(57)【要約】タイヤに積層体を適用する方法は、タイヤの一部分を前処理することと、積層体を少なくとも該タイヤの前処理部分に配置することと、を含む。該方法は、積層体の頂部に電気加熱要素を配置することと、電気加熱要素及び積層体上に圧力要素を配置することと、を更に含む。該方法はまた、電気加熱要素及び圧力要素を使用して、積層体に熱及び圧力を適用して、積層体をタイヤに永続的に接着することを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化タイヤに積層体を適用する方法であって、
硬化タイヤを提供することと、
タイヤのトレッドの一部分を前処理することと、
積層体を提供することと、
前記タイヤの前記トレッドの前記前処理の一部分上に、前記積層体を配置することと、
前記積層体の頂部に、電気加熱要素を配置することと、
前記電気加熱要素及び前記積層体上に、トロイダル状エアバッグを配置することと、
前記トロイダル状エアバッグを加圧することと、
前記電気加熱要素で前記積層体を硬化させるために十分な熱を適用し、それによって、前記積層体を前記タイヤに永続的に固着することと、を含み、
前記積層体が、前記タイヤに固着されるとき、前記タイヤの性能特性を改変する、方法。
【請求項２】
前記前処理が、洗浄、バフ仕上げ、セメント層の追加、酸化法による表面処理、及び化学処理のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記積層体が、前記積層体に熱又は放射線を適用することによって、交差結合される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
タイヤに積層体を適用する方法であって、
タイヤの一部分に積層体を配置することと、
前記積層体の頂部に、電気加熱要素を配置することと、
前記電気加熱要素及び前記積層体上に、空気圧式圧力要素を配置することと、
前記電気加熱要素を使用して、前記積層体に熱を適用することと、
前記空気圧式圧力要素を使用して、前記積層体に圧力を適用して、前記タイヤに前記積層体を永続的に接着することと、を含む、方法。
【請求項５】
前記空気圧式圧力要素が、エアバッグである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記エアバッグが、トロイダル状エアバッグである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記空気圧式圧力要素が、５５２キロパスカル（平方インチ当たり８０ポンド）の圧力を提供する、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記積層体が、前記タイヤの全体を被覆しない、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記熱は、前記積層体が位置する前記タイヤの前記一部分にのみ適用される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記積層体が、前記タイヤのトレッド部分にのみ適用される、請求項４に記載の方法。
【請求項１１】
タイヤに積層体を適用する方法であって、
前記タイヤの一部分を前処理することと、
前記タイヤの少なくとも前記前処理の一部分上に、前記積層体を配置することと、
前記積層体の頂部に、電気加熱要素を配置することと、
前記電気加熱要素及び前記積層体上に、圧力要素を配置することと、
前記電気加熱要素及び前記圧力要素を使用して、前記積層体に熱及び圧力を適用して、前記タイヤに前記積層体を永続的に接着することと、を含む、方法。
【請求項１２】
前記前処理が、洗浄、バフ仕上げ、セメント層の追加、酸化法による表面処理、及び化学処理のうちの１つ以上を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記タイヤの前記前処理の一部分上が、前記タイヤのサイドウォールに位置する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記タイヤの前記前処理の一部分上が、前記タイヤのショルダに位置する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記圧力要素が、５５２キロパスカル（平方インチ当たり８０ポンド）の圧力を提供する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記タイヤが、複数の位置で前処理され、複数の積層体が、前記複数の前処理位置に適用される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
１つ以上のローラで前記積層体を前記タイヤの前記前処理の一部分上に押圧することを更に含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記積層体が、前記タイヤのトレッドの一部分にのみ適用される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記電気加熱要素が、前記積層体上にのみ配置され、前処理されていない前記タイヤの部分を加熱しない、請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
交差結合が、熱又は放射線によって行われる、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、積層体が上に配置されたタイヤ及びその調製方法に関する。より具体的には、本開示は、未硬化積層体を硬化タイヤの１つ以上の部分に適用するための種々の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤに化合物積層体を適用することは、タイヤの性能特性を改変することができる。タイヤに未硬化の化合物積層体を適用する既存の方法には、高価で特別な装置が必要である。コストを節減するために安価な装置を使用する簡略化された方法を提供することによって、既存の方法を改善し得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
一実施形態では、硬化タイヤに積層体を適用する方法は、硬化タイヤを提供することと、タイヤのトレッドの一部分を前処理することと、を含む。該方法は、積層体を提供することと、積層体をタイヤのトレッドの前処理部分の上に配置することと、積層体の頂部に電気加熱要素を配置することと、を更に含む。該方法はまた、電気加熱要素及び積層体上に、トロイダル状エアバッグを配置することと、トロイダル状エアバッグを加圧することと、を含む。該方法は、積層体を硬化させるのに十分な熱を電気加熱要素で適用し、それによって、積層体をタイヤに永続的に固着させることを更に含む。積層体は、タイヤに固着されるとき、タイヤの性能特性を改変する。
【０００４】
別の実施形態では、タイヤに積層体を適用する方法は、タイヤの一部分に積層体を配置することと、積層体の頂部に電気加熱要素を配置することと、電気加熱要素及び積層体上に、空気圧式圧力要素を配置することと、を含む。該方法はまた、電気加熱要素を使用して積層体に熱を適用することと、空気圧式圧力要素を使用して、積層体に圧力を適用して、積層体を永続的にタイヤに接着することと、を含む。
【０００５】
更に別の実施形態では、タイヤに積層体を適用する方法は、タイヤの一部分を前処理することと、少なくともタイヤの前処理部分に積層体を配置することと、を含む。該方法は、積層体の頂部に電気加熱要素を配置することと、電気加熱要素及び積層体上に、圧力要素を配置することと、を更に含む。該方法はまた、電気加熱要素及び圧力要素を使用して、積層体に熱及び圧力を適用して、積層体をタイヤに永続的に接着することを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
添付の図面では、以下に提供される発明を実施するための形態とともに、特許請求される発明の例示的な実施形態を説明する構造が図示される。同様の要素は、同一の参照番号で示される。単一の構成要素として示される要素は、複数の構成要素に置き換えられてもよく、複数の構成要素として示されている要素は、単一の構成要素に置き換えられてもよいことが理解されるべきである。図面は正確な縮尺ではなく、特定の要素の比率が説明のために誇張されている場合がある。
【図１】タイヤに積層体を適用するためのアセンブリの一実施形態の側面図である。
【図２】図１のアセンブリの側面図である。
【図３】図１のアセンブリの正面断面図である。
【図４】タイヤに積層体を適用する方法の一実施形態のフローチャートである。
【図５】図１の方法で使用され得る代替的な圧力要素の側面図である。
【図６】図５の代替的な圧力要素の正面部分図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下は、本明細書で用いられる選択された用語の定義を含む。これらの定義は、用語の範囲に入り、実施のために使用され得る構成要素の様々な例又は形態を含む。例は、限定的であることを意図しない。用語の単数形及び複数形は、いずれも定義の範囲内であってよい。
【０００８】
「軸方向の」及び「軸方向に」は、タイヤの回転軸と平行する方向を指す。
【０００９】
「赤道面」は、タイヤの回転軸に対して垂直であり、タイヤのトレッドの中心部を通る平面を指す。
【００１０】
「径方向の」及び「径方向に」は、タイヤの回転軸に対して垂直である方向を指す。
【００１１】
「サイドウォール」は、トレッドとビードとの間のタイヤの部分を指す。
【００１２】
本明細書で使用するとき、「トレッド」は、標準的な膨張度及び荷重において、道路又は地面と接触するタイヤの部分を指す。
【００１３】
本明細書では、方向は、タイヤの回転軸を基準にして述べられる。用語「上向きの」及び「上向きに」は、タイヤのトレッドに向かう一般方向を指し、「下向きの」及び「下向きに」は、タイヤの回転軸に向かう一般方向を指す。したがって、「上部の」及び「下部の」又は「頂部の」及び「底部の」など相対的な方向用語が要素に関連して使用されるとき、「上部の」又は「頂部の」要素は、「下部」又は「底部」の要素よりもトレッドに近い位置に離間配置される。加えて、「上」又は「下」など相対的な方向用語が要素に関連して使用されるとき、別の要素の「上」にある要素は、他の要素よりもトレッドに近い。
【００１４】
用語「内側の」及び「内側に」は、タイヤの赤道面に向かう一般方向を指し、「外側の」及び「外側に」は、タイヤの赤道面から離れ、タイヤのサイドウォールに向かう一般方向を指す。したがって、要素に関連して「内側」や「外側」などの相対的な方向を示す用語が用いられるときは、「内側」の要素は「外側」の要素よりもタイヤの赤道面の近距離にある。
【００１５】
図１は、タイヤ１００に積層体を適用するためのアセンブリの一実施形態を示す。先ず、該方法を説明するための文脈を提供するために、アセンブリの構成要素が個々に説明される。
【００１６】
タイヤ１００は、周方向トレッド１１０を有する硬化タイヤである。タイヤ１００は、自動車、トラック、オートバイ、航空機、農業機械、又は鉱業機械用のタイヤを含むが、これらに限定されない、任意のタイプのタイヤであってもよい。図１には図示しないが、タイヤ１００はまた、トレッドをタイヤのサイドウォールに接続するショルダ領域、及びサイドウォールの径方向下端に位置するビード領域を含む。
【００１７】
積層体化合物１２０の個別層は、タイヤ１００の表面上に配置される。図１の実施形態は、タイヤ１００のトレッド１１０に適用される積層体化合物１２０を示す。代替的な実施形態（図示せず）では、積層体化合物１２０は、ショルダ領域、サイドウォール、ビード領域、又はそれらの組み合わせに適用されてもよい。
【００１８】
積層体化合物１２０は、天然ゴム、合成ポリイソプレン、ポリブタジエン、スチレンブタジエン、熱可塑性樹脂、ポリウレタン、及びそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない、エラストマー又はポリマー材料から作製されてもよく、積層体化合物１２０は、タイヤ１００のトレッド面に固着されるとき、タイヤ１００の性能特性を変更する効果を有する。積層体の材料特性は、車両タイプ及びタイヤの予想される使用に応じて変化し得る。一実施形態において、積層体は、１．５ミリメートル未満の厚さを有する。別の実施形態では、積層体は、１．０〜１．５ミリメートルの厚さを有する。しかしながら、より厚い積層体が用いられてもよいことを理解されたい。積層体の厚さは、例証目的のために図面において誇張されている場合がある。積層体化合物１２０は更に、タイヤ面の頂部に配置される前に、熱又は放射線によって部分的に交差結合されてもよい。交差結合は、処理中の寸法安定性を提供する。
【００１９】
更に、積層体化合物１２０は、トレッド内の溝若しくはサイプ、サイドウォール内のレタリング、又はサイドウォール上の突起リブなどのタイヤの表面特性に対応するように事前切断されてもよい。積層体の事前切断は、元のタイヤ１００のパターン特徴のブリッジングを低減させる。
【００２０】
加熱要素１３０は、積層体化合物１２０の上に配置される。加熱要素１３０は、例えば高温加熱パッドであってよい。加熱要素１３０は、従来の硬化システムに好適な温度の熱を提供するべきであり、それは一般に１３０〜１７０℃の範囲内である。代替的な実施形態では、温度は、２００℃以上の高温でもよい。加熱要素１３０は、特定用途に好適なカスタム形状の可撓性ヒータの形態を更に採ってもよい。例えば、加熱要素１３０を、タイヤ１００の形状に適合するように製造することができる。
【００２１】
加熱要素１３０は、対流、伝導、放射、又はそれらの任意の組み合わせによって熱を提供してもよい。例えば、加熱要素１３０は、放射及び伝導を介して熱を提供する電気加熱システムを含んでもよい。
【００２２】
圧力要素１４０は、加熱要素１３０の上に配置される。圧力要素１４０は、例えばエアバッグなどの空気圧式圧力要素であってもよい。圧力要素は、加熱要素１３０及び積層体化合物１２０を所定位置に保持するために十分な圧力を提供する。接触、及び化合物温度が上昇したときに溶液中の揮発性成分を保持するための最小限の圧力が必要である。一実施形態では、圧力要素は、５０〜３００ＰＳＩ（３００〜２０００ｋＰａ）の圧力を提供する。１つの特定の実施形態では、圧力要素は、８０ＰＳＩ（６００ｋＰａ）の圧力を提供する。代替的な実施形態では、圧力要素は、３００ＰＳＩ（２０００ｋＰａ）の圧力を提供する。
【００２３】
圧力要素１４０は、特定用途のために十分な任意の幾何形状を採ってもよい。例えば、圧力要素は、トロイダル状又は平坦な矩形の形状を有していてもよい。
【００２４】
保持要素１５０は、本実施形態の方法の間に、圧力要素を所定位置に保持するために、圧力要素１４０の上に位置する。一実施形態では、保持要素は、一連の弾性バンドである。代替的な実施形態では、保持要素は、圧力要素からの力に対抗するために、１つ以上のクランプ、プレート、非弾性バンド、又は他の保持要素を含む。
【００２５】
代替的な実施形態（図示せず）では、システムを用いて、タイヤトレッドに積層体化合物を適用するのではなく、タイヤカーカスに交換トレッドを適用してもよい。このような実施形態では、新しいグリーントレッドが硬化タイヤのトレッド面に適用され、次いで上記と同じ方法を使用して固着される。代替的に、新しいトレッドは、部分的に、又は完全に硬化されてもよい。このような手順は、例えば硬化タイヤの元のトレッドの一部又は全部が摩耗した場合に有用であり得る。
【００２６】
図２及び３はそれぞれ、図１のアセンブリの側面図と正面図を示している。図２及び３の両方を参照して、アセンブリを説明する。この図から分かるように、圧力要素１４０は、その内周に配置された複数の加熱要素１３０を有している。この実施形態での圧力要素１４０は、ひだ付きのトロイダル状エアバッグの形態を採る。保持要素１５０は、圧力要素１４０の外面を囲む外側リングの形態を採る。代替的な実施形態（図示せず）では、アセンブリの内周に位置する１つのみの加熱要素、又は異なる配置の複数の加熱要素が存在してもよい。
【００２７】
図４は、タイヤに積層体を適用する方法２００を示すフローチャートである。方法２００は、タイヤ製造施設で実施されてもよい。代替的に、方法２００は、タイヤの保守、再生、若しくは又は修理施設、又は小売店で実施されてもよい。
【００２８】
最初に、タイヤが提供される（工程２１０）。一実施形態では、タイヤは、新品のタイヤである。代替的な実施形態では、タイヤは、部分的に又は完全に摩耗した中古タイヤである。
【００２９】
タイヤの表面は、積層体を受容するために前処理プロセスを経る（工程２２０）。前処理は、洗浄、バフ仕上げ、セメント層の追加、酸化（例えば、プラズマ処理、酸化化学物質処理（例えば、ハロヒダントインなど））、又は硫黄交差結合を切断するための化学処理の適用のうちの１つ以上を含み得る。前処理は、積層体が固着されるタイヤの任意の表面で実施される。これらの表面は、トレッド、サイドウォール、ショルダ、又はビード領域のうちの１つ以上を含む。代替的な実施形態では、前処理プロセスを短縮、又は完全に省いてもよい。例えば、新品のタイヤの表面を洗浄する必要はない場合がある。
【００３０】
タイヤ１００が前処理された後、工程２３０で、積層体化合物は、前処理領域上に配置される。積層体化合物がタイヤ１００上に配置された後、積層体は、１つ以上のローラで硬化タイヤ上に押圧され得る。このようなプロセスは「スティッチング」と称され得、積層体と硬化タイヤとの間に捕捉される空気又は他の気体を排出し得る。加熱要素１３０及び圧力要素１４０は、次いで工程２４０及び２５０でそれぞれ積層体の頂部に配置される。
【００３１】
要素が所望される通りに配置されると、工程２６０で、圧力要素１４０は加圧され、加熱要素１３０が係合して熱を発生する。圧力及び熱は、積層体化合物１２０を硬化させ、積層体化合物１２０をタイヤ１００に永続的に固着する役割を果たす。
【００３２】
代替的な圧力要素４００が、図５に示されている。この実施形態では、圧力要素４００は、２つのエアバッグ４１０及び４２０を含んでいる。各エアバッグは、横方向ではトレッドの幅全体にわたって延在するが、周方向ではタイヤの半分のみに延在する。エアバッグ４１０及び４２０は、２つの界面４３０及び４４０で重なり合う。代替的な実施形態（図示せず）では、エアバッグは、トレッド幅全体を下回る領域を被覆し得る。更に他の代替的な実施形態では、３つ以上の加圧要素を使用してもよい。
【００３３】
図６は、図５の圧力要素４００の詳細図を示す。この図から分かるように、空隙Ｇが、エアバッグ４１０と４２０との界面４３０に形成されてもよい。このような空隙は、エアバッグ４１０及び４２０が対応する表面を有していない場合、又はエアバッグ４１０及び４２０が十分な圧力まで充填されない場合に、形成され得る。空隙は、対応する端部を有するエアバッグを使用することによって、又はエアバッグを十分に加圧することによって低減、又は完全に排除され得る。
【００３４】
「含む（includes）」又は「含むこと（including）」という用語が、本明細書又は特許請求の範囲において使用される範囲において、「含む（comprising）」という用語が請求項で移行句として用いられる際の解釈と同様に包括的であることが意図される。更に、「又は（or）」という用語が用いられる範囲において（例えば、Ａ又はＢなど）、「Ａ又はＢ、又はＡとＢの両方とも」を意味することが意図されている。本出願人らが「Ａ又はＢの両方ではなく一方のみ」を示すことを意図する場合、「Ａ又はＢの両方ではなく一方のみ」という用語が用いられるであろう。したがって、本明細書における「又は」という用語の使用は、排他的ではなく、包含的である。Ｂｒｙａｎ  Ａ．Ｇａｒｎｅｒ，Ａ  Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ  ｏｆ  Ｍｏｄｅｒｎ  Ｌｅｇａｌ  Ｕｓａｇｅ  ６２４（２ｄ．Ｅｄ．１９９５）を参照。また、「中（in）」又は「中へ（into）」という用語が、本明細書又は特許請求の範囲において使用される範囲において、「上（on）」又は「上へ（onto）」を更に意味することが意図される。更に、用語「接続する（connect）」が本明細書又は特許請求の範囲において使用される範囲において、「と直接接続する（directly connected to）」ことだけではなく、別の構成要素を介して接続することなどのように「と間接的に接続する（indirectly connected to）」ことも意味することが意図される。
【００３５】
本開示はその実施形態の記述によって例解され、実施形態は相当に詳細に説明されたが、添付の特許請求の範囲の範囲をこのような詳細に制限するか、又はいかなる形でも限定することは、出願人らの本意ではない。更なる利点及び改良は、当業者には容易に明らかとなるであろう。したがって、本開示は、そのより広域な態様において、図示及び説明される、具体的な詳細、代表的な機器及び方法、並びに例示の実施例に限定されない。このため、このような詳細からの逸脱が、出願人の一般的な発明概念の趣旨又は範囲から逸脱することなく、なされ得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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