JP6903562B2

JP6903562B2 - タイヤ加硫方法および装置

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Publication number: JP6903562B2
Application number: JP2017244392A
Authority: JP
Inventors: 福井　毅; 毅福井; 福田　英樹; 英樹福田; 義克日根野; 岩本　智行; 智行岩本
Original assignee: Bridgestone Corp; Mitsubishi Heavy Industries Machinery Systems Co Ltd
Current assignee: Bridgestone Corp; Mitsubishi Heavy Industries Machinery Systems Co Ltd
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2021-07-14
Anticipated expiration: 2037-12-20
Also published as: EP3730266A1; US20210162693A1; CN111491770B; US11155051B2; EP3730266A4; EP3730266B1; JP2019111652A; CN111491770A; WO2019123736A1

Description

この発明は、下金型および上金型からなる加硫金型の内部に収納された未加硫タイヤを加硫するタイヤ加硫方法および装置に関する。

従来のタイヤ加硫装置としては、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが知られている。

特公平０６−０２２８１０号公報

このものは、下モールド組立体および該下モールド組立体の上方に設置された上モールド組立体からなり、閉止時に内部に収納された未加硫タイヤを加硫する加硫金型と、前記加硫金型の周囲に配置され、中空の中空柱状体および該中空柱状体に摺動可能に係合する柱状体を有するとともに、上下方向に延び、２本１組で合計２組の支持支柱と、これら支持支柱の柱状体の上端部同士を連結するとともに、前記加硫金型の上モールド組立体が支持された上部スライドと、前記各組の支持支柱間に配置され、前記柱状体を昇降させることで上モールド組立体を上部スライドと共に下モールド組立体に接近離隔させることができ、流体シリンダ、ねじ軸等からなる昇降機構とを備えたものである。

しかしながら、このような従来のタイヤ加硫装置にあっては、昇降機構が支持支柱の外側、即ち各組の支持支柱間に配置されているため、装置全体が大型化するとともに、構造が複雑となり、さらに、昇降機構が塵埃の影響を受け易くなって故障発生率が高くなるという課題があった。

この発明は、構造簡単、小型でありながら故障発生率を低減させることができるタイヤ加硫方法および装置を提供することを目的とする。

このような目的は、第１に、下金型および該下金型の上方に設置された上金型からなる加硫金型の周囲に周方向に離れて配置され、中空の下筒および該下筒に摺動可能に係合する中空の上筒を有するとともに上下方向に延びる複数の支持支柱の上筒の上端部同士を連結し前記加硫金型の上金型が支持された連結体を前記上筒、上金型と共に下金型に接近させ、前記加硫金型を閉止する工程と、前記閉止された加硫金型の内部に収納されている未加硫タイヤを加硫する工程とを備え、前記連結体、上筒、上金型の下金型への接近を、支持支柱の内部に収納された昇降機構を作動させることで行うようにしたタイヤ加硫方法により、達成することができる。

第２に、下金型および該下金型の上方に設置された上金型からなり、閉止時に内部に収納された未加硫タイヤを加硫する加硫金型と、前記加硫金型の周囲に周方向に離れて配置され、中空の下筒および該下筒に摺動可能に係合する中空の上筒を有するとともに、上下方向に延びる複数の支持支柱と、これら支持支柱の上筒の上端部同士を連結するとともに、前記加硫金型の上金型が支持された連結体と、前記支持支柱の内部に収納され、上筒を昇降させることで上金型を連結体と共に下金型に接近離隔させる昇降機構とを備えたタイヤ加硫装置により、達成することができる。

請求項１、２に係る発明においては、支持支柱の内部に昇降機構を収納し、該昇降機構を作動させて上筒を下降させることで、連結体を上筒、上金型と共に下金型に接近させて加硫金型を閉止するようにしたので、装置全体の小型化および構造の簡単化を容易に図ることができる。しかも、昇降機構を支持支柱により外側から覆うことで、塵埃の影響を効果的に抑制することができ、故障発生率を容易に低減させることができる。

また、請求項３に記載のように構成すれば、複数のタイヤ加硫装置を高密度で配置することができ、省スペース化を容易に図ることができる。さらに、請求項４に記載のように構成すれば、上筒を下筒に対して所望の高さ位置、例えば加硫位置、待機位置で停止させることができる。また、請求項５に記載のように構成すれば、加硫金型が閉止した加硫時において、下、上金型同士が離間しないよう保持することができ、これにより、連結体、支持支柱に作用する負荷を容易に軽減することができる。

この発明の実施形態１を示す概略平面図である。図１のＩ−Ｉ矢視断面図で、左半分は加硫時、右半分は待機時の状態を示している。加硫金型近傍の拡大断面図である。図３のII−II矢視断面図である。

以下、この発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。
図１、２、３において、11は未加硫タイヤＴを加硫する複数のタイヤ加硫装置であり、各タイヤ加硫装置11は床面12上に設置されたベース13を有し、これらベース13上には下プラテンを含む下プレート14が取り付けられている。前記下プレート14の上面にはタイヤ加硫装置11内に搬入された横置き状態の未加硫タイヤＴが載置されるリング状の下モールド15が取り付けられ、該下モールド15は加硫時に前記未加硫タイヤＴの下サイドウォール部Ｓを主に型付けすることができる。前記下モールド15の半径方向外側には前記下モールド15と同軸である環状のアウターリング16が設けられ、このアウターリング16の内周には上方に向かって末広がりとなった截頭円錐面16ａが形成されている。17はアウターリング16の直下においてベース13に固定された上下方向に延びる複数の昇降シリンダであり、これらの昇降シリンダ17のピストンロッド17ａの上端は前記アウターリング16に連結されており、この結果、前記昇降シリンダ17を作動させると、アウターリング16は昇降する。なお、この発明においては、昇降シリンダ17の代わりに、モータおよびねじ機構や、モータおよびラック・ピニオン機構を用いてもよい。

18はアウターリング16の半径方向内側に配置され、下プレート14の上面に摺動可能に係合している複数、例えば９個のスライダであり、これらスライダ18は周方向に並べて配置されている。各スライダ18の内周には該スライダ18と同数で弧状を呈するセクターモールド19がそれぞれ固定され、これらセクターモールド19は加硫時に前記未加硫タイヤＴのトレッド部Ｒを主に型付けすることができる。そして、これらスライダ18はベース13上を半径方向に移動可能であるとともに、前記アウターリング16にその截頭円錐面16ａに沿って移動可能に結合されている。この結果、前記アウターリング16が昇降シリンダ17の作動により昇降すると、セクターモールド19は前記截頭円錐面16ａの楔作用によりベース13上を半径方向内側または半径方向外側に同期して移動し、これにより、該スライダ18およびセクターモールド19は下モールド15に接近離隔する。

そして、前記スライダ18、セクターモールド19は、半径方向内側限まで移動したとき、互いに周方向に繋がって連続したリング状を呈する。前述した未加硫タイヤＴの下サイドウォール部Ｓを主に型付けする下モールド15、および、未加硫タイヤＴのトレッド部Ｒを主に型付けする複数のセクターモールド19の複合体は、全体として下金型20を構成する。21は前記ベース13の中央部に支持された中心機構であり、この中心機構21には下モールド15に当接可能で、屈曲容易なブラダ22の下端全周を把持する下クランプリング23が固定されている。また、前記中心機構21は上下方向に延びる円柱状のセンターポスト24を有し、このセンターポスト24の上端には前記ブラダ22の上端全周を把持する上クランプリング25が固定されている。そして、前記センターポスト24は図示していないシリンダの作動により昇降することができるが、該センターポスト24が上クランプリング25と共に下降限まで下降したとき、前記ブラダ22内に高温、高圧の加硫媒体が供給され、ブラダ22がドーナツ状に膨出する。

28は前記下金型20の上方に設置され上プラテンを含む上プレートであり、この上プレート28の下面には前記上クランプリング25に当接可能で、リング状を呈する上モールド29が取り付けられている。ここで、この実施形態では、タイヤ加硫装置11の上金型を加硫時に前記未加硫タイヤＴの上サイドウォール部Ｓを主に型付けすることができる前記上モールド29単体から構成している。この結果、前記上モールド29も上プレート28と同様に下金型20の上方に設置されることになる。このような上金型としての上モールド29および前述の下金型20は全体として、閉止時に内部に収納された未加硫タイヤＴを加硫する環状の加硫金型30を構成する。そして、前記スライダ18、セクターモールド19がアウターリング16の上昇により半径方向内側限まで移動するとともに、上プレート28、上モールド29が後述の昇降機構により下降限まで下降すると、前記加硫金型30が閉止されて該加硫金型30内に未加硫タイヤＴが密閉収納される一方、前記下、上プラテン内およびブラダ22内に加硫媒体が供給され、これにより未加硫タイヤＴが加硫される。

なお、この発明においては、下金型を下モールド単体から、一方、上金型を上モールドおよび複数のセクターモールドの複合体から構成するようにしてもよく、この場合には、前記セクターモールドを、上プレートの下面に固定され内周に下方に向かって末広がりとなった截頭円錐面を有するアウターリングに昇降可能に結合すればよい。また、この発明においては、前述した複数のセクターモールドを省略し、加硫金型を上下に２分割された下、上モールドから構成してもよい。この場合には、下、上モールドの半径方向外端部によりトレッド部Ｒを型付けすればよい。さらに、この発明においては、アウターリングを静止させる一方、下プレート、スライダを流体シリンダにより昇降させることで、セクターモールドをアウターリングの楔作用により半径方向に移動させるようにしてもよい。前記スライダ18の下部内周には半径方向内側に向かって突出する係合突起33が、また、その上部内周には前記係合突起33と同様の係合突起34がそれぞれ形成される一方、前記係合突起33に対向する下プレート14の外周には半径方向内側に向かって凹んだ係止凹み35が、また、前記上プレート28の外周には半径方向内側に向かって凹んだ係止凹み36がそれぞれ形成されている。

そして、これら係合突起33、34は、前述のようにスライダ18、セクターモールド19が半径方向内側限まで移動して加硫金型30が閉止したとき、係止凹み35、36内にそれぞれ侵入し、これにより、前記係合突起33、34と係止凹み35、36とが係合する。このようにすれば、加硫金型30が閉止した加硫時に加硫媒体により加硫金型30に大きな開型力が付与されても、前記スライダ18が前記開型力の半分程度を受け持つため、下、上金型同士が離間しないよう保持することができる。なお、この発明においては、各スライダの下部内周および上部内周に係合凹みを、一方、下プレートおよび上プレートの外周に係止突起を形成し、加硫金型が閉止したとき、係止突起を係合凹みに係合させるようにしてもよく、さらに、各スライダの下部内周または上部内周の一方に係合突起を、他方に係合凹みを形成し、下、上プレートの外周に前記係合突起、係合凹みに係合する係止凹み、係止突起を形成するようにしてもよい。

図１〜４において、各加硫金型30の周囲の床面12上には上下方向に延びる支持支柱40が複数、ここではそれぞれ２個だけ立設され、これら支持支柱40は加硫金型30の中心軸Ａから半径方向に等距離離れるとともに、周方向に等角度離れて、ここでは 180度離れて配置されている。なお、この発明においては、３個以上の支持支柱を加硫金型の周囲に周方向に離して配置するようにしてもよい。各支持支柱40は中空の円筒状を呈する下筒41と、該下筒41に摺動可能に係合する上筒42とを有し、前記上筒42は前記下筒41より小径で該下筒41内に同軸関係を保持しながら挿入されている。なお、この発明においては、下筒を上筒より小径とし、上筒内に下筒を挿入するようにしてもよく、さらに、下筒と上筒との間に両者の中間径である中間筒を設けるようにしてもよく、所謂、軸方向（上下方向）に伸縮可能なテレスコピック構造となっている。43は前記加硫金型30の上金型である上モールド29が上プレート28を介して下面に支持固定された板状の連結体であり、この連結体43は各タイヤ加硫装置11の２個の支持支柱40を結ぶ直線Ｄに沿って延びている。

ここで、前記連結体43は支持支柱40（上筒42）の上端より下方に位置しているが、これら連結体43は該連結体43の両端部に固定されたブラケット44を介して支持支柱40（上筒42）の上端に連結されている。この結果、前記支持支柱40の上筒42の上端部同士は下金型20の上方において水平に延在している連結体43を介して連結されることになる。前述した各支持支柱40の内部には上下方向、即ち、支持支柱40（下、上筒41、42）の中心軸Ｃに沿って延びる昇降機構としての昇降シリンダ47が収納され、これらの昇降シリンダ47の下端（ヘッド側端）は床面12に固定される一方、該昇降シリンダ47のピストンロッド48の上端（ロッド側端）はブラケット49を介して上筒42の上端部に固定されている。この結果、前記昇降シリンダ47が作動すると、上筒42が下筒41にガイドされながら昇降して支持支柱40が伸縮し、これにより、上モールド29（上金型）は上プレート28、連結体43と共に下金型20に接近離隔することができる。なお、この発明においては、昇降シリンダのピストンロッドの上端を連結体に連結する一方、該連結体と上筒の上端とをブラケットを介して連結するようにしてもよい。なお、50は前記昇降シリンダ47に流体を給排する給排管である。

このように、支持支柱40の内部に昇降シリンダ（昇降機構）47を収納し、該昇降シリンダ47を作動させて上筒42を下降させることで、連結体43を上筒42、上モールド（上金型）29と共に下金型20に接近させて加硫金型30を閉止するようにすれば、タイヤ加硫装置11全体の小型化および構造の簡単化を容易に図ることができる。しかも、昇降シリンダ47を支持支柱40により外側から覆っているので、昇降シリンダ47に対する塵埃の影響を効果的に抑制することができ、故障発生率を容易に低減させることができる。なお、この発明においては、昇降機構を、モータおよびねじ機構から、あるいは、モータおよびラック・ピニオン機構から構成するようにしてもよい。

前記下、上筒41、42のうち、内側に位置する各上筒42には半径方向に延びる複数の貫通孔51、52がそれぞれ形成され、これら貫通孔51は上筒42の上端部に周方向に等角度離れて、一方、貫通孔52は上筒42の下端部に周方向に等角度離れてそれぞれ配置されている。53は下、上筒41、42のうち、外側に位置する各下筒41の上端部外周にブラケット54を介して固定された移動機構としての複数の流体シリンダであり、これらの流体シリンダ53も前記貫通孔51、52と同様に周方向に等角度離れて配置されている。前記流体シリンダ53の延長線と下筒41とが交差する位置の下筒41には前記貫通孔51、52と同一形状である複数の貫通孔55が形成され、これら貫通孔55と前記貫通孔51とは、上筒42が加硫を行うことができる下降限である加硫位置まで下降したとき、互いに重なり合い、一方、貫通孔55と貫通孔52とは、上筒42が上昇限である待機位置まで上昇したとき、互いに重なり合う。前記流体シリンダ53のピストンロッド56の先端（半径方向内端）には常時貫通孔55に一部が挿入されているロック体57が固定され、これらのロック体57は流体シリンダ53の作動により半径方向外側に移動することで、上筒42に形成された貫通孔51または貫通孔52に挿入される。

そして、ロック体57が貫通孔55の他に貫通孔51にも挿入されると、上筒42は特定の上下方向位置、ここでは前述の加硫位置にロックされ、一方、ロック体57が貫通孔55の他に貫通孔52にも挿入されると、上筒42は特定の上下方向位置、ここでは前述の待機位置にロックされる。このように上筒42を下筒41に対して所望の高さ位置、ここでは加硫位置、待機位置において停止させることができる。なお、この発明においては、移動機構としてモータおよびねじ機構や、モータおよびラック・ピニオン機構を用いてもよい。また、前述のように係合突起33、34を加硫時に係止凹み35、36に挿入し、スライダ18により開型力の半分程度を受け持つようにすれば、連結体43、支持支柱40に作用する負荷を容易に軽減、例えば、加硫時に下、上筒41、42に作用する上下方向の引張り力を低減させることができ、これにより、支持支柱40を容易に薄肉化できるとともに、昇降シリンダ47を小型化できて該昇降シリンダ47の支持支柱40内への収納が容易となる。なお、前述のように下筒が内側に、上筒が外側に位置している場合には、下筒の上下端部に貫通孔を形成するとともに、移動機構（流体シリンダ）を外側である上筒の下端部に設置すればよい。また、この発明においては、前述のような貫通孔51を上下方向に離して複数設け、加硫金型30の高さに合わせて加硫位置を変更することができるようにしてもよい。

また、前述のようなタイヤ加硫装置11を、既設のタイヤ加硫装置と同様に加硫金型30の中心軸Ａが同一直線Ｂ上に位置するよう複数配置する場合、各タイヤ加硫装置11の支持支柱40の中心軸Ｃを結ぶ直線Ｄを前記直線Ｂと重なり合うよう配置すると、隣接するタイヤ加硫装置11間（中心軸Ａ間）の距離が大きくなり、加硫設備が大型化してしまう。このため、この実施形態では、複数（図では２台）のタイヤ加硫装置11を以下のように配置したのである。即ち、各タイヤ加硫装置11の支持支柱40の中心軸Ｃを結ぶ前記直線Ｄを前記直線Ｂに対して同一方向に同一角度Ｘで傾斜させるとともに、互いに隣接配置されたタイヤ加硫装置11における支持支柱40のうち、近接配置された２つの支持支柱40の中心軸Ca、Cbを、前記隣接するタイヤ加硫装置11の加硫金型30における中心軸Ａ間の中間点（中心軸Ａ間でこれら中心軸Ａから等距離離れた点）Ｅを通過し前記直線Ｂに垂直な直線Ｆ上に配置したのである。このようにすれば、隣接するタイヤ加硫装置11における支持支柱40近傍が互いに重なり合うことになり、この結果、複数のタイヤ加硫装置11を高密度で配置することができて省スペース化を容易に図ることができる。

次に、前記実施形態１の作用について説明する。
今、図２の右半分に示すように、タイヤ加硫装置11において加硫が終了し、加硫金型30が開放されているとする。このとき、昇降シリンダ47のピストンロッド48は突出しているため、上プレート28、上モールド29、上筒42、連結体43は上昇限まで上昇し、下金型20と上金型（上モールド29）との間には広い作業空間が形成されるとともに、流体シリンダ53のピストンロッド56が突出しロック体57が貫通孔52に挿入されることで、上筒42は待機位置（上昇限）にロックされている。また、このとき、昇降シリンダ17のピストンロッド17ａは引っ込んでいるため、アウターリング16が下降し、これにより、スライダ18、セクターモールド19は同期して半径方向外側限まで移動しているとともに、中心機構21のセンターポスト24は上昇しているため、ブラダ22は引き伸ばされて鼓形に変形している。この状態で図示していないローダにより未加硫タイヤＴをタイヤ加硫装置11内に搬入し、下モールド15上に横置きで載置する。次に、流体シリンダ53を作動してピストンロッド56を引っ込め、上筒42の貫通孔52からロック体57を半径方向外側に引き抜き上筒42を昇降可能とする。その後、昇降シリンダ47のピストンロッド48を引っ込めることで、上プレート28、上モールド29、上筒42、連結体43を一体的に下降させ、上金型（上モールド29）を下金型20に接近させる。

このとき、昇降シリンダ17のピストンロッド17ａを突出させてアウターリング16の截頭円錐面16ａによりスライダ18、セクターモールド19を同期して半径方向内側に移動させる一方、中心機構21のセンターポスト24、上クランプリング25を下降させるとともに、ブラダ22内に低圧媒体を供給し、該ブラダ22をドーナツ状に膨出変形させる。そして、セクターモールド19が半径方向内側限まで移動してリング状を呈するとともに、上プレート28、上モールド29が下降限まで移動してセクターモールド19に当接することで加硫金型30が閉止されると、未加硫タイヤＴは加硫金型30内に収納される。このとき、昇降シリンダ47が支持支柱40の内部に収納されているため、タイヤ加硫装置11全体の小型化および構造の簡単化を容易に図ることができる。しかも、昇降シリンダ47が支持支柱40により外側から覆われているので、昇降シリンダ47に対する塵埃の影響を効果的に抑制することができ、昇降シリンダ47の故障発生率を容易に低減させることができる。このとき、スライダ18の係合突起33、34が下、上プレート14、28の係止凹み35、36にそれぞれ挿入されてこれらが係合するため、下、上モールド15、29同士が離間しないよう保持される。また、このとき、流体シリンダ53のピストンロッド56を突出させてロック体57を貫通孔51内に挿入し、上筒42を加硫位置にロックする。その後、下、上プレート14、28のプラテン内およびブラダ22内に高温、高圧の加硫媒体を供給し、加硫金型30内に収納されている未加硫タイヤＴを加硫することで、加硫済みタイヤとする。

この発明は、下金型および上金型からなる加硫金型の内部に収納された未加硫タイヤを加硫する産業分野に適用できる。

11…タイヤ加硫装置 14…下プレート
15…下モールド 16…アウターリング
16ａ…截頭円錐面 18…スライダ
19…セクターモールド 20…下金型
28…上プレート 29…上金型
30…加硫金型 33、34…係合突起
35、36…係止凹み 40…支持支柱
41…下筒 42…上筒
43…連結体 47…昇降機構
51、52…貫通孔 53…移動機構
57…ロック体Ｔ…未加硫タイヤ
Ｓ…サイドウォール部ＳＤ…トレッド部

Claims

下金型および該下金型の上方に設置された上金型からなる加硫金型の周囲に周方向に離れて配置され、中空の下筒および該下筒に摺動可能に係合する中空の上筒を有するとともに上下方向に延びる複数の支持支柱の上筒の上端部同士を連結し前記加硫金型の上金型が支持された連結体を前記上筒、上金型と共に下金型に接近させ、前記加硫金型を閉止する工程と、前記閉止された加硫金型の内部に収納されている未加硫タイヤを加硫する工程とを備え、前記連結体、上筒、上金型の下金型への接近を、支持支柱の内部に収納された昇降機構を作動させることで行うようにしたことを特徴とするタイヤ加硫方法。
下金型および該下金型の上方に設置された上金型からなり、閉止時に内部に収納された未加硫タイヤを加硫する加硫金型と、前記加硫金型の周囲に周方向に離れて配置され、中空の下筒および該下筒に摺動可能に係合する中空の上筒を有するとともに、上下方向に延びる複数の支持支柱と、これら支持支柱の上筒の上端部同士を連結するとともに、前記加硫金型の上金型が支持された連結体と、前記支持支柱の内部に収納され、上筒を昇降させることで上金型を連結体と共に下金型に接近離隔させる昇降機構とを備えたことを特徴とするタイヤ加硫装置。
前記タイヤ加硫装置を加硫金型の中心軸Ａが同一直線Ｂ上に位置するよう複数配置するとともに、各タイヤ加硫装置の支持支柱を周方向に 180度離して２個だけ配置する一方、各タイヤ加硫装置の支持支柱の中心軸Ｃを結ぶ直線Ｄを前記直線Ｂに対して同一方向に同一角度Ｘで傾斜させるとともに、互いに隣接配置されたタイヤ加硫装置における支持支柱のうち、近接配置された２つの支持支柱の中心軸Ｃを、前記隣接するタイヤ加硫装置の加硫金型における中心軸Ａ間の中間点Ｅを通過し前記直線Ｂに垂直な直線Ｆ上に配置した請求項２記載のタイヤ加硫装置。
前記下、上筒のうち、内側に位置する下筒または上筒に半径方向に伸びる貫通孔を形成する一方、外側に位置する下筒または上筒に前記貫通孔に挿入可能で、貫通孔に挿入されたとき、上筒の上下方向位置を規定するロック体および該ロック体を半径方向に移動させる移動機構を設けた請求項２または３記載のタイヤ加硫装置。
前記下金型を、未加硫タイヤの下サイドウォール部を主に型付けする下モールド単体、または、該下モールドおよび未加硫タイヤのトレッド部を主に型付けするとともに、周方向に並べて配置された複数のセクターモールドの複合体から構成する一方、前記上金型を、未加硫タイヤの上サイドウォール部を主に型付けする上モールド単体、または、該上モールドおよび前記複数のセクターモールドの複合体から構成し、さらに、昇降することで、内周に形成された截頭円錐面により前記セクターモールドおよび各セクターモールドが取り付けられたスライダを共に同期して半径方向に移動させる環状のアウターリングを設けるとともに、各スライダの下部内周および上部内周に係合突起または係合凹みをそれぞれ形成し、また、下モールドが取り付けられた下プレートの外周および上モールドが取り付けられた上プレートの外周に係止突起または係止凹みをそれぞれ形成し、前記加硫金型が閉止したとき、係合突起を係止凹みに、あるいは、係止突起を係合凹みに係合させるようにした請求項２〜４のいずれか一項に記載のタイヤ加硫装置。