JP6503822B2 - タイヤ加硫用モールドの予熱方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ加硫用モールドの予熱方法および装置に関し、さらに詳しくは、エネルギー消費を抑制して効率的にタイヤ加硫用モールドを予熱することができるタイヤ加硫用モールドの予熱方法および装置に関するものである。

タイヤの製造工程では順次グリーンタイヤが連続的に加硫される。仕様（形状や大きさ等）が異なるタイヤを同じ加硫機で加硫する場合には、加硫機に設置されているタイヤ加硫用モールドを異なるタイヤ加硫用モールドに取り替える。このようにモールドを取り替えた際には、モールドがある程度の高温になっていないとグリーンタイヤの加硫を開始することができないため、所定の温度に達するまで工程に時間ロスが生じる。連続的にグリーンタイヤを加硫している途中で何らかの理由によって加硫を中断した場合に、新たなグリーンタイヤを加硫し始める際にも同様の理由で工程に時間ロスが生じる。

このような工程の時間ロスを低減するため、モールドの予熱が行われている。従来のモールドの予熱方法では、例えば、モールドを取り付けた加硫用コンテナの外周面を熱板によって加熱する。実際に温度を高くしたい領域はモールドのタイヤ成形面（タイヤ成形面）であるが、モールドのタイヤ成形面からは熱板から供給された熱が放熱するため、所定の温度までタイヤ成形面を加熱するには必要以上の時間を要するという問題がある。換言すれば、モールドの予熱のために無駄なエネルギーを消費している。

モールドを予熱する別の方法としては、モールドを取り付けた加硫用コンテナの外周面を熱板によって加熱しつつ、モールドの内部に配置した加硫用ブラダに加熱流体を供給して加硫用ブラダをモールドのタイヤ成形面に接触させない状態にしてモールドのタイヤ成形面側から加熱する方法が提案されている（特許文献１参照）。この方法では、熱板および加硫用ブラダが熱源となり、しかも加熱流体による熱は加硫用ブラダを介してモールドのタイヤ成形面に向かって放熱される。即ち、加熱流体の熱が加硫用ブラダの加熱に消費されているので多大なエネルギーが必要になる。そして、加硫用ブラダを介して加熱流体の熱がモールドの予熱に使用されるので熱伝導効率が悪いという問題がある。

特開２００９−９０５０１号公報

本発明の目的は、エネルギー消費を抑制して効率的にタイヤ加硫用モールドを予熱することができるタイヤ加硫用モールドの予熱方法および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タイヤ加硫用モールドの予熱方法は、タイヤ加硫用コンテナの内部にタイヤ加硫用モールドを取り付けて、前記タイヤ加硫用コンテナを加硫用ブラダを備えた加硫機に設置し、前記タイヤ加硫用モールドの内側に前記加硫用ブラダを配置した状態にして、前記タイヤ加硫用モールドを予備加熱するタイヤ加硫用モールドの予熱方法であって、
前記加硫用ブラダの外側面と前記タイヤ加硫用モールドに形成されたタイヤ成形面とのすき間に加熱気体を注入するとともに、前記タイヤ加硫用コンテナの外側面を加熱することを特徴とする。

本発明のタイヤ加硫用モールドの予熱装置は、タイヤ加硫用モールドが内部に取り付けられるタイヤ加硫用コンテナと、このタイヤ加硫用コンテナが設置されて前記タイヤ加硫用モールドの内側に配置される加硫用ブラダを有する加硫機とを備えたタイヤ加硫用モールドの予熱装置であって、前記タイヤ加硫用コンテナの内部に取り付けられた前記タイヤ加硫用モールドに形成されたタイヤ成形面と前記加硫用ブラダの外側面とのすき間に加熱気体を注入する注入管と、前記タイヤ加硫用コンテナの外側に取り付けられる加熱体とを有することを特徴とする。

本発明によれば、加硫用ブラダの外側面とタイヤ加硫用モールドに形成されたタイヤ成形面とのすき間に加熱気体を注入するので、このすき間の雰囲気温度が上昇する。そのため、加硫用コンテナの外側面から供給される熱がタイヤ加硫用モールドのタイヤ成形面から放熱するとしても、前記すき間の雰囲気温度が高くなっているので放熱量を抑えることができる。それ故、短時間にタイヤ加硫用モールドのタイヤ成形面を昇温させるには有利になる。

また、前記すき間に加熱気体を直接注入するので、加熱気体の熱を、タイヤ成形面からの放熱抑制やタイヤ成形面の加熱に有効に利用することができる。それ故、エネルギー消費を抑制して効率的にタイヤ加硫用モールドのタイヤ成形面を予熱することが可能になる。これに伴い、加硫工程での時間ロスを低減することができるのでタイヤの生産性向上に寄与する。

ここで、前記加熱気体として例えば、不活性ガスを使用する。窒素ガス等の不活性ガスを使用すれば、単純に空気を用いる場合に比してタイヤ加硫用モールドに錆が発生することを回避できる。

前記すき間に注入した加熱気体を回収した後、加熱して前記すき間に還流させることもできる。この場合、加熱気体の熱を無駄にすることなく有効利用できるので、エネルギー消費を抑制するには益々有利になる。

本発明のタイヤ加硫用モールドの予熱装置を縦断面視で例示する説明図である。 図１の加硫用ブラダ、セクタモールドおよびセグメントを平面視で例示する説明図である。 予熱装置の別の実施形態を縦断面視で例示する説明図である。 加熱気体の温度の違いによるタイヤ成形面の温度変化を示すグラフ図である。 加熱気体の温度に違いによる予熱必要時間を示すグラフ図である。

以下、本発明のタイヤ加硫用モールドの予熱方法および予熱装置を、セクショナルタイプのモールドを予備加熱する場合を例にして、図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１に例示する本発明のタイヤ加硫用モールドの予熱装置（以下、予熱装置という）は、タイヤ加硫用コンテナ１（以下、コンテナ１という）と、加硫用ブラダ９ａを有してコンテナ１が設置される加硫機８と、コンテナ１の外側に取り付けられる加熱体７と、コンテナ１の内部に加熱気体Ｆを注入する注入管６ａとを備えている。加硫機８は、筒状の加硫用ブラダ９ａを備えた中心機構９を有している。中心機構９に上下に間隔をあけて取り付けられた保持プレートにより加硫用ブラダ９ａの上縁部、下縁部がそれぞれ保持されている。

コンテナ１の内部には、セクショナルタイプのタイヤ加硫用モールド１０（以下、モールド１０という）が取り付けられている。このモールド１０は、図２に例示するように、環状に配置されてタイヤトレッドを成形する複数（例えば、８個程度）のセクタモールド１１と、タイヤサイドウォールを成形する環状の上側サイドモールド１２ａおよび下側サイドモールド１２ｂとで構成されている。それぞれのモールド１０の内側面にタイヤ成形面Ｓが形成されている。加硫用ブラダ９ａはモールド１０の内側に配置された状態になっている。図中の一点鎖線は、環状に配置されたセクタモールド１１の環状中心線ＣＬを示している。

コンテナ１は、それぞれのセクタモールド１１の外周面に取り付けられるセグメント３と、上側サイドモールド１２ａが取り付けられる昇降プレート４と、下側サイドモールド１２ｂが取り付けられるボトムプレート５と、上下移動するコンテナリング２とを備えている。昇降プレート４、コンテナリング２は、油圧シリンダ等により独立別個に上下移動する。セグメント３の外周面およびコンテナリング２の内周面は、下方に向かって外周側に広がって傾斜している。

セグメント３は水平方向にスライド可能に昇降プレート４に吊設されている。セグメント３の外周傾斜面とコンテナリング２の内周傾斜面とはスライド可能に係合されていて、コンテナリング２の上下移動によりセグメント３が水平方向にスライドする。

下方移動させてボトムプレート５の上面に当接したセグメント３は、コンテナリング２を下方移動させることにより、ボトムプレート５の上面上を摺動して、それぞれのセクタモールド１１を環状中心線ＣＬに対して前進移動させる構成になっている。

コンテナリング２をさらに下方移動させて、それぞれのセグメント３とともにセクタモールド１１を環状中心線ＣＬに対して前進移動させることにより、それぞれのセクタモールド１１が環状に組み付けられるともに、上側サイドモールド１２ａおよび下側サイドモールド１２ｂと組み付けられてモールド１０が型締めされる。

加熱体７は例えば熱板であり、この実施形態では、それぞれのモールド１０の外側位置に対応するように、コンテナ１の上面、側面、下面のそれぞれに設置されている。加熱体７は、コンテナ１の外側面の適宜の位置に設置される。

注入管６ａにはヒータ等の加熱器６ｂが設けられている。この加熱器６ｂにより加熱された加熱気体Ｆが、注入管６ａを通じて非膨張状態の加硫用ブラダ９ａの外側面とそれぞれのモールド１０のタイヤ成形面Ｓとのすき間ｇに注入される。

注入管６ａの先端（注入口）はセクタモールド１１のタイヤ成形面Ｓに対向させることが好ましい。この実施形態では、注入管６ａが中途の位置で屈曲してセクタモールド１１のタイヤ成形面Ｓに向かって延設されている。このように注入管６ａの先端位置を設定することで、注入管６ａから注入される加熱気体Ｆが直接、加硫用ブラダ９ａにあたらないようにすることが望ましい。また、加熱気体Ｆは自然に上方移動するので注入管６ａの先端の上下位置は、セクタモールド１１のタイヤ成形面Ｓの下端部に設定するとよい。

注入管６ａは、単数本に限らず複数本設けることもできる。複数本の注入管６ａを設ける場合は、その先端（注入口）が環状中心線ＣＬを中心にして周方向に等間隔で配置されることが好ましい。

加熱気体Ｆは例えば１００℃〜２１０℃に加熱された気体である。加熱気体Ｆとしては、空気や不活性ガス等を用いる。

以下、本発明によりモールド１０を予熱する手順の一例を説明する。

図１に例示するようにモールド１０を取り付けたコンテナ１を加硫機８に設置してモールド１０を型締めした状態にする。この状態でコンテナ１の外側面に取り付けた加熱体７を加熱する（発熱させる）。加熱体７の加熱温度は例えば１５０℃〜１９０℃である。また、注入管６ａを通じて加硫用ブラダ９ａの外側面とそれぞれのモールド１０のタイヤ成形面Ｓとのすき間ｇに加熱気体Ｆを注入する。

モールド１０には加熱体７から熱が供給されて予備加熱される。すき間ｇには加熱気体Ｆが注入されてすき間ｇの雰囲気温度が上昇している。そのため、コンテナ１の外側面から供給される熱がタイヤ成形面Ｓから放熱するとしても、その放熱量を抑えることができる。これにより、短時間にタイヤ成形面Ｓを昇温させることができるので、エネルギー消費を抑制して効率的にタイヤ成形面Ｓを予熱することが可能になる。

すき間ｇに加熱気体Ｆを直接注入するので、加熱気体Ｆの熱を、タイヤ成形面Ｓからの放熱抑制やタイヤ成形面Ｓの加熱に有効に利用することができる。それ故、エネルギー消費を抑制して効率的にタイヤ成形面Ｓを予熱するには有利になる。

予熱によってモールド１０のタイヤ成形面Ｓが所定の温度まで上昇すると、モールド１０を開型して内部にグリーンタイヤを設置し、次いで、モールド１０を閉型した後に型締めしてグリーンタイヤの加硫を開始する。したがって、本発明によれば、モールド１０のタイヤ成形面Ｓが所定の温度に上昇するまでの待ち時間が短くなり、加硫工程での時間ロスを低減できるのでタイヤの生産性向上にも寄与する。

加熱気体Ｆとして例えば窒素ガス等の不活性ガスを使用すれば、単純に空気を用いる場合に比してモールド１０に錆が発生することを回避できる。

図３に例示する予熱装置の別の実施形態では、すき間ｇに注入した加熱気体Ｆをすき間ｇから回収する回収管６ｄと、回収した加熱気体Ｆを加熱する加熱器６ｂと、加熱器６ｂにより加熱した加熱気体Ｆを注入管６ａを通じてすき間ｇに還流させるポンプ６ｃとを有している。即ち、注入管６ａとポンプ６ｃと回収管６ｄとにより、すき間ｇに加熱気体Ｆを循環させる循環路が形成されている。

この循環路に加熱器６ｂが備わることにより、加熱気体Ｆの温度が高温に維持される。加熱気体Ｆは加熱器６ｂによって例えば１００℃〜２１０℃に加熱、維持される。この注入管６ａ、加熱器６ｂ、ポンプ６ｃおよび回収管６ｄの組みを複数設けることにより、上記の循環路を複数形成することもできる。

このようにして、すき間ｇに注入した加熱気体Ｆを循環させるので、加熱気体Ｆの熱を無駄にすることなく有効利用できる。それ故、タイヤ成形面Ｓの予熱に用いるエネルギー消費を抑制するには益々有利になる。

本発明では、コンテナ１を加硫機８に設置した状態でモールド１０を予熱するので、モールド１０のタイヤ成形面Ｓが所定の温度まで上昇すると直ちにグリーンタイヤの加硫を開始することができる。したがって、コンテナ１を加硫機８に設置するまでの間に予熱したモールド１０の温度が低下するという問題が生じない。

本発明は、セクショナルタイプのモールドに限らず、タイヤ赤道面でタイヤ幅方向に分割されるいわゆる２分割タイプのタイヤ加硫用モールドを予熱する際にも適用できる。

同一のモールドを図１に例示したようにコンテナに取り付けて加硫機に設置してコンテナの外側面を同条件で加熱し、加硫用ブラダの外側面とそれぞれのモールドのタイヤ成形面とのすき間に注入する加熱気体（窒素ガス）の有無および温度を異ならせて４通りの方法（従来例、実施例１〜３）についてタイヤ成形面の温度を経時的に測定した。その結果を図４に示す。従来例（図４の曲線Ａ）は加熱気体を注入せず、実施例１（図４の曲線Ｂ）、実施例２（図４の曲線Ｃ）、実施例３（図４の曲線Ｄ）はそれぞれ、注入する加熱気体の温度を９０℃、１５０℃、２１０℃にした。

図４に示す結果から、実施例１〜３は従来例に比してタイヤ成形面を迅速に昇温できることが分かる。

上記の従来例、実施例１〜３の４通りの予熱方法について、タイヤ成形面の温度が所定の初期温度から予熱完了の所定温度に到達するまでに要する時間（予熱必要時間）を図５にプロットした。図５では従来例、実施例１、実施例２、実施例３がそれぞれ点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに相当し、従来例を基準の１００として指数で示している。指数の値が小さい程、予熱必要時間が短いことを意味している。

図５に示す結果から、加硫用ブラダの外側面とそれぞれのモールドのタイヤ成形面とのすき間に注入する加熱気体の温度が９０℃以上であれば、予熱時間を従来に比して約５０％程度にできることが分かる。

１ タイヤ加硫用コンテナ
２ コンテナリング
３ セグメント
４ 昇降プレート
５ ボトムプレート
６ａ 注入管
６ｂ 加熱器
６ｃ ポンプ
６ｄ 回収管
７ 加熱体
８ 加硫機
９ 中心機構
９ａ 加硫用ブラダ
１０ タイヤ加硫用モールド
１１ セクタモールド
１２ａ 上側サイドモールド
１２ｂ 下側サイドモールド
Ｆ 加熱気体
Ｓ タイヤ成形面

Claims (5)

1. タイヤ加硫用コンテナの内部にタイヤ加硫用モールドを取り付けて、前記タイヤ加硫用コンテナを加硫用ブラダを備えた加硫機に設置し、前記タイヤ加硫用モールドの内側に前記加硫用ブラダを配置した状態にして、前記タイヤ加硫用モールドを予備加熱するタイヤ加硫用モールドの予熱方法であって、
   前記加硫用ブラダの外側面と前記タイヤ加硫用モールドに形成されたタイヤ成形面とのすき間に加熱気体を注入するとともに、前記タイヤ加硫用コンテナの外側面を加熱することを特徴とするタイヤ加硫用モールドの予熱方法。
2. 前記加熱気体として、不活性ガスを使用する請求項１に記載のタイヤ加硫用モールドの予熱方法。
3. 前記すき間に注入した加熱気体を回収した後、加熱して前記すき間に還流させる請求項１または２に記載のタイヤ加硫用モールドの予熱方法。
4. タイヤ加硫用モールドが内部に取り付けられるタイヤ加硫用コンテナと、このタイヤ加硫用コンテナが設置されて前記タイヤ加硫用モールドの内側に配置される加硫用ブラダを有する加硫機とを備えたタイヤ加硫用モールドの予熱装置であって、
   前記タイヤ加硫用コンテナの内部に取り付けられた前記タイヤ加硫用モールドに形成されたタイヤ成形面と前記加硫用ブラダの外側面とのすき間に加熱気体を注入する注入管と、前記タイヤ加硫用コンテナの外側に取り付けられる加熱体とを有することを特徴とするタイヤ加硫用モールドの予熱装置。
5. 前記すき間に注入した前記加熱気体を前記すき間から回収する回収管と、この回収した加熱気体を加熱する加熱器と、この加熱器により加熱した加熱気体を前記注入管を通じて前記すき間に還流させるポンプとを有する請求項４に記載のタイヤ加硫用モールドの予熱装置。

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