タイヤ劣化判定システムおよび更生タイヤの製造方法
【課題】従来のタイヤ劣化判定具とは異なる方式で、タイヤの耐久性の劣化の程度を判定するタイヤ劣化判定システムおよび更生タイヤの製造方法を提供する。
【解決手段】タイヤ劣化判定システムは判定装置を有する。判定装置は、第１結果または第２結果に基づいてタイヤの耐久性の劣化の程度を判定する。第１結果は、試料とする前記空気入りタイヤのトレッド部のゴム部材の、比重、ゴム物性、および酸素元素量の少なくとも一つを評価指標として測定した結果である。第２結果は、空気入りタイヤのビード部のゴム部材のゴム硬度を評価指標として測定した結果である。
【解決手段】タイヤ劣化判定システムは判定装置を有する。判定装置は、第１結果または第２結果に基づいてタイヤの耐久性の劣化の程度を判定する。第１結果は、試料とする前記空気入りタイヤのトレッド部のゴム部材の、比重、ゴム物性、および酸素元素量の少なくとも一つを評価指標として測定した結果である。第２結果は、空気入りタイヤのビード部のゴム部材のゴム硬度を評価指標として測定した結果である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤの耐久性の劣化の程度を判定する判定装置を含むタイヤ劣化判定システム、および、更生タイヤの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の資源の有効活用、省エネルギーの点から、空気入りタイヤ（以降、タイヤという）のトレッド部が摩耗して使用不能状態（使用済み）のタイヤを再生した更生タイヤが普及している。特に、トラック用あるいはバス用の重荷重用タイヤには、更生タイヤが広く用いられている。
更生タイヤ製造業者は、使用済みタイヤを多方面のタイヤユーザから回収し、シェアログラフィ検査および外観検査を行い、検査結果が設定された条件を満足する使用済みタイヤのみを対象として用いる。使用済みタイヤの摩耗したタイヤトレッド部は、研削されることにより所定の形状に成形された後、このタイヤに新たなトレッドゴム部材が貼り付けられて加硫処理が行われる。これにより、溝付きトレッドが設けられた空気入りタイヤが再生される。
【０００３】
更生タイヤ製造業者には、タイヤユーザが様々な条件で使用した使用済みタイヤが持ち込まれるので、上記シェアログラフィ検査および外観検査は重要な検査工程である。あるタイヤユーザは、地域間を高速走行で長時間走行するトラックにタイヤを使用し、別のタイヤユーザは地域内を走行するトラックにタイヤを使用する。このため、持ち込まれるタイヤのゴム部材の劣化の程度、ひいては、タイヤの耐久性の劣化の程度は様々に異なる。
【０００４】
上記シェアログラフィ検査は、タイヤ内部のゴム部材間のセパレーションの確認に用いられ、内部構造の故障及び欠陥の有無を調べる。外観検査は、パンクの穴や傷の有無を調べる。しかし、シェアログラフィ検査および外観検査では、空気入りタイヤのゴム部材の劣化の程度を十分に知ることはできない。
【０００５】
このような状況下、走行中のタイヤの内部に装着し、定期的にゴムの硬化状況を把握することにより、タイヤ内部のゴムやカーカス被覆ゴムの破壊時期を判定するタイヤ劣化判定具及びこれを用いたタイヤ寿命の予測方法が知られている。
【０００６】
具体的には、 タイヤのゴム部材やカーカス被覆ゴム部材に相当する硫黄架橋可能なジエン系ゴム組成物からなる帯状の芯体ゴムの周囲を、タイヤのインナライナーゴム部材と同等又はそれ以上の酸素透過係数を有するカバーゴムで被覆したタイヤ劣化判定具が知られている。このタイヤ劣化判定具は、走行中のタイヤの温度が最も高くなる部位であるタイヤ内壁のタイヤ最大幅より径方向外側又はリムの外周面に装着される。所定の期間又は所定の距離を走行した段階毎にタイヤ劣化判定具を取り出して屈曲試験を行ない、この屈曲試験を通じてタイヤのゴム又はカーカス被覆ゴムの破壊時期を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３２７４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述のような技術では、タイヤの内部にタイヤ劣化判定具を装着している必要があり、製造コストがかかる。また、タイヤ劣化判定具を装着していないタイヤについては、タイヤの耐久性の劣化の有無や程度を判定できない。
【０００９】
さらに、上述のタイヤ劣化判定具による屈曲試験は、ばらつきが大きく、精度の高い判定をすることは難しい。屈曲試験では、劣化の激しい特異な微小領域が集中的に損傷するので、ゴム部材等の全体的な劣化の程度を判定することはできない。また、屈曲試験を行うので、タイヤのゴム部材の破壊時期を判定するのに時間がかかる。
【００１０】
そこで、本発明は、上記タイヤ劣化判定具とは異なる方式で、タイヤの耐久性の劣化の程度を判定するタイヤ劣化判定システムおよび更生タイヤの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、空気入りタイヤの使用履歴による耐久性の劣化の程度を判定する判定装置を含むタイヤ劣化判定システムにより達成することができる。
当該タイヤ劣化判定システムでは、前記判定装置は、
試料とする前記空気入りタイヤのトレッド部のゴム部材の一部の、比重、ゴム物性、および酸素元素量の少なくとも一つを評価指標として測定した第１結果、
または、前記空気入りタイヤのビード部のゴム部材のゴム硬度を評価指標として測定した第２結果、
に基づいて、前記空気入りタイヤの使用履歴による耐久性の劣化の程度を判定する装置である。
【００１２】
また、当該タイヤ劣化判定システムでは、さらに、前記比重、前記ゴム物性、および前記酸素元素量の少なくとも一つを測定する、あるいは、前記ゴム硬度を測定する測定装置を有し、
前記測定装置は、前記試料として、前記トレッド部をスライスしたゴム部材、または、前記トレッド部を研削することにより生じた前記トレッド部のゴム部材の粉状粒子を用いる。
【００１３】
ここで、前記ゴム物性は、ゴムの硬度、ゴムの破断伸び、およびゴムの引っ張りモジュラスの少なくとも一つである、ことが好ましい。
【００１４】
また、当該タイヤ劣化判定システムでは、
前記判定装置は、前記第１結果に基づいて前記耐久性の劣化の程度を判定する装置であり、
前記判定装置は、空気入りタイヤにおけるベルト剥離力と、前記評価指標の値とを関連づけたマスターカーブに基づいて、所定のベルト剥離力に対応する前記評価指標における値を用いて、前記耐久性の劣化の程度を判定する。
【００１５】
また、当該タイヤ劣化判定システムでは、
前記空気入りタイヤは、使用されてトレッド部が摩耗したタイヤであり、
前記判定装置は、所定のベルト剥離力に対応する前記評価指標における値を閾値とし、前記閾値と前記第１結果の前記評価指標の値とを比較することにより、前記空気入りタイヤのトレッド部を除いたタイヤ本体が、更生タイヤに用いられ得るか否かを判定する。
【００１６】
さらに、上記目的は、以下の更生タイヤの製造方法により達成することができる。
使用した空気入りタイヤのトレッド部を研削する研削工程と、
研削された前記トレッド部のゴム部材の一部を試料としてゴムの比重、ゴム物性、および酸素元素量の少なくとも一つを評価指標として測定する、または、前記空気入りタイヤのビード周りのゴム部材のゴム硬度を評価指標として測定する測定工程と、
空気入りタイヤにおけるベルト剥離力と前記評価指標の値とを関連づけたマスターカーブに基づいて定まる、所定のベルト剥離力に対応する前記評価指標の値を、前記評価指標の測定値と比較することにより、前記空気入りタイヤのトレッド部を除いたタイヤ本体が、更生タイヤに用いられ得るか否かを、判定する判定工程と、
判定結果に応じて、前記タイヤ本体に新たなトレッド部を設けて更生タイヤを製造する製造工程と、を有する。
【発明の効果】
【００１７】
上述のタイヤ劣化判定システムでは、従来の公知のタイヤ劣化判定具とは異なる方式で、タイヤの耐久性の劣化の程度を判定することができる。したがって、このタイヤ劣化判定システムおよびタイヤを用いることにより、効率のよい更生タイヤの製造が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態または第２実施形態のタイヤ劣化判定システムの概略を説明する図である。
【図２】タイヤの耐久性の劣化の程度を判定する使用済みのタイヤの断面図である。
【図３】図１に示すタイヤ劣化判定システムに用いるゴム比重とベルト剥離力とを関連づけたマスターカーブの一例を表す図である。
【図４（ａ）】図１に示すタイヤ劣化判定システムに用いるゴム硬度とベルト剥離力とを関連づけたマスターカーブの一例を表す図である。
【図４（ｂ）】図１に示すタイヤ劣化判定システムに用いるゴムの破断伸びとベルト剥離力とを関連づけたマスターカーブの一例を表す図である。
【図４（ｃ）】図１に示すタイヤ劣化判定システムに用いるゴムのモジュラスとベルト剥離力とを関連づけたマスターカーブの一例を表す図である。
【図４（ｄ）】図１に示すタイヤ劣化判定システムに用いるゴムの酸素元素量とベルト剥離力とを関連づけたマスターカーブの一例を表す図である。
【図５】第１実施形態の更生タイヤの製造方法の一例の流れを示すフローチャートである。
【図６】図１に示すタイヤ劣化判定システムに用いるビード部のゴム硬度とビードフィラーゴム部材の破断伸びとを関連づけたマスターカーブの一例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付の図面に示す第１実施形態に基づいて、本発明のタイヤ劣化判定システム、空気入りタイヤおよび更生タイヤの製造方法を説明する。
【００２０】
［第１実施形態］
（タイヤ劣化判定システム）
図１は、本実施形態のタイヤ劣化判定システム（以下、システムとする）１０の概略を説明する図である。図２は、システム１０で判定される使用済みのタイヤ１２の一例の半断面図である。
【００２１】
システム１０は、判定装置１４と測定装置１５とを備える。
【００２２】
判定装置１４は、タイヤ１２のトレッドゴム部材２４（図２参照）のゴム部材の一部（以下、試料とする）の比重に基づいてタイヤ１２の使用履歴による耐久性の劣化の程度を判定する。
測定装置１５は、上述の試料の比重を測定する。測定装置１５は、具体的には、試料としてサンプリングされたトレッドゴム部材２４のゴム片の重量と体積を測定し、重量／体積をＪＩＳ Ｋ６２６８「加硫ゴム−密度測定」Ａ法にて測定する。
【００２３】
次にタイヤ１２について説明する。タイヤ１２は、バスあるいはトラックに用いる重荷重用タイヤ、あるいは、乗用車用タイヤ等である。図２には、重荷重用タイヤの一例が示されている。タイヤ１２は、スチールベルト部材２１、スチールカーカス部材２２、ビード部材２３を構造材として含み、トレッドゴム部材２４、サイドゴム部材２５、ビードフィラーゴム部材２６、インナライナーゴム部材２７、およびリムクッションゴム部材２９等の公知のゴム部材が配されている。インナライナーゴム部材２７は、一方のビード部材２３のトー先端Ａから他方のビード部材２３のトー先端Ｂに至るタイヤ空洞領域Ｃに面したタイヤ内表面に設けられ、タイヤ空洞領域Ｃに充填される空気をタイヤ本体１６内部へ透過することを抑制する。なお、トレッドゴム部材２４は、タイヤ１２の外側のキャップトレッド２４ａと、キャップトレッド２４ａとスチールベルト部材２１との間に設けられるアンダートレッド２４ｂとからなる。
【００２４】
なお、本実施形態において、試料としてサンプリングされるトレッドゴム部材２４は、キャップトレッド２４ａである。また、この試料は、キャップトレッド２４ａをスライスしたゴム片、または、研削されることにより生じるゴム部材の粉状粒子である。
【００２５】
トレッドゴム部材２４は、タイヤ１２の外側の大気中に含まれる酸素、および、タイヤ空洞領域Ｃ内に充填された空気であってスチールベルト部材２１、スチールカーカス部材２２、ビードフィラーゴム部材２６などを透過した空気に含まれる酸素、によって酸化される。トレッドゴム部材２４は、酸化されることにより比重が変化する。本実施形態のシステム１０では、試料（トレッドゴム部材２４の一部のゴム片）の比重を測定装置１５により測定することにより、タイヤ１２の耐久性の劣化の程度を判定する。
【００２６】
なお、タイヤ１２のゴム部材の酸化の進行の程度は、ゴム部材が空気に接触する経過時間と、その時の温度環境（走行速度とタイヤの負荷荷重）とに応じて定まる。このとき、タイヤ１２のゴム部材は、大気中の空気と、タイヤ空洞領域Ｃ内に充填され、インナライナーゴム部材２７を通してタイヤ１２内部に進入した空気とにより、酸化される。この酸化が一定の限度を越えると上記ゴム部材は硬化し、タイヤ１２の転動中の歪みにより最終的に亀裂あるいは破壊が生じる。
一方、タイヤ１２のスチールベルト部材２１におけるベルト剥離は、タイヤの耐久性の支配的な要因である。このベルト剥離は、スチールベルト部材２１を被覆するベルトコートゴムの酸化の進行の程度に大きく依存する。ベルトコートゴムの酸化は、トレッドゴム部材２４の酸化の進行と略同様に進行するので、ベルトコートゴムの酸化の進行の程度はトレッドゴム部材２４の酸化の進行の程度によって判定することができる。
したがって、タイヤの耐久性の劣化は、トレッドゴム部材２４の酸化の進行の程度によって判定することができる。すなわち、タイヤ１２が、上記亀裂や破壊が生じる程度にゴム部材が劣化し、タイヤの耐久性が劣化しているか否かを、トレッドゴム部材２４の酸化の進行の程度を用いて判定することができる。
【００２７】
判定装置１４は、具体的には、タイヤ１２のトレッドゴム部材２４から得られたゴム片の比重（以下、ゴム比重とする）とスチールベルト部材２１（図中の下から２層目および３層目の第二、第三ベルト）の剥離力（以下、ベルト剥離力とする）とを関連づけたマスターカーブを予め記憶している。一般的に、ゴムが酸化されるとゴム比重が増加し、ゴムは劣化する。また、ゴムの酸化により、タイヤ１２におけるスチールベルト部材２１のベルト剥離力は低下する。ベルト剥離力の低下は、タイヤの耐久性の劣化を意味する。図３は、第二ベルトと第三ベルトのベルト剥離力とゴム比重とを関連付けたマスターカーブの一例を示している。図３に示すマスターカーブは、ゴム比重が増加するにつれてベルト剥離力が減少する単調減少関数となっている。このため、図３中の第１所定値Ｆ１のベルト剥離力に対応するゴム比重は、例えば第２所定値Ｐ２という１つの値に該当する。したがって、判定装置１４は、ゴム比重における第２所定値Ｐ２を閾値とすることにより、タイヤ１２の想定されるベルト剥離力が、第１所定値Ｆ１以上であるか否かを判定できる。ここで、第１所定値Ｆ１は、タイヤ１２の耐久性が更生タイヤの台タイヤに要求される耐久性として適するベルト剥離力の値である。
なお、図３には、マスターカーブの他に、実測したデータも同時にプロットされている。このプロットからわかるように、ゴム比重とベルト剥離力との間に相関があり、マスターカーブを設定してもよいことがわかる。また、図３のベルト剥離力は、タイヤに十分の耐久性があると判定される状態（例えば、新品の状態）の数値を１００として指数化したものである。
【００２８】
具体的には、判定装置１４は、ゴム比重が第２所定値Ｐ２以下である場合に、マスターカーブに基づいてベルト剥離力が第１所定値Ｆ１以上であると判定する。そして、判定装置１４は、ベルト剥離力が第１所定値Ｆ１以上である場合に、タイヤ１２の耐久性が更生タイヤの台タイヤに要求される耐久性を有する、すなわち、タイヤ１２の耐久性は適正であると判定する。判定装置１４はまた、ゴム比重が第２所定値Ｐ２を超える場合に、マスターカーブに基づいてベルト剥離力が第１所定値Ｆ１未満であると判定する。そして、判定装置１４は、ベルト剥離力が第１所定値Ｆ１未満である場合に、タイヤ１２の耐久性が更生タイヤの台タイヤに要求される耐久性を有さず、タイヤ１２の耐久性は不適正であると判定する。
【００２９】
判定装置１４によるランク分けの結果は、図示されないディスプレイに表示され、オペレータに知らせる。
【００３０】
本実施形態において、試料としてサンプリングされるゴム片は、キャップトレッド２４ａの部分であるが、これに限定されず、アンダートレッド２４ｂの部分をサンプリングしても構わない。なお、この場合に、判定装置１４には、アンダートレッド２４ｂのゴム比重とベルト剥離力とを関連づけたマスターカーブが予め記憶されることになる。また、キャップトレッド２４ａとアンダートレッド２４ｂとの両方がサンプリングされ、２つの試料が判定に用いられても構わない。
【００３１】
本実施形態のタイヤ劣化判定システム１０では、タイヤの耐久性の劣化の評価指標としてトレッドゴム部材２４のゴム比重を用いるが、ゴム比重に限るものではない。例えば、トレッドゴム部材２４のゴム物性、またはトレッドゴム部材２４の酸素元素量であっても構わない。なお、ここで、ゴム物性とは、ＪＩＳ Ｈｓ（以下、ゴム硬度とする）、引張り試験によるゴムの破断伸び（以下、破断伸びとする）、または引張り試験によるゴムのモジュラス（以下、モジュラスとする）である。ゴム硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−硬さの求め方」に基づいて測定される。破断伸びおよびモジュラスは、ＪＩＳ Ｋ６２５１「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に基づいて測定される。酸素元素量は、サンプリングされた試料中から元素分析装置により測定される。
【００３２】
なお、これらの４つの評価指標（ゴム硬度、破断伸び、モジュラス、および酸素元素量）の内で、ゴム硬度および酸素元素量は、ゴム比重と同様に、これらの値が増加すると、対応するベルト剥離力が減少する。したがって、ゴム硬度とベルト剥離力とを関連づけたマスターカーブ、および、酸素元素量とベルト剥離力とを関連づけたマスターカーブは、単調減少する関数となる。図４（ａ），（ｄ）には、これらのマスターカーブの一例が示されている。一方、破断伸びおよびモジュラスは、これらの値が増加すると、対応するベルト剥離力が増加する。したがって、破断伸びとベルト剥離力とを関連づけたマスターカーブ、および、モジュラスとベルト剥離力とを関連づけたマスターカーブは、単調増加する関数となる。図４（ｂ），（ｃ）には、これらのマスターカーブの一例が示されている。なお、図４（ａ）〜（ｄ）のベルト剥離力は、タイヤに十分の耐久性があると判定される状態（例えば、新品の状態）の数値を１００として指数化したものである。
【００３３】
このため、第１所定値Ｆ１のベルト剥離力に対応するゴム硬度は例えば第３所定値Ｐ３という１つの値に該当し、第１所定値Ｆ１のベルト剥離力に対応する破断伸びは第４所定値Ｐ４という１つの値に該当し、第１所定値Ｆ１のベルト剥離力に対応するモジュラスは第５所定値Ｐ５という１つの値に該当し、第１所定値Ｆ１のベルト剥離力に対応する酸素元素量は第６所定値Ｐ６という１つの値に該当する。したがって、判定装置１４は、ゴム硬度における第３所定値Ｐ３を閾値とすることにより、タイヤ１２のベルト剥離力が第１所定値Ｆ１以上であるか否かを判定できる。また、判定装置１４は、破断伸びにおける第４所定値Ｐ４を閾値とすることにより、タイヤ１２のベルト剥離力が第１所定値Ｆ１以上であるか否かを判定できる。また、判定装置１４は、モジュラスにおける第５所定値Ｐ５を閾値とすることにより、タイヤ１２のベルト剥離力が第１所定値Ｆ１以上であるか否かを判定できる。また、判定装置１４は、酸素元素量における第６所定値Ｐ６を閾値とすることにより、タイヤ１２のベルト剥離力が第１所定値Ｆ１以上であるか否かを判定できる。
【００３４】
以上のように、システム１０では、ゴム比重、ゴム硬度、破断伸び、モジュラス、および酸素元素量の内で少なくとも一つをタイヤの耐久性の劣化の評価指標とすることができる。
【００３５】
（更生タイヤの製造方法）
次に、更生タイヤの製造方法について説明する。図５は、更生タイヤの製造方法の一例の流れを示すフローチャートである。更生タイヤの製造方法では、タイヤ１２が用いられる。
【００３６】
まず、ステップＳ１０において、使用済みのタイヤ１２が回収される。使用済みのタイヤ１２は、サイズ別に分類されて用意される。使用済みのタイヤ１２は、トレッド部が摩耗してトレッド溝が殆どなくなり、使用することができない状態のタイヤである。このとき、使用済みのタイヤ１２の回収先の情報や使用状況の情報は得られない。ステップＳ１０が終了すると、ステップＳ２０へ移行する。
【００３７】
ステップＳ２０では、用意されたタイヤ１２は、残存するトレッドゴム部材２４がスチールベルト部材２１を被覆するベルトコートゴムが表面に出ない程度まで、研削される。すなわち、研削される部分はトレッドゴム部材２４のみとなり、研削の範囲はベルトコートゴムにまで達しない。ステップＳ２０が終了すると、ステップＳ３０へ移行する。
【００３８】
ステップＳ３０では、研削されたトレッドゴム部材２４の内で、キャップトレッド２４ａの一部を所定のサイズにスライスしたゴム片、または、研削の過程で生じた粉状粒子、が試料として収集される。測定装置１５は、収集された試料のゴム比重を測定する。このゴム比重は、タイヤ１２の耐久性の劣化の程度を判定する評価指標となる。ステップＳ３０が終了すると、ステップＳ４０へ移行する。
【００３９】
ステップＳ４０では、判定装置１４が、ステップＳ３０により測定装置１５により測定されたゴム比重と、予め記憶しているマスターカーブとに基づいて、タイヤ１２が更生タイヤの台タイヤとして適正であるか否かを判定する。すなわち、タイヤの耐久性が台タイヤとして用いられない程度に劣化していないかどうかが判定される。ステップＳ４０が終了すると、ステップＳ５０へ移行する。
【００４０】
ステップＳ５０では、ステップＳ４０において台タイヤとして適正であると判定された場合に、タイヤ１２は、さらに、図示されないシェアログラフィ検査装置によりシェアログラフィ検査および作業員による外観検査を受ける。シェアログラフィ検査は、タイヤ１２に作用する余分な歪を検査するものであり、タイヤ内部のゴム部材間のセパレーションの確認に用いられる。ステップＳ５０が終了すると、ステップＳ６０へ移行する。
【００４１】
ステップＳ６０では、シェアログラフィ検査および外観検査において条件を満足するタイヤ１２に対して、トレッド部の貼り付け処理が行われる。トレッド部の貼り付け処理では、タイヤ１２の残存するわずかなトレッドゴム部材２４が第１の専用装置で除去されて、一定の形状を成した台タイヤが作られる。この台タイヤに対して、トレッド溝の設けられた、予備加硫されたトレッドゴム部材が第２の専用装置で貼り付けられ、長時間室温等で加硫が行われる。あるいは、台タイヤに対して、未加硫状態のトレッドゴム部材が第２の専用装置で貼り付けられ、専用の加硫機にてモールド成形されて、所定のトレッド溝を有する更生タイヤが作られる。
【００４２】
第１実施形態に係るシステム１０または更生タイヤの製造方法では、タイヤ１２を更生タイヤの台タイヤとして再利用する際に、研削して廃棄する部分であるトレッドゴム部材２４を、タイヤの耐久性の劣化の判定のための試料として利用する。
したがって、タイヤ１２に対して、従来のように、タイヤの劣化判定を判定するためのタイヤ劣化判定具を装着することなく、タイヤ１２の耐久性の劣化の程度を判定することができる。このため、第１実施形態に係るシステム１０または更生タイヤの製造方法では、更生タイヤの台タイヤとして再利用を考慮してタイヤ劣化判定具等の新たな追加部材を装着したタイヤを製造する必要がない。これにより、従来製造されたタイヤについてもタイヤの耐久性の劣化の程度を判定することができる。
【００４３】
［第２実施形態］
（タイヤ劣化判定システム）
第２実施形態に係るタイヤ劣化判定システム（以下、システムとする）１０ａは、判定装置１４ａと測定装置１５ａとを備える。システム１０ａについても、その概略が図１に示されている。
【００４４】
判定装置１４ａは、タイヤ１２のビード部２８のゴム部材（リムクッションゴム部材２９）のＪＩＳ ＨＳ（以下、ゴム硬度とする）に基づいてタイヤ１２の使用履歴による耐久性の劣化の程度を判定する。
測定装置１５ａは、ビード部２８（具体的には、リムクッションゴム部材２９）のゴム硬度を測定する。測定装置１５ａは、具体的には、ビード部２８のゴム硬度をＪＩＳ Ｋ６２５３「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−硬さの求め方」にてゴム硬度を測定する。
【００４５】
第２実施形態に係るシステム１０ａは、第１実施形態に係るシステム１０とは、タイヤ１２の使用履歴による耐久性の劣化の程度を判定するための評価指標が異なる。
【００４６】
判定装置１４ａは、タイヤ１２のビード部２８のゴム硬度とビードフィラーゴム部材２６の破断伸びとを関連づけたマスターカーブを予め記憶している。一般的に、上述したゴム比重と同様にリムクッションゴム部材２９もタイヤの使用に伴って酸化することにより、ゴム硬度が大きくなる。また、ゴムの酸化により、タイヤ１２におけるビードフィラーゴム部材２６の破断伸びは低下する。ビードフィラーゴム部材２６の破断伸びの低下は、第１実施形態のベルト剥離力の低下と同様に、タイヤの耐久性の劣化を意味する。
【００４７】
ビード部２８のゴム硬度とビードフィラーゴム部材２６の破断伸びとを関連づけたマスターカーブは、図６に一例を示すように、ゴム硬度が増加するにつれてビードフィラーゴム部材２６の破断伸びが減少する単調減少関数となる。このため、第７所定値Ｐ７のビードフィラーゴム部材２６の破断伸びに対応するゴム硬度は、例えば第８所定値Ｐ８という１つの値に該当する。したがって、判定装置１４ａは、ゴム硬度における第８所定値Ｐ８を閾値とすることにより、タイヤ１２のビードフィラーゴム部材２６の破断伸びが、更生タイヤの台タイヤとして適する第７所定値Ｐ７以上であるか否かを判定できる。なお、図６のビードフィラーゴム部材２６の破断伸びは、タイヤに十分の耐久性があると判定される状態（例えば、新品の状態）の数値を１００として指数化したものである。
【００４８】
また、第２実施形態では第１実施形態と異なり、ビード部２８のリムクッションゴム部材２９を試料として摘出することなく、非破壊検査によりゴム硬度の測定が行われる。
【００４９】
第２実施形態に係る更生タイヤの製造方法は、評価指標を上述のようにビード部２８のゴム硬度とした上で、ステップＳ２０を省略したものである。したがって、第２実施形態に係る更生タイヤの製造方法の説明は省略する。
【００５０】
第２実施形態に係るシステム１０ａまたは更生タイヤの製造方法では、使用済みのタイヤ１２を更生タイヤの台タイヤとして再利用する際に、ビード部２８のリムクッションゴム部材２９のゴム硬度に基づいてタイヤの耐久性の劣化の程度を判定する。
したがって、第２実施形態は、第１実施形態と同様に、タイヤ１２に対して、従来のように、タイヤの劣化の程度を判定するためのタイヤ劣化判定具を装着させることなく、耐久性の劣化の程度を判定することができる。このため、第２実施形態に係るシステム１０ａまたは更生タイヤの製造方法では、更生タイヤの台タイヤとして再利用を考慮してタイヤ劣化判定具等の新たな追加部材を装着したタイヤを製造する必要がない。これにより、従来製造されたタイヤについてもタイヤ劣化判定を行うことができる。
【００５１】
上記第１実施形態においては、ベルト剥離力が第１所定値Ｆ１であるか否かによって、タイヤ１２が２段階にランク分けされており、第２実施形態においてはビードフィラーゴム部材２６の破断伸びが第７所定値Ｐ７であるか否かによって、タイヤ１２が２段階にランク分けされている。しかし、このランク分けは２段階に限られない。例えば、更生タイヤとして適正と判定されたグループのタイヤについて、評価指標の値によってさらに分類しても良い。この場合に、分類されたグループごとに、台タイヤに貼り付けるトレッドゴム部材の厚さおよびトレッドゴム部材に設ける溝深さを変更してもよい。
【００５２】
なお、上記第１実施形態において用いるマスターカーブは、種々のタイヤに対して各評価指標とベルト剥離力とを関連づけたデータを蓄積することにより、タイヤの種類（タイヤメーカー、タイヤのブランド、タイヤのサイズ等）別に用意することができる。また、上記第２実施形態において用いるマスターカーブは、種々のタイヤに対してビード部２８のゴム部材のゴム硬度とビードフィラーゴム部材２６の破断伸びとを関連づけたデータを蓄積することにより、タイヤの種類（タイヤメーカー、タイヤのブランド、タイヤのサイズ等）別に用意することができる。しかし、多くのデータの蓄積により、タイヤの種類に拠らない統一したマスターカーブが作成されて用いられることが好ましい。
【００５３】
上記第１および第２実施形態においては、トレッドゴム部材２４におけるゴム比重、ゴム硬度、破断伸び、モジュラス、および酸素元素量と、ビード部２８におけるゴム部材のゴム硬度とをそれぞれ別々の評価指標として用いたが、これの評価指標を併用しても構わない。すなわち、トレッドゴム部材２４およびビード部２８における評価指標を用いてタイヤ１２の耐久性の劣化の程度を綜合的に判定することができる。このため、タイヤ１２が更生タイヤの台タイヤに適しているか否かの判定をより精度良く行うことができる。
なお、上記第１実施形態においては、トレッドゴム部材２４におけるゴム比重、ゴム硬度、破断伸び、モジュラス、および酸素元素量とベルト剥離力とが関連づけられるマスターカーブが予め記憶されており、上記第２実施形態においては、ビード部２８のゴム硬度とビードフィラーゴム部材２６の破断伸びとが関連づけられるマスターカーブが予め記憶されている。このように、タイヤの耐久性の劣化の判定に利用されるマスターカーブは、トレッドゴム部材２４から測定される指標に対してはベルト剥離力が関連づけられ、ビード部２８から測定される指標に対してはビードフィラーゴム部材２６の破断伸びが関連づけられているが、トレッドゴム部材２４から測定される指標に対してビードフィラーゴム部材２６の破断伸び（または後述するリムクッションゴム部材２９の破断伸び）が関連づけられていても良いし、ビード部２８のゴム硬度に対してベルト剥離力が関連づけられていても良い。
【００５４】
上記第２実施形態においては、ビード部２８（具体的には、リムクッションゴム部材２９）のゴム硬度と、ビードフィラーゴム部材２６の破断伸びとが関連づけられたマスターカーブが予め記憶されているが、ビード部２８のゴム硬度に関連づけられる指標はビードフィラーゴム部材２６の破断伸びに限らずに、リムクッションゴム部材２９の破断伸びであっても良い。なお、この場合におけるマスターカーブは、図６と同様に、ビード部２８のゴム硬度が増加するのに伴い、リムクッションゴム部材２９の破断伸びが減少する単調減少関数となる。したがって、マスターカーブのビード部２８の硬度に関連づけられる指標がリムクッションゴム部材２９の破断伸びであっても、第２実施形態と同様にタイヤの耐久性の劣化の評価を行うことができる。
【００５５】
以上、本発明のタイヤ劣化判定システム、更生タイヤの製造方法について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００５６】
１０ タイヤ劣化判定システム
１２ 空気入りタイヤ
１４ 判定装置
１５ 測定装置
２１ スチールベルト部材
２２ スチールカーカス部材
２３ ビード部材
２４ トレッドゴム部材
２４ａ キャップトレッド
２４ｂ アンダートレッド
２５ サイドゴム部材
２６ ビードフィラーゴム部材
２７ インナライナーゴム部材
２８ ビード部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤの耐久性の劣化の程度を判定する判定装置を含むタイヤ劣化判定システム、および、更生タイヤの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の資源の有効活用、省エネルギーの点から、空気入りタイヤ（以降、タイヤという）のトレッド部が摩耗して使用不能状態（使用済み）のタイヤを再生した更生タイヤが普及している。特に、トラック用あるいはバス用の重荷重用タイヤには、更生タイヤが広く用いられている。
更生タイヤ製造業者は、使用済みタイヤを多方面のタイヤユーザから回収し、シェアログラフィ検査および外観検査を行い、検査結果が設定された条件を満足する使用済みタイヤのみを対象として用いる。使用済みタイヤの摩耗したタイヤトレッド部は、研削されることにより所定の形状に成形された後、このタイヤに新たなトレッドゴム部材が貼り付けられて加硫処理が行われる。これにより、溝付きトレッドが設けられた空気入りタイヤが再生される。
【０００３】
更生タイヤ製造業者には、タイヤユーザが様々な条件で使用した使用済みタイヤが持ち込まれるので、上記シェアログラフィ検査および外観検査は重要な検査工程である。あるタイヤユーザは、地域間を高速走行で長時間走行するトラックにタイヤを使用し、別のタイヤユーザは地域内を走行するトラックにタイヤを使用する。このため、持ち込まれるタイヤのゴム部材の劣化の程度、ひいては、タイヤの耐久性の劣化の程度は様々に異なる。
【０００４】
上記シェアログラフィ検査は、タイヤ内部のゴム部材間のセパレーションの確認に用いられ、内部構造の故障及び欠陥の有無を調べる。外観検査は、パンクの穴や傷の有無を調べる。しかし、シェアログラフィ検査および外観検査では、空気入りタイヤのゴム部材の劣化の程度を十分に知ることはできない。
【０００５】
このような状況下、走行中のタイヤの内部に装着し、定期的にゴムの硬化状況を把握することにより、タイヤ内部のゴムやカーカス被覆ゴムの破壊時期を判定するタイヤ劣化判定具及びこれを用いたタイヤ寿命の予測方法が知られている。
【０００６】
具体的には、 タイヤのゴム部材やカーカス被覆ゴム部材に相当する硫黄架橋可能なジエン系ゴム組成物からなる帯状の芯体ゴムの周囲を、タイヤのインナライナーゴム部材と同等又はそれ以上の酸素透過係数を有するカバーゴムで被覆したタイヤ劣化判定具が知られている。このタイヤ劣化判定具は、走行中のタイヤの温度が最も高くなる部位であるタイヤ内壁のタイヤ最大幅より径方向外側又はリムの外周面に装着される。所定の期間又は所定の距離を走行した段階毎にタイヤ劣化判定具を取り出して屈曲試験を行ない、この屈曲試験を通じてタイヤのゴム又はカーカス被覆ゴムの破壊時期を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３２７４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述のような技術では、タイヤの内部にタイヤ劣化判定具を装着している必要があり、製造コストがかかる。また、タイヤ劣化判定具を装着していないタイヤについては、タイヤの耐久性の劣化の有無や程度を判定できない。
【０００９】
さらに、上述のタイヤ劣化判定具による屈曲試験は、ばらつきが大きく、精度の高い判定をすることは難しい。屈曲試験では、劣化の激しい特異な微小領域が集中的に損傷するので、ゴム部材等の全体的な劣化の程度を判定することはできない。また、屈曲試験を行うので、タイヤのゴム部材の破壊時期を判定するのに時間がかかる。
【００１０】
そこで、本発明は、上記タイヤ劣化判定具とは異なる方式で、タイヤの耐久性の劣化の程度を判定するタイヤ劣化判定システムおよび更生タイヤの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、空気入りタイヤの使用履歴による耐久性の劣化の程度を判定する判定装置を含むタイヤ劣化判定システムにより達成することができる。
当該タイヤ劣化判定システムでは、前記判定装置は、
試料とする前記空気入りタイヤのトレッド部のゴム部材の一部の、比重、ゴム物性、および酸素元素量の少なくとも一つを評価指標として測定した第１結果、
または、前記空気入りタイヤのビード部のゴム部材のゴム硬度を評価指標として測定した第２結果、
に基づいて、前記空気入りタイヤの使用履歴による耐久性の劣化の程度を判定する装置である。
【００１２】
また、当該タイヤ劣化判定システムでは、さらに、前記比重、前記ゴム物性、および前記酸素元素量の少なくとも一つを測定する、あるいは、前記ゴム硬度を測定する測定装置を有し、
前記測定装置は、前記試料として、前記トレッド部をスライスしたゴム部材、または、前記トレッド部を研削することにより生じた前記トレッド部のゴム部材の粉状粒子を用いる。
【００１３】
ここで、前記ゴム物性は、ゴムの硬度、ゴムの破断伸び、およびゴムの引っ張りモジュラスの少なくとも一つである、ことが好ましい。
【００１４】
また、当該タイヤ劣化判定システムでは、
前記判定装置は、前記第１結果に基づいて前記耐久性の劣化の程度を判定する装置であり、
前記判定装置は、空気入りタイヤにおけるベルト剥離力と、前記評価指標の値とを関連づけたマスターカーブに基づいて、所定のベルト剥離力に対応する前記評価指標における値を用いて、前記耐久性の劣化の程度を判定する。
【００１５】
また、当該タイヤ劣化判定システムでは、
前記空気入りタイヤは、使用されてトレッド部が摩耗したタイヤであり、
前記判定装置は、所定のベルト剥離力に対応する前記評価指標における値を閾値とし、前記閾値と前記第１結果の前記評価指標の値とを比較することにより、前記空気入りタイヤのトレッド部を除いたタイヤ本体が、更生タイヤに用いられ得るか否かを判定する。
【００１６】
さらに、上記目的は、以下の更生タイヤの製造方法により達成することができる。
使用した空気入りタイヤのトレッド部を研削する研削工程と、
研削された前記トレッド部のゴム部材の一部を試料としてゴムの比重、ゴム物性、および酸素元素量の少なくとも一つを評価指標として測定する、または、前記空気入りタイヤのビード周りのゴム部材のゴム硬度を評価指標として測定する測定工程と、
空気入りタイヤにおけるベルト剥離力と前記評価指標の値とを関連づけたマスターカーブに基づいて定まる、所定のベルト剥離力に対応する前記評価指標の値を、前記評価指標の測定値と比較することにより、前記空気入りタイヤのトレッド部を除いたタイヤ本体が、更生タイヤに用いられ得るか否かを、判定する判定工程と、
判定結果に応じて、前記タイヤ本体に新たなトレッド部を設けて更生タイヤを製造する製造工程と、を有する。
【発明の効果】
【００１７】
上述のタイヤ劣化判定システムでは、従来の公知のタイヤ劣化判定具とは異なる方式で、タイヤの耐久性の劣化の程度を判定することができる。したがって、このタイヤ劣化判定システムおよびタイヤを用いることにより、効率のよい更生タイヤの製造が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態または第２実施形態のタイヤ劣化判定システムの概略を説明する図である。
【図２】タイヤの耐久性の劣化の程度を判定する使用済みのタイヤの断面図である。
【図３】図１に示すタイヤ劣化判定システムに用いるゴム比重とベルト剥離力とを関連づけたマスターカーブの一例を表す図である。
【図４（ａ）】図１に示すタイヤ劣化判定システムに用いるゴム硬度とベルト剥離力とを関連づけたマスターカーブの一例を表す図である。
【図４（ｂ）】図１に示すタイヤ劣化判定システムに用いるゴムの破断伸びとベルト剥離力とを関連づけたマスターカーブの一例を表す図である。
【図４（ｃ）】図１に示すタイヤ劣化判定システムに用いるゴムのモジュラスとベルト剥離力とを関連づけたマスターカーブの一例を表す図である。
【図４（ｄ）】図１に示すタイヤ劣化判定システムに用いるゴムの酸素元素量とベルト剥離力とを関連づけたマスターカーブの一例を表す図である。
【図５】第１実施形態の更生タイヤの製造方法の一例の流れを示すフローチャートである。
【図６】図１に示すタイヤ劣化判定システムに用いるビード部のゴム硬度とビードフィラーゴム部材の破断伸びとを関連づけたマスターカーブの一例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付の図面に示す第１実施形態に基づいて、本発明のタイヤ劣化判定システム、空気入りタイヤおよび更生タイヤの製造方法を説明する。
【００２０】
［第１実施形態］
（タイヤ劣化判定システム）
図１は、本実施形態のタイヤ劣化判定システム（以下、システムとする）１０の概略を説明する図である。図２は、システム１０で判定される使用済みのタイヤ１２の一例の半断面図である。
【００２１】
システム１０は、判定装置１４と測定装置１５とを備える。
【００２２】
判定装置１４は、タイヤ１２のトレッドゴム部材２４（図２参照）のゴム部材の一部（以下、試料とする）の比重に基づいてタイヤ１２の使用履歴による耐久性の劣化の程度を判定する。
測定装置１５は、上述の試料の比重を測定する。測定装置１５は、具体的には、試料としてサンプリングされたトレッドゴム部材２４のゴム片の重量と体積を測定し、重量／体積をＪＩＳ Ｋ６２６８「加硫ゴム−密度測定」Ａ法にて測定する。
【００２３】
次にタイヤ１２について説明する。タイヤ１２は、バスあるいはトラックに用いる重荷重用タイヤ、あるいは、乗用車用タイヤ等である。図２には、重荷重用タイヤの一例が示されている。タイヤ１２は、スチールベルト部材２１、スチールカーカス部材２２、ビード部材２３を構造材として含み、トレッドゴム部材２４、サイドゴム部材２５、ビードフィラーゴム部材２６、インナライナーゴム部材２７、およびリムクッションゴム部材２９等の公知のゴム部材が配されている。インナライナーゴム部材２７は、一方のビード部材２３のトー先端Ａから他方のビード部材２３のトー先端Ｂに至るタイヤ空洞領域Ｃに面したタイヤ内表面に設けられ、タイヤ空洞領域Ｃに充填される空気をタイヤ本体１６内部へ透過することを抑制する。なお、トレッドゴム部材２４は、タイヤ１２の外側のキャップトレッド２４ａと、キャップトレッド２４ａとスチールベルト部材２１との間に設けられるアンダートレッド２４ｂとからなる。
【００２４】
なお、本実施形態において、試料としてサンプリングされるトレッドゴム部材２４は、キャップトレッド２４ａである。また、この試料は、キャップトレッド２４ａをスライスしたゴム片、または、研削されることにより生じるゴム部材の粉状粒子である。
【００２５】
トレッドゴム部材２４は、タイヤ１２の外側の大気中に含まれる酸素、および、タイヤ空洞領域Ｃ内に充填された空気であってスチールベルト部材２１、スチールカーカス部材２２、ビードフィラーゴム部材２６などを透過した空気に含まれる酸素、によって酸化される。トレッドゴム部材２４は、酸化されることにより比重が変化する。本実施形態のシステム１０では、試料（トレッドゴム部材２４の一部のゴム片）の比重を測定装置１５により測定することにより、タイヤ１２の耐久性の劣化の程度を判定する。
【００２６】
なお、タイヤ１２のゴム部材の酸化の進行の程度は、ゴム部材が空気に接触する経過時間と、その時の温度環境（走行速度とタイヤの負荷荷重）とに応じて定まる。このとき、タイヤ１２のゴム部材は、大気中の空気と、タイヤ空洞領域Ｃ内に充填され、インナライナーゴム部材２７を通してタイヤ１２内部に進入した空気とにより、酸化される。この酸化が一定の限度を越えると上記ゴム部材は硬化し、タイヤ１２の転動中の歪みにより最終的に亀裂あるいは破壊が生じる。
一方、タイヤ１２のスチールベルト部材２１におけるベルト剥離は、タイヤの耐久性の支配的な要因である。このベルト剥離は、スチールベルト部材２１を被覆するベルトコートゴムの酸化の進行の程度に大きく依存する。ベルトコートゴムの酸化は、トレッドゴム部材２４の酸化の進行と略同様に進行するので、ベルトコートゴムの酸化の進行の程度はトレッドゴム部材２４の酸化の進行の程度によって判定することができる。
したがって、タイヤの耐久性の劣化は、トレッドゴム部材２４の酸化の進行の程度によって判定することができる。すなわち、タイヤ１２が、上記亀裂や破壊が生じる程度にゴム部材が劣化し、タイヤの耐久性が劣化しているか否かを、トレッドゴム部材２４の酸化の進行の程度を用いて判定することができる。
【００２７】
判定装置１４は、具体的には、タイヤ１２のトレッドゴム部材２４から得られたゴム片の比重（以下、ゴム比重とする）とスチールベルト部材２１（図中の下から２層目および３層目の第二、第三ベルト）の剥離力（以下、ベルト剥離力とする）とを関連づけたマスターカーブを予め記憶している。一般的に、ゴムが酸化されるとゴム比重が増加し、ゴムは劣化する。また、ゴムの酸化により、タイヤ１２におけるスチールベルト部材２１のベルト剥離力は低下する。ベルト剥離力の低下は、タイヤの耐久性の劣化を意味する。図３は、第二ベルトと第三ベルトのベルト剥離力とゴム比重とを関連付けたマスターカーブの一例を示している。図３に示すマスターカーブは、ゴム比重が増加するにつれてベルト剥離力が減少する単調減少関数となっている。このため、図３中の第１所定値Ｆ１のベルト剥離力に対応するゴム比重は、例えば第２所定値Ｐ２という１つの値に該当する。したがって、判定装置１４は、ゴム比重における第２所定値Ｐ２を閾値とすることにより、タイヤ１２の想定されるベルト剥離力が、第１所定値Ｆ１以上であるか否かを判定できる。ここで、第１所定値Ｆ１は、タイヤ１２の耐久性が更生タイヤの台タイヤに要求される耐久性として適するベルト剥離力の値である。
なお、図３には、マスターカーブの他に、実測したデータも同時にプロットされている。このプロットからわかるように、ゴム比重とベルト剥離力との間に相関があり、マスターカーブを設定してもよいことがわかる。また、図３のベルト剥離力は、タイヤに十分の耐久性があると判定される状態（例えば、新品の状態）の数値を１００として指数化したものである。
【００２８】
具体的には、判定装置１４は、ゴム比重が第２所定値Ｐ２以下である場合に、マスターカーブに基づいてベルト剥離力が第１所定値Ｆ１以上であると判定する。そして、判定装置１４は、ベルト剥離力が第１所定値Ｆ１以上である場合に、タイヤ１２の耐久性が更生タイヤの台タイヤに要求される耐久性を有する、すなわち、タイヤ１２の耐久性は適正であると判定する。判定装置１４はまた、ゴム比重が第２所定値Ｐ２を超える場合に、マスターカーブに基づいてベルト剥離力が第１所定値Ｆ１未満であると判定する。そして、判定装置１４は、ベルト剥離力が第１所定値Ｆ１未満である場合に、タイヤ１２の耐久性が更生タイヤの台タイヤに要求される耐久性を有さず、タイヤ１２の耐久性は不適正であると判定する。
【００２９】
判定装置１４によるランク分けの結果は、図示されないディスプレイに表示され、オペレータに知らせる。
【００３０】
本実施形態において、試料としてサンプリングされるゴム片は、キャップトレッド２４ａの部分であるが、これに限定されず、アンダートレッド２４ｂの部分をサンプリングしても構わない。なお、この場合に、判定装置１４には、アンダートレッド２４ｂのゴム比重とベルト剥離力とを関連づけたマスターカーブが予め記憶されることになる。また、キャップトレッド２４ａとアンダートレッド２４ｂとの両方がサンプリングされ、２つの試料が判定に用いられても構わない。
【００３１】
本実施形態のタイヤ劣化判定システム１０では、タイヤの耐久性の劣化の評価指標としてトレッドゴム部材２４のゴム比重を用いるが、ゴム比重に限るものではない。例えば、トレッドゴム部材２４のゴム物性、またはトレッドゴム部材２４の酸素元素量であっても構わない。なお、ここで、ゴム物性とは、ＪＩＳ Ｈｓ（以下、ゴム硬度とする）、引張り試験によるゴムの破断伸び（以下、破断伸びとする）、または引張り試験によるゴムのモジュラス（以下、モジュラスとする）である。ゴム硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−硬さの求め方」に基づいて測定される。破断伸びおよびモジュラスは、ＪＩＳ Ｋ６２５１「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に基づいて測定される。酸素元素量は、サンプリングされた試料中から元素分析装置により測定される。
【００３２】
なお、これらの４つの評価指標（ゴム硬度、破断伸び、モジュラス、および酸素元素量）の内で、ゴム硬度および酸素元素量は、ゴム比重と同様に、これらの値が増加すると、対応するベルト剥離力が減少する。したがって、ゴム硬度とベルト剥離力とを関連づけたマスターカーブ、および、酸素元素量とベルト剥離力とを関連づけたマスターカーブは、単調減少する関数となる。図４（ａ），（ｄ）には、これらのマスターカーブの一例が示されている。一方、破断伸びおよびモジュラスは、これらの値が増加すると、対応するベルト剥離力が増加する。したがって、破断伸びとベルト剥離力とを関連づけたマスターカーブ、および、モジュラスとベルト剥離力とを関連づけたマスターカーブは、単調増加する関数となる。図４（ｂ），（ｃ）には、これらのマスターカーブの一例が示されている。なお、図４（ａ）〜（ｄ）のベルト剥離力は、タイヤに十分の耐久性があると判定される状態（例えば、新品の状態）の数値を１００として指数化したものである。
【００３３】
このため、第１所定値Ｆ１のベルト剥離力に対応するゴム硬度は例えば第３所定値Ｐ３という１つの値に該当し、第１所定値Ｆ１のベルト剥離力に対応する破断伸びは第４所定値Ｐ４という１つの値に該当し、第１所定値Ｆ１のベルト剥離力に対応するモジュラスは第５所定値Ｐ５という１つの値に該当し、第１所定値Ｆ１のベルト剥離力に対応する酸素元素量は第６所定値Ｐ６という１つの値に該当する。したがって、判定装置１４は、ゴム硬度における第３所定値Ｐ３を閾値とすることにより、タイヤ１２のベルト剥離力が第１所定値Ｆ１以上であるか否かを判定できる。また、判定装置１４は、破断伸びにおける第４所定値Ｐ４を閾値とすることにより、タイヤ１２のベルト剥離力が第１所定値Ｆ１以上であるか否かを判定できる。また、判定装置１４は、モジュラスにおける第５所定値Ｐ５を閾値とすることにより、タイヤ１２のベルト剥離力が第１所定値Ｆ１以上であるか否かを判定できる。また、判定装置１４は、酸素元素量における第６所定値Ｐ６を閾値とすることにより、タイヤ１２のベルト剥離力が第１所定値Ｆ１以上であるか否かを判定できる。
【００３４】
以上のように、システム１０では、ゴム比重、ゴム硬度、破断伸び、モジュラス、および酸素元素量の内で少なくとも一つをタイヤの耐久性の劣化の評価指標とすることができる。
【００３５】
（更生タイヤの製造方法）
次に、更生タイヤの製造方法について説明する。図５は、更生タイヤの製造方法の一例の流れを示すフローチャートである。更生タイヤの製造方法では、タイヤ１２が用いられる。
【００３６】
まず、ステップＳ１０において、使用済みのタイヤ１２が回収される。使用済みのタイヤ１２は、サイズ別に分類されて用意される。使用済みのタイヤ１２は、トレッド部が摩耗してトレッド溝が殆どなくなり、使用することができない状態のタイヤである。このとき、使用済みのタイヤ１２の回収先の情報や使用状況の情報は得られない。ステップＳ１０が終了すると、ステップＳ２０へ移行する。
【００３７】
ステップＳ２０では、用意されたタイヤ１２は、残存するトレッドゴム部材２４がスチールベルト部材２１を被覆するベルトコートゴムが表面に出ない程度まで、研削される。すなわち、研削される部分はトレッドゴム部材２４のみとなり、研削の範囲はベルトコートゴムにまで達しない。ステップＳ２０が終了すると、ステップＳ３０へ移行する。
【００３８】
ステップＳ３０では、研削されたトレッドゴム部材２４の内で、キャップトレッド２４ａの一部を所定のサイズにスライスしたゴム片、または、研削の過程で生じた粉状粒子、が試料として収集される。測定装置１５は、収集された試料のゴム比重を測定する。このゴム比重は、タイヤ１２の耐久性の劣化の程度を判定する評価指標となる。ステップＳ３０が終了すると、ステップＳ４０へ移行する。
【００３９】
ステップＳ４０では、判定装置１４が、ステップＳ３０により測定装置１５により測定されたゴム比重と、予め記憶しているマスターカーブとに基づいて、タイヤ１２が更生タイヤの台タイヤとして適正であるか否かを判定する。すなわち、タイヤの耐久性が台タイヤとして用いられない程度に劣化していないかどうかが判定される。ステップＳ４０が終了すると、ステップＳ５０へ移行する。
【００４０】
ステップＳ５０では、ステップＳ４０において台タイヤとして適正であると判定された場合に、タイヤ１２は、さらに、図示されないシェアログラフィ検査装置によりシェアログラフィ検査および作業員による外観検査を受ける。シェアログラフィ検査は、タイヤ１２に作用する余分な歪を検査するものであり、タイヤ内部のゴム部材間のセパレーションの確認に用いられる。ステップＳ５０が終了すると、ステップＳ６０へ移行する。
【００４１】
ステップＳ６０では、シェアログラフィ検査および外観検査において条件を満足するタイヤ１２に対して、トレッド部の貼り付け処理が行われる。トレッド部の貼り付け処理では、タイヤ１２の残存するわずかなトレッドゴム部材２４が第１の専用装置で除去されて、一定の形状を成した台タイヤが作られる。この台タイヤに対して、トレッド溝の設けられた、予備加硫されたトレッドゴム部材が第２の専用装置で貼り付けられ、長時間室温等で加硫が行われる。あるいは、台タイヤに対して、未加硫状態のトレッドゴム部材が第２の専用装置で貼り付けられ、専用の加硫機にてモールド成形されて、所定のトレッド溝を有する更生タイヤが作られる。
【００４２】
第１実施形態に係るシステム１０または更生タイヤの製造方法では、タイヤ１２を更生タイヤの台タイヤとして再利用する際に、研削して廃棄する部分であるトレッドゴム部材２４を、タイヤの耐久性の劣化の判定のための試料として利用する。
したがって、タイヤ１２に対して、従来のように、タイヤの劣化判定を判定するためのタイヤ劣化判定具を装着することなく、タイヤ１２の耐久性の劣化の程度を判定することができる。このため、第１実施形態に係るシステム１０または更生タイヤの製造方法では、更生タイヤの台タイヤとして再利用を考慮してタイヤ劣化判定具等の新たな追加部材を装着したタイヤを製造する必要がない。これにより、従来製造されたタイヤについてもタイヤの耐久性の劣化の程度を判定することができる。
【００４３】
［第２実施形態］
（タイヤ劣化判定システム）
第２実施形態に係るタイヤ劣化判定システム（以下、システムとする）１０ａは、判定装置１４ａと測定装置１５ａとを備える。システム１０ａについても、その概略が図１に示されている。
【００４４】
判定装置１４ａは、タイヤ１２のビード部２８のゴム部材（リムクッションゴム部材２９）のＪＩＳ ＨＳ（以下、ゴム硬度とする）に基づいてタイヤ１２の使用履歴による耐久性の劣化の程度を判定する。
測定装置１５ａは、ビード部２８（具体的には、リムクッションゴム部材２９）のゴム硬度を測定する。測定装置１５ａは、具体的には、ビード部２８のゴム硬度をＪＩＳ Ｋ６２５３「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−硬さの求め方」にてゴム硬度を測定する。
【００４５】
第２実施形態に係るシステム１０ａは、第１実施形態に係るシステム１０とは、タイヤ１２の使用履歴による耐久性の劣化の程度を判定するための評価指標が異なる。
【００４６】
判定装置１４ａは、タイヤ１２のビード部２８のゴム硬度とビードフィラーゴム部材２６の破断伸びとを関連づけたマスターカーブを予め記憶している。一般的に、上述したゴム比重と同様にリムクッションゴム部材２９もタイヤの使用に伴って酸化することにより、ゴム硬度が大きくなる。また、ゴムの酸化により、タイヤ１２におけるビードフィラーゴム部材２６の破断伸びは低下する。ビードフィラーゴム部材２６の破断伸びの低下は、第１実施形態のベルト剥離力の低下と同様に、タイヤの耐久性の劣化を意味する。
【００４７】
ビード部２８のゴム硬度とビードフィラーゴム部材２６の破断伸びとを関連づけたマスターカーブは、図６に一例を示すように、ゴム硬度が増加するにつれてビードフィラーゴム部材２６の破断伸びが減少する単調減少関数となる。このため、第７所定値Ｐ７のビードフィラーゴム部材２６の破断伸びに対応するゴム硬度は、例えば第８所定値Ｐ８という１つの値に該当する。したがって、判定装置１４ａは、ゴム硬度における第８所定値Ｐ８を閾値とすることにより、タイヤ１２のビードフィラーゴム部材２６の破断伸びが、更生タイヤの台タイヤとして適する第７所定値Ｐ７以上であるか否かを判定できる。なお、図６のビードフィラーゴム部材２６の破断伸びは、タイヤに十分の耐久性があると判定される状態（例えば、新品の状態）の数値を１００として指数化したものである。
【００４８】
また、第２実施形態では第１実施形態と異なり、ビード部２８のリムクッションゴム部材２９を試料として摘出することなく、非破壊検査によりゴム硬度の測定が行われる。
【００４９】
第２実施形態に係る更生タイヤの製造方法は、評価指標を上述のようにビード部２８のゴム硬度とした上で、ステップＳ２０を省略したものである。したがって、第２実施形態に係る更生タイヤの製造方法の説明は省略する。
【００５０】
第２実施形態に係るシステム１０ａまたは更生タイヤの製造方法では、使用済みのタイヤ１２を更生タイヤの台タイヤとして再利用する際に、ビード部２８のリムクッションゴム部材２９のゴム硬度に基づいてタイヤの耐久性の劣化の程度を判定する。
したがって、第２実施形態は、第１実施形態と同様に、タイヤ１２に対して、従来のように、タイヤの劣化の程度を判定するためのタイヤ劣化判定具を装着させることなく、耐久性の劣化の程度を判定することができる。このため、第２実施形態に係るシステム１０ａまたは更生タイヤの製造方法では、更生タイヤの台タイヤとして再利用を考慮してタイヤ劣化判定具等の新たな追加部材を装着したタイヤを製造する必要がない。これにより、従来製造されたタイヤについてもタイヤ劣化判定を行うことができる。
【００５１】
上記第１実施形態においては、ベルト剥離力が第１所定値Ｆ１であるか否かによって、タイヤ１２が２段階にランク分けされており、第２実施形態においてはビードフィラーゴム部材２６の破断伸びが第７所定値Ｐ７であるか否かによって、タイヤ１２が２段階にランク分けされている。しかし、このランク分けは２段階に限られない。例えば、更生タイヤとして適正と判定されたグループのタイヤについて、評価指標の値によってさらに分類しても良い。この場合に、分類されたグループごとに、台タイヤに貼り付けるトレッドゴム部材の厚さおよびトレッドゴム部材に設ける溝深さを変更してもよい。
【００５２】
なお、上記第１実施形態において用いるマスターカーブは、種々のタイヤに対して各評価指標とベルト剥離力とを関連づけたデータを蓄積することにより、タイヤの種類（タイヤメーカー、タイヤのブランド、タイヤのサイズ等）別に用意することができる。また、上記第２実施形態において用いるマスターカーブは、種々のタイヤに対してビード部２８のゴム部材のゴム硬度とビードフィラーゴム部材２６の破断伸びとを関連づけたデータを蓄積することにより、タイヤの種類（タイヤメーカー、タイヤのブランド、タイヤのサイズ等）別に用意することができる。しかし、多くのデータの蓄積により、タイヤの種類に拠らない統一したマスターカーブが作成されて用いられることが好ましい。
【００５３】
上記第１および第２実施形態においては、トレッドゴム部材２４におけるゴム比重、ゴム硬度、破断伸び、モジュラス、および酸素元素量と、ビード部２８におけるゴム部材のゴム硬度とをそれぞれ別々の評価指標として用いたが、これの評価指標を併用しても構わない。すなわち、トレッドゴム部材２４およびビード部２８における評価指標を用いてタイヤ１２の耐久性の劣化の程度を綜合的に判定することができる。このため、タイヤ１２が更生タイヤの台タイヤに適しているか否かの判定をより精度良く行うことができる。
なお、上記第１実施形態においては、トレッドゴム部材２４におけるゴム比重、ゴム硬度、破断伸び、モジュラス、および酸素元素量とベルト剥離力とが関連づけられるマスターカーブが予め記憶されており、上記第２実施形態においては、ビード部２８のゴム硬度とビードフィラーゴム部材２６の破断伸びとが関連づけられるマスターカーブが予め記憶されている。このように、タイヤの耐久性の劣化の判定に利用されるマスターカーブは、トレッドゴム部材２４から測定される指標に対してはベルト剥離力が関連づけられ、ビード部２８から測定される指標に対してはビードフィラーゴム部材２６の破断伸びが関連づけられているが、トレッドゴム部材２４から測定される指標に対してビードフィラーゴム部材２６の破断伸び（または後述するリムクッションゴム部材２９の破断伸び）が関連づけられていても良いし、ビード部２８のゴム硬度に対してベルト剥離力が関連づけられていても良い。
【００５４】
上記第２実施形態においては、ビード部２８（具体的には、リムクッションゴム部材２９）のゴム硬度と、ビードフィラーゴム部材２６の破断伸びとが関連づけられたマスターカーブが予め記憶されているが、ビード部２８のゴム硬度に関連づけられる指標はビードフィラーゴム部材２６の破断伸びに限らずに、リムクッションゴム部材２９の破断伸びであっても良い。なお、この場合におけるマスターカーブは、図６と同様に、ビード部２８のゴム硬度が増加するのに伴い、リムクッションゴム部材２９の破断伸びが減少する単調減少関数となる。したがって、マスターカーブのビード部２８の硬度に関連づけられる指標がリムクッションゴム部材２９の破断伸びであっても、第２実施形態と同様にタイヤの耐久性の劣化の評価を行うことができる。
【００５５】
以上、本発明のタイヤ劣化判定システム、更生タイヤの製造方法について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００５６】
１０ タイヤ劣化判定システム
１２ 空気入りタイヤ
１４ 判定装置
１５ 測定装置
２１ スチールベルト部材
２２ スチールカーカス部材
２３ ビード部材
２４ トレッドゴム部材
２４ａ キャップトレッド
２４ｂ アンダートレッド
２５ サイドゴム部材
２６ ビードフィラーゴム部材
２７ インナライナーゴム部材
２８ ビード部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気入りタイヤの使用履歴による耐久性の劣化の程度を判定する判定装置を含むタイヤ劣化判定システムであって、
前記判定装置は、
試料とする前記空気入りタイヤのトレッド部のゴム部材の一部の、比重、ゴム物性、および酸素元素量の少なくとも一つを評価指標として測定した第１結果、
または、前記空気入りタイヤのビード部のゴム部材のゴム硬度を評価指標として測定した第２結果、
に基づいて、前記空気入りタイヤの使用履歴による耐久性の劣化の程度を判定する装置である、ことを特徴とするタイヤ劣化判定システム。
【請求項２】
さらに、前記比重、前記ゴム物性、および前記酸素元素量の少なくとも一つを測定する、あるいは、前記ゴム硬度を測定する測定装置を有し、
前記測定装置は、前記試料として、前記トレッド部をスライスしたゴム部材、または、前記トレッド部を研削することにより生じた前記トレッド部のゴム部材の粉状粒子を用いる、
請求項１に記載のタイヤ劣化判定システム。
【請求項３】
前記ゴム物性は、ゴムの硬度、ゴムの破断伸び、およびゴムの引っ張りモジュラスの少なくとも一つである、
請求項１または２に記載のタイヤ劣化判定システム。
【請求項４】
前記判定装置は、前記第１結果に基づいて前記耐久性の劣化の程度を判定する装置であり、
前記判定装置は、空気入りタイヤにおけるベルト剥離力と、前記評価指標の値とを関連づけたマスターカーブに基づいて、所定のベルト剥離力に対応する前記評価指標における値を用いて、前記耐久性の劣化の程度を判定する、請求項１〜３のいずれか1項に記載のタイヤ劣化判定システム。
【請求項５】
前記空気入りタイヤは、使用されてトレッド部が摩耗したタイヤであり、
前記判定装置は、所定のベルト剥離力に対応する前記評価指標における値を閾値とし、前記閾値と前記第１結果の前記評価指標の値とを比較することにより、前記空気入りタイヤのトレッド部を除いたタイヤ本体が、更生タイヤに用いられ得るか否かを判定する、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のタイヤ劣化判定システム。
【請求項６】
更生タイヤの製造方法であって、
使用した空気入りタイヤのトレッド部を研削する研削工程と、
研削された前記トレッド部のゴム部材の一部を試料としてゴムの比重、ゴム物性、および酸素元素量の少なくとも一つを評価指標として測定する、または、前記空気入りタイヤのビード周りのゴム部材のゴム硬度を評価指標として測定する測定工程と、
空気入りタイヤにおけるベルト剥離力と前記評価指標の値とを関連づけたマスターカーブに基づいて定まる、所定のベルト剥離力に対応する前記評価指標の値を、前記評価指標の測定値と比較することにより、前記空気入りタイヤのトレッド部を除いたタイヤ本体が、更生タイヤに用いられ得るか否かを、判定する判定工程と、
判定結果に応じて、前記タイヤ本体に新たなトレッド部を設けて更生タイヤを製造する製造工程と、
を有することを特徴とする更生タイヤの製造方法。
【請求項１】
空気入りタイヤの使用履歴による耐久性の劣化の程度を判定する判定装置を含むタイヤ劣化判定システムであって、
前記判定装置は、
試料とする前記空気入りタイヤのトレッド部のゴム部材の一部の、比重、ゴム物性、および酸素元素量の少なくとも一つを評価指標として測定した第１結果、
または、前記空気入りタイヤのビード部のゴム部材のゴム硬度を評価指標として測定した第２結果、
に基づいて、前記空気入りタイヤの使用履歴による耐久性の劣化の程度を判定する装置である、ことを特徴とするタイヤ劣化判定システム。
【請求項２】
さらに、前記比重、前記ゴム物性、および前記酸素元素量の少なくとも一つを測定する、あるいは、前記ゴム硬度を測定する測定装置を有し、
前記測定装置は、前記試料として、前記トレッド部をスライスしたゴム部材、または、前記トレッド部を研削することにより生じた前記トレッド部のゴム部材の粉状粒子を用いる、
請求項１に記載のタイヤ劣化判定システム。
【請求項３】
前記ゴム物性は、ゴムの硬度、ゴムの破断伸び、およびゴムの引っ張りモジュラスの少なくとも一つである、
請求項１または２に記載のタイヤ劣化判定システム。
【請求項４】
前記判定装置は、前記第１結果に基づいて前記耐久性の劣化の程度を判定する装置であり、
前記判定装置は、空気入りタイヤにおけるベルト剥離力と、前記評価指標の値とを関連づけたマスターカーブに基づいて、所定のベルト剥離力に対応する前記評価指標における値を用いて、前記耐久性の劣化の程度を判定する、請求項１〜３のいずれか1項に記載のタイヤ劣化判定システム。
【請求項５】
前記空気入りタイヤは、使用されてトレッド部が摩耗したタイヤであり、
前記判定装置は、所定のベルト剥離力に対応する前記評価指標における値を閾値とし、前記閾値と前記第１結果の前記評価指標の値とを比較することにより、前記空気入りタイヤのトレッド部を除いたタイヤ本体が、更生タイヤに用いられ得るか否かを判定する、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のタイヤ劣化判定システム。
【請求項６】
更生タイヤの製造方法であって、
使用した空気入りタイヤのトレッド部を研削する研削工程と、
研削された前記トレッド部のゴム部材の一部を試料としてゴムの比重、ゴム物性、および酸素元素量の少なくとも一つを評価指標として測定する、または、前記空気入りタイヤのビード周りのゴム部材のゴム硬度を評価指標として測定する測定工程と、
空気入りタイヤにおけるベルト剥離力と前記評価指標の値とを関連づけたマスターカーブに基づいて定まる、所定のベルト剥離力に対応する前記評価指標の値を、前記評価指標の測定値と比較することにより、前記空気入りタイヤのトレッド部を除いたタイヤ本体が、更生タイヤに用いられ得るか否かを、判定する判定工程と、
判定結果に応じて、前記タイヤ本体に新たなトレッド部を設けて更生タイヤを製造する製造工程と、
を有することを特徴とする更生タイヤの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４（ａ）】
【図４（ｂ）】
【図４（ｃ）】
【図４（ｄ）】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４（ａ）】
【図４（ｂ）】
【図４（ｃ）】
【図４（ｄ）】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１３６４０（Ｐ２０１２−１３６４０Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５２８２９（Ｐ２０１０−１５２８２９）
【出願日】平成２２年７月５日（２０１０．７．５）
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月５日（２０１０．７．５）
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【Ｆターム（参考）】
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