JP2006022644A - 流体送り装置及びこの流体送り装置を使用したタイヤ加硫装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】流体が高温であったとしても、その熱や圧力が回転軸側から駆動モータ側に伝達されることがなく、熱や圧力による駆動モータのトラブルを解消できる流体送り装置の提供。
【解決手段】吸入口13から吸入した流体を羽根車2の回転により吐出口14から吐出させるようにした流体送り装置Aであって、前記羽根車の回転軸21に従動側永久磁石4が取り付けられ、前記回転軸を回転させるための駆動軸(モータ3のモータ軸31)に駆動側永久磁石5が取り付けられ、この駆動側永久磁石と前記従動側永久磁石が非磁性体を介して非接触状態で対向するように配設されている。
【選択図】 図1
【解決手段】吸入口13から吸入した流体を羽根車2の回転により吐出口14から吐出させるようにした流体送り装置Aであって、前記羽根車の回転軸21に従動側永久磁石4が取り付けられ、前記回転軸を回転させるための駆動軸(モータ3のモータ軸31)に駆動側永久磁石5が取り付けられ、この駆動側永久磁石と前記従動側永久磁石が非磁性体を介して非接触状態で対向するように配設されている。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体(蒸気、気体、液体)を管路によって移送、循環させるための流体送り装置及びこの流体送り装置を使用したタイヤ加硫装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、流体送り装置として、駆動モータにより羽根車を回転させて、吸入口から吸入した流体を吐出口から吐出させるようにしたポンプやブロアー等、諸々のものがある。
しかしながら、このような従来の流体送り装置は、羽根車の回転軸が駆動モータのモータ軸に連結されているため、特に、流体が高温・高圧である場合(例えば、高温・高圧蒸気)、その熱や圧力が回転軸側から駆動モータ側に伝達され、駆動モータのトラブルの原因になるという問題があった。
【0003】
又、タイヤ加硫装置は、上下の金型と、蒸気(加熱流体)の供給・排出によって拡縮するブラダーを備え、前記金型の内部にセットした生タイヤの内面に、蒸気の供給によって膨張したブラダーを押し付けるように構成されるが、この場合、ブラダーを膨張させるために供給する蒸気を閉回路で循環させて、ブラダー内の温度差を解消させる技術が提案されている。
【0004】
例えば、特開昭62−33611号公報に記載された技術では、ブラダーの内部に接続する蒸気供給管及び蒸気排出管と、この蒸気供給管及び蒸気気管を連通させる連通管とで外部循環回路が形成され、そして、前記連通管にポンプを配設すると共に、このポンプの吸い込み側に吸入弁を、吐出側に吐出弁を設けた構成になっている。
しかしながら、このようにポンプによって送られる蒸気を吸入弁と吐出弁の切り換えによって循環させる方式では、蒸気の圧力に脈動が生じ、ブラダー内で圧力変化が生じてしまい、ブラダーを一定圧力で生タイヤの内面に押し付けるというタイヤ加硫の基本条件から外れてしまう。
【0005】
また、実開平5−13713号公報の技術のようにポンプに噴流ポンプを用いたものもあるが、これもブラダー内の圧力を低下させる必要があるため、ブラダー内で圧力変化が生じてしまう。
【0006】
また、特開昭57−138930号公報、特開昭59−115827号公報等に記載された技術では、蒸気の循環装置をブラダー内の中心機構に設置したものとなっている。
このように、蒸気の循環装置をブラダー内の中心機構に設置させると、構造が非常に複雑になり、高コストになるし、メンテナンス(分解・組立)も容易でなくなる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来の問題を解決するためになされたもので、羽根車の回転軸と駆動モータのモータ軸とを非接触にすることで、流体が高温であったとしても、その熱や圧力が回転軸側から駆動モータ側に伝達されることがなく、熱や圧力による駆動モータのトラブルを解消できる流体送り装置を提供することを第1の課題としている。
【0008】
また、羽根車の回転軸を非接触にしながら、駆動モータによるダイレクトドライブで羽根車を回転させることができる流体送り装置を提供することを第2の課題としている。
【0009】
また、タイヤ加硫装置において、ブラダーを膨張させるために供給する加熱流体を圧力の脈動がない状態で循環させることができ、また、既存の配管系に後付けで簡単に取り付けることができ、また、ブラダー内の中心機構に何らの手を加えることがない簡単構造で加熱流体を循環させて、ブラダー内の温度差を解消させることができるタイヤ加硫装置を提供することを第3の課題としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記第1の課題を解決するために、本発明(請求項1)の流体送り装置は、
吸入口から吸入した流体を羽根車の回転により吐出口から吐出させるようにした流体送り装置であって、前記羽根車の回転軸に従動側永久磁石が取り付けられ、前記回転軸を回転させるための駆動軸に駆動側永久磁石が取り付けられ、この駆動側永久磁石と前記従動側永久磁石が非磁性体又は弱磁性体を介して非接触状態で対向するように配設されている構成とした。
【0011】
前記流体送り装置(請求項1)において、前記駆動側永久磁石と前記従動側永久磁石が非磁性体又は弱磁性体を介して非接触状態でラジアル方向又はスラスト方向に対向するように配設されている態様(請求項2)がある。
【0012】
上記第2の課題を解決するために、本発明(請求項3)の流体送り装置は、
吸入口から吸入した流体を羽根車の回転により吐出口から吐出させるようにした流体送り装置であって、前記羽根車の回転軸に従動側永久磁石が取り付けられ、この従動側永久磁石に複数のコイルが非磁性体又は弱磁性体を介して非接触状態で対向するように配設され、この複数のコイルが前記回転軸を回転させるための駆動モータのステータ用コイルとして用いられ、前記回転軸が駆動モータのロータとして兼用されている構成とした。
【0013】
前記流体送り装置(請求項1〜3)において、前記非磁性体又は弱磁性体が回転軸側と駆動軸側を区画する仕切部材に形成されている態様(請求項4)がある。
【0014】
上記第3の課題を解決するために、本発明(請求項5)のタイヤ加硫装置は、前記請求項1〜4のいずれかに記載の流体送り装置を使用したタイヤ加硫装置であって、上下の金型と、加熱流体の供給・排出によって拡縮するブラダーを備え、前記金型の内部にセットした生タイヤの内面に、加熱流体の供給によって膨張したブラダーを押し付けるようにしたタイヤ加硫装置において、前記ブラダーの内部に接続する流体供給管及び流体排出管と、この流体供給管及び流体排出管を連通させる連通管とで外部循環回路が形成され、この外部循環回路の途中に前記流体送り装置が配設されている構成とした。
【0015】
前記タイヤ加硫装置(請求項5)において、前記外部循環回路の途中に前記流体送り装置と加熱装置が配設されている態様(請求項6)がある。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例より説明する。尚、本発明の具体的な構成は、以下の実施例に限定されるものではない。
図1は本発明の第1実施例である流体送り装置の断面図、図2は流体送り装置の羽根車を示す正面図である。
【0017】
図において、1はケーシングで、内部に流体送り室11及び駆動部収容室12が形成されている。
前記ケーシング1には、中央部分に吸入口13が形成され、外周に吐出口14が形成され、この吸入口13及び吐出口14は前記流体送り室11内に連通されている。
【0018】
前記ケーシング1の内部には、非磁性体(チタン、ステンレス、ブラスチック、アルミ、セラミック等又はそれらを含む複合材)又は弱磁性体(チタン、ステンレス、アルミ等又はそれらを含む複合材)により形成された仕切部材15が取り付けられている。
この仕切部材15は、前記駆動部収容空間12を羽根車2の回転軸側21と駆動モータ3のモータ軸31(駆動軸)側に区画するカップ状に形成されている。
【0019】
前記流体送り空間11には、プレートファンによる羽根車2が配置され、この羽根車2の回転軸21が前記仕切部材15の内面に回転自在に軸支されている。したがって、前記羽根車2及び回転軸21は、仕切部材15によって流体送り空間11側に密封された状態になっている。
【0020】
前記ケーシング1の後端には、駆動モータ3が取り付けられ、この駆動モータ3のモータ軸31(駆動軸)に筒状回転体32が取り付けられている。
前記筒状回転体32は、前記仕切部材15の外面に軸支されている。
【0021】
そして、前記回転軸21の外周に従動側永久磁石4が取り付けられると共に、前記筒状回転体32の内周に駆動側永久磁石5が取り付けられ、この駆動側永久磁石5と前記従動側永久磁石4が非磁性体又は弱磁性体としての仕切部材15を介して非接触状態でラジアル方向に対向するように配設されている。
【0022】
なお、前記筒状回転体32の外周には羽根33が突設され、筒状回転体32の回転に伴なう羽根33の回転より、ケーシング1内の空気を排気穴16から排気させるようになっている。
【0023】
このように構成された流体送り装置Aでは、駆動モータ3を駆動させると、モータ軸31に取り付けた筒状回転体32が駆動側永久磁石5を伴なって回転する。
この駆動側永久磁石5と、回転軸21に取り付けた従動側永久磁石4とは、ラジアル方向に対向しているため、両永久磁石4,5の引き合いによって従動側永久磁石4は駆動側永久磁石5に連られて回転する。これにより回転軸21が羽根車2を伴なって回転し、この羽根車2の回転により吸入口13から流体送り空間11に流体を吸入すると共に、吸入した流体を吐出口14から排出させることができる。
【0024】
この場合、流体の吸入・排出を羽根車2によって行うため、流体の吸入・排出を脈動がない状態で連続的に行うことができる。
また、前記駆動側永久磁石5と従動側永久磁石4とは、非磁性体又は弱磁性体としての仕切部材15を介して非接触状態でラジアル方向に対向しているため、回転軸21からモータ軸31に熱が伝わることがない。
また、回転軸21側とモータ軸31側とが仕切部材15によって完全に区画されているため、回転軸21側が密封状態になり、耐圧性能を向上させることができる。
【0025】
次に、図3は本発明の第2実施例である流体送り装置の断面図である。
この流体送り装置Bは、羽根車2の回転軸21に取り付けた筒状体22の内周に従動側永久磁石4が取り付けられ、他方、駆動モータ3のモータ軸31(駆動軸)の外周に駆動側永久磁石5が取り付けられている。
前記駆動側永久磁石5と前記従動側永久磁石4が非磁性体又は弱磁性体としての仕切部材15を介して非接触状態でラジアル方向に対向するように配設され、駆動モータ3の駆動に伴ない、両永久磁石4,5の引き合いによって従動側永久磁石4は駆動側永久磁石5に連られて回転する。
なお、その他の構成及び作用は、前記第1実施例と同様であるため、図面の符号を同一にして説明を省略する。
【0026】
図4は本発明の第3実施例である流体送り装置を示す断面図である。
この流体送り装置Cは、回転軸21の左右に羽根車2,2を取り付けることで、回転軸21を共通にした左右の流体送り部10,10を備え、前記回転軸21の外周に従動側永久磁石4が取り付けられている。
又、前記回転軸21の外周を囲むように非磁性体又は弱磁性体としての仕切部材15が取り付けられ、この仕切部材15の外周にベルト用プーリ31a(駆動軸)が回転自在に軸支され、このベルト用プーリ31aの内周に駆動側永久磁石5が取り付けられ、この駆動側永久磁石5と前記従動側永久磁石4とが前記仕切部材15を介して非接触状態でラジアル方向に対向している。
なお、前記ベルト用プーリ31aは、駆動モータ3のベルト用プーリ31bとの間に掛け回したベルト31cによって回転駆動する。
【0027】
従って、この流体送り装置Cは、駆動モータ3を駆動させると、ベルト31cによる回転動力の伝達で駆動軸としてのベルト用プーリ31aが駆動側永久磁石5を伴なって回転する。
そして、従動側永久磁石4が駆動側永久磁石5に連られて回転する。これにより回転軸21が左右の羽根車2,2を伴なって回転し、この羽根車2,2の回転により、左右の流体送り部10,10において、それぞれ吸入口13から流体送り空間11に流体を吸入すると共に、吸入した流体を吐出口14から排出させることができる。
なお、その他の構成及び作用は、前記第1実施例と同様であるため、図面の符号を同一にして説明を省略する。
【0028】
次に、図5は本発明の第4実施例である流体送り装置を示す断面図である。
この流体送り装置Dは、羽根車2の回転軸21に取り付けた従動側永久磁石4と、駆動モータ3のモータ軸31(駆動軸)に取り付けた駆動側永久磁石5とが、非磁性体又は弱磁性体としての仕切部材15を介して非接触状態でスラスト方向に対向している。
なお、その他の構成及び作用は、前記第1実施例と同様であるため、図面の符号を同一にして説明を省略する。
【0029】
次に、図6は本発明の第5実施例である流体送り装置を示す断面図である。
この流体送り装置Eは、羽根車2の回転軸21に取り付けた従動側永久磁石4の外周に複数のコイル6が非磁性体又は弱磁性体としての仕切部材15を介して非接触状態で対向するように配設されている。
そして、この複数のコイル6が駆動モータ3aのステータ用コイルとして用いられ、前記回転軸21が駆動モータ3aのロータとして兼用されている。なお、この駆動モータ3aは、図示省略した整流子によって磁極を切り換えるようにした直流モータに形成されている。
【0030】
したがって、コイル6に電流を流すと、整流子を介してコイル6による磁極と従動側永久磁石4の磁極とが吸引/反発を繰返し、ロータとして兼用された回転軸21がダイレクトドライブ(直接駆動)で回転して、羽根車2を回転させることができる。これにより、駆動系を簡略構造にすることができる。
なお、その他の構成及び作用は、前記第1実施例と同様であるため、図面の符号を同一にして説明を省略する。
【0031】
次に、図7は本発明の第6実施例である流体送り装置を示す模式図である。
この流体送り装置Fは、羽根車2の回転軸21に取り付けた筒状回転体22の内周に従動側永久磁石4が取り付けられ、この従動側永久磁石4の内周に複数のコイル6が非磁性体又は弱磁性体としての仕切部材15を介して非接触状態で対向するように配設されている。
そして、この複数のコイル6が駆動モータ3aのステータ用コイルとして用いられ、前記回転軸21が駆動モータ3aのロータとして兼用されたダイレクトドライブ(直接駆動)構造になっている。
なお、その他の構成及び作用は、前記第1実施例と同様であるため、図面の符号を同一にして説明を省略する。
【0032】
なお、本発明の流体送り装置において、羽根車としては、プレートファン以外に、軸流ファン、シロッコファン、ターボファン等を用いることができる。
また、送り対象となる流体としては、蒸気、気体、液体を問わないし、また、設置対象は、管路の途中に配設して流体の移送に用いたり、また、循環管路に配設して流体の循環に用いることができる。
又、回転軸が非接触で回転するため、この回転軸にすべりによる脱調が生じる場合があるが、この回転軸の脱調は、モータ負荷の急な低下に伴なう電流値や電圧値で検出することができる。勿論、通常の近接センサや磁気センサを用いて回転軸の脱調を検出することができる。
【0033】
次に、図8は前記第1実施例の流体送り装置A(図1に示す)を使用したタイヤ加硫装置の実施例を示す概略断面図である。
このタイヤ加硫装置Gは、上下の金型7,7と、加熱流体の供給・排出によって拡縮するブラダー70を備え、前記金型7,7の内部にセットした生タイヤTの内面に、加熱流体(高温高圧蒸気)の供給によって膨張したブラダー70を押し付けることで、生タイヤTを保持させながら加硫成形するようになっている。
【0034】
前記ブラダー70の内部には、開閉弁80を設けた流体供給管8aと、開閉弁81を設けた流体排出管8bが接続され、前記開閉弁80,81よりもブラダー70側寄り位置において流体供給管8aと流体排出管8bが連通管8cで接続され、この連通管8cと前記流体供給管8aと流体排出管8bとで外部循環回路8が形成されている。したがって、この外部循環回路8と前記ブラダー70の内部とで循環閉回路が形成されることになる。なお、連通管8cにも開閉弁82が設けられている。
【0035】
そして、前記外部循環回路8の途中に前記流体送り装置Aが配設されるもので、この実施例では、流体供給管8aの途中に配設され、この場合、流体送り装置Aの吸入口13が開閉弁80側に接続され、吐出口14がブラダー70側に接続されている。
【0036】
又、外部循環回路8内において、流体排出管8bには加熱装置9が設けられている。
この加熱装置9には、スチームジャケットや電熱ヒータが用いられ、この加熱装置9によって、外部循環回路8とブラダー70の内部とで形成される循環閉回路内の加熱流体を加熱することで、加熱流体の温度低下及び圧力低下を防止する。なお、この加熱装置9の取付位置は外部循環回路8内であれば、どこでもよい。
【0037】
従って、金型7,7の内部に生タイヤTをセットした状態で開閉弁80,81を開放し、流体供給管8aから加熱流体を供給すると、ブラダー70の内部に加熱流体が流入していき、この加熱流体でブラダー70の内部が充満した状態で前記開閉弁80,81を閉鎖させる。
このとき、流体送り装置Aが流体供給管8aに配設されているため、この流体送り装置Aの作動により、加熱流体をブラダー70の内部にスムーズに早く流入させることができる。
【0038】
上記のようにしてブラダー70の内部に加熱流体を充満させたのち、連通管8cの開閉弁82を開放させて、外部循環回路8を開通させ、ブラダー70の内部とで循環閉回路を形成させる。
この状態で流体送り装置Aを作動させて、羽根車2の回転により加熱流体を循環閉回路内で循環させるもので、この加熱流体が循環することによりブラダー70内の温度差を解消させることができる。
特に、前記流体送り装置Aが、前述したように加熱流体の吸入・排出を羽根車2によって行うものであるため、流体の吸入・排出を脈動がない状態で連続的に行うことができ、ブラダー70内の圧力変化を防止できる。これにより、ブラダー70を一定圧力で生タイヤTの内面に押し付けるというタイヤ加硫の基本条件を確保することができる。
【0039】
上記のようにして、加熱流体を循環させながら生タイヤTを加硫成形していく。この加硫成形が終了したのちは、前記開閉弁81を開放すると共に、開閉弁80,82を閉鎖して流体送り装置Aを作動させるもので、これにより、ブラダー70の内部に充満した加熱流体を流体排出管8bから排出することができる。
【0040】
次に、図9はタイヤ加硫装置の実施例の要部を示す配管図である。
このタイヤ加硫装置Hは、流体送り装置A(図1に示す)を流体排出管8bに配設した例で、流体送り装置Aの吸入口13がブラダー70側に接続され、吐出口14が開閉弁81側に接続されている。
これにより、ブラダー70内部からの加熱流体の排出をスムーズに早く行うことができる。
なお、その他の構成及び作用は、前記図8の実施例と同様であるため、図面の符号を同一にして説明を省略する。
【0041】
次に、図10はタイヤ加硫装置の実施例の要部を示す配管図である。
このタイヤ加硫装置Jは、前記流体送り装置C(図4で示す)を用いた例で、一方の流体送り部10を流体供給管8aに配設し、他方の流体送り部10を流体排出管8bに配設している。
これにより、加熱流体の循環閉回路内での循環、それにブラダー70への供給及びブラダー70からの排出をよりスムーズに早く行うことができる。
なお、その他の構成及び作用は、前記図8の実施例と同様であるため、図面の符号を同一にして説明を省略する。
【0042】
次に、図11はタイヤ加硫装置の実施例の要部を示す配管図である。
このタイヤ加硫装置Kは、流体送り装置A(図1で示す)を連通管8cに配設した例で、流体送り装置Aの吸入口13が流体排出管8b側に接続され、吐出口14が流体供給管8a側に接続されている。
又、流体供給管8aにおける開閉弁80と連通管接続部83との間に第2排出管8dが分岐して配管され、この第2排出管8dに開閉弁84が設けられている。
【0043】
したがって、加熱流体の循環閉回路内での循環に際しては、開閉弁82を開放し、開閉弁80,81,84を閉鎖して、流体送り装置Aを作動させる。
又、ブラダー70への加熱流体の供給に際しては、開閉弁80,81を開放し、開閉弁82,84を閉鎖して、流体送り装置Aは作動させない。
また、ブラダー70からの加熱流体の排出に際しては、開閉弁81,82,84を開放し、開閉弁80を閉鎖して、流体送り装置Aを作動させるもので、これにより、流体排出管8b及び第2排出管8dの両方から排出することができ、ブラダー70からの排出をよりスムーズに早く行うことができる。
【0044】
前記流体送り装置Aの取り付け方向は、図示例のように、加熱流体を、流体供給管8a→ブラダー70→流体排出管8b→連通管8cの順に循環させる方向、逆に、流体排出管8b→ブラダー70→流体供給管8a→連通管8cの順に循環させる方向に取り付けることもできる。
なお、その他の構成及び作用は、前記図8の実施例と同様であるため、図面の符号を同一にして説明を省略する。
【0045】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の流体送り装置(請求項1又は2)にあっては、羽根車の回転軸と駆動モータのモータ軸が非接触であるため、流体が高温であったとしても、その熱が回転軸側から駆動モータ側に伝達されることがなく、熱による駆動モータのトラブルを解消できる。
【0046】
また、本発明の流体送り装置(請求項3)にあっては、羽根車の回転軸を非接触にしながら、駆動モータによるダイレクトドライブで羽根車を回転させることができるため、流体が高温であったとしても、その熱が回転軸側から駆動モータ側に伝達されることがないし、簡単な構造にできる。
【0047】
また、本発明の流体送り装置(請求項4)にあっては、非磁性体が回転軸側とモータ軸側を区画する仕切部材に形成されているため、回転軸側を密封構造にすることができ、耐圧性能を向上させることができる。
【0048】
また、本発明のタイヤ加硫装置(請求項5)にあっては、ブラダーを膨張させるために供給する加熱流体を圧力の脈動がない状態で循環させて、ブラダー内の温度差および圧力変動を解消させることができる。
また、外部循環路を構成しているため、既存の配管系に後付けで簡単に取り付けることができるし、ブラダー内の中心機構に何らの手を加えることがない簡単構造にすることができる。
【0049】
また、本発明のタイヤ加硫装置(請求項6)にあっては、加熱装置によって、循環閉回路内の加熱流体を加熱することができ、加熱流体の温度低下及び圧力低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例である流体送り装置を示す断面図である。
【図2】流体送り装置の羽根車を示す正面図である。
【図3】本発明の第2実施例である流体送り装置を示す断面図である。
【図4】本発明の第3実施例である流体送り装置を示す断面図である。
【図5】本発明の第4実施例である流体送り装置を示す断面図である。
【図6】本発明の第5実施例である流体送り装置を示す断面図である。
【図7】本発明の第6実施例である流体送り装置を示す断面図である。
【図8】本発明のタイヤ加硫装置の実施例を示す概略断面図である。
【図9】本発明のタイヤ加硫装置の実施例を示す概略断面図である。
【図10】本発明のタイヤ加硫装置の実施例を示す概略断面図である。
【図11】本発明のタイヤ加硫装置の実施例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1 ケーシング
10 流体送り部
11 流体送り空間
12 駆動部収容空間
13 吸入口
14 吐出口
15 仕切部材
16 排気穴
2 羽根車
21 回転軸
22 筒状回転体
3 駆動モータ
3a 駆動モータ
31 モータ軸
31a ベルト用プーリ
31b ベルト用プーリ
31c ベルト
32 筒状回転体
33 羽根
4 従動側永久磁石
5 駆動側永久磁石
6 コイル
7 金型
70 ブラダー
8 外部循環回路
8a 流体供給管
8b 流体排出管
8c 連通管
8d 第2排出管
80 開閉弁
81 開閉弁
82 開閉弁
83 連通管接続部
84 開閉弁
9 加熱装置
A 流体送り装置
B 流体送り装置
C 流体送り装置
D 流体送り装置
E 流体送り装置
F 流体送り装置
G タイヤ加硫装置
H タイヤ加硫装置
J タイヤ加硫装置
K タイヤ加硫装置
T 生タイヤ
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体(蒸気、気体、液体)を管路によって移送、循環させるための流体送り装置及びこの流体送り装置を使用したタイヤ加硫装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、流体送り装置として、駆動モータにより羽根車を回転させて、吸入口から吸入した流体を吐出口から吐出させるようにしたポンプやブロアー等、諸々のものがある。
しかしながら、このような従来の流体送り装置は、羽根車の回転軸が駆動モータのモータ軸に連結されているため、特に、流体が高温・高圧である場合(例えば、高温・高圧蒸気)、その熱や圧力が回転軸側から駆動モータ側に伝達され、駆動モータのトラブルの原因になるという問題があった。
【0003】
又、タイヤ加硫装置は、上下の金型と、蒸気(加熱流体)の供給・排出によって拡縮するブラダーを備え、前記金型の内部にセットした生タイヤの内面に、蒸気の供給によって膨張したブラダーを押し付けるように構成されるが、この場合、ブラダーを膨張させるために供給する蒸気を閉回路で循環させて、ブラダー内の温度差を解消させる技術が提案されている。
【0004】
例えば、特開昭62−33611号公報に記載された技術では、ブラダーの内部に接続する蒸気供給管及び蒸気排出管と、この蒸気供給管及び蒸気気管を連通させる連通管とで外部循環回路が形成され、そして、前記連通管にポンプを配設すると共に、このポンプの吸い込み側に吸入弁を、吐出側に吐出弁を設けた構成になっている。
しかしながら、このようにポンプによって送られる蒸気を吸入弁と吐出弁の切り換えによって循環させる方式では、蒸気の圧力に脈動が生じ、ブラダー内で圧力変化が生じてしまい、ブラダーを一定圧力で生タイヤの内面に押し付けるというタイヤ加硫の基本条件から外れてしまう。
【0005】
また、実開平5−13713号公報の技術のようにポンプに噴流ポンプを用いたものもあるが、これもブラダー内の圧力を低下させる必要があるため、ブラダー内で圧力変化が生じてしまう。
【0006】
また、特開昭57−138930号公報、特開昭59−115827号公報等に記載された技術では、蒸気の循環装置をブラダー内の中心機構に設置したものとなっている。
このように、蒸気の循環装置をブラダー内の中心機構に設置させると、構造が非常に複雑になり、高コストになるし、メンテナンス(分解・組立)も容易でなくなる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来の問題を解決するためになされたもので、羽根車の回転軸と駆動モータのモータ軸とを非接触にすることで、流体が高温であったとしても、その熱や圧力が回転軸側から駆動モータ側に伝達されることがなく、熱や圧力による駆動モータのトラブルを解消できる流体送り装置を提供することを第1の課題としている。
【0008】
また、羽根車の回転軸を非接触にしながら、駆動モータによるダイレクトドライブで羽根車を回転させることができる流体送り装置を提供することを第2の課題としている。
【0009】
また、タイヤ加硫装置において、ブラダーを膨張させるために供給する加熱流体を圧力の脈動がない状態で循環させることができ、また、既存の配管系に後付けで簡単に取り付けることができ、また、ブラダー内の中心機構に何らの手を加えることがない簡単構造で加熱流体を循環させて、ブラダー内の温度差を解消させることができるタイヤ加硫装置を提供することを第3の課題としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記第1の課題を解決するために、本発明(請求項1)の流体送り装置は、
吸入口から吸入した流体を羽根車の回転により吐出口から吐出させるようにした流体送り装置であって、前記羽根車の回転軸に従動側永久磁石が取り付けられ、前記回転軸を回転させるための駆動軸に駆動側永久磁石が取り付けられ、この駆動側永久磁石と前記従動側永久磁石が非磁性体又は弱磁性体を介して非接触状態で対向するように配設されている構成とした。
【0011】
前記流体送り装置(請求項1)において、前記駆動側永久磁石と前記従動側永久磁石が非磁性体又は弱磁性体を介して非接触状態でラジアル方向又はスラスト方向に対向するように配設されている態様(請求項2)がある。
【0012】
上記第2の課題を解決するために、本発明(請求項3)の流体送り装置は、
吸入口から吸入した流体を羽根車の回転により吐出口から吐出させるようにした流体送り装置であって、前記羽根車の回転軸に従動側永久磁石が取り付けられ、この従動側永久磁石に複数のコイルが非磁性体又は弱磁性体を介して非接触状態で対向するように配設され、この複数のコイルが前記回転軸を回転させるための駆動モータのステータ用コイルとして用いられ、前記回転軸が駆動モータのロータとして兼用されている構成とした。
【0013】
前記流体送り装置(請求項1〜3)において、前記非磁性体又は弱磁性体が回転軸側と駆動軸側を区画する仕切部材に形成されている態様(請求項4)がある。
【0014】
上記第3の課題を解決するために、本発明(請求項5)のタイヤ加硫装置は、前記請求項1〜4のいずれかに記載の流体送り装置を使用したタイヤ加硫装置であって、上下の金型と、加熱流体の供給・排出によって拡縮するブラダーを備え、前記金型の内部にセットした生タイヤの内面に、加熱流体の供給によって膨張したブラダーを押し付けるようにしたタイヤ加硫装置において、前記ブラダーの内部に接続する流体供給管及び流体排出管と、この流体供給管及び流体排出管を連通させる連通管とで外部循環回路が形成され、この外部循環回路の途中に前記流体送り装置が配設されている構成とした。
【0015】
前記タイヤ加硫装置(請求項5)において、前記外部循環回路の途中に前記流体送り装置と加熱装置が配設されている態様(請求項6)がある。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例より説明する。尚、本発明の具体的な構成は、以下の実施例に限定されるものではない。
図1は本発明の第1実施例である流体送り装置の断面図、図2は流体送り装置の羽根車を示す正面図である。
【0017】
図において、1はケーシングで、内部に流体送り室11及び駆動部収容室12が形成されている。
前記ケーシング1には、中央部分に吸入口13が形成され、外周に吐出口14が形成され、この吸入口13及び吐出口14は前記流体送り室11内に連通されている。
【0018】
前記ケーシング1の内部には、非磁性体(チタン、ステンレス、ブラスチック、アルミ、セラミック等又はそれらを含む複合材)又は弱磁性体(チタン、ステンレス、アルミ等又はそれらを含む複合材)により形成された仕切部材15が取り付けられている。
この仕切部材15は、前記駆動部収容空間12を羽根車2の回転軸側21と駆動モータ3のモータ軸31(駆動軸)側に区画するカップ状に形成されている。
【0019】
前記流体送り空間11には、プレートファンによる羽根車2が配置され、この羽根車2の回転軸21が前記仕切部材15の内面に回転自在に軸支されている。したがって、前記羽根車2及び回転軸21は、仕切部材15によって流体送り空間11側に密封された状態になっている。
【0020】
前記ケーシング1の後端には、駆動モータ3が取り付けられ、この駆動モータ3のモータ軸31(駆動軸)に筒状回転体32が取り付けられている。
前記筒状回転体32は、前記仕切部材15の外面に軸支されている。
【0021】
そして、前記回転軸21の外周に従動側永久磁石4が取り付けられると共に、前記筒状回転体32の内周に駆動側永久磁石5が取り付けられ、この駆動側永久磁石5と前記従動側永久磁石4が非磁性体又は弱磁性体としての仕切部材15を介して非接触状態でラジアル方向に対向するように配設されている。
【0022】
なお、前記筒状回転体32の外周には羽根33が突設され、筒状回転体32の回転に伴なう羽根33の回転より、ケーシング1内の空気を排気穴16から排気させるようになっている。
【0023】
このように構成された流体送り装置Aでは、駆動モータ3を駆動させると、モータ軸31に取り付けた筒状回転体32が駆動側永久磁石5を伴なって回転する。
この駆動側永久磁石5と、回転軸21に取り付けた従動側永久磁石4とは、ラジアル方向に対向しているため、両永久磁石4,5の引き合いによって従動側永久磁石4は駆動側永久磁石5に連られて回転する。これにより回転軸21が羽根車2を伴なって回転し、この羽根車2の回転により吸入口13から流体送り空間11に流体を吸入すると共に、吸入した流体を吐出口14から排出させることができる。
【0024】
この場合、流体の吸入・排出を羽根車2によって行うため、流体の吸入・排出を脈動がない状態で連続的に行うことができる。
また、前記駆動側永久磁石5と従動側永久磁石4とは、非磁性体又は弱磁性体としての仕切部材15を介して非接触状態でラジアル方向に対向しているため、回転軸21からモータ軸31に熱が伝わることがない。
また、回転軸21側とモータ軸31側とが仕切部材15によって完全に区画されているため、回転軸21側が密封状態になり、耐圧性能を向上させることができる。
【0025】
次に、図3は本発明の第2実施例である流体送り装置の断面図である。
この流体送り装置Bは、羽根車2の回転軸21に取り付けた筒状体22の内周に従動側永久磁石4が取り付けられ、他方、駆動モータ3のモータ軸31(駆動軸)の外周に駆動側永久磁石5が取り付けられている。
前記駆動側永久磁石5と前記従動側永久磁石4が非磁性体又は弱磁性体としての仕切部材15を介して非接触状態でラジアル方向に対向するように配設され、駆動モータ3の駆動に伴ない、両永久磁石4,5の引き合いによって従動側永久磁石4は駆動側永久磁石5に連られて回転する。
なお、その他の構成及び作用は、前記第1実施例と同様であるため、図面の符号を同一にして説明を省略する。
【0026】
図4は本発明の第3実施例である流体送り装置を示す断面図である。
この流体送り装置Cは、回転軸21の左右に羽根車2,2を取り付けることで、回転軸21を共通にした左右の流体送り部10,10を備え、前記回転軸21の外周に従動側永久磁石4が取り付けられている。
又、前記回転軸21の外周を囲むように非磁性体又は弱磁性体としての仕切部材15が取り付けられ、この仕切部材15の外周にベルト用プーリ31a(駆動軸)が回転自在に軸支され、このベルト用プーリ31aの内周に駆動側永久磁石5が取り付けられ、この駆動側永久磁石5と前記従動側永久磁石4とが前記仕切部材15を介して非接触状態でラジアル方向に対向している。
なお、前記ベルト用プーリ31aは、駆動モータ3のベルト用プーリ31bとの間に掛け回したベルト31cによって回転駆動する。
【0027】
従って、この流体送り装置Cは、駆動モータ3を駆動させると、ベルト31cによる回転動力の伝達で駆動軸としてのベルト用プーリ31aが駆動側永久磁石5を伴なって回転する。
そして、従動側永久磁石4が駆動側永久磁石5に連られて回転する。これにより回転軸21が左右の羽根車2,2を伴なって回転し、この羽根車2,2の回転により、左右の流体送り部10,10において、それぞれ吸入口13から流体送り空間11に流体を吸入すると共に、吸入した流体を吐出口14から排出させることができる。
なお、その他の構成及び作用は、前記第1実施例と同様であるため、図面の符号を同一にして説明を省略する。
【0028】
次に、図5は本発明の第4実施例である流体送り装置を示す断面図である。
この流体送り装置Dは、羽根車2の回転軸21に取り付けた従動側永久磁石4と、駆動モータ3のモータ軸31(駆動軸)に取り付けた駆動側永久磁石5とが、非磁性体又は弱磁性体としての仕切部材15を介して非接触状態でスラスト方向に対向している。
なお、その他の構成及び作用は、前記第1実施例と同様であるため、図面の符号を同一にして説明を省略する。
【0029】
次に、図6は本発明の第5実施例である流体送り装置を示す断面図である。
この流体送り装置Eは、羽根車2の回転軸21に取り付けた従動側永久磁石4の外周に複数のコイル6が非磁性体又は弱磁性体としての仕切部材15を介して非接触状態で対向するように配設されている。
そして、この複数のコイル6が駆動モータ3aのステータ用コイルとして用いられ、前記回転軸21が駆動モータ3aのロータとして兼用されている。なお、この駆動モータ3aは、図示省略した整流子によって磁極を切り換えるようにした直流モータに形成されている。
【0030】
したがって、コイル6に電流を流すと、整流子を介してコイル6による磁極と従動側永久磁石4の磁極とが吸引/反発を繰返し、ロータとして兼用された回転軸21がダイレクトドライブ(直接駆動)で回転して、羽根車2を回転させることができる。これにより、駆動系を簡略構造にすることができる。
なお、その他の構成及び作用は、前記第1実施例と同様であるため、図面の符号を同一にして説明を省略する。
【0031】
次に、図7は本発明の第6実施例である流体送り装置を示す模式図である。
この流体送り装置Fは、羽根車2の回転軸21に取り付けた筒状回転体22の内周に従動側永久磁石4が取り付けられ、この従動側永久磁石4の内周に複数のコイル6が非磁性体又は弱磁性体としての仕切部材15を介して非接触状態で対向するように配設されている。
そして、この複数のコイル6が駆動モータ3aのステータ用コイルとして用いられ、前記回転軸21が駆動モータ3aのロータとして兼用されたダイレクトドライブ(直接駆動)構造になっている。
なお、その他の構成及び作用は、前記第1実施例と同様であるため、図面の符号を同一にして説明を省略する。
【0032】
なお、本発明の流体送り装置において、羽根車としては、プレートファン以外に、軸流ファン、シロッコファン、ターボファン等を用いることができる。
また、送り対象となる流体としては、蒸気、気体、液体を問わないし、また、設置対象は、管路の途中に配設して流体の移送に用いたり、また、循環管路に配設して流体の循環に用いることができる。
又、回転軸が非接触で回転するため、この回転軸にすべりによる脱調が生じる場合があるが、この回転軸の脱調は、モータ負荷の急な低下に伴なう電流値や電圧値で検出することができる。勿論、通常の近接センサや磁気センサを用いて回転軸の脱調を検出することができる。
【0033】
次に、図8は前記第1実施例の流体送り装置A(図1に示す)を使用したタイヤ加硫装置の実施例を示す概略断面図である。
このタイヤ加硫装置Gは、上下の金型7,7と、加熱流体の供給・排出によって拡縮するブラダー70を備え、前記金型7,7の内部にセットした生タイヤTの内面に、加熱流体(高温高圧蒸気)の供給によって膨張したブラダー70を押し付けることで、生タイヤTを保持させながら加硫成形するようになっている。
【0034】
前記ブラダー70の内部には、開閉弁80を設けた流体供給管8aと、開閉弁81を設けた流体排出管8bが接続され、前記開閉弁80,81よりもブラダー70側寄り位置において流体供給管8aと流体排出管8bが連通管8cで接続され、この連通管8cと前記流体供給管8aと流体排出管8bとで外部循環回路8が形成されている。したがって、この外部循環回路8と前記ブラダー70の内部とで循環閉回路が形成されることになる。なお、連通管8cにも開閉弁82が設けられている。
【0035】
そして、前記外部循環回路8の途中に前記流体送り装置Aが配設されるもので、この実施例では、流体供給管8aの途中に配設され、この場合、流体送り装置Aの吸入口13が開閉弁80側に接続され、吐出口14がブラダー70側に接続されている。
【0036】
又、外部循環回路8内において、流体排出管8bには加熱装置9が設けられている。
この加熱装置9には、スチームジャケットや電熱ヒータが用いられ、この加熱装置9によって、外部循環回路8とブラダー70の内部とで形成される循環閉回路内の加熱流体を加熱することで、加熱流体の温度低下及び圧力低下を防止する。なお、この加熱装置9の取付位置は外部循環回路8内であれば、どこでもよい。
【0037】
従って、金型7,7の内部に生タイヤTをセットした状態で開閉弁80,81を開放し、流体供給管8aから加熱流体を供給すると、ブラダー70の内部に加熱流体が流入していき、この加熱流体でブラダー70の内部が充満した状態で前記開閉弁80,81を閉鎖させる。
このとき、流体送り装置Aが流体供給管8aに配設されているため、この流体送り装置Aの作動により、加熱流体をブラダー70の内部にスムーズに早く流入させることができる。
【0038】
上記のようにしてブラダー70の内部に加熱流体を充満させたのち、連通管8cの開閉弁82を開放させて、外部循環回路8を開通させ、ブラダー70の内部とで循環閉回路を形成させる。
この状態で流体送り装置Aを作動させて、羽根車2の回転により加熱流体を循環閉回路内で循環させるもので、この加熱流体が循環することによりブラダー70内の温度差を解消させることができる。
特に、前記流体送り装置Aが、前述したように加熱流体の吸入・排出を羽根車2によって行うものであるため、流体の吸入・排出を脈動がない状態で連続的に行うことができ、ブラダー70内の圧力変化を防止できる。これにより、ブラダー70を一定圧力で生タイヤTの内面に押し付けるというタイヤ加硫の基本条件を確保することができる。
【0039】
上記のようにして、加熱流体を循環させながら生タイヤTを加硫成形していく。この加硫成形が終了したのちは、前記開閉弁81を開放すると共に、開閉弁80,82を閉鎖して流体送り装置Aを作動させるもので、これにより、ブラダー70の内部に充満した加熱流体を流体排出管8bから排出することができる。
【0040】
次に、図9はタイヤ加硫装置の実施例の要部を示す配管図である。
このタイヤ加硫装置Hは、流体送り装置A(図1に示す)を流体排出管8bに配設した例で、流体送り装置Aの吸入口13がブラダー70側に接続され、吐出口14が開閉弁81側に接続されている。
これにより、ブラダー70内部からの加熱流体の排出をスムーズに早く行うことができる。
なお、その他の構成及び作用は、前記図8の実施例と同様であるため、図面の符号を同一にして説明を省略する。
【0041】
次に、図10はタイヤ加硫装置の実施例の要部を示す配管図である。
このタイヤ加硫装置Jは、前記流体送り装置C(図4で示す)を用いた例で、一方の流体送り部10を流体供給管8aに配設し、他方の流体送り部10を流体排出管8bに配設している。
これにより、加熱流体の循環閉回路内での循環、それにブラダー70への供給及びブラダー70からの排出をよりスムーズに早く行うことができる。
なお、その他の構成及び作用は、前記図8の実施例と同様であるため、図面の符号を同一にして説明を省略する。
【0042】
次に、図11はタイヤ加硫装置の実施例の要部を示す配管図である。
このタイヤ加硫装置Kは、流体送り装置A(図1で示す)を連通管8cに配設した例で、流体送り装置Aの吸入口13が流体排出管8b側に接続され、吐出口14が流体供給管8a側に接続されている。
又、流体供給管8aにおける開閉弁80と連通管接続部83との間に第2排出管8dが分岐して配管され、この第2排出管8dに開閉弁84が設けられている。
【0043】
したがって、加熱流体の循環閉回路内での循環に際しては、開閉弁82を開放し、開閉弁80,81,84を閉鎖して、流体送り装置Aを作動させる。
又、ブラダー70への加熱流体の供給に際しては、開閉弁80,81を開放し、開閉弁82,84を閉鎖して、流体送り装置Aは作動させない。
また、ブラダー70からの加熱流体の排出に際しては、開閉弁81,82,84を開放し、開閉弁80を閉鎖して、流体送り装置Aを作動させるもので、これにより、流体排出管8b及び第2排出管8dの両方から排出することができ、ブラダー70からの排出をよりスムーズに早く行うことができる。
【0044】
前記流体送り装置Aの取り付け方向は、図示例のように、加熱流体を、流体供給管8a→ブラダー70→流体排出管8b→連通管8cの順に循環させる方向、逆に、流体排出管8b→ブラダー70→流体供給管8a→連通管8cの順に循環させる方向に取り付けることもできる。
なお、その他の構成及び作用は、前記図8の実施例と同様であるため、図面の符号を同一にして説明を省略する。
【0045】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の流体送り装置(請求項1又は2)にあっては、羽根車の回転軸と駆動モータのモータ軸が非接触であるため、流体が高温であったとしても、その熱が回転軸側から駆動モータ側に伝達されることがなく、熱による駆動モータのトラブルを解消できる。
【0046】
また、本発明の流体送り装置(請求項3)にあっては、羽根車の回転軸を非接触にしながら、駆動モータによるダイレクトドライブで羽根車を回転させることができるため、流体が高温であったとしても、その熱が回転軸側から駆動モータ側に伝達されることがないし、簡単な構造にできる。
【0047】
また、本発明の流体送り装置(請求項4)にあっては、非磁性体が回転軸側とモータ軸側を区画する仕切部材に形成されているため、回転軸側を密封構造にすることができ、耐圧性能を向上させることができる。
【0048】
また、本発明のタイヤ加硫装置(請求項5)にあっては、ブラダーを膨張させるために供給する加熱流体を圧力の脈動がない状態で循環させて、ブラダー内の温度差および圧力変動を解消させることができる。
また、外部循環路を構成しているため、既存の配管系に後付けで簡単に取り付けることができるし、ブラダー内の中心機構に何らの手を加えることがない簡単構造にすることができる。
【0049】
また、本発明のタイヤ加硫装置(請求項6)にあっては、加熱装置によって、循環閉回路内の加熱流体を加熱することができ、加熱流体の温度低下及び圧力低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例である流体送り装置を示す断面図である。
【図2】流体送り装置の羽根車を示す正面図である。
【図3】本発明の第2実施例である流体送り装置を示す断面図である。
【図4】本発明の第3実施例である流体送り装置を示す断面図である。
【図5】本発明の第4実施例である流体送り装置を示す断面図である。
【図6】本発明の第5実施例である流体送り装置を示す断面図である。
【図7】本発明の第6実施例である流体送り装置を示す断面図である。
【図8】本発明のタイヤ加硫装置の実施例を示す概略断面図である。
【図9】本発明のタイヤ加硫装置の実施例を示す概略断面図である。
【図10】本発明のタイヤ加硫装置の実施例を示す概略断面図である。
【図11】本発明のタイヤ加硫装置の実施例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1 ケーシング
10 流体送り部
11 流体送り空間
12 駆動部収容空間
13 吸入口
14 吐出口
15 仕切部材
16 排気穴
2 羽根車
21 回転軸
22 筒状回転体
3 駆動モータ
3a 駆動モータ
31 モータ軸
31a ベルト用プーリ
31b ベルト用プーリ
31c ベルト
32 筒状回転体
33 羽根
4 従動側永久磁石
5 駆動側永久磁石
6 コイル
7 金型
70 ブラダー
8 外部循環回路
8a 流体供給管
8b 流体排出管
8c 連通管
8d 第2排出管
80 開閉弁
81 開閉弁
82 開閉弁
83 連通管接続部
84 開閉弁
9 加熱装置
A 流体送り装置
B 流体送り装置
C 流体送り装置
D 流体送り装置
E 流体送り装置
F 流体送り装置
G タイヤ加硫装置
H タイヤ加硫装置
J タイヤ加硫装置
K タイヤ加硫装置
T 生タイヤ
Claims (6)
- 吸入口から吸入した流体を羽根車の回転により吐出口から吐出させるようにした流体送り装置であって、前記羽根車の回転軸に従動側永久磁石が取り付けられ、前記回転軸を回転させるための駆動軸に駆動側永久磁石が取り付けられ、この駆動側永久磁石と前記従動側永久磁石が非磁性体又は弱磁性体を介して非接触状態で対向するように配設されていることを特徴とする流体送り装置。
- 請求項1記載の流体送り装置において、前記駆動側永久磁石と前記従動側永久磁石が非磁性体又は弱磁性体を介して非接触状態でラジアル方向又はスラスト方向に対向するように配設されている流体送り装置。
- 吸入口から吸入した流体を羽根車の回転により吐出口から吐出させるようにした流体送り装置であって、前記羽根車の回転軸に従動側永久磁石が取り付けられ、この従動側永久磁石に複数のコイルが非磁性体又は弱磁性体を介して非接触状態で対向するように配設され、この複数のコイルが前記回転軸を回転させるための駆動モータのステータ用コイルとして用いられ、前記回転軸が駆動モータのロータとして兼用されていることを特徴とする流体送り装置。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の流体送り装置において、前記非磁性体又は弱磁性体が回転軸側と駆動軸側を区画する仕切部材に形成されている流体送り装置。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の流体送り装置を使用したタイヤ加硫装置であって、上下の金型と、加熱流体の供給・排出によって拡縮するブラダーを備え、前記金型の内部にセットした生タイヤの内面に、加熱流体の供給によって膨張したブラダーを押し付けるようにしたタイヤ加硫装置において、前記ブラダーの内部に接続する流体供給管及び流体排出管と、この流体供給管及び流体排出管を連通させる連通管とで外部循環回路が形成され、この外部循環回路の途中に前記流体送り装置が配設されていることを特徴とするタイヤ加硫装置。
- 請求項5記載のタイヤ加硫装置において、前記外部循環回路の途中に前記流体送り装置と加熱装置が配設されているタイヤ加硫装置。
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