(57)【要約】【課題】  空気入りタイヤに埋設された補強線材とゴムとの接着性を改善することを可能にしたタイヤ加硫方法及びタイヤ加硫装置を提供する。【解決手段】  モールド１０内に未加硫の空気入りタイヤＴを投入し、該空気入りタイヤＴをモールド１０内で加硫する方法において、その加硫中にタイヤ内面側から１０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの周波数帯域の音波を注入する。【選択図】  図１
2016083856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モールド内に未加硫の空気入りタイヤを投入し、該空気入りタイヤを前記モールド内で加硫する方法において、その加硫中にタイヤ内面側から１０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの周波数帯域の音波を注入することを特徴とするタイヤ加硫方法。
【請求項２】
空気入りタイヤの外表面を成形するモールドと、該空気入りタイヤの内側に挿入される筒状のブラダーと、該ブラダーの内側に加熱加圧媒体を供給する媒体供給手段と、前記モールドを加熱する加熱手段とを備え、前記ブラダーの内部空間に音波を供給する音波供給手段を設けたタイヤ加硫装置を用いたタイヤ加硫方法であって、
前記モールド内に未加硫の空気入りタイヤを投入し、該空気入りタイヤの内側に前記ブラダーを挿入し、該ブラダーの内側に加熱加圧媒体を導入すると共に前記モールドを加熱することで前記空気入りタイヤを加硫し、その加硫中に前記ブラダーの内部空間に１０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの周波数帯域の音波を供給することを特徴とするタイヤ加硫方法。
【請求項３】
前記タイヤ加硫装置において、前記音波供給手段が音響ドライバーから構成されることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ加硫方法。
【請求項４】
前記タイヤ加硫装置において、前記音波供給手段がベローズを含む容積可変体と該容積可変体を前記ベローズの軸方向に沿って周期的に収縮させる駆動装置とから構成されることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ加硫方法。
【請求項５】
前記タイヤ加硫装置は、前記ブラダーの内部空間に連通して前記加熱加圧媒体を前記ブラダーの外部で循環させる循環路と、該循環路の途中に配設された循環ポンプとを備え、前記音波供給手段が前記循環路に挿入された笛から構成されることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ加硫方法。
【請求項６】
空気入りタイヤの外表面を成形するモールドと、該空気入りタイヤの内側に挿入される筒状のブラダーと、該ブラダーの内側に加熱加圧媒体を供給する媒体供給手段と、前記モールドを加熱する加熱手段とを備えたタイヤ加硫装置において、前記ブラダーの内部空間に１０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの周波数帯域の音波を供給する音波供給手段を設けたことを特徴とするタイヤ加硫装置。
【請求項７】
前記音波供給手段が音響ドライバーから構成されることを特徴とする請求項６に記載のタイヤ加硫装置。
【請求項８】
前記音波供給手段がベローズを含む容積可変体と該容積可変体を前記ベローズの軸方向に沿って周期的に収縮させる駆動装置とから構成されることを特徴とする請求項６に記載のタイヤ加硫装置。
【請求項９】
前記ブラダーの内部空間に連通して前記加熱加圧媒体を前記ブラダーの外部で循環させる循環路と、該循環路の途中に配設された循環ポンプとを備え、前記音波供給手段が前記循環路に挿入された笛から構成されることを特徴とする請求項６に記載のタイヤ加硫装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤを加硫する方法及び装置に関し、更に詳しくは、空気入りタイヤに埋設された補強線材とゴムとの接着性を改善することを可能にしたタイヤ加硫方法及びタイヤ加硫装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤを加硫する場合、モールド内にセットされたグリーンタイヤの内側にブラダーを挿入し、そのブラダー内に加熱加圧媒体を導入すると共にモールドを外部から加熱することで加硫を行うことが一般的である。このような加硫工程を経ることにより、空気入りタイヤを構成するゴムが架橋すると共に、空気入りタイヤに埋設された補強線材とゴムとが互いに接着される。これら補強線材とゴムとの接着性が良好であると空気入りタイヤの耐久性や走行性能が改善される。そのため、両者の接着性を高めることが求められている。
【０００３】
ところで、空気入りタイヤの加硫工程において、モールド内表面に設置された振動部からグリーンタイヤに対して高周波（例えば、３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）の振動を与えることにより、タイヤに内包されるエアの排出を促し、タイヤ内部でのエア溜りを抑制することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。その他の技術として、空気入りタイヤの加硫工程の後半において、モールドの外部に設置された高周波発振装置からモールドに対して高周波（例えば、３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）の振動を与えることにより、離型性を改善することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
しかしながら、上述のような高周波振動を利用したタイヤ加硫方法は、タイヤ内部でのエア溜りを抑制したり、離形性を高めたりするものであって、空気入りタイヤに埋設された補強線材とゴムとの接着性を改善するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２５１４６９号公報
【特許文献２】特開２００５−２９７４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、空気入りタイヤに埋設された補強線材とゴムとの接着性を改善することを可能にしたタイヤ加硫方法及びタイヤ加硫装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明のタイヤ加硫方法は、モールド内に未加硫の空気入りタイヤを投入し、該空気入りタイヤを前記モールド内で加硫する方法において、その加硫中にタイヤ内面側から１０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの周波数帯域の音波を注入することを特徴とするものである。
【０００８】
また、上記目的を達成するための本発明のタイヤ加硫方法は、空気入りタイヤの外表面を成形するモールドと、該空気入りタイヤの内側に挿入される筒状のブラダーと、該ブラダーの内側に加熱加圧媒体を供給する媒体供給手段と、前記モールドを加熱する加熱手段とを備え、前記ブラダーの内部空間に音波を供給する音波供給手段を設けたタイヤ加硫装置を用いたタイヤ加硫方法であって、
前記モールド内に未加硫の空気入りタイヤを投入し、該空気入りタイヤの内側に前記ブラダーを挿入し、該ブラダーの内側に加熱加圧媒体を導入すると共に前記モールドを加熱することで前記空気入りタイヤを加硫し、その加硫中に前記ブラダーの内部空間に１０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの周波数帯域の音波を供給することを特徴とするものである。
【０００９】
更に、上記目的を達成するための本発明のタイヤ加硫装置は、空気入りタイヤの外表面を成形するモールドと、該空気入りタイヤの内側に挿入される筒状のブラダーと、該ブラダーの内側に加熱加圧媒体を供給する媒体供給手段と、前記モールドを加熱する加熱手段とを備えたタイヤ加硫装置において、前記ブラダーの内部空間に１０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの周波数帯域の音波を供給する音波供給手段を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明者は、加硫中のタイヤに与える音響振動について鋭意研究した結果、加硫中にタイヤ内面側から可聴域の音波を注入した場合、その音波が空気入りタイヤに埋設された補強線材とゴムとの界面に作用し、両者の接着性が良好になることを知見し、本発明に至ったのである。
【００１１】
即ち、本発明では、モールド内に未加硫の空気入りタイヤを投入し、該空気入りタイヤをモールド内で加硫するにあたって、その加硫中にタイヤ内面側から１０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの周波数帯域の音波を注入することにより、空気入りタイヤに埋設された補強線材とゴムとの接着性を改善することができる。
【００１２】
特に、空気入りタイヤの外表面を成形するモールドと、該空気入りタイヤの内側に挿入される筒状のブラダーと、該ブラダーの内側に加熱加圧媒体を供給する媒体供給手段と、モールドを加熱する加熱手段とを備え、ブラダーの内部空間に音波を供給する音波供給手段を設けたタイヤ加硫装置を用い、加硫中にブラダーの内部空間に１０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの周波数帯域の音波を供給することにより、空気入りタイヤに埋設された補強線材とゴムとの接着性を改善することができる。
【００１３】
本発明において、音波供給手段は音響ドライバーから構成されることが可能である。音響ドライバーによれば、可聴域の音波、殊に高音側を効率良く容易に供給することができる。
【００１４】
また、音波供給手段はベローズを含む容積可変体と該容積可変体をベローズの軸方向に沿って周期的に収縮させる駆動装置とから構成されることが好ましい。このように容積可変体と駆動装置とから構成される音波供給手段であれば、ブラダー内の圧力に抗しながら可聴域の音波、殊に低音側を効率良く容易に供給することができる。
【００１５】
更に、タイヤ加硫装置が、ブラダーの内部空間に連通して加熱加圧媒体をブラダーの外部で循環させる循環路と、該循環路の途中に配設された循環ポンプとを備えている場合、音波供給手段は循環路に挿入された笛から構成されることが好ましい。この場合、循環路に笛を追加するだけで可聴域の音波を容易に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態からなるタイヤ加硫装置を示す子午線半断面図である。
【図２】音波供給手段の一例及びその接続経路を概略的に示す説明図である。
【図３】音波供給手段の変形例及びその接続経路を概略的に示す説明図である。
【図４】音波供給手段の他の変形例及びその接続経路を概略的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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タイヤ加硫装置を示すものである。
【００１８】
図１に示すように、このタイヤ加硫装置は、空気入りタイヤＴの外表面を成形するモールド１０と、空気入りタイヤＴの内側に挿入される筒状のブラダー２０と、該ブラダー２０を操作する中心機構３０と、該ブラダー２０の内側に加熱加圧媒体を供給する媒体供給手段４０と、モールド１０を加熱する加熱手段５０とを備えている。
【００１９】
モールド１０は、空気入りタイヤＴのサイドウォール部を成形するための下側サイドプレート１１及び上側サイドプレート１２と、空気入りタイヤＴのビード部を成形するための下側ビードリング１３及び上側ビードリング１４と、空気入りタイヤＴのトレッド部を成形するための複数のセクター１５とから構成され、そのモールド１０の内側で空気入りタイヤＴを加硫成形するようになっている。なお、モールド１０の構造は特に限定されるものではなく、図示のようなセクショナルタイプのモールドのほか、二つ割りタイプのモールドを使用することも可能である。
【００２０】
中心機構３０は、空気入りタイヤＴの中心位置に配置されていて鉛直方向に昇降自在に構成されたセンターポスト３１と、下側ビードリング１３に対して連接するように配置された下側クランプリング３２と、該下側クランプリング３２とセンターポスト３１との間に配置されたシリンダ３３と、センターポスト３１の上部に固定された上側クランプリング３４と、該上側クランプリング３４に装着される補助リング３５とから構成されている。シリンダ３３には、ブラダー２０内に加熱加圧媒体を供給するための媒体供給路３６やブラダー２０内から加熱加圧媒体を排出するための媒体排出路３７が形成されている。
【００２１】
ブラダー２０は、その下端部が下側ビードリング１３と下側クランプリング３２との間に把持され、その上端部が上側クランプリング３４と補助リング３５との間に把持されている。図１に示すような加硫状態において、ブラダー２０は空気入りタイヤＴの径方向外側に向かって拡張した状態にあるが、加硫後に空気入りタイヤＴをモールド１０内から取り出す際には上側クランプリング３４が上方に移動し、それに伴ってブラダー２０が空気入りタイヤＴの内側から抜き取られるようになっている。
【００２２】
媒体供給手段４０は、所定の温度及び圧力に調整されたスチームと、所定の圧力に調整された窒素ガスとを加熱加圧媒体として適時供給するようになっている。このような加熱加圧媒体は媒体供給路３６を介してブラダー２０の内部に導入される。そして、加熱加圧媒体の圧力に基づいて加硫時に空気入りタイヤＴを内側からモールド１０の内面に向かって押圧するようになっている。加硫後、加熱加圧媒体は媒体排出路３７を介してブラダー２０の外部に排出される。
【００２３】
また、加熱手段５０はモールド１０を構成する下側サイドプレート１１、上側サイドプレート１２及びセクター１５に付設されていて、この加熱手段５０によりモールド１０を加熱することにより、空気入りタイヤＴの加硫が行われるようになっている。加熱手段５０の配置及び構造は特に限定されるものではない。
【００２４】
上記タイヤ加硫装置において、中心機構３０の媒体供給路３６には音波供給手段６０が接続されている。この音波供給手段６０は可聴域の音波を生成し、その可聴域の音波を媒体供給路３６を介してブラダー２０の内部空間に供給するようになっている。ここで、可聴域の音波とは１０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの周波数帯域の音波である。なお、本実施形態では、音波供給手段６０が媒体供給路３６を介してブラダー２０の内部空間に接続されているが、このような音波供給手段６０は媒体排出路３７を介してブラダー２０の内部空間に接続されていても良く、或いは、独自の経路を介してブラダー２０の内部空間に接続されていても良い。
【００２５】
上述したタイヤ加硫装置を用いて空気入りタイヤＴを加硫する場合、モールド１０内に未加硫の空気入りタイヤＴを投入し、中心機構３０の操作により空気入りタイヤＴの内側にブラダー２０を挿入し、媒体供給手段４０によりブラダー２０の内側に加熱加圧媒体を導入すると共に加熱手段５０によりモールド１０を外側から加熱することで空気入りタイヤＴを加硫する。そして、空気入りタイヤＴの加硫中に音波供給手段６０によりブラダー２０の内部空間に可聴域の音波を供給する。
【００２６】
上述したタイヤ加硫方法では、モールド１０内に未加硫の空気入りタイヤＴを投入し、空気入りタイヤＴをモールド１０内で加硫するにあたって、その加硫中にブラダー２０の内部空間に可聴域の音波を供給することにより、その音波がカーカス層に使用される有機繊維コードやベルト層に使用されるスチールコードを含む補強線材とコートゴムとの界面に作用し、空気入りタイヤＴに埋設された補強線材とゴムとの接着性を改善することができる。特に、補強線材とゴムとの接着状態のバラツキを低減することができる。また、タイヤ内面に向かって音波を注入するため、外部に音が漏れてうるさくなることもない。
【００２７】
ここで、音波供給手段６０が供給する音波の周波数帯域は１０Ｈｚ〜２０ｋＨｚであることが必要である。この音波の周波数が上記範囲から外れると補強線材とゴムとの接着性を改善する効果が十分に得られない。特に、可聴域の音波として３０Ｈｚ〜６００Ｈｚの周波数帯域の音波を選択した場合、接着性の改善効果が顕著に現れる。なお、音波供給手段６０の音響出力（Ｗ）と加硫される空気入りタイヤＴの内面の面積（ｄｍ2）とから算出される単位面積当たりの音響出力は１Ｗ／ｄｍ2以上、より好ましくは、５Ｗ／ｄｍ2〜１０Ｗ／ｄｍ2の範囲とするのが良い。
【００２８】
図２は音波供給手段の一例及びその接続経路を概略的に示すものである。図２では、音波供給手段６０として音響ドライバー６１が使用され、この音響ドライバー６１が媒体供給路３６を介してブラダー２０の内部空間に接続されている。音響ドライバー６１は、可聴域（例えば１０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ）の音波を生成可能である。なお、市販の音響ドライバーは大気圧下で使用することを前提とした構造を有しているため、これをブラダー２０の加圧された内部空間に接続する場合、音響ドライバー６１を加圧室内に設置する等の配慮が必要である。
【００２９】
図３は音波供給手段の変形例及びその接続経路を概略的に示すものである。図３において、音波供給手段６０は、ベローズ６２を含む容積可変体６３と、容積可変体６３の伸縮状態を規制するカウンタースプリング６４と、容積可変体６３をベローズ６２の軸方向に沿って周期的に収縮させる駆動装置６５とから構成されている。容積可変体６３の内部空間は媒体供給路３６を介してブラダー２０の内部空間に接続されている。カウンタースプリング６４はブラダー２０の内圧に抗して容積可変体６３の形状を保持する。駆動装置６５としては電磁コイル等を使用することがきる。駆動装置６５の操作により容積可変体６３を周期的に伸縮させることにより、可聴域の音波を生成可能である。駆動装置６５による駆動の周波数を５０Ｈｚ、ストロークを±３ｍｍとした場合、駆動体積は例えば±３０ｃｃ／サイクルとなる。このとき、ブラダー２０の絶対圧に対する圧力振幅は例えば０．０５％となる。
【００３０】
図４は音波供給手段の他の変形例及びその接続経路を概略的に示すものである。図４において、タイヤ加硫装置は、ブラダー２０の内部空間に連通して加熱加圧媒体をブラダーの外部で循環させる循環路３８と、該循環路３８の途中に配設された循環ポンプ３９とを備えている。中心機構３０の媒体供給路３６及び媒体排出路３７は循環路３８の一部として利用される。ここで、音波供給手段６０は循環路３８に挿入された笛６６から構成されている。この場合、ブラダー２０の内部温度を均一化することを目的として、加硫中に循環ポンプ３９を駆動することで循環路３８を介してブラダー２０内の加熱加圧媒体を循環させると、その気流が笛６６を通過する際に可聴域の音波が生成され、その音波が循環路３８を介してブラダー２０の内部空間に伝達される。そのため、このような循環路３８及び循環ポンプ３９を備えたタイヤ加硫装置において、その循環路３８に笛６６を追加するだけで可聴域の音波を容易に供給することができる。
【００３１】
上述した実施形態では、ブラダー２０を備えたタイヤ加硫装置について説明したが、本発明は、空気入りタイヤの加硫中にタイヤ内面側から可聴域の音波を注入する限りにおいて、ブラダーレス加硫にも適用可能である。
【実施例】
【００３２】
空気入りタイヤの外表面を成形するモールドと、該空気入りタイヤの内側に挿入されるブラダーと、該ブラダーの内側に加熱加圧媒体を供給する媒体供給手段と、モールドを加熱する加熱手段とを備えたタイヤ加硫装置を用い、ブラダーの内部空間に音波を供給するための手段だけを異ならせて空気入りタイヤの加硫（実施例１〜４及び比較例１〜３）を行った。
【００３３】
実施例１〜３：
タイヤ加硫装置において、図３に示すように、ベローズを含む容積可変体と、容積可変体をベローズの軸方向に沿って周期的に収縮させる駆動装置とから構成される音波供給手段を採用し、加硫時にブラダーの内部空間に可聴域の音波を供給した。音波の周波数は３０Ｈｚ、５０Ｈｚ又は６００Ｈｚとし、ブラダーの絶対圧に対する圧力振幅が０．１％となるように音波供給手段を操作した。
【００３４】
実施例４：
タイヤ加硫装置において、図４に示すように、ブラダーの内部空間に連通して加熱加圧媒体をブラダーの外部で循環させる循環路と、循環路の途中に配設された循環ポンプとを配設し、その循環路に音波供給手段として笛を挿入し、加硫時にブラダーの内部空間に可聴域の音波を供給した。笛で生成される音波の周波数は３ｋＨｚであった。
【００３５】
比較例１：
空気入りタイヤの加硫時にブラダーの内部空間に可聴域の音波を供給しないこと以外は実施例１〜３と同一条件で加硫を行った。
【００３６】
比較例２：
空気入りタイヤの加硫時にブラダーの内部空間に供給する音波の周波数を９Ｈｚとしたこと以外は実施例１〜３と同一条件で加硫を行った。
【００３７】
比較例３：
タイヤ加硫装置において、超音波発振器からなる音波供給手段を設置し、加硫時にブラダーの内部空間に２１ｋＨｚの超音波を供給したこと以外は実施例１〜３と同一条件で加硫を行った。
【００３８】
上述した実施例１〜４及び比較例１〜３に係るタイヤ加硫方法により得られた空気入りタイヤについて、補強線材とゴムとの接着力とその変動係数を求めた。即ち、得られた空気入りタイヤからカーカス層を取り出し、そのカーカス層を構成する有機繊維コードとコートゴムとの間の接着強度を測定した。接着強度はタイヤ毎に５本のコードについて測定し、その平均値を求めた。評価結果は、比較例１を１００とする指数にて表１に示した。この指数値が大きいほど接着力が高いことを意味する。また、実施例１〜４及び比較例１〜３の各タイヤについて、接着強度の平均値に対する標準偏差の比率からなる接着強度の変動係数（％）を求めた。
【００３９】
【表１】
2016083856.tif 000003
【００４０】
表１から判るように、実施例１〜４のタイヤ加硫方法では、空気入りタイヤをモールド内で加硫するにあたって、その加硫中にタイヤ内面側から可聴域の音波を注入することにより、比較例１との対比において補強線材とゴムとの接着性を改善することができた。また、実施例１〜４のタイヤ加硫方法では、接着強度の変動係数が小さくなっていた。一方、ブラダーの内部空間に供給する音波の周波数を９Ｈｚにした比較例２やブラダーの内部空間に供給する音波の周波数を２１ｋＨｚにした比較例３では接着性の改善効果が見られなかった。
【符号の説明】
【００４１】
１０  モールド
２０  ブラダー
３０  中心機構
３８  循環路
３９  循環ポンプ
４０  媒体供給手段
５０  加熱手段
６０  音波供給手段
６１  音響ドライバー
６２  ベローズ
６３  容積可変体
６４  カウンタースプリング
６５  駆動装置
６６  笛
Ｔ  空気入りタイヤ
【図１】
2016083856.tif 000004
【図２】
2016083856.tif 000005
【図３】
2016083856.tif 000006
【図４】
2016083856.tif 000007