JP2007045083A - タイヤ用モールド及びタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な構造によりスピュー及びベアーを効果的に抑制しうるタイヤ用モールド及びタイヤ製造方法の提供。
【解決手段】本体１８と、この本体１８を貫通するベントホール２２内に挿入された金属製のベントプラグ２０とを備えたモールドである。ベントホール２２とベントプラグ２０との間には微小な隙間が存在する。この隙間は、本体１８の外部と連通している。ベントプラグ２０は、柱状部２４と、この柱状部２４よりも太い頭部２６とを有している。柱状部２４の端面２１が本体１８のキャビティ面１０に露出している。頭部２６の端面２９が外部に露出している。ベントプラグ２０は、本体１８の背面１２側からベントホール２２内に挿入される。
【選択図】図２

Description

本発明は、タイヤ用モールド及びタイヤの製造方法に関する。

タイヤの加硫工程では、モールドが用いられている。モールドは、割モールドとツーピースモールドとに大別される。加硫工程では、予備成形されたグリーンタイヤが、モールドに投入される。このグリーンタイヤは、モールドとブラダーとによって形成されるキャビティにおいて、加圧されつつ加熱される。加圧と加熱とにより、グリーンタイヤのゴム組成物がキャビティ内を流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。加圧の際、モールドのキャビティ面とグリーンタイヤとの間にガスが残留すると、タイヤの表面にベアーが形成される。ベアーはタイヤの品質を低下させる。

モールドには、ベントホールが設けられている。ベントホールは、キャビティと外気とを連通する。グリーンタイヤとキャビティ面との間に存在するガスは、ベントホールを通じて外気へと排出される。この排出により、ベアーが防止される。

ガスが排出された後、ベントホールには多少のゴム組成物が入り込む。このゴム組成物は、タイヤの表面にスピューを形成する。ベントホールは多数設けられているので、スピューの数も多数である。このスピューは、タイヤの外観を低下させる。外観向上の目的でスピューは切削・除去されるが、この除去には手間がかかる。過誤により一部のスピューが残存する場合がある。

割モールドは、円弧状のトレッドセグメントを備えている。多数のトレッドセグメントが並べられることで、リング状のキャビティ面が形成される。トレッドセグメントの、隣接するトレッドセグメントとの境界は「分割面」と称されている。ベントホールのみならず、この分割面を通じても、ガスが排出される。この排出により、ベアーが防止される。分割面を通じてガスが排出されるので、割モールドはスピューの抑制に寄与する。

スピューを抑制するため、ベントホール開閉弁を設けたモールドが特許文献１〜３に開示されている。ベントホール開閉弁は、ガスの排出を確保しつつベントホールへのゴム組成物の入り込みを抑制する。
特開平１０−２９６７３５号公報 特開平１０−１４６８４０号公報 特開２００１−２０５６３８号公報

前述した特許文献に記載のベントホール開閉弁は構造が複雑で高コストとなりやすい。多分割モールドはスピューの抑制に効果的であるが、分割面から遠い位置におけるガスが十分に排出されない場合がある。また多分割モールドでない既存の金型を改修して多分割モールドとすることは不可能である。

本発明の目的は、簡便な構造によりスピュー及びベアーを効果的に抑制しうるタイヤ用モールド及びタイヤ製造方法の提供にある。

本発明に係るタイヤ用モールドは、本体と、この本体を貫通するベントホール内に挿入された金属製のベントプラグとを備えており、上記ベントホールと上記ベントプラグとの間に微小な隙間が存在し、この隙間が上記本体の外部と連通しており、上記ベントプラグは、柱状部と、この柱状部よりも太い頭部とを有し、上記柱状部の端面が上記本体のキャビティ面に露出し、上記頭部の端面が外部に露出している。

上記ベントプラグが、上記本体と異なる金属よりなる構成としてもよい。上記ベントプラグの硬度が、上記本体の硬度よりも大きい構成としてもよい。

好ましくは、上記柱状部は円柱とされ、上記頭部は円環状のフランジを形成していてもよい。上記柱状部又は上記頭部はネジ部を備え、上記ベントプラグは上記本体に対してネジ止めされていてもよい。

本発明に係るタイヤ製造方法は、本体と、この本体のキャビティ面と本体の外部とを連通するベントホールと、上記ベントホール内に挿入された金属製のベントプラグとを備えており、上記ベントホールと上記ベントプラグとの間に微小な隙間が存在し、この隙間が本体の外部と連通しているモールドにグリーンタイヤが投入される工程と、このグリーンタイヤのゴム組成物がモールド内での加圧及び加熱により流動し、グリーンタイヤとキャビティ面との間のガスが上記隙間を通じて排出される工程と、を含む。

本発明のモールドによれば、本体とベントプラグとの間の微小な隙間からガスが排出される。ベントプラグ及びベントホールは既存の金型への設置が容易である。ベントプラグは頭部を有するので、ベントホールへの打ち込みが容易である。このモールドにより、スピュー及びベアーが抑制されたタイヤが得られうる。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤ用モールド２の一部が示された平面図である。図２は、図１のII−II線に沿った拡大断面図である。このモールド２は、多数のトレッドセグメント４と、上下一対のサイドプレート６と、上下一対のビードリング８とを備えている。セグメント４の平面形状は、実質的に円弧状である。多数のセグメント４がリング状に連結されている。セグメント４の数は、通常３以上２０以下である。サイドプレート６及びビードリング８は、実質的にリング状である。このモールド２は、いわゆる「割モールド」である。

図３は、単一のセグメント４が示された斜視図である。このセグメント４は、キャビティ面１０、背面１２及び一対の分割面１４を備えている。分割面１４は、隣接するセグメント４との境界を構成する。

セグメント４は、本体１８と、ベントプラグ２０とを備えている。本体１８には、ベントホール２２が設けられている。ベントプラグ２０はベントホール２２に挿入されている。ベントホール２２は、本体１８を貫通している。ベントホール２２は、キャビティ面１０と背面１２との間を貫通している。図示しないが、キャビティ面１０は多数の筋山を備えている。この筋山は、タイヤのトレッドの溝に対応する。この筋山によりタイヤにトレッドパターンが形成される。

モールド２が用いられたタイヤ製造方法では、まず、予備成形工程によってグリーンタイヤが得られる。次に、モールド２が開いておりブラダー（図示されない）が収縮している状態で、グリーンタイヤがモールド２に投入される。この段階ではグリーンタイヤのゴム組成物は未架橋状態である。次に、モールド２が締められ、ブラダーが膨張する。グリーンタイヤはブラダーによってモールド２のキャビティ面１０に押しつけられ、加圧される。この状態のグリーンタイヤＧが、図２に示されている。同時にグリーンタイヤＧは、加熱される。加熱と加圧とによりゴム組成物が流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。グリーンタイヤＧが加圧及び加熱される工程は、加硫工程を称される。

図４は、ベントプラグ２０の斜視図である。ベントプラグ２０は、柱状部２４と、この柱状部２４よりも太い頭部２６とを有している。頭部２６は、柱状部２４の一端側にのみ設けられている。柱状部２４は、円柱状である。柱状部２４を円柱状とすることにより、ベントプラグ２０及びベントホール２２の作製が容易となる。柱状部２４の端面２１が本体１８のキャビティ面１０に露出している。頭部２６の端面２９が外部に露出している。

頭部２６は、円柱状である。頭部２６は、柱状部２４と同軸で配置されている。頭部２６は、円環状のフランジを形成している。頭部２６は、ベントプラグ２０の軸方向に直交する方向に突出している。頭部２６を円柱状とすることにより、ベントプラグ２０の作製が容易となる。

ベントプラグ２０は、本体１８と接着されてもよい。接着により、ベントプラグ２０の外側への抜けが抑制される。接着は、例えば頭部２６の段差面２７（図４参照）と本体１８との間でなされる。接着は、キャビティ面１０から背面１２にまで至る隙間を確保しつつなされる。

本体１８は、アルミニウム合金からなり、鋳造によって得られる。ベントホール２２は、鋳造後の本体１８を孔空け加工することにより形成される。孔空け加工は、例えばドリルによりなされる。図３に示すように、本体１８の背面側からベントプラグ２０がベントホール２２へと挿入される。ベントプラグ２０の挿入は、例えば頭部２６をハンマーで叩くことによりなされる。挿入前のベントプラグ２０の長さは、ベントホール２２の長さよりも長くされている。挿入後、ベントプラグ２０の一端部はキャビティ面１０から本体内部側へと突出する。突出したベントプラグ２０の一端部は切削加工により除去される。切削加工により、ベントプラグ２０の一端面２１はキャビティ面１０の一部として加工される（図２参照）。

ベントホール２２とベントプラグ２０との間には微小な隙間が存在する。この隙間が本体１８の外部と連通している。隙間の幅が大きすぎるとバリが発生しやすくなる。隙間の幅が小さいとガスが排出されにくくなる。ガスの排出の観点から、隙間の幅は０．００１ｍｍ以上が好ましく、０．００２ｍｍ以上がより好ましい。タイヤの外観の観点から、隙間の幅は０．１０ｍｍ以下が好ましく、０．０８ｍｍ以下がより好ましい。

図５は、ベントホール２２の断面図である。ベントホール２２は、主要部２８と、この主要部２８よりも太い太径部３０とを有している。主要部２８の内径はベントプラグ２０の柱状部２４に対応している。太径部３０の内径はベントプラグ２０の頭部２６に対応している。太径部３０の深さは頭部２６の長さｃ（図４参照）と略等しい。太径部３０は設けなくても良い。ベントプラグ２０が背面１２から突出していてもよい。なお、ベントホール２２は断面円形でなくてもよい。

ベントホール２２の主要部２８は、例えばドリルにより加工されてなる。ドリルの外径と柱状部２４の外径との差〔（ドリルの外径）−（柱状部２４の外径）〕は、０ｍｍ〜０．２ｍｍに設定されるのが好ましい。ドリル加工の際にドリルの振れが不可避的に生ずるため、ドリルにより形成された孔の内径はドリルの外径よりも僅かに大きくなる。よってドリルの外径と柱状部２４の外径とを同一とした場合でも、柱状部２４とベントホール２２との間には隙間が生ずる。太径部３０は、座繰り加工により形成される。ベントプラグ２０の挿入後、ベントプラグ２０と背面１２との間の隙間が狭くなるように調整してもよい。この調整は、例えばキャビティ面１０に面したベントプラグ２０の端面２１、又はこの端面２１の周囲のキャビティ面１０を塑性変形させることによりなされる。この調整によりベントプラグ２０の周囲にバリが発生しにくくなる。

ベントホール２２の好ましい寸法は次の通りである。柱状部２４の外径ａは０．５ｍｍ以上が好ましい。外径ａを０．５ｍｍ以上とすることで柱状部２４の剛性が高まり、ベントプラグ２０が打ち込みやすくなる。直径ａは１０ｍｍ以下が好ましい。１０ｍｍ以下とすることにより、キャビティ面１０側の端面２１の加工の手間が少なくなる。
柱状部２４の長さｂは５０ｍｍ以上が好ましい。長さｂを５０ｍｍ以上とすることによりベントプラグ２０が対応可能な金型が多くなり、ベントプラグ２０の汎用性が高まる。長さｂは１５０ｍｍ以下が好ましい。長さｂを１５０ｍｍ以下とすることにより、除去され廃棄される部分が抑制される。頭部２６の長さｃは１０ｍｍ以下が好ましい。長さｃを１０ｍｍ以上としても特段の利点はなく、材料が無駄となる。頭部２６の外径ｄは、柱状部２４の外径ａよりも大きい。頭部２６の外径ｄは２ｍｍ以上が好ましい。外径ｄを２ｍｍ以上とすることでベントプラグ２０が打ち込みやすくなる。頭部２６の外径ｄは１５ｍｍ以下が好ましい。１５ｍｍ以上としても特段の利点はなく、材料が無駄となる。

ベントプラグ２０は金属よりなる。ベントプラグ２０を金属とすることによりベントプラグ２０の作製や加工が容易である。金属である限り、ベントプラグ２０の材質は特に限定されない。ベントプラグ２０の材質としては、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼などの鋼、ステンレス及び銅などが例示される。タイヤ外観の観点から、ベントプラグ２０の材質は本体１８と同一とされるのが好ましい。ベントプラグ２０の加工容易性の観点から、ベントプラグ２０の材質は鋼が好ましい。モールドのクリーニングによる摩滅差を抑制する観点から、ベントプラグ２０の材質は本体１８と同一とされるのが好ましい。

ベントプラグ２０の材質は、本体１８と異なる金属とされてもよい。本体１８の材質と異ならせることによりベントプラグ２０の材質の選択自由度は大きくなる。選択自由度が大きくなると、種々の特性を考慮したベントプラグ２０の材質選択が可能となる。考慮されうる特性として、本体１８とベントプラグ２０との熱膨張係数の差、本体１８とベントプラグ２０との耐摩耗性の差、本体１８とベントプラグ２０との硬度差、ベントプラグ２０の加工容易性及びベントプラグ２０の打ち込みやすさなどが例示される。

熱膨張係数の差は、モールド２を加熱した際におけるベントプラグ２０と本体１８との隙間の間隔に影響する。ベントプラグ２０の熱膨張係数の設定によりガスの抜けやバリの発生がコントロールされうる。耐摩耗性の差は、モールド２のクリーニングに伴う摩耗量の差を生ずる。一般にモールド２のクリーニングはサンドブラストによりなされる。ベントプラグ２０の耐摩耗性が本体１８より低い場合、ベントプラグ２０が本体１８よりも摩耗し、ベントプラグ２０の端面２１が本体１８内に没入する。端面２１が本体１８内に没入した場合、キャビティ面１０を切削加工しない限りベントプラグ２０の端面２１をキャビティ面１０とすることができない。ベントプラグ２０の耐摩耗性が本体１８より高い場合、本体１８がベントプラグ２０よりも摩耗し、ベントプラグ２０の端部が本体１８から突出する。ベントプラグ２０の端部が本体１８から突出している場合、ベントプラグ２０の端部を切削加工することで端面２１はキャビティ面１０とされうる。よってベントプラグ２０の耐摩耗性は本体１８の耐摩耗性よりも高くされるのが好ましい。ベントプラグ２０の耐摩耗性を本体１８の耐摩耗性よりも高くする観点から、ベントプラグ２０の硬度が本体１８の硬度よりも大きくされるのが好ましい。

ベントプラグの柱状部２４又は頭部２６にネジ部を設けてもよい。図６は、変形例のベントプラグ３２の斜視図である。ベントプラグ３２の柱状部３８にはネジ部３４が設けられている。例えば、ネジ部３４は雄ネジとされる。この雄ネジが、ベントホールの内周面に設けられた雌ネジとの間でネジ止めされていてもよい。ベントプラグ３２を本体に対してネジ止めすることによりベントプラグ３４が抜けにくくなる。ベントプラグ３２の頭部４０の端面にベントプラグ３２の軸回転を容易とするための溝３６が設けられても良い。この溝３６は、例えばネジ回し用の周知のプラスドライバーやマイナスドライバーに対応した形状とされうる。

ベントプラグ２０に頭部２６を設けることにより、ベントプラグ２０の端面の面積が広くなり、ベントプラグ２０の打ち込みが容易となる。メインテナンス等の事情でベントプラグ２０を抜き取る場合があるが、頭部２６はベントプラグ２０の抜き取り作業を容易とする。

本発明が適用されるモールドの種類は特に限定されず、割モールドに適用されてもよいし、ツーピースモールドに適用されてもよい。本発明は多分割モールドに適用されてもよい。本発明が割モールドに適用された場合、分割面１４（図３参照）を通じたガスの排出との相乗効果が得られ、スピュー及びベアーがより効果的に抑制される。

図１は、本発明の一実施形態であるモールドの一部を示す平面図である。 図２は、図１のII−II線に沿った断面図である。 図３は、図１のモールドを構成するセグメントの斜視図である。 図４は、ベントプラグの斜視図である。 図５は、ベントホールの断面図である。 図６は、変形例のベントプラグ３２の斜視図である。

符号の説明

２・・・モールド
４・・・セグメント
６・・・サイドプレート
８・・・ビードリング
１０・・キャビティ面
１２・・背面
１８・・本体
２０、３２・・ベントプラグ
２２・・ベントホール
２４、３８・・柱状部
２６、４０・・頭部
２８・・主要部
３０・・太径部

Claims (6)

1. 本体と、この本体を貫通するベントホール内に挿入された金属製のベントプラグとを備えており、
   上記ベントホールと上記ベントプラグとの間に微小な隙間が存在し、この隙間が上記本体の外部と連通しており、
   上記ベントプラグは、柱状部と、この柱状部よりも太い頭部とを有し、上記柱状部の端面が上記本体のキャビティ面に露出し、上記頭部の端面が外部に露出しているタイヤ用モールド。
2. 上記ベントプラグが、上記本体と異なる金属よりなる請求項１に記載のタイヤ用モールド。
3. 上記ベントプラグの硬度が、上記本体の硬度よりも大きい請求項２に記載のタイヤ用モールド。
4. 上記柱状部は円柱とされ、上記頭部は円環状のフランジを形成している請求項１から３のいずれかに記載のタイヤ用モールド。
5. 上記柱状部又は上記頭部はネジ部を備え、上記ベントプラグは上記本体に対してネジ止めされている請求項４に記載のタイヤ用モールド。
6. 本体と、この本体のキャビティ面と本体の外部とを連通するベントホールと、上記ベントホール内に挿入された金属製のベントプラグとを備えており、上記ベントホールと上記ベントプラグとの間に微小な隙間が存在し、この隙間が本体の外部と連通しているモールドにグリーンタイヤが投入される工程と、
   このグリーンタイヤのゴム組成物がモールド内での加圧及び加熱により流動し、グリーンタイヤとキャビティ面との間のガスが隙間を通じて排出される工程と、
   を含むタイヤ製造方法。
   

Images