(57)【要約】【課題】  加硫時のブラダー内の温度差を最小限のパージで解消し、上下均質な加硫度のタイヤを得るタイヤ加硫方法及びタイヤ加硫装置を提供する。【解決手段】  ブラダー６内に加熱媒体を供給する加熱媒体供給手段３２と、ブラダー６内に加圧媒体を供給する加圧媒体供給手段３３と、ブラダー内に連通するパージ用排気手段３５とを備えたタイヤ加硫装置において、ブラダークランプリング１２，１６からタイヤ径方向に拡張自在であって温度センサ２１ａ，２１ｂを加硫時にブラダー６内の高さが異なる２箇所に設置するリンク機構２２と、温度差に基づいてパージ用排気手段３５を制御する制御部２８とを設ける。温度差が所定の閾値に到達したときに混合媒体の一部をブラダー６内から排出すると同時に加熱媒体又は加圧媒体をブラダー６内に導入して該ブラダー６内の温度差を解消する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ内側に挿入されるブラダー内に加熱媒体と加圧媒体との混合媒体を供給した状態でタイヤを加硫する方法において、前記ブラダー内の高さが異なる２箇所の温度を加硫時に検出し、その温度差が所定の閾値に到達したときに前記混合媒体の一部を前記ブラダー内から排出すると同時に前記加熱媒体又は前記加圧媒体を前記ブラダー内に導入して該ブラダー内の温度差を解消するタイヤ加硫方法。
【請求項２】
タイヤ内側に挿入されるブラダー内に加熱媒体を供給する加熱媒体供給手段と、前記ブラダー内に加圧媒体を供給する加圧媒体供給手段と、前記ブラダー内に連通するパージ用排気手段とを備えたタイヤ加硫装置において、前記ブラダー内の温度を検出するための一対の温度センサと、ブラダークランプリングからタイヤ径方向に拡張自在であって前記温度センサを加硫時に前記ブラダー内の高さが異なる２箇所に設置するリンク機構と、前記一対の温度センサで検出された温度の差に基づいて前記パージ用排気手段を制御する制御部とを設けたタイヤ加硫装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ内側に挿入されるブラダー内に加熱媒体と加圧媒体との混合媒体を供給した状態でタイヤを加硫する方法及び装置に関し、さらに詳しくは、加硫時のブラダー内の温度差を最小限のパージで解消し、上下均質な加硫度のタイヤを得るようにしたタイヤ加硫方法及びタイヤ加硫装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤの加硫においては、ブラダー内にシェーピング内圧を充填することでグリーンタイヤを概ね金型内面形状までシェーピングした後、ブラダー内に加熱媒体や加圧媒体を供給した状態でタイヤを加硫成形する。ところが、ブラダー内に加熱媒体（スチーム）を供給し、次いで加圧媒体（窒素ガス）を供給した状態でタイヤを加硫する方法においては、ブラダー内の混合媒体の流動が停止すると、ブラダー内部空間の上方にスチームを主とする層が形成される一方で、その下方に窒素ガスを主とする層が形成され、ブラダー内で上下温度差を生じるので、タイヤの品質や生産性が低下するという不都合がある。つまり、金型内での上下方向の位置によってタイヤの加硫度が相違したり、或いは、加硫不足部分を完全に加硫するために加硫時間を長くする必要性が生じる。
【０００３】
このような不都合を解消するために、ブラダー内の混合媒体をオリフィス付きの配管から排出すると同時にブラダー内に加圧媒体を導入し、所謂ガスパージを利用してブラダー内の上下温度差を解消することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、ガスパージを行うタイミングが適切でないと、ブラダー内の上下温度差を効果的に解消することができない。即ち、ガスパージを行うタイミングが遅過ぎると、ブラダー内の上下温度差が拡大してタイヤの品質や生産性が低下することになり、ガスパージを行う回数が多過ぎると、窒素ガス等の加圧媒体が無駄に消費されることになる。なお、加硫条件が常に同一であるならばガスパージを行う最適なタイミングを予め設定することが可能である。しかし、加硫条件は常に同一であるとは限らないので、実際の加硫条件に合わせてガスパージのタイミングを最適化することが必要である。
【特許文献１】特開平３−２１５０１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、加硫時のブラダー内の温度差を最小限のパージで解消し、上下均質な加硫度のタイヤを得ることを可能にしたタイヤ加硫方法及びタイヤ加硫装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明のタイヤ加硫方法は、タイヤ内側に挿入されるブラダー内に加熱媒体と加圧媒体との混合媒体を供給した状態でタイヤを加硫する方法において、前記ブラダー内の高さが異なる２箇所の温度を加硫時に検出し、その温度差が所定の閾値に到達したときに前記混合媒体の一部を前記ブラダー内から排出すると同時に前記加熱媒体又は前記加圧媒体を前記ブラダー内に導入して該ブラダー内の温度差を解消することを特徴とするものである。
【０００７】
また、上記タイヤ加硫方法を実施するための本発明のタイヤ加硫装置は、タイヤ内側に挿入されるブラダー内に加熱媒体を供給する加熱媒体供給手段と、前記ブラダー内に加圧媒体を供給する加圧媒体供給手段と、前記ブラダー内に連通するパージ用排気手段とを備えたタイヤ加硫装置において、前記ブラダー内の温度を検出するための一対の温度センサと、ブラダークランプリングからタイヤ径方向に拡張自在であって前記温度センサを加硫時に前記ブラダー内の高さが異なる２箇所に設置するリンク機構と、前記一対の温度センサで検出された温度の差に基づいて前記パージ用排気手段を制御する制御部とを設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
このようにブラダー内の高さが異なる２箇所の温度を加硫時に検出し、その温度差が所定の閾値に到達したときに加熱媒体又は加圧媒体によるパージを行うことにより、加硫時のブラダー内の温度差を最小限のパージで解消し、上下均質な加硫度のタイヤを得ることができる。つまり、実際の加硫条件に合わせてパージのタイミングを最適化することができる。
【０００９】
また、上記タイヤ加硫装置によれば、一対の温度センサがブラダー内の高さが異なる２箇所の温度を加硫時に検出し、その温度差が所定の閾値に到達したときに制御部で制御されたパージ用排気手段がパージを実行することにより、加硫時のブラダー内の温度差を最小限のパージで解消し、上下均質な加硫度のタイヤを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施形態からなるタイヤ加硫装置を示す断面図である。図１に示すように、このタイヤ加硫装置は、タイヤのサイドウォール部を成形するための下型１及び上型２と、タイヤのビード部を成形するための下側ビードリング３及び上側ビードリング４と、タイヤのトレッドを成形するための複数のセクター５を備え、これら金型内でタイヤＴを加硫成形するようになっている。加硫時において、タイヤＴの内側にはブラダー６が挿入される。
【００１２】
金型中心位置には、鉛直方向に摺動自在な駆動軸７が設置されている。この駆動軸７の下部には、種々のリング状部材８，９，１０，１１を挟んで下側ブラダークランプリング１２が配置されている。この下側ブラダークランプリング１２は下側ビードリング３と共にブラダー６の下端部を把持している。また、リング状部材９には、ブラダー６の内部と外部とを接続するための少なくとも１つの吸気孔９ａと少なくとも１つの排気孔９ｂとが形成されている。一方、駆動軸７の上部には、ボルト１３、キャップ１４、ホルダー１５を介して上側ブラダークランプリング１６が固定されている。この上側ブラダークランプリング１６は補助リング１７と共にブラダー６の上端部を把持している。
【００１３】
上記タイヤ加硫装置において、上下一対のブラダークランプリング１２，１６には、タイヤ径方向に拡張自在であって温度センサ２１ａ，２１ｂを加硫時にブラダー６内の高さが異なる２箇所に設置するリンク機構２２が付設されている。このリンク機構２２は、ブラダークランプリング１２，１６に固着された上下一対の台座２３ａ，２３ｂと、台座２３ａ，２３ｂに対して揺動自在に取り付けられた屈曲形状のスイングアーム２４ａ，２４ｂと、スイングアーム２４ａ，２４ｂの中間部を互いに連結するジョイントアーム２５と、スイングアーム２４ａ，２４ｂの先端部に取り付けられた可撓性のスプリングアーム２６ａ，２６ｂとを備えている。そして、温度センサ２１ａ，２１ｂはスプリングアーム２６ａ，２６ｂの先端部に取り付けられている。
【００１４】
また、温度センサ２１ａ，２１ｂには配線２７が接続されていて、この配線２７が下側ブラダークランプリング１２を通して外部に引き出されている。そして、温度センサ２１ａ，２１ｂによる検出結果は配線２７を介して制御部２８に供給されている。
【００１５】
図２は上記リンク機構２２を抽出して示す断面図である。図２に示すように、金型が閉まった状態でブラダークランプリング１２，１６の相互間隔が狭くなった状態では、スイングアーム２４ａ，２４ｂがタイヤ径方向外側に突き出し、温度センサ２１ａ，２１ｂをブラダー６内の高さが異なる２箇所に配置する。この実施形態では、スイングアーム２４ａ，２４ｂはタイヤ軸方向外側に湾曲し、温度センサ２１ａ，２１ｂはそれぞれブラダー６内の最も高い位置と最も低い位置に配置される。一方、金型が開いた状態でブラダークランプリング１２，１６の相互間隔が広くなった状態では、スイングアーム２４ａ，２４ｂがタイヤ径方向内側に引っ込む。この状態では、タイヤＴの出し入れを容易に行うことが可能である。
【００１６】
図３は上記タイヤ加硫装置の配管を概略的に示す説明図である。図３に示すように、吸気孔９ａには、バルブ３１ａを介してシェーピングガス供給源３１ｂが接続され、バルブ３２ａを介して加熱媒体供給源３２ｂが接続され、バルブ３３ａを介して加圧媒体供給源３３ｂが接続されている。バルブ３２ａ及び加熱媒体供給源３２ｂは加熱媒体供給手段３２を構成し、スチーム等の加熱媒体を供給する。加熱媒体とは主として加熱を分担する媒体であるが、加圧に寄与しても良い。加熱媒体については、温度を１７５〜２０７℃の範囲とし、圧力を０．８〜１．７ＭＰａに設定すると良い。一方、バルブ３３ａ及び加圧媒体供給源３３ｂは加圧媒体供給手段３３を構成し、窒素ガス等の加圧媒体を供給する。加圧媒体とは主として加圧を分担する媒体であるが、加熱に寄与しても良い。加圧媒体については、温度を２０〜６０℃の範囲とし、圧力を１．０〜２．５ＭＰａに設定すると良い。
【００１７】
排気孔９ｂには、バルブ３４ａを介して主ブロー管３４ｂが接続され、バルブ３５ａを介してパージ用ブロー管３５ｂが接続され、バルブ３６ａを介してバキューム３６ｂが接続されている。また、バルブ３５ａの上流側にはオリフィス３５ｃが付設され、その流量を少なく抑えている。バルブ３４ａ及び主ブロー管３４ｂは主排気手段３４を構成し、加硫後の排気を行う。バルブ３５ａ、パージ用ブロー管３５ｂ及びオリフィス３５ｃはパージ用排気手段３５を構成し、パージのための排気を行う。バルブ３６ａ及びバキューム３６ｂは脱気手段３６を構成し、加硫後にタイヤＴを取り出す際にブラダー６内を収縮させるための減圧を行う。
【００１８】
各バルブ３１ａ〜３６ａの開閉は、前述した制御部２８によって制御される。特に、パージ用排気手段３５によるパージのタイミングは、一対の温度センサ２１ａ，２１ｂで検出された温度の差に基づいて制御される。つまり、温度差が所定の閾値に到達したときにパージを実行する。
【００１９】
次に、上述したタイヤ加硫装置を用いたタイヤ加硫方法について説明する。先ず、未加硫のタイヤＴをブラダー６でシェーピングした後、金型を閉じた状態にする。このとき、温度センサ２１ａ，２１ｂはリンク機構２２によってブラダー６内の鉛直方向の高さが異なる２箇所に配置される。次いで、加熱媒体供給源３２ｂからブラダー６内に高温高圧の加熱媒体（スチーム）を供給し、不図示の加熱手段で金型を加熱して加硫を開始する。所定時間が経過した後、加圧媒体供給源３３ｂからブラダー６内に室温で加熱媒体よりも高圧の加圧媒体（窒素ガス）を供給する。
【００２０】
このようにブラダー６内に加熱媒体（スチーム）と加圧媒体（窒素ガス）との混合媒体を供給した状態において、その混合媒体の流動が停止すると、ブラダー６の内部空間の上方にスチームを主とする層が形成される一方で、その下方に窒素ガスを主とする層が形成され、ブラダー６内で上下温度差を生じる。
【００２１】
上記タイヤ加硫装置では、一対の温度センサ２１ａ，２１ｂがブラダー６内の高さが異なる２箇所の温度を加硫時に検出し、その温度差が所定の閾値に到達したときに制御部２８の指示によりパージ用排気手段３５のバルブ３５ａが開く。これにより、混合媒体の一部をブラダー６内からパージ用ブロー管３５ｂを介して排出すると同時に、加熱媒体（スチーム）又は加圧媒体（窒素ガス）をブラダー６内に導入してガスパージを行い、ブラダー６内の温度差を解消する。このようなガスパージは加硫工程において温度差が所定の閾値に到達する度に繰り返される。
【００２２】
ブラダー６内の温度差の閾値は、加硫温度が上昇するほど小さく設定すると良い。つまり、加硫温度が低い状態では温度差による加硫度への影響が比較的少ないが、加硫温度が高い状態では温度差による加硫度への影響が大きくなる。そのため、加硫温度が上昇するほど温度差の閾値を小さく設定すれば、温度差による加硫度への影響を効果的に排除することができる。
【００２３】
上記タイヤ加硫方法によれば、加硫時のブラダー６内の温度差を解消し、上下均質な加硫度のタイヤを得ることができる。つまり、初回加硫時や加硫中断等により装置内温度にバラツキがあっても、ブラダー６内で測定された温度を利用してパージのタイミングを制御しているので、装置内温度のバラツキを改善し、高品質のタイヤを得ることができる。また、パージの回数はブラダー６内で生じる温度差に基づいて最小限に抑えることができるので、加熱媒体（スチーム）又は加圧媒体（窒素ガス）の使用量を削減することができる。更に、ブラダー６内の温度差を適時解消するので、加硫不足部分を完全に加硫するための加硫時間を短く設定し、タイヤの生産性を向上することが可能になる。
【００２４】
上記タイヤ加硫装置によれば、次のような作用効果も期待することができる。例えば、タイヤ品質上、タイヤ取出し時のブラダー表面温度が制限される場合、温度センサ２１ａ，２１ｂの検出温度を利用してブラダー表面温度を推定し、最小限のパージでブラダー表面温度を適正化することができる。
【００２５】
また、ブラダー６内にスチームと窒素ガスとを用いた加硫では、ブラダー６内の内圧保持のために圧力低下分は室温の窒素ガスが供給される。正常な状態では圧力低下は僅かであるためブラダー６内の温度低下は小さいが、内圧洩れがある場合はブラダー６内の混合気体が室温の窒素ガスに入れ替わってしまいアンダーキュアとなる。これに対して、上記タイヤ加硫装置では温度センサ２１ａ，２１ｂがブラダー６内の温度を測定しているので、極端な温度低下を生じた場合、それを検知することができる。
【００２６】
図４は本発明の他の実施形態からなるタイヤ加硫装置を示す断面図である。本実施形態はリンク機構の構造が上記実施形態とは異なるものである。即ち、リンク機構２２を構成するスイングアーム２４ａ，２４ｂ及びスプリングアーム２６ａ，２６ｂは短尺であり、その結果、スプリングアーム２６ａ，２６ｂの先端部に取り付けられた温度センサ２１ａ，２１ｂは加硫時にタイヤＴのビード部付近に設置される。
【００２７】
このように温度センサ２１ａ，２１ｂの位置は、両者の位置が鉛直方向に互いに異なる限りにおいて、特に限定されるものではない。なお、本実施形態ではスイングアーム２４ａ，２４ｂ及びスプリングアーム２６ａ，２６ｂを短尺にしているため、離型時にタイヤＴと温度センサ２１ａ，２１ｂとが干渉し難いという利点がある。
【実施例】
【００２８】
図１のタイヤ加硫装置を用いて、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤを加硫した。加熱媒体としては、温度２０１℃、圧力１．５ＭＰａのスチームを使用し、加圧媒体としては、温度２５℃（室温）、圧力２．０ＭＰａの窒素ガスを使用した。そして、加硫開始から約１分３０秒まではブラダー内に１．５ＭＰａのスチームだけを供給し、それ以降はスチームと窒素ガスとを混合して内圧を２．０ＭＰａとし、加硫開始から１０分後に加硫を終了し、ブラダー内から混合ガスを排気した。
【００２９】
パージの制御は、図５に示すフローチャートにしたがって行った。即ち、加硫タイマーの開始後、ブラダー内の上側位置の温度ＴA と下側位置の温度ＴB を測定し、加硫時間が２分〜４分であって温度差（ＴA −ＴB ）が６℃以上になった場合、ガスパージを６秒間行うようにした（ステップＳ１〜Ｓ３）。また、加硫時間が４分〜７分であって温度差（ＴA −ＴB ）が４℃以上になった場合、ガスパージを６秒間行うようにした（ステップＳ４〜Ｓ５）。更に、加硫時間が７分以上であって温度差（ＴA −ＴB ）が２℃以上になった場合、ガスパージを６秒間行うようにした（ステップＳ６〜Ｓ７）。
【００３０】
図６は上記タイヤ加硫工程におけるブラダー内の上下温度差と加硫時間との関係を示すグラフである。この図６に示すように、ブラダー内の上下温度差は、時間の経過と共に徐々に増加する傾向にあるが、温度差が所定の閾値に到達した際にパージを行うことで閾値を超えることなく推移した。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態からなるタイヤ加硫装置を示す断面図である。
【図２】図１のタイヤ加硫装置におけるリンク機構を抽出して示す断面図である。
【図３】図１のタイヤ加硫装置の配管を概略的に示す説明図である。
【図４】本発明の他の実施形態からなるタイヤ加硫装置を示す断面図である。
【図５】本発明におけるパージ制御の一例を示すフローチャートである。
【図６】図５のパージ制御によるタイヤ加硫工程でのブラダー内の上下温度差と加硫時間との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３２】
６  ブラダー
１２  下側ブラダークランプリング
１６  上側ブラダークランプリング
２１ａ，２１ｂ  温度センサ
２２  リンク機構
２８  制御部
３２  加熱媒体供給手段
３３  加圧媒体供給手段
３５  パージ用排気手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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