JPH079457A

JPH079457A - 加硫制御方法及び加硫システム

Info

Publication number: JPH079457A
Application number: JP5159602A
Authority: JP
Inventors: Michio Ito; 道雄伊藤; Tomoyasu Yokoyama; 知靖横山; Tetsuya Hirukawa; 哲矢蛭川
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1995-01-13
Anticipated expiration: 2019-08-04
Also published as: JP3549552B2

Abstract

(57)【要約】【目的】タイヤの加硫処理を行う場合に、未加硫や過
加硫となることなく、最適にタイヤを加硫する。【構成】処理されるタイヤ４８の初期の設定条件に基
づき、加硫が開始される（ステップ１０２〜１０６）。
次にタイヤ各部分に対応する温度が計測され（ステップ
１０８〜１１２）、ＦＥＭ解析によって推定される温度
から最遅点を決定し（ステップ１１４、１１６）、推定
される温度に基づいて最遅点の加硫度及び構成材料毎の
加硫反応率を求め（ステップ１１７）、この加硫反応率
が所定値に達するまでの加硫時間を予測する（ステップ
１１８）。予測された加硫時間は、現在の加硫時間と比
較され、予測された加硫時間となるまで加硫機をフィー
ドバック制御する（ステップ１２０、１２２）。加硫機
は、予測加硫時間を経過した時点で、最適に加硫された
と判断して停止される（ステップ１２４）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加硫制御方法及び加硫
システムにかかり、特に、加硫機によって、ゴムやプラ
スチック等の被加硫材料、例えばタイヤの加硫処理を行
う加硫制御方法及び加硫システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、タイヤの加硫処理のための処理条
件（温度や時間）は、予め加硫する生産ロットから数本
の生タイヤをサンプルとして、加硫機に生タイヤを装填
し、所定の温度、所定の圧力、所定の加硫時間を設定し
てテスト加硫し、そのタイヤの内部温度を実測して加硫
度を求め、これに基づいて定めている。すなわち、同一
ロット内の１〜数本のタイヤで温度測定しながら加硫し
て最適処理条件を定め、以下これを固定の処理条件とし
て同一ロット内の残りのタイヤの加硫処理を行ってい
る。

【０００３】上記、加硫処理のための処理条件は、様々
なばらつき要因を考慮しなければならず、安全率が高い
設定となっている。このばらつき要因としては、タイヤ
ゲージ、ブラダーの状態、ゴムの加硫速度のばらつき、
生タイヤ温度のばらつき、雰囲気温度のばらつき、モー
ルドの温度、熱源のばらつき等がある。

【０００４】安全率の高い処理条件によって加硫処理す
ると、実質的に加硫時間が長くなり、処理効率の低下を
招くことになるため、その対策として、数値計算により
タイヤ内部の温度を予測することが提案されている（特
公平４−７３６８３号、特開平１−１１３２１１号公報
参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、テスト
加硫または数値計算により予測した温度等の結果に基づ
いて加硫処理しても、同一ロット内における個々の材料
のばらつき等による加硫のばらつきを解消することはで
きない。従って、各ロットで未加硫のタイヤを少なくす
るためには、安全率は高くしなければならない。このた
め、得られるタイヤには、最適に加硫されたタイヤとオ
ーバー加硫されたタイヤとが含まれることになる。

【０００６】本発明は上記事実を考慮し、タイヤ等の被
加硫材料の加硫処理を行う場合に、未加硫や過加硫とな
ることなく、最適にタイヤを加硫できる加硫制御方法及
び加硫システムを得ることが目的である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の加硫制御方法では、被加硫材料を構成する複
数の構成材料の各々について、加えられたエネルギーと
加硫反応量との関係を表す加硫反応特性を予め測定し該
加硫反応特性に基づいて加硫反応速度に関連した物理量
を予め求め、前記被加硫材料の複数位置の各々につい
て、加硫中に時系列的に被加硫材料の境界温度を計測し
計測された該境界温度を用いて熱伝導解析を行って前記
複数位置の温度を推定し推定した温度に基づいて加硫度
を求め、求めた加硫度と、前記加硫反応速度に関連した
物理量とに基づいて前記複数位置の加硫反応状態量を求
め、求めた全ての加硫反応状態量が予め定めた所定値に
なるまでの被加硫材料に加えるエネルギーを求め、その
求めたエネルギーにより加硫制御する。

【０００８】また、本発明の加硫システムでは、被加硫
材料を構成する複数の構成材料の各々について、加えら
れたエネルギーと加硫反応量との関係を表す加硫反応特
性を予め測定し該加硫反応特性に基づいて加硫反応速度
に関連した物理量を予め求める工程と、求めた物理量を
記憶装置に蓄積する工程と、前記被加硫材料の複数位置
の各々について、加硫中に時系列的に被加硫材料の境界
温度を計測し計測された該境界温度を用いて熱伝導解析
を行って前記複数位置の温度を推定し推定した温度に基
づいて加硫度を求める工程と、前記複数位置の各々につ
いて、含まれる前記構成材料の各々に該当する前記物理
量を前記記憶装置から読み取り読み取った物理量と、求
めた加硫度とに基づいて前記複数位置の加硫反応状態量
を求める工程と、求めた全ての加硫反応状態量が予め定
めた所定値になるまでの被加硫材料に加えるエネルギー
を求める工程と、その求めたエネルギーにより加硫制御
する工程と、を含んでいる。

【０００９】なお、前記被加硫材料としては、タイヤを
用いることができる。

【００１０】

【作用】本発明の加硫制御方法では、被加硫材料を構成
する複数の構成材料の各々について、加硫温度及び加硫
時間等から得られる加えられたエネルギーと加硫反応量
との関係を表す加硫反応特性を予め測定し該加硫反応特
性に基づいて加硫反応速度に関連した物理量を予め求め
る。この被加硫材料には、ゴムやプラスチック等の材料
を利用することができ、また、請求項２に記載したよう
にタイヤを用いることができる。

【００１１】この被加硫材料の複数位置の各々につい
て、加硫中に時系列的に被加硫材料の境界温度を計測
し、計測された該境界温度を用いて熱伝導解析を行って
前記複数位置の温度を推定し推定した温度に基づいて加
硫度を求める。この温度の推定は、有限要素法を用いる
ことができ、この有限要素法を用いた熱伝導解析により
被加硫材料内部の温度を被加硫材料に非接触で被加硫材
料内部所定の位置について確度よく推定でき、前記複数
位置の各々の加硫度を求めることができる。

【００１２】次に、求めた加硫度と、前記加硫反応速度
に関連した物理量とに基づいて前記複数位置の加硫反応
状態量を求める。この加硫反応状態量は、加硫が進行し
ている過程の加硫反応の度合いを表すものであり、被加
硫材料を構成する各構成材料の予め測定された加硫反応
特性から得られる加硫反応速度に関連した物理量を用い
て、各構成材料毎に求めることができる。

【００１３】次に、求めた全ての加硫反応状態量が予め
定めた所定値になるまでの加硫温度及び加硫時間等から
得られる被加硫材料に加えるエネルギーを求める。この
予め定めた所定値としては、臨界反応値（例えば、加硫
を進行させてゴム中に気泡の発生が無くなるときまでの
値）を用いることができる。また、エネルギーは、加硫
最遅点について求めた加硫反応状態量が予め定めた臨界
反応値に到達するまでのエネルギーを用いる。加硫最遅
点は、加硫が最も遅れる位置であるので、この加硫最遅
点に供給するエネルギーを求めれば、他の位置に供給す
るためのエネルギーを含むことになる。

【００１４】この求めたエネルギーによりタイヤ等の被
加硫材料を加硫すれば、所望の加硫状態まで加硫されて
いない未加硫の部位が生じることなく、各被加硫材料を
最小のエネルギー（最適な加硫条件）で加硫することが
できる。

【００１５】このように、複数位置における構成材料毎
の加硫反応状態量を求め更に予め定めた所定値（臨界反
応値）になるまでのエネルギーを求めて被加硫材料を加
硫制御しているので、加硫する被加硫材料の各々につい
て、ロット間や経時変化的に構成材料の特性が異なる場
合であっても、最適に加硫することができる。

【００１６】また、本発明の加硫システムでは、実際に
被加硫材料を加硫する後工程と、この加硫処理を行うま
での前工程と大別できる。この前工程としては、被加硫
材料を構成する複数の構成材料の各々について、加えら
れたエネルギーと加硫反応量との関係を表す加硫反応特
性を予め測定し加硫反応特性に基づいて加硫反応速度に
関連した物理量を予め求める工程と、求めた物理量を記
憶装置に蓄積する工程と、を有している。この物理量
は、被加硫材料を構成する複数の構成材料の各々につい
て求めるが、同一種類の構成材料であっても組成が異な
ることがあるため、ロットが異なるときや、製造ロット
が異なるときにも前記物理量を求める。従って、被加硫
材料を製造するときに複数の構成材料の組み合わせを異
ならせるときにあっては、その組み合わせによって異な
る特性となることがあるため、前記物理量を求めること
が好ましい。また、経時変化によって特性が異なると予
想されるときにも前記物理量を求める。これにより、記
憶装置には、実際に被加硫材料を加硫するときの組成ま
たは特性となる物理量が蓄積される。

【００１７】後工程では、被加硫材料の複数位置の各々
について、加硫中に時系列的に被加硫材料の境界温度を
計測し計測された境界温度を用いて熱伝導解析を行って
複数位置の温度を推定し推定した温度に基づいて加硫度
を求める工程と、複数位置の各々について、含まれる構
成材料の各々に該当する物理量を記憶装置から読み取り
読み取った物理量と、求めた加硫度とに基づいて複数位
置の加硫反応状態量を求める工程と、求めた全ての加硫
反応状態量が予め定めた所定値になるまでの被加硫材料
に加えるエネルギーを求める工程と、その求めたエネル
ギーにより加硫制御する工程と、を含んでいる。

【００１８】このように、後工程では、前工程で求めた
実際にこれから加硫するための被加硫材料を構成する構
成材料に該当する物理量を、記憶装置から読みだしかつ
用いているため、被加硫材料の加硫反応状態量及び被加
硫材料に加えるエネルギーを正確に求めることができ
る。従って、複数位置における加硫反応状態量が予め定
めた所定値（臨界反応値）になるまでのエネルギーによ
り被加硫材料を加硫制御するので、製造時のロット間差
や経時変化的に構成材料の特性が異なる場合であって
も、最適に加硫することができる。

【００１９】

【実施例】図１には、本発明が適用された加硫機１０の
実施例が示されている。

【００２０】加硫機１０は、モールドユニット１２と、
変形可能なブラダ１４Ａを有するブラダユニット１４と
を備えている。

【００２１】モールドユニット１２は上側モールド１２
Ａ及び下側モールド１２Ｂで構成されている。モールド
ユニット１２の周囲は、ジャケット１６によって覆われ
ている。このジャケット１６には、通路１８が設けら
れ、パイプ２０を介して加熱流体（例えば、蒸気）が流
動する構成となっている。このジャケット１６によって
モールドユニット１２のタイヤ周面に対応する側が加熱
される。

【００２２】また、モールドユニット１２のタイヤ端面
側を加熱するために、これらの上側及び下側には、上側
プラテン２２及び下側プラテン２４が配設されている。

【００２３】プラテン２２、２４には、それぞれ通路２
２Ａ、２４Ａが形成されており、パイプ（図示省略）を
介して加熱媒体を循環させるようになっている。

【００２４】ブラダ１４Ａは、上側及び下側リング２
８、３０に取付けられ、上側リング２８はセンタポスト
３２に固着されている。このセンタポスト３２は、スリ
ーブ３４によって移動自在に支持されている。このた
め、ブラダ１４Ａは、センタポスト３２の上下動に応じ
て移動することができる。

【００２５】下側リング３０には、ブラダ１４Ａを経て
スチーム、ガス及び温水等の加熱流体を循環させるため
のパイプ３６、３８が連結されている。これにより、ブ
ラダ１４Ａが加熱される。

【００２６】本実施例では、上記構成の加硫機１０にお
いて３個の温度センサが設けられている。第１の温度セ
ンサは、前記ジャケット１６へ加熱流体を送り込むため
のパイプ２０内の温度を検出するジャケット温度検出セ
ンサ４２である。第２の温度センサは、前記プラテン２
４（又は２２）の温度を検出するプラテン温度検出セン
サ４４である。第３の温度センサは、ブラダユニット１
４によって囲まれた加硫機１０の内方空間の温度を検出
するブラダー内温度検出センサ４６である。

【００２７】これらの温度検出センサ４２、４４、４６
は、制御装置７０（図３参照）に接続され、それぞれタ
イヤ４８とは非接触であるが、熱伝導解析（ＦＥＭ解
析）によってこれらの温度検出センサ４２、４４、４６
から得られた検出結果からタイヤ４８内の温度をを予測
するために用いられる。

【００２８】また、図２に示されるように、タイヤ４８
内の温度を予測するにあたり、タイヤ４８の厚みが各部
位によって異なっている。また、タイヤは複数の構成材
料から形成されるので各構成材料のゴム等は各々異なっ
た材料特性を有している。このため、本実施例では、タ
イヤの加硫状態を特定するために、タイヤ４８のセンタ
ー部４８Ａ、ハンプ部４８Ｂ、ビード部４８Ｃのそれぞ
れの位置（合計３位置）について、タイヤ内温度を予測
する。これと共に、詳細は後述するが、タイヤの構成材
料毎に加硫反応状態を把握して加硫時間を決定してい
る。

【００２９】図３に示したように、制御装置７０は、Ｃ
ＰＵ７２、ＲＯＭ７４、ＲＡＭ７６及び入出力ポート
（Ｉ／Ｏ）７８を有するマイクロコンピュータによって
構成され、各々は、バス８０によって相互にコマンドや
データ等のやりとり可能に接続されている。ＲＯＭ７４
には、後述する制御ルーチン等が記憶されている。

【００３０】入出力ポート７８には、ジャケット温度検
出センサ４２、プラテン温度検出センサ４４及びブラダ
ー内温度検出センサ４６が接続され、かつキーボード８
４、モニター８６及びタイヤの各構成材料の加硫反応速
度（後述）を表す定数Ａ_T，Ｂ_Tがデータベースとして
記憶された外部記憶装置８２も接続されている。また、
入出力ポート７８には、加硫機１０を実質的に駆動する
ための加硫制御駆動装置８８が接続され、制御装置７０
によって加硫機１０の加硫状態を制御するようになって
いる。

【００３１】上記キーボード８４は設定条件としての初
期条件４７、初期境界条件４９及びタイヤ内温度５１
（境界条件）を入力するためのものであり、この設定条
件に基づいて、初期の加硫時間が設定される。なお、設
定条件は、キーボード８４の入力によらずに、ホストコ
ンピュータ等の他の装置から入力するようにしてもよ
く、また、予めデータとして記憶するようにしてもよ
い。。

【００３２】この初期条件とは、加硫前、すなわち生タ
イヤの初期温度等であり、これは加硫機１０の外部に設
けられた温度センサ（図示省略）によって検出される。
また、初期境界条件とは、タイヤの物性に係り、ゴムの
熱伝導率や内部発熱等、時間的に変化しない境界条件で
ある。

【００３３】また、タイヤ内温度は、実際に検出するの
ではなく、前記ジャケット温度検出センサ４２、プラテ
ン温度検出センサ４４、ブラダ内温度検出センサ４６か
らの温度に基づいて、アレニウスの式に基づく熱伝導解
析（本実施例ではＦＥＭ（有限要素法））によって予測
する。

【００３４】ここで、本実施例でタイヤを加硫制御する
にあたり、基とした加硫時のエネルギー（本実施例で
は、加硫時間）の最適化の原理について説明する。

【００３５】タイヤを形成するのに用いられる複数の生
ゴムは、加硫温度や加硫時間等が同一条件下であっても
各々の材料特性等により加硫反応状態が異なる。この加
硫反応状態を定量的な加硫反応状態量として表す方法
に、加硫反応状態をゴムのトルク（弾性等の力学的特
性、例えばタイヤのねじれ反力）に対応させて同一条件
下でトルクの変動を測定し、この特性を測定して生ゴム
の加硫反応特性とする方法がある。図４には、１つの生
ゴムを所定の加硫温度で加硫しながら経時的なトルク
（弾性等の力学的特性）の変動を測定した場合の加硫反
応特性である加硫反応曲線を示した。

【００３６】また、加硫反応曲線が以下の式（１）に示
した加硫度をパラメータとする正規確率分布関数の曲線
に近似する点に本発明者は着目し、タイヤの構成材料毎
の加硫反応曲線を用いて、各構成材料の加硫反応特性を
数式モデル化することによって定数化したタイヤの全構
成材料の各加硫反応特性をデータベース化した。図５に
は、トルクが最大になるまでの加硫反応曲線（図５の実
線）と、正規確率分布関数の曲線（図５の点線）とを示
した。

【００３７】

【数１】

【００３８】但し、０＜ｔ＜∞ ｔ：加硫時間Ｔ_CONST：加硫温度（一定）ｔ^*：加硫度（以下の式（２）、アルレニウスの式から
演算）Ａ_T，Ｂ_T：物理定数

【００３９】

【数２】

【００４０】但し、Ｔｏ：標準温度Ｅ：活性化エネルギーＲ：気体定数Ｔ：加硫温度ｔ：加硫時間次に、この正規確率分布関数を変数変換して、以下の式
（３）に示した対数正規確率分布関数を得る。

【００４１】

【数３】

【００４２】但し、Ａ_T，Ｂ_T：物理定数 η：正規確率規準化変数上記式（３）から、各構成材料の対数正規確率分布関数
における曲線は、最小自乗法等によって、物理定数
Ａ_T、Ｂ_Tを係数として加硫度ｔ^*をパラメータとする
直線で近似する。また、図６には、当該加硫反応曲線を
有する関数を微分することによって得られる微分曲線を
示した。この微分値は、加硫の進行速度（以下、加硫反
応速度という）を表すと考えられ、正規確率規準化変数
ηに対応する。従って、各構成材料の加硫反応速度は、
式（３）の定数項の値である物理定数Ａ_T、Ｂ_Tによっ
て表現でき、この物理定数Ａ_T、Ｂ_Tを構成材料毎に求
めておけば加硫度に対する構成材料毎の加硫反応速度を
求めることができる。従って、これらの定数Ａ_T、Ｂ_T
をタイヤの構成材料の全てについて求めて、外部記憶装
置８２にデータベース化して記憶する。

【００４３】上記加硫反応速度の特性は、正規分布に近
似できる。そこで、本発明者は、加硫時間をパラメータ
として、加硫が完了（例えば、トルクが最大となる）す
るまでの構成材料の加硫反応速度曲線を正規分布に対応
させ、加硫が完了した構成材料に対する加硫反応状態
と、所定の加硫度ｔ^*の時点での加硫反応状態との比率
を加硫反応率Ｕと定義している。

【００４４】上記で述べたように、タイヤは複数の構成
材料で形成されているが、加硫反応率Ｕは、加硫度ｔ^*
に応じて構成材料毎に求めることができる。

【００４５】この加硫反応率Ｕは、一定温度でのタイヤ
の加硫処理によって生タイヤの原料である高分子化合物
間の結びつき（ポリマーと硫黄との結びつき）をイメー
ジで表した状態（所謂、網目）の密度と見なすことがで
きる。この加硫度ｔ^*を用いて求められる加硫反応率Ｕ
を以下の式（４）に示した。

【００４６】

【数４】

【００４７】図７には、３種類の構成材料を例にした加
硫度と加硫反応率との対応を示した。このように加硫度
が同一であっても加硫反応率が異なることが理解され
る。

【００４８】従って、最遅部材の加硫度−加硫反応率曲
線から、現在の加硫度ｔ^*に対する加硫反応率Ｕを求め
ることで、タイヤの加硫反応状態を特定することができ
る。このとき、加硫が完了するまでの加硫反応率Ｕは求
まるので、加硫時間を予測することができ、最遅部材を
規準とする加硫時間を予測することができる。これによ
って最遅部材の加硫反応率Ｕが所定の加硫反応率Ｕを越
えるまで、加硫することでタイヤの加硫を最適に制御で
きる。

【００４９】また、本実施例では、加硫を完了と判定す
るための加硫反応率Ｕを臨界反応値として、予め定めた
臨界反応率Ｕｂを用いている。この臨界反応率Ｕｂは、
気泡発生有無の判別点のテスト等の実験により実用上差
し支えない状態まで加硫された構成材料の加硫反応率Ｕ
である。この臨界反応率Ｕｂは、得られるタイヤが要求
する加硫度等に応じて定めることができる。

【００５０】以下に本実施例の作用を説明する。本実施
例では、上記の設定条件に基づいて、ＦＥＭ解析によっ
て加硫反応状態量としての加硫反応率Ｕを求め、この求
められた加硫反応率から加硫時間を予測する。

【００５１】予測された加硫時間は、加硫機１０を加硫
制御している実際の加硫時間と比較され、実際の加硫時
間が予測された加硫時間となったか否かが判断され、加
硫機１０をフィードバック制御する。この加硫機１０
は、予測加硫時間を経過した時点で、最適に加硫された
と判断して停止される。

【００５２】この加硫機１０の加硫制御手順を、図８の
フローチャートに従って詳細に説明する。ステップ１０
２では、加硫機１０によって処理されるタイヤ４８の初
期条件が入力され、次いでステップ１０４において初期
境界条件が入力された後、ステップ１０６へ移行して加
硫制御駆動装置８８での加硫（加熱）を開始し、ステッ
プ１０８へ移行する。

【００５３】次のステップ１０８、１１０、１１２で
は、ジャケット温度検出センサ４２からの検出結果、プ
ラテン温度検出センサ４４からの検出結果及びブラダー
温度検出センサ４６からの検出結果をそれぞれ取り込
み、ステップ１１４へ移行して熱伝導解析がなされる。

【００５４】ここで、熱伝導解析では、最初にＦＥＭ演
算によって、前記ステップ１０８、１１０、１１２によ
って得られた温度に基づいて、タイヤ４８のセンター部
４８Ａ、ハンプ部４８Ｂ、ビード部４８Ｃのそれぞれの
位置（合計３位置）について、タイヤ内温度を予測す
る。一般には、ハンプ部４８Ｂの肉厚が最も厚いため、
このハンプ部４８が完全に加硫されれば、他の部位も加
硫されているはずであるが、生タイヤを構成するゴムの
性質やゴムの積層状態等によっては、別の部位が遅く加
硫されることや同一部位内であっても加硫状態が異なる
こともある。そこで、本実施例では、タイヤ４８のセン
ター部４８Ａ、ハンプ部４８Ｂ、ビード部４８Ｃのタイ
ヤ内温度のそれぞれに基づいて、熱伝導解析が行われ
る。

【００５５】次のステップ１１６では、上記３位置のタ
イヤ内温度に基づいて、熱伝導の度合いが低い等のため
に、最も加硫が遅れる位置（最遅点）を決定する。

【００５６】次のステップ１１７では、決定された最遅
点について熱伝導解析によって得られた予測温度から加
硫度ｔ^*を求める（式（２）参照）。また、決定された
最遅点における各構成材料について、加硫反応速度を表
す定数Ａ_T、Ｂ_Tを外部記憶装置から読み取りかつ、読
み取った定数Ａ_T、Ｂ_Tを用いて各構成材料の加硫反応
率Ｕを求める。

【００５７】次のステップ１１８では、求めた各構成材
料の加硫反応率Ｕに基づいて、加硫が完了するまでの加
硫予測時間ｔ_Fを演算する。すなわち、臨界反応率Ｕｂ
を読み取って、最遅点における加硫度ｔ^*に対する各構
成材料の加硫反応率Ｕと、読み取った臨界反応率Ｕｂと
の差を求める。この差が最大の構成材料が最も未加硫に
近い構成材料であるので、この構成材料の加硫反応率Ｕ
が臨界反応率Ｕｂに到達するときの到達加硫度を求め
る。この到達加硫度と現在の加硫度とから最遅点の全て
の構成材料が臨界反応率Ｕｂに到達するまでの、すなわ
ち、加硫が完了するまでの加硫予測時間ｔ_Fを演算す
る。

【００５８】次のステップ１２０では、加硫制御駆動装
置８８によって制御されている実際の加硫時間ｔ_Rが読
み込まれ、ステップ１２２において、実際の加硫時間ｔ
_Rと加硫予測時間ｔ_Fとが比較される。

【００５９】ステップ１２２でｔ_R＜ｔ_Fと判定された
場合は、設定された加硫反応状態に到達していないと判
断され、ステップ１０６へ移行して各部の温度を検出す
ると共に熱伝導解析を行う（ステップ１０６〜１２
０）。このように、推定された加硫時間に到達するま
で、逐次ＦＥＭ解析が行われ、逐次最適な加硫時間が求
められる。

【００６０】また、ステップ１２２でｔ_R≧ｔ_Fと判定
された場合は、設定された加硫反応状態に達したと判断
され、ステップ１２４へ移行して加硫制御を停止し、処
理は終了する。

【００６１】従来の加硫機でタイヤをテスト加硫等のデ
ータに基づいて加硫制御した場合を１００として、本実
施例の加硫反応率を判断基準としたシステムを適用した
場合の比較値を以下の表１に示した。

【００６２】

【表１】

【００６３】但し、品質には、ドラム耐久性や耐磨耗性
を含んでいる。このように、ＦＥＭ解析によってタイヤ
の温度を予測すると共に予測された温度から得られる加
硫度と、タイヤの構成材料毎に求めた加硫反応率とによ
って加硫中の加硫反応状態を特定して加硫時間を制御す
るようにしたので、同一ロット間でばらつきなく加硫さ
れたタイヤを得ることができると共に、構成材料の要素
変更が生じた場合でも当該加硫機により加硫されたタイ
ヤの加硫反応状態もばらつきなく加硫されたタイヤを得
ることができる。従って、高い品質のタイヤを安定して
供給することができる加硫機を実現することができる。

【００６４】なお、上記実施例では、一定の加硫温度の
下で加硫時間の変更によってタイヤに供給する加硫時の
エネルギーとしたが、加硫温度を変更して加硫時のエネ
ルギーを制御するようにしてもよい。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、加
硫処理中においてタイヤ等の被加硫材料を構成する構成
材料の各々について加硫反応状態を把握することがで
き、この加硫反応状態の量を判断因子として加硫制御し
ているため、被加硫材料個々に最適な加硫条件を設定で
きるまたは最適なエネルギーを供給でき、安定した品質
で加硫された被加硫材料を提供することができる、とい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例が適用された加硫機の内部構造を示す
概略図である。

【図２】タイヤの軸方向断面図である。

【図３】制御装置の概略構成を示すブロック図である。

【図４】所定加硫温度で加硫するときの加硫時間とトル
クとの関係を表す加硫反応曲線を示す線図である。

【図５】図４の最大トルクまでを示す線図である。

【図６】図５の微分特性を示す線図である。

【図７】加硫度と加硫反応率との関係を表す線図であ
る。

【図８】本実施例の加硫機における加硫制御の流れを示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１０加硫機４８タイヤ７０制御装置８２外部記憶装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加硫材料を構成する複数の構成材料の
各々について、加えられたエネルギーと加硫反応量との
関係を表す加硫反応特性を予め測定し該加硫反応特性に
基づいて加硫反応速度に関連した物理量を予め求め、前記被加硫材料の複数位置の各々について、加硫中に時
系列的に被加硫材料の境界温度を計測し計測された該境
界温度を用いて熱伝導解析を行って前記複数位置の温度
を推定し推定した温度に基づいて加硫度を求め、求めた加硫度と、前記加硫反応速度に関連した物理量と
に基づいて前記複数位置の加硫反応状態量を求め、求めた全ての加硫反応状態量が予め定めた所定値になる
までの被加硫材料に加えるエネルギーを求め、その求めたエネルギーにより加硫制御する、加硫制御方法。
【請求項２】前記被加硫材料は、タイヤであることを
特徴とする請求項１に記載の加硫制御方法。
【請求項３】被加硫材料を構成する複数の構成材料の
各々について、加えられたエネルギーと加硫反応量との
関係を表す加硫反応特性を予め測定し該加硫反応特性に
基づいて加硫反応速度に関連した物理量を予め求める工
程と、求めた物理量を記憶装置に蓄積する工程と、前記被加硫材料の複数位置の各々について、加硫中に時
系列的に被加硫材料の境界温度を計測し計測された該境
界温度を用いて熱伝導解析を行って前記複数位置の温度
を推定し推定した温度に基づいて加硫度を求める工程
と、前記複数位置の各々について、含まれる前記構成材料の
各々に該当する前記物理量を前記記憶装置から読み取り
読み取った物理量と、求めた加硫度とに基づいて前記複
数位置の加硫反応状態量を求める工程と、求めた全ての加硫反応状態量が予め定めた所定値になる
までの被加硫材料に加えるエネルギーを求める工程と、その求めたエネルギーにより加硫制御する工程と、を含む加硫システム。