(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低熱容量かつ高圧の気体からなる加圧媒体が高熱容量かつ高温の気体からなる加熱媒体と混合タンク内で予め混合されることにより昇温された高圧の混合気体を、金型内に供給してエラストマー物品を加硫成形するとともに、
前記混合気体の金型内への供給に先駆けて、前記加熱媒体を金型内に供給し、この金型に装填するエラストマー物品を加熱することを特徴とするエラストマー物品のガス加硫方法。
【請求項２】
高熱容量かつ高温の気体からなる加熱媒体を供給するとともに加熱用開閉弁を介して金型内に連通する加熱供給源と、
低熱容量かつ高圧の気体からなる加圧媒体を供給する加圧供給源と、
前記加熱供給源及び加圧供給源にそれぞれ混合加熱用開閉弁及び混合加圧用開閉弁を介して連通することにより前記加圧媒体が加熱媒体と混合して昇温される高圧の混合気体を生じさせる混合タンクとを具えるとともに、
前記加熱媒体の加硫室への供給を遮断し、前記混合タンクの混合気体を混合用開閉弁を介して前記金型内に導通させて前記混合気体を前記金型内に供給可能としたエラストマー物品のガス加硫装置。
【請求項３】
前記混合タンクは、混合タンク内に加熱媒体と加圧媒体とを攪拌するファンを具えたことを特徴とする請求項２記載のエラストマー物品のガス加硫装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エラストマー物品、特に車両用ゴムタイヤのいわゆるガス加硫の方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用ゴムタイヤの加硫としては、従来、スチームである高熱容量の高温気体からなる加熱媒体と、不活性ガス、通常窒素ガス等である低熱容量の高圧気体からなる加圧媒体とを併用する、ガス加硫方法が広く採用されている。
【０００３】
このものは、一般に、図４に示すように、金型ａ内に装填したタイヤｂの内部空間ｃに、所定の温度と圧力を有する、前記加熱媒体を、加硫機内の中心機構内に設けた吸入口ｄから供給してタイヤを加熱し、タイヤが加硫に必要な基準温度に達したときに、又は基準時間を経過した時に、前記加熱媒体の供給を中止するとともに、この加熱媒体よりも高圧の前記加圧媒体を、加熱媒体が満たされた前記タイヤｂの内部空間ｃに供給して、内圧をさらに上昇させている。この方法では、加圧媒体として任意の圧力を選ぶことができるため、スチーム加硫の欠点、すなわちスチームが飽和蒸気であるため温度と圧力とが一定の関係にあり、最適温度と最適圧力との双方を満足させることができないという欠点を補うことができるという利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のガス加硫方法では、前記加圧媒体が低熱容量を呈するとはいえ、常温温度で保管されているため加熱媒体との間の温度差が大であり、従って、この加圧媒体をタイヤ内部空間ｃに供給した際には、すでに充填された加熱媒体との間の混合、熱交換が迅速に達成されず、タイヤ内部空間ｃ内において低温の加圧媒体が下方側に、又高温の加熱媒体が上方側に分離する傾向になる。その結果、加硫されるタイヤの温度上昇が、上方側ｂ１と下方側ｂ２とで相違するなど、加硫度が部分的に減じることとなり、品質低下を招くとともに、加硫時間を増大させるという問題があった。
【０００５】
他方、エラストマー物品の加硫成形にあっては、加硫後に物品表面にキズが発生する場合があり、このキズ対策として加硫初期から高圧を負荷することが要求される。しかしながら、加熱媒体の圧力は、加圧媒体の圧力が２０kgｆ／cm2 以上であるのに対して、一般に１４〜１５kgｆ／cm2 程度と低いために、前記キズ対策の発生を困難としていた。なお加熱媒体の高圧化も提案されうるが、この加熱媒体の温度と圧力とが一定の関係にあるため、過度の温度上昇を招き、エラストマー物品の品質を低下させることとなる。
【０００６】
そこで本発明のうち請求項１記載の発明は、少なくとも、従来の加圧媒体の金型への供給に代え、この加圧媒体と加熱媒体とをタンク内で予め混合した混合気体として金型へ供給することを基本として、加硫度を均一化でき品質を高めるとともに、加硫後における物品表面でのキズ発生防止にも貢献しうるエラストマー物品のガス加硫方法の提供を目的としている。
【０００７】
又請求項１記載の発明は、特に加硫度の均一化と加硫時間の短縮とを達成しうるエラストマー物品のガス加硫方法の提供を目的としている。
【０００８】
請求項２記載の発明は、混合タンクを用いることを基本として、加硫度を均一化でき品質を高めるとともに、加硫時間の短縮に役立ち、さらには加硫後における物品表面でのキズ発生防止にも貢献しうるエラストマー物品のガス加硫装置の提供を目的としている。
【０００９】
請求項３記載の発明は、混合タンク内での加熱媒体と加圧媒体との攪拌をより均一かつ短時間で行うことができ、前記効果をより確実化しうるエラストマー物品のガス加硫装置の提供を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１記載の発明は、低熱容量かつ高圧の気体からなる加圧媒体が高熱容量かつ高温の気体からなる加熱媒体と混合タンク内で予め混合されることにより昇温された高圧の混合気体を、金型内に供給してエラストマー物品を加硫成形することを特徴としたものであります。
【００１１】
又請求項１記載の発明は、前記混合気体の金型内への供給に先駆けて、加熱媒体を金型内に供給してエラストマー物品を加熱することを特徴としたものであります。
【００１２】
又請求項２記載の発明は、高熱容量かつ高温の気体からなる加熱媒体を供給するとともに加熱用開閉弁を介して金型内に連通する加熱供給源と、
低熱容量かつ高圧の気体からなる加圧媒体を供給する加圧供給源と、
前記加熱供給源及び加圧供給源にそれぞれ混合加熱用開閉弁及び混合加圧用開閉弁を介して連通することにより前記加圧媒体が加熱媒体と混合して昇温される高圧の混合気体を生じさせる混合タンクとを具えるとともに、
前記加熱媒体の加硫室への供給を遮断し、前記混合タンクの混合気体を混合用開閉弁を介して前記金型内に導通させて前記混合気体を前記金型内に供給可能としたエラストマー物品のガス加硫装置である。
【００１３】
又請求項３記載の発明は、混合タンク内に攪拌用のファンを設けたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下第１の発明であるガス加硫方法を、第２の発明であるガス加硫装置の一実施例とともに図面に基づき説明する。
【００１５】
図１は、第２の発明のガス加硫装置１の一実施例を示す構成説明図であって、ガス加硫装置１は、未加硫のエラストマー物品である、本例では車両用のタイヤＴを装填する装置本体１Ａと、この装置本体１Ａに加硫媒体２を供給する配管系統１Ｂとから構成される。
【００１６】
ここで前記加硫媒体２とは、飽和蒸気状のスチームである高熱容量の高温気体からなる加熱媒体２Ａと、不活性ガス、通常窒素ガス等である低熱容量の高圧気体からなる加圧媒体２Ｂとの総称であり、これらを区別するとき加熱媒体２Ａ、加圧媒体２Ｂとよぶ。
【００１７】
前記装置本体１Ａは、タイヤ軸と同芯な中心機構３の周囲に、例えば上下に分離可能な上型５と下型６とからなる金型７を具え、この上型５、下型６の割り面が当接することによって、前記仕上がりタイヤＴの輪郭形状をなすタイヤ装填用の加硫室９を形成する。
【００１８】
又前記中心機構３には、前記加硫室９への加硫媒体２の吸入、排出を行なう吸入口１０、排出口１１が夫々開口するとともに、本例では、この加硫媒体２とタイヤＴとの直接の接触を防ぐゴム製袋状のブラダー１２が取付く。なおブラダー１２を設けることなく、加硫室９内に、直接加硫媒体２を充填して加熱、加圧してもよい。
【００１９】
前記配管系統１Ｂは、加硫媒体２を加硫室９へ供給する入側配管１３と、加硫室９からの加硫媒体２を取り出す出側配管１４とから構成される。
【００２０】
前記入側配管１３は、本例では、例えば一端が前記吸入口１０に接続される導管１５他端の分岐点１５Ｐに連なり、かつ前記加熱媒体２Ａを発生供給する加熱供給源１７を加熱用開閉弁１６を介して連結した加熱配管１９Ａと、前記加圧媒体２Ｂを発生供給する加圧供給源２１を連結した加圧配管１９Ｂと、前記加熱供給源１７及び加圧供給源２１からの媒体２Ａ、２Ｂを混合タンク４内で混合して加硫室９に導入する混合配管１９Ｃとを具える。またこの混合配管１９Ｃは、前記加熱供給源１７と加熱用開閉弁１６との間の加熱配管１９Ａから分岐しかつ混合加熱用開閉弁２２を介して前記混合タンク４に導通する混合加熱用配管２５と、前記加圧配管１９Ｂに連なりかつ混合加圧用開閉弁２３を介して前記混合タンク４に導通する混合加圧用配管２６と、前記混合タンク４から混合用開閉弁２４を介して例えば導管１５の分岐点１５Ｐに導通する混合用配管２７とを具える。又前記混合タンク４内には、例えば通電によって回転する攪拌用のファン２９が取付く。
【００２１】
従って、前記入側配管１３は、混合加熱用開閉弁２２と混合加圧用開閉弁２３との弁操作によって、混合タンク４内に各媒体２Ａ、２Ｂを供給してかつこれらを均一に混合でき、さらには前記加熱用開閉弁１６と混合用開閉弁２４との弁操作によって、前記加硫室９内に、加熱媒体２Ａ又は混合気体の何れか一方のみを選択的に供給したり、又タイヤの取出し、シェーピンク等の際にこの供給を停止できる。
【００２２】
又前記出側配管１４は、本例では、一端が前記排出口１１に接続される導管３２と、この導管３２他端の分岐点３２Ｐに、開閉弁３３を介して連結する排気配管３５と、前記分岐点３２Ｐに、開閉弁３６を介してバキュウム３７に連結する減圧配管３８とを具える。なお、前記バキュウム３７は、加硫処理後にタイヤを金型７から取出す際、加硫室９内を負圧して前記ブラダー１２を折畳むためのものであり、従って、前記ブラダー１２を設けないとき、前記開閉弁３６、バキュウム３７及び減圧配管３８を排除してもよい。
【００２３】
又前記配管系統１Ｂには、各導管１５、３２に、スリーウェイバルブである三方弁４０、４１が介在し、一方の三方弁４０の空きポート４０ａには、例えばタイヤ成形用のシェーピング媒体の供給源４２が連接されるとともに、他方の三方弁４１の空きポート４１ａにはシェーピング媒体の排気管が連接される。
【００２４】
然して、金型７内でのタイヤ成形（シェーピング）から成形終了に際して、すべての開閉弁１６、２２、２３、２４、３３、３６を閉止し、三方弁４０、４１を介してシェーピング媒体を加硫室９に供給、排出する。
【００２５】
又本実施例のガス加硫方法においては、前記シェーピングの後、開閉弁１６、２２が開放され、加熱供給源１７からの加熱媒体２Ａが加熱配管１９Ａ及び導管１５をへて加硫室９内に導入され、タイヤの加熱工程が行われるとともに、加熱媒体２Ａの一部が混合加熱用配管２５をへて混合タンク４内に満たされる。このとき、加熱媒体２Ａは、通常、１９８〜２００℃かつ１４〜１５kgｆ／cm2 の範囲、例えば１４kgｆ／cm2 で用いられ、また加熱工程は５分程度行われる。
【００２６】
又この加熱工程の途中において、開閉弁２２の閉止と開閉弁２３の開放とが順次行われ、加熱媒体２Ａが満たされた混合タンク４内に、さらに高圧の加圧媒体２Ｂが充填される。このとき、加圧媒体２Ｂは、通常、常温（４０℃程度）かつ１８〜３０kgｆ／cm2 の範囲、例えば２５kgｆ／cm2 で用いられる。従って、混合タンク４内の圧力は、１４kgｆ／cm2 から加圧媒体２Ｂの圧力と等しい２５kgｆ／cm2 まで上昇するとともに、低熱容量の加圧媒体２Ｂは、加熱媒体２Ａとの混合によって、加熱媒体２Ａに近い高温まで昇温される。なおこの混合は１分程度行われる。
【００２７】
このように混合気体の温度、圧力の設定は、加熱媒体２Ａの温度と加圧媒体２Ｂの圧力とによって、自在に制御可能であり、又ファン２９の作動によって、迅速かつより均一な混合が達成される。
【００２８】
又前記加熱工程の後、開閉弁１６、２３の閉止と開閉弁２４の開放とが順次行われ、加熱媒体２Ａの加硫室９への供給及び加圧媒体２Ｂの混合タンク４への供給が夫々遮断されるとともに、前記混合タンク４で形成された混合気体が、混合用配管２７、導管１５をへて加硫室９内に導入され、例えば２５kgｆ／cm2 程度の圧力の基での加圧工程が前記高温状態にて１０分程度行われる。このとき、加圧媒体２Ｂは、混合タンク４内の混合によってすでに昇温されているため、加硫室９内での温度ムラが低減される。
【００２９】
なお混合タンク４の容量は、前記加硫室９の容量以上とすることが加圧工程での圧力を高圧に維持するために好ましい。
【００３０】
前記加熱工程、加圧工程からなる加硫処理が終了した後、開閉弁２４が閉止され、混合気体の供給を停止するとともに、開閉弁３３が開放され、加硫室９内の各媒体２Ａ、２Ｂは、導管３２及び排気配管３５をへて例えば大気中に排気される。
【００３１】
又タイヤＴを金型７から取出す際、開閉弁３３を閉じかつ開閉弁３６を開くことによって加硫室９を負圧し、ブラダー１２の折畳みが行われる。
【００３２】
このように、本例のガス加硫装置１では、前記開閉弁１６、２２、２３、２４の開閉動作によって、加熱媒体２Ａを金型７内に供給しエラストマー物品を加熱した後、混合タンク４内で予め混合される混合気体を金型７内に供給できる。即ち、加熱媒体２Ａによる加熱工程の後、混合気体による加圧工程を行なう本実施例のガス加硫方法を実施しうる。前記加圧媒体２Ｂは、混合タンク４内での混合によって、初期の設定圧力を有したまま加熱媒体２Ａに近い温度まで昇温されるため、金型７内に供給された際には、すでに加熱工程時に充填された加熱媒体２Ａとの間の混合が温度的に均一化され、エラストマー物品を温度ムラなく所定温度で加硫することができ、品質を高めるとともに、加硫時間の短縮化を達成しうる。
【００３３】
又本例のガス加硫装置１では、加熱媒体２Ａを単独で用いた前記加熱工程を排除し、加硫初期から、前記混合気体を金型７内に供給して、加熱・加圧工程を同時に行なう、本発明以外の場合にも利用できる。加硫温度を適正に保ちながら、加硫初期から高い圧力を付加してエラストマー物品を金型７に強く圧接させることができ、物品表面でのキズの発生を抑制しうる。
【００３４】
この本発明の方法以外の場合を説明すると、ガス加硫方法では、前記シェーピングの後、開閉弁２２を開放し、加熱供給源１７からの加熱媒体２Ａを混合タンク４内に満たした後、開閉弁２２の閉止と開閉弁２３の開放とを順次行ない、混合タンク４内にさらに高圧の加圧媒体２Ｂを充填して、高温高圧の混合気体を形成する。又開閉弁２３の閉止と開閉弁２４の開放とによって、混合タンク４内の混合気体は、前記加硫室９内に導入され、加硫初期からの加熱・加圧工程を実施できる。なお図３に、この加熱・加圧工程における工程図を示す。
【００３５】
【実施例】
表１の仕様に基づき、前記実施例のガス加硫方法を用いて、タイヤサイズ１８５Ｒ１４の生タイヤを加硫し、その時のタイヤ上方側のビード部Ｂ１と下方側のビード部Ｂ２とでの加硫温度上昇の相違を比較測定した。同様に、従来方法を用いて加硫したときの加硫温度上昇の相違を比較測定し、その測定結果を、実施例のものとともに図２に示す。
【００３６】
図２に示すように、前記した実施例のガス加硫方法では、加圧工程に突入した後の上方側ビード部Ｂ１と下方側ビード部Ｂ２との加硫度の差が低減し、品質低下が抑制されるのがわかる。しかも加硫に必要な時間は、加硫の遅れる、すなわち加硫度が低いビード部Ｂ２側で決定されるため、このビード部Ｂ２側の加硫度が改善された分、加硫時間の短縮が可能となり、生産性を向上させることができる。
【００３７】
【表１】
0003699206.tif 000002
【００３８】
【発明の効果】
叙上の如く本発明のエラストマー物品のガス加硫方法及びその装置は、加圧媒体と加熱媒体とを混合タンク内で予め混合してなる高温高圧の混合気体を用いているため、金型内の温度分布が均一化され、エラストマー物品を温度ムラなく加硫することができ、品質低下を防ぐとともに、加硫時間の短縮化を達成しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の加硫装置の一実施例を示す構成説明図である。
【図２】本発明の加硫装置によるタイヤの加硫状態を示すグラフである。
【図３】  本発明以外のガス加硫方法を単に説明する工程図である。
【図４】従来のガス加硫装置を説明する構成説明図である。
【符号の説明】
２Ａ  加熱媒体
２Ｂ  加圧媒体
７  金型
１６  加熱用開閉弁
１７  加熱供給源
２１  加圧供給源
２２  混合加熱用開閉弁
２３  混合加圧用開閉弁
２４  混合用開閉弁
２９  ファン
【図１】
0003699206.tif 000003
【図２】
0003699206.tif 000004
【図３】
0003699206.tif 000005
【図４】
0003699206.tif 000006