JP2008037053A - タイヤ加硫モールド - Google Patents

Abstract

【課題】ビード部のエアー抜きが良好であって、かつモールド洗浄サイクルを大幅に延ばすことができるベントホールレス構造の分割型ビードリングを用いたタイヤ加硫モールドを提供する。
【解決手段】タイヤのビード部３０を成形する一対のビードリング１４、１５を備えたタイヤ加硫モールド１において、前記ビードリング１４、１５が、前記ビード部３０に当接する位置において周方向の分割面により分割された分割ビードリング２３、２４からなり、該分割ビードリング２３、２４の分割面の間に複数の薄板（シム）２を配置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤの加硫に用いられるタイヤ加硫モールドに関し、より詳細には、ビード部のエアー抜きが良好であって、かつモールド洗浄サイクルを大幅に延ばすことができる分割型ビードリングを用いたタイヤ加硫モールドに関する。

空気入りタイヤの加硫工程では、上下に分割される２つ割りタイプのモールドやトレッドリングが周方向に分割されるセグメントモールドが一般に使用されている。このようなモールドは、環状のトレッド成形部と一対のサイドプレートと、このサイドプレートに当接するビードリングとにより構成されている。

加硫工程では、成形されたグリーンタイヤが加硫モールド内に挿入され、加硫モールドとブラダーとによって形成されるキャビティ内において、加熱加圧されて加硫タイヤが成形される。この加硫の際、加硫モールドの内面とグリーンタイヤとの間にエアーやゴム組成物から発生したガスが残留すると、タイヤ表面のベアや内部にエアー入りが発生し、タイヤの外観品質や耐久性を低下させることになる。

従来、加硫モールドの内面には、溝状のソーカット及びモールド内と外気とを連通するベントホールが設けられており、グリーンタイヤとモールド内面との間に滞留するエアーは、ソーカットを通じて移動しベントホールからモールド外に排出されることでベアやエアー入りの発生を防止している。

しかし、ベントホールに入り込んだゴムがタイヤ表面に多数のスピューを形成することになり、外観向上のためスピューは切断、除去されるが、この除去作業には多くの手間がかかり、また一部のスピューが除去されず残存する場合がある。特に、ビード部近傍は複雑な形状を呈しているので、スピューが残存しやすく外観品質を損なうだけでなく、ビード部とリムとの密着性が悪くなりチューブレスタイヤのエアー漏れを招くこともある。

さらに、加硫モールドが繰り返し使用されると、ベントホール内に徐々にゴムカスや離型剤が堆積し、キャビティと外気との連通不良からベアやエアー入りの発生原因となり、ゴムカスを除去するため加硫モールドを洗浄するサイクルが短くなり、この洗浄作業は煩雑な労力と長時間を要し、洗浄時の生産停止時間など生産性の低下を招いている。

このため、分割型のビードリングを採用してベントホールの清掃をしやすくしたり、ベントホール内にゴムが入り難くする工夫がなされている（例えば、特許文献１、２）。また、分割面にエアー透過用の環状微小間隙を形成し連結一体化した二重構造のベントホールレスの分割型ビードリングが開示されている（特許文献３）。
実開平６−７９１３号公報 実開平７−３３６１５号公報 特開平６−２３４１２４号公報

分割型ビードリングは、ベントホールが無く上記のスピューを形成することはないが、微小な隙間しかないためエアーの排出性が悪く、排出不良に伴うゴム流れ不良が頻発しており、不良発生のたびにビードリングの解体、洗浄作業を要するため、生産性の低下、洗浄作業の工数増加という問題がある。

また、特許文献３に記載の二重構造ビードリングでは、加硫圧力や熱膨張により微小間隙が閉じたり或いは開いたりすることがあり、エアー抜き不良やゴム詰まり発生のおそれが考えられる。また、溶接等で一体化されると容易に分解できず、ビードリングの洗浄作業が困難となっている。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、ビード部のエアー抜きが良好であって、かつモールド洗浄サイクルを大幅に延ばすことができるベントホールレス構造の分割型ビードリングを用いたタイヤ加硫モールドを提供することにある。

本発明のタイヤ加硫モールドは、タイヤのビード部を成形する一対のビードリングを備えたタイヤ加硫モールドにおいて、前記ビードリングが、前記ビード部に当接する位置において周方向の分割面により分割された分割ビードリングからなり、該分割ビードリングの分割面の間に複数の薄板を配置したことを特徴とする。

本発明のタイヤ加硫モールドは、前記ビードリングが、ビードヒール部に当接する位置において分割された分割ビードリングからなることが好ましい。

本発明においては、前記薄板の厚みが、０．０２〜０．０８ｍｍであり、また、前記薄板が、前記ビードリングの周上４か所以上に配置されることが好ましい。

さらに、本発明のタイヤ加硫モールドは、前記分割ビードリングの分割面に、該分割面を横断する溝を設けることができる。

本発明のタイヤ加硫モールドによれば、ビード部の全周から効率良く、かつ確実にエアー抜きを行うことができるので、ビード部のベアやエアー入り不良を防止し、タイヤの外観品質や耐久性を向上することができ、しかもモールドの洗浄サイクルを大幅に延ばして連続生産を可能とする。従って、モールド洗浄に伴う生産停止時間の短縮化、さらに、従来のスピューの除去工程を省くことができるのでタイヤの生産性向上に大きく寄与するものとなる。

以下、図面を参照し、実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。

［第１の実施形態］
図１は本発明の一実施形態にかかるタイヤ加硫モールド１を示す断面図である。図には、グリーンタイヤＴ及びゴム製の加硫ブラダー１７が示されている。

この加硫モールド１は、トレッド部を成形するトレッドリング１１と、サイドウォール部を成形する一対のサイドプレート１２、１３と、サイドプレート１２、１３に当接しタイヤのビード部３０を成形する一対のビードリング１４、１５とから構成されている。

加硫モールド１は、その中心に設けたピストンロッド（図示せず）に一対のクランプリング１８、１９が固定されている。上部クランプリング１８と下部クランプリング１９との間にはブラダー１７が装架されており、ブラダー１７の一端部が上部クランプリング１８とモールドリング２０との間に把持され、他端部が下部クランプリング１９とビードリング１４との間に把持されている。

トレッドリング１１は、複数のトレッドセグメント１６がリング状に連結され、加硫タイヤの離型時には周方向に複数のセグメント１６に分割されて径方向外方に移動し、トレッド部の離型を容易にしてトレッドのブロック欠けなどを防止している。セグメント１６の数は、通常３〜１０個程度である。

上側サイドプレート１３、下側サイドプレート１２、上側ビードリング１５及び下側ビードリング１４はリング状をなしており、前記トレッドリング１１と一体に組み立てられ加硫モールド１を形成している。

そして、加硫モールド１の内面とブラダー１７の間に形成されるキャビティにグリーンタイヤＴが挿入され、ブラダー１７を介して加圧されつつ加熱されグリーンタイヤＴがモールド内面に押圧され加硫タイヤが加硫成形される。

図に示すように、ビードリング１４、１５はグリーンタイヤＴのビード部３０がブラダー１７により押圧され成形されるもので、下側ビードリング１４は第１分割ビードリング２１と第２分割ビードリング２２からなり、上側ビードリング１５は第１分割ビードリング２３と第２分割ビードリング２４からなる構成をとり、それぞれの第１分割ビードリング２１、２３と、第２分割ビードリング２２、２４とがボルトなどの連結部材で固定され下側及び上側ビードリング１４、１５を一体に形成している。

図２は第１の実施形態の上側ビードリング１５を示す拡大断面図、図３はビードリング１５の第１分割ビードリング２３のビード部３０側から見た平面図である。

リング状のビードリング１５は、ビードヒール部３１を分割位置として、グリーンタイヤＴのビード側部３２が当接する第１分割ビードリング２３と、ビード底部３３が当接する第２分割ビードリング２４とに周方向の分割面により分割され、分割部はキャビティ内のエアーや加硫中にゴム組成物から発生するガスを通過させる間隙Ｇを形成してモールド１外部に通じている。

上記ビードリング１５は、アルミニウム、アルミ合金、鉄系合金など金属材料を使用し、鋳型、鋳物などの鋳造製法等で所定断面形状の第１ビードリング２３と第２分割ビードリング２４を製造し、これを連結一体化して二重構造のビードリング１５とすることで得られる。また、一体物のビードリング１５を製造し、これを分割ビードリング２３、２４に周上で切断し製造することもできる。通常、両分割ビードリングの分割面は平面又は平面の組み合わせにより形成される。

第１分割ビードリング２３と第２分割ビードリング２４を連結し一体化しビードリング１５とする方法は特に制限されないが、締結用ボルト等の連結部材を用いて分割ビードリング２３、２４の周上数個所で締結する方法が一般的である。

なお、上記ビードヒール部３１にて、分割位置とするのは、タイヤ加硫時に、グリーンタイヤＴのビード部３０において、ビードヒール部３１に最もエアーが溜まりやすく、この部分にベアやエアー入りを発生しやすいからである。

本発明においては、第１分割ビードリング２３と第２分割ビードリング２４の間に４個以上の薄板（以下、シムという）２が周方向で等間隔に配置されている。これにより、第１分割ビードリング２３と第２分割ビードリング２４の間の分割部に、ほぼ一定の間隔を持つ間隙Ｇをビードリング１５の全周上で形成する。

この間隙ＧがグリーンタイヤＴのビードヒール部３１からモールド外部の外気に連通することで、キャビティ内のエアーをビード部３０の全周から効率良く確実に排出し、ビード部３０のベアやエアー入りの発生を防止することができる。

エアー抜きがされた後には、この間隙Ｇにある程度加硫した半加硫ゴムが少量入り込み、ケガキ線程度の微小なゴムの突起ラインをビードヒール部３１の周上に残すのみとなり、タイヤの外観を損ねたり、ビード部３０とリムとの密着性を低下させることはない。もちろん、ベントホールレスであるので、スピューやソーカット跡を生じることがなく、従来のスピューの切断除去工程やベントホールに詰まるゴムカスの洗浄作業は不要となる。

本発明において、前記シム２の厚みは、０．０２〜０．０８ｍｍであることが好ましい。シムの厚みが０．０２ｍｍ未満では、シム２の配置数を多くしても前記間隙Ｇが狭くなりエアーの排出性が不十分であり、０．０８ｍｍを超えると間隙Ｇが大きくなって間隙Ｇ内に未加硫ゴムが入り込み段差やはみ出しを生じるようになり、さらに間隙Ｇ内に加硫ゴムが残りやすくなってモールド洗浄サイクルが短くなる。

また、シムの形状は限定されるものではなく、四角形、円形、楕円形などの他に、ボルトなどの締結具に噛まして同時に締め付けるもの、例えばワッシャー型のものでもよく、分割ビードリングの分割面内に収容される寸法であればよい。

また、シム２はビードリング１５の分割面の周上に間隔を設けて配置されるが、周上の４か所以上に配されることが好ましい。３か所以下では、エアー排出の効果が不十分であり、効果がある場合にも連続生産性の点で劣り、３か所以下では分割面周上で間隙Ｇにバラツキが生じやすくエアー排出の不良部分が発生するからである。また、３か所以下ではシム２の厚みを増してエアー排出性を向上させようとすると間隙Ｇの間に未加硫ゴムが入り込みやすくなり、逆にエアー排出性の低下や洗浄サイクルの悪化を招くようになる。

上記シム２の配置数の上限は特に制限されないが、本発明者の実験結果によれば、厚み０．０２ｍｍのシムが４か所以上の配置でビードリング１５の全周でエアーが良好に排出される効果が得られ、２４か所配置した場合にも４か所の時とほぼ同等の効果が得られている。従って、配置数は４か所以上とし、タイヤサイズやエアー入りのしやすいビード構造では適宜配置数を増せばよく、コスト、作業工数など観点から上限は２４か所程度とされる。

この場合、シム２の配置位置は、第１分割ビードリング２３、第２分割ビードリング２４の連結時にボルトなどによる締め付け力がリング周上で均等になるように左右対称に配されることが好ましく、特に周上に等間隔で配されることが好ましい。

前記シム２を配置し固定する方法は、例えば第１分割ビードリング２３と第２分割ビードリング２４を連結し一体化する際に、第１分割ビードリング２３と第２分割ビードリング２４の間にシムを配置しておき締結用ボルト等で締め付けることで行われる。また、シム２を第１分割ビードリング２３又は第２分割ビードリング２４の周面に接着剤や溶接などにより固定しておいてビードリング１５に一体化してもよい。

また、ビードリング１５の一体化する際に、第１分割ビードリング２３と第２分割ビードリング２４との間隙Ｇが最短部で０．００７〜０．０３ｍｍに設定されるように、第１分割ビードリング２３と第２分割ビードリング２４をボルトなどで締め付け固定することが好ましく、これにより、上記０．０２〜０．０８ｍｍのシムを使用した間隙Ｇのエアー排出性と未加硫ゴムの流入防止を両立することができる。

前記シム２としては、その材質は特に限定されないが、金属材料がコスト、耐久性の点で一般的であり、例えば、ビードリング１５と同一素材のアルミニウムやアルミ合金板など、若しくはそれよりも高硬度の素材、例えばステンレス鋼板や硬鋼板など、あるいはそれよりも低硬度の素材、例えば銅板や真鍮板であってもよく、ビードリングの素材や加硫圧力、シムの厚みなどにより適宜選択することができる。

また、シム２としては、エポキシ樹脂やフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）、金属強化樹脂（ＭＲＰ）等の樹脂材料など金属材料以外のものを利用することもできる。

さらに、本発明に係るビードリング１５は、ボルトなどの連結部材にて分割ビードリング２３、２４が一体化されるので、ビードリング１５の分解、組立が極めて容易でありモールド洗浄作業の工数、時間を短縮することができる。

なお、下側ビードリング１４も、上記上側ビードリング１５と同様に第１分割ビードリング２１と第２分割ビードリング２２との間にシム２が配置され使用される。

［第２の実施形態］
図４は第２の実施形態の上側ビードリング１１５を示す拡大断面図、図５はビードリング１１５の第１分割ビードリング１２３のビード部３０側から見た平面図である。

図に示すように、第１分割ビードリング１２３と第２分割ビードリング１２４の間に８個のシム２が周方向で等間隔に配置されている。これにより、第１分割ビードリング１２３と第２分割ビードリング１２４の間に、全周上でほぼ一定の間隔を持つ間隙Ｇを形成し、間隙ＧはタイヤＴのビードヒール部３１からモールド外部の外気に連通することでキャビティ内のエアーを外気に排出し、ビード部３０のベアやエアー入りの発生を防止することができる。

本実施形態のビードリング１１５は、第１分割ビードリング１２３の分割面に、ソーカットにより形成されたエアー抜き用の溝２５が、周上で等間隔に分割ビードリング１２３の分割面を径方向に横断して２４か所に設けられている。この溝２５とシム２による間隙Ｇが連通することで、エアー排出性をより向上することができる。

図では、シム２が２つの溝２５、２５の間に配置されているが、溝２５を跨いで配置してもよい。

本発明では、シム２の配置によりエアー排出用の間隙Ｇがビードリング１１５の周上に形成されるので、必ずしも溝２５を設ける必要はない。しかしながら、エアー抜きの悪いタイヤサイズやビード部構造、あるいは大型タイヤなどでは、溝２５を設けることでシム２の配置だけでは不足するエアー排出性を補うことができ、エアー抜きを確実に実施しベアやエアー入りの防止することができる。

溝２５の寸法は特に制限されないが、深さが０．２〜２ｍｍ程度、幅が２〜１０ｍｍ程度、好ましくは深さが１ｍｍ，幅が５ｍｍ前後である。この寸法が小さいとエアーの排出の補助作用が十分得られず、大きすぎると未加硫ゴムが溝２５に流れ込みスピューを生じたり、加硫ゴムが詰まってモールド洗浄を要するようになる。

上記エアー抜き用の溝２５の配置数は、特に制限されることがなく、周上４〜５０か所程度である。４か所未満では、エアー排出の補助効果が小さく、５０か所を超えてもそれ以上の効果は得られず、ソーカットの工数が増しコストに影響するようになる。

この溝２５は、第２のビードリング１２４側に設けてよく、また、第１、第２のビードリング１２３、１２４の両方に設けてももちろん良い。

また、図では、溝２５はビードリングの分割面を径方向に横断して設けたものを示しているが、径方向に対して角度を持たせて設けてもよく、また不等間隔に設けてもよい。

なお、上記実施形態では、セグメントモールドを例に本発明を説明したが、２つ割りタイプの加硫モールドやその他のビードリングを有するタイヤ加硫モールドに本発明を適用することができる。

以下に、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。

分割型ビードリングを用いたタイヤ加硫成形を、シムの厚みと配置数を変更し、また溝の有無について試験を行った。ビード部のベアの発生と段差、はみ出しの発生を加硫成形後のタイヤビード部を目視にて観察し評価した。結果を表１に示した。

また、モールド洗浄の平均サイクルをタイヤ加硫本数で評価した。加硫本数の目標を１００００本以上とし、目標を達成した場合を「○」で、１５０００本以上の場合を「◎」で表１に示した。なお、モールド洗浄サイクルにおいて「−」は、ベア等の不良発生のため評価を行わなかった。

シムの寸法は１３ｍｍ×４０ｍｍの長方形として厚みを変更し、周上で等間隔で配置した。ビードリング分割面に設けた溝（図５参照）は、深さ１ｍｍ、幅５ｍｍとして、周上で等間隔で設けた。なお、試験タイヤは、１８５／７０Ｒ１４ ８８Ｓ、２０５／６０Ｒ１５ ９１Ｈ、２１５／５０Ｒ１７ ９１Ｖの３サイズから平均的に選択し、一般生産用のタイヤ加硫機を使用し試験した。

表１の結果から知られる通り、シムの厚み０．０１ｍｍでは配置数を８か所から２４か所に増してもベアが発生し効果がなく（比較例１、２）、厚み０．０２ｍｍの２か所配置では溝との併用でもベアが発生する（比較例３、４）。厚み０．０２ｍｍの３か所配置からエアー排出性の効果が現れるが、洗浄サイクルは連続生産の観点から満足できず（比較例５）、厚み０．０２ｍｍの４か所配置からベア発生の防止と洗浄サイクルが１００００本以上となり、両者が同時に満足できるレベルになった（実施例１）。

シムの厚みと配置数の変更、溝との併用を試験すると、厚み０．０２ｍｍのシムでは配置数を増しても実施例１とほぼ同等の効果となり（実施例２、３）、溝との併用（実施例４）、或いは厚みを０．０８ｍｍまで厚くすること（実施例５、６）で洗浄サイクルをさらに向上することができるが、配置数を３か所にするとビードリング周上での間隙Ｇのバラツキから未加硫ゴムが分割ビードリングの間隙内に入り込み３０００本の加硫時点でエアー排出性が悪化しベアが発生し始めモールド洗浄が必要となった（比較例６）。一方、シム厚みを０．０９ｍｍにすると、分割ビードリングの間隙が大きくなり間隙部分のほぼ全周に段差、はみ出しが確認された（比較例７）。

本発明のタイヤ加硫モールドは、乗用車用タイヤを始めとして、ライトトラック、トラック・バス用、産業車両用、建設車両用、農耕機用など各種用途、サイズのタイヤ加硫成形に使用することができる。

タイヤ加硫モールドの概略を示す断面図である。 第１の実施形態の分割型ビードリング部を示す拡大断面図である。 第１の実施形態の分割ビードリングの平面図である。 第２の実施形態の分割型ビードリング部を示す拡大断面図である。 第２の実施形態の分割ビードリングの平面図である。

符号の説明

１……タイヤ加硫モールド
２……薄板（シム）
１４、１５……ビードリング
３０……ビード部
２３、２４……分割ビードリング
Ｔ……グリーンタイヤ

Claims (5)

1. タイヤのビード部を成形する一対のビードリングを備えたタイヤ加硫モールドにおいて、
   前記ビードリングが、前記ビード部に当接する位置において周方向の分割面により分割された分割ビードリングからなり、該分割ビードリングの分割面の間に複数の薄板を配置した
   ことを特徴とするタイヤ加硫モールド。
2. 前記ビードリングが、ビードヒール部に当接する位置において分割された分割ビードリングからなる
   ことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫モールド。
3. 前記薄板の厚みが、０．０２〜０．０８ｍｍである
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ加硫モールド。
4. 前記薄板が、前記ビードリングの周上４か所以上に配置された
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ加硫モールド。
5. 前記分割ビードリングの分割面に、該分割面を横断する溝を設けた
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ加硫モールド。
   

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