特開 2024-161769 加硫方法及び加硫装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024161769

(43)【公開日】2024-11-20

(54)【発明の名称】加硫方法及び加硫装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 33/04 20060101AFI20241113BHJP

   B29C 35/04 20060101ALI20241113BHJP

   B29L 30/00 20060101ALN20241113BHJP

【ＦＩ】

B29C33/04

B29C35/04

B29L30:00

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023076783

(22)【出願日】2023-05-08

(71)【出願人】

【識別番号】000183233

【氏名又は名称】住友ゴム工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】504237050

【氏名又は名称】独立行政法人国立高等専門学校機構

(74)【代理人】

【識別番号】100104134

【弁理士】

【氏名又は名称】住友 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100156225

【弁理士】

【氏名又は名称】浦 重剛

(74)【代理人】

【識別番号】100168549

【弁理士】

【氏名又は名称】苗村 潤

(74)【代理人】

【識別番号】100200403

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 幸信

(74)【代理人】

【識別番号】100206586

【弁理士】

【氏名又は名称】市田 哲

(72)【発明者】

【氏名】伊田 真悟

(72)【発明者】

【氏名】福永 紘平

(72)【発明者】

【氏名】茂谷 明宏

(72)【発明者】

【氏名】田中 誠一

【テーマコード（参考）】

4F202

4F203

【Ｆターム（参考）】

4F202AA45

4F202AB03

4F202AH20

4F202AP05

4F202AR02

4F202AR06

4F202AR11

4F202CA21

4F202CB01

4F202CY02

4F202CY04

4F202CY12

4F203AA45

4F203AB03

4F203AH20

4F203AP05

4F203AR02

4F203AR06

4F203AR11

4F203DA11

4F203DB01

4F203DC03

4F203DC04

4F203DK02

4F203DK08

4F203DL12

4F203DM02

(57)【要約】

【課題】生タイヤの加硫時間の短縮を容易に図ることができる加硫方法等を提供する。
【解決手段】生タイヤの加硫方法１００は、生タイヤの内腔に、直接的または間接的に生タイヤの内腔面よりも高温の凝縮性ガスを供給する第１供給ステップＳ１と、不凝縮性ガスを加熱する第１加熱ステップＳ２と、凝縮性ガスが供給されている内腔に、加熱された不凝縮性ガスを供給し、加圧する第２供給ステップＳ３とを含む。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

生タイヤの加硫方法であって、
前記生タイヤの内腔に、直接的または間接的に前記生タイヤの内腔面よりも高温の凝縮性ガスを供給する第１供給ステップと、
不凝縮性ガスを加熱する加熱ステップと、
前記凝縮性ガスが供給されている前記内腔に、加熱された前記不凝縮性ガスを供給し、加圧する第２供給ステップとを含む、
加硫方法。

【請求項2】

前記加熱ステップは、前記内腔に供給されている前記凝縮性ガスの凝縮温度以上に前記不凝縮性ガスを加熱する、請求項１に記載の加硫方法。

【請求項3】

前記加熱ステップは、前記凝縮性ガスが供給されている前記内腔面の温度以上に前記不凝縮性ガスを加熱する、請求項１に記載の加硫方法。

【請求項4】

前記第１供給ステップで供給された前記凝縮性ガスを前記内腔から排出することなく、前記第２供給ステップで前記不凝縮性ガスを供給する、請求項１に記載の加硫方法。

【請求項5】

前記第２供給ステップは、前記凝縮性ガスが供給されている前記内腔の圧力Ｐ１よりも高い圧力Ｐ２で前記不凝縮性ガスを供給する、請求項１に記載の加硫方法。

【請求項6】

前記内腔の圧力Ｐ１と前記不凝縮性ガスの圧力Ｐ２との比Ｐ１／Ｐ２は、０．５２８以下である、請求項５に記載の加硫方法。

【請求項7】

前記内腔から前記凝縮性ガス及び前記不凝縮性ガスを排出する排出ステップと、
前記凝縮性ガス及び前記不凝縮性ガスが排出された前記内腔に、前記内腔面よりも高温の前記凝縮性ガスを供給する第３供給ステップと、
前記凝縮性ガスが供給されている前記内腔に、加熱された前記不凝縮性ガスを供給し、加圧する第４供給ステップとをさらに含む、請求項１に記載の加硫方法。

【請求項8】

生タイヤの加硫装置であって、
前記生タイヤの内腔に、直接的または間接的に前記生タイヤの内腔面よりもよりも高温の凝縮性ガスを供給するための第１供給部と、
不凝縮性ガスを加熱するための加熱部と、
前記凝縮性ガスが供給されている前記内腔に、前記加熱部によって加熱された前記不凝縮性ガスを供給するための第２供給部とを含む、
加硫装置。

【請求項9】

前記第２供給部は、前記不凝縮性ガスの温度を測定するための測温部を有し、
前記不凝縮性ガスの前記温度に基づいて、前記加熱部を制御するための制御部をさらに含む、請求項８に記載の加硫装置。

【請求項10】

前記第２供給部は、前記不凝縮性ガスを前記内腔に噴出するためのノズルを有し、
前記ノズルは、水平方向に対して上向きに向けられている、請求項８に記載の加硫装置。

【請求項11】

前記第２供給部は、前記不凝縮性ガスを前記内腔に噴出するためのノズルを有し、
前記ノズルは、前記内腔の上下方向の中心よりも上側に配されている、請求項８に記載の加硫装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加硫方法及び加硫装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、生タイヤの加硫に関し、種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－２１０３５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

タイヤの製造工程において、生タイヤの加硫工程に要する時間は多くの割合を占めており、加硫時間の短縮は、タイヤの生産性を高めるのに貢献する。

【0005】

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、生タイヤの加硫時間の短縮を容易に図ることができる加硫方法及び加硫装置を提供することを主たる目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、生タイヤの加硫方法であって、
前記生タイヤの内腔に、直接的または間接的に前記生タイヤの内腔面よりも高温の凝縮性ガスを供給する第１供給ステップと、
不凝縮性ガスを加熱する加熱ステップと、
前記凝縮性ガスが供給されている前記内腔に、加熱された前記不凝縮性ガスを供給し、加圧する第２供給ステップとを含む。

【発明の効果】

【0007】

本発明の前記加硫方法は、上記構成を有しているので、前記生タイヤの前記内腔での熱伝達率が高められる。これにより、前記生タイヤの加硫時間の短縮を容易に図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の一形態である生タイヤの加硫方法の手順を示すフローチャートである。

【図2】本発明の実施の一形態である生タイヤの加硫装置の概略構成を示す断面図である。

【図3】ガス供給部及びガス排出部の構成を模式的に示す図である。

【図4】図１の加硫方法の変形例の手順を示すフローチャートである。

【図5】本発明の効果を検証するための実験装置の概略構成を示す断面図である。

【図6】図５の実験装置を用いて図１の加硫方法で加熱された不凝縮性ガスが供給されたときの熱伝達率の推移を示すグラフである。

【図7】図６の時間Ｔ１以降の熱伝達率の推移を拡大して示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態の生タイヤの加硫方法の手順を示すフローチャートである。図２は、生タイヤの加硫装置の構成を示す断面図である。

【0010】

生タイヤの加硫方法（以下、単に加硫方法と記する）１００は、凝縮性ガスを供給する第１供給ステップＳ１と、不凝縮性ガスを加熱する第１加熱ステップＳ２と、加熱された不凝縮性ガスを供給する第２供給ステップＳ３とを含む。

【0011】

生タイヤの加硫装置（以下、単に加硫装置と記する）１は、第１供給部２と、加熱部３と第２供給部４とを含んでいる（後述する図３参照）。上記第１供給ステップＳ１は第１供給部２によって実行され、上記第１加熱ステップＳ２は加熱部３によって実行され、第２供給ステップＳ３は第２供給部４によって実行される。

【0012】

凝縮性ガスの一例としては、水蒸気が挙げられるが、凝縮温度が２００℃以下の気体であれば、これに限られない。

【0013】

不凝縮ガスとしては、窒素の他、二酸化炭素、空気等が挙げられるが、これらに限られない。

【0014】

本実施形態の加硫装置１は、上記構成の他、未加硫ゴム等により構成された生タイヤＴを加硫するためのキャビティ空間を区画し、タイヤの外表面を形成する金型５と、生タイヤＴの内表面と当接し、生タイヤＴを金型５に押圧するブラダー６を有している。

【0015】

本実施形態では、タイヤ軸心Ｔａが垂直となる横置き状態の生タイヤＴが、加硫成形される。なお、加硫成形時の生タイヤＴの姿勢は、横向きに限られない。生タイヤＴは、例えば、タイヤ軸心Ｔａが水平となる縦置き状態で加硫成形されてもよい。

【0016】

金型５は、トレッドモールド５１及び上側のサイドモールド５２、下側のサイドモールド５３を含んで構成されている。トレッドモールド５１は、タイヤトレッドの外表面を成形するための成形面を有している。サイドモールド５２、５３は、タイヤのサイドウォールの外表面を成形するための成形面をそれぞれ有している。

【0017】

本加硫装置１には、金型５すなわちトレッドモールド５１及びサイドモールド５２、５３を開閉駆動するための機構（図示せず）が組み込まれている。

【0018】

金型５の閉鎖によってトレッドモールド５１及びサイドモールド５２、５３が嵌め合わされることにより、金型５の内側には、タイヤの外表面を成形するための成形面が形成される。なお、金型５には、例えば、電気ヒーター等の加熱手段（図示省略）が配置され、生タイヤＴを外側から加熱する。

【0019】

ブラダー６は、金型５に装填された生タイヤＴの内腔内に配置されている。本実施形態のブラダー６は、伸縮可能なゴム状弾性体で構成されている。このブラダー６は、中心機構７によって上下の両端が保持されている。

【0020】

生タイヤＴの加硫工程において、ブラダー６の内部には、高温・高圧のガスが供給される。高温・高圧のガスは、第１供給部２及び第２供給部４を介して供給される。これにより、ブラダー６はトロイダル状に膨張して生タイヤＴの内表面と当接し、生タイヤＴを金型５に押圧する。また、ブラダー６は内部に供給されたガスの熱を生タイヤＴに伝達し、生タイヤＴを内側から加熱する。

【0021】

金型５によって外側から、ブラダー６によって内側から、それぞれ加熱された生タイヤＴは、未加硫ゴムの加硫が進行し、所定の時間が経過後に加硫済みのタイヤとして、金型５から離型される。

【0022】

本加硫方法１００では、第１供給ステップＳ１の実行にあたって、予め生タイヤＴが金型５のキャビティ空間内に装填され、生タイヤＴの内腔には、伸縮可能なブラダー６が配されている。

【0023】

中心機構７は、軸部７１、ヘッダー７２、クランプ７３を含んで構成されている。また、本実施形態の上記第１供給部２、加熱部３及び第２供給部４は、中心機構７に配されている（図３参照）。

【0024】

軸部７１は、金型５の中央に設けられている。本実施形態の軸部７１は、生タイヤＴのタイヤ軸心Ｔａに沿って、垂直にのびている。

【0025】

ヘッダー７２は、筒状（本実施形態では、円筒状）に形成されている。ヘッダー７２は、図示しない駆動手段により、軸部７１によって支持され、軸部７１に沿って垂直方向にスライド可能に取り付けられている。

【0026】

ヘッダー７２には、凝縮性ガス及び不凝縮性ガスをブラダー６の内部に導くための流路７２ａが形成されている。すなわち、ヘッダー７２は、第１供給部２及び第２供給部４の一部を構成する。

【0027】

また、ヘッダー７２には、上記凝縮性ガス及び不凝縮性ガスをブラダー６の内部から排出するための流路７２ｂが形成されている。流路７２ｂを介して凝縮性ガス及び不凝縮性ガスが排出されることにより、ブラダー６には、流路７２ａを介して新たな凝縮性ガス及び不凝縮性ガスが供給可能となる。

【0028】

クランプ７３は、上側のクランプ７３Ａ及び下のクランプ７３Ｂを含んでいる。クランプ７３Ａ及びクランプ７３Ｂは、互いに平行かつ水平方向にのびており、ブラダー６の端部を把持している。また、本実施形態のクランプ７３Ａ及びクランプ７３Ｂには、軸部７１及びヘッダー７２をクランプ７３Ａ及びクランプ７３Ｂに挟まれた空間に案内可能な、孔部が設けられている。孔部は、軸部７１及びヘッダー７２との気密性を維持しつつ、軸部７１及びヘッダー７２を案内する。

【0029】

図３は、ブラダー６に生タイヤＴの加硫に用いられるガスを供給するためのガス供給部８及びブラダー６から当該ガスを排出するためのガス排出部９を示している。

【0030】

上記第１供給部２、加熱部３及び第２供給部４は、ガス供給部８に設けられる。

【0031】

第１供給部２は、凝縮性ガスの供給源である第１ガス供給源２１と、第１ガス供給源２１からブラダー６に凝縮性ガスを導くための第１供給路２２とを含んでいる。第１ガス供給源２１は、ブラダー６に供給する凝縮性ガスを一時的に貯留する構成であってもよい。本実施形態の第１ガス供給源２１には、凝縮性ガスを加熱するための加熱部（図示せず）が設けられている。

【0032】

第２供給部４は、不凝縮性ガスの供給源である第２ガス供給源４１と、第２ガス供給源４１からブラダー６に不凝縮性ガスを導くための第２供給路４２とを含んでいる。第２ガス供給源４１は、ブラダー６に供給する不凝縮性ガスを一時的に貯留する構成であってもよい。

【0033】

本実施形態において、第１供給路２２と第２供給路４２とは、一部の構成である配管３０３を共有している。すなわち、第１供給路２２は、配管３０１と配管３０３と含んで構成され、第２供給路４２は、配管３０２と配管３０３と含んで構成される。

【0034】

配管３０１は、一端が第１ガス供給源２１と接続され、他端が配管３０３と接続されている。配管３０２は、一端が第２ガス供給源４１と接続され、他端が配管３０３と接続されている。すなわち、配管３０１と配管３０２とは、接続点３０４で合流し、配管３０３に至る。配管３０３は、一端が配管３０１、３０２と接続され、他端が流路７２ａと接続されている。

【0035】

配管３０１には、開閉弁４０１が設けられ、配管３０２には、開閉弁４０２が設けられる。開閉弁４０１及び開閉弁４０２は、制御部１０によって制御される。制御部１０が開閉弁４０１及び開閉弁４０２の開閉動作を適宜制御することにより、凝縮性ガスまたは不凝縮性ガスがブラダー６に供給される。

【0036】

上記開閉弁４０１及び開閉弁４０２に替えて、接続点３０４に三方弁が設けられていてもよい。

【0037】

加熱部３は、第２ガス供給源４１に配設されている。加熱部３には、例えば、電気ヒーター等が適用される。加熱部３は、第２供給路４２すなわち、配管３０２及び／または配管３０３に配設されていてもよい。加熱部３は、制御部１０によって制御される。制御部１０が加熱部３の出力を適宜制御することにより、所望の温度の不凝縮性ガスがブラダー６に供給される。

【0038】

流路７２ｂには配管３０５が接続されている。配管３０５には、開閉弁４０３が設けられている。開閉弁４０３は、制御部１０によって制御される。ブラダー６に供給された凝縮性ガス及び不凝縮性ガスは、生タイヤＴを加熱及び加圧した後、上記開閉弁４０３が開放されることにより、流路７２ｂ及び配管３０５を介してブラダー６の内部から排出される。

【0039】

制御部１０は、上記開閉弁４０１、４０２、４０３及び加熱部３の他、金型５全体の制御を司る。例えば、制御部１０は、金型５の開閉動作及び、中心機構７の昇降動作を制御する。

【0040】

図１に示される加硫方法１００の第１供給ステップＳ１では、開閉弁４０２が閉塞された状態で開閉弁４０１が開放される。これにより、第１ガス供給源２１から第１供給路２２を介してブラダー６の内部に、凝縮性ガスが供給される。

【0041】

第１加熱ステップＳ２では、第２ガス供給源４１における不凝縮性ガスが加熱部３によって加熱される。なお、第１供給ステップＳ１と第１加熱ステップＳ２とは、同時に進行されてもよい。

【0042】

第２供給ステップＳ３では、開閉弁４０１が閉塞された状態で開閉弁４０２が開放される。これにより、第１加熱ステップＳ２で加熱された不凝縮性ガスが第２供給路４２を介してブラダー６の内部に供給される。なお、第１加熱ステップＳ２と第２供給ステップＳ３とは、同時に進行されてもよい。

【0043】

高温の凝縮性ガスが供給されている生タイヤＴの内腔に不凝縮性ガスが供給されることにより、内腔に充填されたガスの過度な温度上昇を抑制しつつ、内腔の圧力が高められる。これにより、過加硫を抑折しつつ、加硫の進行に伴い半加硫状態となった生タイヤＴの内部で生じたガスが生タイヤＴの外部に排出される。

【0044】

第１加熱ステップＳ２を経ていない不凝縮性ガスが供給される場合、凝縮性ガスの熱エネルギーが不凝縮性ガスに奪われ、ブラダー６の内部で凝縮性ガスの凝縮が生じ、生タイヤＴへの熱伝達効率が低下する。このような熱伝達効率の低下により生タイヤＴの加熱が遅延し、加硫時間の短縮を図ることが困難となる。

【0045】

これに対して本実施形態の加硫方法１００では、第２供給ステップＳ３で供給される不凝縮性ガスは、第１加熱ステップＳ２で加熱されているので、凝縮性ガスの熱エネルギーが不凝縮性ガスに奪われることが抑制される。これにより、ブラダー６の内部での凝縮性ガスの凝縮が抑制され、生タイヤＴへの熱伝達効率が向上する。従って、生タイヤＴの加硫時間の短縮を容易に図ることが可能となる。

【0046】

同様に、本実施形態の加硫装置１では、第２供給ステップＳ３で供給される不凝縮性ガスは、第１加熱ステップＳ２で加熱されているので、凝縮性ガスの熱エネルギーが不凝縮性ガスに奪われることが抑制される。これにより、ブラダー６の内部での凝縮性ガスの凝縮が抑制され、生タイヤＴへの熱伝達効率が向上する。従って、生タイヤＴの加硫時間の短縮を容易に図ることが可能となる。

【0047】

本実施形態の加硫装置１は、生タイヤＴの内腔にブラダー６が配される形態、すなわち、生タイヤＴの内腔に、間接的に凝縮性ガス及び不凝縮性ガスが供給され、ブラダー６を介して生タイヤＴを加熱及び加圧する形態である。このような加硫装置１では、ブラダー６に替えて金属等により形成された剛性中子が適用されてもよい。

【0048】

加硫装置１は、生タイヤＴの内腔からブラダー６が廃される形態であってもよい。このような加硫装置１では、生タイヤＴの内腔に、直接的に凝縮性ガス及び不凝縮性ガスが供給され、当該凝縮性ガス及び不凝縮性ガスによって生タイヤＴを直接的に加熱及び加圧する形態である。

【0049】

なお、本実施形態の加硫装置１では、凝縮性ガス及び不凝縮性ガスが共通の配管３０３及び流路７２ａを介して供給される。このような構成上、第１供給ステップＳ１において高温の凝縮性ガスによって加熱された配管３０３及び流路７２ａを、第２供給ステップＳ３において供給される不凝縮性ガスが通過する際に、不凝縮性ガスは特段の加熱ステップを伴うことなく加熱される。

【0050】

本実施形態の加硫方法１００での第１加熱ステップＳ２は、このように不凝縮性ガスが凝縮性ガスと共通の経路を通過する際に、副次的に生ずる加熱は含まれない主旨である。同様に、本実施形態の加硫装置１での加熱部３には、共通の経路である配管３０３及び流路７２ａは含まれない。

【0051】

また、本実施形態の加硫装置１は、凝縮性ガス及び不凝縮性ガスが別の経路を経て生タイヤＴの内腔に供給される形態であっても、両経路が互い断熱されておらず、不凝縮性ガスが加熱される程度の熱交換が発生する形態においても同様である。

【0052】

第１加熱ステップＳ２では、生タイヤＴの内腔に供給されている凝縮性ガスの凝縮温度以上に不凝縮性ガスを加熱する、のが望ましい。このため、本実施形態の加硫装置１は、不凝縮性ガスの温度を測定するための測温部４３を有している。

【0053】

本実施形態の測温部４３は、第２ガス供給源４１に設けられ、第２ガス供給源４１の不凝縮性ガスの温度を測定する。測温部４３は、第２供給路４２に設けられ、第２供給路４２を通過する不凝縮性ガスの温度を測定する形態であってもよい。

【0054】

測温部４３は、測定した不凝縮性ガスの温度に相当する電気信号を制御部１０に出力する。制御部１０は、測温部４３から入力された電気信号に基づいて、加熱部３の出力をフィードバック制御する。これにより、生タイヤＴの内腔に供給される不凝縮性ガスの温度が適正化される。

【0055】

例えば、第１加熱ステップＳ２において、不凝縮性ガスが凝縮性ガスの凝縮温度以上に加熱されることにより、第２供給ステップＳ３においてブラダー６の内部での凝縮性ガスの凝縮が抑制され、生タイヤＴへの熱伝達効率がより一層向上する。

【0056】

上記凝縮温度は、凝縮性ガスの圧力に依存する。第１供給ステップＳ１において供給する凝縮性ガスの圧力を制御することにより、制御部１０は、ブラダー６の内部での凝縮性ガスの凝縮温度を特定できる。

【0057】

また、第１加熱ステップＳ２では、凝縮性ガスが供給されているブラダー６の内腔面の温度以上に不凝縮性ガスを加熱してもよい。ブラダー６を用いることなく、生タイヤＴの内腔に直接的に凝縮性ガス及び不凝縮性ガスが供給される形態では、生タイヤＴの内腔面の温度以上に不凝縮性ガスが加熱される。上記内腔面の温度以上に不凝縮性ガスが加熱されることにより、第２供給ステップＳ３においてブラダー６の内部での凝縮性ガスの凝縮が抑制され、生タイヤＴへの熱伝達効率がより一層向上する。

【0058】

内腔面の温度は、例えば、生タイヤＴに埋設された熱電対線または内腔に設けられた非接触タイプの温度センサーによる実測値の他、実験またはシミュレーションによる推定値が適用される。

【0059】

本実施形態の加硫方法１００では、第１供給ステップＳ１で供給された凝縮性ガスを内腔から排出することなく、第２供給ステップＳ３で不凝縮性ガスを供給する、のが望ましい。これにより、不凝縮性ガスを供給する際に、生タイヤＴの内腔の温度低下が抑制される。

【0060】

本実施形態の加硫方法１００では、第２供給ステップＳ３では、凝縮性ガスが供給されている内腔の圧力Ｐ１よりも高い圧力Ｐ２で不凝縮性ガスを供給する、のが望ましい。これにより、第２供給ステップＳ３での内腔の圧力が高く維持され、生タイヤＴの内部で生じたガスが外部に排出され易くなる。

【0061】

上記観点から、より望ましい内腔の圧力Ｐ１と不凝縮性ガスの圧力Ｐ２との比Ｐ１／Ｐ２は、０．５２８以下である。

【0062】

図２に示されるように、ヘッダー７２は、不凝縮性ガスを内腔に噴出するためのノズル７２ｃを有している。本実施形態のヘッダー７２では、第１供給路２２及び第２供給路４２として流路７２ａを共用している。ノズル７２ｃは、第２供給路４２を構成する流路７２ａの先端に設けられているので、凝縮性ガス及び不凝縮性ガスのいずれかを内腔に噴出する。

【0063】

第１供給ステップＳ１において凝縮性ガスが供給されているとき、伝熱面（ブラダー６または生タイヤＴの内腔面）では、凝縮により液滴または液膜（以下、液滴等とする）が生じ、凝縮伝熱を行なううえでの熱抵抗（伝熱を阻害する要因）となる。液滴等が、重力によって下方に移動することに伴い、内腔面の上方（図２においてサイドモールド５２の側）での伝熱量は維持されるが、内腔面の下方（図２においてサイドモールド５２の側）での伝熱量は低下する。その結果、内腔面の上下で、温度上昇に偏りが生ずる。従って、生タイヤＴの全体での加硫速度を均一化するには、第２供給ステップＳ３において下方の温度上昇を相対的に早める必要がある。

【0064】

このような観点から、ノズル７２ｃは、水平方向に対して上向きに向けられている、のが望ましい。かかるノズル７２ｃを用いた場合、第２供給ステップＳ３において不凝縮性ガスが上向きに供給されるため、内腔の上方に存在していた凝縮性ガスは、新たに供給された不凝縮性ガスに押され下方に移動する。

【0065】

その結果、下方での凝縮性ガスの濃度が高くなり、不凝縮性ガスに圧縮されて相対的にエネルギーが高い状態となって内腔面の下方での伝熱量が大きくなり、内腔面の下方の温度上昇が相対的に早くなる。これにより、第１供給ステップＳ１で不足していた下方の温度上昇が、第２供給ステップＳ３において補われ、温度上昇に偏りが是正され、生タイヤＴの全体での加硫速度を均一化することが可能となる。

【0066】

同様の観点から、ノズル７２ｃは、内腔の上下方向の中心よりも上側に配されている、のが望ましい。

【0067】

本願発明者は、凝縮性ガスと不凝縮性ガスとは、別々に供給されてはいるが、時間の経過に伴い混合され、上述した内腔の下方での高濃度の凝縮性ガスによる伝熱効果は、徐々に低下すると考えた。そこで、本願発明者は、凝縮性ガスの供給時における上方での伝熱効果及び不凝縮性ガスの供給時における下方での伝熱効果を連続的に享受できるよう、以下の加硫方法を創出した。

【0068】

図４は、図１の加硫方法１００の変形例である加硫方法１００Ａのフローチャートである。加硫方法１００Ａのうち、以下で説明されてない部分については、上述した加硫方法１００の構成が採用されうる。

【0069】

加硫方法１００Ａは、上記第１供給ステップＳ１、第１加熱ステップＳ２及び第２供給ステップＳ３に加え、内腔から凝縮性ガス及び不凝縮性ガスを排出する排出ステップＳ４と、高温の凝縮性ガスを供給する第３供給ステップＳ５と、不凝縮性ガスを加熱する第２加熱ステップＳ６と、加熱された不凝縮性ガスを供給する第４供給ステップＳ７とをさらに含む。

【0070】

排出ステップＳ４は、流路７２ｂ、配管３０５及び開閉弁４０３によって実行される。また、第３供給ステップＳ５は第１供給部２によって実行され、第２加熱ステップＳ６は加熱部３によって実行され、第４供給ステップＳ７は第２供給部４によって実行される。第４供給ステップＳ７では、第１加熱ステップＳ２において加熱された不凝縮性ガスが適用されてもよい。この場合、第２加熱ステップＳ６は省略される。

【0071】

第１供給ステップＳ１において供給された凝縮性ガス及び第２供給ステップＳ３において供給された不凝縮性ガスは、排出ステップＳ４によって内腔から排出される。

【0072】

そして、第３供給ステップＳ５では、凝縮性ガス及び不凝縮性ガスが排出された内腔に、内腔面よりも高温の凝縮性ガスが供給される。第３供給ステップＳ５では、上記第１供給ステップＳ１と同様に、凝縮性ガスの供給時における上方での伝熱効果が享受される。

【0073】

さらに、第４供給ステップＳ７では、凝縮性ガスが供給されている内腔に、加熱された不凝縮性ガスが供給され、内腔が加圧される。第４供給ステップＳ７では、上記第２供給ステップＳ３と同様に、不凝縮性ガスの供給時における下方での伝熱効果が享受される。

【0074】

従って、加硫方法１００Ａでは、凝縮性ガスの供給時における上方での伝熱効果及び不凝縮性ガスの供給時における下方での伝熱効果を連続的に享受し、加硫時間の短縮を図ることが可能となる。加硫方法１００Ａは、例えば、熱容量の大きい重荷重用の生タイヤの加硫に適している。

【0075】

なお、上記排出ステップＳ４ないし第４供給ステップＳ７は、一本の生タイヤＴを加硫する際に、複数回繰り返されてもよい。

【0076】

以上、本発明のタイヤの加硫方法１００及び加硫装置１等が詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。

【実施例0077】

本発明の効果を検証すべく、図５に示される実験装置２００が準備され、金型５及び生タイヤに見立てた容器の内壁の熱伝達率の推移が測定された。

【0078】

実験装置２００は、金型５を模した金属製の圧力容器２０１と、生タイヤＴを模したゴム層２０２と、圧力容器２０１の外側に配された断熱材２０３とを含んでいる。圧力容器２０１は円筒状に形成される。ゴム層２０２は、圧力容器２０１の内側に配され、内壁を有する。ゴム層２０２は、内腔を有している。ゴム層２０２の内腔は、ブラダー６または生タイヤＴの内腔を相当する。断熱材２０３は、圧力容器２０１の外側に配されている。

【0079】

圧力容器２０１、ゴム層２０２及び断熱材２０３には、ゴム層２０２の内腔に凝縮性ガス及び不凝縮性ガスを供給／排出するための流路２０４ａ、２０４ｂが形成されている。流路流路２０４ａ、２０４ｂに凝縮性ガス及び不凝縮性ガスを供給／排出する第１供給部２、加熱部３及び第２供給部４等の構成は、図３に示される構成と同様であるため、その説明は省略される。

【0080】

ゴム層２０２への熱伝達率は、第１供給ステップＳ１で温度上昇が不足する傾向が懸念される側壁の下部にて測定された。すなわち、ゴム層２０２の内側壁の下部には、温度センサー２０５が設けられ、温度センサー２０５によって特定された温度から熱伝達率が計算された。熱伝達率が大きいほど、ゴム層２０２の温度上昇が迅速となり、ひいては生タイヤの加硫時間の短縮が見込まれる。

【0081】

図６は、時間０［秒］から時間Ｔ１［秒］にわたって、第１供給ステップＳ１として凝縮性ガスが供給され、時間Ｔ１以降を第２供給ステップＳ３として不凝縮性ガスが供給されたときの、熱伝達率の推移を示している。

【0082】

同図において、実線は、本発明の実施例として、第１加熱ステップＳ２を経て第２ガス供給源４１内で２４０℃まで加熱された不凝縮性ガスが供給されたときの熱伝達率の推移を示している。破線は、本発明の比較例として、第１加熱ステップＳ２を経ることなく第２ガス供給源４１内で常温（１９℃）の不凝縮性ガスが供給されたときの熱伝達率の推移を示している。

【0083】

図７は、図６において不凝縮性ガスの供給が開始された時間Ｔ１以降の熱伝達率の推移を拡大して示している。図６と同様に、実線は第１加熱ステップＳ２を経て加熱された不凝縮性ガスが供給されたときの熱伝達率の推移を、破線は第１加熱ステップＳ２を経ることなく不凝縮性ガスが供給されたときの熱伝達率の推移をそれぞれ示している。

【0084】

図６、７から明らかなように、比較例に対して、実施例では時間Ｔ１以降の熱伝達率が顕著に向上し、加硫時間の短縮を図ることが可能であることが確認できた。特に熱伝達率のピーク値に関し、実施例では比較例の約２倍の値が得られることが確認された。また、不凝縮性ガスの供給により得られる効果の持続時間に関しても、実施例は比較例よりも長くなることが確認された。

【0085】

［付記］
本発明は以下の態様を含む。

【0086】

［本発明１］
生タイヤの加硫方法であって、
前記生タイヤの内腔に、直接的または間接的に前記生タイヤの内腔面よりも高温の凝縮性ガスを供給する第１供給ステップと、
不凝縮性ガスを加熱する加熱ステップと、
前記凝縮性ガスが供給されている前記内腔に、加熱された前記不凝縮性ガスを供給し、加圧する第２供給ステップとを含む、
加硫方法。
［本発明２］
前記加熱ステップは、前記内腔に供給されている前記凝縮性ガスの凝縮温度以上に前記不凝縮性ガスを加熱する、本発明１に記載の加硫方法
［本発明３］
前記加熱ステップは、前記凝縮性ガスが供給されている前記内腔面の温度以上に前記不凝縮性ガスを加熱する、本発明１に記載の加硫方法。
［本発明４］
前記第１供給ステップで供給された前記凝縮性ガスを前記内腔から排出することなく、前記第２供給ステップで前記不凝縮性ガスを供給する、本発明１ないし３のいずれかに記載の加硫方法。
［本発明５］
前記第２供給ステップは、前記凝縮性ガスが供給されている前記内腔の圧力Ｐ１よりも高い圧力Ｐ２で前記不凝縮性ガスを供給する、本発明１ないし４のいずれかに記載の加硫方法。
［本発明６］
前記内腔の圧力Ｐ１と前記不凝縮性ガスの圧力Ｐ２との比Ｐ１／Ｐ２は、０．５２８以下である、本発明５に記載の加硫方法。
［本発明７］
前記内腔から前記凝縮性ガス及び前記不凝縮性ガスを排出する排出ステップと、
前記凝縮性ガス及び前記不凝縮性ガスが排出された前記内腔に、前記内腔面よりも高温の前記凝縮性ガスを供給する第３供給ステップと、
前記凝縮性ガスが供給されている前記内腔に、加熱された前記不凝縮性ガスを供給し、加圧する第４供給ステップとをさらに含む、本発明１ないし６のいずれかに記載の加硫方法。
［本発明８］
生タイヤの加硫装置であって、
前記生タイヤの内腔に、直接的または間接的に前記生タイヤの内腔面よりもよりも高温の凝縮性ガスを供給するための第１供給部と、
不凝縮性ガスを加熱するための加熱部と、
前記凝縮性ガスが供給されている前記内腔に、前記加熱部によって加熱された前記不凝縮性ガスを供給するための第２供給部とを含む、
加硫装置。
［本発明９］
前記第２供給部は、前記不凝縮性ガスの温度を測定するための測温部を有し、
前記不凝縮性ガスの前記温度に基づいて、前記加熱部を制御するための制御部をさらに含む、本発明８に記載の加硫装置。
［本発明１０］
前記第２供給部は、前記不凝縮性ガスを前記内腔に噴出するためのノズルを有し、
前記ノズルは、水平方向に対して上向きに向けられている、本発明８または９に記載の加硫装置。
［本発明１１］
前記第２供給部は、前記不凝縮性ガスを前記内腔に噴出するためのノズルを有し、
前記ノズルは、前記内腔の上下方向の中心よりも上側に配されている、本発明８ないし１０のいずれかに記載の加硫装置。

【符号の説明】

【0087】

１ ：加硫装置
２ ：第１供給部
３ ：加熱部
４ ：第２供給部
１０ ：制御部
４３ ：測温部
７２ｃ ：ノズル
１００ ：加硫方法
１００Ａ ：加硫方法
Ｐ１ ：圧力
Ｐ２ ：圧力
Ｓ１ ：第１供給ステップ
Ｓ３ ：第２供給ステップ
Ｓ４ ：排出ステップ
Ｓ５ ：第３供給ステップ
Ｓ７ ：第４供給ステップ
Ｔ ：生タイヤ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】