(57)【要約】【課題】生タイヤ４の全体を所望の温度に急速かつ確実に昇温させ、加硫成形を短時間で完了させることを可能にする。【解決手段】ベルト部材５６が埋め込まれた生タイヤ４を予熱するものである。生タイヤ４を横向き姿勢等の所定姿勢で着脱可能に保持する保持機構１と、保持機構１に保持された生タイヤ４に対して高周波磁界を印加することによって、ベルト部材５６を高周波磁界により誘導加熱する誘導加熱機構１１と、金属製部材の誘導加熱では昇温の遅れる律速部に対して輻射加熱する第１〜第４輻射加熱ヒータ１５ａ〜１５ｄとを有している。【選択図】　　　　図１
2004130653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製部材が埋め込まれた生タイヤを予熱する生タイヤ予熱方法であって、
前記金属製部材に対する誘導加熱と、該誘導加熱では昇温の遅れる律速部に対する輻射加熱とを併用することにより予熱することを特徴とする生タイヤ予熱方法。
【請求項２】
金属製部材がトレッド部に埋め込まれた生タイヤを予熱する生タイヤ予熱方法であって、
前記金属製部材に対する誘導加熱と、前記トレッド部の両端部に対する輻射加熱とを併用することにより予熱することを特徴とする生タイヤ予熱方法。
【請求項３】
金属製部材がトレッド部およびビード部に埋め込まれた生タイヤを予熱する生タイヤ予熱方法であって、
前記トレッド部の金属製部材に対する誘導加熱と、前記トレッド部の両端部および前記ビード部に対する輻射加熱とを併用することにより予熱することを特徴とする生タイヤ予熱方法。
【請求項４】
金属製部材が埋め込まれた生タイヤを予熱する生タイヤ予熱装置であって、
前記生タイヤを所定姿勢で着脱可能に保持する保持機構と、
前記保持機構に保持された生タイヤに対して高周波磁界を印加することによって、前記金属製部材を前記高周波磁界により誘導加熱する誘導加熱機構と、
前記金属製部材の誘導加熱では昇温の遅れる律速部に対して輻射加熱する輻射加熱ヒータと
を有することを特徴とする生タイヤ予熱装置。
【請求項５】
前記金属製部材がトレッド部に埋め込まれており、
前記輻射加熱ヒータは、前記トレッド部の両端部とビード部とを前記律速部として輻射加熱するように配設されていることを特徴とする請求項４に記載の生タイヤ予熱装置。
【請求項６】
前記保持機構で保持された生タイヤを周方向に回転させるタイヤ回転機構を有することを特徴とする請求項４または５に記載の生タイヤ予熱装置。
【請求項７】
請求項１ないし３の何れか１項に記載の生タイヤ予熱方法により予熱されたものであることを特徴とする生タイヤ。
【請求項８】
請求項１ないし３の何れか１項に記載の生タイヤ予熱方法により予熱された生タイヤを加硫成形したものであることを特徴とするタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加硫成形前の生タイヤに対して予熱を行う生タイヤ予熱方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、成形機で成形された生タイヤは、加硫設備の建屋内等に設定された保管場所のラックに室温の環境下で保管され、生産計画に基づいてラックから取り出されて加硫機へ運搬される。加硫機に生タイヤが搬入されると、例えばブラダ方式の加硫機においては、生タイヤをモールドの型締めによりモールド内に装填した後、タイヤ穴に挿入されたブラダ内に高温高圧の熱媒体を供給することによって、ブラダを伸展させてタイヤ内壁面に密接させる。そして、ブラダを介してタイヤ内壁面を加熱しながらモールド方向に押圧することによって、生タイヤのトレッド部にモールドのタイヤ溝を形成する。また、加熱されたモールドと高温の熱媒体に接するブラダとで生タイヤを外側および内側から加熱し、生タイヤを早期に加硫開始温度にまで昇温させることによって、短時間で加硫成形を完了するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のように、生タイヤを室温の環境下で長時間保管すると、生タイヤが例えば２５℃等の室温に近い温度になるため、加硫機で生タイヤを加硫成形する際に、生タイヤを室温から加硫開始温度にまで昇温させる必要がある。従来においては、上述のように、モールドおよびブラダにより生タイヤの外側および内側から加熱することにより短時間で加硫成形を完了するようにしているが、生タイヤが熱伝導率の低いゴムを主要な構成材料としているため、生タイヤの表面側が短時間で昇温しても、内部側の昇温が遅れ、特に大きな厚みを有したトレッド肉厚部やビード部における内部中心の昇温の遅れが顕著になる。従って、生タイヤの表面側の加硫を終えた場合でも、生タイヤの内部側が加硫温度に昇温して加硫を終えるまでは加硫成形を継続する必要があるため、加硫成形を十分に短時間で完了することができないという問題がある。
【０００４】
また、生タイヤの保管時に生タイヤに対してマイクロ波を照射することによって、加硫成形前に生タイヤを予熱する方法が採用されることもあるが、この方法では、マイクロ波が生タイヤの表面側を主に予熱（加熱）し、加硫成形時に最も昇温の遅れる内部側を十分に予熱することができないため、加硫成形を短時間で完了するための根本的な解決策とはならない。さらに、マイクロ波の吸収率は、ゴム部材の成分の微妙なバラツキに敏感で、その傾向は、高温となるほど顕著となり、均一加熱が困難となる。そして、このような問題は、ブラダ方式やブラダレス方式等の各種の加硫機において生じており、特にブラダ方式の加硫機にあっては、ブラダ自体も熱伝導率の低いゴムにより形成されているため、一層大きな問題になっている。
【０００５】
そこで、本発明は、加硫成形を十分に短時間で完了することができる生タイヤ予熱方法およびその装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明の生タイヤ予熱方法は、金属製部材が埋め込まれた生タイヤを予熱する生タイヤ予熱方法であって、前記金属製部材に対する誘導加熱と、該誘導加熱では昇温の遅れる律速部に対する輻射加熱とを併用することにより予熱することを特徴としている。
【０００７】
上記の構成によれば、金属製部材が埋め込まれた部位においては金属製部材に対する誘導加熱により内側から加熱され、この誘導加熱による熱伝導では昇温の遅れる律速部においては輻射加熱により表面側から加熱されることによって、生タイヤの各部を所望の温度に急速かつ確実に昇温させることができる。これにより、生タイヤの各部を所望の予熱温度まで昇温させることができることから、加硫成形時に短時間で加硫温度にまで全体を加熱することが可能になり、結果として加硫成形を短時間で完了することができる。
【０００８】
請求項２の発明の生タイヤ予熱方法は、金属製部材がトレッド部に埋め込まれた生タイヤを予熱する生タイヤ予熱方法であって、前記金属製部材に対する誘導加熱と、前記トレッド部の両端部に対する輻射加熱とを併用することにより予熱することを特徴としている。これにより、一般的な構成の生タイヤに対して予熱を十分に行うことができる。
【０００９】
請求項３の発明の生タイヤ予熱方法は、金属製部材がトレッド部およびビード部に埋め込まれた生タイヤを予熱する生タイヤ予熱方法であって、前記トレッド部の金属製部材に対する誘導加熱と、前記トレッド部の両端部および前記ビード部に対する輻射加熱とを併用することにより予熱することを特徴としている。これにより、一般的な構成の生タイヤに対して予熱を十分に行うことができる。さらに、高価な誘導加熱のための装置をビード部用に導入する必要がないため、生タイヤ予熱方法を実施する装置を安価に得ることができる。
【００１０】
請求項４の発明の生タイヤ予熱装置は、金属製部材が埋め込まれた生タイヤを予熱する生タイヤ予熱装置であって、前記生タイヤを所定姿勢で着脱可能に保持する保持機構と、前記保持機構に保持された生タイヤに対して高周波磁界を印加することによって、前記金属製部材を前記高周波磁界により誘導加熱する誘導加熱機構と、前記金属製部材の誘導加熱では昇温の遅れる律速部に対して輻射加熱する輻射加熱ヒータとを有することを特徴としている。
【００１１】
上記の構成によれば、金属製部材が埋め込まれた部位においては金属製部材に対する誘導加熱により内側から加熱され、この誘導加熱による熱伝導では昇温の遅れる律速部においては輻射加熱により表面側から加熱されることによって、生タイヤの全体を所望の温度に急速かつ確実に昇温させることができる。これにより、生タイヤの各部を所望の予熱温度まで昇温させることができることから、加硫成形時に短時間で加硫温度にまで生タイヤ全体を加熱することが可能になり、結果として加硫成形を短時間で完了することができる。
【００１２】
請求項５の発明の生タイヤ予熱装置は、請求項４に記載の生タイヤ予熱装置であって、前記金属製部材がトレッド部に埋め込まれており、前記輻射加熱ヒータは、前記トレッド部の両端部とビード部とを前記律速部として輻射加熱するように配設されていることを特徴としている。これにより、一般的な構成の生タイヤに対して予熱を十分に行うことができる。さらに、高価な誘導加熱のための装置をビード部用に導入する必要がないため、生タイヤ予熱装置を安価に得ることができる。
【００１３】
請求項６の発明の生タイヤ予熱装置は、請求項４または５に記載の生タイヤ予熱装置であって、前記保持機構で保持された生タイヤを周方向に回転させるタイヤ回転機構を有することを特徴としている。これにより、生タイヤの全体を均等に予熱することができる。
【００１４】
請求項７の発明の生タイヤは、請求項１ないし３の何れか１項に記載の生タイヤ予熱方法により予熱されたものであることを特徴としている。これにより、短時間で生タイヤの加硫成形を完了することができる。
【００１５】
請求項８の発明のタイヤは、請求項１ないし３の何れか１項に記載の生タイヤ予熱方法により予熱された生タイヤを加硫成形したものであることを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１ないし図１１に基づいて以下に説明する。
本実施形態に係る生タイヤ予熱装置は、保管工程に設けられている。保管工程は、生タイヤを成形する成形工程と、生タイヤを加硫成形する加硫工程との間に配置されており、加硫成形前に生産計画に応じて一時的に生タイヤを保管する工程である。
【００１７】
尚、図４に示すように、生タイヤ４は、両端部が曲折されたカーカス組立体５１と、カーカス組立体５１の曲折部に設けられた金属製のビードワイヤ５２と、カーカス組立体５１の内周面に貼設されたゴム製のインナーライナ５３と、カーカス組立体５１の外周面および側周面にそれぞれ貼設されたゴム製のトレッド部材５４およびサイドウオール部材５５と、トレッド部材５４およびカーカス組立体５１間に設けられた金属製のベルト部材５６とを有した構成にされている。そして、これらの部材で構成された生タイヤ４は、接地面となるトレッド部４ａと、トレッド部４ａの両側に位置されたサイドウォール部４ｂ・４ｂ´と、サイドウォール部４ｂ・４ｂ´の端部に位置されたビード部４ｃ・４ｃ´とを有した形状に形成されている。尚、以後の説明においては、生タイヤ４を横置きしたときの上側に位置するビード部４ｃを上ビード部４ｃと称し、下側に位置するビード部４ｃ´を下ビード部４ｃ´と称する。
【００１８】
上記の生タイヤ４を予熱する生タイヤ予熱装置は、図１に示すように、生タイヤ４を横置き姿勢で着脱可能に保持する保持機構１と、保持機構１に保持された生タイヤ４を回転させるタイヤ回転機構２と、生タイヤ４を保持機構１と共に予熱位置にセットするタイヤセット機構３と、生タイヤ４の内部を加圧する図示しない加圧機構とを備えている。保持機構１は、生タイヤ４の上ビード部４ｃを支持する上支持プレート２１と、生タイヤ４のビード部４ｃ´を支持する下支持プレート２２とを有している。これらの支持プレート２１・２２は、ビード部４ｃ・４ｃ´を気密に保持することにより生タイヤ４内に気密の内部空間を形成する。
【００１９】
上支持プレート２１の中心部には、支持軸２３が上方に突設されている。支持軸２３は、上述のタイヤセット機構３に連結されている。一方、下支持プレート２２の中心部には、回転軸２４が下方に突設されている。回転軸２４は、上述のタイヤ回転機構２に連結されている。また、加圧手段は、回転軸２４内に形成された流体通路と、流体通路に対してエアー等の圧力流体を供給する圧力流体供給源とを有している。加圧手段は、生タイヤ４の内部空間に流体通路を経て圧力流体を供給することによって、生タイヤ４を内圧により所定形状に膨らませて予熱時における変形を防止する。
【００２０】
さらに、生タイヤ予熱装置は、輻射加熱機構１０と誘導加熱機構１１とを備えている。これらの加熱機構１０・１１は、横置き姿勢でセットされた生タイヤ４の側方にそれぞれ配設されている。誘導加熱機構１１は、トレッド部４ａを主に誘導加熱するコイル１２と、コイル１２が巻回されたコア１３とを有している。コイル１２は、生タイヤ４のトレッド部４ａの一部に沿うように外側面が曲率を有した形状に形成されている。また、コイル１２は、誘導加熱電源部３１に接続されている。誘導加熱電源部３１は、誘導電力をコイル１２に供給することにより高周波磁界を生成する。そして、このように構成された誘導加熱機構１１は、コイル１２による高周波磁界をコア１３を介して生タイヤ４の周方向に形成することによって、トレッド部４ａに設けられたスチールベルト５を効率的に電磁誘導加熱する。
【００２１】
一方、輻射加熱機構１０は、４台の第１〜第４輻射加熱ヒータ１５ａ〜１５ｄと、これらの輻射加熱ヒータ１５ａ〜１５ｄを所定姿勢に支持するヒータ支持台１４とを備えている。各輻射加熱ヒータ１５ａ〜１５ｄは、図２に示すように、高温の熱線を発生するヒータランプ１７と、熱線に指向性を持たせるように、ヒータランプ１７から出射された熱線を反射する反射板１８とを備えている。ヒータランプ１７は、熱容量の小さなハロゲンランプからなっている。ヒータランプ１７は、直線的な円柱形状に形成されており、軸芯方向が生タイヤ４の半径方向に対して直交するように設定されている。尚、ヒータランプ１７は、遠赤外線セラミックヒータ等の輻射加熱ヒーターを用いることができる。
【００２２】
図１に示すように、第１輻射加熱ヒータ１５ａは、生タイヤ４の上ビード部４ｃに対応した高さ位置に配置されている。この第１輻射加熱ヒータ１５ａは、上ビード部４ｃに対して熱線を集中的に照射して加熱する姿勢に設定されている。第２輻射加熱ヒータ１５ｂは、トレッド部４ａの上端部に対応した高さ位置に配置されている。この第２輻射加熱ヒータ１５ｂは、トレッド部４ａの上端部に対して熱線を集中的に照射して加熱する姿勢に設定されている。第３輻射加熱ヒータ１５ｃは、トレッド部４ａの下端部に対応した高さ位置に配置されている。この第３輻射加熱ヒータ１５ｃは、トレッド部４ａの下端部に対して熱線を集中的に照射して加熱する姿勢に設定されている。第４輻射加熱ヒータ１５ｄは、下ビード部４ｃ´に対応した高さ位置に配置されている。この第４輻射加熱ヒータ１５ｄは、下ビード部４ｃ´に対して熱線を集中的に照射して加熱する姿勢に設定されている。
【００２３】
上記の各輻射加熱ヒータ１５ａ〜１５ｄは、ヒータ支持台１４に支持されることによって、上述のように各高さ位置で所定の各姿勢にそれぞれ保持されている。ヒータ支持台１４は、図示しない進退移動機構に連結されている。進退移動機構は、ヒータ支持台１４を生タイヤ４に対して水平方向に進退移動させるように構成されている。そして、進退移動機構は、予熱位置に対して生タイヤ４を着脱する場合、ヒータ支持台１４を生タイヤ４から最も離れた退避位置に後退させる一方、生タイヤ４を予熱する場合、各輻射加熱ヒータ１５ａ〜１５ｄの熱線を生タイヤ４に照射可能な予熱位置にヒータ支持台１４を前進させるようになっている。
【００２４】
さらに、生タイヤ予熱装置は、予熱温度を検出する第１〜第５温度センサー１６ａ〜１６ｅを備えている。これらの温度センサー１６ａ〜１６ｅは、生タイヤ４の表面温度を赤外線に基づいて非接触で検出するように構成されている。第１温度センサー１６ａは、上ビード部４ｃの予熱温度を検出するように高さ位置および姿勢が設定されている。第２温度センサー１６ｂは、トレッド部４ａの上端部の予熱温度を検出するように高さ位置および姿勢が設定されている。第３温度センサー１６ｃは、トレッド部４ａの下端部の予熱温度を検出するように高さ位置および姿勢が設定されている。第４温度センサー１６ｄは、下ビード部４ｃ´の予熱温度を検出するように高さ位置および姿勢が設定されている。そして、これらの第１〜第４温度センサー１６ａ〜１６ｄは、上述の第１〜第４輻射加熱ヒータ１５ａ〜１５ｄのすぐ下流に位置するように、これら第１〜第４輻射加熱ヒータ１５ａ〜１５ｄと共にヒータ支持台１４に取り付けられている。
【００２５】
また、第５温度センサー１６ｅは、生タイヤ４の内部空間に位置するように、上支持プレート２１および下支持プレート２２間に設けられている。第５温度センサー１６ｅの後端部には、揺動装置１９の揺動軸１９ａが連結されている。揺動装置１９は、ステッピングモータやエンコーダ付きのモータ等の駆動モータを備えており、揺動角度を検出しながら揺動軸１９ａを正方向および逆方向に回動可能になっている。そして、第５温度センサー１６ｅは、揺動装置１９の揺動軸１９ａを揺動中心として上下方向に揺動することによって、トレッド部４ａの上端部から下端部までの領域における予熱温度を検出可能になっている。尚、揺動装置１９は、揺動方向の上限位置および下限位置にリミットスイッチをそれぞれ配置し、各リミットスイッチがＯＮ状態となったときに、揺動方向を反転させるようになっていても良い。
【００２６】
上記の第１〜第５温度センサー１６ａ〜１６ｅは、温度入力部３２に接続されている。温度入力部３２は、予熱制御装置３０に備えられている。予熱制御装置３０は、温度入力部３２の他、上述の誘導加熱電源部３１、ヒータ電源部３３、タイヤ駆動部３４、タイヤセット駆動部３５および情報処理部３６を備えている。温度入力部３２は、第１〜第５温度センサー１６ａ〜１６ｅから出力された電圧値や電流値の予熱温度信号を取り込んでデジタル値に変換する機能と、デジタル信号化された予熱温度信号を情報処理部３６からの選択信号により選択的に出力する機能とを有している。
【００２７】
また、誘導加熱電源部３１は、誘導加熱機構１１のコイル１２に電気的に接続されている。誘導加熱電源部３１は、情報処理部３６からの誘導加熱信号に基づいて誘導電力を誘導加熱機構１１のコイル１２に供給することによって、コイル１２から高周波磁界を生成させる機能を有している。ヒータ電源部３３は、第１〜第４輻射加熱ヒータ１５ａ〜１５ｄに電気的にそれぞれ接続されている。ヒータ電源部３３は、情報処理部３６からの輻射加熱信号に基づいて各加熱ヒータ１５ａ〜１５ｄにヒータ電力を供給することによって、各加熱ヒータ１５ａ〜１５ｄから任意の熱量で熱線を発生させる機能を有している。タイヤ駆動部３４は、タイヤ回転機構２に電気的に接続されている。タイヤ駆動部３４は、情報処理部３６からの回転信号に基づいてタイヤ回転機構２を作動させて生タイヤ４を回転させる機能を有している。タイヤセット駆動部３５は、タイヤセット機構３に電気的に接続されている。タイヤセット駆動部３５は、タイヤセット信号に基づいてタイヤセット機構３を作動させて生タイヤ４を着脱させる機能を有している。
【００２８】
上記の誘導加熱電源部３１等の各部３１〜３５は、情報処理部３６に接続されている。情報処理部３６は、マイクロコンピュータやパーソナルコンピュータ等の情報処理装置からなっており、入出力部３７と演算部３８と通信部３９と記憶部４０と表示部４１とデータ入力部４２とを有している。入出力部３７は、上述の各部３１〜３５に接続されており、各部３１〜３５との間で各種の信号を送受信可能にしている。記憶部４０は、例えば予熱ルーチン等のプログラムデータや予熱形態テーブル等の処理データのように、各種のデータを記憶している。尚、予熱ルーチンは、生タイヤ４の搬入出処理と予熱処理とを行うためのプログラムである。また、予熱形態テーブルは、生タイヤ４に対する予熱処理の形態を表形式で示したものであり、輻射加熱と誘導加熱とで予熱する第１予熱形態と、輻射加熱のみで予熱する第２予熱形態とを生タイヤ４の品種データに対応させたものである。
【００２９】
演算部３８は、上記の予熱ルーチン等のプログラムを実行する。通信部３９は、図示しない通信網に接続されており、この通信網に接続された生産管理システム等の情報処理装置に対して例えば予熱中の生タイヤ４の品種や予熱状況等の予熱情報データを送受信するようになっている。表示部４１は、予熱情報データを画面表示する。データ入力部４２は、キーボードやマウス、各種のスイッチ類からなっており、予熱情報データや操作信号を入力可能にしている。
【００３０】
上記の構成において、生タイヤ予熱装置の動作を通じて生タイヤ予熱方法について説明する。
【００３１】
成形工程において、図４に示すように、図示しないタイヤ成形機によりベルト部材５６やビードワイヤ５２を内部に有した複数の層からなる生タイヤ４が作成される。この生タイヤ４は、図１に示すように、保持機構１の上支持プレート２１および下支持プレート２２により上ビード部４ｃおよび下ビード部４ｃ´がそれぞれ保持されることによって、保持機構１と共に搬送可能な状態とされる。そして、生タイヤ４を加硫成形するまでに待ち時間が存在する場合には、生タイヤ４が膨張された状態に維持されながら保管工程に搬送される。
【００３２】
保管工程においては、予熱制御装置３０の情報処理部３６が予熱ルーチンに基づいた動作で作動している。従って、生タイヤ４が保管工程に搬送されると、先ず、生タイヤ４に対して生タイヤ搬入処理が行われる。即ち、図３に示すように、タイヤセット機構３が保持機構１の支持軸２３に連結されることによって、生タイヤ４が保持される。そして、生タイヤ４が横置き姿勢にされた後、回転軸２４がタイヤ回転機構２の上方に位置するように水平移動される。この後、生タイヤ４が保持機構１と共に下降され、回転軸２４がタイヤ回転機構２に装着されることによって、生タイヤ４が予熱位置にセットされる（Ｓ１）。
【００３３】
次に、データ入力処理が実施され、予熱位置にセットされた生タイヤ４の品種データ等の各種の予熱情報データの入力待ち状態となる。そして、データ入力部４２のキーボード等がオペレータに操作され、予熱情報データが入力されると、この予熱情報データが記憶部４０に格納される（Ｓ２）。この後、タイヤ駆動部３４が作動されることによって、生タイヤ４がタイヤ回転機構２により一方向に回転される（Ｓ３）。
【００３４】
また、予熱情報データが入力されると、このデータ内から品種データが読み出され、予熱形態テーブルのデータと突合せ処理される。そして、品種データに対応する予熱処理の形態が特定される。突合せ処理の結果、第１予熱形態が特定された場合には、輻射加熱と誘導加熱とで予熱する品種であると認識される。また、第２予熱形態が特定された場合には、輻射加熱のみで予熱する品種であると認識される。
【００３５】
この後、生タイヤ４が第１予熱形態の品種であるか否かが判定され（Ｓ４）、第１予熱形態の品種である場合には（Ｓ４，ＹＥＳ）、誘導加熱電源部３１が作動される。この結果、誘導加熱電源部３１から誘導加熱機構１１のコイル１２に誘導電力が供給されることによって、生タイヤ４のトレッド部４ａに強度の高周波磁界が印加され、トレッド部４ａのベルト部材５６が誘導加熱される。これにより、生タイヤ４の大きな肉厚のトレッド部４ａの主に中心側がタイヤ内部から加熱され、トレッド部４ａへの加熱が生タイヤ４の回転により全周に対して行われる（Ｓ５）。
【００３６】
この後、ヒータ電源部３３が作動され、第１〜第４輻射加熱ヒータ１５ａ〜１５ｄにヒータ電力が供給される。各第１〜第４輻射加熱ヒータ１５ａ〜１５ｄは、ヒータ電力に応じたエネルギー量で発熱し、ヒータランプ１７から熱線を発生する。熱線は、反射板１８で反射されることにより大部分が生タイヤ４方向に進行する。そして、第１〜第４輻射加熱ヒータ１５ａ〜１５ｄから出射された熱線は、生タイヤ４の上ビード部４ｃとトレッド部４ａの上端部とトレッド部４ａの下端部と下ビード部４ｃ´とにそれぞれ到達し、これら各部４ｃ・４ａ・４ｃ´を表面側から加熱する（Ｓ６）。
【００３７】
一方、Ｓ４において、生タイヤ４が第２予熱形態の品種、即ち、ゴム厚の比較的に薄い乗用車用やライトトラック用の品種であると認識された場合には（Ｓ４，ＮＯ）、誘導加熱が不要であるため、上述のＳ６が実行されることによって、第１〜第４輻射加熱ヒータ１５ａ〜１５ｄによる各部４ｃ・４ａ・４ｃ´の加熱のみが行われる（Ｓ６）。
【００３８】
上記のようにして生タイヤ４に対する加熱（予熱）が開始されると、予熱温度制御処理が実施される。即ち、第１〜第５温度センサー１６ａ〜１６ｅが各部４ｃ・４ａ・４ｃ´の予熱温度を検出し、電圧値や電流値の予熱温度信号として温度入力部３２に出力する。温度入力部３２は、第１〜第５温度センサー１６ａ〜１６ｅの予熱温度信号の中から情報処理部３６の選択信号に対応する予熱温度信号を取り込む。そして、この予熱温度信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、情報処理部３６に出力する。情報処理部３６は、選択信号を順次切り替えることによって、各部４ｃ・４ａ・４ｃ´の予熱温度を予熱温度信号に基づいて認識する。この後、各部４ｃ・４ａ・４ｃ´の予熱温度が所定温度となるように、ヒータ電源部３３を例えばＯＮ―ＯＦＦ制御やＰＩＤ制御等の各種の制御形態で制御する。また、誘導加熱を行っていた場合には、さらに誘導加熱電源部３１の制御も各種の制御形態で行う。この結果、生タイヤ４が室温の環境下で保管されていても、生タイヤ４の温度低下を生じることがなく、さらに、輻射加熱や誘導加熱の程度によっては加硫温度に近い温度にまで生タイヤ４の全体を昇温させることが可能になる（Ｓ７）。
【００３９】
この後、上記のようにして予熱された生タイヤ４が保管工程の後工程である加硫工程に搬送される場合には、輻射加熱や誘導加熱が停止された後、ヒータ支持台１４が後退されることによって、第１〜第４輻射加熱ヒータ１５ａ〜１５ｄおよび第１〜第４温度センサー１６ａ〜１６ｄが待機位置に移動される。この後、開放状態にされた生タイヤ４が支持軸２３を介してタイヤセット機構３により上方に引き上げられる。そして、加硫工程に搬出され、生タイヤ４が加硫成形されて最終製品のタイヤとされる。この際、輻射加熱と誘導加熱との併用により生タイヤ４の全体が短時間の内に所望の予熱温度にまで昇温されているため、予熱時間が短い段階で加硫工程に払い出された場合でも、生タイヤ４の全体を短時間で加硫温度にまで昇温させて加硫成形を完了することができる（Ｓ８）。
【００４０】
次に、本実施形態における生タイヤ予熱方法およびその装置の効果を確認するため、下記の試験を行った。
【００４１】
即ち、図５に示すように、生タイヤ４のトレッド部４ａに複数の熱電対４５を埋設した。尚、埋設位置は、トレッド部４ａの上端部、中心部および下端部と、これら各部の中間位置である上側中間部と下側中間部である。そして、各熱電対４５を温度検出装置に接続し、各部の温度を測定可能な状態にした。この後、上記の生タイヤ４を生タイヤ予熱装置にセットし、第２および第３輻射加熱ヒータ１５ｂ・１５ｃを作動させると共に、誘導加熱機構１１を作動させることにより輻射加熱と誘導加熱とで生タイヤ４を予熱した。そして、１分（ｍｉｎ）、２分（ｍｉｎ）、３分（ｍｉｎ）、５分（ｍｉｎ）および８分（ｍｉｎ）が経過したときの各部の温度を測定した。また、比較のため、誘導加熱機構１１による誘導加熱のみを行った場合の各部の温度を同様の時間経過で測定した。この結果、図６に示すように、輻射過熱と誘導加熱とを併用した場合には、生タイヤ４の上端部と下端部とが他の部位と同等以上の加熱速度で昇温することが明らかになった。
【００４２】
また、図１の誘導加熱機構１１による誘導加熱のみで加熱した場合におけるビードワイヤ５２と律速部（トレッド部４ａの端部）との温度変化を測定した。この結果、図７に示すように、誘導加熱のみが行われる場合には、生タイヤ４の上端部と下端部との加熱速度が他の部位よりも低いことが明らかになった。
【００４３】
次に、図１の第１〜第４輻射加熱ヒータ１５ａ・１５ｄによる輻射加熱の場合におけるビードワイヤ５２と律速部（トレッド部４ａの端部）との温度変化を測定した。そして、この測定結果を『本発明』として図８のグラフに記載した。また、ビードワイヤ５２に誘導加熱を行った場合におけるビードワイヤ５２と律速部（トレッド部４ａの端部）との温度変化を測定し、この測定結果を『本発明未実施』として図８のグラフに記載した。この結果、輻射加熱を行った『本発明』の場合には、ビードワイヤ５２の昇温速度よりも律速部の昇温速度が高くなることが明らかになった。一方、誘導加熱のみを実施した『本発明未実施』の場合には、ビードワイヤ５２の昇温速度に対して律速部の昇温速度が極めて低いことが明らかになった。
【００４４】
以上のように、本実施形態の生タイヤ予熱方法は、図１に示すように、ベルト部材５６やビードワイヤ５２等の金属製部材が埋め込まれた生タイヤ４を予熱する方法であって、金属製部材に対する誘導加熱と、この誘導加熱では昇温の遅れる律速部に対する輻射加熱とを併用することにより予熱する構成である。尚、金属製部材は、ベルト部材５６およびビードワイヤ５２以外のものであっても良い。また、本実施形態においては、律速部としてトレッド部４ａの端部を例示しているが、これに限定されるものではなく、律速部は、金属製部材の誘導加熱では昇温の遅れる部位を意味する。
【００４５】
上記の構成によれば、金属製部材が埋め込まれた部位においては金属製部材に対する誘導加熱により内側から加熱され、この誘導加熱による熱伝導では昇温の遅れる律速部においては輻射加熱により表面側から加熱されることによって、生タイヤ４の全体を所望の温度に急速かつ確実に昇温させることができる。これにより、生タイヤ４の全体を所望の予熱温度まで昇温させることができることから、加硫成形時に短時間で加硫温度にまで全体を加熱することが可能になり、結果として加硫成形を短時間で完了することができる。
【００４６】
具体的には、本実施形態の生タイヤ予熱方法は、ベルト部材５６がトレッド部４ａに埋め込まれた生タイヤ４を予熱するものであって、ベルト部材５６に対する誘導加熱と、トレッド部４ａの両端部に対する輻射加熱とを併用することにより予熱する構成である。これにより、一般的な構成の生タイヤ４に対して予熱を十分に行うことができる。
【００４７】
より具体的には、生タイヤ予熱方法は、ベルト部材５６およびビードワイヤ５２がトレッド部４ａに埋め込まれた生タイヤ４を予熱する生タイヤ予熱方法であって、トレッド部４ａのベルト部材５６に対する誘導加熱と、トレッド部４ａの両端部およびビード部４ｃ・４ｃ´に対する輻射加熱とを併用することにより予熱する構成である。これにより、一般的な構成の生タイヤ４に対して予熱を十分に行うことができる。さらに、高価な誘導加熱のための装置をビード部４ｃ・４ｃ´用に導入する必要がないため、生タイヤ予熱方法を実施する装置を安価に得ることができる。
【００４８】
また、上記の生タイヤ予熱方法は、本実施形態の生タイヤ予熱装置において実施することができる。即ち、生タイヤ予熱装置は、ベルト部材５６やビードワイヤ５２等の金属製部材が埋め込まれた生タイヤ４を予熱するものであって、生タイヤ４を横向き姿勢等の所定姿勢で着脱可能に保持する保持機構１と、保持機構１に保持された生タイヤ４に対して高周波磁界を印加することによって、金属製部材を高周波磁界により誘導加熱する誘導加熱機構１１と、金属製部材の誘導加熱では昇温の遅れる律速部に対して輻射加熱する第１〜第４輻射加熱ヒータ１５ａ〜１５ｄとを有した構成である。
【００４９】
上記の構成によれば、金属製部材が埋め込まれた部位においては金属製部材に対する誘導加熱により内側から加熱され、この誘導加熱による熱伝導では昇温の遅れる律速部においては輻射加熱により表面側から加熱されることによって、生タイヤ４の全体を所望の温度に急速かつ確実に昇温させることができる。これにより、生タイヤ４の全体を所望の予熱温度まで昇温させることができることから、加硫成形時に短時間で加硫温度にまで生タイヤ４全体を加熱することが可能になり、結果として加硫成形を短時間で完了することができる。
【００５０】
また、本実施形態の生タイヤ予熱装置は、ベルト部材５６（金属製部材）がトレッド部４ａに埋め込まれており、第１〜第４輻射加熱ヒータ１５ａ〜１５ｄは、トレッド部４ａの両端部とビード部４ｃ・４ｃ´とを律速部として輻射加熱するように配設された構成にされている。これにより、一般的な構成の生タイヤ４に対して予熱を十分に行うことができる。さらに、高価な誘導加熱のための装置をビード部４ｃ・４ｃ´用に導入する必要がないため、生タイヤ予熱装置を安価に得ることができる。
【００５１】
さらに、本実施形態の生タイヤ予熱装置は、保持機構１で保持された生タイヤ４を周方向に回転させるタイヤ回転機構２を有した構成にされている。これにより、生タイヤ４の全体を均等に予熱することができる。
【００５２】
以上、本発明を好適な実施の形態に基づいて説明したが、本発明はその趣旨を超えない範囲において変更が可能である。即ち、生タイヤ予熱装置は、図９に示すように、第１〜第４輻射加熱ヒータ１５ａ〜１５ｄに加えて、トレッド部４ａの中央部を輻射加熱するように配設された第５輻射加熱ヒータ１５ｅを備えていても良い。この場合には、トレッド部４ａを一層良好に加熱することができる。
【００５３】
また、本実施形態においては、図１に示すように、第１〜第４輻射加熱ヒータ１５ａ〜１５ｄが生タイヤ４の外部に配設されているが、これに限定されるものでもなく、図１０に示すように、第１〜第４輻射加熱ヒータ１５ａ〜１５ｄが生タイヤ４の内部に配設されていても良い。この場合には、生タイヤ予熱装置を小型化することができる。さらに、本実施形態においては、図２に示すように、第１〜第４輻射加熱ヒータ１５ａ〜１５ｄが直線的な円柱形状に形成されているが、これに限定されるものでもなく、生タイヤ４の周方向に沿った曲線形状に形成されていて良い。この場合には、熱線を高効率で生タイヤ４の各部に照射することができる。また、本実施形態におけるコイル１２は、生タイヤ４のトレッド部４ａの一部に沿うように外側面が曲率を有した形状に形成されているが、これに限定されるものでもない。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、金属製部材が埋め込まれた部位においては金属製部材に対する誘導加熱により内側から加熱され、この誘導加熱による熱伝導では昇温の遅れる律速部においては輻射加熱により表面側から加熱されることによって、生タイヤの全体を所望の温度に急速かつ確実に昇温させることができる。これにより、生タイヤの全体を所望の予熱温度まで昇温させることができることから、加硫成形時に短時間で加硫温度にまで全体を加熱することが可能になり、結果として加硫成形を短時間で完了することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】生タイヤ予熱装置の概略構成図である。
【図２】輻射加熱ヒータの配置状態を示す説明図である。
【図３】予熱ルーチンのフローチャートである。
【図４】生タイヤの要部分解斜視図である。
【図５】生タイヤの予熱試験における生タイヤの温度測定位置を示す説明図である。
【図６】輻射過熱と誘導加熱とを併用して加熱した場合における生タイヤの温度測定位置と温度との関係を示すグラフである。
【図７】誘導加熱のみで加熱した場合における生タイヤの温度測定位置と温度との関係を示すグラフである。
【図８】ビードワイヤおよび律速部の温度変化を示すグラフである。
【図９】輻射加熱ヒータの配置状態を示す説明図である。
【図１０】輻射加熱ヒータの配置状態を示す説明図である。
【図１１】輻射加熱ヒータの配置状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１　保持機構
２　タイヤ回転機構
３　タイヤセット機構
４　生タイヤ
１０　輻射加熱機構
１１　誘導加熱機構
１２　コイル
１３　コア
１４　ヒータ支持台
１５ａ〜１５ｄ　第１〜第４輻射加熱ヒータ
１６ａ〜１６ｅ　第１〜第５温度センサー
１７　ヒータランプ
１８　反射板
１９　揺動装置
２１　上支持プレート
２２　下支持プレート
３０　予熱制御装置
３１　誘導加熱電源部
３２　温度入力部
３３　ヒータ電源部
３４　タイヤ駆動部
３５　タイヤセット駆動部
４０　記憶部
４５　熱電対
５１　カーカス組立体
５２　ビードワイヤ
５３　インナーライナ
５４　トレッド部材
５５　サイドウオール部材
５６　ベルト部材
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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