JP7187325B2

JP7187325B2 - タイヤモールド及びタイヤ製造方法

Info

Publication number: JP7187325B2
Application number: JP2019000613A
Authority: JP
Inventors: 謙介深瀬
Original assignee: Toyo Tire Corp
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2019-01-07
Filing date: 2019-01-07
Publication date: 2022-12-12
Anticipated expiration: 2039-01-07
Also published as: JP2020108934A

Description

本発明は、タイヤモールド及びタイヤ製造方法に関する。

空気入りタイヤの加硫成型は、未加硫タイヤをタイヤモールドにセットし、ブラダーと呼ばれるゴムバッグを膨らませて、タイヤ内面側から未加硫タイヤをタイヤモールドに向けて押圧し、高温で保持することにより行われる。

特許文献１には、タイヤモールドの構成部材のひとつであるビードリングが開示されている。ビードリングは、上下方向に離間して配置され、タイヤの一対のビード部にタイヤ幅方向の外側からそれぞれ接する上側ビードリング及び下側ビードリングからなり、上側ビードリングと下側ビードリングにより、タイヤのビード部を成型することが開示されている。

特許文献２には、ビード部は、リムに嵌合される領域であるから、ビード部の先端形状は精密に規定されることが開示されている。

従来のビードリングの形状を、図３を参照して説明する。図３には、ビードリング５０の一部、ビードリング５０に接するビード部３０、タイヤの内面側に膨らませたブラダー６の一部、及び下側サイドプレート８の一部が、タイヤ回転軸を含む子午線断面で表されている。ビード部３０は、ビードトウ３１、ビードヒール３２、ビードコア３３を含む。ビードトウ３１及びビードヒール３２の形状は、ビードリング５０の形状により規定される。

ビードリング５０は、ビード部３０に接するビードヒール成型面及びビードトウ成型面と、タイヤを内面側から押圧するブラダー６が接触するブラダー接触面と、を備える。タイヤ回転軸を含む子午線断面において、ビードヒール成型面はビードヒール輪郭線５１として、ビードトウ成型面はビードトウ輪郭線５２として、ブラダー接触面はブラダー輪郭線５３として、それぞれ現れる。ビードヒール輪郭線５１はビードトウ輪郭線５２に接続され、ビードトウ輪郭線５２は、ブラダー輪郭線５３に接続される。

ビードトウ輪郭線５２は、ビードヒール輪郭線５１に接続される曲線部５４とブラダー輪郭線５３に接続される曲線部５５とからなる二つの曲線部を有する。

ところで、ブラダー６の表面には、ブラダーグルーブと呼ばれる、未加硫タイヤとブラダー６との間に残るエアを外部に逃がすための溝が設けられている。加硫成型の際、エアがグルーブ６１を通って外部へ排出された後、タイヤ内面３４のゴムがグルーブ６１に侵入する。その結果、加硫成型後のタイヤ内面３４には、グルーブ線と呼ばれる線状の***部が形成されている。

図４（ａ）は、加硫成型後のタイヤにおけるビード部３０の断面（タイヤ回転軸を含む子午線断面）とタイヤ内面３４とを含む斜視図である。当図において、ビード部３０の断面には、ビードコア３３、ビードトウ３１及びビードヒール３２が示されている。タイヤ内面３４には多数のグルーブ線３５が形成されている。グルーブ線３５は、ビードトウ３１の先端に到達している。なお、当図は説明の都合上タイヤ断面を示しているが、製品となるタイヤは、当然ながら断面のない環状体である。

図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＡ方向、すなわち、タイヤ外面側から見た図を示している。タイヤ外面側から見たとき、ビードトウ３１の先端に到達したグルーブ線３５がはみ出して見える。タイヤ外面側からはみ出して見えるグルーブ線３５を、はみ出し部３５ａという。はみ出し部３５ａがあると、タイヤの外観を損なってしまう。

そこで、加硫成型後に、作業者が、はみ出し部３５ａをビードトウの先端とともに切除する。例えば、図４に示された切除線Ｃ１に沿って切除工具とタイヤを相対移動させて、切除線Ｃ１よりビードトウ先端側を切除する。これにより、グルーブ線３５のはみ出し部３５ａを除去して外観を向上させている。

しかしながら、切除線Ｃ１はビードトウ３１の先端に近く、タイヤ幅方向に薄いゴム領域を切除することになる。かかる薄いゴム領域は剛性が低いため、切除工具の刃先からゴムが撓んで逃げやすい。そうすると、刃先が切除線Ｃ１から逸れてはみ出し部３５ａの切除が不十分となるおそれがあり、はみ出し部３５ａの切除に煩雑な作業が強いられる。一方で、ゴムが撓まないように切除しようとして、所望よりも多く切除してしまうと、規定の寸法範囲から外れて不良が発生する。

このように、ビードトウ３１の先端を規定の寸法範囲に留めつつ切除することは、高い技術難度を有し、多くの作業時間を要する非効率な作業である。さらに、そのような切除工程に因る不良の発生も懸念される。

特開２０１８－０８９８２７号公報特開平９－０２０１１０号公報

本発明は、上述の問題に対し、グルーブ線のはみ出し部を含むビードトウ先端を切除する切除工程の作業の効率化と、切除工程に因る不良の発生の抑制を目的とする。

本発明のタイヤモールドは、以下の特徴を有する。すなわち、上下方向に離間して配置される上側ビードリング及び下側ビードリングを備え、前記上側ビードリング及び前記下側ビードリングは、それぞれ、タイヤのビード部に接するビードヒール成型面及びビードトウ成型面と、前記タイヤを内面側から押圧するブラダーが接触するブラダー接触面と、を備え、前記上側ビードリング及び前記下側ビードリングの少なくとも一方の、タイヤ回転軸を含む子午線断面において、前記ビードヒール成型面はビードヒール輪郭線として、前記ビードトウ成型面はビードトウ輪郭線として、前記ブラダー接触面はブラダー輪郭線として、それぞれ現れ、前記ビードトウ輪郭線は、ビードヒールに近い方から順に、第１曲線部、第２曲線部及び第３曲線部を備え、前記第１曲線部は前記ビードヒール輪郭線に接続され、前記第２曲線部は、前記第１曲線部よりもタイヤ径方向内側に位置し、前記第３曲線部は前記ブラダー輪郭線に接続され、前記第２曲線部よりもタイヤ径方向内側に位置する。

上記の構成を備える本発明によれば、グルーブ線のはみ出し部を含むビードトウ先端の切除箇所におけるゴムの厚みが確保されるため、切除工程の技術難度を低下させて、作業の効率化と不良発生の抑制を図ることができる。

さらに、タイヤモールドにおいて、前記第２曲線部及び前記第３曲線部を結ぶ第１直線部と、タイヤ回転軸に平行な直線と、の間になす角度が、３０度以上６０度以下をなす構成を備えてもよい。

さらに、タイヤモールドにおいて、前記第３曲線部の曲率半径は、前記第２曲線部の曲率半径よりも小さい構成を備えてもよい。

さらに、タイヤモールドにおいて、前記ビードトウ輪郭線は、前記第２曲線部と前記第３曲線部との間に、追加の曲線部を一つ以上備え、前記追加の曲線部は、前記ブラダー輪郭線に近い曲線部ほど、タイヤ径方向内側に位置する構成を備えてもよい。

本発明のタイヤ製造方法は、上記のタイヤモールドの内面側に未加硫タイヤを配置し、前記ブラダーにより前記未加硫タイヤを前記タイヤモールドに押圧して加硫成型し、加硫成型後のタイヤに形成されたグルーブ線のタイヤ径方向内側へのはみ出し部を、ビード部のビードトウ先端とともに切除する構成を備える。

本発明に係るタイヤモールドの一例を示す子午線半断面図（ａ）図１におけるＢ部の拡大図、（ｂ）図２（ａ）におけるＤ部の拡大図従来のタイヤモールドの要部を示す子午線断面図（ａ）タイヤのビード部を示す斜視図、（ｂ）図４（ａ）のＡ矢視図

図１を参照して、加硫成型時に使用されるタイヤモールドの一例を説明する。図１には、タイヤモールド１の子午線半断面図が、ブラダー６及びタイヤ３と共に示されている。タイヤモールド１は、タイヤ３のトレッド部を成型するトレッドリング２と、タイヤ３のサイドウォール部を成型する上側サイドプレート７及び下側サイドプレート８と、タイヤ３のビード部を成型する上側ビードリング９及び下側ビードリング１０とを有する。上側ビードリング９及び下側ビードリング１０は、それぞれ上側サイドプレート７及び下側サイドプレート８のタイヤ幅方向内側に位置し、互いに上下方向に離間して配置される。図１には、タイヤモールド１の内面側に未加硫のタイヤ３を配置し、タイヤ３の内面側に配置したブラダー６を膨らませて、タイヤ３を内面側から押圧して、加硫成型する様子が示されている。なお、トレッドリング２は、タイヤ径方向に沿って複数のセクターに分割されている。

図２（ａ）は、図１におけるＢ部の拡大図である。下側ビードリング１０の形状を、図２（ａ）を参照して説明する。図２（ａ）には、下側ビードリング１０の一部、ビード部２０、タイヤの内面側に膨らませたブラダー６の一部、及び下側サイドプレート８の一部が、タイヤ回転軸を含む子午線断面で表されている。ビード部２０は、ビードトウ２１、ビードヒール２２、及び、ビードコア２３、を含む。ビードトウ２１及びビードヒール２２の形状は、下側ビードリング１０の形状により規定される。

下側ビードリング１０は、ビード部２０に接するビードヒール成型面及びビードトウ成型面と、タイヤ３を内面側から押圧するブラダー６が接触するブラダー接触面と、を備える。タイヤ回転軸を含む子午線断面において、ビードヒール成型面はビードヒール輪郭線１１として、ビードトウ成型面はビードトウ輪郭線１２として、ブラダー接触面はブラダー輪郭線１３として、それぞれ現れる。ビードヒール輪郭線１１はビードトウ輪郭線１２に接続され、ビードトウ輪郭線１２は、ブラダー輪郭線１３に接続される。

図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＤ部の拡大図である。図２（ｂ）は、説明の都合上、断面を表す斜線を省略している。本実施形態において、ビードヒール輪郭線１１は、キャビティ側（輪郭線よりもタイヤ幅方向内側）に中心を持つ円弧を含む線分で形成されている。ブラダー輪郭線１３は、タイヤ径方向に沿って延びている。

ビードトウ輪郭線１２は、３つの曲線部を有する。曲線部とは輪郭線上の連続した円弧を表す。本実施形態において、３つの曲線部は、いずれも、輪郭線よりもタイヤ径方向内側に固有の曲率中心と曲率半径を有する円弧である。ビードヒールに近い方から順に、第１曲線部１４、第２曲線部１５及び第３曲線部１６を備える。

第１曲線部１４は、一端側においてビードヒール輪郭線１１に接続され、他端側において第２曲線部１５に接続される。第１曲線部１４の曲率半径ＲＡは、第２曲線部１５の曲率半径ＲＢ及び第３曲線部１６の曲率半径ＲＣよりも大きい。
第２曲線部１５は、ビードトウ輪郭線１２上において第１曲線部１４と第３曲線部１６との間に位置し、第１曲線部１４よりもタイヤ径方向内側に位置する。第２曲線部１５は、第１直線部１７を介して第３曲線部１６に接続されている。第１直線部１７は、タイヤ径方向内側に向かってタイヤ幅方向内側に傾斜している。
第３曲線部１６は、ビードトウ輪郭線１２の他端部に位置し、かつ、ブラダー輪郭線１３に接続される。第２曲線部１５は、第１曲線部１４よりもタイヤ径方向内側に位置し、第３曲線部１６は第２曲線部１５よりもタイヤ径方向内側に位置する。

これにより、ビードトウ先端に、本来必要とされるビードトウにはない、第２曲線部１５、第３曲線部１６及びブラダー６で囲まれた空間が形成される。この空間にゴムが侵入することで、ビードトウ先端に、タイヤ径方向内側に突出し、タイヤ周方向に連続して延びている裾状ゴム部が成型される。

加硫成型後のビード部２０は、ビードトウ２１の先端に到達したグルーブ線２５が、タイヤ外側からはみ出して見えるはみ出し部を有する。そこで、はみ出し部を上記裾状ゴム部とともに切断する。切除工程では、その裾状ゴムをタイヤ周方向に沿って切除する。裾状ゴムの切断箇所は、例えば、図２（ｂ）における切除線Ｃ２として示される。

切除線Ｃ２は、第２曲線部１５に接続される他端側から延長した第１曲線部１４の延長線であり、タイヤ回転軸に平行な直線との間に角θ１をなす。角θ１は、例えば、１０度以上３０度未満、より好ましくは、１５度以上２０度未満であるとよい。切除線Ｃ２は、従来の切除線Ｃ１よりも長いため、切除箇所におけるゴムの厚みを十分に確保できる。切除箇所におけるゴムが厚いと、剛性が高いため、切除工具の刃先からゴムが撓んで逃げにくくなり、所望の形状に切除しやすくなる。これにより、切除の技術難度を低下させ、作業時間の短縮化及び作業の効率化を図ることができる。さらに、切除工程に因るタイヤ不良の発生を抑制することができる。

上記及び図２で示した切除線Ｃ２は、切除箇所の一例であって、これに限定されない。切除箇所は、切除線Ｃ１より長く、かつ、ブラダー線のはみ出し部がタイヤ外面側から見えにくく、そして、切除後のビードトウの先端を規定の寸法範囲に留めることができるように、設定すればよい。

第１直線部１７とタイヤ回転軸に平行な直線との間になす角度θ２が、３０度以上６０度以下をなすように、曲線部の位置及び形状を設定するとよく、より好ましくは、４５度±５度に設定するとよい。角度θ２が小さすぎると、ブラダー６を膨らませつつ挿入する際、ブラダー６が第３曲線部に１６に引っ掛かって擦れ、ブラダー６が損傷することがあり好ましくない。角度θ２が大きすぎると、切除箇所におけるゴムの厚みを確保しにくい。

他の実施形態として、ビードトウ輪郭線１２は、第２曲線部１５と第３曲線部１６との間に、追加の曲線部を一つ以上備えてもよい。ここで、ビードトウ２１の先端は、先端に近づくにつれてタイヤ幅方向の厚みが漸減する形状であるため、追加の曲線部は、ブラダー輪郭線１３に近い曲線部ほど、タイヤ径方向内側に位置する。追加の曲線部を設けることは、切除箇所におけるゴムの厚みを確保しつつ、第３曲線部の曲がりを小さくしてブラダー６の損傷を抑えるうえで好ましい。

第３曲線部１６の曲率半径ＲＣは、第２曲線部１５の曲率半径ＲＢよりも小さいと、切除箇所におけるゴムの厚みを確保しやすい。

上記では、下側ビードリング１０を取り上げて説明したが、これと同様の輪郭形状を、上側ビードリング９にも適用可能である。上側ビードリング９は、下側ビードリング１０と同一様の形状を有していてもよく、異なる形状を有していてもよい。

上記実施形態は、複数のセクターで構成されたトレッドリングと、そのトレッドリングのタイヤ幅方向端部に接する上下一対のサイドプレートとを含むセグメンテッドタイプのタイヤモールドを示したが、例えば、トレッドリングが上下一対のバックメタルのタイヤ径方向内側に組み込まれた、いわゆるツーピースモールドでもよい。

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。

１…タイヤモールド
２…トレッドリング
６…ブラダー
７…上側サイドプレート
８…下側サイドプレート
９…上側ビードリング
１０、１００…下側ビードリング
１１、５１…ビードヒール輪郭線
１２、５２…ビードトウ輪郭線
１３、５３…ブラダー輪郭線
１４…第１曲線部
１５…第２曲線部
１６…第３曲線部
１７…第１直線部
２０…ビード部
２１…ビードトウ
２２、３２…ビードヒール
２３、３３…ビードコア
２４、３４…タイヤ内面
２５、３５…グルーブ線
３５ａ…はみ出し部
６１…グルーブ

Claims

上下方向に離間して配置される上側ビードリング及び下側ビードリングを備え、
前記上側ビードリング及び前記下側ビードリングは、それぞれ、タイヤのビード部に接するビードヒール成型面及びビードトウ成型面と、前記タイヤを内面側から押圧するブラダーが接触するブラダー接触面と、を備え、
前記上側ビードリング及び前記下側ビードリングの少なくとも一方の、タイヤ回転軸を含む子午線断面において、前記ビードヒール成型面はビードヒール輪郭線として、前記ビードトウ成型面はビードトウ輪郭線として、前記ブラダー接触面はブラダー輪郭線として、それぞれ現れ、
前記ビードトウ輪郭線は、ビードヒールに近い方から順に、第１曲線部、第２曲線部及び第３の曲線部を備え、
前記第１曲線部は前記ビードヒール輪郭線に接続され、
前記第２曲線部は、前記第１曲線部よりもタイヤ径方向内側に位置し、
前記第３曲線部は前記ブラダー輪郭線に接続され、前記第２曲線部よりもタイヤ径方向内側に位置し、
前記第２曲線部と前記第３曲線部との間に、追加の曲線部を一つ以上備え、前記追加の曲線部は、前記ブラダー輪郭線に近い曲線部ほど、タイヤ径方向内側に位置する、ことを特徴とするタイヤモールド。
前記第２曲線部及び前記第３曲線部を結ぶ第１直線部と、タイヤ回転軸に平行な直線と、の間になす角度が、３０度以上６０度以下をなす、請求項１に記載のタイヤモールド。
前記第３曲線部の曲率半径は、前記第２曲線部の曲率半径よりも小さい、請求項１又は２に記載のタイヤモールド。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のタイヤモールドに未加硫タイヤを配置し、前記ブラダーにより前記未加硫タイヤを前記タイヤモールドに押圧して加硫成型し、
加硫成型後のタイヤに形成されたグルーブ線のタイヤ径方向内側へのはみ出し部を、前記ビード部のビードトウ先端とともに切除する、タイヤ製造方法。