(57)【要約】【課題】タイヤ加硫成形時の金型の内圧に対して十分な剛性を維持しながらも、重量が低減される耐圧プレートを提供する。【解決手段】直交する第１リブ２１と第３リブ２５の間に、アーチ状の第２リブ２３を設ける。第１リブ２１、内周壁１３、第２リブ２３及び外周壁１４により取り囲まれる領域Ａ１の面積をａ１とし、第３リブ２５、内周壁１３、第２リブ２３及び外周壁１４により取り囲まれる領域Ａ２の面積をａ２とする。この形態は、第２リブ２３の張出し量、形状を調整することにより、面積ａ１と面積ａ２を近似させ、最も望ましくは一致させることができる。そうすれば、領域Ａ１及び領域Ａ２における各々の変形量を近似させることができるので、耐圧プレート１０（耐圧壁１２）の全体におけるｄmaxとｄminの差分（｜ｄmax−ｄmin｜）を小さく制御できる。【選択図】図２
2013159024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ加硫装置においてタイヤを成型する金型を支持し、中心部に加熱加圧流体通路が形成される円板状の耐圧プレートであって、
所定間隔を隔てて対向し、一方が前記金型を支持する一対の耐圧壁と、
一対の前記耐圧壁の内周を繋ぎ、前記加熱加圧流体通路を区画する内周壁と、
一対の前記耐圧壁の外周を繋ぐ外周壁と、
前記外周壁から外側に向けて突出し、径方向に添って設けられる一対の支持部と、
一対の前記支持部が並ぶ径方向に沿って前記内周壁と前記外周壁とを繋ぎ、一対の前記耐圧壁を支持する直線状の第１リブと
前記第１リブを挟んで配置され、前記内周壁と前記支持部に対応する外周壁とを繋ぎ、一対の前記耐圧壁を支持するアーチ状の一対の第２リブと、
前記第１リブと直交する方向に前記内周壁と前記外周壁とを繋ぎ、一対の前記耐圧壁を支持する直線状の第３リブと、
を備えることを特徴とする耐圧プレート。
【請求項２】
前記外周壁は、
前記第３リブとの連結部分が、前記内周壁に向けて張出している、
請求項１に記載の耐圧プレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤを成型する際に用いられるタイヤ加硫装置に好適な耐圧プレートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タイヤを加硫しながら成型するタイヤ加硫装置として各種の構造のものが知られている。
このタイヤ加硫装置は、通常、タイヤの両側面を成型する上・下一対の金型と、タイヤの接地面を成型するトレッド金型と、上・下の金型の各々が固定される耐圧プレートとを備えている。そして、金型の内部に配置された生タイヤ（グリーンタイヤ）を加硫する際に、これら金型が開こうとする内圧を耐圧プレートが受け止める。
近年、建設用車両などの大型化に伴い、これら車両用のタイヤの大型化が進んでいる。タイヤの大型化に合わせてタイヤ加硫装置を大型化すると、タイヤ加硫成形時の内圧に対する変形を抑えるために十分な剛性が必要となり、耐圧プレートも大径化、厚肉化が必要となる。その結果、耐圧プレートの重量増に伴って材料コストおよび運搬・施工コストが嵩んでしまう。
【０００３】
この課題に対して本出願人は、特許文献１において、従来は中実な材料からなる一枚ものの耐圧プレートを分割するとともに、分割プレートを係合リングにより一体化することを提案した。そうすることで、従来の耐圧プレートに比べて運搬を容易にするとともに、分割プレートの接合に用いるボルトの削減による軽量化が図られた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６５８３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１の提案は、耐圧プレート全体としての重量低減効果を期待できない。また、分割プレートを結合して一体化するために新たな工数が生じてしまうため、コスト削減効果は限定的になる。
本発明は、このような課題に基づいてなされたもので、タイヤ加硫成形時の金型の内圧に対する変形量を抑えながらも、重量が低減される耐圧プレートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は上記目的を達成するために、中空構造の耐圧プレートを採用することを検討した。この中空構造の耐圧プレートを採用する場合に留意すべきことは、剛性を確保しながらも重量を低減することである。この点について検討したところ、中空領域の中に適切なリブを立てるが、本発明の目的を達成するのに有効であるとの結論に至った。
本発明は、タイヤ加硫装置においてタイヤを成型する金型を支持し、中心部に加熱加圧流体通路が形成さる円板状の耐圧プレートに関するものである。
本発明による耐圧プレートは、一対の耐圧壁と、内周壁と、外周壁と、支持部とを備える。
耐圧壁は、所定間隔を隔てて対向し、一方が金型を支持する。
内周壁は、一対の耐圧壁の内周を繋ぎ、圧力流体通過路を区画する。
外周壁は、一対の耐圧壁の外周を繋ぐ。
支持部は、外周壁から外側に向けて突出し、径方向に添って一対が設けられる。
本発明の耐圧プレートは、以上の基本な構成に加えて、以下の第１リブ、第２リブ及び第３リブを備えている。
第１リブは、一対の支持部が並ぶ径方向に沿って内周壁と外周壁とを繋ぎ、一対の耐圧壁を支持する直線状のリブである。
第２リブは、第１リブを挟んで配置され、内周壁と支持部に対応する外周壁とを繋ぎ、一対の耐圧壁を支持するアーチ状のリブである。
第３リブは、第１リブに直交する方向に沿って内周壁と外周壁とを繋ぎ、一対の耐圧壁を支持する直線状のリブである。
【０００７】
以上の本発明によれば、中空構造の耐圧プレートとなるので、中実の耐圧プレートよりも格段に重量を低減できる。
また、本発明によれば、直交する第１リブと第３リブの間に、アーチ状の第２リブが設けられる。そして、第１リブ、内周壁、第２リブ及び外周壁により取り囲まれる領域Ａ１の面積をａ１とし、第３リブ、内周壁、第２リブ及び外周壁により取り囲まれる領域Ａ２の面積をａ２とする。本発明は、第２リブの張出し量、形状を調整することにより、面積ａ１と面積ａ２を近似させ、最も望ましくは一致させることができる。そうすることにより、領域Ａ１及び領域Ａ２における各々の変形量を近似させることができる。耐圧プレートの変形は、その絶対値よりも、最大の変形量と最小の変形量の差分が問題とされるところ、本発明によれば、当該差分を小さくできる。
【０００８】
本発明の耐圧プレートにおいて、外周壁と第３リブとの連結部分を内周壁に向けて張り出させることで、面積ａ１と面積ａ２を近似させるのに有効である。
【発明の効果】
【０００９】
タイヤ加硫成形時の金型の内圧に対する変形量を抑えながらも、重量が低減される耐圧プレートを提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態における耐圧プレートがタイヤ加硫装置のフレームに取り付けられた状態を示す斜視図である。
【図２】本実施の形態における耐圧プレートを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の耐圧プレート１０は、タイヤ加硫装置１のフレーム２に支持される。本実施形態は、二つの装置配置部３がフレーム２に設けられており、各々の装置配置部３に一台分の加硫装置が配置される。また、図１は、耐圧プレート１０以外のタイヤ加硫装置１の要素の記載は省略している。この要素としては、耐圧プレート１０にそれぞれ支持されて、タイヤの両側面を成型する上部金型及び下部金型、タイヤの外周面を成型するトレッド金型などがあるが、これらの要素は例えば特許文献１にも記載されているように公知である。
【００１２】
円板状の外観をなしている耐圧プレート１０は、図１，２に示すように、中心部に流体通路１１が形成されている。タイヤ加硫時には、外部から供給される加熱加圧流体がこの流体通路１１を通ってタイヤ内に設置されるブラダに導入される。耐圧プレート１０は、このときの変形量が許容値以下となるような剛性を有することが要求される。この変形量とは、耐圧プレート１０がフレーム２に設置された状態で、上下（鉛直）方向に生ずるものである。例えば、上側に配置される耐圧プレート１０の場合には、上向きに変形が生じる。
【００１３】
耐圧プレート１０は、フレーム２に設置された状態で上下方向に所定間隔を隔てて対向する一対の耐圧壁１２ａ，１２ｂを備えている。流体通路１１は、この耐圧壁１２ａ，１２ｂを貫通して形成されている。上側に配置される耐圧プレート１０の耐圧壁１２ｂは上部金型を支持し、下側に配置される耐圧プレート１０の耐圧壁１２ａは下部金型を支持する。タイヤ加硫時に加熱加圧流体がブラダに導入されることで、上部金型及び下部金型が互いに開こうとする向きに内圧が生じる。耐圧プレート１０は、耐圧壁１２ａ，１２ｂを介して、この力を受け止める。耐圧壁１２ａ，１２ｂは、通常、一様な厚さに形成されるが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、例えば、曲げモーメントの分布に従い、その中心（内周壁１３）側の板厚を外周壁１４側より厚くすることにより、変形を抑制することができる。なお、耐圧壁１２ａ，１２ｂを総称するときは、以下では、耐圧壁１２と略称する。
【００１４】
耐圧プレート１０は、内周壁１３と外周壁１４を備える。
内周壁１３は、流体通路１１を区画するように、その内周側において一対の耐圧壁１２ａ，１２ｂを繋いでいる。また、外周壁１４は、その外周側において一対の耐圧壁１２を繋いでいる。このように、耐圧プレート１０は、一対の耐圧壁１２ａ，１２ｂを内周壁１３と外周壁１４で連結する構造を採用することで、中空領域を形成する。
外周壁１４には、径方向の外側に突出する支持部１５が設けられている。一対の支持部１５は、耐圧プレート１０の径方向ａに沿っており、対称の位置に設けられている。耐圧プレート１０は、この支持部１５がフレーム２に支持されることでタイヤ加硫装置１に設置される。
【００１５】
耐圧プレート１０は、前述した中空領域に、第１リブ２１、第２リブ２３及び第３リブ２５という３種類のリブを備えている。これらのリブは、いずれも、一対の耐圧壁１２ａ，１２ｂを高さ方向に隙間なく設けられることで、耐圧壁１２ａ，１２ｂを相互に支持することで、耐圧プレート１０の剛性を高める機能を有する。
【００１６】
第１リブ２１は、内周壁１３と外周壁１４の間を径方向に繋いでいる。第１リブ２１は、一対の支持部１５が配列される径方向に沿って直線状に形成される二つの第１リブ２１ａ、第１リブ２１ｂから構成される。したがって、第１リブ２１についてみると、外周壁１４、第１リブ２１ａ、内周壁１３、第１リブ２１ｂ及び外周壁１４という応力の伝達経路が耐圧プレート１０に形成される。なお、これら第１リブを総称するときには、第１リブ２１と明細書中では表記する（第２リブ２２、第３リブ２３も同様）。また、リブの形状は、耐圧プレート１０を平面視したときの形状である。
【００１７】
第２リブ２３は、第１リブ２１ａを挟んで配置される第２リブ２３ａ及び第２リブ２３ｂと、第１リブ２１ｂを挟んで配置される第２リブ２３ｃ及び第２リブ２３ｄと、を備えている。第２リブ２３は、内周壁１３と支持部１５に対応する外周壁１４との間を繋いでいる。第２リブ２３は、第１リブ２１から離れる向きに張出すアーチ状の形態をなしている。
【００１８】
第３リブ２５は、第１リブ２１に直交する方向に沿って、内周壁１３と外周壁１４との間を繋いでいる。第３リブ２５は、二つの第３リブ２５ａ、第３リブ２５ｂから構成される。
【００１９】
第１リブ２１、第２リブ２３及び第３リブ２５は、主に以下の作用を担う。
第１リブ２１及び第２リブ２３は、耐圧プレート１０が金型から荷重を受けると、一対の耐圧壁１２ａ，１２ｂの相互の間でせん断力を伝達し、耐圧プレート１０の曲げ剛性を増加させる。
また、第２リブ２３及び第３リブ２５は、耐圧プレート１０の面外方向の変形を抑制する。
【００２０】
ここで、耐圧プレート１０は、変形量が許容値以下となることが要求されることを先に述べたが、この変形量は絶対値のみで判断されるものではない。例えば、耐圧壁１２ａ，１２ｂの位置ｘに生ずる最大変形量をｄmax、ｘとは異なる位置ｙに生ずる最少変形量をｄminとすると、ｄmaxとｄminの差分（｜ｄmax−ｄmin｜）によって許容される変形量が判断される。したがって、ｄmax及びｄminの絶対値がともに大きくてもその差分が小さければ、その変形は許容される。耐圧プレート１０の上・下の位置を調整すればよいからである。
【００２１】
第１リブ２１、第２リブ２３及び第３リブ２５は、耐圧プレート１０の変形量及び応力が許容値以下になる様に、配置及び形状が設定されている。特に、第１リブ２１と第３リブ２５の間に設けられる第２リブ２３は、ｄmaxとｄminの差分を小さくする上で重要である。
第２リブ２３も、第１リブ２１及び第３リブ２５と同様に径方向に形成し、すべてのリブを放射状にする場合を設けることもできるが、その場合には以下の不都合がある。つまり、径方向に隣接するリブとリブの間隔（または面積）が、内周壁１３側では狭く、外周壁１４側では広くなる。そうすると、金型から受ける荷重に対して、内周壁１３側では耐圧壁１２ａ，１２ｂの剛性が相対的に大きく、逆に、外周壁１４側では剛性が相対的に小さくなるので、すべてのリブを放射状に設けると、ｄmax（最大変形量）とｄmin（最小変形量）の差分が大きくなる恐れがある。これを解消するには、リブとリブの間隔が広い外周壁１４よりに周方向のリブを設ければよいことは容易に想像できる。しかし、これはではリブの数が増えてしまい、重量低減の目的を十分に果たすことができなくなる。
これに対して本実施形態によると、直交する第１リブ２１と第３リブ２５の間に、アーチ状の第２リブ２３を設ける。第１リブ２１、内周壁１３、第２リブ２３及び外周壁１４により取り囲まれる領域Ａ１の面積をａ１とし、第３リブ２５、内周壁１３、第２リブ２３及び外周壁１４により取り囲まれる領域Ａ２の面積をａ２とする。この形態は、第２リブ２３の張出し量、形状を調整することにより、面積ａ１と面積ａ２を近似させ、最も望ましくは一致させることができる。そうすれば、領域Ａ１及び領域Ａ２における各々の変形量を近似させることができるので、耐圧プレート１０（耐圧壁１２ａ，１２ｂ）の全体におけるｄmaxとｄminの差分（｜ｄmax−ｄmin｜）を小さく制御できる。
例えば第２リブ２３の代わりに周方向にリブを設け、その位置を調整することにより、区画される面積を近似させることはできる。しかし、本発明者等の検討によると、第２リブ２３は、周方向のリブよりも、設ける数、重量を低減しながらも、変形量及び応力を許容値以下にできる利点がある。
【００２２】
以上説明したように、本実施形態による耐圧プレート１０は、中空構造を採用しているので、金型から受ける荷重によって生じる曲げ変形に対する重量比剛性が高い。このように軽量化された耐圧プレート１０は、材料費を低減できるのに加えて、タイヤ加硫装置１までの運搬性、フレーム２への装着性が向上する。
また、特に第２リブ２３をアーチ状に形成することにより、耐圧プレート１０（耐圧壁１２ａ，１２ｂ）の全体にわたる変形量を均一に抑制できるので、変形量を許容範囲に収めるのが容易である。
なお、本発明者らの検討によると、中実の耐圧プレートに比べて重量を５０％程度に低減した本実施形態による耐圧プレート１０は、ｄmaxとｄminの差分（｜ｄmax−ｄmin｜）で示される変形量を中実の耐圧プレートと同等に抑えることができる。
【００２３】
本実施形態は、内周壁１３から外周壁１４にかけて、第２リブ２３の全体が湾曲したアーチ形状をなしているが、本発明におけるアーチ状はこれに限定されず、直線部分を含んでいてもよい。例えば、内周壁１３及び外周壁１４から各々直線状に張出し、中間地点で合流する形態は、本発明の主旨に合致しており、アーチ状に包含される。
本実施形態では、第３リブ２５の外周壁１４との連結部分を内周壁１３に向けて張り出したＹ字状にしているが、これは、領域Ａ１の面積ａ１と領域Ａ２の面積ａ２とを近似させることを目的としたものである。したがって、当該外周壁１４の部分を両側に繋がる部分と同様に円弧とし、そこに第３リブ２５の先端を内設させてもよい。
【００２４】
本実施形態の耐圧プレート１０の作製方法は任意であり、鋳造により一体的に作製することができるし、各部材を作製した後に溶接により接合することで作製することもできる。鋳造により作製する場合には、内周壁１３、外周壁１４及び第１リブ２１〜第３リブ２５の一部に中子が配置されることに基づく空隙が形成されることもあるが、本発明はそれを許容することは言うまでもない。
また、耐圧プレート１０を構成する素材は任意であり、耐食性、強度を備えた鋼材から適宜選択される。
【００２５】
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１      タイヤ下流装置
２      フレーム
３      装置配置部
１０    耐圧プレート
１１    流体通路
１２ａ，１２ｂ  耐圧壁
１３    内周壁
１４    外周壁
１５    支持部
２１ａ，２１ｂ  第１リブ
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ  第２リブ
２５ａ，２５ｂ  第３リブ
【図１】
2013159024.tif 000003
【図２】
2013159024.tif 000004