JP6464597B2

JP6464597B2 - 空気入りタイヤの加硫装置

Info

Publication number: JP6464597B2
Application number: JP2014154896A
Authority: JP
Inventors: 宏尚北井
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2019-02-06
Anticipated expiration: 2034-07-30
Also published as: JP2016030422A

Description

本発明は、空気入りタイヤの加硫装置に関し、さらに詳しくは、加硫ブラダの上下端部を保持する上側クランプ保持部および下側クランプ保持部の上下すき間が狭い場合に、簡易な構成でありながら加硫ブラダの上下温度差を効果的に小さくできる空気入りタイヤの加硫装置に関するものである。

従来、大型のＯＲタイヤなどの大型タイヤを加硫する際には、高圧および高温の温水を加硫ブラダの内部に注入、充填してグリーンタイヤを加硫する温水加硫が用いられている。温水加硫によれば、スチーム加硫に比べて温度設定範囲が広く、また、圧力を高くすることができるためである。また、温水は単位体積当たりのエネルギー密度が高いので、相対的に肉厚になる大型タイヤの加硫には適している。

温水加硫の場合は加硫ブラダ内壁に接触した温水が熱を奪われて温度が低下する。これに伴って密度が高くなり、冷水塊として下方に移動して、ほぼ同じ温度の高さで留まる。そのため、加硫ブラダ内部では上下温度差が生じ、これに伴い、グリーンタイヤに接する加硫ブラダの外表面にも温度差が生じる。このようにして加硫ブラダの上下温度差が過大になると、加硫したタイヤの加硫程度が上下で大きく異なることになり、品質にばらつきが生じる。それ故、加硫ブラダの上下温度差を極力小さくすることが重要である。

加硫ブラダの上下温度差を小さくするための加硫方法、加硫装置は種々提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１では、加硫ブラダ内部に攪拌羽根を設置した加硫機が提案されている。この加硫機では、攪拌羽根を回転させることにより、加硫ブラダ内部のスチームと窒素ガスとが攪拌混合されて加硫ブラダの上下温度差を小さくすることができる。しかしながら、この提案では、加硫ブラダ内部に攪拌羽根を新設しなければならない。これに伴って加硫設備が複雑になるという問題がある。加硫設備が複雑になると設備故障が発生し易くなるため、簡素な設備にすることが好ましい。

特許文献２では、注入口および排出口を備え、センターポストの外周側の位置に配置されるハブ部に、ガイド部材を外嵌する構造が提案されている。このガイド部材には、注入口に接続されるノズルが形成されていて、このノズルを通じて加熱媒体や加圧媒体を加硫ブラダに注入する。

ところで、ＯＲタイヤなどの大型タイヤはビード部が太径になるので、加硫ブラダの上下端部を保持する上下のクランプ保持部どうしの上下すき間が狭くなる場合がある。このような場合には、特許文献１、２で提案されている構造はスペースの問題から採用することが難しく、採用しても加硫ブラダの上下温度差を十分に縮小させることはできない。

特開２００９−２９０３５号公報特開昭６１−３７４０５号公報

本発明の目的は、加硫ブラダの上下端部を保持する上側クランプ保持部および下側クランプ保持部の上下すき間が狭い場合に、簡易な構成でありながら加硫ブラダの上下温度差を効果的に小さくできる空気入りタイヤの加硫装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の空気入りタイヤの加硫装置は、筒状の加硫ブラダと、この加硫ブラダを上下に挿通するセンターポストと、このセンターポストに支持されて前記加硫ブラダの上下端部をそれぞれ保持する上側クランプ保持部および下側クランプ保持部と、前記センターポストの外周側の位置で、かつ、前記上側クランプ保持部および下側クランプ保持部の外周縁部よりも前記センターポスト側の位置に配置された注入口とを備え、グリーンタイヤを加硫する際の前記上側クランプ保持部および下側クランプ保持部の上下すき間が１００ｍｍ以下であり、前記注入口から液体の媒体を前記上下すき間の前記上側クランプ保持部および前記下側クランプ保持部の外周縁部の周方向全長に延在している領域を通じて前記加硫ブラダの内部に注入してこの加硫ブラダを膨張および加熱させることにより、タイヤモールドの内部に横置き状態で配置されたグリーンタイヤを加硫する空気入りタイヤの加硫装置であって、前記下側クランプ保持部の上面の外周縁部が外周側に向かって上方に傾斜していて、前記下側クランプ保持部の外周面に、前記媒体を前記加硫ブラダの内部から外部に排出させる排出口が前記上下すき間よりも下方位置に配置されて形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、グリーンタイヤを加硫する際の上側クランプ保持部および下側クランプ保持部の上下すき間が１００ｍｍ以下の加硫装置でありながら、下側クランプ保持部の上面の外周縁部が外周側に向かって上方に傾斜しているので、注入口から注入される媒体は、下側クランプ保持部の上面に沿って上向きで加硫ブラダの内部に流入する。これにより、加硫ブラダの内部では媒体が上下に循環し易くなる。そのため、簡易な構成でありながらも加硫ブラダの上下温度差を効果的に小さくできる。

ここで、前記上側クランプ保持部の下面の外周縁部が外周側に向かって上方に傾斜している仕様にすることもできる。この仕様によれば、注入口から注入される媒体は、上側クランプ保持部の下面に沿って上向きで加硫ブラダの内部に流入するので、加硫ブラダの内部では、媒体がより確実に上下に循環し易くなる。それ故、加硫ブラダの上下温度差を小さくするには一段と効果的である。

前記上側クランプ保持部の下面または前記下側クランプ保持部の上面に、前記注入口から注入された媒体を、平面視で前記センターポストを中心にして旋回させる向きにガイドするガイド体が形成されている仕様にすることもできる。この仕様によれば、上側クランプ保持部および下側クランプ保持部の上下すき間を通じて加硫ブラダの内部に流入する媒体が、加硫ブラダの内部でセンターポストを中心にして旋回流を生じさせる。これにより、加硫ブラダの内部で媒体の循環が活発になり、加硫ブラダの上下温度差を小さくするには益々効果的になる。

前記下側クランプ保持部の外周面に、前記媒体を前記加硫ブラダの内部から外部に排出させる排出口が形成されている仕様にすることで、排出口を別途設けることなく、不要になった媒体をこの排出口を通じて加硫ブラダの内部から外部に排出させることができる。しかも、この排出口は加硫ブラダの下端部側に形成されているので、媒体を加硫ブラダの内部に残留させずに排出するには有利である。

本発明の空気入りタイヤの加硫装置の全体概要を縦断面視で例示する説明図である。図１の一部拡大図である。図１の下側クランプ保持部の上面を平面視で例示する説明図である。加硫ブラダの内部の旋回流を平面視で例示する説明図である。加硫ブラダの内部の媒体を排出している状態を縦断面視で例示する説明図である。

以下、本発明の空気入りタイヤの加硫装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１〜図３に例示する本発明の空気入りタイヤの加硫装置１（以下、加硫装置１という）は、ゴム製の筒状の加硫ブラダ２を有している。加硫ブラダ２の上端開口部の周辺の上側クランプ部３ａ、下端開口部の周辺の下側クランプ部３ｂはそれぞれ、中心機構４を構成するセンターポスト４ａに取り付けられた円盤状の上側クランプ保持部５ａ、下側クランプ保持部５ｂにより保持されている。

センターポスト４ａの外周側の位置には、注入口６が配置されている。注入口６は、上側クランプ保持部５ａおよび下側クランプ保持部５ｂの外周縁部よりもセンターポスト４ａ側の位置に配置されている。この実施形態では、４つの注入口６が下側クランプ保持部５ｂの上面に開口し、周方向の等間隔に配置されている。注入口６は１つでもよいが、複数設けることが好ましい。注入口６は、加硫装置１から下方に延びる注入ライン６Ｌに接続されている。注入ライン６Ｌを通じて供給された液体の媒体Ｍ（高温高圧の温水）が注入口６から加硫ブラダ２の内部に注入される。

この実施形態では、下側クランプ保持部５ｂの外周面に、排出口７が形成されている。排出口７は、加硫装置１から下方に延びる排出ライン７Ｌに接続されている。加硫ブラダ２の内部の不要になった媒体Ｍは、排出口７からは排出ライン７Ｌを通じて加硫ブラダ２の外部に排出される。排出口７は複数設けることが好ましく、また、できるだけ低い位置に配置することが好ましい。排出口７は、別の位置に形成することもできる。

この加硫装置１は、グリーンタイヤＧを加硫する際の上側クランプ保持部５ａおよび下側クランプ保持部５ｂの上下すき間Ｓが１００ｍｍ以下であり、通常の加硫装置に比して上下すき間Ｓが非常に小さくなっている。上下すき間Ｓの下限値は、例えば５０ｍｍ程度である。大型ＯＲタイヤ等を製造するためのグリーンタイヤＧの場合は、ビード部が非常に太径になるため、この上下すき間Ｓがこのように過小になることがある。

下側クランプ保持部５ｂの上面の外周縁部は、外周側に向かって上方に傾斜している（傾斜部ＳＬを有している）。この実施形態では、上側クランプ保持部５ａの下面の外周縁部も外周側に向かって上方に傾斜している。したがって、上側クランプ保持部５ａおよび下側クランプ保持部５ｂの外周縁部では、縦断面視で外周側に向かって上方に傾斜した略一定厚さの流路が形成されている。本発明では、少なくとも、下側クランプ保持部５ｂの上面の外周縁部が外周側に向かって上方に傾斜していればよい。

傾斜部ＳＬは、上側クランプ保持部５ａおよび下側クランプ保持部５ｂの外周縁から内周側に例えば、２０ｍｍ〜１５０ｍｍの位置にまで形成される。即ち、上側クランプ保持部５ａおよび下側クランプ保持部５ｂにおける傾斜部ＳＬの半径方向長さは、例えば２０ｍｍ〜１５０ｍｍ程度である。傾斜部ＳＬの水平に対する傾斜角度Ａは例えば５°以上５０°以下である。上側クランプ保持部５ａおよび下側クランプ保持部５ｂに傾斜部ＳＬを設ける場合は、互いの傾斜部ＳＬの傾斜角度Ａを同じに設定することが好ましい。

下側クランプ保持部５ｂの上面には、注入口６から注入された媒体Ｍを、平面視でセンターポスト４ａを中心にして旋回させる向きにガイドするガイド体８が形成されている。この実施形態ではガイド体８が、下側クランプ保持部５ｂの上面から上方に突出する突起になっている。即ち、ガイド体８が、平面視でセンターポスト４ａを中心にして周方向に均等配置されて、センターポスト４ａから外周側に向かって湾曲した複数本の突起により構成されている。

ガイド体８を設けることは任意である。このガイド体８は、上側クランプ保持部５ａの下面にも設けることもできる。或いは、下側クランプ保持部５ｂの上面および上側クランプ保持部５ａの下面の両方に設けることができる。また、ガイド体８は突起に限らず、下側クランプ保持部５ｂの上面や上側クランプ保持部５ａの下面に形成した溝をガイド体８として採用することもできる。

本発明の加硫装置１を用いてグリーンタイヤＧを加硫するには、まず、グリーンタイヤＧをモールド９の内部に横置き状態で配置する。この実施形態では、モールド９は周方向に複数に分割された環状のセクタ９ａと、上側に配置される環状のサイドプレート９ｂ、下側に配置される環状のサイドプレート９ｃで構成されている。加硫ブラダ２はグリーンタイヤＧの内側に挿入され、モールド９を閉型した状態にする。

次いで、注入ライン６Ｌを通じて供給した媒体Ｍを、注入口６から注入する。この時、上側クランプ保持部５ａおよび下側クランプ保持部５ｂの上下すき間Ｓは１００ｍｍ以下になっている。注入口６から注入した媒体Ｍは、上側クランプ保持部５ａおよび下側クランプ保持部５ｂの上下すき間Ｓを通って加硫ブラダ２の内部に流入する。

注入した媒体Ｍによって加硫ブラダ２は、膨張および加熱されてグリーンタイヤＧの内周面を押圧する。継続的に媒体を加硫ブラダ２の内部に注入しつつ、適宜の量の媒体Ｍを排出口７から排出ライン７Ｌを通じて加硫ブラダ２の外部に排出する。これに伴い、グリーンタイヤＧは、モールド９に押圧されつつ加熱されて、予め設定された時間で加硫される。排出口７は、加硫ブラダ２の下端部側に形成されているので、相対的に低温になった媒体Ｍを効率よく加硫ブラダ２の外部に排出させるには有利になっている。

本発明では、下側クランプ保持部５ｂの上面の外周縁部が外周側に向かって上方に傾斜しているので図１、図２に例示するように、媒体Ｍは下側クランプ保持部５ｂの上面に沿って上向きで加硫ブラダ２の内部に流入する。これに伴い、加硫ブラダ２の内部では媒体Ｍが上下に循環する水流が生じて媒体Ｍが上下に循環し易くなる。そのため、加硫ブラダ２の上下温度差を効果的に小さくすることが可能になっている。ひいては、加硫したタイヤの加硫程度のばらつきが上下で小さくなるので、タイヤ品質の向上にもつながる。

この実施形態では、上側クランプ保持部５ａの下面の外周縁部も外周側に向かって上方に傾斜しているので、媒体Ｍは上側クランプ保持部５ａの下面に沿って上向きで加硫ブラダ２の内部に流入する。そのため、加硫ブラダ２の内部では、媒体Ｍがより確実に上下に循環し易くなるので、加硫ブラダ２の上下温度差を小さくするには一段と効果的である。

さらに、この実施形態では、上述したガイド体８が設けられているので、上側クランプ保持部５ａおよび下側クランプ保持部５ｂの上下すき間Ｓを通じて加硫ブラダ２の内部に流入する媒体Ｍが、加硫ブラダ２の内部において、図４に例示するように平面視でセンターポスト４ａを中心にして旋回流を生じさせる。これにより、加硫ブラダ２の内部では、媒体Ｍの旋回流と上下循環流とが生じて、媒体Ｍの循環が活発になるので、加硫ブラダ２の上下温度差を小さくするには益々効果的になっている。

傾斜部ＳＬを、上側クランプ保持部５ａおよび下側クランプ保持部５ｂの外周縁から内周側に２０ｍｍ〜１５０ｍｍの位置にまで形成すると、加硫ブラダ２の上下温度差を小さくするには、より効果的である。また、加硫ブラダ２の上下温度差を小さくするために効果的な傾斜部ＳＬの水平に対する傾斜角度Ａは、５°以上５０°以下、より好ましくは１５°以上４５°以下である。

ガイド体８により生じさせる旋回流は、半径方向に対して１０°〜５０°程度の角度で交差するようにするとよい。このような旋回角度の旋回流が生じると、加硫ブラダ２の内部での媒体Ｍの循環がより活発になり、加硫ブラダ２の上下温度差を小さくするには有利になる。

予め設定された加硫時間が経過した後は、図５に例示するように、加硫ブラダ２の内部に存在している媒体Ｍを排出口７から排出ライン７Ｌを通じて加硫ブラダ２の外部に排出する。この実施形態では、排出口７が加硫ブラダ２の下端部側に形成されているので、媒体Ｍを加硫ブラダ２の内部に残留させずに排出するには有利になっている。

排出口７の開口総面積は、例えば、下側クランプ保持部５ｂの外周面の総面積の５％以上５０％以下にすると、優れた排出効果を有しつつ、下側クランプ保持部５ｂの強度を過度に低下させることもない。

次いで、上側のサイドプレート９ｂを上方移動させ、それぞれのセクタ９ａを拡径方向に移動させてモールド９を開型する。次いで、加硫したタイヤを上方移動させて収縮した加硫ブラダ２から抜き出して加硫装置１から取り出す。

上記のとおり、本発明の加硫装置１では、下側クランプ保持部５ｂ（および上側クランプ保持部５ａ）を巧みに細工することで、簡易な構成でありながら、上側クランプ保持部５ａおよび下側クランプ保持部５ｂの上下すき間Ｓが狭い場合にも、加硫ブラダ２の上下温度差を効果的に小さくすることを可能にしている。

１加硫装置
２加硫ブラダ
３ａ上側クランプ部
３ｂ下側クランプ部
４中心機構
４ａセンターポスト
５ａ上側クランプ保持部
５ｂ下側クランプ保持部
６注入口
６Ｌ注入ライン
７排出口
７Ｌ排出ライン
８ガイド体
９（９ａ、９ｂ、９ｃ）タイヤモールド
Ｇグリーンタイヤ
Ｓすき間
ＳＬ傾斜部

Claims

筒状の加硫ブラダと、この加硫ブラダを上下に挿通するセンターポストと、このセンターポストに支持されて前記加硫ブラダの上下端部をそれぞれ保持する上側クランプ保持部および下側クランプ保持部と、前記センターポストの外周側の位置で、かつ、前記上側クランプ保持部および前記下側クランプ保持部の外周縁部よりも前記センターポスト側の位置に配置された注入口とを備え、グリーンタイヤを加硫する際の前記上側クランプ保持部および下側クランプ保持部の上下すき間が１００ｍｍ以下であり、前記注入口から液体の媒体を前記上下すき間の前記上側クランプ保持部および前記下側クランプ保持部の外周縁部の周方向全長に延在している領域を通じて前記加硫ブラダの内部に注入してこの加硫ブラダを膨張および加熱させることにより、タイヤモールドの内部に横置き状態で配置されたグリーンタイヤを加硫する空気入りタイヤの加硫装置であって、
前記下側クランプ保持部の上面の外周縁部が外周側に向かって上方に傾斜していて、前記下側クランプ保持部の外周面に、前記媒体を前記加硫ブラダの内部から外部に排出させる排出口が前記上下すき間よりも下方位置に配置されて形成されていることを特徴とする空気入りタイヤの加硫装置。
前記上側クランプ保持部の下面の外周縁部が外周側に向かって上方に傾斜している請求項１に記載の空気入りタイヤの加硫装置。
前記上側クランプ保持部の下面または前記下側クランプ保持部の上面に、前記注入口から注入された前記媒体を、平面視で前記センターポストを中心にして旋回させる向きにガイドするガイド体が形成されている請求項１または２に記載の空気入りタイヤの加硫装置。