JP7040134B2 - タイヤの加硫装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばブラダーの劣化片である異物に起因する動作不良を抑制するタイヤの加硫装置に関する。

タイヤの加硫装置として、ブラダー具えるものが一般に知られている。下記の特許文献１には、この種の加硫装置に用いる中心機構のヘッド部が開示されている。図７に示すように、前記ヘッド部ａには、ブラダーｂ内に加熱加圧流体を供給するための供給口ｃと、加熱加圧流体をブラダーｂから排出するための排出口ｄとが配されている。

加熱加圧流体としては、スチーム（加熱流体）、及び窒素ガス等の不活性ガス（加圧流体）が使用される。通常は、ブラダーｂ内に高温高圧のスチームを供給して未加硫タイヤを加熱する加熱段階、及び加熱段階の後、不活性ガス、或いは不活性ガスとスチームとの混合ガスを引き続いて供給し、加熱状態の未加硫タイヤを金型内面に強く押し付ける加圧段階とが行われる。

前記ヘッド部ａでは、タイヤ内側の温度を均一に加熱するために、複数の小径な供給口ｃが周方向に等間隔を隔てて配されている。又、排出口ｄは、加硫中のドレインを排出しやすいよう、大きな開口面積を有して前記供給口ｃよりも下方側に形成される。

しかしブラダーｂにおいては、スチームを使用した場合、スチームによってブラダー内部が劣化し、薄膜状の劣化片（例えば、幅５～２０mm、厚さ１．０mm程度。）となって剥離する傾向がある。そして、この劣化片が、加熱加圧流体やドレインとともに排出口ｄから排出される。中心機構には、排出口ｄからの加熱加圧流体を回収して循環装置に送る回収配管が一般に配されるが、この回収配管に設けるバルブに、前記劣化片が異物となって入り込み、バルブの動作不良を発生させるという問題がある。なお一旦動作不良が生じると、バルブの交換及びメンテナンスが必要となり、加硫工程の長時間の停止により生産性の低下を招く。

国際公開第２００４／０６２８７１号パンフレット

本発明は、ブラダーの劣化片が排出口を通過するのを防止し、劣化片に起因する例えばバルブの動作不良の発生を抑制しうるタイヤの加硫装置を提供することを課題としている。

本発明は、加硫金型、前記加硫金型内に装着された未加硫タイヤの内側に配置されるブラダー、及び前記ブラダー内に加熱加圧流体を供給する供給口と、前記ブラダーから前記加熱加圧流体を排出する排出口とを有する中心機構を具えた加硫装置であって、
前記排出口は、前記加熱加圧流体内の異物が前記排出口を通過するのを防止するための通過防止機能を具える。

本発明に係るタイヤの加硫装置では、前記排出口は、前記供給口よりも開口面積が小さい複数の小口からなることにより前記異物の通過を阻止するのが好ましい。

本発明に係るタイヤの加硫装置では、前記小口の開口形状は、直径が３．０～５．０mmの円形、又は一辺が３．０～５．０mmの矩形であるのが好ましい。

本発明に係るタイヤの加硫装置では、前記中心機構は、前記排出口からの加熱加圧流体を回収して循環装置に送る回収配管を具えるとともに、前記排出口の開口面積の総和は、前記回収配管の内孔面積の１３０～１４０％であるのが好ましい。

本発明に係るタイヤの加硫装置では、前記中心機構は、この中心機構の上面と側面とに前記排出口を具えるのが好ましい。

本発明は叙上の如く、中心機構に設ける排出口が、異物の通過を防止するための通過防止機能を具える。その結果、異物が例えばバルブに入り込んみ、バルブが動作不良を起こすのを防ぐことが可能となる。

本発明のタイヤの加硫装置の一実施形態を示す部分断面図である。 中心機構の支持筒部を拡大して示す部分断面図である。 ヘッドの平面図である。 図３のＡ－Ａ線断面図である。 ヘッドの底面図である。 ヘッドをＡ－Ａ線に沿って切断した部分斜視図である。 中心機構の従来のヘッド部を示す部分断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態のタイヤの加硫装置１は、未加硫タイヤＴが装着される加硫金型２と、未加硫タイヤＴの内側に配されるブラダー３と、該ブラダー３を保持する中心機構４とを含む。

加硫金型２としては、従来的な種々の構造のものが適宜採用しうる。本例の加硫金型２は、タイヤトレッド成形用のトレッドモールド５と、タイヤサイド成形用の上下のサイドモールド６Ｕ、６Ｌとを具える。下のサイドモールド６Ｌは、例えばプラテン板７Ｌを介して下部プレート（図示省略）に固定される。また、上のサイドモールド６Ｕは、例えばプラテン板７Ｕを介して昇降自在な上部プレート（図示省略）に支持される。加硫金型２は、上部プレートの上昇により金型開状態となり、加硫金型２内への未加硫タイヤＴの投入、及び加硫済みタイヤの取り出しが行われる。

トレッドモールド５は、周方向に分割された複数のセグメント５Ａからなる。前記プラテン板７Ｕ或いは上部プレートには、コーン状の案内面１１Ｓを有する円筒状のアクチェータ１１が取り付き、各セグメント５Ａは、前記案内面１１Ｓに沿って摺動可能に保持される。従って、上部プレートに伴うアクチェータ１１の昇降により、各セグメント５Ａは半径方向内外に移動しうる。

ブラダー３は、金型閉状態において、未加硫タイヤＴの内腔内で膨張し、これにより、未加硫タイヤＴを加硫金型２に押し付ける。本例のブラダー３は、上下が開口する筒状をなし、上下の開口縁部３Ｅは、円盤状の上下のクランプリング１４Ｕ、１４Ｌに把持される。

中心機構４は、例えば上部プレート等に支持されかつタイヤの軸心ｊと同心に立ち上がる支持筒部１５と、その中心孔１５Ｈ内に配される昇降可能なセンタポスト１６とを具える。上のクランプリング１４Ｕは、センタポスト１６の上端部に支持される。又下のクランプリング１４Ｌは、支持筒部１５の側部に支持される。

図２に示すように、支持筒部１５は、下のクランプリング１４Ｌから突出する突出部分１５Ａを有し、この突出部分１５Ａに、ブラダー３内に加熱加圧流体を供給する供給口１７と、ブラダー３から加熱加圧流体を排出する排出口１８とが配される。

具体的には、支持筒部１５は、本例では、下のクランプリング１４Ｌを支持するハブ２０と、このハブ２０の上端に、例えばボルトによって交換可能に取り付きかつ前記供給口１７と排出口１８とを開口させたヘッド２１とを具える。

図３～５にヘッド２１の平面図、そのＡ－Ａ線断面図、及びヘッド２１の底面図が示される。図３～５に示されるように、ヘッド２１は、センタポスト１６が通る中心孔２２Ｈを有する円盤状の基体２２を有する。図３、５中の符号２３は、ハブ２０とヘッド２１とをボルト連結するためのボルト挿通孔である。

図４、５に示すように、基体２２の下面ＳＬには、前記軸心ｊと同心な筒状突部２４が突出する。筒状突部２４は、本例では、下面ＳＬからの突出高さが小な半径方向外側の外筒部分２４ｏと、突出高さが大な半径方向内側の内筒部分２４ｉとからなる段付き状をなす。前記中心孔２２Ｈは、基体２２と筒状突部２４とを貫通してのびるとともに、中心孔２２Ｈの下部には、下方に向かって拡径する円錐面部２２Ｈ１が配される。

又基体２２には、前記下面ＳＬで開口する加熱加圧流体供給用の第１チャンバ２５が凹設される。第１チャンバ２５は、軸心ｊを中心として周方向にのびる扇状をなす。本例では、第１チャンバ２５が、補強リブ部２６により周方向の２つの分室２５Ａに区分された場合が示される。

基体２２の側面には、複数（例えば１０個）の供給口１７が、周方向に隔設されるとともに、各供給口１７は、基体２２内を通る孔部２７により第１チャンバ２５と導通される。供給口１７は、タイヤ内側の温度を均一に加熱するために、軸心ｊを中心とした中心角度θが１８０°以上、特には２００°以上の広範囲に分散配置されるのが好ましい。

図３、４に示すように、第１チャンバ２５の周方向端２５Ｅ、２５Ｅ間の領域Ｙに、前記排出口１８が配される。なお前記領域Ｙ内かつ基体２２の下面ＳＬには、基体２２の外周に沿ってのびる側壁部２８（図４、５に示す）が突出している。

そして本発明では、前記排出口１８は、加熱加圧流体内の異物がこの排出口１８を通過するのを防止するための通過防止機能を具える。異物としては、ブラダー３がスチームによって劣化したときの薄膜状の劣化片（例えば幅５～２０mm、厚さ１．０mm程度。）が想定される。

図６に示すように、本例では、排出口１８が、前記供給口１７よりも開口面積が小さい複数の小口３０から形成される。これにより、前記異物の通過を阻止する通過防止機能が発揮される。特には、小口３０として、開口形状が、直径３．０～５．０mmの範囲の円形状のものが好適に採用しうる。又小口３０として、開口形状が、一辺３．０～５．０mmの範囲の矩形状のものも好適に採用しうる。このような円形状、矩形状の小口３０は、上記サイズの劣化片に対して、通過防止機能を奏することができる。

なお小口３０において、直径或いは一辺が３．０mmを下回る場合、長期使用により小口３０に油分が固着して詰まる可能性が生じる。又直径或いは一辺が５．０mmを越える場合、劣化片（異物）が小口３０を通過して、後述するバルブ４６（図１に示す）に入り込んで動作不良を起こす可能性が生じる。

本例では、複数の小口３０が、基体２２の上面ＳＵで開口する第１の小口３０Ａの群と、前記側壁部２８の外側面で開口する第２の小口３０Ｂの群とから構成されている。

又第１の小口３０Ａの群は、半径方向内側に配される内の小口３０Ａｉの群と、半径方向外側に配される外の小口３０Ａｏの群とに区分される。外の小口３０Ａｏは、前記下面ＳＬから上方にのびる縦の導通孔３１と導通する。又内の小口３０Ａｉは、前記筒状突部２４に設けた切欠き部３２の底面３２Ｓから上方にのびる縦の導通孔３３と導通する。

第２の小口３０Ｂは、前記側壁部２８の内側面から横向きにのびる横の導通孔３４と導通する。

図２に示すように、ハブ２０は、上方側の第１ハブ部２０Ａと、下方側の第２ハブ部２０Ｂとに区分される。

第１ハブ部２０Ａは、ヘッド２１にボルト連結される。第１ハブ部２０Ａの上面は、ヘッド２１の下面と気密に嵌合しうる嵌合面３５として形成される。又、嵌合面３５には、ヘッド２１の下面との間に、導通孔３１，３３、３４を介して小口３０Ａｏ、３０Ａｉ、３０Ｂと導通しうる加熱加圧流体排出用の第２チャンバ３６を形成するための凹部３７が形成される。本例では、図３に示すように、２つの第２チャンバ３６が形成される場合が示される。

図２に示すように、本例では、第１ハブ部２０Ａには、この第１ハブ部２０Ａを上下に貫通してのびるとともに、上端部が、前記第１チャンバ２５の各分室２５Ａに導通する支流路３８が配される。各支流路３８の下端部は、例えば第１ハブ部２０Ａの下面に設ける凹部３９にて合流する。

同様に、第１ハブ部２０Ａには、この第１ハブ部２０Ａを上下に貫通してのびるとともに、上端部が、各第２チャンバ３６に導通する支流路４０が配される。各支流路４０の下端部は、例えば第１ハブ部２０Ａの下面に設ける凹部４１にて合流する。

第２ハブ部２０Ｂには、上端部が前記凹部３９に導通する合流流路４２、及び上端部が前記凹部４１に導通する合流流路４３が配される。合流流路４２には、加熱加圧流体の供給配管４７が接続される。又合流流路４３には、加熱加圧流体を回収して循環装置５０（図１に示す）に送る回収配管４８が接続される。

ハブ２０としては、上記構造に限定されるものではなく、支流路３８、４０、合流流路４２、４３等の構造は種々変更可能である。又第１ハブ部２０Ａと第２ハブ部２０Ｂとを一体に形成することも可能である。

図１に示すように、供給配管４７には、バルブ４５の開閉操作に応じて供給源から加熱加圧流体が送り込まれる。又回収配管４８は、バルブ４６を介して循環装置５０に接続される。

循環装置５０は、加硫中、ブラダー３内の圧力を保持しながら、回収配管４８を通る加熱加圧流体が供給配管４７を介してブラダー３内に再供給されるように、加熱加圧流体を強制循環させる機能を有する。このように、加硫中、ブラダー３内部の加熱加圧流体を連続的に循環させることにより、ブラダー３内の温度を均一化でき、タイヤ内側を均一に加熱することが可能になる。

ここで、加熱加圧流体の循環を円滑に行うためには、排出口１８からの排気能力を低下させないことが必要である。そのために、本例では排出口１８の開口面積の総和Ａ１、即ち小口３０の開口面積の総和Ａ１は、前記回収配管４８の内孔面積Ａ２の１３０～１４０％であるのが好ましい。総和Ａ１が内孔面積Ａ２の１３０％を下回る場合、もし小口３０の一部に劣化片などによる目詰まりが生じたときに排気圧が減じ、排気能力の低下を招く。即ち、ヘッド２１への頻繁なメンテナンスが必要となる。逆に総和Ａ１が内孔面積Ａ２の１４０％を越えても排気能力には影響せず、逆に小口３０の形成数が不必要に増加して加工コストの上昇を招く。

又本例では、中心機構４の上面と側面とに排出口１８を具える。具体的には、上記した如く、小口３０が、基体２２の上面ＳＵで開口する第１の小口３０Ａの群と、側壁部２８の外側面で開口する第２の小口３０Ｂの群とから構成されている。

第２の小口３０Ｂは、従来の排出口ｄ（図７に示す）と同様、タイヤの下側に溜まるドレインを、加熱加圧流体とともに排出できる。又第１の小口３０Ａは、ヘッド２１の上面ＳＵ及びセンタポスト１６に付着するドレインを、加熱加圧流体とともに排出できる。即ち、ドレインの排出効率を、総合的に高めうる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

（１）図３～６に示す構造を有するヘッドを表１の仕様で試作した。そして各試作ヘッドを取り付けた加硫装置を用いて、ブラダー劣化片の通過率、及びバルブ詰まりの発生件数を比較した。比較のため、排出口が巾７４mm、高さ１３mmの矩形の開口形状を有するヘッドを比較例１としている。

＜通過率＞
複数のブラダー劣化片（合計１００ｇ）をブラダー内へ予め投入した後、加硫と排気を行った。各ブラダー劣化片のサイズは、幅５～２０mm、厚さ１．０mm程度である。そして、排気後、回収配管の出口に取り付けたメッシュフィルタにより、排出口を通過した劣化片を回収し、回収した劣化片の総重量に基づいて通過率を測定した。数値が小さいほど、通過防止性能に優れている。

＜加硫テスト＞
試作ヘッドを取り付けた加硫装置を用いて、タイヤの加硫テストを１０万回実施し、そのときのバルブ詰まりの発生件数を測定した。数値が小さいほど、通過防止性能に優れている。

（２）
複数のブラダー劣化片（合計１００ｇ）をブラダー内へ予め投入した後、加硫と排気を行った。各ブラダー劣化片のサイズは、幅５～２０mm、厚さ１．０mm程度である。そして、加熱加圧流体（Ｎ_２ガス２．５Mpa）が０．５Mpaまで排気されるまでの時間を測定した。数値は５回テストしたときの平均値である。数値が小さいほど排気口の排気能力に優れている。

排出口の開口面積の総和が回収配管の内孔面積の１３０～１４０％の範囲において従来例と同等の排気能力を発揮しうるのが確認できる。

１ 加硫装置
２ 加硫金型
３ ブラダー
４ 中心機構
１７ 供給口
１８ 排出口
３０、３０Ａ、３０Ｂ 小口
４８ 回収配管
５０ 循環装置
Ｔ 未加硫タイヤ

Claims (5)

1. 加硫金型、前記加硫金型内に装着された未加硫タイヤの内側に配置されるブラダー、及び前記ブラダー内に加熱加圧流体を供給する供給口と、前記ブラダーから前記加熱加圧流体を排出する排出口とを有する中心機構を具えた加硫装置であって、
   前記中心機構は、この中心機構の上面と側面とに前記排出口を具えており、
   前記排出口は、前記加熱加圧流体内の異物が前記排出口を通過するのを防止するための通過防止機能を具えるタイヤの加硫装置。
   
2. 前記排出口は、前記供給口よりも開口面積が小さい複数の小口からなることにより前記異物の通過を阻止する請求項１記載のタイヤの加硫装置。
3. 前記小口の開口形状は、直径が３．０～５．０mmの円形、又は一辺が３．０～５．０mmの矩形である請求項２記載のタイヤの加硫装置。
4. 前記中心機構は、前記排出口からの加熱加圧流体を回収して循環装置に送る回収配管を具えるとともに、前記排出口の開口面積の総和は、前記回収配管の内孔面積の１３０～１４０％である請求項１～３の何れかに記載のタイヤの加硫装置。
5. 加硫金型、前記加硫金型内に装着された未加硫タイヤの内側に配置されるブラダー、及び前記ブラダー内に加熱加圧流体を供給する供給口と、前記ブラダーから前記加熱加圧流体を排出する排出口とを有する中心機構を具えた加硫装置であって、
   前記排出口は、前記加熱加圧流体内の異物が前記排出口を通過するのを防止するための通過防止機能を具えており、
   前記中心機構は、前記排出口からの加熱加圧流体を回収して循環装置に送る回収配管を具え、
   前記排出口の開口面積の総和は、前記回収配管の内孔面積の１３０～１４０％であるタイヤの加硫装置。

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