タイヤ加硫装置及びタイヤ製造方法
【課題】タイヤ加硫装置のブラダ内の温度分布の均一性を高めつつ、ブラダが局部的に損傷するのを抑制する。
【解決手段】加硫モールド内に収納した生タイヤ内でブラダ２０を膨張させ、噴出口４３からスチームＳをブラダ２０へ向かって噴き出してブラダ２０内に供給する。噴出口４３とブラダ２０との間に、拡散部材４４を傾斜させて配置し、拡散部材４４により、噴出口４３から噴き出してブラダ２０へ向かうスチームＳの流れを遮り、ブラダ２０内の所定方向に向けて反射させるようにして拡散させる。拡散部材４４により、スチームＳがブラダ２０に直接噴き出されて当たるのを防止しつつ、スチームＳを拡散させてブラダ２０内に供給し、スチームＳにより生タイヤを加熱して加硫成型を進行させる。
【解決手段】加硫モールド内に収納した生タイヤ内でブラダ２０を膨張させ、噴出口４３からスチームＳをブラダ２０へ向かって噴き出してブラダ２０内に供給する。噴出口４３とブラダ２０との間に、拡散部材４４を傾斜させて配置し、拡散部材４４により、噴出口４３から噴き出してブラダ２０へ向かうスチームＳの流れを遮り、ブラダ２０内の所定方向に向けて反射させるようにして拡散させる。拡散部材４４により、スチームＳがブラダ２０に直接噴き出されて当たるのを防止しつつ、スチームＳを拡散させてブラダ２０内に供給し、スチームＳにより生タイヤを加熱して加硫成型を進行させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加硫モールドに収納した生タイヤ（グリーンタイヤ）内でブラダを膨張させて生タイヤを加硫するタイヤ加硫装置及びタイヤ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤは、一般に、未加硫ゴム等からなるタイヤ構成部材により生タイヤを成形した後、タイヤ加硫装置の加硫モールド内に収納して加硫成型して製造される。また、このタイヤ加硫装置として、従来、センターポスト等に取り付けたブラダを生タイヤ内に配置して膨張させ、ブラダ内にスチームを供給して生タイヤを加熱及び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５Ａは、このような従来のタイヤ加硫装置が備えるブラダ機構の例を模式的に示す要部正面図、図５Ｂは、図５ＡのＸ−Ｘ線矢視断面図である。また、図５Ａでは、膨張した状態のブラダ等を透視して内部の構成も示している。
この従来のタイヤ加硫装置１００は、図示のように、膨張収縮可能な袋状のブラダ１０１と、ブラダ１０１の上下端部を各々保持する上下のクランプ部材１０２、１０３と、上下方向に進退して上クランプ部材１０２を上下方向に移動させるブラダ１０１の中央部に配置されたセンターポスト１０４とを備えている。
【０００４】
また、タイヤ加硫装置１００は、下クランプ部材１０３に、スチーム供給手段の供給管路１０５が接続されたスチーム供給孔（傾斜ザグリ孔）１０３Ｈが形成され、その内部にノズル等からなるスチームＳの噴出口１０６が設けられている。この噴出口１０６は、センターポスト１０４の周りに等間隔で３つ、それぞれ斜め上方に向けて配置され、スチームＳを、センターポスト１０４側からブラダ１０１内面の所定位置（ここでは、上下の中央付近）に向かって斜め上方に噴き出す。タイヤ加硫装置１００は、加硫時の所定のタイミングで、この各噴出口１０６からスチームＳを噴き出してブラダ１０１内に供給し、スチームＳをブラダ１０１内に充填して、スチームＳからの熱伝達により生タイヤを加熱して加硫する。
【０００５】
このように、従来は、スチームＳ等の加熱媒体の噴出口１０６を、その加熱媒体の噴出方向がブラダ１０１の所定位置に向くようにブラダ１０１内に配置し、噴出口１０６から加熱媒体をブラダ１０１に向かって直接噴出させるのが一般的である。ところが、このようにすると、噴出口１０６から噴き出した加熱媒体が、ブラダ１０１内面の所定箇所に繰り返し直接当たるため、ブラダ１０１の加熱媒体が当たる特定範囲が、熱や圧力等により局部的に損傷する傾向があり、その内面側から損傷が優先的に進行し易くなる。その結果、ブラダ１０１が局部的に劣化や老化して耐久性が低下し、その寿命も短くなって使用可能時間や回数が減少し、ブラダ１０１の交換頻度も高くなることがある。
【０００６】
また、ブラダ１０１の局部的な劣化に伴い、その部分の膨張が設定よりも大きくなり、タイヤの内面が部分的に変形するとともに、加熱媒体としてスチームＳを使用すると、ブラダ１０１が劣化して部材内部に水が溜まる等し、より劣化が進行し易くなる。加えて、この従来のタイヤ加硫装置１００では、供給する加熱媒体をブラダ１０１に向けて噴き出すだけであり、ブラダ１０１内の加熱媒体の流れを適宜調整して温度分布の均一性を高めるのが難しく、ブラダ１０１の周方向や上下方向で温度差が生じる恐れもある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１２２６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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、タイヤ加硫装置のブラダ内の温度分布の均一性を高めつつ、ブラダが局部的に損傷するのを抑制し、ブラダの耐久性を高めて寿命を延長させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、生タイヤを収納する加硫モールドと、生タイヤ内に配置されて膨張するブラダと、ブラダ内の噴出口から加熱媒体を噴き出してブラダ内に供給する供給手段とを備え、加硫モールドに収納した生タイヤ内でブラダを膨張させ、ブラダ内に加熱媒体を供給して生タイヤを加硫するタイヤ加硫装置であって、噴出口とブラダとの間に配置され、噴出口から噴き出した加熱媒体の流れを遮り拡散させる拡散部材を備えたことを特徴とする。
また、本発明は、加硫モールドに収納した生タイヤ内でブラダを膨張させ、ブラダ内に加熱媒体を供給して生タイヤを加硫するタイヤ製造方法であって、ブラダ内の噴出口から加熱媒体を噴き出してブラダ内に供給する工程と、噴出口から噴き出した加熱媒体の流れを、噴出口とブラダとの間に配置された拡散部材により遮り拡散させる工程と、拡散させた加熱媒体により生タイヤを加熱する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、タイヤ加硫装置のブラダ内の温度分布の均一性を高めつつ、ブラダが局部的に損傷するのを抑制でき、ブラダの耐久性を高めて寿命を延長させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態のタイヤ加硫装置は、加硫モールドに収納した生タイヤ内でブラダを膨張させ、ブラダ内に加熱媒体を供給して生タイヤを加熱し、加硫成型して製品タイヤを製造する。また、この加熱媒体は、所定温度に加熱された流体（気体や液体）等であり、以下では、加熱媒体としてスチームを使用する例を説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態のタイヤ加硫装置を模式的に示す要部断面図であり、型閉めした状態のタイヤ加硫装置の概略構成を、加硫する生タイヤの軸線を含む面で切断した断面（一部を除く）により示している。
このタイヤ加硫装置１は、図示のように、生タイヤＧＴを収納する加硫モールド１０と、生タイヤＧＴ内に配置されて膨張するブラダ２０と、生タイヤＧＴ内のブラダ２０内に配置されるセンターポスト３０と、ブラダ２０内に加熱媒体であるスチームＳを噴き出して供給するスチーム供給手段４０とを備えている。
【００１３】
加硫モールド１０は、タイヤの外面形状を規定する外型であり、ここでは、生タイヤＧＴの赤道面付近で上下に分割された上型１１及び下型１２からなる。これら上型１１と下型１２は、生タイヤＧＴを挟んで対向して配置され、上下方向から組み合わされて、内部に生タイヤＧＴを収納可能なキャビティを区画する。また、各型１１、１２の生タイヤＧＴ側の内面は、成型するタイヤのトレッドパターンを含む外面形状に応じて、各面がタイヤ各部の成型面に各々形成され、収納した生タイヤＧＴを型付けする。更に、加硫モールド１０は、上型１１や下型１２を上下方向に相対移動させて互いに接近及び離反させ、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、キャビティを開放及び閉鎖して、生タイヤＧＴの内部への収納と、加硫後のタイヤの取り出しとが行われる。
【００１４】
ブラダ２０は、ゴム等の耐熱性や伸縮性を有する材料により膨張収縮可能な袋状に形成され、加硫時に、スチーム供給手段４０からのスチームＳ、又は他の供給手段（図示せず）から供給される加圧媒体により内圧が付加されて生タイヤＧＴ内で膨張し、生タイヤＧＴを押圧して加硫モールド１０に押し付ける。また、ブラダ２０には、内部のスチームＳ等を排出する手段（図示せず）が接続され、これにより、加硫の所定段階で加圧媒体やスチームＳが排出され、或いは、加硫終了後に、内部の開放とスチームＳの排出とに応じて、タイヤの押圧を解除して収縮する。加えて、ブラダ２０は、その上下の中心孔を囲む環状の端部２１、２２が、それぞれ上下のクランプ部材３１、３２により気密状に保持されている。
【００１５】
クランプ部材３１、３２は、ブラダ２０の断面Ｔ字状の各端部を挟み込んで係止し、同芯状に保持する挟込部材等（図示せず）からなる係止（保持）手段であり、それぞれ全体として、加硫モールド１０の内周部に当接した状態で配置可能なリング状（円盤状）に形成されている。本実施形態では、下クランプ部材３２が、下型１２と共に位置が固定され、それらに対し、上クランプ部材３１と上型１１が互いに独立して上下方向に移動可能に構成され、上クランプ部材３１を移動させてブラダ２０の両端部２１、２２間の距離を変化させる。これにより、ブラダ２０は、上クランプ部材３１の上昇に伴い筒状に変形し、その下降による両クランプ部材３１、３２の接近及び、上記した内圧の付加により生タイヤＧＴ内で膨張する。
【００１６】
その際、このタイヤ加硫装置１では、筒状や柱状等（ここでは円筒状）のセンターポスト３０を、下クランプ部材３２の中央孔を摺動可能に貫通させてブラダ２０内に配置し、その上端部に上クランプ部材３１の中央部を取り付け、センターポスト３０を上下方向に進退させて上クランプ部材３１を移動させる。このように、センターポスト３０は、ブラダ２０の両端部２１、２２間に亘って配置され、膨張するブラダ２０内の中央部に位置する中央部材であり、ピストン・シリンダ機構等からなる駆動機構（図示せず）により駆動されて、所定のタイミングで上下方向に進退する。これにより、上クランプ部材３１を移動させて、ブラダ２０を筒状形状と膨張形状との間で変形させる。
【００１７】
本実施形態のタイヤ加硫装置１は、上型１１を上昇させて加硫モールド１０を型開きし、かつ、上クランプ部材３１を上昇させた状態で、生タイヤＧＴを筒状のブラダ２０の周囲に沿って下降させて下型１２上に載置する。続いて、上クランプ部材３１を下降させつつブラダ２０を膨張させて、ブラダ２０を、生タイヤＧＴ内に挿入及び配置して生タイヤＧＴの内面に密着させる。その後、上型１１を下降させて加硫モールド１０を型閉めし、その内側に生タイヤＧＴやブラダ２０等を収納する。また、タイヤ加硫装置１は、スチーム供給手段４０の供給源４１（例えば、ボイラ）から、加熱及び加圧したスチームＳを供給管路４２に供給し、スチームＳを、供給管路４２に連通してブラダ２０内に位置する噴出口４３から噴き出す。このスチームＳを、拡散部材４４を介して拡散等させてブラダ２０内に供給し、ブラダ２０に内圧を付加して生タイヤＧＴを所定圧力で押圧しながら、ブラダ２０を介して生タイヤＧＴを所定の加硫温度に加熱する。
【００１８】
図２は、このタイヤ加硫装置１のブラダ２０を透視して内部に配置された構成と共に模式的に示す要部正面図であり、図３は図２のＹ−Ｙ線矢視断面図である。
タイヤ加硫装置１は、図示のように、下クランプ部材３２に、スチーム供給孔３２Ｈ（図２では、その付近を透視して示す）と、その内部に設けられた噴出口４３と、支持部材４５を介して下クランプ部材３２上に取り付けられた拡散部材４４とを備えている。また、タイヤ加硫装置１は、膨張したブラダ２０内（図３参照）に、その周方向に沿って所定間隔で、互いに対をなすスチーム供給孔３２Ｈ、噴出口４３、拡散部材４４、及び支持部材４５を複数対（ここでは３対）備えている。
【００１９】
スチーム供給孔３２Ｈは、下クランプ部材３２の上面に開口するザグリ孔であり、その下クランプ部材３２内の終端部に、スチーム供給手段４０の供給管路４２が接続されている。また、スチーム供給孔３２Ｈは、後述する噴出口４３の配置方向や角度に応じて、所定方向及び角度で傾斜して形成されている。
【００２０】
噴出口４３は、スチームＳをブラダ２０内に噴き出す噴出手段（噴出部材）であり、スチーム供給孔３２Ｈ内に収容されて取り付けられ、供給管路４２からのスチームＳを所定方向に向けて噴出（噴射）するノズル等からなる。また、噴出口４３は、センターポスト３０の周りに、その周方向に沿って等間隔で、かつ、それぞれセンターポスト３０側の下方位置からブラダ２０側に向けて設定された所定方向に向かってスチームＳを噴き出すように配置されている。ここでは、各噴出口４３は、それぞれ水平方向から斜め上方に所定角度Ｋ（図２参照）（例えば１０〜３０°程度）でスチームＳを噴き出すとともに、その噴出方向をブラダ２０の周方向の同じ側（図３では反時計回りのＲ方向側）に向けて配置され、スチームＳを、互いに同じ角度Ｋでブラダ２０内に向かって噴き出して供給する。
【００２１】
拡散部材４４は、この噴出口４３から噴き出したスチームＳが当たるようにブラダ２０内に設けられ、スチームＳがブラダ２０に直接当たるのを邪魔して拡散（散乱）させる邪魔板であり、板状やブレード状（ここでは矩形板状）に形成され、噴出口４３とブラダ２０との間に配置される。具体的には、拡散部材４４は、それぞれ噴出口４３から噴き出すスチームＳの噴出方向前方側に所定距離を隔てて、かつ、センターポスト３０を囲んで等間隔で配置され、そのスチームＳが当たる平面状の拡散面４４Ｓが噴出口４３と対向するように設置される。拡散部材４４は、噴出口４３から噴き出してブラダ２０へ向かうスチームＳの流れを、この拡散面４４Ｓにより遮り、ブラダ２０内の他の所定方向に向かって反射させるようにして拡散させる。これにより、拡散部材４４は、スチームＳがブラダ２０に直接噴き出されて特定範囲に当たるのを防止しつつ、スチームＳを、ブラダ２０内の下方から上方のセンターポスト２０等に向けて傾斜して反射させる等、拡散面４４Ｓを介してスチームＳをブラダ２０内に各々拡散して充填する。
【００２２】
その際、この拡散部材４４は、拡散面４４Ｓが噴出口４３に対してセンターポスト３０側を向くように、スチームＳの噴出方向に対する拡散面４４Ｓの角度を所定角度で傾斜させ、スチームＳをセンターポスト３０に向けて拡散させる。また、拡散部材４４は、拡散面４４Ｓをブラダ２０内の上方側（図２参照）に向けて傾斜して配置され、スチームＳを、その入射側の逆側の上方側に向けて主に反射する。これにより、拡散部材４４は、スチームＳをセンターポスト３０の上下方向の中央部Ｔ（ここでは、センターポスト３０の上下方向の中心Ｃから上下の両方向にそれぞれ、そのブラダ２０内長さＬの１０％の距離内の領域）に向けて拡散させる。この拡散してセンターポスト３０に当たるスチームＳは、各位置のセンターポスト３０外面の形状や湾曲等に応じて更に各方向に反射して拡散する。
【００２３】
更に、拡散部材４４は、噴出するスチームＳを、全体として、膨張した状態のブラダ２０の周方向側（図３参照）に向けて、周方向や上下方向に傾斜等して拡散させるように、スチームＳの噴出方向に対する角度や方向が設定されている。また、ここでは、複数の拡散部材４４は、各拡散面４４Ｓがブラダ２０の周方向に沿うように、或いは、ブラダ２０の同じ周方向側に向けて傾斜角度や方向を揃える等して同じ状態に配置される。このようにして、複数の拡散部材４４により、それぞれ対応する噴出口４３から噴き出すスチームＳを、ブラダ２０の周方向の同じ側（図３では反時計回りのＲ方向側）に向けて拡散させるようになっている。
【００２４】
加えて、このタイヤ加硫装置１では、拡散部材４４は、下クランプ部材３２上に取り付けられた支持部材４５に支持された状態で、それぞれ上記のように配置されている。ただし、支持部材４５は、スチームＳの噴出方向に対する拡散部材４４の角度又は方向（拡散面４４Ｓの傾斜角度又は方向）を変更する変更手段（図示せず）を有し、これらを各々変更することで、拡散部材４４の配置態様を各位置で変化させる。この変更手段は、例えば、拡散部材４４を首振り変位可能に支持する自在継手を介して、支持部材４５と拡散部材４４とを連結するとともに、拡散部材４４を所定状態で固定するロック機構を設ける等して構成される。或いは、拡散部材４４を各々異なる状態で支持する複数種類の支持部材４５を用意しておき、拡散部材４４の配置に応じて支持部材４５を交換することで、拡散部材４４の角度等を変更させてもよい。これにより、拡散部材４４は、角度や方向等が変更され、それぞれに応じて、ブラダ２０内におけるスチームＳの拡散する角度や方向、又は拡散の仕方等を適宜変化させる。
【００２５】
次に、このタイヤ加硫装置１により、生タイヤＧＴを加硫してタイヤを製造する手順や動作について説明する。なお、以下の手順等は、タイヤ加硫装置１が備える制御装置（図示せず）により制御され、装置各部を予め設定されたタイミングや条件で関連動作させる等、連動して作動させて実行される。この制御装置は、例えばマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）、各種プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＭＰＵが直接アクセスするデータを一時的に格納するＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたコンピュータから構成され、接続手段を介して装置各部が接続されている。これにより、制御装置は、装置各部と制御信号や各種データを送受信し、加硫に関する各動作を各々実行させる。
【００２６】
タイヤ加硫装置１は、まず、上記したように、加硫モールド１０（図１参照）内に生タイヤＧＴを収納し、その内部にブラダ２０を配置して、加圧媒体、又は加熱媒体でもあるスチームＳを供給し、ブラダ２０を膨張させて生タイヤＧＴの内面に密着させる。また、所定のタイミングで、ブラダ２０内の各噴出口４３（図２、図３参照）からスチームＳを噴き出してブラダ２０内に供給し、スチームＳをブラダ２０内に充填する。その際、噴出口４３から噴き出してブラダ２０へ向かうスチームＳの流れを、噴出口４３とブラダ２０との間に配置された拡散部材４４により遮り、所定方向に反射させるようにしてブラダ２０内で拡散させる。この拡散させたスチームＳをブラダ２０内に充填して生タイヤＧＴを加熱しつつ加圧し、所定のタイミングで、スチームＳを止めてブラダ２０内を密閉し、或いは、スチームＳの供給を再開等させて、生タイヤＧＴを所定の加硫温度に維持して加硫成型を進行させる。このように、加硫モールド１０に収納した生タイヤＧＴ内でブラダ２０を膨張させ、膨張したブラダ２０内にスチームＳを供給して生タイヤＧＴを加硫し、所定形状に成型して製品タイヤを順次製造する。
【００２７】
このように、本実施形態では、噴出口４３から噴き出したスチームＳの流れを拡散部材４４により遮り拡散させて、スチームＳをブラダ２０内に供給する。即ち、スチームＳを拡散部材４４に一旦当ててから供給するため、スチームＳがブラダ２０に向けて直接噴き出し、流速を維持して当たるのを防止することができる。同時に、スチームＳが拡散するため、圧力を分散させて略均等にした状態で、スチームＳをブラダ２０の広範囲に向けて供給でき、ブラダ２０内面の所定箇所に繰り返し高圧のスチームＳが当たるのを防止することもできる。その結果、ブラダ２０の特定範囲が損傷し、局部的に劣化や老化が進行するのを抑制できるため、ブラダ２０の耐久性を高めて寿命も長くでき、その使用可能時間や回数を増加させて交換頻度を減少させることもできる。これに伴い、ブラダ２０の膨張が部分的に大きくなり、タイヤ内面が部分的に変形するのを抑制できるため、製品タイヤの内面形状の精度を高めることもできる。
【００２８】
また、スチームＳの流れを拡散（又は散乱）させて、ブラダ２０内の全体に亘って、より均等に供給できるため、ブラダ２０内の温度分布の均一性を高めることができる。その際、拡散部材４４の形状や角度等を任意に変更して、スチームＳの拡散の方向や仕方を変化させることで、容易にブラダ２０内のスチームＳの流れを変化させて適宜調整することができる。これにより、例えばスチームＳをブラダ２０内の必要な部分に向かって優先して供給し、或いは、スチームＳをブラダ２０内で螺旋状をなすように周方向に回転（図３の矢印Ｒ参照）させ、ブラダ２０内に螺旋流を発生させて撹拌等し、スチームＳをブラダ２０の全体に効率的に供給することもできる。その結果、ブラダ２０内全体のスチームＳ及び熱の流れを円滑かつ適切にすることができ、温度やスチームＳによる損傷を最小限に抑制しながら、ブラダ２０の周方向や上下方向の温度差の発生を抑制して温度分布を一層均一にすることができる。
【００２９】
併せて、スチームＳが凝縮してブラダ２０の下部に水（ドレン水）が溜まり、その部分の温度が上昇し難くなっても、スチームＳを順次供給して同温度を早期に上昇させて、ブラダ２０の上下の温度差を緩和することができる。更に、ブラダ２０各部における温度の上昇率の差を減少させて、ブラダ２０内全体の温度分布を、加硫の間を通して、より均一にすることができ、生タイヤＧＴの加硫も、全体に亘って均一に進行して、その加硫時間を短縮することもできる。
【００３０】
従って、本実施形態によれば、タイヤ加硫装置１のブラダ２０内の温度分布の均一性を高めつつ、ブラダ２０が局部的に損傷するのを抑制でき、ブラダ２０の耐久性を高めて寿命を延長させることができる。また、本発明は、従来のタイヤ加硫装置１００（図５参照）に、拡散部材４４を設けることで実現できるため、現在の装置を有効に活用することもできる。具体的には、このように拡散部材４４を設けることで、ブラダ２０内の上下の温度差を、例えば、従来の１０〜２０℃程度から５〜１０℃程度に低減させて内部温度を均一化させ、生タイヤＧＴへの温度伝達の上下差も是正して最遅加硫律速を改善し、加硫時間を２０％程度短縮する効果も得られる。加えて、従来生じていた、上型１１側のブラダ２０内面へのスチームＳの集中当たりを改善して、ブラダ２０の寿命（ライフ）を向上（例えば２０％程度向上）させることもできる。更に、このタイヤ加硫装置１は、上記したように、スチームＳの噴出方向に対する拡散部材４４の角度又は方向を変更する手段を有するため、拡散部材４４の配置及びスチームＳの流れの調整を容易に行え、スチームＳをブラダ２０内に一層適切に供給することができる。その結果、タイヤサイズにより異なる上記した各効果を最大限に得るための拡散部材４４の角度や方向を、それぞれに応じて適宜調整でき、様々なタイヤサイズに対応して、それぞれ最適な位置にスチームＳを拡散等させることができる。
【００３１】
ここで、このタイヤ加硫装置１では、スチームＳをセンターポスト３０に向けて拡散させたが、スチームＳは、その一部又は全部がセンターポスト３０に当たらないように拡散させる等、ブラダ２０内の他の方向に向けて拡散させるようにしてもよい。ただし、拡散部材４４を、センターポスト３０に向けてスチームＳを拡散させるように配置するときには、スチームＳのブラダ２０への直接の噴出をより確実に防止することができる。同時に、スチームＳが拡散部材４４とセンターポスト３０に順に当たってより広範囲又は多方向に拡散するため、ブラダ２０への衝撃を一層低減しつつ、ブラダ２０内の全体に、より均等にスチームＳを供給することもできる。
【００３２】
また、拡散部材４４により、スチームＳをブラダ２０の周方向側に向けて拡散させると、スチームＳがブラダ２０内で周方向に回転するように供給される結果、上記した螺旋流がブラダ２０内の全体に亘って確実に発生する。従って、拡散部材４４は、そのように配置するのがより望ましい。同様に、複数の拡散部材４４により、それぞれ対応する噴出口４３から噴き出すスチームＳをブラダ２０の周方向の同じ側に向けて拡散させるときには、各スチームＳの流れの方向が揃い、より確実、強力に螺旋流がブラダ２０内の全体で発生して、ブラダ２０内の温度分布をより均一にすることができる。その際、噴出口４３と拡散部材４４をセンターポスト３０の周りに３対以上設けた場合には、スチームＳをブラダ２０の周方向に沿ってより均等に供給でき、周方向の流れや螺旋流を円滑かつ適切に発生させることができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、スチームＳを加熱媒体として使用したが、スチームＳは、ブラダ２０の膨張開始時等の加圧媒体として使用してもよい。即ち、加熱媒体は、加熱だけでなく、同時に、加圧するための加圧媒体をかねるように作用させてもよい。また、加熱媒体は、スチームＳ以外に、加熱された空気や窒素等、他の加熱された流体を使用してもよく、その噴出時に、ある程度の広がりを持たせて噴出口４３から所定方向に噴き出すようにしてもよい。ただし、加熱媒体にスチームＳを使用するときには、ブラダ２０の部材内部に水が溜まる現象が生じ難くなり、劣化の進行を効果的に抑制して、より大きな効果が得られるため、本発明は、このような場合に好適である。
【００３４】
一方、拡散部材４４は、矩形板状以外に、各タイヤ加硫装置１に応じて、それぞれ適切にスチームＳを拡散させ、或いは、その流れを調整可能な他の任意の形状に形成すればよい。また、拡散部材４４の大きさも、ブラダ２０の大きさや形状及び、噴出口４３からのスチームＳの噴出態様等に応じて適宜設定すればよく、その拡散面４４Ｓも、例えば凹曲面状や凸曲面状に形成する等、平面状以外の形状に形成してもよい。更に、このタイヤ加硫装置１では、各噴出口４３に対して、それぞれ１つの拡散面４４Ｓを有する拡散部材４４を配置したが、拡散部材４４は、スチームＳを互いに異なる方向に向けて拡散させる２以上の拡散面を有するように形成してもよい。
【００３５】
図４は、このような他の形態の拡散部材の例を模式的に示す側面図である。
ここでは、図４Ａに示すように、一方の拡散部材５０は、上下方向の中央部で屈曲して形成され、互いに異なる方向を向いた２つの拡散面５０Ｓ１、５０Ｓ２を有する。拡散部材５０は、これら各拡散面５０Ｓ１、５０Ｓ２により、スチームＳを、互いに異なる方向に反射させ、ここでは、ブラダ２０内の上方と下方に向かって、それぞれ拡散させる。また、図４Ｂに示すように、他方の拡散部材６０は、２つの板状の分割片６１、６２からなり、それらの拡散面６１Ｓ、６２Ｓが互いに異なる方向を向くように、分割片６１、６２が隣接して異なる方向に向けて配置されている。この拡散部材６０は、各分割片６１、６２の拡散面６１Ｓ、６２Ｓにより、スチームＳを、互いに異なる方向に反射させ、ここでは、ブラダ２０内の上方と下方に向かって、それぞれ拡散させる。
【００３６】
このように、複数の拡散面５０Ｓ１、５０Ｓ２（又は６１Ｓ、６２Ｓ）を設けることで、スチームＳを、上下方向等の複数方向に向けて拡散させてブラダ２０内に一層均等に供給でき、ブラダ２０内の温度分布を、より均一にすることができる。即ち、上記のように各拡散部材４４（図２、図３参照）の拡散面４４Ｓが１つのときには、それによるスチームＳの反射噴流方向が固定されて噴流を多方向に拡散し難い。これに対し、各拡散部材５０（６０）（図４参照）に、それぞれ２つ以上の拡散面５０Ｓ１、５０Ｓ２（６１Ｓ、６２Ｓ）を設けることで、スチームＳの反射噴流の流線ベクトルを多方向に設定でき、上記したスチームＳの拡散による効果を一層高めることができる。
【００３７】
（タイヤ加硫試験）
本発明の効果を確認するため、以上説明したタイヤ加硫装置１により生タイヤＧＴを加硫（以下、実施例１、２という）し、拡散部材を有さない従来のタイヤ加硫装置１００（図５参照）による生タイヤＧＴの加硫（以下、従来例という）と比較した。また、実施例１では、１方向の拡散面４４Ｓを有する拡散部材４４（図２、図３参照）を使用し、実施例２では、２方向の拡散面５０Ｓ１、５０Ｓ２を有する拡散部材５０（図４Ａ参照）を使用して、それぞれ生タイヤＧＴの加硫を実施した。その際、実施例１、２及び従来例では、いずれも加硫する生タイヤＧＴの３本に１回の割合で、生タイヤＧＴの内面に離型剤（タイヤ内面液）を塗布し、この離型剤をブラダ２０の外面に転写して、ブラダ２０と加硫後のタイヤとの離型性を確保した。
【００３８】
このようにして、それぞれのブラダ２０の耐久限界（使用可能加硫回数）を調査してブラダ寿命を比較するとともに、生タイヤＧＴの加硫に要した時間（タイヤ加硫時間）を比較した。表１に、この比較結果を示すが、ブラダ寿命とタイヤ加硫時間は、それぞれ従来例を１００とした指数で表す。
【００３９】
【表１】
【００４０】
その結果、表１に示すように、ブラダ寿命は、従来例の１００に対し、実施例１では２倍の２００、実施例２では２．５倍の２５０であり、それぞれ大幅にブラダ寿命が長くなることが分かった。また、タイヤ加硫時間は、従来例の１００に対し、実施例１では９０、実施例２では８０であり、それぞれブラダ２０内の温度分布の均一性が高くなる等して、タイヤ加硫時間が従来よりも短くなることが分かった。これより、本発明により、タイヤ加硫装置１のブラダ２０内の温度分布の均一性を高めつつ、ブラダ２０が局部的に損傷するのを抑制でき、ブラダ２０の耐久性を高めて寿命を延長できることが証明された。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施形態のタイヤ加硫装置を模式的に示す要部断面図である。
【図２】図１のタイヤ加硫装置のブラダを透視して内部に配置された構成と共に模式的に示す要部正面図である。
【図３】図２のＹ−Ｙ線矢視断面図である。
【図４】他の形態の拡散部材の例を模式的に示す側面図である。
【図５】図５Ａは従来のタイヤ加硫装置が備えるブラダ機構の例を模式的に示す要部正面図、図５Ｂは図５ＡのＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・タイヤ加硫装置、１０・・・加硫モールド、１１・・・上型、１２・・・下型、２０・・・ブラダ、３０・・・センターポスト、３１・・・上クランプ部材、３２・・・下クランプ部材、４０・・・スチーム供給手段、４３・・・噴出口、４４・・・拡散部材、４４Ｓ・・・拡散面、４５・・・支持部材、ＧＴ・・・生タイヤ、Ｓ・・・スチーム。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加硫モールドに収納した生タイヤ（グリーンタイヤ）内でブラダを膨張させて生タイヤを加硫するタイヤ加硫装置及びタイヤ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤは、一般に、未加硫ゴム等からなるタイヤ構成部材により生タイヤを成形した後、タイヤ加硫装置の加硫モールド内に収納して加硫成型して製造される。また、このタイヤ加硫装置として、従来、センターポスト等に取り付けたブラダを生タイヤ内に配置して膨張させ、ブラダ内にスチームを供給して生タイヤを加熱及び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５Ａは、このような従来のタイヤ加硫装置が備えるブラダ機構の例を模式的に示す要部正面図、図５Ｂは、図５ＡのＸ−Ｘ線矢視断面図である。また、図５Ａでは、膨張した状態のブラダ等を透視して内部の構成も示している。
この従来のタイヤ加硫装置１００は、図示のように、膨張収縮可能な袋状のブラダ１０１と、ブラダ１０１の上下端部を各々保持する上下のクランプ部材１０２、１０３と、上下方向に進退して上クランプ部材１０２を上下方向に移動させるブラダ１０１の中央部に配置されたセンターポスト１０４とを備えている。
【０００４】
また、タイヤ加硫装置１００は、下クランプ部材１０３に、スチーム供給手段の供給管路１０５が接続されたスチーム供給孔（傾斜ザグリ孔）１０３Ｈが形成され、その内部にノズル等からなるスチームＳの噴出口１０６が設けられている。この噴出口１０６は、センターポスト１０４の周りに等間隔で３つ、それぞれ斜め上方に向けて配置され、スチームＳを、センターポスト１０４側からブラダ１０１内面の所定位置（ここでは、上下の中央付近）に向かって斜め上方に噴き出す。タイヤ加硫装置１００は、加硫時の所定のタイミングで、この各噴出口１０６からスチームＳを噴き出してブラダ１０１内に供給し、スチームＳをブラダ１０１内に充填して、スチームＳからの熱伝達により生タイヤを加熱して加硫する。
【０００５】
このように、従来は、スチームＳ等の加熱媒体の噴出口１０６を、その加熱媒体の噴出方向がブラダ１０１の所定位置に向くようにブラダ１０１内に配置し、噴出口１０６から加熱媒体をブラダ１０１に向かって直接噴出させるのが一般的である。ところが、このようにすると、噴出口１０６から噴き出した加熱媒体が、ブラダ１０１内面の所定箇所に繰り返し直接当たるため、ブラダ１０１の加熱媒体が当たる特定範囲が、熱や圧力等により局部的に損傷する傾向があり、その内面側から損傷が優先的に進行し易くなる。その結果、ブラダ１０１が局部的に劣化や老化して耐久性が低下し、その寿命も短くなって使用可能時間や回数が減少し、ブラダ１０１の交換頻度も高くなることがある。
【０００６】
また、ブラダ１０１の局部的な劣化に伴い、その部分の膨張が設定よりも大きくなり、タイヤの内面が部分的に変形するとともに、加熱媒体としてスチームＳを使用すると、ブラダ１０１が劣化して部材内部に水が溜まる等し、より劣化が進行し易くなる。加えて、この従来のタイヤ加硫装置１００では、供給する加熱媒体をブラダ１０１に向けて噴き出すだけであり、ブラダ１０１内の加熱媒体の流れを適宜調整して温度分布の均一性を高めるのが難しく、ブラダ１０１の周方向や上下方向で温度差が生じる恐れもある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１２２６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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、タイヤ加硫装置のブラダ内の温度分布の均一性を高めつつ、ブラダが局部的に損傷するのを抑制し、ブラダの耐久性を高めて寿命を延長させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、生タイヤを収納する加硫モールドと、生タイヤ内に配置されて膨張するブラダと、ブラダ内の噴出口から加熱媒体を噴き出してブラダ内に供給する供給手段とを備え、加硫モールドに収納した生タイヤ内でブラダを膨張させ、ブラダ内に加熱媒体を供給して生タイヤを加硫するタイヤ加硫装置であって、噴出口とブラダとの間に配置され、噴出口から噴き出した加熱媒体の流れを遮り拡散させる拡散部材を備えたことを特徴とする。
また、本発明は、加硫モールドに収納した生タイヤ内でブラダを膨張させ、ブラダ内に加熱媒体を供給して生タイヤを加硫するタイヤ製造方法であって、ブラダ内の噴出口から加熱媒体を噴き出してブラダ内に供給する工程と、噴出口から噴き出した加熱媒体の流れを、噴出口とブラダとの間に配置された拡散部材により遮り拡散させる工程と、拡散させた加熱媒体により生タイヤを加熱する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、タイヤ加硫装置のブラダ内の温度分布の均一性を高めつつ、ブラダが局部的に損傷するのを抑制でき、ブラダの耐久性を高めて寿命を延長させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態のタイヤ加硫装置は、加硫モールドに収納した生タイヤ内でブラダを膨張させ、ブラダ内に加熱媒体を供給して生タイヤを加熱し、加硫成型して製品タイヤを製造する。また、この加熱媒体は、所定温度に加熱された流体（気体や液体）等であり、以下では、加熱媒体としてスチームを使用する例を説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態のタイヤ加硫装置を模式的に示す要部断面図であり、型閉めした状態のタイヤ加硫装置の概略構成を、加硫する生タイヤの軸線を含む面で切断した断面（一部を除く）により示している。
このタイヤ加硫装置１は、図示のように、生タイヤＧＴを収納する加硫モールド１０と、生タイヤＧＴ内に配置されて膨張するブラダ２０と、生タイヤＧＴ内のブラダ２０内に配置されるセンターポスト３０と、ブラダ２０内に加熱媒体であるスチームＳを噴き出して供給するスチーム供給手段４０とを備えている。
【００１３】
加硫モールド１０は、タイヤの外面形状を規定する外型であり、ここでは、生タイヤＧＴの赤道面付近で上下に分割された上型１１及び下型１２からなる。これら上型１１と下型１２は、生タイヤＧＴを挟んで対向して配置され、上下方向から組み合わされて、内部に生タイヤＧＴを収納可能なキャビティを区画する。また、各型１１、１２の生タイヤＧＴ側の内面は、成型するタイヤのトレッドパターンを含む外面形状に応じて、各面がタイヤ各部の成型面に各々形成され、収納した生タイヤＧＴを型付けする。更に、加硫モールド１０は、上型１１や下型１２を上下方向に相対移動させて互いに接近及び離反させ、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、キャビティを開放及び閉鎖して、生タイヤＧＴの内部への収納と、加硫後のタイヤの取り出しとが行われる。
【００１４】
ブラダ２０は、ゴム等の耐熱性や伸縮性を有する材料により膨張収縮可能な袋状に形成され、加硫時に、スチーム供給手段４０からのスチームＳ、又は他の供給手段（図示せず）から供給される加圧媒体により内圧が付加されて生タイヤＧＴ内で膨張し、生タイヤＧＴを押圧して加硫モールド１０に押し付ける。また、ブラダ２０には、内部のスチームＳ等を排出する手段（図示せず）が接続され、これにより、加硫の所定段階で加圧媒体やスチームＳが排出され、或いは、加硫終了後に、内部の開放とスチームＳの排出とに応じて、タイヤの押圧を解除して収縮する。加えて、ブラダ２０は、その上下の中心孔を囲む環状の端部２１、２２が、それぞれ上下のクランプ部材３１、３２により気密状に保持されている。
【００１５】
クランプ部材３１、３２は、ブラダ２０の断面Ｔ字状の各端部を挟み込んで係止し、同芯状に保持する挟込部材等（図示せず）からなる係止（保持）手段であり、それぞれ全体として、加硫モールド１０の内周部に当接した状態で配置可能なリング状（円盤状）に形成されている。本実施形態では、下クランプ部材３２が、下型１２と共に位置が固定され、それらに対し、上クランプ部材３１と上型１１が互いに独立して上下方向に移動可能に構成され、上クランプ部材３１を移動させてブラダ２０の両端部２１、２２間の距離を変化させる。これにより、ブラダ２０は、上クランプ部材３１の上昇に伴い筒状に変形し、その下降による両クランプ部材３１、３２の接近及び、上記した内圧の付加により生タイヤＧＴ内で膨張する。
【００１６】
その際、このタイヤ加硫装置１では、筒状や柱状等（ここでは円筒状）のセンターポスト３０を、下クランプ部材３２の中央孔を摺動可能に貫通させてブラダ２０内に配置し、その上端部に上クランプ部材３１の中央部を取り付け、センターポスト３０を上下方向に進退させて上クランプ部材３１を移動させる。このように、センターポスト３０は、ブラダ２０の両端部２１、２２間に亘って配置され、膨張するブラダ２０内の中央部に位置する中央部材であり、ピストン・シリンダ機構等からなる駆動機構（図示せず）により駆動されて、所定のタイミングで上下方向に進退する。これにより、上クランプ部材３１を移動させて、ブラダ２０を筒状形状と膨張形状との間で変形させる。
【００１７】
本実施形態のタイヤ加硫装置１は、上型１１を上昇させて加硫モールド１０を型開きし、かつ、上クランプ部材３１を上昇させた状態で、生タイヤＧＴを筒状のブラダ２０の周囲に沿って下降させて下型１２上に載置する。続いて、上クランプ部材３１を下降させつつブラダ２０を膨張させて、ブラダ２０を、生タイヤＧＴ内に挿入及び配置して生タイヤＧＴの内面に密着させる。その後、上型１１を下降させて加硫モールド１０を型閉めし、その内側に生タイヤＧＴやブラダ２０等を収納する。また、タイヤ加硫装置１は、スチーム供給手段４０の供給源４１（例えば、ボイラ）から、加熱及び加圧したスチームＳを供給管路４２に供給し、スチームＳを、供給管路４２に連通してブラダ２０内に位置する噴出口４３から噴き出す。このスチームＳを、拡散部材４４を介して拡散等させてブラダ２０内に供給し、ブラダ２０に内圧を付加して生タイヤＧＴを所定圧力で押圧しながら、ブラダ２０を介して生タイヤＧＴを所定の加硫温度に加熱する。
【００１８】
図２は、このタイヤ加硫装置１のブラダ２０を透視して内部に配置された構成と共に模式的に示す要部正面図であり、図３は図２のＹ−Ｙ線矢視断面図である。
タイヤ加硫装置１は、図示のように、下クランプ部材３２に、スチーム供給孔３２Ｈ（図２では、その付近を透視して示す）と、その内部に設けられた噴出口４３と、支持部材４５を介して下クランプ部材３２上に取り付けられた拡散部材４４とを備えている。また、タイヤ加硫装置１は、膨張したブラダ２０内（図３参照）に、その周方向に沿って所定間隔で、互いに対をなすスチーム供給孔３２Ｈ、噴出口４３、拡散部材４４、及び支持部材４５を複数対（ここでは３対）備えている。
【００１９】
スチーム供給孔３２Ｈは、下クランプ部材３２の上面に開口するザグリ孔であり、その下クランプ部材３２内の終端部に、スチーム供給手段４０の供給管路４２が接続されている。また、スチーム供給孔３２Ｈは、後述する噴出口４３の配置方向や角度に応じて、所定方向及び角度で傾斜して形成されている。
【００２０】
噴出口４３は、スチームＳをブラダ２０内に噴き出す噴出手段（噴出部材）であり、スチーム供給孔３２Ｈ内に収容されて取り付けられ、供給管路４２からのスチームＳを所定方向に向けて噴出（噴射）するノズル等からなる。また、噴出口４３は、センターポスト３０の周りに、その周方向に沿って等間隔で、かつ、それぞれセンターポスト３０側の下方位置からブラダ２０側に向けて設定された所定方向に向かってスチームＳを噴き出すように配置されている。ここでは、各噴出口４３は、それぞれ水平方向から斜め上方に所定角度Ｋ（図２参照）（例えば１０〜３０°程度）でスチームＳを噴き出すとともに、その噴出方向をブラダ２０の周方向の同じ側（図３では反時計回りのＲ方向側）に向けて配置され、スチームＳを、互いに同じ角度Ｋでブラダ２０内に向かって噴き出して供給する。
【００２１】
拡散部材４４は、この噴出口４３から噴き出したスチームＳが当たるようにブラダ２０内に設けられ、スチームＳがブラダ２０に直接当たるのを邪魔して拡散（散乱）させる邪魔板であり、板状やブレード状（ここでは矩形板状）に形成され、噴出口４３とブラダ２０との間に配置される。具体的には、拡散部材４４は、それぞれ噴出口４３から噴き出すスチームＳの噴出方向前方側に所定距離を隔てて、かつ、センターポスト３０を囲んで等間隔で配置され、そのスチームＳが当たる平面状の拡散面４４Ｓが噴出口４３と対向するように設置される。拡散部材４４は、噴出口４３から噴き出してブラダ２０へ向かうスチームＳの流れを、この拡散面４４Ｓにより遮り、ブラダ２０内の他の所定方向に向かって反射させるようにして拡散させる。これにより、拡散部材４４は、スチームＳがブラダ２０に直接噴き出されて特定範囲に当たるのを防止しつつ、スチームＳを、ブラダ２０内の下方から上方のセンターポスト２０等に向けて傾斜して反射させる等、拡散面４４Ｓを介してスチームＳをブラダ２０内に各々拡散して充填する。
【００２２】
その際、この拡散部材４４は、拡散面４４Ｓが噴出口４３に対してセンターポスト３０側を向くように、スチームＳの噴出方向に対する拡散面４４Ｓの角度を所定角度で傾斜させ、スチームＳをセンターポスト３０に向けて拡散させる。また、拡散部材４４は、拡散面４４Ｓをブラダ２０内の上方側（図２参照）に向けて傾斜して配置され、スチームＳを、その入射側の逆側の上方側に向けて主に反射する。これにより、拡散部材４４は、スチームＳをセンターポスト３０の上下方向の中央部Ｔ（ここでは、センターポスト３０の上下方向の中心Ｃから上下の両方向にそれぞれ、そのブラダ２０内長さＬの１０％の距離内の領域）に向けて拡散させる。この拡散してセンターポスト３０に当たるスチームＳは、各位置のセンターポスト３０外面の形状や湾曲等に応じて更に各方向に反射して拡散する。
【００２３】
更に、拡散部材４４は、噴出するスチームＳを、全体として、膨張した状態のブラダ２０の周方向側（図３参照）に向けて、周方向や上下方向に傾斜等して拡散させるように、スチームＳの噴出方向に対する角度や方向が設定されている。また、ここでは、複数の拡散部材４４は、各拡散面４４Ｓがブラダ２０の周方向に沿うように、或いは、ブラダ２０の同じ周方向側に向けて傾斜角度や方向を揃える等して同じ状態に配置される。このようにして、複数の拡散部材４４により、それぞれ対応する噴出口４３から噴き出すスチームＳを、ブラダ２０の周方向の同じ側（図３では反時計回りのＲ方向側）に向けて拡散させるようになっている。
【００２４】
加えて、このタイヤ加硫装置１では、拡散部材４４は、下クランプ部材３２上に取り付けられた支持部材４５に支持された状態で、それぞれ上記のように配置されている。ただし、支持部材４５は、スチームＳの噴出方向に対する拡散部材４４の角度又は方向（拡散面４４Ｓの傾斜角度又は方向）を変更する変更手段（図示せず）を有し、これらを各々変更することで、拡散部材４４の配置態様を各位置で変化させる。この変更手段は、例えば、拡散部材４４を首振り変位可能に支持する自在継手を介して、支持部材４５と拡散部材４４とを連結するとともに、拡散部材４４を所定状態で固定するロック機構を設ける等して構成される。或いは、拡散部材４４を各々異なる状態で支持する複数種類の支持部材４５を用意しておき、拡散部材４４の配置に応じて支持部材４５を交換することで、拡散部材４４の角度等を変更させてもよい。これにより、拡散部材４４は、角度や方向等が変更され、それぞれに応じて、ブラダ２０内におけるスチームＳの拡散する角度や方向、又は拡散の仕方等を適宜変化させる。
【００２５】
次に、このタイヤ加硫装置１により、生タイヤＧＴを加硫してタイヤを製造する手順や動作について説明する。なお、以下の手順等は、タイヤ加硫装置１が備える制御装置（図示せず）により制御され、装置各部を予め設定されたタイミングや条件で関連動作させる等、連動して作動させて実行される。この制御装置は、例えばマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）、各種プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＭＰＵが直接アクセスするデータを一時的に格納するＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたコンピュータから構成され、接続手段を介して装置各部が接続されている。これにより、制御装置は、装置各部と制御信号や各種データを送受信し、加硫に関する各動作を各々実行させる。
【００２６】
タイヤ加硫装置１は、まず、上記したように、加硫モールド１０（図１参照）内に生タイヤＧＴを収納し、その内部にブラダ２０を配置して、加圧媒体、又は加熱媒体でもあるスチームＳを供給し、ブラダ２０を膨張させて生タイヤＧＴの内面に密着させる。また、所定のタイミングで、ブラダ２０内の各噴出口４３（図２、図３参照）からスチームＳを噴き出してブラダ２０内に供給し、スチームＳをブラダ２０内に充填する。その際、噴出口４３から噴き出してブラダ２０へ向かうスチームＳの流れを、噴出口４３とブラダ２０との間に配置された拡散部材４４により遮り、所定方向に反射させるようにしてブラダ２０内で拡散させる。この拡散させたスチームＳをブラダ２０内に充填して生タイヤＧＴを加熱しつつ加圧し、所定のタイミングで、スチームＳを止めてブラダ２０内を密閉し、或いは、スチームＳの供給を再開等させて、生タイヤＧＴを所定の加硫温度に維持して加硫成型を進行させる。このように、加硫モールド１０に収納した生タイヤＧＴ内でブラダ２０を膨張させ、膨張したブラダ２０内にスチームＳを供給して生タイヤＧＴを加硫し、所定形状に成型して製品タイヤを順次製造する。
【００２７】
このように、本実施形態では、噴出口４３から噴き出したスチームＳの流れを拡散部材４４により遮り拡散させて、スチームＳをブラダ２０内に供給する。即ち、スチームＳを拡散部材４４に一旦当ててから供給するため、スチームＳがブラダ２０に向けて直接噴き出し、流速を維持して当たるのを防止することができる。同時に、スチームＳが拡散するため、圧力を分散させて略均等にした状態で、スチームＳをブラダ２０の広範囲に向けて供給でき、ブラダ２０内面の所定箇所に繰り返し高圧のスチームＳが当たるのを防止することもできる。その結果、ブラダ２０の特定範囲が損傷し、局部的に劣化や老化が進行するのを抑制できるため、ブラダ２０の耐久性を高めて寿命も長くでき、その使用可能時間や回数を増加させて交換頻度を減少させることもできる。これに伴い、ブラダ２０の膨張が部分的に大きくなり、タイヤ内面が部分的に変形するのを抑制できるため、製品タイヤの内面形状の精度を高めることもできる。
【００２８】
また、スチームＳの流れを拡散（又は散乱）させて、ブラダ２０内の全体に亘って、より均等に供給できるため、ブラダ２０内の温度分布の均一性を高めることができる。その際、拡散部材４４の形状や角度等を任意に変更して、スチームＳの拡散の方向や仕方を変化させることで、容易にブラダ２０内のスチームＳの流れを変化させて適宜調整することができる。これにより、例えばスチームＳをブラダ２０内の必要な部分に向かって優先して供給し、或いは、スチームＳをブラダ２０内で螺旋状をなすように周方向に回転（図３の矢印Ｒ参照）させ、ブラダ２０内に螺旋流を発生させて撹拌等し、スチームＳをブラダ２０の全体に効率的に供給することもできる。その結果、ブラダ２０内全体のスチームＳ及び熱の流れを円滑かつ適切にすることができ、温度やスチームＳによる損傷を最小限に抑制しながら、ブラダ２０の周方向や上下方向の温度差の発生を抑制して温度分布を一層均一にすることができる。
【００２９】
併せて、スチームＳが凝縮してブラダ２０の下部に水（ドレン水）が溜まり、その部分の温度が上昇し難くなっても、スチームＳを順次供給して同温度を早期に上昇させて、ブラダ２０の上下の温度差を緩和することができる。更に、ブラダ２０各部における温度の上昇率の差を減少させて、ブラダ２０内全体の温度分布を、加硫の間を通して、より均一にすることができ、生タイヤＧＴの加硫も、全体に亘って均一に進行して、その加硫時間を短縮することもできる。
【００３０】
従って、本実施形態によれば、タイヤ加硫装置１のブラダ２０内の温度分布の均一性を高めつつ、ブラダ２０が局部的に損傷するのを抑制でき、ブラダ２０の耐久性を高めて寿命を延長させることができる。また、本発明は、従来のタイヤ加硫装置１００（図５参照）に、拡散部材４４を設けることで実現できるため、現在の装置を有効に活用することもできる。具体的には、このように拡散部材４４を設けることで、ブラダ２０内の上下の温度差を、例えば、従来の１０〜２０℃程度から５〜１０℃程度に低減させて内部温度を均一化させ、生タイヤＧＴへの温度伝達の上下差も是正して最遅加硫律速を改善し、加硫時間を２０％程度短縮する効果も得られる。加えて、従来生じていた、上型１１側のブラダ２０内面へのスチームＳの集中当たりを改善して、ブラダ２０の寿命（ライフ）を向上（例えば２０％程度向上）させることもできる。更に、このタイヤ加硫装置１は、上記したように、スチームＳの噴出方向に対する拡散部材４４の角度又は方向を変更する手段を有するため、拡散部材４４の配置及びスチームＳの流れの調整を容易に行え、スチームＳをブラダ２０内に一層適切に供給することができる。その結果、タイヤサイズにより異なる上記した各効果を最大限に得るための拡散部材４４の角度や方向を、それぞれに応じて適宜調整でき、様々なタイヤサイズに対応して、それぞれ最適な位置にスチームＳを拡散等させることができる。
【００３１】
ここで、このタイヤ加硫装置１では、スチームＳをセンターポスト３０に向けて拡散させたが、スチームＳは、その一部又は全部がセンターポスト３０に当たらないように拡散させる等、ブラダ２０内の他の方向に向けて拡散させるようにしてもよい。ただし、拡散部材４４を、センターポスト３０に向けてスチームＳを拡散させるように配置するときには、スチームＳのブラダ２０への直接の噴出をより確実に防止することができる。同時に、スチームＳが拡散部材４４とセンターポスト３０に順に当たってより広範囲又は多方向に拡散するため、ブラダ２０への衝撃を一層低減しつつ、ブラダ２０内の全体に、より均等にスチームＳを供給することもできる。
【００３２】
また、拡散部材４４により、スチームＳをブラダ２０の周方向側に向けて拡散させると、スチームＳがブラダ２０内で周方向に回転するように供給される結果、上記した螺旋流がブラダ２０内の全体に亘って確実に発生する。従って、拡散部材４４は、そのように配置するのがより望ましい。同様に、複数の拡散部材４４により、それぞれ対応する噴出口４３から噴き出すスチームＳをブラダ２０の周方向の同じ側に向けて拡散させるときには、各スチームＳの流れの方向が揃い、より確実、強力に螺旋流がブラダ２０内の全体で発生して、ブラダ２０内の温度分布をより均一にすることができる。その際、噴出口４３と拡散部材４４をセンターポスト３０の周りに３対以上設けた場合には、スチームＳをブラダ２０の周方向に沿ってより均等に供給でき、周方向の流れや螺旋流を円滑かつ適切に発生させることができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、スチームＳを加熱媒体として使用したが、スチームＳは、ブラダ２０の膨張開始時等の加圧媒体として使用してもよい。即ち、加熱媒体は、加熱だけでなく、同時に、加圧するための加圧媒体をかねるように作用させてもよい。また、加熱媒体は、スチームＳ以外に、加熱された空気や窒素等、他の加熱された流体を使用してもよく、その噴出時に、ある程度の広がりを持たせて噴出口４３から所定方向に噴き出すようにしてもよい。ただし、加熱媒体にスチームＳを使用するときには、ブラダ２０の部材内部に水が溜まる現象が生じ難くなり、劣化の進行を効果的に抑制して、より大きな効果が得られるため、本発明は、このような場合に好適である。
【００３４】
一方、拡散部材４４は、矩形板状以外に、各タイヤ加硫装置１に応じて、それぞれ適切にスチームＳを拡散させ、或いは、その流れを調整可能な他の任意の形状に形成すればよい。また、拡散部材４４の大きさも、ブラダ２０の大きさや形状及び、噴出口４３からのスチームＳの噴出態様等に応じて適宜設定すればよく、その拡散面４４Ｓも、例えば凹曲面状や凸曲面状に形成する等、平面状以外の形状に形成してもよい。更に、このタイヤ加硫装置１では、各噴出口４３に対して、それぞれ１つの拡散面４４Ｓを有する拡散部材４４を配置したが、拡散部材４４は、スチームＳを互いに異なる方向に向けて拡散させる２以上の拡散面を有するように形成してもよい。
【００３５】
図４は、このような他の形態の拡散部材の例を模式的に示す側面図である。
ここでは、図４Ａに示すように、一方の拡散部材５０は、上下方向の中央部で屈曲して形成され、互いに異なる方向を向いた２つの拡散面５０Ｓ１、５０Ｓ２を有する。拡散部材５０は、これら各拡散面５０Ｓ１、５０Ｓ２により、スチームＳを、互いに異なる方向に反射させ、ここでは、ブラダ２０内の上方と下方に向かって、それぞれ拡散させる。また、図４Ｂに示すように、他方の拡散部材６０は、２つの板状の分割片６１、６２からなり、それらの拡散面６１Ｓ、６２Ｓが互いに異なる方向を向くように、分割片６１、６２が隣接して異なる方向に向けて配置されている。この拡散部材６０は、各分割片６１、６２の拡散面６１Ｓ、６２Ｓにより、スチームＳを、互いに異なる方向に反射させ、ここでは、ブラダ２０内の上方と下方に向かって、それぞれ拡散させる。
【００３６】
このように、複数の拡散面５０Ｓ１、５０Ｓ２（又は６１Ｓ、６２Ｓ）を設けることで、スチームＳを、上下方向等の複数方向に向けて拡散させてブラダ２０内に一層均等に供給でき、ブラダ２０内の温度分布を、より均一にすることができる。即ち、上記のように各拡散部材４４（図２、図３参照）の拡散面４４Ｓが１つのときには、それによるスチームＳの反射噴流方向が固定されて噴流を多方向に拡散し難い。これに対し、各拡散部材５０（６０）（図４参照）に、それぞれ２つ以上の拡散面５０Ｓ１、５０Ｓ２（６１Ｓ、６２Ｓ）を設けることで、スチームＳの反射噴流の流線ベクトルを多方向に設定でき、上記したスチームＳの拡散による効果を一層高めることができる。
【００３７】
（タイヤ加硫試験）
本発明の効果を確認するため、以上説明したタイヤ加硫装置１により生タイヤＧＴを加硫（以下、実施例１、２という）し、拡散部材を有さない従来のタイヤ加硫装置１００（図５参照）による生タイヤＧＴの加硫（以下、従来例という）と比較した。また、実施例１では、１方向の拡散面４４Ｓを有する拡散部材４４（図２、図３参照）を使用し、実施例２では、２方向の拡散面５０Ｓ１、５０Ｓ２を有する拡散部材５０（図４Ａ参照）を使用して、それぞれ生タイヤＧＴの加硫を実施した。その際、実施例１、２及び従来例では、いずれも加硫する生タイヤＧＴの３本に１回の割合で、生タイヤＧＴの内面に離型剤（タイヤ内面液）を塗布し、この離型剤をブラダ２０の外面に転写して、ブラダ２０と加硫後のタイヤとの離型性を確保した。
【００３８】
このようにして、それぞれのブラダ２０の耐久限界（使用可能加硫回数）を調査してブラダ寿命を比較するとともに、生タイヤＧＴの加硫に要した時間（タイヤ加硫時間）を比較した。表１に、この比較結果を示すが、ブラダ寿命とタイヤ加硫時間は、それぞれ従来例を１００とした指数で表す。
【００３９】
【表１】
【００４０】
その結果、表１に示すように、ブラダ寿命は、従来例の１００に対し、実施例１では２倍の２００、実施例２では２．５倍の２５０であり、それぞれ大幅にブラダ寿命が長くなることが分かった。また、タイヤ加硫時間は、従来例の１００に対し、実施例１では９０、実施例２では８０であり、それぞれブラダ２０内の温度分布の均一性が高くなる等して、タイヤ加硫時間が従来よりも短くなることが分かった。これより、本発明により、タイヤ加硫装置１のブラダ２０内の温度分布の均一性を高めつつ、ブラダ２０が局部的に損傷するのを抑制でき、ブラダ２０の耐久性を高めて寿命を延長できることが証明された。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施形態のタイヤ加硫装置を模式的に示す要部断面図である。
【図２】図１のタイヤ加硫装置のブラダを透視して内部に配置された構成と共に模式的に示す要部正面図である。
【図３】図２のＹ−Ｙ線矢視断面図である。
【図４】他の形態の拡散部材の例を模式的に示す側面図である。
【図５】図５Ａは従来のタイヤ加硫装置が備えるブラダ機構の例を模式的に示す要部正面図、図５Ｂは図５ＡのＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・タイヤ加硫装置、１０・・・加硫モールド、１１・・・上型、１２・・・下型、２０・・・ブラダ、３０・・・センターポスト、３１・・・上クランプ部材、３２・・・下クランプ部材、４０・・・スチーム供給手段、４３・・・噴出口、４４・・・拡散部材、４４Ｓ・・・拡散面、４５・・・支持部材、ＧＴ・・・生タイヤ、Ｓ・・・スチーム。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生タイヤを収納する加硫モールドと、生タイヤ内に配置されて膨張するブラダと、ブラダ内の噴出口から加熱媒体を噴き出してブラダ内に供給する供給手段とを備え、加硫モールドに収納した生タイヤ内でブラダを膨張させ、ブラダ内に加熱媒体を供給して生タイヤを加硫するタイヤ加硫装置であって、
噴出口とブラダとの間に配置され、噴出口から噴き出した加熱媒体の流れを遮り拡散させる拡散部材を備えたことを特徴とするタイヤ加硫装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたタイヤ加硫装置において、
加熱媒体の噴出方向に対する拡散部材の角度又は方向を変更する変更手段を有することを特徴とするタイヤ加硫装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたタイヤ加硫装置において、
拡散部材が、加熱媒体を互いに異なる方向に向けて拡散させる２以上の拡散面を有することを特徴とするタイヤ加硫装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載されたタイヤ加硫装置において、
生タイヤ内のブラダ内に配置されるセンターポストを備え、
拡散部材が、加熱媒体をセンターポストに向けて拡散させることを特徴とするタイヤ加硫装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載されたタイヤ加硫装置において、
拡散部材が、加熱媒体をブラダの周方向側に向けて拡散させることを特徴とするタイヤ加硫装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載されたタイヤ加硫装置において、
複数対の噴出口及び拡散部材を備え、
複数の拡散部材が、それぞれ対応する噴出口から噴き出す加熱媒体をブラダの周方向の同じ側に向けて拡散させることを特徴とするタイヤ加硫装置。
【請求項７】
加硫モールドに収納した生タイヤ内でブラダを膨張させ、ブラダ内に加熱媒体を供給して生タイヤを加硫するタイヤ製造方法であって、
ブラダ内の噴出口から加熱媒体を噴き出してブラダ内に供給する工程と、
噴出口から噴き出した加熱媒体の流れを、噴出口とブラダとの間に配置された拡散部材により遮り拡散させる工程と、
拡散させた加熱媒体により生タイヤを加熱する工程と、
を有することを特徴とするタイヤ製造方法。
【請求項１】
生タイヤを収納する加硫モールドと、生タイヤ内に配置されて膨張するブラダと、ブラダ内の噴出口から加熱媒体を噴き出してブラダ内に供給する供給手段とを備え、加硫モールドに収納した生タイヤ内でブラダを膨張させ、ブラダ内に加熱媒体を供給して生タイヤを加硫するタイヤ加硫装置であって、
噴出口とブラダとの間に配置され、噴出口から噴き出した加熱媒体の流れを遮り拡散させる拡散部材を備えたことを特徴とするタイヤ加硫装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたタイヤ加硫装置において、
加熱媒体の噴出方向に対する拡散部材の角度又は方向を変更する変更手段を有することを特徴とするタイヤ加硫装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたタイヤ加硫装置において、
拡散部材が、加熱媒体を互いに異なる方向に向けて拡散させる２以上の拡散面を有することを特徴とするタイヤ加硫装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載されたタイヤ加硫装置において、
生タイヤ内のブラダ内に配置されるセンターポストを備え、
拡散部材が、加熱媒体をセンターポストに向けて拡散させることを特徴とするタイヤ加硫装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載されたタイヤ加硫装置において、
拡散部材が、加熱媒体をブラダの周方向側に向けて拡散させることを特徴とするタイヤ加硫装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載されたタイヤ加硫装置において、
複数対の噴出口及び拡散部材を備え、
複数の拡散部材が、それぞれ対応する噴出口から噴き出す加熱媒体をブラダの周方向の同じ側に向けて拡散させることを特徴とするタイヤ加硫装置。
【請求項７】
加硫モールドに収納した生タイヤ内でブラダを膨張させ、ブラダ内に加熱媒体を供給して生タイヤを加硫するタイヤ製造方法であって、
ブラダ内の噴出口から加熱媒体を噴き出してブラダ内に供給する工程と、
噴出口から噴き出した加熱媒体の流れを、噴出口とブラダとの間に配置された拡散部材により遮り拡散させる工程と、
拡散させた加熱媒体により生タイヤを加熱する工程と、
を有することを特徴とするタイヤ製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１１０９７０（Ｐ２０１０−１１０９７０Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８４６５０（Ｐ２００８−２８４６５０）
【出願日】平成２０年１１月５日（２００８．１１．５）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月５日（２００８．１１．５）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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