JP5302804B2 - 金型加熱装置 - Google Patents
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Description
特許文献1の図12に記載の金型加熱装置は、タイヤを収容する金型(以下、タイヤ金型という)の側面を包囲するように配置された筒状の熱シールドと、当該筒状の熱シールドの内面に固定された筒状の強磁性非導体部材と、当該強磁性非導体部材の内面に固定された誘導加熱コイルとを有して構成されている。尚、熱シールドは、内面側から順に、非金属材料と断熱材料と非磁性金属材料とが積層されたものである。
特許文献1の図13に記載の金型加熱装置は、タイヤ金型の側面を包囲するように配置された筒状の熱シールドと、当該筒状の熱シールドの外面に固定された誘導加熱コイルと、当該誘導加熱コイルの外面に固定された筒状の強磁性非導体部材と、当該強磁性非導体部材の外面に固定された筒状の非磁性金属材料とを有して構成されている。尚、熱シールドは、内面側から順に、非金属材料と断熱材料とが積層されたものである。
この点、上記特許文献1の図12及び図13で示す構成によると、タイヤ金型に誘導加熱コイルを取り付ける必要はないため、経済的である。
また、特許文献1の図13に記載された金型加熱装置は、筒状の熱シールドの外面に誘導加熱コイルを取り付ける構成であるため、誘導加熱コイルの設置は容易になるものの、誘導加熱コイルと、当該誘導加熱コイルの外側の強磁性非導体部材と、当該強磁性非導体部材の外側の非磁性金属材料とを、熱シールドで支持する必要がある。そのため、熱シールドを構成する非金属材料を高強度に形成する必要がある。しかしながら、タイヤ加熱装置に取り付けられるような筒状で高強度の非金属材料からなる熱シールドは製作が困難であり、上記特許文献1の図13に記載された構成を採用した場合、製作コストが大幅に増加するという問題がある。
更に、リング状部材の周方向に複数の非磁性部材を設けているので、コイルを外周側から各非磁性部材で支持することができ、非磁性部材をタイヤ金型の全周を覆う一つの円筒形状とする場合に比べて、非磁性部材の内面への強磁性非導体部材を介してのコイルの設置が容易である。したがって、金型加熱装置の製作が容易になる。
更に、非金属部材によって断熱材の内側への変形を抑えることができるので、当該断熱材を、過度に剛性の高い材料で構成する必要はない。したがって、当該断熱材として、断熱効果が大きく価格の安い材料(例えば、グラスウールやロックウールに代表される繊維系の材料など)を採用することができる。
タイヤ金型Mは、タイヤTを収容する鋼製の金型であって、タイヤTの上面に当接する上モールドM1と、タイヤTの下面に当接する下モールドM2と、タイヤTの外周面に当接するサイドモールドM3と、サイドモールドM3を外周側から支持するためのコンテナリングM4とを有する。
また、サイドモールドM3の径方向外側には円筒状のコンテナリングM4が設けられている。当該コンテナリングM4における径方向内側を向く面には傾斜部Maが設けられている。当該コンテナリングM4の傾斜部Maは、サイドモールドM3における径方向外側を向く面に形成された傾斜部に係合しており、サイドモールドM3は、コンテナリングM4の傾斜部Maに沿って移動可能である。
また、コンテナリングM4には、タイヤ金型Mの周方向に貫通するように環状孔Mbが形成されている。後述するように加熱ユニットH1〜H3によってタイヤ金型Mを加熱する場合に限らず、当該環状孔Mbに加熱用の蒸気を通過させることによっても、タイヤ金型Mを加熱することが可能である。
本実施形態においては、金型を加熱するための加熱装置として、タイヤ金型Mの径方向外側に配置された側部加熱ユニットH1と、上部プラテン3とタイヤ金型Mとの間に設けられた上部加熱ユニットH2と、下部プラテン7とタイヤ金型Mとの間に設けられた下部加熱ユニットH3とが設けられている。
図2〜図6を用いて、側部加熱ユニットH1について説明する。
図2は、図1に示す側部加熱ユニットの斜視模式図である。また、図3は、図1に示す側部加熱ユニットH1を上側リング状部材11側から見た平面図である。また、図4は、図1に示す側部加熱ユニットH1(図1において中心軸Cの左側に位置する部分)の断面拡大図である。また、図5は、図4に示す側部加熱ユニットH1のS2−S2断面図である。尚、図5において、カバー27は省略している。また、図6は、図3に示す側部加熱ユニットH1を矢印X方向から見た側面拡大図である。
尚、当該上側リング状部材11及び後述する下側リング状部材12は、中心軸が、タイヤ金型Mに設置されたタイヤTの中心軸Cと同軸となるように設置される。
第1板状部材13は、上ブラケット17から略鉛直下方に延びるように配置されており、下端部にて、L字状の下ブラケット18にボルトで固定されている。
当該下側リング状部材12は、平板状に形成されたリングであり、内径がコンテナリングM4の外径よりも大きくなるように形成されている。当該下側リング状部材12としては、上側リング状部材11に用いることができる材料からなるものが望ましく、例えば、鋼材を用いることができる。
即ち、環状孔Mbがタイヤ金型Mの径方向外側に向かって対向する位置には、コイル15が巻きつけられていない。
断熱材21は、柔軟性のある布団状の部材であり、円筒形状に形成されている。当該断熱材21は、例えば、グラスウールやロックウール等に代表される繊維系の材料で形成することができる。
当該断熱材21は、第1板状部材13に対して固定されたブラケット24で、内面側から支持されている。
また、断熱材21の上方には、円筒状の断熱材22が設けられている。当該断熱材22は、上側リング状部材11の円筒状部11aと、第1板状部材13との間に、上端部を挟みこまれて配置されている。
当該断熱材22は、上部加熱ユニットH2を側方から覆うように設けられている。
また、断熱材21の下方には、円筒状の断熱材23が設けられている。当該断熱材23は、下部加熱ユニットH3を側方から覆うように設けられている。
具体的には、カバー27は、全周にわたってコイル15を外側から覆うように、周方向において、複数並んで設けられている。そして、各カバー27は、周方向における両端を、それぞれ、周方向において隣り合う一対の第1板状部材13に対してボルトで固定されている(図6参照)。
図1に示すように、タイヤ金型Mの上方及び下方には、それぞれ、上部加熱ユニットH2及び下部加熱ユニットH3が設けられている。
上部加熱ユニットH2は、タイヤ金型Mの中心軸Cと平行な方向から見たときに、渦巻線状となるように、タイヤ金型Mの中心軸Cに直交する平面上に配置されたコイル31と、当該コイル31とタイヤ金型Mとの間に配置された強磁性金属部材32と、コイル31と強磁性金属部材32との間に配置された断熱材33と、を備えている。
下部加熱ユニットH3は、タイヤ金型Mの中心軸Cと平行な方向から見たときに、渦巻線状となるように、タイヤ金型Mの中心軸Cに直交する平面上に配置されたコイル34と、当該コイル34とタイヤ金型Mとの間に配置された強磁性金属部材35と、コイル34と強磁性金属部材35との間に配置された断熱材36と、を備えている。
尚、強磁性金属部材32、35としては、例えば、鋼材を用いることができる。
タイヤを加熱する際は、タイヤ金型Mを開いて生タイヤTを金型の中心に配置し、中心機構8でブラダ8aを生タイヤTの内面に沿わせる。その後、タイヤ金型Mを閉じて、生タイヤTを内面側及び外面側から同時に加熱する。
具体的には、タイヤ金型Mの側面を包囲して配置されるコイル15に、高周波の電流を流す。この高周波電流によって当該コイル15の近傍に磁力線が発生する。この磁力線は、コイル15の外側に配置された透磁率の大きい第2板状部材14と、コイル15の内側に配置された鋼製のタイヤ金型Mに集中する。タイヤ金型Mには、この磁力線によって密度の高い渦電流が発生する。この渦電流によるジュール加熱(抵抗加熱)と高周波によって発生した交番磁界によるヒステリシス損失によって、タイヤ金型Mのコイル15に近い外表面が加熱される。
尚、本実施形態のように上部加熱ユニットH2及び下部加熱ユニットH3を用いて加熱する場合は、タイヤ金型Mの上端及び下端にそれぞれ温度センサーを設け、当該温度センサーで検知される温度に基づいて、高周波電源の出力を制御し、タイヤ金型Mの温度を一定に保つように制御することができる。
(1)
以上、説明したように、本実施形態に係る側部加熱ユニットH1(金型加熱装置)は、生タイヤTが収容されたタイヤ金型Mを加熱するための加熱ユニットであって、タイヤ金型Mが配置される空間を挟んで、互いに対向する上側リング状部材11及び下側リング状部材12(一対のリング状部材)と、上側リング状部材11及び下側リング状部材12の周方向において複数(本実施形態では16本)設けられ、上側リング状部材11及び下側リング状部材12を連結する第1板状部材13(非磁性部材)と、第1板状部材13における、リング状部材11、12の中心軸C側を向く面に設けられた第2板状部材14(強磁性非導体部材)と、タイヤ金型Mが配置される空間を側方から取り巻くように、第2板状部材14を介して複数の第1板状部材13に支持されたコイル15と、を備える。
本実施形態においては、コイル15を支持する非磁性部材として複数設けられた第1板状部材13は、細長い板状に形成されているので、成形が非常に容易であり、製作コスト削減の効果が大きい。
尚、第1板状部材13を板状に形成する場合に限らず、成形が容易な形状であればよい。例えば、角棒、丸棒状などでもよい。
尚、具体的には、上側リング状部材11、下側リング状部材12、及び複数の第1板状部材13を予め組み立てて、複数の第1板状部材13を円筒状に配置した後、コイル15を巻きつける。その後、断熱材21をはめ込み、非金属のブラケット24で断熱材21を固定する。
また、側部加熱ユニットH1において、コイル15は、上側リング状部材11及び下側リング状部材12が互いに対向する方向(上下方向)における中間部で、両端側に比べて、隣り合う線材の間隔が広くなるように設けられている。
ここで、タイヤ加熱装置100に設置されるタイヤ金型Mとの関係は以下の通りである。
即ち、タイヤ金型Mに形成された金型加熱用の加熱蒸気を通過させるための環状孔Mbに対向する位置には、コイル15が巻かれておらず、当該環状孔Mbの上方及び下方の金型に対向する位置にコイル15が巻かれている。
また、側部加熱ユニットH1は、タイヤ金型Mが配置される空間を、側方から覆うように断熱材21が設けられており、当該断熱材21は、コイル15と、当該コイル15の内側に設けられ第1板状部材13に対して固定されたブラケット24(非金属部材)との間に挟まれて保持されている。
更に、ブラケット24で断熱材21の内側への変形を抑える構成であるので、過度に剛性の高い材料で当該断熱材21を構成する必要はない。したがって、当該断熱材21として、断熱効果が大きく価格の安い布団状の繊維材料を採用することができる。
M タイヤ金型
11 上側リング状部材
12 下側リング状部材
13 第1板状部材(非磁性部材)
14 第2板状部材14(強磁性非導体部材)
15 コイル
100 タイヤ加熱装置
Claims (3)
- タイヤが収容されたタイヤ金型を加熱するための金型加熱装置であって、
前記タイヤ金型が配置される空間を挟んで、互いに対向する一対のリング状部材と、
前記一対のリング状部材の周方向において複数設けられ、当該一対のリング状部材を連結する非磁性部材と、
前記非磁性部材における、前記リング状部材の中心軸側を向く面に設けられた強磁性非導体部材と、
前記タイヤ金型が配置される空間を、側方から取り巻くように、前記強磁性非導体部材を介して前記複数の非磁性部材に支持されたコイルと、
を備える金型加熱装置。 - 前記コイルは、前記一対のリング状部材が互いに対向する方向における中間部で、両端側に比べて、隣り合う線材の間隔が広くなるように巻回されている
請求項1に記載の金型加熱装置。 - 前記タイヤ金型が配置される空間を、側方から覆うように断熱材が設けられており、
当該断熱材は、前記コイルと、当該コイルの内側に設けられ前記非磁性部材に対して固定された非金属部材との間に挟まれて保持されている
請求項1又は請求項2に記載の金型加熱装置。
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