(57)【要約】【課題】ブラダー内部に設置した部材によりブラダーに損傷を生じさせることなく、ブラダーの上下方向の温度差を低減した空気入りタイヤの加硫装置を提供する。【解決手段】中心機構３である下側クランプ部材８内の外周面にゴム製の遮蔽体１３を設け、加硫時にブラダー４が膨張している状態において遮蔽体１３の外端部１５が、内端部１６よりも上方でかつブラダー４の上端部を把持する上側クランプリング６よりも外側に位置するとともに、ブラダー４内にスチームＳ及び窒素ガスＮを噴射する吹出口９に遮蔽体１３の上面１４を対向させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型内に装着された未加硫タイヤの内側に配置されるブラダーと、前記ブラダー内にスチーム及び窒素ガスを供給する吹出口とを有する中心機構を備えた空気入りタイヤの加硫装置において、
前記ブラダー内に、前記中心機構を中心とした環状のゴム製の遮蔽体を設け、
加硫時に前記ブラダーが膨張している状態で、前記遮蔽体の外端部が、内端部よりも上方でかつ前記ブラダーの上端部を把持する上側クランプリングよりも外側に位置するとともに、前記遮蔽体の上面に前記吹出口を対向させる構成にしたことを特徴とする空気入りタイヤの加硫装置。
【請求項２】
加硫時に前記ブラダーが膨張している状態で、前記遮蔽体の外端部が、前記未加硫タイヤのタイヤ赤道面よりも上方であって、かつ前記上側クランプリングよりも下方へ１０ｍｍ以上離れた場所に位置する請求項１に記載の空気入りタイヤの加硫装置。
【請求項３】
前記遮蔽体が、内端部から外端部へ向けて螺旋状に延びる厚肉部及び薄肉部を、少なくとも前記上面の周方向に交互に有する請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの加硫装置。
【請求項４】
前記厚肉部の厚さ及び平均幅を３０ｍｍ以下にし、前記薄肉部の厚さを１０ｍｍ以下かつ平均幅を３０ｍｍ以下にするとともに、該薄肉部の厚さを該厚肉部の厚さよりも１０ｍｍ以上小さくした請求項３に記載の空気入りタイヤの加硫装置。
【請求項５】
前記遮蔽体及びブラダーを同一のゴム組成物からそれぞれ形成した請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤの加硫装置。
【請求項６】
前記中心機構に、前記遮蔽体の内端部の上面の近傍から前記金型の外部へ連通する排水口を形成した請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤの加硫装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤの加硫装置に関し、更に詳しくは、ブラダー内部に設置した部材によりブラダーに損傷を生じさせることなく、ブラダーの上下方向の温度差を低減した空気入りタイヤの加硫装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空気入りタイヤの加硫成形においては、金型内に装着された未加硫タイヤの内側に配置されたブラダー内に、スチームを充填して未加硫タイヤを加熱及び加圧した後に、更に高圧の窒素ガスを送り込んで温度を維持しつつ未加硫タイヤを金型内面へ押圧することがおこなわれている。
【０００３】
しかしながら、常温の窒素ガスは、スチームよりも比重が大きいので、ブラダーの下部に滞留しやすい。ここで、窒素ガスがブラダーの下方から送り込まれると、その窒素ガスにより断熱圧縮されて高温になったスチームがブラダー上方に滞留する。そのため、ブラダーの上下方向に温度差が生じ、タイヤを均一に加硫できなくなるという問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するため、特許文献１は、スチームをブラダーの下位方向へ、窒素ガスをブラダー内の上位方向へ、それぞれ吹き出させるとともに、その窒素ガスの吹き出し口に対向して金属製の邪魔板を設置したり、吹出口をタイヤ径方向に延長した加硫装置を提案している。
【０００５】
しかし、上記のようなブラダー内部にブラダーに向かって突出する邪魔板や吹出口を設置した加硫装置では、ブラダーが収縮時に邪魔板や吹出口に接触して、損傷を受けることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平２−１４７２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、ブラダー内部に設置した部材によりブラダーに損傷を生じさせることなく、ブラダーの上下方向の温度差を低減した空気入りタイヤの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】
【０００８】
上記の目的を達成する本発明の空気入りタイヤの加硫装置は、金型内に装着された未加硫タイヤの内側に配置されるブラダーと、前記ブラダー内にスチーム及び窒素ガスを供給する吹出口とを有する中心機構を備えた空気入りタイヤの加硫装置において、前記ブラダー内に、前記中心機構を中心とした環状のゴム製の遮蔽体を設け、加硫時に前記ブラダーが膨張している状態で、前記遮蔽体の外端部が、内端部よりも上方でかつ前記ブラダーの上端部を把持する上側クランプリングよりも外側に位置するとともに、前記遮蔽体の上面に前記吹出口を対向させる構成にしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の空気入りタイヤの加硫装置によれば、ブラダー内に、中心機構を中心とした環状のゴム製の遮蔽体を設け、加硫時にブラダーが膨張している状態で、遮蔽体の外端部が、内端部よりも上方でかつ前記ブラダーの上端部を把持する上側クランプリングよりも外側に位置するとともに、その遮蔽体の上面にブラダー内にスチームや窒素ガスを噴射する吹出口を対向させる構成にしたので、スチームの後に吹出口から噴射される窒素ガスは、遮蔽体の上面に当たってから、その上面に沿ってブラダーの上部へ向けて流れる。そのため、窒素ガスがブラダーの下部に滞留しにくくなるとともに、窒素ガスがブラダー内を上下に循環してスチームとの混合気体を形成しやすくなるため、スチームの断熱圧縮が抑制されて、ブラダーの上下方向の温度差を低減することができる。
【００１０】
また、ゴム製の遮蔽体をブラダー内部に設置するので、ブラダーと接触しても損傷を生じさせることはない。
【００１１】
更に、スチームを遮蔽体の上面に当てることで、スチーム中のドレン水がトラップされるので、加硫初期におけるプラダー下部でのドレン水の貯留を抑えてブラダーの上下方向の温度差を低減できるとともに、加硫装置の省エネルギー化及び環境への負荷低減を達成することができる。
【００１２】
加硫時にブラダーが膨張している状態において、遮蔽体の外端部を未加硫タイヤのタイヤ赤道面よりも上方であって、かつ上側クランプリングよりも下方へ１０ｍｍ以上離れた場所に位置させることで、スチームと窒素ガスの混合気体の形成をより促進することができる。
【００１３】
遮蔽体が、内端部から外端部へ向けて螺旋状に延びる厚肉部及び薄肉部を、少なくとも上面の周方向に交互に有することにより、スチームと窒素ガスの混合気体の形成を更に促進することができる。
【００１４】
上記の厚肉部の厚さ及び平均幅を３０ｍｍ以下にし、薄肉部の厚さを１０ｍｍ以下かつ平均幅を３０ｍｍ以下にすると共に、その薄肉部の厚さを厚肉部の厚さよりも１０ｍｍ以上小さくすることで、ブラダー内のタイヤ周方向に均一にスチーム及び窒素ガスを供給することができる。
【００１５】
遮蔽体及びブラダーを同一のゴム組成物からそれぞれ形成することで、適切な耐熱性を得ることができると共に、伸縮性能が同じになるため遮蔽体の拡縮がブラダーの膨縮に追従しやすくなる。
【００１６】
中心機構に、遮蔽体の内端部の上面の近傍から金型の外部へ連通する排水口を形成することで、ドレン水の排出効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの加硫装置による未加硫タイヤの加硫工程を示す半断面図である。
【図２】遮蔽体の上面図である。
【図３】図２に示すＸ−Ｘにおける拡大断面図である。
【図４】遮蔽体の取付部の拡大断面図である。
【図５】空気入りタイヤの加硫装置に未加硫タイヤを装着した状態を示す半断面図である。
【図６】加硫時における空気入りタイヤの加硫装置の状態を示す半断面図である。
【図７】加硫終了時における空気入りタイヤの加硫装置の状態を示す半断面図である。
【図８】実施例の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの加硫装置を示す。
【００２０】
この空気入りタイヤの加硫装置（以下、「加硫装置」という。）は、上型１Ａ、下型１Ｂ及び側型１Ｃからなる金型１と、その金型１内に装着された未加硫タイヤ２の中心に位置する中心機構３と、中心機構３に取り付けられた円筒状のブラダー４とから主に構成されている。中心機構３は、昇降自在のセンターポスト５に固定された上側クランプリング６及び下側クランプリング７と、その下側クランプリング７とセンターポスト５との間に配置された環状の下側クランプ部材８とを有しており、それら上側クランプリング６及び下側クランプリング７でブラダー４の上下の端部をそれぞれ把持している。下側クランプ部材８の内部には、ブラダー４内に吹出口９からスチームＳ及び窒素ガスＮを噴射する供給路１０が形成されている。また、加硫終了後にスチームＳが凝縮したドレン水及び加圧媒体（スチーム及び窒素ガス）を下側クランプリング７の上面に通じる排出口１１から金型１の外部へ排出する排出路１２も形成されている。これらの供給路１０及び排出路１２は、下側クランプ部材８の周方向に所定の間隔で複数設けられている。
【００２１】
そして、中心機構３を中心として環状のゴム製の遮蔽体１３が設けられている。遮蔽体１３は、図１のように加硫時にブラダー４が膨張している状態において、遮蔽体の外端部１５が内端部１６よりも上方であって、かつ上側クランプリング６よりも外側となる場所に位置するとともに、その上面１４が吹出口９に対向するようになる。
【００２２】
この遮蔽体１３は、例えば図２、３に示すように、下方に凸となる環状かつ椀状のゴム体からなり、内端部１６から外端部１５へ向けて螺旋状に延びる厚肉部１７と薄肉部１８とが、周方向に交互に形成されている。
【００２３】
なお、上記の厚肉部１７及び薄肉部１８は任意に形成するものである。また、厚肉部１７及び薄肉部１８を形成する場合には、上面１４にのみ形成するようにしてもよく、内端部１６から外端部１５へ向かう形状も例えば直線状とすることもできる。
【００２４】
この遮蔽体１３は、図４に示すように、内端部１６の周縁を下側クランプ部材８の外周溝１９に嵌め込むようにして下側クランプ部材８に固定される。下側クランプ部材８には、遮蔽体１３の内端部１６の上面１４の近傍から金型１の外部へ連通する排水口２０が、周方向に所定の間隔で形成されている。なお、図１の例では、排水口２０を排出路１２に接続しているが、排水口２０を単独で金型１の外部まで延長するようにしてもよい。
【００２５】
また、遮蔽体１３の内端部１６の上面１４と排水口２０とが同じ高さになるように、遮蔽体１３と下側クランプ部材８との取付部２１に段差２２を設けることが好ましい。
【００２６】
このような加硫装置を用いて未加硫タイヤの加硫を行う方法を、図５〜７に基づいて以下に説明する。
【００２７】
まず、図５に示すように、ブラダー４が収縮した状態で、金型１内に未加硫タイヤ２を装着する。このとき、遮蔽体１３は、ブラダー４により外端部１５が規制されて、タイヤ径方向の内側に縮径した状態になっている。この遮蔽体１３の縮径は、主としてゴム体の弾性変形によるものである。
【００２８】
次に、供給路１０から吹出口９を通じてブラダー４内にスチームＳを供給し充填することでブラダー４を膨張させ、未加硫タイヤ２を加温しつつ金型１の内面に向けて押圧する。このとき、図６に示すように、ブラダー４の膨張に追随して遮蔽体１３は、自重及びゴム体の復元力によりタイヤ径方向の外側へ拡径する。そのため、スチームＳの後に吹出口９から噴射された窒素ガスＮは、遮蔽体１３の上面１４に当たってから、その形状に沿ってブラダー４の上部へ向けて流れる。それにより、窒素ガスＮがブラダー４の下部に滞留しにくくなるとともに、窒素ガスＮがブラダー４の内面に沿って移動し上下に循環することでスチームＳとの混合気体を形成しやすくなる。そのため、スチームＳの断熱圧縮が抑制されて、ブラダー４の上下方向の温度差を低減することができる。
【００２９】
また、スチームＳを遮蔽体１３の上面に吹き付けることで、以下のような理由から、加硫初期におけるブラダー４の上下方向の温度差を低減できるとともに、加硫装置の省エネルギー化及び環境への負荷低減を達成できるという効果を奏することができる。
【００３０】
前回の加硫時に供給されたスチームＳ’に起因するドレン水が供給路１０内に残存していると、そのドレン水がスチームＳと一緒に吹出口９から噴射されてブラダー４内の下部に貯留するので、加硫初期においてブラダー４下方の温度が上方よりも低下して空気入りタイヤの加硫不足を引き起こすおそれがある。
【００３１】
そのため、これまでは未加硫タイヤ２の加硫前にブラダー４内に一旦スチームＳを通過させて、前回のスチームＳ’のドレン水を排出する準備作業を行っていた。しかし、このような準備作業は、余分なスチームＳを必要とするとともに、ドレン水と一緒に外部へスチームＳも排出するので、加硫に必要なエネルギーを増加させ、かつ環境に負荷を与えるものであった。
【００３２】
しかし、スチームＳを遮蔽体１３の上面１４に当てることで、その中に含まれているドレン水がトラップされるため、加硫初期におけるブラダー４下部でのドレン水の貯留を抑えることができるとともに、従来の準備作業を不要とすることができるのである。
【００３３】
そして加硫が終了すると、図７に示すように、加圧媒体が排出口１１から排出路１２を通じて外部へ排出されてブラダー４が収縮するが、その収縮するブラダー４に押されるようにして遮蔽体１３がタイヤ径方向の内側へ縮径する。このとき、遮蔽体１３はゴム製であるため、ブラダー４と接触してもブラダー４を損傷することはない。
【００３４】
図１に示すように、遮蔽体１３（この例では最大拡径時を示す。）は、その外端部１５は、未加硫タイヤ２の赤道面Ｅよりも上方であって、かつ上側クランプリング６よりも下方へ１０ｍｍ以上離れた箇所に位置することが望ましい。
【００３５】
そのようにすることで、ブラダー４の上端部４ａ付近まで窒素ガスＮが達するので、窒素ガスＮのブラダー４内での上下の循環経路が大きくなって、スチームＳとの混合気体の形成がより促進される。
【００３６】
また、図２に示すように、遮蔽体１３の少なくとも上面１４に、内端部１６から外端部１５へ螺旋状に延びる厚肉部１７と薄肉部１８を周方向に交互に形成することで、スチームＳ及び窒素ガスＮがブラダー４内で渦流となって混合しやすくなるため、スチームＳと窒素ガスＮの混合気体の形成を更に促進することができる。また、厚肉部１７の間で薄肉部１８が折り畳まれて絞られるように遮蔽体１３が変形するため、遮蔽体１３の拡縮がスムーズになると共に、縮径時の大きさを小さくすることができる。なお、このような観点から、厚肉部１７と薄肉部１８とは、回転対称になる位置に形成することが好ましい。
【００３７】
上記の厚肉部１７の厚さ及び平均幅を３０ｍｍ以下にし、薄肉部１８の厚さを１０ｍｍ以下かつ平均幅を３０ｍｍ以下にすると共に、薄肉部１８の厚さを厚肉部１７の厚さよりも１０ｍｍ以上小さくすることが望ましい。そのようにすることで、厚肉部１７に挟まれた薄肉部１８を流路として有効に用いつつ、その本数を増加させることができるため、ブラダー４内のタイヤ周方向に均一にスチームＳ及び窒素ガスＮを供給することができる。
【００３８】
なお、ここでいう平均幅とは、図２に示すように、厚肉部１７及び薄肉部１８のそれぞれの最大幅Ｗ１と最小幅Ｗ２（図２では、薄肉部１８の外端部及び内端部における幅を示す。）の平均を意味する。
【００３９】
遮蔽体１３を形成するゴム組成物は、ブラダー４を形成するゴム組成物（例えば、ブチル系ゴムをゴム成分としたゴム組成物など）と同一にすることが望ましい。そのようにすることで、適切な耐熱性を得ることができるともに、伸縮性能が同一になるため遮蔽体１３の拡縮がブラダー４の膨縮に追従しやすくなる。
【００４０】
また、加硫の終了時においては、遮蔽体１３の上面１４には、吹出口９から噴射されたスチームＳからトラップされたドレン水２３が残留している。そのドレン水２３は、遮蔽体１３が縮径して上面１４の傾きが大きくなるのに伴って内端部１６へ向けて流れる。そのため、図１、４に示すように、中心機構３の下側クランプ部材８に、遮蔽体１３の内端部１６の上面１４の近傍から金型１の外部へ連通する排水口２０を設けることで、ドレン水２３を排出路１２を通じて排出することができる。
【００４１】
このとき、遮蔽体１３の上面１４にはドレン水２３の他に、ブラダー４内のスチームＳが凝集したドレン水２４の一部も残留する。本来、このドレン水２４は、ブラダー４の収縮に伴って、下側クランプリング８の上面に通じる排出口１１から排出路１２を通じて排出されるものである。従って、上記のように下側クランプ部材８に排水口２０を設けることで、ドレン水２４の一部を別ルートとなる排水口２０からも排出することができるため、加硫装置全体としてドレン水の排出効率を向上することができる。
【実施例】
【００４２】
タイヤサイズが２１５／４５Ｒ１７である未加硫タイヤを、図１に示す空気入りタイヤの加硫装置（実施例）と、遮蔽体を有しない従来の加硫装置（比較例）とを用いて加硫成形した場合におけるブラダーの上下端部の温度差をそれぞれ測定し、その結果を図８に示した。なお、比較例の加硫装置では、ドレン水を排出する準備作業を行っていない。
【００４３】
図８の結果から、特に窒素ガスが供給された後の加硫中期から後期において、実施例の加硫装置では比較例の加硫装置に比べて、ブラダーの上下方向の温度差を大幅に低減できることが分かった。
【００４４】
また、窒素ガスが供給される前の加硫初期においても、実施例の加硫装置では比較例の加硫装置に比べて、ブラダーの上下方向の温度差が小さくなることが分かった。
【符号の説明】
【００４５】
１  金型
２  未加硫タイヤ
３  中心機構
４  ブラダー
５  センターポスト
６  上側クランプリング
７  下側クランプリング
８  下側クランプ部材
９  吹出口
１０  供給路
１１  排出口
１２  排出路
１３  遮蔽体
１４  上面
１５  外端部
１６  内端部
１７  厚肉部
１８  薄肉部
１９  外周溝
２０  排水口
２１  取付部
２２  段差
２３  （トラップされた）ドレン水
２４  ドレン水
【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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【図７】
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【図８】
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