JP7152294B2 - タイヤ成型用金型及び空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ成型用金型及び空気入りタイヤの製造方法に関するものである。

従来、一端が成形面に開口し、他端が金型外部に連通し、成形面の法線に対して傾斜する少なくとも１つのベントホールを有するタイヤ成形用金型が公知である（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、前記従来のタイヤ成型用金型では、タイヤサイド部の外面形状によって残留ガスが発生しやすい領域があることについては全く考慮されていない。

特開２０１３－２４４７３２号公報

本発明は、残留ガスが発生しやすい領域でのガス抜きを積極的に行うことにより、タイヤサイド部でのベアの発生を抑制できるタイヤ成型用金型及び空気入りタイヤの製造方法を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、タイヤサイド部に、タイヤ部品の端部が位置することに起因する段差を有するグリーンタイヤを加硫成型するタイヤ成型用金型であって、前記タイヤサイド部を形成するサイドプレートを備え、前記サイドプレートには複数のベントホールが形成され、前記ベントホールは、前記段差に対応するセンター領域に於ける開口面積の割合が、前記センター領域に隣接する両側のサイド領域に比べて大きく、前記センター領域に形成するベントホールの内径寸法は、前記サイド領域に形成するベントホールの内径寸法よりも大きい、タイヤ成型用金型を提供する。

この構成により、グリーンタイヤを加硫成型する際、段差分が形成されてガスが溜まりやすい領域のベントホールの開口面積の割合を大きくしてガス抜きを適切に行うことができる。この結果、ベアやエア入りの問題が発生することなく加硫成型することが可能となる。

前記センター領域は、前記段差に対応する位置を基準として、タイヤ高さの±６％の範囲であるのが好ましい。

前記センター領域に形成するベントホールの数は、前記サイド領域に形成するベントホールの数よりも多いのが好ましい。

前記センター領域に形成するベントホールの開口面積は、１．７～３．２ｃｍ^２であるのが好ましい。

前記ベントホールには、ベントスプリングにより閉鎖方向に付勢されたバルブが設けられているのが好ましい。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、前記いずれかに記載された構成を有するタイヤ成型用金型を用いてグリーンタイヤを加硫成型する工程を含む、空気入りタイヤの製造方法を提供する。

本発明によれば、グリーンタイヤの段差に対応する領域でのベントホールの開口面積を大きくするようにしたので、エアが残留しやすいタイヤサイド部でのベア及びエア漏れの発生を抑制することができる。

本実施形態に係るタイヤ加硫用金型を装着した加硫成形機の一部を示す正面半断面図である。 図１のタイヤ加硫用金型の型締め動作を示す正面半断面図である。 図１のタイヤ加硫用金型に採用されるベントプラグの断面図である。 図１のタイヤ加硫用金型で加硫成型されるグリーンタイヤの子午線半断面図である。 図４の部分拡大図である。 図４の部分拡大図である。 図１のタイヤ加硫用金型の上型又は下型の正面図である。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは相違している。

図１は、加硫成形機１に本実施形態に係るタイヤ成形用金型２を装着した状態を示す。加硫成形機１の上プレート３及び上プラテン４と、下プラテン５との間に、コンテナ６を介してタイヤ成形用金型２が取り付けられている。

上プレート３は昇降シリンダ７の下端部に固定されている。昇降シリンダ７の中心には昇降ロッド８が配置されている。昇降ロッド８の下端部には上プラテン４が固定されている。昇降シリンダ７と昇降ロッド８は図示しない駆動機構によって昇降する。但し、上プレート３と上プラテン４とは独立して昇降可能となるように構成されている。上プラテン４には流路４ａが形成され、熱交換媒体（例えば、オイル）が流動することにより温調できるようになっている。

下プラテン５には、前記上プラテン４と同様に熱交換媒体が流動する流路５ａが形成されている。そして、熱交換媒体の温度を調整することにより、上プラテン４及び下プラテン５を介してタイヤ成形用金型２を所望の加硫温度とする。下プラテン５に形成された開口部内にはブラダユニット９が配置されている。

ブラダユニット９は、昇降可能な支軸１０に固定した上クランプ１１及び下クランプ１２にブラダ１３を取り付けたものである。上クランプ１１、下クランプ１２及びブラダ１３によって囲まれた空間内には、図示しない給排気装置によって空気が供給及び排出される。ブラダ１３は、空気が供給されて外周側に膨らみ、グリーンタイヤ３５を内側から支持する。

コンテナ６は、セグメント１４、ジャケットリング１５、上コンテナプレート１６、及び下コンテナプレート１７で構成されている。

セグメント１４は、後述するタイヤ成形用金型２の各セクタ２０をそれぞれネジ止めする複数個（ここでは、７個）で構成されている。各セグメント１４の内面はセクタ２０の外面に沿っている。各セグメント１４の外面は下方に向かうに従って徐々に外径側に膨らむ傾斜面（外周側円錐面１４ａ）で構成されている。各セグメント１４は上スライド１８に径方向に往復移動可能に支持されている。

ジャケットリング１５は中空円筒状で、上端面を上プレート３に固定されている。そして、昇降シリンダ７の昇降動作に従って昇降する。ジャケットリング１５の内面は、下端側に向かうに従って徐々に外径側に傾斜する内周側円錐面１５ａで構成されている。ジャケットリング１５の内周側円錐面１５ａと各セグメント１４の外周側円錐面１４ａとは、その円錐面に沿ってスライドし、（例えば、ほぞと蟻溝のような構成により）互いに離れないようになっている。これにより、ジャケットリング１５が降下すれば、その内周側円錐面１５ａで前記各セグメント１４の外周側円錐面１４ａを押圧し、外径側に広がった状態のセグメント１４を、内径側で環状に連なった状態へと移動できるようになっている。

上コンテナプレート１６は、外周側下面に上スライド１８が固定され、内周側下面に後述する上型２１が固定されている。上コンテナプレート１６自体は上プラテン４の下面に固定されている。これにより、昇降ロッド８が昇降すれば、上プラテン４及び上コンテナプレート１６と共に、上型２１及びセグメント１４（セグメント１４に固定されたセクタ２０を含む）が昇降することになる。

下コンテナプレート１７は、外周側上面に下スライド１９が固定され、内周側上面には後述する下型２２が固定されている。下スライド１９には、型締め時にセグメント１４が載置され、径方向にスライド可能に支持する。下コンテナプレート１７自体は下プラテン５の上面に固定されている。

タイヤ成形用金型２は、セクタ２０、上型２１、及び下型２２で構成されている。

セクタ２０はアルミ合金からなり、タイヤ周方向に複数に分割され（ここでは、７分割）、内径側に移動した状態で環状に連なる。各セクタ２０は、内面２０ａがタイヤのトレッド部４３を成形するためのトレッド成形面で構成されている。

各セクタ２０には、内面と外面とを連通する複数のベントホール２３が形成されている。各ベントホール２３には、内面側にベントプラグ２４がそれぞれ装着されている。ベントプラグ２４は、図３に示すように、ベントホール２３に嵌合される筒状のハウジング２５と、このハウジング２５内に挿入されて通路を開閉するステム２６と、このステム２６を内面から突出するように付勢するスプリング２７とを備える。

図１に示すように、上型２１は環状に形成されており、内周部には上ビードリング２８が固定されている。上型２１は上コンテナプレート１６に固定されており、昇降ロッド８の昇降動作に伴って昇降する。降下する際、上ビードリング２８でグリーンタイヤ３５のビード部４５を押さえることができるようになっている。これにより、上型２１の下内面と、上ビードリング２８の下面とで、タイヤのサイドウォール部４４とビード部４５とが形成される。

下型２２は、前記上型２１と同様に環状に形成されており、内周部には下ビードリング２９が固定されている。

上型２１及び下型２２は本発明のサイドプレートであり、前記セクタ２０と同様に、ステム２６及びスプリング２７を備えた複数のベントホール２３が形成されている。ベントホール２３は、形成される領域によって内径寸法が相違している。すなわち、図７に示すように、径方向の第１領域３０、第２領域３１、第３領域３２、第４領域３３及び第５領域３４のうち、センター領域である第２領域３１及び第４領域３３に形成されるベントホール２３の内径寸法は、それらに隣接する両側のサイド領域、すなわち第１領域３０、第３領域３２及び第５領域３４に形成されるベントホール２３の内径寸法に比べて大きくなるように設計されている。ここでは、第１領域３０、第３領域３２及び第５領域３４に形成するベントホール２３の開口面積は、１．４～１．５ｃｍ^２であるのに対し、第２領域３１及び第４領域３３に形成するベントホール２３の開口面積は、１．７～３．２ｃｍ^２に設計されている。そして、第２領域３１及び第４領域３３に占めるベントホール２３の開口面積の割合が、第１領域３０、第３領域３２及び第５領域３４よりも大きくなっている。ここでは、第１領域３０、第３領域３２及び第５領域３４に形成するベントホール２３の開口面積の割合が０．１３～０．３％であるのに対し、第２領域３１及び第４領域３３に形成するベントホール２３の開口面積の割合は、０．１５～０．５％に設計されている。なお、第１領域３０、第３領域３２及び第５領域３４に対して第２領域３１及び第４領域３３のベントホール２３の数は、同じか、あるいは、少なく設定するのが好ましい。

第２領域３１及び第４領域３３は、タイヤ成型用金型内に配置されたグリーンタイヤ３５のタイヤサイド部の外表面に表出する第１外面側段差３６及び第２外面側段差３７に対応する位置である。

図４に示すグリーンタイヤ３５の場合について説明する。このグリーンタイヤ３５では、タイヤ幅方向の両側に配置されるビードコア３８に対し、タイヤ径方向側にビードフィラー３９が当接して配置されている。ビードコア３８にはカーカスプライ４０が掛け渡されている。カーカスプライ４０の両端部はビードコア３８からビードフィラー３９の外面側へと巻き上げられ、トレッド部側へと延びている。カーカスプライ４０の内側には、タイヤ幅方向の両側部分に補強プライ４１がそれぞれ配置されている。カーカスプライ４０及び補強プライ４１の内側はインナーライナー４２となっている。カーカスプライ４０のタイヤ径方向外側はトレッド部４３（ベルト等は省略）である。カーカスプライ４０のサイド側はサイドウォールゴムによって覆われたサイドウォール部４４である。ビードコア３８及びビードフィラー３９のサイド側はビードゴムによって覆われたビード部４５である。

前記構成のグリーンタイヤ３５では、補強プライ４１の一端部及びビードフィラー３９の先端部がサイドウォール部４４に位置している。そして、これら部材の端部によって、サイドウォール部４４の表面には第１外面側段差３６及び第２外面側段差３７が形成されている。すなわち、補強プライ４１の一端側では、補強プライ４１が位置する部分と、位置しない部分との間でインナーライナー４２の内面に第１内面側段差が形成されている。また、ビードフィラー３９の先端側では、ビードフィラー３９が位置する部分と、位置しない部分との間でインナーライナー側に第２内面側段差が形成されている。したがって、前記グリーンタイヤ３５をタイヤ加硫用金型内に収容して型締めすると、第１内面側段差及び第２内面側段差がサイドウォール部４４の表面に、図５に示す第１外面側段差３６及び図６に示す第２外面側段差３７として現れる。第１外面側段差３６及び第２外面側段差３７には、型締め時にガスが残留する。残留したガスは、加硫成型時にベアやエア入りを発生させる原因となる。

そこで、前記第２領域３１は、第１外面側段差３６の位置を基準として、タイヤ径方向にタイヤ断面高さＨの±５％の範囲に設定している。また、前記第４領域３３は、第２外面側段差３７の位置を基準として、同じく、タイヤ径方向にタイヤ断面高さＨの±５％の範囲に設定している。なお、グリーンタイヤ３５の表面に段差が表出する要因としては、補強プライ４１の端部やビードフィラー３９の上端位置以外にも、カーカスプライ４０の巻き上げ位置がサイドウォール部４４に位置すればその影響も受ける。

前記構成からなるタイヤ加硫用金型２を装着された加硫成形機１では、次のようにして型締めが行われ、グリーンタイヤ３５の加硫成形が行われる。

すなわち、図２（ａ）に示す型開き状態で、グリーンタイヤ３５をその軸心方向が上下に向かうようにして下型２２上に載置する。このとき、下方側に位置するビード部４５を下ビードリング２９に位置決めする。図２（ｂ）に示すように、ブラダ１３内に空気を供給して膨張させ、その外面でグリーンタイヤ３５の内側面を保持する。これにより、グリーンタイヤ３５は、下ビードリング２９とブラダ１３によって支持され、下型２２とは非接触状態となる。

そして、図示しない駆動装置を駆動することにより昇降ロッド８及び昇降シリンダ７を降下させ、型締め動作を開始する。これによりまず、図２（ｃ）に示すように、上ビードリング２８がグリーンタイヤ３５の上方側に位置するビード部４５に当接する。そして、図２（ｄ）に示すように、ビード部４５を介してグリーンタイヤ３５が変形した後、上型２１がグリーンタイヤ３５に当接する。

続いて、上型２１がグリーンタイヤ３５に当接してから型締めが完了する位置までの所定位置で、一旦、上型２１の降下動作を停止させる。さらに、上型２１を型締め完了位置まで降下させることにより、図２（ｅ）に示すように、グリーンタイヤ３５は上型２１と下型２２とによって挟持された状態となる。

上型２１が型締め完了位置まで降下した後も昇降シリンダ７による降下が続行され、上プレート３と共にジャケットリング１５が下方側へと移動する。そして、ジャケットリング１５の内周側円錐面がセグメント１４の外周側円錐面を押圧する。これにより、セグメント１４に固定したセクタ２０が内径側へと移動する。

セクタ２０の内面がグリーンタイヤ３５の外面に当接した時点で、一旦、昇降シリンダ７の降下を停止させた後、上プレート３が上プラテン４に当接するまで降下させる。これにより、グリーンタイヤ３５は、図２（ｆ）に示すように、外側は上型２１、下型２２及びセクタ２０によって、内側はブラダ１３によって押圧された状態となる。上プラテン４及び下プラテン５には、（型開き状態及び型締め状態の如何に拘わらず）常時、グリーンタイヤ３５を所定の加硫温度で加硫できるように温調された熱交換媒体が流動している。これにより、グリーンタイヤ３５が加硫成形され、タイヤが完成する。

このとき、セクタ２０の内面側での残留エアは、ベントホール２３を介して排出される。また、上型２１及び下型２２での残留エアもベントホール２３を介して排出される。上型２１及び下型２２では、ベントホール２３は、第１領域３０、第３領域３２及び第５領域３４に比べて第２領域３１及び第４領域３３での開口面積の割合が大きくなるように設計されている。したがって、残留エアが集中しやすい第２領域３１及び第４領域３３から効果的に残留エアを排出できる。なお、完全に型締めが完了した時点では、ベントホール２３はステム２６によって閉鎖されるので、ベントホール２３からゴムが流出することはない。したがって、タイヤ表面にひげ状のスピューが形成されることがなく、タイヤブランド名や製造メーカを示す文字、模様等が凹凸によって形成されたタイヤサイド部の外観を損なうこともない。

このように、前記実施形態によれば、上型２１及び下型２２に形成するベントホール２３の開口面積の割合が第１領域３０、第３領域３２及び第５領域３４に比べて第２領域３１及び第４領域３３の方が大きくなるように設計されている。このため、残留エアが発生しやすい領域から積極的に残留エアを排出することができる。したがって、ベアやエア漏れ、あるいは、焼け等の問題が発生することを効果的に防止することが可能となる。

また、前記実施形態によれば、第２領域３１及び第４領域３３でのベントホール２３の開口面積の割合を第１領域３０、第３領域３２及び第５領域３４よりも大きくしたが、開口するベントホール２３は、同数以下に設定している。これによれば、製品タイヤに残るベント痕の数を第１領域３０、第３領域３２及び第５領域３４に比べて第２領域３１及び第４領域３３で増やすことがないので、外観が悪化することもない。

なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

前記実施形態では、第２領域３１及び第４領域３３でのベントホール２３の開口面積の割合を大きくするために、その内径寸法を大きくするようにしたが、これに代えてベントホール２３の数を多くすることにより対応することもできる。

前記実施形態では、ベントホール２３に、スプリング２７によって突出するように付勢されたステム２６を配置するようにしたが、ベントホール２３だけで構成することもできる。この場合、ベントホール２３の開口面積は、１．７～３．２ｃｍ^２に設計するのが好ましい。

１…加硫成形機
２…タイヤ成形用金型
３…上プレート
４…上プラテン
５…下プラテン
６…コンテナ
７…昇降シリンダ
８…昇降ロッド
９…ブラダユニット
１０…支軸
１１…上クランプ
１２…下クランプ
１３…ブラダ
１４…セグメント
１５…ジャケットリング
１６…上コンテナプレート
１７…下コンテナプレート
１８…上スライド
１９…下スライド
２０…セクタ
２１…上型
２２…下型
２３…ベントホール
２４…ベントプラグ
２５…ハウジング
２６…ステム
２７…スプリング
２８…上ビードリング
２９…下ビードリング
３０…第１領域
３１…第２領域
３２…第３領域
３３…第４領域
３４…第５領域
３５…グリーンタイヤ
３６…第１外面側段差
３７…第２外面側段差
３８…ビードコア
３９…ビードフィラー
４０…カーカスプライ
４１…補強プライ
４２…インナーライナー
４３…トレッド部
４４…サイドウォール部
４５…ビード部

Claims (6)

1. タイヤサイド部に、タイヤ部品の端部が位置することに起因する段差を有するグリーンタイヤを加硫成型するタイヤ成型用金型であって、
   前記タイヤサイド部を形成するサイドプレートを備え、
   前記サイドプレートには複数のベントホールが形成され、
   前記ベントホールは、前記段差に対応するセンター領域に於ける開口面積の割合が、前記センター領域に隣接する両側のサイド領域に比べて大きく、
   前記センター領域に形成するベントホールの内径寸法は、前記サイド領域に形成するベントホールの内径寸法よりも大きい、タイヤ成型用金型。
2. 前記センター領域は、前記段差に対応する位置を基準として、タイヤ高さの±６％の範囲である、請求項１に記載のタイヤ成型用金型。
3. 前記センター領域に形成するベントホールの数は、前記サイド領域に形成するベントホールの数よりも多い、請求項１又は２に記載のタイヤ成型用金型。
4. 前記センター領域に形成するベントホールの開口面積は、１．７～３．２ｃｍ ^２ である、請求項１から３のいずれか１項に記載のタイヤ成型用金型。
5. 前記ベントホールには、ベントスプリングにより開き方向に付勢されたバルブが設けられている、請求項１から４のいずれか１項に記載のタイヤ成型用金型。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のタイヤ成型用金型を用いてグリーンタイヤを加硫成型する工程を含む、空気入りタイヤの製造方法。

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