(57)【要約】【課題】タイヤ金型のサイズに合わせて総合インピーダンスを容易に且つ低コストで調整でき、高い力率で電源を使用できる加熱ユニット及びそれを用いたタイヤ加熱装置を提供する。【解決手段】強磁性金属部材１０ａは熱伝導によりタイヤ金型Ｍ１を加熱する。誘導加熱コイルＣ１は、強磁性金属部材１０ａについてタイヤ金型Ｍ１とは反対側に配置され且つ磁力線を生成して強磁性金属部材１０ａを誘導加熱する。非磁性導体３０ａは、誘導加熱コイルＣ１について強磁性金属部材１０ａとは反対側に配置され且つ誘導加熱コイルＣ１が生成した磁力線を遮蔽する。これらを有する加熱ユニット１００ａは、タイヤが収容されるタイヤ金型Ｍ１を加熱する。そして、第１スペーサ７１ａ、７２ａ、第２スペーサ２１ａ〜２３ａにより、非磁性導体３０ａ、誘導加熱コイルＣ１及び強磁性金属部材１０ａの相対的な位置関係を設定する。【選択図】図３
2008100513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤが収容されるタイヤ金型を加熱するための加熱ユニットであって、
熱伝導によりタイヤ金型を加熱する強磁性金属部材と、
前記強磁性金属部材についてタイヤ金型とは反対側に配置され且つ磁力線を生成して前記強磁性金属部材を誘導加熱する誘導加熱コイルと、
前記誘導加熱コイルについて前記強磁性金属部材とは反対側に配置され且つ前記誘導加熱コイルが生成した磁力線を遮蔽する非磁性導体と、
前記非磁性導体、前記誘導加熱コイル及び前記強磁性金属部材の相対的な位置関係を設定する位置決め手段と、を有していることを特徴とする加熱ユニット。
【請求項２】
前記位置決め手段として、前記非磁性導体と前記誘導加熱コイルとの間の距離を設定する第１スペーサを有していることを特徴とする請求項１に記載の加熱ユニット。
【請求項３】
前記位置決め手段として、前記強磁性金属部材と前記誘導加熱コイルとの間の距離を設定する第２スペーサを有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の加熱ユニット。
【請求項４】
前記誘導加熱コイルと前記強磁性金属部材との間に断熱部材をさらに有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の加熱ユニット。
【請求項５】
前記非磁性導体と前記誘導加熱コイルとの間に強磁性非導体部材をさらに有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の加熱ユニット。
【請求項６】
前記非磁性導体はアルミニウムであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の加熱ユニット。
【請求項７】
前記強磁性金属部材は、透磁率が１００〜１０００の鋼製部材であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の加熱ユニット。
【請求項８】
タイヤが収容されるタイヤ金型を有し、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の前記加熱ユニットが、前記タイヤ金型を挟んで上下に二つ対向配置されており、
二つの前記加熱ユニットが前記タイヤ金型の上下から前記タイヤ金型を加熱することを特徴とするタイヤ加熱装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の前記加熱ユニットと、
複数の分割セグメントから成り且つ内部に環状孔が形成されたタイヤ金型と、を有し、
前記環状孔には高熱拡散率を有する充填物質が充填されていることを特徴とするタイヤ加熱装置。
【請求項１０】
加熱用スチーム封入のために形成された環状孔を内部に有するタイヤ金型と、
熱伝導により前記タイヤ金型を加熱する加熱機構と、を備え、
前記環状孔には高熱拡散率を有する充填物質が充填されており、
前記タイヤ金型が前記加熱機構により加熱されることを特徴とするタイヤ加熱装置。
【請求項１１】
加熱用スチーム封入のために形成された環状孔を内部に有するタイヤ金型の改造方法であって、
前記環状孔に高熱拡散率を有する充填物質を充填し、
熱伝導により前記タイヤ金型を加熱する加熱機構を設置し、
前記タイヤ金型を前記加熱機構により加熱することを特徴とするタイヤ金型の改造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ金型を加熱する加熱ユニット及びそれを用いたタイヤ加熱装置に関し、さらに、タイヤ金型の改造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生タイヤの加硫成形時に生タイヤを加熱する必要があるが、その加熱方法の一例として、メインボイラでスチームを発生させ、生タイヤが収容されたタイヤ金型に接触配置したスチーム配管を介して、スチームの熱をタイヤ金型内部のスチーム流路へ供給してタイヤ金型を加熱し、さらにタイヤ金型の熱をタイヤに伝える方法がある。しかし、スチームを用いる場合、メインボイラからタイヤ金型までのスチーム配管表面からの放熱によりスチームの熱エネルギーが失われるために加熱効率が良くない。そこで、特許文献１には、タイヤ金型に当接する金属製のリング部材の内部に設置された誘導加熱コイルに交番電流を印加することでリング部材を誘導加熱し、加熱されたリング部材を介してタイヤ金型を加熱する技術が開示されている。この技術により、熱エネルギーの損失が少ないためにタイヤ金型の急速加熱（ブースト加熱）が可能となり、タイヤ金型及び生タイヤを、スチーム加熱に比べて効率良く加熱できる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１５８０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術を用いる場合において、所定の電力を供給する電源があり、高い力率でその電源を使用するには、共振回路のコンデンサの容量を電源に合わせて適切に設定すると共に、誘導加熱コイル及び被加熱金属部材の総合インピーダンスを電源の可動インピーダンス域に適切にマッチングさせる必要がある。通常、総合インピーダンスの調整は、誘導加熱コイルと被加熱金属との距離を変更することや、コイルの巻き数を変更することの他、マッチングトランスを用いて誘導加熱コイルに印加する電圧と電流の比を調整することにより行なわれる。
【０００５】
しかし、異なる種類のタイヤ金型のサイズに合わせて、上記のような総合インピーダンスの調整を行なう場合に、誘導加熱コイルと被加熱金属との距離の変更は、従来の構造上困難である。また、誘導加熱コイルの巻き数を変更する場合、試行錯誤を繰り返す必要があり、高コストとなり且つ作業に困難を伴う。また、マッチングトランスを設置する場合には、設備コストが高くなってしまう。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、タイヤ金型のサイズに合わせて総合インピーダンスを容易に且つ低コストで調整でき、高い力率で電源を使用できる加熱ユニット及びそれを用いたタイヤ加熱装置を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、スチーム流路として使われていた環状孔を有するスチーム加熱用のタイヤ金型を流用して、スチーム加熱以外の方法によりタイヤ金型を加熱する場合でも、タイヤを効率的に加熱できるタイヤ加熱装置及びタイヤ金型の改造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の加熱ユニットは、タイヤが収容されるタイヤ金型を加熱するための加熱ユニットであって、熱伝導によりタイヤ金型を加熱する強磁性金属部材と、前記強磁性金属部材についてタイヤ金型とは反対側に配置され且つ磁力線を生成して前記強磁性金属部材を誘導加熱する誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルについて前記強磁性金属部材とは反対側に配置され且つ前記誘導加熱コイルが生成した磁力線を遮蔽する非磁性導体と、前記非磁性導体、前記誘導加熱コイル及び前記強磁性金属部材の相対的な位置関係を設定する位置決め手段と、を有している。
【０００９】
この構成によると、位置決め手段を調整することにより、非磁性導体、誘導加熱コイル及び強磁性金属部材の相対的な位置関係を設定することができるので、タイヤ金型のサイズに合わせて総合インピーダンスを容易に且つ低コストで調整でき、高い力率で電源を使用できる加熱ユニットが得られる。また、非磁性導体が磁気シールドとして機能するため、誘導加熱コイルの磁力線の方向を、強磁性金属部材を誘導加熱する方向に規定して、タイヤ金型及びタイヤを効率的に加熱することができる。なお、ここで非磁性導体とは、強磁性金属部材と比べて透磁率が無視できるほど低く、比透磁率が１程度である導体をいう。
【００１０】
前記位置決め手段として、前記非磁性導体と前記誘導加熱コイルとの間の距離を設定する第１スペーサを有していてもよい。これによると、磁気シールドの調整をすることで、加熱ユニットの総合インピーダンスの調整ができる。
【００１１】
前記位置決め手段として、前記強磁性金属部材と前記誘導加熱コイルとの間の距離を設定する第２スペーサを有していてもよい。これによると、強磁性金属部材の加熱状態を調整することで、加熱ユニットの総合インピーダンスの調整ができる。
【００１２】
前記誘導加熱コイルと前記強磁性金属部材との間に断熱部材をさらに有していてもよい。これによると、高温環境に晒されることによる誘導加熱コイルの劣化を防止でき、急速加熱が継続的に可能となる。さらに、熱の外部への放出を防止することで、タイヤ金型及びタイヤの加熱効率が向上する。
【００１３】
前記非磁性導体と前記誘導加熱コイルとの間に強磁性非導体部材をさらに有してもよい。これによると、誘導加熱コイルの磁力線の方向を、強磁性金属部材を誘導加熱する方向に規定して、タイヤ金型及びタイヤをさらに効率的に加熱することができる。なお、ここで強磁性非導体部材とは、強磁性であり、且つ、強磁性金属部材に比べて電気を通しにくい部材をいう。強磁性非導体部材としては、酸化鉄（フェライトコア）などが用いられる。
【００１４】
前記非磁性導体はアルミニウムであってもよい。これによると、非磁性導体の磁気シールド機能を確保し、誘導加熱コイルの磁力線の方向を確実に規定して、タイヤ金型及びタイヤを効率的に加熱することができる。また、渦電流が誘発されても、導電性が高いために発熱がほとんどなく、非磁性導体における電力消費量が少ない。
【００１５】
前記強磁性金属部材は、透磁率が１００〜１０００の鋼製部材であってもよい。これによると、強磁性金属部材が誘導加熱され易くなり、タイヤ金型及びタイヤをさらに効率的に加熱することができる。
【００１６】
また、本発明のタイヤ加熱装置は、タイヤが収容されるタイヤ金型を有し、上記の加熱ユニットが、前記タイヤ金型を挟んで上下に二つ対向配置されており、二つの前記加熱ユニットが前記タイヤ金型の上下から前記タイヤ金型を加熱してもよい。これによると、タイヤ金型を上下から加熱することにより、上記の加熱ユニットを用いて効率的にタイヤ金型及びタイヤを加熱することができる。
【００１７】
また、本発明のタイヤ加熱装置は、上記の加熱ユニットと、複数の分割セグメントから成り且つ内部に環状孔が形成されたタイヤ金型と、を有し、前記環状孔には高熱拡散率を有する充填物質が充填されていてもよい。これによると、例えば、加熱用スチーム封入のために形成された環状孔を内部に有する金型を流用する場合に、空気が充填されている場合に比べて、タイヤ金型において熱が迅速に拡散され、タイヤの加熱効率が向上する。
【００１８】
ここで、高熱拡散率を有する充填物質とは、例えば、熱媒油、シリコンオイル、液体金属（ガリウム、ウッドメタル）、加圧水などが用いられる。さらに、これらにアルミ、銅、鉄などの金属の固体粒子が含まれたものであってもよい。
【００１９】
また、他の目的を達成するため、本発明に係るタイヤ加熱装置は、加熱用スチーム封入のために形成された環状孔を内部に有するタイヤ金型と、熱伝導により前記タイヤ金型を加熱する加熱機構と、を備え、前記環状孔には高熱拡散率を有する充填物質が充填されており、前記タイヤ金型が前記加熱機構により加熱される。
【００２０】
スチーム加熱用のタイヤ金型を流用して、スチーム加熱以外の方法、例えば誘導加熱コイルにより被加熱金属を誘導加熱する方法によりタイヤ金型を加熱する場合に、スチーム流路として使われていた環状孔をそのままの状態で、すなわち、環状孔に空気が充填されている状態で用いる場合には、タイヤ金型の環状孔部分で熱拡散が阻害され、加熱効率向上の阻害要因となる。そこで、このような構成にすることにより、環状孔に空気が充填されている場合に比べて、タイヤ金型において熱が迅速に拡散され、タイヤを効率的に加熱できる。
【００２１】
また、他の目的を達成するため、本発明に係るタイヤ金型の改造方法は、加熱用スチーム封入のために形成された環状孔を内部に有するタイヤ金型の改造方法であって、前記環状孔に高熱拡散率を有する充填物質を充填し、熱伝導により前記タイヤ金型を加熱する加熱機構を設置し、前記タイヤ金型を前記加熱機構により加熱するものである。このような方法でタイヤ金型を改造することにより、スチーム加熱用のタイヤ金型を流用する場合に、環状孔に空気が充填されている場合に比べて、タイヤ金型において熱が迅速に拡散され、タイヤを効率的に加熱できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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。
【００２３】
（第１実施形態）
まず、図１を参照しつつ、第１実施形態に係るタイヤ加熱装置の全体構成について説明する。図１は、本実施形態に係るタイヤ加熱装置の側面視における模式断面図であり、本実施形態の全体構成を示している。図１では、金型部分について、断面を示す斜線を引いて示しているが、加熱ユニット部分については、図３の拡大図において詳細を示しているため、図１では適宜斜線を省略している。ここでは、本発明に係る加熱ユニットが、タイヤ加硫機の加熱装置の一部として用いられている一実施形態について説明する。
【００２４】
図１に示すように、タイヤ加熱装置１は、タイヤ金型Ｍ１と、タイヤ金型Ｍ１を上下から挟んで上下に対向配置された二つの加熱ユニット１００ａ、１００ｂと、上側加熱ユニット１００ａの上部の上側プラテンサポートＰと、下側加熱ユニット１００ｂの下部にある基部となる下側プラテンサポートＳとを含んで構成されている。このように構成されたタイヤ加熱装置１は、タイヤ金型Ｍ１のタイヤ収容部Ｔにタイヤ（図示せず）が収容された状態で、加熱ユニット１００ａ、１００ｂの誘導加熱コイルＣ１、Ｃ２の誘導加熱により加熱ユニット内部の強磁性金属部材１０ａ、１０ｂを加熱し、そこで発生した熱エネルギーを、タイヤ金型Ｍ１を介した熱伝導により伝達することで、タイヤを外表面側から加熱する。
【００２５】
また、誘導加熱コイルＣ３が、タイヤ金型Ｍ１の側面を包囲して配置されており、誘導加熱コイルＣ４、Ｃ５が、タイヤ収容部Ｔを上下から挟むようにタイヤ金型Ｍ１の内部に配置されている。後述するように、誘導加熱コイルＣ３は、タイヤ金型を誘導加熱することで、タイヤの外表面側からの加熱を行なう。また、誘導加熱コイルＣ４、Ｃ５は、タイヤの上下ビード部（タイヤ穴周辺部）の内部に配置した金属部材を誘導加熱することでタイヤの内部からの加熱を行なう。さらに、タイヤ収容部Ｔの内部に連通して、高温高圧の加圧媒体の通る配管が形成されており、この加圧媒体がタイヤ内部に送り込まれることによって、タイヤの内表面側からの加熱が行なわれる。
【００２６】
次に、タイヤ金型Ｍ１の構造について説明する。図１に示すように、タイヤ金型Ｍ１は、非磁性部材から成る複数の分割セグメントから構成されており、内部には、加熱するタイヤの収容空間であるタイヤ収容部Ｔが形成されている。また、上側プラテンサポートＰの上部には図示しない油圧シリンダ機構が設置されており、タイヤをタイヤ収容部Ｔに搬入したりタイヤ収容部Ｔから搬出したりする際には、油圧シリンダ機構の制御により、タイヤ金型Ｍ１の型開きをすることができる構造となっている。同様に、油圧シリンダ機構の制御により、上側プラテンサポートＰを下方へ押し付けることで、分割セグメントからなるタイヤ金型Ｍ１の型締めをすることができる。
【００２７】
次に、図１及び図２を参照しつつ、本発明に係る加熱ユニットの詳細について説明する。図１に示すように、加熱ユニット１００ａ、１００ｂは、強磁性金属部材１０ａ、１０ｂと、鉛直方向について、タイヤ金型Ｍ１を中心とした場合の強磁性金属部材１０ａ、１０ｂの外側にそれぞれ配置された誘導加熱コイルＣ１、Ｃ２と、誘導加熱コイルＣ１、Ｃ２のさらに外側にそれぞれ配置された非磁性導体３０ａ、３０ｂとを含んで構成されている。また、加熱ユニット１００ａ、１００ｂには、非磁性導体３０ａ、３０ｂと、誘導加熱コイルＣ１、Ｃ２と、強磁性金属部材１０ａ、１０ｂとの相対的な位置関係を設定するスペーサ（位置決め手段）が設けられている。具体的には、非磁性導体３０ａ、３０ｂと誘導加熱コイルＣ１、Ｃ２との間の距離をそれぞれ設定する第１スペーサ７１ａ、７２ａ、７１ｂ、７２ｂ、及び、強磁性金属部材１０ａ、１０ｂと誘導加熱コイルＣ１、Ｃ２との間の距離をそれぞれ設定する第２スペーサ２１ａ〜２３ａ、２１ｂ〜２３ｂが、加熱ユニット１００ａ、１００ｂの内部にそれぞれ設置されている。以上のように、上側加熱ユニット１００ａと、下側加熱ユニット１００ｂは、タイヤ金型Ｍ１を挟んで上下にほぼ対称に配置されており、これらの構造はほぼ同様であるので、以下、上側加熱ユニット１００ａを中心に説明し、下側加熱ユニット１００ｂの説明を省略する。
【００２８】
図２は、図１の模式断面図であり、Ａ、Ｂ、Ｃの領域は、それぞれ、図１のＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’位置における断面を部分的に表わした部分断面図となっている。また、図２においてＺ−Ｚ’で示される断面が、図１の模式断面図に相当する。
【００２９】
図２のように、加熱ユニット１００ａは、下方からの平面視（以下、平面視と記す）において円形状に構成されており、誘導加熱コイルＣ１は、この平面視において渦巻線状に形成されている（Ｂ領域参照）。また、加熱ユニット１００ａは、この平面視における円の径方向に延在する複数の第１スペーサ７１ａ、７２ａを有しており、これらは放射状に、且つ円周上に等間隔に配置されている。また、径方向内側の第２スペーサ２１ａはリング状に形成されており、さらに、複数の第２スペーサ２２ａ、２３ａは、複数の第１スペーサ７１ａ、７２ａと平面視において重ならないように、それぞれ円周上に等間隔に配置されている。ここで、複数の第２スペーサ２１ａ〜２３ａの高さ（紙面と垂直方向の長さ）は全て同一である。また、複数の第２スペーサ２２ａ、２３ａの間には、複数の第３スペーサ７３ａが配置されている。なお、第３スペーサ７３ａは、なくてもよい。
【００３０】
次に、図３を用いて、加熱ユニット１００ａの詳細について説明する。図３は、図１のＤ領域の拡大図である。誘導加熱コイルＣ１は、図示しない電源から電力を供給することでその周囲に磁力線を生成する。また、強磁性金属部材１０ａは、強磁性の鋼製部材であり、誘導加熱コイルＣ１が生成する磁力線により誘導加熱される。より詳しくは、発生した磁力線の影響によりその内部に渦電流が生じ、その結果、強磁性金属部材１０ａの電気抵抗によって発熱する。また、強磁性金属部材１０ａとしては、透磁率が１００〜１０００の鋼製部材が使用される。それにより、強磁性金属部材１０ａが誘導加熱されつつ、半径方向（図３の矢印Ｆ方向）や周方向に伝わり易くなり、タイヤ金型Ｍ１及びタイヤを効率的に加熱することができる。
【００３１】
また、強磁性金属部材１０ａの下方には、強磁性金属部材１０ａと接触して、高熱伝導率を有するグラファイトシート６０ａが配置されている。また、グラファイトシート６０ａのさらに下方には銅板６１ａが配置されており、銅板６１ａは、タイヤ金型Ｍ１と直接接触している。銅板６１ａもグラファイトシート６０ａ同様に高熱伝導率を有している。このように、強磁性金属部材１０ａとタイヤ金型Ｍ１との間にグラファイトシート６０ａ及び銅板６１ａが配置されることにより、強磁性金属部材１０ａにおいて発生した熱エネルギーが、タイヤ金型Ｍ１の方向（図３の矢印Ｅ方向）へ伝達され易くなるため、タイヤ金型Ｍ１における温度分布を均一化することができる。
【００３２】
ところで、誘導加熱コイルＣ１による磁力線は、強磁性金属部材１０ａの方向（矢印Ｅ方向）だけでなく、上方向にも生じる。上方向には鋼製部材の上側プラテンサポートＰが配置されているため、上側プラテンサポートＰに磁力線が到達すると、強磁性金属部材１０ａと同様に、磁力線の影響で誘導加熱され、その分の熱エネルギーが加熱の必要のない上側プラテンサポートＰで消費されてしまい、電源の電力を有効に使用することができない。そこで、本実施形態においては、誘導加熱コイルＣ１の上方には強磁性非導体部材５１ａ、５２ａが配置されている。ここで、強磁性非導体部材５１ａ、５２ａとしては、酸化鉄（フェライトコア）などが用いられる。また、誘導加熱コイルＣ１と強磁性非導体部材５１ａ、５２ａとは固定されている。このような構成により、強磁性非導体部材５１ａ、５２ａが磁気シールドとして機能し、誘導加熱コイルＣ１で発生した磁力線が、上方の強磁性非導体部材５１ａ、５２ａにおいて遮蔽されるため、誘導加熱コイルＣ１の磁力線の方向を強磁性金属部材１０ａを誘導加熱する方向（矢印Ｅ方向）に規定して、タイヤ金型Ｍ１及びタイヤを効率的に加熱することができる。なお、強磁性非導体部材５１ａ、５２ａは必要に応じて配置されるものであり、なくてもよい。
【００３３】
また、強磁性非導体部材５１ａ、５２ａにおいて遮蔽できなかった上方向の磁力線は、強磁性非導体部材５１ａ、５２ａの外側に配置された非磁性導体３０ａにおいて遮蔽されることになる。これにより、非磁性導体３０ａが磁気シールドとして機能するため、誘導加熱コイルＣ１の磁力線の方向を、強磁性金属部材１０ａを誘導加熱する方向（矢印Ｅ方向）に規定して、タイヤ金型Ｍ１及びタイヤを効率的に加熱することができる。また、本実施形態においては、非磁性導体３０ａとしてアルミニウムを用いる。これにより、非磁性導体３０ａの磁気シールド機能を確保し、誘導加熱コイルＣ１の磁力線の方向を確実に規定して、タイヤ金型Ｍ１及びタイヤを効率的に加熱することができる。また、非磁性導体３０ａに渦電流が誘発されても、非磁性導体３０ａの導電性が高い（電気抵抗が小さい）ために発熱がほとんどなく、非磁性導体３０ａにおける電力消費量が少ない。なお、非磁性導体としては、アルミニウムの他、銅などを使用してもよい。
【００３４】
また、誘導加熱コイルＣ１と強磁性金属部材１０ａとの間には、断熱部材４０ａが配置されている。上述した特許文献１の技術を用いる場合に、タイヤをタイヤ金型に搬入したり、タイヤ金型から搬出したりする際には、タイヤ金型を開放する必要があり、タイヤ金型の熱が、対流や輻射により外部へ放出されてしまう。また、タイヤの加熱開始時点では、タイヤの温度は室温程度であるために、生タイヤとの接触部分におけるタイヤ金型の温度が低下してしまう。これに対し、印加電流を大きめに調整することでタイヤ金型の温度低下を低減することができるが、高温環境に晒されることで誘導加熱コイルが劣化してしまい、タイヤ金型の急速加熱ができなくなる。そこで、このような構成にすることにより、強磁性金属部材１０ａで発生した熱エネルギーの上方向への移動が制限されて、誘導加熱コイルＣ１の劣化を防止でき、急速加熱が継続的に可能となる。さらに、熱の外部への放出を防止することで、タイヤ金型Ｍ１及びタイヤの加熱効率が向上する。
【００３５】
次に、図３及び図４を用いて、第１スペーサ７１ａ、７２ａ及び第２スペーサ２１ａ〜２３ａの構造について説明する。まず、第１スペーサ７１ａ、７２ａについて、図３を用いて説明する。第１スペーサ７１ａ、７２ａは、スペーサ板７１ｐ、７２ｐと、スペーサ用ボルトＢ１とから構成され、ボルトＢ１がスペーサ板７１ｐ、７２ｐを貫通して、非磁性導体３０ａ及び上側プラテンサポートＰに形成された嵌合孔に嵌合することで、第１スペーサ７１ａ、７２ａ（スペーサ板７１ｐ、７２ｐ及びスペーサ用ボルトＢ１）が設置されている。ここで、ボルトＢ１の締め回し量を調整して、非磁性導体３０ａ及び上側プラテンサポートＰの嵌合孔内部に挿入されるボルトＢ１の長さを調整することで、スペーサ板７１ｐ、７２ｐと非磁性導体３０ａとの距離を調整することができるようになっている。また、スペーサ板７１ｐ、７２ｐのタイヤ金型Ｍ１側の表面には強磁性非導体部材５１ａ、５２ａがそれぞれ固定配置されており、また、上述のように、誘導加熱コイルＣ１と強磁性非導体部材５１ａ、５２ａとは固定されている。これらの結果、ボルトＢ１の締め回し量を調整することにより、非磁性導体３０ａと誘導加熱コイルＣ１との間の距離を設定することができる。その結果、磁気シールドの調整をすることができ、加熱ユニット１００ａの総合インピーダンスの調整ができる。また、第３スペーサ７３ａもまた、第１スペーサ７１ａ、７２ａと同様に、スペーサ板７３ｐと図示しないボルトとから構成されており、スペーサ板７３ｐと非磁性導体３０ａとの距離を調整することができるようになっている。なお、スペーサ板７１ｐ、７２ｐと非磁性導体３０ａとの間に、別のスペーサ部材を介することで、スペーサ板７１ｐ、７２ｐと非磁性導体３０ａとの距離を調整するようにしてもよい。
【００３６】
次に、図４を用いて第２スペーサ２１ａ〜２３ａについて説明する。図４は、図２のＹ−Ｙ’で示される断面における拡大模式断面図である。図４に示すように、第２スペーサ２１ａ〜２３ａはそれぞれが非磁性導体３０ａと断熱部材４０ａとの間に設けられている。また、ボルトＢ２が、第２スペーサ２１ａ〜２３ａを貫通して非磁性導体３０ａ及び上側プラテンサポートＰに形成された嵌合孔に嵌合することで、第２スペーサ２１ａ〜２３ａが、非磁性導体３０ａと断熱部材４０ａとの間に狭持される形で設置されている。本実施形態においては、ボルトＢ２は、銅板６１ａ、グラファイトシート６０ａ、強磁性金属部材１０ａ、断熱部材４０ａ及び第２スペーサ２１ａ〜２３ａを貫通して、非磁性導体３０ａ及び上側プラテンサポートＰの嵌合孔に嵌合している。ここで、第２スペーサ２１ａ〜２３ａを高さの異なる別のスペーサに交換することで、強磁性金属部材１０ａと誘導加熱コイルＣ１との間の距離を設定することができる。その結果、第２スペーサ２１ａ〜２３ａにより、強磁性金属部材１０ａの加熱状態を調整することで、加熱ユニット１００ａの総合インピーダンスの調整ができる。
【００３７】
以上のように、第１スペーサ７１ａ、７２ａ、第２スペーサ２１ａ〜２３ａ及び第３スペーサ７３ａを調整することにより、非磁性導体３０ａ、誘導加熱コイルＣ１及び強磁性金属部材１０ａの相対的な位置関係を設定することができるので、コイルの巻き数の変更を行なったり、マッチングトランスを用いたりする必要がなく、タイヤ金型Ｍ１のサイズに合わせて総合インピーダンスを容易に且つ低コストで調整できる。その結果、適切に総合インピーダンスを調整することで、所定の電力を供給する既存の電源がある場合に、高い力率でその電源を使用できる。また、非磁性導体３０ａが磁気シールドとして機能するため、誘導加熱コイルＣ１の磁力線の方向を強磁性金属部材１０ａを誘導加熱する方向に規定してタイヤ金型Ｍ１及びタイヤを効率的に加熱することができる。
【００３８】
また、上記のように、加熱ユニット１においては、加熱ユニット１００ａ、１００ｂが、タイヤが収容されるタイヤ金型Ｍ１を挟んで上下に二つ対向配置されており、二つの加熱ユニット１００ａ、１００ｂがタイヤ金型Ｍ１の上下両方からタイヤ金型Ｍ１を加熱する構成になっていることにより、加熱ユニット１００ａ、１００ｂを用いて効率的にタイヤ金型Ｍ１及びタイヤを加熱することができる。
【００３９】
次に、以上のように構成されたタイヤ加熱装置１による加硫成形の動作について説明する。ここで、加硫対象の生タイヤとして、肉厚の大きいビード部（タイヤ穴周辺部）及びトレッド部（路面接地部）の内部に、金属製のビードワイヤ及びベルト部材を埋め込んで形成されているものを使用し、この金属製部材を誘導加熱することで、生タイヤの内部からの加熱ができるようになっている。
【００４０】
まず、上述した油圧シリンダ機構を制御することにより、上側プラテンサポートＰを上昇させてタイヤ金型Ｍ１の型開きを行ない、図示しない搬送装置により、加硫前の生タイヤをタイヤ収容部Ｔへ搬入する。この際、図示しないブラダを生タイヤのタイヤ穴に挿入し、ブラダを膨らませて生タイヤをシェーピングして保持する。そして、再び油圧シリンダ機構を制御することで上側プラテンサポートＰを下降させ、タイヤ金型Ｍ１を型締めする。
【００４１】
ここで、加熱ユニット１００ａ、１００ｂの誘導加熱コイルＣ１、Ｃ２に電源から電力を供給することで、強磁性金属部材１０ａ、１０ｂを誘導加熱する。その熱エネルギーが、熱伝導によりタイヤ金型Ｍ１に伝えられることでタイヤ金型Ｍ１が加熱され、タイヤ金型Ｍ１を介して伝達される熱エネルギーにより生タイヤが外表面側から加熱される。この際に、非磁性導体３０ａ、３０ｂ、及び強磁性非導体部材５１ａ、５２ａが磁気シールドとして機能するため、誘導加熱コイルＣ１、Ｃ２の磁力線の方向を強磁性金属部材１０ａを誘導加熱する方向に規定して、タイヤ金型Ｍ１及び生タイヤを効率的に加熱することができる。また、タイヤ金型Ｍ１の外表面近傍の熱が拡散する時間を確保するため、加熱ユニット１００ａ、１００ｂによる誘導加熱（ブースト加熱）は、生タイヤをタイヤ収容部Ｔへ搬入するタイミングに対して、少し早めに行なう。
【００４２】
次に、高温高圧の蒸気や窒素ガスなどの加圧媒体を、図示しない配管を通してブラダ内に供給することによって、ブラダを伸展させて生タイヤの内壁面に密着させ、生タイヤをタイヤ金型Ｍ１方向に押圧する。そして、高温高圧の加圧媒体の熱量をブラダを介して生タイヤに伝達することによって、生タイヤを内表面側から加熱する。
【００４３】
次に、誘導加熱コイルＣ３〜Ｃ５へ電力を供給する。電力を供給された誘導加熱コイルＣ３は、タイヤ金型に強度の高周波磁界を印加することによって、タイヤの外表面側からの加熱を行なう。また、誘導加熱コイルＣ４、Ｃ５は、生タイヤの上下ビード部に強度の高周波をそれぞれ印加することによって、上下ビード部の内部に設けられたビードワイヤを優先的に誘導加熱する。これにより、生タイヤは、上述の外表面側及び内表面側からの加熱に加えて、大きな肉厚を有したビード部及びトレッド部においては、タイヤ内部側からの加熱も行なわれるため、生タイヤ全体が短時間で加硫温度にまで昇温する。
【００４４】
また、生タイヤが加硫成形されている間、ブラダは、生タイヤをタイヤ金型Ｍ１の方向に押圧することにより生タイヤの成形を行っている。本実施形態においては、ブラダは、加硫済タイヤのタイヤ内壁面形状とほぼ同形状の低延伸性材料により形成されているため、加圧媒体の圧力に多少の変動があった場合でも、加硫済タイヤのタイヤ内壁面の形状を確実に出現する。従って、このブラダにより生タイヤを押圧して成形が行われると、高精度に成形された加硫済タイヤが得られることになる。
【００４５】
そして、このようにして加硫済タイヤが得られると、上述の動作とは逆の動作によりタイヤ金型Ｍ１を型開きした後、ブラダを縮小させ、加硫済タイヤを搬出装置により保持して外部に搬出する。そして、新たな生タイヤを搬入して加硫成形を再び繰り返す。以上のようにして、タイヤ加熱装置１により生タイヤの加硫成形が行なわれる。
【００４６】
（実施例１）
次に、タイヤ加熱装置１を用いて実施した加熱試験の結果を示す。試験は以下の条件で行なった。以下の条件は、上下の加熱ユニット１００ａ、１００ｂの両方について同様とし、下側加熱ユニットについての説明を省略する。
（１）電源：定格５ｋｗ（出力最大に設定）
（２）非磁性導体３０ａ：アルミ（４ｍｍ厚）
（３）誘導加熱コイルＣ１：３０ｓｑ  テフロン（登録商標）被覆リッツ線
（４）誘導加熱コイルＣ１−強磁性金属部材１０ａ間距離：２５ｍｍ（固定）
（５）強磁性非導体部材５１ａ、５２ａ：非使用
上記の条件で加熱ユニットに電力を供給し、第１スペーサ７１ａ、７２ａ（及び第３スペーサ７３ａ）を調整することで、誘導加熱コイルＣ１と非磁性導体３０ａとの間の距離Ｌを変化させたときの力率（有効に使用された電力／入力電力）を計算した。試験結果を以下に示す（Ｚは総合インピーダンスを表わしている）。
（１）Ｌ：４０．０ｍｍ    Ｚ：６３．２μＨ、力率：２５．４％
（２）Ｌ：２０．０ｍｍ    Ｚ：４８．３μＨ、力率：１８．８％
（３）Ｌ：１０．０ｍｍ    Ｚ：３６．６μＨ、力率：１６．６％
（４）Ｌ：  ５．４ｍｍ    Ｚ：２８．２μＨ、力率：１５．５％
試験の結果、非磁性導体３０ａの電気抵抗が小さいために、非磁性導体３０ａに誘導加熱コイルＣ１が近づくほど、加熱ユニット１００ａの総合インピーダンスが低下して力率は減少した。これは、非磁性導体３０ａに誘導加熱コイルＣ１が近づくほど、非磁性導体３０ａにより磁力線が遮断される割合が増すことによる。このように、第１スペーサ７１ａ、７２ａ（及び第３スペーサ７３ａ）を調整してＬを変化させることで、総合インピーダンスを変化させて、高い力率で電源を使用できる条件を、容易に且つ低コストで調整することができる。
【００４７】
（実施例２）
次に、強磁性非導体部材５１ａ、５２ａを使用した場合の、加熱ユニット１００ａの加熱試験結果を示す。条件は以下のように設定した。
（１）電源：定格５ｋｗ（出力最大に設定）
（２）非磁性導体３０ａ：アルミ（４ｍｍ厚）
（３）誘導加熱コイルＣ１：３０ｓｑ：テフロン（登録商標）被覆リッツ線
（４）誘導加熱コイルＣ１−強磁性金属部材１０ａ間距離：２１．５ｍｍ（固定）
（５）非磁性導体３０ａ−誘導加熱コイルＣ１間距離：１３ｍｍ（固定）
上記条件により、強磁性非導体部材５１ａ、５２ａがない場合及びある場合における試験結果を以下に示す。
（１）強磁性非導体部材５１ａ、５２ａ：なし    力率：１５．０％
（２）強磁性非導体部材５１ａ、５２ａ：あり    力率：３３．７％
試験の結果、強磁性非導体部材５１ａ、５２ａが存在する場合には、無い場合に比べて加熱ユニット１００ａの等価抵抗が増加して力率は増大した。また、強磁性非導体部材５１ａ、５２ａにより磁力線が遮蔽されて、強磁性金属部材１０ａを効果的に加熱することができた。このように、強磁性非導体部材５１ａ、５２ａを着脱したり、その量を増減したりすることによっても、総合インピーダンスを変化させて、高い力率で電源を使用できる条件を、容易に且つ低コストで調整することができる。
【００４８】
（第１変形例）
次に、本実施形態の第１変形例について図５を用いて説明する。ここでは、上記の実施形態と異なる部分を中心に説明し、上記の実施形態と同様の部分について同一の符号を付してその説明を省略する。また、上記の実施形態と同様に、下側加熱ユニットの説明を省略する。変形例に係る加熱ユニット２００ａにおいては、第２スペーサがなく、代わりに、断熱部材２４０ａ〜２４３ａが積層設置されており、誘導加熱コイルＣ１を支持している。これにより、断熱部材２４０ａ〜２４３ａが、断熱材としてのみでなく、強磁性金属部材１０ａと誘導加熱コイルＣ１との間の距離を設定するスペーサとしても機能する。このような形態によっても、上記の実施形態と同様の効果が得られる。
【００４９】
（第２変形例）
次に、本実施形態の第２変形例について、図６を用いて説明する。ここでも、上記の実施形態と異なる部分を中心に説明し、上記の実施形態と同様の部分について同一の符号を付してその説明を省略する。また、上記の実施形態と同様に、下側加熱ユニットの説明を省略する。本変形例に係る加熱ユニット３００ａにおいては、第１スペーサ３７１ａ〜３７３ａが非磁性導体３０ａとスペーサ板３７０ｐとの間に配置され、第２スペーサ３２１ａ〜３２３ａがスペーサ板３７０ｐと断熱部材４０ａとの間に設置され、これらを貫通してボルトＢ３が非磁性導体３０ａ及び上側プラテンサポートＰの嵌合孔に嵌合されることで、第１スペーサ３７１ａ〜３７３ａ及び第２スペーサ３２１ａ〜３２３ａが設置される。第１スペーサ及び第２スペーサをこのような構成としても、上記の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５０】
（第３変形例）
次に、本実施形態の第３変形例について、図７を用いて説明する。ここでも、上記の実施形態と異なる部分を中心に説明し、上記の実施形態と同様の部分について同一の符号を付してその説明を省略する。本変形例に係るタイヤ加熱装置４のタイヤ金型Ｍ２は、加熱用スチーム封入のために形成された環状孔ｈ１を内部に有する金型を流用したものであり、その環状孔ｈ１には高熱拡散率を有する充填物質が充填されている。ここで、高熱拡散率を有する充填物質とは、例えば、熱媒油、シリコンオイル、液体金属（ガリウム、ウッドメタル）、加圧水などが用いられる。さらに、これらにアルミ、銅、鉄などの金属の固体粒子が含まれたものであってもよい。これにより、タイヤ金型Ｍ２の熱伝導によりタイヤを加熱する場合に、環状孔ｈ１に空気が充填されている場合に比べて、タイヤ金型Ｍ２において熱が迅速に拡散され、タイヤの加熱効率が向上する。また、環状孔ｈ１の形成されていない金型を用いて、新たに環状孔ｈ１を形成し、そこに金型部材よりも高熱拡散率を有する充填物質を充填してもよい。この場合にも、環状孔ｈ１の形成されていない場合に比べて、タイヤ金型において熱が迅速に拡散され、タイヤの加熱効率が向上する。
【００５１】
（第２実施形態）
次に、図８を用いつつ、本発明の第２実施形態について説明する。ここでは、第１実施形態と異なる部分を中心に説明し、上記の実施形態と同様の部分について同一の符号を付してその説明を省略する。図８は、本実施形態に係るタイヤ加熱装置５の側面視における模式断面図である。
【００５２】
タイヤ加熱装置５のタイヤ金型Ｍ３は、第１実施形態と同様に、加熱ユニット１００ａ、１００ｂにより加熱される。ここで、タイヤ金型Ｍ３は、スチーム加熱用のタイヤ金型であり、高温のスチームを封入してタイヤ金型Ｍ３を加熱するために形成された環状孔ｈ２を内部に有している。本実施形態では、タイヤ金型Ｍ３をスチーム加熱ではなく、誘導加熱により加熱するため、スチーム流路である環状孔ｈ２を使用しない。この場合に、スチーム流路として使われていた環状孔ｈ２をそのままの状態で、すなわち、環状孔ｈ２に空気が充填されている状態で用いる場合には、空気の熱拡散率が金属に比べて小さいために、タイヤ金型Ｍ３の環状孔ｈ２部分で熱拡散が阻害され、加熱効率向上の阻害要因となる。そこで、本実施形態においては、環状孔ｈ２には高熱拡散率を有する充填物質が充填されている。
【００５３】
ここで、高熱拡散率を有する充填物質とは、例えば、熱媒油、シリコンオイル、液体金属（ガリウム、ウッドメタル）、加圧水などが用いられる。さらに、これらにアルミ、銅、鉄などの金属の固体粒子が含まれたものであってもよい。これにより、環状孔ｈ２に空気が充填されている場合に比べて、タイヤ金型Ｍ３において熱が迅速に拡散され、タイヤの加熱効率が向上する。
【００５４】
次に、タイヤ金型Ｍ３の改造方法について説明する。タイヤ金型Ｍ３は以下のような工程により改造可能である。ここで、初期状態では、タイヤ金型Ｍ３には加熱ユニット１００ａ、１００ｂなどが設置されていない状態であり、タイヤ金型Ｍ３の環状孔ｈ２には、空気のみが充填されているとする（図９）。
（１）環状孔ｈ２に高熱拡散率を有する充填物質を充填する（図１０）。
（２）熱伝導によりタイヤ金型Ｍ３を加熱する加熱ユニット１００ａ、１００ｂなどをタイヤ金型Ｍ３に設置する（図８）。
（３）タイヤ金型Ｍ３を加熱ユニット１００ａ、１００ｂにより加熱する。
【００５５】
このような方法でタイヤ金型Ｍ３を改造することにより、スチーム加熱用のタイヤ金型Ｍ３を流用する場合に、環状孔ｈ２に空気が充填されている場合に比べて、タイヤ金型Ｍ３において熱が迅速に拡散され、タイヤを効率的に加熱できる。
【００５６】
（第３実施形態）
次に、図１１を参照しながら、本発明の第３実施形態について説明する。ここでは、第２実施形態に係るタイヤ加熱装置と異なる部分を中心に説明し、上記の実施形態と同様の部分については同一の符号を付してその説明を省略する。図１１は、本実施形態に係るタイヤ加熱装置の側面視における模式断面図である。
【００５７】
本実施形態にかかるタイヤ加熱装置６においては、タイヤ金型Ｍ３の側面を包囲して配置されている誘導加熱コイルの配置等が上記の実施形態とは異なる。以下、具体的に説明する。なお、本実施形態においても、タイヤ金型Ｍ３を誘導加熱により加熱するため、スチーム流路である環状孔ｈ２は使用しないものとする。そして、環状孔ｈ２には、高熱拡散率を有する充填物質は充填されておらず、空気あるいは窒素が充填されているものとする。
【００５８】
上記の第２実施形態に係るタイヤ加熱装置においては、タイヤ金型Ｍ３の側面を包囲する誘導加熱コイルＣ３は、タイヤ金型Ｍ３の側面全体を加熱できるように、図の上下方向に関して、均等間隔で配置されている（図８参照）。一方、本実施形態係るタイヤ加熱装置６においては、タイヤ金型Ｍ３の側面を、二つの誘導加熱コイルＣ６，Ｃ７が包囲しており、誘導加熱コイルＣ６はタイヤ金型Ｍ３の上部を加熱する位置に、誘導加熱コイルＣ７はタイヤ金型Ｍ３の下部を加熱する位置に配置されている。そして、タイヤ金型Ｍ３の、図の上下方向に関して中央部分、すなわち、環状孔ｈ２が形成されている部分には、誘導加熱コイルは配置されていない。本実施形態のように、タイヤ金型Ｍ３を、環状孔ｈ２に気体が充填されている状態で用いる場合には、気体の熱拡散率が金属に比べて小さいために、タイヤ金型Ｍ３の環状孔ｈ２部分で熱拡散が阻害され、加熱効率向上の阻害要因となる。そこで、本実施形態のように、環状孔ｈ２部分を避けるようにして誘導加熱コイルＣ６，Ｃ７を配置し、環状孔ｈ２部分を避けるようにタイヤ金型Ｍ３を加熱することで、誘導加熱による投入熱が、迅速且つ効率的に金型に伝達されるので、タイヤの加熱効率が向上する。
【００５９】
また、誘導加熱コイルＣ６とタイヤ金型Ｍ３との間の最短距離をＬ１とし、誘導加熱コイルＣ６と強磁性金属部材１０ａとの間の最短距離をＬ２とした場合に（図１１参照）、タイヤ加熱装置６においては、Ｌ１よりもＬ２が大きい（Ｌ１＜Ｌ２）という関係が成立している。Ｌ１とＬ２との関係をこのように設定することで、誘導加熱コイルＣ６とタイヤ金型Ｍ３との距離が、誘導加熱コイルＣ６と強磁性金属部材１０ａとの距離よりも短くなるために、誘導加熱コイルＣ６は、強磁性金属部材１０ａよりもタイヤ金型Ｍ３をより集中的に加熱することになる。より詳細には、誘導加熱コイルＣ６において形成された磁力線は、誘導加熱コイルＣ６から近いタイヤ金型Ｍ３に対して集中するために、強磁性金属部材１０ａに到達する前に減衰した状態になっており、その結果として、誘導加熱コイルＣ６による誘導加熱に関しては、その加熱対象がタイヤ金型Ｍ３に集中することになる。なお、ここでは図の上側の誘導加熱コイルＣ６と強磁性金属部材１０ａとの関係について説明しているが、図の下側の誘導加熱コイルＣ７と強磁性金属部材１０ｂとの関係についても同様であるので、説明を省略する。
【００６０】
また、タイヤ加熱装置６においては、誘導加熱コイルＣ６と強磁性金属部材１０ａとの間の位置に、銅板６１ａが配置されている（誘導加熱コイルＣ７と強磁性金属部材１０ｂとの間にも同様に銅板６１ｂが配置されている）。上記のように、Ｌ２がＬ１よりも大きいことで、誘導加熱コイルＣ６において形成された磁力線は、強磁性金属部材１０ａに到達する前に減衰してしまうが、それでもさらに残存する磁力線については、この非磁性導体である銅板６１ａによってシールドされることになる。この磁力線のシールドの際に、銅板６１ａには渦電流が誘発されるが、銅板６１ａの導電性が高いために発熱はほとんどなく、ジュール損（銅板６１ａにおける電力消費量）は小さい。なお、ここでは図の上側の誘導加熱コイルＣ６と強磁性金属部材１０ａとの関係について説明しているが、図の下側の誘導加熱コイルＣ７と強磁性金属部材１０ｂとの関係についても同様であるので、説明を省略する。従って、誘導加熱コイルＣ１，Ｃ２と、誘導加熱コイルＣ６，Ｃ７とは、互いに電磁気学的な影響を及ぼし合うことのない、それぞれに独立した系とみなすことができる。このような構成により、高周波電源を使用した場合における、コイル相互間の電磁気的相互干渉によるトラブルを回避することができる。なお、銅板６１ａは、非磁性導体である他の材料に置換してもよく、例えば、アルミニウム板などに置換してもよい。
【００６１】
（第４実施形態）
次に、図１２を参照しながら、本発明の第４実施形態について説明する。ここでは、上記の第１実施形態と異なる部分を中心に説明し、第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付してその説明を省略する。図１２は、本実施形態に係るタイヤ加熱装置の側面視における模式断面図である。なお、タイヤ加熱装置の断面は、図１２に一点鎖線で示す中心線を対称軸としてほぼ対称であるので、図１２には、図の右側半分の断面のみを示し、左側半分の断面については省略する。
【００６２】
本実施形態にかかるタイヤ加熱装置７は、タイヤ金型Ｍ１、二つの加熱ユニット１００ａ、１００ｂ、上側プラテンサポートＰ、及び、下側プラテンサポートＳを含み、さらに、これらの側面を包囲するように配置された、筒状の熱シールド１６ａ、筒状の強磁性非導体部材１５ａ、及び、誘導加熱コイルＣ８を有して構成されている。すなわち、タイヤ金型Ｍ１、二つの加熱ユニット１００ａ、１００ｂ、上側プラテンサポートＰ、及び、下側プラテンサポートＳは、筒状の熱シールド１６ａの内部に配置されていることになる。なお、以下の説明において”径方向”とは、筒状に形成された熱シールド１６ａにおける径方向を意味するものとする。また、本実施形態において強磁性非導体部材１５ａは筒状であるが、強磁性非導体部材は筒状でなくてもよく、例えば、軸方向に伸びる複数の部材が、周方向に沿って互いに離隔して配置されて形成されたものであってもよい。
【００６３】
熱シールド１６ａは、多層構造になっており、径方向内側から、非金属材料３８、断熱材４５、非磁性金属材料３６ｂを有して構成されている。非金属材料３８としては、例えばエポキシ樹脂、ナイロン樹脂等が用いられる。また、断熱材４５としては、例えばグラスウール、ロックウールが用いられる。また、非磁性金属材料３６ｂとしては、例えばアルミニウムなどが用いられる。
【００６４】
また、熱シールド１６ａの径方向内側には、強磁性非導体部材１５ａが配置されている。強磁性非導体部材１５ａとしては、例えば、酸化鉄（フェライトコア）が用いられる。また、強磁性非導体部材１５ａのさらに径方向内側には、誘導加熱コイルＣ８が配置されている。誘導加熱コイルＣ８は、リッツ線からなるソレノイダルコイルである。そして、誘導加熱コイルＣ８と、タイヤ金型Ｍ１との間には、空気層が挟まれる。
【００６５】
上記のように、誘導加熱コイルＣ８と、タイヤ金型Ｍ１との間に空気層が挟まれることで、高温の金型Ｍ１からの熱伝導による誘導加熱コイルＣ８への入熱が少なく、Ｃ８の過熱を抑制できる。
【００６６】
また、誘導加熱コイルＣ８と熱シールド１６ａとの間に強磁性非導体部材１５ａが設けられているので、誘導加熱コイルＣ８において形成された磁力線が強磁性非導体部材１５ａに引き寄せられる。そのため、磁力線が強磁性非導体部材１５ａに集中して、強磁性非導体部材１５ａよりも径方向外側へ磁力線が漏れ難くなる。また、磁力線が径方向位置側へ集中するので、タイヤ金型Ｍ１を集中的に加熱できるようになる。これにより、磁力線が熱シールド１６ａの外側へ漏洩してしまうことや、加熱の不要な部位へ磁力線が集中してしまうことを抑制できる。
【００６７】
また、熱シールド１６ａの内面側には非金属材料３８が配置されている。この非金属材料３８では渦電流が発生しないので、ジュール損や、不要な加熱を抑制できる。なお、非金属材料３８の代わりに、円周方向に沿って電気的に回路を形成しないように構成された非磁性金属材料を使用してもよい。この非磁性金属材料としては、例えばアルミニウムなどが用いられる。非金属材料３８の代わりに、非磁性金属材料を使用する場合には、磁力線をシールドする際に、非磁性金属材料において渦電流が誘発されるが、非磁性金属材料の導電性が高いために発熱はほとんどなく、ジュール損（非磁性金属材料における電力消費量）は小さい。これにより、不要な加熱を抑制できる。
【００６８】
また、熱シールド１６ａの内部に断熱材４５が配置されていることで、タイヤ金型Ｍ１の熱が、熱シールド１６ａの外部へ放散することを抑止できる。
【００６９】
また、熱シールド１６ａの外面側に非磁性金属材料３６ｂが配置されていることで、強磁性非導体部材１５ａによっても遮蔽しきれずに、強磁性非導体部材１５ａよりも径方向外側へ漏れ出た磁力線を遮蔽できる。これにより、磁力線の漏洩をさらに確実に抑制できる。また、この磁力線のシールドの際に、非磁性金属材料３６ｂには渦電流が誘発されるが、非磁性金属材料３６ｂの導電性が高いために発熱はほとんどなく、ジュール損（非磁性金属材料３６ｂにおける電力消費量）は小さい。
【００７０】
（第５実施形態）
次に、図１３を参照しながら、本発明の第５実施形態について説明する。ここでは、上記の第４実施形態と異なる部分を中心に説明し、第４実施形態と同様の部分については同一の符号を付してその説明を省略する。図１３は、本実施形態に係るタイヤ加熱装置の側面視における模式断面図である。
【００７１】
本実施形態にかかるタイヤ加熱装置８は、タイヤ金型Ｍ１、二つの加熱ユニット１００ａ、１００ｂ、上側プラテンサポートＰ、及び、下側プラテンサポートＳを含み、さらに、これらの側面を包囲するように配置された、筒状の熱シールド１６ｂ、筒状の強磁性非導体部材１５ｂ、及び、誘導加熱コイルＣ９を有して構成されている。すなわち、タイヤ金型Ｍ１、二つの加熱ユニット１００ａ、１００ｂ、上側プラテンサポートＰ、及び、下側プラテンサポートＳは、筒状の熱シールド１６ｂの内部に配置されていることになる。なお、本実施形態において強磁性非導体部材１５ｂは筒状であるが、強磁性非導体部材は筒状でなくてもよく、例えば、軸方向に伸びる複数の部材が、周方向に沿って互いに離隔して配置されて形成されたものであってもよい。
【００７２】
熱シールド１６ｂは、多層構造になっており、内面側から、非金属材料３８、断熱材４５を有して構成されている。
【００７３】
また、熱シールド１６ｂの径方向外側には、誘導加熱コイルＣ９が配置されており、誘導加熱コイルＣ９の径方向外側には、強磁性非導体部材１５ｂが配置されている。強磁性非導体部材１５ｂとしては、例えば、酸化鉄（フェライトコア）が用いられる。また誘導加熱コイルＣ９は、リッツ線からなるソレノイダルコイルである。そして、強磁性非導体部材１５ｂの径方向外側には、非磁性金属材料３６ｃが配置されている。非磁性金属材料３６ｃとしては、例えばアルミニウムなどが用いられる。
【００７４】
タイヤ加熱装置８によっても、上記の第４実施形態に係るタイヤ加熱装置７と同様の効果が得られる。また、このタイヤ加熱装置８では、誘導加熱コイルＣ９とタイヤ金型Ｍ１との間に熱シールド１６ｂが挟まれるので、誘導加熱コイルＣ９の過度な温度上昇をさらに抑制できる。
【００７５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。
【００７６】
例えば、加熱ユニットにおいて、第１スペーサ、第２スペーサ、強磁性非導体部材の配置については、上記のような配置には限られず、これよりも平面視において密に配置してもよいし、それぞれの配置数を減らしてもよい。
【００７７】
また、誘導加熱コイルＣ３、Ｃ４、Ｃ５はなくてもよい。
【００７８】
また、上記の実施形態においては、ブラダ方式による加硫成形について説明しているが、これには限られず、ブラダレス方式であってもよい。また、上記のタイヤ加熱装置、加熱ユニット及びタイヤ金型は、加硫成形だけでなく、他のタイヤ加熱工程において使用してもよい。
【００７９】
また、上記の実施形態においては、位置決め手段としてスペーサを用いている。スペーサを用いることで、簡易な構成により本発明に係る加熱ユニットが得られる。しかし、位置決め手段はスペーサには限られず、他の手段を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るタイヤ加熱装置の側面視における模式断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’及びＣ−Ｃ’位置における模式断面図。
【図３】図１のＤ領域の拡大模式断面図。
【図４】図２のＹ−Ｙ’で示される断面における拡大模式断面図。
【図５】本発明の第１実施形態に係るタイヤ加熱装置の第１変形例を示す模式断面図。
【図６】本発明の第１実施形態に係るタイヤ加熱装置の第２変形例を示す模式断面図。
【図７】本発明の第１実施形態に係るタイヤ加熱装置の第３変形例を示す模式断面図。
【図８】本発明の第２実施形態に係るタイヤ加熱装置の側面視における模式断面図。
【図９】図８のタイヤ金型の改造工程におけるタイヤ金型の初期状態を示した図。
【図１０】図８のタイヤ金型の改造工程において環状孔に充填物質を充填した状態を示した図。
【図１１】本発明の第３実施形態に係るタイヤ加熱装置の側面視における模式断面図。
【図１２】本発明の第４実施形態に係るタイヤ加熱装置の側面視における模式断面図。
【図１３】本発明の第５実施形態に係るタイヤ加熱装置の側面視における模式断面図。
【符号の説明】
【００８１】
１、４、５    タイヤ加熱装置
１００ａ、１００ｂ、２００ａ、３００ａ    加熱ユニット（加熱機構）
１０ａ、１０ｂ    強磁性金属部材
７１ａ、７２ａ、７１ｂ、７２ｂ、３７１ａ〜３７３ａ    第１スペーサ
２１ａ〜２３ａ、２１ｂ〜２３ｂ、３２１ａ〜３２３ａ    第２スペーサ
３０ａ、３０ｂ    非磁性導体
４０ａ、４０ｂ、２４０ａ〜２４３ａ    断熱部材
５１ａ、５２ａ、５１ｂ、５２ｂ    強磁性非導体部材
Ｃ１、Ｃ２    誘導加熱コイル
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３    タイヤ金型
ｈ１、ｈ２  環状孔
【図１】
2008100513.tif 000003
【図２】
2008100513.tif 000004
【図３】
2008100513.tif 000005
【図４】
2008100513.tif 000006
【図５】
2008100513.tif 000007
【図６】
2008100513.tif 000008
【図７】
2008100513.tif 000009
【図８】
2008100513.tif 000010
【図９】
2008100513.tif 000011
【図１０】
2008100513.tif 000012
【図１１】
2008100513.tif 000013
【図１２】
2008100513.tif 000014
【図１３】
2008100513.tif 000015