JP2016172382A - タイヤ加硫装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 クランプ装置により把持されるブラダー端部の変形を抑制し、クランプ装置からのブラダー端部の抜けを防止することを可能にしたタイヤ加硫装置を提供する。【解決手段】 空気入りタイヤＴの外表面を成形するモールド１０と、該空気入りタイヤＴの内側に挿入される筒状のブラダー２０と、該ブラダー２０の端部を把持する一対のクランプ部材６１，６２からなるクランプ装置６０とを備えたタイヤ加硫装置において、クランプ装置６０に一方のクランプ部材６１を貫通して他方のクランプ部材６２に螺合する複数本のボルト６３をブラダー２０の周方向に沿って配設し、各ボルト６３と一方のクランプ部材６１との間にバネ要素としてコイルバネ６６を介在させ、該バネ要素の弾性復元力に基づいて一対のクランプ部材６１，６２の相互間にブラダー２０の端部を把持する。【選択図】 図４

Description

本発明は、ブラダー端部を把持する一対のクランプ部材からなるクランプ装置を備えたタイヤ加硫装置に関し、更に詳しくは、クランプ装置により把持されるブラダー端部の変形を抑制し、クランプ装置からのブラダー端部の抜けを防止することを可能にしたタイヤ加硫装置に関する。

タイヤ加硫装置は、通常、空気入りタイヤの外表面を成形するモールドと、該空気入りタイヤの内側に挿入される筒状のブラダーと、該ブラダーの端部を把持する一対のクランプ部材からなるクランプ装置とを備えている。このようなタイヤ加硫装置において、一対のクランプ部材の合わせ面にはブラダーの端部を収容するための空隙が形成され、その空隙内にブラダーの端部を収容した状態で一対のクランプ部材が互いにボルト締めされている（例えば、特許文献１〜３参照）。

上述したタイヤ加硫装置を用いて空気入りタイヤの加硫を行う場合、ブラダーの内部にはスチームや窒素ガス等の加熱加圧媒体が導入されるため、ブラダー自体が高温に晒される。そして、加硫時にブラダーが熱膨張すると、ブラダーの把持された端部が一対のクランプ部材の相互間からはみ出して、その後に冷やされることでブラダー端部が痩せ細った状態になる。このような加硫工程を反復的に行うことにより、ブラダー端部の痩せ細りが顕在化し、やがてブラダー端部がクランプ装置から抜け易くなる。

特に、近年では、ブラダーをインジェクション成形する際の加工性を改善するためにコンパウンドを低粘度化したり、ブラダーのグリーンタイヤへのフィッティング性を改善するためにコンパウンドを低モジュラス化したりすることが行われているが、このような低粘度化や低モジュラス化の背反としてセット性が低下し、ブラダーに変形を生じ易くなっている。このことは、加硫工程におけるブラダー端部の痩せ細りを促進し、延いては、クランプ装置からのブラダー端部の抜けを生じ易くしている。

また、異なる製造会社から提供されるブラダーは必ずしも同一形状の端部を有しているわけではないので、ブラダー端部の形状によりクランプ装置による把持状態が大きく異なり、その抜け易さも大きく異なっている。そのため、ブラダー端部の形状が異なる場合であっても、クランプ装置からのブラダー端部の抜けを効果的に防止することが求められている。

特開２００４−８２３９３号公報 特開２０１３−１９３３７４号公報 特開２０１４−１７２３４７号公報

本発明の目的は、クランプ装置により把持されるブラダー端部の変形を抑制し、クランプ装置からのブラダー端部の抜けを防止することを可能にしたタイヤ加硫装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明のタイヤ加硫装置は、空気入りタイヤの外表面を成形するモールドと、該空気入りタイヤの内側に挿入される筒状のブラダーと、該ブラダーの端部を把持する一対のクランプ部材からなるクランプ装置とを備えたタイヤ加硫装置において、前記クランプ装置に一方のクランプ部材を貫通して他方のクランプ部材に螺合する複数本のボルトを前記ブラダーの周方向に沿って配設し、各ボルトと前記一方のクランプ部材との間にバネ要素を介在させ、該バネ要素の弾性復元力に基づいて前記一対のクランプ部材の相互間に前記ブラダーの端部を把持するようにしたことを特徴とするものである。

本発明では、クランプ装置に一方のクランプ部材を貫通して他方のクランプ部材に螺合する複数本のボルトをブラダーの周方向に沿って配設し、各ボルトと一方のクランプ部材との間にバネ要素を介在させ、該バネ要素の弾性復元力に基づいて一対のクランプ部材の相互間にブラダーの端部を把持するようにしているので、加硫時にブラダーが熱膨張した際にバネ要素が変形してクランプ部材の相互間隔の変化を許容する。そのため、加硫時に熱膨張したブラダーの把持された端部がクランプ部材の相互間からはみ出してしまうことを防止し、それに起因するブラダー端部の変形を抑制し、延いては、クランプ装置からのブラダー端部の抜けを防止することができる。また、上述のようにクランプ部材の相互間隔の変化が許容されるものの、加硫工程においてはバネ要素の弾性復元力に基づいて一対のクランプ部材の相互間にブラダー端部をしっかりと把持することが可能である。

更に、バネ要素の弾性復元力に基づいて一対のクランプ部材の相互間にブラダーの端部を把持するようにしているので、ブラダー端部の形状が異なる場合であっても、そのブラダー端部をしっかりと把持することができ、クランプ装置からのブラダー端部の抜けを効果的に防止することができる。

本発明において、一対のクランプ部材の合わせ面に端部形状が異なる複数種類のブラダーの端部を共通して収容可能な空隙部を設けることが好ましい。つまり、タイヤ加硫装置に適用される端部形状が異なる複数種類のブラダーを想定し、これらブラダーの端部を共通して収容可能な大きさを有する空隙部を設けることにより、加硫時に熱膨張したブラダーの把持された端部がクランプ部材の相互間からはみ出すことをより確実に防止し、ブラダー端部の変形を効果的に防止することができる。そのため、端部形状が異なる複数種類のブラダーを使用する場合であっても、安全かつ確実にブラダー端部を把持した状態で加硫を行うことができる。

また、一対のクランプ部材の合わせ面にブラダーの端部を収容可能な空隙部を設け、これら一対のクランプ部材が常温においてブラダーの端部に形成された厚肉部と空隙部との間に隙間を空けた状態でブラダーの端部を把持することが好ましい。このようにブラダーの端部に形成された厚肉部と空隙部との間に隙間を空けることにより、加硫時におけるブラダー端部の厚肉部の熱膨張を受容し、ブラダー端部がクランプ部材の相互間からはみ出すことをより確実に防止し、ブラダー端部の変形を効果的に防止することができる。

バネ要素はコイルバネであることが好ましい。バネ要素としてコイルバネを用いた場合、ブラダー端部を把持する際の圧縮力の変動を最小限に抑え、ブラダー端部を安定した状態で把持することができる。

本発明が適用されるタイヤ加硫装置の一例を示す子午線半断面図である。 タイヤ加硫装置に配設されるクランプ装置を示す平面図である。 図２のＸ−Ｘ矢視断面図である。 クランプ装置によりブラダーの端部を把持した状態を示す断面図である。 クランプ装置により他のブラダーの端部を把持した状態を示す断面図である。 クランプ装置により更に他のブラダーの端部を把持した状態を示す断面図である。 タイヤ加硫装置に配設されるクランプ装置の変形例を示す平面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明が適用されるタイヤ加硫装置の一例を示すものである。

図１に示すように、このタイヤ加硫装置は、空気入りタイヤＴの外表面を成形するモールド１０と、空気入りタイヤＴの内側に挿入される筒状のブラダー２０と、該ブラダー２０を操作する中心機構３０と、該ブラダー２０の内側に加熱加圧媒体を供給する媒体供給手段４０と、モールド１０を加熱する加熱手段５０とを備えている。

モールド１０は、空気入りタイヤＴのサイドウォール部を成形するための下側サイドプレート１１及び上側サイドプレート１２と、空気入りタイヤＴのビード部を成形するための下側ビードリング１３及び上側ビードリング１４と、空気入りタイヤＴのトレッド部を成形するための複数のセクター１５とから構成され、そのモールド１０の内側で空気入りタイヤＴを加硫成形するようになっている。なお、モールド１０の構造は特に限定されるものではなく、図示のようなセクショナルタイプのモールドのほか、二つ割りタイプのモールドを使用することも可能である。

中心機構３０は、空気入りタイヤＴの中心位置に配置されていて鉛直方向に昇降自在に構成されたセンターポスト３１と、下側ビードリング１３に対して連接するように配置された下側クランプリング３２と、該下側クランプリング３２とセンターポスト３１との間に配置されたシリンダ３３と、センターポスト３１の上部に固定された上側クランプリング３４と、該上側クランプリング３４に装着される補助リング３５とから構成されている。シリンダ３３には、ブラダー２０内に加熱加圧媒体を供給するための媒体供給路３６やブラダー２０内から加熱加圧媒体を排出するための媒体排出路３７が形成されている。

ブラダー２０は、その軸方向の両端部に形成された厚肉部２１，２１と、これら厚肉部２１，２１の相互間に延在する膜部２２とから構成されている。そして、ブラダー２０は、その下端部が下側ビードリング１３と下側クランプリング３２との間に把持され、その上端部が上側クランプリング３４と補助リング３５との間に把持されている。つまり、下側ビードリング１３及び下側クランプリング３２が一対のクランプ部材に相当し、これら一対のクランプ部材がクランプ装置６０を構成している。また、上側クランプリング３４及び補助リング３５が一対のクランプ部材に相当し、これら一対のクランプ部材が他のクランプ装置６０を構成している。図１に示すような加硫状態において、ブラダー２０は空気入りタイヤＴの径方向外側に向かって拡張した状態にあるが、加硫後に空気入りタイヤＴをモールド１０内から取り出す際には上側クランプリング３４が上方に移動し、それに伴ってブラダー２０が空気入りタイヤＴの内側から抜き取られるようになっている。

媒体供給手段４０は、所定の温度及び圧力に調整されたスチームと、所定の圧力に調整された窒素ガスとを加熱加圧媒体として適時供給するようになっている。このような加熱加圧媒体は、媒体供給路３６を介してブラダー２０の内部に導入され、媒体排出路３７を介してブラダー２０の外部に排出される。そして、加熱加圧媒体の圧力に基づいて加硫時に空気入りタイヤＴを内側からモールド１０の内面に向かって押圧するようになっている。また、加熱手段５０はモールド１０を構成する下側サイドプレート１１、上側サイドプレート１２及びセクター１５に付設されていて、この加熱手段５０によりモールド１０を加熱することにより、空気入りタイヤＴの加硫が行われるようになっている。加熱手段５０の配置及び構造は特に限定されるものではない。

上述したタイヤ加硫装置を用いて空気入りタイヤＴを加硫する場合、モールド１０内に未加硫の空気入りタイヤＴを投入し、中心機構３０の操作により空気入りタイヤＴの内側にブラダー２０を挿入し、媒体供給手段４０によりブラダー２０の内側にスチームを含む加熱加圧媒体を導入すると共に加熱手段５０によりモールド１０を外側から加熱することで空気入りタイヤＴを加硫する。

図２〜図６は上述したタイヤ加硫装置に適用されるクランプ装置を示すものである。図２及び図３に示すように、クランプ装置６０はブラダー２０の端部を把持する一対のクランプ部材６１，６２を備えている。このクランプ装置６０には一方のクランプ部材６１を貫通して他方のクランプ部材６２に螺合する複数本のボルト６３がブラダー２０の周方向に沿って配設されている。つまり、一方のクランプ部材６１にはボルト６３が挿入される複数の貫通孔６４が形成され、他方のクランプ部材６２にはボルト６３が螺合する複数のネジ穴６５が形成されている。クランプ部材６１の貫通孔６４にはボルト６３の周囲に配置されたコイルバネ６６（バネ要素）を収容するための拡張部が形成されており、各ボルト６３のヘッド部とクランプ部材６１との間にコイルバネ６６が圧縮状態で挿入されている。このコイルバネ６６は一方のクランプ部材６１を他方のクランプ部材６２に向かって付勢している。また、一対のクランプ部材６１，６２の合わせ面にブラダー２０の端部を収容するための空隙部６７が形成されている。これにより、クランプ部材６１，６２の相互間に挟み込まれたブラダー２０の端部はコイルバネ６６の弾性復元力に基づいて把持される。

図４〜図６に示すように、ブラダー２０が一対のクランプ部材６１，６２の相互間に挟み込まれた状態において、厚肉部２１が空隙部６７に係合することでブラダー２０の位置決めがなされ、主としてブラダー２０の膜部２２とクランプ部材６１，６２との間に生じる摩擦力により引抜き力Ｆに対して抵抗する。なお、図４では厚肉部２１の断面形状が矩形をなし、図５では厚肉部２１が丸みを帯びており、図６では厚肉部２１に膜部２２に向かって傾斜するテーパー面が形成されている。クランプ部材６１，６２の合わせ面に形成された空隙部６７には、端部形状が異なる複数種類のブラダー２０の端部を収容することが想定されている。

上述したタイヤ加硫装置では、クランプ装置６０に一方のクランプ部材６１を貫通して他方のクランプ部材６２に螺合する複数本のボルト６３をブラダー２０の周方向に沿って配設し、各ボルト６３と一方のクランプ部材６１との間にコイルバネ６６を介在させ、該コイルバネ６６の弾性復元力に基づいて一対のクランプ部材６１，６２の相互間にブラダー２０の端部を把持するようにしているので、加硫時にブラダー２０が熱膨張した際にはコイルバネ６６が変形してクランプ部材６１，６２の相互間隔の変化を許容する。そのため、加硫時に熱膨張したブラダー２０の把持された端部がクランプ部材６１，６２の相互間からはみ出してしまうことを防止し、それに起因するブラダー２０の端部の変形を抑制することができる。

つまり、ブラダー２０の端部を把持する一対のクランプ部材６１，６２を変位不能とした場合、加硫時にブラダー２０が熱膨張すると、ブラダー２０の把持された端部が一対のクランプ部材６１，６２の相互間からはみ出して、その後に冷やされることでブラダー２０の端部が痩せ細った状態になってしまうが、一対のクランプ部材６１，６２がブラダー２０の熱膨張に応じて変位し、コイルバネ６６の弾性復元力に基づいてブラダー２０を把持する圧縮力が一定の範囲に収まるように調整することで、上記のような変形と冷却の繰り返しによる把持部分の痩せ細りを防止することができる。その結果、クランプ装置６０からのブラダー２０の端部の抜けを防止することができる。

また、上述のようにクランプ部材６１，６２の相互間隔の変化が許容されるものの、加硫工程においてはコイルバネ６６の弾性復元力に基づいて一対のクランプ部材６１，６２の相互間にブラダー２０の端部をしっかりと把持することができる。つまり、コイルバネ６６は必要かつ十分であるがセットを招かない範囲の力でブラダー２０の端部を把持することを可能にする。

更に、コイルバネ６６の弾性復元力に基づいて一対のクランプ部材６１，６２の相互間にブラダー２０の端部を把持するようにしているので、図４〜図６のようにブラダー２０の端部の形状が異なる場合であっても、そのブラダー２０の端部をしっかりと把持することができ、クランプ装置６０からのブラダー２０の端部の抜けを効果的に防止することができる。

上記タイヤ加硫装置において、一対のクランプ部材６１，６２の合わせ面に形成された空隙部６７は端部形状が異なる複数種類のブラダー２０の端部を共通して収容可能な大きさを有することが望ましい。つまり、図４〜図６に示すブラダー２０は端部形状が異なるものであるが、クランプ部材６１，６２の空隙部６７は複数種類のブラダー２０をいずれも収容可能である。これにより、加硫時に熱膨張したブラダー２０の把持された端部がクランプ部材６１，６２の相互間からはみ出すことをより確実に防止し、ブラダー２０の端部の変形を効果的に防止することができる。そのため、端部形状が異なる複数種類のブラダー２０を使用する場合であっても、安全かつ確実にブラダー２０の端部を把持した状態で加硫を行うことができる。

例えば、自社品のブラダー２０を他社品のブラダー２０に置き換えた場合、クランプされる部分の形状の違いにより、クランプ装置６０からブラダー２０の端部が抜け易くなることがある。そのような場合、従来ではクランプ部材６１，６２を新たに製作することが行われているが、それによって設備コストが増大する。しかしながら、上述のようにクランプ装置６０の構造に基づいてブラダー２０の端部の抜け易さを改善することにより、設備コストを大幅に削減することができる。

図４〜図６に示すように、一対のクランプ部材６１，６２は、常温（即ち、２０℃）において、ブラダー２０の端部に形成された厚肉部２１と空隙部６７との間に隙間を空けた状態でブラダー２０の端部を把持することが望ましい。このようにブラダー２０の端部に形成された厚肉部２１と空隙部６７との間に隙間を空けることにより、ブラダー２０の端部に形成された厚肉部２１の熱膨張を受容し、ブラダー２０の端部がクランプ部材６１，６２の相互間からはみ出すことをより確実に防止し、ブラダー２０の端部の変形を効果的に防止することができる。

上述した実施形態では、バネ要素としてコイルバネ６６を用いているので、ブラダー２０の熱膨張量が変化しても、ブラダー２０の端部に対する圧縮力は殆ど変化しない。そのため、バネ要素としてコイルバネ６６を用いた場合、ブラダー２０の端部を安定した状態で把持することができる。但し、バネ要素として皿バネやスプリングワッシャを使用することも可能である。

図７はタイヤ加硫装置に配設されるクランプ装置の変形例を示すものである。図７においては、バネ要素として皿バネ６８が使用されている。皿バネ６８はボルト６３のヘッド部と一方のクランプ部材６１との間に挿入され、一方のクランプ部材６１を他方のクランプ部材６２に向かって付勢している。これにより、前述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

上述したタイヤ加硫装置は、特に、ブラダー２０をインジェクション成形する際の加工性を改善するためにコンパウンドを低粘度化し、或いは、ブラダー２０のグリーンタイヤへのフィッティング性を改善するためにコンパウンドを低モジュラス化した場合に好適である。そのようなコンパウンドから成形されたブラダー２０は変形を生じ易いが、クランプ装置６０の構造に基づいてコンパウンドの欠点を克服することができる。

１０ モールド
２０ ブラダー
３０ 中心機構
４０ 媒体供給手段
５０ 加熱手段
６０ クランプ装置
６１ 一方のクランプ部材
６２ 他方のクランプ部材
６３ ボルト
６４ 貫通孔
６５ ネジ穴
６６ コイルバネ（バネ要素）
６７ 空隙部
６８ 皿バネ（バネ要素）
Ｔ 空気入りタイヤ

Claims (4)

1. 空気入りタイヤの外表面を成形するモールドと、該空気入りタイヤの内側に挿入される筒状のブラダーと、該ブラダーの端部を把持する一対のクランプ部材からなるクランプ装置とを備えたタイヤ加硫装置において、前記クランプ装置に一方のクランプ部材を貫通して他方のクランプ部材に螺合する複数本のボルトを前記ブラダーの周方向に沿って配設し、各ボルトと前記一方のクランプ部材との間にバネ要素を介在させ、該バネ要素の弾性復元力に基づいて前記一対のクランプ部材の相互間に前記ブラダーの端部を把持するようにしたことを特徴とするタイヤ加硫装置。
2. 前記一対のクランプ部材の合わせ面に端部形状が異なる複数種類のブラダーの端部を共通して収容可能な空隙部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫装置。
3. 前記一対のクランプ部材の合わせ面にブラダーの端部を収容可能な空隙部を設け、これら一対のクランプ部材が常温において前記ブラダーの端部に形成された厚肉部と前記空隙部との間に隙間を空けた状態で前記ブラダーの端部を把持することを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ加硫装置。
4. 前記バネ要素がコイルバネであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ加硫装置。

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