JP2016083915A - Vulcanizer and central mechanism thereof, and tire vulcanizing method - Google Patents

Vulcanizer and central mechanism thereof, and tire vulcanizing method Download PDF

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康哲 坪井
Yasutetsu Tsuboi
康哲 坪井
山下　裕司
Yuji Yamashita
裕司 山下
陽太 中山
Yota Nakayama
陽太 中山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vulcanizer and its central mechanism, and a tire vulcanizing method that can reduce parts for replacing a cylinder packing, cost for work, and generation of production stop loss.SOLUTION: A central mechanism of a vulcanizer for pneumatic tire manufacturing comprises an upper end holding part that holds an upper end of a bladder, a lower end holding part that holds a lower end of the bladder, and a cylinder that raises and lowers the upper end holding part and holds it at a predetermined height. A working fluid of the cylinder is nitrogen gas. The central mechanism of a vulcanizer is provided with a pressure control means that controls so that the working pressure of the nitrogen gas in the cylinder and the internal pressure of the bladder are equal. In a tire vulcanizing method, the upper end holding part is held at a predetermined height during vulcanization by controlling so that the working pressure of the nitrogen gas and the internal pressure of the bladder are equal, using the vulcanizer.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造に用いられる加硫機とその中心機構および前記加硫機を用いて行うタイヤ加硫方法に関する。   The present invention relates to a vulcanizer used for manufacturing a pneumatic tire, a central mechanism thereof, and a tire vulcanizing method performed using the vulcanizer.

空気入りタイヤは、グリーンタイヤを加硫機にセットして、加熱された金型を閉状態にしてグリーンタイヤの外側から加圧・加熱すると共に、ブラダー内に蒸気および窒素ガス（Ｎ２ガス）を充満させてグリーンタイヤの内側から加圧・加熱して、加硫成形することにより製造されている（例えば、特許文献１〜３）。 For pneumatic tires, green tires are set in a vulcanizer, the heated mold is closed and pressurized and heated from the outside of the green tires, and steam and nitrogen gas (N 2 gas) is contained in the bladder. It is manufactured by pressurizing and heating from the inside of a green tire and vulcanizing and molding (for example, Patent Documents 1 to 3).

図４は、従来の加硫機の中心機構の構成および動作を模式的に示す縦断面図である。図４に示すように、中心機構３は、シリンダー３１、シリンダー３１内を昇降するピストン３２、シリンダーパッキン３３、昇降筒３４、上部リング３５、および下部リング３６を備えている。ブラダー３７は、上端部が上部リング３５に、下端部が下部リング３６に保持されることにより、中心機構３にセットされている。昇降筒３４は、ピストン３２の上側に連結され、下部リング３６の中央を貫通して上部リング３５を下側から支えている。上部リング３５は、上下動するシリンダー３１に合わせて上下動する。シリンダーパッキン３３は、ピストン３２の外周に嵌めこまれ、シリンダー３１とピストン３２の間の隙間をシールしている。   FIG. 4 is a longitudinal sectional view schematically showing the configuration and operation of a central mechanism of a conventional vulcanizer. As shown in FIG. 4, the central mechanism 3 includes a cylinder 31, a piston 32 that moves up and down in the cylinder 31, a cylinder packing 33, a lifting cylinder 34, an upper ring 35, and a lower ring 36. The bladder 37 is set in the central mechanism 3 by holding the upper end portion on the upper ring 35 and the lower end portion on the lower ring 36. The lifting cylinder 34 is connected to the upper side of the piston 32 and penetrates the center of the lower ring 36 to support the upper ring 35 from the lower side. The upper ring 35 moves up and down in accordance with the cylinder 31 that moves up and down. The cylinder packing 33 is fitted on the outer periphery of the piston 32 and seals the gap between the cylinder 31 and the piston 32.

シリンダー３１には水を作動流体とする水圧シリンダーが用いられており、上部リング３５の上昇時には、（ａ）図に示すようにピストン３２の下側から水圧が加えられ、下降時には（ｂ）図に示すようにピストン３２の下側の水圧が減圧される。また、シェーピングおよび加硫に際しては上部金型を下降させて（ｃ）図に示すように上部リング３５を所定の高さ位置まで押下げて加硫金型を閉じた後、ブラダー３７にＮ２ガス等の流体を充満させ、金型内にセットされたグリーンタイヤに内側から圧力をかけると共に加熱することにより、グリーンタイヤを加硫成形する。 As the cylinder 31, a hydraulic cylinder using water as a working fluid is used. When the upper ring 35 is lifted, water pressure is applied from the lower side of the piston 32 as shown in FIG. As shown, the water pressure below the piston 32 is reduced. Also, after the closing the vulcanization mold by pressing down the upper ring 35 as shown in (c) FIG lowers the upper mold up to a predetermined height position upon shaping and vulcanizing, the bladder 37 N 2 A green tire is vulcanized by filling a fluid such as gas and applying pressure from the inside to the green tire set in the mold and heating it.

特開平８−５７８６９号公報JP-A-8-57869 特開平１１−７７７０４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-77704 特開２０１３−４３４３６号公報JP 2013-43436 A

しかしながら、従来の中心機構の場合、水とＮ２ガスとの間に圧力差があるため、シリンダーパッキン３３が摩耗したとき、ブラダー３７とシリンダー３１との間に水漏れやＮ２ガス漏れが発生する恐れがある。例えば、上部リング３５の上昇時および下降時にはそれぞれ図４の（ａ）図、（ｂ）図に示すように水がブラダー３７側に漏れ、ブラダー３７の内部温度が低下し、また、上部リング３５が金型に押されている加硫中は、（ｃ）図に示すようにＮ２ガスがシリンダー３１側に漏れてブラダー３７の内圧が低下する。このようなブラダー３７の内部温度の低下や内圧の低下は、タイヤ品質トラブルの発生を招く恐れがある。 However, in the case of the conventional central mechanism, since there is a pressure difference between water and N 2 gas, when the cylinder packing 33 is worn, water leakage or N 2 gas leakage occurs between the bladder 37 and the cylinder 31. There is a fear. For example, when the upper ring 35 is raised and lowered, water leaks to the bladder 37 side as shown in FIGS. 4A and 4B, and the internal temperature of the bladder 37 is lowered. During the vulcanization in which the metal is pressed by the mold, N 2 gas leaks to the cylinder 31 side and the internal pressure of the bladder 37 decreases as shown in FIG. Such a decrease in internal temperature or decrease in internal pressure of the bladder 37 may cause a tire quality trouble.

そこで、このようなトラブルの発生を予防するため、全ての加硫機を対象としてシリンダーパッキン３３の交換を毎年１回／台で実施しているが、部品および工事のためのコストが多大で、生産停止ロスも多く発生するという問題があった。   Therefore, in order to prevent the occurrence of such troubles, the cylinder packing 33 is replaced once per year for all vulcanizers, but the cost for parts and construction is great. There was a problem that many production stop losses occurred.

このため、本発明はシリンダーパッキンを交換するための部品および工事のためのコスト、生産停止ロスの発生を低減することができる加硫機とその中心機構およびタイヤ加硫方法を提供することを課題とする。   Therefore, it is an object of the present invention to provide a vulcanizer, a central mechanism thereof, and a tire vulcanization method capable of reducing the cost for parts replacement for the cylinder packing, construction cost, and production stop loss. And

請求項１に記載の発明は、
空気入りタイヤ製造用の加硫機の中心機構であって、
ブラダーの上端部を保持する上端保持部と、
前記ブラダーの下端部を保持する下端保持部と、
前記上端保持部を昇降させると共に所定の高さに保つシリンダーとを備え、
前記シリンダーの作動流体が窒素ガスであり、
前記シリンダーの窒素ガスの動作圧力と前記ブラダーの内部圧力とを同一圧力に制御する圧力制御手段が設けられている
ことを特徴とする加硫機の中心機構である。 The invention described in claim 1
A central mechanism of a vulcanizer for producing pneumatic tires,
An upper end holding portion for holding the upper end portion of the bladder;
A lower end holding part for holding the lower end part of the bladder;
A cylinder for raising and lowering the upper end holding portion and maintaining a predetermined height;
The working fluid of the cylinder is nitrogen gas,
The central mechanism of a vulcanizer is provided with pressure control means for controlling the operating pressure of nitrogen gas in the cylinder and the internal pressure of the bladder to the same pressure.

また、請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の加硫機の中心機構を備えていることを特徴とする加硫機である。 The invention according to claim 2
A vulcanizer comprising the central mechanism of the vulcanizer according to claim 1.

また、請求項３に記載の発明は、
機械式非垂直加硫機であることを特徴とする請求項２に記載の加硫機である。 The invention according to claim 3
The vulcanizer according to claim 2, which is a mechanical non-vertical vulcanizer.

また、請求項４に記載の発明は、
請求項２または請求項３に記載の加硫機を用い、加硫中、前記窒素ガスの動作圧力を前記ブラダーの内部圧力と等しい圧力に制御して、前記上端保持部を所定の高さに保つことを特徴とするタイヤ加硫方法である。 The invention according to claim 4
The vulcanizer according to claim 2 or 3 is used, and during vulcanization, the operating pressure of the nitrogen gas is controlled to a pressure equal to the internal pressure of the bladder, and the upper end holding portion is set to a predetermined height. A tire vulcanizing method characterized by maintaining.

本発明によれば、シリンダーパッキンを交換するための部品および工事のコスト、生産停止ロスの発生を低減することができる加硫機とその中心機構およびタイヤ加硫方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a vulcanizer, a central mechanism thereof, and a tire vulcanization method capable of reducing the cost for parts for exchanging cylinder packing, construction costs, and production stop loss.

本発明の一実施の形態に係る加硫機の中心機構を模式的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows typically the center mechanism of the vulcanizer which concerns on one embodiment of this invention. 加硫機の中心機構において、圧力の制御を行わない場合に発生する不具合を説明する縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view explaining the malfunction which generate | occur | produces when not controlling pressure in the center mechanism of a vulcanizer. 本発明の一実施の形態に係る加硫機の中心機構の構成および動作を模式的に示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing typically composition and operation of a central mechanism of a vulcanizer concerning one embodiment of the present invention. 従来の加硫機の中心機構の構成および動作を模式的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows typically the structure and operation | movement of the center mechanism of the conventional vulcanizer.

以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments.

１．中心機構
図１は本発明の一実施の形態に係る加硫機の中心機構を模式的に示す縦断面図である。図１に示すように、本実施の形態に係る加硫機の中心機構１は、従来の加硫機の中心機構と同様に、シリンダー１１、ピストン１２、シリンダーパッキン１３、昇降筒１４、上部リング１５、下部リング１６を備えている。 1. Central Mechanism FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a central mechanism of a vulcanizer according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the center mechanism 1 of the vulcanizer according to the present embodiment is a cylinder 11, a piston 12, a cylinder packing 13, a lifting cylinder 14, an upper ring, like the center mechanism of a conventional vulcanizer. 15 and a lower ring 16 are provided.

そして、ブラダー１７は、上端部が上部リング１５に、下端部が下部リング１６に保持されることにより、中心機構３にセットされている。上部リング１５は昇降筒１４に支えられており、シリンダー１１内をピストン１２が昇降することによって上部リング１５が昇降する。   The bladder 17 is set in the central mechanism 3 by holding the upper end portion on the upper ring 15 and the lower end portion on the lower ring 16. The upper ring 15 is supported by the lifting cylinder 14, and the upper ring 15 moves up and down as the piston 12 moves up and down in the cylinder 11.

しかし、本実施の形態に係る中心機構１は、シリンダー１１として、従来の水圧シリンダーに替えて、窒素ガス（Ｎ２ガス）を作動流体としてピストン１２を動作させる空圧式のシリンダー１１が用いられており、この点において従来の中心機構と相違する。このように作動流体に気体のＮ２ガスを用いているため、シリンダーパッキン１３が摩耗して、上部リングの上昇時や下降時、作動流体がシリンダー１１からブラダー１７側に漏れても従来の液体の水に比べてブラダー１７の内部温度の低下が抑制される。 However, the central mechanism 1 according to the present embodiment uses a pneumatic cylinder 11 that operates the piston 12 using nitrogen gas (N 2 gas) as a working fluid instead of the conventional hydraulic cylinder as the cylinder 11. In this respect, it differs from the conventional central mechanism. Since the gaseous N 2 gas is used as the working fluid in this way, the cylinder packing 13 is worn, and even when the upper ring is raised or lowered, the working fluid leaks from the cylinder 11 to the bladder 17 side. The decrease in the internal temperature of the bladder 17 is suppressed as compared with the water.

また、本実施の形態の加硫機の中心機構１は、シリンダー１１のＮ２ガスの動作圧力とブラダー１７の内部圧力とを同一圧力に制御する圧力制御手段を備えている点でも従来の中心機構３と相違する。 The central mechanism 1 of the vulcanizer according to the present embodiment is also provided with pressure control means for controlling the operating pressure of the N 2 gas in the cylinder 11 and the internal pressure of the bladder 17 to the same pressure. It is different from the mechanism 3.

一般的にブラダー１７にはグリーンタイヤの加硫成形に好適な所定の圧力と温度を有する加熱・加圧媒体、例えばＮ２ガスが充満される。一方、シリンダー１１の機能は上部リング１５を昇降させ、加硫中は昇降筒１４を介して上部リング１５を下側から支えるだけであるため、従来シリンダーの動作圧力をブラダーの内部圧力との関係で制御することは考えられていなかった。 In general, the bladder 17 is filled with a heating / pressurizing medium having a predetermined pressure and temperature suitable for vulcanization molding of a green tire, for example, N 2 gas. On the other hand, the function of the cylinder 11 is to raise and lower the upper ring 15 and only support the upper ring 15 from the lower side via the elevating cylinder 14 during vulcanization, so that the operating pressure of the conventional cylinder is related to the internal pressure of the bladder. It was not considered to control with.

この結果、単にシリンダーにＮ２ガスを導入してピストンを動作させた場合、加硫時には、シリンダーのＮ２ガスの動作圧力がブラダーの内部圧力より低くなるため、シリンダーパッキンが摩耗したときには、図２に示すように、ブラダー２７からシリンダー２１側にＮ２ガスが漏れ、ブラダー２７の内部圧力が低下するため、従来と同様に、タイヤ品質トラブルの発生を招く恐れがある。なお、図２において、２は中心機構であり、２４は昇降筒であり、２５は上部リングであり、２６は下部リングである。 As a result, when the piston is operated simply by introducing N 2 gas into the cylinder, the operating pressure of the cylinder N 2 gas becomes lower than the internal pressure of the bladder during vulcanization. As shown in FIG. 2, since N 2 gas leaks from the bladder 27 to the cylinder 21 side and the internal pressure of the bladder 27 is lowered, there is a risk of causing tire quality troubles as in the conventional case. In FIG. 2, 2 is a central mechanism, 24 is an elevating cylinder, 25 is an upper ring, and 26 is a lower ring.

これに対して、本実施の形態では、図１に示すシリンダー１１のＮ２ガスの動作圧力Ａ’（ＭＰａ）とブラダー１７の内部圧力Ａ（ＭＰａ）とを等しい圧力に制御して、両者の圧力差を無くしているため、シリンダーパッキン１３が摩耗しても、作動流体（Ｎ２ガス）がシリンダー１１からブラダー１７側に漏れることがなく、ブラダー１７の内部圧力の低下を防止することができる。 On the other hand, in this embodiment, the operating pressure A ′ (MPa) of the N 2 gas in the cylinder 11 and the internal pressure A (MPa) of the bladder 17 shown in FIG. Since the pressure difference is eliminated, even if the cylinder packing 13 is worn, the working fluid (N 2 gas) does not leak from the cylinder 11 to the bladder 17 side, and a decrease in the internal pressure of the bladder 17 can be prevented. .

また、気体の作動流体は、液体の水と異なり、シリンダーパッキン１３が摩耗してブラダー１７内に漏れたとしても、ブラダー１７の内部温度の低下を招きにくい。   Further, unlike the liquid water, the gaseous working fluid is unlikely to cause a decrease in the internal temperature of the bladder 17 even if the cylinder packing 13 is worn and leaks into the bladder 17.

このように、本実施の形態によれば、シリンダーパッキン１３が摩耗した場合でもブラダー１７の内部温度の低下および内部圧力の低下を抑制することができるため、シリンダーパッキン１３の寿命が尽きるまで交換が不要となり、基本的にメンテナンスが不要となる。この結果、シリンダーパッキン１３の交換頻度を大幅に少なくすることが可能となり、部品および工事のコスト、生産停止ロスの発生を低減することができる。   As described above, according to the present embodiment, even when the cylinder packing 13 is worn, a decrease in the internal temperature and a decrease in the internal pressure of the bladder 17 can be suppressed. There is no need for maintenance. As a result, the replacement frequency of the cylinder packing 13 can be greatly reduced, and the cost of parts and construction and the production stop loss can be reduced.

本実施の形態に係る中心機構による上記効果は、いずれのタイプの加硫機においても発揮されるが、機械式非垂直加硫機に適用した場合、特に顕著に発揮させることができる。   The above-described effects of the central mechanism according to the present embodiment are exhibited in any type of vulcanizer, but can be particularly prominent when applied to a mechanical non-vertical vulcanizer.

２．タイヤ加硫方法
次に、本実施の形態に係るタイヤ加硫方法について説明する。まず、グリーンタイヤを加硫金型の下部金型にセットした後、シリンダー１１のピストン１２の下側からブラダー１７にＮ２ガスを供給し、シリンダー１１のピストン１２の下側の圧力を昇圧することにより、図３の（ａ）図で示すようにピストン１２を上昇させて、上部リング１５を上昇させる。このとき、作動流体として気体のＮ２ガスを使用しているため、シリンダーパッキン１３が摩耗して、上部リングの上昇時に作動流体がシリンダー１１からブラダー１７側に漏れてもブラダー１７の内部温度の低下を抑制することができ、タイヤ品質トラブルの発生を抑制することができる。 2. Tire vulcanizing method Next, a tire vulcanizing method according to the present embodiment will be described. First, after setting the green tire in the lower mold of the vulcanization mold, N 2 gas is supplied to the bladder 17 from the lower side of the piston 12 of the cylinder 11 to increase the pressure on the lower side of the piston 12 of the cylinder 11. Thus, as shown in FIG. 3A, the piston 12 is raised, and the upper ring 15 is raised. At this time, since the gaseous N 2 gas is used as the working fluid, the cylinder packing 13 is worn, and even if the working fluid leaks from the cylinder 11 to the bladder 17 when the upper ring is raised, the internal temperature of the bladder 17 is reduced. The decrease can be suppressed, and the occurrence of tire quality troubles can be suppressed.

次に、加硫金型を閉にする。上部リング１５およびグリーンタイヤを介してブラダー１７が押圧されることにより、（ｃ）図に示すように所定の高さ位置にまで押下げられる。その後、ブラダー１７にＮ２ガスを充満させてブラダー１７を膨張させ、所定の内部圧力になるまでＮ２ガスを供給し、所定の温度に制御して、所定の時間保持して加硫成形を行う。 Next, the vulcanization mold is closed. When the bladder 17 is pressed through the upper ring 15 and the green tire, it is pressed down to a predetermined height position as shown in FIG. Thereafter, the bladder 17 is filled with N 2 gas to expand the bladder 17, N 2 gas is supplied until a predetermined internal pressure is reached, the temperature is controlled to a predetermined temperature, and the vulcanization molding is performed for a predetermined time. Do.

加硫成形中は、シリンダー１１のＮ２ガスの動作圧力をブラダー１７の内部圧力と等しい圧力に制御して、上部リング１５を所定の高さ位置に保つ。これにより、上記したように、シリンダーパッキン１３が摩耗している場合でもブラダー１７からＮ２ガスが漏れることがなくなり、正常な加硫成形を行うことができるため、シリンダーパッキン１３を寿命まで使用することができ、交換頻度を減少させることができる。 During the vulcanization molding, the operating pressure of the N 2 gas in the cylinder 11 is controlled to a pressure equal to the internal pressure of the bladder 17 to keep the upper ring 15 at a predetermined height position. Accordingly, as described above, even when the cylinder packing 13 is worn, N 2 gas does not leak from the bladder 17, and normal vulcanization molding can be performed. Therefore, the cylinder packing 13 is used until the end of its life. And the exchange frequency can be reduced.

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。   While the present invention has been described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments. Various modifications can be made to the above-described embodiment within the same and equivalent scope as the present invention.

１、２、３ 中心機構
１１、２１、３１ シリンダー
１２、２２、３２ ピストン
１３、２３、３３ シリンダーパッキン
１４、２４、３４ 昇降筒
１５、２５、３５ 上部リング
１６、２６、３６ 下部リング
１７、２７、３７ ブラダー 1, 2, 3 Center mechanism 11, 21, 31 Cylinder 12, 22, 32 Piston 13, 23, 33 Cylinder packing 14, 24, 34 Lifting cylinder 15, 25, 35 Upper ring 16, 26, 36 Lower ring 17, 27 37 Bladder

Claims (4)

空気入りタイヤ製造用の加硫機の中心機構であって、
ブラダーの上端部を保持する上端保持部と、
前記ブラダーの下端部を保持する下端保持部と、
前記上端保持部を昇降させると共に所定の高さに保つシリンダーとを備え、
前記シリンダーの作動流体が窒素ガスであり、
前記シリンダーの窒素ガスの動作圧力と前記ブラダーの内部圧力とを同一圧力に制御する圧力制御手段が設けられている
ことを特徴とする加硫機の中心機構。 A central mechanism of a vulcanizer for producing pneumatic tires,
An upper end holding portion for holding the upper end portion of the bladder;
A lower end holding part for holding the lower end part of the bladder;
A cylinder for raising and lowering the upper end holding portion and maintaining a predetermined height;
The working fluid of the cylinder is nitrogen gas,
A central mechanism of a vulcanizer, characterized in that pressure control means for controlling the operating pressure of nitrogen gas in the cylinder and the internal pressure of the bladder to the same pressure is provided. 請求項１に記載の加硫機の中心機構を備えていることを特徴とする加硫機。   A vulcanizer comprising the central mechanism of the vulcanizer according to claim 1. 機械式非垂直加硫機であることを特徴とする請求項２に記載の加硫機。   The vulcanizer according to claim 2, which is a mechanical non-vertical vulcanizer. 請求項２または請求項３に記載の加硫機を用い、加硫中、前記窒素ガスの動作圧力を前記ブラダーの内部圧力と等しい圧力に制御して、前記上端保持部を所定の高さに保つことを特徴とするタイヤ加硫方法。   The vulcanizer according to claim 2 or 3 is used, and during vulcanization, the operating pressure of the nitrogen gas is controlled to a pressure equal to the internal pressure of the bladder, and the upper end holding portion is set to a predetermined height. A tire vulcanizing method characterized by maintaining.
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