JP6742594B2 - タイヤ加硫用金型 - Google Patents

Description

本発明は、ローカバーの加硫成形に使用されるタイヤ加硫用金型に関する。

一般に、空気入りタイヤの製造におけるローカバーの加硫成形には、割りモールドタイプのタイヤ加硫用金型（以下、単に「金型」ともいう。）が使用されている。

図６は閉状態のタイヤ加硫用金型を模式的に示す断面図であり、左右対称の金型の左半分を示している。図６に示すように、タイヤ加硫用金型は、周方向に複数に分割されたトレッドセグメント２と、上下１対のサイドプレート１とを備えている。そして、トレッドセグメント２とサイドプレート１の各々は、タイヤパターンが彫刻されたキャビティ面２ａ、１ａを有している。

ローカバーの加硫成形は、開状態の金型の内部にローカバーを配置して閉状態とした後、ブラダーを膨張させて、ローカバーを各々のキャビティ面１ａ、２ａに押し付けながら加圧加熱することにより行われる。

この加硫成形においては、従来より、金型を閉状態にする途中の閉動作において、トレッドセグメント２とサイドプレート１とが接触する部分（以下、「割り位置３」という）にローカバーが噛み込まれ、噛み込まれた部分にオーバースピューが発生して外観が損なわれるという問題が生じる恐れがあった。

そこで、近年では、図７に示すように、割り位置３に沿って環状の溝部３６を設けてローカバーＴの噛み込みを防止する技術が提案されている（例えば特許文献１）。この金型の場合、閉動作においてローカバーＴのゴムが溝部３６の全体に流れ込んだ後に割り位置３に到達し、そのときには既に金型の閉動作が完了しているため、閉動作中にローカバーＴが割り位置３に噛み込まれることを抑制することができる。

特開２０１５―２０４１９号公報

しかしながら、上記した溝部３６が設けられた金型を用いた場合、図８（ａ）に示すように、閉動作においてトレッドセグメント２の角２ｂにローカバーＴが引っ掛かることがある。このような場合、想定よりも多くのゴムが溝部３６に入り込んで溝部３６に収まらなくなったゴムが割り位置３に噛み込まれてオーバースピューが生じる恐れがある。

また、図８（ｂ）に示すように、閉動作中に溝部３６内のエアーを割り位置３の隙間から適切に逃がすことができず、閉状態となった際の溝部３６にエアーが閉じ込められて加硫後のタイヤにベアが発生する恐れもある。

そして、これらの問題は、レースタイヤのようなサイド面とトレッド面とが直角に近い状態で交わっているプロファイルのローカバーを加硫成形する際に特に生じやすい。

そこで、本発明は、噛み込み防止のための溝部を割り位置に設けても、閉動作中のローカバーの引っ掛かりや溝部へのエアーの閉じ込みが生じず、従来よりも外観が優れた空気入りタイヤを製造することができるタイヤ加硫用金型を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、
複数に分割されたトレッドセグメントと、上下１対のサイドプレートとを備え、前記トレッドセグメントと前記サイドプレートを合致させたときの割り位置に沿って環状の溝部が設けられているタイヤ加硫用金型であって、
前記割り位置を中心として、前記トレッドセグメント側に向かって１０ｍｍ、かつ、前記サイドプレート側に向かって１０ｍｍの領域において、前記トレッドセグメントおよび前記サイドプレートのキャビティ面が径方向に対して所定の傾斜角度で傾斜していると共に、
前記環状の溝部の前記トレッドセグメント側の壁面と前記サイドプレート側の壁面の両方が、径方向に対して４０〜８０°の傾斜角度で傾斜しており、
前記溝部よりも径方向内側における前記サイドプレートのキャビティ面に、環状の第２溝部が少なくとも１本設けられており、
前記第２溝部の径方向外側の壁面と径方向内側の壁面の両方が、径方向に対して４０〜８０°の傾斜角度で傾斜していることを特徴とするタイヤ加硫用金型である。

請求項２に記載の発明は、
前記トレッドセグメントおよび前記サイドプレートのキャビティ面の径方向に対する所定の傾斜角度が、０〜４０°であ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である。

請求項３に記載の発明は、
前記溝部の底面の幅が０．５〜１．５ｍｍであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ加硫用金型である。

請求項４に記載の発明は、
前記溝部の上面の幅が１．０〜３．０ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のタイヤ加硫用金型である。

請求項５に記載の発明は、
前記キャビティ面からの前記溝部の深さが０．５〜２．５ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のタイヤ加硫用金型である。

請求項６に記載の発明は、
前記第２溝部が１〜５本形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のタイヤ加硫用金型である。

請求項７に記載の発明は、
前記第２溝部の底面の幅が０．０〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のタイヤ加硫用金型である。

請求項８に記載の発明は、
前記第２溝部の上面の幅が０．５〜３．０ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のタイヤ加硫用金型である。

請求項９に記載の発明は、
前記キャビティ面からの前記第２溝部の深さが０．５〜１．５ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のタイヤ加硫用金型である。

本発明によれば、噛み込み防止のための溝部を割り位置に設けても、閉動作中のローカバーの引っ掛かりや溝部へのエアーの閉じ込みが生じず、従来よりも外観が優れた空気入りタイヤを製造することができるタイヤ加硫用金型を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るタイヤ加硫用金型の溝部の壁面の傾斜角度を説明する図である。 本発明の一実施の形態に係るタイヤ加硫用金型の割り位置近傍の傾斜角度を説明する図である。 本発明の一実施の形態に係るタイヤ加硫用金型の第２溝部を説明する図である。 本発明の一実施の形態に係るタイヤ加硫用金型の閉動作における割り位置近傍を示す拡大断面図である。 本発明の一実施の形態に係るタイヤ加硫用金型の閉状態における割り位置近傍を示す拡大断面図である。 閉状態のタイヤ加硫用金型を模式的に示す断面図である。 従来のタイヤ加硫用金型の一例の閉状態の割り位置近傍を示す拡大断面図である。 従来のタイヤ加硫用金型において生じる問題を説明する図であって、（ａ）はトレッドセグメントの角にローカバーが引っ掛かった状態を示す図であり、（ｂ）は溝部内にエアーが閉じ込められた状態を示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の一実施の形態に係るタイヤ加硫用金型を説明する。

１．本実施の形態に係る金型の概要
本実施の形態に係る金型の基本的な構造は従来と同様である。即ち、本実施の形態に係る金型についても、図６に示す金型と同様に、周方向に複数に分割されたトレッドセグメント２と、上下１対のサイドプレート１を備えている。そして、閉状態にした際にトレッドセグメント２とサイドプレート１とが接触する位置に割り位置３が形成され、この割り位置３に環状の溝部が設けられている。

しかし、本実施の形態に係る金型は、割り位置３近傍の構造が従来と異なる。以下、図１〜図３に基づいて、本実施の形態に係る金型の割り位置３近傍の構造を説明する。

図１は溝部の壁面の傾斜角度を説明する図であり、図２は本実施の形態に係る金型の割り位置近傍の傾斜角度を説明する図であり、図３は第２溝部を説明する図である。なお、図１〜図３は、何れも、本実施の形態に係る金型の下側の割り位置近傍を拡大した断面図であり、図中の補助線と符号のみが異なっている。

本実施の形態に係る金型は、環状の溝部６の壁面６ａ、６ｂが４０〜８０°の傾斜角度β１、β２で傾斜している（図１参照）と共に、割り位置３近傍におけるキャビティ面１ａ、２ａが所定の傾斜角度α１で傾斜している（図２参照）点において従来と異なる。

このような形状の金型を用いることにより、噛み込み防止のための溝部６を割り位置３に設けても、図８（ａ）に示すようなトレッドセグメント２の角２ｂへのローカバーの引っ掛かりが生じることがなくなり、また、図８（ｂ）に示すような溝部３６へのエアーの閉じ込みが生じることもなくなる。この結果、加硫後のタイヤにオーバースピューやベアが発生することを防止して、従来よりも外観が優れた空気入りタイヤを製造することができる。

２．本実施の形態の特徴部分の構造
以下、本実施の形態に係る金型における特徴的な構造を具体的に説明する。

（１）溝部の壁面の傾斜
本実施の形態においては、図１に示すように、環状の溝部６のトレッドセグメント２側の壁面６ａとサイドプレート１側の壁面６ｂの両方が、径方向Ｒに対して４０〜８０°の傾斜角度で傾斜していることを第１の特徴とする。

（ａ）トレッドセグメント側の壁面の傾斜
具体的には、図１に示すように、溝部６の両方の壁面６ａ、６ｂの内、トレッドセグメント２側の壁面６ａを、金型の径方向Ｒに対して４０〜８０°の傾斜角度β１で傾斜させることにより、図４に示すように、閉動作中にローカバーＴと接触するトレッドセグメント２の角２ｂの角度が従来よりも大きくなるため、ローカバーＴのゴムがトレッドセグメント２の角２ｂに引っ掛ることなく閉動作を行うことができるようになる。

この結果、ローカバーのゴムが噛み込まれることを従来よりも防止して、加硫後のタイヤにオーバースピューが発生することを防止することができる。

なお、このとき金型としては、Ｒ面取り加工を施した金型を用いることが好ましい。Ｒ面取りでは無く通常の面取り加工を施した金型でもローカバーの引っ掛かりを防止する効果を有するが、ローカバー面を滑るようにエアーを逃しつつ金型を閉動作させるためにはＲ面取り加工を施した金型を用いることが好ましい。

（ｂ）サイドプレート側の壁面の傾斜
また、本実施の形態においては、溝部６のサイドプレート１側の壁面６ｂも、金型の径方向Ｒに対して４０〜８０°の傾斜角度β２で傾斜させている（図１参照）。これにより、図５に示すように、溝部６内のエアーをサイドプレート１の側の壁面６ｂの傾斜に沿って逃がしながら閉動作が行われるため、溝部６内へのエアーの閉じ込みの発生を防止して、加硫後のタイヤにベアが発生することを防止できる。

（２）割り位置近傍におけるキャビティ面の傾斜
本実施の形態に係る金型は、図２に示すように、割り位置３近傍におけるキャビティ面１ａ、２ａが０〜４０°の傾斜角度α１で傾斜していることを第２の特徴とする。

本実施の形態における「割り位置近傍」とは、図２に示すように、割り位置３を中心として、トレッドセグメント２側に向かって１０ｍｍ、かつ、サイドプレート１側に向かって１０ｍｍの領域を指す。なお、「割り位置近傍」をこのような領域とした理由は、この領域外の場合、サイズを問わず、実生産においてローカバーのゴムの噛み込みが発生する恐れがあるためである。

また、本実施の形態における「キャビティ面１ａ、２ａの傾斜角度α１」とは、図２中の直線Ｓ１と、金型の径方向Ｒとがなす角度を指すものである。

そして、上記したように、本実施の形態においては、キャビティ面１ａ、２ａの傾斜角度α１が０〜４０°に設定されている。

（３）本実施の形態の効果
以上のように、本実施の形態によれば、噛み込み防止のための溝部を割り位置に設けても、閉動作中のローカバーの引っ掛かりや、溝部へのエアーの閉じ込みが生じることがないため、従来よりも外観が優れた空気入りタイヤを製造することができる。

このとき、溝部６の深さや幅が大き過ぎると、加硫成形中にゴムの吸い上げが発生して、加硫後のタイヤのゴム部分にエアーが残ってスクラップとなる恐れがある。このため、溝部６の深さは０．５〜２．５ｍｍ、底面６ｃの幅は０．５〜１．５ｍｍ、上端部分の領域の幅、即ち上面の幅は１．０〜３．０ｍｍの範囲内であることが好ましい。

３．その他の構成
また、図３に示すように、本実施の形態に係る金型では、上記した溝部６の他に、サイドプレート１のキャビティ面１ａに環状の第２溝部８、１０、１２が設けられている。これらの第２溝部８、１０、１２は、上記した溝部６よりも径方向内側に設けられている。

具体的には、第２溝部８、１０、１２は、所定の間隔を空けて形成されており、上記した溝部６と同様に、それぞれの壁面が径方向Ｒに対して４０〜８０°の傾斜角度β３で傾斜している。これにより、金型の閉動作において溝部６から逃がしたエアーを、第２溝部８、１０、１２に順次に逃がして排出することができるため、エアー残りによるベアの発生をより確実に防止することができる。

なお、本実施の形態においては、環状の第２溝部が３本設けられているが、第２溝部の本数はこれに限られない。ただし、第２溝部を６本以上形成した場合、タイヤデザイン上の外観が悪くなる恐れがあるため、１〜５本が好ましい。また、第２溝部を３本以上形成すると、加硫後のタイヤの内側にゴム材料の乱れが発生することを防止できるためより好ましい。

また、第２溝部８、１０、１２についても、深さや幅が大き過ぎると、加硫後のタイヤのゴム部分にエアーが残る恐れがあるため、第２溝部の底面の幅は０．０〜１．０ｍｍ、上端部分の領域の幅、即ち上面の幅は０．５〜３．０ｍｍ、深さは０．５〜１．５ｍｍの範囲とすることが好ましい。なお、第２溝部の底面の幅０ｍｍはＶ字溝であることを意味している。

以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。

１．実施例および比較例
（１)実施例１、２
上記した実施の形態に係る金型を用いてローカバーの加硫成形を行うことにより空気入りタイヤを製造した。なお、実施例１、２では、割り位置近傍における溝部の壁面の傾斜角度β１、β２を表１に示すように設定した。また、第２溝部の本数および壁面の傾斜角度β３についても表１に示すように設定した。

(２)比較例
比較例では図７に示した従来の金型を用いてローカバーＴの加硫成形を行った。なお、比較例の金型の溝部は、トレッドセグメント側およびサイドプレート側の両側の壁面の傾斜角度を９０°に設定した。

２．評価方法および評価結果
（１）オーバースピューの発生に関する評価
実施例１、２および比較例で作製した空気入りタイヤについて、加硫成形中に金型の割り位置と接触していた部分を目視で観察し、オーバースピューの発生率を測定した。また、発生していたオーバースピューの長さと厚みをノギスを使って測定した。結果を表１に示す。

（２）半加硫のタイヤ（ホットプレスカバー）の外観に関する評価
半加硫状態のタイヤ（ホットプレスカバー）を目視で観察し、金型の割り位置と接触していた部分の付近に金型による引っ掛かりの後が生じているか否かを評価すると共に、空気入りタイヤの内側のゴムに乱れが生じているか否かを評価した。結果を表１に示す。なお、ホットプレスカバーとは、セグメント閉時のカバーの状態を確認するために、ローカバーをシェイピングし金型を全閉して、直ぐに金型を開けたときのローカバーを言う。

（３）ベアの発生に関する評価
作製後の空気入りタイヤについて、加硫成形中に金型の割り位置と接触していた部分を目視で観察し、ベアの発生率を測定した。結果を表１に示す。

表１より、実施例１においては引っ掻き跡もゴムの乱れも無くベアの発生も０％であり、実施例２においてはゴムの乱れが見られるもののベアの発生率は１０％に留まっていることが分かる。一方、比較例においては、引っ掻き跡もゴムの乱れも有り、ベアの発生率が３０％にも達していることが分かる。また、比較例では１００％発生していたオーバースピューが、実施例１、実施例２では大きく低減されており、その大きさも小さいことが分かる。

なお、この後、第２溝部を設けずに、溝部の壁面の角度β１、β２を４０°、６０°、８０°と変化させてベアの発生率を求めたところ、それぞれ、２０％、２５％、１５％であり、第２溝部を設けなくても、比較例に比べてベアの発生率が小さいことが分かった。

以上より、溝部の両方の壁面を径方向に対して４０〜８０°の傾斜角度で傾斜させることにより、噛み込み防止のための溝部を割り位置に設けても、閉動作におけるローカバーの引っ掛かりや、溝部へのエアーの閉じ込みを防止して従来よりも外観が優れた空気入りタイヤを製造することができることが確認できた。

また、実施例１および実施例２の結果を比較すると、第２溝部の本数を３本以上とすることにより、噛み込みによるオーバースピューの発生を適切に防止できるだけでなく、加硫後のタイヤの内側におけるゴムの乱れも防止できることが確認できた。

そして、実施例１の金型を、実際に空気入りタイヤの製造工程に導入したところ、オーバースピューの発生数を従来よりも１０００本／月低減することができ、オーバースピューを除去するカット作業の時間を３３時間／月短縮することができた。

以上、本発明を実施の形態に基づき説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

１ サイドプレート
１ａ サイドプレートのキャビティ面
２ トレッドセグメント
２ａ トレッドセグメントのキャビティ面
２ｂ トレッドセグメントの角
３ 割り位置
６、３６ 溝部
６ａ、６ｂ 溝部の壁面
６ｃ 溝部の底面
８、１０、１２ 第２溝部
Ｒ 径方向
Ｓ１ 直線
Ｔ ローカバー
α１ 割り位置近傍におけるキャビティ面の傾斜角度
β１、β２ 溝部の壁面の傾斜角度
β３ 第２溝部の壁面の傾斜角度

Claims (9)

1. 複数に分割されたトレッドセグメントと、上下１対のサイドプレートとを備え、前記トレッドセグメントと前記サイドプレートを合致させたときの割り位置に沿って環状の溝部が設けられているタイヤ加硫用金型であって、
   前記割り位置を中心として、前記トレッドセグメント側に向かって１０ｍｍ、かつ、前記サイドプレート側に向かって１０ｍｍの領域において、前記トレッドセグメントおよび前記サイドプレートのキャビティ面が径方向に対して所定の傾斜角度で傾斜していると共に、
   前記環状の溝部の前記トレッドセグメント側の壁面と前記サイドプレート側の壁面の両方が、径方向に対して４０〜８０°の傾斜角度で傾斜しており、
   前記溝部よりも径方向内側における前記サイドプレートのキャビティ面に、環状の第２溝部が少なくとも１本設けられており、
   前記第２溝部の径方向外側の壁面と径方向内側の壁面の両方が、径方向に対して４０〜８０°の傾斜角度で傾斜していることを特徴とするタイヤ加硫用金型。
2. 前記トレッドセグメントおよび前記サイドプレートのキャビティ面の径方向に対する所定の傾斜角度が、０〜４０°であ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. 前記溝部の底面の幅が０．５〜１．５ｍｍであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ加硫用金型。
4. 前記溝部の上面の幅が１．０〜３．０ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のタイヤ加硫用金型。
5. 前記キャビティ面からの前記溝部の深さが０．５〜２．５ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のタイヤ加硫用金型。
6. 前記第２溝部が１〜５本形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のタイヤ加硫用金型。
7. 前記第２溝部の底面の幅が０．０〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のタイヤ加硫用金型。
8. 前記第２溝部の上面の幅が０．５〜３．０ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のタイヤ加硫用金型。
9. 前記キャビティ面からの前記第２溝部の深さが０．５〜１．５ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のタイヤ加硫用金型。

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