CN107866928A - 轮胎硫化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的轮胎硫化装置，能够抑制双层结构的硫化用气袋中流体的流动不良、冷凝水的排出不良，以更高的水平提高硫化的均匀性。硫化用气袋(3)具有：与未硫化轮胎(T)的内周面抵接的第一气袋(11)、和配置于第一气袋(11)的内侧的第二气袋(12)。向第一气袋(11)与第二气袋(12)之间供给第一流体(G1)，向第二气袋(12)内供给第二流体(G2)。在第一气袋(11)的内周面(11S)以及第二气袋(12)的外周面(12S)的至少一方设置有引导槽(31)，该引导槽(31)沿轮胎轴向延伸并且第一流体(G1)能够通过。

Description

轮胎硫化装置
技术领域
本发明涉及将硫化用气袋设为双层结构的轮胎硫化装置。
背景技术
以往，已知有使用硫化用气袋对未硫化轮胎进行硫化成型的轮胎硫化装置。这种轮胎硫化装置例如向硫化用气袋内供给加热后的流体，使该硫化用气袋膨胀。
从成本以及热传递性能的观点出发，这样的流体例如使用蒸汽。然而存在以下问题：若经由硫化用气袋向未硫化轮胎给予热，则蒸汽冷凝而成为冷凝水，并滞留在硫化用气袋内。
在气袋的与冷凝水接触的部位，该冷凝水使未硫化轮胎的温度比其他部分的温度降低。因此产生硫化不均匀，存在导致轮胎的物性、性能不均衡的趋势。另外，这样的温度降低使轮胎的硫化时间延长，因此成为生产率变差的主要因素。
例如，下述专利文献1提出有使蒸汽扩散并依次供给至硫化用气袋内的整体的轮胎硫化装置的方案。专利文献1的轮胎硫化装置，即使在硫化用气袋内滞留有冷凝水，也能够通过依次供给的蒸汽使冷凝水的温度上升，从而缓和未硫化轮胎的温度差。
专利文献1：日本特开2010-110970号公报
然而，由于专利文献1的轮胎硫化装置将蒸汽依次供给至硫化用气袋内的整体，因此需要较多能量。另外，该轮胎硫化装置并不能解决冷凝水滞留在硫化用气袋的下方的问题。
因此本发明人提出了将硫化用气袋设为双层结构，并向内外的气袋之间供给蒸汽的方案。由此供给蒸汽的空间减小，从而难以产生冷凝水。另外即使在产生了冷凝水的情况下，由于冷凝水的产生量为少量，因而其排出变得容易。因此能够使轮胎周向上温度分布均匀化，从而抑制硫化不均匀。
但是，在将硫化用气袋设为双层结构的情况下，发生影响压力平衡等而使内外的气袋接触的情况。此时，导致成为热源的蒸汽的路径局部被堵塞，从而诱发温度分布的不均匀。另外内外气袋的接触也妨碍冷凝水的排出。因此产生未充分发挥由双层结构带来的抑制硫化不均匀的效果的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种能够抑制在将硫化用气袋设为双层结构的情况下由气袋之间的局部接触引起的流体的流动不良、冷凝水的排出不良，能够以更高的水平发挥由双层结构带来的抑制硫化不均匀的效果的轮胎硫化装置。
本发明的轮胎硫化装置包括：包括：硫化用气袋，其通过在未硫化轮胎的内腔内膨胀，由此将该未硫化轮胎按压于硫化模具来进行硫化成型；中心机构，其保持所述硫化用气袋；供给单元，其向所述硫化用气袋供给流体；以及排出单元，其将所述硫化用气袋的所述流体排出，所述轮胎硫化装置的特征在于，
所述硫化用气袋具有：与所述未硫化轮胎的内周面抵接的第一气袋、和配置于所述第一气袋的内侧的第二气袋，
所述流体包括：向所述第一气袋与所述第二气袋之间供给的第一流体、和向所述第二气袋内供给的第二流体，并且
在所述第一气袋的内周面以及所述第二气袋的外周面的至少一方设置有沿轮胎轴向延伸的引导槽。
在本发明的轮胎硫化装置中，优选为，所述引导槽的槽深度H为2～10mm，并且槽宽度W为2～20mm。
在本发明的轮胎硫化装置中，优选为，所述第一气袋以及所述第二气袋形成为上下开口的筒状，所述中心机构具备：下凸缘部，其保持所述第一气袋以及所述第二气袋的各下端部；中心柱，其相对于所述下凸缘部能够相对地上下移动；以及上凸缘部，其安装于所述中心柱的上端部并且保持所述第一气袋以及所述第二气袋的各上端部。
在本发明的轮胎硫化装置中，优选为，所述供给单元包括：供给所述第一流体的第一供给单元、和供给所述第二流体的第二供给单元，
所述第一供给单元具备第一供给口，该第一供给口配置于所述上凸缘部，并且在所述第一气袋的上端部与所述第二气袋的上端部之间开口，
所述第二供给单元具备第二供给口，该第二供给口配置于所述上凸缘部，并且在比所述第二气袋的下端部靠轮胎轴向内侧处开口。
在本发明的轮胎硫化装置中，优选为，所述排出单元具备第一排气口，该第一排气口配置于所述下凸缘部，并且在所述第一气袋的下端部与所述第二气袋的下端部之间开口。
在本发明的轮胎硫化装置中，优选为，具备循环路，在硫化过程中，该循环路供所述第一流体通过所述第一气袋与所述第二气袋之间并从所述第一供给口向所述第一排气口连续地流动。
在本发明的轮胎硫化装置中，硫化用气袋形成为第一气袋与第二气袋的双层结构，在该第一气袋与第二气袋之间供给例如作为蒸汽的第一流体。
即，由于供给第一流体的空间减小，因此难以产生冷凝水。另外即使在产生了冷凝水的情况下，由于冷凝水的产生量为少量，因此其排出变得容易。其结果抑制因冷凝水引起的局部的温度降低，并通过在轮胎周向上温度分布均匀化，从而能够抑制硫化不均匀。
另外由于在第一气袋的内周面以及第二气袋的外周面的至少一方配置有沿轮胎轴向延伸的引导槽，因此硫化时，能够在第一气袋与第二气袋之间始终确保间隙。因此能够抑制间隙被局部堵塞而引起的第一流体的流动不良，以及冷凝水的排出不良，能够使第一流体的流动、冷凝水的排出顺畅。其结果能够以更高的水平发挥由双层结构带来的抑制硫化不均匀的效果。
附图说明
图1是表示本发明的轮胎硫化装置的一个实施方式的局部剖视图。
图2是表示开模状态下的轮胎硫化装置的局部剖视图。
图3是表示包括第一供给流路、第二供给流路的配管结构的示意图。
图4是图1的硫化用气袋的I-I剖视图。
附图标记说明：1…轮胎硫化装置；2…硫化模具；3…硫化用气袋；4…供给单元；5…排出单元；6…中心机构；11…第一气袋；12…第二气袋；13…下凸缘部；14…上凸缘部；15…中心柱；20…第一供给单元；20a…第一供给口；21…第二供给单元；21a…第二供给口；25a…第一排气口；30…循环路；31…引导槽；E1L、E2L…下端部；E1U、E2U…上端部；G…流体；G1…第一流体；G2…第二流体；T…未硫化轮胎。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细地说明。
如图2所示，本实施方式的轮胎硫化装置1包括：硫化模具2、将未硫化轮胎T按压于硫化模具2来进行硫化成型的硫化用气袋3、向硫化用气袋3供给流体G的供给单元4、将硫化用气袋3的流体G排出的排出单元5、以及保持硫化用气袋3的中心机构6。
硫化模具2具有：安装于下侧工作台(省略图示)的下模具部2L、、和安装于上侧工作台(省略图示)的上模具部2U。硫化模具2在本例中借助上侧工作台的上下移动，上模具部2U与下模具部2L能够进行上下方向上分离的开模状态Y1、以及上下方向上闭合的模具闭合状态Y2(如图1所示)的动作。在上述开模状态Y1中，将未硫化轮胎T搬入至硫化模具2，并且将硫化后的轮胎搬出。另外在模具闭合状态Y2中，未硫化轮胎T被硫化成型。
本例的下模具部2L包括用于将轮胎的下胎侧部和下胎圈部成形的下侧模7L。下侧模7L例如经由下台板8L而支承于下侧工作台。
另外本例的上模具部2U包括：用于将轮胎的上胎侧部和上胎圈部成形的上侧模7U、以及用于将轮胎的胎面部成形的胎面模9。上侧模7U例如经由上台板8U而支承于能够上下移动的上侧工作台。
另外，胎面模9由沿周向被分割的多个扇形件9A构成，各扇形件9A支承于例如在上台板8U安装的圆筒状的容器10。具体而言，容器10具有圆锥状的引导面10S，各扇形件9A通过沿着上述引导面10S被引导、由此各扇形件9A相对于容器10进行上下方向的相对移动，从而胎面模9能够进行扩径缩径。
如图1所示，在模具闭合状态Y2中，硫化用气袋3在未硫化轮胎T的内腔内进行膨胀，从而将未硫化轮胎T按压于硫化模具2。该硫化用气袋3形成为具有与未硫化轮胎T的内周面抵接的第一气袋11、以及配置于第一气袋11的内侧的第二气袋12的双层结构。
第一气袋11以及第二气袋12分别形成为上下开口的筒状。而且，第一气袋11的下端部E1L以及第二气袋12的下端部E2L被中心机构6的下凸缘部13保持，并且第一气袋11的上端部E1U以及第二气袋12的上端部E2U被中心机构6的上凸缘部14保持。另外上述下端部E1L、E2L相当于第一气袋11以及第二气袋12的下方的开口边缘部，并且上述上端部E1U、E2U相当于第一气袋11以及第二气袋12的上方的开口边缘部。
上述中心机构6例如具备：被下侧工作台支承的下凸缘部13、相对于该下凸缘部13能够相对地上下移动的中心柱15、以及安装于该中心柱15的上端部的上凸缘部14。另外，在上述下凸缘部13同心地形成有能够供中心柱15滑动地插通的筒状的主体部16。
在本例中，上述下凸缘部13具有从下侧朝向上侧重叠配置的圆盘状的第一～第三凸缘部分13a、13b、13c，在第一凸缘部分13a与第二凸缘部分13b之间夹持第一气袋11的下端部E1L。另外在第二凸缘部分13b与第三凸缘部分13c之间夹持第二气袋12的下端部E2L。同样地，在本例中，上凸缘部14具有从下侧朝向上侧重叠配置的圆盘状的第一～第三凸缘部分14a、14b、14c，在第一凸缘部分14a与第二凸缘部分14b之间夹持第二气袋12的上端部E2U。另外在第二凸缘部分14b与第三凸缘部分14c之间夹持第一气袋11的上端部E1U。
向第一气袋11与第二气袋12之间的空间P1供给第一流体G1，另外向第二气袋12内的空间P2供给第二流体G2。作为第一流体G1适合采用作为高温高压的加热介质的蒸汽。另外作为第二流体G2适合采用作为加压介质的例如氮气等惰性气体。
这样的硫化用气袋3能够通过第一气袋11的膨胀而将未硫化轮胎T按压于硫化模具2，并且通过来自第一流体G1的热进行硫化。另外通过第二气袋12的膨胀，能够减小上述空间P1。由此难以产生冷凝水，另外即使在产生了冷凝水的情况下，其产生量较少，从而能够使其排出变得容易。
第一气袋11膨胀时的内部压力与第二气袋12膨胀时的内部压力优选为大致相等，由此能够使上述空间P1稳定。
供给单元4包括：供给第一流体G1的第一供给单元20、和供给第二流体G2的第二供给单元21。
上述第一供给单元20具备配置于上凸缘部14的多个第一供给口20a，该第一供给口20a在第一气袋11的上端部E1U与第二气袋12的上端部E2U之间开口。在本例中，第一供给口20a在第二凸缘部分14b的外周面开口。另外第一供给单元20具有经过上述中心柱15的内部而与各第一供给口20a导通的第一供给流路20b。
上述第二供给单元21具备配置于下凸缘部13的多个第二供给口21a，该第二供给口21a在比第二气袋12的下端部E2L靠轮胎轴向内侧(轮胎赤道侧)处开口。在本例中，第二供给口21a在第三凸缘部分13c的外周面开口。另外第二供给单元21具有经过上述主体部16的内部而与各第二供给口21a导通的第二供给流路21b。
另外，排出单元5包括：排出第一流体G1的第一排出单元25、以及排出第二流体G2的第二排出单元26。
第一排出单元25具备配置于上述下凸缘部13的多个第一排气口25a，该第一排气口25a在第一气袋11的下端部E1L与第二气袋12的下端部E2L之间开口。在本例中，第一排气口25a在第二凸缘部分13b的外周面开口。另外第一排出单元25具有经过上述主体部16的内部而与各第一排气口25a导通的第一排气流路25b。
另外，在本例中，第二排出单元26将上述第二供给单元21的第二供给口21a以及第二供给流路21b作为第二排气口26a以及第二排气流路26b而共同使用。
如图3示意地表示的那样，第一供给流路20b在本例中与作为锅炉等的第一流体供给源22的排出口连接，并且第一排气流路25b与第一流体供给源22的返回口连接。另外第二供给流路21b在本例中与作为压缩机等的第二流体供给源23的排出口连接。第二排气流路26b从第二供给流路21b分支，并与第二流体供给源23的返回口连接。在图3中，省略包括开闭阀等的控制单元，仅示出基本的配管结构。
在本例中，为了给予轮胎充分的热量，并且在产生了冷凝水的情况下将该冷凝水与第一流体G1一起从第一排气口25a排出，优选为在硫化过程中，使第一流体G1通过上述空间P1而从第一供给口20a向第一排气口25a连续地流下。因此形成使第一流体G1借助第一供给单元20和第一排出单元25而在硫化过程中能够连续地流动的循环路30。
另外，在双层结构的硫化用气袋3中，例如有可能因第一流体G1与第二流体G2的压力平衡等，第一气袋11与第二气袋12接触而导致上述空间P1被局部堵塞，产生第一流体G1的流动不良以及冷凝水的排出不良。
因此，如图4所示，在第一气袋11的内周面11S以及第二气袋12的外周面12S的至少一方形成有引导槽31，该引导槽31沿轮胎轴向(径向)延伸并且第一流体G1能够通过。
该引导槽31优选为从第一气袋11的上端部E1U连续延伸到下端部E1L，或者从第二气袋12的上端部E2U连续延伸到下端部E2L。另外引导槽31能够相对于轮胎轴向线倾斜，在该情况下，相对于轮胎轴向线倾斜的角度θ(省略图示)优选为30°以下，进一步优选为15°以下。
引导槽31的槽深度H优选为2～10mm，并且槽宽度W优选为2～20mm。在槽深度H小于2mm的情况下，以及槽宽度W小于2mm的情况下，槽容积变得不充分，从而难以充分地抑制第一流体G1的流动不良等。另外在槽宽度W超过20mm的情况下，导致另一个气袋进入引导槽31内而堵塞引导槽31的倾向。另外在槽深度H超过10mm的情况下，为了维持气袋的耐久性，需要增加气袋整体的厚度，从而导致成本不必要的增加。
另外，槽深度H以及槽宽度W是在气袋的非膨胀状态下确定的值。另外槽深度H是与引导槽31的长度方向成直角的剖面中的开口部分的宽度。
另外，沿着引导槽31、31之间的气袋表面测定出的周向的间隔L，优选为3～100mm的范围，若超过100mm，则难以充分地抑制第一流体G1的流动不良等。另外，若小于3mm，则成为强度不足的倾向。上述间隔L是在气袋的非膨胀状态且在赤道面的位置所确定的值。
以上，虽然对本发明的特别优选的实施方式进行了详述，但本发明不限定于上述的实施方式，而是能够变形为各种方式来实施。
实施例
形成图1、2所示的结构，并且使用具有表1所示的规格的硫化用气袋的轮胎硫化装置，对尺寸为205/60R16的未硫化轮胎进行了硫化成型。然后，对轮胎的部位的硫化量的偏差(σ)进行了评价。
另外，比较例以及实施例的各硫化用气袋是由第一气袋和第二气袋构成的双层结构，不同点仅在于有无引导槽。另外在实施例中，在第二气袋的外周面形成有引导槽。另外为了防止引导槽的耐久性的降低，在各实施例中，也将引导槽的槽深度H对应的部分加厚形成气袋。
共同规格如下。
·引导槽相对于轮胎轴向线的角度θ：0°
·引导槽之间的周向的间隔L：30mm
·硫化模具的温度(各台板以及容器的外壳温度)：180℃
·第一流体：蒸汽(压力15kgf/cm2的饱和水蒸气)
·第二流体：氮气(压力15kgf/cm2)
·硫化时间10分钟
(1)硫化量的偏差(σ)
对10条未硫化轮胎分别在胎肩部的内部并且在周向的16个位置安装热电偶并进行硫化，测定了硫化过程中各位置的温度。然后，从在各位置测定出的温度-时间的曲线图，基于阿雷尼厄斯公式计算各位置的硫化量，求出硫化量的偏差(σ)并进行了评价。硫化量的偏差(σ)越小，越能够以更少的热能对轮胎进行硫化。
(2)气袋的成本：
为了防止引导槽引起的耐久性的降低，与引导槽的槽深度H对应的部分，加厚形成气袋，从而导致材料成本的增加。因此将第二气袋的材料成本以比较例1为100的指数来表示。数值越大表示成本越高。
表1
如表所示，能够确认实施例能够使轮胎周向上的温度分布均匀，并能够抑制硫化量的偏差(σ)，从而抑制硫化不均匀。

Claims (6)

1.一种轮胎硫化装置，包括：硫化用气袋，其通过在未硫化轮胎的内腔内膨胀，由此将该未硫化轮胎按压于硫化模具来进行硫化成型；中心机构，其保持所述硫化用气袋；供给单元，其向所述硫化用气袋供给流体；以及排出单元，其将所述硫化用气袋的所述流体排出，所述轮胎硫化装置的特征在于，
所述硫化用气袋具有：与所述未硫化轮胎的内周面抵接的第一气袋、和配置于所述第一气袋的内侧的第二气袋，
所述流体包括：向所述第一气袋与所述第二气袋之间供给的第一流体、和向所述第二气袋内供给的第二流体，并且
在所述第一气袋的内周面以及所述第二气袋的外周面的至少一方设置有沿轮胎轴向延伸的引导槽。
2.根据权利要求1所述的轮胎硫化装置，其特征在于，
所述引导槽的槽深度(H)为2～10mm，并且槽宽度(W)为2～20mm。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎硫化装置，其特征在于，
所述第一气袋以及所述第二气袋形成为上下开口的筒状，
所述中心机构具备：
下凸缘部，其保持所述第一气袋以及所述第二气袋的各下端部；
中心柱，其相对于所述下凸缘部能够相对地上下移动；以及
上凸缘部，其安装于所述中心柱的上端部并且保持所述第一气袋以及所述第二气袋的各上端部。
4.根据权利要求3所述的轮胎硫化装置，其特征在于，
所述供给单元包括：供给所述第一流体的第一供给单元、和供给所述第二流体的第二供给单元，
所述第一供给单元具备第一供给口，该第一供给口配置于所述上凸缘部，并且在所述第一气袋的上端部与所述第二气袋的上端部之间开口，
所述第二供给单元具备第二供给口，该第二供给口配置于所述上凸缘部，并且在比所述第二气袋的下端部靠轮胎轴向内侧处开口。
5.根据权利要求3或4所述的轮胎硫化装置，其特征在于，
所述排出单元具备第一排气口，该第一排气口配置于所述下凸缘部，并且在所述第一气袋的下端部与所述第二气袋的下端部之间开口。
6.根据权利要求5所述的轮胎硫化装置，其特征在于，
具备循环路，在硫化过程中，该循环路供所述第一流体通过所述第一气袋与所述第二气袋之间并从所述第一供给口向所述第一排气口连续地流动。
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