タイヤの処理方法及びタイヤ処理装置
【課題】熱可塑性材料と金属材料を含んで構成されたタイヤから熱可塑性材料と金属材料を簡単に分別可能とするタイヤの処理方法を提供すること。
【解決手段】熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材と熱可塑性材料以外の材料により構成された非熱可塑性部材とを含んで構成されるタイヤの、熱可塑性部材を超音波により加振し溶融させて熱可塑性部材と非熱可塑性部材とを分別する。
【解決手段】熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材と熱可塑性材料以外の材料により構成された非熱可塑性部材とを含んで構成されるタイヤの、熱可塑性部材を超音波により加振し溶融させて熱可塑性部材と非熱可塑性部材とを分別する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの処理方法及びタイヤ処理装置に関し、特には、熱可塑性材料と熱可塑性材料以外の材料を含んで構成されたタイヤを、熱可塑性材料と熱可塑性材料以外の材料とに簡単に分別可能とするタイヤの処理方法及びタイヤ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に用いられる空気入りタイヤとして、タイヤの骨格部分をゴムに代えて熱可塑性材料で形成した空気入りタイヤが提案されている（例えば、特許文献１参照）。タイヤの骨格部分を熱可塑性材料で形成することで、加硫ゴム製の従来タイヤ対比で製造が容易になる可能性がある。
【０００３】
従来のゴム製の空気入りタイヤを廃棄処分する場合、廃タイヤをゴムと補強材（ベルト、ビード、プライ等）に分別することは困難で、手間とコストがかかり、リサイクル上で問題となる場合があった。従来のゴムタイヤの処理としては、例えば特許文献２に開示の技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０３−１４３７０１号公報
【特許文献２】特開平１１−１１４８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
熱可塑性材料は加硫ゴムとは違ってリサイクルし易く、用途も多い。そこで、熱可塑性材料と熱可塑性材料以外の材料を含んで形成された空気入りタイヤに関しても、熱可塑性材料と熱可塑性材料以外の材料とに分別する方法が望まれるが、熱可塑性材料と熱可塑性材料以外の材料を含んで構成された空気入りタイヤに関しては、熱可塑性材料と熱可塑性材料以外の材料とを簡単に分別する処理方法及び処理装置が従来無かった。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、熱可塑性材料と熱可塑性材料以外の材料とを含んで構成されたタイヤを、熱可塑性材料と熱可塑性材料以外の材料とに簡単に分別可能とするタイヤの処理方法及びタイヤ処理装置を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載のタイヤの処理方法は、熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材と熱可塑性材料以外の材料により構成された非熱可塑性部材とを含んで構成されるタイヤの、前記熱可塑性部材を超音波により加振し溶融させて前記熱可塑性部材と前記非熱可塑性部材とを分別する。
【０００８】
請求項１に記載のタイヤの処理方法では、タイヤの熱可塑性部材を超音波により加振し溶融させて熱可塑性部材と非熱可塑性部材とを分別する。
ここで、上記のように、熱可塑性部材を超音波により加振し溶融させて該熱可塑性部材と非熱可塑性部材とを分別することから、例えば、熱可塑性材料を溶融させないものと比べて、熱可塑性部材と非熱可塑性部材とを簡単に分離することができる。つまり、上記タイヤを、熱可塑性材料と熱可塑性材料以外の材料とに簡単に分別することができる。
【０００９】
なお、熱可塑性材料以外の材料とは、例えば、熱硬化性材料、加硫ゴム、有機繊維、その他有機化合物、金属材料、無機材料等を挙げることができ、これら以外の材料であってもよい。
【００１０】
また、ここでいう「タイヤ」とは、タイヤを複数に分断したタイヤ構成部材も含むものである。なお、上記のタイヤ構成部材は、もちろん熱可塑性部材と非熱可塑性部材とを含んで構成されるものである。
【００１１】
請求項２に記載のタイヤの処理方法は、前記熱可塑性部材の、前記非熱可塑性部材との境界部分を超音波により加振し溶融させながら前記熱可塑性部材と前記非熱可塑性部材とを剥離する。
【００１２】
請求項２に記載のタイヤの処理方法では、熱可塑性部材の、非熱可塑性部材との境界部分を超音波により加振し溶融させながら熱可塑性部材と非熱可塑性部材とを剥離することから、例えば、熱可塑性部材全体を加振または熱可塑性部材を部分的に加振し溶融させるものと比べて、熱可塑性部材を超音波により加振し溶融させるのに必要とするエネルギーを低く抑えられる。
【００１３】
請求項３に記載のタイヤの処理方法は、請求項１または請求項２に記載のタイヤの処理方法において、前記熱可塑性部材は、前記タイヤの骨格部分を構成する環状のタイヤ骨格部材であり、前記非熱可塑性部材は、前記タイヤ骨格部材の外周側に配設され、前記タイヤのトレッド部分を構成するトレッド部材である。
【００１４】
請求項３に記載のタイヤの処理方法では、熱可塑性部材であるタイヤ骨格部材を超音波により加振し溶融させてタイヤ骨格部材と非熱可塑性部材であるトレッド部材とを分別することから、タイヤ骨格部材とトレッド部材とを簡単に分離することができる。
このようにして、分離したタイヤ骨格部材は、熱可塑性材料により構成されていることから、容易に再利用（リサイクル）することができる。
【００１５】
請求項４に記載のタイヤ処理装置は、請求項１または請求項２に記載のタイヤ処理装置において、熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材と熱可塑性材料以外の材料により構成された非熱可塑性部材とを含んで構成されるタイヤを保持する保持部と、前記熱可塑性部材の、前記非熱可塑性部材との境界部分を超音波により加振し溶融させながら前記熱可塑性部材と前記非熱可塑性部材とを剥離する超音波加振部と、を有する。
【００１６】
請求項４に記載のタイヤ処理装置では、保持部が、熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材と熱可塑性材料以外の材料により構成された非熱可塑性部材とを含んで構成されるタイヤを保持する。
そして、超音波加振部が、熱可塑性部材の、非熱可塑性部材との境界部分を超音波により加振し溶融させながら熱可塑性部材と非熱可塑性部材とを剥離する。
ここで、上記のように、熱可塑性部材の上記境界部分を超音波により加振し溶融させて該熱可塑性部材と非熱可塑性部材とを剥離することから、熱可塑性部材と非熱可塑性部材とを簡単に分離することができる。つまり、上記タイヤを、熱可塑性材料と熱可塑性材料以外の材料とに簡単に分別することができる。
【００１７】
また、上記タイヤ処理装置では、超音波加振部を用いて熱可塑性部材の上記境界部分を超音波により加振し溶融させながら熱可塑性部材と非熱可塑性部材とを剥離することから、例えば、熱可塑性部材全体を加振または熱可塑性部材を部分的に溶融させるものと比べて、熱可塑性部材を超音波により加振し溶融させるのに必要とするエネルギーを低く抑えられる。
【００１８】
請求項５に記載のタイヤ処理装置は、請求項４に記載のタイヤ処理装置において、前記熱可塑性部材は、前記タイヤの骨格部分を構成する環状のタイヤ骨格部材であり、前記非熱可塑性部材は、前記タイヤ骨格部材の外周側に配設され、前記タイヤのトレッド部分を構成するトレッド部材であり、前記保持部は、前記タイヤを回転可能に保持し、前記超音波加振部は、前記保持部により回転する前記タイヤ骨格部材の、前記トレッド部材との境界部分を超音波により加振し溶融させながら前記タイヤ骨格部材と前記トレッド部材とを剥離する。
【００１９】
請求項５に記載のタイヤ処理装置では、超音波加振部が、保持部により回転するタイヤ骨格部材の、トレッド部材との境界部分を超音波により加振し溶融させながらタイヤ骨格部材とトレッド部材とを剥離することから、タイヤ骨格部材とトレッド部材とを簡単に分離することができる。特に、トレッド部材は、タイヤ骨格部材の外周側に一周分形成されていることから、タイヤ骨格部材を回転させながら超音波加振部でタイヤ骨格部材とトレッド部材とを剥離することでタイヤ骨格部材とトレッド部材とを簡単に剥離することができる。
このようにして、分離したタイヤ骨格部材は、熱可塑性材料により構成されていることから、容易に再利用（リサイクル）することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明のタイヤの処理方法及びタイヤ処理装置によれば、熱可塑性材料と熱可塑性材料以外の材料とを含んで構成されたタイヤを、熱可塑性材料と熱可塑性材料以外の材料とに簡単に分別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るタイヤ処理装置の斜視図である。
【図２】（Ａ）タイヤ保持装置のタイヤ保持部を最小径とした状態を示す斜視図であり、（Ｂ）タイヤ保持装置のタイヤ保持部を最大径とした状態を示す斜視図である。
【図３】超音波ウエルダのホーンを示す斜視図である。
【図４】タイヤをタイヤ幅方向に沿って切断したタイヤ幅方向断面図である。
【図５】タイヤ半体をタイヤ幅方向に沿って切断したタイヤ幅方向断面図である。
【図６】タイヤ半体の半体骨格部材と半体トレッドゴム層との境界部分にホーンの先端部を接触させた状態を示すタイヤ半体のタイヤ幅方向断面図である。
【図７】タイヤ半体の、半体骨格部材と半体トレッドゴム層との境界部分にホーンを差し込んだ状態を示すタイヤ半体のタイヤ幅方向断面図である。
【図８】タイヤ半体にホーンをさらに差し込む前の状態を示すタイヤ半体のタイヤ幅方向断面図である。
【図９】タイヤ半体にホーンをさらに差し込んだ状態を示すタイヤ半体のタイヤ幅方向断面図である。
【図１０】超音波ウエルダのホーンの変形例を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るタイヤ処理装置の斜視図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係るタイヤ処理装置を用いて半体骨格部材と半体トレッドゴム層とを剥離している状態を示す斜視図である。
【図１３】その他の実施形態のタイヤをタイヤ幅方向に沿って切断したタイヤ幅方向断面図である。
【図１４】その他の実施形態のタイヤをタイヤ幅方向に沿って切断したタイヤ幅方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係るタイヤの処理方法及びタイヤ処理装置について説明するが、まず、このタイヤの処理方法及びタイヤ処理装置において処理対象となっているタイヤ１０について説明する。
【００２３】
（タイヤ）
図４には、タイヤの骨格部分を熱可塑性材料で構成したタイヤ１０が示されている。本実施形態のタイヤ１０は、従来一般のゴム製の空気入りタイヤと略同様の断面形状を呈している。
【００２４】
タイヤ１０は、図示しないリムのビードシート部及びリムフランジに接触する１対のビード部１２、ビード部１２からタイヤ径方向外側に延びるサイド部１４、一方のサイド部１４のタイヤ径方向外側端と他方のサイド部１４のタイヤ径方向外側端とを連結するクラウン部１６を含んで構成される環状のタイヤ骨格部材１７を有している。なお、このタイヤ骨格部材１７は、タイヤの骨格部分であり、本発明の熱可塑性部材の一例である。
【００２５】
本実施形態のタイヤ骨格部材１７は、熱可塑性材料で形成されている。なお、タイヤ骨格部材１７は、各部位（ビード部１２、サイド部１４、クラウン部１６）にそれぞれ異なる特徴を有する熱可塑性材料を用いてもよい。
【００２６】
熱可塑性材料としては、ゴム様の弾性を有する熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）等を用いてもよい。
【００２７】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
【００２８】
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ＪＩＳ Ｋ６４１８に規定されるアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡ）、エステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、スチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）、ウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、熱可塑性ゴム架橋体（ＴＰＶ）、若しくはその他の熱可塑性エラストマー（ＴＰＺ）等が挙げられる。
【００２９】
なお、熱可塑性材料は、上述した熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー以外のものであってもよい。
【００３０】
本実施形態のビード部１２には、従来一般の空気入りタイヤと同様の、スチールコードで構成された円環状のビードコア１８が埋設されている。なお、本実施形態のタイヤ１０は、ビードコア１８がスチールコードで構成されているが、有機繊維コード、樹脂被覆した有機繊維コード、または硬質樹脂などで構成されていてもよく、また、ビードコア自体が省略されていてもよい。
【００３１】
図４に示すように、本実施形態のタイヤ１０は、ビード部１２のリムとの接触部分（ビードシートと接触する部分及びリムフランジと接触する部分）に弾性体の一例としてのゴムで形成されたシール層２４が設けられている。なお、リムフランジと接触する部分のシール層２４は、タイヤ骨格部材１７とリムとの間のシール性（気密性）が確保できていれば、省略されてもよい。
【００３２】
タイヤ骨格部材１７のクラウン部１６には、金属繊維又は有機繊維のモノフィラメント（単線）、又はこれらの繊維を撚ったマルチフィラメント（撚り線）で構成されたコード２６がタイヤ周方向に螺旋状に巻回されかつコード２６全体が埋設されている。なお、コード２６は、クラウン部１６に対して一部分が埋設される構成でもよい。このコード２６によりクラウン部１６の外周部にクラウン部補強層２８が形成され、クラウン部１６のタイヤ周方向剛性が補強されている。なお、上記クラウン部補強層２８は、従来のゴム製の空気入りタイヤのカーカスの外周面に配置されるベルトに相当するものである。
【００３３】
クラウン部１６の外周側には、トレッド部材の一例としてのトレッドゴム層３１が配設されている。このトレッドゴム層３１は、クラウン部１６側から順にクッションゴム２９、トレッドゴム３０で構成されている。このクッションゴム２９は、タイヤ１０の走行時にトレッドゴム３０が受ける路面からの入力を緩衝して乗り心地性を向上させるものであり、弾性率がトレッドゴム３０よりも低く設定されている。なお、その他の実施形態では、トレッドゴム層３１をトレッドゴム３０のみで構成してもよい。
また、トレッドゴム層３１（トレッドゴム３０）には、従来のゴム製の空気入りタイヤと同様に、路面との接地面に複数の溝３０Ａを含むトレッドパターン（図示省略）が形成されている。
【００３４】
（タイヤ処理装置）
次に、本実施形態のタイヤ１０（タイヤ半体１０Ｈ）の処理を行うタイヤ処理装置３２について説明する。
タイヤ処理装置３２は、タイヤ１０を保持するためのタイヤ保持装置３３を有している。なお、タイヤ保持装置３３は、本発明の保持部の一例である。タイヤ保持装置３３は、床面に接地された台座３４の上部に、水平に配置された軸３６が回転可能に支持されている。なお、この軸３６は、図示しないモータにより回転されるようになっている。
【００３５】
図１、図２に示すように、軸３６の端部側には、タイヤ保持部４０が設けられている。タイヤ保持部４０は、軸３６に固定されたシリンダブロック３８を備え、シリンダブロック３８には径方向外側に延びる複数のシリンダロッド４１が周方向に等間隔に設けられている。
【００３６】
シリンダロッド４１の先端には、外面がタイヤ内面の曲率半径と略同等に設定された円弧曲面４２Ａを有するタイヤ保持片４２が設けられている。
図２（Ａ）は、シリンダロッド４１の突出量が最も小さい状態（タイヤ保持部４０が最小径の状態）を示しており、図２（Ｂ）はシリンダロッド４１の突出量が最も大きい状態（タイヤ保持部４０が最大径の状態）を示している。各シリンダロッド４１は連動して同一方向に同一量移動可能となっている。
【００３７】
図１に示すように、タイヤ保持装置３３の近傍には、超音波ウエルダ４４が配置されている。この超音波ウエルダ４４は、発振器４５、変換器４６、及び、ホーン４７を有している。発振器４５は、周波数２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの電気信号を発振可能とされている。また変換器４６は、発振器４５とケーブルを介して接続され、発振器４５からの電気信号を振動エネルギーに変換してホーン４７へ伝達するようになっている。ホーン４７は、変換器４６に取り付けられ、発振器４５から伝達された振動エネルギーにより加振されて、超音波振動するようになっている。
【００３８】
ホーン４７は、図３に示すように、板状とされ、幅方向（板幅方向）の一方側に刃先が丸められた刃部４７Ａが形成され、長手方向の先端側（変換器４６に取付けられている側に対して反対側）に刃先が丸められた刃部４７Ｂ（図６参照）が形成されている。
【００３９】
図１に示すように、超音波ウエルダ４４の近傍には、図示しないロボットアームが配設されている。このロボットアームの先端部には、変換器４６が取り付けられている。
ロボットアームは、タイヤ保持部４０に保持された後述するタイヤ半体１０Ｈに対して、変換器４６に取り付けられたホーン４７の位置及び角度を調整することができるようになっている。
【００４０】
（タイヤの処理工程）
（１） まず、図４に示すタイヤ１０を、タイヤ赤道面ＣＬに沿って切断して、図５に示すタイヤ半体１０Ｈを形成する。
【００４１】
（２） 次に、径を縮小したタイヤ保持部４０（図２（Ａ）参照）の外周側に、タイヤ半体１０Ｈを配置し、その後、タイヤ保持部４０の径を拡大して、タイヤ半体１０Ｈの内周面に複数のタイヤ保持片４２を接触させて、複数のタイヤ保持片４２によってタイヤ半体１０Ｈを内側から保持する（図１参照）。
【００４２】
（３） 次に、図６に示すように、ロボットアームを用いてホーン４７の刃部４７Ａを半体骨格部材１７Ｈと半体トレッドゴム層３１Ｈとの境界に配置する。そして、図７に示すように、ホーン４７を上記境界に沿うようにタイヤ半体１０Ｈ内に突き入れる。なお、半体骨格部材１７Ｈは、クラウン部１６とサイド部１４との間の角部が円弧状に湾曲しているため、図７に示すように、角部の一部を削り取るように直線状に突き入れられる。
なお、ホーン４７の刃部４７Ａは、刃先が丸められていることから、半体トレッドゴム層３１Ｈを切断しにくくなっている。これにより、後述のホーン４７による半体骨格部材１７Ｈの溶融時に、刃部４７Ａによって半体トレッドゴム層３１Ｈが切り欠かれて、ゴム片、ゴム粉などが、半体骨格部材１７Ｈの溶融部分に付着したり、混入したりするのが抑制される。
【００４３】
そして、図７に示すような位置までホーン４７をタイヤ半体１０Ｈに突き入れた後、ホーン４７の位置を固定する。次に、ホーン４７を周波数２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚで超音波振動させながら、図１に示すように、タイヤ保持部４０とともにタイヤ半体１０Ｈを回転させる。このときのタイヤ半体１０Ｈの回転方向（矢印Ａ方向）は、ホーン４７の刃部４７Ｂに対向する方向である。
【００４４】
ここで、半体骨格部材１７Ｈの、ホーン４７の刃部４７Ｂとの接触部分は、ホーン４７からの超音波振動により発熱し、溶融される。そして、タイヤ半体１０Ｈの回転により、ホーン４７は、半体骨格部材１７Ｈの、半体トレッドゴム層３１Ｈとの境界部分（ここでは、上記接触部分）を溶融切断する。なお、ホーン４７による溶融切断は、回転する半体骨格部材１７Ｈに対して、ホーン４７が移動した軌跡に沿って行なわれる。
【００４５】
次に、図８に示すように、ホーン４７を半体骨格部材１７Ｈのクラウン部１６の外周に沿うように角度調整する。そして、図９に示すように、ホーン４７を上記境界に沿うように直線状に突き入れる。なお、本実施形態では、ホーン４７を、刃部４７Ａがタイヤ半体１０Ｈの切断面から突き出るまでタイヤ半体１０Ｈに突き入れている。
【００４６】
その後、ホーン４７の刃部４７Ａがタイヤ半体１０Ｈの切断面から突き出た位置で、ホーン４７を固定する。次に、ホーン４７を周波数２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚで超音波振動させながら、タイヤ保持部４０とともにタイヤ半体１０Ｈを矢印Ａ方向に回転させる。
【００４７】
このとき、半体骨格部材１７Ｈの、ホーン４７の刃部４７Ｂとの接触部分は、上記と同様に、ホーン４７からの超音波振動により発熱し、溶融される。そして、タイヤ半体１０Ｈの回転により、ホーン４７は、半体骨格部材１７Ｈの、半体トレッドゴム層３１Ｈとの境界部分（ここでは、上記接触部分）を溶融切断する。
そして、タイヤ半体１０Ｈが一回転すると、半体骨格部材１７Ｈと半体トレッドゴム層３１Ｈとが剥離される。
【００４８】
ここで、ホーン４７は、半体骨格部材１７Ｈの上記境界部分を溶融しながら、半体骨格部材１７Ｈと半体トレッドゴム層３１Ｈとを切り離す（剥離する）ことから、半体骨格部材１７Ｈと半体トレッドゴム層３１Ｈとを簡単に剥離することができる。
【００４９】
なお、タイヤ半体１０Ｈの回転速度は、ホーン４７により溶融された上記境界部分の熱可塑性材料が再びトレッドゴム層３１に接触するときに、自然冷却で固化している速度に設定することが好ましい。
ホーン４７により溶融されて半体トレッドゴム層３１Ｈから剥離された部分に、冷風などを吹き付けて該溶融された部分を強制的に冷却してもよい。この場合に、タイヤ半体１０Ｈの回転速度を上昇させることができる。
【００５０】
次に、ホーン４７を用いて半体骨格部材１７Ｈのビード部１２に配設されたシール層２４を上記と同様の手順により半体骨格部材１７Ｈから剥離する。これにより、半体骨格部材１７Ｈから、半体トレッドゴム層３１Ｈ及びシール層２４が除去される。
【００５１】
（４） 次に、半体骨格部材１７Ｈのクラウン部１６のコード２６周辺を加熱し、該コード２６周辺の熱可塑性材料を溶融または軟化させた状態で、クラウン部１６からコード２６を取り出す。同様に、ビード部１２のビードコア１８周辺を加熱し、該ビードコア１８周辺の熱可塑性材料を溶融または軟化させた状態で、ビード部１２からビードコア１８を取り出す。
【００５２】
このようにして、熱可塑性材料から熱可塑性材料以外の材料を全て取り除いたタイヤ骨格部材１７は、再び溶融してリサイクルすることが可能となる。
【００５３】
第１実施形態では、図３に示す平板状のホーン４７を用いているが、本発明はこの構成に限定されず、図１０に示す角部が丸められたホーン５０を用いてもよい。このホーン５０は、図１０に示すように、板状とされ、幅方向（板幅方向）の一方側に刃先が丸められた刃部５０Ａが形成され、長手方向の先端側（変換器４６に取付けられている側に対して反対側）に刃先が丸められた刃部５０Ｂ（図６参照）が形成され、刃部５０Ａと刃部５０Ｂとの間の角部５０Ｃが円弧状に湾曲している。このため、例えば、回転するタイヤ半体１０Ｈの半体骨格部材１７Ｈに対して超音波振動状態のホーン５０を、角部５０Ｃから刃部５０Ａ及び刃部５０Ｂを徐々に差し込んで半体骨格部材１７Ｈと半体トレッドゴム層３１Ｈを剥離することもできる。このように回転するタイヤ半体１０Ｈに対してホーン５０を徐々に差し込む場合、例えば、静止状態のタイヤ半体１０Ｈにホーンを直線状に突き入れるものと比べて、半体トレッドゴム層３１Ｈ側に残る熱可塑性材料を少なくすることができる。
【００５４】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態のタイヤ処理装置、タイヤの処理方法について図１１、図１２を参照しながら説明する。なお、第１実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００５５】
図１１に示すように、第２実施形態のタイヤ処理装置５２は、タイヤ保持装置３３と、超音波ウエルダ５４と、を有している。超音波ウエルダ５４は、発振器４５、変換器４６、及び、ホーン５６を有している。このホーン５６は、板状とされ、かつ側面視（板幅方向から見て）でタイヤ半体１０Ｈの半体骨格部材１７Ｈとトレッドゴム層３１との境界に沿った形状とされている。また、ホーン５６は、幅方向（板幅方向）の一方側に刃先が丸められた刃部５６Ａが形成されている。また、ホーン５６及び変換器４６は、上下方向に移動可能な昇降アーム５８に取り付けられている。
【００５６】
次に、第２実施形態のタイヤの処理方法について説明する。
まず、タイヤ１０を切断してタイヤ半体１０Ｈを形成し、そのタイヤ半体１０Ｈをタイヤ保持部４０で保持させる。
次に、図１１に示すように、タイヤ半体１０Ｈのトレッドゴム層３１をタイヤ幅方向に沿って削り取る。この削り取りは、ホーン５６の幅よりも幅が広くなるように削り取る。このとき、半体骨格部材１７Ｈの外周部もコード２６が削れない程度に削り取ることが好ましい。
【００５７】
そして、図１２に示すように、昇降アーム５８を下降させて、タイヤ半体１０Ｈに形成された削り取られた部分Ｋにホーン５６を差し込む。このとき、ホーン５６の刃部５６Ｂを半体骨格部材１７Ｈの、半体トレッドゴム層３１Ｈとの境界部分に接触させる。その後、ホーン５６を超音波振動させて、このホーン５６と半体骨格部材１７Ｈとの接触部分を溶融させながら、タイヤ半体１０Ｈを回転させて、半体骨格部材１７Ｈと半体トレッドゴム層３１Ｈとを溶融切断する。そして、タイヤ半体１０Ｈが一回転すると、半体骨格部材１７Ｈと半体トレッドゴム層３１Ｈとが剥離される。
【００５８】
ここで、第２実施形態のタイヤ処理装置５２は、タイヤ半体を一回転させることで、半体骨格部材１７Ｈと半体トレッドゴム層３１Ｈとを剥離することができるため、例えば、複数回回転を要するタイヤ処理装置と比べて、迅速に半体骨格部材１７Ｈと半体トレッドゴム層３１Ｈとを剥離することができる。また、消費するエネルギーも抑制することができる。
【００５９】
第２実施形態では、ホーン５６の形状をタイヤ半体１０Ｈの半体骨格部材１７Ｈと半体トレッドゴム層３１Ｈとの境界に沿った形状としているが、本発明はこの構成に限定されず、ホーン５６の形状をタイヤ１０のタイヤ骨格部材１７とトレッドゴム層３１との境界に沿った形状としてもよい。この場合には、タイヤ１０を半分に割らなくても、タイヤ骨格部材１７とトレッドゴム層３１とを剥離することができる。
【００６０】
（その他の実施形態）
第１、第２実施形態では、ホーンの形状を平板状としているが、ホーンの形状を棒状、糸状などとしてもよい。
【００６１】
また、第１実施形態のタイヤの処理方法では、ロボットアームを用いてホーン４７を半体骨格部材１７Ｈと半体トレッドゴム層３１Ｈとの境界に沿うように配置しているが、本発明はこの構成に限定されず、作業者が変換器４６を持ってホーン４７を半体骨格部材１７Ｈと半体トレッドゴム層３１Ｈとの境界部分に当ててもよい。
【００６２】
また、前述の実施形態のタイヤ１０は、ビードコア１８付きのタイヤ骨格部材１７を用いたチューブレスタイプのタイヤであったが、タイヤ１０の構成はこれに限られるものではない。図１３に示すタイヤ６０のように、熱可塑性材料を用いたタイヤ骨格部材として、タイヤ周方向に円環状に形成され、リム６１の外周部に配置される中空のチューブ体６２を用いてもよい。なお、チューブ体６２は、タイヤ幅方向において、複列又は単列に配置してもよい。また、タイヤ６０では、３つのチューブ体６２の外周部分に、例えば補強用の補強層６８が埋設されたトレッドゴム６４が、例えばクッションゴム６６を介して跨って配置され、加硫接着されている。なお、トレッドゴム６４とクッションゴム６６によりトレッドゴム層６７が構成されている。
一方、その他の実施形態としては、図１４に示すタイヤ７０を用いてもよい。タイヤ７０では、１つのチューブ体７２の外周部分に、例えば補強用の補強層７８が埋設されたトレッドゴム７４が、例えばクッションゴム７６を介して跨って配置され、加硫接着されている。なお、トレッドゴム７４とクッションゴム７６によりトレッドゴム層７７が構成されている。
上記のような、タイヤ６０、７０においても、前述のタイヤの処理方法及びタイヤ処理装置を適用することができる。
【００６３】
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６４】
１０ タイヤ
１２ ビード部
１７ タイヤ骨格部材（熱可塑性部材）
３１ トレッドゴム層（トレッド部材（非熱可塑性部材））
３２ タイヤ処理装置
３３ タイヤ保持装置（タイヤ保持部）
４４ 超音波ウエルダ
５２ タイヤ処理装置
５４ 超音波ウエルダ
６０ タイヤ
６２ チューブ体（タイヤ骨格部材）
６７ トレッドゴム層（トレッド部材（非熱可塑性部材））
７０ タイヤ
７２ チューブ体（タイヤ骨格部材）
７７ トレッドゴム層（トレッド部材（非熱可塑性部材））
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの処理方法及びタイヤ処理装置に関し、特には、熱可塑性材料と熱可塑性材料以外の材料を含んで構成されたタイヤを、熱可塑性材料と熱可塑性材料以外の材料とに簡単に分別可能とするタイヤの処理方法及びタイヤ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に用いられる空気入りタイヤとして、タイヤの骨格部分をゴムに代えて熱可塑性材料で形成した空気入りタイヤが提案されている（例えば、特許文献１参照）。タイヤの骨格部分を熱可塑性材料で形成することで、加硫ゴム製の従来タイヤ対比で製造が容易になる可能性がある。
【０００３】
従来のゴム製の空気入りタイヤを廃棄処分する場合、廃タイヤをゴムと補強材（ベルト、ビード、プライ等）に分別することは困難で、手間とコストがかかり、リサイクル上で問題となる場合があった。従来のゴムタイヤの処理としては、例えば特許文献２に開示の技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０３−１４３７０１号公報
【特許文献２】特開平１１−１１４８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
熱可塑性材料は加硫ゴムとは違ってリサイクルし易く、用途も多い。そこで、熱可塑性材料と熱可塑性材料以外の材料を含んで形成された空気入りタイヤに関しても、熱可塑性材料と熱可塑性材料以外の材料とに分別する方法が望まれるが、熱可塑性材料と熱可塑性材料以外の材料を含んで構成された空気入りタイヤに関しては、熱可塑性材料と熱可塑性材料以外の材料とを簡単に分別する処理方法及び処理装置が従来無かった。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、熱可塑性材料と熱可塑性材料以外の材料とを含んで構成されたタイヤを、熱可塑性材料と熱可塑性材料以外の材料とに簡単に分別可能とするタイヤの処理方法及びタイヤ処理装置を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載のタイヤの処理方法は、熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材と熱可塑性材料以外の材料により構成された非熱可塑性部材とを含んで構成されるタイヤの、前記熱可塑性部材を超音波により加振し溶融させて前記熱可塑性部材と前記非熱可塑性部材とを分別する。
【０００８】
請求項１に記載のタイヤの処理方法では、タイヤの熱可塑性部材を超音波により加振し溶融させて熱可塑性部材と非熱可塑性部材とを分別する。
ここで、上記のように、熱可塑性部材を超音波により加振し溶融させて該熱可塑性部材と非熱可塑性部材とを分別することから、例えば、熱可塑性材料を溶融させないものと比べて、熱可塑性部材と非熱可塑性部材とを簡単に分離することができる。つまり、上記タイヤを、熱可塑性材料と熱可塑性材料以外の材料とに簡単に分別することができる。
【０００９】
なお、熱可塑性材料以外の材料とは、例えば、熱硬化性材料、加硫ゴム、有機繊維、その他有機化合物、金属材料、無機材料等を挙げることができ、これら以外の材料であってもよい。
【００１０】
また、ここでいう「タイヤ」とは、タイヤを複数に分断したタイヤ構成部材も含むものである。なお、上記のタイヤ構成部材は、もちろん熱可塑性部材と非熱可塑性部材とを含んで構成されるものである。
【００１１】
請求項２に記載のタイヤの処理方法は、前記熱可塑性部材の、前記非熱可塑性部材との境界部分を超音波により加振し溶融させながら前記熱可塑性部材と前記非熱可塑性部材とを剥離する。
【００１２】
請求項２に記載のタイヤの処理方法では、熱可塑性部材の、非熱可塑性部材との境界部分を超音波により加振し溶融させながら熱可塑性部材と非熱可塑性部材とを剥離することから、例えば、熱可塑性部材全体を加振または熱可塑性部材を部分的に加振し溶融させるものと比べて、熱可塑性部材を超音波により加振し溶融させるのに必要とするエネルギーを低く抑えられる。
【００１３】
請求項３に記載のタイヤの処理方法は、請求項１または請求項２に記載のタイヤの処理方法において、前記熱可塑性部材は、前記タイヤの骨格部分を構成する環状のタイヤ骨格部材であり、前記非熱可塑性部材は、前記タイヤ骨格部材の外周側に配設され、前記タイヤのトレッド部分を構成するトレッド部材である。
【００１４】
請求項３に記載のタイヤの処理方法では、熱可塑性部材であるタイヤ骨格部材を超音波により加振し溶融させてタイヤ骨格部材と非熱可塑性部材であるトレッド部材とを分別することから、タイヤ骨格部材とトレッド部材とを簡単に分離することができる。
このようにして、分離したタイヤ骨格部材は、熱可塑性材料により構成されていることから、容易に再利用（リサイクル）することができる。
【００１５】
請求項４に記載のタイヤ処理装置は、請求項１または請求項２に記載のタイヤ処理装置において、熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材と熱可塑性材料以外の材料により構成された非熱可塑性部材とを含んで構成されるタイヤを保持する保持部と、前記熱可塑性部材の、前記非熱可塑性部材との境界部分を超音波により加振し溶融させながら前記熱可塑性部材と前記非熱可塑性部材とを剥離する超音波加振部と、を有する。
【００１６】
請求項４に記載のタイヤ処理装置では、保持部が、熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材と熱可塑性材料以外の材料により構成された非熱可塑性部材とを含んで構成されるタイヤを保持する。
そして、超音波加振部が、熱可塑性部材の、非熱可塑性部材との境界部分を超音波により加振し溶融させながら熱可塑性部材と非熱可塑性部材とを剥離する。
ここで、上記のように、熱可塑性部材の上記境界部分を超音波により加振し溶融させて該熱可塑性部材と非熱可塑性部材とを剥離することから、熱可塑性部材と非熱可塑性部材とを簡単に分離することができる。つまり、上記タイヤを、熱可塑性材料と熱可塑性材料以外の材料とに簡単に分別することができる。
【００１７】
また、上記タイヤ処理装置では、超音波加振部を用いて熱可塑性部材の上記境界部分を超音波により加振し溶融させながら熱可塑性部材と非熱可塑性部材とを剥離することから、例えば、熱可塑性部材全体を加振または熱可塑性部材を部分的に溶融させるものと比べて、熱可塑性部材を超音波により加振し溶融させるのに必要とするエネルギーを低く抑えられる。
【００１８】
請求項５に記載のタイヤ処理装置は、請求項４に記載のタイヤ処理装置において、前記熱可塑性部材は、前記タイヤの骨格部分を構成する環状のタイヤ骨格部材であり、前記非熱可塑性部材は、前記タイヤ骨格部材の外周側に配設され、前記タイヤのトレッド部分を構成するトレッド部材であり、前記保持部は、前記タイヤを回転可能に保持し、前記超音波加振部は、前記保持部により回転する前記タイヤ骨格部材の、前記トレッド部材との境界部分を超音波により加振し溶融させながら前記タイヤ骨格部材と前記トレッド部材とを剥離する。
【００１９】
請求項５に記載のタイヤ処理装置では、超音波加振部が、保持部により回転するタイヤ骨格部材の、トレッド部材との境界部分を超音波により加振し溶融させながらタイヤ骨格部材とトレッド部材とを剥離することから、タイヤ骨格部材とトレッド部材とを簡単に分離することができる。特に、トレッド部材は、タイヤ骨格部材の外周側に一周分形成されていることから、タイヤ骨格部材を回転させながら超音波加振部でタイヤ骨格部材とトレッド部材とを剥離することでタイヤ骨格部材とトレッド部材とを簡単に剥離することができる。
このようにして、分離したタイヤ骨格部材は、熱可塑性材料により構成されていることから、容易に再利用（リサイクル）することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明のタイヤの処理方法及びタイヤ処理装置によれば、熱可塑性材料と熱可塑性材料以外の材料とを含んで構成されたタイヤを、熱可塑性材料と熱可塑性材料以外の材料とに簡単に分別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るタイヤ処理装置の斜視図である。
【図２】（Ａ）タイヤ保持装置のタイヤ保持部を最小径とした状態を示す斜視図であり、（Ｂ）タイヤ保持装置のタイヤ保持部を最大径とした状態を示す斜視図である。
【図３】超音波ウエルダのホーンを示す斜視図である。
【図４】タイヤをタイヤ幅方向に沿って切断したタイヤ幅方向断面図である。
【図５】タイヤ半体をタイヤ幅方向に沿って切断したタイヤ幅方向断面図である。
【図６】タイヤ半体の半体骨格部材と半体トレッドゴム層との境界部分にホーンの先端部を接触させた状態を示すタイヤ半体のタイヤ幅方向断面図である。
【図７】タイヤ半体の、半体骨格部材と半体トレッドゴム層との境界部分にホーンを差し込んだ状態を示すタイヤ半体のタイヤ幅方向断面図である。
【図８】タイヤ半体にホーンをさらに差し込む前の状態を示すタイヤ半体のタイヤ幅方向断面図である。
【図９】タイヤ半体にホーンをさらに差し込んだ状態を示すタイヤ半体のタイヤ幅方向断面図である。
【図１０】超音波ウエルダのホーンの変形例を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るタイヤ処理装置の斜視図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係るタイヤ処理装置を用いて半体骨格部材と半体トレッドゴム層とを剥離している状態を示す斜視図である。
【図１３】その他の実施形態のタイヤをタイヤ幅方向に沿って切断したタイヤ幅方向断面図である。
【図１４】その他の実施形態のタイヤをタイヤ幅方向に沿って切断したタイヤ幅方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係るタイヤの処理方法及びタイヤ処理装置について説明するが、まず、このタイヤの処理方法及びタイヤ処理装置において処理対象となっているタイヤ１０について説明する。
【００２３】
（タイヤ）
図４には、タイヤの骨格部分を熱可塑性材料で構成したタイヤ１０が示されている。本実施形態のタイヤ１０は、従来一般のゴム製の空気入りタイヤと略同様の断面形状を呈している。
【００２４】
タイヤ１０は、図示しないリムのビードシート部及びリムフランジに接触する１対のビード部１２、ビード部１２からタイヤ径方向外側に延びるサイド部１４、一方のサイド部１４のタイヤ径方向外側端と他方のサイド部１４のタイヤ径方向外側端とを連結するクラウン部１６を含んで構成される環状のタイヤ骨格部材１７を有している。なお、このタイヤ骨格部材１７は、タイヤの骨格部分であり、本発明の熱可塑性部材の一例である。
【００２５】
本実施形態のタイヤ骨格部材１７は、熱可塑性材料で形成されている。なお、タイヤ骨格部材１７は、各部位（ビード部１２、サイド部１４、クラウン部１６）にそれぞれ異なる特徴を有する熱可塑性材料を用いてもよい。
【００２６】
熱可塑性材料としては、ゴム様の弾性を有する熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）等を用いてもよい。
【００２７】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
【００２８】
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ＪＩＳ Ｋ６４１８に規定されるアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡ）、エステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、スチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）、ウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、熱可塑性ゴム架橋体（ＴＰＶ）、若しくはその他の熱可塑性エラストマー（ＴＰＺ）等が挙げられる。
【００２９】
なお、熱可塑性材料は、上述した熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー以外のものであってもよい。
【００３０】
本実施形態のビード部１２には、従来一般の空気入りタイヤと同様の、スチールコードで構成された円環状のビードコア１８が埋設されている。なお、本実施形態のタイヤ１０は、ビードコア１８がスチールコードで構成されているが、有機繊維コード、樹脂被覆した有機繊維コード、または硬質樹脂などで構成されていてもよく、また、ビードコア自体が省略されていてもよい。
【００３１】
図４に示すように、本実施形態のタイヤ１０は、ビード部１２のリムとの接触部分（ビードシートと接触する部分及びリムフランジと接触する部分）に弾性体の一例としてのゴムで形成されたシール層２４が設けられている。なお、リムフランジと接触する部分のシール層２４は、タイヤ骨格部材１７とリムとの間のシール性（気密性）が確保できていれば、省略されてもよい。
【００３２】
タイヤ骨格部材１７のクラウン部１６には、金属繊維又は有機繊維のモノフィラメント（単線）、又はこれらの繊維を撚ったマルチフィラメント（撚り線）で構成されたコード２６がタイヤ周方向に螺旋状に巻回されかつコード２６全体が埋設されている。なお、コード２６は、クラウン部１６に対して一部分が埋設される構成でもよい。このコード２６によりクラウン部１６の外周部にクラウン部補強層２８が形成され、クラウン部１６のタイヤ周方向剛性が補強されている。なお、上記クラウン部補強層２８は、従来のゴム製の空気入りタイヤのカーカスの外周面に配置されるベルトに相当するものである。
【００３３】
クラウン部１６の外周側には、トレッド部材の一例としてのトレッドゴム層３１が配設されている。このトレッドゴム層３１は、クラウン部１６側から順にクッションゴム２９、トレッドゴム３０で構成されている。このクッションゴム２９は、タイヤ１０の走行時にトレッドゴム３０が受ける路面からの入力を緩衝して乗り心地性を向上させるものであり、弾性率がトレッドゴム３０よりも低く設定されている。なお、その他の実施形態では、トレッドゴム層３１をトレッドゴム３０のみで構成してもよい。
また、トレッドゴム層３１（トレッドゴム３０）には、従来のゴム製の空気入りタイヤと同様に、路面との接地面に複数の溝３０Ａを含むトレッドパターン（図示省略）が形成されている。
【００３４】
（タイヤ処理装置）
次に、本実施形態のタイヤ１０（タイヤ半体１０Ｈ）の処理を行うタイヤ処理装置３２について説明する。
タイヤ処理装置３２は、タイヤ１０を保持するためのタイヤ保持装置３３を有している。なお、タイヤ保持装置３３は、本発明の保持部の一例である。タイヤ保持装置３３は、床面に接地された台座３４の上部に、水平に配置された軸３６が回転可能に支持されている。なお、この軸３６は、図示しないモータにより回転されるようになっている。
【００３５】
図１、図２に示すように、軸３６の端部側には、タイヤ保持部４０が設けられている。タイヤ保持部４０は、軸３６に固定されたシリンダブロック３８を備え、シリンダブロック３８には径方向外側に延びる複数のシリンダロッド４１が周方向に等間隔に設けられている。
【００３６】
シリンダロッド４１の先端には、外面がタイヤ内面の曲率半径と略同等に設定された円弧曲面４２Ａを有するタイヤ保持片４２が設けられている。
図２（Ａ）は、シリンダロッド４１の突出量が最も小さい状態（タイヤ保持部４０が最小径の状態）を示しており、図２（Ｂ）はシリンダロッド４１の突出量が最も大きい状態（タイヤ保持部４０が最大径の状態）を示している。各シリンダロッド４１は連動して同一方向に同一量移動可能となっている。
【００３７】
図１に示すように、タイヤ保持装置３３の近傍には、超音波ウエルダ４４が配置されている。この超音波ウエルダ４４は、発振器４５、変換器４６、及び、ホーン４７を有している。発振器４５は、周波数２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの電気信号を発振可能とされている。また変換器４６は、発振器４５とケーブルを介して接続され、発振器４５からの電気信号を振動エネルギーに変換してホーン４７へ伝達するようになっている。ホーン４７は、変換器４６に取り付けられ、発振器４５から伝達された振動エネルギーにより加振されて、超音波振動するようになっている。
【００３８】
ホーン４７は、図３に示すように、板状とされ、幅方向（板幅方向）の一方側に刃先が丸められた刃部４７Ａが形成され、長手方向の先端側（変換器４６に取付けられている側に対して反対側）に刃先が丸められた刃部４７Ｂ（図６参照）が形成されている。
【００３９】
図１に示すように、超音波ウエルダ４４の近傍には、図示しないロボットアームが配設されている。このロボットアームの先端部には、変換器４６が取り付けられている。
ロボットアームは、タイヤ保持部４０に保持された後述するタイヤ半体１０Ｈに対して、変換器４６に取り付けられたホーン４７の位置及び角度を調整することができるようになっている。
【００４０】
（タイヤの処理工程）
（１） まず、図４に示すタイヤ１０を、タイヤ赤道面ＣＬに沿って切断して、図５に示すタイヤ半体１０Ｈを形成する。
【００４１】
（２） 次に、径を縮小したタイヤ保持部４０（図２（Ａ）参照）の外周側に、タイヤ半体１０Ｈを配置し、その後、タイヤ保持部４０の径を拡大して、タイヤ半体１０Ｈの内周面に複数のタイヤ保持片４２を接触させて、複数のタイヤ保持片４２によってタイヤ半体１０Ｈを内側から保持する（図１参照）。
【００４２】
（３） 次に、図６に示すように、ロボットアームを用いてホーン４７の刃部４７Ａを半体骨格部材１７Ｈと半体トレッドゴム層３１Ｈとの境界に配置する。そして、図７に示すように、ホーン４７を上記境界に沿うようにタイヤ半体１０Ｈ内に突き入れる。なお、半体骨格部材１７Ｈは、クラウン部１６とサイド部１４との間の角部が円弧状に湾曲しているため、図７に示すように、角部の一部を削り取るように直線状に突き入れられる。
なお、ホーン４７の刃部４７Ａは、刃先が丸められていることから、半体トレッドゴム層３１Ｈを切断しにくくなっている。これにより、後述のホーン４７による半体骨格部材１７Ｈの溶融時に、刃部４７Ａによって半体トレッドゴム層３１Ｈが切り欠かれて、ゴム片、ゴム粉などが、半体骨格部材１７Ｈの溶融部分に付着したり、混入したりするのが抑制される。
【００４３】
そして、図７に示すような位置までホーン４７をタイヤ半体１０Ｈに突き入れた後、ホーン４７の位置を固定する。次に、ホーン４７を周波数２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚで超音波振動させながら、図１に示すように、タイヤ保持部４０とともにタイヤ半体１０Ｈを回転させる。このときのタイヤ半体１０Ｈの回転方向（矢印Ａ方向）は、ホーン４７の刃部４７Ｂに対向する方向である。
【００４４】
ここで、半体骨格部材１７Ｈの、ホーン４７の刃部４７Ｂとの接触部分は、ホーン４７からの超音波振動により発熱し、溶融される。そして、タイヤ半体１０Ｈの回転により、ホーン４７は、半体骨格部材１７Ｈの、半体トレッドゴム層３１Ｈとの境界部分（ここでは、上記接触部分）を溶融切断する。なお、ホーン４７による溶融切断は、回転する半体骨格部材１７Ｈに対して、ホーン４７が移動した軌跡に沿って行なわれる。
【００４５】
次に、図８に示すように、ホーン４７を半体骨格部材１７Ｈのクラウン部１６の外周に沿うように角度調整する。そして、図９に示すように、ホーン４７を上記境界に沿うように直線状に突き入れる。なお、本実施形態では、ホーン４７を、刃部４７Ａがタイヤ半体１０Ｈの切断面から突き出るまでタイヤ半体１０Ｈに突き入れている。
【００４６】
その後、ホーン４７の刃部４７Ａがタイヤ半体１０Ｈの切断面から突き出た位置で、ホーン４７を固定する。次に、ホーン４７を周波数２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚで超音波振動させながら、タイヤ保持部４０とともにタイヤ半体１０Ｈを矢印Ａ方向に回転させる。
【００４７】
このとき、半体骨格部材１７Ｈの、ホーン４７の刃部４７Ｂとの接触部分は、上記と同様に、ホーン４７からの超音波振動により発熱し、溶融される。そして、タイヤ半体１０Ｈの回転により、ホーン４７は、半体骨格部材１７Ｈの、半体トレッドゴム層３１Ｈとの境界部分（ここでは、上記接触部分）を溶融切断する。
そして、タイヤ半体１０Ｈが一回転すると、半体骨格部材１７Ｈと半体トレッドゴム層３１Ｈとが剥離される。
【００４８】
ここで、ホーン４７は、半体骨格部材１７Ｈの上記境界部分を溶融しながら、半体骨格部材１７Ｈと半体トレッドゴム層３１Ｈとを切り離す（剥離する）ことから、半体骨格部材１７Ｈと半体トレッドゴム層３１Ｈとを簡単に剥離することができる。
【００４９】
なお、タイヤ半体１０Ｈの回転速度は、ホーン４７により溶融された上記境界部分の熱可塑性材料が再びトレッドゴム層３１に接触するときに、自然冷却で固化している速度に設定することが好ましい。
ホーン４７により溶融されて半体トレッドゴム層３１Ｈから剥離された部分に、冷風などを吹き付けて該溶融された部分を強制的に冷却してもよい。この場合に、タイヤ半体１０Ｈの回転速度を上昇させることができる。
【００５０】
次に、ホーン４７を用いて半体骨格部材１７Ｈのビード部１２に配設されたシール層２４を上記と同様の手順により半体骨格部材１７Ｈから剥離する。これにより、半体骨格部材１７Ｈから、半体トレッドゴム層３１Ｈ及びシール層２４が除去される。
【００５１】
（４） 次に、半体骨格部材１７Ｈのクラウン部１６のコード２６周辺を加熱し、該コード２６周辺の熱可塑性材料を溶融または軟化させた状態で、クラウン部１６からコード２６を取り出す。同様に、ビード部１２のビードコア１８周辺を加熱し、該ビードコア１８周辺の熱可塑性材料を溶融または軟化させた状態で、ビード部１２からビードコア１８を取り出す。
【００５２】
このようにして、熱可塑性材料から熱可塑性材料以外の材料を全て取り除いたタイヤ骨格部材１７は、再び溶融してリサイクルすることが可能となる。
【００５３】
第１実施形態では、図３に示す平板状のホーン４７を用いているが、本発明はこの構成に限定されず、図１０に示す角部が丸められたホーン５０を用いてもよい。このホーン５０は、図１０に示すように、板状とされ、幅方向（板幅方向）の一方側に刃先が丸められた刃部５０Ａが形成され、長手方向の先端側（変換器４６に取付けられている側に対して反対側）に刃先が丸められた刃部５０Ｂ（図６参照）が形成され、刃部５０Ａと刃部５０Ｂとの間の角部５０Ｃが円弧状に湾曲している。このため、例えば、回転するタイヤ半体１０Ｈの半体骨格部材１７Ｈに対して超音波振動状態のホーン５０を、角部５０Ｃから刃部５０Ａ及び刃部５０Ｂを徐々に差し込んで半体骨格部材１７Ｈと半体トレッドゴム層３１Ｈを剥離することもできる。このように回転するタイヤ半体１０Ｈに対してホーン５０を徐々に差し込む場合、例えば、静止状態のタイヤ半体１０Ｈにホーンを直線状に突き入れるものと比べて、半体トレッドゴム層３１Ｈ側に残る熱可塑性材料を少なくすることができる。
【００５４】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態のタイヤ処理装置、タイヤの処理方法について図１１、図１２を参照しながら説明する。なお、第１実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００５５】
図１１に示すように、第２実施形態のタイヤ処理装置５２は、タイヤ保持装置３３と、超音波ウエルダ５４と、を有している。超音波ウエルダ５４は、発振器４５、変換器４６、及び、ホーン５６を有している。このホーン５６は、板状とされ、かつ側面視（板幅方向から見て）でタイヤ半体１０Ｈの半体骨格部材１７Ｈとトレッドゴム層３１との境界に沿った形状とされている。また、ホーン５６は、幅方向（板幅方向）の一方側に刃先が丸められた刃部５６Ａが形成されている。また、ホーン５６及び変換器４６は、上下方向に移動可能な昇降アーム５８に取り付けられている。
【００５６】
次に、第２実施形態のタイヤの処理方法について説明する。
まず、タイヤ１０を切断してタイヤ半体１０Ｈを形成し、そのタイヤ半体１０Ｈをタイヤ保持部４０で保持させる。
次に、図１１に示すように、タイヤ半体１０Ｈのトレッドゴム層３１をタイヤ幅方向に沿って削り取る。この削り取りは、ホーン５６の幅よりも幅が広くなるように削り取る。このとき、半体骨格部材１７Ｈの外周部もコード２６が削れない程度に削り取ることが好ましい。
【００５７】
そして、図１２に示すように、昇降アーム５８を下降させて、タイヤ半体１０Ｈに形成された削り取られた部分Ｋにホーン５６を差し込む。このとき、ホーン５６の刃部５６Ｂを半体骨格部材１７Ｈの、半体トレッドゴム層３１Ｈとの境界部分に接触させる。その後、ホーン５６を超音波振動させて、このホーン５６と半体骨格部材１７Ｈとの接触部分を溶融させながら、タイヤ半体１０Ｈを回転させて、半体骨格部材１７Ｈと半体トレッドゴム層３１Ｈとを溶融切断する。そして、タイヤ半体１０Ｈが一回転すると、半体骨格部材１７Ｈと半体トレッドゴム層３１Ｈとが剥離される。
【００５８】
ここで、第２実施形態のタイヤ処理装置５２は、タイヤ半体を一回転させることで、半体骨格部材１７Ｈと半体トレッドゴム層３１Ｈとを剥離することができるため、例えば、複数回回転を要するタイヤ処理装置と比べて、迅速に半体骨格部材１７Ｈと半体トレッドゴム層３１Ｈとを剥離することができる。また、消費するエネルギーも抑制することができる。
【００５９】
第２実施形態では、ホーン５６の形状をタイヤ半体１０Ｈの半体骨格部材１７Ｈと半体トレッドゴム層３１Ｈとの境界に沿った形状としているが、本発明はこの構成に限定されず、ホーン５６の形状をタイヤ１０のタイヤ骨格部材１７とトレッドゴム層３１との境界に沿った形状としてもよい。この場合には、タイヤ１０を半分に割らなくても、タイヤ骨格部材１７とトレッドゴム層３１とを剥離することができる。
【００６０】
（その他の実施形態）
第１、第２実施形態では、ホーンの形状を平板状としているが、ホーンの形状を棒状、糸状などとしてもよい。
【００６１】
また、第１実施形態のタイヤの処理方法では、ロボットアームを用いてホーン４７を半体骨格部材１７Ｈと半体トレッドゴム層３１Ｈとの境界に沿うように配置しているが、本発明はこの構成に限定されず、作業者が変換器４６を持ってホーン４７を半体骨格部材１７Ｈと半体トレッドゴム層３１Ｈとの境界部分に当ててもよい。
【００６２】
また、前述の実施形態のタイヤ１０は、ビードコア１８付きのタイヤ骨格部材１７を用いたチューブレスタイプのタイヤであったが、タイヤ１０の構成はこれに限られるものではない。図１３に示すタイヤ６０のように、熱可塑性材料を用いたタイヤ骨格部材として、タイヤ周方向に円環状に形成され、リム６１の外周部に配置される中空のチューブ体６２を用いてもよい。なお、チューブ体６２は、タイヤ幅方向において、複列又は単列に配置してもよい。また、タイヤ６０では、３つのチューブ体６２の外周部分に、例えば補強用の補強層６８が埋設されたトレッドゴム６４が、例えばクッションゴム６６を介して跨って配置され、加硫接着されている。なお、トレッドゴム６４とクッションゴム６６によりトレッドゴム層６７が構成されている。
一方、その他の実施形態としては、図１４に示すタイヤ７０を用いてもよい。タイヤ７０では、１つのチューブ体７２の外周部分に、例えば補強用の補強層７８が埋設されたトレッドゴム７４が、例えばクッションゴム７６を介して跨って配置され、加硫接着されている。なお、トレッドゴム７４とクッションゴム７６によりトレッドゴム層７７が構成されている。
上記のような、タイヤ６０、７０においても、前述のタイヤの処理方法及びタイヤ処理装置を適用することができる。
【００６３】
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６４】
１０ タイヤ
１２ ビード部
１７ タイヤ骨格部材（熱可塑性部材）
３１ トレッドゴム層（トレッド部材（非熱可塑性部材））
３２ タイヤ処理装置
３３ タイヤ保持装置（タイヤ保持部）
４４ 超音波ウエルダ
５２ タイヤ処理装置
５４ 超音波ウエルダ
６０ タイヤ
６２ チューブ体（タイヤ骨格部材）
６７ トレッドゴム層（トレッド部材（非熱可塑性部材））
７０ タイヤ
７２ チューブ体（タイヤ骨格部材）
７７ トレッドゴム層（トレッド部材（非熱可塑性部材））
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材と熱可塑性材料以外の材料により構成された非熱可塑性部材とを含んで構成されるタイヤの、前記熱可塑性部材を超音波により加振し溶融させて前記熱可塑性部材と前記非熱可塑性部材とを分別するタイヤの処理方法。
【請求項２】
前記熱可塑性部材の、前記非熱可塑性部材との境界部分を超音波により加振し溶融させながら前記熱可塑性部材と前記非熱可塑性部材とを剥離する請求項１に記載のタイヤの処理方法。
【請求項３】
前記熱可塑性部材は、前記タイヤの骨格部分を構成する環状のタイヤ骨格部材であり、
前記非熱可塑性部材は、前記タイヤ骨格部材の外周側に配設され、前記タイヤのトレッド部分を構成するトレッド部材である請求項１または請求項２に記載のタイヤの処理方法。
【請求項４】
熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材と熱可塑性材料以外の材料により構成された非熱可塑性部材とを含んで構成されるタイヤを保持する保持部と、
前記熱可塑性部材の、前記非熱可塑性部材との境界部分を超音波により加振し溶融させながら前記熱可塑性部材と前記非熱可塑性部材とを剥離する超音波加振部と、
を有するタイヤ処理装置。
【請求項５】
前記熱可塑性部材は、前記タイヤの骨格部分を構成する環状のタイヤ骨格部材であり、
前記非熱可塑性部材は、前記タイヤ骨格部材の外周側に配設され、前記タイヤのトレッド部分を構成するトレッド部材であり、
前記保持部は、前記タイヤを回転可能に保持し、
前記超音波加振部は、前記保持部により回転する前記タイヤ骨格部材の、前記トレッド部材との境界部分を超音波により加振し溶融させながら前記タイヤ骨格部材と前記トレッド部材とを剥離する請求項４に記載のタイヤ処理装置。
【請求項１】
熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材と熱可塑性材料以外の材料により構成された非熱可塑性部材とを含んで構成されるタイヤの、前記熱可塑性部材を超音波により加振し溶融させて前記熱可塑性部材と前記非熱可塑性部材とを分別するタイヤの処理方法。
【請求項２】
前記熱可塑性部材の、前記非熱可塑性部材との境界部分を超音波により加振し溶融させながら前記熱可塑性部材と前記非熱可塑性部材とを剥離する請求項１に記載のタイヤの処理方法。
【請求項３】
前記熱可塑性部材は、前記タイヤの骨格部分を構成する環状のタイヤ骨格部材であり、
前記非熱可塑性部材は、前記タイヤ骨格部材の外周側に配設され、前記タイヤのトレッド部分を構成するトレッド部材である請求項１または請求項２に記載のタイヤの処理方法。
【請求項４】
熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材と熱可塑性材料以外の材料により構成された非熱可塑性部材とを含んで構成されるタイヤを保持する保持部と、
前記熱可塑性部材の、前記非熱可塑性部材との境界部分を超音波により加振し溶融させながら前記熱可塑性部材と前記非熱可塑性部材とを剥離する超音波加振部と、
を有するタイヤ処理装置。
【請求項５】
前記熱可塑性部材は、前記タイヤの骨格部分を構成する環状のタイヤ骨格部材であり、
前記非熱可塑性部材は、前記タイヤ骨格部材の外周側に配設され、前記タイヤのトレッド部分を構成するトレッド部材であり、
前記保持部は、前記タイヤを回転可能に保持し、
前記超音波加振部は、前記保持部により回転する前記タイヤ骨格部材の、前記トレッド部材との境界部分を超音波により加振し溶融させながら前記タイヤ骨格部材と前記トレッド部材とを剥離する請求項４に記載のタイヤ処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−１４０６５（Ｐ２０１３−１４０６５Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４８１１８（Ｐ２０１１−１４８１１８）
【出願日】平成２３年７月４日（２０１１．７．４）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月４日（２０１１．７．４）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]