(57)【要約】【課題】加硫前のシェーピング工程での加硫機や配管などの温度低下を低減することで、加硫工程での加硫機や配管などの昇温に要する時間及び熱エネルギーを少なくして、生産性の向上及び省エネルギーを実現する。【解決手段】加硫工程の前にシェーピング工程を行う。タンク３６には、前回の加硫工程の後に回収された加硫用ホットガス（加硫用不活性加圧ガス）が貯蔵されている。バルブ３７が開いており、バルブ３１〜３５は閉じている。タンク３６内に貯蔵された加硫用不活性加圧ガスが減圧弁３８を通して配管２３及び２１を通り、加硫機１に導入され、シェーピング用不活性加圧ガスとして再利用される。もって、前回の加硫終了後に排気され、タンク３６に加硫用不活性加圧ガスとともに貯蔵された熱エネルギーにより、シェーピング時の加硫機１や配管などの温度低下を低減する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シェーピング用不活性加圧ガスを使用して生タイヤをシェーピングするシェーピング工程と、
シェーピングされた生タイヤを、加硫用不活性加圧ガスを使用して加硫する加硫工程と、
前記加硫工程で使用した加硫用不活性加圧ガスを回収して貯蔵する回収工程と、を備え、
該貯蔵した加硫用不活性加圧ガスを次のシェーピング工程でのシェーピング用不活性加圧ガスとして再利用する、タイヤ加硫方法。
【請求項２】
請求項１に記載されたタイヤ加硫方法において、
前記貯蔵した加硫用不活性加圧ガスの圧力を調整する工程を有するタイヤ加硫方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたタイヤ加硫方法において、
加硫後の加硫用不活性加圧ガスの回収により、圧力エネルギーを回収し、次回のシェーピング工程に活用するタイヤ加硫方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載されたタイヤ加硫方法において、
加硫後の加硫用不活性加圧ガスの回収により、圧力エネルギーと熱エネルギーを同時回収し、次回のシェーピング工程に活用するタイヤ加硫方法。
【請求項５】
生タイヤが収容される加硫機と、前記加硫機に対する不活性加圧ガスの吸気・排気を行うための配管系と、を備え、前記加硫機にシェーピング用不活性加圧ガスを供給して前記生タイヤのシェーピングを行った後に、前記加硫機に加硫用不活性加圧ガスを供給して前記生タイヤの加硫を行うタイヤ加硫装置であって、
前記加硫の後に前記加硫機から排気された加硫用不活性加圧ガスを回収する配管と、該配管で回収された加硫用不活性加圧ガスを貯蔵する手段と、該手段に貯蔵された加硫用不活性加圧ガスをシェーピング用不活性加圧ガスとして前記加硫機に供給する配管と、
を備えるタイヤ加硫装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタイヤ加硫方法及びタイヤ加硫装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ加硫方法として知られているスチーム・ガス加硫方法は、内側に環状空間を形成する型と該環状空間内に張設されたブラダーとに生タイヤを挟んで加硫するにあたり、ブラダーの内部空間にヒータを設けずに、別の場所に設けられたボイラーから高熱高圧のスチームをブラダー内に供給する仕組みとなっている。この場合、スチームの熱伝達率は非常に高いことから、ブラダーに熱を伝え易く、効率良く加硫を行うことができる。
【０００３】
この従来のスチーム・ガス加硫方法においては、生タイヤ内に装着されたブラダー内にシェーピング用不活性加圧ガスを圧入して該ブラダーを生タイヤ内部に密着させ、該生タイヤを型内形状に近づけるシェーピング工程を設ける必要がある。このシェーピング工程におけるシェーピング用不活性加圧ガスとしては、低圧のスチーム又は常温の窒素ガスを使用することが一般的である。
【０００４】
シェーピング用不活性加圧ガスとして低圧のスチームを使用する場合、通常、０．０８〜０．２０Ｍｐａの圧力でブラダー内へスチームを圧入する。このとき、ブラダー内の温度が低いとスチームはブラダーの内面に熱を奪われてドレン化し、ブラダー内の圧力がばらつき、生タイヤの外径がコントロールできないという問題や、生タイヤ内面とブラダーとの接触にばらつきが発生するなどの問題が生じ、結果として製造不良の原因となっていた。
【０００５】
これに対し、窒素ガスを使用するシェーピングは、ブラダー内でのドレン化はなく、シェーピング圧力が安定して生タイヤの膨張状態が均一となり、タイヤ製造品質上は非常によい手法であることが知られている（特許文献１）。
【０００６】
次に、シェーピング用不活性加圧ガスとして常温の窒素ガスを使用する従来のタイヤ加硫装置の動作について説明する。図６は、このタイヤ加硫装置により実行される各工程のタイミングと加硫機の内部の温度との関係を示す図である。
【０００７】
期間Ｓ１１では（Ｎ−１）回目の加硫工程を行う。ここで、Ｎは２以上の整数である。この加硫工程では、加硫用不活性加圧ガスとして高温・高圧の窒素ガスが加硫用不活性加圧ガスの供給源から加硫用不活性加圧ガスの供給管を通って加硫機内に供給される。この間、加硫機内の温度はＸ℃からＡ℃に上昇し、生タイヤが加硫される。
【０００８】
次の期間Ｓ１２では、加硫用不活性加圧ガスを排気し、加硫機（釜）を開いてタイヤを取り出し、次の回（Ｎ回目）に加硫する生タイヤを投入し、ブラダーを装着する。また、期間Ｓ１２内の期間Ｓ１４でシェーピング工程を行う。
【０００９】
期間Ｓ１２における排気時は、加硫機内の加硫用不活性加圧ガスは排気管から外部に排気される。この間、加硫機の温度はＡ℃から低下していく。
【００１０】
期間Ｓ１２において、Ｎ回目に加硫する生タイヤを投入し、ブラダーを装着したら、期間Ｓ１４でシェーピング工程を実行する。このシェーピング工程では、シェーピング用不活性加圧ガスとして、常温の窒素ガスがシェーピング用不活性加圧ガスの供給源からシェーピング用不活性加圧ガスの供給管を通って加硫機内に導入される。この間、加硫機の温度はさらにＸ℃まで低下する。
【００１１】
シェーピングが終了したら、加硫機を閉じ、期間Ｓ１３でＮ回目の加硫工程を実行する。この工程では、加硫用不活性加圧ガスとして高温の窒素ガスが加硫用不活性加圧ガスの供給源から加硫用不活性加圧ガスの供給管を通って加硫機内に供給される。
【００１２】
しかしながら、上記の加硫装置では、シェーピング用不活性加圧ガスが常温のため、シェーピング工程で加硫機内の加硫機本体やブラダーや配管の温度が低下してしまい、次に行う加硫工程での加硫機本体や配管やブラダーなどの昇温に時間がかかり、かつそのための熱エネルギーも必要になるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−３４４０９号公報(段落０００６)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、加硫前のシェーピング工程での加硫機や配管などの温度低下を低減することで、加硫工程での加硫機や配管などの昇温に要する時間及び熱エネルギーを少なくして、生産性の向上及び省エネルギーを実現することである。また、その目的は、従来は排気していた加硫用不活性加圧ガスの圧力エネルギー及び熱エネルギーを次回のシェーピングに有効活用することにより、更なる省エネルギーを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るタイヤ加硫方法は、シェーピング用不活性加圧ガスを使用して生タイヤをシェーピングするシェーピング工程と、シェーピングされた生タイヤを、加硫用不活性加圧ガスを使用して加硫する加硫工程と、前記加硫工程で使用した加硫用不活性加圧ガスを回収して貯蔵する回収工程と、を備え、該貯蔵した加硫用不活性加圧ガスを次のシェーピング工程でのシェーピング用不活性加圧ガスとして再利用する、タイヤ加硫方法である。
本発明に係るタイヤ加硫装置は、生タイヤが収容される加硫機と、前記加硫機に対する不活性加圧ガスの吸気・排気を行うための配管系と、を備え、前記加硫機にシェーピング用不活性加圧ガスを供給して前記生タイヤのシェーピングを行った後に、前記加硫機に加硫用不活性加圧ガスを供給して前記生タイヤの加硫を行うタイヤ加硫装置であって、前記加硫の後に前記加硫機から排気された加硫用不活性加圧ガスを回収する配管と、該配管で回収された加硫用不活性加圧ガスを貯蔵する手段と、該手段に貯蔵された加硫用不活性加圧ガスをシェーピング用不活性加圧ガスとして前記加硫機に供給する配管と、を備えるタイヤ加硫装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、加硫前のシェーピング工程での加硫機や配管などの温度低下を低減することで、加硫工程での加硫機や配管などの昇温に要する時間及び熱エネルギーを少なくして、生産性を向上及び省エネルギーを実現することができる。また、従来は排気していた加硫用不活性加圧ガスの圧力エネルギー及び熱エネルギーの回収も可能となり、更なる省エネルギーを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るタイヤ加硫装置の構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施形態に係る加硫装置により実行される各工程のタイミングと加硫機の内部の温度との関係を示す図である。
【図３】図２における（Ｎ−１）回目の加硫時の配管系の動作を説明するための図である。
【図４】図２における（Ｎ−１）回目の加硫後の排気時の配管系の動作を説明するための図である。
【図５】図２におけるＮ回目の加硫前のシェーピング時の配管系の動作を説明するための図である。
【図６】シェーピング用不活性加圧ガスとして低圧の窒素ガスを使用する従来のタイヤ加硫装置により実行される各工程のタイミングと加硫機の内部の温度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
〈加硫装置の構成〉
図１は、本発明の実施形態に係るタイヤ加硫装置の構成を説明するための図である。
【００１９】
このタイヤ加硫装置は、加硫機１と、配管系２とから構成されている。加硫機１は、従来の加硫機と同様、上型１１と下型１２が合わさって内部に環状空間１３が形成され、その内周面に沿って生タイヤＴが嵌められ、生タイヤＴの内面にはブラダー１４が装着される。上型１１及び下型１２は、加硫時に生タイヤＴを外側から加熱するための電気ヒータを内蔵している。ただし、蒸気等の別熱源で加熱可能な電気ヒータを内蔵しない上型及び下型を用いることもできる。
【００２０】
配管系２は、加硫機１のガス供給口１５と、不図示の加硫用不活性加圧ガスの供給源とを結ぶ配管２１と、加硫機１のガス排出口１６と、不図示の加硫用不活性加圧ガスの排気部とを結ぶ配管２２と、配管２１とタンク３６とを結ぶ配管２３と、配管２２と不図示のガス排出先とを結ぶ配管２４と、配管２４とタンク３６とを結ぶ配管２５を備えている。
【００２１】
配管２１、２２には、それぞれバルブ３１、３２が設けられている。配管２３とタンク３６との間には、配管２１との接続部（合流部）の側から順にバルブ３７、減圧弁３８が設けられている。配管２４には、配管２２との接続部（分岐部）の側から順にバルブ３３、３４が設けられている。配管２５は、配管２４におけるバルブ３３とバルブ３４との間から分岐しており、タンク３６との間にバルブ３５が設けられている。
【００２２】
〈工程と温度との関係〉
図２は、図１に示す加硫装置により実行される各工程のタイミングと加硫機の内部の温度との関係を示す図である。また、図３は、図２における（Ｎ−１）回目の加硫時の配管系の動作を説明するための図、図４は、（Ｎ−１）回目の加硫後の排気時の配管系の動作を説明するための図、図５はＮ回目の加硫前のシェーピング時の配管系の動作を説明するための図である。図３〜図５において、黒のバルブはそれが閉じていることを示し、白のバルブはそれが開いていることを示す。また、矢印はガスの流れを示す。
【００２３】
図２における期間Ｓ１では（Ｎ−１）回目の加硫工程を行う。ここで、Ｎは３以上の整数である。この加硫工程では、図３に示すように、バルブ３１、３２、３４、及び３５が開いており、バルブ３３及び３７が閉じている。また、減圧弁３８は開いている。
【００２４】
加硫用不活性加圧ガスとして高圧・高温の窒素ガスが配管２１を通って加硫機１内に供給されるとともに、加硫機１内から排出され、配管２２から循環部に流れる。加硫用不活性加圧ガスは、加硫機１と、配管２１、配管２２、及び循環部との間で循環している。この間、加硫機１内の温度はＹ℃からＡ℃に上昇し、生タイヤＴが加硫される。ここで、Ｙ＞Ｘである（その理由については後述）。なお、この加硫工程で、加硫用不活性加圧ガスを加硫機１内に閉じ込めて循環させない構造の配管としてもよい。
【００２５】
この加硫工程ではタンク３６内に貯蔵された不活性ガスが配管２５及び２４を通って排気される。この不活性ガスは、前回：（Ｎ−２）回目の加硫工程の後に回収された加硫用不活性加圧ガスである。ただし、１回目の加硫工程ではタンク３６内には加硫用不活性加圧ガスは貯蔵されていない。
【００２６】
次の期間Ｓ２では、加硫用不活性加圧ガスを回収し、加硫機１（釜）の上型１１と下型１２を開いてタイヤを取り出し、Ｎ回目に加硫する生タイヤを投入し、ブラダー１４を装着する。また、期間Ｓ２内の期間Ｓ４でシェーピング工程を行う。
【００２７】
期間Ｓ２における排気時は、図４に示すように、バルブ３３及び３５が開いており、バルブ３１、３２、３４及び３７が閉じている。また、減圧弁３８は開いている。加硫機１内の加硫用不活性加圧ガスは配管２４及び２５を通って回収され、タンク３６に貯蔵される。この間、加硫機１の温度はＡ℃から低下していく。
【００２８】
Ｎ回目に加硫する生タイヤＴを投入し、ブラダー１４を装着したら、期間Ｓ４でシェーピング工程を行う。このシェーピング工程では、図５に示すように、バルブ３７が開いており、バルブ３１〜３５は閉じている。また、減圧弁３８は開いている。シェーピング用不活性加圧ガスとして、タンク３６内に貯蔵された加硫用不活性加圧ガスが配管２３及び２１を通って加硫機１に供給される。このとき、減圧弁３８はタンク３６から送出されるガスの圧力を調整する。
【００２９】
この間、加硫機１の温度はＹ℃まで低下するものの、常温のシェーピング用不活性加圧ガスを供給した従来装置と比べると、高温の加硫用不活性加圧ガスを回収して貯蔵し、シェーピング用不活性加圧ガスとして再利用する本実施形態は、温度の低下量が少なくなる。温度低下をほぼ０（Ｙ≒Ａ）にすることも可能である。なお、１回目の加硫工程ではタンク３６内には加硫用不活性加圧ガスは貯蔵されていないので、不図示の配管などから配管２３に常温のシェーピング用不活性加圧ガスを供給する。
【００３０】
シェーピング工程が終了したら、加硫機１を閉じ、期間Ｓ３でＮ回目の加硫工程を行う。この加硫工程での配管系２の動作は、図３に示した（Ｎ−１）回目の加硫工程と同じである。即ち、加硫用不活性加圧ガスとして高圧・高温の窒素ガスが配管２１を通って加硫機１内に供給されるとともに循環する。この加硫工程では、シェーピング工程での加硫機１や配管系２の温度低下が少ないため、加硫機１の温度がＡ℃に達するまでの時間が従来装置よりも短くなり、生産性が向上する。また、加硫機１や配管系２の加熱に必要な熱エネルギーが少なくなるので、エネルギーが節約される。
【００３１】
以上詳細に説明したように、本発明の実施形態に係るタイヤ加硫装置及びタイヤ加硫方法によれば、加硫工程で使用した加硫用不活性加圧ガスを回収して貯蔵し、次の回の生タイヤの加硫工程の前のシェーピング工程でシェーピング用不活性加圧ガスとして再利用するので、シェーピング工程での加硫機や配管などの温度低下を低減することで、加硫時間を短縮して生産性を向上させるとともに、使用する熱エネルギーを低減することで、省エネルギーを実現することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１・・・加硫機、２・・・配管系、１１・・・上型、１２・・・下型、１３・・・環状空間、１４・・・ブラダー、２１〜２５・・・配管、３１〜３５，３７・・・バルブ、３６・・・タンク、３８・・・減圧弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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