JP6898828B2 - タイヤ加硫金型及びタイヤ製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、タイヤの加硫成形に用いられるタイヤ加硫金型とタイヤ製造方法に関する。
タイヤ加硫金型は、タイヤのトレッド面に接するトレッド成形面を備える。トレッド成形面には、トレッドパターンを形成するための凹凸形状が設けられている。かかる凹凸形状は、トレッド成形面からタイヤ径方向内側に向けて突出した溝部形成用の凸部と、その凸部によって区画された陸部形成用の凹部とで構成される。また、トレッド成形面には、タイヤのトレッド面との間の余分な空気を外部に排出するための複数の排気孔が設けられており、これらは凹部の底面に配置される。
タイヤのトレッド面の溝部には、石噛み防止用のストーンエジェクタや、摩耗による使用限界を示すトレッドウェアインジケータなどの溝底***が設けられることがある（例えば、特許文献１，２参照）。かかる溝底***は、凸部の頂面を凹ませて形成された窪みによって形成される。加硫成形時に空気が窪み内に残留すると、ゴム流れ不良による溝底***の形成不良を引き起こし、タイヤの外観品質が悪化することがある。窪みに排気孔を設けたとしても、その排気孔にゴムが侵入することで形成されるゴム突起（スピューとも呼ばれる）が生成されるため、外観品質の悪化が避けられない。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、溝底***の形成不良を防いでタイヤの外観品質を向上することができるタイヤ加硫金型と、それを用いたタイヤの製造方法を提供することにある。
上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係るタイヤ加硫金型は、キャビティにセットされたタイヤのトレッド面に接するトレッド成形面と、前記トレッド成形面からタイヤ径方向内側に向けて突出した溝部形成用の凸部と、前記凸部の頂面を凹ませて形成された溝底***形成用の窪みと、前記トレッド成形面で開口する第１の排気孔と、前記窪みの底面で開口する第２の排気孔と、前記第２の排気孔に装着されているスプリングベントと、を備えるものである。
このタイヤ加硫金型は、トレッド成形面で開口する第１の排気孔に加えて、溝底***形成用の窪みの底面で開口する第２の排気孔を備えているため、加硫成形時には窪み内の残留空気を低減できる。しかも、第２の排気孔にスプリングベントが装着されているため、溝底***上のスピューの生成を抑えられる。これらの結果、溝底***の形成不良を防いでタイヤの外観品質を向上することができる。
前記第１の排気孔にスプリングベントが装着されており、前記第１の排気孔に装着されたスプリングベントの開閉ストロークに比べて、前記第２の排気孔に装着されたスプリングベントの開閉ストロークが小さいことが好ましい。第２の排気孔に装着されたスプリングベントは、第１の排気孔に装着されたスプリングベントに先駆けて且つ比較的強く未加硫タイヤに押し当たるため、ゴム噛みの発生が懸念されるものの、上記構成によれば、第２の排気孔に装着されたスプリングベントが閉まるタイミングを適度に早めて、ゴム噛みの発生を抑制できる。
前記第１の排気孔にスプリングベントが装着されており、前記第１の排気孔に装着されたスプリングベントの外径に比べて、前記第２の排気孔に装着されたスプリングベントの外径が小さいものでもよい。この場合、溝底***上のスプリングベントの痕跡が比較的目立ちにくくなるので、外観品質をより効果的に向上できる。
本発明に係るタイヤの製造方法は、上述したタイヤ加硫金型のキャビティに未加硫タイヤをセットし、その未加硫タイヤに加熱加圧を施して加硫を行う工程を含むものである。かかる方法によれば、上述のようにして溝底***の形成不良を防ぎ、タイヤの外観品質を向上することができる。
本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、タイヤ子午線断面に沿ったタイヤ加硫金型１０の断面を示しており、このタイヤ加硫金型１０は型閉め状態にある。タイヤＴは、タイヤ幅方向を上下に向けてセットされる。図１において、左方向はタイヤ径方向外側、右方向はタイヤ径方向内側である。図２は、図１の要部を拡大して示しており、図３，４は、それぞれ図２の要部を更に拡大して示している。図２〜４では、下方向がタイヤ径方向外側、上方向がタイヤ径方向内側である。
図１，２に示すように、タイヤ加硫金型１０は、キャビティ１５にセットされたタイヤＴのトレッド面に接するトレッド成形面１と、トレッド成形面１からタイヤ径方向内側に向けて突出した溝部形成用の凸部２と、凸部２の頂面を凹ませて形成された溝底***形成用の窪み３と、トレッド成形面１で開口する排気孔４（第１の排気孔）と、窪み３の底面で開口する排気孔５（第２の排気孔）と、排気孔５に装着されているスプリングベント５０（第２のスプリングベント）と、を備える。排気孔４，５は、金型１０の内部（即ち、キャビティ１５）と外部とを連通させている。図面では、排気孔４と排気孔５を１つずつ示しているが、実際には、トレッド成形面１に多数の排気孔４が設けられ、窪み３の各々に排気孔５が設けられている。
本実施形態のタイヤ加硫金型１０は、タイヤＴのトレッド部を成形するトレッド型部１１と、タイヤＴのサイドウォール部を成形するサイド型部１２，１３と、タイヤＴのビード部が嵌合される一対のビードリング１４とを備える。トレッド成形面１は、トレッド型部１１の内面に設けられている。トレッド成形面１の素材としては、アルミニウム材が例示される。このアルミニウム材は、純アルミ系の素材のみならずアルミニウム合金を含む概念であり、例えばＡｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｓｉ系が挙げられる。
トレッド成形面１には、トレッドパターンを形成するための凹凸形状が設けられている。その凹凸形状は、溝部形成用の凸部２（骨部とも呼ばれる）と、その凸部２によって区画された陸部形成用の凹部とで構成される。本実施形態では、タイヤ周方向に延びた凸部２のみを示しているが、実際にはタイヤ周方向と交差する方向に延びた凸部も設けられている。加硫後のタイヤのトレッド面には、凹部に充填されたゴムによってリブやブロックなどの陸部が形成され、その陸部を区画する溝部が凸部２によって形成される。トレッド成形面１は、トレッド型部１１の内面でもあり、陸部形成用の凹部の底面でもある。排気孔４は、凹部の底面に配置されている。
図２に拡大して示すように、窪み３は、凸部２の頂面（タイヤ径方向内側面）を凹ませて形成されている。加硫後のタイヤの溝部の溝底には、窪み３に充填されたゴムによって溝底***が形成される。窪み３は、台形状または矩形状の断面形状を有するが、他の形状でも構わない。また、本実施形態では、窪み３が凸部２の延在方向に沿って連続的または断続的に形成されているが、これに限られない。
本実施形態では、窪み３で形成される溝底***が石噛み防止用のストーンエジェクタである例を示すが、これに限られない。例えば、溝底***は、トレッドウェアインジケータ（ＴＷＩ）であってもよく、溝底に表示される模様（文字、数字、記号、図形など含む）であってもよく、或いは、トレッド型部１１を構成するセクター端に設けられたゴム逃がし溝により形成される***であってもよい。
排気孔５は、窪み３の底面で開口し、したがってトレッド成形面１よりもタイヤ径方向内側で開口する。かかる排気孔５が形成されていることにより、加硫成形時に窪み３内の残留空気を低減する効果が得られる。窪み３内の空気を効率的に排出するうえで、窪み３の端部や隅部に排気孔５が設定されることが好ましい。図３に拡大して示すように、排気孔５にはスプリングベント５０が装着されている。スプリングベント５０は、筒状のハウジング５１に挿入されたステム５２をスプリング５３が付勢することで開状態となり、そのステム５２をタイヤＴが押し下げることで閉状態となるように構成されている。
スプリングベント５０は、排気路５４を内部に有する筒状のハウジング５１と、ハウジング５１に挿入され、排気路５４を開閉する弁体となるステム５２と、排気路５４を開放するようにステム５２をキャビティ１５に向けて付勢する付勢部材としてのスプリング５３とを備える。ハウジング５１は、円孔である排気孔５に嵌入され、窪み３の底面に対して固定されている。ハウジング５１の上端部には、キャビティ１５に面した頂面５１ａと、ステム５２の頭部５２ｂと接触する接触面５１ｂとが形成されている。ハウジング５１の下端部には、貫通孔５１ｃと内鍔状の支持部５１ｄとが形成されている。
ステム５２は、ハウジング５１の軸方向に延びる柱状の胴部５２ａと、ハウジング５１の接触面５１ｂに接触することで排気路５４を閉鎖する頭部５２ｂとを有する。胴部５２ａはスプリング５３に挿入されており、その下端には貫通孔５１ｃより大径のストッパー５２ｃが設けられている。頭部５２ｂは、胴部５２ａの上端に一体的に連結されている。頭部５２ｂは、キャビティ１５に面する頂面と、接触面５１ｂに対向する側面とを有する。スプリング５３は、胴部５２ａを取り囲むようにして配設され、頭部５２ｂと支持部５１ｄとの間に介在してステム５２を付勢する。本実施形態では、コイル状のスプリングを用いているが、これに限られず、例えば皿バネ状または板バネ状のスプリングでもよい。
図示したスプリングベント５０は、排気路５４が開放される状態（即ち、開状態）にある。スプリングベント５０が開状態にある間は、タイヤＴがトレッド成形面１に接近する動作に伴って、キャビティ１５内の空気が排気路５４を介して金型１０の外部へ排出される。タイヤＴがステム５２を押し下げると、ステム５２の頭部５２ｂがハウジング５１の接触面５１ｂに接触し、排気路５４が閉鎖される状態（即ち、閉状態）となる。開閉ストロークＳ５０は、開状態から閉状態に至るまでにステム５２が押し下げられる距離に相当する。
このタイヤ加硫金型１０は、トレッド成形面１で開口する排気孔４に加えて、溝底***形成用の窪み３の底面で開口する排気孔５を備えているため、加硫成形時には窪み３内の残留空気を低減する効果が得られる。しかも、排気孔５にスプリングベント５０が装着されているため、溝底***上のスピューの生成を抑えられる。これらの結果、溝底***の形成不良を防いでタイヤの外観品質を向上することができる。
本実施形態では、ハウジング５１の頂面５１ａと、ステム５２の頭部５２ｂの頂面とが、いずれも平面により形成されていて、閉状態においてトレッド成形面１と面一に配置される。即ち、閉状態では、ハウジング５１の頂面５１ａと頭部５２ｂの頂面とが、トレッド成形面１と同一平面上に配置される。このため、溝底***の頂面に段差や筋が形成されず、溝底***においてスプリングベント５０の痕跡が目立たないので、外観品質を効果的に向上できる。
図４に拡大して示すように、本実施形態では、排気孔４にスプリングベント４０（第１のスプリングベント）が装着されている。スプリングベント４０は、排気路４４を内部に有する筒状のハウジング４１と、ハウジング４１に挿入され、排気路４４を開閉する弁体となるステム４２と、排気路４４を開放するようにステム４２をキャビティ１５に向けて付勢する付勢部材としてのスプリング４３とを備える。ステム４２は、ハウジング４１の軸方向に延びる柱状の胴部４２ａと、ハウジング４１の接触面４１ｂに接することにより排気路４４を閉鎖する頭部４２ｂとを有する。スプリングベント４０とスプリングベント５０とで基本的な構造は同じであるため、その他の詳しい説明は省略する。
加硫成形時において、ステムが押し下げられるよりも先に、側方から流れてきた未加硫ゴムがハウジングとステムとの隙間から内部に流入すると、そのハウジング内の流入ゴムがスプリングに絡み付く、いわゆるゴム噛みと呼ばれる現象を起こすことがある。ゴム噛みが発生すると、加硫後のタイヤを脱型する際に流入ゴムが除去されず、ハウジング内に残留した流入ゴムがスプリングの動きを妨げて作動不良の原因になる。スプリングベント４０に比べて、スプリングベント５０ではゴム噛みが起こりやすい。スプリングベント５０は、スプリングベント４０に先駆けて且つ比較的強く未加硫タイヤに押し当たるためである。
そこで、本実施形態では、スプリングベント４０の開閉ストロークＳ４０に比べて、スプリングベント５０の開閉ストロークＳ５０を小さくしている。これにより、スプリングベント５０が閉まるタイミングを適度に早めて、ゴム噛みの発生を抑制することができる。この場合において、両者のストローク差（Ｓ４０−Ｓ５０）は、例えば０．０５ｍｍ以上に設定される。
本実施形態では、スプリングベント４０の外径Ｄ４０に比べて、スプリングベント５０の外径Ｄ５０が小さい。これにより、溝底***上のスプリングベントの痕跡が比較的目立ちにくくなるので、外観品質をより効果的に向上できる。外径Ｄ４０，Ｄ５０は、それぞれ排気孔４，５の開口において測定される。この場合において、両者の外径差（Ｄ４０−Ｄ５０）は、例えば０．３ｍｍ以上に設定される。
この金型１０を用いたタイヤの製造方法は、金型１０のキャビティ１５に未加硫タイヤをセットし、その未加硫タイヤに加熱加圧を施して加硫を行う工程を含む。タイヤは、図示しないブラダーと呼ばれるゴムバッグの膨張によって拡張変形し、そのトレッド面がトレッド成形面１に押し当たる。その過程で、タイヤのトレッド面とトレッド成形面１との間の空気が排気孔４，５を通じて外部に排出される。このとき、排気孔４，５内の空間を吸引機により吸引し、排気性能を高めてもよい。
上述したタイヤ加硫金型は、溝底***形成用の窪みの底面で開口する排気孔を設けるとともに、その排気孔にスプリングベントを装着したこと以外は、通常のタイヤ加硫金型と同等であり、従来公知の形状や材質、機構などが何れも本発明に採用することができる。
本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。前述の実施形態におけるタイヤ加硫金型は、トレッド型部と一対のサイド型部とを備えた金型構造を有していたが、本発明は、これに限定されず、例えばトレッド型部の中央部で上下に二分割された金型構造にも適用できる。
１ トレッド成形面
２ 凸部
３ 窪み
４ 排気孔（第１の排気孔）
５ 排気孔（第２の排気孔）
１０ タイヤ加硫金型
１１ トレッド型部
１５ キャビティ
４０ スプリングベント
４１ ハウジング
４２ ステム
４３ スプリング
４４ 排気路
５０ スプリングベント
５１ ハウジング
５２ ステム
５３ スプリング
５４ 排気路
２ 凸部
３ 窪み
４ 排気孔（第１の排気孔）
５ 排気孔（第２の排気孔）
１０ タイヤ加硫金型
１１ トレッド型部
１５ キャビティ
４０ スプリングベント
４１ ハウジング
４２ ステム
４３ スプリング
４４ 排気路
５０ スプリングベント
５１ ハウジング
５２ ステム
５３ スプリング
５４ 排気路
Claims (4)
- キャビティにセットされたタイヤのトレッド面に接するトレッド成形面と、
前記トレッド成形面からタイヤ径方向内側に向けて突出した溝部形成用の凸部と、
前記凸部の頂面を凹ませて形成された溝底***形成用の窪みと、
前記トレッド成形面で開口する第１の排気孔と、
前記窪みの底面で開口する第２の排気孔と、
前記第２の排気孔に装着されているスプリングベントと、を備えるタイヤ加硫金型。 - 前記第１の排気孔にスプリングベントが装着されており、
前記第１の排気孔に装着されたスプリングベントの開閉ストロークに比べて、前記第２の排気孔に装着されたスプリングベントの開閉ストロークが小さい請求項１に記載のタイヤ加硫金型。 - 前記第１の排気孔にスプリングベントが装着されており、
前記第１の排気孔に装着されたスプリングベントの外径に比べて、前記第２の排気孔に装着されたスプリングベントの外径が小さい請求項１または２に記載のタイヤ加硫金型。 - 請求項１〜３いずれか１項に記載のタイヤ加硫金型のキャビティに未加硫タイヤをセットし、その未加硫タイヤに加熱加圧を施して加硫を行う工程を含むタイヤ製造方法。
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