(57)【要約】【課題】スチーム加熱・加圧を行いながら、より確実なドレン除去が行える手段を備えたタイヤ加硫装置及びタイヤ加硫方法を提供する。【解決手段】グリーンタイヤＴを水平姿勢で装着自在な加硫用金型Ｅと、加硫用金型Ｅに装着されたグリーンタイヤＴをその内部からブラダＢを介して間接に加熱加圧するために、ブラダＢ内に所定圧のスチームを供給するスチーム供給手段Ｃと、スチームの凝縮によってブラダＢ内に生じたドレンを取り除くドレン除去手段Ｄとを備えたタイヤ加硫装置において、ドレン除去手段Ｄを、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生装置２１と、このマイクロ波発生装置２１で発生されたマイクロ波を金型Ｅに装着された状態のグリーンタイヤＴ内に照射するための導波管２２とで構成する。【選択図】　　　　図１
2004122650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グリーンタイヤを水平姿勢で装着自在な加硫用金型と、前記加硫用金型に装着されたグリーンタイヤをその内部から間接又は直接に加熱加圧するために、前記グリーンタイヤ内に所定圧のスチームを供給するスチーム供給手段と、スチームの凝縮によって前記グリーンタイヤ内に生じたドレンを取り除くドレン除去手段とを備えるとともに、
前記ドレン除去手段を、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生装置と、このマイクロ波発生装置で発生されたマイクロ波を前記金型に装着された状態のグリーンタイヤ内に照射するための照射部材とで構成してあるタイヤ加硫装置。
【請求項２】
前記グリーンタイヤのビード部にマイクロ波が照射されることを抑制又は阻止可能な金属製の反射部材を設けてある請求項１に記載のタイヤ加硫装置。
【請求項３】
前記照射部材を、前記グリーンタイヤのビード部に内嵌するクランプリングに装備するとともに、前記照射部材の複数を、タイヤ中心に関して均等角度毎に設けてある請求項１又は２に記載のタイヤ加硫装置。
【請求項４】
前記グリーンタイヤ内のドレン量を検出するドレン検出手段を設け、前記グリーンタイヤ内のドレンが減少すると前記ドレン除去手段の機能を低下させる、又は、前記グリーンタイヤ内のドレンがほぼ無くなると前記ドレン除去手段を停止させるように、前記ドレン検出手段と前記ドレン除去手段とを連係する制御手段を設けてある請求項１〜３のいずれか一項に記載のタイヤ加硫装置。
【請求項５】
金型に水平姿勢で装着されたグリーンタイヤをその内部から間接又は直接に加熱加圧するタイヤ加硫方法であって、
所定圧のスチームを前記グリーンタイヤ内に吹き込ませて加熱及び加圧するスチーム供給工程と、
前記スチーム供給工程においてスチームの凝縮によって前記グリーンタイヤ内に生じたドレンを、マイクロ波を前記グリーンタイヤ内に照射することで蒸発させるドレン除去工程とを含んで成るタイヤ加硫方法。
【請求項６】
前記ドレン除去工程では、ドレンが減少するとマイクロ波の照射出力を下げる、又は、ドレンがほぼ無くなるとマイクロ波の照射を停止するマイクロ波制御工程が行われる請求項５に記載のタイヤ加硫方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ加硫装置及びタイヤ加硫方法に係り、詳しくは、スチーム加熱に起因してタイヤ内に生じるドレンを良好に除去させる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加硫前のタイヤはグリーンタイヤと呼ばれ、上下方向に開閉可能な一対の金型内に水平姿勢のグリーンタイヤを装着し、装着と同時にブラダと呼ばれる可撓性の袋体をグリーンタイヤの内側に挿入密着させ、このブラダ内に加圧加熱媒体を吹き込むことによって、間接的に、グリーンタイヤの表面を金型に押し付けて必要な外形形状を付与すると同時に、加熱してゴムを変質させて加硫する方法が一般的なタイヤ加硫方法である。
【０００３】
つまり、グリーンタイヤを水平姿勢で装着自在な加硫用金型と、加硫用金型に装着されたグリーンタイヤをその内部からブラダを用いて間接に（又は直接に）加熱加圧するために、グリーンタイヤ内にセットされたブラダ内に所定圧のスチームを供給するスチーム供給手段と、スチームの凝縮によってグリーンタイヤ内に生じたドレンを取り除くドレン除去手段とを備えたタイヤ加硫装置が使われていた。
【０００４】
スチームによる加熱では、タイヤに熱を与えたスチームの一部が凝縮し、ドレンとして下部サイドウォール部に溜まるようになるが、このドレン溜まりはタイヤ上下の加熱ムラの原因となり、さらにはタイヤの品質低下をもたらすこともあり、これを防止すべくドレン除去手段を設けている。そのドレン除去手段としては、特開平８−８０５３０号公報において示されたように、スチーム導入後に、より高圧な窒素ガスをブラダ内に吹き込ませて、スチームと共にドレンを排出口から排出させる手段が知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−８０５３０号公報（第１図参照）
【特許文献２】
特開平５−１０４５２９号公報（第１図参照）
【特許文献３】
特公平６−５９６５３号公報（第１図参照）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高圧窒素ガスを吹き込ませる加圧工程を行っても、完全にドレンを除去させるのが困難であるとともに、たとえ除去できたとしても、スチーム→ブラダ→タイヤという順序によるその後の熱放出のために、再び凝縮が起こってドレンが生成されるおそれがあるため、ドレン除去手段としてはさらなる改善の余地が残されているものであった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、スチームによる加熱を行いながら、より有効で確実なドレン除去が行えるドレン除去手段を備えたタイヤ加硫装置ならびにタイヤ加硫方法を提供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の構成は、タイヤ加硫装置において、グリーンタイヤを水平姿勢で装着自在な加硫用金型と、加硫用金型に装着されたグリーンタイヤをその内部から間接又は直接に加熱加圧するために、グリーンタイヤ内に所定圧のスチームを供給するスチーム供給手段と、スチームの凝縮によってグリーンタイヤ内に生じたドレンを取り除くドレン除去手段とを備えるとともに、
ドレン除去手段を、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生装置と、このマイクロ波発生装置で発生されたマイクロ波を金型に装着された状態のグリーンタイヤ内に照射するための照射部材とで構成してあることを特徴とする。
【０００９】
請求項１の構成によれば、スチームによってグリーンタイヤを内部から加熱加圧するとともに、タイヤ内にマイクロ波を照射することでドレンを除去させる手段である。タイヤ内に導波されたマイクロ波は、タイヤ内表面（或いはブラダ表面）ではある程度吸収される。しかし、その大部分は損失係数の大きな水、即ち、ドレンに吸収されるようになり、加熱されたドレンは直ちにスチームとなり、その分のドレンが減少して行くように作用する。つまり、マイクロ波による加熱作用を、除去したいドレンだけに与えるような状態とすることができるので、効率良くドレンを加熱できてタイヤ内から迅速にドレンを排除させることが可能になる。
【００１０】
また、マイクロ波の照射は、スチームによってグリーンタイヤを加熱している間中、およびスチームの供給停止後でも、支障なく行うことができるから、スチームの供給停止後において、前述したように再び凝縮が起こってドレンが生成されることがあっても、その再生成ドレンも速やかに蒸発させて除去することができるから、タイヤ内のドレンをほぼ完全に除去できるようになる。
【００１１】
請求項２の構成は、請求項１の構成において、グリーンタイヤのビード部にマイクロ波が照射されることを抑制又は阻止可能な金属製の反射部材を設けてあることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２の構成によれば、割合としては少ないが、照射されたマイクロ波のうちのビード部に向かう成分を抑制または阻止する金属製反射部材を設けたので、ドレンに供給されるマイクロ波の割合をさらに増すことができ、より効率の良いドレン除去作用を得ることが可能になる。また、ビード部の過熱を防止する効果もある。
【００１３】
請求項３の構成は、請求項１又は２の構成において、照射部材を、グリーンタイヤのビード部に内嵌するクランプリングに装備するとともに、照射部材の複数を、タイヤ中心に関して均等角度毎に設けてあることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３の構成によれば、グリーンタイヤ内部を密閉状態にすべく、ビード部分に装着されるクランプリングに照射部材を設けたので、照射部材を支持する専用の部材が不要になるとともに、タイヤ中心に関して均等角度毎に照射部材を複数設けてあるから、ドレン除去作用が、部分的にドレンの除去が遅いといったことがなく、リング状のグリーンタイヤ内部空間において均等的に行わせることができ、迅速にドレンを取り除くことができるようになる。
【００１５】
請求項４の構成は、請求項１〜３の構成において、グリーンタイヤ内のドレン量を検出するドレン検出手段を設け、グリーンタイヤ内のドレンが減少するとドレン除去手段の機能を低下させる、又は、グリーンタイヤ内のドレンがほぼ無くなるとドレン除去手段を停止させるように、ドレン検出手段とドレン除去手段とを連係する制御手段を設けてあることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４の構成によれば、タイヤ内のドレンが減少するとドレン除去機能も低下させる制御を行わせるという考えであり、ドレンが殆ど消滅しているのに高出力でもってドレン除去手段を作動させ続けるといった無駄な作動状態［例えば、タイヤやそのビード（或いはブラダ）を不要に加熱させる等］を減少又は無くすことができるので、ドレン除去動作を効率良く行わせることができる。
【００１７】
請求項５の方法は、金型に水平姿勢で装着されたグリーンタイヤをその内部から間接又は直接に加熱加圧するタイヤ加硫方法において、
所定圧のスチームをグリーンタイヤ内に吹き込ませて加熱及び加圧するスチーム供給工程と、
スチーム供給工程においてスチームの凝縮によってグリーンタイヤ内に生じたドレンを、マイクロ波をグリーンタイヤ内に照射することで蒸発させるドレン除去工程とを含んで成ることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項５の方法によれば、これは請求項１の構成を方法化したものであり、請求項１の構成による前記作用と同等の作用を得ることができる。
【００１９】
請求項６の方法は、請求項５の方法において、ドレン除去工程では、ドレンが減少するとマイクロ波の照射出力を下げる、又は、ドレンがほぼ無くなるとマイクロ波の照射を停止するマイクロ波制御工程が行われることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項６の方法によれば、これは請求項４構成を方法化したものであり、請求項４の構成による前記作用と同等の作用を得ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１にタイヤ加硫装置（中心機構とも言う）Ａが示されており、１は下金型、２は上金型、３は金型加熱のための下プラテン、４はブラダＢの下端部（下ビード１６側）に嵌装された下クランプリング、５はブラダＢの上端部（上ビード１７側）に嵌装された上クランプリング、６はセンターポストである。なお、下金型１と上金型２とで金型Ｅが、下クランプリング４と上クランプリング５とでクランプリングＦが、そして、上下のビード１６，１７でビード部ｂがそれぞれ構成されている。
【００２２】
上クランプリング５と下クランプリング４との間にブラダＢの上下端が保持され、センターポスト６が上に伸長し、ブラダＢを筒状に立った状態にして、グリーンタイヤＴを下金型１の上に載せ、上金型２が閉じる前にセンターポスト６が下に短縮する。この時、ブラダＢに低圧流体を供給しつつグリーンタイヤＴ内に挿入密着させるシェーピングを行いつつ、図示のグリーンタイヤＴが上下の金型２，１内に装着された状態にする所謂スタンディングポストタイプのタイヤ加硫装置Ａである。
【００２３】
下クランプリング４の外周には、加熱加圧媒体であるスチームの供給のためのノズルＮｏが周方向に傾斜して開口し円周等配分で配設されている。このノズルＮｏの間に位置するようにドレン用の排出口１０が開口している。ノズルＮｏは供給管１１に接続され、排出口１０は排出管１２に接続される。供給管１１にはバルブ１３を介してスチーム供給手段Ｃが接続されている（バルブ１４を介してより高圧の窒素ガスをブラダＢ内に吹き込ませるよう、窒素ガス供給手段Ｎが接続されていても良い）。排出管１２からはグリーンタイヤ内のスチームが排出され、パージ（後述）が行われる。排出管１２のバルブ１５を閉じることによって、デッドエンド（後述）等を行うことが可能である。
【００２４】
ノズルＮｏはグリーンタイヤの赤道付近に斜めに吹き付け可能なように斜めに開口しており、パージ時の攪拌効果を高めている。また、グリーンタイヤＴのビードリング付近のブラダＢ（Ｏ点）の高さと、下クランプリング４の上面の高さを揃えて、ドレンの排出を容易にしている。
【００２５】
次に、ドレン除去手段Ｃについて説明する。
図２に示すように、グリーンタイヤＴ内に所定圧のスチームを供給する前述のスチーム供給手段Ｃと、スチームＳの凝縮によってグリーンタイヤＴ内に生じたドレンを取り除くドレン除去手段Ｄとを備え、ドレン除去手段Ｄは、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生装置２１と、このマイクロ波発生装置２１で発生されたマイクロ波を金型Ｅに装着された状態のグリーンタイヤＴ内に照射するための導波管（照射部材の一例）２２とで構成されている。
【００２６】
ドレン除去手段Ｄは、マイクロ波発生装置２１、アイソレーター７、パワーモニター８、整合器９、導波管２２、圧力隔壁２３等から構成されており、これらの各部分をこの順で経てブラダＢ内部へマイクロ波を照射することができる。マイクロ波の導入方向は上部リムから下部へと向かう向きが望ましいので、複数の導波管２２は、マイクロ波が上ビード１７部分から斜め下方へと向かうようにその向きが定められるとともに、タイヤ中心Ｐに関して均等角度毎（導波管２２が２個のときは１８０度間隔で、４個のときには９０度間隔に設定する）に配置してある。また、圧力隔壁２３は、マイクロ波を透過する材料、例えば窒化珪素からなる。
【００２７】
このマイクロ波を被加熱物（ドレン）に作用させて（照射させて）行う誘電加熱、即ちマイクロ波加熱は、電子レンジや電気炉等において用いられる手段であり、一般的には波長１メートル〜０．１ミリメートル（周波数３００メガヘルツ〜３テラヘルツ）の電波であって、電話やテレビの遠距離中継やレーダーなどにも用いられる。ここでいうマイクロ波の周波数は、９１５ＭＨｚ或いは２．４５ＧＨｚに限らず、もっと高周波（例えば２８ＧＨｚ）でも良い。水の損失係数εｒ・ｔａｎδは各種物質の中で最大級である（比誘電率εｒ＝７０、２．４５ＧＨｚに対する誘電体損失角ｔａｎδ＝０．２）。これに対して、ブラダＢ又はグリーンタイヤＴを構成する主要物質であるゴムの損失係数εｒ・ｔａｎδは各種物質の中でも低い方である（比誘電率εｒ＝３．０、２．４５ＧＨｚに対する誘電体損失角ｔａｎδ＝０．００８）。そのため、マイクロ波は殆どドレンの加熱に消費され、ゴムの加熱に消費される部分は少ない。そのため、マイクロ波は、ドレンの蒸発に有効に消費される。
【００２８】
そして、図２に示すように、グリーンタイヤＴ内のドレンｄの量を検出するドレン検出手段１９を設け、グリーンタイヤＴ内のドレンｄが減少するとドレン除去手段Ｄの機能を低下させる、又は、グリーンタイヤＴ内のドレンｄがほぼ無くなるとドレン除去手段Ｄを停止させるように、ドレン検出手段１９とドレン除去手段Ｄとを連係する制御手段２０を設けてある。
【００２９】
ここで、ドレン検出手段１９は、出力波と反射波とをそれぞれ個別に検出できるパワーモニター８で構成されており、出力波と反射波との検出量の割合から制御手段２０がグリーンタイヤＴ内のドレンｄの量や有無を判断するように機能する。例えば、検出される出力波と反射波との比、即ち検出比が５：１といった具合に出力波割合が圧倒的に大きければ、照射されたマイクロ波の殆どがドレンｄに吸収されていることであり、ドレンｄが多く存在すると判断できる。
【００３０】
前記検出比が１：１や１：２等の反射波割合が多い状態になると、これはグリーンタイヤＴ内のドレンｄが減って少なくなったと制御手段２０が判断し、マイクロ波発生装置２１の出力を絞るよう機能する。そして、前記検出比が１：２０等の殆ど反射波であると、即ちドレンｄが無くなったと制御手段２０で判断されると、マイクロ波発生装置２１を停止させるように機能する。
【００３１】
つまり、ドレン除去手段Ｄは、ドレンｄの量が多ければ大出力に制御され、ドレンｄの量が少なくなると出力を絞り、ドレンｄが無くなると停止するのである。また、ドレンｄの量の多少とドレン除去手段Ｄの出力とを同調させる制御も可能であり、パワーモニター８で検出して、マイクロ波の出力を増したり絞ったりしての加熱量コントロールを自在に行うことが可能である。
【００３２】
次に、本タイヤ加硫装置Ａによるタイヤ加硫方法について概略説明する。
図４（ａ）において、グリーンタイヤＴ内にノズルＮｏからスチームＳが吹き込まれ、スチームＳの凝縮分が補給可能なように、供給口を開き排出口１０（図１参照）を閉じる所謂デッドエンドの状態にして、グリーンタイヤＴを内部からブラダＢを介して間接的に加熱加圧している状態を示している。すると、グリーンタイヤＴの下側の底にドレンｄが溜まり、グリーンタイヤＴの下側が上側に比較して加熱不足の状態になる。
【００３３】
そこで、図４（ｂ）のように、ノズルＮｏからスチームＳを吹き込むと共に、排出口１０を開く所謂パージを行う（パージ工程）と、スチームの流れが強くなり、グリーンタイヤＴに衝突したスチームＳが上下に分流し、下側に分流したスチームＳがドレンｄを押し流し、図示されない排出口１０からドレンｄが排出される。しかし、完全にドレンｄが排出されるまでには至らずに、部分的ドレンｄが残る。
【００３４】
次に、図４（ｃ）のように、排出口１０を閉じたままドレン除去手段Ｄを作動させ、導波管２２からグリーンタイヤＴ内にマイクロ波を照射するドレン除去工程を行う。このマイクロ波の照射により、ドレンｄは効率良く加熱されて直ぐに蒸発してスチームとなり、グリーンタイヤＴの下側の底に溜まっていたドレンｄを除去することができる。
【００３５】
〔別実施形態〕
《１》　図３に示すように、下クランプリング４の外周部位に、マイクロ波が下ビード１６に及ぶのを阻止するため（下ビード１６の過熱を避けるため）、金属製の反射板（反射部材の一例）１８を下クランプリング４に装備しても良い。反射板１８は、下クランプリング４に固定される垂直に起立した板下部１８ａと、タイヤ外周側に倒れ傾斜する板上部１８ｂとを有した屈曲部材に形成されている。
【００３６】
《２》　図示しないが、反射板１８の配置場所や形状工夫によっては、下リム部（下クランプリング５）からマイクロ波をグリーンタイヤＴ内に導波（照射）することも可能である。
【００３７】
《３》　ドレン除去手段ＤによるグリーンタイヤＴ内へのマイクロ波の照射が、設定された時間だけ機能するタイマー制御を行うようにしても良い。設定時間は、タイヤの形状や大きさ、或いはゴム等の材質から判断して求めると良い。
【００３８】
《４》　ドレン検出手段１９を、例えば、クランプリングＦに装着された高周波検出器といった専用のものとして設けても良い。
【００３９】
《５》ドレン除去手段Ｄが適用されるタイヤ加硫装置として、ブラダＢを使用するタイプの装置で説明したが、ブラダレスであって、グリーンタイヤの上下ビード部を拡縮自在なチャックでシール可能に保持するメカニカル方式のタイヤ加硫装置にも適用できる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、マイクロ波を照射することによるドレン除去手段を有した本発明によるタイヤ加硫装置及び加硫方法では、スチームを用いてタイヤを加硫させる工程において、タイヤに熱を与えたスチームの一部が凝縮し、ドレンとして下部サイドウォール部に溜まることを、より確実に回避することができるので、タイヤ上下の加熱ムラが抑制されて均一条件で加硫処理が行え、タイヤ品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】タイヤ加硫装置の構造を示す断面側面図である。
【図２】ドレン除去手段の構成を示す系統図である。
【図３】ドレン除去手段の別構成を示す系統図である。
【図４】タイヤ加硫方法を示し、（ａ）はスチーム供給工程、（ｂ）はパージ工程、（ｃ）はマイクロ波制御工程を含むドレン除去工程である。
【符号の説明】
１８　反射部材
１９　ドレン検出手段
２０　制御手段
２１　マイクロ波発生装置
２２　照射部材
ｂ　ビード部
Ｃ　スチーム供給手段
Ｄ　ドレン除去手段
Ｅ　金型
Ｆ　クランプリング
Ｐ　タイヤ中心
Ｔ　グリーンタイヤ
【図１】
2004122650.tif 000003
【図２】
2004122650.tif 000004
【図３】
2004122650.tif 000005
【図４】
2004122650.tif 000006