JP2543912B2 - 最少硬化の点を捜さないで、生タイヤの温度について調節された、加硫のための装置および方法 - Google Patents

最少硬化の点を捜さないで、生タイヤの温度について調節された、加硫のための装置および方法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、硬化プレス、例えば、自動硬化プレス、ポ
ットヒーターまたは他の条件下手段内の和い型キャビテ
イ中で生タイヤを加硫(「硬化」)することに関する。
挿入可能なブラダー(bladder)を生タイヤの中に挿入
し、このタイヤを造形し、次いで高温の水蒸気、水また
は他の硬化流体をブラダー中に導入して硬化し、これは
生タイヤを硬化する普通の方法である。
タイヤを生産するコストはタイヤの硬化に要する時間
を減少することによって減少できるという簡単な事実
は、硬化サイクルの1分の数分の1を節約するための臨
界性をタイヤ製造業者に感じさせた。数年にわたって、
品質を犠牲にしないで硬化時間を最小にする努力は絶え
ず続けられてきている。この努力は、より高い硬化温度
の使用、ゴム配合の変化、硬化プレスの機械的改良、弁
手段の改良、および低い圧力の水蒸気から高い圧力の水
蒸気の変換を包含した。このようなシステムについて
は、次の米国特許に詳述されている:米国特許第2,066,
265号、米国特許第3,489,833号、米国特許第3,579,626
号、米国特許第4,027,543号、米国特許第4,126,657号、
米国特許第4,371,843号および米国特許第4,490,325号。
乗用車のタイヤの典型的なプレスのサイクルは、約10
〜約20分の範囲である;複数の造形段階の各々について
要求される時間の合計は、一般に、45秒より短い。バグ
−O−マチック(Bag−O−Matic)またはオートフォー
ム(Autoform)プレスにおいて、プレスのサイクルは、
硬化サイクルのターマーを作動させるプレスの閉鎖で開
始する;ブローダウン(blowdown)後プレスが開くと
き、プレスのサイクルは終る。経済的理由で、タイヤの
装入、造形、硬化、およびブラダーのブローイングダウ
ンの期間の各々を最小に短縮することが望ましい。乗用
車のタイヤの硬化サイクルの30秒の節約は、タイヤの硬
化過度を回避するばかりでなく、かつまた、ある時間の
期間にわたって、製造業者に数百万ドルの利益を付加す
ることができるが、もちろん、製造される硬化されたタ
イヤの品質を犠牲にしないで、この硬化を達成できるこ
とを条件とする。この目的で、米国特許第4,371,843号
は完全な硬化を提供することを探究した。
「造形(shaping)」とは、ブラダーを最初に膨張さ
せて、ラジアルタイヤの内側表面を均一にプレスし、こ
うしてブラダーとタイヤとの間、およびタイヤと型との
間の空気を置換することを意味する;バイアスタイヤに
ついて、タイヤと型との間の空気を置換することがより
重要である。造形はいくつかの工程で実施することがで
きる。例えば、圧力を、順次に、2psigから5psigに、次
いで10psigに増加し、次いで各圧力レベルに異なる時間
間隔の間保持することができる。硬化工程の間の内部圧
力は、同様に、「段階的」にし、そして各圧力レベルに
異なる時間間隔の間保持することができる。圧力の関数
としてタイヤを造形するためにプログラミングされたプ
ログラミング可能な制御器(「PC」)を装備する硬化プ
レスは、1986年8月21日提出の同時係属特許出願第898,
965号(この全開示をここに引用によって加える)に開
示されている。
タイヤを硬化する分野において認識されているよう
に、硬化サイクルのブローダウン部分が開始される時、
タイヤは所望の「硬化された規格」に完全に硬化される
が、タイヤがブローダウンされつつあるとき、およびそ
れが硬化プレスから取出された後でさえ、ある追加の硬
化は続けられる。しかし、このような追加の硬化または
硬化過度(overcure)は、硬化された規格に包含され
る、あるいはその範囲内の、必須の硬化の部分でなは
い。一般に、硬化不足は望ましくないが、精確に適切な
硬化が最少硬化の点において提供されるとき、タイヤの
外側の部分におけるある程度の硬化不足は期待すべきで
ある。
タイヤの硬化のために普通に使用されるプレスは、バ
グ−O−マチックの商標のプレス(McNeil Corp、オハ
イオ州アクロン、製)、およびオートフォームの商標で
知られているもの(NRM Corp.、オハイオ州アクロン、
製)を包含する。これらの型のプレスは自動化されてお
り、そして膨張可能なブラダー手段を使用する中央の造
形および硬化の機構を有する分離可能な半型を用いる。
各プレスは単一であるが、通常2つの同時に作動する型
を含むことができ、そしてプレスは、好ましくは、プレ
スを自動的に作動可能とする、それ自体のPCおよび必要
な器具およびハードウェアによって個々に制御される。
生成のための、詳しくは、造形およびブローダウンの命
令、および硬化の命令は、一般に、プレスのサイクルを
変更すべき毎に、中央コンピューターからダウンロード
(download)することができる。
硬化プレスは、また、'483に記載されている「ポット
−ヒーター」型であることができ、ここで生タイヤを装
入された割り型の積重ねは上部が閉じられた圧力容器内
に形成され、ドームは突合わせ板を有し、それに対して
積重ねはそれが静止する油圧プラットフォームによって
バイアスされている。普通のポット−ヒーターは、なか
でも、ユナイテッド・マクギル(United McGill)、オ
ハイオ州コロブス、またはペンシルバニア・エンジニア
リング・コーポレーション(Pennsylvania Engineerin
g Corp.)、ペンシルバニア州ニューカースル、によっ
て製作されている型のものである。
'483号特許に開示されているように、生タイヤ(周囲
温度)はタイヤのための最適な数の硬化等価物(cure
equivalent)または硬化時間の決定において必須の要素
である。生タイヤは硬化される先行するタイヤの硬化サ
イクルの間プレスの装入手段内に保持されるので、生タ
イヤのタイヤは、一般に、硬化プレスの部位において周
囲温度と同一であると仮定される。プレスに装入すべき
ことに関する生タイヤのタイヤを反映するように、プレ
スの硬化サイクルを調節するという問題は、月毎のみな
らず、また日毎の温度の広い変動が硬化室の周囲温度を
広く変動させる、気候において特に重大の問題である。
典型的な硬化室は、100、しばしば、数100の硬化プレス
を収容することができる;プレスのある部位において硬
化室の一端と多端の付近において5.6℃(10゜F)以上異
なる周囲温度を発見することは異常なことでなない。こ
の変動は、日常、この国の北部において冬の間に大き
く、それゆえ、生タイヤの温度はタイヤの造形および造
形に実質的に影響を及ぼすので、とくに注目に値する。
前述の'843号の特許(この全開示をここに引用によっ
て加える)において、最少硬化の点の位置をトラッキン
グ(tracking)することによって、タイヤの硬化を調節
する方法を私は記載した。この点の位置は変動の宿主
(host)に依存して変動するが、硬化等価物の精確な最
適の図は、この方法の間の人間の注意なしに、そのよう
にトラッキングされた点に供給される。これによって、
「完全な」硬化(精確な数の硬化等価物が実際の最少硬
化の点に提供される)は「経過した硬化等価物」のモー
ドにおいてタイヤを硬化することができ、これは「経過
した時間」のモードにおいて硬化プレスの作動にとって
好ましい。
最少硬化の点をトラッキングすることによって、経過
した硬化等価物のモードにおける硬化プレスの作動は、
所望の硬化した規格を満足できないときのコストがタイ
ヤの硬化の比較的高いコストより非常に大きいタイヤに
ついてのみ正当化できるのみである、という問題が存在
する。換言すると、特許された発明は、「完全に近い」
硬化が十分でないタイヤについて、とくに適用できる。
実際の最少硬化の点を用いず、また概算されたものを用
いないで、われわれは、PCのプログラムにおいて、特定
の形状のタイヤのために、精確であるが、精密でない、
硬化時間を得た。大抵の乗用車のタイヤについて、「完
全に近い」硬化は十分に良好よりすぐれ、そしてこのよ
うな硬化物を提供する経済性は良好である。
「硬化時間」とは、とくに硬化期間の持続を意味す
る。硬化期間は、造形期間とブローダウン期間との間の
期間である。硬化期間はプレスの閉鎖(造形の完結時)
に開始し、そしてブローダウンの開始で終了する。目的
は、既知の範囲の他の因子の変動、例えば、ベルトおよ
びトレッドにおけるゴムの配合、タイヤの構成の変動、
なかでも、経験から変動を概算する程度によって指令さ
れるよりも多く、タイヤを硬化不足にしないこと、およ
び硬化過度にしないことである。
タイヤは、それが最少硬化の点における硬化を確保す
るために要求されるよりも、短い時間で硬化されると
き、硬化不足となる。もちろん、タイヤが決して硬化不
足にならないことを確かめるが、硬化過度の程度が大き
くなればなるほど、タイヤの硬化特性はより劣るように
なり、そして硬化サイクルにおいて用いられる追加の時
間は硬化されたタイヤのコストを増大する。換言する
と、硬化サイクルの浪費されない時間は、タイヤの硬化
過度を回避するばかりでなく、かつまた各サイクルの時
間を節約する。
サイクルのブローダウン部分は、圧力が型を開くため
に十分に低くなるまで、各型キャビティにおいてブラダ
ーから水蒸気をパージするために要する時間である。19
86年7月24日提出の同時係属特許出願第888,896号(こ
の全開示をここに引用によって加える)に詳述されてい
る多数の因子に依存して、この期間は先行技術において
各プレスのためのタイマーによって固定され、そして乗
用車のタイヤについて約30秒である。ある理由で、ブラ
ダー中の圧力が十分に低くない場合、ダイヤフラムへの
圧力に機械的に応答する圧力安全スイッチのため、プレ
スは開かないであろう。安全スイッチは、プレスが開く
ときまでに偶然近づくオペレーターを損傷しないよう
に、十分低い圧力に設定されている。このような圧力は
約3psig〜約5psigの範囲である。
偶然、周囲温度と要求される硬化時間との間に相関関
係は存在し、この相関関係は、タイヤ内の3次元の熱的
拡散について洗練された最少硬化の点(a point of
least cure)において精確な最適な数の硬化等価物
を提供することはできないが、すべてではないが、ほと
んどの要求する硬化の規格のために十分に精確であるこ
とを、われわれは認識した。われわれは、その相関関係
を同定しかつ洗練し、次いでそれをPCにおいて利用する
ことを決定した。本発明において、われわれはこれをな
した。
簡単な相関関係は、硬化プレスに隣接する実際の周囲
温度(Tact)(または生タイヤの温度)と、経過した時
間のモードにおいて作動しているプレスにおけるタイヤ
の「完全に近い」硬化を提供するために擁する時間との
間に同定され、トラッキングされない実際の最少硬化の
点に対して無関係である;そして、この相関関係はPC中
にプログラミングして硬化期間を調節して、タイヤの硬
化不足を回避するために十分であり、しかも温度以外の
因子から推定される前もって決定した量を越えてタイヤ
を硬化過度にしないことが発見された。
したがって、本発明の一般的目的は、特定の形状のす
べてのタイヤに適用可能な前もって決定したした補正定
数を利用し、そして、(Tact)温度感知手段と組み合わ
せて、各硬化サイクルを制御し、そのサイクルの終りに
各タイヤが完全にほぼ完全に硬化される、PCを有する硬
化プレスを提供することである;そして、各硬化期間の
持続は、その(Tact)が硬化された先行するタイヤのそ
れと異なる場合、各生タイヤについて異なるであろう。
したがって、本発明の一般的目的は、生タイヤ内に装
入可能な膨張可能なブラダー手段を使用して、生タイヤ
にほぼ完全な硬化を提供する装置および方法を提供する
ことであり、前記装置および方法は、工程 時間の前もって決定した期間の間、硬化室における平
均の周囲温度(Tavg)を測定し、そして前記(Tavg)に
おいて硬化プレスに挿入すべき前もって選択した生タイ
ヤのために平均の硬化時間を設定し、 硬化プレスに隣接する位置において(Tact)を感知
し、生タイヤを、前記プレスに装入される前に、前記位
置に保持し、 (Tavg)と感知された(Tact)との間の差を誘導し、 (i)(Tact)が(Tavg)より小さいとき、前記差に
補正定数および平均の硬化時間を掛けることによって誘
導される時間の量を、平均の硬化時間に加え、そして、
(ii)(Tact)が(Tavg)より大きいとき、前記差に補
正定数および平均の硬化時間を掛けることによって誘導
される時間の量を、平均の硬化時間から減じることによ
って、補正された硬化時間を得る、 を含んでなり、そして タイヤの硬化を経過した時間のモードで硬化期間内に
完結し、前記硬化期間は、最少硬化の点をトラッキング
しないで、最少硬化の点において少なくとも要求される
数の硬化等価物を提供するために十分に精確である、 を含んでなる。
本発明の特定の目的は、プレスの作動の各サイクル
(「プレスのサイクル」)の開始におけいて(Tact)
を、硬化プレスにおけるタイヤの硬化を制御するんため
の命令のシーケンス中にロードされた(Tavg)を有する
PCと組み合わせて、感知する温度感知手段を提供する。
なぜなら、補正定数は平均の温度と実際の温度との間の
差に適用することができ、前記補正定数は、実際の最少
硬化の点をトラッキングしないで、前もって決定した最
少硬化の点におけるほぼ完全な硬化のための補正された
硬化時間を提供することが発見されたからである;そし
て、PCは前もって決定した最少硬化の点の位置に関する
指令を有さない。
本発明の以上の目的および他の目的は、本発明の好ま
しい実施態様に関連する、以下の説明からいっそう明ら
かとなるであろう。図面において、同様な参照数字は同
一または同様な部分を示す。
本発明は硬化室における使用に特に適合し、ここで硬
化プレスの各々に各型キャビティ内に配置された生タイ
ヤは「ローダー」によって自動的に供給され、造形さ
れ、次いでPCによって前もって決定した制御される操作
のシーケンスにおいて硬化される。本発明の最も好まし
い実施態様の以下の説明は、バグ−O−マチックプレス
(Bag−O−Matic press)において、慣用されている
「オール・スチーム(all steam)硬化法を用いて硬化
される乗用車のラジアルタイヤに関するものである。
低圧水蒸気を用いる造形後、約100psigの水蒸気を約1
5秒〜約1分間硬化ブラダーへ供給する。主要な硬化
は、200〜300psigの水蒸気を硬化サイクルの主要な部分
について、タイヤの大きさおよび形状に、および少ない
程度にその配合に、依存して、通常10〜約20分間導入す
ることによって実施する。次いで、圧力を約100psigに
低下し、このレベルに10〜40秒間保持し、次いで、1986
年7月24日提出の同時係属特許出願第888,896号(この
全開示をここに引用によって加える)に、より詳しく記
載される手順によって、ブラダーをブローダウンする。
水蒸気の圧力および対応する温度は1つのサイクルか
ら他のサイクルにわたって変化しないが、硬化期間の時
間は、周囲温度感知手段およびプログラムにロードされ
る補正定数に基づいて、PCによって調節されて、タイヤ
における最少硬化の点における適切な硬化を確保する。
これはトレッドの肩の点「a」であることが知られてお
り(第1図参照)、これはPCへ提供されない。点「b」
はタイヤのクラウン付近の点を示し、点「c」はカーカ
スの外側表面の点を示し、そして点「d」はカーカスの
内側表面の点を示す。
第1図を参照すると、標準のタイヤの硬化の間のプラ
テンプレスPおよびタイヤの型Mが示されている。この
図面は部分が省略されている略図であり、そして型およ
びプレスは一定の割合で描かれていない。プラテンプレ
スは、例えば、米国特許第2,808,618号およびL.E.ソー
ダークイスト(Soderluist)の他の特許に、実質的に示
されかつ記載されているような、「バグ−O−マチッ
ク」プレスの標準の型であることができる。
ここの示されているように、プレスPは、固定したプ
ラテン10、床11およびプレスの可動の上部(図示せず)
にしっかり取付けられたプラテン12を含む。最後に述べ
た特許に示されているように、上のアセンブリー全体を
上げ、下げおよび傾斜するための普通の手段が設けられ
ている。普通のブラダー機構Dは、前述の特許および米
国特許第2,775,789号に示されているように、硬化ブラ
ダーまたはダイヤフラム13を有するプレスの中央に設け
られている。
タイヤの型Mの上の型15および下の型16は、プラテン
10および12へしっかり接続されている。複数の通気通路
(図示せず)は、トロイド状の型キャビティから型の外
部に延びている。ブラダー機構Dは下および上のビート
定量リング17および18および下のダイヤフラムクランピ
ングリング19を有する。上のダイヤフラムクランピング
機構14および20はビードリング18内に嵌合する。クラン
ピングリング14および20は、取付けカラー22を有するピ
ストン棒21によって垂直に動く。環状支持部材23は1対
の通路24および27を有し、これらの通路は入口および出
口の導管26および27と連絡して、水蒸気はブラダー13を
自由に出入することができる。前記通路の各々は、円周
方向に細長い断面を有することができる。
プレスは、下および上のプラテンの環状室28および29
へ水蒸気を供給することによって加熱され、そして、必
要に応じて、加熱を連続して、実質的に一定の温度を維
持することができる。
典型的な2キャビティプレスにおいて、前述の2アセ
ブリーを設置して2つのタイヤを一度に硬化する。2キ
ャビティプレスにおける第2型は、第1型(図示せず)
について前述の方法に類似する方法で、中央のブラダー
機構およびピストン棒のまりにおいて上の半型中に配置
されたタイヤ内に位置する類似のブラダー、およびプラ
テン−供給入口および出口のラインへ接続された入口お
よび出口を有し、これらのすべては普通であり、そして
本発明の部分を形成しない。
硬化室の平均の周囲温度(Tavg)は、日中および夜の
間の温度を測定し、そして24時間の期間について平均の
温度を誘導することによって到達される;このような複
数の誘導から、順次に、基本の参照温度がその年の特定
の期間について誘導される。硬化室はクロックのまわり
で作動するので、問題の(Tavg)は1日以下の短い、あ
るいは1シーズンを反映する数か月のより長い期間であ
ることができる。短い期間は硬化室において12時間程度
に少なくあることができ、ここで温度はその日の中央か
ら夜の中央にかけて大きく変化し、例えば、温度のスイ
ングは約20゜Fまたは10℃より大きい。より長い期間は
1週、1月、または2月以上であることができる。
(Tavg)温度は、硬化室内にいくつか(例えば、5
つ)の位置の時間毎の温度を測定することによって誘導
される。次いで、各12時間、または24時間の期間にわた
る平均温度を計算する。インジアナ州、フォートワイン
における、硬化室についての日毎、週毎の温度のスイン
グを、1986年において4月23日から8月19日の期間にわ
たって第3図にプロットする。基本参照温度として使用
する(Tavg)は、特定のプレスにおいて特定の時に(Ta
vg)と実際の周囲温度(Tact)との間で許容される差が
以下に大きかに依存する。
(Tavg)を測定する期間が短いほど、(Tavg)と(Ta
ct)との間の差は比較的小さくなる可能性がより大きく
なる。差が存在しないとき、補正をする必要がないであ
ろう。
明らかなように、硬化時間を(i)実際の(等温硬化
室)と同一である(Tavg)、および(ii)生タイヤの特
定の形状、および(iii)各生タイヤがプレス内で硬化
すべき他のものと精確に類似する場合について設定する
場合、硬化時間の補正は不必要であろう。硬化室が等温
でないので、補正は必要となり、そして(Tavg)は各プ
レスのPCのプログラム中の特定のアドレスにおいて「設
定」される。1月にわたって計算された(Tavg)は、乗
用車のタイヤについて満足すべき精度を提供する。
各プレスのPCにおいて「設定」された(Tavg)温度
は、PCとインターフェースするキーボードで、各プレス
において個々に変化され(必要に応じて)、そして温度
は特定のアドレスにおいて変化される。別のシステムは
「ホスト」コンピューターから変化をダウンロードさせ
ることができ、もちろん、ここでプレスが「ダウン」で
あるとき、すなわち、運転停止しているとき、変化は各
プレスにおいてなされることを条件とする。
平均の周囲温度および実際の周囲温度の間の差に無関
係に、差の約0.002/カ氏(「0.002/゜F」)の補正定数
は最少硬化の点における硬化等価物のほぼ最適な数を提
供するであろう。この補正定数は約0.0011/セ氏(「0.0
011/℃」)である。大きいおよび小さいタイヤについて
の補正定数は精度を増大するためにはわずかの異なるこ
とがあり、使用する定数の精確な差はほんの少ない試行
錯誤で到達される。
補正定数は、大きさおよびトレッドの形状が変化する
いくつらのタイヤについて、種々の測定された(実際
の)生タイヤの温度によって加重された、硬化時間の分
析的近似によって決定される。小さい13″のリムについ
て使用されるものの典型的な範囲における乗用車のタイ
ヤについて、15″のリムに使用されるものについて、こ
の実験的に決定される定数は0.002/゜Fの差であること
がある。対応する補正定数を用いて得られた補正された
硬化時間は、TavgとTactとの間の差が17.67℃(30゜F)
より小さいとき、最も精確である。
PCには、ある硬化期間について、基本の参照「設定」
時間、Tavgをロードする。この「設定」時間は、PCが乗
算、および減算または加算を実行した後、変更されて変
更時間が得られる。例えば、Tavgにおける硬化サイクル
が15分を要し、そしてTavgとTactとの間の差が冬のある
日に+10゜Fである場合、補正された硬化時間は18秒だ
け長い、すなわち、15分18秒であろう。差が夏のある日
に−20゜Fである場合、補正された硬化時間は36秒だけ
短い、すなわち、14分24秒であろう。
各特定のタイヤプラントにおける変動の品質の制御に
依存して、ゴムの配合における統計的変動、および1つ
のタイヤにおいて無意味から他のタイヤにおいて支配的
であるように変化しうるゲージおよび他の形状の変数の
変動について、命令のシーケンスにおいて(前述のよう
に硬化時間を補正するため)、許容度が作られていなか
った。このような変動が有意である場合、「安全な硬化
期間」を「ロック・イン(lock in)」することが望ま
しいことがあり、前記期間は、それがPCによって変更さ
れた後、各硬化サイクルに添加されるであろう。
精度を最良にするためには、補正された硬化期間はプ
レスの閉鎖から開始してブラダーのブローダウンの開始
にいたる期間(硬化期間)に基づくが、概算を行ってPC
のプログラミングを促進することができる。この概算
は、硬化期間の代わりに、プレスサイクルを使用し、こ
のサイクルはプレスの閉鎖から開始してブローダウン後
のプレスの開きにいたる期間である。ブローダウン期間
は典型的には約30秒であるので、この概算はほぼ完全な
硬化の精度を実質的に損失しないでなすことができる。
この概算はPCのプログラミングを促進する。
第2図に概略的に示すプレスおよび関連する装置は、
入口および出口の導管10および11を通してプレスPの硬
化ブラダーを出入する水蒸気の流れを制御するために、
弁1〜5および他の弁を含む。後者の導管における弁12
および13は、通常開いており、そしてプレスPが使用さ
れていないとき、閉じて流れを停止することができる。
弁1は「造形」と表示する造形水蒸気の流れを制御
し、弁2は「高圧水蒸気」と表示する高圧(250psig)
水蒸気の流れを制御し、そして弁3は「低圧水蒸気」と
表示する「入口」水蒸気の流れを制御する。「スイープ
ー造形」と識別する弁4はスイープー造形段階からの水
蒸気の流れを制御し、そして「ブローダウン」と識別す
る弁5は出口導管11からのブローダウン水蒸気の流れを
制御する。弁6は入口導管10から真空ポンプ20への流れ
を制御する。後者は水を遮断弁7および導管21を通して
水を受け取るベンチュリ型ポンプである。
造形後のタイヤを硬化するために、3における入口導
管に約50psig〜150psigの範囲の低圧の「入口」水蒸気
が供給され、その後約250psigの高圧飽和水蒸気は弁2
のための入口導管を通してブラダーの中に導かれる。
硬化工程の特定のシーケンスにおいて、弁1〜7のす
べては、弁5が開いている以外、最初に閉じている(サ
イクルの開始において)。生タイヤが下の半型15に配置
された後、弁5は閉じかつ弁1を開いて、タイヤがその
完全な大きさに到達するまで、造形水蒸気はブラダー13
に約2psig〜約20psigの範囲の圧力で入ることができ
る。弁4は開いてスイープ造形水蒸気を逃がす。次い
で、プレスは閉じ、そして閉じた位置でロックする(第
1図)。次いで、弁3は開いて「入口」水蒸気(すなわ
ち、例えば、100psig)は入口導管10に入ることがで
き、その間出口11は妨害または遮断される。この初期の
水蒸気加熱段階後、弁2を開いて250psigの水蒸気を供
給する。プログラミング可能な制御器(「PC」)におけ
る命令のシーケンスによって指令される硬化期間後、弁
2は閉じ、そして圧力は100psigに約15秒間低下し、そ
の後ブローダウン弁5は完全に開く。ブラダー内の圧力
が安全レベル、例えば、3psig、に低下すると、プレス
は開く。
操作のシーケンスは「PC」の形のシーケンス制御手段
によって制御され、このPCはタイヤを造形し、次いでそ
れを前もって決定した時間の期間で硬化を実施するため
に十分な温度および圧力の硬化流体でタイヤを硬化する
ための時間間隔を決定する命令のシーケンスを記憶しか
つ実行する手段を含む。ここで水蒸気である硬化流体に
ついて説明するが、水または他のガス、例えば、二酸化
炭素または窒素を使用することもできる。
いくつかのモデルの1つのPCは、商業的に入手可能で
あり、例えば、アレン・ブラドレイ(Allen Brdley)2
/30型である。複数の設定点を設定して、各設定点の設
定によって決定される期間を変動することができる。命
令は、ブラダー内の圧力の事象のシーケンスと同様に、
PCによって制御される弁の操作の事象を通して時間間隔
を決定する。
装入(乗用車のラジアル生タイヤ)が開始してプレス
の作動を活性化するとき、プレスの作動は開始される。
タイヤのローダーは生タイヤをプレスの中に運搬し、そ
してブラダーのアセンブリーより上の中央位置におい
て、生タイヤの底のビードを下の半型のビードリングの
真上にして、保持する。プレフォームの造形水蒸気は、
生タイヤをプレスに装入した直後に、ブラダーに入る。
各ブラダー内の初期の造形圧力(第1造形圧力)がほぼ
2psigに到達し、そして2psigに設定された圧力スイッチ
によって活性化された後、リングの落下が起こる。圧力
スイッチは、また、タイマーを活性化し、そしてこのタ
イマーは、ローダーが存在する前に、チャックの解放を
タイムアウトする。タイマーは、中央機構の速度に依存
して、4〜6秒に設定される。ローダーが存在すると、
プレスは閉じる。
第1より高い第2造形圧力はプレスが閉じる前約5.1c
m(2インチ)に活性化される。第2より高い第3造形
圧力はプレスが閉じる前約15.4cm(10インチ)に活性化
される。第2および第3の工程のための造形圧力の精確
なレベルはタイヤおよびブラダーの組み合わせに依存す
るであろうが、第3段階の圧力は常に約20psigより低
い。典型的には、第2造形圧力は12psigであり、そして
第3造形圧力は15psigである。プレフォーム造形水蒸気
の圧力は弁4を通るスイープ造形時に存在し、そしてプ
レスの閉鎖からほぼ10.2cm(4インチ)に連続し、この
時弁4は閉じる(遮断される)。
造形流体がブラダー内に保持してタイヤを造形する時
間間隔は、PC中にプログラミングされ、こうしてその中
で固定される。日常的には、造形は3段階で実施され、
その詳細は硬化サイクルにおいて特に問題ではない。な
ぜなら、とくに、全造形期間は通常全体のプレスサイク
ルの1分より短いからである。
ブローダウンは、最初に弁2を閉じ、そして弁5を開
いてブラダー中の圧力を解放し、かつブラダーを通常大
気圧であることが期待されるブローダウンのマニホール
ドへ通気する。ブローダウンは典型的には1分より短い
期間で完結し、そしてブローダウンの詳細は普通であり
かつ硬化サイクルにおいて問題とならない。
本発明の最良のモードの以上の説明から明らかなよう
に、その年の特定の期間について硬化室における平均の
(基本の参照)温度を記憶する手段、および実際の温度
の変動に依存して、その温度を実験的に誘導された定数
で変更する手段を有するPCを使用すると、精確なかつ効
率よい硬化を行うことができる。PCを使用すると、タイ
ヤは硬化不足でないことが保証され、そして、典型的に
は、硬化室における低い生タイヤ温度を補償するため
の、タイヤの日常の硬化過度が回避されるであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は、縮小した部分垂直断面図であり、造形および
加硫プレス(硬化プレス)およびタイヤ型を含む、従来
の型の装置を示す。 第2図は、典型的なプレスの硬化ブラダーを出入する水
蒸気の流れを制御する弁および配管を示す平面線図であ
る。 第3図は、インジアナ州、フォートワインにおいて4か
月の期間にわたる硬化室の特定の位置における、毎日の
温度のチャートである。 1……弁 2……弁 3……弁 4……弁 5……弁 6……弁 7……弁 D……普通のブラダー機構 M……タイヤの型 P……プラテンプレス T……標準のタイヤ a……トレッドの肩における点 b……タイヤのクラウン付近の点 c……カーカスの外側表面の点 d……カーカスの内側表面の点 10……固定したプラテン、入口導管 11……床、出口導管 12……プラテン、弁 13……硬化ブラダーまたはダイヤフラム、弁 14……上のダイヤフラムクランピング機構 15……上の半型 16……下の半型 17……下のビート定置リング 18……上のビート定置リング 19……下のダイヤフラムクリンピングリング 20……上のダイヤフラムクランピング機構、真空ポンプ 21……ピストン棒、導管 22……取付けカラー 23……環状支持部材 24……通路 25……通路 26……出口導管 27……出口導管 28……環状室 29……環状室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−178738(JP,A) 特開 昭58−147339(JP,A) 特開 昭56−167431(JP,A) 特開 昭59−62131(JP,A) 特開 昭60−178010(JP,A) 特公 昭58−29230(JP,B1) 米国特許4371483(US,A)

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】前もって選択された時間の期間にわたって
    平均温度(Tavg)を有する硬化室内に位置する硬化プレ
    スにおいて内部および外部から加熱される割り型内で生
    タイヤを硬化する装置であって、 (a)時間を測定し、そして前記生タイヤのための硬化
    時間を設定するタイミング手段、 (b)硬化プレスに隣接する位置において実際の温度
    (Tact)を感知する温度感知手段、生タイヤは、前記プ
    レスに装入される前に、前記位置に保持される、 (b)プログラミング可能な制御器(PC)手段、前記PC
    手段は、前記タイヤを硬化し、その後それを硬化の目的
    に適切な温度および十分な圧力の硬化流体で硬化するた
    めの時間の最適に近い間隔を決定する、命令のシーケン
    スを記憶しかつそれを実行する手段を含む、 を含んでなり、前記PC手段は、 (i)前記(Tavg)および感知された(Tact)の間の差
    を誘導する手段、および (ii)(aa)(Tact)が(Tavg)より小さいとき、前記
    差に補正定数および平均の硬化時間を掛けることによっ
    て誘導される時間の量を、平均の硬化時間に加え、そし
    て、(bb)(Tact)が(Tavg)より大きいとき、前記差
    に補正定数および平均の硬化時間を掛けることによって
    誘導される時間の量を、平均の硬化時間から減じること
    によって、補正された硬化時間を得る手段、 を含んでなり、 これによって、タイヤは経過した時間のモードで硬化期
    間内に硬化され、前記硬化期間は、最少硬化の点をトラ
    ッキングしないで、最少硬化の点においてほぼ最適な数
    の硬化等価物を提供するために十分であることを特徴と
    する前記装置。
  2. 【請求項2】前記補正定数は、乗用車のタイヤについ
    て、前記差の約0.002/カ氏度(0.002/゜F)、すなわ
    ち、約0.0011/セ氏度(0.0011/℃)である特許請求の範
    囲第1項記載の装置。
  3. 【請求項3】前記硬化流体は水蒸気であり、前記温度差
    は17.67℃(30゜F)より小さい特許請求の範囲第1項記
    載の装置。
  4. 【請求項4】前記硬化期間は前記硬化プレスの閉鎖で開
    始してそのブローダウンの開始で終る期間である特許請
    求の範囲第3項記載の装置。
  5. 【請求項5】前記硬化期間はプレスのサイクルの期間で
    ある特許請求の範囲第3項記載の装置。
  6. 【請求項6】前もって選択された時間の期間にわたって
    平均温度(Tavg)を有する硬化室内に位置する硬化プレ
    スにおいて内部および外部から加熱される割り型内で生
    タイヤを硬化する方法であって、工程 (a)プログラミング可能な制御器(PC)手段において
    前記(Tavg)において前記生タイヤのために平均の硬化
    時間を設定し、 (b)硬化プレスに隣接する位置において実際の温度
    (Tact)を感知し、生タイヤを、前記プレスに装入され
    る前に、前記位置に保持し、 (b)前記PCにおいて、前記タイヤを硬化するための時
    間のほぼ最適な時間間隔を決定する命令のシーケンス
    を、記憶し、および実行し、そして (d)硬化の目的に適切な温度および十分な圧力におい
    て、硬化流体で、前記タイヤを硬化する、 を含んでなり、そして、工程 (i)前記(Tavg)および感知された(Tact)の間の差
    を誘導し、そして (ii)(aa)(Tact)が(Tavg)より小さいとき、前記
    差に補正定数および平均の硬化時間を掛けることによっ
    て誘導される時間の量を、平均の硬化時間に加え、そし
    て、(bb)(Tact)が(Tavg)より大きいとき、前記差
    に補正定数および平均の硬化時間を掛けることによって
    誘導される時間の量を、平均の硬化時間から減じること
    によって、補正された硬化時間を得る、 を含んでなり、 これによって、タイヤは経過した時間のモードで硬化期
    間内に硬化され、前記硬化期間は、最少硬化の点をトラ
    ッキングしないで、最少硬化の点においてほぼ最適な数
    の硬化等価物を提供するために十分であることを特徴と
    する前記方法。
  7. 【請求項7】前記補正定数は、乗用車のタイヤについ
    て、前記差の約0.002/カ氏度(0.002/゜F)、すなわ
    ち、約0.0011/セ氏度(0.0011/℃)である特許請求の範
    囲第6項記載の方法。
  8. 【請求項8】前記硬化流体は水蒸気であり、前記温度差
    は17.67℃(30゜F)より小さい特許請求の範囲第6項記
    載の方法。
  9. 【請求項9】前記硬化期間は前記硬化プレスの閉鎖で開
    始してそのブローダウンの開始で終る期間、および、プ
    レスのサイクルの期間から選択される特許請求の範囲第
    6項記載の方法。
JP62254797A 1986-10-10 1987-10-12 最少硬化の点を捜さないで、生タイヤの温度について調節された、加硫のための装置および方法 Expired - Lifetime JP2543912B2 (ja)

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