JP6114477B2 - タイヤ加硫装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ加硫装置に関する。

従来、成形機で成形された生タイヤは、加硫装置により加硫成形される。たとえば特許文献１には、生タイヤの肉厚部を重点的に加熱するために生タイヤの内側において移動可能に取り付けられた発熱手段を有する中心機構が開示されている。

特許第４３８７０４７号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、生タイヤの内面に対して局所的な加熱を行う加熱手段を移動可能に備えているので、生タイヤに対して加熱ムラが生じる虞がある。
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、生タイヤに対する加熱ムラの少ないタイヤ加硫装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、生タイヤを支持するビードリングと、前記ビードリングに支持された前記生タイヤの内側から、前記生タイヤのトレッド幅方向に異なる放射熱量で放射熱により前記生タイヤの加熱を行う加熱部と、を備え、前記加熱部が、前記トレッド幅方向に並べて配され放射熱量が互いに異なるように独立して制御可能な複数の放射体を有するタイヤ加硫装置である。
上記態様のタイヤ加硫装置は、生タイヤのトレッド幅方向に異なる放射熱量で放射熱により生タイヤを加熱するので、ゴム種、厚さ、あるいは形状に応じて最適な熱量を生タイヤのトレッド幅方向において連続的に生タイヤに付与することができる。
また、複数の放射体からの放射熱量をそれぞれ変更可能であるので、ゴム種、厚さ、あるいは形状が異なる複数種類の生タイヤに対して均一な熱量を付与することができる。

本発明によれば、生タイヤに対する加熱ムラの少ないタイヤ加硫装置を提供することができる。

本発明の参考例のタイヤ加硫装置を示す部分断面図である。 同参考例の変形例のタイヤ加硫装置を示す部分断面図である。 本発明の実施形態のタイヤ加硫装置を示す部分断面図である。 同実施形態のタイヤ加硫装置のヒータを示す斜視図である。

（参考例）
本発明の参考例について説明する。図１は、本参考例のタイヤ加硫装置を示す部分断面図である。
図１に示す本参考例のタイヤ加硫装置１は、タイヤモールド２と、ブラダ１０と、中心機構１４と、モールド固定機構１７と、モールド昇降機構１８と、タイヤ加熱機構２０とを備える。

タイヤモールド２は、上サイドモールド３と、下サイドモールド４と、上ビードリング５と、下ビードリング６と、トレッドモールド７とを有している。

上サイドモールド３及び下サイドモールド４は、タイヤ３０の両サイドウォール３２を成形するための金型である。上サイドモールド３はモールド昇降機構１８に取り付けられている。下サイドモールド４はモールド固定機構１７に取り付けられている。

上ビードリング５及び下ビードリング６は、タイヤ３０の両ビード３３を成形するための金型である。

トレッドモールド７は、トレッドセグメント８と、スライドセグメント９とを有している。
トレッドセグメント８は、生タイヤ３０Ｘのトレッド部３１に対してトレッドパターンを転写する金型である。
スライドセグメント９は、タイヤ３０の径方向にトレッドセグメント８が移動可能となるようにトレッドセグメント８を保持する。スライドセグメント９は、モールド昇降機構１８に連結されている。
なお、タイヤモールド２の構成は上記の構成には限定されない。たとえば、タイヤモールド２の構成は、生産されるタイヤの形状等に対応して適宜選択されてよい。

ブラダ１０は、タイヤ加硫装置１の使用時にタイヤモールド２内に配される生タイヤ３０Ｘを内側からタイヤモールド２に押し付けるための中空部材である。ブラダ１０は、本参考例のタイヤ加硫装置１により加硫成形されるタイヤ３０の内面形状に対応した形状を有する本体部１１と、中心機構１４に連結される上部クランプ部１２及び下部クランプ部１３とを有している。ブラダ１０の内部に高温蒸気等の気体が充填されることにより、ブラダ１０が生タイヤ３０Ｘを内面から押圧するとともに、高温蒸気の熱がブラダ１０を介して生タイヤ３０Ｘの内面に伝わる。
なお、ブラダ１０の構成は上記の構成には限定されない。

中心機構１４は、ブラダ１０の上部クランプ部１２及び下部クランプ部１３に連結された一対のブラダクランプリング１５と、一対のブラダクランプリング１５に連結されたセンターポスト１６とを備えている。中心機構１４は、センターポスト１６の中心線１６ａ方向に一対のブラダクランプリング１５を相対移動させることにより、ブラダ１０が生タイヤ３０Ｘに挿脱可能となるようにブラダ１０を変形させる。
なお、中心機構１４の構成は上記の構成には限定されない。

モールド固定機構１７は、中心機構１４及び下サイドモールド４を支持することが可能な公知の構成が適宜選択されてよい。

モールド昇降機構１８は、上サイドモールド３及びトレッドモールド７を、下サイドモールド４に対して、センターポスト１６の中心線１６ａ方向へと進退移動させる。また、本参考例では、モールド昇降機構１８がトレッドモールド７をモールド固定機構１７に近づけるのに従ってトレッドモールド７のスライドセグメント９がセンターポスト１６側へと移動する。
なお、モールド昇降機構１８の構成は上記の構成には限定されない。

タイヤ加熱機構２０は、上サイドモールド３、下サイドモールド４、及びトレッドモールド７を介して生タイヤ３０Ｘの外面３０ａ側から生タイヤ３０Ｘを加熱する外部加熱機構２１と、センターポスト１６に取り付けられ生タイヤ３０Ｘの内面３０ｂ側から生タイヤ３０Ｘを加熱する内部加熱機構２２とを有している。

外部加熱機構２１は、例えば高温蒸気の流路を有し、高温蒸気の熱により生タイヤ３０Ｘを外側から加熱する。なお、外部加熱機構２１の構成は上記の構成には限定されない。

内部加熱機構２２は、センターポスト１６に取り付けられたヒータ２３（加熱部）と、ヒータ２３に対して電力を供給する配線２５とを有している。

ヒータ２３は、上下のビードリング５，６に支持された生タイヤ３０Ｘの内側から、生タイヤ３０Ｘのトレッド幅方向Ａ１に異なる放射熱量で放射熱により生タイヤ３０Ｘの加熱を行う。本参考例ではヒータ２３はブラダ１０を介して生タイヤ３０Ｘの加熱を行う。なお、ブラダ１０を備えないタイヤ加硫装置１である場合には、ヒータ２３が生タイヤ３０Ｘの内側から生タイヤ３０Ｘを直接加熱してもよい。

ヒータ２３には、生タイヤ３０Ｘの内面３０ｂに向けて放射熱を発する放射面２４が形成されている。ヒータ２３が発する熱は、主に放射面２４の法線方向へと放射される。本参考例ではタイヤ３０のゴム種、厚さ、あるいは形状に対応してヒータ２３の放射面２４が構成されている。

たとえば、ヒータ２３の放射面２４は、生タイヤ３０Ｘの全体を均一に加熱するために相対的に多く加熱する必要がある領域に向けられている。一例を挙げると、ヒータ２３の放射面２４は、生タイヤ３０Ｘのゴム厚が厚い部位に対してゴム厚が薄い部位よりも多くの放射熱を伝達するように、ゴム厚が厚い部位に向けられた面２４ａを有する。

また、放射面２４の構成は上記には限られない。放射面２４の構成の別の例としては、ヒータ２３の放射面２４は、生タイヤ３０Ｘのゴム種が部位に応じて異なっている場合、加硫温度が高いゴム種により構成される部位に対して、加硫温度が低いゴム種により構成される部位よりも多くの放射熱を伝達するように、加硫温度が高いゴム種により構成される部位に向けられた面を有する。
さらに別の例としては、ヒータ２３の放射面２４は、生タイヤ３０Ｘの大きさに対応して、ヒータ２３から遠い位置にある部位に対して、ヒータ２３から近い位置にある部位よりも多くの放射熱を伝達するように、ヒータ２３と生タイヤ３０Ｘの内面３０ｂとの距離に応じて規定された面を有する。

ヒータ２３の形状は、上記の放射面２４を有していれば特に限定されない。ヒータ２３の形状の一例として、たとえば、ヒータ２３は、タイヤモールド２内に生タイヤ３０Ｘが配された状態における生タイヤ３０Ｘのトレッド幅方向Ａ１に長い略棒状をなしている。
具体的には、ヒータ２３は、上記のトレッド幅方向Ａ１に延びる直線（本参考例ではセンターポスト１６の中心線１６ａ）を中心とした回転体形状をなしている。さらに、ヒータ２３は、センターポスト１６の中心線１６ａ方向における中間部２３ａが小径であり、センターポスト１６の中心線１６ａ方向において上ビードリング５に近い端２３ｂ及び下ビードリング６に近い端２３ｃが中間部２３ａよりも大径である。また、ヒータ２３における上記の中間部２３ａから両端２３ｂ，２３ｃへ向かって、ヒータ２３の径は漸次大径となっている。上記の例におけるヒータ２３の放射面２４は、センターポスト１６の中心線１６ａを中心とした回転体の外周面からなる。ヒータ２３の放射面２４は、タイヤモールド２内に生タイヤ３０Ｘが配された状態における生タイヤ３０Ｘの径方向内側（すなわち本参考例ではセンターポスト１６の中心線１６ａ側）に向かって凸となる曲面を構成するように、円柱の外周面の中間部がその中心線方向に向かって全周に亘って窪んだような形状をなす曲面からなる。

ヒータ２３には、電力の供給を受けて発熱する公知の発熱方式が適宜選択されて適用されてよい。すなわち、本参考例のヒータ２３として、赤外線ヒータ、セラミックヒータ、カーボンヒータ等が採用されてよい。ヒータ２３からの放射熱の波長は、ブラダ１０の吸収波長特性に対応し、ブラダ１０を効率よく加熱できる波長であることが好ましい。

配線２５は、センターポスト１６の内部に配され、ヒータ２３と電源（不図示）とを接続する。

本参考例のタイヤ加硫装置１の作用について説明する。
本参考例のタイヤ加硫装置１の使用時には、図１に示すように、生タイヤ３０Ｘの内部にブラダ１０及びヒータ２３が配された状態で生タイヤ３０Ｘが下サイドモールド３に載置される。さらに、トレッドモールド７及び上サイドモールド３が生タイヤ３０Ｘの外面３０ａを覆うように取り付けられる。

タイヤモールド２が全閉じ状態とされた後、外部加熱機構２１が、上サイドモールド３、下サイドモールド４、及びトレッドモールド７を介して生タイヤ３０Ｘの外面３０ａから生タイヤ３０Ｘを加熱する。さらに、ブラダ１０内に高温蒸気等の気体を供給して進展させ、ブラダ１０によって生タイヤ３０Ｘの外面３０ａをタイヤモールド２の内面に押し付ける。ブラダ１０の内部の高温蒸気等の熱により生タイヤ３０Ｘの内面３０ｂから生タイヤ３０Ｘが加熱される。

さらに本参考例では、内部加熱機構２２のヒータ２３に対して電力が供給され、ヒータ２３の放射面２４から放射される放射熱によりブラダ１０を介して生タイヤ３０Ｘの内面３０ｂから生タイヤ３０Ｘをさらに加熱する。

ブラダ１０の内部に充填される高温蒸気等は、ブラダ１０の内面を略均一に加熱するようにブラダ１０内を流動する。これに対して、ヒータ２３は、ヒータ２３の放射面２４によって規定された所定の方向へと放射熱を伝達する。高温蒸気等による生タイヤ３０Ｘの加熱及びヒータ２３による生タイヤ３０Ｘの加熱によって、生タイヤ３０Ｘの全体を均一に加熱するために相対的に多く加熱する必要がある領域が加熱される。
なお、ブラダ１０の内部に充填される気体が高温水蒸気でなくてもよい。この場合は、ブラダ１０の内部に充填される気体（たとえば窒素などの不活性ガス）によって加圧を行うとともに、ヒータ２３によってブラダ１０を加熱することにより、生タイヤ３０Ｘを加熱できる。

高温蒸気等及びヒータ２３、並びに外部加熱機構２１により、生タイヤ３０Ｘはタイヤモールド２内で加硫成形される。

以上に説明したように、本参考例のタイヤ加硫装置１によれば、内部加熱機構２２のヒータ２３が生タイヤ３０Ｘの内面３０ｂをトレッド幅方向Ａ１に連続的に加熱するので、生タイヤ３０Ｘに対する加熱ムラの少ない状態でタイヤ３０を加硫成形することができる。
また、本参考例ではヒータ２３の放射面２４が曲面であるので、生タイヤ３０Ｘのトレッド幅方向Ａ１及び生タイヤ３０Ｘの周方向において、生タイヤ３０Ｘのゴム種、厚さ、あるいは形状に対応して生タイヤ３０Ｘの内面３０ｂに対して連続的に放射熱を伝えることができる。

また、本参考例のタイヤ加硫装置１のヒータ２３における中心線方向の中間部から両端へ向かってヒータ２３の径が漸次大径となっているので、ヒータ２３の放射面２４は生タイヤ３０Ｘのトレッド部３１に、生タイヤ３０Ｘのサイドウォール３２よりも相対的に多くの熱を付与することができる。

（変形例）
次に、上記参考例の変形例について説明する。図２は、本変形例のタイヤ加硫装置を示す部分断面図である。
図２に示すように、本変形例では、上記のヒータ２３（図１参照）とは形状が異なるヒータ２３Ａを、上記のヒータ２３に代えて備えている。

本変形例のヒータ２３Ａは、タイヤモールド２内に生タイヤ３０Ｘが配された状態における生タイヤ３０Ｘのトレッド幅方向Ａ１に長い略紡錘形をなしている。具体的には、ヒータ２３Ａは、センターポスト１６の中心線１６ａを中心とした紡錘形をなしている。すなわち、ヒータ２３Ａは、センターポスト１６の中心線１６ａ方向における中間部２３ａＡが大径であり、センターポスト１６の中心線１６ａ方向において上ビードリング５に近い端２３ｂＡ及び下ビードリング６に近い端２３ｃＡが中間部２３ａＡよりも小径である。また、ヒータ２３Ａにおける上記の中間部２３ａＡから両端２３ｂＡ，２３ｃＡへ向かって、ヒータ２３Ａの径は漸次小径となっている。本変形例におけるヒータ２３Ａの放射面２４Ａは、センターポスト１６の中心線１６ａを中心とした紡錘状のヒータ２３Ａの外周面からなる。ヒータ２３Ａの放射面２４Ａは、タイヤモールド２内に生タイヤ３０Ｘが配された状態における生タイヤ３０Ｘの径方向外側に向かって凸となるように、円柱の外周面の中間部がその中心線と反対方向に向かって全周に亘って膨らんだような形状をなす曲面からなる。

本変形例におけるヒータ２３Ａは、生タイヤ３０Ｘの両サイドウォール３２及びトレッド部３１の内面に対して略均等に放射熱を放射することができる。

（実施形態）
本発明の実施形態について説明する。図３は、本実施形態のタイヤ加硫装置を示す部分断面図である。図４は、本実施形態のタイヤ加硫装置のヒータを示す斜視図である。
図３に示す本実施形態のタイヤ加硫装置１は、上記第１実施形態に開示された内部加熱機構２２とは構成が異なる内部加熱機構２２Ｂを、第１実施形態に開示された内部加熱機構２２に代えて備えている。

内部加熱機構２２Ｂは、図４に示すように複数のヒータ（放射体）２３Ｂ（本実施形態では第一ヒータ２３Ｂ１，第二ヒータ２３Ｂ２，第三ヒータ２３Ｂ３，第四ヒータ２３Ｂ４，及び第五ヒータ２３Ｂ５）と、複数のヒータ２３Ｂに対する発熱状態の制御を行う不図示の制御部とを有する。

複数のヒータ２３Ｂは、互いに独立して発熱制御される。複数のヒータ２３Ｂは、図３に示すように、タイヤモールド２内に生タイヤ３０Ｘが配された状態における生タイヤ３０Ｘのトレッド幅方向Ａ１に並べて設けられている。本実施形態では、複数のヒータ２３Ｂは、センターポスト１６の中心線１６ａと同軸上に並べられている。複数のヒータ２３Ｂは、それぞれ、センターポスト１６の中心線１６ａを中心とした円柱の外面からなる放射面２４Ｂ（第一放射面２４Ｂ１，第二放射面２４Ｂ２，第三放射面２４Ｂ３，第四放射面２４Ｂ４，第五放射面２４Ｂ５）を有している。

本実施形態では、第一ヒータ２３Ｂ１，第二ヒータ２３Ｂ２，第三ヒータ２３Ｂ３，第四ヒータ２３Ｂ４，第五ヒータ２３Ｂ５における発熱状態を不図示の制御部により制御することにより、上記参考例及びその変形例に開示されたヒータ２３及びヒータ２３Ａと同様の効果を奏する。また、本実施形態ではタイヤ３０のトレッド幅方向Ａ１において非対称な構成をなすタイヤ３０に対しても好適な放射熱量を容易に設定可能である。

本発明は、タイヤを加硫成形する装置に利用できる。

１ タイヤ加硫装置
２ タイヤモールド
３ 上サイドモールド
４ 下サイドモールド
５ 上ビードリング
６ 下ビードリング
７ トレッドモールド
８ トレッドセグメント
９ スライドセグメント
１０ ブラダ
１１ 本体部
１２ 上部クランプ部
１３ 下部クランプ部
１４ 中心機構
１５ ブラダクランプリング
１６ センターポスト
１７ モールド固定機構
１８ モールド昇降機構
２０ タイヤ加熱機構
２１ 外部加熱機構
２２ 内部加熱機構
２２Ｂ 内部加熱機構
２３，２３Ａ，２３Ｂ ヒータ
２３Ｂ１ 第一ヒータ
２３Ｂ２ 第二ヒータ
２３Ｂ３ 第三ヒータ
２３Ｂ４ 第四ヒータ
２３Ｂ５ 第五ヒータ
２４，２４Ａ，２４Ｂ 放射面
２４Ｂ１ 第一放射面
２４Ｂ２ 第二放射面
２４Ｂ３ 第三放射面
２４Ｂ４ 第四放射面
２４Ｂ５ 第五放射面
２５ 配線
３０ タイヤ
３０Ｘ 生タイヤ
３１ トレッド部
３２ サイドウォール
３３ ビード

Claims (1)

1. 生タイヤを支持するビードリングと、
   前記ビードリングに支持された前記生タイヤの内側から、前記生タイヤのトレッド幅方向に異なる放射熱量で放射熱により前記生タイヤの加熱を行う加熱部と、
   を備え、
   前記加熱部が、前記トレッド幅方向に並べて配され放射熱量が互いに異なるように独立して制御可能な複数の放射体を有することを特徴とするタイヤ加硫装置。

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