CN103781606A

CN103781606A - 轮胎硫化用鼓以及轮胎硫化装置

Info

Publication number: CN103781606A
Application number: CN201280044066.XA
Authority: CN
Inventors: 佐藤元; 野间口强
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2032-09-24
Also published as: WO2013047422A1; EP2762288A4; EP2762288A1; JP5304866B2; JP2013075402A; CN103781606B; US20150079211A1; KR20140072098A; US9120281B2

Abstract

提供在通过温水硫化或气体硫化硫化生胎时、能够大幅减小鼓内表面的温差的轮胎硫化用鼓以及轮胎硫化装置。通过在筒状的鼓2的内壁面具备相对于其周向倾斜地以断续状态或者连续状态延伸的突状部4，由此如果在硫化生胎G时向鼓2内部注入并填充成为热介质H以及加压介质的温水、或者成为热介质H的水蒸汽与成为加压介质的气体，则这些热介质沿着突状部4被引导而在膨胀为环状的鼓2的周向上流动，并且在鼓2的上下方向上螺旋流动，通过该热介质H的鼓周向的环流与鼓上下方向的旋流的叠加作用，鼓2的温差充分变小。

Description

轮胎硫化用鼓以及轮胎硫化装置

技术领域

本发明涉及轮胎硫化用鼓以及轮胎硫化装置，更详细地说，涉及在通过温水硫化或气体硫化来硫化生胎时能够大幅减小鼓的温差的轮胎硫化用鼓以及轮胎硫化装置。

背景技术

以往，在硫化大型OR轮胎等大型轮胎时，使用向鼓内部注入并填充温水对生胎进行硫化的温水硫化。与蒸汽硫化相比，温水硫化的温度设定范围较宽，另外能够提高压力。另外，温水的每单位体积的能量密度高，所以适于相对而言壁厚较厚的大型轮胎的硫化。

然而，在温水硫化的情况下与鼓内壁接触后的温水被夺取了热量、温度下降。伴随于此，其密度升高并成为冷水块向下方移动，停留在大致相同温度的高度。因此，在鼓内部产生上下温差，伴随于此，在与生胎相接触的鼓的外表面也产生温差。例如，硫化温度的最大温差有时会达到50℃左右。

在蒸汽硫化的情况下，被给予了热量的饱和水蒸汽在鼓内壁立即冷凝而沿内壁流下。如果要补给消耗掉了的蒸汽则饱和水蒸汽连锁与鼓内壁接触而反复该动作，所以鼓内壁一直保持为饱和水蒸汽的温度。因此，除冷凝水滞留的排水部外，能够确保均匀的温度。

如果上述的硫化鼓的上下温差过大，则硫化后轮胎的品质会产生偏差，所以尽力减小鼓的温差是很重要的。上述的鼓的温差的问题在将水蒸汽设为热介质并将氮气等设为加压介质的气体硫化的情况下同样产生。

虽然不是温水硫化，但是也提出了各种在硫化生胎时搅拌鼓内部的热介质以减小温差的方法、装置（例如参照专利文献1、2）。但是，通过这些以往的方法、装置不能充分减小鼓的温差。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开昭56-28843号公报

专利文献2:日本特开平6-238670号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的提供在通过温水硫化或气体硫化硫化生胎时、能够大幅减小鼓的温差的轮胎硫化用鼓以及轮胎硫化装置。

用于解决课题的技术方案

为了达成上述目，本发明的轮胎硫化用鼓，其特征在于：在筒状的鼓的内壁面具备相对于该鼓的周向倾斜地以断续的状态或连续的状态延伸的突状部，在生胎硫化时在内部填充成为热介质以及加压介质的温水或者成为热介质的水蒸汽与成为加压介质的气体。

本发明的轮胎的硫化装置，其特征在于：具备：上述的轮胎硫化用鼓；和中心机构，其具有保持该鼓的上侧胎圈部以及下侧胎圈部的胎圈保持部，在该中心机构设有：注入喷嘴，其用于向鼓的内部注入成为热介质以及加压介质的温水、或者成为热介质的水蒸汽与成为加压介质的气体；和排出口，其用于将注入了的成为热介质以及加压介质的温水或者成为热介质的水蒸汽与成为加压介质的气体向鼓的外部排出。

发明效果

根据本发明，在筒状的鼓的内壁面具备相对于该鼓的周向倾斜地以断续的状态或连续的状态延伸的突状部，所以在生胎硫化时向鼓内部注入并填充成为热介质以及加压介质的温水、或者成为热介质的水蒸汽与成为加压介质的气体时，这些热介质沿着突状部被引导沿环状的鼓的周向流动，并且在鼓的上下方向上螺旋流动。通过该热介质的鼓周向的环流与鼓上下方向的旋流叠加地起作用，能够搅拌热介质以充分减小鼓的温差。

在突状部以断续的状态延伸的技术方案中，在抑制由设置突状部引起的鼓的过大的刚性上升方面有利。因此，能够抑制鼓的膨胀伸缩性的下降。在突状部以连续的状态延伸的技术方案中，容易产生热介质的鼓上下方向的旋流，在减小鼓的温差方面更有利。

在本发明的轮胎硫化用鼓中，所述突状部相对于鼓周向的倾斜角度设定在-30°～＋30°的范围内。通过设为该倾斜角度范围，容易通过突状部在鼓的周向以及上下方向上圆滑地引导热介质，在减小鼓的温差方面有利。

所述突状部的厚度例如设定为小于等于膨胀了时的鼓的厚度。由此，在抑制导热性的下降以及鼓的伸缩膨胀性的下降方面有利。

所述突状部的高度，如果考虑到鼓上下方向的旋流的产生容易性以及突状部的制造容易性，优选设定为例如突状部的厚度的3倍～5倍的范围。

在本发明的轮胎硫化装置中，也能够设为所述注入喷嘴以及排出口的至少一方设有多个的技术方案。也能够设为下述技术方案：注入成为热介质的水蒸汽与成为加压介质的气体的注入压力被设定为，相对于从所述排出口排出成为热介质以及加压介质的温水或者排出成为热介质的水蒸汽与成为加压介质的气体的排出压力高出200kPa～500kPa。根据这些技术方案，容易使热介质在鼓内部圆滑地流动，在减小鼓的温差方面有利。

也能够设为下述的技术方案：所述注入喷嘴的注入方向设定为俯视膨胀成环状的鼓的切线方向。根据该技术方案，容易缓和向鼓内部注入的热介质和/或压力介质对鼓内壁面的冲击。因此，容易抑制鼓内壁面由于因热介质引起的机械作用而被侵蚀的现象（磨损）和/或因化学作用而被侵蚀的现象（腐蚀）而减薄、劣化的情况。伴随于此，能够延长鼓的使用期间。

附图说明

图1是纵剖例示具备本发明的轮胎硫化用鼓的硫化装置的整体概要的说明图。

图2是横剖例示硫化装置的内部的说明图。

图3是侧视例示轮胎硫化用鼓的内壁面的说明图。

图4是横剖例示轮胎硫化用鼓内部的热介质流动的说明图。

图5是纵剖例示轮胎硫化用鼓内部的热介质流动的说明图。

图6是轮胎硫化用鼓的局部放大纵剖图。

图7是侧视例示具备其他突状部的轮胎硫化用鼓的内壁面的说明图。

具体实施方式

下面基于图示的实施方式对本发明的轮胎硫化用鼓以及轮胎硫化装置进行说明。

如图1、图2所例示，本发明的轮胎的硫化装置1具备：本发明的轮胎硫化用鼓2（下面称为鼓2）；和中心机构5，其具有分别保持鼓2的上侧胎圈部3a和下侧胎圈部3b的圆盘状的上侧胎圈保持部6a和下侧胎圈保持部6b。在中心机构5的中心柱上设有：向鼓2的内部注入热介质H的注入喷嘴7；和将被注入鼓2内部的热介质H向鼓2的外部排出的排出口8。

在连接于注入喷嘴7的注入管路和连接于排出口8的排出管路上分别设置有控制阀7a、8a。通过对该控制阀7a、8a进行开闭控制，来进行热介质H的注入以及排出操作。

生胎G配置于模具9a、9b、9c以及9d（下面在概括性意味着模具的情况下表示为模具9）的内部，在生胎G的内侧配置有橡胶制的筒状的鼓2。因此，注入喷嘴7以及排出口8配置于鼓2的内周侧。在硫化生胎G时，向鼓2的内部注入并填充热介质H，该热介质H沿着生胎G的内壁面为膨胀环状，一边按压一边加热生胎G的内周面。作为热介质H（以及加压介质）使用温水。在该实施方式中，模具9由上侧模具9a、下侧模具9b、环状上部板9c、环状下部板9d构成。

设定注入喷嘴7，使得热介质H的注入方向俯视为膨胀了的环状的鼓2的切线方向。注入喷嘴7以及排出口8设置有多个，能够分别设为任意数量。

如图3所例示，在鼓2的内壁面具备相对于其水平延伸的周向倾斜地以断续状态延伸的突状部4。在该实施方式中，从鼓2的环状的中心位置侧视，延伸有相对于热介质H被注入方向的水平方向向上方倾斜的突状部4。即，在该实施方式中，突状部4相对于热介质H的行进方向，沿右旋方向螺旋状地断续地形成于环状的鼓2的内壁面。突状部4的延伸设置方向长度为例如50mm～100mm左右，在延伸设置方向上互相相邻的突状部4的间隔为50mm～100mm左右。

在使用该硫化装置1硫化生胎G时，在模具9合模了的状态下，向配置于生胎G的内侧的鼓2的内部注入并填充热介质H而使鼓2膨胀。热介质H的温度为120℃～180℃左右。然后，通过膨胀了的鼓2按压生胎G的内周面、一边将生胎G按压到模具9上一边加热生胎G。硫化期间一边以预定压力按压生胎G一边将其加热到预定温度，由此将热介质H一边从注入喷嘴7注入鼓2内部一边将其从排出口8排出。

根据本发明，在环状的鼓2的内壁面设有相对于其周向倾斜地以断续的状态延伸的突状部4，所以被注入了鼓2内部的热介质H沿着突状部4被引导，如图4所例示那样在环状的鼓2的周向上流动，并且如图5所例示那样在鼓2的上下方向上旋转而流动。即，产生热介质H的鼓周向的环流与鼓上下方向的旋流，通过环流与旋流的叠加作用，能够充分搅拌鼓2内部的热介质H而充分减小鼓2的上下方向的温差以及周向的温差，能够使鼓2整体为大致均匀的温度。

突状部4相对于鼓周向的倾斜角度A被设定为例如-30°～＋30°的范围（除了0°）。通过设为该倾斜角度范围，易于通过突状部4在鼓2的周向以及上下方向上圆滑地引导热介质H，在减小鼓2的温差方面有利。正倾斜角度A和负倾斜角度A分别为突状部4按左旋方向形成的情况和按右旋方向形成的情况下的倾斜角度。

从注入喷嘴7注入鼓2的内部的热介质H，由于与鼓2的内壁面接触而温度下降、密度升高，所以对该热介质H作用要向下方移动的力。因此，如该实施方式所示，如果突状部4以负倾斜角度A延伸设置，则已注入的热介质H由突状部4引导而变得容易流动。伴随于此，在鼓2的纵剖面上容易在热介质H从上方向下方旋转的右旋方向上产生旋流，所以在减小鼓2的温差方面有利。因此，突状部4的倾斜角度A更优选设定为-15°～-5°。即，与左旋方向相比，突状部4优选按右旋方向形成。但是，如果环流的朝向相反，则即使是相同突状部4右旋与左旋的关系也颠倒，所以右旋左旋的判别由热介质H的环流的朝向与突状部4的倾斜角度的组合来规定即可。

如图6所例示，突状部4的厚度t设定为例如小于等于膨胀了的鼓2的厚度T（10mm左右）。厚度t的下限为3mm左右。如果突状部4的厚度t过大，则该部分的导热性局部下降。另外，该部分的鼓2的刚性局部变大，鼓2变得难以膨胀、在膨胀伸缩性上产生负面影响。因此，通过将突状部4的厚度t设为小于等于厚度T，能够充分抑制鼓2的导热性的下降以及膨胀伸缩性的下降。

突状部4的高度h越高，越容易产生热介质H的旋流。另一方面，突状部4的高度h越高，越难以制造鼓2。因此，如果考虑到这些，突状部4的高度h优选设定为例如其厚度t的3倍～5倍的范围。

硫化中的鼓2的内部容积一定，所以热介质H的注入量与排出量相同。优选：从注入喷嘴7注入的热介质H，为了有效地进行上下方向的搅拌而沿一定方向集中注入，另一方面，热介质H的流体遍布整个鼓2分散且以低速地从排出口8排出而不产生搅拌的死空间。

因此，在热介质H的流动方向上互相相邻的注入喷嘴7距排出口8的周方向间隔，只要如图2、图4所例示那样尽可能增大即可。另外，如果从注入喷嘴7注入热介质H的注入压力设定为相对于从排出口8排出热介质H的排出压力高出200kPa～500kPa，则容易使热介质H在鼓2内部圆滑地流动，在减小鼓2的温差方面有利。

如果注入喷嘴7以及排出口8设有多个，则易于使热介质H在鼓2内部圆滑地流动，在减小鼓2的温差方面有利。设有多个注入喷嘴7的情况下，只要以在周向上等间隔的方式设置注入喷嘴7即可。设有多个排出口8的情况下，也只要以在周向上等间隔的方式设置排出口8即可。

例如，在分别设置1个注入喷嘴7与排出口8的情况下，相对于热介质H从注入喷嘴7起的流动方向上在周向上隔开大于等于180°的间隔而配置排出口8。在分别设置2个注入喷嘴7与排出口8的情况下，注入喷嘴7在周向上彼此隔开180°间隔地配置，排出口8在周向上隔开180°间隔地配置。

在该实施方式中，突状部4以断续状态延伸设置，所以与以连续状态延伸设置的技术方案相比，在抑制鼓2的刚性变得过大方面有利。因此，能够抑制鼓2的膨胀伸缩性的下降。

如图7所例示，突状部4也能够在环状的鼓2的内壁面相对于其周向倾斜地以连续状态延伸设置。如果突状部4这样连续地延伸设置，则与以断续状态延伸的技术方案相比，变得容易引导热介质H，所以容易产生热介质H的旋流，在减小鼓2的温差方面更有利。另外，本发明也能够适用于使用成为热介质H的水蒸汽与成为加压介质的氮气、氩气、脱氧空气等各种惰性气体的气体硫化。

注入喷嘴7的热介质H的注入方向，如在实施方式中例示，优选设定为俯视为膨胀了的环状的鼓2的切线方向。根据该技术方案，容易缓和鼓2内壁面由于被注入鼓2内部的热介质H而受到的冲击。即，所注入的热介质H不会直接碰撞鼓2的内壁面。

因此，容易抑制鼓2内壁面由于因热介质H的机械作用而被侵蚀的现象（磨损）和/或因化学作用而被侵蚀的现象（腐蚀）而减薄、劣化的情况。伴随于此，在延长鼓2的使用期间方面有利。

实施例

仅使鼓内壁面有无突状部的情况不同地对相同规格的OR的轮胎生胎（尺寸2700R49（外径2700mm、轮辋直径49英寸））进行温水硫化，测定硫化期间生胎的内衬层处的最大温差。实施例如图3所例示那样，在鼓的内壁面相对于其周向倾斜负15°的倾斜角度以断续状态延伸设置突状部。其结果，实施例的最大温差为8℃，不具有突状部的比较例的最大温差为28℃。

附图标记说明

1:硫化装置 2:鼓

3a:上侧胎圈部 3b:下侧胎圈部

4:突状部 5:中心机构

6a:上侧胎圈保持部 6b:下侧胎圈保持部

7:注入喷嘴 7a:控制阀

8:排出口 8a:控制阀

9（9a、9b、9c、9d）:模具

G:生胎 H:热介质

Claims

1.一种轮胎硫化用鼓，其特征在于：

在筒状的鼓的内壁面具备相对于该鼓的周向倾斜地以断续的状态或连续的状态延伸的突状部，在生胎硫化时在内部填充成为热介质以及加压介质的温水或者成为热介质的水蒸汽与成为加压介质的气体。

2.根据权利要求1所述的轮胎硫化用鼓，其中，

所述突状部相对于鼓周向的倾斜角度设定在-30°～＋30°的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的轮胎硫化用鼓，其中，

所述突状部的厚度设定为小于等于膨胀了时的鼓的厚度。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的轮胎硫化用鼓，其中，

所述突状部的高度设定在其厚度的3倍～5倍的范围内。

5.一种轮胎硫化装置，其特征在于，具备：

根据权利要求1～4中任一项所述的轮胎硫化用鼓；和

中心机构，其具有保持该鼓的上侧胎圈部以及下侧胎圈部的胎圈保持部，

在该中心机构设有：注入喷嘴，其用于向鼓的内部注入成为热介质以及加压介质的温水、或者成为热介质的水蒸汽与成为加压介质的气体；和排出口，其用于将注入了的成为热介质以及加压介质的温水或者成为热介质的水蒸汽与成为加压介质的气体向鼓的外部排出。

6.根据权利要求5所述的轮胎硫化装置，其中，

所述注入喷嘴以及排出口中的至少一方设有多个。

7.根据权利要求5或6所述的轮胎硫化装置，其中，

从所述注入喷嘴注入成为热介质以及加压介质的温水或者成为热介质的水蒸汽与成为加压介质的气体的注入压力被设定为，相对于从所述排出口排出成为热介质以及加压介质的温水或者排出成为热介质的水蒸汽与成为加压介质的气体的排出压力高出200kPa～500kPa。

8.根据权利要求5～7中任一项所述的轮胎硫化装置，其中，

所述注入喷嘴的注入方向设定为俯视膨胀成环状的鼓的切线方向。