專利名稱：輪胎硫化機的中心機構(gòu)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對胎坯裝卸硫化成形用膠嚢的輪胎硫化機的 中心機構(gòu)。進一步詳細而言，本發(fā)明涉及一種使膠嚢沿鉛直方向升降 來進行該膠嚢的裝卸的型式的受馬達驅(qū)動的輪胎疏化機的中心機構(gòu)。
背景技術(shù)：
輪胎硫化機是從模具內(nèi)外對收容于模具內(nèi)的稱為胎坯的未硫化輪 胎進行加熱而硫化、成型的機械，通常是在其中心安裝稱為膠嚢的、 由具有彈性的材料(例如異丁橡膠)構(gòu)成的可自由伸縮的橡膠袋。該 膠嚢被以沿著運到硫化機的模具中心的胎坯的內(nèi)表面的方式插入，對 該膠嚢內(nèi)部供給蒸汽等高溫高壓的加熱加壓介質(zhì)來對胎坯進行硫化。 經(jīng)過一定時間加熱加壓而被硫化的胎坯成為硫化完畢的輪胎，取下膠 嚢而被運到下一工序，這樣的膠嚢式硫化機中附屬有用于對胎坯裝卸 膠嚢的裝置，稱為硫化機的中心機構(gòu)。在該中心機構(gòu)中，各種型式的 機構(gòu)已被商品化，本發(fā)明即是涉及使膠嚢上緣部沿鉛直方向升降來進 行該膠嚢的裝卸的型式的輪胎硫化機的中心機構(gòu)。作為采用該型式的 中心機構(gòu)，例如有下述現(xiàn)有技術(shù)文獻中公開的技術(shù)。
以往，公開有涉及液壓驅(qū)動的輪胎硫化機的中心機構(gòu)的技術(shù)(例
如參照美國專利第5776507號)。該輪胎硫化機的中心機構(gòu)具有在 上端安裝有保持膠嚢上緣部的上部鎖緊圈的中柱、安裝于中柱下端的 第1壓力缸、與第1壓力缸并列配置的第2壓力缸。上部鎖緊圏通過 中柱由第l壓力缸升降，整個膠嚢由第2壓力缸升降。該專利文獻是 由本申請人提出申請的，盡管在公報中沒有明確記栽，但為了使第1 壓力缸及第2壓力缸工作，需要較大的力，因此第1壓力缸和第2壓 力缸通常使用高壓的液壓缸，
在此，第1壓力缸以自中柱下端向下方延伸的方式與中柱串聯(lián)安 裝。因此，硫化機的全長變長，為了抑制模具部的安裝高度，產(chǎn)生很 多要求，需要在硫化機的安裝面形成既定深度的凹坑，在該場所安裝 發(fā)"匕機。該專利文獻所記載的中心機構(gòu)中，由于將第2壓力缸與第1壓力缸并列配置，因此與將第2壓力缸與第1壓力缸串聯(lián)配置的中心 機構(gòu)相比，可抑制其全長，但還存在需要淺凹坑等問題，所以該對策 尚有不足。為了形成凹坑，相應(yīng)地會增加基礎(chǔ)工程，若形成凹坑，則 硫化機的配置變更的自由度減少。
此外，由于第1壓力缸配置于硫化機中心部的下部，因此在壓力 缸發(fā)生漏油等情況下，不容易進行更換。此外，還存在供給到膠嚢內(nèi) 的高溫高壓的加熱加壓介質(zhì)與第1壓力缸接近、油的壽命短這樣的問 題。而且，由于使用液壓作為驅(qū)動源，還存在其密封構(gòu)造復(fù)雜這樣的 問題。
作為不存在這些問題的技術(shù)，本申請人還提出了一種技術(shù)，該技 術(shù)涉及將液壓驅(qū)動替換為馬達驅(qū)動的馬達驅(qū)動式輪胎硫化機的中心機 構(gòu)(例如參照日本特公昭62-6964號)。該輪胎硫化機的中心機構(gòu)具 有在上端安裝有保持膠嚢上緣部的上部圏體的連桿(中柱)、內(nèi)置 有旋轉(zhuǎn)運動體的缸筒、使螺旋絲桿軸旋轉(zhuǎn)的馬達、設(shè)于缸筒下端的流 體沖擊吸收裝置，上述旋轉(zhuǎn)運動體由螺旋絲桿軸和與該絲桿軸螺紋接 合的滾珠絲桿用的螺母構(gòu)成。通過用馬達使螺旋絲桿軸旋轉(zhuǎn)，從而將 馬達的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為螺母的上下運動，連桿與螺母一起進行升降。 并且，在連桿下降時，螺旋絲桿軸被收納于連桿內(nèi)部。因此，與美國 專利第5776507號所記載那樣的液壓驅(qū)動的輪胎硫化機的中心機構(gòu)相 比，該專利文獻所記載的輪胎硫化機的中心機構(gòu)可抑制其全長。而且， 由于采用馬達驅(qū)動，因此不會產(chǎn)生液壓驅(qū)動時那樣的漏油、油的壽命
降低以及復(fù)雜的密封構(gòu)造這樣的問題。
但是，在日本特公昭62- 6964號中記載的那種馬達驅(qū)動的輪胎硫 化機的中心機構(gòu)中，由于其驅(qū)動方式采用馬達驅(qū)動來替代液壓驅(qū)動， 因此存在以下問題點。為了說明其問題點，首先，概括說明該專利文 獻記載的輪胎硫化機的中心機構(gòu)的一部分工作。在進行胎坯的整形時， 首先使上升起來的上部圈體下降，在既定位置停止，并加以制動。這 是為了避免由于作用于膠嚢的整形壓力，螺旋絲桿軸旋轉(zhuǎn)而上部圏體 上升、膠嚢位置錯位，有空氣混入到壓接于胎坯內(nèi)表面的膠嚢與胎坯 內(nèi)表面之間等。接著，在整形結(jié)束時關(guān)閉上模具而進行合模。在該上 模具的關(guān)閉動作中也有整形壓力作用于膠嚢，因此為了防止上部圈體 的上升直至上模具與上部圏體接觸，在上模具的關(guān)閉動作中也需要加以制動。然后，在上模具與上部圏體馬上要接觸之前解除制動，然后， 上部團體以被上模具壓下的形式下降到?jīng)_壓位置。在此，在上模具的 關(guān)閉動作中，為了抑制上模具與上部圈體接觸時產(chǎn)生的沖擊力，且抑 制上部圏體因整形壓力而產(chǎn)生的動作(上升)，在上模具馬上要接觸 上部圏體之前(眼看就要接觸的時候)，必須解除制動，但設(shè)定該解 除時機較難。因此，在該專利文獻所記載的輪胎硫化機的中心機構(gòu)中，
做成具有流體沖擊吸收裝置的結(jié)構(gòu)，該流體沖擊吸收裝置是用于吸收 因上模具與上部圈體的接觸而引起的鉛直向下的沖擊力的裝置。
曰本特公昭62 - 6964號中記栽的輪胎硫化機的中心機構(gòu)的問題點 首先是在該中心機構(gòu)中附屬有流體沖擊吸收裝置，造成構(gòu)造復(fù)雜這一 點。其他問題點在于，即使具有可吸收鉛直向下的沖擊力的流體沖擊 吸收裝置，由于制動是機械式制動，在因該制動器的誤工作、錯誤設(shè) 定而不能正時釋放(解除)制動時，在上模具與上部圏體解除后，即 使由于上模具的下降力而通過螺母使螺旋絲桿軸要旋轉(zhuǎn)，也會由于制 動力而使螺旋絲桿軸無法旋轉(zhuǎn)。因此，對螺旋絲桿軸、螺母、制動器 等持續(xù)作用過大的栽荷，有時出現(xiàn)絲桿軸受損、制動器破損的情況。
發(fā)明目的
本發(fā)明是鑒于上述實情而作出的，其目的在于提供一種即使發(fā)生 制動器的誤工作、誤設(shè)定等，也可防止構(gòu)成部件的損傷、破損，且由 筒單構(gòu)造構(gòu)成的馬達驅(qū)動的輪胎硫化機的中心機構(gòu)及其控制方法。
用于達到上迷目的的本發(fā)明的輪胎疏化機的中心機構(gòu)的基本構(gòu)成 是， 一種具有上模具、膠嚢和保持上述膠嚢的上緣部的上部圈體的輪 胎硫化機的中心機構(gòu)，上述中心機構(gòu)包括絲桿軸，沿鉛直方向配置； 螺旋機構(gòu)，具有與上述絲桿軸螺紋接合的螺母；馬達，為了使上述上 部圈體升降而使上述絲桿軸旋轉(zhuǎn)；以及馬達控制機構(gòu)，通過上述馬達 控制上述上部圏體的位置，其中，上述馬達控制機構(gòu)對上述上部圈體 的位置控制在上述上模具與上述上部圈體接觸之前開始，且在上述上 模具與上述上部團體接觸的瞬間發(fā)揮作用。
根據(jù)該構(gòu)成，在上部圏體與上模具接觸時，若對馬達作用一定程 度以上的負載，則允許馬達的旋轉(zhuǎn)，結(jié)果，不會對絲桿軸等中心機構(gòu) 的構(gòu)成部件作用一定程度以上的過栽。因此，可防止輪胎硫化機所具有的中心機構(gòu)的構(gòu)成部件的損傷、破損。此外，如上所述，由于可防
止發(fā)生一定程度以上的過載，因此，不需要設(shè)置如日本特公昭62 - 6964 號所記載那樣的流體沖擊吸收裝置，可使疏化機的中心機構(gòu)為簡單構(gòu) 造。
在上述輪胎硫化機的中心機構(gòu)的基本構(gòu)成中，可以設(shè)計成，還包 括機械式制動器，該機械式制動器在輪胎硫化機的上模具打開的狀態(tài) 下工作，保持上述上部圈體的既定位置，以使上述膠嚢保持整形狀態(tài)， 在從上述上模具開始關(guān)閉動作時起到上述上模具與上述上部圏體接觸 之前的期間，解除上述機械式制動器的工作，并開始上述馬達控制機 構(gòu)對上述上部圈體的位置控制，至少在上述機械式制動器的工作解除 之后，由上述馬達控制機構(gòu)控制上述上部圈體的位置。
根據(jù)該構(gòu)成，經(jīng)過整形狀態(tài)，在自上模具開始關(guān)閉動作時起到上 模具與上部圈體接觸之前的期間，保持膠嚢上緣部的上部圏體從由機 械式制動器控制的狀態(tài)切換為由馬達控制機構(gòu)控制的狀態(tài)。在此，當(dāng) 控制狀態(tài)切換后由不使用機械式制動器的馬達控制機構(gòu)進行馬達的停 止控制(制動)時，即使萬一有制動解除位置的誤設(shè)定等而在施加制 動的狀態(tài)下使上部圈體和上模具沖撞，若對馬達作用一定程度以上的 載荷，則也允許馬達的旋轉(zhuǎn)，結(jié)果，不會對絲桿軸等中心機構(gòu)的構(gòu)成 部件作用一定程度以上的過載。
在使用上述機械式制動器的輪胎硫化機的中心機構(gòu)中，可以設(shè)計 成，上述馬達控制機構(gòu)是具有直流制動功能的變頻器，上述馬達是變 頻馬達，至少在上述機械式制動器的工作解除之后，上述變頻器利用 上述變頻器的上述直流制動功能控制上述變頻馬達，從而控制上部圏 體的位置，使上部圈體不會向上方移動。
根據(jù)該構(gòu)成，在切換到由變頻器對上部圏體進行的位置控制之后， 上部圈體的位置被變頻器所具有的直流制動功能控制。即，不是機械 式制動器控制上部圈體的位置，而是由變頻器所具有的直流制動功能 控制上部圈體的位置，因此，即使萬一有制動器的誤設(shè)定等，也不會 對絲桿軸等中心機構(gòu)的構(gòu)成部件作用一定程度以上的過載，可防止輪 胎硫化機所具有的中心機構(gòu)的構(gòu)成部件的損傷、破損。
在使用具有上述直流制動功能的變頻器的輪胎硫化機的中心機構(gòu) 中，可以設(shè)計成，在上述絲桿軸的下端連接有具有雙曲線齒輪的正交軸型的減速器，上述減速器與上述變頻馬達連接。
根據(jù)該構(gòu)成，通過將正交軸型減速器安裝在沿鉛直方向配置的絲 桿軸的下端，可以減小整個中心機構(gòu)的長度。此外，通過使用雙曲線 齒輪，可提高靜肅性和齒輪效率，并且不會發(fā)生從絲桿軸側(cè)無法使馬 達軸旋轉(zhuǎn)那樣的自鎖狀態(tài)，因此，從該方面來看，也可防止作用于中 心機構(gòu)的鉛直向下的沖擊力。
此外，在使用機械式制動器時，上述機械式制動器可以與上述馬 達直接連接。
根據(jù)該構(gòu)成，做成帶機械式制動器的(具有機械式制動器的)馬 達，可使硫化機的中心機構(gòu)為更簡單的構(gòu)造。
在上述輪胎硫化機的中心機構(gòu)的基本構(gòu)成中，上述馬達可以是伺 服馬達。
根據(jù)該構(gòu)成，在對伺服馬達作用一定程度以上負載的時刻，允許 伺服馬達的自由旋轉(zhuǎn)。由此，可緩和因上模具和上部圏體接觸而引起 的對絲桿軸等中心機構(gòu)的構(gòu)成部件的沖擊，結(jié)果，可防止輪胎硫化機
所具有的中心機構(gòu)的構(gòu)成部件的損傷、破損。
另外，使用伺服馬達時，可以設(shè)計成，上述馬達控制機構(gòu)具有控 制上述伺服馬達以保持上述上部圈體的既定位置的伺服鎖定功能，且 在上述上模具打開的狀態(tài)下，通過上述馬達上述上部圈體的位置，以 使上述膠嚢保持整形狀態(tài)。
另外，使用伺服馬達時，可以設(shè)計成，上述馬達控制機構(gòu)具有速 度控制功能，開始上述上部圈體的位置控制后，上述馬達控制機構(gòu)利 用上述馬達控制機構(gòu)的上述速度控制功能控制上述伺服馬達，從而一 邊使上述上部圈體以低于上述上模具的關(guān)閉動作速度的低速進行下降 動作， 一邊使上述上模具與上述上部圏體接觸。
根據(jù)該構(gòu)成，上模具和上部團體同向移動的同時接觸，與使上模 具同停止的上部圈體接觸的情況相比，可實現(xiàn)相對速度較低的接觸。 由此，可抑制因上模具與上部圈體接觸而引起的沖擊力。此外，由于 使用伺服馬達，例如在將上部圈體設(shè)定為自由(使伺服馬達的旋轉(zhuǎn)自 由)的時機過早時，檢測上部圏體因整形壓力而上升，只要基于該檢 測值用馬達控制機構(gòu)適當(dāng)控制伺服馬達，即可容易地保持上部圏體原 來的位置。此外，在將上部圈體設(shè)定為自由的時才幾過遲時，檢測馬達電流的上升，只要基于該檢測值用馬達控制機構(gòu)適當(dāng)控制以使伺服馬 達的旋轉(zhuǎn)自由(切斷伺服馬達的電源，允許其自由旋轉(zhuǎn))，即可容易 地使上部團體自由。
另外，使用伺服馬達時，可以設(shè)計成，上述馬達控制機構(gòu)具有轉(zhuǎn) 矩限制功能，該轉(zhuǎn)矩限制功能是在上述伺服馬達承受產(chǎn)生力時限制對 上述伺服馬達施加的過栽的功能，所述產(chǎn)生力是上述上部圏體因上述 上模具的關(guān)閉動作而進行下降動作時隨著該下降動作產(chǎn)生的力，開始 上述上部團體的位置控制后，在上述馬達控制機構(gòu)的上述轉(zhuǎn)矩限制功 能有效的狀態(tài)下，使正進行關(guān)閉動作的上述上模具與受到控制而保持 既定位置的上述上部圏體接觸。
根據(jù)該構(gòu)成，在馬達控制機構(gòu)的轉(zhuǎn)矩限制功能有效的狀態(tài)下，上 模具與上部圈體接觸時，在對伺服馬達作用一定程度以上的負載的時
刻，允許伺服馬達自由旋轉(zhuǎn)。由此，可緩和因上模具和上部圈體接觸 而引起的對絲桿軸等中心機構(gòu)的構(gòu)成部件的沖擊，結(jié)果，可防止輪胎 硫化機所具有的中心機構(gòu)的構(gòu)成部件的損傷、破損。
另外，在具有轉(zhuǎn)矩限制功能時，可以設(shè)計成，上述馬達控制機構(gòu) 具有控制上述伺服馬達以保持上述上部圈體的既定位置的伺服鎖定功 能，在上述伺服鎖定功能有效的狀態(tài)下，使正進行關(guān)閉動作的上述上 模具與受到控制而保持既定位置的上述上部圍體接觸。
根據(jù)該構(gòu)成，在馬達控制機構(gòu)的伺服鎖定功能和轉(zhuǎn)矩限制功能有 效的狀態(tài)下，上模具與上部圏體接觸時，可更有效地防止對絲桿軸等 中心機構(gòu)的構(gòu)成部件的過載。因此，可更完美地防止輪胎硫化機所具 有的中心機構(gòu)的構(gòu)成部件的損傷、破損。
此外，在使用伺服馬達時，可以設(shè)計成，上述馬達是帶減速器的 伺服馬達，在上述絲桿軸的下端連接有具有大小兩個正齒輪的平行軸 型的減速器，上述減速器與上述帶減速器的伺服馬達連接，上述帶減 速器的伺服馬達能與上述小正齒輪一起從上述減速器自由拆卸。
根據(jù)該構(gòu)成，由于使用具有正齒輪的減速器，所以減速器的制作、 維修保養(yǎng)、馬達的維修保養(yǎng)等變得容易，并且不會發(fā)生自絲桿軸側(cè)無 法使馬達軸旋轉(zhuǎn)那樣的自鎖狀態(tài)，因此，從該方面來看，也可防止作 用于中心機構(gòu)的鉛直向下的沖擊力。
在上述輪胎硫化機的中心機構(gòu)的基本構(gòu)成中，上述螺旋機構(gòu)可以由具有30度以上螺紋升角的多條滑動螺紋構(gòu)成。
根據(jù)該構(gòu)成，減少了因絲桿軸方向的作用力而引起的絲桿軸的旋 轉(zhuǎn)阻力，所以利用基于上模具的關(guān)閉動作的上部圈體的下降力，可使 絲桿軸順滑旋轉(zhuǎn)，結(jié)果，可防止絲桿軸及螺母的螺紋部的損傷，并可 抑制鉛直向下的沖擊力。
此外，本發(fā)明的基本的輪胎硫化機的中心機構(gòu)控制方法，由馬達 通過螺旋機構(gòu)控制保持膠嚢上緣部的上部團體的升降動作，該螺旋機 構(gòu)具有沿鉛直方向配置的絲桿軸和與該絲桿軸螺紋接合的螺母，上述 馬達對上述上部圍體的位置控制在上模具與上迷上部圈體接觸之前開 始，且在上述上模具與上述上部圏體接觸的瞬間發(fā)揮作用。
在上述的基本的輪胎硫化機的中心機構(gòu)控制方法中，也可包括如 下工序整形工序，在通過使機械式制動器工作來保持上述上部圈體 的既定位置的狀態(tài)下進行整形；控制切換工序，在上述整形工序后從 輪胎硫化機開始上模具的關(guān)閉動作時起到上述上模具與上述上部圏體 接觸之前的期間，解除上述機械式制動器的工作，并開始上述馬達對 上述上部圈體的位置控制；以及上部圏體控制工序，在上述控制切換 工序之后，由上述馬達控制上述上部圈體的位置。這里，也可以設(shè)計 成，上述馬達控制機構(gòu)是具有直流制動功能的變頻器，上述馬達是變 頻馬達，上述上部圈體控制工序是如下這樣的工序上述變頻器利用 上述變頻器的上述直流制動功能控制上述變頻馬達，從而控制上述上 部團體的位置，使上部圈體不會向上方移動。
在上述的基本的輪胎硫化機的中心機構(gòu)控制方法中，可以設(shè)計成， 上述馬達具有速度控制功能，上述馬達是伺服馬達，由上述馬達進行 的上述上部圏體的位置控制是下述控制利用上述馬達的上述速度控 制功能控制上述伺服馬達，從而一邊使上述上部圈體以低于上述上模 具的關(guān)閉動作速度的低速進行下降動作， 一邊使上述上模具與上述上 部圏體接觸。
在上述的基本的輪胎硫化機的中心機構(gòu)控制方法中，可以設(shè)計成， 上述馬達是伺服馬達，在上述伺服馬達承受作為外力的產(chǎn)生力從而上 述伺服馬達的反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩超過了預(yù)先設(shè)定的既定值時，使上述伺服馬達 自由旋轉(zhuǎn)而限制對上述伺服馬達施加的過載，其中所述產(chǎn)生力是隨著 上述上模具與上述上部圈體的接觸而產(chǎn)生的力，所述反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩在抵抗上述外力的方向上產(chǎn)生。
在上述的基本的輪胎硫化機的中心機構(gòu)控制方法中，可以設(shè)計成， 上述馬達是伺服馬達，上述輪胎硫化機的中心機構(gòu)控制方法包括整形 位置控制工序，該整形位置控制工序是指，在通過控制上述伺服馬達 而進行伺服鎖定來保持上述上部圈體的既定位置的狀態(tài)下，進行整形。
其中，可以進一步設(shè)計成，上述伺服馬達被以下述方式控制在上述 反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩超過了上述既定值時自由旋轉(zhuǎn)，所述既定值被設(shè)定為比在上 述整形位置控制工序中進行驅(qū)動的轉(zhuǎn)矩值小的值。
上述各輪胎硫化機的中心機構(gòu)的控制方法的效果與上述對應(yīng)的各 裝置構(gòu)成的效果相同。


圖1是表示本發(fā)明的輪胎硫化機的中心機構(gòu)的第1實施方式的概 略立面剖視圖。
圖2是圖1的A-A剖視圖。
圖3是表示本發(fā)明的輪胎硫化機的中心機構(gòu)的第1實施方式的概 略立面剖視圖。
圖4是表示本發(fā)明的輪胎硫化機的中心機構(gòu)的第1實施方式的概 略立面剖視圖。
圖5是表示本發(fā)明的輪胎硫化機的中心機構(gòu)的第2實施方式的概 略立面剖;現(xiàn)圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對用于實施本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行_沈明。 (第1實施方式)
圖1、 3和4是表示本發(fā)明的輪胎硫化機的中心機構(gòu)的第1實施方 式的概略立面剖視圖。圖2是圖1的A-A剖視圖。
如圖1至圖4所示，輪胎硫化機101具有可裝卸地收容胎坯T的 上模具37和下模具5、配置于胎坯T內(nèi)側(cè)的膠嚢6、使膠嚢6沿鉛直 方向升降來進行該膠嚢6的裝卸的中心機構(gòu)100。胎坯T被上模具37 和下模具5夾著而收容到模具(37、 5)內(nèi)，從模具內(nèi)外進行加熱來對 胎坯T進行硫化成形。輪胎硫化機的中心機構(gòu)100是用于將配置于模具(37、 5)中心的膠嚢6裝到胎坯T內(nèi)或從中卸除的機構(gòu)。另外，作 為用于對胎坯T進行硫化成形的加熱加壓介質(zhì)，可舉出蒸汽或高溫氣 體(氣體的種類為氮氣等非活性氣體、空氣)等。
在輪胎硫化機IOI中，下模具5安裝于下部壓板3的上表面。此外， 下部壓板3隔著隔熱材料4安裝于下基座2的上表面?zhèn)?。此外，在?模具37的上表面安裝有上部壓板34(參照圖4)。上部壓板34和下部 壓板3被供給蒸汽等高溫高壓的加熱加壓介質(zhì)，由被加熱的上部壓板 34和下部壓板3經(jīng)模具(37、 5)從外周面對胎坯T進行加熱。
此外，膠嚢6的上緣部被上部圏體7 (7a、 7b)保持。具體而言， 膠嚢6的上緣部的整周被上部圏體7a和7b從上下方向夾入而保持。 并且，保持膠嚢6上緣部的上部圏體7的中央部由蓋9和螺栓10安裝 到配置于輪胎硫化機101中心的中空筒狀的活塞桿11的上端部。膠嚢 6的下緣部與上緣部相同，下緣部的整周被下部圈體8a和8b從上下方 向夾入而保持。并且，保持膠嚢6下緣部的下部圏體8旋入固定在配 置于輪胎硫化機101中心的筒狀襯套12上。該襯套12的下部與用于將 加熱加壓介質(zhì)供給到膠嚢6內(nèi)的內(nèi)管14連接。另外，用于將供給到膠 嚢6內(nèi)的加熱加壓介質(zhì)從膠嚢6排出的未圖示的內(nèi)管也與襯套12的下 部連接。由從內(nèi)管14供給的加熱加壓介質(zhì)經(jīng)配置于胎坯T內(nèi)側(cè)的膠囊 6而從內(nèi)側(cè)對胎坯T進4亍加熱加壓。
此外，中空筒狀的升降壓力缸13的上端部安裝于襯套12的內(nèi)側(cè)， 活塞桿11在升降壓力缸13的內(nèi)部上下動作。在配置于該活塞桿11下 端的筒狀的桿頭18的內(nèi)徑部安裝有與絲桿軸16螺紋接合的螺母19， 并在桿頭18的外徑部設(shè)有鍵槽，與在升降壓力缸13的內(nèi)表面的長度 方向上沿大致全長設(shè)置的鍵20相嵌合。此外，螺母19是具有大徑部、 和長度大于該大徑部的上下方向長度的小徑部的螺母，大徑部的外徑 部設(shè)有鍵槽，與桿頭18相同，與鍵20相嵌合。
此外，在升降壓力缸13的內(nèi)部收納有具有沿鉛直方向配置的絲桿 軸16和與該絲桿軸16螺紋接合的螺母19的螺旋機構(gòu)，其上部安裝有 具有密封件(未圖示)的筒狀的桿引導(dǎo)件17?；钊麠Ull被該桿引導(dǎo)件 17引導(dǎo)而上下動作。使絲桿軸16旋轉(zhuǎn)時，由于鍵20的作用，螺母19 不旋轉(zhuǎn)而是上下運動。由于螺母19的上下運動，被螺母19支承的活 塞桿ll、和安裝于活塞桿11上端部的上部圈體7進行升降。在本實施方式中，絲桿軸16和螺母19的螺紋部為作為滑動螺紋 之一的梯形螺紋，其螺紋升角是30度，且為兩條螺紋。另外，絲桿軸 16的下端部被花鍵加工，內(nèi)周通過花鍵的套筒33 (外周具有鍵)與馬 達32連接，該馬達32與輸出軸為中空軸的減速器50連接。減速器50 是具有雙曲線齒輪的正交軸型減速器，馬達32是由具有直流制動功能 的未圖示的變頻器(馬達控制機構(gòu))控制的變頻馬達。變頻器收納在 另外設(shè)置的變頻器盤等上。此外，馬達32上直接連接有電磁離合器-制 動器等機械式制動器32a。而且在馬達32的后端安裝有絕對值型編碼 器32b。編碼器32b是用于檢測保持膠嚢6上緣部的上部圈體7的位置 的位置檢測機構(gòu)。通過將編碼器32b安裝到馬達32上，不需要上部圏 體7專用的位置檢測裝置。另外，該位置檢測機構(gòu)不限于絕對值型編 碼器32b。通過將正交軸型減速器50安裝在絲桿軸16的下端，可以減 小整個中心機構(gòu)100的長度。也可以采用使用錐齒輪的正交軸型減速 器。
此外，在絲桿軸16的靠近花鍵加工部的上方安裝有軸承21。軸承 21的外團嵌入軸承板25上，由軸承壓塊22固定在軸承板25上。軸承 板25被夾入套在升降壓力缸13外周的2分割構(gòu)造的連接板24與旋入 絲桿軸16的螺母23 (雙螺母)之間而被固定。
此外，連接于馬達32的減速器50安裝于板狀托架27上。托架27 通過壓桿構(gòu)件28和T頭構(gòu)件29而與同升降壓力缸13并列配置的壓力 缸31的桿30連接。壓力缸31相對于下基座2固定(固定方式未圖示)。 另外，壓力缸31是用于使整個中心機構(gòu)IOO在該升降壓力缸13部分沿 壓力缸引導(dǎo)件15上下運動(升降)的裝置，例如日本特許第3221816 號公報所記載的笫2壓力缸相當(dāng)于該壓力缸31。此外，托架27的上部 經(jīng)蓋板26與軸承板25連接。
接著，說明本實施方式的輪胎疏化機的中心機構(gòu)IOO的動作。圖l 是表示將胎坯T運入到使膠嚢6上升處于待機狀態(tài)的輪胎硫化機101 的狀態(tài)的圖，圖3是表示整形狀態(tài)的圖，圖4是表示硫化狀態(tài)的圖。
首先，如圖1所示，在輪胎硫化機IOI的上模具37打開的狀態(tài)下， 使馬達32旋轉(zhuǎn)，使保持膠嚢6上緣部的上部圈體7上升而使輪胎硫化 機101待機。然后，用裝栽機1將胎坯T運到下模具5的中心。在該 狀態(tài)下，使馬達32逆向旋轉(zhuǎn)，使上部圏體7下降，上部圈體7的位置(膠嚢6的上緣部的位置)成為圖3所示的整形位置。由編碼器32b 檢測上部圈體7的位置。當(dāng)上部圈體7的位置成為整形位置時，使機 械式制動器32a工作，施以機械式制動器32a。
然后，由內(nèi)管14向膠囊6供給低壓的加壓介質(zhì)(蒸汽、N2氣等) 開始整形(整形工序)。通過將低壓的加壓介質(zhì)供給到膠嚢6，借助其 壓力對上部圏體7作用上升力，但由于機械式制動器32a發(fā)揮作用， 因此上部圈體7的位置保持在整形位置。
然后，縮閉胎坯輸送用的裝載機1的保持部，使裝栽機1從輪胎 硫化機101退避。裝栽機l退避時，為了用上模具37和下模具5對胎 坯T進行合模(參照圖4)，使上模具37進行關(guān)閉動作。當(dāng)上模具37 關(guān)閉時，最初上模具37與上部圈體7接觸，然后由于上模具37的下 降動作，上部圈體7也不得不下降(被壓下)。在此，與上模具37的 關(guān)閉動作開始同時，解除機械式制動器32a的工作(釋放機械式制動 器32a)，并切換控制(控制切換工序)，以開始由變頻器(馬達控制 機構(gòu))對上部圈體7進行的位置控制。具體而言，在上模具37開始關(guān) 閉動作的同時，利用變頻器所具有的直流制動功能來對馬達32施以制 動，解除機械式制動器32a的工作(釋放機械式制動器32a)(存在由 變頻器所具有的直流制動功能控制的制動、和由機械式制動器32a控 制的制動重疊起作用的時間。另外，該重疊起作用的時間可以很短)。 然后，持續(xù)施加由直流制動功能控制的制動，在上模具37和上部圏體 7馬上要接觸之前解除該制動(上部圍體控制工序)。由直流制動功能 控制的制動一直持續(xù)到上模具37和上部圈體7馬上要接觸之前，因此， 在馬上要接觸之前，上部團體7的位置保持圖3所示的整形位置，不 會由于整形壓力而使上部圏體7上升。并且，當(dāng)由直流制動功能控制 的制動被解除而上模具37與上部圈體7接觸時，上部圈體7被上模具 37壓下。此時，絲桿軸16因上部圈體7的下降力而反轉(zhuǎn)。
在上模37的關(guān)閉動作中，為了抑制上模具37與上部圈體7接觸 時產(chǎn)生的沖擊力、且抑制因整形壓力引起的上部團體7的上升，必須 在上模具37和上部圈體7馬上要接觸之前(眼看要接觸之前)解除制 動，但存在難以設(shè)定該解除時機的問題。在此，與機械式制動器32的 制動力(轉(zhuǎn)矩)相比，由變頻器所具有的直流制動功能控制的制動力 (轉(zhuǎn)矩)小且穩(wěn)定(誤差小)。因此，在由變頻器進行控制時，即使存在由于設(shè)定于硫化機自身的位置檢測機構(gòu)(未圖示)的誤差或制動 解除位置的誤設(shè)定等、而在施加直流制動功能實現(xiàn)的制動的狀態(tài)下發(fā)
生上部圈體7與上模具37的碰撞，若對馬達32作用一定以上的負載， 則也允許馬達32的旋轉(zhuǎn)，結(jié)果，不會對絲桿軸16、減速器50等中心 機構(gòu)100的構(gòu)成部件作用一定程度以上的過栽。此外，僅是在馬達32 中流過過電流，不工作的機械式制動器32a不會發(fā)生破損。因此，可 防止輪胎硫化機101所具有的中心機構(gòu)IOO的構(gòu)成部件的損傷、破損。 此外，如上所述，由于可防止發(fā)生一定程度以上的過栽，因此，不需 要設(shè)置如日本特公昭62-6964號所記載那樣的流體沖擊吸收裝置，可 使硫化機的中心機構(gòu)100為簡單構(gòu)造。
此外，由于螺旋機構(gòu)由具有30度螺紋升角的兩條梯形螺紋構(gòu)成， 因此絲桿軸16容易反轉(zhuǎn)。即，若是螺紋升角為30度以上的較大螺紋 升角螺紋，則絲桿軸方向的作用力引起的絲桿軸16的旋轉(zhuǎn)阻力小，因 此，在基于上模具37關(guān)閉動作產(chǎn)生的上部圏體7的下降力的作用下， 絲桿軸16將順滑地反轉(zhuǎn)(螺紋部反轉(zhuǎn)時的可靠性提高)，可進一步防 止絲桿軸16和螺母19的螺紋部的損傷，并可進一步抑制因上模具37 和上部圏體7的接觸而引起的作用于中心機構(gòu)100的鉛直向下的沖擊 力。另外，在日本特公昭62- 6964號中使用滾珠絲桿。滾珠絲桿效率 高，而且即使是小螺紋升角，也可將直線運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動。因此， 在本實施方式中，也可采用滾珠絲桿作為由絲桿軸和螺母構(gòu)成的螺旋 機構(gòu)。但是，滾珠絲桿是絲桿軸和螺母通過滾珠而精密嚙合的構(gòu)造， 因此抵抗塵土等異物的能力較弱，在因進入塵土等而效率降低時，可 能在上模具37的關(guān)閉力作用下而無法使絲桿軸16反轉(zhuǎn)、從而發(fā)生破 損，而且，具有特殊形狀的密封件來提高防塵性的滾珠絲桿價格較高。 因此，優(yōu)選如本實施方式這樣，采用螺紋升角較大的多條梯形螺紋。
此外，在本實施方式中，由于作為減速器50的齒輪使用雙曲線齒 輪，因此可提高靜肅性和齒輪效率，并不會發(fā)生蝸輪減速器所產(chǎn)生的 自鎖狀態(tài)，因此，從該方面來看，也可防止作用于中心機構(gòu)100的鉛 直向下的沖擊力。
當(dāng)上模具37的關(guān)閉動作繼續(xù)時，不久上模具37與下模具5接觸， 上下模具(37、 5)之間產(chǎn)生緊固力。在該狀態(tài)下，由內(nèi)管14向膠囊6 內(nèi)供給高溫高壓的加熱加壓介質(zhì)而開始硫化。當(dāng)對胎坯T加熱既定時間時，其橡膠被硫化。硫化結(jié)束后，使上模具37進行打開動作而成為 使上模具37向上方退避的狀態(tài)。其后，由壓力缸31使托架27上升。 借助該動作，硫化完畢的輪胎和膠嚢6整體上升，從下模具5剝離出 輪胎。進而使馬達32旋轉(zhuǎn)而使上部圈體7上升，從而從硫化完畢的輪 胎中抽出膠嚢6，其后，由硫化完畢的輪胎用的卸栽機(未圖示)將該 輪胎從輪胎硫化機101中取出。由于使用了變頻器，因此可以將上部 圍體7到達整形位置之前的下降速度設(shè)為低速，將硫化后的上部圈體7 的上升速度設(shè)為高速。 (第2實施方式)
圖5是表示本發(fā)明的輪胎硫化機的中心機構(gòu)的第2實施方式的概 略立面剖視圖。本圖涉及輪胎硫化機的中心機構(gòu)的第2實施方式，是 表示該第2實施方式與上述第1實施方式的中心機構(gòu)100不同的構(gòu)成 部件及其周邊部件的圖，適當(dāng)省略了第1實施方式所示的例如上下模 具(37、 5)、上部圏體7、下部圈體8、膠嚢6等的圖示。此外，對 與第1實施方式的中心機構(gòu)100的構(gòu)成部件相同的構(gòu)成部件標(biāo)注相同 的附圖標(biāo)記。另外，圖5是表示用上模具37和下模具5將輪胎合模后 的狀態(tài)、即螺母19'降到最低的狀態(tài)下的中心機構(gòu)102的圖。
如圖5所示，與第1實施方式相同，下部壓板3隔著隔熱材料4 而安裝在下基座2的上表面?zhèn)?。在本實施方式中，筒狀引?dǎo)件41配置 在硫化機的中心，該筒狀引導(dǎo)件41固定在下部壓板3上。本實施方式 的整個中心機構(gòu)102為如下構(gòu)造利用安裝于中心機構(gòu)102下端部的 頂出桿(knock-out lever)式的/>知驅(qū)動機構(gòu)42而沿引導(dǎo)升降壓力缸 13的筒狀引導(dǎo)件41進行升降，由此，將硫化完畢的輪胎從下模具(未 圖示)中剝離。
保持膠嚢上緣部的上部圈體(未圖示)與第1實施方式相同，安 裝于中空筒狀的活塞桿ll的上端部。此外，保持膠嚢下緣部的下部圏 體(未圖示)也與第1實施方式相同，安裝于配置在硫化機中心的筒 狀襯套12上。此外，在活塞桿11的下端部設(shè)有固定著螺母19，的筒 狀的桿頭18，。桿頭18， 和螺母19，的外徑部設(shè)有鍵槽，供在配置 于硫化機中心的中空筒狀的升降壓力缸13的內(nèi)表面沿其長度方向大致 全長設(shè)置的鍵20嵌入。
具有絲桿軸16'和與該絲桿軸16'螺紋接合的螺母19，的螺旋機構(gòu)收納于升降壓力缸13的內(nèi)部，當(dāng)使絲桿軸16，旋轉(zhuǎn)時，螺母19， 的旋轉(zhuǎn)被鍵20妨礙，因此螺母19，進行上下動作，由此使活塞桿11 在升降壓力缸13內(nèi)部進行上下動作。在本實施方式中，絲桿軸16'和 螺母19，的螺紋部為梯形螺紋，其螺紋升角為45度，且是兩條螺紋。 此外，為了支承隨著絲桿軸16，旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的徑向力和推力，絲 桿軸16，的下部由兩個軸承45、 48支承。兩個軸承45、 48之間配置 有具有大小兩個正齒輪的平行軸型的減速器46，該減速器46的小正齒 輪與伺服馬達輸出軸直接連接，以便于能與帶減速器的伺服馬達51 — 起取出，該減速器46的小正齒輪由帶減速器的伺服馬達51直接驅(qū)動。 帶減速器的伺服馬達51是被具有速度控制功能的馬達控制機構(gòu)(未圖 示)控制的馬達，在帶減速器的伺服馬達51上直接連接機械式制動器， 附屬有絕對值型編碼器(未圖示)。此外，為了極力使帶減速器的伺 服馬達51的直徑小，采用其馬達軸向長度較短的扁平式高速伺服馬達 和小型減速器。另外，在本實施方式中，使用了附屬有減速器的帶減 速器的伺服馬達51，但不必一定使減速器附屬于伺服馬達，也可以另 外設(shè)置減速器。
此外，下側(cè)的軸承45和帶減速器的伺服馬達51收納于箱形的齒 輪箱60內(nèi)，齒輪箱60的上部由設(shè)有用于插入絲桿軸16，的孔的蓋板 61關(guān)閉。上側(cè)的軸承48安裝于蓋板61的孔。蓋板61和升降壓力缸13 由分割成兩部分的托架62固定。在齒輪箱60內(nèi)和升降壓力缸13內(nèi)的 下部封入耐熱潤滑脂，潤滑活塞桿ll升降(上下)時的旋轉(zhuǎn)部分。升 降壓力缸13被嵌入筒狀引導(dǎo)件41內(nèi)表面的具有自潤滑性的兩個套管 43、 44引導(dǎo)其升降動作。此外，在升降壓力缸13上端部的襯套12中 央部設(shè)有引導(dǎo)活塞桿11的帶密封件的筒狀引導(dǎo)件47。此外，在襯套 12的外周下部連接用于對膠嚢內(nèi)供給或排出加熱加壓介質(zhì)的內(nèi)管14 (14a、 14b)。
此外，齒輪箱60通過托架49安裝于驅(qū)動機構(gòu)42。托架49是用于 調(diào)整中心機構(gòu)102與已有的驅(qū)動機構(gòu)42之間的水平、并4吏其相互連接 的機構(gòu)。本實施方式的輪胎硫化機的中心機構(gòu)102使用小直徑且小型 的帶減速器的伺服馬達51，因此配置性優(yōu)良，可替換例如美國專利第 5776507號所記載的以往的液壓驅(qū)動的中心機構(gòu)來加以安裝。
接著，說明本實施方式的輪胎硫化機的中心機構(gòu)102的動作。另外，對與上述的第1實施方式的中心機構(gòu)IOO相同的動作說明，適當(dāng)
省略其說明。
首先，由帶減速器的伺服馬達51的馬達控制機構(gòu)預(yù)先設(shè)定上部圈 體的下降速度、整形位置、微速下降速度、上升速度和上升位置各值。 此外，將上模具關(guān)閉動作時的上模具和上部圏體的接觸位置(關(guān)閉時 接觸位置)設(shè)定于硫化機自身所設(shè)的位置檢測機構(gòu)中。
接著，在上模具打開的狀態(tài)下，使帶減速器的伺服馬達51旋轉(zhuǎn)， 使上部圈體以預(yù)先設(shè)定的既定上升速度上升而使輪胎疏化機待機。由 編碼器檢測上部圏體的位置。然后，用胎坯輸送用的裝載機將胎坯T 搬入下模具的中心，使帶減速器的伺服馬達51逆向旋轉(zhuǎn)，使上部圈體 以預(yù)先設(shè)定的既定下降速度下降而在整形位置停止。然后，使帶減速 器的伺服馬達51的機械式制動器工作，施以機械式制動。
然后，由內(nèi)管14對膠嚢供給低壓的加壓介質(zhì)(蒸汽、N2氣等)開 始整形(整形工序)。然后，縮閉裝載機的保持部，使裝栽機從輪胎 硫化機退避。裝載機退避后，接著使上模具進行關(guān)閉動作。當(dāng)上模具 開始關(guān)閉動作時，解除機械式制動器的工作，并切換控制(控制切換 工序)，以開始由控制帶減速器的伺服馬達51的馬達控制機構(gòu)對上部 圏體的位置控制。具體而言，在上模具開始關(guān)閉動作的同時，利用上 述馬達控制機構(gòu)開始使上部圈體以低于上模具關(guān)閉動作速度的低速 (微速下降速度)進行下降動作的控制，解除機械式制動器的工作。 然后，使上部圈體以微速下降速度下降，設(shè)于硫化機上的上述位置檢 測機構(gòu)檢測到關(guān)閉時接觸位置的信號時(或許有誤差，但在該關(guān)閉時 接觸位置附近上模具和上部圏體接觸)，切斷帶減速器的伺服馬達51 的電源，使帶減速器的伺服馬達51的旋轉(zhuǎn)自由(上部圈體控制工序)。 另外，也可以不使用上模具的關(guān)閉時接觸位置信號，而是一邊使上部 圍體微速下降， 一邊檢測由上模具和上部圈體的接觸引起的帶減速器 的伺服馬達51的過電流，來切斷帶減速器的伺服馬達51的電源。
通過馬達控制機構(gòu)對帶減速器的伺服馬達51的控制，使上部團體 微速下降，因此，在上模具的關(guān)閉動作中，不會出現(xiàn)上部圈體因整形 壓力而上升的情況。上模具和上部圏體接觸之后，在合模完成之前的 期間，上部團體被上模具壓下。此時，絲桿軸16，因上部圈體隨著上 模具關(guān)閉動作作用的下降力而旋轉(zhuǎn)。另外，在進行關(guān)閉動作的上模具與固定的下模具接觸之前的期間， 為了使伺服馬達的旋轉(zhuǎn)自由，需要設(shè)定上部圈體的微速下降速度，以 使上模具和上部圍體接觸。如果設(shè)定硫化工序時的上部圏體的停止位 置，在該位置使上部團體停止，但與上部圈體的這一動作不同地，上 模具因與下模具的接觸而停止，則有時在上模具與上部圏體之間產(chǎn)生
微小間隙。若產(chǎn)生微小間隙，則在由高溫高壓的加熱加壓介質(zhì)進行硫 化時，膠嚢會與上部圈體一起動作。為了防止該問題，在進行關(guān)閉動 作的上模具與固定的下模具接觸之前的期間，需要設(shè)定上部圏體的微 速下降速度，以使上模具和上部圈體接觸，這樣來使伺服馬達的旋轉(zhuǎn) 自由。
根據(jù)本實施方式的上述控制切換工序和上部圈體控制工序，上模 具和上部團體同向移動的同時接觸，與使上模具同停止的上部團體接 觸的情況相比，可進行相對速度較低的接觸。由此，可抑制因上模具 與上部圏體的接觸而引起的沖擊。此外，通過使用在伺服馬達上附加 了位置控制用編碼器的裝置，例如在將上部圈體設(shè)定為自由(使伺服 馬達的旋轉(zhuǎn)自由)的時機過早時，若檢測到上部圏體因整形壓力而上 升，則開始祠服馬達的位置控制(伺服鎖定)，從而容易保持上部圈 體原來的位置。此外，在將上部圈體設(shè)定為自由的時機過遲時，進行 控制，以在檢測到馬達電流的上升時切斷伺服馬達的電源(使伺服馬 達的旋轉(zhuǎn)自由)，從而可容易地使上部團體自由。
此外，在控制切換工序和上部圈體控制工序中，也可以進行下述
控制在上模具開始關(guān)閉動作的同時解除機械式制動器的工作，由控 制帶減速器的伺服馬達51的馬達控制機構(gòu)所具有的速度控制功能對帶 減速器的伺服馬達51施以制動(控制為速度O),其后，當(dāng)上模具到 達關(guān)閉時接觸位置時，解除該制動(使伺服馬達的旋轉(zhuǎn)自由)。與機 械式制動器的制動力(轉(zhuǎn)矩)相比，馬達控制機構(gòu)所具有的位置控制 功能的制動力(轉(zhuǎn)矩)較小且穩(wěn)定(誤差小)。因此，在由該馬達控 制機構(gòu)進行控制時，在施以位置控制功能實現(xiàn)的制動的狀態(tài)下，即使 上模具和上部圈體發(fā)生沖撞，若對帶減速器的伺服馬達51作用一定程 度以上的負載，則也會允許伺服馬達的旋轉(zhuǎn)，結(jié)果，不會對絲桿軸16'、 減速器46等中心機構(gòu)102的構(gòu)成部件作用一定程度以上的過栽。此外， 僅是在馬達中流過過電流，不工作的機械式制動器不會發(fā)生破損。因此，可防止中心機構(gòu)102的構(gòu)成部件的損傷、破損。此外，如上所述， 由于可防止發(fā)生一定程度以上的過載，因此，不需要設(shè)置如日本特公 昭62 - 6964號所記載那樣的流體沖擊吸收裝置。
當(dāng)上模具的關(guān)閉動作繼續(xù)時，不久上模具與下模具接觸，上下模具 之間產(chǎn)生緊固力。在該狀態(tài)下，向膠嚢內(nèi)供給高溫高壓的加熱加壓介 質(zhì)而對胎坯T進行硫化成形。硫化結(jié)束后，使上模具退避后，由驅(qū)動 機構(gòu)42使中心機構(gòu)102上升，從下模具剝離出硫化完畢的輪胎。然后， 使上部圏體以預(yù)先設(shè)定的上升速度上升而在上升位置停止，將該輪胎 從輪胎硫化機中取出。 (第3實施方式)
接著，說明本發(fā)明的輪胎硫化機的中心機構(gòu)的第3實施方式。另 外，在以下的說明中，重點說明第3實施方式與上述第2實施方式的 不同點，對與第2實施方式的中心機構(gòu)相同的構(gòu)成和相同的控制(動 作)，適當(dāng)省略其說明。
第3實施方式的中心機構(gòu)與上述第2實施方式的中心機構(gòu)的不同 點在于，首先，第2實施方式的中心機構(gòu)的帶減速器的伺服馬達51直 接連接有機械式制動器，與此相反，第3實施方式的中心機構(gòu)的帶減 速器的伺服馬達51中未安裝機械式制動器。在本第3實施方式的中心 機構(gòu)中不需要機械式制動器。另外，在本第3實施方式中，也與第2 實施方式相同，未必一定需要在伺服馬達上附屬減速器(帶減速器)， 也可以另外設(shè)置減速器。
此外，第3實施方式的帶減速器的祠服馬達51的馬達控制機構(gòu)具 有速度控制功能、伺服鎖定功能和轉(zhuǎn)矩限制功能。所謂伺服鎖定功能 是指控制對象的定位控制功能(位置固定控制功能)，在本實施方式 中，是控制伺服馬達以保持上部圏體的既定位置的功能。所謂轉(zhuǎn)矩限 制功能是指限制伺服馬達所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的功能，是用于在要對伺服馬 達作用設(shè)定轉(zhuǎn)矩以上的轉(zhuǎn)矩時允許其旋轉(zhuǎn)而避免對伺服馬達施加設(shè)定 轉(zhuǎn)矩以上的負栽的功能。本實施方式中的轉(zhuǎn)矩限制功能是下述功能 在帶減速器的伺服馬達51承受作為外力(反作用力)的下述產(chǎn)生力時， 限制對帶減速器的伺服馬達51施加的過載，該產(chǎn)生力是指上部圈體因 上模具的關(guān)閉動作而進行下降動作時，伴隨該下降動作產(chǎn)生的力。另 外，該轉(zhuǎn)矩限制功能可相對于伺服馬達的轉(zhuǎn)向(正、逆)分別設(shè)定轉(zhuǎn)矩。在本實施方式中，在承受上述外力時，帶減速器的伺服馬達51在 對抗該外力的方向上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩(反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩)，針對該轉(zhuǎn)矩(反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩) 而由轉(zhuǎn)矩限制功能設(shè)定的設(shè)定轉(zhuǎn)矩設(shè)定成，比在上部團體因整形壓力 而欲上升時帶減速器的伺服馬達51在對抗該上升的方向上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩 (或針對該轉(zhuǎn)矩而由轉(zhuǎn)矩限制功能設(shè)定的設(shè)定轉(zhuǎn)矩)小。
另外，通過將帶減速器的伺服馬達51向使上部圈體上升的方向旋 轉(zhuǎn)時由轉(zhuǎn)矩限制功能設(shè)定的設(shè)定轉(zhuǎn)矩設(shè)定成，比帶減速器的伺服馬達 51向使上部圈體對抗整形壓力而下降的方向旋轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)矩(或針對該 轉(zhuǎn)矩而由轉(zhuǎn)矩限制功能設(shè)定的設(shè)定轉(zhuǎn)矩)小，可進一步緩和因上模具 和上部圈體的接觸而引起的對絲桿軸等中心機構(gòu)的構(gòu)成部件的沖擊， 但也可以將上述兩個設(shè)定轉(zhuǎn)矩設(shè)定為相同值。
接著，對于本實施方式的輪胎硫化機的中心機構(gòu)的控制(動作)， 以與上述第2實施方式不同點為中心進行說明。
在本實施方式中，使帶減速器的伺服馬達51旋轉(zhuǎn)，使上部圏體以 預(yù)先設(shè)定的既定下降速度下降，并在整形位置停止，有效發(fā)揮伺服鎖 定功能(使伺服鎖定功能起作用)，控制帶減速器的伺服馬達51,以 將上部圏體保持在整形位置。在此，將有效發(fā)揮伺服鎖定功能而將控 制對象(上部圏體)保持在既定位置(整形位置)這一動作稱為伺服 鎖定。然后，在有效發(fā)揮伺服鎖定功能而將上部圏體保持在整形位置 的狀態(tài)下，進行整形(整形位置控制工序)。
在此，在上部圏體上作用因整形壓力引起的向上方的力。因此， 在上述整形位置控制工序中，上部圈體抵抗該向上方的力而停止。即， 因該向上方的力而使上部圈體上升的方向的轉(zhuǎn)矩作用于螺旋機構(gòu)的絲 桿軸，帶減速器的伺服馬達51抵抗該轉(zhuǎn)矩而停止絲桿軸的旋轉(zhuǎn)。在上 述整形位置控制工序，帶減速器的伺服馬達可使得欲使上部圏體上升 的力比欲使上部圈體下降的力小很多(通常是欲使上部圈體下降的力 的20%左右)。因此，即使將帶減速器的伺服馬達51向使上部圈體下 降的方向旋轉(zhuǎn)的方向的由轉(zhuǎn)矩限制功能設(shè)定的設(shè)定轉(zhuǎn)矩設(shè)定成，比帶 減速器的伺服馬達51向使上部圍體上升的方向旋轉(zhuǎn)的方向的由轉(zhuǎn)矩限 制功能設(shè)定的設(shè)定轉(zhuǎn)矩小，也不會對整形位置控制工序帶來影響。
然后，在整形位置控制工序(整形工序)之后，使上模具進行關(guān) 閉動作(模具下降工序)。另外，在此，與第2實施方式相同，可以在開始上模具的關(guān)閉動作的同時，由速度控制功能使上部圏體以低于 上模具關(guān)閉動作速度的低速(微速下降速度)進行下降動作。然后，
下降下來的上模具與上部圏體接觸時，帶減速器的伺服馬達51承受作 為外力的伴隨上模具與上部圈體的接觸而產(chǎn)生的產(chǎn)生力，在抵抗該外 力的方向上產(chǎn)生的驅(qū)動帶減速器的伺服馬達51的轉(zhuǎn)矩(反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩)超 過了預(yù)先設(shè)定的既定值時，通過使帶減速器的伺服馬達51自由旋轉(zhuǎn)來 限制對帶減速器的伺服馬達51施加的過載(轉(zhuǎn)矩限制工序)。
如此，在馬達控制機構(gòu)的使上部圏體以微速進行下降動作的速度 控制功能或伺服鎖定功能和轉(zhuǎn)矩限制功能有效的狀態(tài)下，使上模具與 被控制成保持上述整形位置的上部圈體接觸時，在對帶減速器的伺服 馬達51作用大于等于預(yù)先設(shè)定的一定程度的負載的時刻，允許帶減速
器的伺服馬達51的自由旋轉(zhuǎn)。由此，也允許絲桿軸的旋轉(zhuǎn)，可緩和因 上模具與上部圏體的接觸而引起的對絲桿軸等中心機構(gòu)的構(gòu)成部件的
沖擊，結(jié)果，可防止輪胎硫化機所具有的中心機構(gòu)的構(gòu)成部件的損傷、 破損。此外，如上所述，可緩和對絲桿軸等中心機構(gòu)的構(gòu)成部件的沖 擊，因此不需要設(shè)置如日本特爿>昭62 - 6964號所記載那樣的流體沖擊 吸收裝置，可使硫化機的中心機構(gòu)為簡單構(gòu)造。
另外，在本實施方式中，優(yōu)選將帶減速器的伺服馬達51向使上部 圏體上升的方向旋轉(zhuǎn)時由轉(zhuǎn)矩限制功能設(shè)定的設(shè)定轉(zhuǎn)矩設(shè)定成，小于 帶減速器的伺服馬達51向使上部圈體下降的方向旋轉(zhuǎn)時由轉(zhuǎn)矩限制功 能設(shè)定的設(shè)定轉(zhuǎn)矩，與將上述兩個設(shè)定轉(zhuǎn)矩設(shè)為相同值的情況相比， 可緩和因上模具與上部圈體的接觸而引起的對絲桿軸等中心機構(gòu)的構(gòu) 成部件的沖擊。
此外，在上模具打開的狀態(tài)下使上部團體下降時，使上部團體抵 抗因膠嚢內(nèi)的內(nèi)壓(整形壓力)產(chǎn)生的向上方推的力而下降，因此， 需要伺服馬達有較大的轉(zhuǎn)矩。因此，優(yōu)選是將帶減速器的伺服馬達51 向使上部閨體下降的方向旋轉(zhuǎn)時由轉(zhuǎn)矩限制功能設(shè)定的設(shè)定轉(zhuǎn)矩如上 述那樣，有選擇地設(shè)定得較大，來施以轉(zhuǎn)矩限制。
另外，在伺服馬達中可保持位置的時間與馬達容量相關(guān)，只要停 止所需的轉(zhuǎn)矩是額定轉(zhuǎn)矩的70%以下，即可保持無限時間。如笫2實 施方式那樣附屬了機械式制動器時，該時間最長也只要是上模具關(guān)閉 動作所需時間(10~20秒左右)即可，因此，可以減小伺服馬達容量。此外，通過附屬機械式制動器，即使在截斷電源時、或停電時，也能 保持上部圈體的位置，從而可以自該狀態(tài)再次開始運轉(zhuǎn)。因此，通過
如第2實施方式那樣進一步附屬機械式制動器，具有可以減小馬達容 量、在停電等時可以自復(fù)電后的狀態(tài)再開始運轉(zhuǎn)這些優(yōu)點。是否使用 機械式制動器，只要考慮成本方面等決定即可。
以上，對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但本發(fā)明不限于上述實 施方式，只要在權(quán)利要求書的記載范圍內(nèi)，則可以進行各種變更而予 以實施。例如，可以如以下這樣變更來實施。
(1) 在上述實施方式中，例示的是使絲桿軸及螺母的螺紋部的螺 紋升角為30度或45度的例子，但該螺紋升角只要是30度以上50度以 下即可。此外，也不限于兩條螺紋，可以是1條螺紋，還可以是3條 以上的多條螺紋。
(2) 在上述第1實施方式中，在開始上模具37的關(guān)閉動作的同時， 從機械式制動器32a的制動工作狀態(tài)切換到由變頻器(馬達控制機構(gòu)) 對上部圏體7的位置控制，但只要是如下這樣切換控制即可在自開 始上模具37的關(guān)閉動作時起到上模具37與上部圏體7接觸之前的期 間，解除機械式制動器32a的工作，至少在機械式制動器32a工作解 除之后，開始由變頻器(馬達控制機構(gòu))對上部圈體7的位置控制。
(3) 在上述第2實施方式中，在開始上模具的關(guān)閉動作的同時， 從機械式制動器的工作狀態(tài)切換控制，以開始由控制帶減速器的伺服 馬達51的馬達控制機構(gòu)對上部圏體的位置控制，但只要是如下這樣切 換控制即可在自開始上模具的關(guān)閉動作起到上模具與上部圈體接觸 之前的期間，解除機械式制動器的工作，至少在機械式制動器工作解 除之后，開始由控制帶減速器的伺服馬達51的馬達控制機構(gòu)對上部圏 體的位置控制。
(4) 在上述第1實施方式中，也可以如上述第2實施方式那樣， 在開始上模具37的關(guān)閉動作的同時，由變頻器使上部圈體7以低于上 模具37關(guān)閉動作速度的低速(微速下降速度)進行下降動作。
權(quán)利要求
1. 一種輪胎硫化機的中心機構(gòu)，上述輪胎硫化機具有上模具、膠囊和保持上述膠囊的上緣部的上部圈體，上述中心機構(gòu)包括絲桿軸，沿鉛直方向配置；螺旋機構(gòu)，具有與上述絲桿軸螺紋接合的螺母；馬達，為了使上述上部圈體升降而使上述絲桿軸旋轉(zhuǎn)；以及馬達控制機構(gòu)，通過上述馬達控制上述上部圈體的位置，其中，上述馬達控制機構(gòu)對上述上部圈體的位置控制在上述上模具與上述上部圈體接觸之前開始，且在上述上模具與上述上部圈體接觸的瞬間發(fā)揮作用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎硫化機的中心機構(gòu)，其特征在于， 還包括機械式制動器，該機械式制動器在輪胎硫化機的上模具打開的狀態(tài)下工作，保持上述上部圈體的既定位置，以使上述膠嚢保持 整形狀態(tài)，在從上述上模具開始關(guān)閉動作時起到上述上模具與上述上部圏體 接觸之前的期間，解除上述機械式制動器的工作，并開始上述馬達控 制機構(gòu)對上述上部圈體的位置控制，至少在上述機械式制動器的工作 解除之后，由上述馬達控制機構(gòu)控制上述上部圏體的位置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪胎硫化機的中心機構(gòu)，其特征在于， 上述馬達控制機構(gòu)是具有直流制動功能的變頻器，上述馬達是變頻馬達，至少在上述機械式制動器的工作解除之后，上述變頻器利用上述 變頻器的上述直流制動功能控制上述變頻馬達，從而控制上述上部團 體的位置，使上部圈體不會向上方移動。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的輪胎硫化機的中心機構(gòu)，其特征在于， 在上述絲桿軸的下端連接有具有雙曲線齒輪的正交軸型的減速器，上述減速器與上述變頻馬達連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪胎硫化機的中心機構(gòu)，其特征在于， 上述機械式制動器與上述馬達直接連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎硫化機的中心機構(gòu)，其特征在于， 上述馬達是伺服馬達。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的輪胎硫化機的中心機構(gòu)，其特征在于，上述馬達控制機構(gòu)具有控制上述伺服馬達以保持上述上部圈體的 既定位置的伺服鎖定功能，且在上述上模具打開的狀態(tài)下，通過上述 馬達控制上述上部圏體的位置，以使上述膠嚢保持整形狀態(tài)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的輪胎硫化機的中心機構(gòu)，其特征在于， 上述馬達控制機構(gòu)具有速度控制功能，開始上述上部圈體的位置控制后，上述馬達控制機構(gòu)利用上述馬達控制機構(gòu)的上述速度控制功能控制上述祠服馬達，從而一邊使上述 上部團體以低于上述上模具的關(guān)閉動作速度的低速進行下降動作，一邊使上述上模具與上述上部圈體接觸。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的輪胎硫化機的中心機構(gòu)，其特征在于， 上述馬達控制機構(gòu)具有轉(zhuǎn)矩限制功能，該轉(zhuǎn)矩限制功能是在上述伺服馬達承受產(chǎn)生力時限制對上述伺服馬達施加的過栽的功能，所述 產(chǎn)生力是上述上部圈體因上述上模具的關(guān)閉動作而進行下降動作時隨 著該下降動作產(chǎn)生的力，開始上迷上部圏體的位置控制后，在上述馬達控制機構(gòu)的上述轉(zhuǎn) 矩限制功能有效的狀態(tài)下，使正進行關(guān)閉動作的上述上模具與受到控 制而保持既定位置的上述上部團體接觸。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的輪胎疏化機的中心機構(gòu)，其特征在于， 上述馬達控制機構(gòu)具有控制上述伺服馬達以保持上述上部圏體的既定位置的伺服鎖定功能，在上迷伺服鎖定功能有效的狀態(tài)下，使正 進行關(guān)閉動作的上述上模具與受到控制而保持既定位置的上述上部圈 體接觸。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的輪胎硫化機的中心機構(gòu)，其特征在于， 上述馬達是帶減速器的伺服馬達，在上述絲桿軸的下端連接有具有大小兩個正齒輪的平行軸型的減 速器，上述減速器與上述帶減速器的伺服馬達連接，上述帶減速器的 伺服馬達能與上述小正齒輪一起從上述減速器自由拆卸
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎硫化機的中心機構(gòu)，其特征在于， 上述螺旋機構(gòu)由具有30度以上的螺紋升角的多條滑動螺紋構(gòu)成。
13. —種輪胎硫化機的中心機構(gòu)控制方法，由馬達通過螺旋機構(gòu)控 制保持膠嚢上緣部的上部圈體的升降動作，該螺旋機構(gòu)具有沿鉛直方 向配置的絲桿軸和與該絲桿軸螺紋接合的螺母，上述馬達對上述上部團體的位置控制在上模具與上述上部團體接 觸之前開始，且在上述上模具與上述上部圈體接觸的瞬間發(fā)揮作用。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的輪胎硫化機的中心機構(gòu)控制方法，其特 征在于，包括如下工序整形工序，在通過使機械式制動器工作來保持上述上部圈體的既 定位置的狀態(tài)下進行整形；控制切換工序，在上述整形工序后從輪胎硫化機開始上模具的關(guān) 閉動作時起到上述上模具與上述上部圈體接觸之前的期間，解除上述 機械式制動器的工作，并開始上述馬達對上述上部圏體的位置控制；以及上部圈體控制工序，在上述控制切換工序之后，由上述馬達 控制上述上部團體的位置。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的輪胎硫化機的中心機構(gòu)控制方法，其特 征在于，上述馬達的控制機構(gòu)是具有直流制動功能的變頻器，上述馬達是 變頻馬達，上述上部圈體控制工序是如下這樣的工序上述變頻器利用上述 變頻器的上述直流制動功能控制上述變頻馬達，從而控制上述上部圏 體的位置，使上部圈體不會向上方移動。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的輪胎硫化機的中心機構(gòu)控制方法，其特 征在于，上述馬達具有速度控制功能，上述馬達是伺服馬達， 由上述馬達進行的上述上部圈體的位置控制是下述控制利用上 述馬達的上述速度控制功能控制上述伺服馬達，從而一邊使上述上部 團體以低于上述上模具的關(guān)閉動作速度的低速進行下降動作， 一邊使 上述上模具與上述上部圈體接觸。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的輪胎硫化機的中心機構(gòu)控制方法，其特 征在于，上述馬達是伺服馬達，在上述伺服馬達承受作為外力的產(chǎn)生力從 而上述伺服馬達的反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩超過了預(yù)先設(shè)定的既定值時，使上述伺服 馬達自由旋轉(zhuǎn)而限制對上述伺服馬達施加的過載，其中所述產(chǎn)生力是 隨著上述上模具與上述上部圏體的接觸而產(chǎn)生的力，所述反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩在抵抗上述外力的方向上產(chǎn)生。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的輪胎硫化機的中心機構(gòu)控制方法，其特 征在于，上述馬達是伺服馬達，上述輪胎硫化機的中心機構(gòu)控制方法包括 整形位置控制工序，該整形位置控制工序是指，在通過控制上述伺服 馬達而進行伺服鎖定來保持上述上部圍體的既定位置的狀態(tài)下，進行 整形。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的輪胎硫化機的中心機構(gòu)控制方法，其特 征在于，上述伺服馬達被以下述方式控制在反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩超過了既定值時自 由旋轉(zhuǎn)，所述既定值被設(shè)定為比在上述整形位置控制工序中進行驅(qū)動 的轉(zhuǎn)矩值小的值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種輪胎硫化機的中心機構(gòu)及其控制方法，該中心機構(gòu)包括螺旋機構(gòu)，具有絲桿軸和與該絲桿軸螺紋接合的螺母；馬達，為了使上部圈體升降而使絲桿軸旋轉(zhuǎn)；變頻器，控制馬達；機械式制動器，保持上部圈體的既定位置以使膠囊保持整形狀態(tài)，在自上模具開始關(guān)閉動作時起到上模具與上部圈體接觸之前的期間，解除機械式制動器的工作，并開始由變頻器對上部圈體的位置控制，至少在機械式制動器的工作解除之后，由變頻器控制上部圈體的位置。根據(jù)這樣的構(gòu)成，即使有制動器的誤工作、誤設(shè)定等，也可防止構(gòu)成部件的損傷、破損，且構(gòu)造簡單。
文檔編號B29C35/02GK101444941SQ20081017881
公開日2009年6月3日 申請日期2008年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者村田誠慶, 藤枝靖彥 申請人:株式會社神戶制鋼所