JP5753427B2 - Post cure inflation device - Google Patents
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Description
本発明は、加硫直後の空気入りタイヤを迅速に冷却するポストキュアインフレート(PCI)装置に関する。 The present invention relates to a post-cure inflation (PCI) apparatus that rapidly cools a pneumatic tire immediately after vulcanization.
空気入りタイヤでは、タイヤの骨格をなすカーカスのカーカスコードとして、ナイロン、ポリエステル等の有機繊維コードが広く使用されている。しかし、空気入りタイヤの製造工程において、加硫金型から取り出された加硫済みの高温のタイヤをそのまま自然冷却すると、前記有機繊維コードが大きく収縮してタイヤが変形し、タイヤのユニフォミティを損ねるという問題が生じる。 In pneumatic tires, organic fiber cords such as nylon and polyester are widely used as carcass cords for carcass forming the skeleton of the tire. However, when the vulcanized high-temperature tire taken out from the vulcanization mold is naturally cooled in the production process of the pneumatic tire, the organic fiber cord is greatly contracted and the tire is deformed, thereby impairing the tire uniformity. The problem arises.
そこで従来においては、加硫金型から取り出された加硫済みのタイヤは、ポストキュアインフレート(PCI)装置において、タイヤ内部に圧縮空気を充填し、形状を適正に保持したインフレート状態を保ちながら、前記有機繊維コードの収縮が収まる温度以下(通常100℃以下、好ましくは80℃以下)になるまで自然冷却している。 Therefore, conventionally, a vulcanized tire taken out from a vulcanization mold is maintained in an inflated state in which the inside of the tire is filled with compressed air and the shape is properly maintained in a post cure inflate (PCI) device. However, the organic fiber cord is naturally cooled until it reaches a temperature at which the shrinkage of the organic fiber cord is reduced (usually 100 ° C. or lower, preferably 80 ° C. or lower).
しかし近年においては、タイヤの生産効率を高めるために、加硫工程時間に連動してタイヤのPCI工程時間(冷却時間)を短縮させることが要求されている。 However, in recent years, in order to increase tire production efficiency, it is required to shorten the tire PCI process time (cooling time) in conjunction with the vulcanization process time.
ここで、加硫金型から取り出された加硫済みのタイヤは、速やかにPCI工程に投入してインフレート状態に保つことが必要であり、もしPCI工程時間に比して加硫工程時間が短い場合には、加硫金型から取り出されたタイヤがPCI工程前で待機させられてしまい、この待機中での冷却によってユニフォミティの低下が発生する。従って、タイヤの製造工程では、前記待機が生じないようにPCI工程時間と加硫工程時間とを連動させることが必要となる。そして近年、加硫金型の構造、加熱効率、ゴム物性等の改善によって加硫工程時間を短縮することが種々提案されているが、前述の如くPCI工程時間と加硫工程時間とを連動させる必要があるため、このPCI工程時間がネックとなって加硫工程時間の短縮が実施できず、生産効率を向上できないという問題がある。 Here, the vulcanized tire taken out from the vulcanization mold needs to be quickly put into the PCI process and kept in an inflated state, and if the vulcanization process time is compared with the PCI process time, If it is short, the tire taken out from the vulcanization mold is put on standby before the PCI process, and the uniformity is reduced by cooling during this standby. Accordingly, in the tire manufacturing process, it is necessary to link the PCI process time and the vulcanization process time so that the standby does not occur. In recent years, various proposals have been made to shorten the vulcanization process time by improving the structure, heating efficiency, rubber physical properties, etc. of the vulcanization mold. As described above, the PCI process time and the vulcanization process time are linked. Therefore, there is a problem that the PCI process time becomes a bottleneck and the vulcanization process time cannot be shortened and the production efficiency cannot be improved.
なお、下記の特許文献1には、加硫金型から取り出された加硫済みのタイヤに対し、PCI工程に投入する直前に空気を吹き付け、PCI効果が充分生じる範囲の下限温度(130℃程度)まで予め強制冷却することが提案されている。しかしこの場合、下限温度が制限されているためPCI工程時間の短縮は不充分である。しかも、下限温度に応じた強制冷却のコントロールが難しいため、カーカスコードに収縮を招いてタイヤ変形を発生させる危険性がある。
In
そこで本発明は、インフレート状態で保持する加硫直後の空気入りタイヤに対して、そのサイドウォール部のみをを冷却水を用いて冷却することを基本として、有機繊維コードの収縮によるタイヤ変形を抑えてユニフォミティを維持しながら、PCI工程時間を充分に短縮でき、タイヤの生産効率の向上を図りうるポストキュアインフレート装置を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention is based on the fact that only a sidewall portion of a pneumatic tire immediately after vulcanization held in an inflated state is cooled with cooling water, and the tire is deformed by contraction of the organic fiber cord. An object of the present invention is to provide a post-cure inflation device that can sufficiently reduce the PCI process time and improve the tire production efficiency while maintaining uniformity.
上記課題を解決するために、本願請求項1の発明は、加硫直後の空気入りタイヤを冷却するポストキュアインフレート装置であって、
加硫直後の空気入りタイヤをインフレート状態で保持するタイヤ保持手段と、
該インフレート状態で保持された空気入りタイヤの上下のサイドウォール部を、それぞれ冷却水を用いて冷却する冷却手段とを具えるとともに、
前記冷却手段は、
前記サイドウォール部の外表面に対して接離可能にタイヤ軸心方向に相対移動しうる中空円筒状をなし、しかもサイドウォール部の外表面に当接することにより該サイドウォールの外表面との間でタイヤ周方向に連続してのびる環状の密閉空間を形成しうる環状凹部と、前記密閉空間に冷却水を注入する注入口と、注入された冷却水を密閉空間から排出する排出口とを有する上下一対の当接体、
及び各前記当接体を、前記サイドウォール部の外表面に対して接離可能にタイヤ軸心方向に相対移動させる移動手段を具え、
前記当接体は、前記サイドウォール部の外表面と当接する当接部に、弾性変形しうるクッション体を具えることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of
Tire holding means for holding the pneumatic tire immediately after vulcanization in an inflated state;
Cooling means for cooling the upper and lower sidewall portions of the pneumatic tire held in the inflated state using cooling water, respectively,
The cooling means is
It has a hollow cylindrical shape that can move relative to the outer surface of the sidewall part so as to be movable toward and away from the tire axis, and is in contact with the outer surface of the sidewall part by contacting the outer surface of the sidewall part. An annular recess that can form an annular sealed space extending continuously in the tire circumferential direction, an inlet for injecting cooling water into the sealed space, and an outlet for discharging the injected cooling water from the sealed space A pair of upper and lower contact bodies,
And each said abutment body, immediately give a moving means for separable therefrom relative movement in the tire axial direction with respect to the outer surface of the side wall portion,
The contact body includes a cushion body that is elastically deformable at a contact portion that contacts the outer surface of the sidewall portion .
本発明は叙上の如く、加硫直後の空気入りタイヤをインフレート状態で保持するタイヤ保持手段と、インフレート状態で保持された前記空気入りタイヤの上下のサイドウォール部を、それぞれ冷却水を用いて冷却する冷却手段とを具える。 As described above, the present invention provides a tire holding means for holding a pneumatic tire immediately after vulcanization in an inflated state, and upper and lower sidewall portions of the pneumatic tire held in an inflated state, respectively, with cooling water. Cooling means for cooling using.
前記サイドウォール部は、コード収縮によって最もタイヤ変形が生じやすい部位である。従って、この部位をインフレート状態で冷却水を用いて強制冷却することにより、高い信頼性を有しながらタイヤ変形を効果的にかつ確実に抑制でき、PCI工程時間の大幅な短縮を図ることが可能となる。 The sidewall portion is a portion where tire deformation is most likely to occur due to cord contraction. Therefore, by forcedly cooling this part with cooling water in an inflated state, tire deformation can be effectively and reliably suppressed with high reliability, and the PCI process time can be greatly shortened. It becomes possible.
又前記サイドウォール部は、ゴム厚さが小であるため加硫の進行が早い、即ち過加硫になりやすい部位である。従って、このサイドウォール部のみを冷却し、加硫の進行が遅いトレッド部及びビード部においては冷却しないため、このトレッド部及びビード部ではPCI工程中に加硫を進行させることができ、加硫度を均一化させ、タイヤ品質を向上させるという効果も奏することもできる。なおトレッド部及びビード部は、ゴム厚さが大でありカーカスコードがこのゴムに拘束されて収縮し難くなるため、PCI工程を終了させた時点で、トレッド部及びビード部の温度が、有機繊維コードの収縮が収まる温度(通常100℃)以上であっても、サイドウォール部の温度が前記温度以下となれば、PCI効果を得ることができる。 Further, the side wall portion is a portion where rubber progresses quickly, that is, the vulcanization progresses quickly, that is, it tends to be over-vulcanized. Therefore, only the sidewall portion is cooled, and the tread portion and the bead portion where the progress of vulcanization is slow is not cooled. Therefore, the vulcanization can be advanced during the PCI process in the tread portion and the bead portion. It is also possible to achieve the effect of uniforming the degree and improving the tire quality. Since the tread portion and the bead portion have a large rubber thickness and the carcass cord is restrained by the rubber and is difficult to shrink, the temperature of the tread portion and the bead portion is changed to the organic fiber when the PCI process is finished. Even if the temperature of the cord shrinkage is higher (usually 100 ° C.) or higher, the PCI effect can be obtained if the temperature of the side wall portion is lower than the above temperature.
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、本実施形態のポストキュアインフレート装置1は、加硫直後の空気入りタイヤTをインフレート状態で横向きに保持するタイヤ保持手段2と、インフレート状態で保持された前記空気入りタイヤTの上下のサイドウォール部TSを、それぞれ冷却水を用いて冷却する冷却手段3とを具える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
As shown in FIG. 1, the post-cure inflating
前記タイヤ保持手段2は、上下に距離を隔てて向かい合わせで配される一対のリム体5A、5Bと、少なくとも一方のリム体を他方のリム体に対して近離移動させる昇降具6とを含んで構成される。
The
前記リム体5A、5Bは、円盤状の基体7の外周に、空気入りタイヤTのビード部TBを着座させて保持するビード保持凹部7aを形成した周知構造をなす。又本例では、前記下のリム体5Bは、下の取付け台8Bに立設される支持軸9に交換自在に取り付けられるとともに、前記上のリム体5Aは、上の取付け台8Aに固定のシリンダ10のロッド下端に交換自在に取り付けられる。従って、本例では前記シリンダ10が、上のリム体5Aを下のリム体5Bに対して近離移動させる昇降具6を構成している。このタイヤ保持手段2では、前記シリンダ10のロッドの伸張とともに上のリム体5Aが下降し、前記下のリム体5Bとの間で空気入りタイヤTを横向きで保持することができる。又前記支持軸9には、前記上下のリム体5A、5Bで支持された空気入りタイヤTの内腔H内に圧縮空気を充填してインフレート状態とする圧縮空気給排流路30が形成される。なお前記リム体5A、5Bを総称するときリム体5と呼ぶ。
The
次に、前記冷却手段3は、前記サイドウォール部TSの外表面TSs(以下サイドウォール面TSsという場合がある。)に対して接離可能にタイヤ軸心方向内外に相対移動しうる中空円筒状の上下一対の当接体11A、11Bと、この当接体11A、11Bを前記相対移動させる移動手段12とを具える。なお前記当接体11A、11Bを総称するとき、当接体11と呼ぶ。
Next, the cooling means 3 is a hollow cylindrical shape that can move relative to the inside and outside of the tire axial center so as to be able to contact and separate from the outer surface TSs of the sidewall portion TS (hereinafter also referred to as a sidewall surface TSs). A pair of upper and
又前記当接体11は、図2、3に示すように、サイドウォール面TSsに当接することにより該サイドウォール面TSsとの間でタイヤ周方向に連続してのびる環状の密閉空間Jを形成しうる環状凹部13と、前記密閉空間J内に冷却水を注入する注入口14と、注入された冷却水を密閉空間から排出する排出口15とを具える。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
具体的には本例の当接体11は、先端部がサイドウォール面TSsに当接しうる当接部16Eをなすタイヤ半径方向内側の内周壁片16と、先端部がサイドウォール面TSsに当接しうる当接部17Eをなすタイヤ半径方向外側の外周壁片17と、この内周壁片16および外周壁片17の各後端部間を継く継ぎ壁片18とを有する本例では断面略コ字状の円筒状基体19を具える。この円筒状基体19は、前記内周壁片16と外周壁片17と継ぎ壁片18とで囲まれかつサイドウォール面TSsに向かって開口する環状凹部13を内部に有する中空状に形成される。
Specifically, the
本例では、前記内周壁片16は、前記当接部16Eからタイヤ軸方向にのびる大径の第1の壁片部16aと、この第1の壁片部16aに段差部16bを介して連なる小径な第2の壁片部16cとを具える。これにより前記内周壁片16は、リム体5との衝合を回避しながら前記環状凹部13の容積、即ち密閉空間Jの容積の増大を図っている。なお前記当接部16E、17Eは、少なくともタイヤ最大幅位置Pmのタイヤ半径方向両側でサイドウォール面TSsと当接するが、好ましくは、当接部16E、17E間の半径方向距離L1を、タイヤ内腔HのビードベースラインBLからの半径方向高さLh(タイヤ内腔高さLhという場合がある。)の30%以上として、より広範囲を冷却するのが好ましい。
In this example, the inner
又当接体11は、前記当接部16E、17Eの少なくとも一方に、弾性変形しうるクッション体20を設けている。これにより当接時、前記当接部16E、17Eとサイドウォール面TSsとの間に大きな隙間が生じて冷却水が漏れるのを抑制しうる。又前記クッション体20は、当接時にサイドウォール面TSsに傷か発生するのを防止するのにも役立つ。そのために前記クッション体20は、傷が目立ちやすいトレッド部TT側の当接部17Eに設けるのが好ましい。このクッション体20として、ゴムや合成樹脂を発泡させた弾性圧縮変形容易な種々のスポンジ材を用いることができる。
The
又前記当接体11には、前記密閉空間Jに冷却水を注入する注入口14と、注入された冷却水を密閉空間Jから排出する排出口15とが形成される。本例では、上の当接体11Aには、第1の壁片部16aに排出口15が設けられ、又第2の壁片部16cに注入口14が設けられ、下の当接体11Bには、第2の壁片部16cに排出口15が設けられ、又第1の壁片部16aに注入口14が設けられる。即ち、排出口15を密閉空間Jにおける下方側に設けるため、冷却後の冷却水を密閉空間Jから装置外に排出することができる。なお前記注入口14には、電磁弁などの開閉弁を介して例えば給水ポンプなどの冷却水供給源が接続され、又前記排出口15には、電磁弁などの開閉弁を介して排水口或いは排水ポンプ等に接続される。なお冷却水としては水道水、工業用水等が好適に採用でき、又冷却水の温度も、特に冷却処理を施すことなく、常温度のものが好適に採用しうる。
The
次に、前記移動手段12は、各前記当接体11をサイドウォール面TSsに対して接離可能にタイヤ軸心方向内外に相対移動させる。本例の移動手段12は、前記上の取付け台8Aに固定のシリンダ21Aと、下の取付け台8Bに固定のシリンダ21Bとを具え、前記シリンダ21Aのロッド下端に、取付け板22Aを介して上の当接体11Aを昇降自在に取り付けるとともに、前記シリンダ21Bのロッド上端に取付け板22Bを介して下の当接体11Bを昇降自在に取り付けている。
Next, the moving means 12 relatively moves each
従って移動手段12は、インフレート状態の空気入りタイヤTに対して、上のシリンダ21Aのロッドを伸張することで、上の当接体11Aを下降させてサイドウォール面TSsに当接でき、前記環状凹部13とサイドウォール面TSsとの間で密閉空間Jを形成しうる。又下のシリンダ21Bのロッドを伸張することで、下の当接体11Bを上昇させてサイドウォール面TSsに当接でき、前記環状凹部13とサイドウォール面TSsとの間で密閉空間Jを形成しうる。
Accordingly, the moving means 12 can extend the rod of the
このように、本実施形態のポストキュアインフレート装置1は、インフレート状態で保持された加硫直後の空気入りタイヤTの上下のサイドウォール部TSを、それぞれ冷却水を用いて冷却することができる。前記サイドウォール部TSは、コード収縮によって最もタイヤ変形が生じやすい部位であるため、この部位をインフレート状態で冷却水を用いて強制冷却することにより、コード収縮を抑えてタイヤ変形を効果的にかつ確実に抑制でき、PCI工程時間の大幅な短縮を図ることが可能となる。
As described above, the
又前記サイドウォール部TSは、ゴム厚さが小であるため加硫の進行が早く、過加硫になりやすい部位である。従って、このサイドウォール部TSのみを集中的に冷却し、加硫の進行が遅いトレッド部TT及びビード部TBにおいては冷却しないことにより、このトレッド部TT及びビード部TBではPCI工程中に加硫を進行させることができ、加硫度を均一化させ、タイヤ品質を向上させるという効果も奏することもできる。なおトレッド部TT及びビード部TBは、ゴム厚さが大でありカーカスコードがこのゴムに拘束されて収縮し難くい。そのため、PCI工程を終了させた時点で、トレッド部TT及びビード部TBの温度が、有機繊維コードの収縮が収まる温度(通常100℃)以上であった場合にも、サイドウォール部TSの温度が前記温度以下となれば、PCI効果を得ることができる。 Further, the sidewall portion TS is a portion where the rubber thickness is small, so that the vulcanization progresses quickly and is easily overvulcanized. Therefore, only the sidewall portion TS is intensively cooled, and the tread portion TT and the bead portion TB, which are slow in vulcanization, are not cooled, so that the tread portion TT and the bead portion TB are vulcanized during the PCI process. It is also possible to make the vulcanization progress, uniforming the degree of vulcanization, and improving the tire quality. The tread portion TT and the bead portion TB have a large rubber thickness, and the carcass cord is restrained by the rubber and is not easily contracted. Therefore, when the temperature of the tread portion TT and the bead portion TB is equal to or higher than the temperature at which the organic fiber cord contracts (usually 100 ° C.) when the PCI process is finished, the temperature of the sidewall portion TS is If it becomes below the said temperature, the PCI effect can be acquired.
なお前記当接体11は、前記環状凹部13を断面略コ字状に形成する以外に断面略U字状、V字状など種々な断面形状に形成することができる。又当接体11の移動手段12、およびリム体5の昇降具6なども、種々な構造のものが採用しうる。
The
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。 As mentioned above, although especially preferable embodiment of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to embodiment of illustration, It can deform | transform and implement in a various aspect.
本発明の効果を確認するため、図1の構造をなすポストキュアインフレート装置1を試作し、空気入りタイヤT(タイヤサイズ195/65R15の夏タイヤ)のサイドウォール部TSを、冷却水を用いて強制冷却させた時のサイドウォール部TSのタイヤ内腔側での温度変化を、時間経過とともに測定した。又比較例として、自然冷却させたタイヤのサイドウォール部TSのタイヤ内腔側での温度変化を時間経過とともに測定し、その結果を図4に示す。
In order to confirm the effect of the present invention, a
なお冷却水の温度は、常温(15℃)であり、当接部16E、17E間の半径方向距離L1はタイヤ内腔高さLhの70%であった。
The temperature of the cooling water was normal temperature (15 ° C.), and the radial distance L1 between the
図4に示すように、自然冷却させた比較例の場合、加硫金型から空気入りタイヤを取り出した時点から、有機繊維コードの収縮が収まる100℃の温度T0までの冷却時間が12.0分であったのに対し、実施例の場合には、加硫金型から空気入りタイヤを取り出した時点から、有機繊維コードの収縮が収まる100℃の温度T0までの冷却時間を6.5分まで短縮しうるのが確認できる。 As shown in FIG. 4, in the case of the comparative example naturally cooled, the cooling time from the time when the pneumatic tire is taken out of the vulcanization mold to the temperature T0 of 100 ° C. where the shrinkage of the organic fiber cord is settled is 12.0. On the other hand, in the case of the example, the cooling time from the time when the pneumatic tire was taken out from the vulcanization mold to the temperature T0 of 100 ° C. at which the shrinkage of the organic fiber cord was settled was 6.5 minutes. It can be confirmed that it can be shortened.
又ゴムは、約100℃の温度まで加硫が進行する。従って、実施例の場合、斜線部Kの分だけサイドウォール部の加硫進行を抑制でき、タイヤ全体としての加硫度を均一化してタイヤ品質を向上させることができる。 The rubber is vulcanized to a temperature of about 100 ° C. Therefore, in the case of the embodiment, the progress of vulcanization of the sidewall portion can be suppressed by the hatched portion K, and the tire quality can be improved by uniformizing the degree of vulcanization of the entire tire.
1 ポストキュアインフレート装置
2 タイヤ保持手段
3 冷却手段
11 当接体
12 移動手段
13 環状凹部
14 注入口
15 排出口
20 クッション体
J 密閉空間
T 空気入りタイヤ
TS サイドウォール部
DESCRIPTION OF
Claims (1)
加硫直後の空気入りタイヤをインフレート状態で保持するタイヤ保持手段と、
インフレート状態で保持された前記空気入りタイヤの上下のサイドウォール部を、それぞれ冷却水を用いて冷却する冷却手段とを具えるとともに、
前記冷却手段は、
前記サイドウォール部の外表面に対して接離可能にタイヤ軸心方向内外に相対移動しうる中空円筒状をなし、しかもサイドウォール部の外表面に当接することにより該サイドウォールの外表面との間でタイヤ周方向に連続してのびる環状の密閉空間を形成しうる環状凹部と、前記密閉空間に冷却水を注入する注入口と、注入された冷却水を密閉空間から排出する排出口とを有する上下一対の当接体、
及び各前記当接体を、前記サイドウォール部の外表面に対して接離可能にタイヤ軸心方向内外に相対移動させる移動手段を具え、
前記当接体は、前記サイドウォール部の外表面と当接する当接部に、弾性変形しうるクッション体を具えることを特徴とするポストキュアインフレート装置。
A post-cure inflation device for cooling a pneumatic tire immediately after vulcanization,
Tire holding means for holding the pneumatic tire immediately after vulcanization in an inflated state;
With cooling means for cooling the upper and lower sidewall portions of the pneumatic tire held in an inflated state using cooling water, respectively,
The cooling means is
A hollow cylindrical shape that can move in and out of the tire axial center direction so as to be able to contact and separate from the outer surface of the sidewall portion, and is in contact with the outer surface of the sidewall portion by contacting the outer surface of the sidewall portion. An annular recess capable of forming an annular sealed space extending continuously in the tire circumferential direction, an inlet for injecting cooling water into the sealed space, and an outlet for discharging the injected cooling water from the sealed space A pair of upper and lower contact bodies,
And each said abutment body, separable therefrom example immediately moving means for relatively moving the tire axial direction and out to the outer surface of the side wall portion,
The post-cure inflating device according to claim 1, wherein the abutting body includes a cushion body that can be elastically deformed at an abutting portion that abuts on an outer surface of the sidewall portion .
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