JP4158161B1 - タイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワー - Google Patents

Abstract

【課題】 タイヤを窒素ガスを用いて安定、かつ効率的に確実に加硫できる小型でコンパクトタイプのタイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワーを提供する。
【解決手段】 温度２００℃以上、圧力１．０ＭＰａ・Ｇ以上で差圧０．０５ＭＰａ・Ｇ以上の窒素ガスを洩れの生ずることなくタイヤ加硫装置に送る構造からなり、構造としては密封状のケーシング１、サイドフレーム２，３、オイルケース４、ギヤケース５及びメカニカルシールケース６を互いに密接して連結し、小型でコンパクトを図り、更に各部を同一圧力にしてガス洩れを防止すべくオイル分離タンク１０及び均圧分離タンク１１等を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、加硫装置から常時出入して製造されるタイヤの加硫を安定、かつ確実に実施でき、全体として小型でコンパクトにまとめられ、２００℃以上温度で圧力１．０ＭＰａ・Ｇ以上で吸入圧力と吐入圧力との差圧が０．０５ＭＰａ・Ｇ以上の窒素ガスを加硫装置に送ることができるタイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワーに関する。

一般にゴム製品は熱硬化処理を行って強靱性や安定した弾力性及び耐熱性を有するものとされる。この処理を加硫と言い、電線被覆用のゴムチューブやタイヤは必ず加硫処理が行われている。この加硫処理は生ゴムに硫黄を混合したものを加熱して生ゴム内に化学反応を生じさせてゴムの分子鎖同士の一部分を硫黄が結合される編み目構造を作るものからなり、従来より行われている。
この加硫処理としては、タイヤについては多くの公知文献の例えば「特許文献１」や「特許文献２」及び「特許文献３」があり、その中に記載されているように熱源としてはスチームを使用するものが採用されていた。
特開平９−３８９７７号（図１） 特開平８−２５３６０号（図１） 特開平７−２２７８５２号（図１）

前記のようにタイヤの加硫はスチームによって行われていたが、加硫機内部のスチームの温度のムラやスチームのドレン化によりタイヤの品質に若干の問題があり、その対応等が求められていた。
一方、図５に示すように電線用のゴムチューブ４７の加硫は窒素ガスを用いてその品質の向上を図るものが採用されている。
即ち、図５に示すようにゴムチューブ４７は密封された加硫用パイプ４８内を通って加熱され、巻取機４９により巻き取られる。この加硫用パイプ４８内の窒素ガス５０はクーラ５１と循環ブロワー５２及び加熱加圧器５３を介して循環されると共に加硫用パイプ４５の外周を加熱するヒータ５４により３００℃の温度で０．９ＭＰａＧの圧力のものに形成される。この条件により電線用のゴムチューブ４７は安定、かつ確実な高品質の加硫処理が行われている。なお、この加硫手段において循環ブロワーとしてはその入口の窒素ガスの温度がクーラ５１により約７０℃の低温に保持されるため、循環ブロワーとしては特別な構造のものでなくても十分に使用可能である。

しかしながら、タイヤの場合は、その加硫処置構造としては装置内にタイヤを挿入して加硫処理後にこのタイヤを取り出す構造のものからなるため、装置開放時において窒素ガスの温度が低下し、そのままでは加硫処理が不十分となる問題点がある。そのためには常に高温で、かつ高圧の窒素ガスを装置側に導入する必要がある。

そのためには温度２００℃以上で圧力１．０ＭＰａ・Ｇ以上の窒素ガスを装置側に供給する必要があるが、従来ではこの条件を満足するルーツブロワーがなかった。一方、スチームの場合はその形成に多くのエネルギーを必要とし、そのドレーン処置も必要となり、省エネルギー的には好ましいものでない。一方、窒素ガスを用いることができれば省エネルギー効果が出来、「京都議定書」に対する推進手段の１つとして貢献できる。
また、窒素ガスを使用して前記の高温・高圧のものにするにはルーツブロワーとしては大型で複雑のものとなり、多量の加硫装置を必要とするタイヤ生産に対応できないものとなる問題点もある。

本発明は、以上の事情に鑑みて発明されたものであり、温度２００℃以上、圧力１．０ＭＰａ・Ｇ以上で差圧０．０５ＭＰａ・Ｇ以上の窒素ガスを加硫装置側に導入でき、全体構造が小型でコンパクトにまとめられるタイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワーを提供することを目的とする。

本発明は、以上の目的を達成するために、請求項１の発明は、駆動軸及びギヤーを介して連結される従動軸を有し互いに噛合する一対のロータを収納し温度２００℃以上，圧力１．０ＭＰａ・Ｇ以上の窒素ガスを吸入する吸入口及び窒素ガスを吐出する吐出口を有するケーシングと、該ケーシングの前後に密接して連結され内部に前記駆動軸及び従動軸を枢支するベアリング及びこのオイルシールを保持しその冷却用の冷却室や空隙室を形成するサイドフレームと、該サイドフレームの前側に密接連結し内部に潤滑油蓄溜室と冷却室及び潤滑油の出入口を形成するオイルケース及び前記サイドフレームの後側に密接連結し前記潤滑油蓄溜室と冷却室及び潤滑油の出入口を有し前記ギヤーを収納してなるギヤケースと、前記オイルケース側に密接連結し前記駆動軸を枢支するメカニカルシールと冷却水の出入口及び潤滑油の入口と潤滑油蓄溜室を形成するメカニカルシールケースと、前記駆動軸を作動する駆動手段とを有するタイヤ加硫用のルーツブロワーにおいて、該ルーツブロワーには、オイル分離タンクと均圧分離タンク及びドレンポットが付設され、前記オイル分離タンクは、前記オイルケース及びギヤケース内に浮遊する潤滑油を含んだ窒素ガスの潤滑油分を分離して再びオイルケース及びギヤケース内に戻すと共に潤滑油を分離した窒素ガスを前記均圧分離タンク側に送るものからなり、前記均圧分離タンクは、前記オイル分離タンク側からの窒素ガス中の潤滑油を更に分離して窒素ガスを前記サイドフレームの前記空隙室内に導入するものからなり、前記ドレンポットは前記サイドフレーム及びケーシング内の潤滑油のドレンを収納して排出するものからなることを特徴とする。

また、請求項２の発明は、前記オイルケース及びギヤケースの潤滑油を含む窒素ガスを前記オイル分離タンク側に送るオイル分離タンク側の接続口の近傍には前記潤滑油を含む窒素ガスの前記接続口への直接挿入を防止するためのオイルブロッカーが設けられることを特徴とする。

本発明の請求項１のタイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワーによれば、オイル分離タンク及び均圧分離タンクにより前側及び後側のサイドフレーム及びオイルケース及びギヤケース更にメカニカルシールケース内の潤滑油がほぼ完全に除去され、これらの室の内圧をすべて均一に保持することが確実に出来る。更に、ドレンポットを付設することにより、潤滑油の除去を更に完全に行うことができる。その結果として差圧０．０５Ｍｐａ．Ｇ以上の２００℃以上で圧力１．０Ｍｐａ．Ｇの窒素ガスをタイヤ加硫装置に送ることができる。

また、本発明の請求項２のタイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワーによれば、浮遊している潤滑油を含む窒素ガスがオイルブロッカーにより接続口に直接導入されないため、不要な潤滑油のオイル分離タンク側への導入が防止され、オイル分離や均圧の効果を上げることができる。

以下、本発明のタイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワーの実施の形態を図面を参照して詳述する。
図１乃至図３に示すようにタイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワー１００は、大別して次の構成要素からなる。即ち、互いに噛合する一対のロータ７，７を収納するケーシング１と、この前後に密接して配置される密封形状の前側サイドフレーム２及び後側サイドフレーム３と、前側サイドフレーム２に密接して連結される密封状のオイルケース４と、後側サイドフレーム３に密接して連結される密封状のギヤケース５と、オイルケース４に密接して連結される密封状のメカニカルシールケース６と、駆動側のロータ７に連結される駆動軸８及び従動側のロータ７に連結される従動軸９と、駆動軸８に連結される駆動手段１３等からなり、更に本発明の主要構成要素であってタイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワー１００に付設されるオイル分離タンク１０と均圧分離タンク１１及びドレンポット１２等とからなる。以下、これ等の構成要素の詳細構造を順次説明する。

図１乃至図３に示すように、一対のロータ７，７はケーシング１内において互いに噛合し、吸入ガス（窒素ガス）を吸引して吐出し差圧０．０５ＭＰａ・Ｇ以上の１．０ＭＰａ・Ｇ以上の高圧窒素ガスを吐出するものからなる。なお、窒素ガスは図略の窒素ガス供給部において温度２００℃以上で圧力１．０ＭＰａ・Ｇ以上の高温・高圧のガスとして形成され、ケーシング１の吸入口１ａからケーシング１内に吸引され、圧縮されて差圧０．０５ＭＰａ・Ｇ以上の圧縮ガスとしてケーシング１の吐出口１ｂから排出されてタイヤ加硫装置２００側に送られて循環する。
また、図１に示すように駆動軸８は前側のロータ７から前側サイドフレーム２とオイルケース４及びメカニカルシールケース６を夫々貫通してモータ１４やカップリング１５等からなる駆動手段１３側に連結する。
また、駆動軸８は前側のロータ７から後方側に伸びて後側サイドフレーム３を貫通しギヤケース５内まで伸び、その端部に歯車１６を連結する。この歯車１６は従動軸９側の歯車（図略）と噛合し、歯車は従動軸９に連結される。なお、図１に示すように従動軸９はギヤケース５から後側サイドフレーム３と前側サイドフレーム２を通りオイルケース４内で収納される。

前側サイドフレーム２及び後側サイドフレーム３には駆動軸８や従動軸９を枢支するベアリング１７やオイルシール１８が保持され、ベアリング１７やオイルシール１８の配置される近傍には冷却室１９が設けられ、オイルシール１８側には空隙室２０が形成される。なお、空隙室２０には均圧分離タンク接続口２１が連通して設けられ、その下方にはドレンポット接続口２２が連通して設けられている。

オイルケース４及びギヤケース５には潤滑油（オイル）の蓄溜する潤滑油蓄溜室２３や冷却水の溜る冷却室２４が設けられており、潤滑油補給口２５やオイル分離タンク接続口２６、オイル分離タンク戻り口２７や冷却室２４に連通する冷却水接続口２８が夫々設けられている。また、オイル分離タンク接続口２６の近傍には潤滑油蓄溜室２３内に浮遊する潤滑油を含む窒素ガスがオイル分離タンク接続口２６側に直接進入することを防止するオイルブロック２９が配置されている。

メカニカルシールケース６には駆動軸８をシールするダブルメカニカルシール３０が保持されると共に潤滑油供給源３１に連通する接続口３２及び冷却水供給源３３に連通する接続口３４が設けられ、接続口３２は潤滑油蓄溜部３５に連通して各部に潤滑油を送油すべく形成され、接続口３４は冷却室３６に連通し、冷却室３６から各部に冷却を送水すべく形成される。

オイル分離タンク１０はオイル蓄溜室を形成するものからなり、オイル分離タンク接続口２６やオイル分離タンク戻り口２７に連結する管路３７及び３８や均圧分離タンク１１側に連結する管路３９を形成するものからなる。なお、管路３８には逆止弁４０が設けられ、分離されたオイルはオイルタンク４やギヤケース５に戻るようにし、かつオイル分離タンク戻り口２７側からオイル分離タンク１０側への逆流を防止するようにしている。

均圧分離タンク１１はデミスタ（粉霧オイル捕集網）４１と空隙室４２等からなり、デミスタ４１には管路３９が連通し、空隙室４２には前側サイドフレーム２や後側サイドフレーム３の均圧分離タンク接続口２１に連通する管路４３が形成される。

また、前側及び後側サイドフレーム２，３のドレンポット接続口２２やドレンポット１２に連続し不要の潤滑油を排除するようにしている。

図４はタイヤ加硫装置２００と本発明のタイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワー１００との関係を示すものである。タイヤ加硫装置２００は公知技術であり説明は省略するが、加硫対象のタイヤを出入保持してタイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワー１００からの窒素ガスによって加硫を行うべく構成される。本発明のタイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワー１００からの温度２００℃以上、圧力１．０ＭＰａ・Ｇ以上で差圧０．０５ＭＰａ・Ｇ以上の窒素ガスがタイヤ加硫装置２００に送られて循環する。この回路には流量計４５が設けられると共に不要時におけるバイパス路４６が形成される。

本発明のタイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワー１００は図１に示した構造からなり、全体が密接結合したコンパクトの構造からなり、ベアリング１７もロータ７に近接して配置され、オイルシール１８やダブルメカニカルシール３０によりガスの洩れが完全に防止されているため、高温・高圧の高品質窒素ガスを形成することができる。

次に、以上の構造のタイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワー１００の作用を説明する。
タイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワー１００は図１に示すような状態で潤滑油や冷却水が各部に供給されて駆動される。前記のようにタイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワー１００はベアリング１７がロータ７の近傍に配置されロータ７の回転時の振動も少なく、かつ各部が密接して配置されるためガス洩れの少ない状態で駆動される。
タイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワー１００の駆動時においてガス洩れを最小に保持するには以上の構造上の特徴の他に前側サイドフレーム２の空隙室２０とオイルケース４の潤滑油蓄溜室２３との差圧や後側サイドフレーム３の空隙室２０とギヤケース５の潤滑油蓄溜室２３との間の差圧がゼロに近いことが必要である。
本発明ではこのためにオイル分離タンク１０及び均圧分離タンク１１が配置される。以下この作用を説明するが、前側サイドフレーム２とオイルケース４との関係と後側サイドフレーム３とギヤケース５との関係とは同一のため前者についてのみ説明し、重複説明を省略する。

まず、オイルケース４の潤滑油蓄溜室２３内に浮遊している潤滑油を含む窒素ガスはオイルブロッカ２９に邪魔されながらオイル分離タンク接続口２６から管路３７に進み、オイル分離タンク１０内に導入され潤滑油を分離される。分離された潤滑油は逆止弁４０を介し管路３８からオイル分離戻り口２７から潤滑油蓄溜室２３内に戻る。一方、潤滑油を分離された窒素ガスは管路３９を介して均圧分離タンク１１の潤滑油溜り室４１内に導入され、更に潤滑油を分離する。分離された窒素ガスは空隙室４２から前側サイドフレーム２の均圧分離タンク接続口２１を介して前側サイドフレーム２の空隙室２０内に導入される。以上により、前側サイドフレーム２とオイルケース４との間は同圧となり、この間の窒素ガス洩れが防止される。前記のように、この現象は後側サイドフレーム３とギヤケース５との間でも生ずるため、タイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワー１００としては全体として窒素ガスの洩れが防止される。この結果、２００℃の高温で１．０ＭＰａ・Ｇ以上の高圧の窒素ガスが更に０．０５ＭＰａ・Ｇ以上の差圧を生じさせた状態で吐出口１ｂからタイヤ加硫装置２００側に送られることになる。

以上により、本発明のタイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワー１００は全体としてコンパクトにまとめられ、各部が密封されてガス洩れが防止され、かつ前記のオイル分離タンク１０及び均圧分離タンク１１の存在によりガス洩れをほぼ完全に防止され、高温で高圧の窒素ガスを送り出すことができる。

なお、本発明は、以上に説明した構造のものからなるが、以上の説明の内容に限定するものではなく、同一の技術的範疇のものが適用されることは勿論である。

本発明は、タイヤ加硫用のルーツブロワーとして適用されるが、タイヤ加硫装置としては任意のものでよく、かつタイヤに限定するものでもなく、その利用範囲は広い。

本発明のタイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワーの全体構造も示す構成図。 図１の上面図。 タイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワーのロータ及びケーシングまわりの構造を示す図１のＡ−Ａ線断面図。 本発明のタイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワーとタイヤ加硫装置との関係を説明するための模式的構成図。 電源用のゴムチューブの窒素ガスによる加硫方法の一例を示す模式的構成図。

符号の説明

１ ケーシング
１ａ 吸入口
１ｂ 吐出口
２ 前側サイドフレーム
３ 後側サイドフレーム
４ オイルケース
５ ギヤケース
６ メカニカルシールケース
７ ロータ
８ 駆動軸
９ 従動軸
１０ オイル分離タンク
１１ 均圧分離タンク
１２ ドレンポット
１３ 駆動手段
１４ モータ
１５ カップリング
１６ 歯車
１７ ベアリング
１８ オイルシール
１９ 冷却室
２０ 空隙室
２１ 均圧分離タンク接続口
２２ ドレンポット接続口
２３ 潤滑油蓄溜室
２４ 冷却室
２５ 潤滑油補給口
２６ オイル分離タンク接続口
２７ オイル分離タンク戻り口
２８ 冷却水接続口
２９ オイルブロック
３０ ダブルメカニカルシール
３１ 潤滑油供給源
３２ 接続口
３３ 冷却水供給源
３４ 接続口
３５ 潤滑油蓄溜部
３６ 冷却室
３７ 管路
３８ 管路
３９ 管路
４０ 逆止弁
４１ デミスタ
４２ 空隙室
４３ 管路
４５ 流量計
４６ バイパス路
４７ ゴムチューブ
４８ 加硫用パイプ
４９ 巻取機
５０ 窒素ガス
５１ クーラ
５２ 循環ブロワー
５３ 加熱加圧機
５４ ヒータ
１００ タイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワー
２００ タイヤ加硫装置

Claims (2)

1. 駆動軸及びギヤーを介して連結される従動軸を有し互いに噛合する一対のロータを収納し温度２００℃以上，圧力１．０ＭＰａ・Ｇ以上の窒素ガスを吸入する吸入口及び窒素ガスを吐出する吐出口を有するケーシングと、該ケーシングの前後に密接して連結され内部に前記駆動軸及び従動軸を枢支するベアリング及びこのオイルシールを保持しその冷却用の冷却室や空隙室を形成するサイドフレームと、該サイドフレームの前側に密接連結し内部に潤滑油蓄溜室と冷却室及び潤滑油の出入口を形成するオイルケース及び前記サイドフレームの後側に密接連結し前記潤滑油蓄溜室と冷却室及び潤滑油の出入口を有し前記ギヤーを収納してなるギヤケースと、前記オイルケース側に密接連結し前記駆動軸を枢支するメカニカルシールと冷却水の出入口及び潤滑油の入口と潤滑油蓄溜室を形成するメカニカルシールケースと、前記駆動軸を作動する駆動手段とを有するタイヤ加硫用のルーツブロワーにおいて、該ルーツブロワーには、オイル分離タンクと均圧分離タンク及びドレンポットが付設され、前記オイル分離タンクは、前記オイルケース及びギヤケース内に浮遊する潤滑油を含んだ窒素ガスの潤滑油分を分離して再びオイルケース及びギヤケース内に戻すと共に潤滑油を分離した窒素ガスを前記均圧分離タンク側に送るものからなり、前記均圧分離タンクは、前記オイル分離タンク側からの窒素ガス中の潤滑油を更に分離して窒素ガスを前記サイドフレームの前記空隙室内に導入するものからなり、前記ドレンポットは前記サイドフレーム及びケーシング内の潤滑油のドレンを収納して排出するものからなることを特徴とするタイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワー。
2. 前記オイルケース及びギヤケースの潤滑油を含む窒素ガスを前記オイル分離タンク側に送るオイル分離タンク側の接続口の近傍には前記潤滑油を含む窒素ガスの前記接続口への直接挿入を防止するためのオイルブロッカーが設けられることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫用高温・高圧ルーツブロワー。