JP5705762B2 - タイヤ加硫機、および、タイヤ加硫設備 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ加硫機、およびタイヤ加硫設備に関する。

建設機械などに用いられる大型のタイヤを加硫するタイヤ加硫設備にあっては、一般に、未加硫の生タイヤを、ローディング装置を用いて上方空間に上金型の無い状態の下金型にローディングして、上金型、もしくは下金型を移動させ、上金型と下金型とを閉じ、加熱加圧状態で加硫工程を行う。加硫工程を終えた加硫済みタイヤは、上金型と下金型とを開いた後、アンローディングされる。そして、これら一連の工程が繰り返し行われる。
特許文献１には、加硫工程終了時に加硫済みのタイヤが下金型側に残る加硫機において、ローディング装置を利用して、加硫機から加硫済みタイヤをアンローディングするタイヤ加硫設備が開示されている。

特開２０００−３１７９４３号公報

しかしながら、上記ローディング装置を用いて加硫済みタイヤのローディングおよびアンローディングを行う場合、ローディングおよびアンローディングにかかる時間が長時間化して、生産性が低下してしまうという課題がある。
より具体的には、加硫済みタイヤをアンローディングする工程から次の生タイヤをローディングする工程において、ローディング装置は、下金型の上方から上金型を退避させた後に、タイヤを把持するチャッキング装置を、下金型上方のローディング位置から搬出位置まで移動させた後、搬入位置からローディング位置まで移動させる。そのため、ローディング装置に二度の往復動作が生じてしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、タイヤのローディングおよびアンローディングにかかる時間を短縮して生産効率を向上できるタイヤ加硫機およびタイヤ加硫設備を提供することを目的とする。

本発明に係るタイヤ加硫機の第一態様は、下金型と下金型の上部に配置される上金型とで、内部にローディングされたタイヤの加硫を行うタイヤ加硫機であって、前記下金型を支持する下金型支持部と、前記上金型を支持する上金型支持部と、前記上金型支持部を水平方向に移動させる移動機構と、前記上金型支持部に支持された前記上金型を上下方向に移動させる昇降機構と、前記昇降機構により前記下金型の上方に前記上金型が退避した状態で、前記下金型に収容された加硫済みのタイヤを押し上げるリフト機構と、前記上金型支持部に支持され、前記リフト機構で押し上げる位置よりも外周側で前記加硫済みのタイヤの下側を支持する支持位置と、前記加硫済みのタイヤよりも外周側に位置する退避位置とに移動可能なタイヤ支持部と、を備え、前記上金型支持部は、内部に加硫するための蒸気が供給されるドーム部を備え、前記タイヤ支持部は、前記ドーム部に設けられている。

本発明に係るタイヤ加硫機の第二態様では、上記第一態様のタイヤ加硫機における前記タイヤ支持部が、前記上金型支持部に回転可能に支持された軸部と、前記軸部から延びるアーム部と、前記アーム部から突出して前記加硫済みのタイヤの下側を支持可能な支持部とを有していてもよい。

本発明に係るタイヤ加硫設備は、上記第一態様または第二態様のタイヤ加硫機と、前記タイヤ加硫機に隣接して配置されて、前記タイヤ加硫機の前記下金型支持部に支持された前記下金型に未加硫のタイヤを配置可能なローディング機構と、前記タイヤ加硫機に隣接して配置されて、前記タイヤ加硫機の前記移動機構で横方向に移動した前記加硫済みのタイヤを受け取り可能な受け取り機構とを備える。

本発明の上記態様に係るタイヤ加硫機によれば、タイヤのローディングおよびアンローディングにかかる時間を短縮して、生産効率を向上することが可能になる。

本発明の一実施形態におけるタイヤ加硫設備を示す側面図である。 同実施形態における加硫工程を示す側面図である。 同実施形態における上金型支持部の上昇状態を示す側面図である。 同実施形態における加硫済みタイヤをアンローディングする工程を示す側面図である。 同実施形態における加硫済みタイヤをアンローディングする工程を示す側面図である。 同実施形態における加硫済みタイヤをアンローディングする工程を示す側面図である。 同実施形態における未加硫の生タイヤをローディングする工程を示す側面図である。 同実施形態における加硫工程前の状態を示す側面図である。 同実施形態における加硫工程前の状態を示す側面図である。 同実施形態における上金型支持部の斜視図である。 同実施形態における上金型支持部の平面図である。 同実施形態の変形例における図１０に相当する平面図である。

以下、本発明の実施形態に係るタイヤ加硫機３、および、タイヤ加硫設備１について説明する。
図１は、本実施形態のタイヤ加硫設備１を示している。本実施形態におけるタイヤ加硫設備１は、建設機械等の大型のタイヤを加硫する加硫設備である。なお、本実施形態の説明においては、特に必要がある場合を除き、未加硫の生タイヤＴ１（以下、単に生タイヤＴ１と称する）が搬入される紙面左方を「前方」、加硫済みタイヤＴ２が搬出される紙面右方を「後方」と称する。

タイヤ加硫設備１は、生タイヤＴ１（図２参照）が搬入される前方から加硫済みタイヤＴ２（図２参照）が搬出される後方に向かって、ローディング機構２、タイヤ加硫機３、受け取り機構４の順に並んで配置されている。
タイヤ加硫機３は、下金型６と、この下金型６の上部に配置される上金型７とを備え、これら下金型６と上金型７とにより分割形成される金型５の内部にローディングされた生タイヤＴ１を加硫する。なお、生タイヤＴ１は、その軸線方向が上下方向を向くようにして金型５に収容される。

上金型７は、上金型支持部９に支持されており、上金型支持部９が、昇降機構１１に支持されている。一方、下金型６は、下金型支持部８に支持されており、下金型支持部８は、所定のフロア位置に固定的に設置されている。

昇降機構１１は、上下方向に伸縮可能なシリンダー１２を備え、上金型支持部９は、上記シリンダー１２に固定されている。シリンダー１２の下端部１２ａは、移動機構１３に支持されており、この移動機構１３によって、上記昇降機構１１および上金型支持部９が水平方向、より具体的には、前後方向に移動可能とされる。この移動機構１３は、前後方向に延在するレール１３ａと、図示しないアクチュエータとを備え、このアクチュエータの駆動により上記昇降機構１１がレール１３ａに沿って前後水平方向に変位可能とされる。この移動機構１３によって、上金型支持部９は、下金型支持部８の鉛直上方の位置から受け取り機構４の鉛直上方の位置の間で水平移動可能とされている。

ここで、上記昇降機構１１は、上金型支持部９が下金型支持部８の鉛直上方に位置する場合（図２、図３参照）、ならびに、上金型支持部９が下金型支持部８の鉛直上方の位置から水平後方に相対移動している場合（図６、図７参照）に、上金型支持部９を上下方向に移動させることが可能となっている。

図３、図４を参照し、下金型６は、周方向に分割形成されたセグメンタルモールド１５を有しており、このセグメンタルモールド１５が、主に生タイヤＴ１のトレッド部を成型する。このセグメンタルモールド１５は、隣接するセグメント同士が離間する開放位置（図４参照）と、隣接するセグメント同士が密着する閉塞位置（図３参照）との間で変位可能とされる。セグメンタルモールド１５は、図示しない駆動機構によって上方にスライドされることで開放位置まで変位される一方、開放位置から下方にスライドされることで閉塞位置まで変位される。

下金型支持部８は、下金型６に収容されている加硫済みタイヤＴ２を押し上げて離型させるリフト機構１６を有している。このリフト機構１６は、下金型６の上方に上金型７が退避するように上金型支持部９が昇降機構１１により上昇された状態で、且つ、上記セグメンタルモールド１５が開放位置にあるときに加硫済みタイヤＴ２を押し上げて下金型６から加硫済みタイヤＴ２を離型させる。

リフト機構１６は、図示しないシリンダーにより昇降可能に設けられ、加硫済みタイヤＴ２の内周縁であるビード部を下方から押圧することで加硫済みタイヤＴ２を上方へ持ち上げる。そして、リフト機構１６は、下金型６に収容されている加硫済みタイヤＴ２を押し上げて離型させた後、所定の押上位置（図４参照）で加硫済みタイヤＴ２を保持する。

上金型支持部９は、円筒状のドーム部１９と、ドーム部１９内に設けられたボルスタープレート（図示せず）とを有している。また、ドーム部１９内には、加硫するための蒸気が供給される。

さらに、上金型支持部９は、円筒状のドーム部１９にタイヤ支持機構２０を備えている。このタイヤ支持機構２０は、上記押上位置で保持された加硫済みタイヤＴ２を下方から支持することが可能となっている。このタイヤ支持機構２０によって加硫済みタイヤＴ２を支持した状態で、上金型支持部９を昇降機構１１により上昇させるとともに、移動機構１３によって後方に水平移動させることで、加硫済みタイヤＴ２を搬送することが可能となっている。

タイヤ加硫機３の前方に隣接して設置されたローディング機構２は、タイヤ加硫設備１の外部から搬送された生タイヤＴ１を下金型６にローディングする。ローディング機構２は、前後水平方向に延在するレール１３ａに沿って、未加硫のタイヤを受け取る搬入位置（図２参照）と、下金型支持部８に生タイヤＴ１を収容するローディング位置（図６参照）との間を移動可能とされている。

ローディング機構２は、一対のガイド２２に沿って上下に変位可能に設けられたチャッキング装置２３を備えている。このチャッキング装置２３は、生タイヤＴ１のビード部１８の内側に入り込み広がることでビード部１８の内周を全周に亘って引っ掛ける爪（図示せず）を有しており、タイヤ加硫設備１の外部から搬送されてきた生タイヤＴ１を内周側から掴んで持ち上げることが可能となっている。

受け取り機構４は、タイヤ加硫機３に隣接して設けられ、上記ローディング機構２とは前後方向における反対側に配置されている。受け取り機構４は、加硫済みタイヤＴ２を載置可能な、例えば、ビード部を下方から支持する受取台などを備えており、この受取台に載置された加硫済みタイヤＴ２が、図示しない搬送装置によりタイヤ加硫設備１の外部へと搬送される。

図１０、図１１はこの実施形態におけるタイヤ支持機構２０を示している。このタイヤ支持機構２０は、加硫済みタイヤＴ２をその下面側から支持可能な一対のタイヤ支持部２５を備えている。各タイヤ支持部２５は、上記ドーム部１９の外周面に回動自在に取り付けられた回転軸２６と、例えば、Ｈ型鋼などを用いて形成された揺動アーム部２７と、支持アーム部２８とを備えている。各タイヤ支持部２５の回転軸２６は、加硫済みタイヤＴ２のビード部１８の内径よりも大きく、加硫済みタイヤＴ２の外径よりも小さい間隔で配置されている。揺動アーム部２７は、一端部が回転軸２６に揺動可能に支持されており、支持アーム部２８は、揺動アーム部２７の他端部間に亘って取り付けられている。

揺動アーム部２７には、油圧シリンダーやエアシリンダーなどからなる伸縮機構２９が係合されている。伸縮機構２９のインナーロッド３０の端部は、揺動アーム部２７に対して相対的な傾動が可能とされている。また、伸縮機構２９のアウターケース３１は、その長手方向の中央部が、ドーム部１９に対して傾動可能に支持されている。

タイヤ支持部２５は、上記伸縮機構２９の伸縮動作により揺動アーム部２７を揺動可能となっている。タイヤ支持部２５は、リフト機構１６で押し上げるビード部１８よりも加硫済みタイヤＴ２の外周側で加硫済みタイヤＴ２の下側を支持する支持位置（図１０中、実線で示す）と、加硫済みタイヤＴ２よりも外周側に位置する退避位置（図１０中、二点鎖線で示す）との間で変位可能となっている。なお、図１１においては、タイヤ支持部２５が退避位置にある場合を示している。

タイヤ支持部２５は、上記支持位置において、揺動アーム部２７がドーム部１９の軸方向下側に向かって延在され、これにより支持アーム部２８がドーム部１９の直下を横切るように延在される。一方、タイヤ支持部２５は、上記退避位置において、揺動アーム部２７がドーム部１９の径方向外側に向かって延在され、支持アーム部２８がドーム部１９の外周面よりも径方向外側で延在される状態となる。

次に、タイヤ支持機構２０によって加硫済みタイヤＴ２を持ち上げる動作について図４を参照して説明する。

まず、タイヤ支持部２５を退避位置（図４中、鎖線で示す）とした状態で、加硫済みタイヤＴ２のサイドウォール部およびショルダー部の下端Ｐ１が、支持位置としたときの支持アーム部２８の上端面の位置Ｐ２よりもやや上方の保持位置まで、加硫済みタイヤＴ２をリフト機構１６により持ち上げる。

次いで、タイヤ支持部２５を退避位置から支持位置（図４中、実線で示す）まで変位させる。すると、支持アーム部２８が加硫済みタイヤＴ２の下方、且つ、ビード部１８よりも径方向外側に延在される状態になる。この状態で、リフト機構１６を下降させると、支持アーム部２８が、加硫済みタイヤＴ２のビード部よりも外側のサイドウォール部やショルダー部に当接する。そして、この当接状態からリフト機構１６をさらに下降させると、加硫済みタイヤＴ２がリフト機構１６から離脱して持ち上げられる。なお、上記加硫済みタイヤＴ２を持ち上げるのとは反対に、タイヤ支持部２５から下ろす際には、上述した受け取り機構４の受取台（図示せず）に加硫済みタイヤＴ２のビード部１８を載置してタイヤ支持部２５を支持位置から退避位置に変位させることで、タイヤ支持部２５から加硫済みタイヤＴ２を下ろすことができる。

次に、上述したタイヤ加硫設備１におけるタイヤ加硫に係る一連の工程について図面を参照して説明する。なお、この工程の説明においては、加硫機による加硫工程を始点として一連の工程を説明する。
まず、図２に示すように、搬入された生タイヤＴ１を、軸線が上下方向を向く状態でローディング機構２によりチャッキングして、上昇位置で待機させる。この際、タイヤ加硫機３では、閉塞された金型５内に収容された生タイヤＴ１を加熱加圧状態で加硫する加硫工程を行っている。

次に、図３に示すように、加硫工程が終了すると、昇降機構１１により上金型支持部９が上昇される。この際、加硫済みタイヤＴ２は、上金型７から離型され下金型６に収容された状態となる。なお、符号「３３」は、加硫工程においてタイヤ内面を押圧するブラダーである。

次いで、図４に示すように、セグメンタルモールド１５が開放位置にスライドされ、さらに、加硫済みタイヤＴ２が下金型支持部８のリフト機構１６によって持ち上げられる。これにより加硫済みタイヤＴ２が下金型６から離型される。そして、下金型６から離型された加硫済みタイヤＴ２は、リフト機構１６によって所定の押上位置まで持ち上げられて保持される。すると、タイヤ支持機構２０の伸縮機構２９が伸長側へ変位し、タイヤ支持部２５が退避位置から支持位置まで変位する。そして、この状態で、リフト機構１６が下降する。これによって、図５に示すように、加硫済みタイヤＴ２がタイヤ支持機構２０によって搬送可能な状態となる。

さらに、図６に示すように、移動機構１３により上金型支持部９とローディング機構２とが後方に移動する。これにより、ローディング機構２に支持されている生タイヤＴ１と、タイヤ支持機構２０に支持されている加硫済みタイヤＴ２とが、略同時に水平後方に移動する。そしてローディング機構２は下金型支持部８の上方のローディング位置に停止され、上金型支持部９は受け取り機構４の鉛直上方の位置に停止される。そして、上金型支持部９は、昇降機構１１により下降されて、加硫済みタイヤＴ２が受け取り機構４により下方から支持されて受け取り機構４に載置される。

次いで、図７に示すように、タイヤ支持機構２０のタイヤ支持部２５が退避位置へと変位するとともに、リフト機構１６が生タイヤＴ１の下側のビード部に当接する位置まで上昇する。
そして、図８に示すように、チャッキング装置２３とリフト機構１６とが同時に下降して、生タイヤＴ１が開放位置にあるセグメンタルモールド１５の内側に収容される。その後、チャッキング装置２３が生タイヤＴ１に対するチャッキングを解除して上昇する。

その後、図９に示すように、ローディング機構２と上金型支持部９とが移動機構１３により前方に移動されて、ローディング機構２が搬入位置に配置され、上金型支持部９が下金型支持部８の直上に配置される。そして、図２に示すように、上金型支持部９が下降して、金型５が閉塞され、金型５内に収容された生タイヤＴ１の加硫工程が行われることとなる。

したがって、上述した実施形態のタイヤ加硫機３によれば、上金型支持部９を移動機構１３と昇降機構１１とにより水平方向に移動させたり上下方向に昇降させることが可能になるとともに、上金型支持部９に加硫済みタイヤＴ２の下側を支持可能なタイヤ支持部２５を設けて、加硫済みタイヤＴ２を持ち上げることが可能になったことで、加硫済みタイヤＴ２の搬出時にローディング機構２を用いずに、上金型支持部９の移動により加硫済みタイヤＴ２を搬出することが可能となる。

さらに、ローディング機構２により生タイヤＴ１をローディングする際に、上金型支持部９が下金型支持部８の上方から後方へ退避することとなるが、この上金型７の移動を有効利用して、加硫済みタイヤＴ２を持ち上げてアンローディングすることができるため、ローディング機構２がローディングおよびアンローディングのために二往復する必要がなくなり、生タイヤＴ１のローディングおよび加硫済みタイヤＴ２のアンローディングにかかる時間を短縮することができる。

また、下金型６に収容されている加硫済みタイヤＴ２をリフト機構１６により押し上げて、下金型６から加硫済みタイヤＴ２を離型させることができるので、例えば、上金型７に加硫済みタイヤＴ２が張り付いたまま、受け取り機構４まで搬送されて、受け取り機構４で加硫済みタイヤＴ２を離型させる場合と比較して、受け取り機構４の構成を簡素化することができる。
また、ローディング機構２を用いて加硫済みタイヤＴ２のアンローディングを行う場合に必要となる一般的なリフト機構１６をそのまま利用することができるため、既設のタイヤ加硫設備に対しても容易に適用することができる。

さらに、上金型支持部９に回転可能に支持される回転軸２６と、回転軸２６から延びる揺動アーム部２７と、揺動アーム部２７から突出して加硫済みタイヤＴ２の下側を支持可能な支持アーム部２８とによりタイヤ支持部２５が形成されることで、タイヤ支持部２５の構成が複雑化することなしに十分な強度を確保することができるため、とりわけ大型タイヤの搬送において有利となる。

そして、上述した実施形態のタイヤ加硫設備１によれば、上述したタイヤ加硫機３に隣接して配置されるローディング機構２と、タイヤ加硫機３に隣接して配置されて、タイヤ加硫機３の移動機構１３で後方に移動した加硫済みタイヤＴ２を受け取り可能な受け取り機構４とを備えていることで、生タイヤＴ１をローディングする工程と、加硫済みタイヤＴ２をアンローディングする工程とを略同時に行うことができるため、ローディングおよびアンローディングの工程にかかる時間を短縮して、生産効率を向上することが可能となる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。

例えば、上述した実施形態においては、支持アーム部２８の両端が揺動アーム部２７に支持されるいわゆる両持ちタイプのタイヤ支持部２５を一例に説明したが、支持アーム部２８の片端のみが揺動アーム部２７に支持される片持ちタイプのタイヤ支持部２５を用いても良い。

更に、上述した実施形態においては、タイヤ支持部２５が退避位置と支持位置との間を揺動により移動可能な場合について説明したが、例えば、上記実施形態の変形例として図１２に示すように、支持アーム部２８の端部を、支持アーム部２８の延在方向とは垂直な水平方向にスライド可能に支持して、支持アーム部２８を、加硫済みタイヤＴ２の下側を支持する支持位置と、加硫済みタイヤＴ２よりも外周側に位置する退避位置とに移動させる構成としても良い。この場合、支持アーム部２８は、例えば、図示しないモータの駆動力をドライブチェーンやボールねじなどを介して伝達してスライドさせれば良い。

また、上記実施形態においては、伸縮機構２９により揺動アーム部２７を傾動する一例を説明したが、伸縮機構２９に限られず、例えば、揺動アームの回転軸２６をモータなどにより回転させることで揺動アーム部２７を揺動させるようにしても良い。

本発明は、上金型と下金型とを備えるタイヤ加硫機およびタイヤ加硫システムについて広く適用可能である。

２ ローディング機構
４ 受け取り機構
６ 下金型
７ 上金型
８ 下金型支持部
９ 上金型支持部
１１ 昇降機構
１３ 移動機構
１６ リフト機構
２５ タイヤ支持部
２６ 回転軸（軸部）
２７ 揺動アーム部（アーム部）
２８ 支持アーム部（支持部）
Ｔ１ 生タイヤ
Ｔ２ 加硫済みタイヤ

Claims (3)

1. 下金型と該下金型の上部に配置される上金型とで、内部にローディングされたタイヤの加硫を行うタイヤ加硫機であって、
   前記下金型を支持する下金型支持部と、
   前記上金型を支持する上金型支持部と、
   前記上金型支持部を水平方向に移動させる移動機構と、
   前記上金型支持部を上下方向に移動させる昇降機構と、
   前記昇降機構により前記下金型の上方に前記上金型が退避するように前記上金型支持部を上昇させた状態で、前記下金型に収容された加硫済みのタイヤを押し上げるリフト機構と、
   前記上金型支持部に支持され、前記リフト機構で押し上げる押上位置よりも外周側で前記加硫済みのタイヤの下側を支持する支持位置と、
   前記加硫済みのタイヤよりも外周側に位置する退避位置とに移動可能なタイヤ支持部とを備え、
   前記上金型支持部は、内部に加硫するための蒸気が供給されるドーム部を備え、
   前記タイヤ支持部は、前記ドーム部に設けられているタイヤ加硫機。
2. 請求項１に記載したタイヤ加硫機であって、
   前記タイヤ支持部は、
   前記上金型支持部に回転可能に支持された軸部と、
   前記軸部から延びるアーム部と、
   前記アーム部から突出して前記加硫済みのタイヤの下側を支持可能な支持部とを有するタイヤ加硫機。
3. 請求項１又は２に記載したタイヤ加硫機と、
   前記タイヤ加硫機に隣接して配置されて、前記タイヤ加硫機の前記下金型支持部に支持された前記下金型に未加硫のタイヤを配置可能なローディング機構と、
   前記タイヤ加硫機に隣接して配置されて、前記タイヤ加硫機の前記移動機構で後方向に移動した前記加硫済みのタイヤを受け取り可能な受け取り機構とを備えるタイヤ加硫設備。

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