特許 7488453 空気入りタイヤの製造方法及び製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-14

(45)【発行日】2024-05-22

(54)【発明の名称】空気入りタイヤの製造方法及び製造装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 33/04 20060101AFI20240515BHJP

   B29C 35/16 20060101ALI20240515BHJP

   B29L 30/00 20060101ALN20240515BHJP

【ＦＩ】

B29C33/04

B29C35/16

B29L30:00

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020074673

(22)【出願日】2020-04-20

(65)【公開番号】P2021171926

(43)【公開日】2021-11-01

【審査請求日】2023-03-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000006714

【氏名又は名称】横浜ゴム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100129252

【弁理士】

【氏名又は名称】昼間 孝良

(74)【代理人】

【識別番号】100155033

【弁理士】

【氏名又は名称】境澤 正夫

(72)【発明者】

【氏名】尾崎 綾子

【審査官】▲高▼橋 理絵

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１８１７７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２０５５７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３０７４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０３１７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－００１２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０９４６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１８８８２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ３３／００－３３／７６

Ｂ２９Ｃ ３５／００－３５／１８

Ｂ２９Ｌ ３０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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に充填された空気の循環を複数回行う一方で、前記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、前記ポストキュアインフレーションにおける任意の時間Ｈ１に到達した際の内表面温度が任意の閾値Ｔ１よりも高い場合、その時点から前記空気の循環の回数を増加させ、その頻度を高めることを特徴とし、
前記空気の循環とは、空気入りタイヤ内の空気を排出する一方で外気の取り入れを行うことで空気入りタイヤの内外で空気を循環させることであることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。

【請求項2】

前記空気の循環を５秒～６０秒に１回の頻度で行う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。

【請求項3】

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空気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空気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、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に充填された空気の循環を複数回行う循環制御装置とを備え、前記循環制御装置が、前記温度センサにより測定される内表面温度に基づいて、前記ポストキュアインフレーションにおける任意の時間Ｈ１に到達した際の内表面温度が任意の閾値Ｔ１よりも高い場合、その時点から前記空気の循環の回数を増加させ、その頻度を高めることを特徴とし、
前記空気の循環とは、空気入りタイヤ内の空気を排出する一方で外気の取り入れを行うことで空気入りタイヤの内外で空気を循環させることであることを特徴とする空気入りタイヤの製造装置。

【請求項4】

前記循環制御装置が前記空気の循環を５秒～６０秒に１回の頻度で行うことを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤの製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

従来、ポストキュアインフレーションは大気中で行われている。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。そして、ポストキュアインフレーションにおいてタイヤ周方向又はタイヤ幅方向の異なる部位に温度差が生じた状態になると、カーカスコードの熱収縮による寸法変動が部位毎に相違し、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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００７－１９０８０８号公報

【文献】特開２００８－２７３０９５号公報

【文献】特開２０１７－９４６１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

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。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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に充填された空気の循環を複数回行う一方で、前記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、前記ポストキュアインフレーションにおける任意の時間Ｈ１に到達した際の内表面温度が任意の閾値Ｔ１よりも高い場合、その時点から前記空気の循環の回数を増加させ、その頻度を高めることを特徴とし、
前記空気の循環とは、空気入りタイヤ内の空気を排出する一方で外気の取り入れを行うことで空気入りタイヤの内外で空気を循環させることであることを特徴とするものである。

【0007】

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空気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空気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、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に充填された空気の循環を複数回行う循環制御装置とを備え、前記循環制御装置が、前記温度センサにより測定される内表面温度に基づいて、前記ポストキュアインフレーションにおける任意の時間Ｈ１に到達した際の内表面温度が任意の閾値Ｔ１よりも高い場合、その時点から前記空気の循環の回数を増加させ、その頻度を高めることを特徴とし、
前記空気の循環とは、空気入りタイヤ内の空気を排出する一方で外気の取り入れを行うことで空気入りタイヤの内外で空気を循環させることであることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0008】

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に充填された空気を少なくとも１回循環させることにより、ポストキュアインフレーションにおいてタイヤ周方向又はタイヤ幅方向の異なる部位に温度差が生じた状態になることを防止し、カーカスコードの熱収縮による寸法変動をタイヤ全体にわたって均一化することが可能になるので、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。

【0009】

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、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に充填された空気を少なくとも１回循環させる循環制御装置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。

【0010】

本発明の空気入りタイヤの製造方法において、ポストキュアインフレーション中に空気入りタイヤに充填された空気を複数回循環させることが好ましい。これにより、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、循環制御装置がポストキュアインフレーション中に空気入りタイヤに充填された空気を複数回循環させることが好ましい。

【0011】

また、本発明の空気入りタイヤの製造方法において、空気の循環を５秒～６０秒に１回の頻度で行うことが好ましい。これにより、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、循環制御装置が空気の循環を５秒～６０秒に１回の頻度で行うことが好ましい。

【0012】

更に、本発明の空気入りタイヤの製造方法において、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、その内表面温度に基づいて空気の循環の回数及び頻度を調整することが好ましい。これにより、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、空気入りタイヤの内表面温度を測定する温度センサを備え、循環制御装置が温度センサにより測定される内表面温度に基づいて空気の循環の回数及び頻度を調整することが好ましい。

【0013】

本発明において、空気の循環とは、空気入りタイヤに充填された空気に意図的に流れを生じさせることを意味し、外気の取り入れにより空気入りタイヤ内の空気に循環を生じさせる場合を包含する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】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。

【図2】図１の空気入りタイヤの製造装置の制御系を示す図である。

【図3】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圧との関係を示すグラフである。

【図4】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。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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し、図２はその制御系を示すものである。

【0016】

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、空気を使用が使用される。

【0017】

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。

【0018】

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複数の温度センサ２１が配設され、これら温度センサ２１により測定される内表面温度が循環制御装置２２（図２参照）に入力されるようになっている。温度センサ２１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２１は、空気入りタイヤＴの両ショルダー部に対応する２つの位置においてタイヤ周方向の複数個所（例えば、１８０°対向位置）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。

【0019】

図２に示すように、供給路５はバルブ２３を介して圧縮空気供給装置２４に接続され、排出路６はバルブ２５を介して外部に連通するように構成されている。そして、循環制御装置２２は供給路５のバルブ２３及び排出路６のバルブ２５を制御するように構成されている。

【0020】

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。

【0021】

ポストキュアインフレーション工程においては、循環制御装置２２が供給路５のバルブ２３及び排出路６のバルブ２５を開閉することにより、空気入りタイヤＴに充填された空気を少なくとも１回循環させる。より具体的には、供給路５のバルブ２３を解放した状態で、排出路６のバルブ２５を瞬間的に開いて閉じることにより、空気入りタイヤＴの内圧が瞬間的に低下した後に元の内圧に戻り、その結果として、外気の取り入れが行われて空気入りタイヤＴ内の空気が循環する。このような操作を繰り返すことにより、図３に示すように、ポストキュアインフレーション中に空気入りタイヤＴに充填された空気を少なくとも１回、好ましくは複数回にわたって循環させる。このような空気の循環は空気入りタイヤＴの内表面温度に拘わらず決められたスケジュールで行うことが可能である。

【0022】

ポストキュアインフレーションを終了させる場合、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。

【0023】

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に充填された空気を少なくとも１回循環させることにより、ポストキュアインフレーションにおいてタイヤ周方向又はタイヤ幅方向の異なる部位に温度差が生じた状態になることを防止し、カーカスコードの熱収縮による寸法変動をタイヤ全体にわたって均一化することが可能になるので、空気入りタイヤＴ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。

【0024】

ポストキュアインフレーション中に空気入りタイヤＴに充填された空気を複数回循環させるにあたって、空気の循環は５秒～６０秒に１回の頻度で行うと良い。これにより、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。空気の循環の頻度が６０秒に１回よりも少ない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ことになるが、逆に５秒に１回よりも多くてもそれ以上の効果は期待できず無駄である。

【0025】

本発明の空気入りタイヤの製造装置において、図１及び図２に示すように、空気入りタイヤＴの内表面温度を測定する温度センサ２１を設け、循環制御装置２２が温度センサ２１により測定される内表面温度に基づいて空気の循環の回数及び頻度を調整することが望ましい。この場合、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。以下において、具体例を説明する。

【0026】

図４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４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Ａは良好な寸法安定性及びユニフォミティが得られた理想的なポストキュアインフレーションであるが、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。このような場合、ポストキュアインフレーション工程における任意の時間Ｈ１に到達した際の内表面温度が任意の閾値Ｔ１よりも高い場合、その時点から空気の循環の回数を増加させ、その頻度を高めるようにする。これにより、試験例Ｂの温度低下の割合が途中から増大し（破線部）、ポストキュアインフレーションの終了時におけるタイヤ温度が低下するので、カーカスコードの熱収縮による寸法変動を抑制し、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。なお、時間Ｈ１及び閾値Ｔ１は理想的な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（例えば、試験例Ａ）に関す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に基づいて適宜選択することができる。

【0027】

他の手法として、ポストキュアインフレーションにおいて複数の温度センサ２１によりタイヤ周方向又はタイヤ幅方向の異なる部位の温度を測定し、それら部位に温度差が生じ、その温度差が任意の閾値を超えた場合に、その時点から空気の循環の回数を増加させ、その頻度を高めるようにしても良い。この場合、カーカスコードの熱収縮による局所的な寸法変動を抑制し、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。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した場合、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。

【0028】

上述した実施形態では、循環制御装置２２が供給路５のバルブ２３及び排出路６のバルブ２５を開閉することにより、空気入りタイヤＴ内の空気を循環させるようにした構造について説明したが、本発明では、循環制御装置の構造は特に限定されるものではない。例えば、空気入りタイヤＴの内側に空気を循環させるための撹拌羽根を設置することも可能である。

【実施例】

【0029】

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の条件だけを異ならせた従来例及び実施例１～３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。なお、本明細書において、実施例１，３は参考例である。

【0030】

従来例では、１５分間のポストキュアインフレーションにおいて、空気入りタイヤに充填された空気の循環を行わなかった。実施例１では、１５分間のポストキュアインフレーションにおいて、空気入りタイヤに充填された空気の循環を３０秒に１回（１秒）の頻度で１０回行い、ポストキュアインフレーションの開始から５分後（Ｈ１）のタイヤ内表面温度が１１０℃（Ｔ１）以下にとなっていたため、それ以降も同条件で空気の循環を２０回行い、合計３０回の循環を行った。実施例２では、１５分間のポストキュアインフレーションにおいて、空気入りタイヤに充填された空気の循環を３０秒に１回（１秒）の頻度で１０回行い、ポストキュアインフレーションの開始から５分後（Ｈ１）のタイヤ内表面温度が１１０℃（Ｔ１）を超えていたため、それ以降は空気の循環を１０秒に１回（１秒）の頻度で６０回行い、合計７０回の循環を行った。実施例３では、１５分間のポストキュアインフレーションにおいて、空気入りタイヤに充填された空気の循環を１回（５秒）だけ行った。

【0031】

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。

【0032】

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１～３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。

【0033】

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１～３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。

【0034】

【表1】

【0035】

表１から判るように、実施例１～３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。

【符号の説明】

【0036】

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
２１ 温度センサ
２２ 循環制御装置
２３，２５ バルブ
２４ 圧縮空気供給装置
Ｍ 加圧媒体
Ｔ 空気入りタイヤ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】