JP2006110737A - タイヤ加硫機のガスサイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ドレンよる過大な負荷がガスサイクル装置のガス送り装置にかからないようにして、加熱ガスの循環流量を増大させ、もって、ブラダー内の温度差解消能力を向上させて、タイヤ加硫時間を短縮させ、タイヤの生産能力を上げることができるタイヤ加硫機のガスサイクル装置の提供。
【解決手段】 ブラダー１と、循環管路２と、ガス送り装置としての送風機５及びゲート弁６と、ガス供給管路３及びガス排出管路４と備え、送風機５が、中央部分に吸気口５１が形成され、外周接線方向に排気口５２が形成されたケーシング５０の内部に羽根車５３が設けられて形成されると共に、ケーシングの吸気口が下向きに開口するように配置されて、この下向き吸気口に接続させた循環管路がケーシングよりも下方に位置するようにマニホールト化して配管されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、タイヤ加硫機のガスサイクル装置に関する。

タイヤ加硫機は、上下の金型と、加熱ガス（蒸気等）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。
この場合、ブラダー内の温度差を解消させるために、加熱ガスをブラダー内に循環させるようにしたガスサイクル装置が知られている（特許文献１参照）。

このガスサイクル装置は、図６に示すように、加熱ガスの供給・排出によって拡縮するブラダー１と、ブラダー１の供給口１０に接続した往き管路２ａとブラダー１の排出口１１に接続した戻り管路２ｂとが連通された循環管路２と、この循環管路２に設けたガス送り装置２１（ポンプ）及びゲート弁２０と、循環管路２に接続したガス供給管路３及びガス排出管路４と備えている。

そして、ガス供給弁３０及びガス排出弁４０を開放し、ゲート弁２０を閉鎖した状態で、ガス供給管路３から加熱ガスを供給してブラダー１内に加熱ガスを充満させ、その後、ガス供給弁３０及びガス排出弁４０を閉鎖して、ゲート弁２０を開放し、その状態でガス送り装置２１により加熱ガスを循環管路２とブラダー１内とで循環させるようになっている。

しかしながら、かかる従来のガスサイクル装置では、ブラダー１内での熱交換や循環管路２内での冷却によって液化した加熱ガスのドレンが循環管路２を流動してしまうことになる。
このように、加熱ガスのドレンが循環管路２を流動すると、ガス送り装置２１に過大な負荷がかかり、加熱ガスの循環流量を上げることが困難になる。
この結果、ブラダー１内の温度差解消能力が低減し、タイヤ加硫時間が長くなって、タイヤの生産能力が低下してしまうという問題があった。
特開昭６２−３３６１１号公報

なお、本出願人において、循環管路に気液分離部を設け、この気液分離部にドレンを溜めることにより、ドレンが循環管路を流動するのを防止させるようにしたタイヤ加硫機のガスサイクル装置を先行技術として既に提案している（特願２００３−１２１４３５号）。

この先行技術では、気液分離部にドレンを溜めることができるため、ドレンが循環管路を流動するのを防止できるという利点があるが、気液分離部を循環管路に設けるといった構造が必要になるため、その分、循環管路の構造が複雑になるという問題を残していた。

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、循環管路に気液分離部を設けるのではなく、循環管路の内部にドレンを溜めて、このドレンがガス送り装置としての送風機の内部に流入しないようにする。
これにより、ドレンよる過大な負荷がガスサイクル装置のガス送り装置にかからないようにして、加熱ガスの循環流量を増大させる。
もって、ブラダー内の温度差解消能力を向上させて、タイヤ加硫時間を短縮させ、タイヤの生産能力を上げることができるタイヤ加硫機のガスサイクル装置を提供することを第１の課題としている。

また、循環管路に対するガス供給管路及びガス排出管路の配管構造を簡単にさせると共に、送風機及びゲート弁の配設構造を簡単にさせることができるタイヤ加硫機のガスサイクル装置を提供することを第２の課題としている。

加えて、送風機の駆動モータの発熱を利用して加熱ガスを再加熱させると同時に、駆動モータの冷却（水冷）を行なうことができるタイヤ加硫機のガスサイクル装置を提供することを第３の課題としている。

上記第１の課題を解決するために、本発明（請求項１）のタイヤ加硫機のガスサイクル装置は、
加熱ガスの供給・排出によって拡縮するブラダーと、
前記ブラダーの供給口に接続した往き管路と、ブラダーの排出口に接続した戻り管路とが連通された循環管路と、
この循環管路に設けたガス送り装置及びゲート弁と、
前記循環管路に接続したガス供給管路及びガス排出管路と備えているタイヤ加硫機のガスサイクル装置において、
前記ガス送り装置が、中央部分に吸気口が形成され、外周接線方向に排気口が形成されたケーシングの内部に羽根車が設けられた送風機に形成されると共に、前記ケーシングの吸気口が下向きに開口するように配置されて、この下向き吸気口に接続させた循環管路がケーシングよりも下方に位置するように配管されている構成とした。

上記第２の課題を解決するために、本発明（請求項２）のタイヤ加硫機のガスサイクル装置は、
前記請求項１記載のタイヤ加硫機のガスサイクル装置において、
前記戻り管路に対する流入接続口及びガス排出管路に対する排出接続口が形成された第１流路と、前記往き管路に対する流出接続口及びガス供給管路に対する供給接続口が形成された第２流路がブロック体の内部に形成された配管マニホールドを備え、
前記第１流路にケーシングの下向き吸気口を連通させる状態で送風機が配設され、
前記ケーシングの排気口に弁入口を接続させ、前記第２流路に弁出口を連通させる状態で前記ゲート弁が配設されている構成とした。

上記第３の課題を解決するために、本発明（請求項３）のタイヤ加硫機のガスサイクル装置は、
請求項２記載のタイヤ加硫機のガスサイクル装置において、
送風機のモータ軸を前記ケーシングの下向き吸気口内に挿通させることで、駆動モータを下向き吸気口の下方において配管マニホールドに配設させ、
かつ第１流路内の加熱流体を駆動モータ側に導入させて、第１流路内の加熱流体の熱と駆動モータの発熱を熱交換させるように形成した。

本発明（請求項１）は、送風機のケーシングに形成した吸気口を下向きに開口させ、この下向き吸気口に接続させた循環管路をケーシングよりも下方に位置させるように配管したので、循環管路内のドレンが送風機のケーシング内に流入するのを防止できる。
このように、送風機のケーシング内にドレンが流入しないので、ドレンよる過大な負荷が送風機に加わることがなく、従来、ドレンをも循環させるのに消費していたエネルギーを加熱ガスだけの循環に使用でき、加熱ガスの循環流量を増大させることができる。
これにより、ブラダー内の温度差解消能力を向上させて、タイヤ加硫時間を短縮させ、タイヤの生産能力を上げることができる。

又、循環管路の内部にドレンを溜めることができるため、循環管路に気液分離部を設けた先行技術とは異なり、気液分離部が不要になり、循環管路の構造を簡単にできる。

なお、本発明において、ガス送り装置を、ケーシングの内部に羽根車を設けた送風機に形成したので、ガス送りに脈動が生じるのを防止できる。
従って、ブラダー内で圧力変化が生じることがなく、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を満たすことができる。

本発明（請求項２）は、ブロック体の内部に流路を形成した配管マニホールドを用いているため、循環管路に対するガス供給管路及びガス排出管路の配管構造が簡単になる。
また、配管マニホールドの上に送風機及びゲート弁を配設したので、この送風機及びゲート弁の配設構造が簡単になる。
これにより、ガスサイクル装置の全体構造をコンパクトに構成することができる。

本発明（請求項３）は、第１流路内の加熱流体を駆動モータ側に導入させて、第１流路内の加熱流体の熱と駆動モータの発熱を熱交換させる構成であるため、送風機の駆動モータの発熱を利用して加熱ガスを再加熱させることができるし、同時に駆動モータの冷却（水冷）を行なうことができる。

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は本発明の請求項１記載のガスサイクル装置に対応した第１実施例のガスサイクル装置を示す平面説明図、図２は図１のＡ−Ａ矢視説明図である。

タイヤ加硫機は、図示省略した上下の金型と、加熱ガスの供給・排出によって拡縮するブラダー１を備え、金型の内部にセットした生タイヤの内面に、加熱ガス（高温高圧蒸気等）の供給によって膨張したブラダー１を押し付けることで、生タイヤを保持させながら加硫成形するようになっている。

前記ブラダー１には、循環管路２が接続されている。
この循環管路２は、ブラダー１の供給口１０に接続した往き管路２ａと、ブラダー１の排出口１１に接続した戻り管路２ｂとが連通されたもので、ガス送り装置としての送風機５及びゲート弁６が設けられている。

又、前記往き管路２ａには、ガス供給弁３０を有するガス供給管路３が接続され、又、戻り管路２ｂには、ガス排出弁４０を有するガス排出管路４が接続されている。

前記送風機５は、平面形状が略円形で、中央部分に吸気口５１が形成され、外周接線方向に排気口５２が形成されたケーシング５０の内部に羽根車５３が設けられ、この羽根車５３を駆動モータ５４により回転させることにより、吸気口５１から吸い込んだガスを排気口５２から連続して排出させるように形成されている。このように、羽根車５３を回転させるため、ガス送りに脈動が生じることがない。

なお、この送風機は、加熱ガス（高温高圧蒸気等）に対する耐熱、耐圧対策として、図示省略したが、羽根車の回転軸に従動側永久磁石を取り付け、この回転軸を回転させるための駆動モータの駆動軸に駆動側永久磁石を取り付け、この駆動側永久磁石と従動側永久磁石とを非磁性体を介して非接触状態で対向させて、この非磁性体によって回転軸側と駆動軸側を区画させたマグネット方式やモータのロータとステータとをケースで分離させたキャンモータを利用した送風機を用いるのが好ましい。

前記ゲート弁６は、弁箱６０の側面に形成した弁入口６１と、弁箱６０の底面に形成した弁出口６２が連通され、かつソレノイド６３（又はエアーシリンダ等）によって弁体６４を昇降させることにより、前記弁入口６１と弁出口６２とを連通／閉鎖させるピストン弁に形成されている。

そして、前記送風機５は、ケーシング５０に形成した吸気口５１が下向きに開口するように配設させるもので、この下向き吸気口５１に循環管路２の戻り管路２ｂを接続させ、ケーシング５０に形成した排気口５２をゲート弁６の弁入口６１に接続させ、ゲート弁６の弁出口６２に循環管路２の往き管路２ａを接続させ、かつ、前記循環管路２の戻り管路２ｂ及び往き管路２ａがケーシング５０よりも下方に位置するように配管させている。
この場合、下向き吸気口５１に循環管路２の往き管路２ａを接続させ、ゲート弁６の弁出口６２に循環管路２の戻り管路２ｂを接続させてもよい。

従って、金型の内部に生タイヤをセットした状態でガス供給弁３０及びガス排出弁４０を開放し、ゲート弁６を閉鎖した状態で、ガス供給管路３から加熱ガスを供給すると、ブラダー１の内部に加熱ガスが流入していくもので、この加熱ガスでブラダー１の内部が充満した状態で、前記ガス供給弁３０及びガス排出弁４０を閉鎖させる。

上記のようにしてブラダー１の内部に加熱ガスを充満させたのち、ゲート弁６を開放させて、循環管路２を開通させ、この循環管路２とブラダー１の内部とで循環閉回路を形成させる。
この状態で送風機５を作動させて、加熱ガスを循環管路２とブラダー１の内部とで循環させるもので、この加熱ガスが循環することによりブラダー１内の温度差を解消させることができる。

このとき、循環する加熱ガスは、ブラダー１内での熱交換や循環管路２内での冷却によって、その一部が液化してドレンになってしまう。
この場合、ドレンを含む加熱ガスが循環管路２内を流動したとしても、送風機５のケーシング５０に形成した吸気口５１を下向きに開口させて、循環管路２の戻り管路２ｂ及び往き管路２ａをケーシング５０よりも下方に位置するように配管させているため、循環管路２内のドレンが送風機５のケーシング５０内に流入することがなく、ドレンよる過大な負荷が送風機５に加わることはない。

そして、上記のようにして、加熱ガスを循環させながら生タイヤを加硫成形していく。
この加硫成形が終了したのちは、ゲート弁６及びガス排出弁４０を開放すると共に、ガス供給弁３０を閉鎖して送風機２１を作動させるもので、これにより、ブラダー１の内部及び循環管路２に充満した加熱ガスをガス排出管路４から排出させると同時に、ドレンを排出させることができる。

次に、図３は本発明の請求項２記載のガスサイクル装置に対応した第２実施例のガスサイクル装置を示す平面説明図、図４は図３のＢ−Ｂ矢視説明図である。

このガスサイクル装置では、配管マニホールド７を用いた構成になっている。
前記配管マニホールド７は、ブロック体７ａに第１流路７０と第２流路７１を形成させたもので、この配管マニホールド７に送風機５及びゲート弁６を配設させて、送風機５の排気口５２をゲート弁６の弁入口６１に接続させている。

前記第１流路７０は、戻り管路２ｂに対する流入接続口７０ａ及びガス排出管路４に対する排出接続口７０ｂが形成され、この第１流路７０の途中に送風機５のケーシング５０に形成した下向き吸気口５１を第１連通孔７０ｃで連通させている。

前記第２流路７１は、往き管路２ａに対する流出接続口７１ａ及びガス供給管路３に対する供給接続口７１ｂが形成され、この第２流路７１の途中にゲート弁６の弁出口６２を第２連通孔７１ｃで連通させている。

従って、ガス供給弁３０及びガス排出弁４０を開放し、ゲート弁２０を閉鎖した状態で、ガス供給管路３から加熱ガスを供給すると、第２流路７１及び往き管路２ａを通してブラダー１の内部に加熱ガスが流入し、この加熱ガスでブラダー１の内部が充満した状態で、ガス供給弁３０及びガス排出弁４０を閉鎖させる。

このようにしてブラダー１の内部に加熱ガスを充満させたのち、ゲート弁２０を開放させて送風機５を作動させると、送風機５の排気口５２→ゲート弁６の弁入口６１→ゲート弁６の弁出口６２→第２流路７１→往き管路２ａ→ブラダー１の内部→戻り管路２ｂ→第１流路７０→送風機５の下向き吸気口５１→送風機５の排気口５２の順で加熱ガスが循環し、ブラダー１内の温度差を解消させることができる。

このとき、前記第１実施例と同様に、送風機５のケーシング５０に形成した吸気口５１を下向きに開口させて、配管マニホールド７及び循環管路２をケーシング５０よりも下方に位置するように配管させているため、循環管路２内のドレンが送風機５のケーシング５０内に流入することがなく、ドレンよる過大な負荷が送風機５に加わることはない。

次に、図５は本発明の請求項３記載のガスサイクル装置に対応した第３実施例のガスサイクル装置を示す断面説明図である。

このガスサイクル装置では、送風機５のモータ軸５４ａを前記ケーシング５０の下向き吸気口５１内に挿通させることで、駆動モータ５４を下向き吸気口５１の下方において配管マニホールド７に配設させている。
この場合、駆動モータ５４は、モータ軸５４ａに取り付けたロータ５４ｂとステータ５４ｃとをケース５４ｄで分離させたキャンモータが用いられ、前記ロータ５４ａ側の隔室５４ｅ内を第１流路７０内に連通させて、この隔室５４ｅ内に加熱流体を導入させるように形成されている。
なお、その他の構成は、前記第２実施例と同様である

このように、駆動モータ５４の隔室５４ｅ内に加熱流体を導入させるため、加熱流体の熱と駆動モータ５４の発熱とが熱交換され、加熱ガスを再加熱させることができるし、同時に駆動モータ５４の冷却（水冷）を行なうことができる。

この第３実施例では、駆動モータ５４として、ロータ５４ｂとステータ５４ｃとをケース５４ｄで分離させたキャンモータを用い、ロータ側５４ｂの隔室５４ｅ内を第１流路７０内に連通させた構成にしているが、例えば、駆動モータとして通常の電動モータを用い、この電動モータの外周にジャケット状流路を形成して、そのジャケット状流路を第１流路内に連通させた構成にすることができる。

なお、本発明において、循環管路に加熱装置を設けるようにしてもよい。
この加熱装置としては、スチームジャケットや電熱ヒータが用いられ、この加熱装置によって、循環管路の加熱ガスを加熱することで、加熱ガスの温度低下及び圧力低下を防止することができる。なお、この加熱装置の取付位置は循環管路の途中であれば、どこでもよい。

本発明の請求項１記載のガスサイクル装置に対応した第１実施例のガスサイクル装置を示す平面説明図である。 図１のＡ−Ａ矢視説明図である。 本発明の請求項２記載のガスサイクル装置に対応した第２実施例のガスサイクル装置を示す平面説明図である。 図３のＢ−Ｂ矢視説明図である。 本発明の請求項３記載のガスサイクル装置に対応した第３実施例のガスサイクル装置を示す断面説明図である。 従来技術のガスサイクル装置を示す説明図。

符号の説明

１ ブラダー
１０ 供給口
１１ 排出口
２ 循環管路
２ａ 往き管路
２ｂ 戻り管路
３ ガス供給管路
３０ ガス供給弁
４ ガス排出管路
４０ ガス排出弁
５ 送風機
５０ ケーシング
５１ 吸気口
５２ 排気口
５３ 羽根車
５４ 駆動モータ
５４ａ モータ軸
５４ｂ ロータ
５４ｃ ステータ
５４ｄ ケース
５４ｅ 隔室
６ ゲート弁
６０ 弁箱
６１ 弁入口
６２ 弁出口
６３ ソレノイド
６４ 弁体
７ａ ブロック体
７ 配管マニホールド
７０ 第１流路
７０ａ 流入接続口
７０ｂ 排出接続口
７０ｃ 第１連通孔
７１ 第２流路
７１ａ 流出接続口
７１ｂ 供給接続口
７１ｃ 第２連通孔

Claims (3)

1. 加熱ガスの供給・排出によって拡縮するブラダーと、
   前記ブラダーの供給口に接続した往き管路とブラダーの排出口に接続した戻り管路とが連通された循環管路と、
   この循環管路に設けたガス送り装置及びゲート弁と、
   前記循環管路に接続したガス供給管路及びガス排出管路と備えているタイヤ加硫機のガスサイクル装置において、
   前記ガス送り装置が、中央部分に吸気口が形成され、外周接線方向に排気口が形成されたケーシングの内部に羽根車が設けられた送風機に形成されると共に、前記ケーシングの吸気口が下向きに開口するように配置されて、この下向き吸気口に接続させた循環管路がケーシングよりも下方に位置するように配管されていることを特徴としたタイヤ加硫機のガスサイクル装置。
2. 請求項１記載のタイヤ加硫機のガスサイクル装置において、
   前記戻り管路に対する流入接続口及びガス排出管路に対する排出接続口が形成された第１流路と、前記往き管路に対する流出接続口及びガス供給管路に対する供給接続口が形成された第２流路がブロック体の内部に形成された配管マニホールドを備え、
   前記第１流路にケーシングの下向き吸気口を連通させる状態で送風機が配設され、
   前記ケーシングの排気口に弁入口を接続させ、前記第２流路に弁出口を連通させる状態で前記ゲート弁が配設されているタイヤ加硫機のガスサイクル装置。
3. 請求項２記載のタイヤ加硫機のガスサイクル装置において、
   送風機のモータ軸を前記ケーシングの下向き吸気口内に挿通させることで、駆動モータを下向き吸気口の下方において配管マニホールドに配設させ、
   かつ第１流路内の加熱流体を駆動モータ側に導入させて、第１流路内の加熱流体の熱と駆動モータの発熱を熱交換させるように形成したタイヤ加硫機のガスサイクル装置。

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