JP2018114645A

JP2018114645A - ゴム物品の加硫装置

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Publication number: JP2018114645A
Application number: JP2017005836A
Authority: JP
Inventors: 石原　泰之; Yasuyuki Ishihara; 泰之石原
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2017-01-17
Filing date: 2017-01-17
Publication date: 2018-07-26
Also published as: US20200039117A1; EP3572199A4; EP3572199A1; WO2018135116A1; CN110177667A

Abstract

【課題】成形モールドにより加熱されるゴム物品の部位に応じて温度を調節できるようにして、ゴム物品内の温度差を低減する。
【解決手段】ゴム物品の加硫装置は、未加硫のゴム物品を成形する成形モールド３と、成形モールド３を保持する保持体４と、保持体４を加熱する加熱手段２５と、阻害部５を備えている。ゴム物品の加硫装置は、保持体４から成形モールド３に伝達される熱により、ゴム物品を加硫する。阻害部５は、成形モールド３と保持体４の間の一部に設けられて、保持体４から成形モールド３への熱の伝達を阻害する。
【選択図】図３

Description

本発明は、未加硫のゴム物品を成形する成形モールドを備えたゴム物品の加硫装置に関する。

ゴム物品であるタイヤの製造時には、加硫装置の成形モールドにより、未加硫のタイヤを成形しつつ、タイヤを加熱して加硫する。また、成形モールドは、一般に、１つの熱源を用いて加熱されて、タイヤに熱を伝達する。ところが、タイヤの部位毎の性状（厚み、熱源からの距離、放熱量、溝の有無）の差等に起因して、タイヤの各部位の温度に差が生じることがある。加硫中のタイヤ内の温度差が大きくなると、各部位のゴムの物性値に差が生じて、タイヤの性能に影響が生じる虞がある。

これに対し、従来、熱源の温度を変化させてタイヤを加硫するタイヤ加硫方法が知られている（特許文献１参照）。
しかしながら、特許文献１に記載された従来のタイヤ加硫方法では、タイヤの部位に応じて温度を調節できず、タイヤ内の温度差を低減するのは難しい。

特開２００７−２３０１０２号公報

本発明は、前記従来の問題に鑑みなされ、その目的は、成形モールドにより加熱されるゴム物品の部位に応じて温度を調節できるようにして、ゴム物品内の温度差を低減することである。

本発明は、未加硫のゴム物品を成形する成形モールドと、成形モールドを保持する保持体と、保持体を加熱する加熱手段と、を備え、保持体から成形モールドに伝達される熱によりゴム物品を加硫するゴム物品の加硫装置である。ゴム物品の加硫装置は、成形モールドと保持体の間の一部に設けられて、保持体から成形モールドへの熱の伝達を阻害する阻害部を備える。
また、本発明は、未加硫のゴム物品を成形する成形モールドと、成形モールドを保持する保持体と、保持体を加熱する加熱手段と、を備え、保持体から成形モールドに伝達される熱によりゴム物品を加硫するゴム物品の加硫装置である。成形モールドは、ゴム物品に接触してゴム物品を成形する成形部と、成形部の一部に設けられた、成形モールドの他の部分の熱伝導特性とは異なる熱伝導特性の異特性部と、を有する。

本発明によれば、成形モールドにより加熱されるゴム物品の部位に応じて温度を調節でき、ゴム物品内の温度差を低減することができる。

第１実施形態のタイヤ加硫装置を示す断面図である。第１実施形態のタイヤ加硫装置を示す断面図である。第１実施形態のタイヤ加硫装置の一部を示す断面図である。第２実施形態のタイヤ加硫装置を示す断面図である。第３実施形態のタイヤ加硫装置を示す断面図である。第４実施形態のタイヤ加硫装置を示す断面図である。第５実施形態のタイヤ加硫装置を示す断面図である。第５実施形態のタイヤ加硫装置の異特性部について説明するための模式図である。タイヤの温度計測箇所を示す断面図である。第１〜第４試験で用いた材料と材質を示す表である。第１試験の結果を示す表である。第２試験の結果を示す表である。第３試験の結果を示す表である。第４試験の結果を示す表である。第５〜第７試験で用いた材料と材質を示す表である。第５試験の結果を示す表である。第６試験の結果を示す表である。第７試験の結果を示す表である。

本発明のゴム物品の加硫装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態のゴム物品の加硫装置は、未加硫のゴム物品を成形しつつ加硫して、加硫されたゴム物品を製造する。以下では、ゴム物品が環状のタイヤである場合を例にとり、複数の実施形態について説明する。従って、ゴム物品の加硫装置は、未加硫のタイヤを加硫するタイヤ加硫装置である。

（第１実施形態）
図１、図２は、第１実施形態のタイヤ加硫装置１Ａを示す断面図であり、タイヤ２の幅方向（タイヤ幅方向Ｍ）に切断したタイヤ加硫装置１Ａとタイヤ２を示している。図１は、閉じた状態のタイヤ加硫装置１Ａの一部を示し、図２は、開いた状態のタイヤ加硫装置１Ａの一部を示している。
図示のように、タイヤ２は、トレッド部２Ａと、トレッド部２Ａのタイヤ幅方向Ｍの両外側に位置する一対のショルダー部２Ｂと、ショルダー部２Ｂからタイヤ２の半径方向（タイヤ半径方向Ｈ）の内側に向かって形成された一対のサイド部２Ｃと、サイド部２Ｃのタイヤ半径方向Ｈの内側に位置する一対のビード部２Ｄを有する。トレッド部２Ａは、タイヤ２の外周面を含む部分であり、タイヤ２の周方向（タイヤ周方向）に沿って環状に形成されている。

タイヤ加硫装置１Ａは、タイヤ２を収容する環状のモールド１０と、膨張可能なブラダ１１と、モールド１０を開閉する開閉機構２０を備えている。タイヤ加硫装置１Ａは、モールド１０により未加硫のタイヤ２（生タイヤ）を成形するとともに、モールド１０内のタイヤ２を加熱して加硫する。

ここでは、タイヤ加硫装置１Ａとモールド１０に関する方向を表すときに、モールド１０により成形されるタイヤ２に関する方向を用いる。タイヤ２の方向は、タイヤ幅方向Ｍ、タイヤ半径方向Ｈ、及び、タイヤ周方向である。タイヤ２の各方向に基づいて、タイヤ加硫装置１Ａとモールド１０の方向を表す。また、タイヤ幅方向Ｍは、モールド１０の幅方向（モールド幅方向）に一致し、タイヤ半径方向Ｈは、モールド１０の半径方向（モールド半径方向）に一致する。タイヤ周方向は、モールド１０の周方向（モールド周方向）に一致する。

モールド１０は、タイヤ２の外面を成形する外型であり、一対の環状のサイドモールド１２、１３（上サイドモールド１２、下サイドモールド１３）と、一対の環状のビードモールド１４、１５（上ビードモールド１４、下ビードモールド１５）と、複数の分割モールド１６を備えている。サイドモールド１２、１３は、タイヤ２のサイド部２Ｃに接触する成形部（サイド成形部）１２Ａ、１３Ａを有し、成形部１２Ａ、１３Ａにより、サイド部２Ｃを成形する。ビードモールド１４、１５は、タイヤ２のビード部２Ｄに接触する成形部（ビード成形部）１４Ａ、１５Ａを有し、成形部１４Ａ、１５Ａにより、ビード部２Ｄを成形する。

複数の分割モールド１６は、タイヤ周方向に複数に分割されたセグメントモールドであり、タイヤ２のトレッド部２Ａと一対のショルダー部２Ｂを成形する。複数の分割モールド１６は、一対のサイドモールド１２、１３の間で、タイヤ周方向に沿って順に配置されて、環状に組み合わされる。環状に組み合わされた状態で、複数の分割モールド１６は、タイヤ２を囲む。また、複数の分割モールド１６は、トレッド部２Ａとショルダー部２Ｂに接触する成形部（トレッド・ショルダー成形部）３０を有し、成形部３０により、トレッド部２Ａとショルダー部２Ｂを成形する。複数の分割モールド１６により、トレッドパターンがトレッド部２Ａに成形される。

タイヤ加硫装置１Ａは、ブラダ１１を保持する一対のクランプ部材１７と、加熱されたガス（例えば、スチーム）をブラダ１１内に供給する供給装置（図示せず）を備えている。一対のクランプ部材１７は、タイヤ半径方向Ｈの内側に位置するブラダ１１の両端部を保持する。ブラダ１１は、タイヤ２内に配置されて、ガスにより膨張し、タイヤ２の内面に接触する。タイヤ２の加硫時に、タイヤ加硫装置１Ａは、膨張したブラダ１１により、タイヤ２を加圧して、タイヤ２をモールド１０の成形部１２Ａ〜１５Ａ、３０に押し付ける。また、ガスの熱により、タイヤ２を加硫温度に加熱して加硫する。タイヤ２の加硫後に、ブラダ１１からガスが排出されて、ブラダ１１が収縮する。

開閉機構２０は、モールド１０の上側に配置された上プレート２１と、モールド１０の下側に配置された下プレート２２と、上プレート２１に固定された円筒状のアウターリング２３と、アウターリング２３と複数の分割モールド１６の間に配置された複数の可動部材２４を有する。移動装置（図示せず）により、上プレート２１が下プレート２２の上方で上下方向（タイヤ幅方向Ｍ）に移動して、上プレート２１と下プレート２２が接近及び離間する。モールド１０は、上プレート２１と下プレート２２の間に配置されて、上プレート２１と下プレート２２に連結される。具体的には、上サイドモールド１２は、上プレート２１に取り付けられて、上プレート２１と一体に移動する。下サイドモールド１３は、下プレート２２に取り付けられる。

アウターリング２３は、モールド１０と複数の可動部材２４を囲み、上プレート２１と一体に移動する。複数の可動部材２４は、それぞれアウターリング２３の内周部（ガイド部２３Ａ）に移動可能に連結されている。アウターリング２３の移動に伴い、可動部材２４は、アウターリング２３のガイド部２３Ａによりガイドされて、タイヤ半径方向Ｈに移動する。複数の分割モールド１６は、それぞれ可動部材２４に取り付けられて、可動部材２４と一体にタイヤ半径方向Ｈに移動する。移動時には、複数の可動部材２４が下プレート２２の上面をスライドして、複数の可動部材２４及び分割モールド１６が放射状に移動する。これにより、複数の可動部材２４及び分割モールド１６がタイヤ周方向に接近及び離間する。

開閉機構２０は、上プレート２１の移動により、上サイドモールド１２と下サイドモールド１３を接近及び離間させる。同時に、上プレート２１と一体にアウターリング２３が移動して、複数の分割モールド１６が接近及び離間する。これにより、開閉機構２０は、モールド１０を開閉する。モールド１０が開くときには、上サイドモールド１２と下サイドモールド１３が離間し、複数の分割モールド１６が離間する。モールド１０が閉じるときには、上サイドモールド１２と下サイドモールド１３が接近し、複数の分割モールド１６が接近して接触する。その状態で、複数の分割モールド１６は、環状に組み合わされる。また、複数の分割モールド１６は、上サイドモールド１２と下サイドモールド１３に接触して、上サイドモールド１２と下サイドモールド１３に組み合わされる。

上プレート２１、下プレート２２、及び、アウターリング２３は、モールド１０を加熱する加熱部材（上加熱部材、下加熱部材、外周加熱部材）である。タイヤ加硫装置１Ａは、加熱装置（図示せず）により上プレート２１、下プレート２２、及び、アウターリング２３を加熱して、上プレート２１、下プレート２２、及び、アウターリング２３により、モールド１０を加熱する。タイヤ２は、モールド１０により加硫温度に加熱されて加硫される。

タイヤ２の加硫時には、モールド１０を開いて（図２参照）、未加硫のタイヤ２をモールド１０内に配置する。また、ブラダ１１をタイヤ２内に配置する。続いて、モールド１０を閉じて（図１参照）、タイヤ２をモールド１０の内部空間１８に収容する。その状態で、ブラダ１１を膨張させて、ブラダ１１によりタイヤ２を加圧する。タイヤ２をモールド１０に押し付けて、タイヤ２の外面をモールド１０により成形する。同時に、タイヤ２を加熱して、タイヤ２を加硫する。タイヤ２の加硫後に、モールド１０を開いて、加硫後のタイヤ２をモールド１０から取り出す。

複数の分割モールド１６のそれぞれは、未加硫のタイヤ２を成形する成形モールド３と、成形モールド３を保持する保持体４を有する。成形モールド３は、成形部３０を有する意匠面部材であり、タイヤ幅方向Ｍの外側からみて円弧状に形成されている。タイヤ２の加硫時に、複数の分割モールド１６の成形モールド３が、タイヤ周方向に沿って順に配置され、環状に組み合わされて、タイヤ２を囲む。成形部３０は、成形モールド３の内周部（接触部）であり、タイヤ２（ここでは、トレッド部２Ａと一対のショルダー部２Ｂ）に接触して、タイヤ２を成形する。

成形モールド３の成形部３０は、タイヤ２に凹部を形成する複数の凸部３１を有する。成形部３０は、凸部３１により、タイヤ２のトレッド部２Ａに凹部（例えば、溝、窪み）を形成する。また、成形モールド３は、保持体４に装着される装着部３２（外周部）を有する。保持体４は、ブロック状の基部（ベースモールド）であり、可動部材２４に連結される連結部４０と、成形モールド３を保持する保持部４１を有する。保持体４が成形モールド３に対してタイヤ半径方向Ｈの外側に配置され、可動部材２４が保持体４に対してタイヤ半径方向Ｈの外側に配置される。

可動部材２４は、保持体４の連結部４０に接触して、保持体４に連結される。成形モールド３は、保持体４の保持部４１に接触して、保持体４に保持される。その際、成形モールド３の装着部３２が保持部４１に接触して、成形モールド３が保持体４に装着される。保持体４は、保持部４１により成形モールド３に接触して、成形モールド３を保持部４１に保持する。成形モールド３は、保持体４のタイヤ半径方向Ｈの内側に取り付けられ、保持体４は、可動部材２４のタイヤ半径方向Ｈの内側に取り付けられる。

タイヤ加硫装置１Ａは、加熱装置によりアウターリング２３を加熱して、アウターリング２３により可動部材２４を加熱する。保持体４及び分割モールド１６は、可動部材２４により加熱される。従って、加熱装置、アウターリング２３、及び、可動部材２４は、保持体４及び分割モールド１６を加熱するタイヤ加硫装置１Ａの加熱手段２５である。タイヤ加硫装置１Ａは、保持体４から成形モールド３に伝達される熱によりタイヤ２を加熱して加硫する。成形モールド３は、保持体４により加熱されて、成形部３０に接触するタイヤ２を加熱する。

図３は、第１実施形態のタイヤ加硫装置１Ａの一部を示す断面図であり、図１の一部を拡大して示している。
図示のように、タイヤ加硫装置１Ａは、成形モールド３、保持体４、加熱手段２５、及び、阻害部５を備えている。阻害部５は、成形モールド３と保持体４の間の一部に設けられて、保持体４から成形モールド３への熱の伝達を阻害する。ここでは、阻害部５は、成形モールド３と保持体４の間に配置された遮熱材５０からなる。遮熱材５０は、成形モールド３の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する低熱伝導部材であり、収容部５１に収容されている。例えば、成形モールド３と保持体４は、金属（スチール、アルミニウム合金等）製であり、各種の形成加工（鋳造、機械加工、焼結、積層造形等）により形成される。また、遮熱材５０は、断熱材（ゴム、グラスウール等）製であり、収容部５１の形状に対応したシート状に形成される。

収容部５１は、保持体４に形成された凹部からなり、保持体４の保持部４１に対して保持体４内に窪む。また、収容部５１は、保持体４と成形モールド３の間の一部に形成され、タイヤ周方向に沿って延びる。収容部５１の成形モールド３側の開口は、成形モールド３により塞がれる。遮熱材５０は、収容部５１に充填されて、成形モールド３と保持体４に接触する。成形モールド３と保持体４の間で、遮熱材５０及び阻害部５は、タイヤ周方向に沿って配置されて、保持体４から成形モールド３に向かう熱（熱エネルギー）の一部を遮る。

成形モールド３と保持体４の間の一部（阻害部５が設けられた部分）では、阻害部５により、成形モールド３と保持体４が接触せず、熱が保持体４から成形モールド３に間接に伝達される。これに対し、成形モールド３と保持体４の間の他の部分（阻害部５が設けられていない部分）では、成形モールド３と保持体４が接触して、熱が保持体４から成形モールド３に直接に伝達される。また、保持体４の保持部４１と成形モールド３の装着部３２が密着して、保持部４１から装着部３２に熱が伝達される。そのため、阻害部５が設けられた部分では、阻害部５が設けられていない部分に比べて、保持体４から成形モールド３への熱の伝達が阻害される。その状態で、熱は、阻害部５を介して、保持体４から成形モールド３に伝達される。

阻害部５（遮熱材５０）を設ける位置は、加硫中におけるタイヤ２の部位毎の温度に基づいて設定される。例えば、温度の算出式による算出、温度のシミュレーション、又は、温度の実測により、タイヤ２の部位毎の温度を取得し、タイヤ２の温度を調節する部位（温度調節部位）を決定する。タイヤ２の温度調節部位は、例えば、温度の上昇を遅らせたい部位、又は、温度を低下させたい部位である。この場合には、タイヤ２の温度調節部位は、タイヤ２内で相対的に温度の上昇が速い部位、又は、タイヤ２内で相対的に温度が高い部位に設定される。

阻害部５は、成形モールド３内でタイヤ２の温度調節部位を成形する部分（成形モールド３の調節部）を覆うように、成形モールド３の調節部と保持体４の間に設けられる。阻害部５により、成形モールド３の調節部への熱の伝達が阻害されて、タイヤ２の温度調節部位の温度が調節される。タイヤ２の温度調節部位では、阻害部５がないときに比べて、加熱が抑制されて、温度の上昇が遅くなり、又は、温度が低下する。その結果、タイヤ２内の温度差が低減する。

ここでは、タイヤ２の温度調節部位は、トレッド部２Ａの中央領域２Ｅである。トレッド部２Ａの中央領域２Ｅは、トレッド部２Ａのタイヤ幅方向Ｍの中心位置を含むトレッド部２Ａのタイヤ幅方向Ｍの中央領域であり、一対のタイヤ２の外側領域２Ｆの間に位置する。タイヤ２の外側領域２Ｆは、トレッド部２Ａのタイヤ幅方向Ｍの外側端部を含むトレッド部２Ａのタイヤ幅方向Ｍの外側領域と、ショルダー部２Ｂからなる。タイヤ２の外側領域２Ｆでは、トレッド部２Ａの中央領域２Ｅに比べて、加熱手段２５からの距離が長い、ゴムの量が多い、又は、放熱による熱のロスが大きい等の理由により、温度の上昇が遅くなる傾向がある。これに伴い、トレッド部２Ａの中央領域２Ｅでは、タイヤ２の外側領域２Ｆに比べて、温度の上昇が速く、温度が高くなる。

成形モールド３の調節部は、トレッド部２Ａの中央領域２Ｅを成形する成形モールド３の中央領域３３である。成形モールド３の中央領域３３は、成形モールド３のタイヤ幅方向Ｍの中心位置を含む成形モールド３のタイヤ幅方向Ｍの中央領域であり、一対の成形モールド３の外側領域３４の間に位置する。成形モールド３の外側領域３４は、成形モールド３のタイヤ幅方向Ｍの外側端部を含む成形モールド３のタイヤ幅方向Ｍの外側領域であり、タイヤ２の外側領域２Ｆを成形する。トレッド部２Ａの中央領域２Ｅは、成形モールド３の中央領域３３により加熱され、タイヤ２の外側領域２Ｆは、成形モールド３の外側領域３４により加熱される。

阻害部５は、成形モールド３の中央領域３３と保持体４の間に設けられて、保持体４から成形モールド３の中央領域３３への熱の伝達を阻害する。成形モールド３の中央領域３３は保持体４に接触せず、熱は阻害部５を介して成形モールド３の中央領域３３に伝達される。これに対し、成形モールド３の外側領域３４は保持体４に接触し、熱は保持体４から成形モールド３の外側領域３４に直接に伝達される。その結果、阻害部５がないときに比べて、成形モールド３の中央領域３３の加熱が抑制されて、トレッド部２Ａの中央領域２Ｅの温度（中央温度）が低下する。このように、阻害部５により、トレッド部２Ａの中央温度が調節される。また、トレッド部２Ａの中央温度がタイヤ２の外側領域２Ｆの温度（外側温度）に接近して、中央温度と外側温度の差が低減される。

以上説明したように、タイヤ加硫装置１Ａでは、成形モールド３により加熱されるタイヤ２の部位に応じて温度を簡単に調節でき、タイヤ２内の温度差を低減することができる。その結果、タイヤ２の部位毎のゴムの性能を損なうことなく、タイヤ２を加硫することができる。タイヤ２内での加硫度の差、及び、タイヤ２内でのゴムの物性値の差を低減することもできる。具体的には、阻害部５がないときに比べて、トレッド部２Ａの中央領域２Ｅにおいて、温度の上昇を抑制して、温度を低下させることができる。また、トレッド部２Ａの中央領域２Ｅでの過加硫を防止しつつ、タイヤ２の外側領域２Ｆを所定の加硫度で加硫することができる。

阻害部５は、既存の分割モールド１６に簡単に設けることができる。阻害部５が遮熱材５０であるときには、阻害部５により、保持体４から成形モールド３への熱の伝達をより確実に阻害することができる。遮熱材５０を変更することで、保持体４から成形モールド３への熱の伝達を調節することもできる。なお、阻害部５は、遮熱材５０以外の熱の伝達を阻害可能な部分であってもよい。

次に、他の実施形態のタイヤ加硫装置について説明するが、他の実施形態のタイヤ加硫装置は、基本的には、第１実施形態のタイヤ加硫装置１Ａと同様に構成され、同様の効果を発揮する。従って、以下では、既に説明した事項と相違する事項を説明し、既に説明した事項と同じ事項の説明は省略する。また、他の実施形態のタイヤ加硫装置に関して、第１実施形態のタイヤ加硫装置１Ａが備える構成に相当する構成には、タイヤ加硫装置１Ａの構成と同じ名称と符号を用いる。

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態のタイヤ加硫装置１Ｂを示す断面図であり、図３と同様に、タイヤ加硫装置１Ｂの一部を示している。
図示のように、タイヤ加硫装置１Ｂの阻害部５は、成形モールド３と保持体４の間に形成された空洞部５２である。空洞部５２は、保持体４に形成された凹部からなり、保持体４の保持部４１に対して保持体４内に窪む。空洞部５２は、保持体４と成形モールド３の間の一部に形成され、タイヤ周方向に沿って延びる。空洞部５２の成形モールド３側の開口は、成形モールド３により塞がれる。空洞部５２により、保持体４から成形モールド３への熱の伝達をより簡単に阻害することができる。

（第３実施形態）
図５は、第３実施形態のタイヤ加硫装置１Ｃを示す断面図であり、図３と同様に、タイヤ加硫装置１Ｃの一部を示している。
図示のように、タイヤ加硫装置１Ｃの成形モールド３は、第１実施形態のタイヤ加硫装置１Ａの成形モールド３よりも薄くなっている。成形モールド３は、分割モールド１６の板状の表層部であり、保持体４よりも薄く形成されている。このようにすることで、成形モールド３の熱容量が小さくなり、タイヤ２への熱の伝導に対する阻害部５の影響が大きくなる。その結果、阻害部５によるタイヤ２の加熱を抑制する効果が高くなる。

（第４実施形態）
図６は、第４実施形態のタイヤ加硫装置１Ｄを示す断面図であり、図５と同様に、タイヤ加硫装置１Ｄの一部を示している。
図示のように、タイヤ加硫装置１Ｄの成形モールド３は、第３実施形態のタイヤ加硫装置１Ｃの成形モールド３と同様に、保持体４よりも薄く形成されている。また、成形モールド３は、阻害部５と成形部３０の間に形成された空所部３５を有する。空所部３５は、阻害部５と成形部３０の間の成形モールド３において、成形部３０を除く部分に形成される。例えば、空所部３５は、成形モールド３の内部に形成される。或いは、空所部３５は、成形モールド３の装着部３２に対して成形モールド３内に窪む凹部であり、阻害部５側に開放された凹状に形成される。

ここでは、複数の空所部３５が、成形モールド３の中央領域３３に形成されている。また、空所部３５は、阻害部５側に開放された凹部であり、成形部３０の凸部３１に形成されている。複数の凸部３１が阻害部５とタイヤ２の間に設けられて、空所部３５が複数の凸部３１のそれぞれに形成される。空所部３５が凸部３１内に形成されて、空所部３５により、凸部３１が中空状に形成される。阻害部５の遮熱材５０は、複数の凸部３１の空所部３５を覆うように配置されて、空所部３５の阻害部５側の開口を塞ぐ。

阻害部５とタイヤ２の間において、空所部３５により、成形モールド３が薄くなり、成形モールド３の熱容量が小さくなる。その結果、阻害部５が設けられた部分で、成形モールド３によるタイヤ２の加熱、及び、タイヤ２の温度の上昇を抑制して、タイヤ２の温度調節部位の温度をより確実に調節することができる。成形部３０の凸部３１に空所部３５を形成することで、凸部３１の熱容量を小さくして、凸部３１の周辺におけるタイヤ２の温度の上昇を遅くすることができる。

（第５実施形態）
図７は、第５実施形態のタイヤ加硫装置１Ｅを示す断面図であり、図３と同様に、タイヤ加硫装置１Ｅの一部を示している。
図示のように、タイヤ加硫装置１Ｅは、阻害部５を備えていない。そのため、成形モールド３と保持体４の間の全体で、成形モールド３と保持体４が接触する。また、成形モールド３は、成形部３０の一部に設けられた異特性部３６を有する。異特性部３６は、成形モールド３の他の部分（異特性部３６以外の部分）とは異なる異種材からなる。成形モールド３の他の部分は、異特性部３６を除いた成形モールド３の主部３７である。異特性部３６の熱伝導特性は、成形モールド３の主部３７の熱伝導特性とは異なる。熱伝導特性は、例えば、熱伝導率、比熱、又は、密度である。

異特性部３６のタイヤ２側の部分は、成形部３０の一部であり、異特性部３６の保持体４側の部分は、装着部３２の一部である。異特性部３６は、成形モールド３の成形部３０から装着部３２まで設けられて、タイヤ２と保持体４に接触する。異特性部３６を成形モールド３の主部３７に固定することで、成形モールド３が作成される。ここでは、成形モールド３の中央領域３３が異特性部３６であり、成形モールド３の外側領域３４が成形モールド３の主部３７である。異特性部３６は、一対の外側領域３４の間で、タイヤ周方向に沿って延びる。

異特性部３６では、タイヤ２に向かう熱（熱エネルギー）の伝導が阻害されて、熱の伝導速度が遅くなる。その結果、タイヤ２の加熱が抑制されて、タイヤ２の温度の上昇が遅くなる。また、異特性部３６と主部３７との間で熱のロスが生じて、タイヤ２の加熱が抑制される。異特性部３６により、第１実施形態のタイヤ加硫装置１Ａの阻害部５と同様の効果が得られ、タイヤ２の異特性部３６により加熱される部分の温度が調節される。

図８は、第５実施形態のタイヤ加硫装置１Ｅの異特性部３６について説明するための模式図である。図８Ａ、図８Ｃは、空隙３８Ａ、３８Ｂのない異特性部３６の組織を示し、図８Ｂ、図８Ｄは、空隙３８Ａ、３８Ｂのある異特性部３６の組織を示している。また、図８Ｂは、図８Ａの異特性部３６に空隙３８Ａを形成した例を示す図である。図８Ｃは、図８Ａの一部を拡大した図であり、図８Ｄは、図８Ｃの異特性部３６に空隙３８Ｂを形成した例を示す図である。

図示のように、異特性部３６に空隙３８Ａ、３８Ｂを形成しないときには（図８Ａ、図８Ｃ参照）、異特性部３６と成形モールド３の主部３７を互いに異なる材料（例えば、互いに異なる金属）で形成する。これにより、異特性部３６の熱物性値（例えば、熱伝導率、比熱）と主部３７の熱物性値とを異ならせて、異特性部３６の熱伝導特性を主部３７の熱伝導特性とは異なる熱伝導特性にする。

これに対し、図８Ｂ、図８Ｄに示す異特性部３６は、多数の空隙３８Ａ、３８Ｂを有する。空隙３８Ａ、３８Ｂは、異特性部３６内の全体に分散して形成される。一方の空隙３８Ａ（図８Ｂ参照）は、肉眼でみえる程度の大きさの巨視的な空隙であり、異特性部３６は、巨視的な組織レベルの多数の空隙３８Ａを有する。異特性部３６は、巨視的な空隙３８Ａを有する材料を用いて形成される。例えば、積層造形装置（３次元プリンタ等）を用いた粉末積層造形により、異特性部３６が形成される。或いは、発泡金属を加工することで、異特性部３６が形成される。

他方の空隙３８Ｂ（図８Ｄ参照）は、肉眼ではみえず、顕微鏡でみえる程度の大きさの微視的な空隙であり、異特性部３６は、微視的な組織レベルの多数の空隙３８Ｂを有する。異特性部３６は、微視的な空隙３８Ｂを有する材料を用いて形成される。例えば、粉末焼結により、異特性部３６が形成される。多数の空隙３８Ａ、３８Ｂを異特性部３６に形成することで、空隙３８Ａ、３８Ｂがないときに比べて、異特性部３６の密度が低下して、異特性部３６の見掛け上の熱物性値が変化する。また、密度の低下に比例して、異特性部３６の熱物性値（例えば、熱伝導率、比熱）が低下する。その結果、異特性部３６の熱伝導特性が変化する。

空隙３８Ａ、３８Ｂの状態を変化させることで、異特性部３６の熱伝導特性を調節することができる。また、異特性部３６と成形モールド３の主部３７を同じ材料で形成するときでも、異特性部３６の熱伝導特性を主部３７の熱伝導特性とは異なる熱伝導特性にすることができる。これにより、主部３７の熱伝導特性よりも異特性部３６の熱伝導特性を劣化させることができる。なお、巨視的な空隙３８Ａのみを異特性部３６に形成してもよく、微視的な空隙３８Ｂのみを異特性部３６に形成してもよい。また、空隙３８Ａ、３８Ｂの両方を異特性部３６に形成してもよい。

以上、成形モールド３によりタイヤ２のトレッド部２Ａとショルダー部２Ｂを成形する例について説明したが、成形モールド３により、タイヤ２の他の部分を成形してもよい。また、ゴム物品がタイヤ２である場合を例にとり、タイヤ加硫装置１Ａ〜１Ｅについて説明したが、ゴム物品は、タイヤ２に限定されず、他のゴム物品であってもよい。ゴム物品は、成形モールド３により成形されるゴム製の物品であり、例えば、ゴムのみからなる物品、又は、ゴムと他の部材からなる物品である。

（タイヤ２の加熱試験）
タイヤ２の温度の調節について確認するため、以上説明した各実施形態のタイヤ加硫装置を用いた各種の試験を行った。図３〜図７において、タイヤ２の幅Ｗｔは、成形モールド３により成形される部分のタイヤ幅方向Ｍの幅であり、成形モールド３の厚みＴは、トレッド部２Ａの中心位置における厚みである。図３〜図６において、遮熱材５０（阻害部５）の幅Ｗｓは、タイヤ幅方向Ｍの幅であり、遮熱材５０の厚みＰは、トレッド部２Ａの中心位置における厚みである。図７において、異特性部３６の幅Ｗｒは、タイヤ幅方向Ｍの幅である。

各試験において、保持体４は、炭素鋼（ＪＩＳ規格：ＳＳ４００）製であり、タイヤ２の幅Ｗｔは、３００ｍｍである。また、阻害部５の遮熱材５０は、ゴム製であり、タイヤ２の初期温度は、２５℃である。初期温度は、タイヤ２の加熱開始時の温度である。各試験では、タイヤ加硫装置によりタイヤ２を加熱して加硫するときのタイヤ２内の温度を計測した。

図９は、タイヤ２の温度計測箇所を示す断面図である。
図示のように、試験では、タイヤ２のトレッド部２Ａ内の８箇所（温度計測箇所Ｓ１〜Ｓ８）で温度を計測する。温度計測箇所Ｓ１〜Ｓ８は、トレッド部２Ａの厚み方向の中心に位置し、トレッド部２Ａの外側端部から中心位置に向かって順に設定される。温度計測箇所Ｓ１〜Ｓ３は、タイヤ２の外側領域２Ｆに位置し、温度計測箇所Ｓ４〜Ｓ８は、トレッド部２Ａの中央領域２Ｅに位置する。また、温度計測箇所Ｓ８は、トレッド部２Ａの中心位置に設定される。

各試験では、タイヤ２の加熱開始から８００秒後まで、温度計測箇所Ｓ１〜Ｓ８の温度を計測し、各計測時におけるタイヤ２内の温度差を算出する。タイヤ２内の温度差は、温度計測箇所Ｓ１〜Ｓ８の温度の最大値と最小値の差である。算出したタイヤ２内の温度差に基づいて、タイヤ２内の最大温度差を取得する。タイヤ２内の最大温度差は、タイヤ２の加熱開始から８００秒後までの間におけるタイヤ２内の温度差の最大値である。以下、各試験の結果について順に説明する。

（第１〜第４試験）
まず、タイヤ加硫装置１Ａ、１Ｃ、１Ｄ（図３、図５、図６）を用いた第１〜第４試験の結果について説明する。タイヤ加硫装置１Ａ、１Ｃ、１Ｄは、遮熱材５０からなる阻害部５を備えている。第１〜第４試験では、遮熱材５０による遮熱率Ｇ（％）を変化させる。遮熱率Ｇは、タイヤ２の幅Ｗｔに対する遮熱材５０の幅Ｗｓの割合である（Ｇ＝（Ｗｓ／Ｗｔ）×１００）。また、成形モールド３を３種類の材料で形成し、遮熱材５０を２種類の材料で形成する。

図１０は、第１〜第４試験で用いた材料と材質を示す表であり、成形モールド３と遮熱材５０の諸元を示している。また、図１０は、各材料の密度（ρ）、比熱（Ｃ）、熱伝導率（ｋ）、及び、熱伝導特性を示している。ここでは、熱伝導特性は、温度伝導率（温度上昇係数）（ｋ／（ρ・Ｃ））である。
図示のように、成形モールド３の材料は、アルミニウム合金（ＪＩＳ規格：ＡＣ４Ｃ）、炭素鋼（ＪＩＳ規格：ＳＳ４００）、合金鋼（マルエージング鋼）である。熱伝導率と熱伝導特性は、アルミニウム合金、炭素鋼、合金鋼の順に低くなる。遮熱材５０の材料は、２種類のゴム（第１ゴム、第２ゴム）である。熱伝導率と熱伝導特性は、第２ゴム、第１ゴムの順に低くなる。

（第１試験）
第１試験は、第１実施形態のタイヤ加硫装置１Ａ（図３参照）によるタイヤ２の加熱試験である。成形モールド３の材料は、アルミニウム合金、炭素鋼、及び、合金鋼であり、成形モールド３の厚みＴは、１０ｍｍである。遮熱材５０の材料は、第１ゴムであり、遮熱材５０の厚みＰは、５ｍｍである。成形モールド３、保持体４、及び、ブラダ１１の初期温度は、１６０℃であり、加熱手段２５による保持体４の加熱温度は、１７０℃である。遮熱材５０による遮熱率Ｇは、０％（遮熱材５０及び阻害部５がない状態）と、６０％である。

図１１は、第１試験の結果を示す表であり、各試験条件におけるタイヤ２内の最大温度差（℃）と温度差の低減値（℃）を示している。遮熱率０％のときの最大温度差が、温度差の低減値の基準値である。
図示のように、阻害部５の遮熱材５０を設けることで、タイヤ２の部位に応じて温度を調節して、タイヤ２内の最大温度差を低減することができる。また、成形モールド３の熱伝導特性が低くなるほど、最大温度差の低減値が大きくなり、最大温度差を低減する効果が大きくなる。

（第２試験）
第２試験は、第１実施形態のタイヤ加硫装置１Ａ（図３参照）又は第３実施形態のタイヤ加硫装置１Ｃ（図５参照）によるタイヤ２の加熱試験である。成形モールド３の材料は、アルミニウム合金であり、成形モールド３の厚みＴは、５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍである。遮熱材５０の材料は、第１ゴムであり、遮熱材５０の厚みＰは、５ｍｍである。成形モールド３、保持体４、及び、ブラダ１１の初期温度は、１６０℃であり、加熱手段２５による保持体４の加熱温度は、１７０℃である。遮熱材５０による遮熱率Ｇは、０％と６０％である。

図１２は、第２試験の結果を示す表であり、各試験条件におけるタイヤ２内の最大温度差（℃）と温度差の低減値（℃）を示している。
図示のように、阻害部５の遮熱材５０を設けることで、タイヤ２の部位に応じて温度を調節して、タイヤ２内の最大温度差を低減することができる。また、成形モールド３の厚みＴが薄くなるほど、最大温度差の低減値が大きくなり、最大温度差を低減する効果が大きくなる。

（第３試験）
第３試験は、第１実施形態のタイヤ加硫装置１Ａ（図３参照）又は第３実施形態のタイヤ加硫装置１Ｃ（図５参照）によるタイヤ２の加熱試験である。成形モールド３の材料は、アルミニウム合金と炭素鋼であり、成形モールド３の厚みＴは、５ｍｍである。遮熱材５０の材料は、第１ゴムと第２ゴムであり、遮熱材５０の厚みＰは、５ｍｍである。成形モールド３、保持体４、及び、ブラダ１１の初期温度は、１７０℃であり、加熱手段２５による保持体４の加熱温度は、１８０℃である。遮熱材５０による遮熱率Ｇは、０％と６０％である。

図１３は、第３試験の結果を示す表であり、各試験条件におけるタイヤ２内の最大温度差（℃）と温度差の低減値（℃）を示している。
図示のように、阻害部５の遮熱材５０を設けることで、タイヤ２の部位に応じて温度を調節して、タイヤ２内の最大温度差を低減することができる。

（第４試験）
第４試験は、第３実施形態のタイヤ加硫装置１Ｃ（図５参照）と第４実施形態のタイヤ加硫装置１Ｄ（図６参照）によるタイヤ２の加熱試験である。成形モールド３の材料は、合金鋼であり、成形モールド３の厚みＴは、３ｍｍである。遮熱材５０の材料は、第１ゴムであり、遮熱材５０の厚みＰは、５ｍｍである。第３実施形態のタイヤ加硫装置１Ｃでは、成形部３０の凸部３１に空所部３５がなく、第４実施形態のタイヤ加硫装置１Ｄでは、成形部３０の凸部３１に空所部３５がある。成形モールド３、保持体４、及び、ブラダ１１の初期温度は、１６０℃であり、加熱手段２５による保持体４の加熱温度は、１７０℃である。遮熱材５０による遮熱率Ｇは、０％と６０％である。

図１４は、第４試験の結果を示す表であり、各試験条件におけるタイヤ２内の最大温度差（℃）と温度差の低減値（℃）を示している。
図示のように、阻害部５の遮熱材５０を設けることで、タイヤ２の部位に応じて温度を調節して、タイヤ２内の最大温度差を低減することができる。また、成形部３０の凸部３１に空所部３５を形成することで、タイヤ２内の最大温度差が小さくなり、タイヤ２内の最大温度差を低減する効果が大きくなる。

（第５〜第７試験）
次に、第５実施形態のタイヤ加硫装置１Ｅ（図７、図８参照）を用いた第５〜第７試験の結果について説明する。タイヤ加硫装置１Ｅの成形モールド３は、異特性部３６を有する。第５〜第７試験では、異特性部３６の幅Ｗｒと成形モールド３の材料の密度率を変化させる。異特性部３６の幅Ｗｒは、６０ｍｍ、９０ｍｍ、１２０ｍｍである。また、成形モールド３の厚みＴは、５ｍｍである。成形モールド３、保持体４、及び、ブラダ１１の初期温度は、１６０℃であり、加熱手段２５による保持体４の加熱温度は、１７０℃である。成形モールド３は、４種類の材料で形成する。

図１５は、第５〜第７試験で用いた材料と材質を示す表であり、成形モールド３の諸元を示している。また、図１５は、各材料の密度率、密度（ρ）、比熱（Ｃ）、及び、熱伝導率（ｋ）を示している。
図示のように、成形モールド３の材料は、炭素鋼（ＪＩＳ規格：ＳＳ４００）、第１〜第３合金鋼（マルエージング鋼）である。密度率は、空隙３８Ａ、３８Ｂの形成処理を行っていない材料の密度を１００％としたときの密度の割合である。炭素鋼の密度率は、１００％であり、第１合金鋼の密度率は、１００％である。

第１合金鋼の密度率１００％に対して、第２合金鋼の密度率は、５０％であり、第３合金鋼の密度率は、２５％である。第２合金鋼と第３合金鋼は、レーザー焼結を用いた粉末積層造形により形成した。また、焼結による粉末の密度を調節し、微視的な空隙３８Ｂを形成した。これにより、第２合金鋼と第３合金鋼を各密度率に形成した。比熱と熱伝導率は、炭素鋼、第１合金鋼、第２合金鋼、第３合金鋼の順に低くなる。

（第５試験）
図１６は、第５試験の結果を示す表であり、各試験条件におけるタイヤ２内の最大温度差（℃）を示している。
図示のように、第５試験では、成形モールド３の主部３７の材料は、第１合金鋼と第３合金鋼であり、異特性部３６の材料は、第３合金鋼である。異特性部３６を成形モールド３に設けることで、タイヤ２の部位に応じて温度を調節して、タイヤ２内の最大温度差を低減することができる。

（第６試験）
図１７は、第６試験の結果を示す表であり、各試験条件におけるタイヤ２内の最大温度差（℃）を示している。
図示のように、第６試験では、成形モールド３の主部３７の材料は、第１合金鋼と第２合金鋼であり、異特性部３６の材料は、第２合金鋼である。異特性部３６を成形モールド３に設けることで、タイヤ２の部位に応じて温度を調節して、タイヤ２内の最大温度差を低減することができる。

（第７試験）
図１８は、第７試験の結果を示す表であり、各試験条件におけるタイヤ２内の最大温度差（℃）を示している。
図示のように、第７試験では、成形モールド３の主部３７の材料は、炭素鋼と第１合金鋼であり、異特性部３６の材料は、第１合金鋼である。異特性部３６を成形モールド３に設けることで、タイヤ２の部位に応じて温度を調節して、タイヤ２内の最大温度差を低減することができる。また、図１６〜図１８に示すように、異特性部３６の比熱と熱伝導率が低くなるほど、タイヤ２内の最大温度差が小さくなり、タイヤ２内の最大温度差を低減する効果が大きくなる。

１Ａ〜１Ｅ・・・タイヤ加硫装置、２・・・タイヤ、２Ａ・・・トレッド部。２Ｂ・・・ショルダー部、２Ｃ・・・サイド部、２Ｄ・・・ビード部、２Ｅ・・・中央領域、２Ｆ・・・外側領域、３・・・成形モールド、４・・・保持体、５・・・阻害部、１０・・・モールド、１１・・・ブラダ、１２・・・上サイドモールド、１２Ａ・・・成形部、１３・・・下サイドモールド、１３Ａ・・・成形部、１４・・・上ビードモールド、１４Ａ・・・成形部、１５・・・下ビードモールド、１５Ａ・・・成形部、１６・・・分割モールド、１７・・・クランプ部材、１８・・・内部空間、２０・・・開閉機構、２１・・・上プレート、２２・・・下プレート、２３・・・アウターリング、２３Ａ・・・ガイド部、２４・・・可動部材、２５・・・加熱手段、３０・・・成形部、３１・・・凸部、３２・・・装着部、３３・・・中央領域、３４・・・外側領域、３５・・・空所部、３６・・・異特性部、３７・・・主部、３８Ａ・・・空隙、３８Ｂ・・・空隙、４０・・・連結部、４１・・・保持部、５０・・・遮熱材、５１・・・収容部、５２・・・空洞部。

Claims

未加硫のゴム物品を成形する成形モールドと、成形モールドを保持する保持体と、保持体を加熱する加熱手段と、を備え、保持体から成形モールドに伝達される熱によりゴム物品を加硫するゴム物品の加硫装置であって、
成形モールドと保持体の間の一部に設けられて、保持体から成形モールドへの熱の伝達を阻害する阻害部を備えたゴム物品の加硫装置。
請求項１に記載されたゴム物品の加硫装置において、
阻害部は、成形モールドと保持体の間に配置された、成形モールドの熱伝導率よりも低い熱伝導率の遮熱材からなるゴム物品の加硫装置。
請求項１に記載されたゴム物品の加硫装置において、
阻害部は、成形モールドと保持体の間に形成された空洞部であるゴム物品の加硫装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載されたゴム物品の加硫装置において、
成形モールドは、ゴム物品に接触してゴム物品を成形する成形部と、阻害部と成形部の間に形成された空所部と、を有するゴム物品の加硫装置。
請求項４に記載されたゴム物品の加硫装置において、
成形部は、ゴム物品に凹部を形成する凸部を有し、
空所部は、成形部の凸部に形成されたゴム物品の加硫装置。
未加硫のゴム物品を成形する成形モールドと、成形モールドを保持する保持体と、保持体を加熱する加熱手段と、を備え、保持体から成形モールドに伝達される熱によりゴム物品を加硫するゴム物品の加硫装置であって、
成形モールドは、ゴム物品に接触してゴム物品を成形する成形部と、成形部の一部に設けられた、成形モールドの他の部分の熱伝導特性とは異なる熱伝導特性の異特性部と、を有するゴム物品の加硫装置。