JP3002405B2 - エラストマー物品のガス加硫方法及びその装置 - Google Patents

エラストマー物品のガス加硫方法及びその装置

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JP3002405B2 JP17215195A JP17215195A JP3002405B2 JP 3002405 B2 JP3002405 B2 JP 3002405B2 JP 17215195 A JP17215195 A JP 17215195A JP 17215195 A JP17215195 A JP 17215195A JP 3002405 B2 JP3002405 B2 JP 3002405B2
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修 安野
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エラストマー物
品、特に車両用ゴムタイヤのいわゆるガス加硫の方法及
び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】車両用ゴムタイヤの加硫としては、従
来、スチームである高熱容量の高温気体からなる加熱媒
体と、不活性ガス、通常窒素ガス等である低熱容量の高
圧気体からなる加圧媒体とを併用する、ガス加硫方法が
広く採用されている。
【0003】このものは、一般に、図6に示すように、
金型a内に装填したタイヤbの内部空間cに、所定の温
度と圧力を有する前記加熱媒体を、加硫機内の中心機構
内に設けた吸入口dから供給してタイヤを加熱し、タイ
ヤが加硫に必要な基準温度に達したときに又は基準時間
を経過した時に、前記加熱媒体の供給を中止するととも
に、この加熱媒体よりも高圧の前記加圧媒体を、加熱媒
体が満たされた前記タイヤbの内部空間cに供給して、
内圧をさらに上昇させている。この方法では、加圧媒体
として任意の圧力を選ぶことができるため、スチーム加
硫の欠点、すなわちスチームが飽和蒸気であるため温度
と圧力とが一定の関係にあり、最適温度と最適圧力との
双方を満足させることができないという欠点を補うこと
ができるという利点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ガス加硫方法では、前記加圧媒体が低熱容量を呈すると
はいえ常温温度で保管されているため加熱媒体との間の
温度差が大であり、従って、この加圧媒体をタイヤ内部
空間cに供給した際には、すでに充填された加熱媒体と
の間の混合、熱交換が迅速に達成されず、タイヤ内部空
間c内において低温の加圧媒体が下方側に、又高温の加
熱媒体が上方側に分離する傾向になる。その結果、加硫
されるタイヤの温度上昇が、上方側b1と下方側b2と
で相違するなど、加硫度が部分的に減じることとなり、
品質低下を招くとともに、加硫時間を増大させるという
問題があった。
【0005】本発明は、加圧媒体の金型への供給に先駆
けて、この加圧媒体を予め加熱器により昇温させること
を基本として、前記問題点を解決しうるエラストマー物
品のガス加硫方法及びその装置の提供を目的としてい
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本願第1の発明は、高熱容量かつ高温の気体からな
る加熱媒体を供給して金型内に装填するエラストマー物
品を加熱した後、低熱容量かつ高圧の気体からなる加圧
媒体を、加熱器により昇温して前記金型内に供給するこ
とを特徴とするエラストマー物品のガス加硫方法であ
る。
【0007】又本願第2の発明は、高熱容量かつ高温の
気体からなる加熱媒体を供給するとともに加熱用開閉弁
を介して金型内に連通する加熱供給源と、低熱容量かつ
高圧の気体からなる加圧媒体を供給するとともに加圧用
開閉弁を介して金型内に連通する加圧供給源と、この加
圧供給源と前記加圧用開閉弁との間に介在して前記加圧
媒体を昇温する加熱器とを具えるエラストマー物品のガ
ス加硫装置である。
【0008】なお、前記加熱器としては、加圧媒体が通
る供給管の周囲に、この供給管を間隔を有して外挿する
とともにこの間隙内に前記加熱媒体を通す外筒を設けた
熱交換器を用いることができ、また供給管の周囲に電熱
コイルを卷装したヒータを採用することもできる。
【0009】上記の如く、本発明は、高圧の加圧媒体を
加熱器により昇温させた後に金型内に供給しているた
め、すでに金型内に充填された加熱媒体との間の混合が
温度的に均一化され、エラストマー物品を温度ムラなく
所定温度で加硫することができ、品質低下を防ぐととも
に、加硫時間の短縮化を達成しうる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下第1の発明であるガス加硫方
法を、第2の発明であるガス加硫装置の一実施例ととも
に図面に基づき説明する。
【0011】図1は、第2の発明のガス加硫装置1の一
実施例を示す構成説明図であって、ガス加硫装置1は、
未加硫のエラストマー物品である、本例では車両用のタ
イヤTを装填する装置本体1Aと、この装置本体1Aに
加硫媒体2を供給する配管系統1Bとから構成される。
【0012】ここで前記加硫媒体2とは、飽和蒸気状の
スチームである高熱容量の高温気体からなる加熱媒体2
Aと、不活性ガス、通常窒素ガス等である低熱容量の高
圧気体からなる加圧媒体2Bとの総称であり、これらを
区別するとき加熱媒体2A、加圧媒体2Bとよぶ。
【0013】前記装置本体1Aは、タイヤ軸と同芯な中
心機構3の周囲に、例えば上下に分離可能な上型5と下
型6とからなる金型7を具え、この上型5、下型6の割
り面が当接することによって、前記仕上がりタイヤTの
輪郭形状をなすタイヤ装填用の加硫室9を形成する。
【0014】又前記中心機構3には、前記加硫室9への
加硫媒体2の吸入、排出を行なう吸入口10、排出口1
1が夫々開口するとともに、本例では、この加硫媒体2
とタイヤTとの直接の接触を防ぐゴム製袋状のブラダー
12が取付く。なおブラダー12を設けることなく、加
硫室9内に、直接加硫媒体2を充填して加熱、加圧して
もよい。
【0015】前記配管系統1Bは、加硫媒体2を加硫室
9へ供給する入側配管13と、加硫室9からの加硫媒体
2を取り出す出側配管14とから構成される。
【0016】前記入側配管13は、本例では、例えば一
端が前記吸入口10に接続される導管15他端の分岐点
15Pに、前記加熱媒体2Aを発生供給する加熱供給源
17を加熱用開閉弁16を介して連結した加熱配管19
Aと、前記分岐点15Pに、前記加圧媒体2Bを発生供
給する加圧供給源21を加圧用開閉弁20を介して連結
した加圧配管19Bとを具える。前記開閉弁16、20
は、その弁操作によって、前記加硫室9内に、加熱媒体
2A又は加圧媒体2Bの何れか一方のみを選択的に供給
したり、又タイヤの取出し、シェーピンク等の際にこの
供給を停止できる。
【0017】又前記入側配管13には、前記加圧供給源
21と加圧用開閉弁20との間に介在して加圧媒体2B
を昇温する加熱器22が配される。
【0018】前記加熱器22は、本例では、図2に示す
ように、加圧媒体2Bが通る供給管23の周囲に、この
供給管23を間隔Dを有して外挿するとともにこの間隙
D内に加熱媒体2Aを通す外筒25を設けた熱交換器で
あって、加熱媒体2Aとの熱交換によって前記供給管2
3を介して加圧媒体2Bを加熱する。なお前記加熱器2
2は、図3に示すように、加熱媒体2Aの入口IPと出
口OPとを両端に具えた閉じた間隙D内に、長手方向に
螺旋にのびる隔壁26を有し、これによって加熱媒体2
Aの通過長さを増大して、熱交換効率を高めている。
【0019】またこの加熱器22に加熱媒体2Aを供給
するために、図1に示すように、前記入側配管13に
は、前記加熱供給源17と前記加熱用開閉弁16との間
において、加熱配管19Aと前記加熱器22の入口IP
とを開閉弁27を介して接続する加熱器用配管29が設
けられるとともに、前記加熱器22の出口OPには、前
記加熱器22からの加熱媒体2Aを、排気若しくは前記
加熱供給源17に帰還させる排気管31が開閉弁30を
有して接続される。なお本例では、加熱器22と加圧供
給源21との間にも、加圧媒体の供給を入切りする開閉
弁28を付設している。
【0020】又前記出側配管14は、本例では、一端が
前記排出口11に接続される導管32と、この導管32
他端の分岐点32Pに、開閉弁33を介して連結する排
気配管35と、前記分岐点32Pに、開閉弁36を介し
てバキュウム37に連結する減圧配管38とを具える。
なお、前記バキュウム37は、加硫処理後にタイヤを金
型7から取出す際、加硫室9内を負圧して前記ブラダー
12を折畳むためのものであり、従って、前記ブラダー
12を設けないとき、前記開閉弁36、バキュウム37
及び減圧配管38を排除してもよい。
【0021】又前記配管系統1Bには、各導管15、3
2に、スリーウェイバルブである三方弁40、41が介
在し、一方の三方弁40の空きポート40aには、例え
ばタイヤ成形用のシェーピング媒体の供給源42が連接
されるとともに、他方の三方弁41の空きポート41a
にはシェーピング媒体の排気管が連接される。
【0022】然して、金型7内でのタイヤ成形(シェー
ピング)途中又は成形終了時に際して、開閉弁27、3
1を開放し、加熱媒体2Aを加熱器22内に導入して供
給管23を予熱加温する。このとき他の開閉弁16、2
0、28、33、36は閉止され、三方弁40、41を
介してシェーピング媒体が加硫室9に供給/排出され
る。
【0023】前記シェーピングの後、開閉弁16が開放
され、加熱供給源17からの加熱媒体2Aが加熱配管1
9A及び導管15をへて加硫室9内に導入され、タイヤ
の加熱工程が行われる。このとき、加熱媒体2Aは、通
常14〜15kg/cm2 、198〜200℃の範囲で用
いられ、また加熱工程は2.5分程度である。
【0024】この加熱工程の後、開閉弁16の閉止と開
閉弁20、28の開放とが順次行われ、加熱媒体2Aの
供給が遮断されるとともに、例えば圧力18〜30kg
/cm 2 程度の加圧媒体2Bが、加圧供給源21、加圧配
管19B及び導管15をへて加硫室9内に導入され、前
記高温状態にて加圧工程が12.5分程度行われる。前
記加圧媒体2Bは、加硫室9内への導入の際、加熱され
た供給管23内を通ることによって、例えば40℃程度
の常温から、160℃程度まで昇温され、加熱工程時に
すでに供給された加熱媒体2Aとの混合の際の温度ムラ
が低減される。この温度ムラは、昇温された加圧媒体2
Bの温度が加熱媒体2Aの温度に近づくほど低減され
る。
【0025】前記加熱、加圧工程からなる加硫処理が終
了した後、開閉弁20、28が閉止され、加圧媒体2B
の供給を停止するとともに、開閉弁33が開放され、加
硫室9内の加熱媒体2A、加圧媒体2Bは、導管32及
び排気配管35をへて例えば大気中に排気される。
【0026】又タイヤTを金型7から取出す際、開閉弁
33を閉じかつ開閉弁36を開くことによって加硫室9
を負圧し、ブラダー12の折畳みが行われる。
【0027】又図4に、加熱器22の他の実施例を開示
する。図において、加熱器22はヒータであって、前記
供給管23の周囲に、本例では、通電によってこの供給
管23を加熱する電熱コイル43を卷装している。
【0028】
【実施例】表1の仕様に基づき、図1の加硫方法を用い
て、タイヤサイズ185R14用の生タイヤを加硫し、
その時のタイヤ上方側のビード部B1と下方側のビード
部B2とでの加硫温度上昇の相違を比較測定した。同様
に、従来方法を用いて加硫したときの加硫温度上昇の相
違を比較測定し、その測定結果を、実施例のものととも
に図5に示す。
【0029】図5に示すように、実施例の加硫方法で
は、加圧工程に突入した後の上方側ビード部B1と下方
側ビード部B2との加硫温度の差が低減し、品質低下が
抑制されるのがわかる。しかも、加硫に必要な時間は、
加硫の遅れる、すなわち加硫度が低いビード部B2側で
決定されるため、このビード部B2側の加硫度が改善さ
れた分、加硫時間の短縮が可能となり、生産性を向上さ
せることができる。
【0030】
【表1】
【0031】
【発明の効果】叙上の如く本発明のエラストマー物品の
ガス加硫方法及びその装置は、加圧工程の際、加圧媒体
を、加熱器により昇温して金型内に供給しているため、
すでに充填された加熱媒体との間の混合が温度的に均一
化され、エラストマー物品を温度ムラなく加硫すること
ができ、品質低下を防ぐとともに、加硫時間の短縮化を
達成しうる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の加硫装置の一実施例を示す構成説明図
である。
【図2】本発明に用いうる加熱器の一例を示す斜視図で
ある。
【図3】その略断面図である。
【図4】加熱器の他の例を示す斜視図である。
【図5】本発明の加硫装置によるタイヤの加硫状態を示
すグラフである。
【図6】従来のガス加硫装置を説明する構成説明図であ
る。
【符号の説明】
2A 加熱媒体 2B 加圧媒体 7 金型 16 加熱用開閉弁 17 加熱供給源 20 加圧用開閉弁 21 加圧供給源 22 加熱器 23 供給管 25 外筒 43 電熱コイル D 間隙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−64579(JP,A) 特開 昭57−87347(JP,A) 特開 昭58−16839(JP,A) 特開 平1−174417(JP,A) 特開 平2−155615(JP,A) 特開 平2−155616(JP,A) 特開 平2−276604(JP,A) 特開 平4−14413(JP,A) 特開 平4−332610(JP,A) 特開 平4−345809(JP,A) 特開 平4−353405(JP,A) 特開 平5−116150(JP,A) 特開 平8−80530(JP,A) 実開 昭62−164106(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 35/04 B29C 33/04

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高熱容量かつ高温の気体からなる加熱媒体
    を供給して金型内に装填するエラストマー物品を加熱し
    た後、低熱容量かつ高圧の気体からなる加圧媒体を、加
    熱器により昇温して前記金型内に供給することを特徴と
    するエラストマー物品のガス加硫方法。
  2. 【請求項2】高熱容量かつ高温の気体からなる加熱媒体
    を供給するとともに加熱用開閉弁を介して金型内に連通
    する加熱供給源と、低熱容量かつ高圧の気体からなる加
    圧媒体を供給するとともに加圧用開閉弁を介して金型内
    に連通する加圧供給源と、この加圧供給源と前記加圧用
    開閉弁との間に介在して前記加圧媒体を昇温する加熱器
    とを具えるエラストマー物品のガス加硫装置。
  3. 【請求項3】前記加熱器は、前記加圧媒体が通る供給管
    の周囲に、この供給管を間隔を有して外挿するとともに
    この間隙内に前記加熱媒体を通す外筒を有し、加熱媒体
    との熱交換によって前記供給管を加熱する熱交換器であ
    ることを特徴とする請求項2記載のエラストマー物品の
    ガス加硫装置。
  4. 【請求項4】前記加熱器は、前記加圧媒体が通る供給管
    の周囲に卷装される電熱コイルを有し、この電熱コイル
    への通電によって、前記供給管を加熱するヒータである
    ことを特徴とする請求項2記載のエラストマー物品のガ
    ス加硫装置。
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