JP2006035615A - タイヤ加硫方法及び装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】設備コストの大幅な上昇を抑制しながら、金型の温度分布を周上で均一化させることができ、かつタイヤの肉厚の違いによる加硫度の差を減少してタイヤ品質を向上することが可能なタイヤ加硫方法及び装置を提供する。
【解決手段】金型1内に周方向に延在する複数の環状通路12が設けられ、これら複数の環状通路12内にそれぞれ液体m,nが充填されている。グリーンタイヤTの厚肉部T1に近い方に位置する第1環状通路12X内に充填する液mの熱伝導率が、薄肉部T2に近い方に位置する第2環状通路12Y内に充填する液体nより高くなっている。このような金型1にグリーンタイヤTをセットして、電磁誘導加熱により金型1を加熱することでグリーンタイヤTを加硫する。
【選択図】図1

Description

本発明は、電磁誘導加熱を用いてグリーンタイヤを加硫する方法と装置に関し、更に詳しくは、設備コストの大幅な上昇を抑制しながら、金型の温度分布を周上で均一化させることができ、かつタイヤの肉厚の違いによる加硫度の差を減少するようにしたタイヤ加硫方法及び装置に関する。
近年、加硫時間を短縮して生産性を高めるため、電磁誘導加熱を利用してグリーンタイヤを加硫するようにした技術が提案されている。金型の周囲に電磁誘導コイルを配置し、そのコイルに交流電流を流すことで金型に渦電流を発生させ、そのジュール熱で金型を加熱することによりグリーンタイヤを加硫するようにしたものである。
しかし、電磁誘導加熱を用いた加硫は、渦電流分布が不均一になり易く、金型を周上で均一に加熱することが難しい。それを解決するには、多数の電磁誘導コイルを配置し、それらを個々に制御することで、均一な加熱が可能になるが、そのように多数の電磁誘導コイルを設置し、個々に制御しようとすると、設備コストが大幅に上昇する。
そこで、上記対策として、金型内に周方向に延設した複数の環状通路内にシリコーンオイルなどの液体を充填するようにした技術が提案されている。渦電流分布の不均一により金型の温度分布が周上で不均一になった際に、金型と共に加熱された液体が温度差により自然対流することで、金型の温度分布を周上で均一化させるようにしたものである。これにより、電磁誘導コイルの数を減らして設備コストの大幅な上昇を抑制することができる(例えば、特許文献1参照)。
ところで、加硫されるグリーンタイヤは、肉厚が一定ではなく、厚肉部と薄肉部を有している。そのため、周上で均一的に加熱すると、厚肉部と薄肉部とで加硫度に差が生じ、均一的な加硫という観点から、改善の余地が残されていた。
特開平10−180765号公報
本発明の目的は、設備コストの大幅な上昇を抑制しながら、金型の温度分布を周上で均一化させることができ、かつタイヤの肉厚の違いによる加硫度の差を減少してタイヤ品質を向上することが可能なタイヤ加硫方法及び装置を提供することにある。
上記目的を達成する本発明の第1のタイヤ加硫方法は、金型内に厚肉部と薄肉部を有するグリーンタイヤをセットした後、電磁誘導加熱により前記金型を加熱することで前記グリーンタイヤを加硫するタイヤ加硫方法において、前記金型内に周方向に延在する複数の環状通路を設け、該複数の環状通路内にそれぞれ液体を充填し、前記グリーンタイヤの厚肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体の熱伝導率を、前記グリーンタイヤの薄肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体より高くした金型に前記グリーンタイヤをセットして加硫することを特徴とする。
本発明の第2のタイヤ加硫方法は、上型と下型及び複数のセクターからなる側型を有するセクショナル型の金型の各セクターを各保持セグメントを介してコンテナリングに取り付けたタイヤ加硫装置を使用し、前記セクショナル型の金型内に厚肉部と薄肉部を有するグリーンタイヤをセットした後、電磁誘導加熱により前記金型を加熱することで前記グリーンタイヤを加硫するタイヤ加硫方法において、前記上型と下型内に周方向に延在する環状通路をそれぞれ設ける一方、前記コンテナリング内に周方向に延在する環状通路を設け、各環状通路内にそれぞれ液体を充填し、前記グリーンタイヤの厚肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体の熱伝導率を、前記グリーンタイヤの薄肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体より高くした金型に前記グリーンタイヤをセットして加硫することを特徴とする。
本発明の第1のタイヤ加硫装置は、電磁誘導加熱により金型を加熱することで金型内にセットされた厚肉部と薄肉部を有するグリーンタイヤを加硫するタイヤ加硫装置において、前記金型内に周方向に延在する複数の環状通路を設け、該複数の環状通路内にそれぞれ液体を充填し、前記グリーンタイヤの厚肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体の熱伝導率を、前記グリーンタイヤの薄肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体より高くしたことを特徴とする。
本発明の第2のタイヤ加硫装置は、上型と下型及び複数のセクターからなる側型を有するセクショナル型の金型の各セクターを各保持セグメントを介してコンテナリングに取り付け、電磁誘導加熱により金型を加熱することで金型内にセットされた厚肉部と薄肉部を有するグリーンタイヤを加硫するタイヤ加硫装置において、前記上型と下型内に周方向に延在する環状通路をそれぞれ設ける一方、前記コンテナリング内に周方向に延在する環状通路を設け、各環状通路内にそれぞれ液体を充填し、前記グリーンタイヤの厚肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体の熱伝導率を、前記グリーンタイヤの薄肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体より高くしたことを特徴とする。
上述した本発明によれば、電磁誘導加熱中に、渦電流分布の不均一により金型の温度分布が周上で不均一になると、金型と共に加熱された液体が温度差により自然対流することで、高温側の熱を低温側に伝え、金型の温度分布を周上で均一化させることができる。そのため、電磁誘導コイルを多数設置する必要がなく、設備コストの大幅な上昇を抑制することができる。
他方、厚肉部に近い方に位置する環状通路内には、熱伝導率の高い液体が充填されているため、厚肉部には薄肉部より熱量が多く供給される。そのため、加硫に時間のかかる厚肉部の加硫が促進されるので、厚肉部と薄肉部との加硫度の差を減少することができる。従って、加硫に起因するタイヤ品質の向上が可能になる。
以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は本発明のタイヤ加硫装置の一実施形態の要部を示し、1は環状の上型2と下型3からなる金型であり、上型2は昇降手段(不図示)よりベース(不図示)に固定された下型3に対して開閉可能になっている。
4は金型1の中心軸上に立設されたバグシリンダであり、このバグシリンダ4は、シリンダ本体5に昇降可能に内装した上下方向に延在する昇降ロッド6を備えている。シリンダ本体5の上部には下部クランプリング7が取り付けられている。
シリンダ本体5より上方に突出した昇降ロッド6の上端部には、上部クランプリング8が固設され、この上部クランプリング8と下部クランプリング7には、ブラダー9の上下端部が取り付けられている。シリンダ本体5の上部には、ブラダー9内に加熱蒸気を供給する蒸気供給路10と、加圧媒体として不活性ガスを供給するガス供給路11が設けられている。蒸気供給路10とガス供給路11には不図示の蒸気供給源と不活性ガス供給源が接続されいている。
環状の上型2及び下型3内には、周方向に沿って延設された複数の環状通路12が形成されている。これら複数の環状通路12は、金型1にセットされたグリーンタイヤTのクラウン部(厚肉部)T1のショルダー側に対応する領域2A,3Aに各1本形成された第1環状通路12Xと、両ビード部(薄肉部)T2に対応する領域2B,3Bに各1本形成された第2環状通路12Yから構成されている。第1環状通路12Xは、第2環状通路12Yより断面積が大きく、通路容積を大きくしている。環状通路12は、図示するように、合計4本設けるのが好ましいが、必要に応じて適宜形成することができる。
第1環状通路12X及び第2環状通路12Yには、異なる液体m,nが充填されている。厚肉部T1に近い方に位置する第1環状通路12X内の液体mは、薄肉部T2に近い方に位置する第2環状通路12Y内の液体nより熱伝導率が高い液体を使用している。熱伝導率が高い方の液体mに使用する液体としては、例えば、グリセリンを好ましく挙げることができる。また、熱伝導率が低い方の液体nに用いる液体としては、シリコーンオイルを好ましく例示することができる。
上型2及び下型3の外周面2a,3aと内周面2b,3bには、それぞれ電磁誘導コイル13が周上に90°間隔で4箇所に取り付けられ、これら複数の電磁誘導コイル13に交流電流を流すことで金型1に渦電流を発生させ、そのジュール熱で金型1を加熱することによりグリーンタイヤTを加硫するようになっている。
電磁誘導コイル13は、図2に示すように、外周面2a,3a及び内周面2b,3bに形成した凹部内に配置するようにしてもよい。その際、電磁誘導コイル13の頭部を外部に露出させるようにするのが、電磁誘導コイル13の冷却の点からよい。
上述したタイヤ加硫装置では、不図示の昇降手段により上型2が降下して、図1に示すように金型1内にグリーンタイヤTがセットされると、ブラダー9内に加熱蒸気及び加圧媒体が供給される一方、電磁誘導コイル13による電磁誘導加熱により金型1が加熱され、グリーンタイヤTが加硫される。
加熱中に、渦電流分布の不均一により金型1の温度分布が周上で不均一になると、金型1と共に加熱された液体m,nが温度差により自然対流することで、高温側の熱を低温側に伝え、金型1の温度分布を周上で均一化させる。そのため、多数の電磁誘導コイル13を使用せずに金型1の温度分布を周上で均一化させることができるので、設備コストの大幅な上昇を招くことがない。
また、厚肉部T1に近い方に位置する第1環状通路12X内には、熱伝導率の高い液体mが充填されているため、厚肉部T1には薄肉部T2より熱量が多く供給される。そのため、加硫に時間のかかる厚肉部T1の加硫が促進され、厚肉部T1の加硫が従来より早く終了するので、薄肉部T2との加硫度の差が減少する。従って、加硫に起因するタイヤ品質を向上することができる。
図3は、本発明のタイヤ加硫装置の他の実施形態の要部を示し、環状の上型21と下型22の間に複数のセクター23からなる側型24を配置したセクショナル型の金型25を使用したものである。
上型21は上型支持プレート26の下面に固定され、この上型支持プレート26を昇降手段27により昇降させることにより、上型21を図示する加硫位置と上方に離間した待機位置との間を移動できるようにしている。下型22は、環状の下部プレート28上に固定されている。
各セクター23には、その外周側に保持セグメント29が固定され、この保持セグメント29が不図示の上部プレートの外周縁部に吊設された環状のコンテナリング30の内周傾斜面30xに摺動自在に取り付けられている。下部プレート28上には放射方向に延びる複数のガイドレール31が設置され、このガイドレール31に保持セグメント29が係脱可能になっている。不図示の昇降手段により上部プレートが降下し、それによってコンテナリング30が降下すると、保持セグメント29がガイドレール31に係合し、更にガイドレール31上を中心に向けて、図3の加硫位置まで移動する。コンテナリング30が上昇すると、保持セグメント29が外側に移動し、更にガイドレール31から離間して上昇するようにしてある。
金型25の中心軸上にはバグシリンダ32が立設され、そのシリンダ本体33に昇降可能に内装した上下に延在する昇降ロッド34を設けられている。シリンダ本体33の上部には下部クランプリング35Aが取り付けられている。
シリンダ本体33より上方に突出した昇降ロッド34の上端部には、上部クランプリング35Bが固設され、この上部クランプリング35Bと下部クランプリング35Aには、ブラダー36の上下端部が取り付けられている。シリンダ本体33の上部には、ブラダー36内に加熱蒸気を供給する蒸気供給路37と、加圧媒体として不活性ガスを供給するガス供給路38が設けられている。蒸気供給路37とガス供給路38には不図示の蒸気供給源と不活性ガス供給源が接続されいている。39はブラダー36内に供給した加熱蒸気及び不活性ガスを排出する排出路である。
環状のコンテナリング30内には、周方向に沿って延設された1本の第1環状通路40が、金型25にセットされたグリーンタイヤTのクラウン部(厚肉部)T1に対面(対応)する領域30Aに形成されている。また、環状の上型21と下型22内にも、周方向に沿って延設された各1本の第2環状通路41が両ビード部(薄肉部)T2に対応する領域21B,22Bに形成されている。
第1環状通路40及び第2環状通路41には、上記と同様に、異なる液体m,nが充填されている。厚肉部T1に近い方に位置する第1環状通路40内の液体mは、薄肉部T2に近い方に位置する第2環状通路41内の液体nより熱伝導率が高い液体を使用している。熱伝導率が高い方の液体mに使用する液体としては、例えば、上記と同様にグリセリンを好ましく挙げることができる。また、熱伝導率が低い方の液体nに用いる液体としては、シリコーンオイルを好ましく例示することができる。
環状の上型21及び下型22の内周面21b,22bには、それぞれ電磁誘導コイル42が周上に90°間隔で4箇所に取り付けられている。また、コンテナリング30の外周面30bの上下にも電磁誘導コイル42が周上に90°間隔で4箇所に取り付けられている。これら複数の電磁誘導コイル42に交流電流を流すことで金型25に渦電流を発生させ、そのジュール熱で金型25を加熱することによりグリーンタイヤTを加硫するようになっている。
このタイヤ加硫装置も、図3に示すように金型25内にグリーンタイヤTがセットされると、ブラダー36内に加熱蒸気及び加圧媒体が供給される一方、電磁誘導コイル42による電磁誘導加熱により金属製の保持セグメント29とコンテナリング30が加熱されると共に金型25が加熱され、グリーンタイヤTが加硫される。
加熱中に、渦電流分布の不均一により上型21と下型22の温度分布が周上で不均一になると、電磁誘導加熱により加熱された液体nが温度差により自然対流することで、高温側の熱を低温側に伝え、上型21と下型22の温度分布を周上で均一化させる。また、複数のセクター23からなる環状の側型24の温度分布が周上で不均一になると、それに接触する金属製の保持セグメント29、及びその保持セグメント29に接触する金属製のコンテナリング30も温度分布が周上で不均一になり、電磁誘導加熱により加熱されたコンテナリング30中の液体mが温度差により自然対流することで、高温側の熱を低温側に伝え、コンテナリング30の温度分布を周上で均一化させることで、保持セグメント29及び側型24の温度分布を周上で均一化させる。そのため、多数の電磁誘導コイル42を使用せずに金型25の温度分布を周上で均一化させることができるので、設備コストの大幅な上昇を招くことがない。
また、厚肉部T1に近い方に位置する第1環状通路40内には、熱伝導率の高い液体mが充填されているため、厚肉部T1には薄肉部T2より熱量が多く供給される。そのため、加硫に時間のかかる厚肉部T1の加硫が促進され、厚肉部T1の加硫が従来より早く終了するので、薄肉部T2との加硫度の差が減少し、加硫に起因するタイヤ品質を向上することができる。
本発明において、上記実施形態では、クラウン部T1が厚肉部、ビード部T2が薄肉部となるグリーンタイヤTの例を示したが、タイヤの種類によりビード部T2が厚肉部、クラウン部T1が薄肉部になるようなグリーンタイヤの場合には、第2環状通路12Y,41に熱伝導率の高い方の液体mを、第1環状通路12X,40に熱伝導率の低い方の液体nを充填するようにする。
本発明のタイヤ加硫装置は、上述したタイプの加硫装置に限定されず、金型を有するものであれば、いずれのタイプのものであってもよい。
本発明のタイヤ加硫装置の一実施形態を示す要部断面図である。 図1のタイヤ加硫装置において、電磁誘導コイルの他の取り付け方を示す要部断面図である。 本発明のタイヤ加硫装置の他の実施形態を示す要部断面図である。
符号の説明
1 金型
2 上型
3 下型
12 環状通路
12X 第1環状通路
12Y 第2環状通路
13 電磁誘導コイル
21 上型
22 下型
23 セクター
24 側型
25 金型
29 保持セグメント
30 コンテナリング
40 第1環状通路
41 第2環状通路
42 電磁誘導コイル
T グリーンタイヤ
T1 クラウン部(厚肉部)
T2 ビード部(薄肉部)
m,n 液体

Claims (7)

  1. 金型内に厚肉部と薄肉部を有するグリーンタイヤをセットした後、電磁誘導加熱により前記金型を加熱することで前記グリーンタイヤを加硫するタイヤ加硫方法において、
    前記金型内に周方向に延在する複数の環状通路を設け、該複数の環状通路内にそれぞれ液体を充填し、前記グリーンタイヤの厚肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体の熱伝導率を、前記グリーンタイヤの薄肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体より高くした金型に前記グリーンタイヤをセットして加硫するタイヤ加硫方法。
  2. 上型と下型及び複数のセクターからなる側型を有するセクショナル型の金型の各セクターを各保持セグメントを介してコンテナリングに取り付けたタイヤ加硫装置を使用し、前記セクショナル型の金型内に厚肉部と薄肉部を有するグリーンタイヤをセットした後、電磁誘導加熱により前記金型を加熱することで前記グリーンタイヤを加硫するタイヤ加硫方法において、
    前記上型と下型内に周方向に延在する環状通路をそれぞれ設ける一方、前記コンテナリング内に周方向に延在する環状通路を設け、各環状通路内にそれぞれ液体を充填し、前記グリーンタイヤの厚肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体の熱伝導率を、前記グリーンタイヤの薄肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体より高くした金型に前記グリーンタイヤをセットして加硫するタイヤ加硫方法。
  3. 前記グリーンタイヤの厚肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体がグリセリン、前記グリーンタイヤの薄肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体がシリコーンオイルである請求項1または2に記載のタイヤ加硫方法。
  4. 電磁誘導加熱により金型を加熱することで金型内にセットされた厚肉部と薄肉部を有するグリーンタイヤを加硫するタイヤ加硫装置において、
    前記金型内に周方向に延在する複数の環状通路を設け、該複数の環状通路内にそれぞれ液体を充填し、前記グリーンタイヤの厚肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体の熱伝導率を、前記グリーンタイヤの薄肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体より高くしたタイヤ加硫装置。
  5. 上型と下型及び複数のセクターからなる側型を有するセクショナル型の金型の各セクターを各保持セグメントを介してコンテナリングに取り付け、電磁誘導加熱により金型を加熱することで金型内にセットされた厚肉部と薄肉部を有するグリーンタイヤを加硫するタイヤ加硫装置において、
    前記上型と下型内に周方向に延在する環状通路をそれぞれ設ける一方、前記コンテナリング内に周方向に延在する環状通路を設け、各環状通路内にそれぞれ液体を充填し、前記グリーンタイヤの厚肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体の熱伝導率を、前記グリーンタイヤの薄肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体より高くしたタイヤ加硫装置。
  6. 前記グリーンタイヤの厚肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体がグリセリン、前記グリーンタイヤの薄肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体がシリコーンオイルである請求項4または5に記載のタイヤ加硫装置。
  7. 前記グリーンタイヤの厚肉部がクラウン部、薄肉部がビード部であり、前記環状通路が、前記クラウン部に対応する領域に形成した第1環状通路と、前記ビード部に対応する領域に形成した第2環状通路を有する請求項4,5または6に記載のタイヤ加硫装置。
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