WO2009119447A1 - タイヤ加硫機 - Google Patents

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WO2009119447A1
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heating
heating body
tire vulcanizer
medium
tire
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PCT/JP2009/055448
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和人 岡田
正剛 戸島
誠慶 村田
靖彦 藤枝
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株式会社神戸製鋼所
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Definitions

  • the present invention relates to a tire vulcanizer.
  • the tire vulcanizer disclosed in Patent Document 1 includes a medium path connected to an internal space of a green tire accommodated in a mold, and a heating and pressurizing medium is supplied to the internal space of the green tire through the medium path. Is done.
  • a heater is provided in the medium path, and the heating and pressurizing medium supplied to the internal space of the raw tire is preheated by the heater.
  • the heater one having a configuration in which a sheath heater is inserted into a pipe of a medium path through which the heating / pressurizing medium circulates can be considered, but with such a heater, the temperature rise of the heating / pressurizing medium is delayed. At the same time, there is a problem that heat loss increases.
  • An object of the present invention is to provide a tire vulcanizer capable of speeding up the temperature of a heating and pressing medium and reducing heat loss.
  • a tire vulcanizer is a tire vulcanizer for performing vulcanization molding of a raw tire, a mold for detachably housing the raw tire, and a mold in the mold.
  • a medium path that leads to the internal space of the accommodated raw tire and through which a heating and pressurizing medium for vulcanization molding the raw tire, and the heating and pressurization that is provided in the medium path and flows through the medium path
  • a heating unit for controlling the temperature of the medium, wherein the heating unit heats a heating body having a flow path through which the heating and pressing medium flows, and the heating and pressing medium flowing through the flow path.
  • an induction heating unit for heating the heating body by electromagnetic induction.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII of a heating body according to a fifth modification shown in FIG.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII of a heating body according to a fifth modification shown in FIG.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram of the tire vulcanizer by the 9th modification of one Embodiment of this invention. It is sectional drawing along the axial direction of the heating part by the 10th modification of one Embodiment of this invention. It is sectional drawing perpendicular
  • a tire vulcanizer 1 according to the present embodiment is for vulcanization molding of a raw tire 100.
  • a mold 2 that detachably accommodates the raw tire 100, and the inside of the mold 2 And a medium path 4 through which a heating and pressurizing medium for vulcanizing and molding the raw tire 100 is connected.
  • nitrogen gas is used as a heating and pressurizing medium.
  • a stretchable bladder (not shown) made of an elastic material such as butyl rubber is inserted into the raw tire 100 accommodated in the mold 2.
  • high temperature and high pressure nitrogen gas is supplied into the bladder, that is, the internal space 100 a of the raw tire 100, so that the bladder is extended and the bladder is applied to the inner surface of the raw tire 100.
  • the green tire 100 is vulcanized and molded by pressing the outer surface of the green tire 100 against the inner surface of the mold 2 with the expansion force of the bladder.
  • the present invention can also be applied to a bladderless tire vulcanizer that does not use a bladder.
  • the medium path 4 connects the medium circulation path 4a for circulating the nitrogen gas in order to preheat the nitrogen gas, the medium circulation path 4a, and the internal space 100a of the raw tire 100, and passes the nitrogen gas to the medium circulation path.
  • a medium supply path 4b for supplying the gas from 4a into the internal space 100a of the green tire 100, the medium circulation path 4a and the internal space 100a of the green tire 100 are connected, and nitrogen gas is circulated from the internal space 100a of the green tire 100 to the medium.
  • the medium circulation path 4a includes a piping member through which nitrogen gas flows.
  • the medium circulation path 4a includes a medium circulation device 6 for circulating nitrogen gas into the medium circulation path 4a, a gas temperature sensor 8 for detecting the temperature of the nitrogen gas, and the medium circulation path 4a.
  • the heating unit 10 for controlling the temperature of the nitrogen gas supplied to the internal space 100a of the raw tire 100, the portion of the medium circulation path 4a where the medium supply path 4b is connected, and the medium recovery A bypass valve 12 is provided between the passage 4c and a portion to which the path 4c is connected.
  • the tire vulcanizer 1 of the present embodiment includes a temperature controller 13 that controls the heating capability of the heating unit 10 based on a detection signal output from the gas temperature sensor 8.
  • a high-pressure medium supply source path 4d is connected to the portion.
  • the high pressure medium supply source path 4d is provided with a pressure control valve 16, and a high pressure gas for supplying high pressure nitrogen gas to a position upstream of the pressure control valve 16 in the high pressure medium supply source path 4d.
  • a supply source 18 is connected.
  • a medium supply valve 20 is provided in the medium supply path 4b.
  • a low-pressure medium supply source path 4e is connected to a position between the medium supply valve 20 and the mold 2 in the medium supply path 4b.
  • the low-pressure medium supply source path 4 e is provided with a valve 22, and a low-pressure gas supply source 24 that supplies low-pressure nitrogen gas is connected to the upstream side of the valve 22.
  • a medium recovery valve 26 is provided in the medium recovery path 4c. Further, an exhaust path 4f is connected to a portion of the medium recovery path 4c between the medium recovery valve 26 and the mold 2, and an exhaust valve 28 is provided in the exhaust path 4f.
  • a pressure sensor 32 for detecting the pressure of the nitrogen gas is provided at a position closer to the mold 2 than a position where the exhaust path 4f is connected in the medium recovery path 4c.
  • the tire vulcanizer 1 includes a controller 33 that controls the opening degree of the pressure control valve 16 based on a detection signal output from the pressure sensor 32.
  • the controller 33 receives a signal output from the pressure sensor 32, and issues an appropriate command to the pressure control valve 16 based on the signal so that the pressure of the nitrogen gas becomes a desired pressure. 16 opening degree is controlled.
  • the controller 33 controls the opening degree of the pressure control valve 16 by the controller 33, the pressure of the nitrogen gas supplied to the internal space 100a of the raw tire 100 is controlled.
  • the medium circulation device 6 is composed of, for example, a blower that is inverter-driven by an electric motor, and can change a gas flow rate that is circulated through the medium circulation path 4a, that is, an air blowing amount.
  • This medium circulation device 6 circulates nitrogen gas in the medium circulation path 4a for preheating and supplies nitrogen gas from the medium circulation path 4a to the internal space 100a of the raw tire 100 through the medium supply path 4b. And nitrogen gas is recovered from the internal space 100a of the green tire 100 to the medium circulation path 4a through the medium recovery path 4c.
  • the gas temperature sensor 8 is for measuring the temperature of the nitrogen gas in the medium circulation path 4a, and is composed of, for example, a thermocouple. As shown in FIG. 2, one end of the gas temperature sensor 8 is disposed in a pipe constituting the medium circulation path 4 a and the other end is connected to the temperature detection device 36. Then, the temperature data of the nitrogen gas detected by the gas temperature sensor 8 is sent from the temperature detector 36 to the temperature controller 13.
  • the heating unit 10 controls the temperature of the nitrogen gas that flows through the medium path 4 and is supplied to the internal space 100 a of the raw tire 100 based on the detection signal output from the gas temperature sensor 8. As shown in FIG. 2, the heating unit 10 includes a heating body 40, an induction heating unit 42, a heat insulating material 44, and a ferromagnetic nonconductor member 46.
  • the heating body 40 is composed of a part of a piping member constituting the medium circulation path 4a and has a flow path through which nitrogen gas flows.
  • the piping member constituting the heating body 40 is formed of a circular pipe and a straight pipe using a ferromagnetic conductor material such as carbon steel or SUS420.
  • the material of the piping member is not limited to the ferromagnetic conductor material as long as it is a material capable of electromagnetic induction. Therefore, the heating body 40 may be formed of, for example, a high thermal conductive material such as copper or aluminum.
  • the heating body 40 may be made of a material having both ferromagnetic and high thermal conductivity characteristics. Examples of such a material include stainless steel having magnetism.
  • a heating body temperature sensor 41 for detecting the temperature of the heating body 40 is attached to a predetermined location on the inner surface of the heating body 40.
  • the heating body temperature sensor 41 is connected to the temperature detection device 36. For this reason, the temperature data of the heating body 40 detected by the heating body temperature sensor 41 is sent from the temperature detection device 36 to the temperature controller 13.
  • the induction heating unit 42 heats the heating body 40 by electromagnetic induction so that the nitrogen gas flowing through the flow path in the heating body 40 is heated.
  • the induction heating unit 42 includes a magnetic force generating member that exerts magnetic lines of force on the piping member from around the piping member of the heating body 40.
  • the induction heating unit 42 is composed of a solenoid coil made of litz wire, and is wound around the piping member of the heating body 40 as shown in FIG.
  • An AC power supply 11 (see FIG. 1) is connected to this coil. By energization from the AC power supply 11, the coil emits magnetic lines of force, and the magnetic lines of force are exerted on the heating body 40 to inductively heat the heating body 40.
  • the heat insulating material 44 is provided between the piping member of the heating body 40 and the coil of the induction heating unit 42. When the heating body 40 is induction heated, the heat is transmitted to the induction heating unit 42. Is suppressed. As shown in FIG. 3, the heat insulating material 44 is wound around the outer periphery of the heating body 40, and the coil of the induction heating unit 42 is wound around the outer periphery of the heat insulating material 44.
  • the ferromagnetic non-conductive member 46 serves as a shield, and prevents the magnetic lines of force generated from the induction heating unit 42 from reaching the radially outer side, and the magnetic lines of force generated from the induction heating unit 42 to the radially inner side. It is provided to concentrate in the vicinity of the heating body 40.
  • the ferromagnetic non-conductive member 46 is formed in the shape of an elongated rectangular plate using ferrite as a material, and is disposed on the radially outer side of the coil of the induction heating unit 42 and extends in the axial direction of the heating body 40. ing.
  • the ferromagnetic non-conductive member 46 has a length that covers the entire arrangement range of the induction heating unit 42 in the axial direction of the heating body 40.
  • a plurality of ferromagnetic non-conductive members 46 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the coil of the induction heating unit 42.
  • Each ferromagnetic non-conductive member 46 is supported by an aluminum holder 47 fixed to the heat insulating material 44.
  • the temperature controller 13 is a control device that controls the heating capability of the heating unit 10. This temperature controller 13 receives the detection signal of the gas temperature sensor 8 and the detection signal of the heating body temperature sensor 41, and based on these signals, issues an appropriate command to the AC power supply 11 of the heating unit 10 to generate AC. The power supplied from the power source 11 to the coil of the induction heating unit 42 is controlled, and the heating capability of the heating unit 10 is controlled by the power control. By controlling the heating capacity of the heating unit 10 by the temperature controller 13, the temperature of nitrogen gas supplied from the medium circulation path 4a to the internal space 100a of the raw tire 100 via the medium supply path 4b is controlled.
  • the raw tire 100 is set in the mold 2 while inserting the bladder into the internal space 100 a of the raw tire 100.
  • the valve 22 provided in the low-pressure medium supply source path 4e is opened, and the low-pressure nitrogen gas is supplied into the bladder from the low-pressure gas supply source 24 through the low-pressure medium supply source path 4e and the medium supply path 4b.
  • the green tire 100 is extended and shaped and held. Thereafter, the mold 2 is fully closed and locked, and the mold clamping of the mold 2 is completed. When the mold 2 is clamped, the valve 22 is closed.
  • the nitrogen gas is preheated in the medium circulation path 4a.
  • the medium recovery valve 26 and the medium supply valve 20 are closed, and the bypass valve 12 is opened.
  • a closed circuit is formed in which nitrogen gas can circulate in the medium circulation path 4a for preheating.
  • the high-pressure nitrogen gas supplied from the high-pressure gas supply source 18 is introduced into the medium circulation path 4a through the pressure control valve 16 and the high-pressure medium supply source path 4d, and the introduced nitrogen gas is supplied to the medium circulation device 6. It circulates in the medium circulation path 4a by blowing.
  • the nitrogen gas circulating in the medium circulation path 4a is preheated by the heating unit 10. Specifically, when electric power is supplied from the AC power supply 11 to the coil of the induction heating unit 42 in the heating unit 10, magnetic lines of force are generated from the coil, and the magnetic lines of force are applied to the heating body 40, whereby the heating body 40. Generates heat due to electromagnetic induction. The heat generated by the heating body 40 is transmitted to the nitrogen gas flowing through the heating body 40, and the nitrogen gas is heated.
  • the temperature of the nitrogen gas is detected by the gas temperature sensor 8, and the heating capability of the heating unit 10 is controlled by the temperature controller 13 so that the nitrogen gas becomes a desired temperature based on the detected temperature. That is, the temperature controller 13 controls the electric power supplied from the AC power supply 11 of the heating unit 10 to the coil of the induction heating unit 42 based on the temperature detected by the gas temperature sensor 8, and heating by electromagnetic induction accordingly.
  • the calorific value of the body 40 is controlled, and the temperature of the nitrogen gas is adjusted to a desired temperature.
  • the opening of the pressure control valve 16 by the controller 33 is introduced into the medium circulation path 4 a from the high-pressure medium supply source path 4 d and circulates in the medium circulation path 4 a.
  • the pressure of nitrogen gas to be adjusted is adjusted to a desired pressure.
  • the bypass valve 12 is closed and the medium supply valve is closed. 20 and the medium recovery valve 26 are opened to supply the nitrogen gas in the medium circulation path 4a to the internal space 100a of the raw tire 100 through the medium supply path 4b.
  • the nitrogen gas is preheated while circulating in the medium circulation path 4a.
  • the rise time required for the temperature of the nitrogen gas supplied to the internal space 100a of the green tire 100 to rise to a desired temperature immediately after the start of vulcanization is shortened.
  • the bladder is extended by the high-temperature and high-pressure nitrogen gas supplied into the internal space 100a of the raw tire 100, that is, the bladder, and the raw tire 100 is pressed against the inner surface of the mold 2 by the expansion force of the bladder.
  • the tire 100 is vulcanized.
  • the nitrogen gas used for such vulcanization molding is returned from the internal space 100a of the raw tire 100 to the medium circulation path 4a through the medium recovery path 4c.
  • the nitrogen gas that has returned to the medium circulation path 4a is heated again by the heating unit 10, and then supplied again to the internal space 100a of the raw tire 100 through the medium supply path 4b.
  • the pressure control of the nitrogen gas more specifically, the control of the absolute value of the pressure of the nitrogen gas and the control of the change in the pressure of the nitrogen gas with time, are performed not only by adjusting the opening degree of the pressure control valve 16 but also by the exhaust valve 28. It is also performed by adjusting the opening.
  • the pressure control valve 16 is opened by the controller 33 and high-pressure nitrogen gas is supplied from the high-pressure gas supply source 18 to the medium path 4. Replenished inside.
  • the heating unit 40 can be heated by electromagnetic induction in the heating unit 10 to heat the nitrogen gas flowing through the flow path in the heating unit 40. That is, in the present embodiment, since the heating element 40 can be directly heated to heat the nitrogen gas flowing therein, the heat capacity of the sheath heater is different from the case of heating the nitrogen gas using a sheath heater inserted in the pipe. There is no delay in temperature rise due to. For this reason, the rise of the temperature of nitrogen gas can be accelerated.
  • the nitrogen gas is heated by directly heating the heating body 40 by electromagnetic induction. Therefore, unlike the case where the sheath heater inserted in the pipe is used, the diameter of the pipe is increased in order to insert the sheath heater. There is no increase in the heat radiation area due to the fact that a part of the sheath heater is located outside the pipe. For this reason, in this embodiment, compared with what uses such a sheath heater, a thermal radiation area can be made small and a heat loss can be reduced.
  • the heating body 40 is heated when the heating body 40 is heated by electromagnetic induction.
  • the heat insulating material 44 can prevent heat from being transferred to the coil of the induction heating unit 42. For this reason, the thermal deterioration of the coil of the induction heating part 42 can be suppressed.
  • the heating body 40 is heated by electromagnetic induction. The heating body 40 can be effectively heated without inhibiting the heating.
  • the heating body 40 of the heating part 10 consists of a part of piping member which comprises the medium circulation path
  • the number of members can be reduced and the manufacturing cost of the heating body 40 can be suppressed.
  • the ferromagnetic nonconductor member 46 since the ferromagnetic nonconductor member 46 is disposed outside the induction heating unit 42 in the radial direction of the piping member of the heating body 40, the ferromagnetic nonconductor member 46 serves as a shield. Further, it is possible to prevent the magnetic lines of force generated from the induction heating unit 42 from reaching the outside and concentrate the magnetic lines of force on the inside. As a result, it is possible to prevent the magnetic lines of force generated from the induction heating unit 42 from reaching the outside and causing unintended heating to other pipes and metal members, or the adverse effect on the outside due to the magnetic lines of force generated from the induction heating unit 42. In addition, the magnetic lines of force generated from the induction heating unit 42 can be concentrated on the inner heating body 40, and heating by electromagnetic induction can be performed satisfactorily.
  • the induction heating part 42 consists of the coil which is wound around the piping member of the heating body 40 and generates a magnetic force line when energized, the magnetic field line is applied evenly from the periphery of the piping member of the heating body 40. Electromagnetic induction can be caused uniformly in the heating body 40 in the circumferential direction, and as a result, heating unevenness in the circumferential direction of the heating body 40 can be suppressed.
  • the piping member of the heating body 40 is made of a ferromagnetic conductor material in which electromagnetic induction occurs satisfactorily, the heating of the nitrogen gas by electromagnetic induction of the heating body 40 can be performed satisfactorily.
  • the vulcanization of the raw tire 100 with the nitrogen gas heated by the electromagnetic induction heating of the heating body 40 in the heating unit 10 as in the above embodiment the nitrogen gas heated by the sheath heater is used as the raw tire 100.
  • the vulcanization is performed by supplying to the internal space 100a, and the case where the steam generated outside the tire vulcanizer is supplied to the internal space 100a of the raw tire 100 and vulcanized is performed. It can be seen that the tire temperature rises quickly.
  • the heating body 40 may have the inner surface in which the uneven
  • FIG. 6 shows a cross section perpendicular to the axial direction of the heating element 40 according to the first modification
  • FIG. 7 shows a cross section along the axial direction of the heating element 40 according to the first modification. Has been.
  • the heating body 40 according to the first modification is formed by joining a plurality of straight tubular heating body segments 40a in the axial direction by welding. Concave portions 40b and convex portions 40c are alternately formed in the circumferential direction on the inner surface of each heating element segment 40a. Each recessed part 40b and each convex part 40c are linearly extended in the axial direction of the heating element segment 40a. Each recess 40b is formed to have a substantially circular shape in a cross section perpendicular to the axial direction of the heating body 40. And the recessed part 40b and the convex part 40c of each heating body segment 40a adjacent in the axial direction of the heating body 40 are arrange
  • each heating element temperature sensor 41 is mounted in a recess 40b arranged opposite to each other in the heating element segment 40a, and is mounted at a position closest to the outer surface of the heating element segment 40a in the recess 40b.
  • Each heating element segment 40a is formed with a plurality of small-diameter round holes penetrating in an axial direction in a cylindrical bar material at equal intervals around the axis of the bar material, and then at the center of the plurality of small-diameter round holes.
  • a large-diameter round hole penetrating in the axial direction is formed so as to slightly overlap each of the small-diameter round holes.
  • the some heating body segment 40a produced in this way is joined by welding to an axial direction. At this time, adjacent ones of the heating element segments 40a are joined together in a state in which the circumferential phases of the concave portions 40b and the convex portions 40c are shifted from each other.
  • the heating body 40 according to the first modification is formed.
  • the surface area of the inner surface of the heating body 40 that comes into contact with the nitrogen gas can be increased by the concave portions 40b and the convex portions 40c, so that the heating efficiency of the nitrogen gas can be improved.
  • the heating element is caused by the fact that the recesses 40b and the protrusions 40c on the inner surfaces of the heating element segments 40a adjacent in the axial direction are arranged out of phase with each other in the circumferential direction.
  • the velocity boundary layer of the nitrogen gas is renewed, whereby heat is sufficiently applied from the heating body 40 to the nitrogen gas, so that the heating efficiency of the nitrogen gas can be improved.
  • the velocity boundary layer is a region where the flow velocity formed in the vicinity of the inner surface of the heating body 40 of the flow of nitrogen gas flowing in the heating body 40 is reduced to a certain speed or less.
  • This velocity boundary layer has the property that it is less likely to conduct heat than the other layer of nitrogen gas flow in which the velocity does not decrease.
  • the concave portion 40b and the convex portion 40c are arranged with the phases shifted from each other in the circumferential direction, so that the flow of nitrogen gas flowing in the axial direction in the heating body 40 It is disturbed in the vicinity of the inner surface, and is updated every time the velocity boundary layer passes near the concave portion 40b and the convex portion 40c.
  • the heating body when the heating body is constituted by a monotonous circular tube having no irregularities on its inner surface or a group of circular tubes composed of an assembly of the monotonic circular tubes, when nitrogen gas flows through the flow path in the circular tube, A thick velocity boundary layer develops near the inner surface of the tube. Therefore, according to the configuration of the first modified example, the inhibition of heat transfer from the inner surface of the heating body 40 to the nitrogen gas by the velocity boundary layer can be suppressed as compared with the case where such a monotonous circular tube is used. Heat transfer from the inner surface of the heating body 40 to the nitrogen gas can be performed satisfactorily.
  • the circumferential phases of the recesses 40b and the protrusions 40c of the heating element segments 40a adjacent to each other in the axial direction coincide with each other. In this way, the heating element segments 40a may be joined together.
  • the concave and convex portions formed on the inner surface of the heating body 40 may be shaped so as to wave in the circumferential direction.
  • FIG. 8 shows a cross section perpendicular to the axial direction of the heating body 40 according to the second modification.
  • the heating body 40 according to the second modification is composed of a single straight pipe member without a joint, and heating is performed by alternately forming concave portions 40d and convex portions 40e on the inner surface of the heating body 40 in the circumferential direction.
  • the inner surface of the body 40 is shaped to wave in the circumferential direction.
  • the concave portion 40d and the convex portion 40e extend linearly in the axial direction of the heating body 40.
  • the piping member which comprises the heating body 40 by this 2nd modification is formed by one extrusion process.
  • the concave portion 40d and the convex portion 40e can increase the surface area of the inner surface of the heating body 40 in contact with the nitrogen gas, so that the heating efficiency of the nitrogen gas can be improved.
  • the structure in which the concave portion 40d and the convex portion 40e extending linearly in the axial direction are provided on the inner surface of one straight tubular heating body 40 as in the second modified example is formed by a single extrusion process. Since it is possible, the manufacturing process of the heating body 40 which has an uneven
  • FIG. 9 shows a cross section perpendicular to the axial direction of the heating body 40 according to the third modification.
  • the heating body 40 according to the third modification is constituted by a straight tubular piping member 40f and a plurality of flat fins 40g.
  • the plurality of fins 40g are provided at equal intervals in the circumferential direction on the inner surface of the piping member 40f.
  • the plurality of fins 40g are arranged radially, and each fin 40g protrudes radially inward from the inner surface of the piping member 40f.
  • Each fin 40g extends linearly in the axial direction of the heating body 40.
  • the piping member 40f is made of, for example, a ferromagnetic conductor material such as carbon steel or SUS420, and the fin 40g is made of a high heat conductive material such as copper or aluminum.
  • the plurality of fins 40g as described above are provided on the inner surface of the heating body 40, the surface area of the inner surface of the heating body 40 in contact with the nitrogen gas can be increased. The heating efficiency of the nitrogen gas flowing through the flow path in the heating body 40 can be improved.
  • each fin 40g extends linearly in the axial direction of the heating body 40. Therefore, even if such a fin 40g is provided, the nitrogen in the flow path in the heating body 40 is provided. It is difficult to block the gas flow. For this reason, it is possible to suppress an increase in the pressure loss of the nitrogen gas flowing through the flow path in the heating body 40 while improving the heating efficiency of the nitrogen gas by the plurality of fins 40g.
  • piping member 40f of the heating body 40 consists of a ferromagnetic conductor material, and the some fin 40g provided in the inner surface of the piping member 40f consists of highly heat-conductive material, piping member 40f is used.
  • the electromagnetic induction heating can be performed well, and the heat generated in the piping member 40f by the electromagnetic induction heating can be transmitted to the nitrogen gas through the fins 40g.
  • the fin 40g is not limited to a flat plate shape, and may be a spiral twist in the axial direction of the piping member 40f.
  • FIG. 10 shows a cross section perpendicular to the axial direction of the heating body 40 according to the fourth modification.
  • the heating body 40 according to the fourth modification is constituted by a straight tubular piping member 40f, a core member 40h, and a plurality of flat fins 40i.
  • the plurality of flat fins 40i are provided on the inner surface of the piping member 40f at equal intervals in the circumferential direction, and are arranged radially.
  • Each fin 40i extends linearly in the axial direction of the heating body 40 and projects radially inward from the inner surface of the piping member 40f.
  • the edge of each fin 40i located in the radial inside of the heating body 40 is couple
  • Each fin 40i is made of a high heat conductive material such as copper or aluminum, like the fin 40g of the third modified example.
  • the rigidity of the fins 40i can be increased due to the plurality of fins 40i being supported by the core member 40h, and as a result, the flow path in the heating body 40 can be increased.
  • the fin 40i can be prevented from being deformed by the pressure of the nitrogen gas.
  • the effect by the said 3rd modification can be acquired similarly.
  • the fin 40i is not limited to a flat plate shape, but may be a spiral twist in the axial direction of the piping member 40f.
  • FIG. 11 is a schematic diagram of the heating unit 10 according to the fifth modification
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the heating body 40 shown in FIG. 11 taken along line XII-XII
  • FIG. 13 is a sectional view taken along line XIII-XIII of the heating body 40 shown in FIG.
  • the heating body 40 according to the fifth modification is constituted by a straight tubular piping member 40f, a first perforated plate 40j, and a second perforated plate 40k.
  • a plurality of first perforated plates 40j and a plurality of second perforated plates 40k are provided in the piping member 40f.
  • the first perforated plate 40j and the second perforated plate 40k are alternately arranged at predetermined intervals in the axial direction of the heating body 40.
  • Each of the perforated plates 40j, 40k is disposed perpendicular to the direction of blocking the flow path in the heating body 40 (pipe member 40f), specifically, the axial direction of the heating body 40.
  • Each porous plate 40j, 40k has a disk-shaped outer shape, and each porous plate 40j, 40k is connected to the inner surface of the piping member 40f by connecting the peripheral edge of each porous plate 40j, 40k to the piping. It is fixed to the member 40f.
  • the first porous plate 40j is provided with four through holes 40m through which nitrogen gas passes so as to extend in the axial direction of the heating body 40. These four through holes 40m are arranged around the axis of the heating body 40 at a predetermined interval.
  • the second perforated plate 40k is provided with five through holes 40n through which nitrogen gas passes so as to extend in the axial direction of the heating body 40. One of the five through holes 40n is disposed at a position corresponding to the axial center of the heating body 40, that is, at the center position of the second perforated plate 40k, and the remaining four through holes are formed on the heating body. It is arranged at a predetermined interval around 40 axes.
  • the through holes 40m of the first perforated plate 40j and the through holes 40n of the second perforated plate 40k are arranged at positions shifted from each other when viewed from the axial direction of the heating body 40.
  • the flow of nitrogen gas flowing in the heating body 40 is disturbed by the first porous plate 40j and the second porous plate 40k, so the speed formed near the inner surface of the heating body 40
  • the boundary layer becomes thin, and due to this, heat can be sufficiently transferred from the heating body 40 to the nitrogen gas, and the heating body is in contact with the nitrogen gas thanks to the first perforated plate 40j and the second perforated plate 40k. Since the surface area inside 40 increases, the heating efficiency of nitrogen gas can be improved.
  • the number and position of the through holes in each of the perforated plates 40j and 40k are not limited to the configuration of the fifth modified example, and various numbers and positions of the through holes can be applied.
  • the heating part 10 has the some heating body 40 like the 6th modification of the said embodiment shown in FIG. 14, Each of the some heating body 40 is the straight tubular piping member 40p. It may consist of FIG. 14 is a schematic diagram of the heating unit 10 according to the sixth modification.
  • the straight pipe members 40p of the plurality of heating bodies 40 each have a flow path through which nitrogen gas flows, and nitrogen gas flowing through the medium circulation path 4a. Is divided in the heating unit 10 and circulates in each piping member 40p.
  • Each of the piping members 40p is made up of a part of the piping members that constitute the medium circulation path 4a.
  • a heat insulating material (not shown), a coil of the induction heating unit 42, and a ferromagnetic non-conductive member (not shown) are disposed around each piping member 40p in the same configuration as in the above embodiment.
  • AC power supply 11 and the coil of induction heating part 42 wound around each piping member 40p are electrically connected, respectively. The electric power is supplied from the AC power supply 11 to the coil of the induction heating unit 42 wound around each pipe member 40p, whereby each pipe member 40p is heated by electromagnetic induction, and accordingly, the nitrogen gas flowing in each pipe member 40p. Is heated.
  • the heating unit 10 includes a plurality of heating bodies 40 as in the sixth modification, and each of the plurality of heating bodies 40 includes a piping member 40p having a nitrogen gas flow path therein. Since the total area of the inner surfaces of all the piping members 40p is the total area contributing to the heat transfer to the nitrogen gas in the heating unit 10, the heat transfer area to the nitrogen gas increases. As a result, the heat transfer performance to the nitrogen gas, that is, the heating efficiency of the nitrogen gas can be improved.
  • the tire vulcanizer 61 may include two heating units 62 and 63 as in the seventh modification of the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 15 is a schematic diagram of a tire vulcanizer 61 according to the seventh modification.
  • a first heating unit 62 for base heating is provided in the medium circulation path 4a
  • a second heating unit 63 for boost heating is provided in the medium supply path 4b.
  • the first heating unit 62 has the same structure as the heating unit 10 of the above embodiment. However, the first heating unit 62 is disposed on the upstream side of the medium circulation device 6 in the medium circulation path 4a.
  • the second heating unit 63 has the same structure as the heating unit 10 of the above embodiment.
  • the second heating unit 63 is provided at a position between the position where the low-pressure medium supply source path 4e is connected and the mold 2 in the medium supply path 4b.
  • the second heating unit 63 is connected to the second heating unit 63 according to the above embodiment.
  • a temperature controller 66 and a gas temperature sensor 64 having the same configuration as the temperature controller 13 and the gas temperature sensor 8 are attached.
  • the gas temperature sensor 64 detects the temperature of nitrogen gas flowing into the internal space 100a of the raw tire 100 in the medium supply path 4b.
  • the temperature controller 66 controls the heating capability of the second heating unit 63 based on the detection result of the gas temperature sensor 64.
  • the low-pressure nitrogen gas for shaping supplied from the low-pressure gas supply source 24 to the internal space 100a of the raw tire 100 through the medium supply path 4b is electromagnetically heated to a desired temperature by the second heating unit 63. It is possible to do.
  • the first heating unit 62 is located upstream of the medium circulation device 6 in the medium circulation path 4a and downstream of the connection portion of the high-pressure medium supply source path 4d with respect to the medium circulation path 4a. Therefore, after the high-pressure nitrogen gas supplied from the high-pressure gas supply source 18 to the medium circulation path 4a at a low temperature is heated by the first heating unit 62, it can be supplied to the medium circulation device 6. For this reason, the temperature fall of the medium circulation apparatus 6 can be prevented.
  • FIG. 16 shows a schematic diagram of a tire vulcanizer 71 according to the eighth modification.
  • the heating unit 72 is provided at a position on the downstream side of the medium circulation device 6 in the medium circulation path 4a and on the upstream side of the connection point of the medium supply path 4b, as in the above embodiment. It has been.
  • the configuration of the heating unit 72 is substantially the same as the configuration of the heating unit 10 according to the above embodiment.
  • the heating body 72a of the heating unit 72 is configured by a large-diameter piping member.
  • a part of the pipe 4h that constitutes a part of the medium circulation path 4a on the upstream side of the medium circulation device 6 and on the downstream side of the connection portion of the high-pressure medium supply source path 4d is a large part of the heating body 72a. It penetrates the pipe member of the diameter.
  • the nitrogen gas can be heated or kept warm with the electromagnetic induction heating of the heating body 72a in the heating unit 72. .
  • the place where the pipe 4h is provided is a place where the temperature of the nitrogen gas is relatively low in the medium circulation path 4a. According to the configuration of the modified example, it is possible to heat or keep the nitrogen gas flowing in the pipe 4h with the induction heating of the heating body 72a in the heating unit 72. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in temperature in the piping 4h of nitrogen gas circulating in the medium circulation path 4a.
  • the second heating unit 63 (see FIG. 15) shown in the seventh modification may be provided in the medium supply path 4b. Further, a part of the pipes constituting the medium recovery path 4c may penetrate through the second heating unit 63 like a second heating unit 83 (see FIG. 17) of a ninth modified example described later. .
  • the tire vulcanizer 81 includes two heating portions 82 and 83, and the downstream side of the medium circulation device 6 in the medium circulation path 4a.
  • Some piping 4i may penetrate the heating body 82a of the 1st heating part 82, and some piping 4j which comprises the medium collection
  • FIG. FIG. 17 shows a schematic diagram of a tire vulcanizer 81 according to the ninth modification.
  • the first heating unit 82 is provided on the upstream side of the medium circulation device 6 in the medium circulation path 4a and on the downstream side of the connection location of the high-pressure medium supply source path 4d. Yes.
  • the structure of the first heating unit 82 is substantially the same as the structure of the heating unit 10 according to the above embodiment.
  • the heating body 82a of the first heating unit 82 is constituted by a large-diameter piping member.
  • a part of the pipe 4i that constitutes a part of the medium circulation path 4a on the downstream side of the medium circulation apparatus 6 and on the upstream side of the connection part of the medium supply path 4b is a heating body of the first heating unit 82. It penetrates the large-diameter piping member 82a.
  • the second heating unit 83 is provided at a location between the location where the low-pressure medium supply source path 4e is connected and the mold 2 in the media supply path 4b.
  • the structure of the second heating unit 83 is substantially the same as the structure of the heating unit 10 according to the above embodiment.
  • the heating body 83a of the second heating unit 83 is constituted by a large-diameter piping member.
  • the nitrogen gas flowing through the pipe 4i of the medium circulation path 4a can be heated or kept warm with the electromagnetic induction heating of the heating body 82a in the first heating unit 82. .
  • the low-temperature nitrogen gas that is used for vulcanization molding is discharged from the internal space 100a of the raw tire 100, and flows to the medium circulation path 4a through the medium recovery path 4c.
  • the heating body 83a in the second heating unit 83 can be heated or kept warm with electromagnetic induction heating.
  • the heating body 40 is divided
  • the density may be varied.
  • the heating body 40 is divided into three parts of an upstream part 40q, a central part 40r, and a downstream part 40s in order from the upstream side to the downstream side in the flow direction of the nitrogen gas, and is wound around these parts. It is made for the density of the coil of the induction heating part 42 to become small in this order. That is, the coil of the induction heating part 42 wound around the central part 40r by making the winding interval of the coil of the induction heating part 42 relative to the central part 40r larger than the winding interval of the coil of the induction heating part 42 relative to the upstream part 40q.
  • the winding interval of the coil of the induction heating unit 42 with respect to the downstream portion 40s is set to be smaller than that of the coil of the induction heating unit 42 with respect to the central portion 40r.
  • the density of the coil of the induction heating part 42 wound around the downstream part 40s is made smaller than the density of the coil of the induction heating part 42 wound around the central part 40r.
  • the magnetic field generated from the coil is superimposed by energizing the coil of the induction heating unit 42.
  • eddy currents are concentrated in the central portion 40r. Due to this, the surface temperature of the heating element 40 is highest in the central portion 40r in a state where no nitrogen gas flows therein, and is lower than the central portion 40r and equal to each other in the upstream portion 40q and the downstream portion 40s. It becomes temperature.
  • the cooled nitrogen gas after applying heat to the raw tire 100, the bladder, the piping, etc. returns to the heating body 40, so the upstream portion 40q returns within the heating body 40.
  • the temperature difference from the nitrogen gas becomes the largest, and heat is transferred to the nitrogen gas that has returned mainly in the upstream portion 40q.
  • the temperature of the upstream portion 40q tends to be the lowest in the heating body 40.
  • the coil of the induction heating unit 42 is most densely wound around the upstream portion 40q of the heating body 40 as described above, and the upstream portion 40q is connected to the central portion 40r and the downstream portion.
  • the upstream portion 40q can be most heated, and the degree of temperature increase can be reduced toward the central portion 40r and the downstream portion 40s.
  • the temperature difference with the returned nitrogen gas is large, and the nitrogen gas can be effectively heated in the upstream portion 40q where heat is most needed.
  • heating of nitrogen gas is not required as much as in the upstream portion 40q. The temperature can be eliminated. Therefore, in the tenth modification, the nitrogen gas can be efficiently heated in the heating body 40.
  • the rise in surface temperature is reduced.
  • the local rise in the surface temperature is alleviated, and as a result, it is possible to prevent the mechanical characteristics of the central portion 40r from being lowered.
  • the upstream portion 40q has the largest amount of nitrogen gas that has been cooled and returned. In order to give heat, the surface temperature does not rise too much. For this reason, it is possible to prevent the deterioration of the mechanical characteristics also in the upstream portion 40q.
  • the density at which the coil of the induction heating unit 42 is wound is set to the upstream portion 40q.
  • the downstream portion 40s and the central portion 40r may be gradually decreased in this order.
  • the coil winding interval of the induction heating unit 42 may be increased in the order of the upstream portion 40q, the downstream portion 40s, and the central portion 40r. In this way, since the density of the coil of the induction heating unit 42 wound around the central portion 40r is the smallest in the heating body 40, the concentration of eddy current in the central portion 40r can be further reduced.
  • the density of the coil wound around the downstream portion 40s may be further reduced to be equal to the density of the coil wound around the central portion 40r.
  • the heating body 40 may be divided into a plurality of parts other than three in the longitudinal direction, and the density of the coil of the induction heating unit 42 wound around each part may be changed.
  • the heating body 40 is divided into four or more parts in the longitudinal direction, and the coil of the induction heating unit 42 wound as it moves from the upstream part to the downstream part of each part. The density may be decreased in order.
  • the heating body 40 is divided into two parts, a part corresponding to the upstream part 40q and a part corresponding to the combined area of the central part 40r and the downstream part 40s, and the heating element 40 is located on the upstream side of the two parts. You may make it make the density of the coil of the induction heating part 42 wound around what to do larger than the density of the coil of the induction heating part 42 wound around what is located in the downstream.
  • winding interval of the coil of the induction heating unit 42 with respect to the heating body 40 may be increased in a geometric sequence as it goes from the upstream side to the downstream side in the flow direction of the nitrogen gas.
  • the heating body 40 is constituted by the outer cylinder 40t and the inner heat transfer tube 40u, and heat is transmitted from the outer cylinder 40t heated by induction to the inner heat transfer tube 40u. It is good also as a structure which can be given to the nitrogen gas from the inner side heat exchanger tube 40u while being transmitted.
  • the outer cylinder 40t is a cylindrical straight pipe made of a ferromagnetic conductor material such as carbon steel or SUS420.
  • the inner heat transfer tube 40u is made of, for example, a high heat conductive material such as copper alloy or aluminum, and has a plurality (six in this eleventh modification) of leaf-like portions 40v whose width in the circumferential direction gradually increases toward the outer side in the radial direction. It is a tubular member. A plurality of leaf-like portions 40v are formed at intervals in the circumferential direction of the inner heat transfer tube 40u.
  • the outer tube 40t and the inner heat transfer tube 40u are integrally formed by drawing at the same time.
  • each leaf-like portion 40v located on the radially outer side of the inner heat transfer tube 40u is in pressure contact with the inner surface of the outer tube 40t, and heat is transferred from the outer tube 40t to the inner heat transfer tube 40u through the pressed portion.
  • Nitrogen gas flows through both the space inside the inner heat transfer tube 40u and the space surrounded by the outer surface of the inner heat transfer tube 40u and the inner surface of the outer tube 40t. Heat is applied to the nitrogen gas flowing through the space inside the inner heat transfer tube 40u from the inner surface of the inner heat transfer tube 40u.
  • heat is applied from both the outer surface of the inner heat transfer tube 40u and the inner surface of the outer tube 40t to the nitrogen gas flowing through the space surrounded by the outer surface of the inner heat transfer tube 40u and the inner surface of the outer tube 40t.
  • the inner heat transfer tube 40u is made of a highly heat conductive material, heat exchange between the inner heat transfer tube 40u and the nitrogen gas is easily performed.
  • the heating body 40 can be obtained without increasing the cross-sectional area of the flow path in the heating body 40.
  • the heat transfer area to the nitrogen gas flowing inside can be increased.
  • the heat transfer is significantly higher than the structure in which heat is transferred to the nitrogen gas only from the inner surface of the pipe.
  • the area can be increased. As a result, the heat exchange efficiency can be significantly improved.
  • the inner heat transfer tube 40u may have a configuration having five leaf-like portions 40v as in the twelfth modification shown in FIG. 20 in addition to the configuration having six leaf-like portions 40v shown in FIG. It is good also as a structure which has the number of leaf-like parts 40v other than six and five.
  • the heating body 40 may be a triple tube including an outer tube 40t, an inner tube 40w, and an inner heat transfer tube 40u.
  • the inner cylinder 40w is a cylindrical straight pipe made of a high heat conductive material such as copper alloy or aluminum.
  • the inner cylinder 40w is provided in the outer cylinder 40t, and the outer surface of the inner cylinder 40w is in pressure contact with the inner surface of the outer cylinder 40t.
  • the inner side heat exchanger tube 40u which has the same (six in FIG. 21) leaf-like part 40v as the said 11th modification is provided in the inner cylinder 40w.
  • An outer surface located on the radially outer side of the inner heat transfer tube 40u in each leaf-like portion 40v is in pressure contact with an inner surface of the inner cylinder 40w.
  • the nitrogen gas flows through both the space inside the inner heat transfer tube 40u and the space surrounded by the outer surface of the inner heat transfer tube 40u and the inner surface of the inner cylinder 40w.
  • the heat generated from the outer cylinder 40t by induction heating is transferred to the inner cylinder 40w, and from the inner surface of the inner cylinder 40w, nitrogen flows through the space surrounded by the inner surface of the inner cylinder 40q and the outer surface of the inner heat transfer tube 40u.
  • the heat is transmitted from the inner cylinder 40w to the inner heat transfer tube 40u, and is applied to the nitrogen gas flowing through the corresponding space from both the inner and outer surfaces of the inner heat transfer tube 40u.
  • the heat transfer area to the nitrogen gas flowing through the heating body 40 can be increased by the inner heat transfer tube 40u. Furthermore, in the thirteenth modification, heat can be applied from the inner surface of the inner cylinder 40w made of a high thermal conductivity material to the nitrogen gas flowing through the space located outside the inner heat transfer tube 40u in the inner cylinder 40w. Therefore, the heat exchange efficiency can be further improved.
  • the inner heat transfer tube 40u may have five leaf-like portions 40v as in the fourteenth modification shown in FIG.
  • the heat tube 40u may have a number of leaf-like portions 40v other than six and five.
  • a twist may be added to the inner heat transfer tube 40u to form a spiral shape. If comprised in this way, the heat-transfer area to the nitrogen gas which flows through the inside of the heating body 40 can be increased more without changing the length of the heating body 40.
  • nitrogen gas used as the heating and pressurizing medium for vulcanizing the green tire 100
  • It may be used as For example, steam, an inert gas other than nitrogen gas, air, or the like may be used as the heating and pressurizing medium.
  • a cylindrical ferromagnetic non-conductive member is provided so as to surround the induction heating unit 42. This can also provide a shielding effect against the lines of magnetic force emitted from the induction heating unit 42.
  • the tire vulcanizer according to the embodiment and the modification is a tire vulcanizer for performing vulcanization molding of a raw tire, and a mold that detachably accommodates the raw tire, and the mold A medium path that leads to the internal space of the accommodated raw tire and through which a heating and pressurizing medium for vulcanization molding the raw tire, and the heating and pressurization that is provided in the medium path and flows through the medium path
  • an induction heating unit for heating the heating body by electromagnetic induction.
  • the heating body is heated by electromagnetic induction in the heating section, and the heating and pressurizing medium flowing through the flow path in the heating body can be heated with the heating of the heating body. That is, in this tire vulcanizer, the heating body can be directly heated to heat the heating and pressurizing medium inside the heating body, so the heating and pressurizing medium is heated using a sheath heater inserted in the pipe. Unlike the case, there is no delay in temperature rise due to the heat capacity of the sheath heater. For this reason, the temperature rise of the heating and pressurizing medium can be accelerated.
  • the heating / pressurizing medium is heated by directly heating the heating body by electromagnetic induction. Therefore, unlike the case where the sheath heater inserted in the pipe is used, the pipe is used to insert the sheath heater. In addition, there is no need to increase the diameter, and there is no increase in the heat radiation area due to the part of the sheath heater being located outside the pipe. For this reason, in this tire vulcanizer, the heat radiation area can be made smaller than that using such a sheath heater, and as a result, heat loss can be reduced.
  • the heating and pressurizing medium can be heated by the medium path inside the tire vulcanizer, so that the steam generated outside is supplied to the medium path, and the steam is passed from the medium path to the internal space of the raw tire.
  • the heating and pressurizing medium can be heated by the medium path inside the tire vulcanizer, so that the steam generated outside is supplied to the medium path, and the steam is passed from the medium path to the internal space of the raw tire.
  • the heating unit preferably includes a heat insulating material disposed between the heating body and the induction heating unit.
  • the thermal deterioration of an induction heating part can be suppressed.
  • the heat insulating material is arranged between the heating body and the induction heating unit in this way, in this configuration, the heating body is heated by electromagnetic induction, so that the heat insulating material does not hinder the heating of the heating body. The heating body can be heated effectively.
  • the medium path includes a piping member through which the heating and pressurizing medium flows, and the heating body includes a part of the piping member of the medium path.
  • a heating body can also serve as a part of piping member of a medium path
  • the induction heating unit includes a magnetic force generating member that is disposed around a piping member that constitutes the heating body and exerts a magnetic force line on the piping member, and the heating unit constitutes the heating body. It is preferable to have a ferromagnetic non-conductive member disposed outside the magnetic force generating member in the radial direction of the piping member.
  • the ferromagnetic non-conductive member outside the magnetic force generating member serves as a shield, preventing the magnetic lines generated from the magnetic generating member from reaching the outside and concentrating the magnetic lines on the inside.
  • Heating by electromagnetic induction can be satisfactorily performed by concentrating the magnetic lines of force generated from the generating member on the inner heating body.
  • the magnetic force generating member is formed of a coil that is wound around a piping member constituting the heating body and emits a line of magnetic force when energized.
  • At least a part of the heating body is preferably made of a ferromagnetic conductor material.
  • the ferromagnetic conductor material is a material in which electromagnetic induction occurs satisfactorily, heating of the heating element by electromagnetic induction can be performed satisfactorily by forming at least a part of the heating element from the ferromagnetic conductor material as in this configuration. Can do.
  • the heating body may include a portion made of a ferromagnetic conductor material and a portion made of a high heat conductive material.
  • produced by the heating can be efficiently transmitted to a heating-pressurization medium in the part which consists of highly heat-conductive materials. it can.
  • the heating body has an inner surface surrounding the flow path and having an uneven portion.
  • the surface area of the inner surface of the heating body that comes into contact with the heating / pressurizing medium can be increased, so that the heating efficiency of the heating / pressurizing medium can be improved.
  • the heating body may be formed in a straight tube shape, and the uneven portion may extend linearly in the axial direction of the heating body.
  • the structure in which the uneven portion extending linearly in the axial direction is provided on the inner surface of the straight tubular heating body in this way can be formed by a single extrusion process, the heating body having the uneven portion on the inner surface.
  • the manufacturing process can be simplified.
  • the heating body is composed of a plurality of straight tubular heating body segments joined in the axial direction, and each heating body segment surrounds the inner surface.
  • the recesses and the projections of the heating element segments adjacent to each other in the axial direction are arranged so that the phases in the circumferential direction are shifted from each other. It may be arranged.
  • a perforated plate arranged in a direction blocking the flow path may be provided in the heating body.
  • the speed boundary layer formed in the inner surface vicinity of a heating body will become thin, the flow of the heating-pressurization medium which flows through the flow path in a heating body will be disturbed by a perforated plate, and a heating-pressurization medium will be reduced. Heat is sufficiently transferred to the surface, and the surface area inside the heating body that comes into contact with the heating and pressurizing medium increases. As a result, the heating efficiency of the heating / pressurizing medium can be improved.
  • the heating unit includes a plurality of the heating elements, and each of the plurality of heating elements includes a piping member having a flow path through which the heating and pressing medium flows. May be.
  • the total area of the inner surfaces of the piping members of all the heating elements becomes the total area contributing to the heat transfer to the heating / pressurizing medium, so that the heat transfer area to the heating / pressurizing medium increases. As a result, the heating efficiency of the heating / pressurizing medium can be improved.

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Abstract

　加熱加圧媒体の温度の立ち上がりを早くするとともに、熱損失を低減することが可能なタイヤ加硫機を提供する。 　このタイヤ加硫機は、生タイヤの加硫成形を行うためのタイヤ加硫機であって、前記生タイヤを着脱可能に収容するモールドと、前記モールド内に収容された前記生タイヤの内部空間に繋がり、前記生タイヤを加硫成形するための加熱加圧媒体が流通する媒体経路と、前記媒体経路に設けられ、その媒体経路を流通する前記加熱加圧媒体の温度を制御するための加熱部とを備え、前記加熱部は、前記加熱加圧媒体が流通する流路を内部に有する加熱体と、前記流路を流通する前記加熱加圧媒体が加熱されるように前記加熱体を電磁誘導によって加熱する誘導加熱部とを有する。

Description

タイヤ加硫機
　本発明は、タイヤ加硫機に関する。
　従来、モールド内に収容された生タイヤの内部空間に高温かつ高圧の加熱加圧媒体を供給して生タイヤをモールドの内面に押圧することにより生タイヤを加硫成形するタイヤ加硫機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　この特許文献１に開示されたタイヤ加硫機は、モールド内に収容された生タイヤの内部空間に繋がる媒体経路を備えており、この媒体経路を通じて加熱加圧媒体が生タイヤの内部空間に供給される。そして、媒体経路にはヒータが設けられており、そのヒータによって、生タイヤの内部空間に供給される加熱加圧媒体が予熱される。
　ところで、前記ヒータとしては、加熱加圧媒体が流通する媒体経路の配管内にシースヒータを挿入した構成のものが考えられるが、このような構成のヒータでは加熱加圧媒体の温度の立ち上がりが遅くなるとともに熱損失が大きくなるという問題点がある。
　すなわち、このようなヒータでは、加熱加圧媒体の加熱時にまずシースヒータの電熱線を発熱させ、その熱がシースヒータの絶縁体及びシース材を介して加熱加圧媒体に伝わることによって加熱加圧媒体が加熱されるため、シースヒータ自体の熱容量の分、加熱加圧媒体の温度の立ち上がりが遅くなる。また、このようなヒータでは、シースヒータを内挿するために前記配管の径を大きくする必要があり、その結果、配管表面からの熱損失が増大する。また、シースヒータのうち前記配管の外側に位置する部位からの熱損失も発生する。すなわち、これらの熱損失によって全体としての熱損失が大きくなる。
特開２００５－２２３９９号公報
　本発明の目的は、加熱加圧媒体の温度の立ち上がりを早くするとともに、熱損失を低減することが可能なタイヤ加硫機を提供することである。
　本発明の一つの面によれば、タイヤ加硫機は、生タイヤの加硫成形を行うためのタイヤ加硫機であって、前記生タイヤを着脱可能に収容するモールドと、前記モールド内に収容された前記生タイヤの内部空間に繋がり、前記生タイヤを加硫成形するための加熱加圧媒体が流通する媒体経路と、前記媒体経路に設けられ、その媒体経路を流通する前記加熱加圧媒体の温度を制御するための加熱部とを備え、前記加熱部は、前記加熱加圧媒体が流通する流路を内部に有する加熱体と、前記流路を流通する前記加熱加圧媒体が加熱されるように前記加熱体を電磁誘導によって加熱する誘導加熱部とを有する。
本発明の一実施形態によるタイヤ加硫機の模式図である。 図１に示したタイヤ加硫機に用いる加熱部の軸方向に沿った断面図である。 図１に示したタイヤ加硫機に用いる加熱部の軸方向に垂直な断面図である。 本発明の一実施形態によるタイヤ加硫機の効果を調べる実験においてタイヤ温度を測定した箇所を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるタイヤ加硫機の効果を調べる実験において加硫時間とタイヤ温度の相関関係を測定した結果を示す図である。 本発明の一実施形態の第１変形例による加熱体の軸方向に垂直な断面図である。 本発明の一実施形態の第１変形例による加熱体の軸方向に沿った断面図である。 本発明の一実施形態の第２変形例による加熱体の軸方向に垂直な断面図である。 本発明の一実施形態の第３変形例による加熱体の軸方向に垂直な断面図である。 本発明の一実施形態の第４変形例による加熱体の軸方向に垂直な断面図である。 本発明の一実施形態の第５変形例による加熱部の模式図である。 図１１に示した第５変形例による加熱体のＸＩＩ－ＸＩＩ線に沿った断面図である。 図１１に示した第５変形例による加熱体のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態の第６変形例による加熱部の模式図である。 本発明の一実施形態の第７変形例によるタイヤ加硫機の模式図である。 本発明の一実施形態の第８変形例によるタイヤ加硫機の模式図である。 本発明の一実施形態の第９変形例によるタイヤ加硫機の模式図である。 本発明の一実施形態の第１０変形例による加熱部の軸方向に沿った断面図である。 本発明の一実施形態の第１１変形例による加熱体の軸方向に垂直な断面図である。 本発明の一実施形態の第１２変形例による加熱体の軸方向に垂直な断面図である。 本発明の一実施形態の第１３変形例による加熱体の軸方向に垂直な断面図である。 本発明の一実施形態の第１４変形例による加熱体の軸方向に垂直な断面図である。
　以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
　まず、図１～図３を参照して、本発明の一実施形態によるタイヤ加硫機１の構成について説明する。
　本実施形態によるタイヤ加硫機１は、生タイヤ１００の加硫成形を行うためのものであり、図１に示すように、生タイヤ１００を着脱可能に収容するモールド２と、そのモールド２内に収容された生タイヤ１００の内部空間１００ａに繋がり、生タイヤ１００を加硫成形するための加熱加圧媒体を流通させる媒体経路４とを備えている。なお、以下の説明においては、窒素ガスを加熱加圧媒体として用いた例について説明する。
　前記モールド２内に収容された生タイヤ１００の内部には、例えば、ブチルゴムなどの弾性を有する材料からなる伸縮自在のブラダ（図示せず）が挿入される。本実施形態によるタイヤ加硫機１では、このブラダ内、すなわち生タイヤ１００の内部空間１００ａに高温かつ高圧の窒素ガスを供給することにより、ブラダを伸展させてそのブラダを生タイヤ１００の内面に密接させるとともに、ブラダの膨張力によって生タイヤ１００の外面をモールド２の内面に押圧させることにより生タイヤ１００を加硫成形する。なお、ブラダを用いないブラダレス方式のタイヤ加硫機に本発明を適用することも可能である。
　前記媒体経路４は、窒素ガスを予備加熱するためにその窒素ガスを循環させるための媒体循環経路４ａと、媒体循環経路４ａと生タイヤ１００の内部空間１００ａとを繋ぎ、窒素ガスを媒体循環経路４ａから生タイヤ１００の内部空間１００ａ内に供給するための媒体供給経路４ｂと、媒体循環経路４ａと生タイヤ１００の内部空間１００ａとを繋ぎ、窒素ガスを生タイヤ１００の内部空間１００ａから媒体循環経路４ａに回収するための媒体回収経路４ｃとを有する。
　前記媒体循環経路４ａは、その内部を窒素ガスが流通する配管部材を含んでいる。そして、この媒体循環経路４ａには、窒素ガスを当該媒体循環経路４ａ内に循環させるための媒体循環装置６と、窒素ガスの温度を検出するためのガス温度センサ８と、媒体循環経路４ａ内を流通した後、生タイヤ１００の内部空間１００ａに供給される窒素ガスの温度を制御するための加熱部１０と、媒体循環経路４ａのうち前記媒体供給経路４ｂが接続された箇所と前記媒体回収経路４ｃが接続された箇所との間に配置されるバイパス弁１２とが設けられている。また、本実施形態のタイヤ加硫機１は、前記ガス温度センサ８から出力される検出信号に基づいて前記加熱部１０の加熱能力を制御する温調器１３を備えている。
　さらに、媒体循環経路４ａのうち窒素ガスの流れ方向において媒体循環装置６の上流側の部分で、かつ、媒体回収経路４ｃが接続された箇所と媒体循環装置６が設けられた箇所との間の部分に高圧媒体供給源路４ｄが接続されている。この高圧媒体供給源路４ｄには、圧力制御弁１６が設けられているとともに、当該高圧媒体供給源路４ｄのうち圧力制御弁１６の上流側の位置に、高圧の窒素ガスを供給する高圧ガス供給源１８が接続されている。
　前記媒体供給経路４ｂには、媒体供給弁２０が設けられている。また、媒体供給経路４ｂのうち媒体供給弁２０とモールド２との間の箇所に低圧媒体供給源路４ｅが接続されている。この低圧媒体供給源路４ｅには、バルブ２２が設けられているとともに、そのバルブ２２の上流側に低圧の窒素ガスを供給する低圧ガス供給源２４が繋がっている。
　前記媒体回収経路４ｃには、媒体回収弁２６が設けられている。また、媒体回収経路４ｃのうち媒体回収弁２６とモールド２との間の箇所に排気経路４ｆが接続されており、この排気経路４ｆには、排気弁２８が設けられている。媒体回収経路４ｃのうち排気経路４ｆが接続された箇所よりもモールド２側の箇所には、窒素ガスの圧力を検出するための圧力センサ３２が設けられている。
　また、タイヤ加硫機１は、圧力センサ３２から出力される検出信号に基づいて圧力制御弁１６の開度を制御するコントローラ３３を備えている。このコントローラ３３は、圧力センサ３２から出力された信号を受信し、その信号に基づいて窒素ガスの圧力が所望の圧力になるように圧力制御弁１６に対して適宜指令を出すことにより圧力制御弁１６の開度を制御する。このコントローラ３３による圧力制御弁１６の開度制御によって、生タイヤ１００の内部空間１００ａに供給される窒素ガスの圧力が制御される。
　前記媒体循環装置６は、例えば、電動機によってインバータ駆動されるブロアからなり、媒体循環経路４ａに循環させるガス流量、すなわち送風量を変更可能となっている。この媒体循環装置６は、窒素ガスを予備加熱のために媒体循環経路４ａ内で循環させるためと、窒素ガスを媒体循環経路４ａから媒体供給経路４ｂを通じて生タイヤ１００の内部空間１００ａに供給するためと、窒素ガスを生タイヤ１００の内部空間１００ａから媒体回収経路４ｃを通じて媒体循環経路４ａに回収するためとに用いられる。
　前記ガス温度センサ８は、媒体循環経路４ａ中の窒素ガスの温度を測定するためのものであり、例えば、熱電対などからなる。このガス温度センサ８は、図２に示すように、その一端が媒体循環経路４ａを構成する配管内に配設されているとともに、他端が温度検出装置３６に接続されている。そして、当該ガス温度センサ８によって検出された窒素ガスの温度のデータは、温度検出装置３６から前記温調器１３へ送られる。
　前記加熱部１０は、ガス温度センサ８から出力される検出信号に基づき、媒体経路４を流通して生タイヤ１００の内部空間１００ａに供給される窒素ガスの温度を制御する。この加熱部１０は、図２に示すように、加熱体４０と、誘導加熱部４２と、断熱材４４と、強磁性非導体部材４６とを有する。
　前記加熱体４０は、媒体循環経路４ａを構成する配管部材の一部からなり、窒素ガスが流通する流路を内部に有している。この加熱体４０を構成する配管部材は、炭素鋼やＳＵＳ４２０等の強磁性導体材料を用いて、円管で、かつ、直管状に形成されている。なお、この配管部材の材料は、電磁誘導が可能な材料であれば、強磁性導体材料に限らない。従って、加熱体４０は、例えば、銅やアルミニウム等の高熱伝導材料によって形成されていてもよい。また、加熱体４０は、強磁性と高熱伝導性の両特性をもつ材料によって形成されていてもよい。このような材料としては、磁性を有するステンレス鋼等が挙げられる。加熱体４０の内面の所定箇所には、加熱体４０の温度を検出するための加熱体温度センサ４１が取り付けられている。この加熱体温度センサ４１は、前記温度検出装置３６に接続されている。このため、加熱体温度センサ４１によって検出された加熱体４０の温度のデータは、温度検出装置３６から前記温調器１３へ送られる。
　前記誘導加熱部４２は、前記加熱体４０内の流路を流通する窒素ガスが加熱されるようにその加熱体４０を電磁誘導によって加熱する。この誘導加熱部４２は、加熱体４０の配管部材の周囲からその配管部材に対して磁力線を及ぼす磁力発生部材からなる。具体的には、誘導加熱部４２は、リッツ線からなるソレノイダルコイルからなり、図３に示すように加熱体４０の配管部材の周囲に巻回されている。このコイルには、交流電源１１（図１参照）が接続されている。この交流電源１１からの通電によってコイルが磁力線を発し、その磁力線が加熱体４０に及ぼされて加熱体４０が誘導加熱される。
　前記断熱材４４は、前記加熱体４０の配管部材と前記誘導加熱部４２のコイルとの間に設けられており、加熱体４０が誘導加熱されたときにその熱が誘導加熱部４２に伝わるのを抑止する。この断熱材４４は、図３に示すように、加熱体４０の外周に巻き付けられており、この断熱材４４のさらに外周に前記誘導加熱部４２のコイルが巻回されている。
　前記強磁性非導体部材４６は、シールドの役割を果たすものであり、誘導加熱部４２から発生する磁力線が径方向外側に及ぶのを防ぐとともにその誘導加熱部４２から発生する磁力線を径方向内側の加熱体４０近傍に集中させるために設けられている。この強磁性非導体部材４６は、フェライトを材料として細長い矩形の板状に形成されており、誘導加熱部４２のコイルの径方向外側に配設されているとともに前記加熱体４０の軸方向に延びている。強磁性非導体部材４６は、加熱体４０の軸方向における誘導加熱部４２の全配設範囲をカバーする長さを有している。また、強磁性非導体部材４６は、誘導加熱部４２のコイルの周方向に等間隔で複数配置されている。各強磁性非導体部材４６は、前記断熱材４４に固定されたアルミニウム製のホルダ４７によってそれぞれ支持されている。
　前記温調器１３は、加熱部１０の加熱能力を制御する制御装置である。この温調器１３は、ガス温度センサ８の検出信号及び加熱体温度センサ４１の検出信号を受信し、それらの信号に基づいて加熱部１０の交流電源１１に対して適宜指令を出すことにより交流電源１１から誘導加熱部４２のコイルへ供給される電力を制御し、その電力制御によって加熱部１０の加熱能力を制御する。この温調器１３による加熱部１０の加熱能力の制御によって、媒体循環経路４ａから媒体供給経路４ｂを経由して生タイヤ１００の内部空間１００ａに供給される窒素ガスの温度が制御される。
　次に、本実施形態に係るタイヤ加硫機１の動作を説明する。
　まず、ブラダを生タイヤ１００の内部空間１００ａに挿入しながらその生タイヤ１００をモールド２内にセットする。
　そして、低圧媒体供給源路４ｅに設けられたバルブ２２を開にし、低圧ガス供給源２４から低圧媒体供給源路４ｅ及び媒体供給経路４ｂを通じて低圧の窒素ガスをブラダ内に供給することによってブラダを伸展させ、生タイヤ１００をシェーピングして保持する。その後、モールド２を全閉状態にしてロックし、モールド２の型締を完了する。モールド２の型締が完了するとバルブ２２を閉にする。
　生タイヤ１００をモールド２内に収容する作業の一方、媒体循環経路４ａでは、窒素ガスが予備加熱される。この際、媒体回収弁２６及び媒体供給弁２０は閉にされるとともに、バイパス弁１２は開にされる。この各バルブの開閉により、媒体循環経路４ａ内を窒素ガスが予熱のために循環することのできるクローズドサーキットが形成される。そして、高圧ガス供給源１８から供給される高圧の窒素ガスは、圧力制御弁１６及び高圧媒体供給源路４ｄを通じて媒体循環経路４ａに導入され、この導入された窒素ガスは、媒体循環装置６の送風により媒体循環経路４ａ内を循環する。
　そして、媒体循環経路４ａ内を循環する窒素ガスは、加熱部１０によって予備加熱される。具体的には、加熱部１０において交流電源１１から誘導加熱部４２のコイルに電力が供給されることによりそのコイルから磁力線が発生するとともに、その磁力線が加熱体４０に及ぼされることにより加熱体４０が電磁誘導によって発熱する。この加熱体４０の発する熱は、加熱体４０内を流れる窒素ガスに伝えられ、その窒素ガスが加熱される。
　この際、窒素ガスの温度がガス温度センサ８によって検出され、その検出温度に基づいて窒素ガスが所望の温度になるように温調器１３により加熱部１０の加熱能力が制御される。すなわち、温調器１３は、前記ガス温度センサ８の検出温度に基づいて、加熱部１０の交流電源１１から誘導加熱部４２のコイルに供給される電力を制御し、それに応じて電磁誘導による加熱体４０の発熱量が制御され、窒素ガスの温度が所望の温度に調節される。
　一方、加熱部１０による窒素ガスの温度調節とは別に、コントローラ３３による圧力制御弁１６の開度制御により、高圧媒体供給源路４ｄから媒体循環経路４ａに導入されて媒体循環経路４ａ中を循環する窒素ガスの圧力が所望の圧力になるように調節される。
　そして、媒体循環経路４ａ内の窒素ガスが所望の温度に昇温しているとともに、モールド２の型締が完了していることが確認された後、バイパス弁１２を閉にするとともに媒体供給弁２０及び媒体回収弁２６を開にすることによって、媒体循環経路４ａ中の窒素ガスを媒体供給経路４ｂを通じて生タイヤ１００の内部空間１００ａへ供給する。
　そして、上記のように媒体循環経路４ａ中の窒素ガスを媒体供給経路４ｂに流す前に、その窒素ガスを媒体循環経路４ａ中を循環させながら予備加熱しておく。これにより、生タイヤ１００の内部空間１００ａに供給される窒素ガスの温度が加硫開始直後に所望の温度まで上昇するのにかかる立ち上がり時間が短くなる。そして、生タイヤ１００の内部空間１００ａ、すなわちブラダ内に供給される高温かつ高圧の窒素ガスによりブラダが伸展するとともに、そのブラダの膨張力により生タイヤ１００がモールド２の内面に押圧され、その生タイヤ１００が加硫成形される。
　このような加硫成形に用いられた窒素ガスは、生タイヤ１００の内部空間１００ａから媒体回収経路４ｃを通じて媒体循環経路４ａに戻される。媒体循環経路４ａに戻ってきた窒素ガスは、再度、加熱部１０によって加熱され、その後、媒体供給経路４ｂを通じて生タイヤ１００の内部空間１００ａへ再び供給される。このとき、窒素ガスの圧力制御、詳細には窒素ガスの圧力の絶対値の制御及び時間経過に対する窒素ガスの圧力変化の制御が、圧力制御弁１６の開度調節だけでなく、排気弁２８の開度調節によっても行われる。
　なお、媒体経路４内あるいは生タイヤ１００の内部空間１００ａの窒素ガスの圧力が低下したときには、圧力制御弁１６がコントローラ３３によって開にされ、高圧ガス供給源１８から高圧の窒素ガスが媒体経路４中に補給される。
　以上説明したように、本実施形態では、加熱部１０において加熱体４０を電磁誘導で加熱してその加熱体４０内の流路を流れる窒素ガスを加熱することができる。すなわち、本実施形態では、加熱体４０を直接発熱させてその内部を流れる窒素ガスを加熱することができるので、配管に内挿したシースヒータを用いて窒素ガスを加熱する場合と異なり、シースヒータの熱容量に起因する昇温の遅れがない。このため、窒素ガスの温度の立ち上がりを早くすることができる。
　また、本実施形態では、加熱体４０を直接電磁誘導によって発熱させることにより窒素ガスを加熱するので、前記配管に内挿したシースヒータを用いる場合と異なり、シースヒータを内挿するために配管を拡径すること及びシースヒータの一部が配管外に位置することに起因する放熱面積の増大がない。このため、本実施形態では、このようなシースヒータを用いるものに比べて放熱面積を小さくすることができ、熱損失を低減することができる。
　また、本実施形態では、タイヤ加硫機１の内部の媒体経路４（媒体循環経路４ａ）で窒素ガスを加熱することができるので、外部で生成したスチームを媒体経路に供給し、そのスチームを媒体経路から生タイヤ１００の内部空間１００ａに導入することによって生タイヤ１００の加硫成形を行うようなタイヤ加硫機と異なり、外部からの窒素ガスの移送に伴う熱損失が生じるのを防ぐことができ、その結果、熱損失を低減することができる。したがって、本実施形態では、窒素ガスの温度の立ち上がりを早くすることができるとともに、熱損失を低減することができる。
　また、本実施形態では、加熱部１０において加熱体４０と誘導加熱部４２のコイルとの間に断熱材４４が設けられているので、加熱体４０を電磁誘導で加熱したときに加熱体４０の熱が誘導加熱部４２のコイルに伝わるのを断熱材４４によって防ぐことができる。このため、誘導加熱部４２のコイルの熱劣化を抑制することができる。また、このように加熱体４０と誘導加熱部４２との間に断熱材４４を配置しても、本実施形態では、電磁誘導によって加熱体４０を加熱するので、断熱材４４が加熱体４０の加熱を阻害することがなく、加熱体４０を有効に加熱することができる。
　また、本実施形態では、加熱部１０の加熱体４０が媒体循環経路４ａを構成する配管部材の一部からなるので、加熱体４０が媒体循環経路４ａの配管部材の一部を兼ねることができる。このため、媒体循環経路４ａの配管部材と加熱体４０を個別に設ける場合に比べて部材点数を削減することができるとともに加熱体４０の製造コストを抑制することができる。
　また、本実施形態では、加熱体４０の配管部材の径方向において誘導加熱部４２の外側に強磁性非導体部材４６が配置されているので、その強磁性非導体部材４６がシールドの役割を果たし、誘導加熱部４２から発する磁力線が外部に及ぶのを防ぐとともにその磁力線を内側に集中させることができる。これにより、誘導加熱部４２から発する磁力線が外部に及んで他の配管や金属部材に意図しない加熱が生じたり、誘導加熱部４２から発する磁力線により外界への悪影響が生じるのを防ぐことができるとともに、誘導加熱部４２から発する磁力線を内側の加熱体４０に集中させて良好に電磁誘導による加熱を行うことができる。
　また、本実施形態では、誘導加熱部４２が加熱体４０の配管部材の周囲に巻回され、通電により磁力線を発するコイルからなるので、加熱体４０の配管部材の周囲から均等に磁力線を及ぼしてその加熱体４０に周方向において均等に電磁誘導を生じさせることができ、その結果、加熱体４０の周方向において加熱ムラが生じるのを抑制することができる。
　また、本実施形態では、加熱体４０の配管部材が良好に電磁誘導の生じる強磁性導体材料からなるので、加熱体４０の電磁誘導による窒素ガスの加熱を良好に行うことができる。
　次に、上記実施形態のようなタイヤ加硫機を用いることによって得られる、生タイヤ１００の温度の立ち上がり性能の向上効果を調べた実験の結果について説明する。
　この実験では、１７５／６５Ｒ１４のタイヤサイズのタイヤを形成する場合において加硫時間の経過に伴うタイヤ温度の変化を測定した。タイヤ温度の測定は、図４のタイヤ内面のうちＰ点で表すインナーショルダー部の温度を測定することによって行った。図５に、この実験の結果が示されている。
　図５の結果から、上記実施形態のように加熱部１０における加熱体４０の電磁誘導加熱によって加熱した窒素ガスにより生タイヤ１００の加硫を行うものは、シースヒータによって加熱した窒素ガスを生タイヤ１００の内部空間１００ａに供給して加硫を行うものや、タイヤ加硫機の外部で生成したスチームを生タイヤ１００の内部空間１００ａに供給して加硫を行うものに比べて加硫開始からのタイヤ温度の立ち上がりが早いことが判る。そして、上記実施形態の電磁誘導加熱を利用したものでは、生タイヤ１００の加硫に一般的に必要とされる約１４０℃まで、シースヒータによる加熱を用いたものに比べて１０秒程度早くタイヤ温度を上昇させることができ、さらにスチームによる加熱を用いたものに比べて２０秒程度早くタイヤ温度を約１４０℃まで上昇させることができることが判る。
　このような結果から、上記実施形態のタイヤ加硫機を用いれば、生タイヤ１００の加硫に要する時間を短縮することができ、生産性を向上させるために有効であると考えられる。
　なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
　例えば、図６及び図７に示す上記実施形態の第１変形例のように、加熱体４０は、その内部の流路を囲むとともに凹凸部が形成された内面を有していてもよい。図６には、この第１変形例による加熱体４０の軸方向に垂直な断面が示されており、図７には、この第１変形例による加熱体４０の軸方向に沿った断面が示されている。
　この第１変形例による加熱体４０は、複数の直管状の加熱体セグメント４０ａが軸方向に溶接により繋ぎ合わされることによって形成されている。各加熱体セグメント４０ａの内面には、凹部４０ｂと凸部４０ｃが周方向に交互に形成されている。各凹部４０ｂ及び各凸部４０ｃは、加熱体セグメント４０ａの軸方向に直線的に延びている。各凹部４０ｂは、加熱体４０の軸方向に垂直な断面において略円形状を呈するように形成されている。そして、加熱体４０の軸方向において隣り合う各加熱体セグメント４０ａ同士の凹部４０ｂ及び凸部４０ｃは、周方向の位相が互いにずれるように配置されている。
　なお、この第１変形例では、加熱体４０内に２つの加熱体温度センサ４１が設けられている。各加熱体温度センサ４１は、加熱体セグメント４０ａにおいて互いに対向配置された凹部４０ｂ内にそれぞれ取り付けられているとともに、その凹部４０ｂ内で最も加熱体セグメント４０ａの外面に近い位置に取り付けられている。
　各加熱体セグメント４０ａは、円柱状の棒材に軸方向に貫通する複数の小径の丸孔をその棒材の軸周りに等間隔で形成し、その後、それら複数の小径の丸孔の中央に、軸方向に貫通する大径の丸穴を前記各小径の丸孔のそれぞれとわずかに重なるように形成することによって作製される。そして、このように作製された複数の加熱体セグメント４０ａを軸方向に溶接で繋ぎ合わせる。この際、加熱体セグメント４０ａの隣り合うもの同士は、それらの凹部４０ｂ及び凸部４０ｃの周方向の位相が互いにずれるように配置した状態で繋ぎ合わせる。このようにして、この第１変形例による加熱体４０が形成される。
　この第１変形例の構成によれば、窒素ガスと接触する加熱体４０の内面の表面積を凹部４０ｂ及び凸部４０ｃによって増やすことができるため、窒素ガスの加熱効率を向上することができる。
　また、この第１変形例によれば、軸方向に隣り合う加熱体セグメント４０ａ同士の内面の凹部４０ｂ及び凸部４０ｃが周方向に互いに位相をずらして配置されていることに起因して加熱体４０内を窒素ガスが流れる際にその窒素ガスの速度境界層が更新され、それによって加熱体４０から窒素ガスに十分に熱が与えられるため、窒素ガスの加熱効率を向上することができる。
　ここで、速度境界層とは、加熱体４０内を流れる窒素ガスの流れのうち、加熱体４０の内面近傍に形成される流速が一定速度以下に低下した領域のことである。この速度境界層は、それ以外の速度が低下していない窒素ガスの流れの層に比べて熱を伝えにくい性質を有する。この第１変形例では、前記凹部４０ｂ及び前記凸部４０ｃが周方向に互いに位相をずらして配置されていることにより、加熱体４０内を軸方向に流れる窒素ガスの流れがその加熱体４０の内面近傍で乱され、前記速度境界層が前記凹部４０ｂ及び前記凸部４０ｃの近傍を通過する毎に更新される。一方、加熱体が内面に凹凸を有しない単調円管又はその単調円管の集合体からなる円管群によって構成されており、その円管内の流路を窒素ガスが流通する場合には、円管の内面近傍に速度境界層が厚く発達する。従って、上記第１変形例の構成によれば、このような単調円管を用いる場合に比べて、速度境界層による加熱体４０の内面から窒素ガスへの伝熱の阻害を抑制することができ、加熱体４０の内面から窒素ガスへの伝熱を良好に行うことができる。
　なお、この第１変形例のように複数の加熱体セグメント４０ａを軸方向に繋ぎ合わせる構成において、軸方向に隣り合う加熱体セグメント４０ａ同士の凹部４０ｂ及び凸部４０ｃの周方向の位相が一致するように各加熱体セグメント４０ａを繋ぎ合わせてもよい。
　また、図８に示す上記実施形態の第２変形例のように加熱体４０の内面に形成された凹凸部が周方向に波打つような形状のものであってもよい。図８には、この第２変形例による加熱体４０の軸方向に垂直な断面が示されている。
　この第２変形例による加熱体４０は、繋ぎ目のない１本の直管状の配管部材からなり、加熱体４０の内面に凹部４０ｄと凸部４０ｅが周方向に交互に形成されることにより加熱体４０の内面が周方向に波打つような形状となっている。そして、凹部４０ｄと凸部４０ｅは、加熱体４０の軸方向に直線的に延びている。また、この第２変形例による加熱体４０を構成する配管部材は、一度の押出し加工によって形成される。
　この第２変形例の構成でも、前記凹部４０ｄ及び前記凸部４０ｅによって、窒素ガスと接触する加熱体４０の内面の表面積を増やすことができるため、窒素ガスの加熱効率を向上することができる。
　さらに、この第２変形例のように１本の直管状の加熱体４０の内面に軸方向に直線的に延びる凹部４０ｄ及び凸部４０ｅが設けられている構造は、一度の押出し加工で形成することが可能であるので、内面に凹凸部を有する加熱体４０の製造工程を簡略化することができる。
　また、図９に示す上記実施形態の第３変形例のように、加熱体４０の内面に凹凸部として複数のフィン４０ｇを設けてもよい。図９には、この第３変形例による加熱体４０の軸方向に垂直な断面が示されている。
　この第３変形例による加熱体４０は、直管状の配管部材４０ｆと、複数の平板状のフィン４０ｇとによって構成されている。複数のフィン４０ｇは、配管部材４０ｆの内面に周方向に等間隔で設けられている。この複数のフィン４０ｇは、放射状に配置されており、各フィン４０ｇは配管部材４０ｆの内面から径方向内側に突出している。また、各フィン４０ｇは、加熱体４０の軸方向に直線的に延びている。配管部材４０ｆは、例えば、炭素鋼やＳＵＳ４２０等の強磁性導体材料からなり、フィン４０ｇは、銅やアルミニウム等の高熱伝導材料からなる。
　この第３変形例の構成でも、上記のような複数のフィン４０ｇが加熱体４０の内面に設けられていることによって、窒素ガスと接触する加熱体４０の内面の表面積を増やすことができるため、加熱体４０内の流路を流れる窒素ガスの加熱効率を向上することができる。
　また、この第３変形例の構成では、各フィン４０ｇが加熱体４０の軸方向に直線的に延びているので、このようなフィン４０ｇが設けられていても加熱体４０内の流路において窒素ガスの流れを妨げにくい。このため、複数のフィン４０ｇによって窒素ガスの加熱効率を向上しながら、加熱体４０内の流路を流れる窒素ガスの圧損の増大を抑えることができる。
　また、この第３変形例では、加熱体４０の配管部材４０ｆが強磁性導体材料からなり、その配管部材４０ｆの内面に設けられた複数のフィン４０ｇが高熱伝導材料からなるので、配管部材４０ｆを良好に電磁誘導加熱することができるとともに、その電磁誘導加熱によって配管部材４０ｆに生じた熱をフィン４０ｇを通じて良好に窒素ガスに伝えることができる。
　なお、この第３変形例において、フィン４０ｇは平板状に限らず、配管部材４０ｆの軸方向において螺旋状にねじれたものであってもよい。
　また、図１０に示す上記実施形態の第４変形例のように、加熱体４０の軸心に対応する位置に軸方向に延びる芯材４０ｈが設けられており、この芯材４０ｈに対して配管部材４０ｆの内面から突出する複数のフィン４０ｉが結合されていてもよい。図１０には、この第４変形例による加熱体４０の軸方向に垂直な断面が示されている。
　この第４変形例による加熱体４０は、直管状の配管部材４０ｆと、芯材４０ｈと、複数の平板状のフィン４０ｉとによって構成されている。複数の平板状のフィン４０ｉは、配管部材４０ｆの内面に周方向に等間隔で設けられているとともに、放射状に配置されている。また、各フィン４０ｉは、加熱体４０の軸方向に直線的に延びているとともに、配管部材４０ｆの内面から径方向内側に突出している。そして、加熱体４０の径方向内側に位置する各フィン４０ｉの端縁は、加熱体４０の軸心に対応する位置に配置された芯材４０ｈの周面に結合されている。また、各フィン４０ｉは、上記第３変形例のフィン４０ｇと同様、銅やアルミニウム等の高熱伝導材料からなる。
　この第４変形例の構成によれば、芯材４０ｈにより複数のフィン４０ｉが支持されることに起因してそれらフィン４０ｉの剛性を高めることができ、その結果、加熱体４０内の流路に窒素ガスが流れる際にその窒素ガスの圧力によってフィン４０ｉが変形するのを防ぐことができる。また、この第４変形例では、上記第３変形例による効果も同様に得ることができる。
　なお、この第４変形例においても、フィン４０ｉは平板状に限らず、配管部材４０ｆの軸方向において螺旋状にねじれたものであってもよい。
　また、図１１～図１３に示す上記実施形態の第５変形例のように加熱体４０の内部に流路を遮る方向に配置された多孔板４０ｊ，４０ｋを設けてもよい。図１１には、この第５変形例による加熱部１０の模式図が示されており、図１２には、図１１に示した加熱体４０のＸＩＩ－ＸＩＩ線に沿った断面図が示されており、図１３には、図１１に示した加熱体４０のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線に沿った断面図が示されている。
　この第５変形例による加熱体４０は、直管状の配管部材４０ｆと、第１多孔板４０ｊと、第２多孔板４０ｋとによって構成されている。第１多孔板４０ｊと第２多孔板４０ｋは、配管部材４０ｆ内にそれぞれ複数ずつ設けられている。この第１多孔板４０ｊと第２多孔板４０ｋは、加熱体４０の軸方向に所定間隔で交互に配置されている。そして、これら各多孔板４０ｊ，４０ｋは、加熱体４０（配管部材４０ｆ）内の流路を遮る方向、具体的には加熱体４０の軸方向に対して垂直に配置されている。各多孔板４０ｊ，４０ｋは、それぞれ円盤状の外形を有しており、これら各多孔板４０ｊ，４０ｋの周縁部が配管部材４０ｆの内面に結合されることによって、各多孔板４０ｊ，４０ｋは配管部材４０ｆに対して固定されている。
　第１多孔板４０ｊには、窒素ガスが通過する４つの貫通孔４０ｍが、加熱体４０の軸方向に延びるように設けられている。これら４つの貫通孔４０ｍは、加熱体４０の軸周りに所定間隔で配置されている。第２多孔板４０ｋには、窒素ガスが通過する５つの貫通孔４０ｎが、加熱体４０の軸方向に延びるように設けられている。これら５つの貫通孔４０ｎのうち１つの貫通孔は、加熱体４０の軸心に対応する位置、すなわち第２多孔板４０ｋの中心位置に配置されており、残りの４つの貫通孔は、加熱体４０の軸周りに所定間隔で配置されている。そして、第１多孔板４０ｊの貫通孔４０ｍと、第２多孔板４０ｋの貫通孔４０ｎとは、加熱体４０の軸方向から見て互いにずれた位置に配置されている。
　この第５変形例の構成によれば、第１多孔板４０ｊと第２多孔板４０ｋにより加熱体４０内を流れる窒素ガスの流れが乱されるため、加熱体４０の内面近傍に形成される速度境界層が薄くなり、そのことに起因して加熱体４０から窒素ガスに十分に熱を伝えることができるとともに、第１多孔板４０ｊと第２多孔板４０ｋのおかげで窒素ガスと接触する加熱体４０内部の表面積が増えるため、窒素ガスの加熱効率を向上することができる。
　なお、各多孔板４０ｊ，４０ｋにおける貫通孔の数及び位置は、上記第５変形例の構成に限らず、様々な貫通孔の数及び位置を適用することが可能である。
　また、図１４に示す上記実施形態の第６変形例のように、加熱部１０が、複数の加熱体４０を有しており、その複数の加熱体４０のそれぞれが、直管状の配管部材４０ｐからなっていてもよい。図１４には、この第６変形例による加熱部１０の模式図が示されている。
　この第６変形例による加熱部１０では、複数の加熱体４０の直管状の配管部材４０ｐが、窒素ガスが流通する流路を内部にそれぞれ有しており、媒体循環経路４ａを流通する窒素ガスは、加熱部１０において分流されて各配管部材４０ｐ内を流通する。この各配管部材４０ｐは、媒体循環経路４ａを構成する配管部材の一部からなっている。各配管部材４０ｐの周囲には、上記実施形態と同様の構成で、図略の断熱材と誘導加熱部４２のコイルと図略の強磁性非導体部材とがそれぞれ配設されている。そして、交流電源１１と、各配管部材４０ｐの周囲に巻かれた誘導加熱部４２のコイルとがそれぞれ電気的に接続されている。交流電源１１から各配管部材４０ｐに巻かれた誘導加熱部４２のコイルにそれぞれ電力が供給されることによって各配管部材４０ｐがそれぞれ電磁誘導加熱され、それに伴って各配管部材４０ｐ内を流れる窒素ガスが加熱される。
　この第６変形例のように加熱部１０が複数の加熱体４０を有しているとともに、その複数の加熱体４０のそれぞれが窒素ガスの流路を内部に有する配管部材４０ｐからなっていれば、全ての配管部材４０ｐの内面の合計面積が加熱部１０において窒素ガスへの伝熱に寄与する総面積となるので、窒素ガスへの伝熱面積が増大する。その結果、窒素ガスへの伝熱性能、つまり、窒素ガスの加熱効率を向上することができる。
　また、図１５に示す上記実施形態の第７変形例のように、タイヤ加硫機６１が２つの加熱部６２，６３を備えていてもよい。図１５には、この第７変形例によるタイヤ加硫機６１の模式図が示されている。
　この第７変形例では、媒体循環経路４ａにベース加熱用の第１加熱部６２が設けられているとともに、媒体供給経路４ｂにブースト加熱用の第２加熱部６３が設けられている。そして、加硫開始後の初期において生タイヤ１００の内部空間１００ａ内の温度が低いときには、第１加熱部６２による予備加熱後、媒体供給経路４ｂを通じて生タイヤ１００の内部空間１００ａに供給される窒素ガスを、第２加熱部６３によってブースト加熱することにより、さらに昇温させ、それによって生タイヤ１００及びその内部空間１００ａの温度の立ち上がりをより早めることが可能となっている。
　具体的には、第１加熱部６２は、上記実施形態の加熱部１０と同様の構造を有している。ただし、この第１加熱部６２は、媒体循環経路４ａにおいて媒体循環装置６の上流側に配置されている。
　第２加熱部６３は、上記実施形態の加熱部１０と同様の構造を有している。この第２加熱部６３は、媒体供給経路４ｂのうち低圧媒体供給源路４ｅが接続された位置とモールド２との間の箇所に設けられており、この第２加熱部６３に上記実施形態の温調器１３、ガス温度センサ８と同様の構成の温調器６６，ガス温度センサ６４が付設されている。ガス温度センサ６４は、媒体供給経路４ｂにおいて生タイヤ１００の内部空間１００ａへ流れる窒素ガスの温度を検出する。温調器６６は、ガス温度センサ６４の検出結果に基づいて第２加熱部６３の加熱能力を制御する。このような構成により、低圧ガス供給源２４から媒体供給経路４ｂを通じて生タイヤ１００の内部空間１００ａへ供給されるシェーピング用の低圧の窒素ガスを、第２加熱部６３によって所望の温度に電磁誘導加熱することが可能となっている。
　また、この第７変形例では、第１加熱部６２が媒体循環経路４ａにおいて媒体循環装置６の上流側で、かつ、媒体循環経路４ａに対する高圧媒体供給源路４ｄの接続箇所よりも下流側に設けられているため、高圧ガス供給源１８から媒体循環経路４ａへ低温の状態で供給される高圧の窒素ガスを第１加熱部６２で加熱した後、媒体循環装置６に供給することができる。このため、媒体循環装置６の温度低下を防止することができる。
　また、図１６に示す上記実施形態の第８変形例のように、媒体循環経路４ａのうち媒体循環装置６の上流側の一部の配管４ｈが、加熱部７２の加熱体７２ａを貫通していてもよい。図１６には、この第８変形例によるタイヤ加硫機７１の模式図が示されている。
　この第８変形例では、加熱部７２は、上記実施形態と同様、媒体循環経路４ａのうち媒体循環装置６の下流側で、かつ、媒体供給経路４ｂの接続箇所よりも上流側の位置に設けられている。この加熱部７２の構成は、上記実施形態による加熱部１０の構成とほぼ同様である。ただし、この加熱部７２の加熱体７２ａは、大径の配管部材によって構成されている。
　そして、媒体循環経路４ａのうち媒体循環装置６の上流側で、かつ、高圧媒体供給源路４ｄの接続箇所よりも下流側の部分を構成する一部の配管４ｈが、前記加熱体７２ａの大径の配管部材を貫通している。
　このような構成により、高圧ガス供給源１８から媒体循環経路４ａへ低温の状態で供給された窒素ガスや、加硫成形に用いられた後、生タイヤ１００の内部空間１００ａから媒体回収経路４ｃを通って媒体循環経路４ａへ回収された低温の窒素ガスが前記配管４ｈ内を流れる際に、加熱部７２における加熱体７２ａの電磁誘導加熱に伴ってそれらの窒素ガスを加熱もしくは保温することができる。
　また、媒体循環経路４ａ中を窒素ガスが循環している状態において、前記配管４ｈが設けられた箇所は媒体循環経路４ａの中でも窒素ガスの温度が比較的低くなる箇所であるが、この第８変形例の構成によれば、加熱部７２における加熱体７２ａの誘導加熱に伴って配管４ｈ内を流れる窒素ガスを加熱もしくは保温することができる。従って、媒体循環経路４ａ中を循環する窒素ガスの配管４ｈ内における温度の低下を抑制することができる。
　なお、この第８変形例の構成において、媒体供給経路４ｂに上記第７変形例で示した第２加熱部６３（図１５参照）を設けてもよい。さらに、その第２加熱部６３内を、後述する第９変形例の第２加熱部８３（図１７参照）のように媒体回収経路４ｃを構成する一部の配管が貫通するようにしてもよい。
　また、図１７に示す上記実施形態の第９変形例のように、タイヤ加硫機８１が２つの加熱部８２，８３を備えているとともに、媒体循環経路４ａのうち媒体循環装置６の下流側の一部の配管４ｉが第１加熱部８２の加熱体８２ａを貫通し、媒体回収経路４ｃを構成する一部の配管４ｊが第２加熱部８３の加熱体８３ａを貫通していてもよい。図１７には、この第９変形例によるタイヤ加硫機８１の模式図が示されている。
　この第９変形例では、第１加熱部８２は、媒体循環経路４ａのうち媒体循環装置６の上流側で、かつ、高圧媒体供給源路４ｄの接続箇所よりも下流側の位置に設けられている。この第１加熱部８２の構造は、上記実施形態による加熱部１０の構造とほぼ同様である。ただし、この第１加熱部８２の加熱体８２ａは、大径の配管部材によって構成されている。
　そして、媒体循環経路４ａのうち媒体循環装置６の下流側で、かつ、媒体供給経路４ｂの接続箇所よりも上流側の部分を構成する一部の配管４ｉが、第１加熱部８２の加熱体８２ａの大径の配管部材内を貫通している。
　また、第２加熱部８３は、媒体供給経路４ｂのうち低圧媒体供給源路４ｅが接続された箇所とモールド２との間の箇所に設けられている。この第２加熱部８３の構造も上記実施形態による加熱部１０の構造とほぼ同様である。ただし、この第２加熱部８３の加熱体８３ａは、大径の配管部材によって構成されている。
　そして、媒体回収経路４ｃを構成する一部の配管４ｊが、第２加熱部８３の加熱体８３ａの大径の配管部材を貫通している。
　この第９変形例の構成によれば、媒体循環経路４ａの前記配管４ｉ内を通って流れる窒素ガスを第１加熱部８２における加熱体８２ａの電磁誘導加熱に伴って加熱もしくは保温することができる。
　さらに、この第９変形例の構成によれば、加硫成形に用いられた後、生タイヤ１００の内部空間１００ａから排出され、媒体回収経路４ｃを通って媒体循環経路４ａへ流れる低温の窒素ガスをその媒体回収経路４ｃの配管４ｊ内において、第２加熱部８３における加熱体８３ａの電磁誘導加熱に伴って加熱もしくは保温することができる。
　また、図１８に示す上記実施形態の第１０変形例のように、加熱体４０を長手方向において複数（図面では３つの部分）に分け、その各部分に誘導加熱部４２のコイルを巻回する密度を異ならせてもよい。
　具体的には、加熱体４０を窒素ガスの流れ方向において上流側から下流側へ向かって順番に上流部４０ｑと中央部４０ｒと下流部４０ｓの３つの部分に分け、それらの部分に巻回する誘導加熱部４２のコイルの密度がこの順番で小さくなっていくようにする。すなわち、中央部４０ｒに対する誘導加熱部４２のコイルの巻回間隔を上流部４０ｑに対する誘導加熱部４２のコイルの巻回間隔よりも大きくすることによって中央部４０ｒに巻回する誘導加熱部４２のコイルの密度を上流部４０ｑに巻回する誘導加熱部４２のコイルの密度よりも小さくするとともに、下流部４０ｓに対する誘導加熱部４２のコイルの巻回間隔を中央部４０ｒに対する誘導加熱部４２のコイルの巻回間隔よりも大きくすることによって下流部４０ｓに巻回する誘導加熱部４２のコイルの密度を中央部４０ｒに巻回する誘導加熱部４２のコイルの密度よりも小さくする。
　ところで、誘導加熱部４２のコイルが加熱体４０の全長に亘って均一な間隔で巻回されている場合には、誘導加熱部４２のコイルに通電されることによって当該コイルから発する磁界の重ね合わせにより渦電流が中央部４０ｒに集中して発生する。このことに起因して、内部に窒素ガスが流れていない状態で加熱体４０の表面温度は、中央部４０ｒにおいて最も高くなり、上流部４０ｑと下流部４０ｓでは、中央部４０ｒよりも低く互いに等しい温度となる。そして、この場合において、窒素ガスの温度の立ち上がり時間短縮を重視する場合もしくは誘導加熱部４２に電力を供給する交流電源１１の出力ボリュームが温調器１３の指示により高くなった場合には、前記中央部４０ｒの表面温度が局部的に上昇し、それによって中央部４０ｒの機械的特性が低下する虞がある。
　また、実際のタイヤ加硫時には、生タイヤ１００やブラダ、配管などに熱を与えた後の冷めた窒素ガスが加熱体４０に戻ってくるため、加熱体４０の中で上流部４０ｑが戻ってきた窒素ガスとの温度差が最も大きくなるとともに、主に当該上流部４０ｑにおいて前記戻ってきた窒素ガスに熱が伝達される。その結果、上流部４０ｑの温度が加熱体４０の中で最も低くなる傾向にある。
　一方、この第１０変形例では、上記のように加熱体４０のうち上流部４０ｑに誘導加熱部４２のコイルが最も密に巻回されているとともに、当該上流部４０ｑから中央部４０ｒ、下流部４０ｓへ向かうにつれて巻回されるコイルが疎になることにより、上流部４０ｑを最も昇温させることができ、中央部４０ｒ、下流部４０ｓへ向かうにつれて昇温の程度を小さくすることができる。これにより、前記戻ってきた窒素ガスとの温度差が大きく、熱が最も必要となる上流部４０ｑにおいて窒素ガスを有効に加熱することができる。その一方で、上流部４０ｑよりも下流側に位置する中央部４０ｒ及び下流部４０ｓでは、上流部４０ｑほどは窒素ガスの加熱が必要ではないため、それら中央部４０ｒ及び下流部４０ｓの無駄な昇温をなくすことができる。従って、この第１０変形例では、加熱体４０において効率的に窒素ガスを加熱することができる。
　また、中央部４０ｒでは、上流部４０ｑに比べて巻回されるコイルの密度が小さくなっている分、表面温度の上昇が小さくなるため、磁界の重ね合わせにより渦電流の集中があったとしても、表面温度の局部的な上昇は緩和され、その結果、当該中央部４０ｒの機械的特性の低下を防ぐことができる。また、上記のように上流部４０ｑに誘導加熱部４２のコイルを密に巻回して上流部４０ｑを最も昇温させたとしても、当該上流部４０ｑでは、冷めて戻ってきた窒素ガスに最も多く熱を与えるため、その表面温度が上昇し過ぎることはない。このため、この上流部４０ｑにおいても機械的特性の低下を防ぐことができる。
　なお、中央部４０ｒにおける表面温度の局部的な上昇に起因する当該中央部４０ｒの機械的特性の低下をより有効に防止するために、誘導加熱部４２のコイルを巻回する密度が上流部４０ｑ、下流部４０ｓ、中央部４０ｒの順番で徐々に小さくなるようにしてもよい。具体的には、誘導加熱部４２のコイルの巻回間隔を上流部４０ｑ、下流部４０ｓ、中央部４０ｒの順番で大きくするようにしてもよい。このようにすれば、中央部４０ｒに巻回される誘導加熱部４２のコイルの密度が加熱体４０の中で最も小さくなるため、中央部４０ｒにおける渦電流の集中をより低減することができ、この中央部４０ｒの局部的な表面温度の上昇をより有効に防いでその機械的特性の低下をより有効に防ぐことができる。なお、この場合に下流部４０ｓに巻回されるコイルの密度をさらに小さくして中央部４０ｒに巻回されるコイルの密度と等しくしてもよい。
　また、加熱体４０を長手方向に３つ以外の複数の部分に分けて、各部分毎に巻回する誘導加熱部４２のコイルの密度を変えてもよい。例えば、加熱体４０を長手方向に４つ以上の部分に分け、その各部分のうち上流側に位置するもから下流側に位置するものに移行するにつれて巻回される誘導加熱部４２のコイルの密度が順番に小さくなるようにしてもよい。また、加熱体４０を前記上流部４０ｑに対応する部分と前記中央部４０ｒ及び前記下流部４０ｓを併せた領域に対応する部分との２つの部分に分け、その２つの部分のうち上流側に位置するものに巻回する誘導加熱部４２のコイルの密度を下流側に位置するものに巻回する誘導加熱部４２のコイルの密度よりも大きくするようにしてもよい。
　また、加熱体４０に対する誘導加熱部４２のコイルの巻回間隔を窒素ガスの流れ方向において上流側から下流側に向かうにつれて等比数列的に増加させるようにしてもよい。
　また、図１９に示す上記実施形態の第１１変形例のように、加熱体４０を外筒４０ｔと内側伝熱管４０ｕとによって構成し、誘導加熱された外筒４０ｔから内側伝熱管４０ｕに熱が伝達されるとともに、その熱を当該内側伝熱管４０ｕから窒素ガスへ付与可能な構造としてもよい。
　具体的には、外筒４０ｔは、例えば炭素鋼やＳＵＳ４２０等の強磁性導体材料からなる円筒状の直管である。内側伝熱管４０ｕは、例えば銅合金やアルミニウム等の高熱伝導材料からなり、径方向外側に向かうにつれて周方向の幅が徐々に大きくなる葉状部４０ｖを複数（この第１１変形例では６つ）有する管状の部材である。葉状部４０ｖは、内側伝熱管４０ｕの周方向に間隔をあけて複数形成されている。外筒４０ｔと内側伝熱管４０ｕとは、同時に引き抜き加工されることによって一体的に形成される。各葉状部４０ｖのうち内側伝熱管４０ｕの径方向外側に位置する外面が外筒４０ｔの内面に圧接されており、この圧接された部分を通じて外筒４０ｔから内側伝熱管４０ｕに熱が伝達される。窒素ガスは、内側伝熱管４０ｕの内部の空間と、内側伝熱管４０ｕの外面と外筒４０ｔの内面とによって囲まれた空間との両方を通って流れる。内側伝熱管４０ｕの内部の空間を流通する窒素ガスに対しては、内側伝熱管４０ｕの内面から熱が付与される。一方、内側伝熱管４０ｕの外面と外筒４０ｔの内面とによって囲まれた空間を流通する窒素ガスに対しては、内側伝熱管４０ｕの外面及び外筒４０ｔの内面の両方から熱が付与される。内側伝熱管４０ｕは高熱伝導材料からなっているので、当該内側伝熱管４０ｕと窒素ガスとの熱交換は容易に行われる。
　この第１１変形例のように、複数の葉状部４０ｖを有する内側伝熱管４０ｕを外筒４０ｔ内に設けることによって、加熱体４０内の流路の断面積を増加させなくても、加熱体４０内を流れる窒素ガスへの伝熱面積を増加させることができる。詳細には、外筒４０ｔの内面と内側伝熱管４０ｕの内面及び外面とが窒素ガスへの伝熱に用いられるため、配管の内面のみから窒素ガスに伝熱する構造に比べて格段に伝熱面積を増加させることができる。その結果、熱交換効率を格段に向上させることができる。
　なお、内側伝熱管４０ｕは、図１９に示した葉状部４０ｖを６つ有する構成以外に、図２０に示す第１２変形例のように葉状部４０ｖを５つ有する構成としてもよく、さらに、これら６つ及び５つ以外の数の葉状部４０ｖを有する構成としてもよい。
　また、図２１に示す上記実施形態の第１３変形例のように、加熱体４０を外筒４０ｔと内筒４０ｗと内側伝熱管４０ｕとからなる３重管としてもよい。この場合、内筒４０ｗは、例えば銅合金やアルミニウム等の高熱伝導材料からなる円筒状の直管とする。この内筒４０ｗは、外筒４０ｔ内に設けられており、当該内筒４０ｗの外面は外筒４０ｔの内面に圧接されている。そして、上記第１１変形例と同様の複数（図２１では６つ）の葉状部４０ｖを有する内側伝熱管４０ｕが内筒４０ｗ内に設けられている。各葉状部４０ｖのうち内側伝熱管４０ｕの径方向外側に位置する外面が内筒４０ｗの内面に圧接されている。窒素ガスは、内側伝熱管４０ｕの内部の空間と、内側伝熱管４０ｕの外面と内筒４０ｗの内面とによって囲まれた空間との両方を通って流れる。誘導加熱によって外筒４０ｔから発する熱は、内筒４０ｗに伝達されるとともにその内筒４０ｗの内面から、当該内筒４０ｑの内面と内側伝熱管４０ｕの外面とによって囲まれた空間を流通する窒素ガスに対して付与され、また、内筒４０ｗから内側伝熱管４０ｕにその熱が伝達されて内側伝熱管４０ｕの内外両面から対応する空間を流通する窒素ガスに付与される。
　この第１３変形例では、上記第１１変形例と同様に、加熱体４０内を流通する窒素ガスへの伝熱面積を内側伝熱管４０ｕによって増加させることができる。さらに、この第１３変形例では、内筒４０ｗ内において内側伝熱管４０ｕの外側に位置する空間を流通する窒素ガスに対して高熱伝導材料からなる内筒４０ｗの内面から熱を付与することができるため、熱交換効率をさらに向上させることができる。
　なお、このように加熱体４０を３重管とする場合も、図２２に示す第１４変形例のように内側伝熱管４０ｕが５つの葉状部４０ｖを有していてもよく、また、内側伝熱管４０ｕが６つ及び５つ以外の数の葉状部４０ｖを有していてもよい。
　また、上記第１１変形例～第１４変形例において、内側伝熱管４０ｕにひねりを加えて螺旋状としてもよい。このように構成すれば、加熱体４０の長さを変えることなく、加熱体４０内を流れる窒素ガスへの伝熱面積をより増加させることができる。
　なお、上記実施形態及び上記各変形例では、生タイヤ１００を加硫成形するための加熱加圧媒体として窒素ガスを用いた例を示したが、窒素ガス以外の種々のものを加熱加圧媒体として用いてもよい。例えば、蒸気、窒素ガス以外の不活性ガスまたは空気等を加熱加圧媒体として用いてもよい。
　また、上記実施形態では、加硫成形に用いられた後の窒素ガスを媒体回収経路４ｃを通じて媒体循環経路４ａに回収する例を示したが、加硫成形後の加熱加圧媒体は、その一部または全部を排気弁２８を開にすることにより排気経路４ｆを通じて排気してもよい。
　また、上記実施形態のように複数の強磁性非導体部材４６を誘導加熱部４２の周囲に配置する以外に、筒状の強磁性非導体部材を誘導加熱部４２の周囲を囲むように設けることによっても誘導加熱部４２から発する磁力線に対するシールド効果をもたらすことができる。
　（上記実施形態及び変形例の概要）
　上記実施形態及び変形例をまとめると以下のようになる。
　すなわち、上記実施形態及び変形例に係るタイヤ加硫機は、生タイヤの加硫成形を行うためのタイヤ加硫機であって、前記生タイヤを着脱可能に収容するモールドと、前記モールド内に収容された前記生タイヤの内部空間に繋がり、前記生タイヤを加硫成形するための加熱加圧媒体が流通する媒体経路と、前記媒体経路に設けられ、その媒体経路を流通する前記加熱加圧媒体の温度を制御するための加熱部とを備え、前記加熱部は、前記加熱加圧媒体が流通する流路を内部に有する加熱体と、前記流路を流通する前記加熱加圧媒体が加熱されるように前記加熱体を電磁誘導によって加熱する誘導加熱部とを有する。
　このタイヤ加硫機では、加熱部において加熱体を電磁誘導で加熱し、その加熱体の加熱に伴って当該加熱体内の流路を流れる加熱加圧媒体を加熱することができる。すなわち、このタイヤ加硫機では、加熱体を直接発熱させてその加熱体の内部の加熱加圧媒体を加熱することができるので、配管に内挿したシースヒータを用いて加熱加圧媒体を加熱する場合と異なり、シースヒータの熱容量に起因する昇温の遅れがない。このため、加熱加圧媒体の温度の立ち上がりを早くすることができる。
　さらに、このタイヤ加硫機では、加熱体を直接電磁誘導によって発熱させることにより加熱加圧媒体を加熱するので、前記配管に内挿したシースヒータを用いる場合と異なり、シースヒータを内挿するために配管を拡径する必要がない上に、シースヒータの一部が配管外に位置することに起因する放熱面積の増大もない。このため、このタイヤ加硫機では、このようなシースヒータを用いるものに比べて放熱面積を小さくすることができ、その結果、熱損失を低減することができる。また、このタイヤ加硫機では、その内部の媒体経路で加熱加圧媒体を加熱することができるので、外部で生成したスチームを媒体経路に供給し、そのスチームを媒体経路から生タイヤの内部空間に導入することによって生タイヤの加硫成形を行うようなタイヤ加硫機と異なり、外部からの加熱加圧媒体の移送に伴う熱損失が生じるのを防ぐことができ、その結果、熱損失を低減することができる。したがって、このタイヤ加硫機では、加熱加圧媒体の温度の立ち上がりを早くすることができるとともに、熱損失を低減することができる。
　上記タイヤ加硫機において、前記加熱部は、前記加熱体と前記誘導加熱部との間に配設された断熱材を有することが好ましい。
　このように構成すれば、加熱体を電磁誘導で加熱したときに加熱体の熱が誘導加熱部に伝わるのを断熱材によって防ぐことができるので、誘導加熱部の熱劣化を抑制することができる。また、このように加熱体と誘導加熱部との間に断熱材を配置しても、本構成では、電磁誘導によって加熱体を加熱するので、断熱材が加熱体の加熱を阻害することがなく、加熱体を有効に加熱することができる。
　上記タイヤ加硫機において、前記媒体経路は、前記加熱加圧媒体が内部を流通する配管部材を含み、前記加熱体は、前記媒体経路の前記配管部材の一部からなることが好ましい。
　このように構成すれば、加熱体が媒体経路の配管部材の一部を兼ねることができるため、媒体経路の配管部材と加熱体を個別に設ける場合に比べて部材点数を削減することができるとともに加熱体の製造コストを抑制することができる。
　この場合において、前記誘導加熱部は、前記加熱体を構成する配管部材の周囲に配設されるとともにその配管部材に磁力線を及ぼす磁力発生部材からなり、前記加熱部は、前記加熱体を構成する配管部材の径方向において前記磁力発生部材の外側に配置された強磁性非導体部材を有することが好ましい。
　このように構成すれば、磁力発生部材の外側の強磁性非導体部材がシールドの役割を果たし、磁力発生部材から発する磁力線が外部に及ぶのを防ぐとともにその磁力線を内側に集中させることができる。これにより、磁力発生部材から発する磁力線が外部に及んで他の配管や金属部材に意図しない加熱が生じたり、磁力発生部材からの磁力線による外界への悪影響が生じるのを防ぐことができるとともに、磁力発生部材から発する磁力線を内側の加熱体に集中させて良好に電磁誘導による加熱を行うことができる。
　さらにこの場合において、前記磁力発生部材は、前記加熱体を構成する配管部材の周囲に巻回され、通電により磁力線を発するコイルからなることが好ましい。
　このように構成すれば、加熱体を構成する配管部材の周囲から均等に磁力線を及ぼしてその加熱体に周方向において均等に電磁誘導を生じさせることができ、その結果、加熱体の周方向において加熱ムラが生じるのを抑制することができる。
　上記タイヤ加硫機において、前記加熱体は、少なくとも一部が強磁性導体材料からなることが好ましい。
　強磁性導体材料は、良好に電磁誘導が生じる材料であるので、この構成のように加熱体の少なくとも一部が強磁性導体材料からなることによって、電磁誘導による加熱体の加熱を良好に行うことができる。
　この場合において、前記加熱体は、強磁性導体材料からなる部分と、高熱伝導材料からなる部分とを含んでいてもよい。
　このように構成すれば、強磁性導体材料からなる部分で良好に電磁誘導による加熱を行うとともに、その加熱によって発生した熱を高熱伝導材料からなる部分で効率的に加熱加圧媒体に伝えることができる。
　上記タイヤ加硫機において、前記加熱体は、前記流路を囲むとともに凹凸部が形成された内面を有することが好ましい。
　このように構成すれば、加熱加圧媒体と接触する加熱体の内面の表面積を増やすことができるため、加熱加圧媒体の加熱効率を向上することができる。
　この場合において、前記加熱体は、直管状に形成されており、前記凹凸部は、前記加熱体の軸方向に直線的に延びていてもよい。
　このように直管状の加熱体の内面に軸方向に直線的に延びる凹凸部が設けられている構造は、一度の押出し加工で形成することが可能であるので、内面に凹凸部を有する加熱体の製造工程を簡略化することができる。
　上記加熱体の内面に凹凸部が形成されている構成において、前記加熱体は、その軸方向に繋ぎ合わされた複数の直管状の加熱体セグメントからなり、前記各加熱体セグメントは、その内面に周方向に交互に配設されるとともに軸方向に延びる凹部と凸部をそれぞれ有し、軸方向に隣り合う前記加熱体セグメント同士の前記凹部及び前記凸部は、周方向の位相が互いにずれるように配置されていてもよい。
　この構成では、軸方向に隣り合う加熱体セグメント同士の内面の凹凸部が周方向に互いに位相をずらして配置されることに起因して、加熱体内の流路を流れる加熱加圧媒体の速度境界層が更新され、加熱体から加熱加圧媒体に十分に熱が伝えられる。その結果、加熱加圧媒体の加熱効率を向上することができる。
　上記タイヤ加硫機において、前記加熱体内には、前記流路を遮る方向に配置された多孔板が設けられていてもよい。
　このように構成すれば、加熱体内の流路を流れる加熱加圧媒体の流れが多孔板によって乱されて加熱体の内面近傍に形成される速度境界層が薄くなり、加熱体から加熱加圧媒体に十分に熱が伝えられるとともに、加熱加圧媒体と接触する加熱体内部の表面積が増える。その結果、加熱加圧媒体の加熱効率を向上することができる。
　上記タイヤ加硫機において、前記加熱部は、前記加熱体を複数有しており、その複数の加熱体のそれぞれが、前記加熱加圧媒体が流通する流路を内部に有する配管部材からなっていてもよい。
　このように構成すれば、全ての加熱体の配管部材の内面の合計面積が加熱加圧媒体への伝熱に寄与する総面積となるので、加熱加圧媒体への伝熱面積が増大する。その結果、加熱加圧媒体の加熱効率を向上することができる。

Claims (12)

  1. 　生タイヤの加硫成形を行うためのタイヤ加硫機であって、
    　前記生タイヤを着脱可能に収容するモールドと、
    　前記モールド内に収容された前記生タイヤの内部空間に繋がり、前記生タイヤを加硫成形するための加熱加圧媒体が流通する媒体経路と、
    　前記媒体経路に設けられ、その媒体経路を流通する前記加熱加圧媒体の温度を制御するための加熱部とを備え、
    　前記加熱部は、前記加熱加圧媒体が流通する流路を内部に有する加熱体と、前記流路を流通する前記加熱加圧媒体が加熱されるように前記加熱体を電磁誘導によって加熱する誘導加熱部とを有する、タイヤ加硫機。
  2. 　請求項１に記載のタイヤ加硫機において、
    　前記加熱部は、前記加熱体と前記誘導加熱部との間に配設された断熱材を有する、タイヤ加硫機。
  3. 　請求項１または２に記載のタイヤ加硫機において、
    　前記媒体経路は、前記加熱加圧媒体が内部を流通する配管部材を含み、
    　前記加熱体は、前記媒体経路の前記配管部材の一部からなる、タイヤ加硫機。
  4. 　請求項３に記載のタイヤ加硫機において、
    　前記誘導加熱部は、前記加熱体を構成する配管部材の周囲に配設されるとともにその配管部材に磁力線を及ぼす磁力発生部材からなり、
    　前記加熱部は、前記加熱体を構成する配管部材の径方向において前記磁力発生部材の外側に配置された強磁性非導体部材を有する、タイヤ加硫機。
  5. 　請求項４に記載のタイヤ加硫機において、
    　前記磁力発生部材は、前記加熱体を構成する配管部材の周囲に巻回され、通電により磁力線を発するコイルからなる、タイヤ加硫機。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載のタイヤ加硫機において、
    　前記加熱体は、少なくとも一部が強磁性導体材料からなる、タイヤ加硫機。
  7. 　請求項６に記載のタイヤ加硫機において、
    　前記加熱体は、強磁性導体材料からなる部分と、高熱伝導材料からなる部分とを含む、タイヤ加硫機。
  8. 　請求項１～７のいずれか１項に記載のタイヤ加硫機において、
    　前記加熱体は、前記流路を囲むとともに凹凸部が形成された内面を有する、タイヤ加硫機。
  9. 　請求項８に記載のタイヤ加硫機において、
    　前記加熱体は、直管状に形成されており、
    　前記凹凸部は、前記加熱体の軸方向に直線的に延びている、タイヤ加硫機。
  10. 　請求項８に記載のタイヤ加硫機において、
    　前記加熱体は、その軸方向に繋ぎ合わされた複数の直管状の加熱体セグメントからなり、
    　前記各加熱体セグメントは、その内面に周方向に交互に配設されるとともに軸方向に延びる凹部と凸部をそれぞれ有し、
    　軸方向に隣り合う前記加熱体セグメント同士の前記凹部及び前記凸部は、周方向の位相が互いにずれるように配置されている、タイヤ加硫機。
  11. 　請求項１～７のいずれか１項に記載のタイヤ加硫機において、
    　前記加熱体内には、前記流路を遮る方向に配置された多孔板が設けられている、タイヤ加硫機。
  12. 　請求項１～７のいずれか１項に記載のタイヤ加硫機において、
    　前記加熱部は、前記加熱体を複数有しており、
    　その複数の加熱体のそれぞれが、前記加熱加圧媒体が流通する流路を内部に有する配管部材からなる、タイヤ加硫機。
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