JP3569172B2 - タイヤ加硫プレス用油圧システム - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧式タイヤ加硫機の様々な機構に用いられている油圧アクチュエータ及び油圧制御バルブへ圧油を供給するタイヤ加硫プレス用油圧システムに関し、特に、省エネを目的としたタイヤ加硫プレス用油圧システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤ加硫機のプレスフレームは、図３に示すように、上部フレーム３１、下部フレーム３２及びサイドフレーム３３から構成され、その下部フレーム３２には、下モールド取付部材３４を介して下金型３５が固定されている。上金型３６は、上モールド取付部材３７に固定され、下金型３５に対して開閉自在となっている。上モールド取付部材３７には、ピストンロッド３８が固定されており、上モールド取付部材３７は、昇降シリンダ２６の操作により垂直昇降用ガイド３９に沿って昇降自在になっている。また、上モールド取付部材３７には、加圧伝達ロッド４０が立設されており、上部フレーム３１には加圧伝達ロッド４０に加圧力を伝達する締付シリンダ２７が固設されている。
【０００３】
上記のタイヤ加硫機は、加硫前のグリーンタイヤを上下金型３５、３６の間に挿入し上下金型３５、３６を閉じる挿入工程と、加硫時にタイヤがはみ出さないように上下金型３５、３６に型締力を負荷し、タイヤを加硫する加硫工程と、加硫済のタイヤを取り出す為に型を開く取出工程とを繰り返して、次々とタイヤの加硫を行う。ここで、図５に示すように、挿入工程及び取出工程を「ドライサイクル」といい、型締力を負荷し、タイヤを加硫する工程を「加硫サイクル」という。即ち、タイヤ加硫機の運転サイクルは、ドライサイクルと加硫サイクルに大別される。
【０００４】
タイヤ加硫プレスにおける従来の油圧ユニットは、一般的に図４に示すように、カットオフ圧力を１２５ｋｇｆ／ｃｍ２ に設定した１００ｌ／ｍｉｎの大容量の可変容量ポンプ４３と、１７０ｌ／ｍｉｎの大容量の固定容量ポンプ４４をそれぞれ２２ｋｗのモータで駆動して５台のプレス４８〜５２側へ圧油を供給するようになっている。また、可変ポンプ４３には、設定圧力が１４０ｋｇｆ／ｃｍ２ のアンロード弁４５が接続されており、固定ポンプ４４には、設定圧力が１００ｋｇｆ／ｃｍ２ のアンロード弁４６が接続されている。これらのアンロード弁４５、４６は、ライン圧を保護するリリーフ機能と、プレスの動作圧力を補償する役目を持っており、プレス側必要圧力に応じて、ポンプから吐き出される圧油をプレス側４８〜５２又はタンク側５３へ切り換えるようになっている。従来の油圧ユニット４７は、ドライサイクル中のプレス開閉動作時は、可変ポンプ４３及び固定ポンプ４４によりプレス側４８〜５２へ圧油を供給し、加硫中は、可変ポンプ４３のみによりプレス４８〜５２側へ必要流量を供給し、圧力を補償する。各プレスにおける、ドライサイクルは、加硫サイクルの約１／１０程度であり、圧力を補償するために、可変ポンプ４３は連続的に運転されている。
【０００５】
可変ポンプ４３は、ドライサイクル中においても加硫中においても常時オンロード状態であり、ポンプ４３から吐き出された圧油はプレス４８〜５２側へ供給される。但し、加硫中においては、締付シリンダ及びクランプ部等の一部のアクチュエータに圧油を必要とするのみで全体としてプレス４８〜５２側の必要流量が少なくなるので、可変ポンプ４３の吐出流量を最少吐出流量に自動調整して圧油を供給する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、可変ポンプが常時圧油をプレス側へ供給しているため、油圧ポンプ以降のプレス側油圧ラインには、常に圧がかかり、油圧バルブから約５〜１０ｌ／ｍｉｎ・台の漏れが生じる。また、プレスが必要としている流量は、図５に示すように、変動的であり、常に一定の流量を必要としている訳ではないため、固定ポンプは、加硫中において、アンロード状態となり、吐き出された圧油はタンクへ捨てられる。このように、従来の油圧システムは、加硫中において大半の機械が停止しているにも係わらず油圧ユニットのモータは連続的に運転され、２台のポンプは停止することなく稼働しており、また、油圧バルブからの漏れが垂れ流しにされているため、動力（エネルギー）が無駄に使われており、油圧ユニットの消費電力が浪費されているという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、機械が停止する加硫中の油圧ユニットの稼働を制限して省エネ運転できるタイヤ加硫プレス用油圧システムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、タイヤを加硫成形するタイヤ加硫機の各種油圧シリンダ及び油圧制御バルブと、所定圧の圧油を供給する油圧ユニットとが油圧ラインで接続されているタイヤ加硫用油圧システムにおいて、前記各種油圧シリンダ及び油圧制御バルブにより動作する１以上の前記タイヤ加硫機と、所定圧の圧油を供給する油圧ユニットと、前記油圧ユニットからの圧油を蓄積し、蓄積された圧油を前記各種油圧シリンダ及び油圧制御バルブに供給するアキュムレータ回路と、前記タイヤ加硫機の加硫中に前記油圧ユニット及び前記アキュムレータ回路からの圧油のタイヤ加硫機への供給を遮断し、前記タイヤ加硫機の動作時に、前記遮断を解除して前記油圧ユニット及びアキュムレータ回路からの圧油をタイヤ加硫機に供給するように、前記タイヤ加硫機毎にそれぞれ設けられた逆止手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
ドライサイクル中は、油圧ユニット及びアキュムレータから圧油を供給し、加硫中は、逆止手段を構成するマスターバルブを閉じてアキュムレータ及び油圧ユニットから各種油圧シリンダへの供給を遮断する。油圧ユニットは、各種油圧シリンダへの供給が遮断されている間に、アキュムレータに圧油を供給し、蓄積させる。これにより、ドライサイクル中は、油圧ユニット及びアキュムレータから各種シリンダに一気に圧油を供給できるため、約１分〜２分のドライサイクル時間を遅らせずに、従来に比べて小容量のポンプを使用できる。また、逆止手段を構成するマスターバルブにより油圧ユニット及びアキュムレータからの圧油の供給を遮断すると、従来のように、各加硫機における油圧バルブからの漏れを補うために所定量の圧油を常時供給する必要がなく、加硫中の圧油の供給量を減少できるため、油圧ユニットの消費電力を低減できる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、前記油圧ユニット及び前記主アキュムレータ回路の吐出流量が前記タイヤ加硫機の必要流量を越える場合、前記油圧ユニットの吐出流量の残りを蓄積し、加硫中に前記各種油圧シリンダーの圧力を補償する補助アキュムレータ回路が前記タイヤ加硫機毎にそれぞれ設けられていることを特徴とする。
これにより、従来のように、油圧ユニットの吐出流量の残りをタンクに捨てることなく、補助アキュムレータにより、加硫中に圧油を必要とするクランプ等に圧油を供給できるため、圧油の有効利用を図ることができ、より油圧ユニットの消費電力を低減できる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の構成に加えて、前記油圧ユニットが、前記油圧ラインの所定圧力を基準に、圧油の供給をオン、オフすることを特徴とする。
これにより、油圧ラインが所定圧力に達すると、油圧ユニットを停止させる他、主アキュムレータのみで圧油を供給することも可能となるため、加硫中に常時油圧ユニットを作動させる必要がなく、油圧ユニットの消費電力をより一層低減できる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明の構成に加えて、タイヤ加硫機が加硫中であるか、ないかを基準に圧油の供給及びポンプの運転をオン・オフさせるため、必要以上の圧油を供給することがなく、油圧ユニットの消費電力をより一層低減できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。タイヤ加硫機は、従来技術で説明したものと同様であるため、説明を省略する。図１に示すように、タイヤ加硫プレス用油圧システム１は、油圧ユニット２と、主アキュムレータ回路３と、逆止手段を構成するマスターバルブ４〜８から加硫機側の油圧回路２５（図２参照）とに大別される。油圧ユニット２は、２台の小容量可変ポンプ１４、１５と、油圧タンク２４と、圧力スイッチ１８とを有しており、加硫機９〜１３に圧油を供給するようになっている。小容量の可変ポンプ１４、１５は、１５ｋｗ程度の小型モータで駆動され、油圧タンク２４の油を供給するようになっている。小容量可変ポンプ１４、１５の加硫機９〜１３側には、逆止弁１６、１７が接続され、小容量可変ポンプ１４、１５への逆流を防止するようになっている。また、逆止弁１６、１７以降で油圧ラインは合流され、その合流地点には、圧力スイッチ１８が接続されている。圧力スイッチ１８は、小容量可変ポンプ１４、１５からの圧油が１３５ｋｇｆ／ｃｍ２ に達すると、油圧ユニット２側と加硫機側とを遮断する信号を出すように構成される。そして、遮断されると、小容量可変ポンプ１４、１５は、運転を停止するようになっている。
【００１４】
上記の主アキュムレータ回路３は、油圧ユニット２以降の油圧ラインに接続されており、油圧ユニット２からの圧油を蓄積し、加硫機９〜１３側に圧油を供給するようになっている。主アキュムレータ回路３は、油圧ラインからシーケンス弁２３を介して４つのアキュムレータ１９〜２２が並列に接続されている。この主アキュムレータ回路３は、所定容量の圧油が蓄積されると、その蓄積分から加硫機９〜１３側に圧油を供給するようになっている。
【００１５】
上記のマスターバルブ４〜８は、ドライサイクルが終了すると、主アキュムレータ回路３及び油圧ユニット２からの圧油を遮断するようになっている。このマスターバルブ４〜８にパイロットチェック弁を用いると、油圧ユニット２及び主アキュムレータ回路３の圧油による所定のパイロット圧力により逆止め機能を解除できる。図２に示すように、マスターバルブ４〜８以降の油圧ラインには、加硫機９〜１３のプレス開閉用シリンダ２６やプレス締付シリンダ２７、プラダクランプ（常時、締付力を発生しているもの）２９等の各種アクチュエータが接続されている。ここで、プレス開閉用シリンダ２６は、加硫前のグリーンタイヤを型締めしたり、加硫後のタイヤを取り出す際に、上型３６を昇降させるために使用されるものである。即ち、ドライサイクル中に各種アクチュエータを動作させるため、主アキュムレータ１９〜２２や小容量可変ポンプ１４、１５からの圧油を供給するようになっている。
【００１６】
一方、プレス締付シリンダ２７には、増幅回路を構成する空圧油圧ブースター２８が接続されており、マスターバルブ４〜８が閉じられ、主アキュムレータ１９〜２２や小容量可変ポンプ１４、１５からの圧油が遮断されても、空圧油圧ブースター２８からの圧油により上下金型３６、１５の締付ができるようになっている。また、ブラダクランプ２９には、補助アキュムレータ３０が接続されており、マスターバルブ４〜８が閉じられ、主アキュムレータ１９〜２２や小容量可変ポンプ１４、１５からの圧油が遮断されても、補助アキュムレータ３０からの圧油の圧力補償によりブラダ端をクランプ保持できるようになっている。この補助アキュムレータ３０には、ドライサイクル中に、小容量可変ポンプ１４、１５の吐出流量が加硫機９〜１３の必要流量を越えたときに、その余りが蓄積されるようになっている。尚、加硫中、油圧ラインの保持圧力を補償する必要があるその他のアクチュエータには、必要に応じてマスターバルブ４〜８を開いて主アキュムレータ回路３から圧油が供給されるようになっている。
【００１７】
次に、上記の構成に基づいて、タイヤ加硫プレス用油圧システム１の動作を説明する。図５に示すように、ドライサイクル中（Ｔ０ 〜Ｔ１ ）においては、２台の小容量可変ポンプ１４、１５及び主アキュムレータ回路３により加硫機９〜１３側のプレス各種アクチュエータに圧油を供給する。そして、プレス必要流量のピークを越えると、２台の小容量可変ポンプ１４、１５の吐出流量がプレス必要流量を越えるため、その余り分が主アキュームレータ及び補助アキュムレータ３０に蓄積される。このように、プレスに所定量の圧油を供給すると、上金型３６が下金型３５の方へ移動し、上下金型３６、３５が閉じグリーンタイヤを型締めする。そして、マスターバルブ４〜８を閉じて、主アキュムレータ回路３及び油圧ユニット２からの圧油の供給を遮断すると共に、グリーンタイヤの加硫を開始する（Ｔ１ ）。
【００１８】
ドライサイクル中の圧油の供給により主アキュムレータ１９〜２２の蓄積分が少なくなり、圧力が下がるため、小容量可変ポンプ１４、１５は、主アキュムレータ１９〜２２に圧油を供給する（Ｔ１ ）。４つのアキュムレータ１９〜２２に油が蓄積され（Ｔ１ 〜Ｔ２ ）、油圧ラインの圧力が１３５ｋｇｆ／ｃｍ２ に達すると、油圧ユニット２の逆止弁１６、１７により２台の小容量可変ポンプ１４、１５からの圧油が遮断されると共に、小容量可変ポンプ１４、１５は、運転を停止する（Ｔ２ ）。加硫中（Ｔ１ 〜Ｔ５ ）においては、空圧油圧ブースター２８から圧油を締付シリンダ２７に供給し、上下金型を締めつけ、グリーンタイヤの型締めを行う。また、補助アキュムレータ３０からパイロットチェック弁の漏れを補うために、ブラダクランプ２９に圧油を供給する。さらに、その他のアクチュエータを動作させる場合、マスターバルブ４〜８を開いて（Ｔ３ ）、主アキュムレータ回路３から圧油を供給する（Ｔ３ 〜Ｔ４ ）。尚、このとき、油圧ユニット２の逆止弁１６、１７が閉状態なので、主アキュムレータ回路３の圧油が可変ポンプ１４、１５や油圧タンク２４側へは流れない。
【００１９】
以上のように、加硫中、マスターバルブ４〜８を閉じると、マスターバルブ４〜８以降の油圧ラインの圧力が下がり、従来のように各プレスの油圧回路から圧油が漏れないため、その漏れを補う必要がない。即ち、従来のように、加硫中にも漏れを補うために油圧ユニット２を常時動作させる必要がないため、省エネ運転できる。また、主アキュムレータ回路３によりプレス開閉用シリンダ２６の必要流量を補うことができるため、従来に比べて油圧ユニット２に小さいポンプ１４、１５を使用しても所定の時間内（約１分のドライサイクル内）でプレス開閉を行うことができる。
【００２０】
油圧ユニット２の小容量可変ポンプ１４、１５に１３５ｋｇｆ／ｃｍ２ 、５５ｌ／ｍｉｎ、１５ｋｗの可変ポンプを２台使用すると、１２５ｋｇｆ／ｃｍ２ 、１００ｌ／ｍｉｎ、２２ｋｗの可変ポンプと、１７０ｌ／ｍｉｎ、２２ｋｗの固定ポンプを使用する従来の油圧ユニットの消費電力を約３０％削減できる。この場合ユニットに係わる初期投資費用は約２倍になるが省エネ効果により約２年で初期投資費用を回収できる。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明は、ドライサイクル中は、油圧ユニット及びアキュムレータから各種シリンダに一気に圧油を供給できるため、約１分のドライサイクル時間を遅らせずに、従来に比べて小容量のポンプを使用できる。また、逆止手段を構成するマスターバルブにより油圧ユニット及びアキュムレータからの圧油の供給を遮断すると、各プレスの油圧バルブからの圧油の漏れを防止できる。従って、従来のように、油圧バルブからの漏れを補うために所定量の圧油を常時供給する必要がなく、加硫中の圧油の供給量を最小限にできるため、油圧ユニットの消費電力を低減できるという効果を奏する。
【００２２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、従来のように、油圧ユニットの吐出流量の残りをタンクに捨てずに、各アキュムレータに蓄積し、加硫中に圧油を必要とするクランプ等に圧油を供給できるため、圧油の有効利用を図ることができ、より油圧ユニットの消費電力を低減できるという効果を奏する。
【００２３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、油圧ラインが所定圧力に達すると、油圧ユニットを停止させて、主アキュムレータのみで圧油を供給できるため、加硫中に常時油圧ユニットを作動させる必要がなく、油圧ユニットの消費電力をより一層低減できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るタイヤ加硫プレス用油圧システムを説明する図である。
【図２】本実施形態に係る加硫機の各種アクチュエータを説明する図である。
【図３】本実施形態に係るタイヤ加硫機を説明する図である。
【図４】従来のタイヤ加硫プレス用油圧システムを説明する図である。
【図５】本実施形態に係るタイヤ加硫機の運転サイクルを説明する図である。
【符号の説明】
１ タイヤ加硫プレス用油圧システム
２ 油圧ユニット
３ 主アキュムレータ回路
４〜８ マスターバルブ
９〜１３ 加硫機
１４、１５ 可変ポンプ
１６、１７ 逆止弁
１８ 圧力スイッチ
１９〜２２ 主アキュムレータ
２３ カウンタバランス弁
２４ 油圧タンク
２５ 加硫機側の油圧回路
２６ プレス用開閉シリンダ
２７ プレス締付シリンダ
２８ 空圧油圧ブースター
２９ ブラダクランプ
３０ 補助アキュムレータ
３１ 上部フレーム
３２ 下部フレーム
３３ サイドフレーム
３４ 下モールド取付部材
３５ 下金型
３６ 上金型
３７ 上モールド取付部材
３８ ピストンロッド
３９ 垂直昇降用ガイド
４０ 加圧伝達ロッド

Claims (4)

  1. タイヤを加硫成形するタイヤ加硫機の各種油圧シリンダ及び油圧制御バルブと、所定圧の圧油を供給する油圧ユニットとが油圧ラインで接続されているタイヤ加硫用油圧システムにおいて、
    前記各種油圧シリンダ及び油圧制御バルブにより動作する１以上の前記タイヤ加硫機と、
    所定圧の圧油を供給する油圧ユニットと、
    前記油圧ユニットからの圧油を蓄積し、蓄積された圧油を前記各種油圧シリンダ及び油圧制御バルブに供給するアキュムレータ回路と、
    前記タイヤ加硫機の加硫中に前記油圧ユニット及び前記アキュムレータ回路からの圧油のタイヤ加硫機への供給を遮断し、前記タイヤ加硫機の動作時に、前記遮断を解除して前記油圧ユニット及びアキュムレータ回路からの圧油をタイヤ加硫機に供給するように、前記タイヤ加硫機毎にそれぞれ設けられた逆止手段とを備えることを特徴とするタイヤ加硫プレス用油圧システム。
  2. 前記油圧ユニットの吐出流量が前記タイヤ加硫機の必要流量を越える場合、前記油圧ユニットの吐出流量の残りを蓄積し、加硫中に各加硫機の各種油圧シリンダの圧力を補償する補助アキュムレータ回路がタイヤ加硫機毎にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１記載のタイヤ加硫プレス用油圧システム。
  3. 前記油圧ユニットは、前記油圧ラインの所定圧力を基準に、圧油の供給をオン、オフすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のタイヤ加硫プレス用油圧システム。
  4. 前記油圧ユニットは、前記油圧ラインに接続された前記タイヤ加硫機が加硫中であるか、ないかを基準に圧油の供給及びポンプの運転をオン・オフすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のタイヤ加硫プレス用油圧システム。
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