンクの前に配置された自動搬送装置を使用して浸漬タンクに搬送される。自動搬送装置は、適宜選択可能である。
例えば、自動搬送装置は、無端コンベアベルトであってもよく、無端コンベアの後方部分を、浸漬タンクの上方に配置して、タイヤ100は、コンベアベルト上に直接置かれた状態で搬送する構成とすることが好ましい。
搬送時にタイヤ100は、左右の無端チェーンに跨がって、または可撓性支持面(設けられている場合)に載置される。
自動搬送装置は、ステッピングモータなどの任意の適切なモータによって駆動されることが好ましい。
タイヤ100を、浸漬タンク内に10秒間浸漬した後に、ロボットアームでタイヤ100を浸漬タンクから取り出したのち、タイヤ100のインナーライナーに残留する油性離型剤、塵埃等の異物をさらに除去するために、取り出したタイヤを、自動搬送装置により、洗浄ステーションに設置された擦り洗い装置に搬送する。擦り洗い工程112は、30秒ほど実施する。
受入部152の一端は、擦り洗いプラットホーム150のフレームにヒンジ止めされて、地面から所定高さの位置に配置されている。受入部152の他端は、地面に接地していると共に、タイヤの受入と受け渡しのために、駆動部153により、昇降するようになっている。本開示の実施例では、受入部512は、プレートとして構成されてもよい。
たとえば、タイヤを受け入れるときに、タイヤをプレートに簡単に移動できるようにするために、地面と接触するプレートの一部を地面に対して平行に載置する。そして、タイヤがプレートまで移動すると、地面と接触するプレートの部分が一定程度折り畳まれて、タイヤを受け入れて保持するための凹部が形成される(図2参照)。
駆動部153の一端は、地面に近い場所で擦り洗いプラットホーム150のフレームにヒンジを介して連結されている。駆動部153の他端は、駆動部153の両端から遠く離れた場所で受入部152にヒンジを介して連結されている。
そして、駆動部153が短縮されると、受入部152が下げられて、擦り洗いプラットホーム150からタイヤを降ろすことができる。駆動部153は、他の適切なものを用いて実現するようにしても良い。
タイヤ保持装置154は、タイヤを回転させる駆動機構155と、タイヤの跳ね返りまたは転倒を防止する拘束機構156と、を備える。
伸長可能なポスト159は、伸張位置と格納位置との間を変位可能に構成されていても良い。伸張位置では、伸長可能なポスト159は、タイヤ100を停止させると共に、タイヤ100が回転ローラ157の長さに沿った方向に跳ねたり、落下したりするのを防ぐことができる。
格納位置では、伸長可能なポスト159は、タイヤ100を停止させずに、タイヤ100を、回転ローラ157の長さに沿った方向に移動できるようにする。
伸長可能なポスト159におけるタイヤ100と接触する領域は、伸長可能なポストの中心軸の周りに回転可能であり、タイヤが回転する間におけるタイヤと伸長可能なポスト159との間の摩擦力を低減できる。
複数の伸長可能なポスト159は、タイヤ100を上側、下側、左側および右側の4つの位置で拘束することができる。これにより、タイヤの左右方向と上下方向のバウンドを制限できる。
このことは、真円度の低いタイヤや、トレッドの摩耗により均質性(バランス)が悪いタイヤに対して、特に有効である。
ブラシは、タイヤ100の内面面を全体に亘って擦り洗うことができるように、タイヤ100が回転している状態で擦り洗いを実行する。
本開示の実施例において、ブラシは、例えば支持バーなどの移動可能な支持部材(可動サポート)に取り付けられてもよい。支持バーの動きは、制御装置によって制御されて、ブラシを移動させるようにしても良い。
また、ブラシを、当該ブラシの中心軸周りに回転するように構成して、擦り洗い作業を促進させるようにしても良い。ブラシの毛は、ナイロン製であっても良い。
散布工程113では、タイヤ100の内側と外側をすすぎ洗いするために、擦り洗いされたタイヤ100にアルコール溶液またはグラファイト溶液を散布する。
スプリンクラーヘッドは、タイヤ100の内側と外側の全体にイソプロパノール溶液が散布されるように、上下方向及び水平方向に移動可能に構成されてもよい。
スプリンクラーヘッドは、ブラシと同様に、例えば支持バーなどの移動可能な支持部材(可動支持体)に取り付けられてもよい。
支持バーの動きは、制御装置によって制御されて、スプリンクラーヘッドを垂直及び水平方向に移動させるようにしても良い。
また、ブラシとスプリンクラーヘッドを1つの部材に設けて、この1つの部材が、擦り洗いの機能と散布の機能の両方を備えるようにしても良い。
このように構成すると、本開示の製造システムを簡素化することできる。
もちろん、本開示はこれに限らず、ブラシとスプリンクラーヘッドを異なる支持部材に設置すると共に、異なる制御装置で個別に制御してもよい。このような構造によって、本開示の製造システムは、柔軟性を有するようになる。
直立回転工程114は、直立状態にしたタイヤ100を300rpmの速度で回転させる。
直立回転工程114は、タイヤ直立回転装置によって実施されるようにしても良い。ロボットアームでタイヤ100を前の装置からタイヤ直立回転装置に移転してもよい。
搬送ベルトは、回転ローラの長さ方向に沿って移動するように構成することができ、タイヤ100は、回転を維持しながら、回転ローラの長さ方向に沿って移動し、後続の風乾工程115実施する風乾室に運ばれる。
具体的には、搬送ベルトをタイヤ100の底部に接触させて摩擦力を発生させ、タイヤ100を回転させながら回転ローラの長さ方向に沿って移動させることができる。
風乾工程115は、タイヤ100上のアルコール溶液またはグラファイト溶液を蒸発させるように構成されている。
本開示の実施例では、風乾ガスは、空気入口を介して3000m3/hの速度で風乾室に供給される。
気体循環機構は、適宜選択可能である。例えば、気体循環機構は、循環ファンに構成されてもよい。
本開示の実施例では、複数の気体循環機構を風乾室に配置することができる。
たとえば、10メートルごとに1つの気体循環機構を設けても良い。
浸漬工程111と散布工程113では、可燃性有機物であるイソプロパノール溶液が利用されるため、風乾室から排出させた排気ガスは、排出基準を満たすように、排気回収装置に供給して処理する必要がある。
これに対して従来の自然乾燥の場合、タイヤ100の乾燥に大凡20分かかる。
したがって、本開示による風乾工程115は、タイヤ100を空気乾燥するのにかかる時間を実質的に短縮し、これにより生産効率が大幅に改善される。
これは、タイヤ100に十分な遠心力を作用させて、吹き付けられた高分子有機材料が、タイヤ100のインナーライナー上に均等に広がるようにするためである。
タイヤ加速工程121の実施は、タイヤ加速維持装置により実施できる。
タイヤ加速維持装置での回転速度を調整するための制御装置を設けて、タイヤ100を500rpmまで加速したのち、速度を維持するようにする。
本開示の実施例では、高分子有機材料は、毎分2.5キログラムの量で吹き付けられる。
高分子有機材料の層の厚さは0.6センチメートルに制御されている。
吹き付け装置200は、ノズル201と、ノズルに接続される搬送配管とを有するように構成されてもよい。
搬送配管は、加熱された高分子有機材料をノズルまで搬送するように構成されており、加熱された高分子有機材料は、ノズルから吹き付けられる。
ここで、吹き付け作業中にノズル201を正確に位置決めするために、吹き付け装置200の前端に赤外線距離計202を設けても良い。
さらに、吹き付け作業を実行しながら、ノズルをタイヤの幅方向(すなわち、軸方向)に沿って、例えば3cm/秒の速度で往復移動させることで、タイヤのインナーライナーに対する吹き付け操作が、タイヤのトレッド幅Lの全体に亘って実施される。
さらに、レーザーロケーター203は、吹き付けを開始する際に、タイヤの中心にノズル201を配置するために用いても良い。
図8に示すように、タイヤのトレッド表面が地面に対して直角になるので、車両の走行中、トレッド幅Lの範囲に吹き付けられた高分子有機材料も地面に対して垂直になる。これにより、タイヤの回転によって生成された遠心力Fが、高分子有機材料をその初期位置から引き離さないように作用するので、動的バランスが保持される。
その結果、高分子有機材料の層に変形が生じ、高分子有機材料のコーティングの均一性および動的バランスが損なわれる。
遠心回転保持工程123は、前記したタイヤ加速維持装置において実施できる。
遠心回転保持工程123において、タイヤ100のインナーライナーに吹き付けられた高分子有機材料が、遠心力によりタイヤ100のインナーライナー上に均一に広がると共に、冷却される前にタイヤの底部に堆積しないように、タイヤ100が500rpmの回転速度で直立した回転状態で回転し続けている間に、ノズルがタイヤ100から離れる方向に速やかに移動する。
これにより、タイヤ100のインナーライナー上の高分子有機材料の均一な吹き付けが保証される。
この際に、タイヤは、直立回転状態を保ちつつ、本開示によるHSSTタイヤを製造するシステムの強制冷却ステーションに運搬されて、強制冷却ステップ130を実施する。
搬送ベルトは、回転ローラの下方に配置されてもよい。搬送ベルトの移動速度は、タイヤ100が、所定時間、例えば約2分の後に強制冷却ステーションに運ばれるように、制御装置によって調整されてもよい。
空冷装置セットアップ工程131は、タイヤ100に対する空冷装置の位置を設定する。
本開示の一実施例において、空冷装置は、複数の排出口を有する本体と、本体に接続される搬送配管と、を有するように構成されてもよい。
搬送配管は、冷却ガスを空気出口から排出できるようにするために、冷却ガスを本体に送出する。空冷装置は、ロボットに固定され、ロボットと共に移動してもよい。
また、空冷装置の排出口をタイヤ100のインナーライナーに対向して配置する。
これは、直立回転維持機構と同じような直立回転維持手段で実現できるため、ここでは説明を省略する。
強制冷却工程132では、空冷装置は3000m3/hの速度で冷却ガスを噴射して、タイヤ100のインナーライナー上の高分子有機材料の層を冷却する。
冷却の間、空冷装置とタイヤ100は、空冷装置とタイヤ100との相対位置が維持された状態で、強制冷却ステーションの出口に向かって同じ速度で移動する。
これは、搬送装置(例えば、搬送ベルト)によって行われる。
調整工程133は、搬送装置の搬送速度や、空冷装置における冷却ガスの吐出量(空気の吐出量)などのパラメータを調整して、タイヤ100が 約3分後に強制冷却ステーションの出口に運ばれ、その間にタイヤ100のインナーライナー上の高分子有機材料の温度を60°Cまで低下させる。
タイヤ100が所定の位置に移動すると、所定の位置に配置されたリアルタイム温度検知装置がタイヤ100のリアルタイム温度を検出し、検出したリアルタイム温度を、リアルタイム温度と基準温度とを比較する制御装置に送信する。
制御装置は、他のアルゴリズムで調整量を算出するようにしても良い。
本開示の他の実施例によれば、強制冷却ステーションに、伸縮可能なシャフトを有する空気圧シリンダや油圧シリンダを設けることができる。
これにより、油圧シリンダや空気圧シリンダの伸縮シャフトの助けを借りて、タイヤをコンベアから降ろすことができる。
加熱ステップ210は、加熱ステーションで実施される。
加熱ステップ210は、前記したように、タイヤ100の洗浄ステップ110、吹き付けステップ120、及び強制冷却ステップ130と並行して実施することができる。
予熱工程211は、加熱炉内に予め投入された高分子有機材料を予備加熱する。予め投入された高分子有機材料の量は、加熱炉の容積のほぼ80%である。予熱工程211は、タイヤ100の洗浄ステップ110より前に実施されてよい。
そして、攪拌装置を起動して、高分子有機材料を撹拌し、高分子有機材料を均一に加熱する。加熱炉内の高分子有機材料が220℃まで加熱されると、予熱工程211を終了する。
材料投入工程212では、高分子有機材料200が、27cm×27cm×27cmの直方形状のブロックにカットされる。直方形状のブロックは、加熱炉内の高分子有機材料の温度が220℃になった状態において、6分ごとに1つのブロックが、加熱炉に投入される。
加熱工程213では、自動温度制御装置を使用して加熱炉内の温度を225℃〜240℃に維持し、加熱炉内の高分子有機材料が均一に攪拌されるように、10rpmの速度で攪拌装置を回転させる。
本開示の一実施例では、加熱炉は約200リットルの容量を有し、約60kW/時の加熱電力を必要とする。
搬送工程では、吹き付けステップ120を実施するために、融熔した高分子有機材料を吹き付け装置に搬送配管で搬送する。本開示の一実施例では、搬送配管の直径は2.5mmに構成されてもよい。
本開示の一実施例において、温度センサーおよびヒータは、システムを簡素化するために、温度検知機能と加熱機能の両方を有する温度制御加熱器で置き換えられてもよい。
しかしながら、本開示はこれに限定されず、本開示によるHSSTタイヤを製造するためのシステムには、すべてのステーションの各装置の動作を同時に制御および/または調整することができる中央制御が設けられてもよい。
1)すべてのステップと工程は、正確に設計および制御されており、オペレーターの経験に依存しないため、HSSTタイヤの性能の安定性と一貫性が保証される。
2)タイヤの運搬と移動は、対応する運搬装置または移動装置を制御装置で操作することにより自動的に実行され、プロセス全体の自動化が実現する。
3)風乾工程と強制冷却ステップによって、HSSTタイヤの製造にかかわる時間が大幅に短縮され、HSSTタイヤの量産が実現される。
110 :洗浄ステップ
111 :浸漬工程
112 :擦り洗い工程
113 :散布工程
114 :直立回転工程
115 :風乾工程
120 :吹き付けステップ
121 :タイヤ加速工程
122 :吹き付け工程
123 :遠心回転保持工程
130 :強制冷却ステップ
131 :空冷装置セットアップ工程
132 :強制冷却工程
133 :調整工程
150 :プラットホーム
151 :リフト装置
152 :受入部
153 :駆動部
154 :タイヤ保持装置
155 :駆動機構
156 :拘束機構
157 :回転ローラ
158 :本体
159 :ポスト
160 :空気圧シリンダ
161 :凹部
200 :吹き付け装置
201 :ノズル
202 :赤外線距離計
203 :レーザーロケーター
210 :加熱ステップ
211 :予熱工程
212 :材料投入工程
213 :加熱工程
300 :HSSTタイヤ
512 :受入部
F :遠心力
F1 :成分
L :トレッド幅
Claims (25)
- 処理対象のタイヤを洗浄する洗浄ステップと、
前記処理対象のタイヤのインナーライナーに、加熱された高分子有機材料を吹き付ける吹き付けステップと、
前記高分子有機材料が吹き付けられた前記処理対象のタイヤを、強制的に冷却する強制冷却ステップと、を含むHSSTタイヤの製造プロセスであって、
前記洗浄ステップは、
前記処理対象のタイヤを、アルコール溶液に浸漬する浸漬工程と、
前記処理対象のタイヤのインナーライナーを擦り洗いする擦り洗い工程と、
擦り洗い後の前記処理対象のタイヤに、アルコール溶液を散布して、前記処理対象のタイヤの内側と外側を洗浄する散布工程と、
前記散布工程で洗浄された前記処理対象のタイヤを直立状態にして、回転させる直立回転工程と、
直立状態にされた前記処理対象のタイヤの回転を維持しつつ、風乾ガスにより、前記処理対象のタイヤ上のアルコール溶液を蒸発させる風乾工程と、を有し、
前記吹き付けステップは、
前記処理対象のタイヤを直立状態で回転させた状態で、前記処理対象のタイヤのインナーライナーに、少なくとも180℃まで加熱された前記高分子有機材料を吹き付けて、自己治癒機能を有する高分子有機材料層を形成する吹き付け工程と、
前記処理対象のタイヤを直立状態で回転させた状態で、吹き付け終了後の前記処理対象のタイヤを、前記高分子有機材料層の温度が少なくとも140℃になるまで自然冷却して、前記高分子有機材料層の均一性と接着性を高める遠心回転保持工程と、を有し、
前記強制冷却ステップでは、前記処理対象のタイヤのインナーライナー上の前記高分子有機材料層の温度を、冷却ガスを用いて60℃以下まで強制冷却することを特徴とするHSSTタイヤの製造プロセス。 - 前記インナーライナーに対する前記高分子有機材料の吹き付けは、吹き付けられた前記高分子有機材料が、前記処理対象のタイヤのトレッド幅の範囲内に収まるように実施されることを特徴とする請求項1に記載のHSSTタイヤの製造プロセス。
- 前記強制冷却ステップでは、前記処理対象のタイヤのインラーライナー上の前記高分子有機材料層の冷却速度に基づいて、前記冷却ガスの噴射速度を調節することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のHSSTタイヤの製造プロセス。
- 前記強制冷却ステップでは、前記高分子有機材料層の温度を、3分以内に前記60℃まで冷却することを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載のHSSTタイヤの製造プロセス。
- 前記風乾ガスは、少なくとも一つの気体循環機構により、均一の対流を強制的に形成することを特徴とする請求項1から請求項4の何れか一項に記載のHSSTタイヤの製造プロセス。
- 前記高分子有機材料を加熱する加熱ステップをさらに備え、
前記加熱ステップは、
加熱炉の容積の80%に相当する量の前記高分子有機材料を、前記加熱炉に事前に供給し、供給された前記高分子有機材料を、前記加熱炉で220℃まで加熱する予熱工程と、
直方体形状のブロックの形態とされた前記高分子有機材料を、一定の速度で前記加熱炉内に投入する材料投入工程と、
前記材料投入工程と同時に実施されると共に、前記加熱炉内の温度を225℃〜240℃に保持する加熱工程と、を有することを特徴とする請求項1から請求項5の何れか一項に記載のHSSTタイヤの製造プロセス。 - 前記高分子有機材料は、30〜32質量%の合成ゴムと、30〜32質量%の石油樹脂と、15〜18質量%のナフテン系オイルと、18質量%の軟化剤と、2質量%の酸化防止剤と、を含んで構成されることを特徴とする請求項1から請求項6の何れか一項に記載のHSSTタイヤの製造プロセス。
- 前記アルコール溶液は、イソプロパノール溶液であることを特徴とする請求項1から請求項7の何れか一項に記載のHSSTタイヤの製造プロセス。
- 処理対象のタイヤを洗浄する洗浄ステーションと、
前記処理対象のタイヤのインナーライナーに、加熱された高分子有機材料を吹き付ける吹き付けステーションと、
前記高分子有機材料が吹き付けされた前記処理対象のタイヤを、強制的に冷却する強制冷却ステーションと、を備えるHSSTタイヤの製造システムであって、
前記洗浄ステーションは、
アルコール溶液を収容し、前記処理対象のタイヤを浸漬する浸漬タンクと、
前記処理対象のタイヤであって前記アルコール溶液に浸漬された後の前記処理対象のタイヤのインナーライナーの擦り洗いを実施する擦り洗い装置と、
前記処理対象のタイヤにアルコール溶液を散布して、前記処理対象のタイヤの内側と外側を洗浄する散布装置と、
2つの離間した回転可能なローラを備えると共に、前記処理対象のタイヤの表面と前記回転可能なローラとの間の摩擦によって前記処理対象のタイヤを回転させるように構成されたタイヤ直立回転装置と、
前記処理対象のタイヤ上のアルコール溶液を風乾ガスで蒸発させる風乾室と、を有し、
前記吹き付けステーションは、
前記処理対象のタイヤを所定の回転速度まで加速すると共に、前記処理対象のタイヤを前記所定の回転速度に維持するタイヤ加速維持装置と、
加熱された前記高分子有機材料を前記処理対象のタイヤのインナーライナーに吹き付けて、前記処理対象のタイヤのインナーライナーに自己治癒機能を有する高分子有機材料層を形成する吹き付け装置と、を有し、
強制冷却ステーションは、
前記高分子有機材料層が形成された前記処理対象のタイヤに、冷却ガスを噴射して前記高分子有機材料層の強制冷却を実施する空冷装置と、を有し、
前記擦り洗い装置は、擦り洗いプラットホーム上に設けられており、前記処理対象のタイヤを昇降させて、前記処理対象のタイヤを自動的に積み降ろすためのリフト装置が設けられていることを特徴とするHSSTタイヤの製造システム。 - 前記吹き付け装置は、少なくとも180℃まで加熱された前記高分子有機材料を、前記処理対象のタイヤのインナーライナーに吹き付けるものであり、
前記空冷装置は、前記処理対象のタイヤのインナーライナーに吹き付けられた前記高分子有機材料が、140℃に自然冷却されるまで待ったのち、
前記処理対象のタイヤのインナーライナー上の前記高分子有機材料層の温度を、冷却ガスを用いて60℃以下まで強制冷却することを有することを特徴とする請求項9に記載のHSSTタイヤの製造システム。 - 前記リフト装置は、処理対象のタイヤを受け入れるための受入部と、受入部を駆動するための駆動部とを備えることを特徴とする請求項9または請求項10に記載のHSSTタイヤの製造システム。
- 前記受入部は、処理対象のタイヤを受け入れて保持するために、互いに一定程度折り畳むことができる複数のセクションを含むプレートとして構成されることを特徴とする請求項11に記載のHSSTタイヤの製造システム。
- 前記駆動部は、伸長可能なシャフトを有する油圧シリンダまたは空気圧シリンダとして構成されることを特徴とする請求項11に記載のHSSTタイヤの製造システム。
- 前記擦り洗いプラットホームは、処理対象のタイヤを、上側、下側、左側および右側の4つの位置で拘束する拘束機構を有するタイヤ保持装置を備えていることを特徴とする請求項9から請求項13の何れか一項に記載のHSSTタイヤの製造システム。
- 前記拘束機構は、複数の伸長可能なポストを有していることを特徴とする請求項14に記載のHSSTタイヤの製造システム。
- 前記風乾室内に前記風乾ガスの均一な対流を形成するために、前記風乾ガスの循環を促進するための少なくとも1つの気体循環機構が、前記風乾室内に配置されることを特徴とする請求項9から請求項15の何れか一項に記載のHSSTタイヤの製造システム。
- 前記洗浄ステーションには、前記風乾ガスを加熱するためのヒータが設けられていることを特徴とする請求項9から請求項16の何れか一項に記載のHSSTタイヤの製造システム。
- 前記吹き付け装置は、水平方向および垂直方向に移動可能なノズルを備えることを特徴とする請求項9から請求項15の何れか一項に記載のHSSTタイヤの製造システム。
- 前記吹き付け装置の前記ノズルは、前記処理対象のタイヤのトレッド幅の範囲で、前記処理対象のタイヤのインナーライナーに前記高分子有機材料を噴霧するように構成されることを特徴とする請求項18に記載のHSSTタイヤの製造システム。
- 前記空冷装置はロボットに固定され、当該ロボットと共に移動可能であることを特徴とする請求項9に記載のHSSTタイヤの製造システム。
- 前記空冷装置の本体は、前記冷却ガスを回転的に噴出できるように回転可能に構成されることを特徴とする請求項9から請求項20の何れか一項に記載のHSSTタイヤの製造システム。
- 前記強制冷却ステーションは、前記処理対象のタイヤを、強制冷却を受けながら前記強制冷却ステーションの出口に向かって搬送する搬送装置を備えることを特徴とする請求項9から請求項20の何れか一項に記載のHSSTタイヤの製造システム。
- 前記処理対象のタイヤのインナーライナーの実際の温度を検知するためのリアルタイム温度検知装置を備え、
前記強制冷却ステーションは、前記リアルタイム温度検知装置で検出されたリアルタイム温度に基づいて、前記搬送装置の搬送速度および/または前記空冷装置における前記冷却ガスの噴出を調整して、前記高分子有機材料が吹き付けられた前記処理対象のタイヤを一定速度で冷却する制御装置を備えることを特徴とする請求項22に記載のHSSTタイヤの製造システム。 - 前記リアルタイム温度検知装置は、赤外線温度検出デバイスとして構成されることを特徴とする請求項23に記載のHSSTタイヤの製造システム。
- 前記高分子有機材料を加熱するための加熱ステーションをさらに備えており、
前記加熱ステーションは、
加熱装置と攪拌装置とを有する加熱炉と、
溶融させた前記高分子有機材料を前記吹き付け装置に搬送する搬送配管と、を備え、
前記搬送配管の異なる箇所には、前記高分子有機材料の温度を保持するために、温度センサーとヒータが設置されることを特徴とする請求項請求項9から請求項24の何れか一項に記載のHSSTタイヤの製造システム。
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