JP2009029035A - タイヤの製造方法及び加硫機 - Google Patents

Abstract

【課題】攪拌羽根を回転させてタイヤ内側空間内の混合媒体を強制的に流動させることができ、しかも加硫機の小型化、コストダウンを図れる加硫方法及び加硫機を提供すること。
【解決手段】下側ブラダークランプリング３６と上側ブラダークランプリング４０との間にタービン５０と攪拌羽根５２とがセンターポスト３４を中心として回転可能に設けられている。タービン５０は、供給路４２から供給される加熱、加圧媒体により回転される羽根車５４と、羽根車５４を収容するケース５６とを備えている。羽根車５４と攪拌羽根５２とは、センターポスト３４の外周を覆う筒状部材５８により連結されている。ブラダーＢの内部への加熱、加圧媒体の供給時に、それら加熱、加圧媒体により羽根車５４が回転され、同時に攪拌羽根５２が回転され、攪拌羽根５２によりブラダーＢ内部の加熱、加圧媒体が攪拌される。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤの製造方法及び加硫機に関する。

タイヤの製造工程の一つに、ブラダーを用いて生タイヤの内側空間に加熱媒体（例えばスチーム）、加圧媒体（例えば窒素ガス）を供給し、金型内で生タイヤへ熱量を付与する加硫工程がある。
この加硫工程では、ブラダーの内部において供給された加熱媒体、加圧媒体の流動が停止すると、ブラダーの内部の上部に、スチームを主とする層が形成され、下部に、窒素ガスを主とする層ができ、上下に温度差が生じ、タイヤの品質や生産性が低下する不具合が生じる。
そこで、ブラダーの内部に攪拌羽根を設け、攪拌羽根を回転させてブラダーの内部の混合媒体を強制的に流動させる技術が提案されている（特許文献１，２）。
特開２００１−３２２１２８ 特開昭５７−１３８９３０

しかしながら上述の従来技術では、ブラダーの内外にわたり回転軸を挿通させ、この回転軸により攪拌羽根を回転駆動する構成となっているため、回転軸を回転するための動力源が必要となる他、回転軸を配設するためのスペースの確保や、回転軸を気密に挿通させるための構造を必要とし、加硫機の小型を図る上で不利があり、また、加硫機のコストダウンを図る上で不利があった。
本発明者は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、攪拌羽根を回転させてブラダーの内部の混合媒体を強制的に流動させることができ、加硫機の小型を図る上で有利で、また、加硫機のコストダウンを図る上で有利なタイヤの製造方法及び加硫機を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明のタイヤの製造方法は、生タイヤの内側にブラダーにより空間を形成し、この空間に加熱、加圧媒体を供給し金型内で生タイヤへ熱量を付与して加硫を行なうに際して、前記空間内で前記供給される加熱、加圧媒体により羽根車を回転させ、前記空間内で前記羽根車の回転力により攪拌羽根を回転させ前記空間に供給された加熱、加圧媒体を攪拌するようにしたことを特徴とする。
また、本発明の加硫機は、ブラダーの上縁を挟持する上挟持部と、ブラダーの下縁を挟持する下挟持部と、前記下挟持部に設けられ前記ブラダーの内部に加熱、加圧媒体を供給する供給路と、前記下挟持部に設けられ前記ブラダーの内部の加熱、加圧媒体を排出する排気路と、前記上挟持部と前記下挟持部との間に設けられ前記供給路から供給される前記加熱、加圧媒体により回転される羽根車を有するタービンと、前記上挟持部と前記下挟持部との間に設けられ前記羽根車と一体に回転する攪拌羽根とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、ブラダーの内部への加熱、加圧媒体の供給時に、それら加熱、加圧媒体により羽根車が回転され、同時に攪拌羽根が回転され、攪拌羽根の回転によりブラダー内部の加熱、加圧媒体が攪拌される。
そして、攪拌羽根は、ブラダーの内部に供給される加熱、加圧媒体の運動エネルギにより回転されるので、従来の攪拌羽根を回転するための動力源が不要となり、攪拌羽根を回転する回転軸を配設するためのスペースや回転軸を気密に挿通させるための構造も不要となる。

以下、本発明のタイヤの製造方法および加硫機の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は加硫機の要部の断面図を示す。
加硫機１０は、所定の高さに設けられたモールド固定部１２と、モールド固定部１２に対して昇降されるモールド昇降部１４とを備えている。

モールド固定部１２は、孔１６０２が形成されたベースフレーム１６を有し、孔１６０２の周囲のベースフレーム１６上に、タイヤＴのサイドウォール部を成形するための下型１８が設けられ、下型１８の周囲のベースフレーム１６上に、タイヤＴのトレッドを成形するための複数のセクター２０が孔の径方向に移動可能に設けられている。
下型１８の内周部には、タイヤＴのビード部を成形するための下側ビードリング２２が設けられている。

モールド昇降部１４は、ベースフレーム１６に対向する昇降板２４を備え、昇降板２４に、下型１８と同軸上でタイヤＴのサイドウォール部を成形するための上型２６が設けられ、また、セクター２０を孔１６０２の径方向に移動させる固定リング２８が設けられている。
上型２６の内周部には、タイヤＴのビード部を成形するための上側ビードリング３０が設けられている。

ベースフレーム１６の孔１６０２には、昇降可能に昇降台３２が設けられ、また、昇降台３２を上下に貫通してセンターポスト３４が昇降可能に設けられ、昇降台３２とセンターポスト３４とは別々の昇降手段により昇降される。
昇降台３２上には、下側ビードリング２２と協働してブラダーＢの下縁を気密に挟持する下側ブラダークランプリング３６が取着されている。
センターポスト３４は昇降台３２および下側ブラダークランプリング３６の中心部を通りシール材を介して気密に昇降可能に配設されている。
センターポスト３４の上端には、補助リング３８と協働してブラダーＢの上縁を気密に挟持する上側ブラダークランプリング４０の中心部がナットを介して取着されている。なお、補助リング３８はボルトを介して上側ブラダークランプリング４０に着脱可能に取着されている。
従って、本実施の形態では、ブラダーＢの下縁を挟持する下挟持部が、昇降台３２と下側ブラダークランプリング３６とを含んで構成され、ブラダーＢの上縁を挟持する上挟持部が、上側ブラダークランプリング４０を含んで構成されている。

昇降台３２と下側ブラダークランプリング３６には、ブラダーＢの内部に加熱、加圧媒体を供給する供給路４２が設けられ、その開口４２Ａが下側ブラダークランプリング３６の上面に形成されている。
また、昇降台３２と下側ブラダークランプリング３６には、ブラダーＢの内部の加熱、加圧媒体をブラダーＢの外部に排出する排気路４４が設けられ、排気路４４の開口４４Ａは下側ブラダークランプリング３６の上面に形成されている。
なお、供給路４２にはバルブを介して加熱媒体供給源と加圧媒体供給源が接続され、排気路４４にバルブを介して排気管が接続されている。

そして、下側ブラダークランプリング３６と上側ブラダークランプリング４０との間にタービン５０と攪拌羽根５２とが設けられている。
攪拌羽根５２は、回転することによりブラダーＢの内部の上部において加熱、加圧媒体を攪拌するものである。
タービン５０は、供給路４２から供給される加熱、加圧媒体により回転される羽根車５４と、羽根車５４を収容するケース５６とを備えている。
それら羽根車５４と攪拌羽根５２はセンターポスト３４を中心として回転可能に設けられている。
ケース５６は下側ブラダークランプリング３６に取着されている。
ケース５６には、供給路４２の開口４２Ａに接続され加熱、加圧媒体を羽根車５４に導き羽根車５４を回転させる供給口５４Ａと、加熱、加圧媒体をブラダーＢの内部に排出する排出口５４Ｂとが設けられ、供給口５４Ａは供給路４２の開口４２Ａに気密に接続されている。

本実施の形態では、センターポスト３４の外周を覆い羽根車５４と攪拌羽根５２とを連結する筒状部材５８が設けられ、羽根車５４と攪拌羽根５２と筒状部材５８とによりそれらがセンターポスト３４を中心として一体に回転する回転体６０が構成されている。
羽根車５４と攪拌羽根５２は、タイヤＴのモールド固定部１２への搬入搬出時に、羽根車５４と攪拌羽根５２がブラダーＢに接触してブラダーＢを損傷しないように、下側ブラダークランプリング３６の外周と、上側ブラダークランプリング４０の外周とを接続する仮想円筒面の内側に位置するように設けられている。
回転体６０はセンターポスト３４に不図示の軸受を介して回転可能に支持されている。
また、センターポスト３４は回転体６０に対してその軸方向に移動可能である。
また、本実施の形態では、羽根車５４は不図示の軸受を介しケース５６によりセンターポスト３４の軸方向に移動不能に支持されており、従って、回転体６０はケース５６によりセンターポスト３４の軸方向に移動不能に支持されている。
攪拌羽根５２は筒状部材５８の上端に取着され、加硫時に上側ブラダークランプリング４０寄りの箇所に位置し、言い換えると、加硫時にブラダーＢの内部の上部に位置している。

次に、生タイヤＴの加硫工程について説明する。
まず、ブラダーＢの下縁、上縁を下側ブラダークランプリング３６と上側ブラダークランプリング４０に取り付ける。ブラダーＢの下縁の取り付けは、ボルトにより下側ブラダークランプリング３６と下側ビードリング２２により挟持することで行なう。また、ブラダーＢの上縁の取り付けは、ボルトにより補助リング３８を上側ブラダークランプリング４０に取り付け、補助リング３８と上側ブラダークランプリング４０により挟持することで行なう。

次に、センターポスト３４を上昇させ、ブラダーＢの形状を、生タイヤＴの内側空間に挿通される大きさの円筒状とする。このときブラダーＢは、下側ブラダークランプリング３６の外周と、上側ブラダークランプリング４０の外周とを接続する上下に細長い円筒状となる。そして、不図示の搬送手段により生タイヤＴを下降させ、円筒状のブラダーＢを貫通させて生タイヤＴのビード部を下側ビードリング２２に載置する。
次に、センターポスト３４を下降させながらブラダーＢの内部に、供給路４２、供給口５４Ａ、ケース５６、排出口５４Ｂから加圧流体を供給し、生タイヤＴを概ね金型の内面形状にシェーピングし、センターポスト３４を所定の位置に下降させる。
次に、モールド昇降部１４を下降させる。モールド昇降部１４の下降により、生タイヤＴのビード部に上側ビードリング３０が当て付けられ、サイドウォール部に、下型１８と上型２６が当て付けられ、固定リング２８を介して複数のセクター２０が生タイヤＴのトレッドに当て付けられ、金型が閉じる。

次に、ブラダーＢの内部に、供給路４２、供給口５４Ａ、ケース５６、排出口５４Ｂから加熱媒体（例えばスチーム）が供給され、次いで、加圧媒体（例えば窒素ガス）が供給され、ブラダーＢ側および金型（下型１８、下側ビードリング２２、セクター２０、上型２６、上側ビードリング３０）側の双方より加熱され、所定の温度、圧力の下で生タイヤＴの加硫成形が行なわれる。
加硫の際のブラダーＢ内の温度は、成形するタイヤＴが乗用車用の場合には、例えば、１５０〜２２０℃程度に維持され、圧力は１．５〜２．４ＭＰａ程度に維持され、加硫時間は１０〜１５分程度である。

加硫が終了したならば、ブラダーＢ内の加熱、加圧媒体を排気路４４から排出し、金型を開いてモールド昇降部１４を上昇させ、センターポスト３４を上昇させてブラダーＢを円筒状とし、不図示の搬送手段によりタイヤＴを上昇させて取り除き、前記と同様に次に成形する生タイヤＴをモールド固定部１２上に載置し、金型を閉じ、加硫成形していく。

本実施の形態によれば、ブラダーＢの内部への加熱媒体の供給時と、加圧媒体の供給時に、それら加熱、加圧媒体により羽根車５４が回転され、同時に攪拌羽根５２が回転され、攪拌羽根５２の回転によりブラダーＢの内部の加熱、加圧媒体が攪拌される。特に、攪拌羽根５２は上側ブラダークランプリング４０寄りに位置しているので、ブラダーＢの内部の上部に位置する温度の高い加熱、加圧媒体が攪拌される。
したがって、ブラダーＢの内部の上下の温度差を少なくでき、タイヤＴの品質や生産性が向上する上で有利となる。
また、攪拌羽根５２は、ブラダーＢの内部に供給される加熱、加圧媒体の運動エネルギにより回転されるので、従来の攪拌羽根５２を回転するための動力源が不要となり、攪拌羽根５２を回転する回転軸を配設するためのスペースや回転軸を気密に挿通させるための構造も不要となり、加硫機１０の小型を図る上で有利となり、加硫機１０のコストダウンを図る上で有利となる。

本実施の形態による実験結果を図２に示す。
図２において実線が、加硫時にブラダーＢの内部を攪拌しない場合のブラダーＢの内部の上部と下部との温度差と加硫時間との関係線図を示し、点線が、加熱媒体の供給時と、加圧媒体の供給時に、それら加熱、加圧媒体と羽根車５４を介して攪拌羽根５２が回転された場合の、ブラダーＢの内部の上部と下部との温度差と加硫時間との関係線図を示している。
この図２からも明らかなように、本実施の形態によれば、従来に比べてブラダーＢの内部の上部と下部との温度差を少なくできることが明らかである。

また、本発明では、加硫期間中の任意のタイミングで、排気路４４から加熱、加圧媒体を排出すると同時に供給路４２から加熱、加圧媒体を供給し、羽根車５４を介して攪拌羽根５２を回転させ、ブラダーＢの内部を攪拌するようにしてもよい。より詳細には、加硫期間中の任意のタイミングで、排気路４４から加熱媒体を排出すると同時に供給路４２から加熱媒体を供給し、羽根車５４を介して攪拌羽根５２を回転させ、ブラダーＢの内部を攪拌するようにしてもよい。また、排気路４４から加熱、加圧媒体を排出すると同時に供給路４２から加圧媒体を供給し、羽根車５４を介して攪拌羽根５２を回転させてもよい。
この場合、生タイヤＴの温度は、加硫期間のうち前半よりも後半のほうが上昇しているので、加硫期間の後半に、攪拌羽根５２を回転させると、タイヤＴの品質を向上する上でより効果的となる。
図３は、加熱媒体をブラダーＢの内部に最初に供給する供給時に攪拌羽根５２を回転させ、また、加硫期間中に加熱媒体を排出すると同時に加熱媒体を供給して攪拌羽根５２を回転させ、また、加硫期間中に加圧媒体を供給して攪拌羽根５２を回転させ、また、加硫期間中に加熱、加圧媒体を排出すると同時に加圧媒体を供給して攪拌羽根５２を回転させ、このように４回、攪拌羽根５２を回転させた場合の実験結果を示す。
図３（Ａ）において実線は、従来のブラダーＢの内部を攪拌しない場合のブラダーＢ内部の上部と下部との温度差と加硫時間との関係線図を示し、（Ａ）において点線は攪拌羽根５２を上述のように４回、攪拌羽根５２を回転させた場合のブラダーＢ内部の上部と下部との温度差と加硫時間との関係線図を示す。また、図３（Ｂ）は、加硫期間中に攪拌羽根５２を４回、回転させた場合のブラダーＢ内部の圧力（内圧）と加硫時間との関係線図を示す。
この図３からも明らかなように、攪拌羽根５２を回転させる回数を増やすと、従来に比べてブラダーＢ内部の上部と下部との温度差をより一層少なくできることが明らかである。

加硫機の要部の断面図である。 ブラダー内部の上部と下部との温度差と加硫時間との関係線図である。 （Ａ）はブラダー内部の上部と下部との温度差と加硫時間との関係線図、（Ｂ）はブラダー内部の圧力（内圧）と加硫時間との関係線図である。

符号の説明

３４……センターポスト、３６……下側ブラダークランプリング、４０……上側ブラダークランプリング、５０……タービン、５２……攪拌羽根、５４……羽根車、５６……ケース、５８……筒状部材、６０……回転体。

Claims (11)

1. 生タイヤの内側にブラダーにより空間を形成し、この空間に加熱、加圧媒体を供給し金型内で生タイヤへ熱量を付与して加硫を行なうに際して、
   前記空間内で前記供給される加熱、加圧媒体により羽根車を回転させ、
   前記空間内で前記羽根車の回転力により攪拌羽根を回転させ前記空間に供給された加熱、加圧媒体を攪拌するようにした、
   ことを特徴とするタイヤの製造方法。
2. 前記生タイヤの加硫は、前記加熱、加圧媒体により前記空間の温度、圧力がそれぞれ所定値に所定期間保たれることで行なわれ、
   前記羽根車および前記攪拌羽根の回転は、前記空間の温度、圧力をそれぞれ前記所定値に達するまで前記加熱、加圧媒体を前記空間へ最初に供給する時に行なわれる、
   ことを特徴とする請求項１記載のタイヤの製造方法。
3. 前記生タイヤの加硫は、前記加熱、加圧媒体により前記空間の温度、圧力がそれぞれ所定値に所定期間保たれることで行なわれ、
   前記羽根車および攪拌羽根の回転は、前記空間の温度、圧力をそれぞれ前記所定値に達するまで前記加熱、加圧媒体を前記空間へ最初に供給する時に行なわれると共に、前記所定期間中の任意の時に前記加熱、加圧媒体を前記空間に供給することで行なわれ、
   前記任意の時の前記加熱、加圧媒体の前記空間への供給時には、前記加熱、加圧媒体の前記空間への供給と同時に前記加熱、加圧媒体の前記空間外への排出が行なわれる、
   ことを特徴とする請求項１記載のタイヤの製造方法。
4. 前記任意の時は、前記所定期間の後半に位置する時である、
   ことを特徴とする請求項３記載のタイヤの製造方法。
5. ブラダーの上縁を挟持する上挟持部と、
   ブラダーの下縁を挟持する下挟持部と、
   前記下挟持部に設けられ前記ブラダーの内部に加熱、加圧媒体を供給する供給路と、
   前記下挟持部に設けられ前記ブラダーの内部の加熱、加圧媒体を排出する排気路と、
   前記上挟持部と前記下挟持部との間に設けられ前記供給路から供給される前記加熱、加圧媒体により回転される羽根車を有するタービンと、
   前記上挟持部と前記下挟持部との間に設けられ前記羽根車と一体に回転する攪拌羽根と、
   を備えることを特徴とする加硫機。
6. 前記攪拌羽根は前記上挟持部寄りの箇所に位置している、
   ことを特徴とする請求項５記載の加硫機。
7. 前記下挟持部を貫通して上方に突出するセンターポストが設けられ、
   前記上挟持部は前記センターポストの上部で支持され、
   前記羽根車と前記攪拌羽根は前記センターポストに回転可能に支持されている、
   ことを特徴とする請求項５記載の加硫機。
8. 前記下挟持部を貫通して上方に突出するセンターポストが設けられ、
   前記上挟持部は前記センターポストの上部で支持され、
   前記羽根車と前記攪拌羽根とは共に前記センターポストと同軸上に設けられ、
   前記センターポストの外周を覆い前記羽根車と前記攪拌羽根とを連結する筒状部材が設けられ、
   前記羽根車と前記攪拌羽根と前記筒状部材とによりそれらがセンターポスト上で一体に回転する回転体が構成され、
   前記羽根車は前記下挟持部寄りの箇所に位置し、
   前記攪拌羽根は前記上挟持部寄りの箇所に位置している、
   ことを特徴とする請求項５記載の加硫機。
9. 前記タービンは、前記羽根車を収容するケースを備え、
   前記ケースには、前記供給路に接続され前記加熱、加圧媒体を前記羽根車に導き前記羽根車を回転させる供給口と、前記加熱、加圧媒体を前記ブラダーの内部に排出する排出口とが設けられている、
   ことを特徴とする請求項５記載の加硫機。
10. 前記下挟持部を貫通して上方に突出するセンターポストが設けられ、
    前記上挟持部は前記センターポストの上部で支持され、
    前記羽根車と前記攪拌羽根とは共に前記センターポストと同軸上に設けられ、
    前記センターポストの外周を覆い前記羽根車と前記攪拌羽根とを連結する筒状部材が設けられ、
    前記羽根車と前記攪拌羽根と前記筒状部材とによりそれらが一体に回転する回転体が構成され、
    前記回転体は前記センターポストに回転可能に支持され、
    前記センターポストは前記回転体に対してその軸方向に移動可能であり、
    前記羽根車は前記下挟持部寄りの箇所に位置し、
    前記攪拌羽根は前記上挟持部寄りの箇所に位置し、
    前記タービンは、前記羽根車を収容し前記下挟持部に取着されたケースを備え、
    前記ケースには、前記供給路に接続され前記加熱、加圧媒体を前記羽根車に導き前記羽根車を回転させる供給口と、前記加熱、加圧媒体を前記ブラダーの内部に排出する排出口とが設けられ、
    前記回転体は前記ケースにより前記センターポストの軸方向に移動不能に支持されている、
    ことを特徴とする請求項５記載の加硫機。
11. 前記上挟持部は、その外周で前記ブラダーの上縁を挟持する上ブラダークランプリングを含んで構成され、
    前記下挟持部は、前記上ブラダークランプリングと同軸上に設けられその外周で前記ブラダーの下縁を挟持する下ブラダークランプリングを含んで構成され、
    前記羽根車と攪拌羽根は、前記上ブラダークランプリングの外周と前記下ブラダークランプリングの外周とを接続する仮想円筒面の内側に位置している、
    ことを特徴とする請求項５記載の加硫機。

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