JPH06238669A - 空気入りタイヤの加硫方法およびポストキュアインフレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱・ＰＣＩ工程の所要時間を短縮して生産
性を上げるとともに製品の安定した品質を確保する加硫
方法を提供する。 【構成】 タイヤ加硫モールドを有する加硫装置内でア
レニウス式に基づいて目標加硫量の約50〜60％までタイ
ヤを加硫する工程と、前記加硫装置から半加硫タイヤを
取り出す工程と、該半加硫タイヤを保持し搬送する工程
と、該半加硫タイヤをビード部においてチャック手段に
保持し該半加硫タイヤの内部に流体を充填しタイヤを低
内圧状態に保つ工程と、該半加硫タイヤを加熱する工程
と、該タイヤの搬送過程で加熱後該タイヤを冷却する工
程とからなることを特徴とする空気入りタイヤの加硫方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タイヤの加硫方法およ
びポストキュアインフレータに関する。

【０００２】

【従来技術】ポストキュアインフレーション（ＰＣＩ）
を伴う従来の加硫方法は、加硫モールド内でタイヤ加硫
がほぼ終了した状態でタイヤを加硫モールドから取り出
し、チャック手段にビード部を装着してＰＣＩすなわち
加硫後のタイヤに内圧を充填して膨張させ補強コードの
収縮を防止し形状を安定させながら冷却する作業を行っ
ていた。なおＰＣＩにおいてタイヤビード部の放熱をお
さえて、後加硫がある程度行われる。

【０００３】

【解決しようとする課題】タイヤ加硫においては、製品
のパターンを決定しゴム材料に必要な物性を与えるもの
であり、特にタイヤに必要な物性を得るのに時間を要
し、ために加硫モールド内で加硫が略完全に終了するの
を待ってＰＣＩに入るのでは時間がかかりすぎ、生産性
が良くない。

【０００４】ＰＣＩを必要としない中実タイヤ等では、
加硫モールド内での加硫を途中で切上げて後に保温また
は加温して加硫を完了する例があるが、ＰＣＩにおいて
加熱により積極的に加硫する例はない。

【０００５】また従来のＰＣＩ方法では、タイヤを室温
において放冷するだけであるため、昼夜または夏冬の気
温差によって製品の加硫の度合やＰＣＩ終了時のタイヤ
の温度に差が生じ製品の品質および製品の外径にばらつ
きが生じるという問題があった。

【０００６】本発明は、かかる点に鑑みなされたもの
で、その目的とする処は、加硫時間を短縮して生産性の
高い安定した品質の空気入りタイヤを生産できる加硫方
法およびポストキュアインフレータを供する点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、本発明は、タイヤ加硫モールドを有する
加硫装置内でアレニウス式に基づいて目標加硫量の約50
〜60％までタイヤを加硫する工程と、前記加硫装置から
半加硫タイヤを取り出す工程と、該半加硫タイヤを保持
し搬送する工程と、該半加硫タイヤをビード部において
チャック手段に保持し該半加硫タイヤの内部に流体を充
填しタイヤを低内圧状態に保つ工程と、該半加硫タイヤ
を加熱する工程と、該タイヤの搬送過程で加熱後該タイ
ヤを冷却する工程とからなる空気入りタイヤの加硫方法
とした。

【０００８】加硫装置内でアレニウス式に基づいて目標
加硫量の約50〜60％までタイヤを加硫し、その後のＰＣ
Ｉにおいて加硫を続行するもので、半加硫タイヤはチャ
ック手段に保持されて極低内圧に保たれて、加熱・冷却
が順次行われるので加硫モールド内での所要時間が短縮
され加硫モールドの稼動率を高めることができ、製品の
加硫の度合やタイヤ温度にばらつきが生じにくく安定し
た品質を維持できる。

【０００９】ここにアレニウス式とは、加硫反応速度を
表す式であり、下記の如く定義されている。

【００１０】

【数１】ｋ＝Ａ・ｅｘｐ｛−Ｅ／（ＲＴ）｝ ただしｋ：加硫反応速度定数 Ｅ：活性化エネルギー Ｒ：気体定数 Ｔ：反応物の温度 Ａ：頻度因子

【００１１】加硫装置において、タイヤは加硫ブラダー
により金型に押し付けられ、タイヤ種類により異なるが
約20数kg／cm² 程度にもおよぶ高圧で高温加熱されるた
め、加硫が不十分な段階で加硫を止めタイヤを加硫装置
から取り出すと、圧力が大気圧まで低下することにより
タイヤ内部に窒素ガス、水分等の気泡が発生するほかタ
イヤ部材としてスチールコードを使用することが多い
が、不十分な加硫に起因してこのスチールコード内部へ
のゴムのペネトレーションが十分に行われず品質上問題
が残ることになる。

【００１２】半加硫で加硫装置からタイヤを取り出す際
には、このようなゴム材内部発泡が生じないこと、スチ
ールコードへのゴムペネトレーションが十分に行われる
ことが必要であり、タイヤ弾性率、加硫網目の形成等に
配慮することが必要であって、加硫装置内でタイヤの加
硫をある程度まで進展させることが重要である。

【００１３】そこで本発明では、アレニウス式に基づい
て目標加硫量の約50〜60％までタイヤを加硫すること
で、上記ゴム材内部発泡を生じさせずスチールコードへ
のゴムペネトレーションが十分に行われる程度に半加硫
することとしている。

【００１４】また冷却工程を放冷と強制冷却の２段階の
工程を組合わせれば品質のばらつきを防止でき、また工
程全体のタイミングを合わせることができる。

【００１５】

【実 施 例】以下図１ないし図４に図示した本発明の
一実施例について説明する。図１は、本実施例の加硫装
置10、ポストキュアインフレータ20を示した概略見取図
である。

【００１６】加硫装置10は、図２に示すように下型モー
ルド11と上型モールド12との間にトレッドセグメント13
が挟まれて加硫モールドを構成し、ブラダー14の膨張に
より生タイヤ１がモールドに圧着されて製品パターンを
形成するとともに加熱により加硫が行われてタイヤとし
てのゴム物性が与えられる。

【００１７】製品パターンが形成され、後記するように
加硫がある程度進行したところで下型モールド11、上型
モールド12、トレッドセグメント13を開いて半加硫タイ
ヤ１を取り出すことができる。

【００１８】加硫装置10とポストキュアインフレータ20
との間にタイヤ搬送装置15が介在し、上下に揺動するフ
ォーク16が前方へ倒れるように揺動して加硫装置10にモ
ールドを開いた状態で載置された半加硫タイヤ１を把持
して上方へ揺動し取り出すことができる。

【００１９】フォーク16の遊端の把持部は図３に示すよ
うに環状部材17の内周に可撓性の袋状部材18が周設され
て、内側に位置した半加硫タイヤ１を内部にエアーを供
給されて膨張した袋状部材18が外側から押圧しながら把
持することができる。タイヤ搬送装置15は、このように
タイヤ１を把持して加硫装置10からポストキュアインフ
レータ20へ送る。

【００２０】ポストキュアインフレータ20は、回動する
円形の基台21に中央の支柱22によって円盤軸受部23が一
体に支持されている（図４参照）。円盤軸受部23の外周
面からは図１に示すように放射方向に４本の回転軸24が
互いに90度の角度で突出して、その先端部に２枚の円板
状のリムからなるチャック25が設けられている。

【００２１】タイヤ搬送装置15に把持されたタイヤは、
フォーク16の揺動でポストキュアインフレータ20側へ移
され、チャック25によってタイヤビード部を掴持され
る。チャック25はタイヤビード部を気密に掴持するので
タイヤ内部に極低内圧を加えタイヤを膨張状態にするこ
とができる。

【００２２】そしてチャック25およびタイヤ１は、回転
軸24の回転で回転するとともに、円盤軸受部23の回転で
支柱22を中心に旋回して搬送され、その位置を変えるこ
とができる。

【００２３】円盤軸受部23より突出した４本の回転軸24
が回転する構造を図４に示し説明する。回転軸24は、円
盤軸受部23に形成された円孔23ａに嵌挿されて軸受26を
介して回転自在に支持されていて、途中にギア27が嵌着
されている。

【００２４】ギア27の下方の円盤軸受部23の下壁は環状
に開口が形成されていて、下方から有底円筒部材28の上
端環状縁が嵌入して、その環状縁に形成された歯28ａが
ギア27に噛合している。

【００２５】そして有底円筒部材28の底部は中央を円形
にくり抜かれて、円筒部材29が嵌着され、円筒部材29の
内部を軸受30を介して支柱22が回動自在に貫通してい
る。なお円筒部材29の下端縁を支柱22との間でスラスト
軸受34が回動自在に支持している。

【００２６】円筒部材29の下部にはギア31が嵌着されて
いて、基台21上に固定されたモータ32の駆動軸32ａに嵌
着されたギア33がギア31に噛合している。

【００２７】したがって基台21に固定されるモータ32の
駆動で、ギア33，31を介して円筒部材29、有底円筒部材
28が回動するので、有底円筒部材28の歯28ａとギア27と
の噛合で回転軸24が回転し、回転軸24の先端のチャック
25に掴持されたタイヤは回転軸24を中心に回転する。

【００２８】回転軸24は、中心軸に沿ってエア通路24ａ
が形成されていて、一方で円盤軸受部23は各円孔23ａの
奥に空洞35を有し、空洞35から上方へ抜けるエア通路36
にパイプ37が接続され、パイプ37は途中エアバルブ38を
備え外部エアタンク（図示せず）に接続されている。

【００２９】そして回転軸24のエア通路24ａに一部を嵌
入固着した連結管39が、円盤軸受部23の円孔23ａと空洞
35とを連通する開孔に回動自在に嵌入し、円盤軸受部23
に対し回動する回転軸24のエア通路24ａと円盤軸受部23
の空洞35とを連結管39が連通し、連結管39を介してチャ
ック25の内部にエアを供給しタイヤに内圧を加えること
ができる。なお連結管39と円盤軸受部23の開孔との間に
はパッキン40が嵌装されてエアの漏れを防止している。

【００３０】以上のようにポストキュアインフレータ20
は、それ自体回動する円盤軸受部23の四方へ突設された
回転軸24の先端チャック25がタイヤ１を掴持して回転す
る。すなわちチャック25に掴持されたタイヤ１はモータ
32の駆動で回転軸24を中心に回転しながら同時に支柱22
を中心に旋回する。なお円盤軸受部23の下方は円筒カバ
ー41で覆われている。

【００３１】そしてチャック25が旋回する上方には、図
１に示すように矩形箱状の保温箱45と冷却箱50が相対向
してロッド46，51によって吊設されており、ロッド46，
51の伸縮により保温箱45と冷却箱50とは上下に昇降し、
かつ両保温箱45、冷却箱50は円盤軸受部23と同期して旋
回することができ、かつ保温箱45、冷却箱50が下降した
ときは、チャック25に掴持されたタイヤ全体を覆うこと
ができる。

【００３２】保温箱45は、断熱材で形成され側壁にヒー
ターが内蔵されて内部のタイヤを加熱することができ、
また冷却箱50には、冷却ファンが備えられてファンの駆
動で冷却エアの流れの中にタイヤをおいて強制的に冷却
することができる。冷却箱中でタイヤを回転させること
で強制的に冷却することができ、また必要に応じて比較
的低い温度のエアを供給することもできる。

【００３３】以下加硫装置10による加硫からの作動順序
を説明する。いま乗用車用ラジアルタイヤを製造するも
のとし、まず加硫装置10内で例えば約170 ℃で約７〜８
分間加硫を行い、アレニウス式に基づく目標加硫量の約
50〜60％までタイヤを加硫する。加硫タイヤの温度をモ
ニターして所定の加硫量まで加硫することができる。従
来の加硫装置による加硫時間に比べ20％程度加硫時間を
短縮することができる。

【００３４】その後蓋を開け加硫モールドを外し半加硫
状態のタイヤを取り出す。そして上方から揺動してきた
タイヤ搬送装置15のフォーク16端部の環状部材17がこの
半加硫タイヤを外側から覆い、袋状部材18の膨張で半加
硫タイヤを把持し、上方へ揺動し加硫装置10より取り出
す。

【００３５】環状部材17が上方へ揺動する位置にちょう
どポストキュアインフレータ20における１つのチャック
25が位置し、同チャック25に環状部材17が把持した半加
硫タイヤをセットする。このようにしてタイヤ１がチャ
ック25に取り付けられ、袋状部材18の収縮ののち環状部
材17が一度退避した処で円盤軸受部23が回転しタイヤ１
は旋回する。

【００３６】タイヤ１は旋回すると同時にこれを支持す
る回転軸24の回転で自身も回転軸24と一体に回転する。
そしてタイヤ１にパイプ37，エア通路24ａを通じて約3.
5 kg／cm² の極低圧の内圧が加えられタイヤの骨材とな
る有機繊維のタイヤコードの収縮を防止しタイヤ形状を
安定させる。

【００３７】タイヤ１は、旋回によりまず加熱ゾーンに
入り、上方より保温箱45が下降してタイヤ１は保温箱45
に覆われ内蔵されたヒーターにより100 〜120 ℃前後に
７〜８分間加熱され、後加硫が進行する。加熱タイヤの
温度をモニターして所定の加硫度に達するまで加熱する
ことができる。

【００３８】保温箱45はタイヤ１の旋回とともに移動
し、適当な時間加熱し加硫が完了したところで保温箱45
は上昇してタイヤ１は外部に露出し、放冷ゾーンに入
る。タイヤ１は回転しながら旋回して適当な時間放冷さ
れ、強制冷却ゾーンに入り、上方より50が下降してタイ
ヤ１は冷却箱50に覆われファンにより強制的に冷却され
る。

【００３９】タイヤコードの収縮が収まり安定する温度
領域までタイヤ温度が下がれば、冷却箱50を上昇してチ
ャック25からタイヤ１を取り出す。

【００４０】以上は１つのタイヤに着目してその工程を
みたが、円盤軸受部23に４つあるチャック25には順次半
加硫タイヤが取り付けられ、加熱・冷却が各タイヤにつ
いて行われる。

【００４１】いまタイヤの内部温度に着目し従来の加硫
方法に対して本実施例の方法を比較した結果を図５に示
す。同図５は、従来の方法により加硫したタイヤの内部
温度を実線で示し、横軸を従来例の加硫金型内の時間を
100 とした時間指数で示し、縦軸は従来例におけるタイ
ヤ内部温度の最高温度を100 とした温度指数で示してい
る。

【００４２】すなわち従来の加硫方法によると、タイヤ
は加硫金型内部に100 時間指数入っていて100 温度指数
に達して加硫を完了させた後、金型から取り出し以後通
常のＰＣＩにて冷却を行い、温度指数は徐々に減少して
いる。

【００４３】これに対し本実施例の場合は、破線で示す
ように加硫金型内では約80時間指数まで加硫して半加硫
状態で取り出し、このときアレニウス式で目標加硫量の
約50〜60％加硫が行われている。

【００４４】そして半加硫状態のタイヤはＰＣＩに入
り、まず加熱ゾーンで約160 時間指数まで加熱して後加
硫を行い、この間温度指数は若干下がるものの殆ど横ば
い状態であり、次いで放冷ゾーンで約240 時間指数まで
放冷し、この間温度指数は徐々に下がり温度指数は約60
程となり、最後に強制冷却ゾーンに入り、温度指数をさ
らに下げる。この間に本実施例は約280 時間指数あたり
で従来例の温度指数を下回る。

【００４５】以上のように本実施例は最終的に従来例と
略同様の品質のタイヤを製造することになるが、半加硫
状態で加硫金型から取り出し、時間指数で約20程加硫金
型内の加硫時間を短縮することができ、加硫装置の稼働
効率を上げることができる。

【００４６】このように加硫装置10による加硫をアレニ
ウス式で目標加硫量の約50〜60％まで行い、後の加硫は
ＰＣＩにおける加熱ゾーンで行い、その後順次冷却ゾー
ンでタイヤの冷却が円滑に行われるので、全体の所要時
間も短縮されて生産性を高くすることができる。

【００４７】ここで冷却ゾーンでは、放冷のみの工程も
しくは強制冷却のみの工程としてもよい。また、放冷と
強制冷却の２段階で行うこともできる。

【００４８】加硫モールド内で半加硫する時間、その後
の加熱時間、冷却時間等をコントロールすることがで
き、タイヤが一貫した流れで加硫・ＰＣＩがなされるの
で加硫モールドの稼動率を上げ生産性が改善されるほか
製品の加硫の度合が一定し、安定した高い品質のタイヤ
を生産できる。強制冷却することがタイヤ温度のばらつ
きを防止してより安定した品質を維持するのに貢献して
いる。

【００４９】ただし放冷だけでも十分品質を維持できる
場合は必ずしも強制冷却する必要はない。なお強制冷却
する方法としてはタイヤ内面に所定量の冷却水を噴射す
る方法もある。

【００５０】次に別の実施例を図６に概略で示す。コン
ベア61に載せられて供給される生タイヤ60ａはローダー
62によって取り上げられて加硫釜63に搬入され、加硫釜
63でアレニウス式で目標加硫量の50％〜60％まで加硫を
行い、次いで釜を開らくと前記実施例と同様のタイヤ取
出装置64により釜から半加硫状態のタイヤ60ｂが取り出
されポストキュアインフレータ68に供給される。

【００５１】なお半加硫タイヤ60ｂは加硫釜63の隣りに
あるタイヤ載置台66にローダ65によって移されタイヤ装
置台66から取出装置67によって隣り合う別のポストキュ
アインフレータ69に供給される場合もある。

【００５２】ポストキュアインフレータ68，69は上下に
配置されたスプロケットに過渡されたチェーン70に４箇
所回転軸71が突設されて回転軸71の端部に２枚のリムか
らなるチャック72が設けられている。このチャック72に
装着されたタイヤは内部に圧力が加えられ、回転軸71と
一体に自身が回転するとともに、チェーン70の回動によ
りチェーン70とともに回動する。

【００５３】取出装置64により半加硫タイヤ１ｂがチャ
ック72に装着されると、まず上方へ移動して加熱ゾーン
に入る。加熱ゾーンではタイヤに保温箱73が被せられて
加熱がなされ後加硫がすむと保温箱73が外されて放冷ゾ
ーンで放冷されている間にチャーンの回動により後方に
回動し、強制冷却ゾーンに入る。

【００５４】強制冷却ゾーンでは冷却箱が被せられ冷却
ファンの駆動で強制冷却がなされ、冷却箱が外されると
後方の移載装置75がＰＣＩを終了したタイヤ60ｃをチャ
ック72から取り外しコンベア76に移す。

【００５５】各工程における時間は前記実施例と同様
で、全体の所要時間は短かく生産性が高い。また製品の
品質が高く安定している。

【００５６】ポストキュアインフレータは複数のゾーン
を備えており、これらの複数ゾーンにおいて、加硫装置
から搬送されてくる半加硫タイヤをチャック手段に取り
付け、加熱し、冷却し、そしてタイヤを取り外す作業が
行なわれる。これら複数のゾーンは、半加硫タイヤをチ
ャック手段に取り付ける第１のゾーンと、該タイヤを加
熱する第２のゾーンと、タイヤを冷却する第３のゾーン
と、タイヤを冷却及び／又は取り外す第４のゾーンから
なる４つのゾーンで構成することができる。

【００５７】なお、上記第４のゾーンをタイヤを取り外
す専用ゾーンとすることもできる。上記第３の冷却ゾー
ンでタイヤを強制冷却し、全体のタイミングを調和する
ことができる。

【００５８】さらに、これら複数のゾーンは、半加硫タ
イヤをチャック手段に取り付ける第１のゾーンと、該タ
イヤを加熱する第２のゾーンと、タイヤを放冷する第３
のゾーンと、タイヤを強制冷却する第４のゾーンと、タ
イヤを取り外す第５のゾーンとからなる５つのゾーンで
構成することもできる。

【００５９】以上は発明の実施例であり、いくつかの本
発明はその他の変形を含む。例えば、加硫装置から搬送
されてくる半加硫タイヤをチャック手段に取り付けるゾ
ーンで該タイヤを加熱したり、また加熱ゾーンでタイヤ
を加熱後同ゾーンで冷却するようにしてもよい。このよ
うに本発明は種々のその他の態様を可能にするものであ
る。

【００６０】

【発明の効果】本発明は、アレニウス式で目標加硫量の
約50〜60％の加硫を加硫装置で行い、次いでポストキュ
アインフレータで加熱により後加硫を行うので、加硫装
置の稼動率を上げることができ全体の工程所要時間が短
く、生産性の向上を図ることができるとともに、製品の
品質を高くかつ安定に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例の加硫装置およびポスト
キュアインフレータを示した概略見取図である。

【図２】加硫装置のモールド断面図である。

【図３】タイヤ取出装置の要部断面図である。

【図４】ポストキュアインフレータの要部断面図であ
る。

【図５】タイヤ内部温度の変化を示す図である。

【図６】別実施例の加硫・ＰＣＩ工程の概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１…タイヤ、10…加硫装置、11…下型モールド、12…上
型モールド、13…トレッドセグメント、14…ブラダー、
15…タイヤ搬送装置、16…フォーク、17…環状部材、18
…袋状部材、20…ポストキュアインフレータ、21…基
台、22…支柱、23…円盤軸受部、24…回転軸、25…チャ
ック、26…軸受、27…ギア、28…有底円筒部材、29…円
筒部材、30…軸受、31…ギア、32…モータ、33…ギア、
34…スラスト軸受、35…空洞、36…エア通路、37…パイ
プ、38…エアバルブ、39…連結管、40パッキン、41円筒
カバー、45…保温箱、46…ロッド、50…冷却箱、51…ロ
ッド、61…コンベア、62…ローダー、63…加硫釜、64…
タイヤ取出装置、65…ローダ、66…タイヤ装置台、67…
取出装置、68，69…ポストキュアインフレータ、70…チ
ェーン、71…回転軸、72…チャック、73…保温箱、74…
冷却箱、75…移載装置、76…コンベア。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 30:00 4Ｆ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タイヤ加硫モールドを有する加硫装置内
   でアレニウス式に基づいて目標加硫量の約50〜60％まで
   タイヤを加硫する工程と、 前記加硫装置から半加硫タイヤを取り出す工程と、 該半加硫タイヤを保持し搬送する工程と、 該半加硫タイヤをビード部においてチャック手段に保持
   し該半加硫タイヤの内部に流体を充填しタイヤを低内圧
   状態に保つ工程と、 該半加硫タイヤを加熱する工程と、 該タイヤの搬送過程で加熱後該タイヤを冷却する工程と
   からなることを特徴とする空気入りタイヤの加硫方法。
2. 【請求項２】 前記タイヤを冷却する工程は、放冷工程
   と強制冷却工程とからなることを特徴とする請求項１記
   載の空気入りタイヤの加硫方法。
3. 【請求項３】 半加硫状態のタイヤをタイヤビード部で
   保持するチャック手段と、 前記チャック手段が保持した該タイヤの内部に流体を充
   填し低内圧状態に保つ流体充填手段と、 前記チャック手段が保持した該タイヤを処理するために
   設けた複数のゾーンに順次搬送する搬送手段と、 前記ゾーンの１つで半加硫タイヤを加熱する加熱手段
   と、 前記ゾーンの１つで加熱されたタイヤを冷却する冷却手
   段とを備えたことを特徴とするポストキュアインフレー
   タ。
4. 【請求項４】 前記冷却手段は、放冷手段と強制冷却手
   段とからなることを特徴とする請求項３記載のポストキ
   ュアインフレータ。