JP7469628B2 - 空気入りタイヤの製造方法及び製造装置 - Google Patents

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、寸法安定性及びユニフォミティを改善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１～３参照）。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、それが寸法やユニフォミティにばらつきを生じさせる要因となる。

特開２００７－１９０８０８号公報 特開２００８－２７３０９５号公報 特開２０１７－９４６１３号公報

本発明の目的は、寸法安定性及びユニフォミティを改善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、該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温度を測定し、その内表面温度が予め設定された閾値に到達した時点で前記ポストキュアインフレーションを終了させる空気入りタイヤの製造方法であって、
前記空気入りタイヤの複数の位置で前記内表面温度を測定し、これら複数の位置で測定される内表面温度がいずれも前記閾値に到達した時点で前記ポストキュアインフレーションを終了させること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、前記リム板を通して前記空気入りタイヤ内に加圧媒体を供給する供給路と、前記リム板を通して前記空気入りタイヤ内の加圧媒体を排出する排出路と、前記空気入りタイヤの内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内表面温度が予め設定された閾値に到達した時点でポストキュアインフレーションを終了させる制御部とを備える空気入りタイヤの製造装置であって、
前記空気入りタイヤの複数の位置で前記内表面温度を測定する複数の温度センサを備え、前記制御部は前記複数の温度センサにより測定される内表面温度がいずれも前記閾値に到達した時点で前記ポストキュアインフレーションを終了させ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温度を測定し、その内表面温度が予め設定された閾値に到達した時点でポストキュアインフレーションを終了させるので、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を一定にし、空気入りタイヤの寸法安定性及びユニフォミティを改善することができる。特に、カーカス層は一般的にタイヤ内表面に近い位置に配置されるので、ポストキュアインフレーションを終了させるための指標として内表面温度を利用することにより、寸法安定性及びユニフォミティの改善効果を高めることができる。

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内表面温度が予め設定された閾値に到達した時点でポストキュアインフレーションを終了させ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。

本発明において、閾値は７０℃～１００℃の範囲にあることが好ましい。このような温度範囲内に閾値を設定することにより、空気入りタイヤの加硫及びカーカスコードの熱収縮がポストキュアインフレーション後にそれ以上進行しなくなるので、寸法安定性及びユニフォミティを効果的に改善することができる。

本発明の空気入りタイヤの製造方法において、空気入りタイヤの複数の位置で内表面温度を測定し、これら複数の位置で測定される内表面温度がいずれも閾値に到達した時点でポストキュアインフレーションを終了させることが好ましい。これにより、空気入りタイヤが冷却された状態にあることを確実に検出し、寸法安定性及びユニフォミティの改善効果を高めることができる。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では、空気入りタイヤの複数の位置で内表面温度を測定する複数の温度センサを備え、制御部は複数の温度センサにより測定される内表面温度がいずれも閾値に到達した時点でポストキュアインフレーションを終了させることが好ましい。

また、本発明の空気入りタイヤの製造方法において、空気入りタイヤの両ショルダー部に対応する２つの位置で内表面温度を測定し、これら２つの位置で測定される内表面温度がいずれも閾値に到達した時点でポストキュアインフレーションを終了させることが好ましい。空気入りタイヤの両ショルダー部は加硫熱の冷却が最も遅くなる部位であるので、これら部位の内表面温度を指標とすることにより、寸法安定性及びユニフォミティの改善効果を更に高めることができる。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では、空気入りタイヤの両ショルダー部に対応する２つの位置で内表面温度を測定する２つの温度センサを備え、制御部は２つの温度センサにより測定される内表面温度がいずれも閾値に到達した時点でポストキュアインフレーションを終了させることが好ましい。

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。 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内表面温度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、下側のリム板１を通して空気入りタイヤＴ内に加圧媒体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内の加圧媒体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く、共通の流路であっても良い。加圧媒体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１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、上側のリム板２には空気入りタイヤＴの内表面温度を測定する２つの温度センサ２１Ａ，２１Ｂが配設され、これら温度センサ２１Ａ，２１Ｂにより測定される内表面温度が制御部２２に入力されるようになっている。温度センサ２１Ａ，２１Ｂとしては、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２１Ａ，２１Ｂは、空気入りタイヤＴの両ショルダー部に対応する２つの位置で内表面温度を測定するように配設されているが、内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内表面温度を指標とすることができる。制御部２２は、２つの温度センサ２１Ａ，２１Ｂにより測定される内表面温度が予め設定された閾値Ｔ１に到達した時点でポストキュアインフレーションを終了させる。

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内に加圧媒体Ｍを供給する。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冷却用の空気を噴射する。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の内表面温度を温度センサ２１により測定する。そして、空気入りタイヤＴの内表面温度が予め設定された閾値Ｔ１に到達した時点で制御部２２が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の内表面温度を測定し、その内表面温度が予め設定された閾値Ｔ１に到達した時点でポストキュアインフレーションを終了させるので、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を一定にし、空気入りタイヤの寸法安定性及びユニフォミティを改善することができる。特に、カーカス層は一般的にタイヤ内表面に近い位置に配置されるので、ポストキュアインフレーションを終了させるための指標として内表面温度を利用することにより、寸法安定性及びユニフォミティの改善効果を高めることができる。

図２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内表面温度との関係を示すグラフである。図２において、Ａ，Ｂはそれぞれ異なる環境でポストキュアインフレーションが行われた空気入りタイヤの試験例を示すものである。試験例Ｂは試験例Ａに比べて温度低下が緩やかになっている。

図２に示すように、試験例Ａ，Ｂのタイヤのポストキュアインフレーションを従来のように一定の時間ｔ１で終了させた場合、時間ｔ１における試験例Ａ，Ｂのタイヤ温度に差異が生じ、それが寸法やユニフォミティに差異を生じさせる要因となる。一方、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温度を測定し、その内表面温度が予め設定された閾値Ｔ１に到達した時点でポストキュアインフレーションを終了させた場合、ポストキュアインフレーション終了時の試験例Ａ，Ｂのタイヤ温度を一定にし、空気入りタイヤの寸法安定性及びユニフォミティを改善することができる。

上述した空気入りタイヤの製造方法において、空気入りタイヤＴの内表面温度の閾値Ｔ１は７０℃～１００℃の範囲、より好ましくは、８０℃～９０℃の範囲に設定されることが好ましい。このような温度範囲内に閾値Ｔ１を設定することにより、空気入りタイヤＴの加硫及びカーカスコードの熱収縮がポストキュアインフレーション後にそれ以上進行しなくなるので、寸法安定性及びユニフォミティを効果的に改善することができる。ここで、閾値Ｔ１が低過ぎるとポストキュアインフレーションが必要以上に長くなり、逆に高過ぎると寸法安定性及びユニフォミティの改善効果が低下する。

実際に閾値Ｔ１を決定するにあたって、ポストキュアインフレーション終了時の空気入りタイヤＴの内表面温度と寸法安定性又はユニフォミティとの関係性を少なくとも１本（例えば、連続加硫を行う際の１本目）の空気入りタイヤＴについて検証し、その検証結果に基づいて閾値Ｔ１を決定することができる。また、２次元のタイヤモデルを用いた温度シミュレーションで内表面温度から内部温度を推定し、その内部温度に基づいて閾値Ｔ１を決定したり、或いは、内表面温度と共にカーカス温度を実測することで内部温度とカーカス温度との関係性を特定し、その関係性に基づいて閾値Ｔ１を決定したりすることができる。

図１に示すように、空気入りタイヤＴの両ショルダー部に対応する２つの位置で内表面温度を測定する場合、これら２つの位置で測定される内表面温度がいずれも閾値Ｔ１に到達した時点でポストキュアインフレーションを終了させるのが良い。このように複数の位置で測定される内表面温度がいずれも閾値Ｔに到達した時点でポストキュアインフレーションを終了させることにより、空気入りタイヤＴが冷却された状態にあることを確実に検出し、寸法安定性及びユニフォミティの改善効果を高めることができる。特に、空気入りタイヤＴの両ショルダー部は加硫熱の冷却が最も遅くなる部位であるので、これら部位の内表面温度を指標とすることにより、寸法安定性及びユニフォミティの改善効果を更に高めることができる。

上述した実施形態では、空気入りタイヤＴの両ショルダー部に対応する２つの位置で内表面温度を測定する場合について説明したが、本発明では、空気入りタイヤＴの任意の１箇所（例えば、トレッドセンター部）で内表面温度を測定し、その１箇所で測定される内表面温度が予め設定された閾値Ｔ１に到達した時点でポストキュアインフレーションを終了させるようにしても良い。

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を終了させる条件だけを異ならせた従来例及び実施例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。

従来例では、ポストキュアインフレーションの開始から１４分経過した時点でポストキュアインフレーションを終了させた。実施例では、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温度を測定し、その内表面温度が予め設定された閾値Ｔ１（８０℃）に到達した時点でポストキュアインフレーションを終了させた。

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、寸法安定性、ユニフォミティを評価し、その結果を表１に示した。

寸法安定性：
各試験タイヤのプロファイルを測定し、従来例及び実施例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、従来例及び実施例の各々について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１から判るように、実施例の方法で得られたタイヤは、従来例との対比において、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。

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
２１Ａ，２１Ｂ 温度センサ
２２ 制御部
Ｍ 加圧媒体
Ｔ 空気入りタイヤ

Claims (6)

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、該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温度を測定し、その内表面温度が予め設定された閾値に到達した時点で前記ポストキュアインフレーションを終了させる空気入りタイヤの製造方法であって、
   前記空気入りタイヤの複数の位置で前記内表面温度を測定し、これら複数の位置で測定される内表面温度がいずれも前記閾値に到達した時点で前記ポストキュアインフレーションを終了させることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記閾値が７０℃～１００℃の範囲にあ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. 前記空気入りタイヤの両ショルダー部に対応する２つの位置で前記内表面温度を測定し、これら２つの位置で測定される内表面温度がいずれも前記閾値に到達した時点で前記ポストキュアインフレーションを終了させ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. 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、前記リム板を通して前記空気入りタイヤ内に加圧媒体を供給する供給路と、前記リム板を通して前記空気入りタイヤ内の加圧媒体を排出する排出路と、前記空気入りタイヤの内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内表面温度が予め設定された閾値に到達した時点でポストキュアインフレーションを終了させる制御部とを備える空気入りタイヤの製造装置であって、
   前記空気入りタイヤの複数の位置で前記内表面温度を測定する複数の温度センサを備え、前記制御部は前記複数の温度センサにより測定される内表面温度がいずれも前記閾値に到達した時点で前記ポストキュアインフレーションを終了させることを特徴とする空気入りタイヤの製造装置。
5. 前記閾値が７０℃～１００℃の範囲にあることを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤの製造装置。
6. 前記空気入りタイヤの両ショルダー部に対応する２つの位置で前記内表面温度を測定する２つの温度センサを備え、前記制御部は前記２つの温度センサにより測定される内表面温度がいずれも前記閾値に到達した時点で前記ポストキュアインフレーションを終了させることを特徴とする請求項４又は５に記載の空気入りタイヤの製造装置。

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