JP6149160B2 - 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、生タイヤのタイヤ内周側におけるセンターポストの外周位置に配置され生タイヤに対して熱量を付与する発熱手段と、発熱手段をセンターポストの昇降とは独立して任意の位置に移動可能な移動手段とを備えた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、中心機構のセンターポストに対して発熱手段を移動可能としているので、中心機構の構成が複雑である。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成により生タイヤの内側から放射熱を用いて生タイヤを加熱可能な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、生タイヤの内部に一部が挿入される昇降可能なセンターポストと、前記センターポストに固定され前記生タイヤの内部に配され放射熱により前記生タイヤの内側から前記生タイヤに熱を伝達する加熱部とを備え、前記加熱部が、前記放射熱を発するヒータと、前記ヒータと前記生タイヤの内面との間に介在され前記ヒータからの放射熱を遮る移動可能な遮蔽部と、を備えるタイヤ加硫装置である。
上記態様のタイヤ加硫装置は、センターポストに加熱部が固定される構成であるので、簡易な構成により生タイヤの内側から放射熱を用いて生タイヤを加熱可能である。
また、遮蔽部における開閉状態に応じて、生タイヤの内面にヒータからの熱が伝達される状態と、生タイヤの内面にヒータからの熱が伝達されない状態とに切替可能である。

前記加熱部が、前記放射熱を発するヒータと、前記ヒータと前記生タイヤの内面との間に介在され前記ヒータからの放射熱を遮る開閉可能な遮蔽部とを備えていてもよい。
この場合、遮蔽部における開閉状態に応じて、生タイヤの内面にヒータからの熱が伝達される状態と、生タイヤの内面にヒータからの熱が伝達されない状態とに切替可能である。

前記遮蔽部が、前記ヒータを囲む筒状をなす遮蔽部材と、前記遮蔽部材が前記ヒータを囲む遮蔽位置と前記遮蔽部材外に前記ヒータが位置する非遮蔽位置との間で前記遮蔽部材を移動させる移動機構とを備えていてもよい。
この場合、遮蔽部材がヒータを囲む遮蔽位置にあるときには、ヒータの熱は遮蔽部材に遮られて生タイヤに到達しない。また、遮蔽部材を移動機構が移動させることによって、遮蔽部における開閉状態が変化する。

前記ヒータが、相対移動可能な複数のヒータ部材を有していてもよく、前記複数のヒータ部材が、前記遮蔽部材内に収容可能な外径となるように互いに重ねられた格納状態と、前記遮蔽部材の内径を超える外径を有して前記格納状態よりも互いの重なりが少ない発熱時状態とのいずれかとなるように移動可能に配されていてもよい。
この場合、格納状態ではヒータが小型であり、発熱時状態において遮蔽部材外にヒータが位置している時にはヒータ部材同士の重なりが少なく放射熱を発することが可能な面積を広く確保することができる。

上記態様のタイヤ加硫装置は、前記生タイヤの内面を押圧するためのブラダをさらに備えていてもよく、このとき、前記センターポストが、前記加熱部を前記ブラダ内に保持してもよい。
この場合、加熱部はブラダを介して生タイヤを加熱する。

上記態様のタイヤ加硫装置は、前記ブラダ内にドライガスを供給するガス供給部をさらに備えていてもよい。
この場合、ドライガスはブラダ内で液化せずに気体状態であるので、ブラダ内の温度が均一になりやすい。

上記態様のタイヤ加硫装置は、前記ブラダ内に水蒸気を供給する水蒸気供給部をさらに備えていてもよい。
この場合、加熱部によるブラダの加熱により水蒸気が液化しにくくなるので、ブラダ内の温度が均一になりやすい。

本発明によれば、簡易な構成により生タイヤの内側から放射熱を用いて生タイヤを加熱可能なタイヤ加硫装置を提供することができる。

本発明の第１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。 本発明の第２実施形態のタイヤ加硫装置を示す部分断面図である。 （ａ）（ｂ）及び（ｃ）は、同実施形態の変形例のタイヤ加硫装置の一部の平面図である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１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１に示す本実施形態のタイヤ加硫装置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、ガス供給部２６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、本実施形態のタイヤ加硫装置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の内部に気体が充填されることにより、ブラダ１０が生タイヤ３０Ｘの内面３０ｂを押圧する。さらに、ブラダ１０は、後述するヒータ２３により加熱され、ブラダ１０を介して生タイヤ３０Ｘを内面３０ｂ側から加熱可能である。
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。
センターポスト１６は、タイヤモールド２に取り付けられる生タイヤ３０Ｘを支持する。本実施形態のセンターポスト１６は、ブラダクランプリング１５及びブラダ１０を介して生タイヤ３０Ｘを支持する。
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の中心方向へと進退移動させる。また、本実施形態では、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（加熱部）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に支持されたタイヤ３０の内側から、放射熱によりタイヤ３０の加熱を行う。本実施形態ではヒータ２３はブラダ１０を介してタイヤ３０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がタイヤ３０の内側からタイヤ３０を直接加熱してもよい。

ヒータ２３の形状は、センターポスト１６を囲みセンターポスト１６の中心線１６ａと同軸をなす円筒形である。ヒータ２３の外周面には、生タイヤ３０Ｘの内面へ向けて放射熱を発する放射面２４が形成されている。なお、ヒータ２３の形状は円筒形には限られない。たとえばヒータ２３は、角筒状であってもよい。また、ヒータ２３の外周面が全て放射面２４であってもよいし、ヒータ２３の外周面の一部が放射面２４であってもよい。

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、本実施形態のヒータ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。たとえば、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。ブラダ１０を構成するゴム等樹脂の吸収波長特性に対応してブラダ１０を好適に加熱可能なヒータとしては、３．５μｍ程度の波長をピークとする赤外線ヒータが挙げられる。たとえばセラミックヒータは３μｍから６μｍまでの範囲に放射熱の波長のピークを有しているので、本実施形態のヒータ２３に特に好適である。また、カーボンヒータは、放射熱の波長のピークがセラミックヒータよりも短い場合があるが、加硫のために最適な温度まで上昇して安定するまでに要する時間が短い点、及びセラミックヒータよりも高温での加熱が可能である点で効果的である。

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。

ガス供給部２６は、生タイヤ３０Ｘに対する加硫成形時にドライガスをブラダ１０内に供給し、加硫成形後のドライガスをブラダ１０内から回収する。本実施形態では、ガス供給部２６は、一対のブラダクランプリング１５のうちの一方または両方に設けられブラダ１０の内部と連通されたガス管路２７と、ドライガスをガス管路２７を通じて出し入れするコンプレッサ２８と、ドライガスタンク２９とを有している。
ドライガスの組成は特に限定されない。たとえば、ドライガスとして窒素ガスが採用されてよい。

本実施形態のタイヤ加硫装置１の作用について説明する。
本実施形態のタイヤ加硫装置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４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内にガス供給部２６によりドライガス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内に供給されたドライガスは、ヒータ２３により加熱される。ヒータ２３により加熱されたドライガスによって、ブラダ１０が加熱される。また、ヒータ２３からの放射熱はブラダ１０の内面に直接到達してブラダ１０を加熱する。
ブラダ１０が加熱されると、ブラダ１０から生タイヤ３０Ｘの内面に熱が伝わり、生タイヤ３０Ｘの内面３０ｂから生タイヤ３０Ｘが加熱される。

ブラダ１０の内部に充填されるドライガスは、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。ドライガスはタイヤ加硫装置１の動作環境下において液化することなく気体状態であるので、ブラダ１０内では気体状態のドライガスが流動している。なお、加熱されたドライガスがブラダ１０とガス供給部２６との間で循環することによってブラダ１０内に気流を生じさせてもよい。この場合、ブラダ１０内の温度をさらに均一化することができる。

本実施形態では、ヒータ２３及び外部加熱機構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、本実施形態のタイヤ加硫装置１によれば、センターポスト１６に固定されたヒータ２３が生タイヤ３０Ｘの内面３０ｂを加熱するので、簡易な構成で生タイヤ３０Ｘの内側から生タイヤを放射熱を用いて加熱することができる。

（変形例）
次に、上記実施形態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。
本変形例では、上記のガス供給部２６に代えて、水蒸気をブラダ１０内に供給する水蒸気供給部４０を備えている。

水蒸気供給部４０は、生タイヤ３０Ｘに対する加硫成形時に水蒸気をブラダ１０内に供給し、加硫成形後の水蒸気をブラダ１０内から回収する。本実施形態では、水蒸気供給部４０は、一対のブラダクランプリング１５のうちの一方または両方に設けられブラダ１０の内部と連通された水蒸気管路４１と、水蒸気を水蒸気管路４１を通じて出し入れするコンプレッサ４２と、ボイラ４３とを有している。

本変形例では、ボイラ４３から水蒸気が水蒸気管路４１を通じてブラダ１０内に供給されることにより、ブラダ１０内が加圧され、またブラダ１０が加熱される。ブラダ１０内の水蒸気の一部はブラダ１０や生タイヤ３０Ｘ等に熱を奪われることにより液化する場合があるが、本変形例ではヒータ２３がブラダ１０を加熱していることにより、ブラダ１０内にたまった高温水は再び水蒸気となる。また、本変形例におけるヒータ２３は水蒸気が液化しないように水蒸気を直接加熱することにより気体状態に維持する効果も奏する。
本変形例では水蒸気が液化せずにブラダ１０内を流動するので、水蒸気が供給されるブラダ１０を介した生タイヤ３０Ｘの加熱を均一に行うことができる。

（第２実施形態）
本発明の第２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。なお、本実施形態及びその変形例において、上記第１実施形態と共通の構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略されている。

図２に示す本実施形態のタイヤ加硫装置１Ａは、第１実施形態に開示されたタイヤ加硫装置１と比較して、遮蔽部５０をさらに備えている点で構成が異なる。すなわち、本実施形態では、内部加熱機構２２（加熱部）が、上記の遮蔽部５０と、第１実施形態に開示されたヒータ２３とを備えている。

遮蔽部５０は、ヒータ２３を囲む筒状をなす遮蔽部材５１と、遮蔽部材５１を移動させる移動機構５２とを備えている。

遮蔽部材５１は、ヒータ２３を囲む位置にあるときには、ヒータ２３と生タイヤ３０Ｘの内面３０ｂとの間に介在されている。このため、ヒータ２３を囲む位置に遮蔽部材５１があるときには、遮蔽部材５１は、ヒータ２３が発する放射熱の少なくとも一部を遮って、ヒータ２３からの熱がブラダ１０及び生タイヤ３０Ｘに伝わらないように断熱している。なお、遮蔽部材５１の形状は、ヒータ２３を囲むものであれば特に限定されない。たとえば、遮蔽部材５１の形状は円筒形には限られず、角筒状であってもよい。また、遮蔽部材５１は、ヒータ２３が発する放射熱を全方向において遮ることができるものであってもよいし、ヒータ２３が発する放射熱の少なくとも一部を遮るものであってもよい。たとえば、遮蔽部材５１はセンターポスト１６の中心線１６ａを中心とした円周方向に亘って連続する壁面によりヒータ２３からの放射熱を遮る構成であってもよいし、センターポスト１６の中心線１６ａを中心とした円周方向において不連続となる壁面によりヒータ２３からの放射熱の一部を遮る構成であってもよい。

移動機構５２は、不図示のアクチュエータを備えることにより、遮蔽部材５１がヒータ２３を囲む遮蔽位置Ｐ１と、遮蔽部材５１外にヒータ２３が位置する非遮蔽位置Ｐ２との間で遮蔽部材５１をヒータ２３に対して移動させる。

本実施形態では、ブラダ１０内にドライガスまたは水蒸気を供給してブラダ１０を介して生タイヤ３０Ｘを加熱する過程では、遮蔽部材５１が非遮蔽位置Ｐ２に配されることにより、ヒータ２３からの熱により上記第１実施形態と同様にブラダ１０及び生タイヤ３０Ｘが加熱される。

生タイヤ３０Ｘが適切に加硫された後、ヒータ２３に対する電力の供給は停止される。ヒータ２３に対する電力の供給停止後、ヒータ２３の余熱によりヒータ２３は放射熱を発し続ける。ここで、本実施形態では移動機構５２が遮蔽部材５１を遮蔽位置Ｐ１へと移動させ、遮蔽部材５１がヒータ２３を囲む。これにより、遮蔽部材５１内に熱がこもるので、生タイヤ３０Ｘに対する過加硫につながる加熱が予防される。遮蔽部材５１が遮蔽位置Ｐ１にある状態では、ヒータ２３の余熱の影響による過加硫が起こりにくい状態で、加硫成形後のタイヤ３０をタイヤモールド２から取り出すことができる。

（変形例）
上記実施形態の変形例について説明する。図４（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本変形例のタイヤ加硫装置におけるヒータの平面図である。
本変形例のタイヤ加硫装置１Ａ（図３参照）は、上記第２実施形態に開示されたヒータ２３とは構成が異なるヒータ２３Ａを、上記第２実施形態に開示されたヒータ２３に代えて備えている。

図４に示すヒータ２３Ａは、複数のヒータ部材２３Ａａが組み合わされることにより円筒形に構成可能である。複数のヒータ部材２３Ａａは、ヒータ部材２３Ａａ同士の一部が相対的に多く互いに重ねられた状態（格納状態、図４（ａ））と、隣り合うヒータ部材２３Ａａ同士が図４（ａ）に示すような重なりよりも少なく重ねられた状態（発熱時状態，図４（ｃ））とのいずれかとされることが可能となるように変形可能（図４（ｂ）参照）である。なお、複数のヒータ部材２３Ａａは、互いに突合せられたように並べられた状態とされることが可能であってもよい。

図４（ａ）に示すようにヒータ部材２３Ａａ同士の一部が互いに重ねられた状態では、ヒータ２３Ａは、遮蔽部材５１の内部に収容可能となるような直径を有する円筒状である。

図４（ｃ）に示すようにヒータ部材２３Ａａ同士の一部の重なりが少ない状態で、又は隣り合うヒータ部材２３Ａａ同士が互いに突合せられたように並べられた状態では、ヒータ２３Ａは、遮蔽部材５１の内径よりも大きな外径を有する円筒状である。

本変形例では、ヒータ２３Ａは、遮蔽部材５１の内部に収容でき、且つ、遮蔽部材５１が被せられておらずに放射熱を発する状態では遮蔽部材５１内への収容時よりも広い面積の外周面から、上記の格納状態でヒータ２３Ａが発熱する場合よりも多くの放射熱をブラダ１０に向けて発することができる。

本発明は、タイヤを加硫成形する装置に利用できる。

１，１Ａ 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
２３ ヒータ
２４ 放射面
２５ 配線
２６ ガス供給部
２７ ガス管路
２８ コンプレッサ
２９ ドライガスタンク
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
４０ 水蒸気供給部
４１ 水蒸気管路
４２ コンプレッサ
４３ ボイラ
５０，５０Ａ 遮蔽部
５１ 遮蔽部材
５２ 移動機構

Claims (6)

1. 生タイヤを支持する昇降可能なセンターポストと、
   前記センターポストに固定され前記生タイヤの内部に配され放射熱により前記生タイヤの内側から前記生タイヤに熱を伝達する加熱部と、
   を備え、
   前記加熱部が、
   前記放射熱を発するヒータと、
   前記ヒータと前記生タイヤの内面との間に介在され前記ヒータからの放射熱を遮る移動可能な遮蔽部と、
   を備えるタイヤ加硫装置。
2. 前記遮蔽部が、
   前記ヒータを囲む筒状をなす遮蔽部材と、
   前記遮蔽部材が前記ヒータを囲む遮蔽位置と前記遮蔽部材外に前記ヒータが位置する非遮蔽位置との間で前記遮蔽部材を移動させる移動機構と、
   を備える請求項１に記載のタイヤ加硫装置。
3. 前記ヒータが、相対移動可能な複数のヒータ部材を有し、
   前記複数のヒータ部材が、前記遮蔽部材内に収容可能な外径となるように互いに重ねられた格納状態と、前記遮蔽部材の内径を超える外径を有して前記格納状態よりも互いの重なりが少ない発熱時状態とのいずれかとなるように移動可能に配されている
   請求項２に記載のタイヤ加硫装置。
4. 前記生タイヤの内面を押圧するためのブラダをさらに備え、
   前記センターポストが、前記加熱部を前記ブラダ内に保持する
   請求項１から３のいずれか一項に記載のタイヤ加硫装置。
5. 前記ブラダ内にドライガスを供給するガス供給部をさらに備える請求項４に記載のタイヤ加硫装置。
6. 前記ブラダ内に水蒸気を供給する水蒸気供給部をさらに備える請求項４に記載のタイヤ加硫装置。

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