JP4884934B2 - タイヤ加硫装置 - Google Patents

Description

本発明は、生タイヤを成形しかつ加硫するタイヤ加硫装置に関する。

タイヤの製造において、生タイヤを成形しかつ加硫する装置として、セルフロックコンテナを用いたタイヤ加硫装置が知られている。このようなタイヤ加硫装置は、例えば、特許第2505675号公報（特許文献１）、特開2001-79850号公報（特許文献２）などに開示されている。

これらの公報に記載されているように、セルフロックコンテナを用いたタイヤ加硫装置において、タイヤを成形する部分であるセルフロックコンテナは、タイヤのサイドウォール部を形成する上サイドウォール型（金型）及び下サイドウォール型（金型）を保持する上円板（トッププレート）及び下円板（ロワプレート）と、タイヤのトレッド部を形成するトレッド型（金型）を保持する、複数に分割されたセグメントと、セグメントと斜面を介して係合し、かつセグメントを半径方向へ移動させるアウターリング（ジャケット）とを基本的な構成とする金型コンテナ（金型装置）となっている。

このようなタイヤ加硫装置において、金型コンテナは、タイヤ加硫装置本体（以下、装置本体）の構成部材である固定のベース上に構成される。ベースには、下サイドウォール型を取り付けた下円板が固定される。装置本体には、ボルスタープレートを介して金型コンテナにおける下円板を除く部分を昇降させる昇降機構が備わっている。昇降機構は、アウターリングを下降させてセグメントを閉じるのにも寄与する。この昇降機構には、セグメントを開閉するための型開閉用のシリンダが備えられている。この型開閉用のシリンダは、上円板に結合されており、その昇降によりセグメントの開閉動作を行う。

タイヤの加硫成型に際しては、金型コンテナにおける上サイドウォール型、下サイドウォール型、トレッド型が作る型内に生タイヤがセットされ、生タイヤの内側にブラダを挿入後、密着させ、ブラダ内に加圧加熱媒体が導入される。ブラダ内に加圧加熱媒体が導入されることにより、ブラダを介して、生タイヤは上下のサイドウォール型及びトレッド型の内面に押し付けられる。所定時間この状態を保つことによりタイヤが加硫成型される。

タイヤを加圧加熱して加硫する際には、ブラダを介してタイヤ内側に導入された圧力媒体により上下のサイドウォール型間を開く方向の力が作用するが、上円板及び下円板がセグメント側の爪部により挟持されるので、上下のサイドウォール型は開かない。また、トレッド型を拡径する方向に発生する力は、アウターリングによって保持され、この力の分力でアウターリングが押し上げられようとするが、この力は比較的小さいので、シリンダによりアウターリングを保持することなどにより型の閉鎖を維持する。なお、セルフロックコンテナの金型締め付け機構としては例えば特許文献１などに、また、その他の金型締め付け機構としては例えば特開平10-138250号公報（特許文献３）などに開示されている。

特許第2505675号公報 特開2001-79850号公報 特許第3243439号公報

上記のようなタイヤ加硫装置においては、成型されるタイヤの精度は、上下のサイドウォール型及びトレッド型が精確に閉鎖状態で維持されることが必要である。上下のサイドウォール型は、下円板及び上円板をセグメントの爪部で保持することにより拘束されるので、爪部と下円板及び上円板との当接部（接触部）は高精度に加工されている必要がある。そのため、セグメント及び上下の円板の機械加工に時間と手間がかかるという問題があった。また、前記当接部の摩耗等で、精度が確保できなくなるという問題があった。

本発明は、従来のタイヤ加硫装置における上述のような問題点を解決し、簡単な構造により上円板と下円板との間の寸法精度の維持が図れるようにすることを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係るタイヤ加硫装置は、
タイヤの側部を成形するサイドウォール型をそれぞれ取り付けた上円板及び下円板と、
タイヤのトレッド部を成形する複数に分割されたトレッド型を取り付けた複数のセグメントと、
前記セグメントと斜面を介して係合し、上下動により前記セグメントを半径方向に移動し得る環状のジャケットとを備え、
前記セグメントを半径方向内側に移動させた型閉鎖時には前記セグメントの上部及び下部に形成した爪部が前記上円板及び下円板の外周部の突起部に係合することにより前記上円板及び下円板が離間しないように保持するようにしたセルフロックコンテナを用いたタイヤ加硫装置において、
前記上円板及び下円板の突起部と前記セグメントの爪部との当接面に、前記上円板と前記下円板との間の寸法を維持するための調整プレートを設けたことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係るタイヤ加硫装置は、第１の発明において、前記調整プレートが、前記上円板及び下円板に取り付けられることを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係るタイヤ加硫装置は、第１又は第２の発明において、前記調整プレートが、複数に分割された分割プレートからなることを特徴とする。

第１の発明に係るタイヤ加硫装置によれば、上下の円板の突起部とセグメントの爪部との間に調整プレートを設けることにより、加圧加硫時の上下の円板間の寸法精度を維持するようにしたので、上下の円板間の寸法を正確に、しかも比較的容易に確保することができる、ひいては製品であるタイヤの精度を維持することができる。また、上下の円板とセグメントの爪部との接触部を高精度に加工する必要がなくなり、加工時間の短縮、コストの低減が図れる。更に、調整プレートをメンテナンスすることにより、上下のサイドウォール型の取り付け面間寸法精度調整及び精度維持ができる。調整プレートが磨耗した場合には、交換すればよいので、精度の維持が安価で容易である。

第２の発明に係るタイヤ加硫装置によれば、上サイドウォール型を固定する上円板及び下サイドウォール型を固定する下円板の双方に調整プレートを設けるので、トレッド型に対し両サイドウォール型を正確に位置決めすることができる。

第３の発明に係るタイヤ加硫装置によれば、調整プレートを分割型としたので、調整プレートの製作及び取り付けが容易となる。また、分割された調整プレートの分割位置を隣り合うセグメントの間の隙間に合わせることにより、セグメントや上下円板の偏摩耗などを防止できる。

以下、本発明に係るタイヤ加硫装置を実施例に基づき詳細に説明する。図１は、実施例に係るタイヤ加硫装置の一部の断面図であり、中心線よりの左側はトレッド型を閉じた状態を示し、中心線より右側はトレッド型を開いた状態を示している図２、３は図１中のＩＩ−ＩＩ矢視断面図、ＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図、図４は上円板の平面図である。図５、６は上部調整プレートの取り付け状態を示す断面図であり、図７、８は、下部調整プレートの取り付け状態を示す断面図である。

タイヤ加硫装置の装置本体は固定のベース１を備えており、その上に、金型コンテナ２は構成される。金型コンテナ２の基部をなす環状円板である下プラテン３がベース１に固定される。下プラテン３上には、環状の下円板（ロワプレート）４が下プラテン３と同心状に取り付けられている。下円板４の上面に、タイヤの一方のサイドウォールを成形する下型である下サイドウォール型５が取り付けられている。下円板４の外周面の上部には、セルフロック用の突起部６が形成されている。なお、図示はされていないが、ベース１側から下プラテン３、下円板４の中央部には、生タイヤを内側から成形・加硫するための加圧加熱媒体が導入されるブラダ（ゴム袋）を備えた中心機構が設置されている。

一方、図示はされていないが、ベース１の上方には、装置本体に備わっている昇降装置によりベース１に対し昇降可能なボルスタープレートが支持され、このボルスタープレートに設けられたシリンダのピストンロッド先端に、環状円板である上プラテン７が支持されている。この上プラテン７の下面に、環状の上円板（トッププレート）８が上プラテン７と同心状に取り付けられている。上円板８の下面に、タイヤのもう一方のサイドウォールを成形する上型である上サイドウォール型９が取り付けられている。上円板８の外周面の下部には、セルフロック用の突起部１０が形成されている。

下円板４と上円板８の外側には、周方向に複数（本実施例では９個）に分割されたセグメント１１が位置しており、各セグメント１１の内側面には、タイヤのトレッドを成形するトレッド型１２が取り付けられている。セグメント１１は、上プラテン７に半径方向に滑動可能に支持されている。

上プラテン７に対しセグメント１１を半径方向に滑動可能に支持している構造は、図２に示されている。上プラテン７の縁部の表面にはＴ形溝１３が、セグメント１１と同数放射状に形成されている。一方、セグメント１１の頂面にはＴ形のキー１４がボルトにより固定されており、このＴ形のキー１４が前記Ｔ形溝１３に摺動自在に嵌合している。つまり、セグメント１１は、キー１４とＴ形溝１３との係合により拘束されて、上下のプレート４、８に対し放射状（半径方向）に拡縮移動できるようになっているのである。複数のセグメント１１が閉じた状態（図１中の中心線の左側部分）では、複数のトレッド型１２はリング状に一体となり、タイヤのトレッド部分に対応した型となる。なお、セグメント１１の半径方向の移動を容易にするため、下プラテン３の上面、上プラテン７の下面及びＴ形溝１３の上面には、低摩擦材が張られる。

セグメント１１の内側面において、その下部には、下円板４のセルフロック用の突起部６の下面に係合し得るセルフロック用の爪部１５が形成され、上部には、上円板８のセルフロック用の突起部１０の上面に係合し得るセルフロック用の爪部１６が形成されている。爪部１５、１６は、トレッド型１２が取り付けられる上下の爪部１７、１８と凹状の溝１９、２０を形成し、これらの溝１９、２０が、突起部６、１０に嵌合する如くなっている。

図１、図３に示すように、セグメント１１の外側面２１は、上端から下端にかけて外側に広がる斜面となっており、かつ水平方向には円弧面となっている。この外側面２１の中央部分にＴ形溝２２が上下方向に形成されている。一方、セグメント１１の外側には筒状のジャケット（アウターリング）２３が位置しており、その内側面２４は、セグメント１１の外側面２１と合致する形状となっている。ジャケット２３の内側面２４にはＴ形のキー２５がボルトにより取り付けられ、このキー２５が、セグメント１１のＴ形溝２２内には挿入されている。つまり、セグメント１１とジャケット２３とは、キー２５及びＴ形溝２２を介してスライドし得るようになっている。

ジャケット２３の上部は、図示されていない結合部材を介して、前述したボルスタープレートに結合されている。つまり、装置本体に備わっている昇降装置により、ボルスタープレートと共にジャケット２３は昇降可能となっている。

この実施の形態に係るタイヤ加硫装置における金型コンテナ２は、金型コンテナ２自体に、タイヤの加硫に供する熱媒（蒸気、蒸気とイナートガスの混合ガス、温水など）の供給系が備わっている。すなわち、下プラテン３には、熱媒を供給するための通路３１が形成され、上プラテン７には、熱媒を供給するための通路３２が形成され、ジャケット２３には、熱媒を供給するための通路３３が形成されている。

金型コンテナ２は断熱構造とされている。すなわち、下プラテン３の下面には断熱材として下断熱板５１が設けられ、上プラテン７の上面には断熱材として上断熱板５２が設けられている。上下の断熱板５２、５１の表面には、更にその保護のため金属製のプレート５３が張られている。ジャケット２３の全外周面にも断熱材５４が張られている。断熱材５４は、金属製の筒体５５の内面に張られている。

図４−６に示すように、上円板８の突起部１０の上面１０ａには、調整プレートとして上部調整プレート６１が取り付けられている。上部調整プレート６１は、図４に示すように３分割されており、円弧状の分割プレート６１ａ、６１ｂ、６１ｃが組み合わされてリング状をなす。分割プレート６１ａ−６１ｃは鋼などの金属で成形される。分割プレート６１ａ−６１ｃは、上円板８にねじ止めされるが、ねじの頭が分割プレート６１ａ−６１ｃの表面より突出しないように、分割プレート６１ａ−６１ｃに皿座ぐり穴６２を設け、そこを通して皿ねじ６３により上円板８に固定される。分割プレート６１ａ−６１ｃは、爪部１６に押し付けられるので、上円板８への皿ねじ６３による固定箇所は最小限でよい。分割プレート６１ａ−６１ｃはそれぞれ三つのセグメント１１に対応するように配置される。つまり、分割プレート６１ａ−６１ｃは、その分割位置６１ｄが、隣り合うセグメント１１の間の隙間と一致するように配置される。

同様に、図７、８に示すように、下円板４の突起部６の下面６ａにも、調整プレートとして下部調整プレート６４が取り付けられている。下部調整プレート６４も上部調整プレート６１と同様に３分割されており、円弧状の分割プレートが組み合わされてリング状をなしている。下部調整プレート６は、皿座ぐり穴６５を通して皿ねじ６６により、下円板４に固定されている。下部調整プレート６４を構成する分割プレートはそれぞれ三つのセグメント１１に対応するように、つまり、その分割位置が、隣り合うセグメント１１の間の隙間と一致するように配置されている。

上部調整プレート６１及び下部調整プレート６４の厚さは、タイヤ加圧成形時に上下のサイドウォール型９、５に圧力がかかった場合に、これらのサイドウォール型９、５を固定してある上円板８と下円板４との間の距離が所定値に維持されるように決められる。

次に、このタイヤ加硫装置による生タイヤの成形及び加硫について説明する。
生タイヤを搬入する前には、装置本体のベース１上には、下サイドウォール型５を取り付けた下円板４等が固定された状態にあり、上サイドウォール型９を取り付けた上円板８、トレッド型１２を取り付けたセグメント１１、ジャケット２３等は、装置本体に備わっている昇降装置により上方に待機した状態にある。なお、このとき、下プラテン３の熱媒の通路３１には熱媒として蒸気が供給されている。上方に待機している上プラテン７の熱媒の通路３２、ジャケット２３の通路３３にも蒸気が供給されている。

生タイヤは、図示されていないタイヤ搬入装置により、側方より下サイドウォール型５の上方に搬入され、下降されて下サイドウォール型５上に乗せられる。

生タイヤが搬入されると、装置本体の昇降装置により前述したボルスタープレートと共に上サイドウォール型９を取り付けた上円板８及びセグメント１１等が下降され、図１において中心線より右側に示すように、セグメント１１の下端面が下プラテン３上に乗ると共に、上サイドウォール型９が下サイドウォール型５の上方に位置される。このとき、セグメント１１は、上方に位置するジャケット２３に拘束されて開いた状態にある。

昇降装置によりボルスタープレートが更に下降されると、ジャケット２３が下降し、ジャケット２３の内側面２４に押されてセグメント１１が、セグメント１１の上面のキー１４と上プラテン７のＴ形溝１３との係合を案内として半径方向内側に移動する。内側に移動するセグメント１１は、その内側の溝１９、２０が下円板４の突起部６、上円板８の突起部１０に嵌合し、更にセグメント１１に取り付けられているトレッド型１２が環状に一体となってタイヤのトレッドを成形する型を構成すると共に、上下のサイドウォール型９、５とも組み合わさってタイヤを成形する空間を構成する。上円板８の突起部１０の上面の上部調整プレート６１には、セグメント１１の上部の爪部１６が対面し、下円板４の突起部６の下面の下部調整プレート６４には、セグメント１１の下部の爪部１５が対面する状態となる。なお、ボルスタープレートを更に下降させることにともなって、上円板８に連結しているセグメント１１の開動に供されるシリンダは縮められる。

上円板８の下降、セグメント１１の内方への移動にともなって、ベース１側に設けられ、下円板４、下プラテン３の中央の穴から下円板４上の下サイドウォール型５より上方に突出しているブラダが型内にセットされる。

この後、ブラダ内に加硫のための加熱加圧媒体（蒸気など）が供給され、ブラダを介して生タイヤに内側から圧力がかけられ、かつ加熱されることにより、生タイヤは、上下のサイドウォール型９、５、及びトレッド型１２に合った形状に成形されると共に、加硫がなされる。上下のプラテン７、３の熱媒の通路３２、３１及びジャケット２３の通路３３にも高温蒸気が供給されているので、上下のプラテン７、３、上下の円板８、４を介して上下のサイドウォール型９、５に熱が伝わり、またジャケット２３、セグメント１１を介してトレッド型１２へと熱が伝わり、タイヤの両サイドウォール部、トレッド部が外側からも加熱されて加硫される。

タイヤの成形及び加硫中、ブラダを介してタイヤの内方に供給された加圧加熱媒体により、上下のサイドウォール型９、５には、その間隔を広げる方向の力が作用するが、セグメント１１の爪部１５が下円板４の突起部６の下面６ａに取り付けられた下部調整プレート６４に当接し、かつセグメント１１の爪部１６が上円板８の突起部１０の上面１０ａに取り付けられた上部調整プレート６１に当接して、下円板４と上円板８との間を所定の寸法に保った状態で挟持するので、上下のサイドウォール型９、５が開くことはない。つまり、ブラダ内に供給される加圧加熱媒体の圧力により金型コンテナ２が型締め（セルフロック）されるのである。上下の調整プレート６１、６４は、このように型締めされたときに上下の円板８と４の間隔が所定の寸法に保たれるように厚さが調整されている。

なお、上円板８の突起部１０に設けられる上部調整プレート６１及び下円板４の突起部６に設けられる下部調整プレート６４の厚さは、上円板８、下円板４にかかる圧力と同様の方向の力をジャッキなどで加え、上下の調整プレート６１、６４が、セグメント１１の爪部１６及び１５に当接した状態で上下の円板８、４間の寸法を測定し、その寸法が適正に納まるように選定される。

成形及び加硫が終了すると、先ず、ブラダ内の加圧加熱媒体が排出され、次いで上下のサイドウォール型９、５及びトレッド型１２が開かれて、完成したタイヤが取り出される。タイヤの取り出しに際し、先ず、上円板８に連結しているシリンダ（ジャケット２３を下降する際に縮められている）がピストンロッドを伸ばす方向に作動される。このシリンダの押出し力は、上プラテン７を介してセグメント１１に作用するが、セグメント１１の下端面は固定の下プラテン３上にあるので、シリンダは反力を受けてシリンダを取り付けてあるボルスタープレート、ジャケット２３と共に上昇する。ジャケット２３が上昇することにより、ジャケット２３とキー２５、Ｔ形溝２２を介して連結されているセグメント１１は、上昇するジャケット２３の内側面と滑動しながら半径方向外側に移動して行く。セグメント１１は、縮径するときと同様にセグメント１１の上部のキー１４と上プラテン７のＴ形溝１３に案内されて移動する。

シリンダがピストンロッドを所定量押し出すことにより、セグメント１１は所定量開かれセグメント１１の上下の爪部１６、１５は、上下の円板８、４の突起部１０、６から外れる。つまり、上下のサイドウォール型９、５の上下方向の拘束は解かれ、図１において中心線より右側に示す状態となる。図示はしていないが、トレッド型１２は、成形されたタイヤのトレッド部から離れている。

この後、装置本体の昇降装置によりボルスタープレートを上昇させることにより、ジャケット２３、セグメント１１、上円板８等を上方の所定の位置に退避させる。タイヤは下サイドウォール型５に乗った状態で露わとなり、側方から進入してくるタイヤ搬出装置により把持されて搬出される。

この実施の形態に係るタイヤ加硫装置によれば、上下の円板８、４の突起部１０、６に調整プレート６１、６４を設けることにより、加圧加硫時の上下の円板８、４間の寸法精度を維持するようにしたので、上下の円板８、４間の寸法を正確に、しかも比較的容易に確保することができ、製品であるタイヤの精度を維持することができる。また、上円板８と爪部１６との当接面である突起部１０の上面および爪部１６の下面、下円板４と爪部１５との当接面である突起部６の下面及び爪部１５の上面の加工精度をそれほどシビアにする必要がなくなり、加工に要する手間と時間を節減することができ、タイヤ加硫装置のコストダウンが図れる。

更に、この実施の形態においては、上部調整プレート６１及び下部調整プレート６４を３分割としているので、調整プレート６１、６４の扱いが容易となり、取り付け取り外しの作業がしやすくなる。また、分割された調整プレート６１、６４の分割位置６１ｄを隣り合うセグメント１１の間の隙間に一致させるようにしているので、調整プレート６１、６４の分割位置６１ｄには力が作用せず、セグメント１１の上下の爪部１６、１５および上下の円板８、４の突起部１０、６に偏摩耗等が生じることが少なくなる。

この実施の形態に係るタイヤ加硫装置によれば、調整プレート６１、６４をメンテナンスすることにより、上下のサイドウォール型９、５の取り付け面の寸法精度調整及び精度維持ができる。調整プレート６１、６４が磨耗した場合には、交換すればよく、精度の維持が容易である。

上記実施の形態では、上下の調整プレート６１、６４を３分割したものとしているが、一体ものであってもよい。また、分割の数も３分割には限られない。調整プレートは、上円板８及び下円板４側ではなく、セグメント１１側に設けてもよい。つまり、セグメント１１の爪部１５の上面、爪部１６の下面などに設けるのである。この場合、セグメント１１が分割されているので、セグメント１１ごとに調整プレートを設ける必要がある。更に、上側と下側とで調整プレートを設ける側を異ならせることもできる。例えば、上側においては、上円板８の突起部１０の上面に設け、下側においてはセグメント１１の爪部１５の上面に設けるのである。このようにすれば、調整プレートの取り付け、交換作業が上方からの作業となり、作業が容易となる。

本発明の一実施例に係るタイヤ加硫装置のコンテナ部分の断面図であり、中心線の左側はセグメントを閉めた状態、中心線の右側はセグメントを開いた状態を示す。 セグメントと上プラテンとの間のキー構造を示す図１中のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。 セグメントとジャケットとの間のキー構造を示す図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。 上円板の突起部の平面図である。 図１中の上円板の突起部とセグメントの爪部との拡大図である。 状態を異にする図５と同じ箇所の断面図である。 図１中の下円板の突起部とセグメントの爪部との拡大図である。 状態を異にする図７と同じ箇所の断面図である。

符号の説明

１ ベース
２ 金型コンテナ
３ 下プラテン
４ 下円板
５ 下サイドウォール型
６ 突起部
７ 上プラテン
８ 上円板
９ 上サイドウォール型
１０ 突起部
１１ セグメント
１２ トレッド型
１５ 爪部
１６ 爪部
２３ ジャケット
６１ 上部調整プレート
６４ 下部調整プレート

Claims (3)

1. タイヤの側部を成形するサイドウォール型をそれぞれ取り付けた上円板及び下円板と、
   タイヤのトレッド部を成形する複数に分割されたトレッド型を取り付けた複数のセグメントと、
   前記セグメントと斜面を介して係合し、上下動により前記セグメントを半径方向に移動し得る環状のジャケットとを備え、
   前記セグメントを半径方向内側に移動させた型閉鎖時には前記セグメントの上部及び下部に形成した爪部が前記上円板及び下円板の外周部の突起部に係合することにより前記上円板及び下円板が離間しないように保持するようにしたセルフロックコンテナを用いたタイヤ加硫装置において、
   前記上円板及び下円板の突起部と前記セグメントの爪部との当接面に、前記上円板と前記下円板との間の寸法を維持するための調整プレートを設けたことを特徴とするタイヤ加硫装置。
2. 前記調整プレートが、前記上円板及び下円板に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫装置。
3. 前記調整プレートが、複数に分割された分割プレートからなることを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ加硫装置。

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