JP2008279720A - タイヤ加硫用ブラダユニットの予熱装置、タイヤ製造装置及び製造方法 - Google Patents

タイヤ加硫用ブラダユニットの予熱装置、タイヤ製造装置及び製造方法 Download PDF

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    • B29D30/0005Pretreatment of tyres or parts thereof, e.g. preheating, irradiation, precuring

Abstract

【課題】タイヤ加硫用ブラダユニットを生タイヤへの装着前にタイヤ加硫機外で予熱し、タイヤ加硫機の稼働効率や加硫成型の作業効率を高める。
【解決手段】タイヤ製造装置に、ブラダユニット80を予熱するための予熱装置1を設置し、ブラダユニット80を予熱装置1に設けた収容室10内に収容して予熱する。予熱装置1は、上下のプラテン30、35を、その内部の流路にスチームを供給して加熱し、ブラダユニット80の上下の係止部材91、92に当接させて、伝熱によりブラダ保持手段90を介してブラダユニット80を加熱する。同時に、スチーム供給手段51からブラダ81内にスチームを供給し、ブラダ81及びブラダ保持手段90を直接内側から加熱して、ブラダユニット80を所定温度に予熱する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、加硫成型時に生タイヤ(グリーンタイヤ)内に装着されるブラダ及び、ブラダを保持するブラダ保持手段等からなるタイヤ加硫用ブラダユニットを、生タイヤへの装着前に予熱する予熱装置、及び、予熱したタイヤ加硫用ブラダユニットを生タイヤに装着して加硫金型内に収納し、加硫成型してタイヤを製造するタイヤ製造装置と製造方法に関する。
空気入りタイヤは、一般に、未加硫ゴム等からなる各種のタイヤ構成部材を組み合わせて生タイヤを成型した後、加硫成型されて所定形状に製造される。この加硫成型工程では、従来、剛体の加硫金型等の加硫モールド(外型)内に生タイヤを収納し、その内側でブラダを膨張させて生タイヤを加硫モールドに押し付けて加硫成型するタイヤ加硫機が広く使用されている(特許文献1参照)。
図4は、この従来のタイヤ加硫機の概略構成を示す要部模式図であり、主に加硫成型する生タイヤの幅方向に対応する方向の断面で示している。
このタイヤ加硫機100は、図示のように、タイヤの外面形状を規定する加硫金型(外型)110と、その内部に配置された膨張可能な略袋状のブラダ81と、ブラダ81を保持(ここでは半径方向内側に位置する両端部を主に保持)するブラダ保持手段90と、ブラダ81内に窒素ガス等のシェーピング用ガスを供給するための配管101と、そこから供給するシェーピング用ガスを加熱する加熱手段102と、ブラダ81内にスチーム等の加硫(加熱)媒体を供給するための配管103と、を備えている。
加硫金型110は、生タイヤTの外面形状を成型する複数の金型(ここでは、生タイヤTを幅方向の両側から挟んで上下に配置された上型111及び下型112)からなり、例えば上型111を駆動手段(図示せず)により上下動させる等して、その内部に形成される略環状の内部空間(キャビティ)110Sを開閉可能に構成されている。ブラダ保持手段90は、ブラダ81の両端部を、それぞれ挟み込んで係止する上下一対の略リング状の係止部材91、92等からなり、ブラダ81の端部を保持した状態でブラダ81とともに加硫金型110内に設置されている。
このタイヤ加硫機100で生タイヤTを加硫成型するときには、まず、上型111を上昇させて加硫金型110のキャビティ110S内に生タイヤTを挿入し、上型111を下降させてキャビティ110Sを閉鎖して加硫金型110内に生タイヤTを収納しつつ、生タイヤT内にブラダ81を配置する。次に、ブラダ81内に、加熱手段102により加熱された所定圧力のシェーピング用ガスを配管101から供給し、ブラダ81を膨張させて生タイヤTの内面に密着させ、生タイヤTを膨張させてシェーピングする。続いて、シェーピング用ガスの供給を停止し、ブラダ81内に高温・高圧の加硫媒体を配管103から供給して、生タイヤTを加硫金型110の内面に押し付けながら加熱型付けして加硫成型を行う。
この加硫成型時の熱と圧力により、生タイヤTのゴムと硫黄等が架橋反応(加硫反応)し、かつ生タイヤTを構成する各部材同士が接着されて、加硫成型後のタイヤに強度や弾力性、耐久性等の諸性能が付与される。同時に、加熱された生タイヤTが加硫金型110等に押し付けられて変形し、その最終的な形状やトレッドパターン(トレッド部の模様)も形成される。その後、ブラダ81の内圧を低下させて、ブラダ81を加硫成型後のタイヤの内面から剥離させ、タイヤを加硫金型110内から取り出して製品タイヤが完成する。
ところで、この従来のタイヤ加硫機100では、生タイヤTを加硫金型110内に収納した後、ブラダ81内にシェーピング用ガスを供給して生タイヤTのシェーピングを行う必要があり、かつ加硫成型後のタイヤからブラダ81を剥離させる等、加硫金型110内での後処理作業も必要であるため、加硫成型開始までの前処理や加硫成型後の後処理に比較的長時間を要する。そのため、このタイヤ加硫機100では、実際の加硫成型に要する時間以外に費やされる時間が長くなる傾向があり、それに応じて、機体の稼働効率や加硫成型の作業効率が低くなり、タイヤの生産性が低下するという問題がある。同時に、このタイヤ加硫機100では、加硫金型110内に収納する際に、生タイヤTに変形が生じることがある等、生タイヤTのサイズや種類等によっては、その形状を安定に維持するのが難しく、成型から加硫金型110内に収納されるまでの生タイヤTに変形が生じ易くなる恐れがある。
また、この従来のタイヤ加硫機100では、ブラダ81及びブラダ保持手段90は、機体内部に加硫金型110等とともに一体に設置されているため、加硫成型するタイヤのサイズや種類が変更される等して、ブラダ81や加硫金型110等を変更する必要が生じたときには、その度に、ブラダ81及びブラダ保持手段90を含む機体内部の全ての構成を他のものに交換する必要がある。その結果、このタイヤ加硫機100では、タイヤサイズの変更等毎に、ブラダ81等の交換作業に多大な手間や工数、及び時間を要し、これに伴い機体の稼動効率が低下する等して、タイヤ製造の生産性が低くなる傾向がある。
そこで、このような問題に対処するため、従来、ブラダ81及びブラダ保持手段90により、タイヤ加硫機100及び加硫金型110から分離可能なブラダユニットを構成し、これを加硫金型110外で生タイヤTに装着等した後に、それらを共にタイヤ加硫機100の加硫金型110内に収納するようにしたタイヤ製造装置が知られており、例えば建設車両用タイヤ(ORタイヤ)等の空気入りタイヤの製造に使用されている(特許文献2参照)。
図5は、この従来のタイヤ製造装置が備えるブラダユニットを生タイヤTに着脱等させる装置(ブラダユニット着脱装置)を模式的に示す要部断面図であり、ここでは、ブラダユニットを生タイヤTに装着する動作及び手順を順に示している。
この従来のタイヤ製造装置では、図示のように、ブラダ81及び、その各端部を係止する上下一対の係止部材91、92からなり、ブラダ81の端部を主に保持するブラダ保持手段90等によりブラダユニット80を形成し、ブラダユニット80と加硫金型110(図4参照)とを分離可能に構成している。
また、タイヤ製造装置は、上記と同様のタイヤ加硫機100に加えて、ブラダユニット着脱装置(シェーピング装置)120を備え、その上面にブラダユニット80を着脱可能に取り付けて、一方(図では上方)の上係止部材91を、センタポスト121を進退させて上下動させるとともに、ブラダユニット着脱装置120内から、ブラダユニット80の内側(ブラダ81内)に所定圧力のガス等の流体を供給するようになっている。
このタイヤ製造装置でタイヤを製造するときには、まず、ブラダユニット着脱装置120の上面(図5A参照)にブラダユニット80の下係止部材92を取り付け、センタポスト121を上昇させて上方の上係止部材91を下係止部材92から所定距離だけ離間させ、ブラダ81を略円筒形状に保持する。次に、生タイヤTを、ブラダユニット80の直上から下降させてその外側に挿入(図5B参照)し、センタポスト121及び上係止部材91を下降させつつ、ブラダ81内に流体を供給して膨張させる。これにより、ブラダ81をトロイダル状に膨張させて、生タイヤTをシェーピングして所定形状に形成し、かつブラダ81を生タイヤTの内面に密着(図5C参照)させて、ブラダ81及びブラダユニット80を生タイヤTに装着する。その後、一対の係止部材91、92同士を締結手段(図示せず)により締結してから、生タイヤT及びブラダユニット80をブラダユニット着脱装置120から取り外し(図5D参照)、それらを一体に加硫金型110(図4参照)内に収納して、生タイヤTをタイヤ加硫機100内で上記と同様に加硫成型する。
以上のように生タイヤTに装着されたブラダユニット80は、ブラダ81の内圧が保持されて膨張状態に維持され、加硫金型110内に収納されるまでの生タイヤTを内側から支持する。また、ブラダユニット80は、加硫成型後に、タイヤとともに加硫金型110内から取り出されて、ブラダユニット着脱装置120に再び取り付けられ、上記と逆の手順で加硫成型後のタイヤが取り外される。
このように、この従来のタイヤ製造装置では、生タイヤTをブラダユニット80により内側から支持するため、その形状を安定させて所定形状に保持することができ、生タイヤTに変形が生じるのを抑制することができる。また、生タイヤTへのブラダユニット80の装着やシェーピング及び、加硫成型後のタイヤからのブラダユニット80の取り外し等、加硫成型の前処理や後処理の作業をタイヤ加硫機100外で行うため、それらに相当する分の時間が短縮されて、機体の稼動効率や加硫成型の作業効率を高めることができ、タイヤ製造の生産性を向上させることができる。
更に、このタイヤ製造装置では、加硫成型するタイヤのサイズや種類等が変更されても、それに合わせたブラダユニット80を使用することで対応が可能である等、ブラダユニット80の変更に迅速かつ柔軟に対応することができる。これに伴い、上記したタイヤサイズの変更等毎に必要な、ブラダ81の交換作業等が不要になるため、それらに要する手間や工数、及び時間が削減されて機体の稼動効率を高めることができ、タイヤ製造の生産性を一層向上させることができる。
ところが、この従来のタイヤ製造装置では、ほぼ常温のブラダユニット80及び生タイヤTを加硫金型110に収納して加熱を開始するため、それらを所定の加硫温度にするまでに比較的長い時間を要する。そのため、このタイヤ製造装置によっても、タイヤ加硫機100による加硫時間を短縮する効果がなお充分でなく、機体の稼動効率等をより一層高めて、タイヤ製造の生産性の更なる向上を図る必要がある。一方、従来、ブラダユニット80をタイヤ加硫機100内で予熱することで、それらの温度を予め高くして加硫時間に要する時間を短縮することも行われている。しかしながら、このようにしても、予熱している間はタイヤ加硫機100による加硫成型が行えない等、タイヤ製造の生産性を効果的に向上させるのは難しい。
特開2004−34409号公報 特開2003−53734号公報
本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、加硫成型時に生タイヤ内に装着されるブラダ及び、ブラダを保持するブラダ保持手段等からなるタイヤ加硫用ブラダユニットを、生タイヤへの装着前にタイヤ加硫機外で予熱し、タイヤ加硫機の稼働効率や加硫成型の作業効率を高めて、タイヤ製造の生産性を向上させることである。
請求項1の発明は、加硫金型への収納前の生タイヤに装着され、該生タイヤとともに前記加硫金型内に収納される膨張可能なブラダ及び該ブラダを保持するブラダ保持手段を有するタイヤ加硫用ブラダユニットを、前記生タイヤへの装着前に予熱するタイヤ加硫用ブラダユニットの予熱装置であって、前記ブラダの内側及び/又は外側に加熱流体を供給する手段を備え、該加熱流体により前記タイヤ加硫用ブラダユニットを予熱することを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載されたタイヤ加硫用ブラダユニットの予熱装置において、前記ブラダ保持手段に当接して加熱し、該ブラダ保持手段を介して前記タイヤ加硫用ブラダユニットを予熱する加熱部材を備えたことを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載されたタイヤ加硫用ブラダユニットの予熱装置において、前記タイヤ加硫用ブラダユニットを収容可能な収容室を備え、該収容室内で前記タイヤ加硫用ブラダユニットを予熱することを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載されたタイヤ加硫用ブラダユニットの予熱装置において、前記タイヤ加硫用ブラダユニットを80〜190℃の範囲内の温度に予熱することを特徴とする。
請求項5の発明は、生タイヤを収納可能な加硫金型を有するタイヤ加硫機を備え、該タイヤ加硫機の加硫金型内に収納した生タイヤ内でブラダを膨張させ、該生タイヤを前記加硫金型に押し付けて加硫成型するタイヤ製造装置であって、前記加硫金型への収納前の生タイヤに装着され、該生タイヤとともに前記加硫金型内に収納される前記ブラダ及び該ブラダを保持するブラダ保持手段を有するタイヤ加硫用ブラダユニットと、該タイヤ加硫用ブラダユニットを前記生タイヤへの装着前に予熱する請求項1ないし4のいずれかに記載されたタイヤ加硫用ブラダユニットの予熱装置と、を備えたことを特徴とする。
請求項6の発明は、タイヤ加硫機の加硫金型内に収納した生タイヤ内でブラダを膨張させ、該生タイヤを前記加硫金型に押し付けて加硫成型するタイヤ製造方法であって、前記ブラダ及び該ブラダを保持するブラダ保持手段を有するタイヤ加硫用ブラダユニットを前記タイヤ加硫機外で予熱する工程と、該予熱したタイヤ加硫用ブラダユニットを前記生タイヤに装着する工程と、該タイヤ加硫用ブラダユニットを装着した生タイヤを前記加硫金型内に収納して加硫成型する工程と、を有することを特徴とする。
請求項7の発明は、請求項6に記載されたタイヤ製造方法において、前記予熱する工程では、前記タイヤ加硫用ブラダユニットを80〜190℃の範囲内の温度に予熱することを特徴とする。
本発明によれば、加硫成型時に生タイヤ内に装着されるブラダ及び、ブラダを保持するブラダ保持手段等からなるタイヤ加硫用ブラダユニットを、生タイヤへの装着前にタイヤ加硫機外で予熱でき、タイヤ加硫機の稼働効率や加硫成型の作業効率を高めて、タイヤ製造の生産性を向上させることができる。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態のタイヤ製造装置は、上記した従来のタイヤ製造装置と同様に、生タイヤTを収納可能な加硫金型110等の加硫モールド(ここでは加硫金型110)を有するタイヤ加硫機100(図4参照)を備え、その加硫金型110内に収納した生タイヤT内でブラダ81を膨張させて、生タイヤTを加硫金型110の内面に押し付ける等して加硫成型し、所定形状の空気入りタイヤを製造する装置である。
また、このタイヤ製造装置では、ブラダ81及びブラダ保持手段90等により、タイヤ加硫機100及び加硫金型110から分離可能なタイヤ加硫用ブラダユニット80(以下、ブラダユニットという)を構成するとともに、上記と同様のブラダユニット着脱装置120(図5参照)を備えている。タイヤ製造装置は、このブラダユニット着脱装置120により、タイヤ加硫機100の外部で、ブラダユニット80を生タイヤTの内部に装着して生タイヤTをシェーピング等し、かつ加硫成型後にブラダユニット80をタイヤ内から取り外す。
ここで、ブラダユニット80は、上記したように、少なくとも膨張可能なブラダ81及び、その端部を主に係止する等してブラダ81を保持するブラダ保持手段90を有するユニットであり、タイヤ加硫機100及び加硫金型110への収納前の生タイヤTに装着される。即ち、ブラダユニット80は、例えばブラダ81を生タイヤT内で膨張させて内面に密着させ、生タイヤTをシェーピングしつつ、その内部に挿入される等して、生タイヤTの内部を中心に配置及び装着され、生タイヤTとともに加硫金型110内に収納されるものである。また、本実施形態のタイヤ製造装置では、このブラダユニット80を、上記と同様に、ブラダ81及び、その各端部をそれぞれ係止する一対の係止部材91、92(ブラダ保持手段90)により構成するとともに、ブラダユニット80を生タイヤTへの装着前に予熱する予熱装置を備えており、タイヤ加硫機100の外部で、ブラダユニット80を予め所定温度に加熱して保持するようになっている。
図1は、本実施形態のブラダユニット80の予熱装置の要部を示す模式図であり、その側方から見た概略構成を一部透視して示す概略側面図である。また、図では、ブラダユニット80は断面で示している。
本実施形態では、ブラダユニット80は、図示のように、ブラダ81の断面略T字状の両端部を、それぞれ略リング状の係止部材91、92により挟み込んで係止し、その半径方向が略水平方向(図では左右方向)を向いた状態で、予熱装置1内に収容されて予熱される。
即ち、この予熱装置1は、予熱時に、ブラダユニット80を、一方の下係止部材92を下側に、その上方に上係止部材91を同芯状に位置させ、それらを結ぶように側方にブラダ81を略円筒状に配置した状態で収容するようになっており、そのための収容室10と、収容室10の下側に設けられて装置全体を支える床面等に固定された固定台2と、を備えている。また、予熱装置1は、収容室10内に出入可能な移動台20と、移動台20上及び収容室10の上方に配置された一対の加熱部材(ここでは熱板であるプラテン)30、35と、収容室10内の上側に設けられた上方の上プラテン30を移動させる移動手段40と、ブラダユニット80を内側や外側等から加熱する加熱手段50と、を備えている。
収容室10は、板状部材で囲われる等して外部から区画された略箱状をなし、ブラダユニット80を収容可能な大きさに形成されて、その内部にブラダユニット80等を外部空間から隔てた状態で収容する。この収容室10は、ブラダユニット80を内部に収容して予熱するための予熱室であるとともに、ブラダユニット80を保管するための保管室でもあり、ブラダユニット80を生タイヤTに装着するまで所定温度に保持しつつ保管する。また、収容室10は、一方側(図では左側)の側面部が、例えば上下方向にスライドして開閉する扉状に構成される等、その内部空間を開閉可能な開閉部11になっており、移動台20の入出時に、この開閉部11を駆動手段(図示せず)により開いて内部空間を開放し、かつ、開閉部11を閉じて内部空間を外部から区画する。
移動台20は、収容室10内に略全体が収容可能な大きさの平面視(図では上方から見て)略矩形状の盤状をなし、下面に、固定台2に所定間隔で配設された複数本の案内レール(図示せず)上を移動するための回転自在な車輪21が、案内レールに沿って、少なくともそれぞれの両端部側の2箇所を含む複数箇所に取り付けられている。また、移動台20には、これら複数の車輪21に加えて、収容室10の開閉部11側の先端部に、床面等の固定台2の設置面に接して転動自在な車輪22が、下方に向かって延びる脚部材23を介して、下面の幅方向(図では紙面に直交する方向)の両端部側に、それぞれ取り付けられている。
移動台20は、これら車輪21、22により、例えばピストン・シリンダ機構等の駆動手段により駆動される等して、前記案内レールに案内されて、その延在方向に沿って固定台2上を略水平方向に移動(図の矢印H)する。この移動により、移動台20は、収容室10内に略全体が収容される位置(図示の位置であり、以下、内部位置という)と、そこから収容室10の外側(図では左側)に向かって移動(図の矢印H)して、移動方向後方側(図では右側)の車輪21が固定台2上の端部付近(図では左端付近)に配置される位置(以下、外部位置という)との間で、略水平状態を維持しながら往復移動する。
更に、移動台20の上面には、ブラダユニット80が載置される下プラテン35が所定位置に固定されて、一体に移動するようになっている。下プラテン35は、上面に、ブラダユニット80のブラダ保持手段90(ここでは下係止部材92)が同芯状に載置される略円盤状の部材(載置台)であり、当接するブラダ保持手段90の下係止部材92の大きさに応じて、その略全体が上面側に配置可能な直径に形成されている。加えて、下プラテン35は、移動台20が収容室10外に移動して上記した外部位置にあるときに、その上面にブラダユニット80が上方から同芯状に配置でき、かつ移動台20が収容室10内に収容されて上記した内部位置にあるときには、ブラダユニット80と共に収容室10内の平面視略中央に位置するように、移動台20の上面の略中央に配置されている。
また、下プラテン35は、ブラダユニット80のブラダ保持手段90(ここでは下係止部材92)に接触及び離間可能な加熱部材であり、加熱手段により所定温度に加熱されて、上面に載置されるブラダユニット80のブラダ保持手段90に当接して伝熱し、ブラダ保持手段90の下係止部材92を主に加熱する。この下プラテン35の加熱は、例えば、その内部や下面等に設けられた各種のヒータ等の加熱装置や、又は、内部に形成された流路中に供給される加熱された液体や気体等の加熱流体等により行われ、ここでは、所定温度に加熱されたスチーム(加熱蒸気)を、下プラテン35内の内部流路(図示せず)に供給して下プラテン35を加熱する。
従って、この下プラテン35には、ボイラー等のスチーム供給源(図示せず)と内部流路の入口とを結ぶ供給用管路(配管)36、及び内部流路の出口側に取り付けられた排気用管路37等からなるスチームを循環させる給排気管等が接続されている。また、供給用管路36の途中には、スチームの通路を開閉可能な電動弁や電磁弁、又は操作弁(ここでは空気圧で作動するピストン弁)38が接続されており、ピストン弁38を作動させることで供給用管路36が開閉され、開放時にスチーム供給源から供給されるスチームが、下プラテン35の内部流路中に供給されて排気用管路37を通って循環する。下プラテン35は、このスチームにより所定温度に加熱され、当接するブラダ保持手段90(下係止部材92)を主に伝熱により加熱して、ブラダ保持手段90を介してブラダユニット80を下方側から予熱する。
一方、収容室10内の上方には、上プラテン30が、収容室10内に収容された状態の下プラテン35と対向して、かつ移動手段40により上下方向に移動して下プラテン35に対して接近及び離間可能に配置されている。上プラテン30は、下プラテン35上に載置されたブラダユニット80のブラダ保持手段90(ここでは上係止部材91)に上方から同芯状に当接する略円盤状の部材(当接部材)であり、下プラテン35と同様に、下面側に当接するブラダ保持手段90の上係止部材91の大きさに応じて、それよりも大径に形成されている。これにより、上プラテン30は、ブラダユニット80の全体を上方から覆い、上係止部材91の上面側の略全体に亘って当接する。
この予熱装置1では、上プラテン30は、下プラテン35と略同じ大きさに形成され、収容室10内に収容された状態で、下プラテン35に対してブラダユニット80を挟んで略同芯状に、かつ互いの対向面(上プラテン30の下面と下プラテン35の上面)が略平行になるように配置されている。また、上プラテン30は、下プラテン35に対して、この略同芯状かつ略水平状態を維持しつつ移動手段40により略垂直方向に移動(図の矢印V)して、下プラテン35及び、その上面に載置されたブラダユニット80に接近及び離間する。
移動手段40は、収容室10の上方に配置された1又は2以上(図では1つのみ示す)のピストン・シリンダ機構41と、上プラテン30の移動を案内する複数(図では2つ)の案内手段42とを有し、収容室10外から上プラテン30を上記したように駆動する。ピストン・シリンダ機構41は、そのピストンロッド41Pを下方向に向けた状態で、シリンダ41Sが収容室10の上板12の上面に固定されるとともに、ピストンロッド41Pが上板12の貫通孔を通って、その先端(下端)が上プラテン30の上面に取り付けられている。案内手段42は、略円筒状のガイドブッシュ42Bと、その内径部を摺動可能な略円柱状のガイドピン42P等からなり、ガイドブッシュ42Bが、上板12の上面の上プラテン30の中心を挟んで略対称な位置に固定されている。また、上板12には、ガイドブッシュ42Bの内径部に連通する貫通孔が形成されており、これら貫通孔及びガイドブッシュ42Bの内径部を通って、ガイドピン42Pが、ピストンロッド41Pと略平行に垂直方向に配置されて、その下端が上プラテン30の上面に取り付けられている。
この移動手段40は、ピストン・シリンダ機構41を作動させて、ピストンロッド41Pをシリンダ41S内から出し入れして上下方向に進退させ、上プラテン30を上下動させる。その際、ガイドピン42Pがガイドブッシュ42Bの内径部を摺動し、これら複数の案内手段42により移動を案内して、上プラテン30を上記したように略水平状態等を維持させつつ移動させる。移動手段40は、このようにして上プラテン30を上下方向に移動(図の矢印V)させ、その下面が、下プラテン35上に載置されたブラダユニット80のブラダ保持手段90に接触しない上方位置(離間位置)(図示せず)と、接触して当接する下方位置(当接位置)(図示の位置)との間で往復動させる。
ここで、上プラテン30は、下プラテン35と同様に、ブラダユニット80のブラダ保持手段90(ここでは上係止部材91)に接触及び離間可能な加熱部材であり、加熱手段により所定温度に加熱されて、下面に当接するブラダユニット80のブラダ保持手段90(上係止部材91)を主に加熱する。
この上プラテン30は、下プラテン35と同様に、内部に形成された内部流路(図示せず)に供給されるスチームにより加熱され、スチーム供給源(図示せず)と内部流路の入口とを結ぶ供給用管路31、及び内部流路の出口側に取り付けられた排気用管路32等からなるスチームを循環させる給排気管等が接続されている。また、供給用管路31の途中には、スチームの通路を開閉可能なピストン弁33が接続されており、このピストン弁33を作動させることで供給用管路31が開閉され、開放時にスチーム供給源から供給されるスチームが、上プラテン30の内部流路中に供給されて排気用管路32を通って循環する。上プラテン30は、このスチームにより所定温度に加熱され、当接するブラダ保持手段90(上係止部材91)を主に伝熱により加熱して、ブラダ保持手段90を介してブラダユニット80を上方側から予熱する。
本実施形態の予熱装置1は、これら上下一対のプラテン30、35に加えて、ブラダユニット80を、ブラダ81の内側(ブラダユニット80の内部側)及び/又は外側(ブラダユニット80の外部側)から加熱する加熱手段50を備えており、この加熱手段50による加熱によっても、ブラダユニット80を予熱するようになっている。この予熱装置1では、加熱手段50は、ブラダ81の内側及び/又は外側に向かって、ブラダユニット80を予熱するための加熱流体を供給する手段であり、この供給する加熱流体によりブラダ81及びブラダ保持手段90を加熱して、ブラダユニット80をブラダ81の内側及び/又は外側から予熱する。また、このように使用される加熱流体は、例えば所定温度に加熱されたスチーム(加熱蒸気)や不活性ガス、又は空気等の加熱気体、或いは、加熱された水や油等の加熱液体等の加熱(伝熱)媒体であり、ここでは、ブラダユニット80の内側にスチームを供給して加熱及び予熱する。
具体的には、本実施形態では、加熱手段50は、ブラダユニット80内にスチームを供給するスチーム供給手段51と、スチーム供給時にブラダユニット80の端部(ブラダ保持手段90の上係止部材91の貫通孔等)を塞ぐためのキャップ52等から構成されている。また、スチーム供給手段51は、下プラテン35及び移動台20と一体に移動する連結部材51Aと、その先端(上端)に設けられた接続手段51Bと、連結部材51Aの下端側に接続された管路51C、51D等からなり、主に収容室10内の下方部やその下側を中心に配置されている。
スチーム供給手段51の連結部材51Aは、下プラテン35の略中心位置に、その上面側から移動台20の下面側まで貫通して配置されて移動台20に取り付けられ、移動台20側(下側)の大径な円柱状部分に対して、下プラテン35側(上側)の上端部が、より小径な円柱状に形成されて、下プラテン35の上面から上方に向かって収容室10内に突出して配置(以下、この部分を突出部51Sという)されている。この連結部材51Aの突出部51Sは、ブラダユニット80の下係止部材92の中心に形成された貫通孔に填め込まれる等して嵌合可能に形成され、下プラテン35上にブラダユニット80が載置された状態では、ブラダユニット80の内側近傍まで挿入され、かつ下係止部材92の貫通孔を塞いで、そこからのスチームの漏出を抑制するようになっている。
また、連結部材51Aの内部には、例えばブラダユニット80内にスチームを供給するための供給用流路、及びブラダユニット80内からスチームを排気するための排気用流路等からなる、スチームを循環させるための循環流路(図示せず)が形成されており、それぞれ一端側が突出部51Sの先端に開口し、他端側が移動台20よりも下側の端部に開口している。この循環流路の突出部51S先端の開口部(図示せず)には、下係止部材92に接続される周知の接続カプラである接続手段51Bが取り付けられており、突出部51Sが下係止部材92の前記貫通孔に嵌合したときに、その付近の下係止部材92の周辺部分に接続される等して、各開口部をブラダユニット80の内部に連通させるようになっている。
一方、循環通路の他端側(連結部材51Aの下端側)の開口部(図示せず)には、それぞれスチーム供給源(図示せず)と、内部の供給用流路とを結ぶ供給用管路51C、及び内部の排気用流路の出口側に取り付けられた排気用管路51D等からなるスチームを循環させる給排気管等が接続されている。加えて、供給用管路51Cの途中には、スチームの通路を開閉可能な電動弁や電磁弁、又は操作弁(ここではピストン弁)51Eが接続され、スチーム供給手段51は、このピストン弁51Eに所定の空気圧を作用させて作動させ、スチーム通路を開閉してスチームを供給及び停止する。
以上のスチーム供給手段51に対し、キャップ52は、収容室10内の上方側に配置されており、上プラテン30の略中心に、かつ、その下面の連結部材51A及び突出部51Sに対向する位置に取り付けられて、上プラテン30と一体に移動する。キャップ52は、上プラテン30の下面に取り付けられた略円盤状の蓋部材52Aと、蓋部材52Aの下面側の中心に固定された略円柱状のプラグ52B等からなり、プラグ52Bが、蓋部材52Aから下方向に向かって収容室10内に突出して配置されている。このキャップ52のプラグ52Bは、ブラダユニット80の上係止部材91の中心に形成された貫通孔に填め込み可能な直径に形成されるとともに、例えば外周面にオーリング等の封止部材が設けられる等して、上係止部材91の貫通孔に嵌合可能に形成され、この貫通孔に対する栓部材として機能する。
キャップ52は、上プラテン30が上記した離間位置から下降してブラダユニット80の上係止部材91に当接すると、主に蓋部材52Aの下面が上係止部材91の中心部の上面に当接等し、これにより、上係止部材91の貫通孔の全体やその周囲を上側から覆って蓋をする。同時に、プラグ52Bが、上係止部材91の貫通孔内に挿入されて嵌合し、キャップ52は、これら蓋部材52Aによる蓋とプラグ52Bによる栓とにより、ブラダ保持手段90の上係止部材91の貫通孔を塞いでブラダユニット80の上方側端部を閉鎖する。
加熱手段50は、上記した接続手段51Bが接続された下プラテン35上のブラダユニット80に向かって、このキャップ52を上プラテン30と共に下降させて接触させ、ブラダ保持手段90の上下の係止部材91、92の貫通孔を塞ぐ。これにより、ブラダユニット80の両端部を塞いでその内部を閉鎖し、そこからのスチームの漏出を抑制しつつ、供給用管路51Cのピストン弁51Eを開き、連結部材51A及び接続手段51Bを介して、ブラダ81の内側に所定温度のスチームを供給する。また、加熱手段50は、ブラダ81内のスチームを排気用管路51Dから排気し、スチームを順次ブラダユニット80内に供給して、ブラダ81及びブラダ保持手段90を所定温度まで加熱する。
本実施形態の予熱装置1は、主に、この加熱手段50によりブラダユニット80の全体を内側から加熱すると同時に、上記した上下のプラテン30、35によりブラダ保持手段90を介してブラダユニット80を加熱し、これら各加熱により、ブラダユニット80を昇温させて予熱する。その際、例えば供給する各スチームの温度を制御して所定温度のスチームを供給し、或いは、温度測定手段(図示せず)によりブラダユニット80の各部の温度を測定し、この温度の測定結果に基づいて各ピストン弁33、38、51Eを開閉し、各スチームの供給及び停止を制御する等して、ブラダユニット80を所定温度範囲に予熱して保持する。ここでは、予熱装置1は、ブラダユニット80を、80〜190℃の範囲内の温度に予熱して、その範囲内の温度を維持するようになっている。
次に、以上説明した予熱装置1によりブラダユニット80を予熱して、タイヤを製造する手順や動作等について説明する。
なお、以下の各手順等は、例えば、各種のデータ処理や解析、演算等を行うマイクロプロセッサ(MPU)や各種プログラムを格納したROM、処理のための一時的なデータの保存等を行うRAM等の記憶手段等を備えたマイクロコンピュータや、外部機器との接続のためのインターフェース等からなる制御装置(図示せず)により制御されて、所定のプログラムや予め設定された条件等に基づいて、予熱装置1を含むタイヤ製造装置の各部を所定のタイミングで作動させる等、連動して作動させて実行される。
図2は、この予熱装置1により、ブラダユニット80を予熱する手順の一部を示す模式図であり、図1に対応して、その側面から見た概略構成を一部透視等して示している。また、図2では、図1に示す予熱装置1の要部を更に抜き出して、その動作等を順に模式的に示している。
タイヤ製造時には、まず、生タイヤTをタイヤ加硫機100(図4参照)内に収納する前に、ブラダユニット80を生タイヤTに装着等(図5参照)するが、本実施形態のタイヤ製造装置では、その前に、ブラダユニット80を予熱装置1により予熱しておく。予熱時には、まず、図2Aに示すように、収容室10の開閉部11を開き、移動台20を収容室10の外側に移動させて上記した外部位置に配置し、その上面側の下プラテン35の上方に、ブラダユニット80を移載装置(図示せず)により移動させる。続いて、ブラダユニット80を下降させて、スチーム供給手段51の先端(突出部51S及び接続手段51B)をブラダユニット80内に挿入しつつ、ブラダユニット80の下面(ブラダ保持手段90の下係止部材92)を、下プラテン35の上面に当接させて載置する。
次に、移動台20を収容室10の内側に向かって移動(図2Aの矢印H)させ、図2Bに示すように、移動台20及びブラダユニット80の全体を、収容室10内に収容して上記した内部位置に配置し、収容室10の開閉部11を閉じる。続いて、上プラテン30をブラダユニット80に向かって下降(図2Bの矢印V)させて、図2Cに示すように、上プラテン30の下面をブラダユニット80の上面(ブラダ保持手段90の上係止部材91)に当接させるとともに、キャップ52により、ブラダユニット80の上方側端部を封鎖する。
その状態で、上下のプラテン30、35にスチームを供給して加熱し、それぞれ当接するブラダ保持手段90の上下の係止部材91、92を伝熱により加熱して、ブラダ保持手段90を介してブラダユニット80を予熱する。同時に、スチーム供給手段51からブラダ81の内側に向かってスチームを供給し、このスチームによりブラダ81及びブラダ保持手段90を内側から加熱して、ブラダユニット80を所定温度(ここでは80〜190℃の範囲内の温度)に予熱する。
このタイヤ製造装置では、このようにして、ブラダユニット80を収容室10内で予熱する、即ち、上記したようにタイヤ加硫機100(図4参照)内で予熱せずに、その外部に別個に設けた予熱装置1内(タイヤ加硫機100外)でブラダユニット80を予熱して保持しておく。次に、予熱したブラダユニット80を、上記と逆の手順で予熱装置1内から取り出し、ブラダユニット着脱装置120(図5参照)に搬送して、加硫金型110内に収納する前の生タイヤTに、上記と同様の手順等によりブラダユニット80を装着する。その際、ブラダ81を膨張させる等して生タイヤTの内面に密着させ、生タイヤTを所定形状にシェーピングして、ブラダ保持手段90の係止部材91、92同士を締結手段(図示せず)により締結等する。
次に、ブラダユニット80を装着した生タイヤTを、タイヤ加硫機100(図4参照)の加硫金型110内に一体に収納し、この生タイヤT内でブラダユニット80のブラダ81を膨張させ、生タイヤTを加硫金型110の内面に押し付けながら加熱して加硫成型する。タイヤ製造装置は、この加硫成型時の熱と圧力により、生タイヤTの未加硫ゴムに加硫反応(架橋反応)を進行させつつ、その外形を加硫金型110により型付けし、所定時間経過後に、ブラダユニット80を加硫成型後のタイヤとともにタイヤ加硫機100外に取り出す。その後、ブラダユニット80を、ブラダユニット着脱装置120によりタイヤ内から取り外し、所定形状及び性能の製品タイヤを製造する。
以上説明したタイヤ製造工程で、このタイヤ製造装置では、タイヤ加硫機100外で生タイヤTにブラダユニット80を装着し、ブラダ81を膨張させて生タイヤTを内側から支持するため、その形状を安定させて所定形状に保持でき、加硫金型110内に収納されるまでの生タイヤTに変形が生じるのを抑制することができる。また、生タイヤTへのブラダユニット80の装着やシェーピング等、加硫成型の前処理や後処理の作業をタイヤ加硫機100外で行うため、それらに相当する分の時間が短縮されて、機体の稼動効率や加硫成型の作業効率を高めることができ、タイヤ製造の生産性を向上させることができる。更に、このタイヤ製造装置では、上記したようにブラダユニット80の変更に迅速かつ柔軟に対応できるため、タイヤ加硫機100の稼動効率を高めることができる等、タイヤ製造の生産性を一層向上させることができる。
加えて、本実施形態では、生タイヤTに装着する前のブラダユニット80を予熱装置1により予熱するため、ブラダユニット80及び生タイヤTを予め加熱して、加硫金型110内への収納時に、それらの温度を従来よりも高くすることができる。これに伴い、生タイヤT及びブラダユニット80を加硫金型110内に収納してから、所定の加硫温度まで昇温するまでの時間を短縮でき、タイヤ加硫機100による加硫時間を短縮することができる。同時に、このタイヤ製造装置では、ブラダユニット80の予熱をタイヤ加硫機100外で行うため、タイヤ加硫機100をより有効に活用できるとともに、ブラダ81の変更後等でも、タイヤ加硫機100による加硫成型を直ちに再開できる等、その稼働効率を効果的に高めることができる。従って、本実施形態によれば、タイヤ加硫機100の稼働効率や加硫成型の作業効率が高くなり、タイヤ製造の生産性を向上させることができる。
また、この予熱装置1では、加熱手段50によるブラダ81の内側からの加熱に合わせて、上下のプラテン30、35によりブラダ保持手段90(係止部材91、92)を加熱するため、ブラダユニット80を加熱して予熱するための時間(予熱時間)を短縮することができる。
即ち、加熱手段50から供給するスチームのみでも、ブラダ81やブラダ保持手段90を直接加熱して予熱できるものの、この場合には、ブラダ保持手段90の上下の係止部材91、92から当接する予熱装置1に放熱し、所定温度まで加熱するのに、より長い時間が必要になる。一方、上下のプラテン30、35からの伝熱による予熱のみでは、ブラダ81を加熱して昇温させる効果が低く、その温度を所定温度まで加熱するのに長時間を要し、かつブラダ保持手段90は、ブラダ81に熱を奪われて予熱後急速に温度が低下する傾向があるため、この場合には、ブラダユニット80を充分に予熱するために、加熱時間を比較的長くする必要がある。しかしながら、この予熱装置1では、スチームによりブラダ81を中心に直接加熱してブラダユニット80を効果的に昇温させ、ブラダ保持手段90の温度低下を抑制できるとともに、ブラダ保持手段90からの放熱も防止できるため、ブラダユニット80を効果的に加熱して短時間で予熱することができる。
ここで、本実施形態では、ブラダユニット80を予熱装置1の収容室10内で予熱したが、予熱装置1に収容室10を設けずに、ブラダユニット80を、外部に対して開放した空間で加熱及び予熱するようにしてもよい。ただし、この予熱装置1のように、収容室10を外部から区画して形成し、その中でブラダユニット80を加熱して予熱するものでは、収容室10内から外部へ熱が逃げ難くなる等して、ブラダユニット80からの放熱を抑制することができる。これに伴い、ブラダユニット80の加熱や所定温度での保持に必要な熱量を削減でき、供給する熱(スチーム)を効果的に使用できるため、省エネルギー化を図ることもできる。従って、ブラダユニット80は、予熱装置1に収容室10を設けてその中で予熱するのが望ましく、その際、収容室10は、外部から完全に密閉されている必要はなく、外部に対して一部が開放されている等、外部と一部が連通した状態で区画されていてもよい。
また、ブラダユニット80の予熱温度が80℃よりも低い場合には、上記した加硫成型時に加硫時間を短縮する充分な効果が得られない恐れがある。一方、この予熱温度が190℃よりも高い場合には、生タイヤTにブラダユニット80を装着するときに、生タイヤTの一部の未加硫ゴムに加硫反応が進行して、いわゆるゴム焼けが発生する等、生タイヤTに悪影響を及ぼす恐れがある。そのため、ブラダユニット80は、80〜190℃の範囲内の温度になるように制御して予熱するのが、より望ましい。
なお、本実施形態では、加熱手段50によりブラダ81の内側にスチームを供給してブラダユニット80を予熱したが、この予熱は、例えばブラダ81の外側の収容室10内にスチームを供給し、又は、ブラダ81の内外の両方に略同一圧力のスチームを供給する等、ブラダ81の内側及び/又は外側に、加熱気体等の加熱流体を供給して行うようにしてもよい。
(ブラダユニットの予熱試験)
本発明の効果を確認するため、以上説明した本実施形態の予熱装置1(図1、図2参照)によりブラダユニット80を予熱して、その予熱特性を試験した。この試験では、ブラダユニット80の予熱開始から、ブラダ81とブラダ保持手段90(係止部材91、92)の温度を連続して測定し、各測定結果に基づいて、各部の温度の変化態様や、ブラダ81及びブラダ保持手段90が目標温度に到達するまでの時間等を評価した。その際、ブラダ81の温度は1箇所で、ブラダ保持手段90の温度は異なる3箇所で、それぞれ測定した。
図3は、この温度の測定結果を示す線図(グラフ)であり、図の縦軸は各測定箇所の表面温度(℃)を、横軸は予熱開始からの経過時間(予熱時間)(分)を、それぞれ示している。また、図中、T1はブラダ81の温度(温度変化)を、T2はブラダ保持手段90の温度(温度変化)を、それぞれ示している。
その結果、図示のように、ブラダ81の温度T1は、予熱開始時の約65℃から徐々に上昇し、約20分で目標温度である80℃に到達した。これより、ブラダ81は、約20分で予熱できることが分かった。一方、ブラダ保持手段90の温度T2は、いずれの測定箇所でも、目標温度である100℃に極めて早期(予熱時及び約2分後)に到達するとともに、ブラダ81の予熱が完了する約20分後でも約170℃前後であり、その段階でも、上記した望ましい範囲内(80〜190℃)の温度に維持できることが分かった。
以上の結果から、本発明により、ブラダユニット80を、生タイヤTへの装着前にタイヤ加硫機100外で比較的短時間で予熱でき、タイヤ加硫機100の稼働効率や加硫成型の作業効率を高めて、タイヤ製造の生産性を向上できることが分かった。
本実施形態のブラダユニットの予熱装置の要部を示す模式図である。 本実施形態の予熱装置によりブラダユニットを予熱する手順の一部を示す模式図である。 ブラダユニットの予熱開始からの温度変化を示す線図である。 従来のタイヤ加硫機の概略構成を示す要部模式図である。 従来のタイヤ製造装置が備えるブラダユニット着脱装置を模式的に示す要部断面図である。
符号の説明
1・・・予熱装置、2・・・固定台、10・・・収容室、11・・・開閉部、12・・・上板、20・・・移動台、21・・・車輪、22・・・車輪、23・・・脚部材、30・・・上プラテン、31・・・供給用管路、32・・・排気用管路、33・・・ピストン弁、35・・・下プラテン、36・・・供給用管路、37・・・排気用管路、38・・・ピストン弁、40・・・移動手段、41・・・ピストン・シリンダ機構、41P・・・ピストンロッド、41S・・・シリンダ、42・・・案内手段、42B・・・ガイドブッシュ、42P・・・ガイドピン、50・・・加熱手段、51・・・スチーム供給手段、51A・・・連結部材、51S・・・突出部、51B・・・接続手段、51C・・・供給用管路、51D・・・排気用管路、51E・・・ピストン弁、52・・・キャップ、52A・・・蓋部材、52B・・・プラグ、80・・・ブラダユニット、81・・・ブラダ、90・・・ブラダ保持手段、91・・・上係止部材、92・・・下係止部材。

Claims (7)

  1. 加硫金型への収納前の生タイヤに装着され、該生タイヤとともに前記加硫金型内に収納される膨張可能なブラダ及び該ブラダを保持するブラダ保持手段を有するタイヤ加硫用ブラダユニットを、前記生タイヤへの装着前に予熱する予熱装置であって、
    前記ブラダの内側及び/又は外側に加熱流体を供給する手段を備え、該加熱流体により前記タイヤ加硫用ブラダユニットを予熱することを特徴とするタイヤ加硫用ブラダユニットの予熱装置。
  2. 請求項1に記載されたタイヤ加硫用ブラダユニットの予熱装置において、
    前記ブラダ保持手段に当接して加熱し、該ブラダ保持手段を介して前記タイヤ加硫用ブラダユニットを予熱する加熱部材を備えたことを特徴とするタイヤ加硫用ブラダユニットの予熱装置。
  3. 請求項1又は2に記載されたタイヤ加硫用ブラダユニットの予熱装置において、
    前記タイヤ加硫用ブラダユニットを収容可能な収容室を備え、該収容室内で前記タイヤ加硫用ブラダユニットを予熱することを特徴とするタイヤ加硫用ブラダユニットの予熱装置。
  4. 請求項1ないし3のいずれかに記載されたタイヤ加硫用ブラダユニットの予熱装置において、
    前記タイヤ加硫用ブラダユニットを80〜190℃の範囲内の温度に予熱することを特徴とするタイヤ加硫用ブラダユニットの予熱装置。
  5. 生タイヤを収納可能な加硫金型を有するタイヤ加硫機を備え、該タイヤ加硫機の加硫金型内に収納した生タイヤ内でブラダを膨張させ、該生タイヤを前記加硫金型に押し付けて加硫成型するタイヤ製造装置であって、
    前記加硫金型への収納前の生タイヤに装着され、該生タイヤとともに前記加硫金型内に収納される前記ブラダ及び該ブラダを保持するブラダ保持手段を有するタイヤ加硫用ブラダユニットと、
    該タイヤ加硫用ブラダユニットを前記生タイヤへの装着前に予熱する請求項1ないし4のいずれかに記載されたタイヤ加硫用ブラダユニットの予熱装置と、
    を備えたことを特徴とするタイヤ製造装置。
  6. タイヤ加硫機の加硫金型内に収納した生タイヤ内でブラダを膨張させ、該生タイヤを前記加硫金型に押し付けて加硫成型するタイヤ製造方法であって、
    前記ブラダ及び該ブラダを保持するブラダ保持手段を有するタイヤ加硫用ブラダユニットを前記タイヤ加硫機外で予熱する工程と、
    該予熱したタイヤ加硫用ブラダユニットを前記生タイヤに装着する工程と、
    該タイヤ加硫用ブラダユニットを装着した生タイヤを前記加硫金型内に収納して加硫成型する工程と、
    を有することを特徴とするタイヤ製造方法。
  7. 請求項6に記載されたタイヤ製造方法において、
    前記予熱する工程では、前記タイヤ加硫用ブラダユニットを80〜190℃の範囲内の温度に予熱することを特徴とするタイヤ製造方法。
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