JPWO2010044345A1

JPWO2010044345A1 - 加硫金型および加硫方法

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Publication number: JPWO2010044345A1
Application number: JP2010533871A
Authority: JP
Inventors: 直幸後藤
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2012-03-15
Anticipated expiration: 2029-09-30
Also published as: WO2010044345A1; CN102216044A; JP5475675B2; EP2345522A4; US20110193265A1; EP2345522A1

Abstract

各セグメント１６の長手方向一側端面１７ａに、一端が表面２０に、他端が裏面３５および側面３６に開口し気体のみが通過可能な排出溝３４を形成したので、加硫を行う際、前記排出溝３４が排出通路３７となってタイヤトレッドとセグメント１６との間に残留した気体が側面３６側に効果的に排出される。このとき、排出溝３４は気体のみが通過可能であるため、未加硫ゴムは排出溝３４に侵入することはなく、スピュー、バリの発生が防止される。

Description

この発明は、型付け面を有する複数のセグメントから構成されたトレッドモールドによりタイヤトレッドを加硫するようにした加硫金型および加硫方法に関する。

従来の加硫金型および加硫方法としては、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが知られている。

特開平１１−１６５３１９号公報

このものは、タイヤトレッドの踏面を型付けする型付け面を表面に有する弧状のセグメントを、その円周方向（長手方向）端面同士を面接触させながら複数個周方向に並べて配置することでトレッドモールドを構成するとともに、各セグメントの表面にセグメントの裏面まで延びる複数の貫通したベントホールを形成し、加硫時に前記ベントホールを通じてタイヤトレッドとトレッドモールドとの間の気体を裏面側に排出するようにしたものである。

しかしながら、このような従来の加硫金型および加硫方法にあっては、加硫時にタイヤトレッドを構成する未加硫ゴムがベントホール内に侵入するため、加硫の終了したタイヤトレッドの踏面には多数のスピュー（針状突起）が形成され、この結果、外観を損ねてしまうという課題があった。このような課題を解決するため、トリミング装置により前記スピューを切除することも行われているが、この場合には、特別な装置およびトリミングのために余計な時間、労力が必要となるという課題があった。

この発明は、スピューの発生を防止しながら、タイヤトレッドとトレッドモールドとの間から気体を効果的に排出することができる加硫金型および加硫方法を提供することを目的とする。

このような目的は、第１に、加硫時にタイヤトレッドの踏面を型付けする型付け面を表面に有するセグメントをその長手方向端面同士を面接触させながら複数個並べて配置することで構成したトレッドモールドを有する加硫金型において、各セグメントの少なくともいずれか一方の長手方向端面に、前記表面に開口し他端が側面に開口する、気体のみが通過可能な排出溝を形成した加硫金型により、達成することができる。

第２に、タイヤトレッドの踏面を型付けする型付け面を表面に有するセグメントをその長手方向端面同士を面接触させながら複数個並べて配置することで構成したトレッドモールドを有する加硫金型を用いてタイヤトレッドを加硫する際、各セグメントの少なくともいずれか一方の長手方向端面に形成され、一端が前記表面に開口し他端が側面に開口する、気体のみが通過可能な排出溝を通じてタイヤトレッドとトレッドモールドとの間の気体を排出するようにした加硫方法により、達成することができる。

この発明においては、各セグメントの少なくともいずれか一方の長手方向端面に、一端が前記表面に開口し他端が側面に開口する、気体のみが通過可能な排出溝を形成したので、セグメントの長手方向端面同士を面接触させてトレッドモールドを構成した状態でタイヤトレッドの加硫を行うと、タイヤトレッドとトレッドモールドとの間に残留した気体が排出溝を通じて側面側へ効果的に排出される。このとき、排出溝は気体のみが通過可能であるため、タイヤトレッドを構成する未加硫ゴムは排出溝に侵入することはなく、スピュー、バリの発生が防止される。また、排出溝の他端側の開口を、加硫金型の側面側としたのは、プレキュアトレッドを加硫する場合、通常、金型の裏面側の空間には、加硫に伴う内部気泡の発生を抑えるための高圧が付加されているため、前記残留気体を排出するためには、これを、大気圧である側面側に導く必要があるからである。但し、金型の裏面側の空間に高圧が付加されていない場合には、排出溝の他端は、加硫金型の側面側に加えて、裏面側に開口させることにより、一層排出効率を高めることができる。

ここで、各セグメントの表面に主骨が設けられていると、タイヤトレッドとトレッドモールドとの間に残留した気体は、前記主骨を越えて移動することが困難であるが、請求項２に記載のように、いずれの主骨の両側においても排出溝の一端を開口させるようにすれば、前述の残留した気体を確実に排出することができる。また、請求項４に記載のように構成すれば、気体の通過面積（排出溝の断面積）が下流側ほど増大し、気体の通過が円滑となる。

さらに、請求項５に記載のように構成すれば、気体の残留箇所が複数存在する場合でも、全ての残留箇所から気体を確実かつ容易に排出することができる。また、各セグメントの長手方向長が 400mm超であると、気体の移動距離が長くなって、加硫終了時にタイヤトレッドとトレッドモールドとの間に許容限度内の気体が残留してしまうことがあるが、請求項６に記載のように構成すれば、前述の気体の残留を皆無とすることができる。

さらに、各セグメントに主骨、副骨が設けられているとき、副骨の高さＧが主骨の高さＨの50％を超えていると、気体が副骨を充分に乗り越えられなくて、加硫終了時にタイヤトレッドとトレッドモールドとの間に許容限度内の気体が残留してしまうことがあるが、請求項６に記載のように構成すれば、前述の気体の残留を皆無とすることができる。また、請求項７に記載のように構成すれば、セグメントの裏面側に排出された気体が切り欠き部に集合するため、気体の外部への排出が容易となる。

この発明の実施形態１を示す一部破断平面図である。図１のＩ−Ｉ矢視断面図である。１個のセグメントを示す斜視図である。図３のII−II矢視図である。図４のIII−III矢視断面図である。実施形態１の変形例を示す、図４に対応する矢視における矢視図である。図６のIV−IV矢視図である。この発明の実施形態２を示す正面断面図である。

以下、この発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。
図１、２、３において、11は直線状に延びるモールドケースであり、このモールドケース11の上面には長手方向に延びる一定深さの収納溝12が形成されている。13は前記モールドケース11の収納溝12と補完関係にあるトレッドモールドであり、このトレッドモールド13は前記収納溝12内に収納されているが、このとき、モールドケース11の上面とトレッドモールド13の上面とは同一平面上に位置している。

16は矩形板状をしたセグメントであり、該セグメント16がその長手方向端面17同士を面接触させた状態で長手方向に複数個並べて配置されることで前記トレッドモールド13が構成されている。18は各セグメント16の上面に形成された成型凹みであり、この成型凹み18は長手方向に延びるとともに、両端が長手方向端面17においてそれぞれ開口している。なお、本願において長手方向とは、トレッドモールド13の延在方向のことで、セグメント16の並列配置方向における該セグメント16の長さより、これに直交する方向の長さが長い場合でも、成型凹み18の延在方向がセグメント16において長手方向となる。

前記成型凹み18の表面20には上方に向かって突出した少なくとも１本、ここでは２本の主骨21が形成され、これらの主骨21はセグメント16の幅方向に離れて配置されるとともに、長手方向に連続して延びている。そして、これら主骨21はいずれのセグメント16においても同一形状で同一位置に配置されているため、全てのセグメント16における主骨21はトレッドモールド13において連続する。

また、前記成型凹み18の表面20、ここでは主骨21の両側に位置する表面20には前記主骨21に対し傾斜、ここでは直交して延びる少なくとも１本の副骨23が形成され、これらの副骨23は上方に向かって突出するとともに、少なくとも片側端が前記主骨21に連続している。24はモールドケース11とほぼ同一形状の帯板状を呈する上蓋であり、この上蓋24がモールドケース11、トレッドモールド13上に載置されると、成型凹み18は上端開口が閉止されて密閉された加硫空間となる。

そして、前記成型凹み18内に未加硫ゴムからなる帯状のタイヤトレッド27を搬入した後、上蓋24により成型凹み18を閉止して該タイヤトレッド27を加硫空間に収納し、その後、該タイヤトレッド27に対して加硫を施すと、前記主骨21および副骨23はタイヤトレッド27にそれぞれ押し込まれ、該タイヤトレッド27の踏面28に長手方向に連続して延びる主溝29および該主溝29に交差する横溝30をそれぞれ形成する。このようにセグメント16（トレッドモールド13）の表面20はタイヤトレッド27の踏面28を型付けする型付け面を構成する。また、前述したトレッドモールド13、上蓋24は全体として、タイヤトレッド27を加硫する加硫金型31を構成する。

図３、４、５において、各セグメント16の長手方向一側端面17ａには断面が矩形である複数の排出溝34が形成され、これら排出溝34の一端（上端）はセグメント16の表面20に開口し、その他側部は分岐して、両他端はセグメント16の両側面36にそれぞれ開口している。ここで、セグメント16は前述のように長手方向端面17同士が面接触しているため、排出溝34は隣接するセグメント16の長手方向他側端面17ｂによって一側開口が閉止され、モールドケース11の表面20と側面36とを繋ぐ気体が通過可能な排出通路37となる。

なお、前述の実施形態においては、各セグメント16の長手方向一側端面17ａのみに排出溝34を形成したが、この発明においては、各セグメントの長手方向他側端面のみに排出溝を形成したり、あるいは、長手方向一側端面に排出溝を形成したセグメントと、長手方向他側端面に排出溝を形成したセグメントを混在させたり、さらには、セグメントの長手方向両側端面に排出溝を形成してもよく、各セグメントの少なくともいずれか一方の長手方向端面に排出溝を形成していればよい。

このように各セグメント16の少なくともいずれか一方の長手方向端面、ここでは長手方向一側端面17ａに、一端が表面20に、他端が裏面35、側面36にそれぞれ開口する気体が通過可能な排出溝34を形成したので、セグメント16の長手方向端面17同士を面接触させてトレッドモールド13を構成した状態でタイヤトレッド27の加硫を行うと、タイヤトレッド27の踏面28とトレッドモールド13の型付け面（表面20）との間に残留した気体、例えばエアや加硫時に発生したガスが、排出溝34（排出通路37）を通じてセグメント16の側面36側に効果的に排出される。

ここで、前述のように片側の長手方向端面17（長手方向一側端面17ａ）に排出溝34が形成されているとき、該排出溝34の幅Ｗまたは深さＤのいずれか一方、ここでは深さＤを 0.1mm以下、好ましくは0.02〜0.08mmとしている。この結果、前記排出溝34（排出通路37）は気体のみが通過可能となって、前述の加硫時にタイヤトレッド27を構成する未加硫ゴムが排出溝34（排出通路37）に侵入することはなく、スピュー、バリの発生が防止される。

なお、排出溝34が両側の長手方向端面17（長手方向一側、他側端面17ａ、17ｂ双方）に形成されているときで、対向する排出溝34同士が重なり合っていない場合には、その幅Ｗまたは深さＤを前述と同様に 0.1mm以下とすればよいが、対向する排出溝34同士が重なり合っていると、排出通路37の深さが２つの排出溝34の深さＤの合計値となるので、このときには前記合計値が 0.1mm以下となるよう、各排出溝34の深さＤを決定すればよい。なお、排出溝34の断面形状は前述のような矩形の他に、半円形、円弧状としてもよく、この場合の深さＤの値も前述と同様とする。

また、前記成型凹み18は主骨21により幅方向に離れた複数、ここでは３つの領域に区画されているが、このような場合には、排出溝34の一端を前述した全ての領域において、即ち、いずれの主骨21の両側に位置する領域においても開口させることが好ましい。その理由は、各セグメント16の表面20に主骨21が形成されていると、トレッドモールド13とタイヤトレッド27との間に残留した気体は、該主骨21を越えて隣接する領域に移動することが困難であるため、加硫終了時までそのまま残留してタイヤトレッド27の踏面28にベア等の不良を発生させることがあるが、前述のように構成すれば、いずれの領域においても残留した気体を確実に排出することができるからである。

さらに、この実施形態では、前述した各排出溝34の表面20に近接する一側部を複数本、ここでは３本の断面積が小さい細溝部39から構成する一方、該細溝部39より他側の排出溝34を太溝部40から構成し、該太溝部40の断面積を前記複数の細溝部39の断面積を合計した合計断面積より大とするとともに、複数の細溝部39の他端を太溝部40の一端に連続させている。

このようにすれば、細溝部39の一端を互いに離れた複数の位置において開口させることができ、この結果、気体の残留箇所が複数存在する場合でも、全ての残留箇所から気体を確実かつ容易に排出することができる。例えば、この実施形態では、前記細溝部39、太溝部40の深さＤを共に0.06mmとする一方、細溝部39、太溝部40の幅Ｗをそれぞれ0.1mm、1.0mmとし、さらに、細溝部39の厚さ方向長Ｌを１〜５mmとしている。なお、細溝部39の幅Ｗは0.1〜0.4mmの範囲が、また、太溝部40の幅Ｗは0.5mm以上とすることが好ましい。さらに、前記太溝部40の深さＤは、細溝部39において未加硫ゴムの侵入を阻止しているため、0.06mmより大としても問題はない。

そして、排出溝34を前述のような細溝部39、太溝部40から構成すれば、排出溝34の断面積は一端開口から他端開口に向かって増大することになり、この結果、気体の通過面積（排出溝34の断面積）が下流側ほど増大し、気体の通過が円滑となる。なお、この発明においては、細溝部の本数は１本としてもよく、また、場所により細溝部の本数を異ならせてもよい。さらに、この発明においては、排出溝の幅または深さの少なくともいずれか一方を、一端開口から他端開口に向かうに従い連続的にあるいは階段状に増大させたり、あるいは、一端から他端まで同一断面積である溝を形成するとともに、該溝の一端部に小径の貫通孔が形成されたベントピースを配置することで、排出溝の断面積を一端開口から他端開口に向かって増大させてもよい。

なお、この発明においては、排出溝の他端をセグメントの側面に開口させることに加えて、裏面側の空間が加圧されていない場合、図６に示すように、裏面35にも開口させるようにしてもよく、この場合には、残留気体は、セグメントの裏面側と側面側との両方に排出される。

図６に示すところにおいて、前記太溝部40は、上下方向に延び上端が細溝部39の他端（下端）に連続し下端が裏面35に開口する縦溝部41と、裏面35にほぼ平行に延びて縦溝部41の中央部に交差するとともに少なくともいずれか一方ここでは両方が側面36に開口している横溝部42とから構成されている。この結果、排出溝34の他側部は分岐し、一方の他端は裏面35に、他方の他端は側面36にそれぞれ開口することになる。

また、前述のように各セグメント16の長手方向端面17に、一端が表面20に、他端が少なくとも裏面35に開口する排出溝34を形成している場合には、図６、７に示すように、セグメント16の裏面35と排出溝34が形成された側の長手方向端面17、ここでは長手方向一側端面17ａとの交差位置に形成されたエッジ45に、セグメント16の幅方向に連続して延びる面取り状の切り欠き46を形成することが好ましい。

それは、このような切り欠き46を設ければ、セグメント16の裏面35側に排出された気体が切り欠き46に集合するため、気体の外部への排出が容易となるからである。そして、前述の切り欠き46としては、高さおよび奥行きが共に１mm以上である傾斜角45度の面取りとすることが好ましい。なお、前述した切り欠きは、排出溝34が形成された長手方向一側端面17ａと面接触する長手方向他側端面17ｂにも形成すれば、２つの切り欠きが合体して気体の排出がより容易となる。

ここで、各セグメント16の長手方向長Ｍが、図１に示すように、400mmを超えていると、該セグメント16の長手方向中央部に残留していた気体が排出溝34（長手方向一側端面17ａ）に到達するまでに移動する距離が長くなって、加硫終了時にトレッドモールド13とタイヤトレッド27との間に、許容限度内ではあるが、僅かな気体が残留してしまうことがある。このため、各セグメント16の長手方向長Ｍを 400mm以下とし、前述のような気体の残留を皆無とすることが好ましい。

また、前述のように各セグメント16に主骨21の他に副骨23が設けられているとき、該副骨23の高さＧが主骨21の高さＨの50％を超えていると、気体が副骨23を充分に乗り越えられなくて、加硫終了時にトレッドモールド13とタイヤトレッド27との間に、許容限度内であるが、僅かな気体が残留してしまうことがある。このため、該副骨23の高さＧを主骨21の高さＨの50％以下とし、前述のような気体の残留を皆無とすることが好ましい。

次に、前記実施形態１の作用について説明する。
前述した加硫金型31を用いて未加硫ゴムからなるタイヤトレッド27を加硫する場合には、該タイヤトレッド27を上方が開放されたトレッドモールド13まで搬送し、踏面28を下側とした状態で成型凹み18内に搬入する。次に、上蓋24をモールドケース11、トレッドモールド13上に載置すると、成型凹み18の上端開口が閉止されて該成型凹み18は密閉された加硫空間となるが、このとき、前記タイヤトレッド27が該加硫空間に収納される。次に、加硫金型31を所定の締め付け力で締め付けながら加硫温度まで加熱してタイヤトレッド27を加硫金型31により加硫する。

このとき、各セグメント16の長手方向一側端面17ａに、一端が表面20に開口し、他端が側面36に、または、側面36に加えて裏面35に、開口する排出溝34を形成したので、セグメント16の長手方向端面17同士を面接触させてトレッドモールド13を構成した状態でタイヤトレッド27の加硫を行うと、タイヤトレッド27とトレッドモールド13との間に残留した気体は排出溝34（排出通路37）を通じて少なくとも側面36側に効果的に排出される。

しかも、このとき、排出溝34、特に細溝部39は気体のみを通過させる一方、未加硫ゴムの侵入を阻むため、加硫時にタイヤトレッド27を構成する未加硫ゴムが排出溝34（排出通路37）に侵入することはなく、スピュー、バリの発生を防止することもできる。このようにしてタイヤトレッド27の加硫が終了すると、加硫済みトレッドは加硫金型31から取り出された後、台タイヤのトレッド部に貼付けられ、更生タイヤが成形される。

図８は、この発明の実施形態２を示す図である。この実施形態においては、リング状を呈するトレッドモールド50を、半径方向に同期移動可能な円弧状のセグメント51を長手方向（周方向）に複数個並べて配置することで構成している。そして、前記セグメント51の表面52に加硫時に未加硫タイヤ53のタイヤトレッド54を型付けする型付け面を形成するとともに、各セグメント51の少なくともいずれか一方の長手方向端面49（周方向端面）に前述と同様の排出溝55を形成している。また、この実施形態では、前記トレッドモールド50および下、上モールド56、57により未加硫タイヤ53を加硫する加硫金型58を構成している。なお、他の構成、作用は実施形態1と同様である。

次に、試験例について説明する。この試験に当たっては、ベントホールが形成された複数のセグメントにより構成したトレッドモールドを有する従来金型と、長手方向一側端面に排出溝が形成された複数のセグメントにより構成したトレッドモールドを有する実施金型１〜４とを準備した。ここで、従来金型および実施金型の形状は実施形態１の図１〜５を参照して説明したものと同様である。

また、各セグメントの長手方向長Ｍはそれぞれ、実施金型１、２、３では 400mm、従来金型および実施金型４では 500mm、実施金型５では 300mmであり、副骨の高さＧを主骨の高さＨで除した値はそれぞれ、実施金型１、２、３、４では50％、従来金型では80％、実施金型５では70％であった。また、排出溝の細溝部の本数、幅Ｗおよび厚さ方向長Ｌはそれぞれ、実施金型１では３、0.1mm、5mm、実施金型２、３では１、0.1mm、5mm、実施金型４では３、0.4mm、5mm、実施金型５では３、0.4mm、1mmであった。

次に、前述のような従来金型および実施金型１〜５を用いて未加硫ゴムからなる帯状のタイヤトレッドを加硫し、加硫後に加硫済みトレッドの踏面を検査した。その結果は、従来金型および実施金型１、２、３においては残留気体による不良は皆無であったが、実施金型４ではセグメントの長手方向長Ｍが長く、実施金型５ではＧ／Ｈの値が大きいため、許容限度内ではあるが、僅かな気体の残留により微小なベアが発生していた。

この発明は、複数のセグメントから構成されたトレッドモールドによりタイヤトレッドを加硫する産業分野に適用できる。

13 トレッドモールド
16 セグメント
17 長手方向端面
20 表面
21 主骨
23 副骨
27 タイヤトレッド
28 踏面
29 主溝
30 横溝
31 加硫金型
34 排出溝
35 裏面
36 側面
39 細溝部
40 太溝部
45 エッジ
46 切り欠き

Claims

加硫時にタイヤトレッドの踏面を型付けする型付け面を表面に有するセグメントをその長手方向端面同士を面接触させながら複数個並べて配置することで構成したトレッドモールドを有する加硫金型において、各セグメントの少なくともいずれか一方の長手方向端面に、一端が前記表面に開口し他端が側面に開口する、気体のみが通過可能な排出溝を形成したことを特徴とする加硫金型。
前記排出溝の他端を裏面にも開口したことを特徴とする請求項１に記載の加硫金型。
各セグメントの表面に、タイヤトレッドに長手方向に連続して延びる主溝を形成する主骨が設けられているとき、前記排出溝の一端をいずれの主骨の両側においても開口させるようにした請求項１又は２記載の加硫金型。
前記排出溝の断面積を一端開口から他端開口に向かって増大させた請求項１〜３のいずれかに記載の加硫金型。
前記排出溝の一側部を複数の断面積が小さい細溝部から構成する一方、細溝部より他側の排出溝を前記複数の細溝部の断面積を合計した合計断面積より断面積が大きな太溝部から構成し、前記複数の細溝部の他端と太溝部の一端とを連続させた請求項４記載の加硫金型。
前記セグメントの長手方向長Ｍを 400mm以下とした請求項１〜５のいずれかに記載の加硫金型。
前記セグメントの表面に、主骨に対し傾斜して延びるととも主骨に連続し、タイヤトレッドに主溝に交差する横溝を形成する副骨がさらに設けられているとき、該副骨の高さＧを主骨の高さＨの50％以下とした請求項３記載の加硫金型。
前記排出溝の他端が少なくとも裏面に開口しているとき、セグメントの裏面と排出溝が形成されている長手方向端面との交差位置に形成されたエッジに幅方向に連続して延びる切り欠きを形成した請求項１〜７のいずれかに記載の加硫金型。
タイヤトレッドの踏面を型付けする型付け面を表面に有するセグメントをその長手方向端面同士を面接触させながら複数個並べて配置することで構成したトレッドモールドを有する加硫金型を用いてタイヤトレッドを加硫する際、各セグメントの少なくともいずれか一方の長手方向端面に形成され、一端が前記表面に開口し他端が側面に開口する、気体のみが通過可能な排出溝を通じてタイヤトレッドとトレッドモールドとの間の気体を排出するようにしたことを特徴とする加硫方法。