JP2016055528A - タイヤ加硫装置およびそれを用いたタイヤ加硫方法 - Google Patents

Abstract

【課題】空気入りタイヤの加硫時の圧力操作を識別可能に記録するタイヤ加硫装置およびそれを用いたタイヤ加硫方法を提供する。【解決手段】金型１、該金型１の内側にセットしたグリーンタイヤＴの内側に挿入されるブラダー２、高圧源３から供給される圧力媒体Ｍをブラダー２内に導入する導入弁４およびブラダー入口２１、ブラダー２内から圧力媒体Ｍを低圧源５へ排出するブラダー出口２２および放出弁６、並びにブラダー出口２２と放出弁６の間に配置され、その測定値の記録手段に接続された圧力計７を有するタイヤ加硫装置であって、ブラダー出口２２と圧力計７の間に流れ抵抗調節手段８を有することを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤの加硫時の圧力操作を記録するようにしたタイヤ加硫装置およびそれを用いたタイヤ加硫方法に関する。

空気入りタイヤを加硫成形する方法として、金型の内部にグリーンタイヤをセットした後、そのグリーンタイヤの内部に加硫ブラダーを挿入し、そのブラダー内にスチームや窒素ガス等の圧力媒体を供給し膨張させることにより、グリーンタイヤを加熱・押圧することが行われている。

このようなタイヤ加硫を効率的に制御するため種々の加硫方法が提案されている。例えば特許文献１は、タイヤ加硫工程をブラダー内に圧力ガスを供給し加熱・押圧する成形工程、ブラダーから圧力ガスを排気する排気工程、ブラダー内を大気圧に安定化させる安定化工程に分け、ブラダー内の圧力を測定して圧力ガスの排出完了を判断するタイヤ加硫方法を提案している。この加硫方法は、ブラダー内の圧力を実測し、測定された圧力と設定値とを比較して次の操作を行うものである。

近年、加硫ブラダーを使用した加硫方法において、これまでにない圧力操作を行うようになってきた。例えば圧力媒体としてスチームを使用するときブラダー内に凝縮した水を排出したり、或いは圧力媒体としてスチームと窒素ガスを同時に使用するときブラダー内の温度分布を均一にするため、圧力媒体をブラダーに供給する導入弁およびブラダーから排出する放出弁を同時に開状態にする、いわゆるスルー操作が行われることがある。これによりブラダー内の圧力媒体を強い勢いで流動させて、凝縮水をブラダー外に排出したり、ブラダー内の温度を均一化したりすることができる。

上述したスルー操作において、通常の圧力計でブラダー内の圧力を正確に測定することはできないが、スルー操作を行った事実（痕跡）を圧力計の記録に残すことができることがある。しかしながら、圧力を経時的に記録するにあたり、スルー操作を行った事実を記録できたり、記録できなかったりする個体差が加硫装置にある。例えば図６は加硫時にブラダー内へ圧力媒体を供給、排出させるフローの概念図であり、ブラダー２は、高圧源３から供給される圧力媒体Ｍ１を導入弁４を介してブラダー入口２１から受け入れる。またブラダー２内から排出される圧力媒体Ｍ２２がブラダー出口２２から放出弁６を介して低圧源５へ排出される。ブラダー２内の圧力は、ブラダー出口２２および放出弁６の間に配置された圧力計７によって測定される。図７は圧力計７によって測定されたブラダー内の圧力変化を経時的に記録したグラフであり、横軸は加硫時の経過時間、縦軸はブラダー内の圧力である。図７の例は、初めにスチーム、次にスチームおよび窒素ガスを圧力媒体として供給している。この例では、初めのスチーム供給時に導入弁４および放出弁６を同時に開状態にするスルー操作を行い、この操作の事実が図７の１つ目の山の凹部としてその痕跡が残り記録される。しかし次のスチームおよび窒素ガス供給時にもスルー操作を行ったが、図７の破線の長円内に記載されたようにスルー操作の痕跡（圧力変化の記録）が他の部分の圧力変動と大差なく、瞭然性に欠けたものである。しかしタイヤ加硫時の工程管理において、各操作を確実に行い、その記録を容易かつ確実に記録することは、高品質のタイヤを安定的に製造する上で重要である。したがって、加硫成形時のスルー操作についても識別できるように記録に残すことが求められている。

特開平８−３３２６３６号公報

本発明の目的は、空気入りタイヤの加硫時の圧力操作を識別可能に記録するようにしたタイヤ加硫装置およびそれを用いたタイヤ加硫方法を提供することにある。

上記目的を達成する本発明のタイヤ加硫装置は、金型、該金型の内側にセットされたグリーンタイヤの内側に挿入されるブラダー、高圧源から供給される圧力媒体を前記ブラダー内に導入する導入弁およびブラダー入口、前記ブラダー内から前記圧力媒体を低圧源へ排出するブラダー出口および放出弁、並びに前記ブラダー出口と放出弁の間に配置され、その測定値を記録する記録手段に接続された圧力計を有するタイヤ加硫装置であって、前記ブラダー出口と圧力計の間に流れ抵抗調節手段を有することを特徴とする。

本発明のタイヤ加硫方法は、上記のタイヤ加硫装置を使用し、前記金型にグリーンタイヤをセットし、該グリーンタイヤの内側にブラダーを挿入し、該ブラダー内に前記圧力媒体を供給および／または排出することにより、前記グリーンタイヤを加熱、押圧するタイヤ加硫方法であって、前記記録手段が、前記導入弁および放出弁を同時に開にするスルー操作を識別可能に記録することを特徴とする。

本発明のタイヤ加硫装置および加硫方法によれば、圧力計の上流側に流れ抵抗調節手段を配置するようにしたので、この流れ抵抗調節手段の流れ抵抗を調節することにより、導入弁および放出弁を同時に開にするスルー操作を識別可能に記録することができる。

前記流れ抵抗調節手段の圧力損失は、前記ブラダー出口から低圧源の圧力損失の１０〜５０％の間で調整可能であるとよい。これにより前記記録手段が、前記スルー操作を識別可能に記録するとき、前記流れ抵抗調節手段の圧力損失を増減させることにより、スルー操作を識別可能に記録することができる。

前記流れ抵抗調節手段、圧力計および放出弁を通さずに、前記ブラダー内の圧力媒体を低圧源へ排出する第２の排出配管を備えることが好ましい。これにより、導入弁を閉、放出弁を開にしてブラダー内の圧力媒体を迅速に排出するとき、第２の排出経路から排出させ時間を短くすることができる。

タイヤ加硫成形の実施形態の一例を子午線方向断面で模式的に示す説明図である。 本発明のタイヤ加硫装置のブラダー内へ圧力媒体を供給、排出する実施形態を例示するフロー概念図である。 図２の実施形態においてブラダー内の圧力変化を記録した例を示すグラフである。 本発明のタイヤ加硫装置のブラダー内へ圧力媒体を供給、排出する他の実施形態を例示するフロー概念図である。 本発明のタイヤ加硫装置のブラダー内へ圧力媒体を供給、排出する更に他の実施形態を例示するフロー概念図である。 従来のタイヤ加硫装置のブラダー内へ圧力媒体を供給、排出する実施形態を例示するフロー概念図である。 図６のタイヤ加硫装置においてブラダー内の圧力変化を記録した例を示すグラフである。

図１は、タイヤ加硫装置を構成する金型１、加硫用ブラダー２（以下、「ブラダー２」という。）および加硫するグリーンタイヤＴの配置を模式的に示す説明図である。タイヤの加硫成形は、グリーンタイヤＴを金型１内にセットし、グリーンタイヤＴの内側にブラダー２を挿入する。そのブラダー２内に圧力媒体Ｍを供給して膨張させることによりグリーンタイヤＴを金型１の内面に押し付けて加熱、加圧することにより行われる。ブラダー２に供給する圧力媒体Ｍ１としては、スチーム、またはスチームおよび窒素ガスが例示される。またブラダー２から排出される圧力媒体Ｍ２には、スチーム、窒素ガスに凝縮水が加えられる。

タイヤの加硫成形では、ブラダー２内への圧力媒体Ｍの供給および排出を適切に制御することにより、加硫を効率的に進めかつ品質が高いタイヤを安定的に製造する。図２は、本発明において、ブラダー２内へ圧力媒体Ｍを供給、排出する実施形態を例示するフロー概念図である。

図２において、ブラダー２は、高圧源３から供給される圧力媒体Ｍ１を導入弁４を介してブラダー入口２１から受け入れる。またブラダー２内から排出される圧力媒体Ｍ２２がブラダー出口２２を出て放出弁６を介して低圧源５へ排出される。ブラダー２内の圧力は、ブラダー出口２２および放出弁６の間に配置された圧力計７によって測定される。ブラダー２内の圧力は、ブラダー出口２２および放出弁６の間に配置された圧力計７によって測定される。圧力計７は、記録手段（図示せず）に接続し、圧力計７で測定された値が記録手段により記録される。

本発明の加硫装置は、ブラダー出口２２と圧力計７の間に流れ抵抗調節手段８を有する。流れ抵抗調節手段８としては、例えば絞り弁、可変絞り弁、流量調整弁、オリフィス、配管の内径縮小部、ピストン弁等を例示することができる。

圧力計７の上流側に流れ抵抗調節手段８を配置することにより、スルー操作時の圧力変化の大きさを適正にし、圧力計７がその圧力変化を検知することができるようにする。このため圧力計７に接続する記録手段が、スルー操作が行われた事実を圧力変化の軌跡（痕跡）として識別可能に記録することができる。ここで識別可能に記録するとは、スルー操作を行っていない他の部分およびこの他の部分に記録された誤差を含む圧力変動と容易に区別することができることをいう。スルー操作が行われた事実を記録できれば圧力の値が正しくなくてもよい。

図３は、上述したフロー概念を備えた加硫装置で加硫成形したとき、ブラダー内の圧力変化を記録したグラフの例である。図３において、加硫成形の初期にスチーム、続く中期以降にスチームおよび窒素ガスを圧力媒体としてブラダー内へ供給している。このとき初期のスチーム供給時に導入弁４および放出弁６を同時に開状態にするスルー操作を行い、ブラダー２内に強い勢いでスチームを流動させ、ブラダー内の温度を均一化するとともに凝縮水をブラダー外へ排出する。この初期のスルー操作の事実は、図３の１つ目の山の深い凹部としてその痕跡が現れ記録される。この初期のスルー操作に相当する凹部（圧力変化）の大きさは、流れ抵抗調節手段を有しない加硫装置で先に示した図７に現れた凹部（圧力変化）よりも大きく容易に識別することができる。

また中期以降にスチームおよび窒素ガスを圧力媒体にしたときのスルー操作は、図３の破線の長円内に記載されたようにその操作の事実が、明確な凹部として現れ、識別可能な圧力変化として記録される。この中期以降のスルー操作は、先に示した図７の破線の長円内のように、流れ抵抗調節手段を有しない加硫装置では、他のスルー操作を行っていない他の領域の測定誤差を含む圧力変動と十分に区別することができないものであった。しかし 圧力計７の上流側に流れ抵抗調節手段８を配置することにより、スルー操作を行った事実を圧力変化の軌跡としてはっきりと記録することができる。

本発明において、流れ抵抗調節手段８の圧力損失は、ブラダー出口２２から低圧源５の圧力損失を１００％にするとき、好ましくは１０〜５０％の間の大きさに調整することができる。流れ抵抗調節手段８の圧力損失が１０％未満であると、スルー操作の事実を識別可能な圧力変化として記録することができない虞がある。また流れ抵抗調節手段８の圧力損失が５０％を超えると、圧力媒体の排出速度が低下してしまいスルー操作の所期の目的を果たすことができない虞がある。流れ抵抗調節手段８の圧力損失は、より好ましくはブラダー出口２２から低圧源５の圧力損失に対し２５〜４５％であるとよい。流れ抵抗調節手段８の圧力損失は、例えば絞り弁なら開度を調節したり、オリフィスならばオリフィス径を調節することにより、調整することができる。

本発明のタイヤ加硫装置は、図４，５に例示するように、ブラダー２内の圧力媒体Ｍ２を、流れ抵抗調節手段８および圧力計７を通さずに、低圧源５へ排出する第２の排出配管１０を有することができる。図４の例はブラダー２と低圧源５を放出弁９を介して接続する第２の排出配管１０を設けた実施形態、図５の例はブラダー出口２２と流れ抵抗調節手段８との間の配管から放出弁９を介して低圧源５に接続する第２の排出配管１０を設けた実施形態である。いずれも場合も導入弁４を閉、放出弁９を開にしてブラダー２内の圧力媒体Ｍ２を第２の排出配管１０を通して排出することにより、ブラダー内の圧力媒体を迅速に排出することができ、加硫時間を短くすることができる。なお第２の排出配管１０の放出弁９は、加硫の終了後など圧力媒体を迅速に排出するときに開状態とし、スルー操作を含む他の工程では閉状態にするとよい。

本発明のタイヤ加硫方法は、上述したタイヤ加硫装置を使用し、金型１にグリーンタイヤＴをセットし、グリーンタイヤＴの内側にブラダー２を挿入し、ブラダー２内に圧力媒体Ｍを供給および／または排出することにより、グリーンタイヤＴを加熱、押圧する。加硫成形の初期は、導入弁４を開、放出弁６を閉にして、ブラダー２内へスチーム（圧力媒体）を供給し、ブラダーを膨張させ、グリーンタイヤＴを加熱、押圧する。ブラダー２内のスチームは熱量を失い凝縮して水になる。この凝縮水は、ブラダー２内の下側に集まり、上下方向の温度が生じる原因になる。このため導入弁４および放出弁６を共に開状態にするスルー操作を行う。このスチームのスルー操作により、ブラダー２内を勢いよく流動させ、ブラダー内の温度を均一化するとともに凝縮水をブラダー外へ排出することができる。このスルー操作の事実は、識別可能な圧力変化として記録される。スルー操作の後、再度ブラダー２内にスチームを供給、充填し、グリーンタイヤＴを加熱、押圧する。このスチーム加硫の終了後、導入弁４を閉、放出弁６を開にしてブラダー２内の凝縮水を排出する。

続く加硫成形の中期以降、スチームおよび窒素ガスを圧力媒体とし、導入弁４を開、放出弁６を閉にして、ブラダー２内へ供給し、更に高い温度および圧力でグリーンタイヤＴを加熱、押圧する。高温状態の窒素ガスをスチームと共に供給すると、ブラダー２内の上側の温度が高くなり、温度分布が不均一になる。このため導入弁４および放出弁６を共に開状態にするスルー操作を行う。このスチームのスルー操作により、ブラダー２内を勢いよく流動させ、ブラダー内の温度を均一化する。このスルー操作の事実は、流れ抵抗調節手段８を通して圧力媒体を排出することにより、識別可能な圧力変化として記録される。

なおスルー操作に相当する圧力変化を識別するため、より大きな軌跡として記録する必要があるとき、流れ抵抗調節手段８の圧力損失を増減させることにより、圧力計の記録に残される圧力変化をより大きくすることができる。

スチームおよび窒素ガスのスルー操作を終えた後、再度ブラダー２内にスチームおよび窒素ガスを供給、充填し、タイヤを加熱、押圧する。加硫が完了した後、ブラダー２内のスチームおよび窒素ガスを排出し、収縮させたブラダー２を加硫したタイヤからを抜き取ると共に、タイヤを金型１から取り出す。この加硫終了時の圧力媒体のブラダー２からの排出は、第２の排出配管１０から排出することが好ましく、圧力媒体を迅速に排出し、加硫時間を短縮することができる。

以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

同一仕様のグリーンタイヤ（タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６）を加硫成形するとき、実施例１および２では図２および図５に示したフロー概念に相当するタイヤ加硫装置を使用し、比較例１では図６に示したフロー概念に相当する、流れ抵抗調節手段を有しないタイヤ加硫装置を使用した。なお実施例１，２のタイヤ加硫装置において、流れ抵抗調節手段として、オリフィスを圧力計の上流側に配置した。

比較例１の加硫成形では、図７に示したように、初期のスチームのスルー操作は、識別可能な圧力変化として記録することができた。しかしながら中期以降のスチームおよび窒素ガスのスルー操作については、識別可能な圧力変化として記録することができず、スルー操作以外の領域の誤差を含む圧力変動と大差がなかった。この程度の小さな圧力変化の軌跡では、スルー操作の事実の記録として瞭然性に欠けるものであった。

実施例１および２の加硫成形では、図３に示したように、初期のスチームのスルー操作および中期以降のスチームおよび窒素ガスのスルー操作について、識別可能な圧力変化として明確に記録することができた。いずれの圧力変化もスルー操作の事実の記録として十分な瞭然性を有するものである。

また実施例１および２の加硫成形時に、オリフィス径を変化させ、流れ抵抗調節手段の圧力損失を増減させることにより、スルー操作に起因する圧力変化の大きさが変化することを確認した。さらに実施例２の加硫成形の終了時に、導入弁４および放出弁６を閉、放出弁９を開にすることにより、ブラダー２内の圧力媒体を迅速に排出することができた。

１ 金型
２ 加硫ブラダー
２１ ブラダー入口
２２ ブラダー出口
３ 高圧源
４ 導入弁
５ 低圧源
６ 放出弁
７ 圧力計
８ 流れ抵抗調節手段
９ 放出弁
１０ 第２の排出配管
Ｍ，Ｍ１，Ｍ２ 圧力媒体
Ｔ グリーンタイヤ

Claims (6)

1. 金型、該金型の内側にセットされたグリーンタイヤの内側に挿入されるブラダー、高圧源から供給される圧力媒体を前記ブラダー内に導入する導入弁およびブラダー入口、前記ブラダー内から前記圧力媒体を低圧源へ排出するブラダー出口および放出弁、並びに前記ブラダー出口と放出弁の間に配置され、その測定値を記録する記録手段に接続された圧力計を有するタイヤ加硫装置であって、前記ブラダー出口と圧力計の間に流れ抵抗調節手段を有することを特徴とするタイヤ加硫装置。
2. 前記流れ抵抗調節手段の圧力損失を、前記ブラダー出口から低圧源の圧力損失の１０〜５０％の間で調整可能であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫装置。
3. 前記流れ抵抗調節手段および圧力計を通さずに、前記ブラダー内の圧力媒体を低圧源へ排出する第２の排出配管を有することを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ加硫装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ加硫装置を使用し、前記金型にグリーンタイヤをセットし、該グリーンタイヤの内側にブラダーを挿入し、該ブラダー内に前記圧力媒体を供給および／または排出することにより、前記グリーンタイヤを加熱、押圧するタイヤ加硫方法であって、前記記録手段が、前記導入弁および放出弁を同時に開にするスルー操作を識別可能に記録することを特徴とするタイヤ加硫方法。
5. 前記記録手段が、前記スルー操作を識別可能に記録するため、前記流れ抵抗調節手段の圧力損失を増減させることを特徴とする請求項４に記載のタイヤ加硫方法。
6. 請求項３に記載のタイヤ加硫装置を使用し、前記導入弁を閉、放出弁を開にして前記ブラダー内の圧力媒体を排出するとき、前記第２の排出配管から前記圧力媒体を排出することを特徴とする請求項４または５に記載のタイヤ加硫方法。

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