(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
加硫成形装置は、未加硫のタイヤを成形するタイヤ成形金型と、このタイヤ成形金型を加熱する加硫機(加熱装置)とから構成されている。タイヤ成形金型には、タイヤの外表面を成形するタイヤ成形面に複数のベントホールが設けられている。
【0003】
このような加硫成形装置では、加硫成形時に、未加硫のタイヤとタイヤ成形面との間の空気がベントホールを通じて排出され、それによりベアと呼ばれる空気溜りの発生を防止することができるが、ベントホールに流入したゴムによって、スピューと呼ばれる多数のゴム突起が加硫成形後のタイヤの外表面に形成されることがある。そこで、ベントホールには、スピューの形成を防ぐため、排気プラグを利用してベントホールへのゴムの流入を防ぐ機構が知られている(例えば、下記特許文献1、2参照)
排気プラグは、筒状のハウジング内に取り付けられた弁部材をタイヤ成形面側へ向けてスプリングで付勢することで、加硫成形の初期段階では、ベントホールを開放して空気を外部へ排気し、タイヤがタイヤ成形面に接触した後は、その接触圧により弁部材をスプリングの付勢力に抗して押圧してベントホールを閉止し、スピューの発生を防止するようになっている。
【0004】
しかしながら、このような排気プラグでは、加硫成形の初期段階に弁部材の先端部がタイヤ成形金型の内部へ突出しているため、未加硫ゴムが弁部材の先端部とタイヤ成形面との間に挟まった状態で加硫されると、タイヤ脱型時に弁部材がタイヤとともに引き抜かれハウジングから脱落したり、場合によっては弁部材が異物として加硫されたタイヤに混入するおそれがある。
加硫成形装置は、通常、多数の未加硫タイヤの加硫成形を連続して行うため、弁部材の脱落直後にそれを検出することができず、意図しないスピューが生じたタイヤが多数得られたり、弁部材が混入したタイヤが加硫成形の後工程に流れたりするおそれがある。
【発明を実施するための形態】
【0011】
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図面を参照して説明する。
【0012】
本実施形態の加硫成形装置1は、タイヤ軸方向が上下になるようにセットされた未加硫のタイヤTを加熱及び加圧により加硫成形するものであり、
図1、3に示すように、タイヤTを成形するタイヤ成形金型10と、タイヤ成形金型10が取り付けられるコンテナ20と、コンテナ20を介してタイヤ成形金型10を駆動及び加熱する加硫機30と、タイヤ成形面の温度分布を測定する非接触型の温度センサ40a、40b、40c、40dと、加硫成形装置1を制御するとともにベントホール18に装着されたステム54の脱落を検出する検出部としても機能する制御部60とを備える。
【0013】
タイヤ成形金型10は、タイヤTのトレッド部に当接するセクタ12と、タイヤTのサイドウォール部に当接する上型14及び下型15と、タイヤTのビード部が嵌合される上下一対のビードリング17とを備える。
【0014】
タイヤ成形金型10を構成するセクタ12、上型14、下型15,ビードリング17は、鉄等の耐熱性の金属材料からなり、タイヤTの外表面を成形するタイヤ成形面10aには、溝部を形成するための凸部と陸部を形成するための凹部が設けられており、タイヤTの加硫成形によって、その凹凸形状に対応したトレッドパターンがトレッド面に形成される。
【0015】
また、タイヤ成形面10aには、
図2のように、加硫成形時に未加硫のタイヤTとタイヤ成形面10aとの間の空気を排出するためのベントホール18が設けられている。ベントホール18には、排気プラグ50が装着されている。
【0016】
この排気プラグ50は、ベントホール18に嵌入される筒状のハウジング52と、ハウジング52の中空部52aに挿通されたステム(弁部材)54を備える。ハウジング52及びステム54は、ステンレス等の耐熱性の金属材料からなる。ステム54は、スプリング56によりタイヤ成形面10a側へ付勢されるが、ストッパ58の作用により通常抜け出ないようになっている。ストッパ58は、スリット59を閉じるようにステム54を弾性変形させることで、ハウジングの中空部52aを通過できる。
【0017】
このような構成の排気プラグ50は、タイヤ成形金型10内に配置された未加硫のタイヤTがタイヤ成形面10aに押し付けられる前は、
図2に示すように、ステム54がスプリング56によってタイヤ成形金型10内部へ向けて付勢された状態で、ステム54のストッパ58がハウジング52の中空部52aの周縁部に係止することにより、ハウジング52の中空部52aを介してタイヤ成形金型10の内外が連通して、排気プラグ50は開弁状態となる。一方、タイヤ成形金型10内に配置された未加硫のタイヤTがタイヤ成形面10aに押し付けられると、ステム54は、タイヤTを構成する未加硫ゴムによってスプリング56の付勢力に抗して通気部11内部へ押し込まれ、ハウジング52の中空部52aをタイヤ成形面10a側から覆うことにより、排気プラグ50が閉弁状態となる。
【0018】
コンテナ20は、セクタ12と連結されるセグメント21と、セグメント21をタイヤ径方向に移動させるジャケットリング22と、上型14及び上側のビードリング17を支持する上側コンテナプレート23と、下型15及び下側のビードリング17を支持するとともにセグメント21の下側に配置されセグメント21を摺動可能に支持する下側コンテナプレート24とを備える。
【0019】
セグメント21は、分割されたセクタ12ごとに設けられ、タイヤ径方向内側にセクタ12がボルトにより固定されている。セグメント21は、セクタ12が取り付けられた側面と反対側(つまり、タイヤ径方向外側)の側面が、下方に向かってタイヤ径方向外方に傾斜する傾斜面21aをなしている。
【0020】
ジャケットリング22は、複数のセグメント21の径方向外側に設けられた環状の部材で、その内周面がセグメント21の傾斜面21aに沿って傾斜しており、傾斜面21aに摺動可能な状態で取り付けられている。このジャケットリング22は、セグメント21に対して相対的に上下動することでセグメント21の傾斜面21aを摺動しながらセグメント21をタイヤ径方向に移動させる。
【0021】
上側コンテナプレート23は、上型14及び上側のビードリング17が固定され、上型14のタイヤ径方向外側に上側スライド26を介してセグメント21をタイヤ径方向に摺動可能に支持する。上側コンテナプレート23は、加硫機30に設けられた上プラテン31に取り付けられており、上プラテン31に設けられた加熱装置32により加熱されるとともに、上プラテン31に接続された昇降手段33によって下側コンテナプレート24に対して相対的に上下動する。
【0022】
下側コンテナプレート24は、下型15及び下側のビードリング17が固定され、セグメント21が載置されタイヤ径方向に摺動可能にセグメント21の底面を支持する下側スライド27が設けられている。下側コンテナプレート24は、加硫機30に設けられた下プラテン34に取り付けられており、下プラテン34に設けられた加熱装置35により加熱される。
【0023】
加硫機30は、上記した上プラテン31、下プラテン34、昇降手段33、及び加熱装置32、35以外にジャケットリング22を上下動させる昇降手段36を備え、これにより、セグメント21とジャケットリング22とを別個に上下動させることができるようになっている。
【0024】
温度センサ40a、40b、40c、40dは、
図3に示すように、セクタ12及び上型14が下型15から上方に離間しており、タイヤ成形金型10の内部にタイヤTが存在しない状態でタイヤ成形金型10のタイヤ成形面10aの温度分布を測定する非接触型の温度センサである。この非接触型の温度センサ40a、40b、40c、40dとしては、例えば、タイヤ成形面10aから放出される赤外線放射エネルギーを測定する放射温度センサを用いることができる。
【0025】
本実施形態では、タイヤ成形金型10にセットされるタイヤTの回転軸と同心状に回転する回転体42が上型14と下型15との間に配置され、回転体42の上側に3つの温度センサ40a、40b、40cが配設され、回転体42の下側に1つの温度センサ40dが配設されている。
【0026】
回転体42の上側に設けられた3つ温度センサ40a、40b、40cのうち、温度センサ40aは、セクタ12のタイヤ成形面10a上部に向けられ、温度センサ40bは、セクタ12のタイヤ成形面10a下部に向けられ、温度センサ40cは、上型14のタイヤ成形面10aに向けられている。また、回転体42の下側に設けられた温度センサ40dは、下型15のタイヤ成形面10aに向けられている。
【0027】
回転体42に設けられた各温度センサ40a、40b、40c、40dは、回転体42の回転によりタイヤTの回転軸周りに回転移動しながらタイヤ成形面10aの温度を測定する。これにより、温度センサ40aは、セクタ12のタイヤ成形面10a上部の周方向全体の温度分布を測定し、温度センサ40bは、セクタ12のタイヤ成形面10a下部の周方向全体の温度分布を測定し、温度センサ40cは、上型14のタイヤ成形面10aの周方向全体の温度分布を測定し、温度センサ40dは、下型15のタイヤ成形面10aの周方向全体の温度分布を測定する。
【0028】
制御部60は、あらかじめ設定された制御プログラムに基づいて、加熱装置32、35、及び昇降手段33、36を制御してタイヤ成形金型10の内部に設けられた未加硫のタイヤTを加硫成形するとともに、加硫成形後のタイヤをタイヤ成形金型10から脱型してから、次の未加硫のタイヤTをタイヤ成形金型10にセットするまでの間に、温度センサ40a、40b、40c、40dで検出されたタイヤ成形面10aの温度分布に基づいて、ハウジング52から脱落したステム54の有無を検出する。
【0029】
次に、加硫成型装置1の動作について
図4に基づいて説明する。
【0030】
まず、セクタ12及び上型14が、下型15から上方に離間した状態において、ビードリング17にビード部を嵌合させて未加硫のタイヤTをタイヤ成形金型10の下型15に載置(セット)した後、不図示のブラダに加圧空気を供給して膨張させてタイヤTを内側から保持する(
図4のステップS1)。この状態では、ジャケットリング22は、セグメント21の上部に位置しており、セグメント21がタイヤ径方向外方に配置されている。
【0031】
なお、加硫成形装置1では、タイヤTの加硫時間を短縮するため、タイヤTをタイヤ成形金型10内で加硫成形する間だけでなく、タイヤTをタイヤ成形金型10にセットしている間や、後述するタイヤ成形金型10の型閉めや型開きを行っている間も加熱装置32、35によってタイヤ成形金型10やセグメント21を常に所定温度に加熱している。
【0032】
そして、昇降手段33により上プラテン31を下降させて上プラテン31に設けられた上型14を下型15に対して近接移動させて、上型14がグリーンタイヤTのサイドウォールに接触する位置まで上型14を移動させて上型14の型閉めを完了させる。なお、上型14が下方へ移動している間、ジャケットリング22は、セグメント21をタイヤ径方向外方に配置した状態で昇降手段36によって上型14に同期して下降する。
【0033】
このように上型14の型閉めが完了した状態では、上型14だけでなく下型15もグリーンタイヤTのサイドウォール部に接触しているが、セグメント21に連結されたセクタ12は、グリーンタイヤTのトレッド部よりタイヤ径方向外方に離間した位置に配置されている。
【0034】
次いで、上プラテン31に接続された昇降手段33を停止させ、ジャケットリング22に接続された昇降手段36を動作させセグメント21の傾斜面21aを摺動させながらジャケットリング22を降下させる。これにより、セグメント21とともにセクタ12が、タイヤ径方向内方へ移動してタイヤTのトレッド部に当接し、タイヤ成形金型10の型閉めが完了する(
図4のステップS2)。
【0035】
次いで、タイヤ成形金型10の型閉めが完了すると、この状態を所定時間維持して不図示のブラダとタイヤ成形金型10との間でタイヤTが、加圧変形されるとともに加熱装置32、35からの熱により加硫される(
図4のステップS3)。
【0036】
次いで、タイヤTの加硫成形が完了すると、昇降手段33を停止させつつ昇降手段36を動作させ、セグメント21の傾斜面21aを摺動させながらジャケットリング22を上昇させて、セグメント21及びセクタ12をタイヤ径方向外方へ移動させた後、昇降手段33及び昇降手段36を動作させ、上型14及びセクタ12を下型15に対して離隔移動させて
図3に示すような型開き状態として(
図4のステップS4)、加硫成形されたタイヤTを下型15から取り出す(
図4のステップS5)。
【0037】
そして、加硫成形されたタイヤTを取り出した後、次に加硫成形する未加硫のタイヤTを下型15にセットする前に、上方に配置された上型14及びセクタ12と下方に配置された下型15との間に、温度センサ40a、40b、40c、40dを設けた回転体42を配置し(
図4のステップS6)、回転体42を回転させながら温度センサ40a、40b、40c、40dが、タイヤ成形金型10のタイヤ成形面10aの温度分布を測定する(
図4のステップS7)。
【0038】
温度センサ40a、40b、40c、40dで測定されたタイヤ成形金型10のタイヤ成形面10aの温度分布に関するデータが制御部60に入力される。制御部60は、温度センサ40a、40b、40c、40dから入力されたタイヤ成形面10aの温度分布に関するデータに基づいて、ベントホール18に装着された排気プラグ50の中に、ハウジング52からステム54の脱落した排気プラグ50が存在するか否か判断する(
図4のステップS8)。
【0039】
加硫成形装置1では、上型14及びセクタ12を下型15に対して離隔移動させた型開き状態においても加熱装置32、35によってセクタ12、上型14、及び下型15が加熱されているため、タイヤ成形面10aが所定温度に加熱され、ベントホール18に装着された排気プラグ50を構成するハウジング52やステム54もタイヤ成形面10aとほぼ等しい温度に加熱される。一方、ステム54がハウジング52から脱落すると、筒状のハウジング52の中空部52aが、タイヤ成形金型10のタイヤ成形面10aに露出するため、ステム54が脱落した排気プラグ50は、タイヤ成形面10aやステム54が装着された排気プラグ50に比べて表面温度が低くなる。したがって、タイヤ成形金型10を加熱した状態で温度センサ40a、40b、40c、40dが測定したタイヤ成形面10aの温度分布において、他の領域より所定温度(例えば、0.5℃)以上低い低温領域が存在すれば、制御部60は、当該低温領域をステム54の脱落箇所と判断し、ステム54の脱落を検出する。
【0040】
そして、制御部60は、ハウジング52からステム54の脱落した排気プラグ50が存在しない場合は、ステップS1に戻って、次に加硫成形する未加硫のタイヤTをタイヤ成形金型10の下型15にセットして次の未加硫タイヤTの加硫成形を行う。
【0041】
一方、ステム54の脱落した排気プラグ50が存在する場合は、加熱装置32、35によるタイヤ成形金型10の加熱を中止して加硫成形装置1を停止し、ステム54が脱落していることを報知する。
【0042】
本実施形態の加硫成形装置1では、加硫成形されたタイヤTをタイヤ成形金型10から取り出してから次の未加硫のタイヤTを加硫成形するまでにステム54の脱落の有無を検出することができため、ステム54が脱落した状態で未加硫のタイヤTが加硫成形されることがなくなり、意図しないスピューが生じたタイヤが多数得られたり、弁部材が混入したタイヤが加硫成形の後工程に流れたりするのを防ぐことができる。
【0043】
しかも、本実施形態では、ステム54の脱落を検出するためにタイヤ成形金型10を冷却すること無く加熱装置32、35がタイヤ成形金型10を加熱した状態でステム54の脱落を検出することができるため、多数のタイヤTを連続して加硫成形する場合にタイヤTの加硫成形時間が長くなるのを抑えることができる。
【0044】
(第2実施形態)
以下、本発明の第2実施形態について
図5に基づいて説明する。
【0045】
本実施形態では、温度センサ40a、40b、40c、40dで測定したタイヤ成形面10aの温度分布と、制御部60に設けられた記憶部62にあらかじめ記憶させておいた基準温度分布データとを比較してベントホール18に装着された排気プラグ50のステム54の脱落を検出する点で、上記の第1実施形態と相違する。
【0046】
具体的には、タイヤ成形金型10に設けられた全てのベントホール18において排気プラグ50のステム54が脱落することなく全て装着されている状態で、タイヤTを加硫成形する加熱条件と同一条件でタイヤ成形金型10を加熱装置32,35により加熱した時のタイヤ成形面10aの温度分布を基準温度分布データとして、制御部60は記憶部に記憶する。
【0047】
そして、タイヤ成形金型10から加硫成形されたタイヤTを取り出した後、次に加硫成形する未加硫のタイヤTを下型15にセットする前に、上方に配置された上型14及びセクタ12と下方に配置された下型15との間に、温度センサ40a、40b、40c、40dを設けた回転体42を配置し、回転体42を回転させながら温度センサ40a、40b、40c、40dが、タイヤ成形金型10のタイヤ成形面10aの温度分布を測定する。
【0048】
制御部60は、温度センサ40a、40b、40c、40dで測定されたタイヤ成形金型10のタイヤ成形面10aの温度分布に関するデータが入力され、当該データを記憶部62に記憶した基準温度分布データと比較し、温度センサ40a、40b、40c、40dが測定したタイヤ成形面10aの温度分布において、基準温度分布データより所定温度(例えば、0.5℃)以上低い低温領域が存在すれば、当該低温領域をステム54の脱落箇所と判断し、ステム54の脱落を検出する。
【0049】
なお、制御部60は、加硫成形装置1の始動後、未加硫のタイヤTを下型15にセットする前に温度センサ40a、40b、40c、40dで測定されたタイヤ成形面10aの温度分布を基準温度分布データとしたり、多数の未加硫タイヤの加硫成形を連続して行う場合に、前回の加硫成形後に測定したタイヤ成形面10aの温度分布を基準温度分布データとして記憶部62に記憶することができる。
【0050】
このような本実施形態では、温度センサ40a、40b、40c、40dで測定されたタイヤ成形面10aの温度分布を、ステム54が脱落することなく全て装着されているタイヤ成形金型10を加熱装置32,35で加熱した時のタイヤ成形面10aの温度分布である基準温度分布データと比較してステム54の脱落を検出するため、例えば、タイヤ成形面10aにおいて温度差がある場合にもステム54の脱落を正確に検出することができる。
【0051】
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。