JP6503821B2 - タイヤ加硫用モールドの予熱方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ加硫用モールドの予熱方法に関し、さらに詳しくは、エネルギー消費を抑制して効率的にタイヤ加硫用モールドを予熱することができるタイヤ加硫用モールドの予熱方法に関するものである。

タイヤの製造工程では順次グリーンタイヤが連続的に加硫される。仕様（形状や大きさ等）が異なるタイヤを同じ加硫機で加硫する場合には、加硫機に設置されているタイヤ加硫用モールドを異なるタイヤ加硫用モールドに取り替える。このようにモールドを取り替えた際には、モールドがある程度の高温になっていないとグリーンタイヤの加硫を開始することができないため、所定の温度に達するまで工程に時間ロスが生じる。連続的にグリーンタイヤを加硫している途中で何らかの理由によって加硫を中断した場合に、新たなグリーンタイヤを加硫し始める際にも同様の理由で工程に時間ロスが生じる。

このような工程の時間ロスを低減するため、モールドの予熱が行われている。従来のモールドの予熱方法では、例えば、モールドを取り付けた加硫用コンテナの外周面を熱板によって加熱する。実際に温度を高くしたい領域はモールドのタイヤ成形面（タイヤ成形面）であるが、モールドのタイヤ成形面からは熱板から供給された熱が放熱するため、所定の温度までタイヤ成形面を加熱するには必要以上の時間を要するという問題がある。換言すれば、モールドの予熱のために無駄なエネルギーを消費している。

モールドを予熱する別の方法としては、モールドを取り付けた加硫用コンテナの外周面を熱板によって加熱しつつ、モールドの内部に配置した加硫用ブラダに加熱流体を供給して加硫用ブラダをモールドのタイヤ成形面に接触させない状態にしてモールドのタイヤ成形面側から加熱する方法が提案されている（特許文献１参照）。この方法では、熱板および加硫用ブラダが熱源となるため多大なエネルギーが必要になる。また、加硫用ブラダに加熱流体を供給しても、その加熱流体による熱は加硫用ブラダを介してモールドのタイヤ成形面に向かって放熱されるので極めて熱伝導率は悪くなる。加えて、この方法では、モールドの内部に加硫用ブラダを設置した状態にしなければ予熱を行うことができないという問題もある。

特開２００９−９０５０１号公報

本発明の目的は、エネルギー消費を抑制して効率的にタイヤ加硫用モールドを予熱することができるタイヤ加硫用モールドの予熱方法を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のタイヤ加硫用モールドの予熱方法は、タイヤ加硫用コンテナの内部にタイヤ加硫用モールドを取り付けて、前記タイヤ加硫用モールドを予備加熱するタイヤ加硫用モールドの予熱方法であって、前記タイヤ加硫用モールドに形成されたタイヤ成形面を覆う位置に放熱抑制材を配置して、前記タイヤ加硫用コンテナの外側面を加熱することを特徴とする。

本発明によれば、タイヤ加硫用コンテナの内部に取り付けたタイヤ加硫用モールドに形成されたタイヤ成形面を覆う位置に配置した放熱抑制材によって、加硫用コンテナの外側面から供給される熱がタイヤ加硫用モールドのタイヤ成形面から放熱することが抑制される。そのため、タイヤ加硫用コンテナの外側面から加熱するだけであっても短時間にタイヤ加硫用モールドのタイヤ成形面を昇温させるには有利になる。それ故、エネルギー消費を抑制して効率的にタイヤ加硫用モールドのタイヤ成形面を予熱することが可能になる。これに伴い、加硫工程での時間ロスを低減することができるのでタイヤの生産性向上に寄与する。また、タイヤ加硫用モールドの内側に加硫用ブラダを設置しなくても予熱を行うことができる。

ここで、例えば、前記放熱抑制材を前記タイヤ成形面に接触させて配置することも、前記放熱抑制材を前記タイヤ成形面と間隔をあけて配置することもできる。前者の場合は、タイヤ加硫用モールドのタイヤ成形面からの放熱をより抑制することが可能になる。後者の場合は、使用する放熱抑制材の形状の自由度が増大する。

前記放熱抑制材としては例えば、グラスウールまたは発泡体を用いる。或いは、加硫済みタイヤを使用することもできる。前記加硫済みタイヤとしては、前記タイヤ加硫用モールドと同じタイヤ成形面を有するタイヤ加硫用モールドにより加硫されたものを使用することもできる。このような加硫済みタイヤを使用すると、放熱抑制材として機能する加硫済みタイヤをタイヤ加硫用モールドのタイヤ成形面に密着させることができる。

前記タイヤ加硫用コンテナを、加硫用ブラダを備えた加硫機に設置する前に前記予備加熱をすることも、前記タイヤ加硫用コンテナを、加硫用ブラダを備えた加硫機に設置した状態で前記予備加熱をすることもできる。前者の場合、タイヤ加硫用モールドの予熱のために加硫機を占有することがないので、加硫機不足に起因するタイヤの生産性低下が生じることがない。後者の場合、予熱したタイヤ加硫用モールドの温度がタイヤ加硫用コンテナを加硫機に設置するまでの間に低下することを回避することができる。

前記タイヤ加硫用コンテナを、加硫用ブラダを備えた加硫機に設置した状態で前記予備加熱を行う場合に、前記加硫用ブラダを内部に注入した非加熱加圧媒体により膨張させて、この膨張した加硫用ブラダを前記放熱抑制材に接触させることもできる。これにより、放熱抑制材を容易にタイヤ加硫用モールドのタイヤ成形面に密着させることも可能になる。

タイヤ加硫用モールドが取り付けられたタイヤ加硫用コンテナを例示する縦断面図である。 図１のセクタモールドおよびセグメントを例示する平面図である。 タイヤ加硫用モールドのタイヤ成形面を覆う位置に放熱抑制材を配置した図１のタイヤ加硫用コンテナを例示する右半分縦断面図である。 放熱抑制材の変形例を示す図１のタイヤ加硫用コンテナの右半分縦断面図である。 放熱抑制材の別の変形例を示す図１のタイヤ加硫用コンテナの右半分縦断面図である。 放熱抑制材のさらに別の変形例を示す図１のタイヤ加硫用コンテナの右半分縦断面図である。 加硫機に設置する前のタイヤ加硫用モールドのタイヤ成形面を覆う位置に放熱抑制材を配置した図１のタイヤ加硫用コンテナを例示する右半分縦断面図である。 放熱抑制材の違いによる予熱必要時間を示すグラフ図である。 放熱抑制材とモールドのタイヤ成形面とのすき間の大きさの違いによる保温効果を示すグラフ図である。

以下、本発明のタイヤ加硫用モールドの予熱方法を、セクショナルタイプのモールドを予備加熱する場合を例にして、図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１に例示するタイヤ加硫用コンテナ１（以下、コンテナ１という）の内部には、セクショナルタイプのタイヤ加硫用モールド１０（以下、モールド１０という）が取り付けられている。このモールド１０は、図２に例示するように、環状に配置されてタイヤトレッドを成形する複数（例えば、８個程度）のセクタモールド１１と、タイヤサイドウォールを成形する環状の上側サイドモールド１２ａおよび下側サイドモールド１２ｂとで構成されている。それぞれのモールド１０の内側面にタイヤ成形面Ｓが形成されている。図中の一点鎖線は、環状に配置されたセクタモールド１１の環状中心線ＣＬを示している。

この実施形態では、コンテナ１は加硫機８に設置されている。加硫機８は加硫用ブラダ９ａを備えた中心機構９を有し、この加硫用ブラダ９ａはモールド１０の内側に配置された状態になっている。

コンテナ１は、それぞれのセクタモールド１１の外周面に取り付けられるセグメント３と、上側サイドモールド１２ａが取り付けられる昇降プレート４と、下側サイドモールド１２ｂが取り付けられるボトムプレート５と、上下移動するコンテナリング２とを備えている。昇降プレート４、コンテナリング２は、油圧シリンダ等により独立別個に上下移動する。セグメント３の外周面およびコンテナリング２の内周面は、下方に向かって外周側に広がって傾斜している。

セグメント３は水平方向にスライド可能に昇降プレート４に吊設されている。セグメント３の外周傾斜面とコンテナリング２の内周傾斜面とはスライド可能に係合されていて、コンテナリング２の上下移動によりセグメント３が水平方向にスライドする。

下方移動させてボトムプレート５の上面に当接したセグメント３は、コンテナリング２を下方移動させることにより、ボトムプレート５の上面上を摺動して、それぞれのセクタモールド１１を環状中心線ＣＬに対して前進移動させる構成になっている。

コンテナリング２をさらに下方移動させて、それぞれのセグメント３とともにセクタモールド１１を環状中心線ＣＬに対して前進移動させることにより、それぞれのセクタモールド１１が環状に組み付けられるともに、上側サイドモールド１２ａおよび下側サイドモールド１２ｂと組み付けられてモールド１０が型締めされる。

コンテナ１の外側面には熱板等の加熱体７が設置されている。加熱体７は、それぞれのモールド１０の外側位置に対応するように、コンテナ１の上面、側面、下面のそれぞれに設置されている。

以下、本発明によりモールド１０を予熱する手順の一例を説明する。

図３に例示するように、それぞれのセクタモールド１１、上側サイドモールド１２ａおよび下側サイドモールド１２ｂのタイヤ成形面Ｓを覆う位置に放熱抑制材６を配置する。放熱抑制材６は、例えばグラスウール等の繊維系断熱材、樹脂やゴムやエラストマー等の種々の材料の発泡系断熱材など、いわゆる断熱性に優れた部材を用いることができる。熱拡散係数（温度拡散率）が１ｍｍ²／ｓ以下の断熱材を放熱抑制材６として用いるとよい。

これらモールド１０のタイヤ成形面Ｓの全面を放熱抑制材６により覆うことが望ましいが、例えばタイヤ成形面Ｓの全面に対して７０％以上の面積を放熱抑制材６により覆うことができればよい。この実施形態では、モールド１０のタイヤ成形面Ｓに放熱抑制材６を接触（密着）させて配置している。

そして、モールド１０を取り付けたコンテナ１を加硫機８に設置して型締めした状態にする。この状態でコンテナ１の外側面に取り付けた加熱体７を加熱する（発熱させる）。加熱体７の加熱温度は例えば１５０℃〜１９０℃である。

モールド１０には加熱体７から熱が供給されて予備加熱される。ここで、モールド１０のタイヤ成形面Ｓを覆う位置に配置した放熱抑制材は、加熱体７から供給される熱がこれらモールド１０のタイヤ成形面Ｓから放熱することを抑制する。そのため、コンテナ１の外側面から加熱するだけであっても短時間にモールド１０のタイヤ成形面Ｓを昇温させることができる。したがって、エネルギー消費を抑制して効率的にモールド１０のタイヤ成形面Ｓを予熱することが可能になる。

予熱によってモールド１０のタイヤ成形面Ｓが所定の温度まで上昇すると、モールド１０を開型して内部にグリーンタイヤを設置し、次いで、モールド１０を閉型した後に型締めしてグリーンタイヤの加硫を開始する。したがって、本発明によれば、モールド１０のタイヤ成形面Ｓが所定の温度に上昇するまでの待ち時間が短くなり、加硫工程での時間ロスを低減できるのでタイヤの生産性向上にも寄与する。

この実施形態のように、放熱抑制材６をそれぞれのモールド１０のタイヤ成形面Ｓに接触させて配置すると、それぞれのモールド１０のタイヤ成形面Ｓと放熱抑制材６との間にすき間（空気層）がほとんど存在しなくなる。そのため、熱が放熱されるすき間が無くなり、モールド１０のタイヤ成形面Ｓからの放熱をより抑制することが可能になる。

図４に例示するように、放熱抑制材６をそれぞれのモールド１０のタイヤ成形面Ｓと間隔をあけて配置することもできる。放熱抑制材６とそれぞれのモールド１０のタイヤ成形面Ｓとの間のすき間があっても過大でなければ（すき間が例えば２０ｍｍ以下であれば）、相当の放熱抑制効果を得ることができる。この場合、使用できる放熱抑制材６の形状の自由度が増大するという利点がある。

図５に例示するように、放熱抑制材６として加硫済みタイヤ６ａを使用することもできる。加硫ゴムは多量の熱を蓄熱することが可能なので放熱抑制材６として機能させることができる。加硫済みタイヤ６ａとしては、これらのモールド１０と同じタイヤ成形面Ｓを有するモールドにより加硫されたものを使用することもできる。この場合、モールド１０のタイヤ成形面Ｓに、放熱抑制材６として機能する加硫済みタイヤ６ａを密着させることができる。それ故、放熱をより抑制するには有利になる。

図６に例示する放熱抑制材６は、伸縮性を有するゴム製や樹脂製の筒状のフィルムである。この放熱抑制材６は、加硫用ブラダ９ａの外表面に配置されている。そして、加硫用ブラダ９ａに空気などの常温の非加熱加圧媒体を注入して膨張させることにより、放熱抑制材６に接触させている。このように加硫用ブラダ９ａを用いることにより、放熱抑制材６をそれぞれのモールド１０のタイヤ成形面Ｓを覆う位置に安定して配置できる。また、加硫用ブラダ９ａを大きく膨張させれば放熱抑制材６をモールド１０のタイヤ成形面Ｓに接触させて配置し易くなる。特に、それぞれのモールド１０のタイヤ成形面Ｓと放熱抑制材６との間にすき間がほとんど存在しない状態にして放熱抑制材６をそれぞれのモールド１０のタイヤ成形面Ｓに密着させることが可能になる。

上述した実施形態では、コンテナ１を加硫機８に設置した状態でモールド１０を予熱しているので、モールド１０のタイヤ成形面Ｓが所定の温度まで上昇すると直ちにグリーンタイヤの加硫を開始することができる。したがって、コンテナ１を加硫機８に設置するまでの間に予熱したモールド１０の温度が低下するという問題が生じない。

図７に例示するように、コンテナ１を加硫機８に設置する前に、それぞれのモールド１０のタイヤ成形面Ｓを覆う位置に放熱抑制材６を配置して加熱体７を加熱することにより、それぞれのモールド１０のタイヤ成形面Ｓを予熱することもできる。例えば、加硫機８の近傍に位置する予熱ステーションにてこの予熱を行う。この場合、モールド１０の予熱のために加硫機８を占有することがないので、加硫機不足に起因するタイヤの生産性低下が生じることがない。

放熱抑制材６としては、加硫の際にグリーンタイヤが外嵌される剛性内型（金属コア）を用いることもできる。剛性内型は金属製なのでゴム製の加硫ブラダ９ａに比して熱伝導性に優れている。そのため、コンテナ１の外側面を加熱するとともに剛性内型を加熱することにより、モールド１０のタイヤ成形面Ｓからの放熱を抑制しつつ迅速に予熱することが可能になる。それ故、剛性内型を用いるとモールド１０の予熱に要するエネルギーを最小限にすることができる。

本発明は、セクショナルタイプのモールドに限らず、タイヤ赤道面でタイヤ幅方向に分割されるいわゆる２分割タイプのタイヤ加硫用モールドを予熱する際にも適用できる。

同一のモールドを図１に例示したようにコンテナに取り付けて加硫機に設置してコンテナの外側面を同条件で加熱し、表１に示すように放熱抑制材の有無や仕様を異ならせて４通りの方法（従来例、実施例１〜３）についてモールドの予熱必要時間を測定した。実施例３では剛性内型を約８０℃に加熱した。その測定結果を図８に示す。

図８に記載のグラフでは、縦軸を、モールドのタイヤ成形面が一定の初期温度から一定の目標温度に到達するまでに要する時間（予熱必要時間）として、従来例を基準の１００として指数で示している。指数の値が小さい程、予熱必要時間が短いことを意味している。

図８に示す結果から、実施例１〜３は従来例に比して予熱必要時間を短縮できることが分かる。

また、同一のモールドを図１に例示したようにコンテナに取り付けて加硫機に設置し、コンテナの外側面を同条件で加熱して、同一の放熱抑制材を用いて、その放熱抑制材とモールドのタイヤ成形面とのすき間の大きさを異ならせて、タイヤ成形面に対する保温効果を測定した。図９に記載のグラフでは、縦軸を、タイヤ成形面に対する保温効果として、両者の間にすき間がない（両者が密着）の場合を基準の１００として指数で示している。指数の値が小さい程、保温効果が優れていることを意味している。

図９に示す結果から、放熱抑制材とモールドのタイヤ成形面とのすき間が２０ｍｍ以下であれば、両者の間にすき間がない場合に比して５０％以上の保温効果があり、十分な保温効果があることが分かる。

１ タイヤ加硫用コンテナ
２ コンテナリング
３ セグメント
４ 昇降プレート
５ ボトムプレート
６、６ａ 放熱抑制材
７ 加熱体
８ 加硫機
９ 中心機構
９ａ 加硫用ブラダ
１０ タイヤ加硫用モールド
１１ セクタモールド
１２ａ 上側サイドモールド
１２ｂ 下側サイドモールド
Ｓ タイヤ成形面

Claims (9)

1. タイヤ加硫用コンテナの内部にタイヤ加硫用モールドを取り付けて、前記タイヤ加硫用モールドを予備加熱するタイヤ加硫用モールドの予熱方法であって、
   前記タイヤ加硫用モールドに形成されたタイヤ成形面を覆う位置に放熱抑制材を配置して、前記タイヤ加硫用コンテナの外側面を加熱することを特徴とするタイヤ加硫用モールドの予熱方法。
2. 前記放熱抑制材を前記タイヤ成形面に接触させて配置する請求項１に記載のタイヤ加硫用モールドの予熱方法。
3. 前記放熱抑制材を前記タイヤ成形面と間隔をあけて配置する請求項１に記載のタイヤ加硫用モールドの予熱方法。
4. 前記放熱抑制材として、グラスウールまたは発泡体を用いる請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ加硫用モールドの予熱方法。
5. 前記放熱抑制材として、加硫済みタイヤを使用する請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ加硫用モールドの予熱方法。
6. 前記加硫済みタイヤが、前記タイヤ加硫用モールドと同じタイヤ成形面を有するタイヤ加硫用モールドにより加硫されたものである請求項５に記載のタイヤ加硫用モールドの予熱方法。
7. 前記タイヤ加硫用コンテナを、加硫用ブラダを備えた加硫機に設置する前に前記予備加熱をする請求項１〜６のいずれかに記載のタイヤ加硫用モールドの予熱方法。
8. 前記タイヤ加硫用コンテナを、加硫用ブラダを備えた加硫機に設置した状態で前記予備加熱をする請求項１〜６のいずれかに記載のタイヤ加硫用モールドの予熱方法。
9. 前記加硫用ブラダを内部に注入した非加熱加圧媒体により膨張させて、この膨張した加硫用ブラダを前記放熱抑制材に接触させる請求項８に記載のタイヤ加硫用モールドの予熱方法。

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