(57)【要約】【課題】効率的かつ計画的な熱交換を可能にしたタイヤサイド用熱交換装置および熱交換方法を提供する。【解決手段】可撓性を有してタイヤサイドＴＳの表面に当接する表皮層２と、表皮層２の内側に接する熱媒体層３と、弾性を有して熱媒体層３の内側に接するクッション層４とからなり、熱媒体層３が表皮層２に沿って渦巻状に配されて熱媒体が循環する熱媒体経路３Ａで構成されるようにする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有してタイヤサイド部の表面に当接する表皮層と、該表皮層の背面側に積層された熱媒体層と、弾性を有して前記熱媒体層の背面側に積層されたクッション層とからなり、前記熱媒体層は前記表皮層に沿って渦巻状に配されて熱媒体が循環する熱媒体経路で構成されたことを特徴とするタイヤサイド用熱交換装置。
【請求項２】
前記熱媒体層が、並列に配置されていて向流的な循環方向を有する少なくとも２系統の熱媒体経路を含むことを特徴とする請求項１に記載のタイヤサイド用熱交換装置。
【請求項３】
前記熱媒体層が、周回領域ごとに別個の系統の熱媒体経路を含むことを特徴とする請求項１に記載のタイヤサイド用熱交換装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤサイド用熱交換装置を用いて、熱媒体供給源から前記熱媒体経路に熱媒体を供給し、該熱媒体を前記熱媒体経路内で循環させて、前記表皮層を介してタイヤサイド部と前記熱媒体層との間で熱交換を行うことを特徴とする熱交換方法。
【請求項５】
前記熱媒体経路の入口および出口における前記熱媒体の温度差および前記熱媒体の流量に基づいて前記熱媒体の温度および／または流量を調整して熱交換量を制御することを特徴とする請求項４に記載の熱交換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤサイド用熱交換装置および熱交換方法に関し、更に詳しくは、効率的かつ計画的な熱交換を可能にしたタイヤサイド用熱交換装置および熱交換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤの製造において、例えば補強材料として有機繊維コードが用いられている場合に、加硫モールドから取り出した加硫済みタイヤをそのまま自然冷却すると、有機繊維コードが過度に収縮して不適切なタイヤ形状に変形することがある。このような不具合を防止するために、加硫済みタイヤをインフレーションさせながら冷却するポストキュアインフレーション工程（以下、ＰＣＩ工程という）を行なうことがある。
【０００３】
このようなＰＣＩ工程では、タイヤサイド部を選択的に早期に冷却することが好ましく、タイヤ性能と生産性とを両立するために、様々な冷却方法が提案されている。例えば、特許文献１，２では、冷却水を用いて加硫済みタイヤを冷却することが提案されている。
【０００４】
しかしながら、これら方法では冷却速度を充分に制御することが困難であるという問題がある。また、水蒸気の発生や温水の飛散による環境への影響が懸念される。更に、ＰＣＩ工程以外でタイヤサイド部の温度を制御（過熱／冷却）する必要が生じた場合に、特許文献１，２のような方法はＰＣＩ工程における冷却のみに特化しているため、そのまま採用することができず、汎用性が低いという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０‐２４１０１７号公報
【特許文献２】特開２０１２‐２１８２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、効率的かつ計画的な熱交換を可能にしたタイヤサイド用熱交換装置および熱交換方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明のタイヤサイド用熱交換装置は、可撓性を有してタイヤサイド部の表面に当接する表皮層と、該表皮層の背面側に積層された熱媒体層と、弾性を有して前記熱媒体層の背面側に積層されたクッション層とからなり、前記熱媒体層は前記表皮層に沿って渦巻状に配されて熱媒体が循環する熱媒体経路で構成されたことを特徴とする。
【０００８】
本発明のタイヤサイド用熱交換装置を用いた本発明の熱交換方法は、熱媒体供給源から前記熱媒体経路に熱媒体を供給し、該熱媒体を前記熱媒体経路内で循環させて、前記表皮層を介してタイヤサイドと前記熱媒体層との間で熱交換を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、上述のように熱媒体層（熱媒体経路）内で熱媒体を循環させて、表皮層を介してタイヤサイドと熱媒体層との間で熱交換を行っているので、効率的かつ計画的な熱交換が可能になる。即ち、熱媒体が特定の経路内を循環しているため、従来のように熱媒体（冷却水）をタイヤサイドに直接接触させる場合に比べて、熱交換の制御を容易に行うことが可能になる。このとき、表皮層は可撓性を有することでタイヤサイド形状に沿って変形可能であり、熱媒体層は渦巻状の配置により熱媒体経路の周回部ごとに巻軸方向に変位可能であることで表皮層の変形に追従して変形可能であり、クッション層は弾性を有するので表皮層および熱媒体層の変形に追従して変形可能であるので、熱交換時には表皮層がタイヤサイドの表面に密着して、タイヤサイド全面に亘って均等な熱交換を行うことができる。また、熱媒体は熱媒体経路内を循環しており閉鎖系を構築しているので、熱媒体が外部に漏れること（蒸気の発生や、熱媒体自体の飛散）を防止することができる。尚、このとき熱媒体の種類や温度は限定されないので、熱媒体の種類や温度を適宜設定することで冷却または加熱を容易に変更可能である。
【００１０】
本発明のタイヤサイド用熱交換装置では、前記熱媒体層が、並列に配置されていて向流的な循環方向を有する少なくとも２系統の熱媒体経路を含む仕様にすることもできる。この仕様では、熱媒体層の全体に亘って温度分布が均質化され、タイヤサイド全体に対して均等な熱交換を行うことが可能になる。
【００１１】
本発明のタイヤサイド用熱交換装置では、前記熱媒体層が、周回領域ごとに別個の系統の熱媒体経路を含む仕様にすることもできる。この仕様では、タイヤサイド部の位置に応じて異なった設定の熱交換を独立に行うことが可能になり、例えばタイヤサイド部の肉厚、材質、内部構造等を考慮した細かな設定の熱交換が可能になる。
【００１２】
本発明の熱交換方法では、熱媒体経路の入口および出口における熱媒体の温度差および熱媒体の流量に基づいて熱媒体の温度および／または流量を調整して熱交換量を制御する仕様にすることもできる。この仕様では、より計画的に熱交換を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態からなるタイヤサイド用熱交換装置の断面図である。
【図２】本発明の実施形態からなるタイヤサイド用熱交換装置の主要部を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態からなるタイヤサイド用熱交換装置の熱媒体層の構造を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態からなるタイヤサイド用熱交換装置の断面図である。
【図５】本発明の別の実施形態からなるタイヤサイド用熱交換装置の熱媒体層の構造を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１，２に示すように、本発明のタイヤサイド用熱交換装置１は、表皮層２と熱媒体層３とクッション層４とが積層されて構成される。空気入りタイヤＴのサイドウォール部ＴＳ（以下、タイヤサイド部ＴＳと言う）に当接する側（図１の下側）を表面側、その逆側（図の上側）を背面側とすると、表皮層２の背面側に熱媒体層３が積層され、熱媒体層３の背面側にクッション層４が積層されている。尚、図１の例では、クッション層４の背面側にタイヤサイド用熱交換装置１の土台となる基部５が積層されている。この基部５は必要に応じて任意に設けることができる。
【００１６】
タイヤサイド用熱交換装置１は、タイヤサイド部ＴＳの熱交換を行うための装置であるので、少なくともタイヤサイド部ＴＳを覆うように、例えば図２に示すようにタイヤサイド部ＴＳに沿った環状を成す。尚、タイヤサイド用熱交換装置１は、タイヤサイド部ＴＳの全体を覆うことができ、後述のように熱媒体層３を構成する熱媒体経路３Ａが渦巻状に配されていれば、その全体の形状は図２の環状に限定されない。
【００１７】
表皮層２は、タイヤサイド部ＴＳの表面と当接する層であり、この層を介してタイヤサイド部ＴＳと後述の熱媒体層３との間で熱交換が行われる。表皮層２は、熱交換時にタイヤサイド部ＴＳの表面に密着できるよう、可撓性を有する材料で構成される。そのような材料としては、例えば、シリコンゴムシート、フッ素樹脂フィルム等のを例示することができる。更に、表皮層２を構成する材料は、加硫直後の高温のタイヤと接触しても劣化しないように耐熱性に優れることが好ましい。その一方で、タイヤサイド部ＴＳと後述の熱媒体層３との間の熱交換を阻害しないように高熱伝導性であることが好ましい。これに加えて、熱交換作業後にタイヤを容易に剥離可能であることが好ましい。これらの点から、前述の材料の中でもカーボンブラックで補強された布引のシリコンゴムシートが特に好ましい。表皮層２の厚さは特に限定されないが、例えば１ｍｍ〜５ｍｍにすることができる。
【００１８】
熱媒体層３は、熱交換を行う際に熱媒体が循環する層であり、具体的には、熱媒体層３を構成する熱媒体経路３Ａ内を熱媒体が循環するようになっている。熱媒体経路３Ａは、表皮層２に沿うように設けられ、図３に示すように渦巻状に配されている。この熱媒体経路３Ａとしては、例えば銅、真鍮、ステンレス等の金属製細チューブを好適に用いることができる。また耐熱性（加硫直後のタイヤ温度で劣化しない特性）を有する材質であればポリマー系チューブを用いることもできる。熱媒体経路３Ａ（金属製細チューブ、ポリマー系チューブ）の径は特に限定されないが、例えば１ｍｍ〜５ｍｍにすることができる。熱媒体経路３Ａ（金属製細チューブ、ポリマー系チューブ）の断面形状としては、円形、長円形、長方形、正方形等を採用することができるが、伝熱面積を広く取れることから長円形または長方形が特に好ましい。熱媒体層３は、前述のように熱媒体経路３Ａが渦巻状に配置されているので、例えば図４に示すように、熱媒体経路３Ａの周回部ごとに巻軸方向に変位可能であり、それによりタイヤサイド部ＴＳの形状に応じた表皮層２の変形に追従して変形可能になっている。熱媒体経路３Ａの隣り合う周回部どうしは接触していても離間していてもよいが、熱媒体経路３Ａの隣り合う周回部どうしの離間距離が小さいほど熱交換性能が高い一方で、離間距離が大きいほど熱媒体層３は変形し易くなる。そのため、熱媒体経路３Ａの隣り合う周回部どうしの離間距離は０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度に設定することが好ましい。
【００１９】
クッション層４は、前述の表皮層２および熱媒体層３を裏打ちする層である。表皮層２および熱媒体層３の変形に追従して変形可能になるように弾性を有する材料で構成される。例えば、エアバッグフォーム質のクッション材、コイルスプリングを縦横に並べた構成体等を用いることができる。尚、ＰＣＩ工程においてタイヤサイドを冷却する場合には、高温のタイヤと前述の熱媒体層２との間で熱交換が行われるので、クッション層３は高温に晒されることはなく、クッション層３自体が耐熱性に優れる必要はないが、この熱交換装置を用いてタイヤサイドを加熱する場合等には熱媒体層２（熱媒体）の温度で劣化しない程度の耐熱性を有することが必要となる。
【００２０】
熱媒体は、熱媒体経路３Ａ内を循環可能な材料であれば特に限定されないので、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、ＰＣＩ工程においてタイヤサイドを冷却する場合には、熱媒用オイルの中でも沸点が加硫直後のタイヤ温度よりも高いものを用いることが好ましい。
【００２１】
本発明では、上述のように熱媒体層３（熱媒体経路３Ａ）内で熱媒体を循環させて、表皮層２を介してタイヤサイド部ＴＳと熱媒体層３との間で熱交換を行っているので、ドライ状態で効率的かつ計画的な熱交換が可能になる。即ち、熱媒体が特定の経路内を循環しているため、従来のように熱媒体（冷却水）をタイヤサイドに直接接触させる場合に比べて、熱交換の制御を容易に行うことが可能になる。このとき、表皮層２は上述のように可撓性を有するのでタイヤサイド形状に沿って変形可能であり、熱媒体層３（熱媒体経路３Ａ）は上述の渦巻状の配置により熱媒体経路３Ａの周回部ごとに巻軸方向に変位可能であり、上述のように表皮層２の変形に追従して変形可能であり、クッション層４は上述のように弾性を有することで表皮層２および熱媒体層３の変形に追従して変形可能であるので、熱交換時には表皮層２が図４に示すようにタイヤサイド部ＴＳの表面に密着する。これによりタイヤサイド部ＴＳの全面に亘って均等な熱交換を行うことができる。また、熱媒体は熱媒体経路３Ａ内を循環しており閉鎖系を構築しているので、熱媒体が外部に漏れること（蒸気の発生や、熱媒体自体の飛散）を防止することができる。尚、このとき熱媒体の種類や温度は限定されないので、熱媒体の種類や温度を適宜設定することで冷却または加熱を容易に変更可能である。
【００２２】
熱媒体経路３Ａは、前述の渦巻状に配置されていれば複数系統を設けることもできる。即ち、図５に示すように、熱媒体層３が、並列に配置されていて向流的な循環方向を有する２系統の熱媒体経路３Ａａ，３Ａｂを含む仕様にすることもできる。このような仕様では、例えば冷却を行う場合には、熱媒体（冷媒）が外周側から内周側に向かって図の矢印方向に流れる一方の系統３Ａａでは、熱媒体（冷媒）の温度が外周側から内周側に向かって上昇し、熱媒体（冷媒）が内周側から外周側に向かって図の矢印方向に流れる他方の系統３Ａｂでは、熱媒体（冷媒）の温度が内周側から外周側に向かって上昇する。その結果、これら２系統の熱媒体経路３Ａａ，３Ａｂの温度分布が合わさることで熱媒体層３の全体の温度分布が均質化され、タイヤサイド全体に対して均等な熱交換を行うことが可能になる。
【００２３】
或いは、渦巻状に配された熱媒体経路３Ａの周回領域（例えば内周側と外周側）で複数系統の熱媒体経路３Ａを備えた仕様にすることもできる。このような仕様では、タイヤサイド部ＴＳのタイヤ径方向の位置に応じて異なった設定の熱交換を独立に行うことが可能になる。その結果、例えばタイヤサイド部ＴＳの肉厚、材質、内部構造等のタイヤ径方向の位置ごとの違いを考慮した細かな設定が可能になる。
【００２４】
このようなタイヤサイド用熱交換装置を用いた熱交換方法では、熱媒体供給源から熱媒体経路３Ａに熱媒体を供給し、この熱媒体を熱媒体経路３Ａ内で循環させて、必要に応じて適宜熱媒体を回収し、表皮層２を介してタイヤサイド部ＴＳと熱媒体層３（熱媒体経路３Ａ）との間で熱交換を行うことになる。この際に、予め設定された熱交換計画に基づいて、予め設定された温度の熱媒体を、予め設定された流量で、予め設定された時間だけ循環させて熱交換工程を行うことができる。或いは、予め熱交換計画を設定する一方で、熱媒体の流量と熱媒体経路３Ａの入口および出口における熱媒体の温度とを随時測定するようにして、熱媒体経路３Ａの入口および出口における熱媒体の温度差と熱媒体の流量に基づいて熱交換量を算出し、この算出された熱交換量と予め設定された熱交換計画との差異に基づいて熱媒体の温度や流量を調整して熱交換量を制御する仕様にすることもできる。この仕様では、より計画的かつ均質な熱交換を行うことが可能になる。
【００２５】
本発明のタイヤサイド用熱交換装置および熱交換方法では、上述のように充分に制御されて均質な熱交換を行うことができるので、例えば、本発明のタイヤサイド用熱交換装置および熱交換方法によってＰＣＩ工程におけるタイヤサイドの冷却を行った場合、適正な冷却速度でタイヤサイドを冷却することができ、また、冷却むらを抑制することができるため、このＰＣＩ工程を経て製造された空気入りタイヤはより高品質となり、すぐれたタイヤ性能を発揮することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１  タイヤサイド用熱交換装置
２  表皮層
３  熱媒体層
３Ａ  熱媒体経路
４  クッション層
５  基部
Ｔ  空気入りタイヤ
ＴＳ  タイヤサイド部
【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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