(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧された熱媒体充填物を加熱・攪拌するためのタイヤ加熱用ユニットにおいて、
電気モーター(22)で駆動されるタービン(23)を有し、このタービン(23)と電気モータの回転子および固定子とが熱媒体を収容する密閉空間(19)の内部に収容されていることを特徴とするユニット。
【請求項２】
熱媒体を加熱する手段が密閉空間(19)内の熱媒体の循環経路上に配置されている請求項１に記載のユニット。
【請求項３】
２つの固定先端突起部(11)を有する加硫用の膜(10)を有し、先端突起部(11)はテーブル(12, 13)に固定され、密閉空間(19)の一部は第１および第２のテーブル(12, 13)で区画され、テーブル(12, 13)を相対的に接近・離反させる手段を有し、テーブル(12, 13)のこの相対移動時にテーブル間の気密性が維持される請求項１または２に記載のユニット。
【請求項４】
テーブル(12, 13)を相対的に接近・離反させる上記手段が、頂部が一方のテーブル(12)に固定されたシャフト(16)と、他方のテーブル(13)と一体な中空シャフト(34）とを有し、これらのシャフト(16)および中空シャフト(34）は相対移動可能であり、上記タービン(23)は中空シャフト(34）に支持されている請求項３に記載のユニット。
【請求項５】
熱媒体を導入または排出させ、所定量の熱媒体を密閉空間(19)内に閉じ込めておくための自動弁(20)をテーブル(13)が有する請求項３または４に記載のユニット。
【請求項６】
膜がテーブル(12, 13)に直接固定されている請求項３〜５のいずれか一項に記載のユニット。
【請求項７】
タイヤ内側の空洞内に熱媒体を循環させタイヤを加硫する方法において、
上記熱媒体中に電気モータの回転子および固定子を完全に浸漬して熱媒体の少なくとも一部を電気モータの加熱損失によって再加熱し、再加熱された熱媒体を上記電気モータによって駆動されるタービンを用いてタイヤ内側へ供給することを特徴とする方法。
【請求項８】
熱媒体中に電気抵抗体を浸漬し、この電気抵抗体から出る熱を調節することで加硫用熱媒体の温度を制御する請求項７に記載の方法。
【請求項９】
テーブルに取付けられた、タイヤ加熱中に熱媒体を収容するための膜を使用する請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
テーブルが相対移動でき、テーブルの相対位置に係わらず膜とテーブルとによって密封空間が区画される請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はタイヤの加硫法に関するものであり、特に、タイヤ内側に熱を供給するための手段に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤの加硫方法および装置は種々知られている。
第１のカテゴリーの機械は個別プレスである。この個別プレスではタイヤはそれに熱を伝達するのに必要な時間中ずっとプレス内に装填されたままである。この個別プレスでは生素材の導入および加硫済みタイヤの取出しに必要な操作機構が金型に備えられており、この金型は製造サイクル中プレス内に設置されたままである。
第２のカテゴリーの加熱機械は、複数の金型を生素材の導入と加硫済みタイヤの取出しとを行う型締め装置へ順次送って加硫操作と型締め操作とを別に行うシステムである。米国特許第 4,728,274号にはこの形式の例は記載されている。以下ではこの形式を「集合(collective)型」プレスまたはシステムとよぶことにする。
【０００３】
いずれの場合でも、加硫反応進行中はタイヤ素材に内側および外側から熱を与え且つ所定の成形圧力を加える必要がある。本発明はこの中の内側から熱を与える方法に関するものであり、特に、加硫に必要な熱を伝達し且つ素材の内側から成形圧力を加えるための熱媒体を用いた加硫システムに関するものである。なおタイヤ素材の外側はサイドウォールおよびトレッドの外側表面を規定する金型で保持される。
【０００４】
集合型のシステムでは、加熱用金型は型締め装置から離れ、加硫に必要な所定時間の間そのまま保持される。一般には、型締め装置内に予め計算された量の熱媒体を導入した後に型締め装置を熱媒体の供給源から遮断する。この場合、熱媒体の保持手段との接続は、タイヤ素材を金型中に導入して金型を型締め装置から離した時に容易に取外しできるものが有利である。また、熱媒体の接続と温度調節とを行うことができる搭載型の装置（すなわち金型と一緒に移動する装置）にするのが好ましい。
【０００５】
タイヤを成形し且つその内側から熱を供給するために現在用いられている装置は大型であるため種々の問題がある。この問題は主として第２のカテゴリーに属する機械の場合に深刻である。そのため、金型利用効率に優れるという第２のカテゴリーの機械の利点はあまり利用されていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、熱媒体の攪拌および加熱に必要な手段をタイヤリムの間の利用可能な空間内に集中させることによって上記問題点を解決した、加硫プレスまたは加硫用金型を開閉するのに用いられる型締め装置の構成により大きな自由度を与えることができる容量が極めて大きいシステムを提案することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、加圧された熱媒体充填物を加熱・攪拌するためのタイヤ加熱用ユニットにおいて、電気モータで駆動されるタービンを有し、このタービンと電気モータの回転子および固定子とが熱媒体を収容する密閉空間の内部に収容されていることを特徴とするユニットを提供する。従って、タービンを駆動するための回転シャフトが空間の壁を突き抜けることはない。
【０００８】
本発明はさらに、熱媒体中に完全に浸漬された回転子および固定子を有する電気モータによって駆動されるタービンを用いてタイヤ内側で熱媒体を供給し且つタイヤ内側の空洞内で熱媒体を循環させ、熱媒体の少なくとも一部を電気モータの加熱損失によって再加熱することを特徴とするタイヤの加硫方法を提供する。従って、加硫の全体エネルギー効率が向上する。
以下、添付図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【０００９】
【実施例】
図１は本発明のユニット１を示し、タイヤ加熱時に熱媒体を収容する膜（メンブレン）10を用いた方法に本発明を適用した場合を示している。図１はタイヤ２の加硫中の図である。熱媒体は不活性ガス、例えば窒素にするのが好ましい。
加硫用の膜10は２つの先端突起部11を有し、これらの先端突起部11は各側板14によって各テーブル12、13に固定されている。破線15はタイヤの外側表面を成形するための金型を表している。
【００１０】
テーブル12にはシャフト16が固定されており、テーブル13の中央部には孔が形成されており、シャフト16はこの孔に挿入され、この孔はシャフト16上を自由に摺動できるようになっている。シャフト16とテーブル13との間の気密性は２つの継手17で確保される。２つのテーブル12、13と膜10とによって熱媒体を収容する気密な空間19が形成される。
【００１１】
テーブル13は空間19中への熱媒体の導入・抜き取用の自動弁20を有している。この自動弁20は空間19内に所定量の熱媒体を閉じ込めて、所定圧力を維持する役目をする。テーブル13には空間19内に設置された電気設備に電力を供給するための密閉式電気接点21も有している。シャフト16はスリーブ18によって保護され、テーブル13はこのシャフト16を介して加硫機械の機枠に固定される。テーブル13を金型15と一体化することもできる。なお、上記の機構は加硫中に空間19内に生じる内部圧力に耐えるようになっているということは理解できよう。
【００１２】
図１の中央部の左半分は断面図で、右側は側面図であり、電気モータ22とタービン23とを示している。空間19内には熱媒体の加熱手段（ここでは熱媒体の循環経路上に設けられた電気抵抗24）が配置されている。モータ22の固定子25はテーブル13に固定された胴板26に取付けられており、モータ22の回転子27はチューブ28に取付けられている。このチューブ28はテーブル13と一体な中空シャフト34に取付けた軸受29に取付けられている。チューブ28は羽根30からなるタービン23を支持し、駆動する。
【００１３】
タービン23が回転すると矢印32、33方向に熱媒体が循環する。矢印32の方向へ吸引された熱媒体はユニット１の中心部分に達し、ここで電気抵抗24上を通る。電気抵抗24の各螺旋体はチューブ28とほぼ同心且つ互いにわずかにズレていて、循環する熱媒体がその周囲全体に接触して通過し、熱交換が促進されるようになっている。熱媒体は電気抵抗24の螺旋体の周りの加熱帯域を通過した後にタービン23によって矢印33で示される放射方向に送り出される。
【００１４】
この熱媒体の流れはモータ22の胴板26にも届くので、その過熱が防止できる。関連する全ての構成要素、特にモータ22および軸受29は通常のタイヤ加硫温度の150 ℃〜180 ℃で正常に機能するように設計されている。
上記の膜式加硫機構上にタイヤ生素材を設置したり、加硫済みタイヤをそこから分離するためには、膜をタイヤ内部の空洞19内に拡大させたり、タイヤリムの放射方向内側空間内に折り畳んで収容できることが必要である。また、膜10を支持するテーブル12と13とを相対的に接近・離反させる手段があれば、膜10の拡大・折り畳みが非常に容易になる（図２参照）。
【００１５】
テーブル12と13とが相対移動する際に、可動テーブル12と13との間の気密性を維持するために、ユニット１には継手17が設けられている。従って、テーブル12と13とを互いに引き離すと空間19が減圧され、膜10の折り畳みが容易になる。
テーブル12と13とを相対移動させる機構をユニット１の片側のみに設けて、その反対側から障害物なしにタイヤを取り出せるようにするのが好ましい。中空シャフト34がユニット１の一端から他端まで自由に通過できるので、ユニット１の中央部（すなわちタービン23の回転軸を含む中央区域）に所定の部品を収容できるだけの空間がある。この自由に通過できる通路を利用して、ユニット１の下側に設置された駆動部材に連結するシャフト16にテーブル12を取付けることができる。
【００１６】
本発明ではモータ22とタービン23との間を気密にする必要はなく、密閉継手が不要になることは常に有利である。上記の例ではタービン23と中空シャフト34とが空間19の内部にあり、タービン23の回転のために直径の大きい軸すなわち軸受29にほぼ対応する直径を有する軸上で回転する継手を設ける必要がない。
シャフト16がテーブル13に対して回転しない点に注意されたい。すなわち、軸方向のみに摺動し、相対回転しない部品間に密閉継手17を設けることは、大きな直径上で回転する高い相対線速度を有する部品間の気密性とは違って、効率・信頼性の問題がない。
また、熱媒体がテーブルを横断する場所は１か所のみで、自動弁20で構成される。空間19の外部にポンプ、管またはモータがないので、それらが空間19の外部に設置されている場合に必要となるテーブル12、13のいずれかに形成する必要のある少なくとももう１つの熱媒体の横断箇所は不用になる。従って、金型を支持するプレスの構造または型締め後に金型を保持する機構が非常に簡単になる。
【００１７】
本発明方法は、機構が大幅に簡略化できるだけでなく、タービン23を作動させるモータ22の温度ロスを回収できる加硫法である。好ましくは熱媒体中に配置した電気抵抗24を用いて抵抗24から放出される熱流の作用で加硫用流体の温度を調節するのが好ましい。
いわゆる加熱(cuisson) 操作中に空間19を隔離する場合には、指示温度に適した圧力が得られるように熱媒体の充填量を計算する。
本発明は機構上の観点からもエネルギー収支の観点からも多くの利点を有する解決方法を提供する。この方法は各種の異なる機種の機械、個別加硫プレス、集合型装置で使用でき、膜を用いる加熱でも膜を用いない加熱でも使用できる。
【００１８】
本発明では加硫用流体の収容装置全体を金型中央部にまとめて構成することができ、装置全体はリムの内側を通る想像上の円筒の内部（膜が拡大されている時は除く）に配置され、しかも、加硫済みタイヤの側面に正接する回転軸に対して直角な２つの面のほぼ完全な内側に配置される。なお、本発明では金型の中心をハズした外側に循環装置を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  加硫中の本発明ユニットを示す図。
【図２】  加硫段階以外で本発明ユニットが取りうる配置の図。
【符号の説明】
１  ユニット                              ２  タイヤ
10  膜                                    12、13  テーブル
15  外側金型                              16  シャフト
17  継手                                  18  スリーブ
19  密閉空間                              20  自動弁
21  電気接点                              22  電気モータ
23  タービン                              24  電気抵抗体
25  固定子                                27  回転子
28  チューブ                              30  タービンの羽根
34  中空シャフト
【図１】
0003744564.tif 000002
【図２】
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