JP2007290202A - タイヤ成型用金型及びそれにより成型された空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤトレッドを成型する金型がタイヤ周方向に分割された複数のセグメント１１、１２で構成されたタイヤ成型用金型において、成型時におけるゴムのはみ出しを抑制するとともに、均一性に優れたタイヤを成型でき、前記セグメントを構成するピースの脱落の防止を図った金型を提供する。
【解決手段】セグメント１１，１２はタイヤ周方向に分割された複数のピース２１〜２５，３１〜３５を備え、各ピース２１〜２５，３１〜３５はタイヤ周方向に摺動可能であって、ピース２１〜２５，３１〜３５のうち、セグメント１１，１２のタイヤ周方向の両端に配置された端部ピース２１，２５，３１，３１の各セグメント端側のタイヤ周方向端面を除く、前記各ピース２１〜２５、３１〜３５のタイヤ周方向端面間の間隙に、反発手段７０ａ、７０ｂが配置されたタイヤ成型用金型とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、トレッドを成型する部分が複数のセグメントに分割されたタイヤ成型用金型に関し、より詳しくは隣接するセグメント間へのゴムのはみ出しを抑制し、均一性に優れたタイヤを成型する技術に関する。

空気入りタイヤの成型において、タイヤのトレッドを成型する部分がタイヤ周方向に分割されたセクター分割金型が使用されてきた。分割された部分はセグメントと呼ばれ、通常セグメントは７〜１３個に分割されている。成型時において、各セグメントはタイヤ回転軸から放射方向内側に移動し、金型が閉じられてタイヤが成型される。例えば、特許文献１に記載されたタイヤ成型用金型が知られている。また、本願発明者により発明された、特許文献２に記載されたタイヤ成型用金型が知られている。
特開２００２−３６１６３２号公報 特開２００６−２１３５７号公報

特許文献１の金型では、タイヤ成型時において、各セグメントはタイヤ放射方向に移動する。図１に示すように、セグメント１ａがトレッド表面に横溝を成型する突条２ａ、２ｂを備えている場合、セグメント１ａの中央部にある突条２ａは生タイヤＴの表面からタイヤ放射方向Ｒａに進入し、横溝が成型される。

しかし、セグメント１ａの端部にある突条２ｂが生タイヤＴの表面から進入する方向は突条２ａが進入する方向Ｒａと同じであるので、突条２ｂの延びる方向Ｒｂと異なり角度ずれが生じる。その結果、突条２ｂにより生タイヤＴのゴムがセグメント１ａの中央部から端部に向かって押しやられる。同様に、隣接するセグメント１ｂにおいても、セグメント端部の突条２ｄは、その延びる方向Ｒｄと異なる方向であるＲｃ方向に進入する。その結果、突条２ｄにより生タイヤＴのゴムがセグメント１ｂの中央部から端部に向かって押しやられる。

したがって、生タイヤＴの突条２ｂ及び２ｄに挟まれた部分の厚みは増大する。ゴムの移動により局所的に厚みが増大した部分が、金型が閉じる過程で隣接するセグメント同士により挟まれてゴムのはみ出しが発生し、外観上の品質が劣化してしまう。また、ゴムの移動によりトレッド部の厚さが不均一となり、タイヤの性能劣化の原因となることもあった。

上記問題を解決すべく、特許文献２の金型では、セグメントを複数のピースに分割し、各ピースを摺動可能な構成とした。しかしながら、ピースの摺動のためには間隙が必要であり、また各ピースの摺動抵抗もばらつきがある。更に、金型の取付け精度・加硫機の据付精度によっては、各々セグメントが真円を保持したまま金型が縮径することは困難でと考えられた。

理論的には、セグメントの両端にあるピースであってもセグメントの中央部にあるピースであっても、タイヤに現れるゴムのはみ出しは均一となる。しかし、発明者が特許文献２の金型で加硫されたタイヤを観察したところ、セグメントの両端にあるピースにおけるゴムのはみ出しが、他の位置のピースに比べて大きくなる傾向が観察された。したがって、ゴムのはみ出しを抑えトレッド部の厚さを均一とする観点からは、不十分であった。また、各セグメントの両端にあるピースが脱落する可能性もあった。

本発明の目的は、トレッドを成型するセグメントをピースに分割し、成型時におけるゴムのはみ出しを抑制するとともに、均一性に優れたタイヤを成型でき、更に分割されたピースの脱落の防止を図った金型を提供することにある。

上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、本願発明は、
タイヤトレッドを成型する金型がタイヤ周方向に分割された複数のセグメントで構成されたタイヤ成型用金型において、
前記セグメントはタイヤ周方向に分割された複数のピースを備え、
前記各ピースはタイヤ周方向に摺動可能であって、
前記ピースのうち、前記セグメントのタイヤ周方向の両端に配置された端部ピースの各セグメント端側のタイヤ周方向端面を除く、前記各ピースのタイヤ周方向端面間の間隙に、反発手段が配置されたことを特徴とするタイヤ成型用金型とするものである。

ピース間の間隙に配置された反発手段により、ピース間の間隙が徐々に狭められるので、金型内の空気を排出すると共に、ゴムのはみ出しを抑えることができる。更に、前記ピースのうち、前記端部ピースの各セグメント端側のタイヤ周方向端面を除く、前記各ピースのタイヤ周方向端面間の間隙に、反発手段が配置されているので、金型が縮径する過程において、隣接するセグメントの端部ピース同士が先ず当接し、次に、反発手段が縮小して他のピース同士が当接する。

したがって、各ピースがタイヤ回転軸に相当する点に向かう放射方向により近づいた方向に沿って、各ピースが移動し、生タイヤに進入することになる。特に、従来の金型では、放射方向から大きくずれた方向に移動していた前記端部ピースも放射方向により近づいた方向に移動し、生タイヤに進入する。その結果、ピース間に発生するゴムのはみ出しを抑制することができる。

本願発明は、前記セグメントのタイヤ周方向の両端に配置された端部ピースの各セグメント端側のタイヤ周方向端面を除く、前記各ピースのタイヤ周方向端面に凹部が設けられ、隣接するピースの前記凹部に跨って、前記反発手段が配置されたタイヤ成型用金型の発明でもある。

例えば、反発手段としてコイルばねを選択した場合、ピースのタイヤ周方向端面の一方のみに凹部を設けても、該凹部にコイルばねを挿入することはできる。この場合、凹部に挿入されていないコイルばねの端部は、対向するピースの端面に接触する。しかし、このような様態では、金型の縮径の度にピース端面での接触位置が異なってしまうことになる。更に、コイルばねに座屈が生じた場合、コイルばねの反発方向がピースの摺動方向とずれ、ピースの摺動不良が発生する。

この点、本願発明のようにピースの両方のタイヤ周方向端面に凹部を設け、隣接する前記ピースの凹部に跨って、例えばコイルばねを配置することにより、コイルばねの座屈を抑制し、ピースの摺動不良を抑制することができる。また、反発手段を複数配置することにより、ピース端面全域に渡り反発力の発生方向及び反発力を均一化することが可能となり、セグメント内でのピースが傾くことによる摺動不良を抑制することが可能となる。

本願発明は、前記セグメントのタイヤ周方向の端面の両方に、前記セグメントと前記端部ピースとの摺動面から前記端部ピース側に突出するストッパーを備え、
前記端部ピースの各セグメント端側のタイヤ周方向端面に、前記ストッパーが進入可能な凹部を備えたタイヤ成型用金型の発明でもある。

セグメントのタイヤ周方向の端面の両方に、セグメントと端部ピースとの摺動面から端部ピース側に突出するストッパーを設け、該ストッパーが進入可能な凹部を、前記端部ピースの各セグメント端側のタイヤ周方向端面に設けている。その結果、端部ピースがタイヤ周方向に移動しても、ストッパーが端部ピースの凹部の底に当接するので、セグメントからピースが脱落することを防止できる。

以下、図面を用いて、本発明に係るタイヤ成型用金型の実施形態を説明する。図２は本発明に係る金型が閉じた状態を示す。タイヤトレッドを成型する金型は８個のセグメント１１〜１８に分割され、金型の縮径に伴いタイヤ放射方向Ｒ１〜Ｒ８に移動可能となっている。例えば、セグメント１１はタイヤ放射方向Ｒ１に移動可能である。

各セグメントはタイヤ周方向に更に分割された複数のピースを備えている。例えば、セグメント１１はピース２１〜２５を備え、セグメント１２はピース３１〜３５を備えている。また、ピース２１などはトレッド表面に溝を形成する突条（図示しない）を備えている。ピース２１〜２５，３１〜３５のうち、セグメントのタイヤ周方向の両端に配置された端部ピースは、図中の２１，２５，３１，３５である。

図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。セグメント１１のピース２１を例に取ると、図３において、ピース２１には溝４０が刻まれ、セグメント１１は、突条４１を備え、溝４０に突条４１が係合するので、ピース２１はタイヤ周方向に摺動可能である。他のピース２２〜２５についても同様である。また、ピース２１などはトレッド表面の周方向溝を成型する突条５０や横溝を成型する突条５１を備えている。

図４は、金型が閉じたときの図３のＢ−Ｂ線断面図である。セグメント１１のタイヤ周方向端面６０には、セグメント１１と端部ピース２１との摺動面６１から端部ピース２１側に突出したストッパー６２を備えている。また、端部ピース２１には、セグメント１１端側のタイヤ周方向端面６３に、ストッパー６２が進入可能な凹部６４を備えている。

したがって、金型が開いたときのＢ−Ｂ線断面図である図５に示すように、ピース間の間隙が広くなるように、端部ピース２１が摺動しても、ストッパー６２が端部ピース２１の凹部６４の底部に当接するので、セグメント１１から端部ピース２１が脱落することを防止できる。なお、ストッパー６２やナット６６の取り付けには、金型閉時におけるセグメント１１，１２間の隙間を利用することもできるし、セグメント１１の端面６０に、ストッパー６２やナット６６が収納可能な凹部（図示しない）を設けることもできる。

成型時の金型の動作について説明する。図６は、金型が開いた状態を示す図であり、セグメント１１及び１２のみを示している。タイヤ成型時には、セグメント１１，１２がそれぞれタイヤの放射方向であるＲ１，Ｒ２方向に移動し、金型が縮径する。セグメント１１，１２の中央部のピース２３，３３及び端部ピース２１，２５，３１，３５には横溝を成型する突条５１が備えられている。セグメント１１，１２において隣接している端部ピース２５と端部ピース３１との間隙を除く、ピース２１〜２５及び３１〜３５の間隙には、コイルばね７０ａ、７０ｂが配置されている。金型が開いた状態では、コイルばね７０ａ，７０ｂの反発力により各ピース間に間隔が開くように取り付けられている。その一方、ピース間隔が開くと、端部ピース２１，２５，３１，３５は、ストッパー（図６には図示せず）と当接するので、それ以上広がることなく所定の位置で固定される。このため一つのセグメント１１内の各ピース２１〜２５は、コイルばね７０ａ，７０ｂ（反発手段）とストッパーによって、ほぼ等間隔の所定の位置で固定される（ピース３１〜３５も同じ）。この金型が開いた状態におけるセグメント内のピース間の間隙は、０．３ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。

金型が縮径すると、図７に示すように、セグメント１１，１２がＲ１，Ｒ２方向に移動する。縮径の過程において、端部ピース２５と３１の間隙を除いて、隣接する各ピースの間隙にコイルばね７０ａ，７０ｂが配置されているので、金型が縮径する過程において、端部ピース２５と端部ピース３１の各セグメント１１，１２端側のタイヤ周方向端面同士が先ず当接する。
次に、コイルばね７０ａ，７０ｂが縮小し、他のピースのタイヤ周方向端面同士が当接する。同時に、セグメント１１、１２が移動し、それぞれのピースに備えられた突条５１ａもＲ１，Ｒ２方向にタイヤＴに進入する。その結果、トレッド表面に横溝が成型される。また、ピース間の間隙に配置されたコイルばね７０ａ，７０ｂにより、ピース間の間隙が徐々に狭められるので、金型内の空気を排出すると共に、ゴムのはみ出しを抑えることができる。

特に、各ピース２１〜２５，３１〜３５がタイヤ回転軸に相当する点に向かう放射方向により近づいた方向に沿って、各ピースが移動し、生タイヤに進入することになる。特に、従来の金型では、放射方向から大きくずれた方向Ｒ１，Ｒ２に移動していたセグメントの両端に配置されたピース２５，３１も放射方向により近づいた方向Ｒ１’，Ｒ２’に移動し、生タイヤに進入する。その結果、ピース間に発生するゴムのはみ出しを抑制することができる。

図８は、ピース２２とピース２３の間隙を示す断面図である。対向するピース２２，２３のタイヤ周方向端面にはそれぞれ凹部７２，７３が設けられ、凹部７２，７３には、コイルばね７０ａの両端が両凹部に跨って挿入されている。したがって、金型の縮径の度にピース端面でのコイルばね７０ａの接触位置が異なることがなく、コイルばね７０ａに座屈が生じることもない。その結果、コイルばね７０ａの座屈を抑制し、ピースの摺動不良を抑制することができる。また、コイルばね７０ａが複数配置されているので、ピース端面全域に渡り反発力の発生方向及び反発力を均一化することが可能となり、セグメント内でのピースが傾くことによる摺動不良を抑制することが可能となる。更に、凹部７２，７３によりコイルばね７０ａの脱落を防止することができ、上述のストッパー機構と併用することにより、脱落防止効果を高めることができる。

従来例のタイヤ成型用金型を示す図である。 本発明に係るタイヤ成型用金型が閉じている状態を示す図である。 本発明に係るタイヤ成型用金型の断面を示す図である。 金型が閉じた状態でのストッパー近傍を示す断面図である。 金型が開いた状態でのストッパー近傍を示す断面図である。 金型が開いた状態でのセグメントの一部を示す図である。 金型の縮径過程でのセグメントの一部を示す図である。 ピース間の間隙を示す断面図である。

符号の説明

１１〜１８ セグメント
２１〜２５，３１〜３５ ピース
５１ 突条
６２ ストッパー
６４ 凹部
７０ａ，７０ｂ コイルばね

Claims (6)

1. タイヤトレッドを成型する金型がタイヤ周方向に分割された複数のセグメントで構成されたタイヤ成型用金型において、
   前記セグメントはタイヤ周方向に分割された複数のピースを備え、
   前記各ピースはタイヤ周方向に摺動可能であって、
   前記ピースのうち、前記セグメントのタイヤ周方向の両端に配置された端部ピースの各セグメント端側のタイヤ周方向端面を除く、前記各ピースのタイヤ周方向端面間の間隙に、反発手段が配置されたことを特徴とするタイヤ成型用金型。
2. 前記セグメントのタイヤ周方向の両端に配置された端部ピースの各セグメント端側のタイヤ周方向端面を除く、前記各ピースのタイヤ周方向端面に凹部が設けられ、隣接するピースの前記凹部に跨って、前記反発手段が配置された請求項１に記載のタイヤ成型用金型。
3. 前記セグメントのタイヤ周方向の端面の両方に、前記セグメントと前記端部ピースとの摺動面から前記端部ピース側に突出するストッパーを備え、
   前記端部ピースの各セグメント端側のタイヤ周方向端面に、前記ストッパーが進入可能な凹部を備えた請求項１又は２に記載のタイヤ成型用金型。
4. タイヤトレッドを成型する金型がタイヤ周方向に分割された複数のセグメントで構成されたタイヤ成型用金型において、
   前記セグメントはタイヤ周方向に分割された複数のピースを備え、
   前記各ピースはタイヤ周方向に摺動可能であって、
   前記セグメントのタイヤ周方向の端面の両方に、前記セグメントと前記端部ピースとの摺動面から、前記セグメントのタイヤ周方向の両端に配置された端部ピース側に突出したストッパーを備え、
   前記端部ピースの各セグメント端側のタイヤ周方向端面に、前記ストッパーが進入可能な凹部を備えたことを特徴とするタイヤ成型用金型。
5. 金型の縮径動作に際し、隣接する前記セグメントのタイヤ周方向の両端に配置された端部ピースの各セグメント端側のタイヤ周方向端面同士が先ず当接し、
   その後、前記端部ピースの各セグメント端側のタイヤ周方向端面以外の、隣接する前記各ピースのタイヤ周方向端面同士が当接することを特徴とするタイヤ成型用金型。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載のタイヤ成型用金型により成型された空気入りタイヤ。

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