(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
未加硫タイヤの内腔内で膨張することにより、該未加硫タイヤを加硫金型に押し付けて加硫成形する加硫用ブラダーと、前記加硫用ブラダーを保持する中心機構と、前記加硫用ブラダーに流体を供給する供給手段と、前記加硫用ブラダーの前記流体を排出する排出手段とを含むタイヤ加硫装置であって、
前記加硫用ブラダーは、前記未加硫タイヤの内周面に当接する第1ブラダーと、前記第1ブラダーの内側に配される第2ブラダーとを有し、
前記流体は、前記第1ブラダーと前記第2ブラダーとの間に供給される第1流体と、前記第2ブラダー内に供給される第2流体とを含むとともに、
前記第1ブラダーの内周面及び第2ブラダーの外周面の少なくとも一方に、タイヤ軸方向にのびるガイド溝を設け、
前記ガイド溝は、溝深さHが2〜10mm、かつ溝巾Wが2〜20mmであることを特徴とするタイヤ加硫装置。
前記排出手段は、前記下フランジ部に配されかつ前記第1ブラダーの下端部と前記第2ブラダーの下端部との間で開口する第1排気口を具えることを特徴とする請求項3又は4記載のタイヤ加硫装置。
【背景技術】
【0002】
従来、加硫用ブラダーを用いて、未加硫タイヤを加硫成形するタイヤ加硫装置が知られている。この種のタイヤ加硫装置は、例えば、加硫用ブラダー内に、加熱された流体が供給され、この加硫用ブラダーを膨張させている。
【0003】
このような流体には、コスト及び熱伝達性能の観点から、例えば、スチームが用いられている。しかしながら、スチームは、加硫用ブラダーを介して未加硫タイヤに熱を与えると、凝縮してドレーンとなり、加硫用ブラダー内に滞留するという問題がある。
【0004】
このドレーンは、ブラダーのドレーンと接触している部位において、未加硫タイヤの温度を他の部分の温度に比して低下させる。そのため、加硫ムラが生じ、タイヤの物性や性能の不均衡を招く傾向があった。また、このような温度低下は、タイヤの加硫時間を長くするため、生産性が悪化する要因にもなっていた。
【0005】
例えば、下記特許文献1は、スチームを拡散させて加硫用ブラダー内の全体に順次供給するタイヤ加硫装置を提案している。特許文献1のタイヤ加硫装置は、加硫用ブラダー内にドレーンが滞留しても、順次供給されるスチームにより、ドレーンの温度を上昇させ、未加硫タイヤの温度差を緩和している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献1のタイヤ加硫装置は、加硫用ブラダー内の全体に、スチームを順次供給しているので、多くのエネルギーを必要としていた。また、このタイヤ加硫装置は、ドレーンが加硫用ブラダーの下方に滞留するという問題を解決するものではなかった。
【0008】
そこで本発明者は、加硫用ブラダーを二重構造とし、内外のブラダー間にスチームを供給することを提案した。これにより、スチームが供給される空間が小さくなるため、ドレーンが発生しにくくなる。又ドレーンが発生した場合にも、ドレーンの発生量が少量となるので、その排出が容易となる。そのため、タイヤ周上で温度分布が均一化され、加硫ムラを抑えることが可能となる。
【0009】
しかし、加硫用ブラダーを二重構造とした場合、圧力バランスなどに影響して内外のブラダーが接触する場合が生じうる。その時、熱源となるスチームの経路が部分的に塞がれてしまい、温度分布の不均一を誘発する。又内外のブラダーの接触は、ドレーンの排出も妨げる。そのため、二重構造による加硫ムラの抑制効果が十分に発揮されないという問題が生じる。
【0010】
本発明は、加硫用ブラダーを二重構造とした場合におけるブラダー間の部分時な接触に起因する流体の流れ不良やドレーンの排出不良を抑制でき、二重構造による加硫ムラの抑制効果をより高いレベルで発揮させうるタイヤ加硫装置を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は、未加硫タイヤの内腔内で膨張することにより、該未加硫タイヤを加硫金型に押し付けて加硫成形する加硫用ブラダーと、前記加硫用ブラダーを保持する中心機構と、前記加硫用ブラダーに流体を供給する供給手段と、前記加硫用ブラダーの前記流体を排出する排出手段とを含むタイヤ加硫装置であって、
前記加硫用ブラダーは、前記未加硫タイヤの内周面に当接する第1ブラダーと、前記第1ブラダーの内側に配される第2ブラダーとを有し、
前記流体は、前記第1ブラダーと前記第2ブラダーとの間に供給される第1流体と、前記第2ブラダー内に供給される第2流体とを含むとともに、
前記第1ブラダーの内周面及び第2ブラダーの外周面の少なくとも一方に、タイヤ軸方向にのびるガイド溝を設けたことを特徴としている。
【0012】
本発明に係るタイヤ加硫装置では、前記ガイド溝は、溝深さHが2〜10mm、かつ溝巾Wが2〜20mmであることが望ましい。
【0013】
本発明に係るタイヤ加硫装置では、前記第1ブラダー及び第2ブラダーは、上下開口の筒状をなし、
前記中心機構は、前記第1ブラダー及び第2ブラダーの各下端部を保持する下フランジ部と、前記下フランジ部に対して相対的に上下動可能なセンタポストと、前記センタポストの上端部に取り付きかつ前記第1ブラダー及び第2ブラダーの各上端部を保持する上フランジ部とを具えることが望ましい。
【0014】
本発明に係るタイヤ加硫装置では、前記供給手段は、前記第1流体を供給する第1供給手段と、前記第2流体を供給する第2供給手段とを含み、
前記第1供給手段は、前記上フランジ部に配されかつ前記第1ブラダーの上端部と前記第2ブラダーの上端部との間で開口する第1供給口を具え、
前記第2供給手段は、前記上フランジ部に配されかつ前記第2ブラダーの下端部よりもタイヤ軸方向内側で開口する第2供給口を具えることが望ましい。
【0015】
本発明に係るタイヤ加硫装置では、前記排出手段は、前記下フランジ部に配されかつ前記第1ブラダーの下端部と前記第2ブラダーの下端部との間で開口する第1排気口を具えることが望ましい。
【0016】
本発明に係るタイヤ加硫装置では、加硫中、前記第1流体が、前記第1ブラダーと第2ブラダーとの間を通って前記第1供給口から第1排気口に連続して流れる循環路を具えることが望ましい。
【発明の効果】
【0017】
本発明のタイヤ加硫装置では、加硫用ブラダーが、第1ブラダーと第2ブラダーとの二重構造をなし、この第1ブラダーと第2ブラダーとの間に、例えばスチームである第1流体が供給される。
【0018】
即ち、第1流体が供給される空間が小さくなるので、ドレーンが発生しにくくなる。又ドレーンが発生した場合にも、ドレーンの発生量が少量となるので、その排出が容易となる。その結果、ドレーンに起因する部分的な温度低下が抑えられ、タイヤ周上で温度分布が均一化されることにより、加硫ムラを抑制することができる。
【0019】
又第1ブラダーの内周面及び第2ブラダーの外周面の少なくとも一方に、タイヤ軸方向にのびるガイド溝が配されるため、加硫時、第1ブラダーと第2ブラダーとの間に、常に隙間を確保することができる。従って、隙間が部分的に塞がれることによる第1流体の流れ不良、及びドレーンの排出不良を抑制でき、第1流体の流れやドレーンの排出を円滑化しうる。その結果、二重構造による加硫ムラの抑制効果をより高いレベルで発揮させることが可能になる。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図2に示すように、本実施形態のタイヤ加硫装置1は、加硫金型2と、未加硫タイヤTを加硫金型2に押し付けて加硫成形する加硫用ブラダー3と、加硫用ブラダー3に流体Gを供給する供給手段4と、加硫用ブラダー3の流体Gを排出する排出手段5と、加硫用ブラダー3を保持する中心機構6とを含む。
【0022】
加硫金型2は、下側テーブル(図示省略)に取り付く下型部2Lと、上側テーブル(図示省略)に取り付く上型部2Uとを有する。加硫金型2は、本例では、上側テーブルの上下移動により上型部2Uと下型部2Lとが、上下方向に離間した金型開状態Y1と、上下方向に閉じた金型閉状態Y2(
図1に示す)とに作動可能である。前記金型開状態Y1において、加硫金型2に未加硫タイヤTが搬入され、かつ、加硫後のタイヤが搬出される。また金型閉状態Y2において、未加硫タイヤTが加硫成形される。
【0023】
本例の下型部2Lは、タイヤの下サイドウォール部と下ビード部とを成形するための下サイドモールド7Lを含む。下サイドモールド7Lは、例えば下プラテン板8Lを介して下側テーブルに支持される。
【0024】
又本例の上型部2Uは、タイヤの上サイドウォール部と上ビード部とを成形するための上サイドモールド7Uと、タイヤのトレッド部を成形するためのトレッドモールド9とを含む。上サイドモールド7Uは、例えば上プラテン板8Uを介して、上下移動可能な上側テーブルに支持される。
【0025】
又トレッドモールド9は、周方向に分割される複数のセグメント9Aからなり、各セグメント9Aは、例えば上プラテン板8Uに取り付く円筒状のコンテナ10に支持される。具体的には、コンテナ10はコーン状のガイド面10Sを有し、各セグメント9Aが、前記ガイド面10Sに沿って案内されることにより、コンテナ10に対する各セグメント9Aの上下方向の相対移動によって、トレッドモールド9は拡縮径しうる。
【0026】
図1に示すように、加硫用ブラダー3は、金型閉状態Y2において、未加硫タイヤTの内腔内で膨張することにより、未加硫タイヤTを加硫金型2に押し付ける。この加硫用ブラダー3は、未加硫タイヤTの内周面に当接する第1ブラダー11と、第1ブラダー11の内側に配される第2ブラダー12とを有する二重構造をなす。
【0027】
第1ブラダー11及び第2ブラダー12は、それぞれ上下が開口する筒状をなす。そして、第1ブラダー11の下端部E1
L及び第2ブラダー12の下端部E2
Lは、中心機構6の下フランジ部13に保持され、かつ第1ブラダー11の上端部E1
U及び第2ブラダー12の上端部E2
Uは、中心機構6の上フランジ部14に保持される。なお前記下端部E1
L、E2
Lは、第1ブラダー11及び第2ブラダー12の下の開口縁部に相当し、又前記上端部E1
U、E2
Uは、第1ブラダー11及び第2ブラダー12の上の開口縁部に相当する。
【0028】
前記中心機構6は、例えば下側テーブルに支持される下フランジ部13と、この下フランジ部13に対して相対的に上下動可能なセンタポスト15と、該センタポスト15の上端部に取り付く上フランジ部14とを具える。なお前記下フランジ部13には、センタポスト15を摺動可能に挿通する筒状の胴部16が同心に形成される。
【0029】
前記下フランジ部13は、本例では、下側から上側に向かって重置される円盤状の第1〜第3のフランジ部分13a、13b、13cを有し、第1、第2のフランジ部分13a、13b間で、第1ブラダー11の下端部E1
Lが狭持される。又第2、第3のフランジ部分13b、13c間で、第2ブラダー12の下端部E2
Lが狭持される。同様に、上フランジ部14は、本例では、下側から上側に向かって重置される円盤状の第1〜第3のフランジ部分14a、14b、14cを有し、第1、第2のフランジ部分14a、14b間で、第2ブラダー12の上端部E2
Uが狭持される。又第2、第3のフランジ部分14b、14c間で、第1ブラダー11の上端部E1
Uが狭持される。
【0030】
第1ブラダー11と第2ブラダー12との間の空間P1には第1流体G1が供給され、又第2ブラダー12内の空間P2には第2流体G2が供給される。第1流体G1としては、高温高圧の加熱媒体であるスチームが好適に採用できる。又第2流体G2としては、加圧媒体である例えば窒素ガスなどの不活性ガスが好適に採用できる。
【0031】
このような加硫用ブラダー3は、第1ブラダー11の膨張により未加硫タイヤTを加硫金型2に押し付けしうるとともに、第1流体G1からの熱によって加硫を進行させうる。又第2ブラダー12の膨張により、前記空間P1を減じることができる。これにより、ドレーンの発生がしにくく、又ドレーンが発生した場合にもその発生量が少なくなり、その排出を容易にすることができる。
【0032】
第1ブラダー11の膨張時の内部圧力と、第2ブラダー12の膨張時の内部圧力とは略等しいことが好ましく、これにより前記空間P1を安定化させうる。
【0033】
供給手段4は、第1流体G1を供給する第1供給手段20と、第2流体G2を供給する第2供給手段21とを含む。
【0034】
前記第1供給手段20は、上フランジ部14に配される複数の第1供給口20aを具え、この第1供給口20aは、第1ブラダー11の上端部E1
Uと第2ブラダー12の上端部E2
Uとの間で開口する。本例では、第1供給口20aは、第2のフランジ部分14bの外周面で開口している。又第1供給手段20は、前記センタポスト15の内部を通って各第1供給口20aに導通する第1供給流路20bを有する。
【0035】
前記第2供給手段21は、下フランジ部13に配される複数の第2供給口21aを具え、この第2供給口21aは、第2ブラダー12の下端部E2
Lよりもタイヤ軸方向内側(タイヤ赤道側)で開口する。本例では、第2供給口21aは、第3のフランジ部分13cの外周面で開口している。又第2供給手段21は、前記胴部16内部を通って各第2供給口21aに導通する第2供給流路21bを有する。
【0036】
又排出手段5は、第1流体G1を排気する第1排出手段25と、第2流体G2を排気する第2排出手段26とを含む。
【0037】
第1排出手段25は、前記下フランジ部13に配される複数の第1排気口25aを具え、この第1排気口25aは、第1ブラダー11の下端部E1
Lと第2ブラダー12の下端部E2
Lとの間で開口する。本例では、第1排気口25aは、第2のフランジ部分13bの外周面で開口している。又第1排出手段25は、前記胴部16内部を通って各第1排気口25aに導通する第1排気流路25bを有する。
【0038】
又第2排出手段26は、本例では、前記第2供給手段21の第2供給口21a及び第2供給流路21bを、第2排気口26a及び第2排気流路26bとして共通使用している。
【0039】
図3に概念的に示すように、第1供給流路20bは、本例ではボイラーなどである第1流体供給源22の吐出口に接続され、又第1排気流路25bは第1流体供給源22の帰還口に接続される。又第2供給流路21bは、本例ではコンプレッサなどである第2流体供給源23の吐出口に接続される。第2排気流路26bは、第2供給流路21bから分岐し、第2流体供給源23の帰還口に接続される。
図3では、開閉弁等を含む制御手段は省略しており、基本的な配管構成のみ示している。
【0040】
本例では、タイヤに十分な熱量を与えるとともに、ドレーンが発生した場合にそのドレーンを第1流体G1とともに第1排気口25aから排出するために、加硫中、第1流体G1を、前記空間P1を通って第1供給口20aから第1排気口25aに連続して流下させることが好ましい。そのため、第1供給手段20と第1排出手段25とにより、加硫中に第1流体G1が連続して流してなられる循環路30を形成している。
【0041】
又二重構造の加硫用ブラダー3では、例えば第1流体G1と第2流体G2の圧力バランス等により、第1ブラダー11と第2ブラダー12とが接触して前記空間がP1が部分的に塞がれてしまい、第1流体G1の流れ不良、及びドレーンの排出不良が発生する恐れを招く。
【0042】
そのため、
図4に示すように、第1ブラダー11の内周面11S及び第2ブラダー12の外周面12Sの少なくとも一方に、タイヤ軸方向(ラジアル方向)にのびかつ第1流体G1が通過可能なガイド溝31を形成している。
【0043】
このガイド溝31は、好ましくは、第1ブラダー11の上端部E1
Uから下端部E1
Lまで、又は第2ブラダー12の上端部E2
Uから下端部E2
Lまで連続してのびる。又ガイド溝31は、タイヤ軸方向線に対して傾斜することができ、この場合、タイヤ軸方向線に対する傾斜の角度θ(図示省略)は、30°以下、さらには15°以下が好ましい。
【0044】
ガイド溝31は、その溝深さHが2〜10mm、かつ溝巾Wが2〜20mmであることが好ましい。溝深さHが2mmを下回る場合、及び溝巾Wが2mmを下回る場合、溝容積が不充分となり、第1流体G1の流れ不良等を十分に抑制することが難しくなる。又溝巾Wが20mmを越える場合、他方のブラダーがガイド溝31内に入り込んでガイド溝31を塞ぐ傾向を招く。又溝深さHが10mmを越える場合、ブラダーの耐久性を維持するために、ブラダー全体の厚さを増やす必要があり、コストの不必要な増加を招く。
【0045】
なお溝深さH及び溝巾Wは、ブラダーの非膨張状態において特定される値である。又溝深さHは、ガイド溝31の長さ方向と直角な断面における開口部分の巾である。
【0046】
又ガイド溝31、31間のブラダー表面に沿って測定した周方向の間隔Lは、3〜100mmの範囲が好ましく、100mmを越えると第1流体G1の流れ不良等を十分に抑制することが難しくなる。又3mmを下回ると強度不足の傾向となる。前記間隔Lはブラダーの非膨張状態かつ赤道面の位置にて特定される値である。
【0047】
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、上述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得る。
【実施例】
【0048】
図1、2に示す構造をなし、かつ表1に示す仕様の加硫用ブラダーを有するタイヤ加硫装置を用いて、サイズ205/60R16の未加硫タイヤを加硫成形した。そして、タイヤの部位による加硫量のバラツキ(σ)を評価した。
【0049】
なお比較例及び実施例の各加硫用ブラダーは、第1ブラダーと第2ブラダーとからなる二重構造であって、ガイド溝の有無のみ相違する。又実施例では、第2ブラダーの外周面にガイド溝が形成されている。又ガイド溝による耐久性の低下を防止するため、各実施例とも、ガイド溝の溝深さHの分だけ、ブラダーを厚く形成している。
【0050】
共通仕様は、以下の通り。
・ガイド溝のタイヤ軸方向線に対する角度θ:0°
・ガイド溝間の周方向の間隔L:30mm
・加硫金型の温度(各プラテン板及びコンテナのジャケット温度):180℃
・第1流体:スチーム(圧力15kgf/cm
2の飽和水蒸気)
・第2流体:窒素ガス(圧力15kgf/cm
2)
・加硫時間10分
【0051】
(1)加硫量のバラツキ(σ)
10本の未加硫タイヤに対し、それぞれショルダー部の内部、かつ周方向の16箇所の位置に熱電対を取り付けて加硫し、加硫中の各位置での温度を測定した。そして、各位置で測定した温度−時間のグラブから、各位置における加硫量をアレニウスの式に基づいて計算し、加硫量のバラツキ(σ)を求め評価した。加硫量のバラツキ(σ)が小さいほど、より少ない熱エネルギーにてタイヤを加硫することができる。
【0052】
(2)ブラダーのコスト:
ガイド溝による耐久性の低下を防止するため、ガイド溝の溝深さHの分だけ、ブラダーを厚く形成しており、材料コストの増加を招く。そのため、第2ブラダーの材料コストを比較例1を100とする指数で示している。数値が大なほどコストが高いことを示す。
【0053】
【表1】
【0054】
表に示すように、実施例は、タイヤ周上での温度分布を均一化でき、加硫量のバラツキ(σ)を抑えて加硫ムラを抑制しうるのが確認できる。