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技術 タイヤ製造方法

出願人 住友ゴム工業株式会社
発明者 加藤和久羽生弘光
出願日 2016年5月30日 (5年0ヶ月経過) 出願番号 2016-107654
公開日 2017年12月7日 (3年6ヶ月経過) 公開番号 2017-213719
状態 特許登録済
技術分野 プラスチック等の成形用の型 プラスチック等の加熱、冷却、硬化一般
主要キーワード 基準加 外側加熱 加圧段階 非接触式温度センサ 内側加熱 加圧配管 加熱媒体供給源 加熱配管
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年12月7日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

解決手段

生タイヤ1が基準温度T0であるときに加硫に必要な基準の加硫工程時間t0を予め設定しておく。加硫工程S1に先駆け、生タイヤ1の投入時の温度Tを測定する温度測定工程S2、及び測定された温度Tと基準温度T0との温度差ΔTに基づいて、基準の加硫工程時間t0に対する補正値Δtを求め、この補正値Δtに基づいて加硫工程時間tを調整する調整工程S3を具える。

概要

背景

下記の特許文献1に示すように、生タイヤ加硫工程では、一般に、加硫金型による外側加熱と、スチーム等の加熱媒体による内側加熱と、不活性ガス(例えば窒素ガス)等の加圧媒体によるタイヤ加圧とが行われる。

前記外側加熱では、高温度の加硫金型により、加硫工程の開始から終了までの間、生タイヤが外側から加熱される。又前記内側加熱では、生タイヤの内腔内に加熱媒体が充填されることにより、加硫工程の開始とともに生タイヤが内側から加熱される。又前記タイヤ加圧では、内側加熱の後、生タイヤの内腔内に加圧媒体が充填されることにより、加硫工程の終了までの間、生タイヤが加硫金型のキャビティ面押し付けられる。

上記加硫工程では、一般に、加硫設備ボイラ設備配管設備など)の観点から、加硫金型の設定温度、及び加熱媒体の設定温度は、それぞれタイヤサイズに関係なく、一定に設定されている。そして、各タイヤサイズのタイヤは、タイヤサイズ毎に設定される加硫工程時間により、それぞれ最適な加硫量にて加硫成形される。

他方、タイヤを製造する場合、上記加硫行程に最も多くの時間が必要となる。そのため、生タイヤ成形工程において形成される生タイヤは、加硫の順番が来るまでの間、待機する必要がある。しかし、待機時間は一定ではなく、又待機場所の温度も、時間や季節などによっても変動する。その結果、加硫金型に投入するときの生タイヤの温度もタイヤ毎に変化してしまい、これが原因して、加硫量にバラツキが生じ、タイヤの加硫品質を不均一化させるという問題が生じる。

概要

生タイヤの温度変動に伴う加硫量のバラツキをタイヤ毎に抑える。 生タイヤ1が基準温度T0であるときに加硫に必要な基準の加硫工程時間t0を予め設定しておく。加硫工程S1に先駆け、生タイヤ1の投入時の温度Tを測定する温度測定工程S2、及び測定された温度Tと基準温度T0との温度差ΔTに基づいて、基準の加硫工程時間t0に対する補正値Δtを求め、この補正値Δtに基づいて加硫工程時間tを調整する調整工程S3を具える。

目的

本発明は、生タイヤの投入時の温度に応じて加硫工程時間を調整することを基本として、生タイヤの温度変動に伴う加硫量のバラツキをタイヤ毎に抑えることができ、タイヤの加硫品質を均一化させうるタイヤ製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

加硫金型内で生タイヤ加硫成形する加硫工程を含むタイヤ製造方法であって、生タイヤの温度が基準温度T0であるときに加硫に必要な基準の加硫工程時間t0を予め設定しておくとともに、加硫工程に先駆け、加硫成形するための生タイヤが前記加硫金型に投入されるときの温度Tを測定する温度測定工程、及び前記測定された温度Tと前記基準温度T0との温度差ΔTに基づいて、前記基準の加硫工程時間t0に対する補正値Δtを求め、この補正値Δtに基づいて加硫工程時間tを調整する調整工程を具えることを特徴とするタイヤ製造方法。

請求項2

前記加硫工程は、前記加硫金型により生タイヤを外側から加熱する外側加熱中に、生タイヤの内腔内に加熱媒体充填して生タイヤを内側から加熱する内側加熱段階と、その後、加圧媒体を充填して生タイヤを前記外側加熱中に加圧する加圧段階とを含むとともに、前記加硫工程時間tは、前記加圧段階の時間により調整されることを特徴とする請求項1記載のタイヤ製造方法。

請求項3

前記温度測定工程では、生タイヤの温度が、トレッド面上かつタイヤ周方向複数箇所で測定されるとともに、そのうちの最低温度が、前記温度Tとして採用される。

請求項4

前記補正値Δtは、前記基準の加硫工程時間t0の10%以下であることを特徴とする請求項1又は2記載のタイヤ製造方法。

技術分野

0001

本発明は、加硫量バラツキを抑えてタイヤ加硫品質を均一化させうるタイヤ製造方法に関する。

背景技術

0002

下記の特許文献1に示すように、生タイヤ加硫工程では、一般に、加硫金型による外側加熱と、スチーム等の加熱媒体による内側加熱と、不活性ガス(例えば窒素ガス)等の加圧媒体によるタイヤ加圧とが行われる。

0003

前記外側加熱では、高温度の加硫金型により、加硫工程の開始から終了までの間、生タイヤが外側から加熱される。又前記内側加熱では、生タイヤの内腔内に加熱媒体が充填されることにより、加硫工程の開始とともに生タイヤが内側から加熱される。又前記タイヤ加圧では、内側加熱の後、生タイヤの内腔内に加圧媒体が充填されることにより、加硫工程の終了までの間、生タイヤが加硫金型のキャビティ面押し付けられる。

0004

上記加硫工程では、一般に、加硫設備ボイラ設備配管設備など)の観点から、加硫金型の設定温度、及び加熱媒体の設定温度は、それぞれタイヤサイズに関係なく、一定に設定されている。そして、各タイヤサイズのタイヤは、タイヤサイズ毎に設定される加硫工程時間により、それぞれ最適な加硫量にて加硫成形される。

0005

他方、タイヤを製造する場合、上記加硫行程に最も多くの時間が必要となる。そのため、生タイヤ成形工程において形成される生タイヤは、加硫の順番が来るまでの間、待機する必要がある。しかし、待機時間は一定ではなく、又待機場所の温度も、時間や季節などによっても変動する。その結果、加硫金型に投入するときの生タイヤの温度もタイヤ毎に変化してしまい、これが原因して、加硫量にバラツキが生じ、タイヤの加硫品質を不均一化させるという問題が生じる。

先行技術

0006

特開平09−300356号公報

発明が解決しようとする課題

0007

そこで本発明は、生タイヤの投入時の温度に応じて加硫工程時間を調整することを基本として、生タイヤの温度変動に伴う加硫量のバラツキをタイヤ毎に抑えることができ、タイヤの加硫品質を均一化させうるタイヤ製造方法を提供することを課題としている。

課題を解決するための手段

0008

本発明は、加硫金型内で生タイヤを加硫成形する加硫工程を含むタイヤ製造方法であって、
生タイヤの温度が基準温度T0であるときに加硫に必要な基準の加硫工程時間t0を予め設定しておくとともに、
加硫工程に先駆け、加硫成形するための生タイヤが前記加硫金型に投入されるときの温度Tを測定する温度測定工程、
及び前記測定された温度Tと前記基準温度T0との温度差ΔTに基づいて、前記基準の加硫工程時間t0に対する補正値Δtを求め、この補正値Δtに基づいて加硫工程時間tを調整する調整工程を具えることを特徴としている。

0009

本発明に係るタイヤ製造方法では、前記加硫工程は、前記加硫金型により生タイヤを外側から加熱する外側加熱中に、生タイヤの内腔内に加熱媒体を充填して生タイヤを内側から加熱する内側加熱段階と、その後、加圧媒体を充填して生タイヤを前記外側加熱中に加圧する加圧段階とを含むとともに、
前記加硫工程時間tは、前記加圧段階の時間により調整されることが好ましい。

0010

本発明に係るタイヤ製造方法では、前記温度測定工程では、生タイヤの温度が、トレッド面上かつタイヤ周方向複数箇所で測定されるとともに、そのうちの最低温度が、前記温度Tとして採用されることが好ましい。

0011

本発明に係るタイヤ製造方法では、前記補正値Δtは、前記基準の加硫工程時間t0の10%以下であることが好ましい。

発明の効果

0012

本発明は叙上の如く、生タイヤの投入時の温度を測定し、予め設定した基準温度T0との温度差ΔTに基づいて、加硫工程時間tを調整している。

0013

従って、生タイヤの温度がタイヤ毎に異なる場合にも、加硫量のバラツキを抑えることができ、タイヤの加硫品質を均一化させうる。しかも、前記温度差ΔTに基づいて、基準の加硫工程時間t0に対する補正値Δtを求めるため、加硫工程時間tの調整を、複雑な数値計算を要することなく容易に行うことができ、調整作業を簡便に行うことができる。

図面の簡単な説明

0014

本発明のタイヤ製造方法の加硫工程に用いる加硫金型を示す概念図である。
加硫工程におけるタイヤの温度・時間曲線グラフである。

0015

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図1に示すように、本発明のタイヤ製造方法は、生タイヤ1を加硫金型20内で加硫成形する加硫工程S1を含む。

0016

前記加硫工程S1は、加硫金型20による外側加熱、及びこの外側加熱中に順次行われる加熱媒体による内側加熱段階と加圧媒体による加圧段階とを具える。

0017

前記外側加熱では、高温度の加硫金型20により、加硫工程S1の開始から終了までの間、生タイヤ1が外側から加熱される。又前記内側加熱段階では、生タイヤ1の内腔1H内に加熱媒体(例えばスチーム)が充填され、これにより、加硫工程S1の開始とともに生タイヤ1が内側から加熱される。又前記加圧段階では、内側加熱段階の後、前記内腔1H内に加圧媒体(例えば窒素ガスなどの不活性ガス)が充填され、これにより加硫工程S1の終了までの間、生タイヤ1が加硫金型20のキャビティ面20Sに押し付けられる。

0018

加硫金型20は、図1に概念的に示すように、生タイヤ1の一方のサイドウォール外面成形する上のサイドモールド20Uと、他方のサイドウォール外面を成形する下のサイドモールド20Lと、トレッド外面を成形するトレッドモールド20Aとからなる金型本体を具える。この金型本体は、各モールド20U、20L、20Aの割り面が当接することにより、製品タイヤ輪郭形状をなすキャビティ面20Sを形成する。各モールド20U、20L、20Aには、例えば電気ヒータ蒸気ジャケット等の熱源22が隣設される。本例では、熱源22が蒸気ジャケット22Jであり、ボイラーから各蒸気ジャケット22Jに供給されるスチームの温度を一定に制御することにより、金型本体は、例えば180℃の一定温度で管理される。

0019

即ち、前記外側加熱では、加硫金型20により、加硫工程S1の開始から終了までの間、生タイヤ1は、例えば180℃の一定温度で外側から連続して加熱される。

0020

加硫金型20の中央には、タイヤ軸と同芯な中心機構23が配される。この中心機構23には、加熱媒体を前記内腔1H内に供給、排出するための供給口24a、排出口24bが配される。本例では、加熱媒体とタイヤとの直接触を防ぐために、ゴム製袋状のブラダー25が装着される。前記供給口24aには、加熱媒体供給源(例えばボイラ)26からのびる加熱配管27Aと、加圧媒体供給源28からのびる加圧配管27Bとが接続される。前記加熱配管27Aは、加熱媒体を内腔1H内に供給して前記内側加熱を行う。加圧配管27Bは、内側加熱後に、加圧媒体を引き続いて内腔1H内に供給して前記加圧を行う。図1中の、符号30A、30Bは、前記排出口24bに接続される排気管であり、一方の排気管30Aには、加硫後のタイヤを加硫金型20から取出す際に負圧してブラダー25を折畳むバキューム31が接続されている。また符号32は、開閉弁である。

0021

又タイヤ製造方法は、生タイヤ1の温度測定工程S2(図示しない)と、加硫工程時間の調整工程S3(図示しない)とをさらに具える。

0022

前記温度測定工程S2は、加硫工程S1に先駆け、生タイヤ1が加硫金型20に投入されるときの温度Tを測定する。

0023

投入前の生タイヤ1は、加硫金型20の付近で待機するが、作業者通行する側のタイヤ温度は、加硫金型20に面する側のタイヤ温度よりも、外気や風の影響などにより、最大で例えば3℃程度低い傾向にある。そのため、温度測定工程S2では、生タイヤ1の温度を、トレッド面上かつタイヤ周方向の複数箇所で測定し、そのうちの最低温度を、調整工程S3に用いる温度Tとして採用するのが好ましい。

0024

なお温度測定は、生タイヤ1を受け台(図示しない)から加硫金型20に移載するためにローダ(図示しない)で持ち上げた状態の生タイヤ1に対して行ってもよく、又受け台上に保持された待機状態の生タイヤに対して行ってもよい。そして、ローダ上、或いは受け台上で生タイヤ1を回転させることで、タイヤ周方向の複数箇所で温度測定しうる。温度測定には、例えば赤外線温度センサなどの非接触式温度センサが好適に採用しうる。

0025

又タイヤ製造方法では、加硫工程時間tを、生タイヤ1毎に調整するために、予め、タイヤサイズ等に応じて基準の加硫工程時間t0を設定しておくことが必要である。図2に、加硫工程S1によって生タイヤを加硫するときの、温度・時間曲線Kの一例が示されており、前記基準の加硫工程時間t0は、投入時の温度が基準温度T0である生タイヤを、加硫するのに必要な最適な加硫工程時間として定義される。

0026

この基準の加硫工程時間t0は、前記温度・時間曲線Kに応じて、事前テストシミュレーション解析などによって求めることができる。又温度・時間曲線Kは、加硫工程S1中の金型本体の温度、内腔1H内に充填される加熱媒体の温度、内側加熱段階の時間ta、及び加圧媒体の温度などに応じて、タイヤサイズ毎に定まる。

0027

そして、投入時の生タイヤ1の温度が基準温度T0より低い場合、最終温度T1に達するまでの到達時間が遅れるため、熱量が不足加硫不足傾向となる。逆に、投入時の生タイヤ1の温度が基準温度T0より高い場合、最終温度T1に達するまでの到達時間が早まるため、熱量が過剰となり過加硫傾向となる。

0028

従って、この熱量の不足、及び熱量の過剰を抑えるために、加硫工程時間の調整工程S3が行われる。

0029

この調整工程S3では、
(1)前記温度測定工程S2において測定された生タイヤ1の温度Tと、前記基準温度T0との温度差ΔTに基づいて、基準の加硫工程時間t0に対する補正値Δtを求め、
(2)この補正値Δtに基づいて加硫工程時間tを調整する。

0030

本例では、基準温度T0として、例えば21〜25℃の温度範囲を設定している。そして、
(ア) 基準温度T0(21〜25℃の範囲)からの+側の温度差ΔTが1〜5℃の範囲の場合、即ち生タイヤ1の温度Tが26〜30℃の範囲の場合、基準の加硫工程時間t0に対する補正値Δtを−5秒、
(イ) 基準温度T0(21〜25℃の範囲)からの+側の温度差ΔTが6〜10℃の範囲の場合、即ち生タイヤ1の温度Tが31〜35℃の範囲の場合、基準の加硫工程時間t0に対する補正値Δtを−10秒、
(ウ) 基準温度T0(21〜25℃の範囲)からの+側の温度差ΔTが11℃以上の場合、即ち生タイヤ1の温度Tが36℃以上の場合、基準の加硫工程時間t0に対する補正値Δtを−15秒、
(エ) 基準温度T0(21〜25℃の範囲)からの−側の温度差ΔTが1〜5℃の範囲の場合、即ち生タイヤ1の温度Tが16〜20℃の範囲の場合、基準の加硫工程時間t0に対する補正値Δtを+5秒、
(オ) 基準温度T0(21〜25℃の範囲)からの−側の温度差ΔTが6℃以上の場合、即ち生タイヤ1の温度Tが15℃以下の場合、基準の加硫工程時間t0に対する補正値Δtを+10秒に設定している。温度T及び温度差ΔTは、小数点以下を四捨五入

0031

即ち、本例では、
T≦15℃ のとき補正値Δt=+10秒
16℃≦T≦20℃ のとき 補正値Δt=+5秒
21℃≦T≦25℃ のとき 補正値Δt=0
26℃≦T≦30℃ のとき 補正値Δt=−5秒
31℃≦T≦35℃ のとき 補正値Δt=−10秒
T≧36℃ のとき 補正値Δt=−15秒
としている。

0032

そして、基準の加硫工程時間t0に前記補正値Δtを加えることで、加硫工程時間tを調整している。この加硫工程時間tの調整は、前記加圧段階の時間tbによって行うのが、好ましい。それの理由は、任意のサイズのタイヤの加硫時間は、一般に、内側加熱段階の時間taが固定で、加圧段階の時間tbにて調整されているからである。又前記補正値Δtは、基準の加硫工程時間t0の10%以下であるのが、生タイヤの保管に問題があることから、直ちに加硫が行えないという不利がある。

0033

なお基準の加硫工程時間t0、補正値Δtは、タイヤサイズ等に応じて適宜設定することができる。

0034

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

0035

本発明のタイヤ製造方法に準じ、表1の仕様に基づいて乗用車用タイヤ(タイヤサイズ195/65R15)の生タイヤを加硫成形し、実際の加硫量と、設定加硫量との比を比較した。なお設定加硫量とは、上記タイヤサイズのタイヤにとって最適の加硫量であって、タイヤ材料、設計ゲージ、事前の加硫テスト、シミュレーション解析などによって設定された基準加硫量の118%(安全率18%)の値である。表1では、標準例を100とする指数で示している。

0036

調整工程以外は実質的に同仕様であり、共通仕様は以下の通りである。
金型本体の設定温度:183℃
加熱媒体(スチーム)の設定温度:200℃
加圧媒体(窒素ガス)の設定温度:25℃
基準温度T0:25℃
基準の加硫工程時間t0:600秒

0037

実施例

0038

表1に示すように、実施例では、生タイヤの投入時の温度が15〜35℃にばらついた場合にも、設定加硫量と実質的に同じ加硫量で加硫しうるのが確認できる。

0039

1生タイヤ
1H内腔
20加硫金型
S1加硫工程
S2温度測定工程
S3 調整工程

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