JP2011173390A - Method and apparatus for preheating vulcanization mold - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、被加硫物を加硫する加硫金型の予熱方法および装置に関する。 The present invention relates to a vulcanization mold preheating method and apparatus for vulcanizing a material to be vulcanized.
一般に、タイヤやゴムブロック等の被加硫物を加硫する加硫金型は連続使用されるため、ほぼ常時、加硫金型には高温、高圧の加硫媒体が供給され、加硫温度に保持されている。しかしながら、被加硫物の種類の変更に伴う加硫金型の交換時等にはある程度の時間加硫媒体が供給されないことがあり、このような場合には、加硫金型の温度が常温程度まで低下するので、以下の特許文献1に記載のように、被加硫物の加硫に先立って加硫金型を加硫温度と同等の予熱目標温度まで予熱することが行われている。 In general, a vulcanizing mold for vulcanizing a vulcanized material such as a tire or a rubber block is continuously used. Therefore, a vulcanizing mold is almost always supplied with a high-temperature and high-pressure vulcanizing medium. Is held in. However, the vulcanization medium may not be supplied for a certain period of time when the vulcanization mold is changed due to the change of the type of vulcanized material. In such a case, the temperature of the vulcanization mold is normal temperature. Therefore, the vulcanization mold is preheated to a preheating target temperature equivalent to the vulcanization temperature prior to vulcanization of the vulcanized material, as described in Patent Document 1 below. .
このものは、加硫金型を加熱するためのスチーム配管ラインの途中に、加硫金型の温度をコントロールするための流量調整弁を設けるとともに、加硫金型の温度を検出する温度計を加硫金型に設け、当初は流量調整弁の開度を全開にして大量のスチームを一気に供給し、前記温度計により測定した加硫金型の温度が予熱目標温度に達した時点で、流量調整弁の開度を調整する方法に切換えて加硫金型の温度をコントロールするようにしたもので、前述のように大量のスチームを一気に供給することで、加硫金型を急速に加熱し加硫金型の予熱時間を短縮するようにしている。 This product is provided with a flow rate adjustment valve for controlling the temperature of the vulcanization mold in the middle of the steam piping line for heating the vulcanization mold, and a thermometer for detecting the temperature of the vulcanization mold. A vulcanization mold is provided, and initially the flow rate adjustment valve is fully opened and a large amount of steam is supplied at once.When the temperature of the vulcanization mold measured by the thermometer reaches the preheating target temperature, the flow rate The temperature of the vulcanization mold is controlled by switching to a method that adjusts the opening of the regulating valve. By supplying a large amount of steam at once as described above, the vulcanization mold is heated rapidly. The preheating time of the vulcanizing mold is shortened.
しかしながら、このような従来の加硫金型の予熱方法・装置にあっては、加硫金型が予熱目標温度に達する時点まで大量のスチームを継続して供給するようにしているため、加硫金型の温度は、図2に破線で示すように一旦予熱目標温度R1より大きくオーバーシュートし、その後、放熱により徐々に温度が低下して予熱目標温度R1に落ち着くが、前述のようにオーバーシュート量が大きいため、予熱目標温度R1となるまでに多くの時間が必要となるとともに、多くのスチームを浪費してしまうという課題があった。 However, in such a conventional vulcanization mold preheating method and apparatus, a large amount of steam is continuously supplied until the vulcanization mold reaches the preheating target temperature. The mold temperature once overshoots larger than the preheating target temperature R1, as shown by the broken line in FIG. 2, and then gradually decreases due to heat dissipation and settles to the preheating target temperature R1, but as described above, the overshooting occurs. Since the amount is large, a large amount of time is required to reach the preheating target temperature R1, and a lot of steam is wasted.
この発明は、エネルギーの浪費を抑制しつつ迅速に加硫金型を予熱することができる加硫金型の予熱方法および装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a vulcanization mold preheating method and apparatus capable of quickly preheating a vulcanization mold while suppressing waste of energy.
このような目的は、第1に、加硫金型を加熱する加熱体に加熱源からの加熱媒体を供給通路を通じて供給する一方、供給通路の途中に介装された制御弁の開度を、加硫金型の温度を検出する検出センサの検出温度に基づき制御部により制御して、加熱体に対する加熱媒体の供給量を制御することで、加硫金型を予熱目標温度まで加熱するようにした加硫金型の予熱方法において、検出センサの検出温度が予熱目標温度より若干低温の所定温度に到達するまで、制御弁の開度を制御部によって大とする一方、該所定温度から予熱目標温度に到達するまでの間、制御部により制御弁を絞ってその開度を前記大開度より小とした加硫金型の予熱方法により、達成することができる。 The purpose of this is to firstly supply the heating medium from the heating source to the heating body for heating the vulcanizing mold through the supply passage, while the opening degree of the control valve interposed in the middle of the supply passage is The vulcanization mold is heated to the preheating target temperature by controlling by the control unit based on the detection temperature of the detection sensor for detecting the temperature of the vulcanization mold and controlling the supply amount of the heating medium to the heating element. In the vulcanization mold preheating method, the control unit increases the opening of the control valve until the detection temperature of the detection sensor reaches a predetermined temperature slightly lower than the preheating target temperature, while the preheating target is increased from the predetermined temperature. Until the temperature is reached, this can be achieved by a vulcanization mold preheating method in which the control valve is throttled by the control unit so that the opening degree is smaller than the large opening degree.
第2に、 加硫金型を加熱する加熱体に加熱源からの加熱媒体を供給する供給通路と、供給通路の途中に介装され、加熱体に対する加熱媒体の供給量を制御する制御弁と、加硫金型の温度を検出する検出センサと、検出センサの検出温度に基づき制御弁の開度を制御する制御部とを備え、前記加熱体により加硫金型を予熱目標温度まで加熱するようにした加硫金型の予熱装置において、検出センサの検出温度が予熱目標温度より若干低温の所定温度に到達するまで、制御弁の開度を制御部によって大とする一方、該所定温度から予熱目標温度に到達するまでの間、制御部により制御弁を絞ってその開度を前記大開度より小とした加硫金型の予熱装置により、達成することができる。 Second, a supply passage that supplies a heating medium from a heating source to a heating body that heats the vulcanization mold, a control valve that is interposed in the middle of the supply passage, and controls the supply amount of the heating medium to the heating body; And a detection sensor for detecting the temperature of the vulcanization mold and a control unit for controlling the opening of the control valve based on the detection temperature of the detection sensor, and the vulcanization mold is heated to the preheating target temperature by the heating element. In the vulcanization mold preheating device, the opening of the control valve is increased by the control unit until the detected temperature of the detection sensor reaches a predetermined temperature slightly lower than the preheating target temperature. Until reaching the preheating target temperature, this can be achieved by the preheating device of the vulcanization mold in which the control valve is throttled by the control unit so that the opening degree is smaller than the large opening degree.
この発明においては、検出センサによって検出された加硫金型の温度が、予熱目標温度より若干低温の所定温度に到達した後、予熱目標温度に到達するまでの間、制御部により制御弁を絞って開度を小としたので、予熱目標温度に到達する直前における加硫金型に対する加熱熱量が少なくなって、予熱目標温度からのオーバーシュート量が小さくなる。この結果、放熱により徐々に温度が低下して予熱目標温度に落ち着くまでの時間が短縮され、加硫金型を迅速に予熱目標温度とすることができる。しかも、前述のように制御弁を絞るようにしたので、加熱媒体の供給量を減少することでき、エネルギーの浪費を効果的に抑制することもできる。 In this invention, after the temperature of the vulcanization mold detected by the detection sensor reaches a predetermined temperature slightly lower than the preheating target temperature, the control valve throttles the control valve until it reaches the preheating target temperature. Therefore, the amount of heating to the vulcanization mold immediately before reaching the preheating target temperature is reduced, and the amount of overshoot from the preheating target temperature is reduced. As a result, the time until the temperature gradually decreases due to heat radiation and settles to the preheating target temperature is shortened, and the vulcanization mold can be quickly set to the preheating target temperature. Moreover, since the control valve is throttled as described above, the supply amount of the heating medium can be reduced, and waste of energy can be effectively suppressed.
また、請求項2に記載のように構成すれば、前述のオーバーシュート量を確実に小さくすることができ、さらに、請求項3に記載のように構成すれば、エネルギーの浪費を強力に抑制することができる。また、請求項5に記載のように構成すれば、加硫空間の温度と検出センサによる検出温度との乖離を効果的に小さくすることができ、さらに、請求項6に記載のように構成すれば、検出センサを加硫金型に容易かつ安価に設置することができる。 In addition, if configured as described in claim 2, the above-described overshoot amount can be surely reduced, and if configured as described in claim 3, energy waste is strongly suppressed. be able to. Further, if configured as described in claim 5, the difference between the temperature of the vulcanization space and the temperature detected by the detection sensor can be effectively reduced, and further, configured as described in claim 6. For example, the detection sensor can be easily and inexpensively installed in the vulcanization mold.
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において、11は加硫装置であり、この加硫装置11は静置された下基台12を有し、この下基台12の上面には内部に加熱室13が形成された下プラテン14が取り付けられている。この下プラテン14の上面には図示していない被加硫物としての未加硫タイヤの下側サイドウォール部を主に型付けする下モールド15が固定されている。なお、この発明においては、ゴムブロック等の被加硫物を加硫装置により加硫するようにしてもよい。
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a vulcanizing device. The vulcanizing device 11 has a stationary lower base 12, and a lower platen having a
18は前記下基台12の上方に設置された上基台であり、この上基台18は図示していない昇降手段から付与された昇降力により昇降することで、下基台12に対し離隔、接近することができる。19は上基台18の直下に設置された上部プレートであり、この上部プレート19は上基台18と一体的に昇降することができるとともに、図示していない移動機構により上基台18と個別に昇降することもできる。
この上部プレート19の下面には内部に加熱室22が形成された上プラテン23が取り付けられ、この上プラテン23の下面には前記未加硫タイヤの上側サイドウォール部を主に型付けする上モールド24が固定されている。25は上部プレート19の半径方向外側に設置され、内部に加熱室27が形成されたアウターリングであり、このアウターリング25の上端は前記上基台18の半径方向外端部に固定されている。また、このアウターリング25は前記上部プレート19と同軸で、その下部内周には上方に向かうに従い半径方向内側に傾斜した傾斜面26が形成されている。
An upper platen 23 having a
29は周方向に並べて配置された複数、例えば9個のスライダであり、これらスライダ29の上端は上モールド24より半径方向外側の上プラテン23の下面に半径方向に移動可能に支持されている。また、前記スライダ29の外周には前記アウターリング25の傾斜面26と同一勾配の傾斜面30が形成され、これらの傾斜面30と前記傾斜面26とはあり継手によって連結されながら摺動可能に係合している。前記スライダ29の内周にはセクターモールド33がそれぞれ固定され、これらセクターモールド33は未加硫タイヤのトレッド部を主に型付けすることができる。
Reference numeral 29 denotes a plurality of, for example, nine sliders arranged side by side in the circumferential direction. The upper ends of these sliders 29 are supported on the lower surface of the upper platen 23 radially outward from the upper mold 24 so as to be movable in the radial direction. An inclined surface 30 having the same gradient as the inclined surface 26 of the
そして、スライダ29の下端が下プラテン14の上面に当接するまで上基台18、上部プレート19等が一体的に下降した後、上基台18がさらに下降して上部プレート19に接近すると、スライダ29、セクターモールド33は上プラテン23に支持されながら前記傾斜面26、30の楔作用により半径方向内側に同期移動する。そして、全てのセクターモールド33が半径方向内側限まで移動すると、これらセクターモールド33の周方向両端同士は密着して連続したリング状を呈する。
Then, after the
このとき、セクターモールド33は下降限に位置する上モールド24および下モールド15に密着するため、これら下、上モールド15、24およびセクターモールド33からなる加硫金型37は閉止し、内部に未加硫タイヤを収納するドーナツ状の加硫空間39を形成する。また、前述した加熱室13が形成された下プラテン14、加熱室22が形成された上プラテン23および加熱室27が形成されたアウターリング25は全体として、前記加硫金型37を加熱する加熱体38を構成する。
At this time, since the
41はスチームあるいは高温に加熱された空気、不活性ガス等の加熱媒体が貯蔵された加熱源であり、この加熱源41と前記加熱体38の加熱室13、22、27とは前記加熱源41からの加熱媒体を加熱体38に供給する供給通路42により接続されている。ここで、前記供給通路42は加硫装置11側において二股に分岐しているが、これら供給通路42の二股分岐部の途中には流量調整を行う制御弁43がそれぞれ介装されており、この結果、これら制御弁43により加熱体38の加熱室13、22、27に対する加熱媒体の供給量が制御される。
41 is a heating source in which a heating medium such as steam or air heated to a high temperature or an inert gas is stored. The
46は前記加硫金型37、ここでは下モールド15に形成され、その外面から内面(加硫空間39)に向かって延びる有底の穴であり、この穴46に加硫金型37の温度を検出する、例えばサーミスタ、熱電対、測温抵抗体等の検出センサ47を収納することで、該検出センサ47を加硫金型47に取付けている。このように検出センサ47を加硫金型37に取付け、加硫空間39に近接した位置で加硫金型37の温度を検出するようにすれば、加硫空間39の温度と検出センサ47による検出温度との乖離を効果的に小さくすることができる。
46 is a bottomed hole formed in the vulcanizing
なお、この発明においては、検出センサを加硫金型の外面に耐熱用テープにより貼付けることで取り付けるようにしてもよく、この場合には、検出センサを加硫金型に容易かつ安価に設置することができる。50はパソコン等からなる制御手段であり、この制御手段50には前記検出センサ47が検出した加硫金型37の検出温度が検出信号として該検出センサ47から入力される。
In the present invention, the detection sensor may be attached by sticking to the outer surface of the vulcanization mold with heat-resistant tape. In this case, the detection sensor is easily and inexpensively installed on the vulcanization mold. can do.
53は制御弁43と同数の電空変換器であり、これらの電空変換器53に前記制御手段50から検出センサ47の検出温度に応じた制御信号が出力されると、これら電空変換器53は前記制御信号を空気圧力信号に変換して制御弁43の開度をそれぞれ変化させる。前述した制御手段50、電空変換器53は全体として、検出センサ47の検出温度に基づき制御弁43の開度を制御して加硫金型37の温度を制御する制御部54を構成する。
53 is the same number of electropneumatic converters as the
また、前述した加熱源41、供給通路42、制御弁43、検出センサ47、制御部54は全体として、加熱体38に供給される加熱媒体量を制御することで、例えば、常温程度の低温まで温度が低下している閉止状態の加硫金型37を予熱目標温度R1、例えば加硫温度と同等の 170度Cまで加熱する予熱装置55を構成する。ここで、前記加硫金型37の温度が低温まで低下する場合としては、タイヤの種類の変更に伴って加硫金型37の交換を行う場合や、休暇、生産ラインのトラブル等により加硫作業を中断する場合を挙げることができ、これらの場合には、ある程度の時間加硫媒体が加硫装置11に供給されなくなり加硫金型37の温度が低下してしまうのである。
Further, the
そして、このように温度が低下した加硫金型37を加熱体38によって前述の予熱目標温度R1まで加熱する場合には、まず、検出センサ47による検出温度が低温であるので、制御部54を構成する制御手段50によって制御弁43の開度を大と、ここでは最大開度とする。この結果、加熱源41から加熱媒体が供給通路42を通じて加熱体38に大量に供給され、加硫金型37は加熱体38により急速に加熱される。このとき、検出センサ47が加硫金型37の温度を常時検出しているが、この検出センサ47が検出した加硫金型37の検出温度が、前述の低温から前記予熱目標温度R1より若干低温の所定温度R2(図2参照)に到達するまでの間においては、前記制御手段50は制御弁43の開度を大に保持する。なお、このとき、前記加硫空間39には図示していないブラダが収納されているが、このブラダに対し同様に加熱媒体を供給してもよい。
Then, when heating the
そして、検出センサ47が検出した加硫金型37の検出温度が前述の所定温度R2に達すると、制御手段50は電空変換器53に制御信号を出力して該電空変換器53により制御弁43を絞り、その開度を前述した大開度より小さな小開度とする。この結果、加熱源41から加熱体38に供給される加熱媒体量が減少して、加熱体38による加硫金型37の加熱速度が低下する。そして、検出センサ47が検出した加硫金型37の検出温度が予熱目標温度R1に到達すると、制御手段50は通常の温度制御を開始する。
When the detected temperature of the
このように検出センサ47によって検出された加硫金型37の温度が所定温度R2に到達した後、予熱目標温度R1に到達するまでの間、制御部54により制御弁43を絞って開度を小としたので、予熱目標温度R1に到達する直前における加硫金型37に対する加熱熱量が少なくなって、予熱目標温度R1からのオーバーシュート量が、図2に実線で示すように従来技術(破線)より小さくなる。この結果、放熱により加硫金型37の温度が徐々に低下して予熱目標温度R1に落ち着くまでの時間が短縮され、加硫金型37を迅速に予熱目標温度R1とすることができる。しかも、前述のように制御弁43を絞るようにしたので、加熱媒体の供給量を減少することでき、エネルギーの浪費を効果的に抑制することもできる。
Thus, after the temperature of the
ここで、この実施形態では、加硫金型37の温度が所定温度R2から予熱目標温度R1に到達するまでの間、前述のオーバーシュート量を確実に小さくするために、制御部54によって制御弁43を連続的に絞りその開度を徐々に小としている。なお、この発明においては、加硫金型37の温度が所定温度R2になったときの1回だけ制御弁43を絞ってその開度を、例えば全開の 1/まで小とし、その後、予熱目標温度R1に到達するまで制御弁43の開度を前記 1/2開度に保持してもよく、あるいは、所定温度R2から予熱目標温度R1に到達するまでの間、段階的に制御弁43を絞り、その開度を階段状に小としてもよい。
Here, in this embodiment, the control valve 54 controls the control valve 54 to reliably reduce the amount of overshoot until the temperature of the
前述のように加熱体38の加熱による加硫金型37の温度上昇を検出センサ47によって連続的に検出すれば、加硫金型37が現在の温度から予熱目標温度R1に到達するまでの時間を予め高精度で推測することができる。このため、この実施形態では前記制御手段50に未加硫タイヤの生産ライン58からの生産信号(生産指令)を入力し、該生産信号に基づき制御弁43の開度を大とする始期を制御部54(制御手段50)により決定、例えば、前記生産信号を基に未加硫タイヤが加硫装置11に供給される時期を求め、この供給時期と加硫金型37の予熱目標温度R1への到達時期とが合致するよう、前記供給時期から逆算して制御弁43の開度を大に切換えるスタート時期を決定するようにしている。
As described above, if the temperature rise of the
このようにすれば加硫金型37が予熱目標温度R1に到達後、未加硫タイヤが加硫装置11に供給されるまでの間、加硫金型37を予熱目標温度R1に保持しておくために供給される加熱媒体を確実に低減させることができ、エネルギーの浪費を強力に抑制することができる。なお、60は制御弁43と加熱体38との間の二股に分岐した供給通路42にそれぞれ介装されている圧力センサであり、これらの圧力センサ60は供給通路42を通過する加熱媒体の圧力を検出し、その結果を検出信号として制御手段50に出力する。
In this way, after the
次に、前記実施形態1の作用について説明する。
加硫を施す未加硫タイヤの種類に変更が生じた場合には、この変更に応じて加硫装置11の加硫金型37を対応する加硫金型37に交換するが、このような交換作業が終了した時点では加硫金型37は常温程度の低温である。そして、前述のように交換の終了した加硫金型37を加硫作業に先立ち前述した予熱装置55を用いて予熱目標温度R1まで加熱(予熱)しておけば、加硫作業を迅速に開始ることができ極めて有用である。
Next, the operation of the first embodiment will be described.
When a change occurs in the type of unvulcanized tire to be vulcanized, the
このため、低温の加硫金型37に対し以下のようにして予熱を行う。即ち、生産ライン58からの生産信号(生産指令)が制御手段50に入力されると、該制御手段50は前記生産信号に基づき制御弁43の開度を大とする始期を決定するとともに、前述の始期となったとき、電空変換器53に制御信号を出力する。このとき、検出センサ47により検出される加硫金型37の温度は低温であるため、電空変換器53は前記制御信号を空気圧力信号に変換して制御弁43を操作し、該制御弁43の開度を大(最大開度)とする。
For this reason, preheating is performed on the low-
この結果、加熱源41から加熱媒体が供給通路42を通じて加熱体38に大量に供給され、加硫金型37は加熱体38により急速に加熱される。このとき、検出センサ47が加硫金型37の温度を常時検出しているが、この検出センサ47が検出した加硫金型37の検出温度が、前述の低温から所定温度R2に到達するまでの間においては、前記制御手段50は前記検出温度に基づき制御弁43の開度を制御し、その開度を大に保持する。
As a result, a large amount of heating medium is supplied from the
そして、検出センサ47が検出した加硫金型37の検出温度が所定温度R2に達すると、制御手段50は電空変換器53に制御信号を出力して該電空変換器53により制御弁43を絞り、その開度を前述した大開度より小さな小開度とする。この結果、加熱源41から加熱体38に供給される加熱媒体量が減少して、加熱体38による加硫金型37の加熱速度が低下する。そして、検出センサ47が検出した加硫金型37の検出温度が予熱目標温度R1に到達すると、制御手段50は通常の温度制御を開始する。このように制御手段50は、加硫金型37が所定温度R2から予熱目標温度R1に到達するまでの間、制御弁43を絞ってその開度を小開度とするのである。このようにして加硫金型37は予熱目標温度R1まで加熱(予熱)される。
When the detected temperature of the
このとき、予熱目標温度R1に到達する直前における加硫金型37に対する加熱熱量が少なくなるため、予熱目標温度R1からのオーバーシュート量が小さくなり、この結果、予熱目標温度R1に落ち着くまでの時間が短縮され、加硫金型37を迅速に予熱目標温度R1とすることができる。しかも、前述のように制御弁43を絞るようにしたので、加熱媒体の供給量を減少することでき、エネルギーの浪費を効果的に抑制することもできる。
At this time, since the amount of heating heat to the
そして、加硫金型37の予熱目標温度R1への到達と同時あるいは若干の時間差で未加硫タイヤが加硫装置11に供給されると、上基台18、上部プレート19、上モールド24等を上昇させるとともに、スライダ29、セクターモールド33を半径方向外側に移動させて加硫金型37を開放した後、前記未加硫タイヤを下モールド15上に載置する。その後、上基台18、上部プレート19、上モールド24等を下降させるとともに、スライダ29、セクターモールド33を半径方向内側に移動させて加硫金型37を閉止し、該加硫金型37の加硫空間39に未加硫タイヤを収納する。次に、加熱体38およびブラダに高温、高圧の加硫媒体を供給して未加硫タイヤを加硫する。ここで、前述した予熱装置55は前記加硫媒体を供給する供給装置をそのまま使用してもよいが、加硫媒体供給装置と別個に設置するようにしてもよい。
When the unvulcanized tire is supplied to the vulcanizer 11 at the same time as the
この発明は、被加硫物を加硫する加硫金型を予熱する産業分野に適用できる。 The present invention can be applied to the industrial field of preheating a vulcanization mold for vulcanizing a material to be vulcanized.
37…加硫金型 38…加熱体
39…加硫空間 41…加熱源
42…供給通路 43…制御弁
46…穴 47…検出センサ
54…制御部 55…予熱装置
58…生産ライン
37 ...
39 ...
42 ...
46… Hole 47… Detection sensor
54 ...
58 ... Production line
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