(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下モールドおよび当該下モールドに対して開閉自在な上モールドと、グリーンタイヤ内に装入されるブラダを備えた中心機構とを２組有し、前記グリーンタイヤにブラダを装着するシェーピングの後に、前記下モールドと前記上モールドとで前記グリーンタイヤを締め付けて加硫成形を行うタイヤ加硫機であって、
加硫ガスが循環する媒体循環経路と、
前記媒体循環経路に設けられ、前記加硫ガスを加圧することで、前記媒体循環経路において前記加硫ガスを循環させる加圧循環装置と、
前記中心機構毎に設けられて前記媒体循環経路に接続され、前記媒体循環経路を循環する前記加硫ガスを前記ブラダ内に供給する媒体供給経路と、
前記中心機構毎に設けられて前記媒体供給経路が前記媒体循環経路に接続する箇所よりも前記加硫ガスの循環方向の下流側において前記媒体循環経路に接続され、前記ブラダ内から排出された前記加硫ガスを前記媒体循環経路に戻す媒体回収経路と、
前記媒体循環経路に設けられ、前記加圧循環装置に対して前記加硫ガスの循環方向の下流側に隣接する前記中心機構に設けられた前記媒体供給経路が前記媒体循環経路に接続する箇所よりも上流側であって、前記加圧循環装置よりも下流側に配置されて前記加硫ガスを加熱する第１加熱装置と、
前記媒体循環経路に設けられ、前記加圧循環装置に対して前記加硫ガスの循環方向の下流側に隣接する前記中心機構に設けられた前記媒体回収経路が前記媒体循環経路に接続する箇所よりも下流側であって、前記加圧循環装置に対して前記加硫ガスの循環方向の上流側に隣接する前記中心機構に設けられた前記媒体供給経路が前記媒体循環経路に接続する箇所よりも上流側に配置されて前記加硫ガスを加熱する第２加熱装置と、
を有することを特徴とするタイヤ加硫機。
【請求項２】
各ブラダ内から排出された前記加硫ガスを外部に排気する媒体排気経路と、
前記媒体排気経路に設けられ、各ブラダ内から排出された前記加硫ガスを貯留するタンクと、
前記中心機構毎に設けられ、前記タンク内の前記加硫ガスを前記ブラダ内に供給する媒体供給路と、
を更に有し、
前記シェーピング時および前記加硫成形の初期の少なくとも一方において、前記タンク内の前記加硫ガスを前記媒体供給路を介して前記ブラダ内に供給することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫機。
【請求項３】
下モールドおよび当該下モールドに対して開閉自在な上モールドと、グリーンタイヤ内に装入されるブラダを備えた中心機構とを２組有するタイヤ加硫機において、前記グリーンタイヤにブラダを装着するシェーピングの後に、前記下モールドと前記上モールドとで前記グリーンタイヤを締め付けて加硫成形を行うタイヤ加硫方法であって、
媒体循環経路に設けられた加圧循環装置で加硫ガスを加圧することで、前記媒体循環経路において前記加硫ガスを循環させる工程と、
前記中心機構毎に設けられて前記媒体循環経路に接続された媒体供給経路により前記媒体循環経路を循環する前記加硫ガスを前記ブラダ内に供給する工程と、
前記中心機構毎に設けられて前記媒体供給経路が前記媒体循環経路に接続する箇所よりも前記加硫ガスの循環方向の下流側において前記媒体循環経路に接続された媒体回収経路により前記ブラダ内から排出された前記加硫ガスを前記媒体循環経路に戻す工程と、
前記媒体循環経路に設けられ、前記加圧循環装置に対して前記加硫ガスの循環方向の下流側に隣接する前記中心機構に設けられた前記媒体供給経路が前記媒体循環経路に接続する箇所よりも上流側であって、前記加圧循環装置よりも下流側に配置された第１加熱装置で前記加硫ガスを加熱する工程と、
前記媒体循環経路に設けられ、前記加圧循環装置に対して前記加硫ガスの循環方向の下流側に隣接する前記中心機構に設けられた前記媒体回収経路が前記媒体循環経路に接続する箇所よりも下流側であって、前記加圧循環装置に対して前記加硫ガスの循環方向の上流側に隣接する前記中心機構に設けられた前記媒体供給経路が前記媒体循環経路に接続する箇所よりも上流側に配置された第２加熱装置で前記加硫ガスを加熱する工程と、
を有することを特徴とするタイヤ加硫方法。
【請求項４】
各ブラダ内から排出された前記加硫ガスを媒体排気経路により外部に排気する工程と、
前記媒体排気経路に設けられたタンクで、各ブラダ内から排出された前記加硫ガスを貯留する工程と、
前記中心機構毎に設けられた媒体供給路により、前記タンク内の前記加硫ガスを前記ブラダ内に供給する工程と、
を更に有し、
前記シェーピング時および前記加硫成形の初期の少なくとも一方において、前記タンク内の前記加硫ガスを前記媒体供給路を介して前記ブラダ内に供給することを特徴とする請求項３に記載のタイヤ加硫方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上モールドおよび下モールドを型締してグリーンタイヤを加硫成形するタイヤ加硫機およびタイヤ加硫方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤの製造工程では、タイヤの各構成部材を組み立てたグリーンタイヤをタイヤ加硫機で加硫する。開閉自在な上下モールド間に装入されたグリーンタイヤには、タイヤ加硫機の中心機構によって、低圧の圧力媒体で膨張するブラダがその内周面に密接される。その後、グリーンタイヤは、上下モールドの型締めとブラダ内への高圧の加熱媒体の導入により、内部から加熱される。また、上下モールドはプラテンで常時加熱されており、グリーンタイヤをその内面と外面から加熱することにより加硫する。
【０００３】
加硫工程で使用されるタイヤ加硫機には、種々のタイプのものがあり、特許文献１には、一つの開閉装置が２組の上下モールドを開閉するツインタイプのタイヤ加硫機が開示されている。なお、市場では一つの開閉装置が１組の上下モールドを開閉するシングルタイプのタイヤ加硫機も使用されているが、ツインタイプのタイヤ加硫機の方が、１組の上下モールドあたりのコストが安価であるため、使用比率が極めて高い。
【０００４】
特許文献２に開示されているように、従来のタイヤ加硫方法でブラダ内に導入される加熱媒体は水蒸気（スチーム）である。この水蒸気をブラダ内に注入してグリーンタイヤを加熱した後、さらに高圧の窒素ガスをブラダ内へ注入してブラダ内の圧力を一定範囲に保持している。特許文献２の例では、水蒸気の圧力は１４ｋｇ／ｃｍ２Ｇ（１．３７Ｍｐａ）で、窒素ガスの圧力は２６ｋｇ／ｃｍ２Ｇ（２．５５Ｍｐａ）となっている。また、水蒸気は飽和蒸気で温度は１９７℃となっている。なお、特許文献２のタイヤ加硫方法は、加硫時間が約１時間のＴＢタイヤの加硫方式である。一般的な乗用車用のタイヤの場合には、加硫時間が１０分程度で、ガス圧力が２Ｍｐａ程度であることが多い。
【０００５】
しかしながら、特許文献２のような水蒸気を用いるタイヤ加硫機においては、以下のような問題点がある。
【０００６】
＜上下温度差＞
従来技術の加熱方式では、基本的には水蒸気の凝縮熱によって内側よりグリーンタイヤを加熱している。蒸気をブラダ内に導入すると、その蒸気の凝縮によってグリーンタイヤの内面は急速に加熱される。その後、蒸気の圧力が上昇して飽和蒸気圧力に達する。このとき、タイヤの内部下側にはドレーンが溜まり、内部上側には蒸気が存在するようになる。タイヤ下部に溜まったドレーンは、そのまま留まって伝熱により加熱されていき、さらなる凝縮によって温度が徐々に上昇していくことになる。タイヤ内面上部はほぼ飽和蒸気の温度になる一方、タイヤの内部下側の温度はドレーンによって決まる。そのため、加熱途上では上下で最大１０℃以上の温度差が生じる。
【０００７】
一般に、ゴムの加硫においては、加硫時間が不足すると急激に物性が低下するのに対し、最適時間以上加硫した場合には、その物性が徐々に低下することが知られている。従って、タイヤの加硫の場合も、その加硫時間は、最も加硫時間が遅い点の加硫度で決められることになる。また、ゴムの物性面の最高温度にも制限があるので、この温度から内部媒体の温度が決められることになる。
【０００８】
このため、上下間に温度差が生じると、加硫時間はタイヤ内部の最も温度上昇の遅い点で決められることになり、下部のベルトエッジがその点となる。タイヤは上下対称の構造であるので、ドレーンの影響をなくして上部のベルトエッジと同様に下部のベルトエッジを加熱できれば、１２％の加硫時間短縮が可能とされている。また、加硫時間を短くすることにより、他の部位の過加硫の割合が少なくなり、品質も向上することになる。
【０００９】
＜エネルギー損失＞
加硫工程で使用される蒸気として、特許文献２に開示されているように、ブラダの内部加熱用に１．４Ｍｐａ程度の飽和蒸気が使用されている。この蒸気は、タイヤ工場に設置されたメインボイラーで工業用水を加熱することによって得られる。タイヤ工場には数十台から数百台のタイヤ加硫機が設置されており、ボイラーから各タイヤ加硫機に長い主配管を通って蒸気が供給される。これらの配管は十分保温されてはいるが、多くの熱が放熱によって失われている。
【００１０】
＜生産性＞
加硫終了後、ブラダ内の内圧媒体を排出した後に、上下モールドを開いてタイヤを取り出すことになる。現在、市場でもっともよく採用されている特許文献２の加硫方式では、排気直前にはブラダ内部にドレーンと水蒸気と窒素ガスとが２Ｍｐａ程度の圧力で混在しており、かなりの量のドレーンが残っている。排気バルブを開くと、ブラダ内部のガスと蒸気は急速に排気される。さらに、残留していた１００℃を越すドレーンは、圧力低下とともに再蒸発して排出される。ドレーンが再蒸発する際に、ドレーンは気化して急激に膨張するため排気に時間がかかる。実際の作動では、ドレーンに接触する部分の温度が１００℃以下になると再蒸発は止まるが、ブラダや中心機構は加硫温度まで加熱されているため、ドレーンがこれらの部分に新たに接触すると再蒸発が起こる。この再蒸発によって中心機構、ブラダなどドレーンが接触している部材が冷却される。この再蒸発した蒸気はガスと混合しているため再利用はできない。特に、タイヤを取り出すためにブラダを上方に伸張した場合には、ブラダが再度膨張する現象が見られる。速やかに排気するために、通常ブラダ内を真空引きしてドレーンを抜いている。このため、バキュームする装置とそのエネルギー、バキューム工程のための時間が必要になっており、生産性が悪い。
【００１１】
そこで、特許文献３には、ブラダ内に供給される加熱加圧媒体の圧力と温度とがそれぞれ個別に制御されるタイヤ加硫機が開示されている。このタイヤ加硫機は、高圧の窒素ガスを供給するガス供給源と低圧の窒素ガスを供給するガス供給源とを有している。加硫に先立って低圧の窒素ガスをブラダ内に供給することで、ブラダをタイヤの内周面に密接させる。このとき、高圧の窒素ガスは閉ループの媒体循環経路を循環しながら加熱手段により予備加熱されており、媒体循環経路とブラダ内とを連通させる媒体供給経路および媒体回収経路は弁操作により閉じられている。
【００１２】
媒体循環経路を循環する高圧の窒素ガスは、所定温度まで昇温される。この状態で、上下モールドが閉じられて上下モールド間に締付力を作用させると、弁操作により媒体循環経路と媒体供給経路および媒体回収経路とが連通されて、加硫が行われる。予備加熱された高圧の窒素ガスは媒体供給経路を通ってブラダ内に供給される。また、ブラダ内から排出された窒素ガスは媒体回収経路を通って媒体循環経路に戻される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平９−２３９７３４号公報
【特許文献２】特開平４−１４４１３号公報
【特許文献３】特開２００８−１６２２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献３のタイヤ加硫機では、１組の上下モールドに対して、加熱加圧媒体を循環させるシステムが一式設けられている。ところが、特許文献１のように、１つの開閉装置で２組の上下モールドを駆動するツインタイプのタイヤ加硫機が広く使用されている。ツインタイプのタイヤ加硫機に特許文献３のシステムを適用すると、２組の上下モールドの各々に対して、加熱加圧媒体を循環させるシステムを設けることになる。通常、ツインタイプのタイヤ加硫機では、２組の上下モールドの各々において同じサイズのタイヤが加硫される。そのため、同じシステムを２つ設けることになり、経済的でない。
【００１５】
本発明の目的は、ツインタイプのタイヤ加硫機において、経済効率を向上させることが可能なタイヤ加硫機およびタイヤ加硫方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明におけるタイヤ加硫機は、下モールドおよび当該下モールドに対して開閉自在な上モールドと、グリーンタイヤ内に装入されるブラダを備えた中心機構とを２組有し、前記グリーンタイヤにブラダを装着するシェーピングの後に、前記下モールドと前記上モールドとで前記グリーンタイヤを締め付けて加硫成形を行うタイヤ加硫機であって、加硫ガスが循環する媒体循環経路と、前記媒体循環経路に設けられ、前記加硫ガスを加圧することで、前記媒体循環経路において前記加硫ガスを循環させる加圧循環装置と、前記中心機構毎に設けられて前記媒体循環経路に接続され、前記媒体循環経路を循環する前記加硫ガスを前記ブラダ内に供給する媒体供給経路と、前記中心機構毎に設けられて前記媒体供給経路が前記媒体循環経路に接続する箇所よりも前記加硫ガスの循環方向の下流側において前記媒体循環経路に接続され、前記ブラダ内から排出された前記加硫ガスを前記媒体循環経路に戻す媒体回収経路と、前記媒体循環経路に設けられ、前記加圧循環装置に対して前記加硫ガスの循環方向の下流側に隣接する前記中心機構に設けられた前記媒体供給経路が前記媒体循環経路に接続する箇所よりも上流側であって、前記加圧循環装置よりも下流側に配置されて前記加硫ガスを加熱する第１加熱装置と、前記媒体循環経路に設けられ、前記加圧循環装置に対して前記加硫ガスの循環方向の下流側に隣接する前記中心機構に設けられた前記媒体回収経路が前記媒体循環経路に接続する箇所よりも下流側であって、前記加圧循環装置に対して前記加硫ガスの循環方向の上流側に隣接する前記中心機構に設けられた前記媒体供給経路が前記媒体循環経路に接続する箇所よりも上流側に配置されて前記加硫ガスを加熱する第２加熱装置と、を有することを特徴とする。
【００１７】
上記の構成によれば、加硫ガスの循環方向の上流側に位置する中心機構のブラダ内には、第１加熱装置で加熱された加硫ガスが供給される。これにより、加硫ガスの循環方向の上流側に位置する上下モールドにおいて、グリーンタイヤの加硫成形が行われる。加硫ガスの循環方向の上流側に位置する中心機構のブラダ内から排出された加硫ガスは、加硫成形に使用されて温度が低下しているが、この加硫ガスは、第２加熱装置で再加熱されて昇温される。よって、加硫ガスの循環方向の下流側に位置する中心機構のブラダ内には、第２加熱装置で加熱された加硫ガスが供給される。これにより、加硫ガスの循環方向の下流側に位置する上下モールドにおいて、グリーンタイヤの加硫成形が行われる。加硫ガスの循環方向の下流側に位置する中心機構のブラダ内から排出された加硫ガスは、加硫成形に使用されて温度が低下しているが、この加硫ガスは、第１加熱装置で再加熱されて昇温される。このようにして、２組の上下モールドの各々において、加硫成形が行われる。このように、中心機構毎に加硫ガスを循環させるシステムを設けなくても、２つの中心機構に共通する１つのシステムで、２つのグリーンタイヤの各々を加硫成形することができる。よって、経済効率を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明におけるタイヤ加硫機においては、各ブラダ内から排出された前記加硫ガスを外部に排気する媒体排気経路と、前記媒体排気経路に設けられ、各ブラダ内から排出された前記加硫ガスを貯留するタンクと、前記中心機構毎に設けられ、前記タンク内の前記加硫ガスを前記ブラダ内に供給する媒体供給路と、を更に有し、前記シェーピング時および前記加硫成形の初期の少なくとも一方において、前記タンク内の前記加硫ガスを前記媒体供給路を介して前記ブラダ内に供給してよい。
【００１９】
上記の構成によれば、通常、加硫終了後に加硫ガスは媒体排気経路を通って排気されるので、加硫終了時にタイヤ加硫機内に残存している熱エネルギーおよび圧力エネルギーはタイヤ加硫機の外へ放出されることになり、エネルギー効率が悪い。そこで、ブラダ内から排出された加硫ガスをタンク内に貯留しておく。そして、タンク内に貯留しておいた加硫ガスをシェーピング時にブラダ内に供給する。通常、シェーピング時には低圧ガス供給源から供給される低圧ガスでブラダを伸展させるのであるが、低圧ガスの代わりにタンク内に貯留しておいた加硫ガスでブラダを伸展させる。このように、タンク内に貯留しておいた加硫ガスでブラダを伸展させることで、タイヤ加硫機内に残存している熱エネルギーおよび圧力エネルギーを再利用することができるとともに、低圧ガス供給源から供給する低圧ガスの供給量を減少させることができる。また、タンク内に貯留しておいた加硫ガスを加硫成形の初期にブラダ内に供給する。通常、媒体循環経路を循環させておいた高温・高圧の加硫ガスで加硫成形を行うのであるが、加硫成形の初期に加硫ガスの圧力が低下するので、加硫ガス供給源から高圧の加硫ガスを補充し、補充した加硫ガスを加熱する必要がある。その点、タンク内に貯留しておいた加硫ガスを加硫成形の初期に使用することで、タイヤ加硫機内に残存している熱エネルギーおよび圧力エネルギーを再利用することができるとともに、加硫ガス供給源から補充する高圧の加硫ガスの供給量を減少させ、補充した加硫ガスを加熱する熱エネルギーを減少させることができる。また、タンク内に貯留しておいた高温の加硫ガスを加硫成形の初期に使用することで、早期にブラダ内を昇温することができて、加硫時間を短縮することができる。これにより、エネルギー効率を向上させることができる。
【００２０】
また、本発明におけるタイヤ加硫方法は、下モールドおよび当該下モールドに対して開閉自在な上モールドと、グリーンタイヤ内に装入されるブラダを備えた中心機構とを２組有するタイヤ加硫機において、前記グリーンタイヤにブラダを装着するシェーピングの後に、前記下モールドと前記上モールドとで前記グリーンタイヤを締め付けて加硫成形を行うタイヤ加硫方法であって、媒体循環経路に設けられた加圧循環装置で加硫ガスを加圧することで、前記媒体循環経路において前記加硫ガスを循環させる工程と、前記中心機構毎に設けられて前記媒体循環経路に接続された媒体供給経路により前記媒体循環経路を循環する前記加硫ガスを前記ブラダ内に供給する工程と、前記中心機構毎に設けられて前記媒体供給経路が前記媒体循環経路に接続する箇所よりも前記加硫ガスの循環方向の下流側において前記媒体循環経路に接続された媒体回収経路により前記ブラダ内から排出された前記加硫ガスを前記媒体循環経路に戻す工程と、前記媒体循環経路に設けられ、前記加圧循環装置に対して前記加硫ガスの循環方向の下流側に隣接する前記中心機構に設けられた前記媒体供給経路が前記媒体循環経路に接続する箇所よりも上流側であって、前記加圧循環装置よりも下流側に配置された第１加熱装置で前記加硫ガスを加熱する工程と、前記媒体循環経路に設けられ、前記加圧循環装置に対して前記加硫ガスの循環方向の下流側に隣接する前記中心機構に設けられた前記媒体回収経路が前記媒体循環経路に接続する箇所よりも下流側であって、前記加圧循環装置に対して前記加硫ガスの循環方向の上流側に隣接する前記中心機構に設けられた前記媒体供給経路が前記媒体循環経路に接続する箇所よりも上流側に配置された第２加熱装置で前記加硫ガスを加熱する工程と、を有することを特徴とする。
【００２１】
上記の構成によれば、加硫ガスの循環方向の上流側に位置する中心機構のブラダ内には、第１加熱装置で加熱された加硫ガスが供給される。これにより、加硫ガスの循環方向の上流側に位置する上下モールドにおいて、グリーンタイヤの加硫成形が行われる。加硫ガスの循環方向の上流側に位置する中心機構のブラダ内から排出された加硫ガスは、加硫成形に使用されて温度が低下しているが、この加硫ガスは、第２加熱装置で再加熱されて昇温される。よって、加硫ガスの循環方向の下流側に位置する中心機構のブラダ内には、第２加熱装置で加熱された加硫ガスが供給される。これにより、加硫ガスの循環方向の下流側に位置する上下モールドにおいて、グリーンタイヤの加硫成形が行われる。加硫ガスの循環方向の下流側に位置する中心機構のブラダ内から排出された加硫ガスは、加硫成形に使用されて温度が低下しているが、この加硫ガスは、第１加熱装置で再加熱されて昇温される。このようにして、２組の上下モールドの各々において、加硫成形が行われる。このように、中心機構毎に加硫ガスを循環させるシステムを設けなくても、２つの中心機構に共通する１つのシステムで、２つのグリーンタイヤの各々を加硫成形することができる。よって、経済効率を向上させることができる。
【００２２】
また、本発明におけるタイヤ加硫方法においては、各ブラダ内から排出された前記加硫ガスを媒体排気経路により外部に排気する工程と、前記媒体排気経路に設けられたタンクで、各ブラダ内から排出された前記加硫ガスを貯留する工程と、前記中心機構毎に設けられた媒体供給路により、前記タンク内の前記加硫ガスを前記ブラダ内に供給する工程と、を更に有し、前記シェーピング時および前記加硫成形の初期の少なくとも一方において、前記タンク内の前記加硫ガスを前記媒体供給路を介して前記ブラダ内に供給してよい。
【００２３】
上記の構成によれば、通常、加硫終了後に加硫ガスは媒体排気経路を通って排気されるので、加硫終了時にタイヤ加硫機内に残存している熱エネルギーおよび圧力エネルギーはタイヤ加硫機の外へ放出されることになり、エネルギー効率が悪い。そこで、ブラダ内から排出された加硫ガスをタンク内に貯留しておく。そして、タンク内に貯留しておいた加硫ガスをシェーピング時にブラダ内に供給する。通常、シェーピング時には低圧ガス供給源から供給される低圧ガスでブラダを伸展させるのであるが、低圧ガスの代わりにタンク内に貯留しておいた加硫ガスでブラダを伸展させる。このように、タンク内に貯留しておいた加硫ガスでブラダを伸展させることで、タイヤ加硫機内に残存している熱エネルギーおよび圧力エネルギーを再利用することができるとともに、低圧ガス供給源から供給する低圧ガスの供給量を減少させることができる。また、タンク内に貯留しておいた加硫ガスを加硫成形の初期にブラダ内に供給する。通常、媒体循環経路を循環させておいた高温・高圧の加硫ガスで加硫成形を行うのであるが、加硫成形の初期に加硫ガスの圧力が低下するので、加硫ガス供給源から高圧の加硫ガスを補充し、補充した加硫ガスを加熱する必要がある。その点、タンク内に貯留しておいた加硫ガスを加硫成形の初期に使用することで、タイヤ加硫機内に残存している熱エネルギーおよび圧力エネルギーを再利用することができるとともに、加硫ガス供給源から補充する高圧の加硫ガスの供給量を減少させ、補充した加硫ガスを加熱する熱エネルギーを減少させることができる。また、タンク内に貯留しておいた高温の加硫ガスを加硫成形の初期に使用することで、早期にブラダ内を昇温することができて、加硫時間を短縮することができる。これにより、エネルギー効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のタイヤ加硫機およびタイヤ加硫方法によると、中心機構毎に加硫ガスを循環させるシステムを設けなくても、２つの中心機構に共通する１つのシステムで、２つのグリーンタイヤの各々を加硫成形することができる。よって、経済効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】タイヤ加硫機を示す断面図である。
【図２】タイヤ加硫機を示す断面図である。
【図３】タイヤ加硫機を示す模式図である。
【図４】タイヤ加硫機を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
［第１実施形態］
（タイヤ加硫機の構成）
本実施形態によるタイヤ加硫機１は、図１に示すように、グリーンタイヤＧを着脱可能に収容する上下モールド２，３を有している。グリーンタイヤＧは、成形工程において、ビード、トレッド、サイドウォールなどの各構成部材を繋ぎ合わせ、貼り合わせることで成形、構成されている。このグリーンタイヤＧが、加硫工程に運ばれ、タイヤ加硫機１で加硫成形される。
【００２８】
下モールド２は、加熱源である下部熱板７の上に交換自在に設けられている。また、上モールド３は、加熱源である上部熱板８の下に交換自在に設けられている。上モールド３の周囲には、加熱源であるジャケット９が設けられている。上部構造体が上モールド３を上下動させることにより、上モールド３は下モールド２に対して上方から開閉自在にされている。図１に示すように、下モールド２と上モールド３とが開放された状態において、下モールド２上には、装入装置１００によってグリーンタイヤＧが搬入される。
【００２９】
下モールド２の中心下方には、弾性を有する材料（例えば、ブチルゴム）からなる伸縮自在の袋状のブラダＢを備えた中心機構４が配置されている。中心機構４には、ブラダＢ内にガスを導入する流体入口５と、ブラダＢ内からガスを排出させる流体出口６とが設けられている。中心機構４は、流体入口５からブラダＢ内に低圧の窒素ガスを導入することにより、ブラダＢを伸展させて、下モールド２上に搬入されたグリーンタイヤＧの内周面にブラダＢを密接させる。この工程がシェーピング工程と呼ばれる。
【００３０】
シェーピング工程が終わると、図２に示すように、グリーンタイヤＧが加硫成形される。即ち、装入装置１００が下モールド２上から待避される。そして、上モールド３が下降されることによって、上モールド３と下モールド２とが閉じられ、上下モールド２，３間に締付力が発生される。同時に、流体入口５からブラダＢ内に高温・高圧の窒素ガスが導入される。これにより、グリーンタイヤＧが内側および外側から加熱されることで、グリーンタイヤＧが加硫成形される。
【００３１】
加硫成形工程が終わると、一部の加硫済タイヤは、ポストインフレータと呼ばれる装置で、冷却時の変形を防ぐために空気圧で膨張された状態で冷却され、さらに次の工程に搬送される。また、一部の加硫済タイヤは、そのまま自然冷却されて、次の工程に搬送される。
【００３２】
なお、図１及び図２には、上下モールド２，３、および、ブラダＢを備えた中心機構４が一組しか図示されていないが、本実施形態のタイヤ加硫機１では、上下モールド２，３、および、ブラダＢを備えた中心機構４が２組並列に配置されている。
【００３３】
ブラダＢを内部から加熱する加硫システムの模式図を図３に示す。図３には、一つの開閉装置で開閉する２組の上下モールド２，３が示されている。各上下モールド２，３が形成するキャビティには、同種のグリーンタイヤＧがそれぞれ収容されている。図３において、左側の中心機構４を中心機構４Ｌ、右側の中心機構４を中心機構４Ｒとする。
【００３４】
タイヤ加硫機１は、窒素ガス（加硫ガス）を加硫成形前に予め所定の温度に昇温するにあたり時計回りに循環させる媒体循環経路５１を有している。タイヤ加硫機１に供給するガスとしては、化学的に安定である高純度で常温の窒素ガスが一般的に用いられている。媒体循環経路５１には、高圧ガス供給口１２から高圧の窒素ガスが供給される。媒体循環経路５１と高圧ガス供給口１２との間には、加硫圧力を調整するための圧力制御弁２６が設けられている。また、媒体循環経路５１には、窒素ガスを加圧するポンプ１０が設けられている。また、媒体循環経路５１には、窒素ガスの逆流を防止するチェック弁２０が設けられている。
【００３５】
ポンプ１０には、ポンプ１０のベアリングを冷却するための工業用水が供給口２７から供給される。供給口２７からの工業用水の供給は、コントロール弁２１により制御される。また、ポンプ１０のベアリングには温度センサ２４が設けられている。温度センサ２４は、ポンプ１０のベアリングの温度を監視している。コントロール弁２１は、温度センサ２４が検出した温度が所定温度より高くなると、供給口２７から工業用水をポンプ１０のベアリングに供給して、ポンプ１０のベアリングを冷却する。
【００３６】
また、タイヤ加硫機１は、中心機構４Ｌ，４Ｒ毎に設けられて媒体循環経路５１に接続され、媒体循環経路５１を循環する窒素ガスをブラダＢ内に供給する媒体供給経路５２，６２を有している。具体的には、中心機構４Ｌの流体入口５（図１参照）には、一端が媒体循環経路５１に接続された媒体供給経路５２の他端が接続されている。また、中心機構４Ｒの流体入口５（図１参照）には、一端が媒体循環経路５１に接続された媒体供給経路６２の他端が接続されている。媒体供給経路５２には供給切替自動弁１３が設けられている。また、媒体供給経路６２には供給切替自動弁４３が設けられている。
【００３７】
また、タイヤ加硫機１は、中心機構４Ｌ，４Ｒ毎に設けられて媒体循環経路５１に接続され、ブラダＢ内から排出された窒素ガスを媒体循環経路５１に戻す媒体回収経路５３，６３を有している。具体的には、中心機構４Ｌの流体出口６（図１参照）には、一端が媒体循環経路５１に接続された媒体回収経路５３の他端が接続されている。また、中心機構４Ｒの流体出口６（図１参照）には、一端が媒体循環経路５１に接続された媒体回収経路６３の他端が接続されている。媒体回収経路５３，６３は、媒体供給経路５２，６２よりも窒素ガスの循環方向の下流側において、媒体循環経路５１に接続されている。具体的には、媒体回収経路５３は、媒体供給経路５２よりも窒素ガスの循環方向の下流側において、媒体循環経路５１に接続されている。同様に、媒体回収経路６３は、媒体供給経路６２よりも窒素ガスの循環方向の下流側において、媒体循環経路５１に接続されている。媒体回収経路５３には排気切替自動弁１７が設けられている。また、媒体回収経路６３には排気切替自動弁４７が設けられている。
【００３８】
また、タイヤ加硫機１は、媒体循環経路５１に設けられ、窒素ガスを加熱する第１加熱装置１１を有している。第１加熱装置１１は、窒素ガスの循環方向の上流側に位置する中心機構４Ｌに設けられた媒体供給経路５２が媒体循環経路５１に接続する箇所よりも上流側に配置されている。高圧ガス供給口１２から供給された高圧の窒素ガスは、媒体循環経路５１を通り、ポンプ１０でさらに加圧された後に、第１加熱装置１１で加熱されることとなる。
【００３９】
第１加熱装置１１の出口には、窒素ガスの温度を測定する温度センサ２５が設けられている。第１加熱装置１１は、温度センサ２５が測定した温度に基づいて、第１加熱装置１１の出口における窒素ガスの温度が一定になるように第１加熱装置１１の出力をコントロールしている。
【００４０】
媒体循環経路５１には、バイパス自動弁１８，４８が設けられている。バイパス自動弁１８は、媒体供給経路５２が媒体循環経路５１に接続する箇所と、媒体回収経路５３が媒体循環経路５１に接続する箇所との間に配置されている。また、バイパス自動弁４８は、媒体供給経路６２が媒体循環経路５１に接続する箇所と、媒体回収経路６３が媒体循環経路５１に接続する箇所との間に配置されている。
【００４１】
バイパス自動弁１８，４８が開かれ、供給切替自動弁１３，４３及び排気切替自動弁１７，４７が閉じられた場合には、窒素ガスは媒体循環経路５１を循環することになる。一方、バイパス自動弁１８，４８が閉じられ、供給切替自動弁１３，４３及び排気切替自動弁１７，４７が開かれた場合には、媒体循環経路５１を循環していた窒素ガスは、媒体供給経路５２を通って左側の中心機構４ＬのブラダＢ内に供給されることとなる。そして、左側の中心機構４ＬのブラダＢ内から排出された窒素ガスは、媒体回収経路５３を通って媒体循環経路５１に戻されることとなる。さらに、媒体循環経路５１に戻された窒素ガスは、媒体供給経路６２を通って右側の中心機構４ＲのブラダＢ内に供給されることとなる。そして、右側の中心機構４ＲのブラダＢ内から排出された窒素ガスは、媒体回収経路６３を通って媒体循環経路５１に戻され、チェック弁２０を通ってポンプ１０に戻されることとなる。
【００４２】
また、タイヤ加硫機１は、媒体循環経路５１に設けられ、窒素ガスを加熱する第２加熱装置３１を有している。第２加熱装置３１は、窒素ガスの循環方向の上流側に位置する中心機構４Ｌに設けられた媒体回収経路５３が媒体循環経路５１に接続する箇所と、窒素ガスの循環方向の下流側に位置する中心機構４Ｒに設けられた媒体供給経路６２が媒体循環経路５１に接続する箇所との間に配置されている。
【００４３】
バイパス自動弁１８，４８が開かれ、供給切替自動弁１３，４３及び排気切替自動弁１７，４７が閉じられた場合には、媒体循環経路５１を循環する窒素ガスは第２加熱装置３１で加熱されることになる。一方、バイパス自動弁１８，４８が閉じられ、供給切替自動弁１３，４３及び排気切替自動弁１７，４７が開かれた場合には、左側の中心機構４ＬのブラダＢ内から排出された窒素ガスは、第２加熱装置３１で加熱された後に、媒体供給経路６２を通って右側の中心機構４ＲのブラダＢ内に供給されることとなる。
【００４４】
第２加熱装置３１の出口には、ガスの温度を測定する温度センサ２８が設けられている。第２加熱装置３１は、温度センサ２８が測定した温度に基づいて、第２加熱装置３１の出口におけるガスの温度が一定になるように第２加熱装置３１の出力をコントロールしている。
【００４５】
媒体供給経路５２には、低圧ガス供給口１４から供給された低圧の窒素ガスが通過する媒体供給路５５が接続されている。媒体供給路５５には、低圧の窒素ガスの供給方向に沿って、減圧弁１５と自動切替弁１６とがこの順で設けられている。減圧弁１５は、低圧ガス供給口１４から供給された低圧の窒素ガスの圧力を調整する。供給切替自動弁１３が閉じられ、自動切替弁１６が開かれた場合には、低圧ガス供給口１４から供給された低圧の窒素ガスは、媒体供給路５５を通って媒体供給経路５２に送られ、左側の中心機構４ＬのブラダＢ内に供給されることとなる。
【００４６】
同様に、媒体供給経路６２には、低圧ガス供給口４４から供給された低圧の窒素ガスが通過する媒体供給路６５が接続されている。媒体供給路６５には、低圧の窒素ガスの供給方向に沿って、減圧弁４５と自動切替弁４６とがこの順で設けられている。減圧弁４５は、低圧ガス供給口４４から供給された低圧の窒素ガスの圧力を調整する。そして、供給切替自動弁４３が閉じられ、自動切替弁４６が開かれた場合には、低圧ガス供給口４４から供給された低圧の窒素ガスは、媒体供給路６５を通って媒体供給経路６２に送られ、右側の中心機構４ＲのブラダＢ内に供給されることとなる。
【００４７】
また、タイヤ加硫機１は、各ブラダＢ内から排出された窒素ガスを外部に排気する媒体排気経路５６，６６，５７を有している。具体的には、媒体回収経路５３からは、媒体排気経路５６が分岐している。また、媒体回収経路６３からは、媒体排気経路６６が分岐している。媒体排気経路５６と媒体排気経路６６とは、媒体排気経路５７に合流している。媒体排気経路５７には、排気自動弁１９が設けられており、排気自動弁１９を通った窒素ガスは逆流防止用のチェック弁２２を通って排気口２３から外部に排出される。排気切替自動弁１７が閉じられ、排気自動弁１９が開かれた場合には、左側の中心機構４ＬのブラダＢ内から排出された窒素ガスは、媒体回収経路５３、媒体排気経路５６、および、媒体排気経路５７を通って、排気口２３から外部に排出されることとなる。また、排気切替自動弁４７が閉じられ、排気自動弁１９が開かれた場合には、右側の中心機構４ＲのブラダＢ内から排出された窒素ガスは、媒体回収経路６３、媒体排気経路６６、および、媒体排気経路５７を通って、排気口２３から外部に排出されることとなる。
【００４８】
通常、タイヤ工場では、タイヤ加硫機１は工場内に多数設置されており、これらタイヤ加硫機１のユーティリティ用に主配管が設けられている。図３に示した高圧ガス供給口１２、低圧ガス供給口１４、および、低圧ガス供給口４４は、工場内の主配管との接続口である。
【００４９】
（タイヤ加硫機の動作）
次に、タイヤ加硫機１の動作（タイヤ加硫方法）について説明する。
【００５０】
タイヤの加硫成形は、上下モールド２，３、ブラダＢなどを十分に予熱した後に開始される。また、媒体循環経路５１を循環する窒素ガスの温度も予め所定の温度まで上昇（予熱）させておく必要がある。そこで、まず、供給切替自動弁１３，４３および排気切替自動弁１７，４７を閉じ、バイパス自動弁１８，４８を開く。この状態でポンプ１０を回転させるとともに、媒体循環経路５１中に設けられた第１加熱装置１１および第２加熱装置３１を稼働させる。高圧ガス供給口１２から供給された窒素ガスは、ポンプ１０により媒体循環経路５１を循環し、その間に第１加熱装置１１および第２加熱装置３１で所定の温度まで加熱される。このとき、ポンプ１０のベアリングの温度が所定値以上に上昇しないように、コントロール弁２１が冷却水（工業用水）の供給をコントロールする。
【００５１】
また、図１に示すように、加硫に先立って、各中心機構４（４Ｌ，４Ｒ）において、グリーンタイヤＧを装入装置１００で把持して下モールド２上に搬送する。そして、図３に示すように、左側の中心機構４Ｌにおいては、媒体供給路５５からブラダＢ内に低圧の窒素ガスを供給する。具体的には、自動切替弁１６を開いて低圧ガス供給口１４からの低圧の窒素ガスを減圧弁１５及び自動切替弁１６を介してブラダＢ内に供給する。同じように、右側の中心機構４Ｒにおいては、媒体供給路６５からブラダＢ内に低圧の窒素ガスを供給する。具体的には、自動切替弁４６を開いて低圧ガス供給口４４からの低圧の窒素ガスを減圧弁４５及び自動切替弁４６を介してブラダＢ内に供給する。これにより、各中心機構４Ｌ，４ＲにおいてブラダＢが伸展し、グリーンタイヤＧの内周面にブラダＢが密接される。このとき、グリーンタイヤＧの内周面にブラダＢを密接させるために、低圧の窒素ガスの圧力を厳密に制御する必要がある。そこで、媒体供給路５５，６５にそれぞれ設けられた減圧弁１５，４５により、低圧の窒素ガスの圧力を個別に制御する。
【００５２】
グリーンタイヤＧの内周面にブラダＢを密接させるシェーピング工程の後に、装入装置１００を下モールド２上から退避させる。その後、図２に示すように、上モールド３を降下させて下モールド２と上モールド３とを閉じ、上下モールド２，３に締付力を発生させる。そして、図３に示すように、自動切替弁１６，４６をそれぞれ閉じる。また、供給切替自動弁１３，４３および排気切替自動弁１７，４７を開き、バイパス自動弁１８，４８を閉じる。これにより、媒体循環経路５１、媒体供給経路５２、左側の中心機構４ＬのブラダＢ内、媒体回収経路５３、媒体循環経路５１、媒体供給経路６２、右側の中心機構４ＲのブラダＢ内、媒体回収経路６３、媒体循環経路５１という流れの閉回路が形成される。
【００５３】
上記の閉回路が形成されると、加硫成形が開始される。加硫成形の開始直後、今まで媒体循環経路５１を循環していた窒素ガスは、媒体供給経路５２を通って左側の中心機構４ＬのブラダＢ内に供給される。このとき、ブラダＢ内の容量が大きいので、加硫成形の開始直後において閉回路の圧力が降下する。閉回路の圧力が降下すると、高圧ガス供給口１２から常温で高圧の窒素ガスが閉回路内に補充され、この窒素ガスはポンプ１０で加圧され、第１加熱装置１１で加熱されて、左側の中心機構４ＬのブラダＢ内に供給される。左側の中心機構４ＬのブラダＢ内から排出された窒素ガスは、加硫成形に使用されて温度が低下しているが、第２加熱装置３１で再加熱された後に、右側の中心機構４ＲのブラダＢ内に供給されることとなる。閉回路の圧力が所定圧力に達するまでは、高圧ガス供給口１２から高圧の窒素ガスが供給され続ける。高圧ガス供給口１２と媒体循環経路５１との間に設けられた圧力制御弁２６は、閉回路の圧力が所定圧力になるように制御する。なお、タイヤの加硫は、温度依存性が大きいが、圧力依存性は大きくないので、圧力制御弁２６を使用せず、圧力制御された主配管から直接に高圧の窒素ガスを供給してもよい。閉回路を逆流する方向の窒素ガスの流れは、チェック弁２０により抑制される。
【００５４】
高圧ガス供給口１２から高圧の窒素ガスを閉回路に供給すると、閉回路の圧力は短時間で供給圧力に達する。ポンプ１０は、窒素ガスを循環させるために、１ｍ３程度の流量で入口と出口との間に０．１Ｍｐａ〜０．２Ｍｐａ程度の差圧を発生させる能力を有しており、入口側の窒素ガスを加圧して循環させる加圧循環装置として働く。ここで、閉回路を循環する窒素ガスの圧力損失がポンプ１０の差圧発生能力以下になるようにシステムを設計すれば、新たに外部から高圧の窒素ガスを供給しなくても、窒素ガスは所定圧力で閉回路を循環することになる。
【００５５】
閉回路を循環する窒素ガスは、まず第１加熱装置１１で加熱される。このとき、第１加熱装置１１の出口側の窒素ガスの温度を温度センサ２５で測定し、温度センサ２５が測定した温度に基づいて、第１加熱装置１１の出力を制御することによって、第１加熱装置１１の出口側における窒素ガスの温度を一定に保つ。例えば、加硫成形の開始直後、高圧ガス供給口１２から常温で高圧の窒素ガスが供給されると、第１加熱装置１１の出口側における窒素ガスの温度は急激に下がる。そこで、第１加熱装置１１は出力を上昇させてフル出力で窒素ガスを加熱し、出口側における窒素ガスの温度が上昇するに連れて出力を下げていくことになる。
【００５６】
窒素ガスの循環方向の上流側に位置する左側の中心機構４ＬのブラダＢ内には、第１加熱装置１１で加熱された窒素ガスが供給される。これにより、左側の中心機構４Ｌ側の上下モールド２，３において、グリーンタイヤＧの加硫成形が行われる。左側の中心機構４ＬのブラダＢ内から排出された窒素ガスは、加硫成形に使用されて温度が低下しているが、この窒素ガスは、第２加熱装置３１で再加熱されて昇温される。このとき、第２加熱装置３１の出口側の窒素ガスの温度を温度センサ２８で測定し、温度センサ２８が測定した温度に基づいて、第２加熱装置３１の出力を制御することによって、第２加熱装置３１の出口側における窒素ガスの温度を一定に保つ。よって、窒素ガスの循環方向の下流側に位置する右側の中心機構４ＲのブラダＢ内には、第２加熱装置３１で加熱された窒素ガスが供給される。これにより、右側の中心機構４Ｒ側の上下モールド２，３において、グリーンタイヤＧの加硫成形が行われる。右側の中心機構４ＲのブラダＢ内から排出された窒素ガスは、加硫成形に使用されて温度が低下しているが、この窒素ガスは、再度ポンプ１０に供給され、第１加熱装置１１で再加熱されて昇温される。このようにして、窒素ガスは閉回路を循環し、２組の上下モールド２，３の各々において加硫成形が行われる。
【００５７】
予め決められた時間が経過すると、加硫成形を終了する。具体的には、バイパス自動弁１８，４８を開くとともに、供給切替自動弁１３，４３および排気切替自動弁１７，４７を閉じ、排気自動弁１９を開く。これにより、左側の中心機構４ＬのブラダＢ内から排出された窒素ガスが媒体排気経路５６および媒体排気経路５７を通って排気口２３から主配管に排出されるとともに、右側の中心機構４ＲのブラダＢ内から排出された窒素ガスが媒体排気経路６６および媒体排気経路５７を通って排気口２３から主配管に排出される。そして、下モールド２と上モールド３とを開き、加硫済タイヤを上下モールド２，３から取り出して、次工程に搬出する。
【００５８】
また、加硫成形の終了時にポンプ１０から出た窒素ガスは、第１加熱装置１１を通り、バイパス自動弁１８を通って、第２加熱装置３１に送られ、さらにバイパス自動弁４８を通ってポンプ１０に戻る経路の媒体循環経路５１を循環することになる。この循環において、第１加熱装置１１および第２加熱装置３１はそれぞれ出口側の窒素ガスの温度が所定の温度になるよう（予熱されるよう）出力を調整する。
【００５９】
（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係るタイヤ加硫機１およびタイヤ加硫方法によると、窒素ガスの循環方向の上流側に位置する左側の中心機構４ＬのブラダＢ内には、第１加熱装置１１で加熱された窒素ガスが供給される。これにより、窒素ガスの循環方向の上流側に位置する（左側の中心機構４Ｌ側の）上下モールド２，３において、グリーンタイヤＧの加硫成形が行われる。窒素ガスの循環方向の上流側に位置する左側の中心機構４ＬのブラダＢ内から排出された窒素ガスは、加硫成形に使用されて温度が低下しているが、この窒素ガスは、第２加熱装置３１で再加熱されて昇温される。よって、窒素ガスの循環方向の下流側に位置する右側の中心機構４Ｒのブラダ内には、第２加熱装置３１で加熱された窒素ガスが供給される。これにより、窒素ガスの循環方向の下流側に位置する（右側の中心機構４Ｒ側の）上下モールド２，３において、グリーンタイヤＧの加硫成形が行われる。窒素ガスの循環方向の下流側に位置する右側の中心機構４ＲのブラダＢ内から排出された窒素ガスは、加硫成形に使用されて温度が低下しているが、この窒素ガスは、第１加熱装置１１で再加熱されて昇温される。このようにして、２組の上下モールド２，３の各々において、加硫成形が行われる。このように、中心機構４Ｌ，４Ｒ毎に窒素ガスを循環させるシステムを設けなくても、２つの中心機構４Ｌ，４Ｒに共通する１つのシステムで、２つのグリーンタイヤＧの各々を加硫成形することができる。よって、経済効率を向上させることができる。
【００６０】
［第２実施形態］
（タイヤ加硫機の構成）
次に、第２実施形態によるタイヤ加硫機２０１について説明する。なお、第１実施形態によるタイヤ加硫機１と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００６１】
第２実施形態のタイヤ加硫機２０１が第１実施形態のタイヤ加硫機１と異なる点は、図４に示すように、媒体排気経路５７に設けられ、各ブラダＢ内から排出された窒素ガスを貯留するタンク７０と、中心機構４Ｌ，４Ｒ毎に設けられ、タンク７０内の窒素ガスをブラダＢ内に供給する媒体供給路５８，５９，６０と、を有している点である。
【００６２】
各中心機構４Ｌ，４ＲのブラダＢ内から排出された窒素ガスは、媒体排気経路５６および媒体排気経路６６を通って媒体排気経路５７で合流する。媒体排気経路５７は、自動切替弁２９およびチェック弁２２を通って排気口２３から外部に排出される経路と、自動切替弁７２を通ってタンク７０内に流入する経路とに分岐している。
【００６３】
タンク７０内から排出された窒素ガスは自動排気弁７１を通って、自動切替弁２９およびチェック弁２２を通った窒素ガスが排出されるのと同じ排気口２３から外部に排出される。自動排気弁７１は加硫成形時に閉じられており、タイヤ加硫機１の休止時に開放されて、タンク７０内の窒素ガスを外部に排出する。
【００６４】
媒体排気経路５６と媒体排気経路６６とが合流する箇所、および、タンク７０の出口には、圧力センサ７４，７５がそれぞれ設けられている。圧力センサ７４と圧力センサ７５との差が一定値以下の場合には、自動切替弁７２が閉じられ、自動切替弁２９が開かれる。これにより、ブラダＢ内から排出された窒素ガスは、自動切替弁２９およびチェック弁２２を通って排気口２３から外部に排出されることとなる。一方、圧力センサ７４と圧力センサ７５との差が一定値よりも大きい場合には、自動切替弁２９が閉じられ、自動切替弁７２が開かれる。これにより、ブラダＢ内から排出された窒素ガスは、タンク７０内に貯留されることとなる。
【００６５】
また、低圧ガス供給口１４は、媒体供給路５８を介して媒体供給路５５と接続されているとともに、媒体供給路５９、媒体供給路６０を介して媒体供給路６５と接続されている。媒体供給路５８に媒体供給路５９が接続する箇所よりも低圧ガス供給口１４側には、切替弁７６が設けられている。切替弁７６が開けられた場合には、低圧ガス供給口１４からの低圧の窒素ガスが、媒体供給路５８および媒体供給路５５を通って左側の中心機構４ＬのブラダＢ内に供給されるとともに、媒体供給路５９、媒体供給路６０、および、媒体供給路６５を通って右側の中心機構４ＲのブラダＢ内に供給されることとなる。一方、切替弁７６が閉じられた場合には、タンク７０内の窒素ガスが、媒体供給路５９、媒体供給路５８、および、媒体供給路５５を通って左側の中心機構４ＬのブラダＢ内に供給されるとともに、媒体供給路６０および媒体供給路６５を通って右側の中心機構４ＲのブラダＢ内に供給されることとなる。
【００６６】
タンク７０の周りには、媒体循環経路５１が配置されている。タンク７０内の窒素ガスは、媒体循環経路５１を循環する窒素ガスで加熱される。これにより、タンク７０内の窒素ガスの温度低下が防止される。
【００６７】
（タイヤ加硫機の動作）
次に、タイヤ加硫機２０１の動作（タイヤ加硫方法）について説明する。
【００６８】
高圧ガス供給口１２から供給された高圧の窒素ガスは、ポンプ１０により媒体循環経路５１を循環し、その間に第１加熱装置１１及び第２加熱装置３１で所定の温度まで加熱される。ここで、タイヤ加硫機１の稼働開始後、最初にグリーンタイヤＧを加硫する際には、タンク７０は圧力のない状態である。この場合、切替弁７６を開く。左側の中心機構４Ｌにおいては、低圧ガス供給口１４から媒体供給路５８および媒体供給路５５を通じて常温で低圧の窒素ガスをブラダＢ内に供給する。また、右側の中心機構４Ｒにおいては、低圧ガス供給口１４から媒体供給路５９、媒体供給路６０、および、媒体供給路６５を通じて、常温で低圧の窒素ガスをブラダＢ内に供給する。これにより、各ブラダＢが伸展し、グリーンタイヤＧの内周面にブラダＢが密接される。低圧ガス供給口１４は、タンク７０内に圧力のない場合にのみ低圧の窒素ガスを供給し、通常は使用されない。
【００６９】
シェーピング工程を終えると上モールド３と下モールド２とを閉める。そして、バイパス自動弁１８，４８を閉じ、供給切替自動弁１３，４３および排気切替自動弁１７，４７を開くことで、媒体循環経路５１、媒体供給経路５２、左側の中心機構４ＬのブラダＢ内、媒体回収経路５３、媒体循環経路５１、媒体供給経路６２、右側の中心機構４ＲのブラダＢ内、媒体回収経路６３、媒体循環経路５１という流れの閉回路を形成して、高圧の窒素ガスを循環させて、加硫成形を行う。
【００７０】
加硫成形が終了すると、バイパス自動弁１８，４８を開き、供給切替自動弁１３，４３および排気切替自動弁１７，４７を閉じる。それと同時に自動切替弁２９を閉じ、自動切替弁７２を開く。各ブラダＢ内から排出された高圧の窒素ガスは、媒体排気経路５６、媒体排気経路６６、媒体排気経路５７を通ってタンク７０内に貯留される。各ブラダＢ内とタンク７０内との圧力差がなくなると、媒体排気経路５６，６６，５７を窒素ガスが流れなくなるので、圧力センサ７４と圧力センサ７５との差が一定値以下になれば、自動切替弁７２を閉じて自動切替弁２９を開き、各ブラダＢ内に残った窒素ガスを排気口２３から外部に排気する。
【００７１】
自動切替弁７２と自動切替弁２９とを切り替える時の圧力センサ７４，７５の圧力差は、小さすぎると自動切替弁７２と自動切替弁２９との切り替えに時間がかかり、大きすぎるとエネルギーロスが大きくなる。そこで、自動切替弁７２と自動切替弁２９とを切り替える時の圧力センサ７４，７５の圧力差は、０．０１〜０．０３Ｍｐａが好ましい。
【００７２】
次のグリーンタイヤＧがタイヤ加硫機２０１に装入され、シェーピング工程に入ると、低圧ガス供給口１４からの低圧の窒素ガスの代わりに、タンク７０内に貯留しておいた窒素ガスでブラダＢを伸展させる。具体的には、左側の中心機構４Ｌにおいては、タンク７０内の窒素ガスを媒体供給路５９、媒体供給路５８、および、媒体供給路５５を通じてブラダＢ内に供給する。また、右側の中心機構４Ｒにおいては、タンク７０内の窒素ガスを媒体供給路６０および媒体供給路６５を通じてブラダＢ内に供給する。このとき、減圧弁１５，４５で窒素ガスの圧力を減圧してブラダＢ内に供給する。実際の運転では、高圧の窒素ガスの圧力は２Ｍｐａ程度で、シェーピングに必要な圧力は０．０１〜０．０２Ｍｐａ程度である。これにより、各ブラダＢが伸展し、グリーンタイヤＧの内周面にブラダＢが密接される。このように、低圧ガス供給口１４から供給される低圧の窒素ガスの代わりにタンク７０内に貯留しておいた窒素ガスでブラダＢを伸展させることで、タイヤ加硫機１内に残存している熱エネルギーおよび圧力エネルギーを再利用することができるとともに、低圧ガス供給口１４から供給する低圧の窒素ガスの供給量を減少させることができる。
【００７３】
ブラダＢ内から排出された窒素ガスは、タンク７０内に回収される。具体的には、左側の中心機構４Ｌにおいては、ブラダＢ内から排出された窒素ガスは、媒体回収経路５３、媒体排気経路５６、および、媒体排気経路５７を通ってタンク７０内に回収される。また、右側の中心機構４Ｒにおいては、ブラダＢ内から排出されたガスは、媒体回収経路６３、媒体排気経路６６、および、媒体排気経路５７を通ってタンク７０内に回収される。
【００７４】
シェーピング工程を終えると、上モールド３と下モールド２とを閉めて加硫成形を開始する。第１実施形態で述べたように、加硫成形の開始直後（初期）では、閉回路の圧力が降下する。そのため、第１実施形態では、高圧ガス供給口１２から常温で高圧の窒素ガスを閉回路内に補充していた。しかし、本実施形態では、閉回路を形成する前に、自動切替弁２９を閉じ、自動切替弁７２を開いて、タンク７０内の窒素ガスをブラダＢ内に供給する。なお、供給切替自動弁１３，４３および排気切替自動弁１７，４７を閉じ、バイパス自動弁１８，４８を開くことで、媒体循環経路５１において高温・高圧の窒素ガスを循環させておく。
【００７５】
具体的には、左側の中心機構４Ｌにおいては、タンク７０内の窒素ガスを媒体供給路５９、媒体供給路５８、および、媒体供給路５５を通じてブラダＢ内に供給する。また、右側の中心機構４Ｒにおいては、タンク７０内の窒素ガスを媒体供給路６０および媒体供給路６５を通じてブラダＢ内に供給する。このように、タンク７０内に貯留しておいた窒素ガスを加硫成形の初期に使用することで、タイヤ加硫機１内に残存している熱エネルギーおよび圧力エネルギーを再利用することができるとともに、高圧ガス供給口１２から補充する高圧の窒素ガスの供給量を減少させ、補充した窒素ガスを加熱する熱エネルギーを減少させることができる。また、タンク７０内に貯留しておいた高温の窒素ガスを加硫成形の初期に使用することで、早期にブラダＢ内を昇温することができて、加硫時間を短縮することができる。
【００７６】
各ブラダＢ内から排出された窒素ガスは、タンク７０に回収される。具体的には、左側の中心機構４Ｌにおいては、ブラダＢ内から排出された窒素ガスは、媒体回収経路５３、媒体排気経路５６、および、媒体排気経路５７を通ってタンク７０内に回収される。また、右側の中心機構４Ｒにおいては、ブラダＢ内から排出された窒素ガスは、媒体回収経路６３、媒体排気経路６６、および、媒体排気経路５７を通ってタンク７０内に回収される。この時もタンク７０内の圧力とブラダＢ内の圧力との差がなくなると窒素ガスは流れなくなるので、圧力センサ７４，７５の差が小さくなると自動切替弁７２を閉じて自動切替弁２９を開き、ブラダＢ内に残っている窒素ガスを排気口２３から外部に排気する。
【００７７】
その後は、媒体循環経路５１を循環していた窒素ガスで加硫成形を行う。供給切替自動弁１３，４３および排気切替自動弁１７，４７を開き、バイパス自動弁１８，４８を閉じることで閉回路を形成して、閉回路において高温・高圧の窒素ガスを循環させる。
【００７８】
加硫終了後は、再びバイパス自動弁１８，４８を開き供給切替自動弁１３，４３および排気切替自動弁１７，４７を閉じる。その後、自動切替弁２９を閉じて自動切替弁７２を開き、各ブラダＢ内から排出された窒素ガスをタンク７０内に貯留する。その後、自動切替弁７２を閉じて自動切替弁２９を開き、ブラダＢ内に残っている窒素ガスを排気口２３から外部に排気する。
【００７９】
以上の動作によって、シェーピング時にタイヤ加硫機１内に残存している熱エネルギーおよび圧力エネルギーが再利用される。また、加硫成形の初期にタイヤ加硫機１内に残存している熱エネルギーおよび圧力エネルギーが再利用される。なお、エネルギーの再利用は、シェーピング時と加硫成形の初期のどちらか一方だけでもよい。再利用されるエネルギーはタンク７０の容量によって決まるが、２つのブラダＢの合計容量とタンク７０の容量とが同一であり、外部への放熱が同一と仮定すれば、ブラダＢ内のエネルギーをすべて排出するのに比べて、タイヤ１本を加硫するのに必要なポンプ１０、第１加熱装置１１、および、第２加熱装置３１のエネルギーの約３％を節約することが可能である。また、主配管から高圧ガス供給口１２を介して供給する高圧の窒素ガスの量が約３０％減少するので、高圧の窒素ガスの発生設備を小さくすることができる。さらに、加硫初期にタンク７０内の高温の窒素ガスをブラダＢ内に供給することができるので、ブラダＢ内の早期の昇温が可能となり、加硫時間の短縮も可能となる。
【００８０】
（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係るタイヤ加硫機２０１およびタイヤ加硫方法によると、通常、加硫終了後に窒素ガスは媒体排気経路５７を通って排気されるので、加硫終了時にタイヤ加硫機２０１内に残存している熱エネルギーおよび圧力エネルギーはタイヤ加硫機２０１の外へ放出されることになり、エネルギー効率が悪い。そこで、ブラダＢ内から排出された窒素ガスをタンク７０内に貯留しておく。そして、タンク７０内に貯留しておいた窒素ガスをシェーピング時にブラダＢ内に供給する。通常、シェーピング時には低圧ガス供給口１４から供給される低圧の窒素ガスでブラダＢを伸展させるのであるが、低圧の窒素ガスの代わりにタンク７０内に貯留しておいた窒素ガスでブラダＢを伸展させる。このように、タンク７０内に貯留しておいた窒素ガスでブラダＢを伸展させることで、タイヤ加硫機２０１内に残存している熱エネルギーおよび圧力エネルギーを再利用することができるとともに、低圧ガス供給口１４から供給する低圧の窒素ガスの供給量を減少させることができる。
【００８１】
また、タンク７０内に貯留しておいた窒素ガスを加硫成形の初期にブラダＢ内に供給する。通常、媒体循環経路５１を循環させておいた高温・高圧の窒素ガスで加硫成形を行うのであるが、加硫成形の初期に窒素ガスの圧力が低下するので、高圧ガス供給口１２から高圧の窒素ガスを補充し、補充した窒素ガスを加熱する必要がある。その点、タンク７０内に貯留しておいた窒素ガスを加硫成形の初期に使用することで、タイヤ加硫機２０１内に残存している熱エネルギーおよび圧力エネルギーを再利用することができるとともに、高圧ガス供給口１２から補充する高圧の窒素ガスの供給量を減少させ、補充した窒素ガスを加熱する熱エネルギーを減少させることができる。また、タンク７０内に貯留しておいた高温の窒素ガスを加硫成形の初期に使用することで、早期にブラダＢ内を昇温することができて、加硫時間を短縮することができる。これにより、エネルギー効率を向上させることができる。
【００８２】
（本実施形態の変形例）
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００８３】
１，２０１  タイヤ試験機
２  下モールド
３  上モールド
４，４Ｌ，４Ｒ  中心機構
５  流体入口
６  流体出口
１０  ポンプ（加圧循環装置）
１１  第１加熱装置
１２  高圧ガス供給口
１３，４３         供給切替自動弁
１４，４４         低圧ガス供給口
１５，４５         減圧弁
１６，４６         自動切替弁
１７，４７         排気切替自動弁
１８，４８         バイパス自動弁
１９  排気自動弁
２０，２２  チェック弁
２３  排気口
２４，２５，２８  温度センサ
２６  圧力制御弁
２９，７２  自動切替弁
３１  第２加熱装置
５１  媒体循環経路
５２，６２         媒体供給経路
５３，６３         媒体回収経路
５５，６５         媒体供給路
５６，５７，６６  媒体排気経路
５８，５９，６０  媒体供給路
７０  タンク
７１  自動排気弁
７４，７５         圧力センサ
７６  切替弁
１００  装入装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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