JP4387047B2 - 中心機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上部リングを下部リングに対して昇降させる中心機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、成形機で成形された生タイヤは、所定の保管場所のラックに室温の環境下で保管された後、生産計画に基づいてラックから取り出されて加硫機に搬入される。この後、例えばブラダ方式の加硫機においては、生タイヤをモールドの型締めによりモールド内に装填した後、タイヤ穴に挿入されたブラダ内に高温、高圧の加圧媒体を供給することによって、ブラダを伸展させてタイヤ内壁面に密接させる。そして、ブラダを介してタイヤ内壁面を加熱しながらモールド方向に押圧することによって、生タイヤのトレッド部にモールドのタイヤ溝を形成する。また、加熱されたモールドと高温の加圧媒体に接するブラダとで生タイヤを外側および内側から加熱し、生タイヤを早期に加硫開始温度（１００℃〜１２０℃以上）にまで昇温させることによって、短時間で加硫成形を完了するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来においては、モールドおよびブラダにより生タイヤの外側および内側から加熱することにより短時間で加硫成形を完了するようにしているが、生タイヤが熱伝導率の低いゴムを主要な構成材料にしているため、生タイヤの表面側が短時間で昇温しても、内部側の昇温が遅れ、特に大きな厚みを有したトレッド肉厚部やビード部における内部中心の昇温の遅れが顕著となる。従って、生タイヤの表面部分の加硫を終えた場合でも、加硫温度への昇温が遅れる内部の加硫を終えるまでは、加硫成形を継続する必要があるため、加硫成形を十分に短時間で完了することができないという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、加硫成形を十分に短時間で完了することができる中心機構を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、下部リングの中心部に昇降可能に貫挿され、該下部リングに対して上部リングを昇降させるセンターポストと、前記下部リングおよび前記上部リングにより保持された生タイヤのタイヤ内周側における前記センターポストの外周位置に配置され、該生タイヤに対して熱量を付与する発熱手段と、前記加熱手段を前記センターポストの昇降とは独立して任意の位置に移動可能な移動手段とを有することを特徴としている。
上記の構成によれば、生タイヤの肉厚部に熱量を重点的に付与するように発熱手段を移動させることによって、肉厚部を急速に昇温させることができる。これにより、生タイヤのタイヤ内周側に高温の蒸気等の加熱媒体を供給し、この加熱媒体だけで生タイヤ全体を均一な熱量で加熱する場合よりも、短時間で生タイヤ全体を加硫温度にまで昇温させることができることから、加硫成形を短時間で完了することができる。さらに、加熱手段から大きな熱量を放出させれば、この熱量で加硫成形を行うことが可能になるため、高温の加熱媒体を供給する必要がなくなり、結果として加熱媒体を供給する装置に要するコストを低減することができる。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１記載の中心機構であって、前記移動手段は、前記センターポストに移動自在に外挿されており、上部の取付領域が前記上部リングと下部リングとの間に位置され、下部の駆動領域が前記下部リングの下方に位置された筒状部材と、前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を任意の高さ位置に昇降可能な第１駆動機構とを有し、前記発熱手段は、前記筒状部材の取付領域の全周に巻回して設けられた加熱ヒータであることを特徴としている。
上記の構成によれば、加熱ヒータを筒状部材に容易に取り付けることができると共に、第１駆動手段の簡単な構成により筒状部材を任意の高さ位置に昇降させることによって、加熱ヒータを生タイヤの肉厚部に接近させ、この肉厚部を重点的に加熱することができる。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１記載の中心機構であって、前記移動手段は、前記センターポストに移動自在に外挿されており、上部の取付領域が前記上部リングと下部リングとの間に位置され、下部の駆動領域が前記下部リングの下方に位置された筒状部材と、前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を任意の高さ位置に昇降可能な第１駆動機構と、前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を前記センターポストを回転中心として回転可能な第２駆動機構とを有することを特徴としている。
上記の構成によれば、筒状部材の回転により発熱手段がセンターポストの周囲を旋回することになるため、発熱部材が取付領域の周方向の一部に設けられていたり、周方向に不均一な状態で発熱していた場合であっても、生タイヤの周方向の全体に均一に熱量を付与することができる。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１記載の中心機構であって、前記移動手段は、前記センターポストに移動自在に外挿されており、上部の取付領域が前記上部リングと下部リングとの間に位置され、下部の駆動領域が前記下部リングの下方に位置された筒状部材と、前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を任意の高さ位置に昇降可能な第１駆動機構と、前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を前記センターポストを回転中心として回転可能な第２駆動機構とを有し、前記発熱手段は、前記筒状部材の取付領域に設けられ、所定方向に光を出射して熱量を付与するように設定された指向性ランプであることを特徴としている。上記の構成によれば、指向性ランプがセンターポストの周囲を旋回することになるため、指向性ランプによる光の出射方向に存在する生タイヤの照射部位に対して周方向の全体にわたって均一に熱量を付与することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１ないし図９に基づいて以下に説明する。
本実施の形態に係る加硫機は、図２に示すように、所定の高さ位置に設定されたモールド固定部２と、モールド固定部２に対して昇降するモールド昇降部３とを有している。モールド固定部２は、生タイヤ４の下サイドウオール４ｂに当接する下サイドモールド５と、下サイドモールド５を所定温度に加熱する下加熱機構９と、下加熱機構９および下サイドモールド５の中心部に貫設された中心機構１０と、中心機構１０および下加熱機構９を支持するベースフレーム１１とを有している。
【００１０】
尚、生タイヤ４は、図６に示すように、両端部が曲折されたカーカス組立体５１と、カーカス組立体５１の曲折部に設けられた金属製のビードワイヤ５２と、カーカス組立体５１の内周面に貼設されたゴム製のインナーライナ５３と、カーカス組立体５１の外周面および側周面にそれぞれ貼設されたゴム製のトレッド部材５４およびサイドウオール部材５５と、トレッド部材５４およびカーカス組立体５１間に設けられた金属製のベルト部材５６とを有することによって、大きな肉厚のトレッド部４ａおよびビード部４ｃ・４ｃ’のタイヤ内部に金属製部材（ビードワイヤ５２、ベルト部材５６）を有した構成にされている。
【００１１】
また、図２に示すように、モールド固定部２の下加熱機構９は、下サイドモールド５を面状に支持する円盤形状の下プラテン６を有している。下プラテン６は、高温の蒸気が供給される内部空間を有しており、この内部空間に供給される蒸気により発熱し、下サイドモールド５を面状に加熱する。さらに、下加熱機構９は、下プラテン６を支持するプラテンサポート７と、下プラテン６の熱をプラテンサポート７に伝達させないように下プラテン６およびプラテンサポート７間に介装された断熱板８とを有している。
【００１２】
また、下加熱機構９の中心部に貫設された中心機構１０は、図３に示すように、下サイドモールド５に固定された下部リング機構１２を有している。下部リング機構１２は、生タイヤ４の下ビード部４ｃに当接するように形成された下ビードリング１３と、下ビードリング１３の上面に設けられ、下ビードリング１３とでブラダ２０の下縁部を挟持する下ブラダリング１４と、下ブラダリング１４の内周側に設けられたクランプリングハブ１５とを有している。上記のクランプリングハブ１５の内部には、蒸気や窒素ガス等の加圧媒体を流通させる給排路１５ａ・１５ａが形成されている。そして、これらの給排路１５ａ・１５ａは、上端面から下端面にかけて連通されており、下端の給排路１５ａ・１５ａは、配管１７ａ・１７ａを介して図示しない加圧・加熱媒体供給装置に連絡されている。
【００１３】
また、下ビードリング１３の内部には、環状の第１誘導加熱コイル１８が設けられている。第１誘導加熱コイル１８には、高周波電力を供給する図５の高周波電源２４が接続されている。そして、第１誘導加熱コイル１８は、高周波電力の供給により生タイヤ４の下ビード部４ｃに強度の高周波磁界を印加することによって、下ビード部４ｃのビードワイヤ５２を優先的に誘導加熱する。
【００１４】
上記のように構成された下部リング機構１２の中心部には、下部リング機構１２に対して上部リング１９を昇降させるセンターポスト２２と、センターポスト２２に外挿された第１円筒部材９０とが気密状態に立設されている。また、センターポスト２２と第１円筒部材９０とは、それぞれ独立して上下方向に移動可能にされている。センターポスト２２の上端部には、上部リング１９が設けられている。上部リング１９は、上ブラダリング２１を有しており、上ブラダリング２１は、ブラダ２０の上縁部を挟持している。
【００１５】
一方、センターポスト２２の下端部は、図１に示すように、ポスト昇降シリンダ９１のシリンダロッド９１ａに連結されている。ポスト昇降シリンダ９１は、シリンダロッド９１ａの軸心がセンターポスト２２の軸心と一致されており、シリンダロッド９１ａの進出量を調整することによって、センターポスト２２を任意の高さ位置に昇降可能になっている。また、ポスト昇降シリンダ９１の上端面には、円盤形状のシリンダ支持部材９３が設けられている。シリンダ支持部材９３は、ポスト昇降シリンダ９１の外径よりも大きな径を有しており、シリンダ支持部材９３の下面周縁部には、ポスト昇降シリンダ９１を内挿した第２円筒部材９４が設けられている。
【００１６】
上記の第２円筒部材９４は、上述の第１円筒部材９０とで筒状部材を構成しており、第２筒状部材９４の下部外周面（筒状部材の駆動領域）には、筒状部材を任意の高さ位置に昇降可能な第１駆動機構と、筒状部材をセンターポスト２２を回転中心として回転可能な第２駆動機構とが連結されている。
【００１７】
上記の第１駆動機構は、第２円筒部材９４の下部外周面に固設され、上部に突起部９５ａが形成された第１係合部材９５と、突起部９５ａに当接することにより第１係合部材９５を回動自在に支持した第２係合部材９６と、第２係合部材９６を支持した支持板９７と、ポスト昇降シリンダ９１を中心として左右対称に配置され、支持板９７の上面にシリダロッド９８ａを連結した筒状部材昇降シリンダ９８とを有している。そして、このように構成された第１駆動機構は、筒状部材昇降シリンダ９８がシリンダロッド９８ａの進出量を調整することによって、上述の各部材９７〜９３を介して筒状部材（第１円筒部材９０、第２円筒部材９４）を任意の位置に昇降可能になっている。
【００１８】
一方、第２駆動機構は、支持板９７の下面に設けられた駆動モータ９９と、駆動モータ９９の回転軸に設けられた第１スプロケット１００と、上述の第２円筒部材９４の下部外周面に設けられた第２スプロケット１０２と、両スプロケット１００・１０２に張設されたチェーン１０１とを有している。そして、このように構成された第２駆動機構は、駆動モータ９９を回転させることによって、チェーン１０１等を介して筒状部材（第１円筒部材９０、第２円筒部材９４）を回転可能になっている。
【００１９】
上記のように構成された第１駆動機構および第２駆動機構は、センターポスト２２の昇降とは独立して筒状部材（第１円筒部材９０、第２円筒部材９４）を任意の位置に移動可能な移動機構の主要部を構成している。そして、この移動機構により昇降される筒状部材の第１円筒部材９０には、上部リング１９と下部リング機構１２との間に位置された取付領域が設定されており、この取付領域には、加熱ヒータ１０３が全周に巻回して設けられている。加熱ヒータ１０３は、図示しないヒータ用電源に接続されており、ヒータ用電源からの電力供給により発熱することによって、ブラダ２０内に充填された蒸気や窒素ガス等の加圧媒体を加熱すると共に、ブラダ２０を直接的に加熱する。
【００２０】
上記のブラダ２０は、生タイヤ４の加硫成形時に、加圧媒体が供給されることによりタイヤ内壁面をモールド方向に押圧するものであり、高温環境下で変質し難い低延伸性材料を構成部材として有している。そして、この低延伸性材料は、生タイヤ４を加硫成形して加硫済タイヤとしたときのタイヤ内壁面形状と略同形状に形成されている。即ち、ブラダ２０は、図５に示すように、高温環境下で変質し難い低延伸性材料を採用し、加硫済タイヤのタイヤ内壁面形状と略同形状に形成されている。
【００２１】
尚、上記の低延伸性材料とは、加硫温度の高温環境下で従来のブラダ用ゴム（例えばブチルゴム）よりも小さな伸び率の物性値を有した材料のことであり、特に２００℃の高温環境下で伸び率が５％〜１５％の範囲であることが好ましい。伸び率が上記の範囲であることが好ましい理由は、５％未満であると、加硫成型時に生タイヤ４の全体を均等に押圧する力が低下して成形性が不十分になるからであり、１５％を越えると、従来のブラダ用ゴム（例えばブチルゴム）と同様に生タイヤ４を高精度に加硫成形することが困難になるからである。
【００２２】
また、高温環境下で変質し難い低延伸性材料としては、ポリエステルの他、ナイロン、アラミドといった繊維を用いた編物や織物、またはメッシュメタルや高密度繊維、カーボン入り繊維、金属被覆繊維、樹脂被覆繊維等を採用することができると共に、これら材料のうちの一種以上を混在させたものを採用することができる。混在の形態としては、例えばポリエステルフィルムにメッシュメタルを積層したり、ポリエステルフィルムに金属膜を蒸着した積層構造の形態や、金属被覆繊維と高密度繊維とを均等または偏在させながら織り込んだ形態がある。また、気密性を持たせるため、フッ素、シリコンといった樹脂およびエストラマーの少なくとも一種を上述の編物や織物等の基材に含浸あるいはコーティングさせるという形態もある。そして、これらの形態は、ブラダの設計仕様（誘導加熱による発熱の有無や強度等）に応じて適宜選択される。
【００２３】
上記のブラダ２０の上方には、図２に示すように、モールド昇降部３が設けられている。モールド昇降部３は、生タイヤ４の上サイドウオール４ｂ’に当接する上サイドモールド２５と、生タイヤ４のトレッド部４ａの外周方向に位置する割りモールド２６と、上サイドモールド２５および割りモールド２６のスライドセグメント２６ａを昇降させる第１モールド昇降機構２７と、上サイドモールド２５を所定温度に加熱する上加熱機構２８と、上加熱機構２８および割りモールド２６の固定リング２６ｂを昇降させる第２モールド昇降機構２９と、これら機構２７〜２９等を支持する支持部材３０とを有している。
【００２４】
上記の上加熱機構２８は、円盤形状の上プラテン３２を有している。上プラテン３２は、高温の蒸気が供給される内部空間を有しており、この内部空間に供給される蒸気により発熱し、上サイドモールド２５を面状に加熱する。さらに、上加熱機構２８は、上プラテン３２を支持するプラテンサポート３３と、上プラテン３２の熱をプラテンサポート３３に伝達させないように上プラテン３２およびプラテンサポート３３間に介装された断熱板３４とを有している。
【００２５】
上記の上加熱機構２８の中心部には、第１モールド昇降機構２７の棒状部材３５が昇降自在に貫挿されている。棒状部材３５の下端には、円盤形状のスライドプレート３６が設けられている。スライドプレート３６の下面中心部には、上述の上サイドモールド２５が中心側に固設されている。上サイドモールド２５の内周部には、生タイヤ４の上ビード部４ｃ’に当接するように形成された上ビードリング４０が設けられている。上ビードリング４０の内部には、環状の第３誘導加熱コイル４１が設けられている。そして、第３誘導加熱コイル４１には、図５の高周波電源２４が接続されており、第３誘導加熱コイル４１は、高周波電力の供給により生タイヤ４の上ビード部４ｃ’に強度の高周波磁界を印加することによって、上ビード部４ｃ’のビードワイヤ５２を優先的に誘導加熱する。
【００２６】
また、スライドプレート３６の下面外周部には、アルミニウムやステンレス、合成樹脂等の非磁性材料により形成された複数のスライドセグメント２６ａが設けられている。各スライドセグメント２６ａは、生タイヤ４のトレッド部４ａに当接するように形成されたトレッドモールド２６ａ’を備えており、上サイドモールド２５を中心とした同芯円上に等間隔に配置され、中心方向に移動自在にスライドプレート３６に係合されている。これらのスライドセグメント２６ａの外側方向には、非磁性材料により形成された固定リング２６ｂが配置されている。固定リング２６ｂは、上プラテン３２の下面周縁部に固設されており、スライドセグメント２６ａの外側面に係合しながらスライドセグメント２６ａを半径方向に進退移動させるようになっている。そして、スライドセグメント２６ａのトレッドモールド２６ａ’は、固定リング２６ｂにより中心方向に移動したときに、生タイヤ４のトレッド部４ａに対応した筒形状のモールドを形成する。
【００２７】
一方、棒状部材３５の上端部は、第１シリンダ部材３７に連結されている。第１シリンダ部材３７は、プラテンサポート３３の上面中心部から立ち上げられた挿通部３３ａにより支持されている。これにより、第１シリンダ部材３７等を有した第１モールド昇降機構２７は、棒状部材３５を介してスライドプレート３６（上サイドモールド２５、スライドセグメント２６ａ）を支持部材３０および上加熱機構２８とは独立して昇降可能になっている。
【００２８】
上記の第１シリンダ部材３７を支持した挿通部３３ａは、上述の棒状部材３５が移動自在に貫挿されていると共に、支持部材３０に移動自在に貫挿されている。また、挿通部３３ａの両側には、第２モールド昇降機構２９が左右一対に配置されている。各第２モールド昇降機構２９は、支持部材３０の上面に固設された第２シリンダ部材３８を有しており、第２シリンダ部材３８は、上加熱機構２８を昇降させるように、シリンダロッド３８ａの先端部がプラテンサポート３３に連結されている。
【００２９】
上記のように構成された上加熱機構２８および割りモールド２６の外周方向には、支持部材３０の周縁部から立ち下げられた筒形状のシールド部材３１が配置されている。また、シールド部材３１と割りモールド２６との間には、第４誘導加熱コイル３９が設けられている。そして、第４誘導加熱コイル３９には、図５の高周波電源２４が接続されており、第４誘導加熱コイル３９は、高周波電力の供給により生タイヤ４のトレッド部４ａに強度の高周波磁界を印加することによって、トレッド部４ａのベルト部材５６を優先的に誘導加熱する。
【００３０】
上記の構成において、加硫機１の動作を通じて加硫成形方法を説明する。
先ず、図２に示すように、モールド昇降部３を上昇させることによって、モールド固定部２の上方にモールド昇降部３を位置させる。この後、搬送装置４３により生タイヤ４をモールド固定部２とモールド昇降部３との間に搬送する。生タイヤ４のタイヤ穴がセンターポスト２２の上方に位置すると、図３に示すように、中心機構１０のセンターポスト２２を上昇させることによって、上部リング１９を介してブラダ２０の上縁部を持ち上げ、ブラダ２０を生タイヤ４のタイヤ穴よりも小さな径に縮小させる。そして、生タイヤ４を下降させ、生タイヤ４のタイヤ穴にセンターポスト２２およびブラダ２０を挿通させながら、生タイヤ４を下サイドモールド５上に載置する。
【００３１】
次に、第１シリンダ部材３７から棒状部材３５を進出させることによって、スライドプレート３６を下降させて分離し、スライドセグメント２６ａを外周方向に移動させる。この後、図示二点鎖線に示すように、上加熱機構２８およびスライドプレート３６の分離状態を維持しながらモールド昇降部３を下降させ、スライドセグメント２６ａの内周側に生タイヤ４を位置させた後、スライドセグメント２６ａを固定リング２６ｂにより中心方向に移動させる。そして、図４に示すように、各スライドセグメント２６ａ同士を当接させて生タイヤ４のトレッド部４ａに対応した筒形状のモールドを形成すると共に、このモールドの上部および下部に上サイドモールド２５および下サイドモールド５をそれぞれ当接させることによって、モールドを全閉状態とし、モールドの昇降部３とモールド固定部２を図示しないロック保持機構でロックした後、第２シリンダ部材３８からシリンダロッド３８ａを進出させ、モールドの型締を完了する。
【００３２】
上プラテン３２、下プラテン６、および割りモールドの固定セグメント２６ｂには、高温の蒸気等の加熱媒体がそれぞれ供給されており、両プラテン６・３２により上および下サイドモールド２５・５を加熱すると共に、割りモールドのスライドセグメント２６ａを発熱させることによって、これらモールド２５・５・２６ａ’で囲まれた生タイヤ４を外面側から加熱する。また、配管１７ａを介して高温高圧の蒸気や窒素ガス等の加熱媒体をブラダ２０内に供給することによって、ブラダ２０を進展させて生タイヤ４の内壁面に密接させ、生タイヤ４をモールド方向に押圧させる。そして、高温高圧の加熱媒体の熱量をブラダ２０を介して生タイヤ４に伝達させることによって、生タイヤ４を内面側から加熱する。
【００３３】
さらに、図５に示すように、高周波電源２４から高周波電力を各誘導加熱コイル１８・４１・３９に供給する。高周波電力が供給された第１誘導加熱コイル１８および第３誘導加熱コイル４１は、生タイヤ４の下ビード部４ｃおよび上ビード部４ｃ’に強度の高周波磁界をそれぞれ印加することによって、両ビード部４ｃ・４ｃ’の内部に設けられたビードワイヤ５２・５２を優先的に誘導加熱する。また、第４誘導加熱コイル３９は、割りモールド２６が非磁性材料で形成されていると共に円周方向に分割されているため、生タイヤ４のトレッド部４ａに強度の高周波磁界を印加することによって、トレッド部４ａの内部に設けられたベルト部材５６を優先的に誘導加熱する。これにより、生タイヤ４は、上述の外面側および内面側からの加熱に加えて、大きな肉厚を有したビード部４ｃ・４ｃ’およびトレッド部４ａにおいてはタイヤ内部側からの加熱も行われるため、タイヤ全体が短時間で加硫温度にまで昇温する。
【００３４】
また、図１に示すように、第１駆動機構の筒状部材昇降シリンダ９８がシリンダロッド９８ａの進出量を調整する。そして、支持板９７、第２係合部材９６、第１係合部材９５、第２円筒部材９４、およびシリンダ支持部材９３を介して第１円筒部材９０を昇降させることによって、生タイヤ４の肉厚部（例えばトレッド部４ａ）に最も効率良く熱量を付与する高さ位置に加熱ヒータ１０３を設定する。この後、加熱ヒータ１０３に電力を供給することによって、加熱ヒータ１０３を発熱させてブラダ２０内の加圧媒体を加熱すると共に、ブラダ２０を直接的に加熱する。これにより、加圧媒体の熱量と共に加熱ヒータ１０３の熱量がブラダ２０に付与され、ブラダ２０を早期に昇温させて生タイヤ４を加熱させるため、生タイヤ４がより一層短時間で加硫温度にまで昇温する。特に、加熱ヒータ１０３の高さ位置がトレッド部４ａに対応する位置に設定されているため、生タイヤ４のトレッド部４ａにおける昇温が顕著となる。
【００３５】
さらに、加熱ヒータ１０３による加熱を開始すると、第２駆動機構の駆動モータ９９を作動させることによって、チェーン１０１、第２円筒部材９４、および第１円筒部材９０を介して加熱ヒータ１０３を回転させる。これにより、加熱ヒータ１０３が周方向に不均一な発熱状態になっていた場合であっても、ブラダ２０および生タイヤ４の全体に均一に熱量が付与されるため、生タイヤ４における周方向の温度ムラを生じることがない。
【００３６】
また、生タイヤ４が加硫成形されている間、ブラダ２０は、生タイヤ４をモールド方向に押圧することにより生タイヤ４の成形を行っている。この際、ブラダ２０は、加硫済タイヤのタイヤ内壁面形状と略同形状の低延伸性材料により形成されているため、加圧媒体の圧力に多少の変動があった場合でも、加硫済タイヤのタイヤ内壁面の形状を確実に出現する。従って、このブラダ２０により生タイヤ４を押圧して成形が行われると、高精度に成形された加硫済タイヤが得られることになる。
【００３７】
そして、このようにして加硫済タイヤが得られると、図２に示すように、上述の動作とは逆の動作によりモールドを型開きした後、ブラダ２０を縮小させ、加硫済タイヤを搬出装置により保持して外部に搬出する。この後、新たな生タイヤ４を搬入して加硫成形を繰り返すことになるが、このような加硫成形が繰り返された場合でも、ブラダ２０の低延伸性材料が高温環境下で変質し難いため、低延伸性材料が初期の性質を維持する。従って、加硫成形の繰り返し回数が多くなった段階でも、ブラダ２０が加硫済タイヤのタイヤ内壁面の形状を確実に出現させるため、ブラダ２０を長期間に亘って使用することができる。
【００３８】
以上のように、本実施形態の中心機構１０は、図１に示すように、下部リング機構１２の中心部に昇降可能に貫挿され、下部リング機構１２に対して上部リング１９を昇降させるセンターポスト２２と、下部リング機構１２および上部リング１９により保持された生タイヤ４のタイヤ内周側におけるセンターポスト２２の外周位置に配置され、生タイヤ４に対して熱量を付与する加熱ヒータ１０３（発熱手段）と、加熱ヒータ１０３をセンターポスト２２の昇降とは独立して任意の位置に移動可能な移動機構とを有している。
【００３９】
具体的には、移動機構は、センターポスト２２に移動自在に外挿されており、上部の取付領域が上部リング１９と下部リング機構１２との間に位置され、下部の駆動領域が下部リング機構１２の下方に位置された筒状部材（第１円筒部材９０、第２円筒部材９４）と、この筒状部材の駆動領域に接続され、筒状部材を任意の高さ位置に昇降可能な筒状部材昇降シリンダ９８等の第１駆動機構とを有した構成にされており、加熱ヒータ１０３は、筒状部材の取付領域の全周に巻回して設けられている。尚、本実施形態の中心機構１０は、ブラダ２０を介して生タイヤ４を加熱するブラダ方式の加硫機１に適用された場合について説明しているが、ブラダレス方式の加硫機１に適用することもできる。
【００４０】
上記の構成によれば、加熱ヒータ１０３が第１駆動機構により昇降して任意の高さ位置に移動可能にされているため、生タイヤ４のトレッド部４ａ等の肉厚部に熱量を重点的に付与するように加熱ヒータ１０３を移動させることができる。従って、生タイヤ４のタイヤ内周側に蒸気等の高温の加圧媒体を供給し、この加圧媒体のみで生タイヤ４全体を加熱して加硫成形する場合よりも、短時間で生タイヤ４全体を加硫温度にまで昇温させることができることから、加硫成形を短時間で完了することができる。
【００４１】
さらに、本実施形態においては、筒状部材をセンターポスト２２を回転中心として回転可能な第２駆動機構も有した構成にされている。これにより、加熱ヒータ１０３の発熱状態が周方向に不均一であっても、生タイヤ４の周方向全体を均一に加熱することができる。
【００４２】
尚、本実施形態においては、加熱ヒータ１０３が筒状部材の全周（周方向の全体）に巻回して設けられているが、移動機構が第２駆動機構を有していれば、加熱ヒータ１０３が周方向の一部に設けられた構成であっても生タイヤ４の周方向全体を均一に加熱することができる。そして、この場合には、加熱ヒータ１０３の他、発熱ランプ等の各種の発熱機器（発熱手段）を用いることができる。
【００４３】
また、本実施形態においては、発熱手段として加熱ヒータ１０３を用いた場合について説明しているが、これに限定されるものではなく、下記のように構成されたものであっても良い。
【００４４】
即ち、発熱手段は、図７に示すように、第１円筒部材９０の上端部に横設された円盤形状のランプ支持部材１０４と、ランプ支持部材１０４の側周面に設けられ、所定方向に光１０５を出射して照射部位を加熱する複数の指向性ランプ１０３とを有している。各指向性ランプ１０３は、図８および図９（ａ）〜（ｆ）に示すように、回転中心を中心点とした同一円周上に配置されるように凸湾曲形状に形成されており、光１０５の出射方向が上下に異なった方向に設定されている。尚、指向性ランプ１０６は、生タイヤ４のビード部４ｃ・４ｃ’やトレッド部４ａ等の肉厚部を重点的に加熱するように、肉厚部方向に多数の指向性ランプ１０３の出射方向が設定されていることが望ましい。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１の発明は、下部リングの中心部に昇降可能に貫挿され、該下部リングに対して上部リングを昇降させるセンターポストと、前記下部リングおよび前記上部リングにより保持された生タイヤのタイヤ内周側における前記センターポストの外周位置に配置され、該生タイヤに対して熱量を付与する発熱手段と、前記加熱手段を前記センターポストの昇降とは独立して任意の位置に移動可能な移動手段とを有する構成である。
上記の構成によれば、生タイヤの肉厚部に熱量を重点的に付与するように発熱手段を移動させることによって、肉厚部を急速に昇温させることができる。これにより、生タイヤのタイヤ内周側に高温の蒸気等の加熱媒体を供給し、この加圧媒体だけで生タイヤ全体を均一な熱量で加熱する場合よりも、短時間で生タイヤ全体を加硫温度にまで昇温させることができることから、加硫成形を短時間で完了することができる。さらに、加熱手段から大きな熱量を放出させれば、この熱量で加硫成形を行うことが可能になるため、高温の加圧媒体を供給する必要がなくなり、結果として加熱媒体の供給装置に要するコストを低減することができるという効果を奏する。
【００４６】
請求項２の発明は、請求項１記載の中心機構であって、前記移動手段は、前記センターポストに移動自在に外挿されており、上部の取付領域が前記上部リングと下部リングとの間に位置され、下部の駆動領域が前記下部リングの下方に位置された筒状部材と、前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を任意の高さ位置に昇降可能な第１駆動機構とを有し、前記発熱手段は、前記筒状部材の取付領域の全周に巻回して設けられた加熱ヒータである構成である。
上記の構成によれば、加熱ヒータを筒状部材に容易に取り付けることができると共に、第１駆動手段の簡単な構成により筒状部材を任意の高さ位置に昇降させることによって、加熱ヒータを生タイヤの肉厚部に接近させ、この肉厚部を重点的に加熱することができるという効果を奏する。
【００４７】
請求項３の発明は、請求項１記載の中心機構であって、前記移動手段は、前記センターポストに移動自在に外挿されており、上部の取付領域が前記上部リングと下部リングとの間に位置され、下部の駆動領域が前記下部リングの下方に位置された筒状部材と、前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を任意の高さ位置に昇降可能な第１駆動機構と、前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を前記センターポストを回転中心として回転可能な第２駆動機構とを有する構成である。
上記の構成によれば、筒状部材の回転により発熱手段がセンターポストの周囲を旋回することになるため、発熱部材が取付領域の周方向の一部に設けられていたり、周方向に不均一な状態で発熱していた場合であっても、生タイヤの周方向の全体に均一に熱量を付与することができるという効果を奏する。
【００４８】
請求項４の発明は、請求項１記載の中心機構であって、前記移動手段は、前記センターポストに移動自在に外挿されており、上部の取付領域が前記上部リングと下部リングとの間に位置され、下部の駆動領域が前記下部リングの下方に位置された筒状部材と、前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を任意の高さ位置に昇降可能な第１駆動機構と、前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を前記センターポストを回転中心として回転可能な第２駆動機構とを有し、前記発熱手段は、前記筒状部材の取付領域に設けられ、所定方向に光を出射して熱量を付与するように設定された指向性ランプである構成である。
上記の構成によれば、指向性ランプがセンターポストの周囲を旋回することになるため、指向性ランプによる光の出射方向に存在する生タイヤの照射部位に対して周方向の全体にわたって均一に熱量を付与することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】中心機構の動作状態を示す説明図である。
【図２】生タイヤを搬入する状態を示す説明図である。
【図３】型締する状態を示す説明図である。
【図４】型締された状態を示す説明図である。
【図５】加硫成形する状態を示す説明図である。
【図６】生タイヤの要部を示す分解斜視図である。
【図７】加硫成形する状態を示す説明図である。
【図８】指向性ランプの取付け状態を示す説明図である。
【図９】図８における各指向性ランプの取付け状態を断面を用いて示す説明図であり、（ａ）は断面１、（ｂ）は断面２、（ｃ）は断面３、（ｄ）は断面４、（ｅ）は断面５、（ｆ）は断面６である。
【符号の説明】
１ 加硫機
２ モールド固定部
３ モールド昇降部
４ 生タイヤ
５ 下サイドモールド
６ 下プラテン
１０ 中心機構
１２ 下部リング機構
１８ 第１誘導加熱コイル
１９ 上部リング
２０ ブラダ
２２ センターポスト
２４ 高周波電源
２５ 上サイドモールド
２６ 割りモールド
２７ 第１モールド昇降機構
２８ 上加熱機構
２９ 第２モールド昇降機構
３９ 第４誘導加熱コイル
４１ 第３誘導加熱コイル
９０ 第１円筒部材
９１ ポスト昇降シリンダ
９３ シリンダ支持部材
９４ 第２円筒部材
９５ 第１係合部材
９６ 第２係合部材
９７ 支持板
９８ 筒状部材昇降シリンダ
９９ 駆動モータ
１０１ チェーン
１０３ 加熱ヒータ
１０６ 指向性ランプ
【発明の属する技術分野】
本発明は、上部リングを下部リングに対して昇降させる中心機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、成形機で成形された生タイヤは、所定の保管場所のラックに室温の環境下で保管された後、生産計画に基づいてラックから取り出されて加硫機に搬入される。この後、例えばブラダ方式の加硫機においては、生タイヤをモールドの型締めによりモールド内に装填した後、タイヤ穴に挿入されたブラダ内に高温、高圧の加圧媒体を供給することによって、ブラダを伸展させてタイヤ内壁面に密接させる。そして、ブラダを介してタイヤ内壁面を加熱しながらモールド方向に押圧することによって、生タイヤのトレッド部にモールドのタイヤ溝を形成する。また、加熱されたモールドと高温の加圧媒体に接するブラダとで生タイヤを外側および内側から加熱し、生タイヤを早期に加硫開始温度（１００℃〜１２０℃以上）にまで昇温させることによって、短時間で加硫成形を完了するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来においては、モールドおよびブラダにより生タイヤの外側および内側から加熱することにより短時間で加硫成形を完了するようにしているが、生タイヤが熱伝導率の低いゴムを主要な構成材料にしているため、生タイヤの表面側が短時間で昇温しても、内部側の昇温が遅れ、特に大きな厚みを有したトレッド肉厚部やビード部における内部中心の昇温の遅れが顕著となる。従って、生タイヤの表面部分の加硫を終えた場合でも、加硫温度への昇温が遅れる内部の加硫を終えるまでは、加硫成形を継続する必要があるため、加硫成形を十分に短時間で完了することができないという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、加硫成形を十分に短時間で完了することができる中心機構を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、下部リングの中心部に昇降可能に貫挿され、該下部リングに対して上部リングを昇降させるセンターポストと、前記下部リングおよび前記上部リングにより保持された生タイヤのタイヤ内周側における前記センターポストの外周位置に配置され、該生タイヤに対して熱量を付与する発熱手段と、前記加熱手段を前記センターポストの昇降とは独立して任意の位置に移動可能な移動手段とを有することを特徴としている。
上記の構成によれば、生タイヤの肉厚部に熱量を重点的に付与するように発熱手段を移動させることによって、肉厚部を急速に昇温させることができる。これにより、生タイヤのタイヤ内周側に高温の蒸気等の加熱媒体を供給し、この加熱媒体だけで生タイヤ全体を均一な熱量で加熱する場合よりも、短時間で生タイヤ全体を加硫温度にまで昇温させることができることから、加硫成形を短時間で完了することができる。さらに、加熱手段から大きな熱量を放出させれば、この熱量で加硫成形を行うことが可能になるため、高温の加熱媒体を供給する必要がなくなり、結果として加熱媒体を供給する装置に要するコストを低減することができる。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１記載の中心機構であって、前記移動手段は、前記センターポストに移動自在に外挿されており、上部の取付領域が前記上部リングと下部リングとの間に位置され、下部の駆動領域が前記下部リングの下方に位置された筒状部材と、前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を任意の高さ位置に昇降可能な第１駆動機構とを有し、前記発熱手段は、前記筒状部材の取付領域の全周に巻回して設けられた加熱ヒータであることを特徴としている。
上記の構成によれば、加熱ヒータを筒状部材に容易に取り付けることができると共に、第１駆動手段の簡単な構成により筒状部材を任意の高さ位置に昇降させることによって、加熱ヒータを生タイヤの肉厚部に接近させ、この肉厚部を重点的に加熱することができる。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１記載の中心機構であって、前記移動手段は、前記センターポストに移動自在に外挿されており、上部の取付領域が前記上部リングと下部リングとの間に位置され、下部の駆動領域が前記下部リングの下方に位置された筒状部材と、前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を任意の高さ位置に昇降可能な第１駆動機構と、前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を前記センターポストを回転中心として回転可能な第２駆動機構とを有することを特徴としている。
上記の構成によれば、筒状部材の回転により発熱手段がセンターポストの周囲を旋回することになるため、発熱部材が取付領域の周方向の一部に設けられていたり、周方向に不均一な状態で発熱していた場合であっても、生タイヤの周方向の全体に均一に熱量を付与することができる。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１記載の中心機構であって、前記移動手段は、前記センターポストに移動自在に外挿されており、上部の取付領域が前記上部リングと下部リングとの間に位置され、下部の駆動領域が前記下部リングの下方に位置された筒状部材と、前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を任意の高さ位置に昇降可能な第１駆動機構と、前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を前記センターポストを回転中心として回転可能な第２駆動機構とを有し、前記発熱手段は、前記筒状部材の取付領域に設けられ、所定方向に光を出射して熱量を付与するように設定された指向性ランプであることを特徴としている。上記の構成によれば、指向性ランプがセンターポストの周囲を旋回することになるため、指向性ランプによる光の出射方向に存在する生タイヤの照射部位に対して周方向の全体にわたって均一に熱量を付与することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１ないし図９に基づいて以下に説明する。
本実施の形態に係る加硫機は、図２に示すように、所定の高さ位置に設定されたモールド固定部２と、モールド固定部２に対して昇降するモールド昇降部３とを有している。モールド固定部２は、生タイヤ４の下サイドウオール４ｂに当接する下サイドモールド５と、下サイドモールド５を所定温度に加熱する下加熱機構９と、下加熱機構９および下サイドモールド５の中心部に貫設された中心機構１０と、中心機構１０および下加熱機構９を支持するベースフレーム１１とを有している。
【００１０】
尚、生タイヤ４は、図６に示すように、両端部が曲折されたカーカス組立体５１と、カーカス組立体５１の曲折部に設けられた金属製のビードワイヤ５２と、カーカス組立体５１の内周面に貼設されたゴム製のインナーライナ５３と、カーカス組立体５１の外周面および側周面にそれぞれ貼設されたゴム製のトレッド部材５４およびサイドウオール部材５５と、トレッド部材５４およびカーカス組立体５１間に設けられた金属製のベルト部材５６とを有することによって、大きな肉厚のトレッド部４ａおよびビード部４ｃ・４ｃ’のタイヤ内部に金属製部材（ビードワイヤ５２、ベルト部材５６）を有した構成にされている。
【００１１】
また、図２に示すように、モールド固定部２の下加熱機構９は、下サイドモールド５を面状に支持する円盤形状の下プラテン６を有している。下プラテン６は、高温の蒸気が供給される内部空間を有しており、この内部空間に供給される蒸気により発熱し、下サイドモールド５を面状に加熱する。さらに、下加熱機構９は、下プラテン６を支持するプラテンサポート７と、下プラテン６の熱をプラテンサポート７に伝達させないように下プラテン６およびプラテンサポート７間に介装された断熱板８とを有している。
【００１２】
また、下加熱機構９の中心部に貫設された中心機構１０は、図３に示すように、下サイドモールド５に固定された下部リング機構１２を有している。下部リング機構１２は、生タイヤ４の下ビード部４ｃに当接するように形成された下ビードリング１３と、下ビードリング１３の上面に設けられ、下ビードリング１３とでブラダ２０の下縁部を挟持する下ブラダリング１４と、下ブラダリング１４の内周側に設けられたクランプリングハブ１５とを有している。上記のクランプリングハブ１５の内部には、蒸気や窒素ガス等の加圧媒体を流通させる給排路１５ａ・１５ａが形成されている。そして、これらの給排路１５ａ・１５ａは、上端面から下端面にかけて連通されており、下端の給排路１５ａ・１５ａは、配管１７ａ・１７ａを介して図示しない加圧・加熱媒体供給装置に連絡されている。
【００１３】
また、下ビードリング１３の内部には、環状の第１誘導加熱コイル１８が設けられている。第１誘導加熱コイル１８には、高周波電力を供給する図５の高周波電源２４が接続されている。そして、第１誘導加熱コイル１８は、高周波電力の供給により生タイヤ４の下ビード部４ｃに強度の高周波磁界を印加することによって、下ビード部４ｃのビードワイヤ５２を優先的に誘導加熱する。
【００１４】
上記のように構成された下部リング機構１２の中心部には、下部リング機構１２に対して上部リング１９を昇降させるセンターポスト２２と、センターポスト２２に外挿された第１円筒部材９０とが気密状態に立設されている。また、センターポスト２２と第１円筒部材９０とは、それぞれ独立して上下方向に移動可能にされている。センターポスト２２の上端部には、上部リング１９が設けられている。上部リング１９は、上ブラダリング２１を有しており、上ブラダリング２１は、ブラダ２０の上縁部を挟持している。
【００１５】
一方、センターポスト２２の下端部は、図１に示すように、ポスト昇降シリンダ９１のシリンダロッド９１ａに連結されている。ポスト昇降シリンダ９１は、シリンダロッド９１ａの軸心がセンターポスト２２の軸心と一致されており、シリンダロッド９１ａの進出量を調整することによって、センターポスト２２を任意の高さ位置に昇降可能になっている。また、ポスト昇降シリンダ９１の上端面には、円盤形状のシリンダ支持部材９３が設けられている。シリンダ支持部材９３は、ポスト昇降シリンダ９１の外径よりも大きな径を有しており、シリンダ支持部材９３の下面周縁部には、ポスト昇降シリンダ９１を内挿した第２円筒部材９４が設けられている。
【００１６】
上記の第２円筒部材９４は、上述の第１円筒部材９０とで筒状部材を構成しており、第２筒状部材９４の下部外周面（筒状部材の駆動領域）には、筒状部材を任意の高さ位置に昇降可能な第１駆動機構と、筒状部材をセンターポスト２２を回転中心として回転可能な第２駆動機構とが連結されている。
【００１７】
上記の第１駆動機構は、第２円筒部材９４の下部外周面に固設され、上部に突起部９５ａが形成された第１係合部材９５と、突起部９５ａに当接することにより第１係合部材９５を回動自在に支持した第２係合部材９６と、第２係合部材９６を支持した支持板９７と、ポスト昇降シリンダ９１を中心として左右対称に配置され、支持板９７の上面にシリダロッド９８ａを連結した筒状部材昇降シリンダ９８とを有している。そして、このように構成された第１駆動機構は、筒状部材昇降シリンダ９８がシリンダロッド９８ａの進出量を調整することによって、上述の各部材９７〜９３を介して筒状部材（第１円筒部材９０、第２円筒部材９４）を任意の位置に昇降可能になっている。
【００１８】
一方、第２駆動機構は、支持板９７の下面に設けられた駆動モータ９９と、駆動モータ９９の回転軸に設けられた第１スプロケット１００と、上述の第２円筒部材９４の下部外周面に設けられた第２スプロケット１０２と、両スプロケット１００・１０２に張設されたチェーン１０１とを有している。そして、このように構成された第２駆動機構は、駆動モータ９９を回転させることによって、チェーン１０１等を介して筒状部材（第１円筒部材９０、第２円筒部材９４）を回転可能になっている。
【００１９】
上記のように構成された第１駆動機構および第２駆動機構は、センターポスト２２の昇降とは独立して筒状部材（第１円筒部材９０、第２円筒部材９４）を任意の位置に移動可能な移動機構の主要部を構成している。そして、この移動機構により昇降される筒状部材の第１円筒部材９０には、上部リング１９と下部リング機構１２との間に位置された取付領域が設定されており、この取付領域には、加熱ヒータ１０３が全周に巻回して設けられている。加熱ヒータ１０３は、図示しないヒータ用電源に接続されており、ヒータ用電源からの電力供給により発熱することによって、ブラダ２０内に充填された蒸気や窒素ガス等の加圧媒体を加熱すると共に、ブラダ２０を直接的に加熱する。
【００２０】
上記のブラダ２０は、生タイヤ４の加硫成形時に、加圧媒体が供給されることによりタイヤ内壁面をモールド方向に押圧するものであり、高温環境下で変質し難い低延伸性材料を構成部材として有している。そして、この低延伸性材料は、生タイヤ４を加硫成形して加硫済タイヤとしたときのタイヤ内壁面形状と略同形状に形成されている。即ち、ブラダ２０は、図５に示すように、高温環境下で変質し難い低延伸性材料を採用し、加硫済タイヤのタイヤ内壁面形状と略同形状に形成されている。
【００２１】
尚、上記の低延伸性材料とは、加硫温度の高温環境下で従来のブラダ用ゴム（例えばブチルゴム）よりも小さな伸び率の物性値を有した材料のことであり、特に２００℃の高温環境下で伸び率が５％〜１５％の範囲であることが好ましい。伸び率が上記の範囲であることが好ましい理由は、５％未満であると、加硫成型時に生タイヤ４の全体を均等に押圧する力が低下して成形性が不十分になるからであり、１５％を越えると、従来のブラダ用ゴム（例えばブチルゴム）と同様に生タイヤ４を高精度に加硫成形することが困難になるからである。
【００２２】
また、高温環境下で変質し難い低延伸性材料としては、ポリエステルの他、ナイロン、アラミドといった繊維を用いた編物や織物、またはメッシュメタルや高密度繊維、カーボン入り繊維、金属被覆繊維、樹脂被覆繊維等を採用することができると共に、これら材料のうちの一種以上を混在させたものを採用することができる。混在の形態としては、例えばポリエステルフィルムにメッシュメタルを積層したり、ポリエステルフィルムに金属膜を蒸着した積層構造の形態や、金属被覆繊維と高密度繊維とを均等または偏在させながら織り込んだ形態がある。また、気密性を持たせるため、フッ素、シリコンといった樹脂およびエストラマーの少なくとも一種を上述の編物や織物等の基材に含浸あるいはコーティングさせるという形態もある。そして、これらの形態は、ブラダの設計仕様（誘導加熱による発熱の有無や強度等）に応じて適宜選択される。
【００２３】
上記のブラダ２０の上方には、図２に示すように、モールド昇降部３が設けられている。モールド昇降部３は、生タイヤ４の上サイドウオール４ｂ’に当接する上サイドモールド２５と、生タイヤ４のトレッド部４ａの外周方向に位置する割りモールド２６と、上サイドモールド２５および割りモールド２６のスライドセグメント２６ａを昇降させる第１モールド昇降機構２７と、上サイドモールド２５を所定温度に加熱する上加熱機構２８と、上加熱機構２８および割りモールド２６の固定リング２６ｂを昇降させる第２モールド昇降機構２９と、これら機構２７〜２９等を支持する支持部材３０とを有している。
【００２４】
上記の上加熱機構２８は、円盤形状の上プラテン３２を有している。上プラテン３２は、高温の蒸気が供給される内部空間を有しており、この内部空間に供給される蒸気により発熱し、上サイドモールド２５を面状に加熱する。さらに、上加熱機構２８は、上プラテン３２を支持するプラテンサポート３３と、上プラテン３２の熱をプラテンサポート３３に伝達させないように上プラテン３２およびプラテンサポート３３間に介装された断熱板３４とを有している。
【００２５】
上記の上加熱機構２８の中心部には、第１モールド昇降機構２７の棒状部材３５が昇降自在に貫挿されている。棒状部材３５の下端には、円盤形状のスライドプレート３６が設けられている。スライドプレート３６の下面中心部には、上述の上サイドモールド２５が中心側に固設されている。上サイドモールド２５の内周部には、生タイヤ４の上ビード部４ｃ’に当接するように形成された上ビードリング４０が設けられている。上ビードリング４０の内部には、環状の第３誘導加熱コイル４１が設けられている。そして、第３誘導加熱コイル４１には、図５の高周波電源２４が接続されており、第３誘導加熱コイル４１は、高周波電力の供給により生タイヤ４の上ビード部４ｃ’に強度の高周波磁界を印加することによって、上ビード部４ｃ’のビードワイヤ５２を優先的に誘導加熱する。
【００２６】
また、スライドプレート３６の下面外周部には、アルミニウムやステンレス、合成樹脂等の非磁性材料により形成された複数のスライドセグメント２６ａが設けられている。各スライドセグメント２６ａは、生タイヤ４のトレッド部４ａに当接するように形成されたトレッドモールド２６ａ’を備えており、上サイドモールド２５を中心とした同芯円上に等間隔に配置され、中心方向に移動自在にスライドプレート３６に係合されている。これらのスライドセグメント２６ａの外側方向には、非磁性材料により形成された固定リング２６ｂが配置されている。固定リング２６ｂは、上プラテン３２の下面周縁部に固設されており、スライドセグメント２６ａの外側面に係合しながらスライドセグメント２６ａを半径方向に進退移動させるようになっている。そして、スライドセグメント２６ａのトレッドモールド２６ａ’は、固定リング２６ｂにより中心方向に移動したときに、生タイヤ４のトレッド部４ａに対応した筒形状のモールドを形成する。
【００２７】
一方、棒状部材３５の上端部は、第１シリンダ部材３７に連結されている。第１シリンダ部材３７は、プラテンサポート３３の上面中心部から立ち上げられた挿通部３３ａにより支持されている。これにより、第１シリンダ部材３７等を有した第１モールド昇降機構２７は、棒状部材３５を介してスライドプレート３６（上サイドモールド２５、スライドセグメント２６ａ）を支持部材３０および上加熱機構２８とは独立して昇降可能になっている。
【００２８】
上記の第１シリンダ部材３７を支持した挿通部３３ａは、上述の棒状部材３５が移動自在に貫挿されていると共に、支持部材３０に移動自在に貫挿されている。また、挿通部３３ａの両側には、第２モールド昇降機構２９が左右一対に配置されている。各第２モールド昇降機構２９は、支持部材３０の上面に固設された第２シリンダ部材３８を有しており、第２シリンダ部材３８は、上加熱機構２８を昇降させるように、シリンダロッド３８ａの先端部がプラテンサポート３３に連結されている。
【００２９】
上記のように構成された上加熱機構２８および割りモールド２６の外周方向には、支持部材３０の周縁部から立ち下げられた筒形状のシールド部材３１が配置されている。また、シールド部材３１と割りモールド２６との間には、第４誘導加熱コイル３９が設けられている。そして、第４誘導加熱コイル３９には、図５の高周波電源２４が接続されており、第４誘導加熱コイル３９は、高周波電力の供給により生タイヤ４のトレッド部４ａに強度の高周波磁界を印加することによって、トレッド部４ａのベルト部材５６を優先的に誘導加熱する。
【００３０】
上記の構成において、加硫機１の動作を通じて加硫成形方法を説明する。
先ず、図２に示すように、モールド昇降部３を上昇させることによって、モールド固定部２の上方にモールド昇降部３を位置させる。この後、搬送装置４３により生タイヤ４をモールド固定部２とモールド昇降部３との間に搬送する。生タイヤ４のタイヤ穴がセンターポスト２２の上方に位置すると、図３に示すように、中心機構１０のセンターポスト２２を上昇させることによって、上部リング１９を介してブラダ２０の上縁部を持ち上げ、ブラダ２０を生タイヤ４のタイヤ穴よりも小さな径に縮小させる。そして、生タイヤ４を下降させ、生タイヤ４のタイヤ穴にセンターポスト２２およびブラダ２０を挿通させながら、生タイヤ４を下サイドモールド５上に載置する。
【００３１】
次に、第１シリンダ部材３７から棒状部材３５を進出させることによって、スライドプレート３６を下降させて分離し、スライドセグメント２６ａを外周方向に移動させる。この後、図示二点鎖線に示すように、上加熱機構２８およびスライドプレート３６の分離状態を維持しながらモールド昇降部３を下降させ、スライドセグメント２６ａの内周側に生タイヤ４を位置させた後、スライドセグメント２６ａを固定リング２６ｂにより中心方向に移動させる。そして、図４に示すように、各スライドセグメント２６ａ同士を当接させて生タイヤ４のトレッド部４ａに対応した筒形状のモールドを形成すると共に、このモールドの上部および下部に上サイドモールド２５および下サイドモールド５をそれぞれ当接させることによって、モールドを全閉状態とし、モールドの昇降部３とモールド固定部２を図示しないロック保持機構でロックした後、第２シリンダ部材３８からシリンダロッド３８ａを進出させ、モールドの型締を完了する。
【００３２】
上プラテン３２、下プラテン６、および割りモールドの固定セグメント２６ｂには、高温の蒸気等の加熱媒体がそれぞれ供給されており、両プラテン６・３２により上および下サイドモールド２５・５を加熱すると共に、割りモールドのスライドセグメント２６ａを発熱させることによって、これらモールド２５・５・２６ａ’で囲まれた生タイヤ４を外面側から加熱する。また、配管１７ａを介して高温高圧の蒸気や窒素ガス等の加熱媒体をブラダ２０内に供給することによって、ブラダ２０を進展させて生タイヤ４の内壁面に密接させ、生タイヤ４をモールド方向に押圧させる。そして、高温高圧の加熱媒体の熱量をブラダ２０を介して生タイヤ４に伝達させることによって、生タイヤ４を内面側から加熱する。
【００３３】
さらに、図５に示すように、高周波電源２４から高周波電力を各誘導加熱コイル１８・４１・３９に供給する。高周波電力が供給された第１誘導加熱コイル１８および第３誘導加熱コイル４１は、生タイヤ４の下ビード部４ｃおよび上ビード部４ｃ’に強度の高周波磁界をそれぞれ印加することによって、両ビード部４ｃ・４ｃ’の内部に設けられたビードワイヤ５２・５２を優先的に誘導加熱する。また、第４誘導加熱コイル３９は、割りモールド２６が非磁性材料で形成されていると共に円周方向に分割されているため、生タイヤ４のトレッド部４ａに強度の高周波磁界を印加することによって、トレッド部４ａの内部に設けられたベルト部材５６を優先的に誘導加熱する。これにより、生タイヤ４は、上述の外面側および内面側からの加熱に加えて、大きな肉厚を有したビード部４ｃ・４ｃ’およびトレッド部４ａにおいてはタイヤ内部側からの加熱も行われるため、タイヤ全体が短時間で加硫温度にまで昇温する。
【００３４】
また、図１に示すように、第１駆動機構の筒状部材昇降シリンダ９８がシリンダロッド９８ａの進出量を調整する。そして、支持板９７、第２係合部材９６、第１係合部材９５、第２円筒部材９４、およびシリンダ支持部材９３を介して第１円筒部材９０を昇降させることによって、生タイヤ４の肉厚部（例えばトレッド部４ａ）に最も効率良く熱量を付与する高さ位置に加熱ヒータ１０３を設定する。この後、加熱ヒータ１０３に電力を供給することによって、加熱ヒータ１０３を発熱させてブラダ２０内の加圧媒体を加熱すると共に、ブラダ２０を直接的に加熱する。これにより、加圧媒体の熱量と共に加熱ヒータ１０３の熱量がブラダ２０に付与され、ブラダ２０を早期に昇温させて生タイヤ４を加熱させるため、生タイヤ４がより一層短時間で加硫温度にまで昇温する。特に、加熱ヒータ１０３の高さ位置がトレッド部４ａに対応する位置に設定されているため、生タイヤ４のトレッド部４ａにおける昇温が顕著となる。
【００３５】
さらに、加熱ヒータ１０３による加熱を開始すると、第２駆動機構の駆動モータ９９を作動させることによって、チェーン１０１、第２円筒部材９４、および第１円筒部材９０を介して加熱ヒータ１０３を回転させる。これにより、加熱ヒータ１０３が周方向に不均一な発熱状態になっていた場合であっても、ブラダ２０および生タイヤ４の全体に均一に熱量が付与されるため、生タイヤ４における周方向の温度ムラを生じることがない。
【００３６】
また、生タイヤ４が加硫成形されている間、ブラダ２０は、生タイヤ４をモールド方向に押圧することにより生タイヤ４の成形を行っている。この際、ブラダ２０は、加硫済タイヤのタイヤ内壁面形状と略同形状の低延伸性材料により形成されているため、加圧媒体の圧力に多少の変動があった場合でも、加硫済タイヤのタイヤ内壁面の形状を確実に出現する。従って、このブラダ２０により生タイヤ４を押圧して成形が行われると、高精度に成形された加硫済タイヤが得られることになる。
【００３７】
そして、このようにして加硫済タイヤが得られると、図２に示すように、上述の動作とは逆の動作によりモールドを型開きした後、ブラダ２０を縮小させ、加硫済タイヤを搬出装置により保持して外部に搬出する。この後、新たな生タイヤ４を搬入して加硫成形を繰り返すことになるが、このような加硫成形が繰り返された場合でも、ブラダ２０の低延伸性材料が高温環境下で変質し難いため、低延伸性材料が初期の性質を維持する。従って、加硫成形の繰り返し回数が多くなった段階でも、ブラダ２０が加硫済タイヤのタイヤ内壁面の形状を確実に出現させるため、ブラダ２０を長期間に亘って使用することができる。
【００３８】
以上のように、本実施形態の中心機構１０は、図１に示すように、下部リング機構１２の中心部に昇降可能に貫挿され、下部リング機構１２に対して上部リング１９を昇降させるセンターポスト２２と、下部リング機構１２および上部リング１９により保持された生タイヤ４のタイヤ内周側におけるセンターポスト２２の外周位置に配置され、生タイヤ４に対して熱量を付与する加熱ヒータ１０３（発熱手段）と、加熱ヒータ１０３をセンターポスト２２の昇降とは独立して任意の位置に移動可能な移動機構とを有している。
【００３９】
具体的には、移動機構は、センターポスト２２に移動自在に外挿されており、上部の取付領域が上部リング１９と下部リング機構１２との間に位置され、下部の駆動領域が下部リング機構１２の下方に位置された筒状部材（第１円筒部材９０、第２円筒部材９４）と、この筒状部材の駆動領域に接続され、筒状部材を任意の高さ位置に昇降可能な筒状部材昇降シリンダ９８等の第１駆動機構とを有した構成にされており、加熱ヒータ１０３は、筒状部材の取付領域の全周に巻回して設けられている。尚、本実施形態の中心機構１０は、ブラダ２０を介して生タイヤ４を加熱するブラダ方式の加硫機１に適用された場合について説明しているが、ブラダレス方式の加硫機１に適用することもできる。
【００４０】
上記の構成によれば、加熱ヒータ１０３が第１駆動機構により昇降して任意の高さ位置に移動可能にされているため、生タイヤ４のトレッド部４ａ等の肉厚部に熱量を重点的に付与するように加熱ヒータ１０３を移動させることができる。従って、生タイヤ４のタイヤ内周側に蒸気等の高温の加圧媒体を供給し、この加圧媒体のみで生タイヤ４全体を加熱して加硫成形する場合よりも、短時間で生タイヤ４全体を加硫温度にまで昇温させることができることから、加硫成形を短時間で完了することができる。
【００４１】
さらに、本実施形態においては、筒状部材をセンターポスト２２を回転中心として回転可能な第２駆動機構も有した構成にされている。これにより、加熱ヒータ１０３の発熱状態が周方向に不均一であっても、生タイヤ４の周方向全体を均一に加熱することができる。
【００４２】
尚、本実施形態においては、加熱ヒータ１０３が筒状部材の全周（周方向の全体）に巻回して設けられているが、移動機構が第２駆動機構を有していれば、加熱ヒータ１０３が周方向の一部に設けられた構成であっても生タイヤ４の周方向全体を均一に加熱することができる。そして、この場合には、加熱ヒータ１０３の他、発熱ランプ等の各種の発熱機器（発熱手段）を用いることができる。
【００４３】
また、本実施形態においては、発熱手段として加熱ヒータ１０３を用いた場合について説明しているが、これに限定されるものではなく、下記のように構成されたものであっても良い。
【００４４】
即ち、発熱手段は、図７に示すように、第１円筒部材９０の上端部に横設された円盤形状のランプ支持部材１０４と、ランプ支持部材１０４の側周面に設けられ、所定方向に光１０５を出射して照射部位を加熱する複数の指向性ランプ１０３とを有している。各指向性ランプ１０３は、図８および図９（ａ）〜（ｆ）に示すように、回転中心を中心点とした同一円周上に配置されるように凸湾曲形状に形成されており、光１０５の出射方向が上下に異なった方向に設定されている。尚、指向性ランプ１０６は、生タイヤ４のビード部４ｃ・４ｃ’やトレッド部４ａ等の肉厚部を重点的に加熱するように、肉厚部方向に多数の指向性ランプ１０３の出射方向が設定されていることが望ましい。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１の発明は、下部リングの中心部に昇降可能に貫挿され、該下部リングに対して上部リングを昇降させるセンターポストと、前記下部リングおよび前記上部リングにより保持された生タイヤのタイヤ内周側における前記センターポストの外周位置に配置され、該生タイヤに対して熱量を付与する発熱手段と、前記加熱手段を前記センターポストの昇降とは独立して任意の位置に移動可能な移動手段とを有する構成である。
上記の構成によれば、生タイヤの肉厚部に熱量を重点的に付与するように発熱手段を移動させることによって、肉厚部を急速に昇温させることができる。これにより、生タイヤのタイヤ内周側に高温の蒸気等の加熱媒体を供給し、この加圧媒体だけで生タイヤ全体を均一な熱量で加熱する場合よりも、短時間で生タイヤ全体を加硫温度にまで昇温させることができることから、加硫成形を短時間で完了することができる。さらに、加熱手段から大きな熱量を放出させれば、この熱量で加硫成形を行うことが可能になるため、高温の加圧媒体を供給する必要がなくなり、結果として加熱媒体の供給装置に要するコストを低減することができるという効果を奏する。
【００４６】
請求項２の発明は、請求項１記載の中心機構であって、前記移動手段は、前記センターポストに移動自在に外挿されており、上部の取付領域が前記上部リングと下部リングとの間に位置され、下部の駆動領域が前記下部リングの下方に位置された筒状部材と、前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を任意の高さ位置に昇降可能な第１駆動機構とを有し、前記発熱手段は、前記筒状部材の取付領域の全周に巻回して設けられた加熱ヒータである構成である。
上記の構成によれば、加熱ヒータを筒状部材に容易に取り付けることができると共に、第１駆動手段の簡単な構成により筒状部材を任意の高さ位置に昇降させることによって、加熱ヒータを生タイヤの肉厚部に接近させ、この肉厚部を重点的に加熱することができるという効果を奏する。
【００４７】
請求項３の発明は、請求項１記載の中心機構であって、前記移動手段は、前記センターポストに移動自在に外挿されており、上部の取付領域が前記上部リングと下部リングとの間に位置され、下部の駆動領域が前記下部リングの下方に位置された筒状部材と、前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を任意の高さ位置に昇降可能な第１駆動機構と、前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を前記センターポストを回転中心として回転可能な第２駆動機構とを有する構成である。
上記の構成によれば、筒状部材の回転により発熱手段がセンターポストの周囲を旋回することになるため、発熱部材が取付領域の周方向の一部に設けられていたり、周方向に不均一な状態で発熱していた場合であっても、生タイヤの周方向の全体に均一に熱量を付与することができるという効果を奏する。
【００４８】
請求項４の発明は、請求項１記載の中心機構であって、前記移動手段は、前記センターポストに移動自在に外挿されており、上部の取付領域が前記上部リングと下部リングとの間に位置され、下部の駆動領域が前記下部リングの下方に位置された筒状部材と、前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を任意の高さ位置に昇降可能な第１駆動機構と、前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を前記センターポストを回転中心として回転可能な第２駆動機構とを有し、前記発熱手段は、前記筒状部材の取付領域に設けられ、所定方向に光を出射して熱量を付与するように設定された指向性ランプである構成である。
上記の構成によれば、指向性ランプがセンターポストの周囲を旋回することになるため、指向性ランプによる光の出射方向に存在する生タイヤの照射部位に対して周方向の全体にわたって均一に熱量を付与することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】中心機構の動作状態を示す説明図である。
【図２】生タイヤを搬入する状態を示す説明図である。
【図３】型締する状態を示す説明図である。
【図４】型締された状態を示す説明図である。
【図５】加硫成形する状態を示す説明図である。
【図６】生タイヤの要部を示す分解斜視図である。
【図７】加硫成形する状態を示す説明図である。
【図８】指向性ランプの取付け状態を示す説明図である。
【図９】図８における各指向性ランプの取付け状態を断面を用いて示す説明図であり、（ａ）は断面１、（ｂ）は断面２、（ｃ）は断面３、（ｄ）は断面４、（ｅ）は断面５、（ｆ）は断面６である。
【符号の説明】
１ 加硫機
２ モールド固定部
３ モールド昇降部
４ 生タイヤ
５ 下サイドモールド
６ 下プラテン
１０ 中心機構
１２ 下部リング機構
１８ 第１誘導加熱コイル
１９ 上部リング
２０ ブラダ
２２ センターポスト
２４ 高周波電源
２５ 上サイドモールド
２６ 割りモールド
２７ 第１モールド昇降機構
２８ 上加熱機構
２９ 第２モールド昇降機構
３９ 第４誘導加熱コイル
４１ 第３誘導加熱コイル
９０ 第１円筒部材
９１ ポスト昇降シリンダ
９３ シリンダ支持部材
９４ 第２円筒部材
９５ 第１係合部材
９６ 第２係合部材
９７ 支持板
９８ 筒状部材昇降シリンダ
９９ 駆動モータ
１０１ チェーン
１０３ 加熱ヒータ
１０６ 指向性ランプ
Claims (4)
- 下部リングの中心部に昇降可能に貫挿され、該下部リングに対して上部リングを昇降させるセンターポストと、
前記下部リングおよび前記上部リングにより保持された生タイヤのタイヤ内周側における前記センターポストの外周位置に配置され、該生タイヤに対して熱量を付与する発熱手段と、
前記加熱手段を前記センターポストの昇降とは独立して任意の位置に移動可能な移動手段と
を有することを特徴とする中心機構。 - 前記移動手段は、
前記センターポストに移動自在に外挿されており、上部の取付領域が前記上部リングと下部リングとの間に位置され、下部の駆動領域が前記下部リングの下方に位置された筒状部材と、
前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を任意の高さ位置に昇降可能な第１駆動機構とを有し、
前記発熱手段は、
前記筒状部材の取付領域の全周に巻回して設けられた加熱ヒータであることを特徴とする請求項１記載の中心機構。 - 前記移動手段は、
前記センターポストに移動自在に外挿されており、上部の取付領域が前記上部リングと下部リングとの間に位置され、下部の駆動領域が前記下部リングの下方に位置された筒状部材と、
前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を任意の高さ位置に昇降可能な第１駆動機構と、
前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を前記センターポストを回転中心として回転可能な第２駆動機構と
を有することを特徴とする請求項１記載の中心機構。 - 前記移動手段は、
前記センターポストに移動自在に外挿されており、上部の取付領域が前記上部リングと下部リングとの間に位置され、下部の駆動領域が前記下部リングの下方に位置された筒状部材と、
前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を任意の高さ位置に昇降可能な第１駆動機構と、
前記筒状部材の駆動領域に接続され、該筒状部材を前記センターポストを回転中心として回転可能な第２駆動機構とを有し、
前記発熱手段は、
前記筒状部材の取付領域に設けられ、所定方向に光を出射して熱量を付与するように設定された指向性ランプであることを特徴とする請求項１記載の中心機構。
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