JP2006035615A - タイヤ加硫方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設備コストの大幅な上昇を抑制しながら、金型の温度分布を周上で均一化させることができ、かつタイヤの肉厚の違いによる加硫度の差を減少してタイヤ品質を向上することが可能なタイヤ加硫方法及び装置を提供する。
【解決手段】金型１内に周方向に延在する複数の環状通路１２が設けられ、これら複数の環状通路１２内にそれぞれ液体ｍ，ｎが充填されている。グリーンタイヤＴの厚肉部Ｔ１に近い方に位置する第１環状通路１２Ｘ内に充填する液ｍの熱伝導率が、薄肉部Ｔ２に近い方に位置する第２環状通路１２Ｙ内に充填する液体ｎより高くなっている。このような金型１にグリーンタイヤＴをセットして、電磁誘導加熱により金型１を加熱することでグリーンタイヤＴを加硫する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁誘導加熱を用いてグリーンタイヤを加硫する方法と装置に関し、更に詳しくは、設備コストの大幅な上昇を抑制しながら、金型の温度分布を周上で均一化させることができ、かつタイヤの肉厚の違いによる加硫度の差を減少するようにしたタイヤ加硫方法及び装置に関する。

近年、加硫時間を短縮して生産性を高めるため、電磁誘導加熱を利用してグリーンタイヤを加硫するようにした技術が提案されている。金型の周囲に電磁誘導コイルを配置し、そのコイルに交流電流を流すことで金型に渦電流を発生させ、そのジュール熱で金型を加熱することによりグリーンタイヤを加硫するようにしたものである。

しかし、電磁誘導加熱を用いた加硫は、渦電流分布が不均一になり易く、金型を周上で均一に加熱することが難しい。それを解決するには、多数の電磁誘導コイルを配置し、それらを個々に制御することで、均一な加熱が可能になるが、そのように多数の電磁誘導コイルを設置し、個々に制御しようとすると、設備コストが大幅に上昇する。

そこで、上記対策として、金型内に周方向に延設した複数の環状通路内にシリコーンオイルなどの液体を充填するようにした技術が提案されている。渦電流分布の不均一により金型の温度分布が周上で不均一になった際に、金型と共に加熱された液体が温度差により自然対流することで、金型の温度分布を周上で均一化させるようにしたものである。これにより、電磁誘導コイルの数を減らして設備コストの大幅な上昇を抑制することができる（例えば、特許文献１参照）。

ところで、加硫されるグリーンタイヤは、肉厚が一定ではなく、厚肉部と薄肉部を有している。そのため、周上で均一的に加熱すると、厚肉部と薄肉部とで加硫度に差が生じ、均一的な加硫という観点から、改善の余地が残されていた。
特開平１０−１８０７６５号公報

本発明の目的は、設備コストの大幅な上昇を抑制しながら、金型の温度分布を周上で均一化させることができ、かつタイヤの肉厚の違いによる加硫度の差を減少してタイヤ品質を向上することが可能なタイヤ加硫方法及び装置を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の第１のタイヤ加硫方法は、金型内に厚肉部と薄肉部を有するグリーンタイヤをセットした後、電磁誘導加熱により前記金型を加熱することで前記グリーンタイヤを加硫するタイヤ加硫方法において、前記金型内に周方向に延在する複数の環状通路を設け、該複数の環状通路内にそれぞれ液体を充填し、前記グリーンタイヤの厚肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体の熱伝導率を、前記グリーンタイヤの薄肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体より高くした金型に前記グリーンタイヤをセットして加硫することを特徴とする。

本発明の第２のタイヤ加硫方法は、上型と下型及び複数のセクターからなる側型を有するセクショナル型の金型の各セクターを各保持セグメントを介してコンテナリングに取り付けたタイヤ加硫装置を使用し、前記セクショナル型の金型内に厚肉部と薄肉部を有するグリーンタイヤをセットした後、電磁誘導加熱により前記金型を加熱することで前記グリーンタイヤを加硫するタイヤ加硫方法において、前記上型と下型内に周方向に延在する環状通路をそれぞれ設ける一方、前記コンテナリング内に周方向に延在する環状通路を設け、各環状通路内にそれぞれ液体を充填し、前記グリーンタイヤの厚肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体の熱伝導率を、前記グリーンタイヤの薄肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体より高くした金型に前記グリーンタイヤをセットして加硫することを特徴とする。

本発明の第１のタイヤ加硫装置は、電磁誘導加熱により金型を加熱することで金型内にセットされた厚肉部と薄肉部を有するグリーンタイヤを加硫するタイヤ加硫装置において、前記金型内に周方向に延在する複数の環状通路を設け、該複数の環状通路内にそれぞれ液体を充填し、前記グリーンタイヤの厚肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体の熱伝導率を、前記グリーンタイヤの薄肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体より高くしたことを特徴とする。

本発明の第２のタイヤ加硫装置は、上型と下型及び複数のセクターからなる側型を有するセクショナル型の金型の各セクターを各保持セグメントを介してコンテナリングに取り付け、電磁誘導加熱により金型を加熱することで金型内にセットされた厚肉部と薄肉部を有するグリーンタイヤを加硫するタイヤ加硫装置において、前記上型と下型内に周方向に延在する環状通路をそれぞれ設ける一方、前記コンテナリング内に周方向に延在する環状通路を設け、各環状通路内にそれぞれ液体を充填し、前記グリーンタイヤの厚肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体の熱伝導率を、前記グリーンタイヤの薄肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体より高くしたことを特徴とする。

上述した本発明によれば、電磁誘導加熱中に、渦電流分布の不均一により金型の温度分布が周上で不均一になると、金型と共に加熱された液体が温度差により自然対流することで、高温側の熱を低温側に伝え、金型の温度分布を周上で均一化させることができる。そのため、電磁誘導コイルを多数設置する必要がなく、設備コストの大幅な上昇を抑制することができる。

他方、厚肉部に近い方に位置する環状通路内には、熱伝導率の高い液体が充填されているため、厚肉部には薄肉部より熱量が多く供給される。そのため、加硫に時間のかかる厚肉部の加硫が促進されるので、厚肉部と薄肉部との加硫度の差を減少することができる。従って、加硫に起因するタイヤ品質の向上が可能になる。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明のタイヤ加硫装置の一実施形態の要部を示し、１は環状の上型２と下型３からなる金型であり、上型２は昇降手段（不図示）よりベース（不図示）に固定された下型３に対して開閉可能になっている。

４は金型１の中心軸上に立設されたバグシリンダであり、このバグシリンダ４は、シリンダ本体５に昇降可能に内装した上下方向に延在する昇降ロッド６を備えている。シリンダ本体５の上部には下部クランプリング７が取り付けられている。

シリンダ本体５より上方に突出した昇降ロッド６の上端部には、上部クランプリング８が固設され、この上部クランプリング８と下部クランプリング７には、ブラダー９の上下端部が取り付けられている。シリンダ本体５の上部には、ブラダー９内に加熱蒸気を供給する蒸気供給路１０と、加圧媒体として不活性ガスを供給するガス供給路１１が設けられている。蒸気供給路１０とガス供給路１１には不図示の蒸気供給源と不活性ガス供給源が接続されいている。

環状の上型２及び下型３内には、周方向に沿って延設された複数の環状通路１２が形成されている。これら複数の環状通路１２は、金型１にセットされたグリーンタイヤＴのクラウン部（厚肉部）Ｔ１のショルダー側に対応する領域２Ａ，３Ａに各１本形成された第１環状通路１２Ｘと、両ビード部（薄肉部）Ｔ２に対応する領域２Ｂ，３Ｂに各１本形成された第２環状通路１２Ｙから構成されている。第１環状通路１２Ｘは、第２環状通路１２Ｙより断面積が大きく、通路容積を大きくしている。環状通路１２は、図示するように、合計４本設けるのが好ましいが、必要に応じて適宜形成することができる。

第１環状通路１２Ｘ及び第２環状通路１２Ｙには、異なる液体ｍ，ｎが充填されている。厚肉部Ｔ１に近い方に位置する第１環状通路１２Ｘ内の液体ｍは、薄肉部Ｔ２に近い方に位置する第２環状通路１２Ｙ内の液体ｎより熱伝導率が高い液体を使用している。熱伝導率が高い方の液体ｍに使用する液体としては、例えば、グリセリンを好ましく挙げることができる。また、熱伝導率が低い方の液体ｎに用いる液体としては、シリコーンオイルを好ましく例示することができる。

上型２及び下型３の外周面２ａ，３ａと内周面２ｂ，３ｂには、それぞれ電磁誘導コイル１３が周上に９０°間隔で４箇所に取り付けられ、これら複数の電磁誘導コイル１３に交流電流を流すことで金型１に渦電流を発生させ、そのジュール熱で金型１を加熱することによりグリーンタイヤＴを加硫するようになっている。

電磁誘導コイル１３は、図２に示すように、外周面２ａ，３ａ及び内周面２ｂ，３ｂに形成した凹部内に配置するようにしてもよい。その際、電磁誘導コイル１３の頭部を外部に露出させるようにするのが、電磁誘導コイル１３の冷却の点からよい。

上述したタイヤ加硫装置では、不図示の昇降手段により上型２が降下して、図１に示すように金型１内にグリーンタイヤＴがセットされると、ブラダー９内に加熱蒸気及び加圧媒体が供給される一方、電磁誘導コイル１３による電磁誘導加熱により金型１が加熱され、グリーンタイヤＴが加硫される。

加熱中に、渦電流分布の不均一により金型１の温度分布が周上で不均一になると、金型１と共に加熱された液体ｍ，ｎが温度差により自然対流することで、高温側の熱を低温側に伝え、金型１の温度分布を周上で均一化させる。そのため、多数の電磁誘導コイル１３を使用せずに金型１の温度分布を周上で均一化させることができるので、設備コストの大幅な上昇を招くことがない。

また、厚肉部Ｔ１に近い方に位置する第１環状通路１２Ｘ内には、熱伝導率の高い液体ｍが充填されているため、厚肉部Ｔ１には薄肉部Ｔ２より熱量が多く供給される。そのため、加硫に時間のかかる厚肉部Ｔ１の加硫が促進され、厚肉部Ｔ１の加硫が従来より早く終了するので、薄肉部Ｔ２との加硫度の差が減少する。従って、加硫に起因するタイヤ品質を向上することができる。

図３は、本発明のタイヤ加硫装置の他の実施形態の要部を示し、環状の上型２１と下型２２の間に複数のセクター２３からなる側型２４を配置したセクショナル型の金型２５を使用したものである。

上型２１は上型支持プレート２６の下面に固定され、この上型支持プレート２６を昇降手段２７により昇降させることにより、上型２１を図示する加硫位置と上方に離間した待機位置との間を移動できるようにしている。下型２２は、環状の下部プレート２８上に固定されている。

各セクター２３には、その外周側に保持セグメント２９が固定され、この保持セグメント２９が不図示の上部プレートの外周縁部に吊設された環状のコンテナリング３０の内周傾斜面３０ｘに摺動自在に取り付けられている。下部プレート２８上には放射方向に延びる複数のガイドレール３１が設置され、このガイドレール３１に保持セグメント２９が係脱可能になっている。不図示の昇降手段により上部プレートが降下し、それによってコンテナリング３０が降下すると、保持セグメント２９がガイドレール３１に係合し、更にガイドレール３１上を中心に向けて、図３の加硫位置まで移動する。コンテナリング３０が上昇すると、保持セグメント２９が外側に移動し、更にガイドレール３１から離間して上昇するようにしてある。

金型２５の中心軸上にはバグシリンダ３２が立設され、そのシリンダ本体３３に昇降可能に内装した上下に延在する昇降ロッド３４を設けられている。シリンダ本体３３の上部には下部クランプリング３５Ａが取り付けられている。

シリンダ本体３３より上方に突出した昇降ロッド３４の上端部には、上部クランプリング３５Ｂが固設され、この上部クランプリング３５Ｂと下部クランプリング３５Ａには、ブラダー３６の上下端部が取り付けられている。シリンダ本体３３の上部には、ブラダー３６内に加熱蒸気を供給する蒸気供給路３７と、加圧媒体として不活性ガスを供給するガス供給路３８が設けられている。蒸気供給路３７とガス供給路３８には不図示の蒸気供給源と不活性ガス供給源が接続されいている。３９はブラダー３６内に供給した加熱蒸気及び不活性ガスを排出する排出路である。

環状のコンテナリング３０内には、周方向に沿って延設された１本の第１環状通路４０が、金型２５にセットされたグリーンタイヤＴのクラウン部（厚肉部）Ｔ１に対面（対応）する領域３０Ａに形成されている。また、環状の上型２１と下型２２内にも、周方向に沿って延設された各１本の第２環状通路４１が両ビード部（薄肉部）Ｔ２に対応する領域２１Ｂ，２２Ｂに形成されている。

第１環状通路４０及び第２環状通路４１には、上記と同様に、異なる液体ｍ，ｎが充填されている。厚肉部Ｔ１に近い方に位置する第１環状通路４０内の液体ｍは、薄肉部Ｔ２に近い方に位置する第２環状通路４１内の液体ｎより熱伝導率が高い液体を使用している。熱伝導率が高い方の液体ｍに使用する液体としては、例えば、上記と同様にグリセリンを好ましく挙げることができる。また、熱伝導率が低い方の液体ｎに用いる液体としては、シリコーンオイルを好ましく例示することができる。

環状の上型２１及び下型２２の内周面２１ｂ，２２ｂには、それぞれ電磁誘導コイル４２が周上に９０°間隔で４箇所に取り付けられている。また、コンテナリング３０の外周面３０ｂの上下にも電磁誘導コイル４２が周上に９０°間隔で４箇所に取り付けられている。これら複数の電磁誘導コイル４２に交流電流を流すことで金型２５に渦電流を発生させ、そのジュール熱で金型２５を加熱することによりグリーンタイヤＴを加硫するようになっている。

このタイヤ加硫装置も、図３に示すように金型２５内にグリーンタイヤＴがセットされると、ブラダー３６内に加熱蒸気及び加圧媒体が供給される一方、電磁誘導コイル４２による電磁誘導加熱により金属製の保持セグメント２９とコンテナリング３０が加熱されると共に金型２５が加熱され、グリーンタイヤＴが加硫される。

加熱中に、渦電流分布の不均一により上型２１と下型２２の温度分布が周上で不均一になると、電磁誘導加熱により加熱された液体ｎが温度差により自然対流することで、高温側の熱を低温側に伝え、上型２１と下型２２の温度分布を周上で均一化させる。また、複数のセクター２３からなる環状の側型２４の温度分布が周上で不均一になると、それに接触する金属製の保持セグメント２９、及びその保持セグメント２９に接触する金属製のコンテナリング３０も温度分布が周上で不均一になり、電磁誘導加熱により加熱されたコンテナリング３０中の液体ｍが温度差により自然対流することで、高温側の熱を低温側に伝え、コンテナリング３０の温度分布を周上で均一化させることで、保持セグメント２９及び側型２４の温度分布を周上で均一化させる。そのため、多数の電磁誘導コイル４２を使用せずに金型２５の温度分布を周上で均一化させることができるので、設備コストの大幅な上昇を招くことがない。

また、厚肉部Ｔ１に近い方に位置する第１環状通路４０内には、熱伝導率の高い液体ｍが充填されているため、厚肉部Ｔ１には薄肉部Ｔ２より熱量が多く供給される。そのため、加硫に時間のかかる厚肉部Ｔ１の加硫が促進され、厚肉部Ｔ１の加硫が従来より早く終了するので、薄肉部Ｔ２との加硫度の差が減少し、加硫に起因するタイヤ品質を向上することができる。

本発明において、上記実施形態では、クラウン部Ｔ１が厚肉部、ビード部Ｔ２が薄肉部となるグリーンタイヤＴの例を示したが、タイヤの種類によりビード部Ｔ２が厚肉部、クラウン部Ｔ１が薄肉部になるようなグリーンタイヤの場合には、第２環状通路１２Ｙ，４１に熱伝導率の高い方の液体ｍを、第１環状通路１２Ｘ，４０に熱伝導率の低い方の液体ｎを充填するようにする。

本発明のタイヤ加硫装置は、上述したタイプの加硫装置に限定されず、金型を有するものであれば、いずれのタイプのものであってもよい。

本発明のタイヤ加硫装置の一実施形態を示す要部断面図である。 図１のタイヤ加硫装置において、電磁誘導コイルの他の取り付け方を示す要部断面図である。 本発明のタイヤ加硫装置の他の実施形態を示す要部断面図である。

符号の説明

１ 金型
２ 上型
３ 下型
１２ 環状通路
１２Ｘ 第１環状通路
１２Ｙ 第２環状通路
１３ 電磁誘導コイル
２１ 上型
２２ 下型
２３ セクター
２４ 側型
２５ 金型
２９ 保持セグメント
３０ コンテナリング
４０ 第１環状通路
４１ 第２環状通路
４２ 電磁誘導コイル
Ｔ グリーンタイヤ
Ｔ１ クラウン部（厚肉部）
Ｔ２ ビード部（薄肉部）
ｍ，ｎ 液体

Claims (7)

1. 金型内に厚肉部と薄肉部を有するグリーンタイヤをセットした後、電磁誘導加熱により前記金型を加熱することで前記グリーンタイヤを加硫するタイヤ加硫方法において、
   前記金型内に周方向に延在する複数の環状通路を設け、該複数の環状通路内にそれぞれ液体を充填し、前記グリーンタイヤの厚肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体の熱伝導率を、前記グリーンタイヤの薄肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体より高くした金型に前記グリーンタイヤをセットして加硫するタイヤ加硫方法。
2. 上型と下型及び複数のセクターからなる側型を有するセクショナル型の金型の各セクターを各保持セグメントを介してコンテナリングに取り付けたタイヤ加硫装置を使用し、前記セクショナル型の金型内に厚肉部と薄肉部を有するグリーンタイヤをセットした後、電磁誘導加熱により前記金型を加熱することで前記グリーンタイヤを加硫するタイヤ加硫方法において、
   前記上型と下型内に周方向に延在する環状通路をそれぞれ設ける一方、前記コンテナリング内に周方向に延在する環状通路を設け、各環状通路内にそれぞれ液体を充填し、前記グリーンタイヤの厚肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体の熱伝導率を、前記グリーンタイヤの薄肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体より高くした金型に前記グリーンタイヤをセットして加硫するタイヤ加硫方法。
3. 前記グリーンタイヤの厚肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体がグリセリン、前記グリーンタイヤの薄肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体がシリコーンオイルである請求項１または２に記載のタイヤ加硫方法。
4. 電磁誘導加熱により金型を加熱することで金型内にセットされた厚肉部と薄肉部を有するグリーンタイヤを加硫するタイヤ加硫装置において、
   前記金型内に周方向に延在する複数の環状通路を設け、該複数の環状通路内にそれぞれ液体を充填し、前記グリーンタイヤの厚肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体の熱伝導率を、前記グリーンタイヤの薄肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体より高くしたタイヤ加硫装置。
5. 上型と下型及び複数のセクターからなる側型を有するセクショナル型の金型の各セクターを各保持セグメントを介してコンテナリングに取り付け、電磁誘導加熱により金型を加熱することで金型内にセットされた厚肉部と薄肉部を有するグリーンタイヤを加硫するタイヤ加硫装置において、
   前記上型と下型内に周方向に延在する環状通路をそれぞれ設ける一方、前記コンテナリング内に周方向に延在する環状通路を設け、各環状通路内にそれぞれ液体を充填し、前記グリーンタイヤの厚肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体の熱伝導率を、前記グリーンタイヤの薄肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体より高くしたタイヤ加硫装置。
6. 前記グリーンタイヤの厚肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体がグリセリン、前記グリーンタイヤの薄肉部に近い方に位置する環状通路内に充填した液体がシリコーンオイルである請求項４または５に記載のタイヤ加硫装置。
7. 前記グリーンタイヤの厚肉部がクラウン部、薄肉部がビード部であり、前記環状通路が、前記クラウン部に対応する領域に形成した第１環状通路と、前記ビード部に対応する領域に形成した第２環状通路を有する請求項４，５または６に記載のタイヤ加硫装置。

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