JP4420756B2 - タイヤ加硫装置及びタイヤ加硫方法 - Google Patents

Description

本発明は、コストを低減しつつ生産性を高め得るタイヤ加硫装置及びタイヤ加硫方法に関し、特にタイヤ製造設備における加硫装置として好適なものである。

車両用のタイヤ等を加硫成形する為に従来より種々の加硫装置が稼働している。例えば、温水、高熱ガスあるいはスチーム等を加熱媒体として用い、これらの加熱媒体を熱源からブラダーと呼ばれる弾性を有した中子内に送り込み、この中子を介してタイヤを加熱及び加圧する構造のものがある。

この内の高熱ガスを用いた加硫装置としては、下記の特許文献１〜４に示されるようなものがある。つまり、これらは特殊な中心機構を採用し、この中心機構内の電気ヒーターによって高圧のガスを加熱して、高熱ガスとしてブラダーを加熱しながら加圧するような構造となっている。

一方、ブラダーを使わずにリジットコアによって生タイヤの内側から圧力を加えて加硫するような下記の特許文献５に示される構造も存在している。但し、この特許文献５に示す構造では、熱源を加硫装置の外部に配置して加硫装置外より熱を配管を介して供給する形となっている。
特開平４−２６１８１３号公報 特開平５−１０４５４２号公報 特公平８−５０６８号公報 特開２００１−３２２１２８号公報 特開２０００−８４９３７号公報

特許文献１〜４に示される加硫装置では、ブラダーを用いるのに伴い高圧のガスを必要とするので、高圧の悪環境下において加硫装置の中心機構を稼働させなければならず、中心機構の故障が多発していた。従って、加硫装置により生産を継続する為には大きな維持コストが必要となっていた。

一方、特許文献５に示す構造では、外部から熱を供給するのに伴い、放熱によるエネルギーロスが発生し、生タイヤの内側のリジットコアに効率的に熱を伝える事が出来ず、エネルギー費が増大する結果、タイヤの製造コストが増大してしまうことになる。そして、このエネルギーロスの発生に伴いタイヤに効率的に伝熱出来ないようになることから、加硫時間が伸び、結果として生産性が低かった。
本発明は上記事実を考慮し、コストを低減しつつ生産性を高め得るタイヤ加硫装置及びタイヤ加硫方法を提供することが目的である。

請求項１に係るタイヤ加硫装置は、リング状に形成され且つ、生タイヤが外周側に装着され得るリジットコアと、
リジットコアの内周側に一端が取り付けられ且つ、加熱媒体を流通させるダクトと、
ダクト内に配置されて加熱媒体を加熱するヒータと、
ダクト内に配置され且つ、ヒータにより加熱された加熱媒体をリジットコアの内周側に送り込むファンと、を有し、
リジットコアの断面円弧状をなす内周面には、板状に形成されるフィンが、連結されていることを特徴とする。

請求項１に係るタイヤ加硫装置の作用を以下に説明する。
本請求項では、リング状に形成されたリジットコアの外周側に生タイヤが装着可能とされ、このリジットコアの内周側にダクトの一端が取り付けられる形で、このダクトが設置された構成となっている。また、このダクト内のヒータで加熱された加熱媒体をダクトの他端に取り付けられたファンによってダクト内を流通させて、リジットコア内に送り込むようになっている。

従って、本請求項のタイヤ加硫装置では、ブラダーを用いずに固定的な構造のリジットコアを採用したことで、ダクト内で循環される加熱媒体として低圧の気体を用いることができ、この低圧の気体によりリジットコアを加熱すれば良くなった。つまり、このことから高圧のガスが不要となるので、本請求項のタイヤ加硫装置は故障し難くなり、これに伴って、タイヤの生産を継続する為に大きな維持コストをタイヤ加硫装置に必要としないようになった。

他方、外部から熱を供給することがなく、閉じられた空間内でエネルギーが伝達される形となるので、エネルギーロスが発生し難くなってリジットコアに効率的に熱を伝える事ができるようになる。この結果、エネルギー費が減少してタイヤの製造コストが低減されるようになる。また、このエネルギーロスが発生し難くなるのに伴い生タイヤに効率的に伝熱できるので、加硫時間が短縮される結果として、タイヤの生産性が高くなる。

以上より、本請求項によれば、コストを低減しつつ生産性を高め得るタイヤ加硫装置となる。さらに、本請求項では、リジットコアを単に採用しただけでなく、ヒーター及びファンを中心機構に組み付けた形となっている。この為、低圧の気体による熱風がこの中心機構内で循環して、効率的にリジットコアに熱が供給されるコンパクトな構造のタイヤ加硫装置ともなる。
さらに、板状に形成されるフィンが、リジットコアの断面円弧状をなす内周面に連結されている。つまり、リジットコアの内周側に配置された板状のフィンを介して、加熱媒体から熱がリジットコアに伝達されるので、より多量の熱量が確実にリジットコア側に伝達されるようになる。

請求項２に係るタイヤ加硫装置の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項１と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、ヒータとファンとが相互に同軸状の位置に配置されるという構成を有している。つまり、本請求項では、ヒータとファンとが相互に同軸状の位置に配置されたことで、より一層コンパクトなタイヤ加硫装置となった。

請求項３に係るタイヤ加硫装置の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項１と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、筒状の仕切壁が、ダクトの外周壁と同軸状にダクト内に設けられてダクトをこの仕切壁で区画し、このダクトが内側通路と外側通路とを同軸状に有する二重構造にされるという構成を有している。

つまり、本請求項によれば、内側通路と外側通路とが同軸状にダクト内に存在し、リジットコアの内周側に送り込まれる加熱媒体とリジットコアの内周側から排出される加熱媒体とを同時に通過可能としたので、より一層コンパクトなタイヤ加硫装置となった。

請求項４に係るタイヤ加硫方法は、ファンにより流動される加熱媒体がダクト内を流通し、ダクト内に配置されたヒータにより加熱されてこの加熱媒体がリング状のリジットコアの内周側に送り込まれることで、リジットコアを介して生タイヤの内周面側から加熱するタイヤ加硫装置により生タイヤを加硫するタイヤ加硫方法であって、
リジットコアとして、断面円弧状をなす内周面には、板状に形成されるフィンが、連結されているものを用い、リジットコアに生タイヤを装着し、
次に、生タイヤの外周側からも外部ヒータにより加熱して予備加熱し、
この後、ヒータで加熱された加熱媒体によってリジットコアを加熱することで、生タイヤを加硫することを特徴とする。

請求項４に係るタイヤ加硫方法の作用を以下に説明する。
本請求項によれば、ファンにより流動される加熱媒体がダクト内を流通し、ダクト内に配置されたヒータにより加熱されてこの加熱媒体がリング状のリジットコアの内周側に送り込まれることで、リジットコアを介して生タイヤの内周面側から加熱することになる。そして、リジットコアに生タイヤを装着してから、生タイヤの外周側からも外部ヒータにより加熱して予備加熱した後、ヒータで加熱された加熱媒体によってリジットコアを加熱することで、生タイヤを加硫する。

従って、本請求項に係るタイヤ加硫方法によれば、請求項１と同様にコストを低減しつつ生産性を高め得ることができるだけでなく、加硫成形の前に、生タイヤの外周側からも外部ヒータにより加熱して予備加熱するようにしたことで、より一層生産効率が向上することになる。

請求項５に係るタイヤ加硫方法の作用を以下に説明する。
本請求項では請求項４と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、請求項５では、タイヤ加硫装置のヒータとファンとが相互に同軸状に配置されるという構成を有している。つまり、本請求項では、請求項２と同様の構成を有しているので、この請求項と同様に作用することになる。

以上説明したように本発明の上記構成によれば、コストを低減しつつ生産性を高め得るタイヤ加硫装置及びタイヤ加硫方法を提供できるという優れた効果を有する。

本発明に係るタイヤ加硫装置及びタイヤ加硫方法の一実施の形態を、タイヤの加硫成形を通じて説明する。
図１は、本実施の形態に係るタイヤ加硫装置１０の全体を表す断面図である。この図１に示すように、それぞれ金属製の上金型１２と下金型１４が合わされて外周面側が形成されると共にリング状とされた金属製のリジットコア１６により内周面側が形成されることで、本実施の形態に係るタイヤ加硫装置１０は円環状の空間を内部に有する構造とされている。

そして、このリジットコア１６は円弧状の断面形状を有していて、このリジットコア１６の外周面側に貼り付けられてリジットコア１６に装着された被加硫物である生タイヤＴが、この円環状の空間内に収納されて加圧及び加熱されることで、加硫成形されるようになる。

このリジットコア１６の内側には、図１及び図２に示すように、リジットコア１６の内周面に沿うようなリング形に形成された板状の水平フィン１８が、リジットコア１６の内周面に一周にわたってその外周面側で連結されつつ、配置されている。また、このリジットコア１６の内側には、板状の垂直フィン２０が放射状に配置されている。これら垂直フィン２０は等間隔でリジットコア１６の内周側に複数配置され、水平フィン１８とも連結されている。

さらに、これら水平フィン１８及び垂直フィン２０には、それぞれ貫通孔１８Ａ、２０Ａが複数形成されていて、加熱媒体である空気等の気体が、これら貫通孔１８Ａ、２０Ａを介して水平フィン１８及び垂直フィン２０をそれぞれ通過可能となっている。

一方、下金型１４の中央部には、円形の穴部１４Ａが設けられており、この穴部１４Ａに円筒状のダクト２２の一端側部分である図１における上端側部分が、嵌合されて固定されている。このダクト２２内には、筒状の仕切壁２２Ｂがダクト２２の外周壁２２Ａと同軸状に配置されていて、この仕切壁２２Ｂによってダクト２２が区画されて、内側通路２４と外側通路２６とを同軸状に有する二重構造にこのダクト２２はなっている。

他方、ダクト２２の他端側部分である図１における下端側部分の内部には、送風用のファン３０が配置されている。そして、このダクト２２の下端側のダクト２２外に設置されたモータ３２により、このファン３０が駆動回転されてダクト２２内で気体を流動して循環させるようになっている。

このダクト２２の中心側を形成する内側通路２４内には、通過する気体等の流体を加熱する為に内部に電熱線等を有したヒータ３４が配置されている。従って、モータ３２により回転されるファン３０によって、外側通路２６内から強制的に内側通路２４内に送り込まれた気体がこのヒータ３４を通過することになるが、この通過の際にこの気体がヒータ３４により加熱されるようになっている。

そして、この加熱された気体がリジットコア１６の内周側空間内に送り込まれ、貫通孔１８Ａを通って水平フィン１８を通過した後、ダクト２２の外側通路２６内に流れ込むようになる。このとき、リジットコア１６の内側面から気体内の熱がリジットコア１６に伝わり、このリジットコア１６を介して生タイヤＴが加熱されて加硫成形されるだけでなく、この水平フィン１８の貫通孔１８Ａと共に垂直フィン２０の貫通孔２０Ａをも加熱されている気体が通過するので、リジットコア１６が均一に加熱されるようになる。

また、図３に示すように、このタイヤ加硫装置１０の外部には、外部ヒータ３６が配置されており、タイヤ加硫装置１０の上金型１２及び下金型１４の外周側とこの外部ヒータ３６との間を通気管３８が繋いでいて、外部ヒータ３６で加熱された気体が通気管３８でこれら上金型１２及び下金型１４を外周側に送られて、生タイヤＴの外周からも加熱可能に本実施の形態ではなっている。

他方、本実施の形態に係るタイヤ加硫装置１０は、自転するように外部に図示しない駆動回転機構が設置された構造になっていると共に、図１に示す垂直に配置される姿勢と図３に示す水平に配置される姿勢とを採れるように、図示しない旋回機構を有した構造ともなっている。

次に、本実施の形態に係るタイヤ加硫装置１０の作用を以下に説明する。
本実施の形態に係るタイヤ加硫装置１０では、リング状に形成されたリジットコア１６の外周側に生タイヤＴが装着可能とされ、このリジットコア１６の内周側にダクト２２の一端が取り付けられる形で、このダクト２２が設置された構成となっている。

さらに、このダクト２２の外周壁２２Ａと同軸状にダクト２２内に設けられた筒状の仕切壁２２Ｂがダクト２２を区画していて、内側通路２４と外側通路２６とを同軸状に有する二重構造にこのダクト２２はなっている。そして、このダクト２２の内側通路２４内のヒータ３４で加熱された加熱媒体である気体をダクト２２の下端側に取り付けられたファン３０によってダクト２２内を流通させて、リジットコア１６の内周側空間内に送り込むようになっている。

この際、リジットコア１６の内周側に配置されている板状の水平フィン１８及び垂直フィン２０を介して、気体の熱がリジットコア１６に伝達されて、生タイヤＴがこのリジットコア１６によって加熱されるようになり、また、このリジットコア１６を加熱した後の気体が外側通路２６側に排出されるようになっている。

従って、本実施の形態のタイヤ加硫装置１０では、ブラダーを用いずに固定的な構造のリジットコア１６を採用したことで、ダクト２２内で循環される気体として低圧の気体を用いることができ、この低圧の気体によってリジットコア１６を加熱すれば良くなった。つまり、このことから高圧のガスが不要となるので、本実施の形態のタイヤ加硫装置１０は故障し難くなり、これに伴って、タイヤの生産を継続する為に大きな維持コストをタイヤ加硫装置１０に必要としないようになった。

他方、外部から熱を供給することがなく、閉じられた空間内でエネルギーが伝達される形となるので、エネルギーロスが発生し難くなってリジットコア１６に効率的に熱を伝える事ができるようになる。この結果、エネルギー費が減少してタイヤの製造コストが低減されるようになる。また、このエネルギーロスが発生し難くなるのに伴い生タイヤＴに効率的に伝熱できるので、加硫時間が短縮される結果として、タイヤの生産性が高くなる。

以上より、本実施の形態によれば、コストを低減しつつ生産性を高め得るタイヤ加硫装置１０となる。さらに、本実施の形態では、リジットコア１６を単に採用しただけでなく、ヒータ３４及びファン３０をいわゆる中心機構に組み付けた形となっている。この為、低圧の気体による熱風がこの中心機構内で循環して、効率的にリジットコア１６に熱が供給されるコンパクトな構造のタイヤ加硫装置１０ともなる。つまり、従来技術と比較して、本実施の形態のエネルギーコスト、加硫時間コスト及びスペースコストは、例えばそれぞれ約１／２程度となる。

さらに、本実施の形態では、筒状の仕切壁２２Ｂが、ダクト２２の外周壁２２Ａと同軸状にダクト２２内に設けられてダクト２２をこの仕切壁２２Ｂで区画することで、このダクト２２が内側通路２４と外側通路２６とを同軸状に有する二重構造にされており、さらに、ヒータ３４とファン３０とが相互に同軸状の位置に、このダクト２２に配置されている。

つまり、本実施の形態によれば、内側通路２４と外側通路２６とが同軸状にダクト２２内に存在し、リジットコア１６の内周側に送り込まれる気体とリジットコア１６の内周側から排出される気体とを同時に通過可能とするだけでなく、さらに、ヒータ３４とファン３０とが相互に同軸状の位置に配置されたことで、より一層コンパクトなタイヤ加硫装置１０となった。

一方、本実施の形態では、板状に形成される水平フィン１８及び垂直フィン２０がリジットコア１６の内周側に配置されていて、これら板状の水平フィン１８及び垂直フィン２０を介して、気体から熱がリジットコア１６に伝達されるので、より多量の熱量が確実にリジットコア１６側に伝達されるようになる。また、貫通孔１８Ａをこの水平フィン１８が有しているので、気体が容易に水平フィン１８を通過可能ともなる。

次に、本実施の形態に係るタイヤ加硫方法の具体例についての作用を以下に説明する。
まず、タイヤ加硫装置１０が水平に配置される姿勢であって、上金型１２及び下金型１４と異なって内部が空洞とされた構造の上金型４２及び下金型４４を開いた状態で、リジットコア１６の外周側に生タイヤＴを貼り付けるように装着してから、これら上金型４２と下金型４４を型締めして、図３に示すような形とする。

次に、ヒータ３４により生タイヤＴの内周側から加熱するだけでなく、生タイヤＴの外周側からも外部ヒータ３６による加熱し、タイヤ加硫装置１０において生タイヤＴを内外から予備加熱する。この際、図示しない駆動回転機構がタイヤ加硫装置１０を矢印Ｒで示すように自転して、生タイヤＴを均一に加熱する。この結果、同一のタイヤ加硫装置１０を用いて予備加熱することで、加硫時間を短縮することが可能となる。

この後、図３に示す水平に配置される姿勢から図１に示す垂直に配置される姿勢に、図示しない旋回機構によりタイヤ加硫装置１０を旋回させると共に、上金型４２及び下金型４４から上金型１２及び下金型１４に金型を交換する。そして、ファン３０によって流動される気体がヒータ３４で加熱され、リング状のリジットコア１６の内周側に送り込まれることで、リジットコア１６を介して内周面側から生タイヤＴが加熱されて、この生タイヤＴが加硫される。

従って、本実施の形態に係るタイヤ加硫方法によれば、コストを低減しつつ生産性を高め得ることができるだけでなく、加硫成形の前に、生タイヤＴの外周側からも外部ヒータ３６により加熱して予備加熱するようにしたことで、より一層生産効率が向上することになる。

尚、上記の本実施の形態に係るタイヤ加硫装置及びタイヤ加硫方法はタイヤの加硫成形に用いられるものであるが、他の被加硫物の加硫成形に本発明を適用することにしても良い。

本実施の形態に係るタイヤ加硫装置を表す断面図である。 本実施の形態に係るタイヤ加硫装置に適用されるリジットコア周辺を一部切り出して表す拡大斜視図である。 本実施の形態に係るタイヤ加硫装置で予備加熱している状態を表す断面図である。

符号の説明

１０ タイヤ加硫装置
１６ リジットコア
１８ 水平フィン
２０ 垂直フィン
２２ ダクト
２２Ｂ 仕切壁
２４ 内側通路
２６ 外側通路
３０ ファン
３２ モータ
Ｔ 生タイヤ

Claims (5)

1. リング状に形成され且つ、生タイヤが外周側に装着され得るリジットコアと、
   リジットコアの内周側に一端が取り付けられ且つ、加熱媒体を流通させるダクトと、
   ダクト内に配置されて加熱媒体を加熱するヒータと、
   ダクト内に配置され且つ、ヒータにより加熱された加熱媒体をリジットコアの内周側に送り込むファンと、を有し、
   リジットコアの断面円弧状をなす内周面には、板状に形成されるフィンが、連結されていることを特徴とするタイヤ加硫装置。
2. ヒータとファンとが相互に同軸状の位置に配置されたことを特徴とする請求項１記載のタイヤ加硫装置。
3. 筒状の仕切壁が、ダクトの外周壁と同軸状にダクト内に設けられてダクトをこの仕切壁で区画し、このダクトが内側通路と外側通路とを同軸状に有する二重構造にされることを特徴とする請求項１記載のタイヤ加硫装置。
4. ファンにより流動される加熱媒体がダクト内を流通し、ダクト内に配置されたヒータにより加熱されてこの加熱媒体がリング状のリジットコアの内周側に送り込まれることで、リジットコアを介して生タイヤの内周面側から加熱するタイヤ加硫装置により生タイヤを加硫するタイヤ加硫方法であって、
   リジットコアとして、断面円弧状をなす内周面には、板状に形成されるフィンが、連結されているものを用い、リジットコアに生タイヤを装着し、
   次に、生タイヤの外周側からも外部ヒータにより加熱して予備加熱し、
   この後、ヒータで加熱された加熱媒体によってリジットコアを加熱することで、生タイヤを加硫することを特徴とするタイヤ加硫方法。
5. タイヤ加硫装置のヒータとファンとが相互に同軸状に配置されたことを特徴とする請求項５記載のタイヤ加硫方法。

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