CN112135722B - 橡胶的温度测定装置及橡胶产品的制造方法 - Google Patents
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Abstract
提供能够高精度地掌握使用了硫化用模具的硫化工序中的橡胶的温度的橡胶的温度测定装置及橡胶产品的制造方法。在形成于模具(11)的成形面(12)的设置孔(13)配置温度传感器(2)和施力构件(8)，利用施力构件(8)对温度传感器(2)施力，使前端的温度检知部(3a)从成形面(12)突出并且成为与模具(11)非接触的状态，通过将模具(11)闭模，从而与温度检知部(3a)接触的生胎(G)对抗施力构件(8)的作用力而按压温度传感器(2)，而使设置孔(13)的开口部(13a)成为由温度检知部(3a)堵住的状态地进行硫化，将由温度检知部(3a)检知到的温度数据通过在与设置孔(13)连通的连通孔(14)中延伸的通信线(10)而向配置于模具(11)的外部的控制部(9)输入。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶的温度测定装置及橡胶产品的制造方法，更详细而言，涉及能够高精度地掌握使用了硫化用模具的硫化工序中的橡胶的温度的橡胶的温度测定装置及橡胶产品的制造方法。
背景技术
充气轮胎经过在硫化用模具中将生胎加热及加压的硫化工序而制造。要想制造恒定品质的轮胎，适当地设定硫化工序中的对于生胎的加热温度是重要的。以往，提出了各种掌握该加热温度的方法(例如，参照专利文献1)。在专利文献1中，提出了在硫化用模具的成形面将铠装热电偶以其外周围由隔热材料层包围的状态配置的构造。在该构造中，检知生胎的温度的铠装热电偶通过隔热材料层而难以受到模具的热的影响。伴随于此，容易高精度地检知被加热着的生胎的温度。
然而，要想利用热电偶来高精度地检知温度，需要将测定对象物(生胎)某种程度牢固地压靠于热电偶。但是，在刚将模具闭模之后等，有时无法由生胎充分按压热电偶。另外，要想对于热电偶充分隔断模具的热的影响，需要使隔热材料层成为相应的层厚，在模具的成形面需要某种程度大的孔加工。由于在形成有复杂的图案等的成形面无法实施这样的大小的孔加工，所以也有时无法在模具的成形面的期望的位置配置热电偶。
上述的问题不限于制造轮胎的情况，关于使用硫化用模具来硫化的橡胶产品也会同样地产生。因而，要想高精度地掌握使用了硫化用模具的硫化工序中的橡胶的温度，存在改善的余地。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-113996号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于，提供能够高精度地掌握使用了硫化用模具的硫化工序中的橡胶的温度的橡胶的温度测定装置及橡胶产品的制造方法。
用于解决课题的技术方案
为了达成上述目的，本发明的橡胶的温度测定装置具备：温度传感器，配置于在硫化用模具的成形面具有开口部地形成的设置孔；及控制部，配置于所述模具的外部并被输入由所述温度传感器检知到的温度数据，所述温度测定装置的特征在于，构成为：具有配置于所述设置孔的施力构件和在与所述设置孔连通的连通孔中延伸并将所述温度传感器和所述控制部以能够通信的方式连接的通信线，所述温度传感器由所述施力构件向从所述成形面突出的方向施力，所述温度传感器的前端的温度检知部被维持为从所述成形面突出并且成为与所述模具非接触的状态的待机位置，构成为：通过在所述模具中设置所述成形体并闭模，从而所述温度检知部由所述成形体对抗所述施力构件的作用力而被按压，所述开口部成为由所述温度检知部堵住的状态。
本发明的橡胶产品的制造方法在硫化用模具中配置成形体，将构成所述成形体的未硫化橡胶硫化而制造橡胶产品，其特征在于，通过配置于在所述模具的成形面具有开口部地形成的设置孔的施力构件，对配置于所述设置孔的温度传感器向使该温度传感器从所述模具的成形面突出的方向施力，使所述温度传感器的前端的温度检知部从所述成形面突出并且成为与所述模具非接触的状态，通过在所述模具中设置所述成形体并闭模，利用与所述温度检知部接触的所述成形体对抗所述施力构件的作用力而按压所述温度传感器，从而使所述开口部成为由所述温度检知部堵住的状态地进行硫化，将由所述温度检知部检知到的温度数据通过通信线而向所述模具的外部发送，所述通信线在与所述设置孔连通的连通孔中延伸且连接于所述温度传感器。
发明的效果
根据本发明，通过配置于在所述模具的成形面形成的设置孔的施力构件，对配置于所述设置孔的温度传感器向使该温度传感器从所述模具的成形面突出的方向施力，使所述温度传感器的前端的温度检知部从所述成形面突出并且成为与所述模具非接触的状态，由此，在模具的闭模前，能够切断模具的温度向温度检知部的直接传递。在模具的闭模后，使成形体与温度检知部接触，对抗所述施力构件的作用力而按压所述温度传感器。由此，有利于利用温度传感器来高精度地检知接触的成形体的温度，能够将由该温度传感器检知到的温度数据通过所述通信线而得到。另外，形成于成形面的设置孔的开口部在成形体的硫化中成为由温度检知部堵住的状态，因此构成成形体的未硫化橡胶不会向设置孔流入，能够反复使用温度传感器。
附图说明
图1是将设置于轮胎的硫化用模具的橡胶的温度测定装置的实施方式在模具的左半部分的剖视下例示的说明图。
图2是将图1的温度测定装置的一部分放大而例示的说明图。
图3是图2的A向视图。
图4是例示图1的模具闭模的状态的说明图。
图5是将图4的温度测定装置的一部分放大而例示的说明图。
图6是示出温度检知部的变形例的说明图。
图7是将别的实施方式的温度测定装置的一部分放大而例示的说明图。
具体实施方式
以下，基于图示的实施方式来说明本发明的橡胶的温度测定装置及橡胶产品的制造方法。
图1～图3所例示的本发明的橡胶的温度测定装置1的实施方式装配于在轮胎的硫化装置15安装的轮胎的硫化用模具11。该模具11由多个扇形模具11a、圆环状的上侧胎侧模具11b及圆环状的下侧胎侧模具11c构成。扇形模具11a对生胎G的胎肩部g2及胎面部g3进行硫化成形，上侧胎侧模具11b及下侧胎侧模具11c对胎侧部g1进行硫化成形。模具11例如由铝或铝合金形成。图1例示了模具11被开模的状态(被闭模前的状态)。
在模具11的成形面12的预定的位置，形成有具有开口部13a的设置孔13。设置孔13形成于成形胎侧部g1、胎肩部g2及胎面部g3中的至少任一部位的成形面12。而且，在模具11形成有与设置孔13连通且延伸至模具11的外表面的连通孔14。
硫化装置15具有上部板16、下部板17、扇形体18、容器环(英文：container ring)19、中心机构20。在上部板16的下表面以相对的方式安装有上侧胎侧模具11b的上表面，在下部板17的上表面以相对的方式安装有下侧胎侧模具11c的下表面。下部板17以不动状态固定于地基基部。
构成中心机构20的中心柱20a配置于上侧胎侧模具11b及下侧胎侧模具11c的圆环状的中心CL。在中心柱20a以上下隔开间隔的方式安装有圆盘状的夹紧部21。在各夹紧部21把持有圆筒状的硫化用囊(英文：bladder)22的上端部、下端部。
各扇形体18以中心机构20(中心CL)为中心而配置成环状。在各扇形体18的内周侧以相对的方式安装有扇形模具11a的外周面。各扇形体18的外周面具有从外周侧朝向内周侧而向上方倾斜的倾斜面。
圆环状的容器环19是以中心机构20(中心CL)为中心的环状体，在配置成环状的扇形体18的外周侧上下移动。通过容器环19上下移动，容器环19的内周倾斜面和各扇形体18的外周倾斜面滑动。并且，通过在各扇形体18载置于下部板17的状态下各扇形体18的外周面由向下方移动的容器环19的内周面按压，从而各扇形模具11a与扇形体18一起相对于环状的中心CL接近移动。
温度测定装置1具有配置于设置孔13的温度传感器2及施力构件8、配置于模具11的外部的控制部9及在连通孔14中延伸且将温度传感器2和控制部9以能够通信的方式连接的通信线10。在该实施方式中，也具备内嵌于设置孔13的筒状的壳体6，温度传感器2及施力构件8内插于壳体6。壳体6能够任意设置。
温度传感器2在轴部4的前端具有扩径的温度检知部3a，在轴部4的长度方向中途及后端部具有凸缘部5a、5b。在温度检知部3a例如设置有热电偶的电极等。连接于轴部4的后端部的通信线10与温度检知部3a电连接。温度检知部3a的侧面为朝向前端扩径的锥面3b。
温度检知部3a、轴部4、凸缘部5a、5b既能够由一般的碳钢等金属形成也能够由陶瓷等非金属形成。例如，这些构件(至少温度检知部3a)也能够设为与成形面12的材质相比热传导率为50％以下的材质，使得模具11的热更难以传递。
温度检知部3a的俯视的形状最好设为圆形状，但不限定于此，也能够设为椭圆形状、多边形形状。温度检知部3a的俯视的外径相当尺寸d1(在椭圆形状下是长径，在多边形形状下是外接圆直径)例如为1.5mm以上且3mm以下左右。
施力构件8设置于凸缘部5a、5b之间。在该实施方式中，使用螺旋弹簧作为施力构件8，成为了轴部4内插于螺旋弹簧的状态。在施力构件8的表面，也能够涂覆热传导率比施力构件8的材质低的隔热层。作为施力构件8，能够使用公知的其他类型的弹簧、由硫化橡胶等弹性材料形成的衬套等。
壳体6具有前端开口部7a和后端开口部7c，在前端开口部7a侧配置有温度检知部3a，在后端部开口部7c侧配置有凸缘部5b。前端开口部7a具有朝向成形面12扩径的锥面7b。详细而言，轴部4插通后端开口部7c而凸缘部5b配置于壳体6的外侧。凸缘部5b比后端开口部7c扩径，作为防止温度传感器2从壳体6的前端开口部7a拔出的止动件发挥功能。
该止动件构造例如能够通过在将壳体6向设置孔13内嵌前使凸缘部5b通过后端开口部7c后使后端开口部7c缩径变形而形成。或者，能够通过使凸缘部5b强制性地通过后端开口部7c从而暂时性地使后端开口部7c扩径变形(弹性变形)或者使凸缘部5c暂时性地压缩变形(弹性变形)等方法来形成。
壳体6既能够由一般的碳钢等金属形成也能够由陶瓷等非金属形成。例如，壳体6也能够设为与成形面12的材质相比热传导率为50％以下的材质，使得模具11的热更难以传递。
壳体6最好设为圆筒形状，但不限定于此，也能够设为椭圆筒形状、多边形筒形状。壳体6的俯视的外径相当尺寸d2(在椭圆筒形状下是长径，在多边形筒形状下是外接圆外径)比温度检知部3a的外径相当尺寸d1大，例如为2mm以上且4mm以下左右。
施力构件8与凸缘部5a和壳体6的底面抵接，对温度传感器2向使温度传感器2从成形面12突出的方向始终施力。通过该施力构件8的作用力，温度检知部3a被维持为从成形面12突出并且成为与模具11非接触的状态的待机位置。从成形面12突出的温度检知部3a的前端面从成形面12的突出尺寸h例如为0.1mm以上且1.0mm以下。
对于被输入由温度传感器2检知到的温度数据的控制部9，使用具有运算功能、存储功能的计算机等。连通孔14的内径d3例如为0.5mm以上且3mm以下左右。
接着，说明一边使用温度测定装置1测定作为成形体的生胎G的温度一边利用硫化装置15进行硫化而制造充气轮胎的方法的一例。
构成生胎G的主要的构件是未硫化橡胶、金属或树脂的加强线材。在将生胎G硫化时，在如图1所例示那样将模具11开模的状态下，使中心机构20插通横倒状态的生胎G。并且，利用在成形压力下膨胀的囊22从内侧保持生胎G。将该生胎G以横倒状态载置于下侧胎侧模具11c。
在模具11被闭模前，如图2所例示那样，温度检知部3a被维持为从成形面12突出并且成为与模具11非接触的状态的待机位置。因而，在模具11的闭模前，模具11的温度向温度检知部3a的直接传递被切断。
接着，使容器环6、上部板16、上侧胎侧模具11b向下方移动，将各扇形体18载置于下部板17。利用向下方移动的容器环6的内周倾斜面来按压各扇形体18的外周倾斜面，使各扇形模具11a与各扇形体18一起朝向环状的中心CL移动。
由此，如图4所例示那样，在上部板16与下部板17的上下间，将各扇形模具11a组装成环状。并且，将各扇形模具11a利用上侧胎侧模具11b和下侧胎侧模具11c上下夹持而将模具11闭模。
在模具11被闭模的状态下，向囊22的内部依次注入例如蒸汽等加热介质和氮气等加压介质而将囊22加热并且进一步使其膨胀。由此，生胎G的内侧主要由囊22加热，生胎G的外侧主要由模具11加热。这样，通过生胎G在被闭模后的模具11中被加热及加压预定时间，制造硫化了的轮胎。
通过在模具11中设置生胎G并闭模，从而如图5所例示那样，生胎G与温度检知部3a接触，对抗施力构件8的作用力而将温度传感器2朝向设置孔13的里侧按压。伴随于此，开口部13a成为由温度检知部3a堵住的状态。
详细而言，在该实施方式中，通过壳体6的前端开口部7a的锥面7b和温度检知部3a的锥面3b抵接，从而温度检知部3a被定位于开口部13a的预定的位置，开口部13a成为由温度检知部3a堵住的状态。与此同时，温度检知部3a的前端面成为与成形面12相同的水平(英文：level，高度)。并且，温度检知部3a与按压的生胎G(未硫化橡胶)牢固地接触，因此有利于利用温度传感器2来高精度地检知接触着的生胎G(未硫化橡胶)的温度。并且，由温度传感器2检知到的温度数据通过通信线10而向控制部9输入，因此能够更准确地掌握硫化中的未硫化橡胶的温度。
由于开口部13a在生胎G的硫化中成为由温度检知部3a堵住的状态，所以能够避免构成生胎G的未硫化橡胶向设置孔13流入。因而，能够反复使用温度传感器2，另外，在制造出的轮胎的表面不会形成不需要的突出物(日文：スピュー)。
在该实施方式中，能够通过将连接有通信线10的温度传感器2及施力构件8内插并组装入壳体6而预先单元化。因而，若将该单元化了的壳体6内嵌于设置孔13，则温度传感器2等向模具11的安装作业变得容易。另外，通过将配置于设置孔13的温度传感器2的温度检知部3a向成形面12侧强力拉拽，也能够将温度传感器2及通信线10从壳体6拔出。因而，温度传感器2等的更换作业也变得容易，维护性提高。
由于在模具11的闭模前温度检知部3a与模具11非接触，所以无需如以往技术那样为了隔断模具11的热而利用相应的层厚的隔热材料层来包围温度检知部3a。因而，能够使壳体6的外径相当尺寸d2成为4mm以下或3mm以下的极小尺寸。即，能够充分减小温度检知部3a的前端面的面积。因而，即使在成形面12形成有复杂的图案(在轮胎形成图案的凹凸等)，也有利于在成形面12的期望的位置配置温度检知部3a(温度传感器2)。
温度检知部3a的前端面的形状不限于平坦面，能够如图6所例示那样适当设为期望的形状。在图6(A)、(B)中，温度检知部3a的前端面分别为圆锥形状、半球形状。
在将开口部13a由温度检知部3a堵住的状态下，随着增大温度检知部3a从成形面12的突出尺寸h，能够掌握从生胎G(未硫化橡胶)的表面起更深的位置处的温度。不过，若增大突出尺寸h，则在制造出的轮胎会形成与突出尺寸h同等的孔，因此在对轮胎的性能等没有影响的范围内设定突出尺寸h。
也能够如图7所例示那样设为相对于先前的实施方式省略了温度测定装置1的壳体6的方式。在该方式的情况下，使凸缘部5b例如向连通孔14插入。施力构件8与凸缘部5a和设置孔13的底面抵接，对温度传感器2向使温度传感器2从成形面12突出的方向始终施力。其他规格设为与先前的实施方式同样即可。
在前述的说明中，例示了将生胎G硫化而制造轮胎的情况，但本发明不限定于此。即，前述的温度测定装置1及橡胶产品的制造方法能够应用于将以未硫化橡胶为构成构件的成形体配置于硫化用模具中进行硫化而制造橡胶产品的情况。
附图标记说明
1 温度测定装置
2 温度传感器
3a 温度检知部
3b 锥面
4 轴部
5a、5b 凸缘部
6 壳体
7a 前端开口部
7b 锥面
7c 后端开口部
8 施力构件
9 控制部
10 通信线
11(11a、11b、11c) 硫化用模具
12 成形面
13 设置孔
13a 开口部
14 连通孔
15 硫化装置
16 上部板
17 下部板
18 扇形体
19 容器环
20 中心机构
20a 中心柱
21 夹紧部
22 硫化用囊
G 生胎(成形体)
g1 胎侧部
g2 胎肩部
g3 胎面部
Claims (11)
1.一种橡胶的温度测定装置，具备：温度传感器，配置于在硫化用模具的成形面具有开口部地形成的设置孔；及控制部，配置于所述模具的外部并被输入由所述温度传感器检知到的温度数据，所述温度测定装置的特征在于，
构成为：具有配置于所述设置孔的施力构件和在与所述设置孔连通的连通孔中延伸并将所述温度传感器和所述控制部以能够通信的方式连接的通信线，所述温度传感器由所述施力构件向从所述成形面突出的方向施力，所述温度传感器的前端的温度检知部被维持为从所述成形面突出并且成为与所述模具非接触的状态的待机位置，
构成为：通过在所述模具中设置成形体并闭模，从而所述温度检知部由所述成形体对抗所述施力构件的作用力而被按压，所述开口部成为由所述温度检知部堵住的状态，
具有内嵌于所述设置孔的筒状的壳体，所述温度传感器及所述施力构件内插于所述壳体，
构成为：所述壳体的前端开口部具有朝向所述成形面扩径的锥面，所述温度检知部具有与所述前端开口部相对且与所述锥面对应的锥面，通过所述前端开口部的所述锥面和所述温度检知部的所述锥面抵接，从而所述成形面的所述开口部成为由所述温度检知部堵住的状态，并且所述温度检知部的前端面成为与所述成形面相同的水平。
2.根据权利要求1所述的橡胶的温度测定装置，
所述壳体的外径相当尺寸为4mm以下。
3.根据权利要求1所述的橡胶的温度测定装置，
所述温度检知部的热传导率为所述成形面的热传导率的50％以下。
4.根据权利要求2所述的橡胶的温度测定装置，
所述温度检知部的热传导率为所述成形面的热传导率的50％以下。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的橡胶的温度测定装置，
所述硫化用模具是轮胎硫化用模具。
6.一种橡胶的温度测定装置，具备：温度传感器，配置于在硫化用模具的成形面具有开口部地形成的设置孔；及控制部，配置于所述模具的外部并被输入由所述温度传感器检知到的温度数据，所述温度测定装置的特征在于，
构成为：具有配置于所述设置孔的施力构件和在与所述设置孔连通的连通孔中延伸并将所述温度传感器和所述控制部以能够通信的方式连接的通信线，所述温度传感器由所述施力构件向从所述成形面突出的方向施力，所述温度传感器的前端的温度检知部被维持为从所述成形面突出并且成为与所述模具非接触的状态的待机位置，所述开口部成为未被堵住的状态，
构成为：通过在所述模具中设置成形体并闭模，从而所述温度检知部由所述成形体对抗所述施力构件的作用力而被按压，未被堵住的状态的所述开口部成为由所述温度检知部堵住的状态，
具有内嵌于所述设置孔的筒状的壳体，所述温度传感器及所述施力构件内插于所述壳体，
所述壳体的外径相当尺寸为4mm以下。
7.根据权利要求6所述的橡胶的温度测定装置，
所述温度检知部的热传导率为所述成形面的热传导率的50％以下。
8.根据权利要求6或7所述的橡胶的温度测定装置，
所述硫化用模具是轮胎硫化用模具。
9.一种橡胶产品的制造方法，在硫化用模具中配置成形体，将构成所述成形体的未硫化橡胶硫化而制造橡胶产品，其特征在于，
通过配置于在所述模具的成形面具有开口部地形成的设置孔的施力构件，对配置于所述设置孔的温度传感器向使该温度传感器从所述模具的成形面突出的方向施力，使所述温度传感器的前端的温度检知部从所述成形面突出并且成为与所述模具非接触的状态，在所述设置孔内嵌筒状的壳体，所述温度传感器及所述施力构件内插于所述壳体，所述壳体的前端开口部具有朝向所述成形面扩径的锥面，所述温度检知部具有与所述前端开口部相对且与所述锥面对应的锥面，通过在所述模具中设置所述成形体并闭模，利用与所述温度检知部接触的所述成形体对抗所述施力构件的作用力而按压所述温度传感器，从而使所述前端开口部的所述锥面和所述温度检知部的所述锥面抵接，使所述成形面的所述开口部成为由所述温度检知部堵住的状态，并且使所述温度检知部的前端面成为与所述成形面相同的水平，使所述开口部成为由所述温度检知部堵住的状态地进行硫化，将由所述温度检知部检知到的温度数据通过通信线而向所述模具的外部发送，所述通信线在与所述设置孔连通的连通孔中延伸且连接于所述温度传感器。
10.一种橡胶产品的制造方法，在硫化用模具中配置成形体，将构成所述成形体的未硫化橡胶硫化而制造橡胶产品，其特征在于，
通过配置于在所述模具的成形面具有开口部地形成的设置孔的施力构件，对配置于所述设置孔的温度传感器向使该温度传感器从所述模具的成形面突出的方向施力，使所述温度传感器的前端的温度检知部从所述成形面突出并且成为与所述模具非接触的状态，使所述开口部成为未被堵住的状态，在所述设置孔内嵌外径相当尺寸为4mm以下的筒状的壳体，所述温度传感器及所述施力构件内插于所述壳体，通过在所述模具中设置所述成形体并闭模，利用与所述温度检知部接触的所述成形体对抗所述施力构件的作用力而按压所述温度传感器，从而使未被堵住的状态的所述开口部成为由所述温度检知部堵住的状态地进行硫化，将由所述温度检知部检知到的温度数据通过通信线而向所述模具的外部发送，所述通信线在与所述设置孔连通的连通孔中延伸且连接于所述温度传感器。
11.根据权利要求9或10所述的橡胶产品的制造方法，
所述成形体是生胎，所述设置孔形成于成形胎侧部、胎肩部及胎面部中的至少任一部位的成形面。
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