JP7428882B2 - タイヤの加硫装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの加硫装置および方法に関し、さらに詳しくは、閉型する加硫用モールドによってグリーンタイヤが噛み込まれる不具合をより確実に防止できるタイヤの加硫装置および方法に関するものである。

空気入りタイヤを加硫する際には、グリーンタイヤの内部に挿入した加硫用ブラダを膨張させてシェーピング圧力を付与してシェーピングした後で、このグリーンタイヤを内部に配置した加硫用モールドを閉型する。その後、加硫用ブラダの内圧をさらに高くして膨張させてグリーンタイヤを加圧しつつ加熱することで加硫する。

加硫用モールドが閉型する際に、グリーンタイヤの最大外径が基準値よりも大きくなっていると、閉型する加硫用モールドによってグリーンタイヤが噛み込まれる不具合が生じる。そこで、この不具合を防止するために、グリーンタイヤの内部に最終シェーピング圧力を負荷した際に、センサによってグリーンタイヤの最大外径を逐次検知して、この検知データに基づいて最終シェーピング圧力を調整することが提案されている（特許文献１参照）。

しかしながら、シェーピング後の閉型する過程でグリーンタイヤのサイド部が加硫用モールドによって押圧されるので加硫用ブラダの内圧が上昇し、その結果、グリーンタイヤの最大外径が増大する。そのため、最終シェーピング圧力を調整しても、上述した噛み込みの不具合を防止できないことがあり、この不具合をより確実に防止するには改善の余地がある。

特開２０１３－２２７９０号公報

本発明の目的は、閉型する加硫用モールドによってグリーンタイヤが噛み込まれる不具合をより確実に防止できるタイヤの加硫装置および方法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の加硫装置は、加硫用モールドの開閉機構と、加硫用ブラダを有する中心機構と、前記加硫用ブラダの内部に加圧媒体および加熱媒体を供給する加硫用媒体配管と、前記加硫用ブラダの内部にシェーピング媒体を供給するシェーピング配管と、前記加硫用ブラダの内部の前記媒体を外部に排出する排出配管とを備えたタイヤの加硫装置において、前記シェーピング配管の中途の位置に前記シェーピング媒体を収容するタンクと、前記シェーピング配管の前記タンクの前後それぞれの位置に配置された前記シェーピング配管を開閉する開閉弁と、前記タンクの収容容積を変化させるピストン部と、それぞれの前記開閉弁の開閉を制御する制御部とを有し、
前記加硫用モールドを閉型する過程で、前記制御部によりそれぞれの前記開閉弁の開閉を制御することより、前記ピストン部によって前記収容容積が増加された前記タンクに前記シェーピング配管を通じて前記加硫用ブラダの内部の前記シェーピング媒体の一部が収容される構成にしたことを特徴とする。

本発明のタイヤの加硫方法は、シェーピング媒体を加硫用ブラダの内部に供給して膨張させた前記加硫用ブラダによりグリーンタイヤを保持して前記グリーンタイヤをシェーピングした後、加硫用モールドを閉型して前記加硫用ブラダの内部に加圧媒体および加熱媒体を供給して前記加硫用ブラダにより前記グリーンタイヤの内側を押圧しつつ加熱するタイヤの加硫方法において、
前記加硫用ブラダの内部に前記シェーピング媒体を供給するシェーピング配管の中途の位置に前記シェーピング媒体を収容するタンクを配置し、前記タンクの収容容積を変化させるピストン部を設け、前記シェーピング配管の前記タンクの前後それぞれの位置に前記シェーピング配管を開閉する開閉弁を配置しておき、前記加硫用モールドを閉型する過程で、それぞれの前記開閉弁の開閉を制御して、前記加硫用ブラダの内部の前記シェーピング媒体の一部を、前記ピストン部によって前記収容容積が増加された前記タンクに前記シェーピング配管を通じて収容することで、前記加硫用モールドの閉型に伴う前記加硫用ブラダの内圧上昇を抑制することを特徴とする。

本発明によれば、前記シェーピング配管の中途の位置に前記タンクを有するとともに、前記シェーピング配管の前記タンクの前後それぞれの位置に前記開閉弁が配置されているので、前記加硫用モールドを閉型する過程で、それぞれの前記開閉弁の開閉を制御して、前記加硫用ブラダの内部の前記シェーピング媒体の一部を、前記ピストン部によって収容容積が増加された前記タンクに収容することで、前記加硫用モールドの閉型に伴う前記加硫用ブラダの内圧上昇を抑制できる。これに伴い、シェーピングされたグリーンタイヤが閉型する加硫用モールドによって噛み込まれる不具合を防止することができる。そして、互いに収容容積が可変の加硫用ブラダとタンクとがシェーピング配管によって連結された閉空間でシェーピング媒体の移動調整を行うことで、この移動調整がより安定するので、上記の不具合を防止するには有利になる。

本発明のタイヤの加硫装置を、一部を右半分の縦断面視にして例示する説明図である。 図１のコンテナリング、セグメントおよびセクタモールドを平面視で例示する説明図である。 開型した図１の加硫用モールドの内部にグリーンタイヤを配置する状態を例示する説明図である。 図３のグリーンタイヤをシェーピングしている状態を例示する説明図である。 図４の加硫用モールドを閉型する過程を例示する説明図である。 図５の加硫用ブラダの内部に加熱媒体および加圧媒体を供給してグリーンタイヤを加硫している状態を例示する説明図である。 図６のコンテナリング、セグメントおよびセクタモールドを平面視で例示する説明図である。 図６のグリーンタイヤを加硫した後に加硫用ブラダの内部の媒体を外部に排出している状態を例示する説明図である。

以下、本発明のタイヤの加硫装置および方法を、図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１、図２に例示する本発明のタイヤの加硫装置１の実施形態には、加硫するグリーンタイヤＧに対応する加硫用モールド２１（以下、モールド２１という）が取り付けられる。この実施形態では、円環状の上側サイドモールド２１ａと、円環状の下側サイドモールド２１ｂと、平面視で円弧状の複数のセクタモールド２１ｃとで構成されるセクショナルタイプのモールド２１が加硫装置１に取り付けられている。

この加硫装置１は、モールド２１を開閉させる開閉機構（後述する油圧シリンダ３、９など）と、加硫用ブラダ５を有する中心機構４と、加硫用媒体配管１０と、シェーピング配管１３と、排出配管１８とを備えている。さらに、加硫装置１は、シェーピング配管１３の中途の位置に配置されたタンク１５と、シェーピング配管１３のタンク１５の前後それぞれの位置に配置された開閉弁１６ａ、１６ｂと、タンク１５の収容容積を変化させるピストン部１７と、圧力センサ１９と、制御部２０とを有している。

中心機構４の上方には、油圧シリンダ３によって上下移動する上下移動板２と上下移動板２に固定されて下方に突出するコンテナリング２ａが備わっている。上下移動板２とコンテナリング２ａは一体的に上下移動する。

上下移動板２と中心機構４との間の上下位置には、上部プレート７ａが配置されている。上部プレート７ａの下面には、平面視で円弧状の複数のセグメント８が取付けられている。上部プレート７ａは油圧シリンダ９によって上下移動する。上下移動板２と上部プレート７ａとは互いに独立して上下移動可能になっている。上部プレート７ａに対向して、下部プレート７ｂが地盤ベースに移動不能に固定されている。

中心機構４は中心ポスト４ａと、中心ポスト４ａに上下に間隔をあけて円盤状のクランプ部６が取り付けられている。中心ポスト４ａは下部プレート７ｂを上下に貫通している。それぞれのクランプ部６には円筒状の加硫用ブラダ５の上端部、下端部が把持されている。図中の一点鎖線ＣＬは、中心ポスト４ａの中心位置を示している。

上部プレート７ａの下面には上側サイドモールド２１ａの上面が対向して取り付けられている。下部プレート７ｂの上面には下側サイドモールド２１ｂの下面が対向して取り付けられている。それぞれのセグメント８には、その内周側にセクタモールド２１ｃの外周面が対向して取り付けられている。

それぞれのセグメント８は中心機構４を中心にして環状に配置されている。即ち、それぞれのセグメント８、上側サイドモールド２１ａおよび下側サイドモールド２１ｂの円環状中心は、一点鎖線ＣＬになっている。尚、図１、３～６、８では加硫装置１の多くの構成部品２、３、４、５、６、７ａ、７ｂ、８、９の右半分が図示されているが、左半分も右半分と実質的に同じ構造である。

それぞれのセグメント８の外周面は、上方から下方に外周側に向かって傾斜している。円筒状のコンテナリング２ａは、中心機構４を中心にして配置されていて、それぞれのセグメント８の外周側で上下移動する。コンテナリング２ａの内周面は上方から下方に外周側に向かって傾斜している。コンテナリング２ａのこの内周傾斜面とそれぞれのセグメント８の外周傾斜面とは互いが対向するように配置される。

コンテナリング２ａの内周傾斜面とそれぞれのセグメント８の外周傾斜面とが摺動する構成になっている。この実施形態では、それぞれのセグメント８が上部プレート７ａおよびコンテナリング２ａから吊り下げられる構成になっている。上下移動板２、コンテナリング２ａ、油圧シリンダ３、上部プレート７ａ、油圧シリンダ９が。モールド２１を開閉する開閉機構として機能する。

加硫用媒体配管１０は、加硫用ブラダ５の内部に加熱媒体Ｍ２および加圧媒体Ｍ３を供給する。加硫用媒体配管１０の一端部は加硫用媒体供給源１１に接続され、他端部は中心ポスト４ａに形成された注入口１０ａに接続されている。加硫用媒体配管１０の中途には開閉弁１２が設置されている。開閉弁１２は、閉弁することで加硫用媒体配管１０を遮断し、開弁することで加硫用媒体配管１０の遮断を解除して連通させる。

加熱媒体Ｍ２としては例えばスチームなどが用いられる。加圧媒体Ｍ３としては例えば空気や窒素ガスなどが用いられる。この実施形態では、加熱媒体Ｍ２と加圧媒体Ｍ３の供給源が１つの加硫用媒体供給源１１として記載されているが、実際は別々の供給源になる。

シェーピング配管１３は、加硫用ブラダ５の内部にシェーピング媒体Ｍ１を供給する。シェーピング配管１３は、一端部がシェーピング媒体供給源１４に接続され、他端部が中心ポスト４ａに形成された開口１３ａに接続されている。

シェーピング媒体Ｍ１としては、上述した加圧媒体Ｍ３を用いることができる。ただし、シェーピング媒体Ｍ１は、加圧媒体Ｍ３に比して圧力が大幅に低くなっている。

シェーピング配管１３の中途に配置されたタンク１５には、ピストン部１７が上下移動可能に挿入されている。このピストン部１７が上下移動することでタンク１５の収容容積を変化させる。開閉弁１６ａ、１６ｂは、閉弁することでシェーピング配管１３を遮断し、開弁することでシェーピング配管１３の遮断を解除して連通させる。

排出配管１８は、加硫用ブラダ５の内部の媒体Ｍ（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）を外部に排出する。即ち、加硫用ブラダ５の内部に供給されたシェーピング媒体Ｍ１、加熱媒体Ｍ２、加圧媒体Ｍ３を加硫用ブラダ５の外部に排出する。排出配管１８の一端部は加硫装置１の外部に延在して開口し、他端部は中心ポスト４ａに形成された排出口１８ａに接続されている。排出配管１８の中途には開閉弁１８ｂが設置されている。開閉弁１８は、閉弁することで排出配管１８を遮断し、開弁することで排出配管１８の遮断を解除して連通させる。

圧力センサ１９は、加硫用ブラダ５の内圧を検知する。圧力センサ１９による検知圧力は逐次、制御部２０に入力される。この実施形態では、圧力センサ１９は下側のクランプ部６に設置されているが、加硫用ブラダ５の内圧を検知できれば、圧力センサ１９の設置位置は限定されない。圧力センサ１９は任意で設けることができる。

制御部２０は、開閉弁１２、１６ａ、１６ｂ、１８ｂの開弁および閉弁操作を制御する。また、制御部２０は、ピストン部１７の上下移動をサーボモータ等によって制御して、タンク１５の収容容積を変化させる。

次に、この加硫装置１を用いてグリーンタイヤＧを加硫する手順の一例を説明する。

グリーンタイヤＧを加硫するには、モールド２１を加硫装置１に取り付けた後、図３に例示するように、大きく開型したモールド２１の内部にローダ２２を用いてグリーンタイヤＧを配置する。上側のクランプ部６を上方移動させて互いのクランプ部６の上下離間距離を大きくして加硫用ブラダ５を収縮させる。グリーンタイヤＧは、この加硫用ブラダ５を挿通させて下側サイドモールド２１ｂの上に横倒し状態で配置される。

次いで、図４に例示するように上側のクランプ部６を下方移動させて、グリーンタイヤＧをシェーピングする。このシェーピング工程では、開閉弁１６ａ、１６ｂを開弁して、シェーピング媒体供給源１４からシェーピング配管１３を通じてシェーピング媒体Ｍ１を開口１３ａから加硫用ブラダ５の内部に供給する。これにより、加硫用ブラダ５にはシェーピング圧力が付与されて膨張する。グリーンタイヤＧは膨張した加硫用ブラダ５によって保持されてシェーピングされる。シェーピング工程では、ピストン部１７はなるべく下方に移動させておくとよい。他の開閉弁１２、１８ｂは閉弁されている。シェーピング工程が終了すると、開閉弁１６を閉弁して、シェーピング媒体供給源１４からのシェーピング媒体Ｍ１の供給を停止する。

シェーピング工程が終了した後は、モールド２１を閉型して加硫を開始する。そこで、図５に例示するように、上方の待機位置にある上部プレート７ａとともに上側サイドモールド２１ａを下方移動させ、上下移動板部２とともにコンテナリング２ａおよびそれぞれのセグメント８を下方移動させる。これにより、それぞれのセグメント８を下部プレート７ｂの上面に載置して、上部プレート７ａと下部プレート７ｂの上下間にそれぞれのセグメント８を挟んだ状態にする。この状態では、図２に例示するように、それぞれのセグメント８（セクタモールド２１ｃ）は平面視で拡径した位置に配置されている。

ここで、下方移動した上側サイドモールド２１ａが横倒し状態のグリーンタイヤＧの上側サイド部に当接して押圧する。これにより、グリーンタイヤＧは、上側サイドモールド２１ａおよび下側サイドモールド２１ｂによって上下に挟まれて押圧された状態になる。これに伴い、加硫用ブラダ５も上下から押圧された状態になって、内圧が上昇するとともに半径方向外側に膨出変形しようとする。このままでは、グリーンタイヤＧの最大外径が増大するので、加硫用ブラダ５の内部のシェーピング媒体Ｍ１の一部をタンク５に収容する。

具体的には、上述したようにシェーピング工程の終了後に、シェーピング媒体供給源１４とタンク１５との間に配置された開閉弁１６ｂを閉弁し、他方の開閉弁１６ａは開弁したままにする。そして、ピストン部１７を上方移動させてタンク１５の収容容積を増加させ、その増加させた収容容積分のシェーピング媒体Ｍ１を、シェーピング配管１３を通じて加硫用ブラダ５の内部からタンク１５に移動させて収容する。これにより、上側サイドモールド２１ａの閉型に伴う加硫用ブラダ５の内圧上昇が抑制され、これに伴い、グリーンタイヤＧの最大外径が増大する膨出変形が抑制される。

この実施形態では、圧力センサ１９により検知された検知内圧（加硫用ブラダ５の内圧）に基づいてピストン部１７の作動を制御している。即ち、下方移動した上側サイドモールド２１ａによってグリーンタイヤＧの上側サイド部が押圧されても、シェーピング工程後の加硫用ブラダ５の内圧が一定に維持されるように、この検知内圧に基づいて制御部２０はピストン部１７を上方移動させてタンク１５の収容容積を増加させる制御を行う。

圧力センサ１９を設けない場合は、上側サイドモールド２１ａによってグリーンタイヤＧの上側サイド部が押圧されても、シェーピング工程後の加硫用ブラダ５の内圧が一定に維持することが可能なタンク１５の収容容積の増加分を、加硫するタイヤの仕様毎に事前テスト等を行って予め把握しておく。そして、上側サイドモールド２１ａを下方移動させて閉型する過程で、予め把握している収容容積の増加分を確保するように制御部２０によってピストン部１７を上方移動させる制御を行うこともできる。

上述したように制御部２０によってピストン部１７の作動を制御することなく、タンク１５の収容容積を増大させることもできる。具体的には、上側サイドモールド２１ａによってグリーンタイヤＧの上側サイド部が押圧されて加硫用ブラダ５の内圧が上昇しようとする際に、加硫用ブラダ５の内部のシェーピング媒体Ｍ１を自然に開口１３ａからシェーピング配管１３を通じてタンク１５の内部に流入させる。ピストン部１７はタンク１５に流入したシェーピング媒体Ｍ１によって上方移動して、タンク１５の収容容積がされる。この構成にした場合は、ピストン部１７の重さの設定が重要になる。そこで、上側サイドモールド２１ａによってグリーンタイヤＧの上側サイド部が押圧されても、シェーピング工程後の加硫用ブラダ５の内圧が一定に維持することが可能なタンク１５の収容容積の増加分を確保できる適切なピストン部１７の重さを、事前テストなどを行って予め把握しておく。

上側サイドモールド２１ａの下方移動が完了した後は、開閉弁１６ａを閉弁する。また、上下移動板部２とともにコンテナリング２ａを、さらに下方移動させる。これにより、それぞれのセグメント８の外周傾斜面が、下方移動するコンテナリング２ａの内周傾斜面により押圧される。その結果、図６、図７に例示するように、それぞれのセクタモールド２１ｃは円環状中心ＣＬに対して近接移動し、これらセクタモールド２１ｃが円環状に組み付けられてモールド２１が閉型する。

次いで、開閉弁１２を開弁して、加硫媒体供給源１１から加硫媒体配管１０を通じて加圧媒体Ｍ２、Ｍ３を順次、注入口１０ａから加硫用ブラダ５の内部に供給する。これにより、加硫用ブラダ５により高い圧力を付与してさらに膨張させて、この加硫用ブラダ５によってグリーンタイヤＧの内側を押圧しつつ加熱してグリーンタイヤＧを加硫する。所定の加硫時間の経過後に、グリーンタイヤＧが加硫されたタイヤが完成する。

グリーンタイヤＧの加硫完了後は、図８に例示するように、排出配管１８の開閉弁１８ｂを開弁して排出口１８ａから排出配管１８を通じて加硫用ブラダ５の内部の媒体Ｍを加硫用ブラダ５の外部に排出する。その他の開閉弁１２、１６ａ、１６ｂは閉弁しておく。また、モールド２１を開型する操作を行い、加硫用ブラダ５は図３に例示するように収縮させて、完成したタイヤを加硫装置１から取り出す。

この加硫装置１で次のグリーンタイヤＧを加硫する場合は、図１～図８に記載した同じ工程を行うが、図８に例示するようにタンク１５には、シェーピング工程後に収容したシェーピング媒体Ｍ１が残っている。そのため、タンク１５に収容されているシェーピング媒体Ｍ１を、次に加硫するグリーンタイヤＧのシェーピングに使用することができる。

上述したようにして、モールド２１（２１ａ）を閉型する過程で、加硫用ブラダ５の内部のシェーピング媒体Ｍ１の一部を、ピストン部１７によって収容容積が増加されたタンク１５に収容することで、グリーンタイヤＧの最大外径が増大する膨出変形が抑制されるので、シェーピングされたグリーンタイヤＧが閉型するモールド２１（２１ａ）によって噛み込まれる不具合が防止される。その結果、品質の優れたタイヤが製造される。

加硫用ブラダ５の内部のシェーピング媒体Ｍ１の一部を加硫ブラダ５の外部に排出する際に、大気に放出すると排出量を精度よくコントロールすることが難しい。ところが、本発明では、互いに収容容積が可変の加硫用ブラダ５とタンク１５とがシェーピング配管１３によって連結された閉空間でシェーピング媒体Ｍ１の移動調整が行われる。そのため、この移動調整がより安定し、上記の不具合を確実に防止するには有利になる。

本発明は、実施形態に例示したセクショナルタイプのモールドに適用するだけでなく、いわゆる二つ割りモールドに適用することもできる。また、本発明は、空気入りタイヤ用のグリーンタイヤを加硫する場合に限らず、その他の種々のタイプのタイヤ用のグリーンタイヤを加硫する際に適用することができる。

１ 加硫装置
２ 上下移動板部
２ａ コンテナリング
３ 油圧シリンダ
４ 中心機構
４ａ 中心ポスト
５ 加硫用ブラダ
６ クランプ部
７ａ 上部プレート
７ｂ 下部プレート
８ セグメント
９ 油圧シリンダ
１０ 加硫用媒体配管
１０ａ 注入口
１０ｂ 開閉弁
１１ 加硫用媒体供給源
１２ 開閉弁
１３ シェーピング配管
１３ａ 開口
１４ シェーピング媒体供給源
１５ タンク
１６ａ、１６ｂ 開閉弁
１７ ピストン部
１８ 排出配管
１８ａ 排出口
１８ｂ 開閉弁
１９ 圧力センサ
２０ 制御部
２１ 加硫用モールド
２１ａ 上側サイドモールド
２１ｂ下側サイドモールド
２１ｃ セクタモールド
２２ ローダ
Ｇ グリーンタイヤ
Ｍ１ シェーピング媒体
Ｍ２ 加熱媒体
Ｍ３ 加圧媒体

Claims (5)

1. 加硫用モールドの開閉機構と、加硫用ブラダを有する中心機構と、前記加硫用ブラダの内部に加圧媒体および加熱媒体を供給する加硫用媒体配管と、前記加硫用ブラダの内部にシェーピング媒体を供給するシェーピング配管と、前記加硫用ブラダの内部の前記媒体を外部に排出する排出配管とを備えたタイヤの加硫装置において、
   前記シェーピング配管の中途の位置に前記シェーピング媒体を収容するタンクと、前記シェーピング配管の前記タンクの前後それぞれの位置に配置された前記シェーピング配管を開閉する開閉弁と、前記タンクの収容容積を変化させるピストン部と、それぞれの前記開閉弁の開閉を制御する制御部とを有し、
   前記加硫用モールドを閉型する過程で、前記制御部によりそれぞれの前記開閉弁の開閉を制御することより、前記ピストン部によって前記収容容積が増加された前記タンクに前記シェーピング配管を通じて前記加硫用ブラダの内部の前記シェーピング媒体の一部が収容される構成にしたことを特徴とするタイヤの加硫装置。
2. 前記加硫用モールドを閉型する過程で、前記制御部により前記ピストン部の作動を制御することにより、前記収容容積が増加される構成にした請求項１に記載のタイヤの加硫装置。
3. 前記加硫用ブラダの内圧を検知する圧力センサを有し、前記加硫用モールドを閉型する過程で、前記圧力センサによる検知内圧の大きさに基づいて、前記制御部により前記ピストン部の作動を制御する請求項２に記載のタイヤの加硫装置。
4. シェーピング媒体を加硫用ブラダの内部に供給して膨張させた前記加硫用ブラダによりグリーンタイヤを保持して前記グリーンタイヤをシェーピングした後、加硫用モールドを閉型して前記加硫用ブラダの内部に加圧媒体および加熱媒体を供給して前記加硫用ブラダにより前記グリーンタイヤの内側を押圧しつつ加熱するタイヤの加硫方法において、
   前記加硫用ブラダの内部に前記シェーピング媒体を供給するシェーピング配管の中途の位置に前記シェーピング媒体を収容するタンクを配置し、前記タンクの収容容積を変化させるピストン部を設け、前記シェーピング配管の前記タンクの前後それぞれの位置に前記シェーピング配管を開閉する開閉弁を配置しておき、前記加硫用モールドを閉型する過程で、それぞれの前記開閉弁の開閉を制御して、前記加硫用ブラダの内部の前記シェーピング媒体の一部を、前記ピストン部によって前記収容容積が増加された前記タンクに前記シェーピング配管を通じて収容することで、前記加硫用モールドの閉型に伴う前記加硫用ブラダの内圧上昇を抑制することを特徴とするタイヤの加硫方法。
5. 前記タンクに収容されている前記シェーピング媒体を、次に加硫するグリーンタイヤのシェーピングに使用する請求項４に記載のタイヤの加硫方法。

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