(57)【要約】【課題】加硫モールドを保持するコンテナを加熱位置に簡単に配置し、外部への放熱を効果的に抑制して、加硫モールド内の未加硫ゴム部材を加熱する。【解決手段】加硫装置１が備える加硫モールドに未加硫ゴム部材を収納し、コンテナ２０により加硫モールドを保持して装置の外部と内部の加熱位置Ｈとの間で移動させる。コンテナ２０を移動させて加硫装置１の加熱位置Ｈに配置し、コンテナ２０の加硫モールド内で未加硫ゴム部材を加熱して加硫する。加熱位置のコンテナ２０を囲んでヒートシールド４０、５０を配置し、コンテナ２０の移動経路以外に固定ヒートシールド５０を設ける。コンテナ２０の移動経路には開閉ヒートシールド４０を位置させて、開閉ヒートシールド４０を開閉してコンテナ２０を移動させる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
未加硫ゴム部材を収納する加硫モールドと、加硫モールドを保持して装置の外部と内部の加熱位置との間で移動するコンテナとを備え、加熱位置に配置したコンテナの加硫モールド内で未加硫ゴム部材を加熱して加硫する加硫装置であって、
加熱位置のコンテナを囲んで配置され、コンテナの移動経路に位置してコンテナの移動時に開閉する開閉ヒートシールドを含むヒートシールドを備えたことを特徴とする加硫装置。
【請求項２】
請求項１に記載された加硫装置において、
開閉ヒートシールドが、上方から吊り下げられて上下方向に開閉する耐熱カーテンであることを特徴とする加硫装置。
【請求項３】
請求項２に記載された加硫装置において、
耐熱カーテンが、耐熱シート間に断熱材を充填した複層構造を有することを特徴とする加硫装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載された加硫装置において、
ヒートシールドが、コンテナの移動経路以外に位置して加熱位置のコンテナの周囲に固定された固定ヒートシールドを有することを特徴とする加硫装置。
【請求項５】
請求項４に記載された加硫装置において、
固定ヒートシールドが、剛性板状部材間に断熱材を充填した複層構造を有することを特徴とする加硫装置。
【請求項６】
加硫モールドを保持して移動するコンテナを加熱位置に配置し、コンテナの加硫モールド内に収納した未加硫ゴム部材を加熱して加硫するゴム部材の製造方法であって、
加熱位置を囲んで配置されたヒートシールドの開閉ヒートシールドに向かってコンテナを移動させる工程と、
開閉ヒートシールドを開いて加熱位置にコンテナを配置する工程と、
開閉ヒートシールドを閉じてヒートシールドで加熱位置のコンテナを囲む工程と、
ヒートシールドで囲んだコンテナ内で未加硫ゴム部材を加熱して加硫する工程と、
ゴム部材の加硫終了後に開閉ヒートシールドを開いて、加熱位置の外側にコンテナを移動させる工程と、
を有することを特徴とするゴム部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加硫モールド内で未加硫ゴム部材を加熱して加硫する加硫装置と、未加硫ゴム部材を加硫してゴム部材を製造するゴム部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴム部材、例えばタイヤは、未加硫ゴム部材である未加硫タイヤを加硫モールド内で加熱して加硫成型することで、トレッドパターンを含む所定形状に形成されて製造される。また、従来、加硫モールドの外周側に保温用リングを装着し、保温用リングにより外部への放熱を抑制しながら加硫するタイヤ加硫装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、このような部分的に保温部材や断熱部材を設けた従来のタイヤ加硫装置の例を模式的に示す正面図である。
この従来のタイヤ加硫装置１００は、図示のように、加硫モールド（図示せず）を内部に保持するコンテナ１０１を備え、コンテナ１０１をトッププレート１０２と底部プレート１０３間の加熱位置に配置する。この加熱位置で、コンテナ１０１の上下面に当接する上熱板１０４と下熱板１０５により加熱し、コンテナ１０１の加硫モールド内に収納した未加硫タイヤを加熱して加硫する。また、タイヤ加硫装置１００は、トッププレート１０２上の保温部材１１０と、コンテナ１０１の側面側の保温ジャケット１１１と、上熱板１０４とトッププレート１０２間の上断熱板１１２と、下熱板１０５と加圧プレート１０６間の下断熱板１１３と、熱板１０４、１０５の各側面に近接する断熱片１１４とを備えている。これら保温部材や断熱部材により、タイヤ加硫装置１００は、装置外部への放熱を少なくして、コンテナ１０１内の未加硫タイヤを加熱する。
【０００４】
しかしながら、この従来のタイヤ加硫装置１００でも、部分的に設けた保温部材や断熱部材の間から放熱する等して、外部への放熱を完全には防止できず、放熱を一層抑制して熱の損失を削減する観点から、更なる改良が求められている。また、加硫時に生じる放熱に応じて、熱を順次供給して未加硫タイヤを加熱するのに伴い、加熱のためのエネルギーが消費されてコストも上昇するため、それらの無駄を低減して加熱効率を向上させることも要求されている。その際、作業効率の低下を防止するため、加硫モールドを保持するコンテナの容易な移動や加熱位置への簡単な配置を確保する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−１４７８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、加硫モールドを保持するコンテナを容易に移動させて加熱位置に簡単に配置するとともに、コンテナの加硫モールド内に収納した未加硫ゴム部材を、外部への放熱を効果的に抑制しつつ加熱し、加硫時の熱の損失を削減して加熱効率を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、未加硫ゴム部材を収納する加硫モールドと、加硫モールドを保持して装置の外部と内部の加熱位置との間で移動するコンテナとを備え、加熱位置に配置したコンテナの加硫モールド内で未加硫ゴム部材を加熱して加硫する加硫装置であって、加熱位置のコンテナを囲んで配置され、コンテナの移動経路に位置してコンテナの移動時に開閉する開閉ヒートシールドを含むヒートシールドを備えたことを特徴とする。
また、本発明は、加硫モールドを保持して移動するコンテナを加熱位置に配置し、コンテナの加硫モールド内に収納した未加硫ゴム部材を加熱して加硫するゴム部材の製造方法であって、加熱位置を囲んで配置されたヒートシールドの開閉ヒートシールドに向かってコンテナを移動させる工程と、開閉ヒートシールドを開いて加熱位置にコンテナを配置する工程と、開閉ヒートシールドを閉じてヒートシールドで加熱位置のコンテナを囲む工程と、ヒートシールドで囲んだコンテナ内で未加硫ゴム部材を加熱して加硫する工程と、ゴム部材の加硫終了後に開閉ヒートシールドを開いて、加熱位置の外側にコンテナを移動させる工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、加硫モールドを保持するコンテナを容易に移動させて加熱位置に簡単に配置できるとともに、コンテナの加硫モールド内に収納した未加硫ゴム部材を、外部への放熱を効果的に抑制しつつ加熱でき、加硫時の熱の損失を削減して加熱効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の加硫装置の要部を模式的に示す正面図である。
【図２】本実施形態の加硫装置の概略平面図である。
【図３】図２の矢印Ｓ方向から見た加硫装置の側面図である。
【図４】各ヒートシールドの内部構造を模式的に示す断面図である。
【図５】従来のタイヤ加硫装置の例を模式的に示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の加硫装置とゴム部材の製造方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態の加硫装置は、加硫用のコンテナの加硫モールド内で未加硫ゴム部材を加熱して加硫し、加硫済のゴム部材を製造する製造装置であり、装置内の所定の加熱位置に配置したコンテナ内で未加硫ゴム部材を加熱する。以下では、未加硫ゴム部材として未加硫タイヤを加硫し、タイヤを製造するタイヤ加硫装置を例に採り説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態の加硫装置の要部を模式的に示す正面図であり、各構成を組み合わせて加硫モールドを閉じた状態を示している。また、図１では、一部を透視図や断面図で示している。
加硫装置１は、図示のように、未加硫タイヤ（図示せず）を収納する加硫モールド１０と、加硫モールド１０を保持するコンテナ２０と、コンテナ２０を挟んで上方と下方に配置されたトッププレート２及び底部プレート３とを備えている。なお、図１では、加硫モールド１０は、その中心線を含む面で切断した断面図を、コンテナ２０を透視して点線で示している。
【００１２】
加硫モールド１０は、上下に対向する一対のサイドモールド１１、１２、及び、それらに挟まれて周方向に複数に分割された環状をなすセグメントモールド１３を有し、それらが組み合わされて全体として環状をなし、内部に未加硫タイヤを収納するキャビティ１４を区画する。加硫装置１は、コンテナ２０内に、各モールド１１、１２、１３を接近及び離反させて加硫モールド１０を型閉め及び型開きさせる移動機構（図示せず）を備え、これにより、キャビティ１４を開放及び閉鎖して、未加硫タイヤの収納と加硫済のタイヤの取り出しとを行う。その際、加硫モールド１０のキャビティ１４内には、加硫時に膨張するブラダが内部に配置される未加硫タイヤ、又は、剛体コア上に形成された未加硫タイヤが収納される。加硫モールド１０は、キャビティ１４内に収納した未加硫タイヤに対し、両サイドモールド１１、１２で側面形状を、複数のセグメントモールド１３でトレッド部形状を型付けし、タイヤを所定の外面形状に成型する。
【００１３】
コンテナ２０は、この加硫モールド１０を内部に収容して型閉めされた状態で保持し、加硫モールド１０とともに、未加硫タイヤを加硫するための加硫ユニットを構成する。また、コンテナ２０は、加硫モールド１０を上下方向から挟み込む円盤状の上下のクランププレート２１、２２と、加硫モールド１０の外周を囲んで配置された円筒状のコンテナリング（アウターリング）２３と、コンテナリング２３内の外周面に沿って設けられた保温ジャケット２４とを有する。
【００１４】
コンテナ２０は、加硫モールド１０の開放時に両クランププレート２１、２２が上下方向に離間し、加硫モールド１０の開放に合わせて内部が開放される。また、加硫モールド１０の閉鎖時には、コンテナ２０は、クランププレート２１、２２とコンテナリング２３が円柱状に組み合わされて一体化し、閉鎖された加硫モールド１０を内部に収容する。その状態で、コンテナ２０は、加硫モールド１０と一体に移動し、加硫モールド１０を保持して加硫装置１の外部と内部の加熱（加硫）位置Ｈ（図１に示す位置）との間で移動し、加熱位置Ｈでトッププレート２と底部プレート３の間に配置される。
【００１５】
両プレート２、３は、それらの間にコンテナ２０を加熱するための加熱スペースを区画し、この加熱スペース内にコンテナ２０の全体を収容して、加熱スペースに設定された加熱位置Ｈにコンテナ２０が配置される。両プレート２、３は、コンテナ２０より大きい板状に形成され、上方と下方に対向して平行に配置されて、その外縁側に設けられた柱状の連結部材４により互いに連結される。また、トッププレート２には、上面に当接して保温部材３０が設けられるとともに、下面に当接する上断熱板３１を挟んで、上熱板５が下面に取り付けられている。これに対し、底部プレート３には、ピストン・シリンダ機構からなる複数の加圧機構６と、それらの上に載置された加圧プレート７と、加圧プレート７の上面側に順に当接して配置された下断熱板３２及び下熱板８とが設けられている。下熱板８と上熱板５は、対向して平行に配置されて、互いの間にコンテナ２０の加熱位置Ｈが設定され、それぞれ加熱位置Ｈのコンテナ２０の上下面に当接する。
【００１６】
熱板５、８は、コンテナ２０を介して加硫モールド１０を加熱する加熱部材（プラテン）であり、それぞれコンテナ２０を挟んで上下面の全体に亘って当接する円盤状に形成されている。各熱板５、８は、例えば内部に形成された循環通路に、供給手段からスチーム等の加熱媒体が供給され、循環する加熱媒体により加熱されて当接するコンテナ２０に伝熱し、内部の加硫モールド１０を所定の加硫温度まで加熱して未加硫タイヤの加硫を進行させる。
【００１７】
加硫装置１は、下熱板８上にコンテナ２０が配置された状態で、加圧機構６を作動させて加圧プレート７を上方に押圧し、コンテナ２０を上熱板５に当接させて、コンテナ２０内の加硫モールド１０を型閉め方向に加圧する。これにより、加硫モールド１０内の未加硫タイヤに所定圧力を付加し、同時に、両熱板５、８によりコンテナ２０を介して、加硫モールド１０及び未加硫タイヤを加熱し、キャビティ１４内で未加硫タイヤを加熱及び加圧する。このようにして、未加硫タイヤを加熱して加硫成型し、所定時間加硫してタイヤを製造する。
【００１８】
この加硫時に、本実施形態の加硫装置１は、熱板５、８の各側面に近接して配置した板状の断熱片３３、及び、上記した保温ジャケット２４、保温部材３０、断熱板３１、３２により、装置各部で部分的に保温や断熱する。また、加硫装置１は、開閉可能な開閉ヒートシールド４０と、位置が固定された固定ヒートシールド５０（それぞれ断面で示す）とを備え、両ヒートシールド４０、５０により熱をシールドして装置外部への放熱を抑制している。開閉ヒートシールド４０は、上端がトッププレート２に取り付けられてトッププレート２からカーテン状に吊り下げられ、底部プレート３の上面近傍まで配置される。固定ヒートシールド５０は、底部プレート３や、その側方のサイドプレート（図示せず）に設置されたステー９に取り付けられて固定され、底部プレート３からトッププレート２までの範囲を覆うように配置される。
【００１９】
図２は、トッププレート２を透視して示す加硫装置１の概略平面図である。また、図３は、図２の矢印Ｓ方向から見た加硫装置１の側面図である。
ここでは、図２に示すように、２つの加硫装置１を並べて配置し、コンテナ２０を搬送装置（図示せず）により搬送して、各加硫装置１の内部と外部との間で移動（図２の矢印Ｍ）させ、２つの加硫装置１内の加熱位置Ｈにコンテナ２０を各々配置する。また、開閉ヒートシールド４０をコンテナ２０の移動経路の入出部に設け、コンテナ２０の移動時に、開閉ヒートシールド４０を開閉して加硫装置１への入出部を開放及び閉鎖する。これに対し、固定ヒートシールド５０は、コンテナ２０の移動経路以外に配置されて各位置に固定される。
【００２０】
この開閉ヒートシールド４０を含むヒートシールド４０、５０は、コンテナ２０の外周に沿って並べて、かつ、互いに異なる位置に設けられ、全体として加熱位置Ｈのコンテナ２０の側面を囲んで配置される。また、両ヒートシールド４０、５０は、コンテナ２０を挟んで対向するように配置されて、コンテナ２０の側面の上下方向の全体と、周方向の配置可能範囲の全体を囲む。このように、加硫装置１は、コンテナ２０の移動経路以外に位置する固定ヒートシールド５０（図３参照）により、コンテナ２０の移動に関係しないスペースを常に覆い、移動経路に位置する開閉ヒートシールド４０によりコンテナ２０の移動スペースを覆う。
【００２１】
ここで、開閉ヒートシールド４０は、変形自在な、又は、可撓性を有する耐熱カーテンであり、トッププレート２により上方から吊り下げられて上下方向に開閉する。即ち、開閉ヒートシールド４０は、コンテナ２０の移動時には、上方に巻き上げられて、或いは、上方に向かって捲り上げられて加硫装置１の入出部を開放し、コンテナ２０の移動後や加硫時には、再び吊り下げられて入出部を閉鎖する。また、開閉ヒートシールド４０は、コンテナ２０の周囲に設けられた付属機器（図示せず）の位置に応じて、それらの外側を囲むように平面視屈曲形状に配置される。
【００２２】
一方、固定ヒートシールド５０は、鋼材製の断熱シールド（鋼材シールド）や他の金属製の断熱シールド等の剛性を有する剛性断熱シールドであり、複数のステー９により加熱位置Ｈのコンテナ２０の周囲に固定される。この固定ヒートシールド５０は、矩形板状に形成された複数のカバー状の剛性部材により構成され、それぞれ端部同士を当接させてコンテナ２０の周囲に沿って順に固定され、平面視屈曲形状に配置される。更に、これらヒートシールド４０、５０は、それぞれ断熱性を有する単一又は複数部材（ここでは、複数部材）により形成される。
【００２３】
図４は、各ヒートシールド４０、５０の内部構造を模式的に示す断面図であり、図４Ａに開閉ヒートシールド４０を、図４Ｂに固定ヒートシールド５０を、それぞれ厚さ方向の断面で示す。
ヒートシールド４０、５０は、図示のように、複層構造の耐熱カーテンや剛性断熱シールドからなり、両側の外面と内部とが異なる部材から構成されている。具体的には、開閉ヒートシールド４０（図４Ａ参照）は、両外面の耐熱シート４１間に、グラスウールやセラミックファイバー等により形成された断熱材４２を充填した複層構造を有する複層構造カーテンである。耐熱シート４１は、耐熱性を有するシート状部材からなり、所定厚さの断熱材４２を挟んで内部に保持する。固定ヒートシールド５０（図４Ｂ参照）は、両外面の剛性板状部材５１間に断熱材５２を充填した複層構造を有する複層構造シールドである。剛性板状部材５１は、例えば鋼板等の金属板やセラミック板からなり、所定間隔を開けて対向して断熱材５２を挟み込み、内部に断熱材５２を保持する。
【００２４】
次に、加硫装置１（図１参照）により、未加硫タイヤを加熱して加硫し、タイヤを製造する手順や動作、及び、タイヤの製造方法の各工程について説明する。まず、未加硫タイヤを上記のように加硫モールド１０内に収納し、加硫モールド１０を型閉めして、コンテナ２０で加硫モールド１０を保持する。その状態で、コンテナ２０（図２参照）を搬送して、加硫装置１の加熱位置Ｈを囲んで配置されたヒートシールド４０、５０の開閉ヒートシールド４０に向かって移動させる。このコンテナ２０を、開閉ヒートシールド４０を開いて加熱位置Ｈに配置し、開閉ヒートシールド４０を閉じて、開閉ヒートシールド４０と固定ヒートシールド５０で加熱位置Ｈのコンテナ２０を囲む。
【００２５】
続いて、開閉ヒートシールド４０と固定ヒートシールド５０で囲んだコンテナ２０を、熱板５、８（図１参照）間に挟みこんで加圧し、熱板５、８により加熱して、コンテナ２０内で未加硫タイヤを加熱して加硫する。これにより、未加硫タイヤの加硫成型を進行させ、タイヤの加硫終了後に、コンテナ２０の加圧を解除し、開閉ヒートシールド４０を開いて、加熱位置Ｈの外側にコンテナ２０を移動させる。次に、加硫装置１の外部で、コンテナ２０及び加硫モールド１０を開放して、内部から加硫済みのタイヤを取り出す。その後、コンテナ２０内に次の未加硫タイヤを収納して、上記の各工程を繰り返す。このようにして、加硫モールド１０を保持して移動するコンテナ２０を所定の加熱位置Ｈに配置し、コンテナ２０の加硫モールド１０内に収納した未加硫タイヤを加熱して加硫し、タイヤを順次製造する。
【００２６】
このタイヤの製造時に、本実施形態では、加熱位置Ｈのコンテナ２０を囲んでヒートシールド４０、５０を配置したため、コンテナ２０からの輻射熱をヒートシールド４０、５０で遮断して、外部への漏出を抑制できる。同時に、コンテナ２０の周囲の加熱された空気の対流もヒートシールド４０、５０で遮断でき、加熱された空気を内部に閉じ込めて外部の冷えた空気の流入も抑制できる。これに伴い、加硫中や加硫前後の外部への放熱（特に、加硫中の放熱）を効果的に抑制できるため、コンテナ２０の表面の温度の低下を低減して放熱による熱の損失を削減できる。その結果、スチームの使用量等の加熱のためのコストやエネルギーを低減させて、加熱効率も向上できる。
【００２７】
また、このヒートシールド４０、５０は、加硫装置１内でコンテナ２０を囲む位置に配置するだけでよいため、大きなコストをかけずに容易に実施できるとともに、既存の装置へも簡単に導入できる。更に、コンテナ２０の移動経路には、その移動時に開閉する開閉ヒートシールド４０を設けたため、コンテナ２０を容易に移動させて、加熱位置Ｈにコンテナ２０を繰り返し簡単に、かつ、手間をかけずに配置できる。
【００２８】
従って、本実施形態によれば、加硫モールド１０を保持するコンテナ２０を容易に移動させて加熱位置Ｈに簡単に配置できるとともに、コンテナ２０の加硫モールド１０内に収納した未加硫ゴム部材を、外部への放熱を効果的に抑制しつつ加熱でき、加硫時の熱の損失を削減して加熱効率を向上できる。また、コンテナ２０の移動経路、及び、コンテナ２０の移動時に開放される加硫装置１の開放範囲以外には、固定ヒートシールド５０を固定して配置したため、その配置範囲で常に放熱を抑制して、安定した放熱の抑制効果を確保できる。
【００２９】
加えて、この加硫装置１では、開閉ヒートシールド４０が、上方から吊り下げられて上下方向に開閉する耐熱カーテンからなるため、その開閉やコンテナ２０の移動を、より容易に行うことができる。また、開閉ヒートシールド４０を、耐熱シート４１間に断熱材４２を充填した複層構造の耐熱カーテンにすることで、その保温性能を高めて放熱を抑制する効果を一層向上できる。同様に、固定ヒートシールド５０を、剛性板状部材５１間に断熱材５２を充填した複層構造を有する剛性断熱シールドにより構成して、コンテナ２０の周囲に固定すると、保温性能が高くなるため、放熱を抑制する効果をより一層向上できる。
【００３０】
なお、ヒートシールド４０、５０（図２参照）は、加熱位置のコンテナ２０の全体を囲んで配置してもよく、部分的に隙間を開けた状態でコンテナ２０を囲んで配置してもよい。また、本実施形態のヒートシールド４０、５０は、熱板５、８等によりコンテナ２０を加熱する種々の加硫装置で放熱を抑制できる。
【００３１】
（タイヤ製造試験）
本発明の効果を確認するため、ヒートシールド４０、５０を備えた加硫装置１により未加硫タイヤを加熱して加硫し、タイヤを製造する試験を実施した。その際、熱板５、８等に加熱媒体としてスチームを供給し、スチームの使用量を実測した。また、比較のため、ヒートシールド４０、５０を備えていない従来のタイヤ加硫装置１００（図５参照）により、加硫装置１と同様の条件で未加硫タイヤを加硫してスチームの使用量を実測した。その結果、従来のタイヤ加硫装置１００に対し、本実施形態の加硫装置１では、熱板５、８及びコンテナリング２３に供給するスチームの使用量が約２割削減できた。これより、本発明により、コンテナ２０の加硫モールド１０内に収納した未加硫ゴム部材を、外部への放熱を効果的に抑制しつつ加熱でき、加硫時の熱の損失を削減して加熱効率を向上できることが証明された。
【符号の説明】
【００３２】
１・・・加硫装置、２・・・トッププレート、３・・・底部プレート、４・・・連結部材、５・・・上熱板、６・・・加圧機構、７・・・加圧プレート、８・・・下熱板、９・・・ステー、１０・・・加硫モールド、１１、１２・・・サイドモールド、１３・・・セグメントモールド、１４・・・キャビティ、２０・・・コンテナ、２１、２２・・・クランププレート、２３・・・コンテナリング、２４・・・保温ジャケット、３０・・・保温部材、３１・・・上断熱板、３２・・・下断熱板、３３・・・断熱片、４０・・・開閉ヒートシールド、４１・・・耐熱シート、４２・・・断熱材、５０・・・固定ヒートシールド、５１・・・剛性板状部材、５２・・・断熱材、Ｈ・・・加熱位置。
【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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