JP2014073647A - タイヤ加硫用金型及び空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】気体排出性能を高度に維持しながら、スピューの発生を低減することを可能にしたタイヤ加硫用金型及び空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】マーク成形用凹部１０の底面１１の周縁部にそって輪郭溝１２が形成され、輪郭溝１２のうちタイヤ加硫用金型の径方向に延在する径方向溝部分１２ａがサイドウォール成形面５，６の径方向内端から径方向外端に向かって溝深さが徐々に深くなると共に溝幅が徐々に狭くなる形状を有し、径方向溝部分１２ａの径方向内端における断面積Ｓ１に対する径方向外端における断面積Ｓ２の比率が５０％〜１５０％であり、各径方向溝部分１２ａの溝深さが最深かつ溝幅が最狭である径方向外端部のみにベントホール２０を設ける。
【選択図】図６

Description

本発明は、タイヤ加硫用金型及び空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、気体排出性能を高度に維持しながら、スピューの発生を低減することを可能にしたタイヤ加硫用金型及び空気入りタイヤに関する。

タイヤ加硫用金型には、タイヤ加硫時に金型内に残留する気体を金型外に排出するため、ベントホールなどの気体抜き通路が多数設けられている。それに起因して、加硫後のタイヤにおいて、気体抜き通路内に押し出されたゴムがスピュー（髭状の突起）となってタイヤ表面に多数残存する。

そのため、加硫終了後にスピューを切断除去する作業が行われるが、スピューの切断跡がタイヤ表面に多数残るため、外観が悪化せざるを得ない。また、スピューが多い分だけ切断除去に要する時間がかかり、作業効率が悪い。しかも、除去したスピューは産業廃棄物として廃棄処理されるため、材料が無駄になり、かつスピューが多い分だけ産業廃棄物の増加につながる。

そこで、近年、上記対策として、タイヤ加硫用金型のタイヤ成形面に徐々に溝幅が狭くなるか溝深さが深くなる形状を有する気体抜き用の溝を形成し、その溝に集めた気体等を最狭部又は最深部に設けた気体抜き通路を介して外部に排出するようにした金型や、タイヤ表面に文字等の表示部を成形するための溝を徐々に溝幅が狭くなるか溝深さが深くなる形状に構成して最狭部又は最深部に気体抜き通路を設けて気体を外部に排出するようにした金型が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上記提案の金型であっても気体排出性能とスピューの減少とを両立する効果が必ずしも充分でなく、更なる改善が求められている。

特開２００４−１３６６１７号公報

本発明の目的は、気体排出性能を高度に維持しながら、スピューの発生を低減することを可能にしたタイヤ加硫用金型及び空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明のタイヤ加硫用金型は、サイドウォール成型面にマーク成形用凹部を有するタイヤ加硫用金型において、前記マーク成形用凹部の底面の周縁部にそって輪郭溝が形成され、該輪郭溝のうちタイヤ加硫用金型の径方向に延在する径方向溝部分がサイドウォール成形面の径方向内端から径方向外端に向かって溝深さが徐々に深くなると共に溝幅が徐々に狭くなる形状を有し、前記径方向溝部分の径方向内端における断面積に対する径方向外端における断面積の比率が５０％〜１５０％であり、各径方向溝部分の溝深さが最深かつ溝幅が最狭である径方向外端部にベントホールを設けたことを特徴とする。

本発明のタイヤ加硫用金型は、上述のように、輪郭溝のうちタイヤ加硫用金型の径方向に延在する径方向溝部分がサイドウォール成形面の径方向内端から径方向外端に向かって溝深さが徐々に深くなると共に溝幅が徐々に狭くなる形状を有するので、残留気体を溝深さが浅く溝幅が広い側から溝深さが深く溝幅が狭い側へ向かって効率良く導き、各径方向溝部分の溝深さが最深かつ溝幅が最狭である径方向外端部に設けられたベントホールを介して金型外へ排出することが出来る。また、径方向輪郭部分の径方向内端における断面積に対する径方向外端における断面積の比率を５０％〜１５０％の範囲内に収めて溝の断面積を略一定に保っているので気体を排出する性能をより高めることが出来る。そして、ベントホールが各径方向溝部分の溝深さが最深かつ溝幅が最狭である径方向外端部に設けられるので、ベントホールの数を低減し、スピューの発生を低減することが出来る。

本発明のタイヤ加硫用金型では、径方向溝部分の溝深さが０．３〜３．０ｍｍの範囲内で変化することが好ましい。また、径方向溝部分の溝幅が０．６〜３．０ｍｍの範囲内で変化することが好ましい。このように径方向溝部分の溝深さや溝幅を設定することで、タイヤ加硫時に未加硫ゴムが溝内を円滑に流れるようにして気体排出性能をより高めることが出来る。

本発明のタイヤ加硫用金型では、径方向溝部分の断面形状が三角形状、四角形状、又は半円形状のいずれかであることが好ましい。このような断面形状にすることで、効果的に残留気体を導くことが出来る。

本発明の空気入りタイヤは、上述のタイヤ加硫用金型を用いて製造されるので、空気が金型内に残留することによる加硫故障が発生せず、また、スピューの発生が低減するため、スピューの切断跡が減少し、外観を向上することが出来る。

本発明の実施形態からなるタイヤ加硫用金型の一例を示す断面図である。 本発明のマーク成形用凹部の一例を示す正面図である。 図２のマーク成形用凹部の斜視図である。 図２のマーク成形用凹部の輪郭溝を拡大して示す正面図である。 図４のＡ−Ａ矢視断面図である。 図２のマーク成形用凹部の一部を切断して示す斜視図である。 本発明のタイヤ加硫用金型を用いて製造した空気入りタイヤの一例を示す断面 図である。 図７の空気入りタイヤに成形されたマークを拡大して示す斜視図である。 図８のマークの一部を切断して示す斜視図である。 本発明の輪郭溝の径方向溝部分の形状の例を示す模式図である。 本発明の輪郭溝の径方向溝部分の形状の例を示す模式図である。

以下、本発明について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に例示するように、本発明のタイヤ加硫用金型（以下、金型と言う）は、タイヤの一方のサイドウォールを成形する環状の上型１、他方のサイドウォールを成形する環状の下型２、及びトレッドを成形する複数のセクター３からなる環状の側型４を備えている。

上型１は下面側に、下型２は上面側に、それぞれサイドウォールを成形するサイドウォール成形面５，６を有している。側型４は、内周面側にトレッド（及び、サイドウォールの一部）を成形するトレッド成形部７を有している。サイドウォール成形面５，６には、マーク成形用凹部１０が設けられると共に、このマーク成形用凹部１０の金型径方向外端部にベントホール２０が設けられている。

マーク成形用凹部１０は、タイヤ表面に文字、記号、図形等の任意の形状のマークを成形するものであり、図２，３にＶ字状のマーク成形用凹部１０を例示する。図２，３に例示するように、マーク成形用凹部１０の底面１１の周縁部に沿って輪郭溝１２が形成されている。

輪郭溝１２は、金型径方向（図２の上下方向）に延在する径方向溝部分１２ａと金型周方向（図２の左右方向）に延在する周方向溝部分１２ｂとから構成される。尚、本発明では、金型径方向に対する傾斜角度が０°〜４０°の溝部分を径方向溝部分１２ａと言い、金型径方向に対する傾斜角度が５５°〜９０°の溝部分を周方向溝部分１２ｂと言う。

輪郭溝１２のうち径方向溝部分１２ａは、図４に示すように、金型径方向内端（図４の左側）から金型径方向外端（図４の右側）に向かって溝幅が徐々に狭くなると共に、図５に示すように、金型径方向内端（図５の右側）から金型径方向外端（図５の左側）に向かって溝深さが徐々に深くなり、図６に示すような立体形状（図６の点線部分を参照）を有している。そして、図６に示される径方向溝部分１２ａの金型径方向内端における断面積Ｓ１と金型径方向外端における断面積Ｓ２との比率（断面積Ｓ１に対する断面積Ｓ２の比率）が５０％〜１５０％の範囲に設定されている。また、図４〜６に示されるように、各径方向溝部分１２ａの溝深さが最深かつ溝幅が最狭である金型径方向外端部のみにベントホール２０が設けられている。

図７〜９に本発明の金型を用いて製造された本発明の空気入りタイヤを例示する。

図７において、３１はトレッド部、３２はサイドウォール部、３３はビード部である。左右一対のビード部３３，３３間にはカーカス層３４が装架され、そのカーカス層３４の端部がビードコア３５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部３１におけるカーカス層３４の外周側には複数層のベルト層３６が埋設されている。但し、タイヤ内部構造は特に限定されるものではない。

このような空気入りタイヤにおいて、サイドウォール部３２には、その表面から突出するマーク４０が形成されている。このマーク４０は、マーク成形用凹部１０により成形されたものであり、文字、記号、図形等の任意の形状を有する。

図８，９にＶ字状のマーク４０を例示する。図８，９に示すように、マーク４０は、突出面４１とその周縁部に沿って形成される輪郭部４２とからなる。尚、突出面４１は、金型のマーク成形用凹部１０の底面１１により成形され、輪郭部４２は金型のマーク成形用凹部１０の輪郭溝１２によって成形される。

輪郭部４２は、タイヤ径方向に延在する径方向輪郭部分４２ａとタイヤ周方向に延在する周方向輪郭部分４２ｂとからなり、径方向輪郭部分４２ａは、上述の金型の径方向溝部分１２ａによって成形されるため、図９に示すように、タイヤ径方向内端からタイヤ径方向外端に向かって幅が徐々に狭くなると共に突出高さが徐々に高くなる形状を有している。そして、径方向輪郭部分４２ａのタイヤ径方向内端における断面積Ｓ１’とタイヤ径方向外端における断面積Ｓ２’との比率（断面積Ｓ１’に対する断面積Ｓ２’の比率）が５０％〜１５０％の範囲に設定されている。また、本発明の空気入りタイヤでは、各径方向輪郭部分４２ａの突出高さが最大かつ幅が最狭であるタイヤ径方向外端部に金型のベントホール２０に対応してスピュー又はスピューの切断跡（不図示）が存在する。

上述の本発明の金型で上述の本発明の空気入りタイヤを製造すると、金型内の残留気体が、溝深さが浅く溝幅が広い金型径方向内端側から溝深さが深く溝幅が狭い金型径方向外端側へ向かって効率良く導かれ、各径方向溝部分１２ａの溝深さが最深かつ溝幅が最狭である金型径方向外端部に設けられたベントホール２０を介して金型外へ排出されるので、優れた気体排出性能を得ることが出来る。その結果、加硫故障のない空気入りタイヤを安定して製造することが出来る。また、断面積Ｓ１に対する断面積Ｓ２の比率を５０％〜１５０％の範囲内に収めて径方向溝部分１２ａ全体の溝断面積が略一定になるようにしているので気体排出性能をより高め、加硫故障のない空気入りタイヤをより安定して製造することが出来る。

更に、ベントホール２０が各径方向溝部分１２ａの溝深さが最深かつ溝幅が最狭である径方向外端部のみに設けられるので、空気入りタイヤでは、各径方向輪郭部分４２ａの突出高さが最大かつ幅が最狭であるタイヤ径方向外端部のみにスピューが形成されることになり、スピューの数を減少することが出来る。その結果、スピューを切断除去する時間が減り、作業効率を改善することが出来、更に除去するスピューの量が減るので材料の無駄及び産業廃棄物の発生を低減することが出来る。また、スピューの数が少なくなりスピューを切断除去する回数が減少するので、スピューを切断除去する際に切断刃がサイドウォールに当たって疵（トリムカット）が生じる可能性を低減することが出来る。更に、製造された空気入りタイヤでは、各径方向輪郭部分４２ａの突出高さが最大かつ幅が最狭であるタイヤ径方向外端部のみにスピューの切断跡が存在することになるため、タイヤ外観を向上することが出来る。

径方向溝部分１２ａの溝深さは０．３〜３．０ｍｍの範囲内で変化していることが好ましい。より好ましくは、金型径方向内端における溝深さＤ１が０．３ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲であり、金型径方向外端における溝深さＤ２が２．０ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲であると良い。径方向溝部分１２ａの溝深さが０．３ｍｍより小さいと、タイヤ加硫時に未加硫ゴムが溝内を円滑に流れ難くなる。径方向溝部分１２ａの溝深さが３．０ｍｍより大きいと、タイヤの外観が悪くなる。

径方向溝部分１２ａの溝幅は０．６〜３．０ｍｍの範囲内で変化していることが好ましい。より好ましくは、金型径方向内端における溝幅Ｗ１が０．６ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲であり、金型径方向外端における溝幅Ｗ２が１．５ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲であると良い。径方向溝部分１２ａの溝幅が０．６ｍｍより小さいとタイヤ加硫時に未加硫ゴムが溝内を円滑に流れ難くなる。径方向溝部分１２ａの溝幅が３．０ｍｍより大きいと、タイヤの外観が悪くなる。

径方向溝部分１２ａの断面積は金型径方向内端における断面積Ｓ１と金型径方向内端における断面積Ｓ１とが前述の関係を満たしていれば良いが、好ましくは、径方向溝部分１２ａの断面積は０．６ｍｍ²〜３．０ｍｍ²の範囲内で変化していると良い。より好ましくは、金型径方向内端における断面積Ｓ１が０．６ｍｍ²〜１．０ｍｍ²の範囲であり、金型径方向外端における断面積Ｓ２が２．０ｍｍ²〜３．０ｍｍ²の範囲であると良い。

尚、この径方向溝部分１２ａにより成形される空気入りタイヤの径方向輪郭部分４２ａは、径方向溝部分１２ａに対応する寸法を有する。即ち、径方向輪郭部分４２ａの突出高さは０．３〜３．０ｍｍの範囲内で変化することが好ましく、より好ましくは、タイヤ径方向内端における突出高さＤ１’が０．３ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲であり、タイヤ径方向外端における突出高さＤ２’が２．０ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲であると良く、径方向輪郭部分４２ａの幅は０．６〜３．０ｍｍの範囲内で変化することが好ましく、より好ましくは、タイヤ径方向内端における幅Ｗ１’が０．６ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲であり、タイヤ径方向外端における幅Ｗ２’が１．５ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲であると良い。同様に、径方向輪郭部分４２ａの断面積は０．６ｍｍ²〜３．０ｍｍ²の範囲内で変化することが好ましく、より好ましくは、タイヤ径方向内端における断面積Ｓ１’が０．６ｍｍ²〜１．０ｍｍ²の範囲であり、タイヤ径方向外端における断面積Ｓ２’が２．０ｍｍ²〜３．０ｍｍ²の範囲であると良い。

径方向溝部分１２ａの断面形状は、図６に示すような四角形状の他、図１０に示す三角形状や図１１に示す半円形状にすることも出来る。このような四角形状、三角形状、半円形状の断面形状であれば、効果的に残留気体を導くことが出来る。これら断面形状の中でも、特に三角形状が好ましい。このとき、周方向溝部分１２ｂの断面形状も同様の形状にすると良い。勿論、これら断面形状を有する径方向溝部分１２ａ（及び周方向溝部分１２ｂ）により成形された空気入りタイヤのマーク４０の輪郭部４２は同様の断面形状を有する。尚、本発明において半円形状とは真円を二等分した形状に限らず、図１１に示されるように楕円を二等分した形状や、真円又は楕円の一部を切り取った形状や、それらに近似した形状を含むものとする。

タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６の空気入りタイヤを製造するにあたり、タイヤ加硫用金型のマーク成形用凹部の仕様として、ベントホールの個数、径方向内端及び径方向外端における溝深さ、溝幅、溝の断面積、径方向内端と径方向外端との断面積の比率（Ｓ２／Ｓ１×１００）、溝断面形状を表１，２のように異ならせて従来例１、比較例１〜２、実施例１〜１３の１６種類の試験タイヤを製作した。

尚、従来例１では、マーク成形用凹部の全体にベントホールを均等に配置し、比較例１〜２及び実施例１〜１３では、マーク成形用凹部のうち径方向溝部分の金型径方向外端のみにベントホールを配置している。

これら１６種類の試験タイヤについて、下記の評価方法によりライトサイド発生率、トリムカット発生率、ベント屑発生率、外観を評価し、その結果を表１，２に併せて示した。

ライトサイド発生率
各試験タイヤをそれぞれ１０００本ずつ製造し、ライトサイド（エア溜まりによるタイヤ外表面の凹み）が発生した不良タイヤの数を測定した。評価結果は、各試験タイヤについて製造した１０００本中に占める不良タイヤの割合にて示した。この値が小さいほどライトサイド発生率が小さく、残留空気の排出性能が高いことを意味する。

トリムカット発生率
各試験タイヤをそれぞれ１０００本ずつ製造し、トリムカット（スピューを切断する刃がサイドウォールに当たって生じる疵）が発生した不良タイヤの数を測定した。評価結果は、各試験タイヤについて製造した１０００本中に占める不良タイヤの割合にて示した。この値が小さいほどトリムカット発生率が小さいことを意味する。

ベント屑発生率
各試験タイヤをそれぞれ１０００本ずつ製造し、切り落としたスピューの量を測定した。評価結果は、従来例１の値を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほどベント屑発生率が小さいことを意味する。

外観
製造した各試験タイヤのマークの外観を目視にて５点法により評価した。この数値が大きいほど外観が優れていることを意味する。

表１，２から判るように、実施例１〜１３はいずれも、ライトサイド発生率、トリムカット発生率、ベント屑発生率を低減すると共に、タイヤの外観を向上している。

一方、径方向内端と径方向外端との断面積比が本発明の規定する範囲から外れる比較例１，２は、充分な残留空気排出効果が得られず、ライトサイド発生率を低減することが出来なかった。

１ 上型
２ 下型
３ セクター
４ 側型
５，６ サイドウォール成形面
７ トレッド成形部
１０ マーク成形用凹部
１１ 底面
１２ 輪郭溝
２０ ベントホール

Claims (5)

1. サイドウォール成型面にマーク成形用凹部を有するタイヤ加硫用金型において、
   前記マーク成形用凹部の底面の周縁部に沿って輪郭溝が形成され、該輪郭溝のうちタイヤ加硫用金型の径方向に延在する径方向溝部分がサイドウォール成形面の径方向内端から径方向外端に向かって溝深さが徐々に深くなると共に溝幅が徐々に狭くなる形状を有し、前記径方向溝部分の径方向内端における断面積に対する径方向外端における断面積の比率が５０％〜１５０％であり、各径方向溝部分の溝深さが最深かつ溝幅が最狭である径方向外端部にベントホールを設けたことを特徴とするタイヤ加硫用金型。
2. 前記径方向溝部分の溝深さが０．３〜３．０ｍｍの範囲内で変化することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫用金型。
3. 前記径方向溝部分の溝幅が０．６〜３．０ｍｍの範囲内で変化することを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ加硫用金型。
4. 前記径方向溝部分の断面形状が三角形状、四角形状、又は半円形状のいずれかであることを特徴とする請求項１，２又は３に記載のタイヤ加硫用金型。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ加硫用金型を用いて製造したことを特徴とする空気入りタイヤ。

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