JP2008062496A - タイヤ成形用剛体コアの加熱方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】剛体コア10、グリーンタイヤＧをほぼ均一に加熱する。
【解決手段】気体供給手段43から剛体コア10の加熱室16に加熱手段48により加熱された気体を供給通路45を通じて供給する際、該供給通路45の途中に旋回手段55を設け、該旋回手段55により加熱気体を渦巻き状に旋回させている。この結果、旋回手段55から加熱室16に至る途中の供給通路45において加熱気体が充分に攪拌され、加熱気体の温度分布、速度分布がほぼ均一となり、剛体コア10、グリーンタイヤＧはほぼ均一に加熱される。
【選択図】図３

Description

この発明は、外表面が加硫済みタイヤの内表面と同一形状であるタイヤ成形用剛体コアの加熱方法および装置に関する。

従来のタイヤ成形用剛体コアの加熱方法・装置としては、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが知られている。
特開２０００−８４９３７号公報

このものは、外表面が加硫済みタイヤの内表面と同一形状であるとともに、内部に加熱室が形成され、外側にグリーンタイヤが装着されるタイヤ成形用剛体コアの前記加熱室とブロワとを接続する供給通路と、該供給通路の途中に設けられ、ブロワから送り出された気体を加熱した後、剛体コアの加熱室に供給することで該剛体コアを加熱するヒータとを備えたものである。そして、このものにより剛体コア、グリーンタイヤを加硫に先立って予熱する場合には、ブロワから送り出された気体をヒータにより加熱した後、この加熱された気体を供給通路を通じて加熱室に導くようにしている。

しかしながら、このような従来のタイヤ成形用剛体コアの加熱方法・装置にあっては、ブロワ、ヒータの設置状況や設置位置のずれにより、供給通路、加熱室内における加熱された気体の温度、流速にばらつきが、結果としてグリーンタイヤの加熱温度に周方向、幅方向のばらつきが発生することがあり、このような状態のグリーンタイヤに対し加硫を行うと、加硫度にばらつきが生じて加硫済タイヤの品質が低下するという課題があった。

この発明は、剛体コア、グリーンタイヤをほぼ均一に加熱することができるタイヤ成形用剛体コアの加熱方法および装置を提供することを目的とする。

このような目的は、第１に、外側にグリーンタイヤが装着され、外表面が加硫済みタイヤの内表面と同一形状であるタイヤ成形用剛体コアの内部に形成された加熱室に、気体供給手段から送り出されるとともに、加熱手段により加熱された気体を、供給通路を通じて供給することにより、該剛体コアを加熱する際、供給通路の途中に設けられた旋回手段により前記加熱気体を渦巻き状に旋回させるようにしたタイヤ成形用剛体コアの加熱方法により、達成することができる。

第２に、外表面が加硫済みタイヤの内表面と同一形状であるとともに、内部に加熱室が形成され、外側にグリーンタイヤが装着されるタイヤ成形用剛体コアの前記加熱室と気体供給手段とを接続する供給通路と、該供給通路の途中に設けられ、気体供給手段から送り出された気体を加熱した後、剛体コアの加熱室に供給することで該剛体コアを加熱する加熱手段とを備えたタイヤ成形用剛体コアの加熱装置において、前記供給通路の途中に、前記気体を渦巻き状に旋回させる旋回手段を設けたタイヤ成形用剛体コアの加熱装置により、達成することができる。

この発明においては、供給通路の途中に旋回手段を設け、該旋回手段により加熱された気体を渦巻き状に旋回させながら剛体コアの加熱室に供給するようにしたので、旋回手段から加熱室に至る途中の供給通路において加熱気体が充分に攪拌され、加熱気体の温度分布、速度分布がほぼ均一となる。この結果、剛体コア、グリーンタイヤはほぼ均一に加熱されて、加熱温度のばらつきが抑制される。これにより、加硫度のばらつきが抑制され、タイヤ品質を向上させることができる。

また、請求項３に記載のように構成すれば、構造簡単で安価でありながら、効果的に加熱気体を渦巻き状に旋回させることができる。ここで、旋回手段を気体供給手段と加熱手段との間に配置した場合には、攪拌効果が加熱手段により減殺されてしまうが、請求項４に記載の位置に配置すれば、旋回手段による攪拌効果を充分に発揮することができる。また、請求項５に記載のように構成すれば、旋回手段から加熱室までの距離、即ち攪拌が行われる距離が長くなって、攪拌がより確実となる。さらに、請求項６に記載のように構成すれば、グリーンタイヤの加硫を行うことができる。

以下、この発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。
図１、２において、10はスチール、アルミニウム合金等から構成され全体としてドーナツ状を呈しているタイヤ成形用の剛体コアであり、この剛体コア10の外表面は加硫済みタイヤの内表面と同一形状である。そして、この剛体コア10の外側にはグリーンタイヤＧが装着されているが、このグリーンタイヤＧは前記剛体コア10の周囲にゴム引きコード、帯状ゴムを編み上げ、巻き付けることで成形する。

前記剛体コア10は芯体11を有し、この芯体11は弧状をした複数個、ここでは10個の型セグメント12を周方向に密着した状態で並べることにより構成されている。ここで、これら型セグメント12は半径方向外側に向かうに従い周方向長さが長くなる扇形セグメント12ａと、半径方向外側に向かうに従い周方向長さが徐々に短くなる山形セグメント12ｂとの２種類のセグメントからなり、これら２種類のセグメントは周方向に交互に配置されている。

各型セグメント12の内部には周方向に延びる貫通室13が形成され、各貫通室13は該型セグメント12の周方向両端において開口している。また、これら貫通室13は途中に形成された補強リブ14により２つの室に区画されているが、該補強リブ14には大きな貫通孔15が形成されているため、前記２つに区画された室は該貫通孔15により互いに連通している。ここで、型セグメント12は前述のように周方向に密着した状態で並べられているので、全ての貫通室13はリング状に連通し、剛体コア10（芯体11）の内部に連続リング状の加熱室16を形成する。そして、この加熱室16には加熱気体が給排され、これにより、剛体コア10、グリーンタイヤＧは加硫に先立って予熱される。

各型セグメント12の半径方向内端部でその一側面には円周方向に延びる弧状溝17が、一方、その他側面にも円周方向に延びる弧状溝18が形成され、これらの弧状溝17、18は、芯体11が組み立てられたとき、連続して芯体11の一側面、他側面にそれぞれ環状溝19、20を形成する。24は軸方向一端部に環状突起25を有する略円筒状の一側締結体であり、この一側締結体24は、芯体11の中心空間に同軸関係を保持しながら一側から挿入された後、その環状突起25が前記環状溝19に挿入されることで、芯体11の一側の半径方向内端部に係止される。

26は軸方向他端部に環状突起27を有する略円筒状の他側締結体であり、この他側締結体26の内周には前記一側締結体24の他側部外周に形成されたおねじ28に螺合するめねじ29が形成されている。そして、前述のようにおねじ28、めねじ29同士が螺合すると、一側、他側締結体24、26は芯体11を両側から締め付け、両者を確実に締結するとともに、加熱室16に供給された加熱気体の漏洩を阻止する。

30は前記山形セグメント12ｂに半径方向に延びるよう形成され、内端が山形セグメント12ｂの内周に開口し、外端が補強リブ14の両側の貫通室13にそれぞれ開口する一対の連通孔であり、31は一側締結体24に半径方向に延びるよう形成され、内端がその内周に開口し、外端が前記連通孔30に連通する複数の連通孔である。前述した芯体11、一側、他側締結体24、26は全体として、外表面が加硫済みタイヤの内表面と同一形状であるとともに、内部に加熱室16が形成され、外側にグリーンタイヤＧが装着される前記剛体コア10を構成する。そして、前述のようにグリーンタイヤＧが装着された剛体コア10は、図３に示すように、横置き状態で支持台32上に載置されている

34は一側締結体24の中心部に設置された円柱状の分配ブロックであり、この分配ブロック34内には、一端が分配ブロック34の一側面に開口し、途中で複数に分岐して他端がその外周面に開口する供給孔35、および、一端が分配ブロック34の他側面に開口し、途中で複数に分岐して他端が前記供給孔35間の外周面に開口する排出孔36とが形成されている。この結果、前記供給孔35と排出孔36の他端開口は分配ブロック34の外周に周方向に等角度離れて交互に配置されていることになる。39、40は半径方向に延びるとともに、周方向に等角度離れて配置された複数の供給、排出パイプであり、これら供給、排出パイプ39、40の内端は前記供給、排出孔35、36の他端にそれぞれ接続され、一方、その外端は前記連通孔31に周方向に交互に接続されている。

図１、２、３において、43は空気、窒素ガス等の気体を加圧して送り出す気体供給手段であり、この気体供給手段43としては、例えば、軸流式、遠心式ブロワ等が用いられる。この気体供給手段43と前記分配ブロック34の供給孔35の一端とは供給配管44により接続されており、この結果、前記気体供給手段43から送り出された気体は、前記供給配管44、前記供給孔35、供給パイプ39、連通孔31、30を通じて剛体コア10の加熱室16に供給される。前述した供給配管44、前記供給孔35、供給パイプ39は全体として、剛体コア10の加熱室16と気体供給手段43の送り出し口とを、連通孔31、30を介して接続する供給通路45を構成する。

前記供給通路45、詳しくは供給配管44の途中には、気体供給手段43から送り出された気体を加熱して加熱気体とする電熱ヒータ、熱交換器等からなる加熱手段48が設置され、この加熱手段48により加熱されることで温度の上昇した加熱気体は、その後、供給通路45を通じて剛体コア10の加熱室16に供給され、該加熱室16内を流過して剛体コア10およびグリーンタイヤＧを加熱する。

また、前記気体供給手段43と前記分配ブロック34の排出孔36の一端とは排出配管51により接続されており、この結果、前記加熱室16から流出した気体は、連通孔30、31、排出パイプ40、排出孔36、排出配管51を通じて気体供給手段43に戻される。前述した排出パイプ40、排出孔36、排出配管51は全体として、剛体コア10の加熱室16と気体供給手段43の吸い込み口とを、連通孔30、31を介して接続する排出通路52を構成する。このように剛体コア10の加熱室16と気体供給手段43とを供給通路45、排出通路52によって接続し、気体をこれらの中で循環させるようにすれば、熱が再利用され熱効率が向上する。

55は前記供給通路45の途中、詳しくは、加熱手段48と剛体コア10との間に設けられた旋回手段であり、この旋回手段55は、図４に示すように、薄板円筒状の支持体56と、該支持体56の内周に固定され、周方向に等距離離れた複数の羽根57とから構成され、これら羽根57は同一方向に同一角度で傾斜した螺旋状フィンの一部から構成されている。この結果、加熱気体が旋回手段55を通過すると、該加熱気体は旋回手段55の羽根57により流れ方向が変更され、図４に矢印で示すように、渦巻き状に旋回する。なお、この渦巻き状の旋回流は、供給通路45内を流れるときには、供給通路45の内壁に拘束されるため、実際には、螺旋流に近くなる。

このように供給通路45の途中に旋回手段55を設け、該旋回手段55により加熱気体を渦巻き状に旋回させながら剛体コア10の加熱室16に供給するようにすれば、旋回手段55から加熱室16に至る途中の供給通路45において加熱気体が充分に攪拌され、加熱気体の温度分布、速度分布がほぼ均一となる。この結果、剛体コア10、グリーンタイヤＧはほぼ均一に加熱されて、加熱温度のばらつきが抑制される。これにより、加硫度のばらつきが抑制され、タイヤ品質を向上させることができる。

また、前述の旋回手段55は気体供給手段43と加熱手段48との間の供給通路45に設けてもよいが、このような位置に配置すると、攪拌効果が加熱手段48により減殺されてしまうことがある。これに対し、この実施形態のように旋回手段55を加熱手段48と剛体コア10との間に配置すれば、旋回手段55による攪拌効果を充分に発揮することができるので、好ましい。さらに、この旋回手段55は加熱手段48に近接配置することが好ましい。その理由は、旋回手段55から加熱室16までの距離、即ち攪拌が行われる距離が長くなって、前述の攪拌がより確実となるからである。

また、前述のように旋回手段55を、周方向に離して配置され、螺旋状フィンの一部を構成する複数の羽根57から構成すれば、構造簡単で安価でありながら、効果的に加熱気体を渦巻き状に旋回させることができる。なお、前述のような羽根は供給通路45の内面に一体形成あるいは溶接等で固定することにより、設けるようにしてもよい。

次に、前記実施形態１の作用について説明する。
今、排出通路52を通じて戻されてきた気体が気体供給手段43により加圧されながら供給通路45に送り出されているとする。このように供給通路45に送り出された気体は加熱手段48を通過する際、該加熱手段により加熱されて温度が上昇し、加熱気体となる。その後、該加熱気体は供給通路45の途中に設けられた旋回手段55を通過するが、このとき、該加熱気体は旋回手段55の羽根57により流れ方向が変更され、渦巻き状に旋回する。

この結果、前記加熱気体は旋回手段55から加熱室16に至る長い供給通路45内において充分に攪拌され、加熱気体の温度分布、速度分布がほぼ均一となる。この状態で前記加熱気体は供給孔35、供給パイプ39、連通孔31、30を通じて加熱室16内に周上複数箇所から供給されるとともに、該加熱室16内を流過するため、剛体コア10およびグリーンタイヤＧは周方向、幅方向のばらつきが効果的に抑制されながらほほ均一に加熱、ここでは、加硫に先立って予熱される。

このようにして剛体コア10、グリーンタイヤＧを加熱することで温度が低下した（加熱）気体は、連通孔30、31、排出パイプ40、排出孔36、排出配管51を通じて気体供給手段43に戻される。その後、該気体は気体供給手段43により前述と同様に供給通路45に送り出されるが、このとき、気体にはある程度の熱が残存しているため、該熱が再利用されて熱効率が向上する。

図５はこの発明の実施形態２を示す図である。この実施形態においては、剛体コア10と共にグリーンタイヤＧを密閉収納することができる加硫モールド60を設け、剛体コア10の加熱時に加硫モールド60も加熱してグリーンタイヤＧを加硫するようにしている。ここで、前記加硫モールド60は、横置きのグリーンタイヤＧの下側サイドウォール部Ｓを主に型付けするとともに、加熱気体が供給される下プラテンが設けられた下サイドモールド61を有する。

また、前記加硫モールド60は、下サイドモールド61の上方に昇降可能に設けられ、下降限まで下降したとき、前記グリーンタイヤＧの上側サイドウォール部Ｓを主に型付けするとともに、加熱気体が供給される上プラテンが設けられた上サイドモールド62と、下、上サイドモールド61、62間に周方向に並べて配置され、半径方向に同期移動可能で、半径方向内側限まで移動したとき、リング状を呈してグリーンタイヤＧのトレッド部Ｔを主に型付けする複数の弧状をしたセクターモールド63とをさらに有する。

そして、グリーンタイヤＧの加硫を行う場合には、加熱手段48によって加熱された後、旋回手段55によって渦巻き状に旋回されて攪拌された加熱気体が剛体コア10の加熱室16および下、上サイドモールド61、62の下、上プラテンに供給され、剛体コア10、加硫モールド60、グリーンタイヤＧをほぼ均一に加熱する。このようにしてグリーンタイヤＧを加硫するが、このとき、グリーンタイヤＧはほぼ均一に加熱されるため、加硫度のばらつきが抑制され、タイヤ品質を向上させることができる。なお、他の構成、作用は前記実施形態１と同様である。

次に、試験例について説明する。この試験に当たっては、気体供給手段と剛体コアとを、内径が 205mmで長さが1.75ｍである供給通路で接続するとともに、気体供給手段からそれぞれ 0.5ｍ、 0.6ｍ離れた位置に加熱手段、旋回手段を設けた図３に示す実施形態１のような構造の実施装置と、旋回手段が省略された以外は実施装置と同一構造である従来装置とを準備した。

次に、このような各装置を作動して剛体コアの加熱室に温度が 200度Ｃである気体（空気）を毎分 1.4ｍ³ だけ40分間供給した後、グリーンタイヤのトップトレッド内の温度を熱電対を用いて複数箇所で測定した。その結果は、従来装置では最大８度Ｃの温度ばらつきが確認されたが、実施装置では温度ばらつきは最大３度Ｃまで抑制されていた。

この発明は、タイヤ成形用剛体コアを加熱する産業分野に適用できる。

この発明の実施形態１を示す剛体コア近傍の正面断面図である。 その一部破断平面図である。 全体構造を説明する概略正面断面図である。 旋回手段の一部破断斜視図である。 この発明の実施形態２を示す剛体コア、加硫モールド近傍の正面断面図である。

符号の説明

10…剛体コア 16…加熱室
43…気体供給手段 45…供給通路
48…加熱手段 55…旋回手段
57…羽根 60…加硫モールド
Ｇ…グリーンタイヤ

Claims (6)

1. 外側にグリーンタイヤが装着され、外表面が加硫済みタイヤの内表面と同一形状であるタイヤ成形用剛体コアの内部に形成された加熱室に、気体供給手段から送り出されるとともに、加熱手段により加熱された気体を、供給通路を通じて供給することにより、該剛体コアを加熱する際、供給通路の途中に設けられた旋回手段により前記気体を渦巻き状に旋回させるようにしたことを特徴とするタイヤ成形用剛体コアの加熱方法。
2. 外表面が加硫済みタイヤの内表面と同一形状であるとともに、内部に加熱室が形成され、外側にグリーンタイヤが装着されるタイヤ成形用剛体コアの前記加熱室と気体供給手段とを接続する供給通路と、該供給通路の途中に設けられ、気体供給手段から送り出された気体を加熱した後、剛体コアの加熱室に供給することで該剛体コアを加熱する加熱手段とを備えたタイヤ成形用剛体コアの加熱装置において、前記供給通路の途中に、前記気体を渦巻き状に旋回させる旋回手段を設けたことを特徴とするタイヤ成形用剛体コアの加熱装置。
3. 前記旋回手段は、螺旋状フィンの一部を構成する羽根を周方向に離して複数配置することにより構成した請求項２記載のタイヤ成形用剛体コアの加熱装置。
4. 前記旋回手段を加熱手段と剛体コアとの間に配置した請求項２または３記載のタイヤ成形用剛体コアの加熱装置。
5. 前記旋回手段を加熱手段に近接配置した請求項４記載のタイヤ成形用剛体コアの加熱装置。
6. 前記剛体コアとともにグリーンタイヤを密閉収納することができる加硫モールドを設け、剛体コアの加熱時に加硫モールドも加熱してグリーンタイヤを加硫するようにした請求項２記載のタイヤ成形用剛体コアの加熱装置。

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