JP3828726B2 - 加硫機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、生タイヤを加硫成形するために用いられる加硫機に関する。
【0002】
【従来の技術】
通常、生タイヤを加硫成形する場合には、内部に生タイヤが装填されたモールド(金型)を加熱媒体により加熱するとともに、生タイヤの内部空間に高温、高圧の加熱媒体を供給することによって、タイヤ内壁面を加熱しながらモールド方向に押圧する。そして、加熱されたモールドと生タイヤの内部空間の加熱媒体とで生タイヤを外側および内側から加熱することにより加硫が行われる。
【0003】
上記の加硫成形に使用される加熱媒体には、ボイラーにより作成される蒸気を用いることができる。そして、建屋の外部など加硫機から比較的離れた場所に設置されたボイラーと加硫機とを配管を介して接続することによって、ボイラーで作成した蒸気を配管を介して加硫機に供給する構成とするのが一般的である。また、複数台の加硫機でそれぞれ加硫成形を行う場合には、図10に示すように、各加硫機116で1台のボイラー117を共用するため、各加硫機116とこれから離れた場所に設置されたメインボイラー117とを分岐配管118を介して接続することによって、メインボイラー117で作成した蒸気を各加硫機116に分配する構成になっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような構成では、ボイラーから配管を介して加硫機に蒸気を供給する際に、配管からの放熱により蒸気の熱量の大部分が失われるため、大きなエネルギーロスを生じるという問題がある。特に、図10に示したように1台のボイラー117を複数台の加硫機116で共用した場合には、必然的に配管距離が長くなるため、配管118からの放熱によるエネルギーロスが膨大なものとなる。
【0005】
また、上述のように、ボイラーからの蒸気を配管を介して加硫機に供給する構成であると、加硫機を他の場所に移設しようとしたときに、加硫機の移設工事と共に配管の工事も必要になるため、工場レイアウトを容易に変更することができないという問題がある。さらに、加硫設備を新設する場合に、加硫機と共にボイラーを設置する必要があるため、少ない台数の加硫機で加硫成形を行う小規模な加硫設備であっても大きなコストを要するという問題がある。
【0006】
そこで、本発明の目的は、エネルギーロスが少なく、容易に移設することができ、さらに、低コストで新設することができる加硫機を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、複数のモールドに保持された生タイヤを加熱して加硫成形するための加硫機において、熱伝導によって前記モールドに熱量を供給して生タイヤを加熱することが可能であって、前記モールド内またはその近傍に1つのモールドについて複数配置された電気ヒータを備えており、複数の前記電気ヒータが生タイヤの中央部に対応した部分を中心として放射状に配置されていると共に、複数の前記電気ヒータの少なくとも1つの長手方向に沿った発熱量が前記中心から放射方向の外側にいくにつれて大きくなっていることを特徴とするものである。
【0008】
上記の構成によれば、モールド内またはその近傍に配置された電気ヒータが熱伝導によってモールドを介して生タイヤを加熱することができるため、従来のようにモールドに熱量を供給するために加硫機とは別の場所に配設されたボイラーから配管を介して加熱媒体を供給する必要がなくなり、電気ヒータで発生した熱量をほとんどエネルギーロスなくモールドおよび生タイヤに供給することが可能になる。また、ボイラーや配管が不要であるため、加硫機を容易に移設することができるとともに、低コストで加硫施設を新設することができる。また、電気ヒータがモールド内またはその近傍に配置されているために、定温性および応答性に優れた温度加熱制御が可能である。さらに、電気ヒータではタイヤ加硫によって消費された分だけの熱量を補充すればよいので、エネルギー効率の面でも優れている。また、故障が生じた場合に複数の電気ヒータの中から故障した電気ヒータだけを交換すればよくなり、電気ヒータの交換やメンテナンス作業を簡単に行うことができるようになる。また、複数の前記電気ヒータの少なくとも1つの長手方向に沿った発熱量が外側にいくにつれて大きくなっていることで、モールド内における電気ヒータからの発熱量の分布を適宜調節することが可能となるので、モールドにおける温度分布のムラを減少させることができ、より均等な温度分布を実現することができる。
【0009】
例えば、長手方向に沿った発熱量が一定の電気ヒータを生タイヤの中央部を中心として放射状に配置しただけでは、モールドの中央部での電気ヒータの配置密度が周縁部近傍よりも大きくなり、そのために、径方向に比較的大きな温度ムラが生じることがある。しかしながら、上記の構成を採用して、モールドの周縁部へ行くほど発熱量が大きく中央部に行くほど発熱量が小さい電気ヒータを配置するようにすれば、特に径方向に対して高い温度ムラ削減効果を得ることができる。なお、電気ヒータの長手方向に沿った発熱量は、例えばその太さを変えることによって変更可能である。
【0010】
なお、請求項1、2において、モールドの近傍とは、電気ヒータからの熱がその周囲に存在する固定部材を介して熱伝導によってモールドに伝えられて、生タイヤの加硫を行うのに十分な程度にモールドが加熱されるような範囲を意味しているものとする。
【0011】
請求項2の発明は、複数のモールドに保持された生タイヤを加熱して加硫成形するための加硫機において、熱伝導によって前記モールドに熱量を供給して生タイヤを加熱することが可能であって、前記モールド内またはその近傍に1つのモールドについて複数配置された電気ヒータを備えており、複数の前記電気ヒータが生タイヤの中央部に対応した部分を中心として放射状に配置されていると共に、複数の前記電気ヒータは互いに長さの異なる2種類の電気ヒータからなり、前記2種類の電気ヒータのうちの長い方の電気ヒータと、前記2種類の電気ヒータのうちの短い方の電気ヒータとが交互に配列されていることを特徴とするものである。
【0012】
上記の構成によれば、モールド内またはその近傍に配置された電気ヒータが熱伝導によってモールドを介して生タイヤを加熱することができるため、従来のようにモールドに熱量を供給するために加硫機とは別の場所に配設されたボイラーから配管を介して加熱媒体を供給する必要がなくなり、電気ヒータで発生した熱量をほとんどエネルギーロスなくモールドおよび生タイヤに供給することが可能になる。また、ボイラーや配管が不要であるため、加硫機を容易に移設することができるとともに、低コストで加硫施設を新設することができる。また、電気ヒータがモールド内またはその近傍に配置されているために、定温性および応答性に優れた温度加熱制御が可能である。さらに、電気ヒータではタイヤ加硫によって消費された分だけの熱量を補充すればよいので、エネルギー効率の面でも優れている。また、故障が生じた場合に複数の電気ヒータの中から故障した電気ヒータだけを交換すればよくなり、電気ヒータの交換やメンテナンス作業を簡単に行うことができるようになる。また、互いに長さの異なる電気ヒータを交互に配列することで、モールド内における電気ヒータの配置密度を適宜調節することが可能となるので、モールドにおける温度分布のムラを減少させることができ、より均等な温度分布を実現することができる。
【0013】
例えば、同一長さの複数の電気ヒータを生タイヤの中央部を中心として放射状に配置しただけでは、モールドの周縁部近傍では電気ヒータ間の間隔が大きくなり、電気ヒータ周辺部分と電気ヒータから離れた部分とで円周方向に比較的大きな温度ムラが生じることがある。しかしながら、上記の構成を採用して、モールドの周縁部近傍において電気ヒータ間に比較的短い電気ヒータを追加配置すれば、特に円周方向に対して高い温度ムラ削減効果を得ることができる。
【0014】
請求項3の発明は、複数の前記電気ヒータは、1または互いに近接した複数の前記電気ヒータからなる少なくとも2つのブロックに分かれており、各ブロックごとに温度制御が行われることを特徴とするものである。
【0015】
上記の構成によれば、一つのモールドに対する温度制御単位を細分化することができるので、モールドにおけるより均等な温度分布が実現されるとともに、モールドにおける温度分布を高い自由度で調節することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【0017】
本実施の形態の参考例に係る加硫機1は、図1に示すように、所定の高さ位置に設定されたモールド固定部2と、モールド固定部2に対して昇降するモールド昇降部3とを有している。モールド固定部2は、生タイヤ4の下サイドウォール4bに当接する下サイドモールド5と、下サイドモールド5の中心部に貫設された中心機構10と、中心機構10を支持するベースフレーム11とを有している。
【0018】
生タイヤ4は、図4に示すように、両端部が曲折されたカーカス組立体51と、カーカス組立体51の曲折部に設けられた金属製のビードワイヤ52と、カーカス組立体51の内周面に貼設されたゴム製のインナーライナ53と、カーカス組立体51の外周面および側周面にそれぞれ貼設されたゴム製のトレッド部材54およびサイドウォール部材55と、トレッド部材54およびカーカス組立体51間に設けられた金属製のベルト部材56とを有することによって、大きな肉厚のトレッド部4aおよびビード部4c、4c’のタイヤ内部に金属製部材(ビードワイヤ52、ベルト部材56)を有した構成にされている。
【0019】
ここで、図6に示すように、下サイドモールド5内には、これを所定温度に加熱するために32本の直棒状の電気ヒータ6a(1)〜6a(32)が生タイヤの中央部を中心として放射状に等角度間隔で配置されている。各電気ヒータ6a(1)〜6a(32)は、下サイドモールド5の半径よりやや短い長さを有している。また、電気ヒータ6a(4)と電気ヒータ6a(5)との間、電気ヒータ6a(12)と電気ヒータ6a(13)との間、電気ヒータ6a(20)と電気ヒータ6a(21)との間、および、電気ヒータ6a(28)と電気ヒータ6a(29)との間には、それぞれ直棒状の温度センサ8が下サイドモールド5の周縁部近傍に配置されている。
【0020】
下サイドモールド5に配置されている32本の電気ヒータ6a(1)〜6a(32)は、各温度センサ8の近傍にある8本の電気ヒータごとに4つのブロック(6a(1)〜6a(8);6a(9)〜6a(16);6a(17)〜6a(24);6a(25)〜6a(32))に分けて温度制御が行われる。つまり、各ブロックに属する電気ヒータ6aは、各ブロック内に配置された温度センサ8で検出された温度に基づいて、図示しない温度コントローラによって温度制御される。
【0021】
このように、本実施の形態では、32本の電気ヒータ6aを1つの温度センサだけを用いて一括に温度制御するのではなく、4つのブロックに分けて各ブロックを個別に温度制御しているので、下サイドモールド5におけるより均等な温度分布を実現することが可能である。例えば、外部環境の変化により1つのブロック内の温度が他のブロックよりも高くなったときは、このブロックに属する電気ヒータ6aの発熱量を抑制するように制御すれば、すべてのブロックの温度を同じに保つことができる。また、これとは逆に、1つのブロック内の温度を他のブロックよりも高くするといった製造上の要求にも対応可能であり、下サイドモールド5における温度分布を高い自由度で調節することができるようになる。
【0022】
また、図2に示すように、下サイドモールド5の中心部に貫設された中心機構10は、下サイドモールド5に固定された下部リング機構12を有している。下部リング機構12は、生タイヤ4の下ビード部4cに当接するように形成された下ビードリング13と、下ビードリング13の上面に設けられ、下ビードリング13と共にブラダ20の下縁部を挟持する下ブラダリング14と、下ブラダリング14の内周側に設けられたクランプリングハブ15とを有している。
【0023】
クランプリングハブ15の内部には、加熱媒体を流通させる給排路15a、15bが形成されている。そして、これらの給排路15a、15bは、クランプリングハブ15の上端面から下端面にかけて連通されている。さらに、給排路15a、15bの下端は、加熱媒体を加熱することにより、加熱媒体の熱量の損失分を補充する熱量供給部74に接続されている。熱量供給部74は、加硫成形に使用された加熱媒体を給排路15a、15bの下端から外部に取り出して元に戻す循環経路を有している。
【0024】
この循環経路は、給排路15a、15bの供給口17aおよび排出口17bにそれぞれ接続された配管73a、73bと、一方の配管73bに接続され、加熱媒体を強制的に吸引して送出するファンやポンプ等の送出器76とを有している。送出器76は、熱量供給部74に備えられている。熱量供給部74は、送出器76の他、配管73a、73b等の循環経路を流動する加熱媒体を加熱する電磁誘導加熱ヒータや抵抗加熱ヒータ等の電気ヒータ77を有している。そして、電気ヒータ77は、図示しない温度制御装置および電源装置に接続されており、加熱媒体を所定温度にコントロールするように駆動電力が制御されている。そして、ブラダ20および生タイヤ4は熱量供給部74により加熱媒体が循環されながら所定温度まで加熱される。
【0025】
上記のように構成された下部リング機構12の中心部には、センターポスト22が上下方向に摺動自在に立設されている。センターポスト22の上端部には、上部リング19が設けられている。上部リング19は、上ブラダリング21を有しており、上ブラダリング21は、ブラダ20の上縁部を挟持している。一方、センターポスト22の下端部には、センターポスト22を任意の高さ位置に昇降可能な図示しないポスト昇降機構が連結されている。そして、ポスト昇降機構は、生タイヤ4の搬入および搬出時にブラダ20の上縁部を持ち上げてブラダ20を生タイヤ4のタイヤ穴よりも小さな径に設定するようにセンターポスト22を上限位置に上昇させる一方、生タイヤ4の加硫成形時にはブラダ20を生タイヤ4のタイヤ内壁面に当接可能な径に拡大させるようにセンターポスト22を下降させる。
【0026】
センターポスト22により拡縮されるブラダ20は、生タイヤ4の加硫成形時に、加熱媒体が供給されることによりタイヤ内壁面をモールド方向に押圧するものであり、高温環境下で変質し難い低延伸性材料を構成部材として有している。そして、この低延伸性材料は、生タイヤ4を加硫成形して加硫済タイヤとしたときのタイヤ内壁面形状と略同形状に形成されている。即ち、ブラダ20は、図5に示すように、高温環境下で変質し難い低延伸性材料を採用し、加硫済タイヤのタイヤ内壁面形状と略同形状に形成したブラダ本体20aと、ブラダ本体20aの表面に等間隔で設けられた複数の磁性部材20bとを有している。磁性部材20bは、例えばメッシュメタルや金属蒸着膜等の磁性を有した金属製の薄膜(磁性材料)からなっており、生タイヤ4のトレッド部4aに対応する部位が他の部位よりも大きな面積となるように形成されている。
【0027】
なお、上記の低延伸性材料とは、加硫温度の高温環境下で従来のブラダ用ゴム(例えばブチルゴム)よりも小さな伸び率の物性値を有した材料のことであり、特に200℃の高温環境下で伸び率が5%〜15%の範囲であることが好ましい。伸び率が上記の範囲であることが好ましい理由は、5%未満であると、加硫成型時に生タイヤ4の全体を均等に押圧する力が低下して成形性が不十分になるからであり、15%を越えると、従来のブラダ用ゴム(例えばブチルゴム)と同様に生タイヤ4を高精度に加硫成形することが困難になるからである。
【0028】
また、高温環境下で変質し難い低延伸性材料としては、ポリエステル、ナイロン、アラミド、パラフェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)といった繊維を用いた編物や織物、またはメッシュメタルや高密度繊維、カーボン入り繊維、金属被覆繊維、樹脂被覆繊維等を採用することができるとともに、これら材料のうちの一種以上を混在させたものを採用することができる。混在の形態としては、例えばポリエステルフィルムにメッシュメタルを積層したり、ポリエステルフィルムに金属膜を蒸着した積層構造の形態や、金属被覆繊維と高密度繊維とを均等または偏在させながら織り込んだ形態がある。また、気密性を持たせるため、フッ素、シリコンといった樹脂およびエストラマーの少なくとも一種を上述の編物や織物等の基材に含浸あるいはコーティングさせるという形態もある。そして、これらの形態は、ブラダの設計仕様(誘導加熱による発熱の有無や強度等)に応じて適宜選択される。
【0029】
ブラダ20の内部には、誘導加熱コイル23が配置されている。誘導加熱コイル23は、センターポスト22の周囲に設けられており、上ブラダリング21と下ブラダリング14とが最も接近した場合の距離よりも小さなコイル高に設定されていると共に、縮小されたブラダ20に接触しないように両リング21、14の外径よりも小さなコイル径に設定されている。また、誘導加熱コイル23は、上ブラダリング21が下限位置に下降した場合でも両リング21、14に当接しないように配置されている。そして、このように構成された誘導加熱コイル23には、高周波電源24が接続されており、誘導加熱コイル23は、高周波電力の供給によりブラダ20に強度の高周波磁界を印加することによって、ブラダ20の磁性部材20bを優先的に誘導加熱する。
【0030】
また、ブラダ20を拡縮させるセンターポスト22の上方には、図1に示すように、モールド昇降部3が設けられている。モールド昇降部3は、生タイヤ4の上サイドウォール4b’に当接する上サイドモールド25と、生タイヤ4のトレッド部4aの外周方向に位置する割りモールド26と、上サイドモールド25および割りモールド26のスライドセグメント26aを昇降させるモールド昇降機構27と、割りモールド26の固定セグメント26bを昇降させるモールド昇降機構29と、これら機構27〜29等を支持する支持部材30とを有している。
【0031】
上サイドモールド25内には、これを所定温度に加熱するために、下サイドモールド5内の電気ヒータ6aと同様に、生タイヤの中央部を中心として放射状に複数の直棒状の電気ヒータ6bが配置されている。また、図示は省略するが、上サイドモールド25内には、下サイドモールド5内の温度センサ8と同様に複数の直棒状の温度センサが配置されている。そして、上サイドモールド25内の電気ヒータ6bは、下サイドモールド5内の電気ヒータ6aと同様に、8つの電気ヒータからなるブロックごとに温度制御される。
【0032】
また、割りモールド26のスライドセグメント26a内には、スライドセグメント26aのトレッドモールド26a’を所定温度に加熱するために直棒状の電気ヒータ6cが配置されている。スライドセグメント26aはブロック体であり、上サイドモールド25の中央を中心とした同一円周上に等間隔に配置されている。それぞれのブロック体には電気ヒータ6cおよび温度センサ(図示せず)が配置され、ブロック体ごとに別々に温度制御が行われる。
【0033】
支持部材30の中心部には、モールド昇降機構27の棒状部材35が昇降自在に貫挿されている。棒状部材35の下端には、円盤形状のスライドプレート36が設けられている。スライドプレート36の下面中心部には、上述の上サイドモールド25が中心側に固設されている。上サイドモールド25の内周部には、生タイヤ4の上ビード部4c’に当接するように形成された上ビードリング40が設けられている。
【0034】
また、スライドプレート36の下面外周部には、複数のスライドセグメント26aが設けられている。各スライドセグメント26aは、生タイヤ4のトレッド部4aに当接するように形成されたトレッドモールド26a’を備えており、上サイドモールド25を中心とした同一円周上に等間隔に配置され、中心方向に移動自在にスライドプレート36に係合されている。これらのスライドセグメント26aの外側方向には、固定リング26bが配置されている。固定リング26bは、上サポート33の下面周縁部に固設されており、スライドセグメント26aの外側面に係合しつつスライドセグメント26aを半径方向に進退移動させるようになっている。そして、スライドセグメント26aのトレッドモールド26a’は、固定リング26bにより中心方向に移動したときに、生タイヤ4のトレッド部4aに対応した筒形状のモールドを形成する。
【0035】
一方、棒状部材35の上端部は、図1に示すように、挿通部33aにより支持されているシリンダ部材37に連結されている。これにより、シリンダ部材37等を有したモールド昇降機構27は、棒状部材35を介してスライドプレート36(上サイドモールド25、スライドセグメント26a)を上サポート33とは独立して昇降可能になっている。
【0036】
シリンダ部材37を支持した挿通部33aは、棒状部材35が移動自在に貫挿されているとともに、支持部材30に移動自在に貫挿されている。また、挿通部33aの両側には、モールド昇降機構29が左右一対に配置されている。モールド昇降機構29は、支持部材30の上面に固設されたシリンダ部材38を有しており、シリンダ部材38は、シリンダロッド38aの先端部が挿通部33aに連結されている。また、割りモールド26の外周方向には、支持部材30の周縁部から立ち下げられた筒形状のシールド部材31が配置されている。
【0037】
上記の構成において、加硫機1の動作を説明する。まず、モールド昇降部3を上昇させることによって、モールド固定部2の上方にモールド昇降部3を位置させる。この後、搬送装置43により生タイヤ4をモールド固定部2とモールド昇降部3との間に搬送する。生タイヤ4のタイヤ穴がセンターポスト22の上方に位置すると、図2に示すように、中心機構10のセンターポスト22を上昇させることによって、上部リング19を介してブラダ20の上縁部を持ち上げ、ブラダ20を生タイヤ4のタイヤ穴よりも小さな径に縮小させる。そして、生タイヤ4を下降させ、生タイヤ4のタイヤ穴にセンターポスト22およびブラダ20を挿通させながら、生タイヤ4を下サイドモールド5に載置する。
【0038】
次に、シリンダ部材38からシリンダロッド38aを進出させると共に、シリンダ部材37から棒状部材35を進出させることによって、スライドプレート36をそれぞれ下降させて分離し、スライドセグメント26aを外周方向に移動させる。この後、図示二点鎖線に示すように、スライドプレート36の分離状態を維持しながらモールド昇降部3を下降させ、スライドセグメント26aの内周側に生タイヤ4を位置させた後、スライドセグメント26aを固定リング26bにより中心方向に移動させる。そして、図3に示すように、各スライドセグメント26a同士を当接させて生タイヤ4のトレッド部4aに対応した筒形状のモールドを形成すると共に、このモールドの上部および下部に上サイドモールド25および下サイドモールド5をそれぞれ当接させることによって、モールドの型締を完了する。
【0039】
ここで、下サイドモールド5内の電気ヒータ6a、上サイドモールド25内の電気ヒータ6b、および、スライドセグメント26a内の電気ヒータ6cにより、各モールド5、25、26a’を加熱して所望の温度に昇温させる。これによって、生タイヤ4を外面側から加熱する。
【0040】
また、各モールド5、25、26a’の昇温による生タイヤ4の外面側からの加熱とほぼ同時に、供給口17aからブラダ20内に加熱媒体を供給し、ブラダ20を進展させて生タイヤ4の内壁面に密接させ、生タイヤ4をモールド方向に押圧させる。そして、加熱媒体の熱量をブラダ20を介して生タイヤ4に伝達させることによって、生タイヤ4を内面側から加熱する。
【0041】
ここで、熱量供給部74において、プラダ20内の加熱媒体をクランプリングハブ15及び排出口17bから一方の配管73bを介して外部に取り出し、熱量供給装置本体内の電気ヒータ77を通過させた後、他方の配管73aを介して供給口17aからクランプリングハブ15内に送り込むという一連の動作によりプラダ20内と熱量供給手段74との間で加熱媒体を循環させる。通常、熱量供給部74の加熱媒体としては、高温高圧の蒸気や窒素ガス等の加熱加圧媒体が使用される。
【0042】
このとき、電気ヒータ77に駆動電力を供給して電気ヒータ77を発熱させ、電気ヒータ77を通過する加熱媒体を加熱する。そして、この加熱媒体の温度を図示しない温度検出器で検知し、加熱媒体が所望の温度になったときに、循環時の放熱による熱量の損失分や加硫による熱量の減少分を補充するように電気ヒータ77への供給電力を制御することによって、加熱媒体を所望温度に維持させる。
【0043】
さらに、図5に示すように、高周波電源24から誘導加熱コイル23に高周波電力を供給する。高周波電力が供給された誘導加熱コイル23は、ブラダ20の磁性部材20bに強度の高周波磁界を印加し、ブラダ20自体を発熱させる。したがって、加熱媒体の熱量をブラダ20を介して生タイヤ4に伝達させる際に、ブラダ20による熱量の伝達時間の遅延が最小限に抑制されるため、生タイヤ4がより一層短時間で加硫温度にまで昇温する。特に、ブラダ20の磁性部材20bは、トレッド部4aに対応する部位が他の部位よりも大きな面積となるように形成されているため、生タイヤ4のトレッド部4aにおける昇温が顕著となる。
【0044】
また、生タイヤ4が加硫成形されている間、ブラダ20は、生タイヤ4をモールド方向に押圧することにより生タイヤ4の成形を行っている。この際、ブラダ20は、加硫済タイヤのタイヤ内壁面形状と略同形状の低延伸性材料により形成されているため、加圧媒体の圧力に多少の変動があった場合でも、加硫済タイヤのタイヤ内壁面の形状を確実に出現する。従って、このブラダ20により生タイヤ4を押圧して成形が行われると、高精度に成形された加硫済タイヤが得られることになる。
【0045】
そして、このようにして加硫済タイヤが得られると、図2に示すように、上述の動作とは逆の動作によりモールドを型開きした後、ブラダ20を縮小させ、加硫済タイヤを搬出装置により保持して外部に搬出する。この後、新たな生タイヤ4を搬入して加硫成形を繰り返すことになるが、このような加硫形成が繰り返された場合でも、ブラダ20の低延伸性材料が高温環境下で変質し難いため、低延伸性材料が初期の性質を維持する。したがって、加硫成形の繰り返し回数が多くなった段階でも、ブラダ20が加硫済タイヤのタイヤ内壁面の形状を確実に出現させるため、ブラダ20を長期間に亘って使用することができる。
【0046】
上述したように、本実施の形態の参考例によると、後述する第1の実施の形態の加硫機1と同様に、モールド5、25、26a内に配置された電気ヒータ6a、6b、6cが熱伝導によってモールド5、25、26aを介して生タイヤ4を外側から加熱するため、従来のようにモールド5、25、26aに熱量を供給するために加硫機とは別の場所に配設されたボイラーから配管を介して加熱媒体を供給する必要がなくなり、電気ヒータ6a、6b、6cで発生した熱量をほとんどエネルギーロスなくモールド5、25、26aおよび生タイヤ4に供給することが可能になる。また、ボイラーや配管が不要であるため、加硫機を容易に移設することができるとともに、低コストで加硫施設を新設することができる。また、電気ヒータ6a、6b、6cがモールド5,25,26a内に配置されているために、定温性および応答性に優れた温度加熱制御が可能である。さらに、電気ヒータ6a、6b、6cではタイヤ加硫によって消費された分だけの熱量を補充すればよいので、エネルギー効率の面でも優れている。
【0047】
また、各モールド5、25内には複数の電気ヒータ6a、6bが配置されている。そのため、故障が生じた場合に複数の電気ヒータ6a、6bの中から故障した電気ヒータ6a、6bだけを交換すればよくなり、電気ヒータ6a、6bの交換やメンテナンス作業を簡単に行うことができる。なお、各モールド5、25内には比較的大型の電気ヒータを1つだけ配置するようにしてもよい。
【0048】
また、複数の電気ヒータ6a、6b、6cが生タイヤ4の中央部を中心として放射状に配置されているために、モールド5、25、26aにおける温度分布のムラを減少させることができ、より均等な温度分布を実現することができる。
【0049】
次に、第1及び第2の実施の形態の加硫機1における電気ヒータの配置について、図7および図8を参照して説明する。ここで、第1及び第2の実施の形態の加硫機1が上述の参考例の加硫機1と異なる点は、複数の電気ヒータの構成だけであり、その他の構成は同様である。
【0050】
まず、第1の実施の形態の加硫機1では、図7に示すように、図6に示したのと同様に、32本の直棒状の電気ヒータ6a(1’)〜6a(32’)が、生タイヤ4の中央部を中心として放射状に等角度間隔で下サイドモールド5内に配置されている。ただし、本実施の形態では、下サイドモールド5の半径に近い長さを有する電気ヒータと、下サイドモールド5の半径の半分程度の長さを有する電気ヒータとが2本ずつ交互に配列されている。また、短い方の電気ヒータは、下サイドモールド5の中心から離れた周縁部近傍に配置されている。
【0051】
このように放射状に配置された電気ヒータ6aの長さを2種類とすることにより、下サイドモールド5の周縁部近傍において、電気ヒータ間の間隔が大きいために電気ヒータ周辺部分と電気ヒータから離れた部分とで円周方向に比較的大きな温度ムラが生じるということがなく、下サイドモールド5の周縁部近傍であっても円周方向についてほぼ温度分布が均一になり、下サイドモールド5の温度ムラを効果的に削減することができる。
【0052】
なお、図7では、長短2種類の長さの電気ヒータを2本ずつ交互に配列したが、これらを1本ずつ交互に配列してもよいし、或いは、互いに長さが異なる3種類以上の電気ヒータを下サイドモールド5の温度ムラが減少するように適宜配列してもよい。
【0053】
また、第2の実施の形態の加硫機1では、図8に示すように、図6に示したのと同様に、32本の直棒状の電気ヒータ7a(1)〜7a(32)が、生タイヤ4の中央部を中心として放射状に等角度間隔で下サイドモールド5内に配置されている。ただし、本実施の形態では、各電気ヒータ7a(1)〜7a(32)の長さは同じであり、その太さが下サイドモールド5の中央部では小さく、外側に行くに連れて大きくなっている。これにより、各電気ヒータ7a(1)〜7a(32)の長手方向に沿った発熱量は、外側にいくほど大きくなっている。
【0054】
このように、外側へ行くほど発熱量が大きい電気ヒータを生タイヤの中央部を中心として放射状に配置しているので、図8に示すように下サイドモールド5の中央部での電気ヒータ7a(1)〜7a(32)の配置密度が周縁部近傍よりも大きいとしても、各電気ヒータ7aにおける発熱量の長手方向の分布を考慮すると、結果的に下サイドモールド5の中央部と周縁部近傍とで単位面積当たりの電気ヒータからの発熱量には大きな相違がない。そのため、下サイドモールド5の径方向についてほぼ温度分布が均一になり、下サイドモールド5の温度ムラを効果的に削減することができる。
【0055】
なお、図8では、すべての電気ヒータ7aの太さが外側にいくほど太くなっているが、太さが外側にいくほど太くなる電気ヒータと、図6で示したような長手方向の太さが同じ電気ヒータとを交互に放射状に配置してもよい。また、電気ヒータの長手方向に沿った形状は、図8のように電気ヒータが放射状に配置された場合には、内側で細くて外側にいくほど太いものが好ましいが、電気ヒータの配置パターンが変わった場合には、それに合わせて場所による発熱量の偏りが少なくなるように電気ヒータの形状を変化させることが好ましい。
【0056】
以上説明した第1及び第2の実施の形態においても、図7および図8に示したように、図6で説明したのと同様に、32本の電気ヒータは8本ずつ4つのブロックに分割され、このブロックごとに配置された温度センサ8の検出結果に基づいて別々に温度制御が行われる。
【0057】
次に、上述したのと同等の加硫機を複数有する加硫システムについて、図9を参照して説明する。図9において、5つの加硫機1は、それぞれ図1〜図8に基づいて説明した加硫機と同等のものを簡略化して描いたものである。そして、これらには、上述したように、熱伝導によりモールドに熱量を供給して生タイヤを外側から加熱するための電気ヒータ6a、6b、6cと、加熱媒体を加熱することによって加熱媒体を介してブラダに熱量を供給して生タイヤを内側から加熱するための電気ヒータ77とがそれぞれの加硫機1ごとに別々に(すなわち、独立して)設けられている。
【0058】
このように、図9に示した加硫システムでは、分散型加熱源として電気ヒータ6a、6b、6c、77が各加硫機1ごとに別々に設けられているために、従来のボイラーのような集約型加熱源を必要としない。そのため、ボイラーと各加硫機1とを接続するための複雑な配管工事などを必要とすることなく、個々の加硫機1を容易に別の場所に移設することが可能である。さらに、ボイラーと各加硫機を結ぶ配管からのエネルギーロスを減少させることが可能である。
【0059】
また、生タイヤを外側から加熱するための手段としては、熱伝導によりモールドに熱量を供給する電気ヒータ6a、6b、6cの代わりに、生タイヤを内側から加熱するための熱量供給部74と同様に加熱媒体を介してモールドに熱量を供給する電気ヒータなどを用いることができる。ただし、上述の例のように、モールド内またはその近傍に電気ヒータ6a、6b、6cを配置して熱伝導によりモールドに熱量を供給することによって、配管などからの熱量のロスが減少するので、より小さなエネルギーロスで加硫成形を行うことが可能になる。
【0060】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において様々な設計変更が可能なものであり、例えば以下のように変更して実施されてもよい。
(1)各モールド5、25、26a内に電気ヒータ6a、6b、6cを配置する代わりに、或いは、モールド内の電気ヒータに加えて、各モールド5、25、26a近傍に電気ヒータを配置して熱伝導によって各モールド5、25、26aを加熱してもよい。例えば、上サイドモールド25の上方や下サイドモールド5の下方に設置したサポート板内に電気ヒータを配置してもよい。ただし、モールド5、25、26a内或いはできるだけモールドに近い場所に電気ヒータを配置した方が、エネルギーロスが少なく、温度制御の応答性の面でも都合がよい。
(2)1つのモールドに配置される電気ヒータの数およびその形状などは適宜変更してもよい。また、1つのモールドに配置される温度センサの数およびその形状なども適宜変更してもよく、温度制御単位であるブロック内の電気ヒータの数も適宜調節してもよい。
【0061】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の加硫機によると、モールド内またはその近傍に配置された電気ヒータにより、生タイヤを加熱することが可能であるため、従来のようにモールドに熱量を供給するために加硫機とは別の場所に配設されたボイラーから配管を介して加熱媒体を供給する必要がなくなり、電気ヒータで発生した熱量をほとんどエネルギーロスなくモールドに供給することが可能になる。また、ボイラーや配管が不要であるため、加硫機を容易に移設することができるとともに、低コストで加硫施設を新設することができる。また、電気ヒータがモールド内またはその近傍に配置されているために、定温性および応答性に優れた温度加熱制御が可能である。さらに、電気ヒータではタイヤ加硫によって消費された分だけの熱量を補充すればよいので、エネルギー効率の面でも優れている。また、故障が生じた場合に複数の電気ヒータの中から故障した電気ヒータだけを交換すればよくなり、電気ヒータの交換やメンテナンス作業を簡単に行うことができるようになる。
【0062】
また、複数の前記電気ヒータの少なくとも1つの長手方向に沿った発熱量が外側にいくにつれて大きくなっていることで、モールド内における電気ヒータからの発熱量の分布を適宜調節することが可能となるので、モールドにおける温度分布のムラを減少させることができ、より均等な温度分布を実現することができる。また、互いに長さの異なる電気ヒータを交互に配列することで、モールド内における電気ヒータの配置密度を適宜調節することが可能となるので、モールドにおける温度分布のムラを減少させることができ、より均等な温度分布を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態の参考例に係る加硫機(生タイヤ搬入時)の側面の模式的な断面図である。
【図2】 本発明の実施の形態の参考例に係る加硫機(生タイヤ型締時)の側面の模式的な断面図である。
【図3】 本発明の実施の形態の参考例に係る加硫機(生タイヤ型締完了時)の側面の模式的な断面図である。
【図4】 生タイヤの要部を示す分解斜視図である。
【図5】 加硫中のタイヤ金型および生タイヤの模式断面図である。
【図6】 本発明の実施の形態の参考例に係る加硫機の下サイドモールドの平面図である。
【図7】 本発明の第1の実施の形態に係る加硫機の下サイドモールドの平面図である。
【図8】 本発明の第2の実施の形態に係る加硫機の下サイドモールドの平面図である。
【図9】 複数の加硫機を有する加硫システムの概略図である。
【図10】 従来の加硫システムの概略図である。
【符号の説明】
1加硫機
2モールド固定部
3モールド昇降部
4生タイヤ
5下サイドモールド
6a,6b,6c 電気ヒータ
8温度センサ
10中心機構
12下部リング機構
19上部リング機構
20ブラダ
22センターポスト
25上サイドモールド
26割りモールド
74熱量供給部
Claims (3)
- 複数のモールドに保持された生タイヤを加熱して加硫成形するための加硫機において、
熱伝導によって前記モールドに熱量を供給して生タイヤを加熱することが可能であって、前記モールド内またはその近傍に1つのモールドについて複数配置された電気ヒータを備えており、
複数の前記電気ヒータが生タイヤの中央部に対応した部分を中心として放射状に配置されていると共に、
複数の前記電気ヒータの少なくとも1つの長手方向に沿った発熱量が前記中心から放射方向の外側にいくにつれて大きくなっていることを特徴とする加硫機。 - 複数のモールドに保持された生タイヤを加熱して加硫成形するための加硫機において、
熱伝導によって前記モールドに熱量を供給して生タイヤを加熱することが可能であって、前記モールド内またはその近傍に1つのモールドについて複数配置された電気ヒータを備えており、
複数の前記電気ヒータが生タイヤの中央部に対応した部分を中心として放射状に配置されていると共に、
複数の前記電気ヒータは互いに長さの異なる2種類の電気ヒータからなり、前記2種類の電気ヒータのうちの長い方の電気ヒータと、前記2種類の電気ヒータのうちの短い方の電気ヒータとが交互に配列されていることを特徴とする加硫機。 - 複数の前記電気ヒータは、1または互いに近接した複数の前記電気ヒータからなる少なくとも2つのブロックに分かれており、各ブロックごとに温度制御が行われることを特徴とする請求項1または2に記載の加硫機。
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