JP2009148992A - タイヤ用モールドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤにベアーが生じにくいモールドの提供。
【解決手段】モールドのトレッドセグメントは、ピース１２を備えている。ピース１２は、多数のプレート２４からなる。ボルト２８及びナット３０により、多数のプレート２４が結束されている。それぞれのプレート２４は、多数のリブ３４を有している。リブ３４の高さは、０．０１ｍｍ以上０．０８ｍｍ以下である。プレート２４のリブ３４は、他のプレート２４の下面に当接している。この当接により、隣接するプレート２４同士の間に多数のスリット３６が形成されている。スリット３６は、ピース１２のキャビティ面から背面にまで至っている。加硫工程において、グリーンタイヤとキャビティ面との間のエアーは、スリット３６を通じて移動する。
【選択図】図４

Description

本発明は、タイヤの加硫工程に用いられるモールドの製造方法に関する。

タイヤの加硫工程では、モールドが用いられている。モールドは、割モールドとツープレートモールドとに大別される。加硫工程では、予備成形されたグリーンタイヤが、モールドに投入される。このグリーンタイヤは、モールドとブラダーとに囲まれたキャビティにおいて、加圧されつつ加熱される。加圧と加熱とにより、グリーンタイヤのゴム組成物がキャビティ内を流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。加圧の際、モールドのキャビティ面とグリーンタイヤとの間にエアーが残留すると、タイヤの表面にベアーが形成される。ベアーは、タイヤの品質を低下させる。一般的なモールドは、ベントホールを有している。このベントホールを通じて、エアーが排出される。

割モールドは、円弧状のトレッドセグメントを備えている。多数のセグメントが並べられることで、リング状のキャビティ面が形成される。セグメントは、鋳型が用いられた重力鋳造又は低圧鋳造によって得られる。金属製鋳型が用いられた精密鋳造（いわゆるダイキャスト）により、セグメントが得られることもある。

セグメントの、隣接するセグメントに当接する面は、「分割面」と称されている。分割面とこの分割面に隣接する他の分割面との間には、微小な間隙が生じる。この間隙を通じて、エアーが排出される。この排出により、ベアーが防止される。分割面からのエアーの排出が考慮されたモールドが、特開平１１−１９８１４５号公報に開示されている。

セグメントが母材とこの母材に埋設されたコアとからなるモールドも、提案されている。コアは、鋳ぐるみによって母材に埋設される。母材とコアとの間には、微小なスリットが生じている。このモールドでは、分割面と他の分割面との間の間隙のみならず、スリットからもエアーが排出される。
特開平１１−１９８１４５号公報

ベントホールを有するモールドでは、このベントホールにゴム組成物が流入し、スピューが生じる。スピューは、タイヤの外観を損なう。スピューは切削によって除去されうるが、この切削には手間がかかる。架橋反応を起こしたゴム組成物が、ベントホールに残存することもある。残存によりエアーの排出が阻害され、ベアーが生じる。ベアー抑制の目的で、ベントホールのクリーニングがなされる。このクリーニングには、手間がかかる。

分割面同士の間隙を通じてエアーが排出されるモールドでは、分割面の近傍のエアーは十分に排出される。しかし、分割面から遠い箇所では、エアーの残留が原因でベアーが発生しやすい。

母材とコアとの間にスリットを備えたセグメントの重力鋳造及び低圧鋳造には、極めて手間がかかる。しかも、このセグメントでは、凹凸模様の寸法精度が不十分である。精密鋳造（ダイキャスト）によれば、スリットを備えたセグメントが、精度良く得られうる。しかし、精密鋳造では金属製鋳型が破壊されることなくセグメントが取り出される必要があるので、脱型容易な形状の凹凸模様を備えたセグメントのみが製作されうる。精密鋳造によって得られるモールドでは、タイヤのトレッドパターンが制約される。

本発明の目的は、タイヤにベアーが生じにくいモールドの提供にある。

本発明に係るタイヤ用モールドは、その内面がキャビティ面を形成するピースを備える。このピースは、第一のプレートと、この第一のプレートに並列された第二のプレートとを含む。この第一のプレートは、ベースと、このベースから突出するリブとを有する。このリブは、第二のプレートに当接している。このリブによって、第一のプレートと第二のプレートとの間にスリットが形成される。

好ましくは、リブの高さは０．０１ｍｍ以上０．０８ｍｍ以下である。好ましくは、リブの幅は１ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。好ましくは、スリットの幅は１ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。

本発明に係るタイヤ製造方法は、
（１）予備成形によってグリーンタイヤが得られる工程、
（２）その内面がキャビティ面を形成するピースを備えており、このピースが第一のプレートとこの第一のプレートに並列された第二のプレートとを含んでおり、この第一のプレートがベースとこのベースから突出するリブとを有しており、このリブが第二のプレートに当接しており、このリブによって、第一のプレートと第二のプレートとの間にスリットが形成されているモールドに、上記グリーンタイヤが投入される工程
及び
（３）このグリーンタイヤがモールド内で加圧及び加熱される工程
を含む。

本発明に係るモールドでは、スリットを通じてエアーが排出される。この排出により、ベアーが抑制される。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤ用モールド２の一部が示された平面図である。図２は、図１のII−II線に沿った拡大断面図である。このモールド２は、多数のトレッドセグメント４と、上下一対のサイドプレート６と、上下一対のビードリング８とを備えている。セグメント４の平面形状は、実質的に円弧状である。多数のセグメント４が、リング状に連結される。セグメント４の数は、通常３以上２０以下である。サイドプレート６及びビードリング８は、実質的にリング状である。このモールド２は、「割モールド」と称されている。

図３は、図１のモールド２のセグメント４が示された斜視図である。図３において、Ｘ方向は半径方向であり、Ｙ方向は軸方向である。周方向は、Ｘ方向及びＹ方向に直交している。このセグメント４は、ホルダー１０とピース１２とからなる。ホルダー１０は、鋼又はアルミニウム合金からなる。ピース１２は、ホルダー１０に装着されてる。ホルダー１０に、周方向に並列された複数のピース１２が装着されてもよい。

ピース１２は、キャビティ面１４を備えている。このキャビティ面１４は、凸部１６と凹部１８とを備えている。凸部１６は、筋山状である。この凸部１６は、タイヤのトレッドの溝に対応する。凹部１８は、タイヤのトレッドのブロックに対応する。この凸部１６及び凹部１８により、タイヤにトレッドパターンが形成される。凸部１６及び凹部１８の形状は、トレッドパターンに応じて、適宜決定される。なお図２では、凸部１６及び凹部１８の図示が省略されている。

図４は、図３のセグメント４のピース１２の一部が示された拡大図である。図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。ピース１２は、背面２０及び２つの分割面２２を備えている。背面２０は、キャビティ面１４と対向している。分割面２２は、セグメント４が連結されたとき、隣接するセグメント４の分割面２２と当接する。

ピース１２は、多数のプレート２４からなる。これらのプレート２４は、軸方向に沿って並列されている。それぞれのプレート２４は、半径方向に沿って延在している。プレート２４は、キャビティ面１４の一部を構成している。プレート２４には孔２６(図６参照）が貫通しており、この孔２６にボルト２８が通されている。図示されていないが、ボルト２８の端の近傍には、雄ネジが螺刻されている。この雄ネジが、ナット３０に螺入している。ナット３０が締められることにより、多数のプレート２４が結束されている。

図６は、図４のピース１２のプレート２４が示された斜視図である。プレート２４は、ベース３２と多数のリブ３４とを有している。それぞれのリブ３４は、ベース３２から突出している。リブ３４は、ベース３２の上面に位置している。リブ３４は、直線状である。リブ３４は、半径方向に延在している。リブ３４は、背面２０からキャビティ面１４にまで至っている。

図４及び５から明らかなように、プレート２４のリブ３４は、他のプレート２４の下面に当接している。この当接により、隣接するプレート２４同士の間に多数のスリット３６が形成されている。それぞれのスリット３６は、背面２０からキャビティ面１４にまで至っている。

このピース１２の製作では、プレート２４の母材３８が準備される。この母材３８は実質的に板状であり、その平面形状は矩形である。母材３８は、その上面に多数のリブ３４を備えている。リブ３４は、切削加工等の手段で形成されうる。図５において、母材３８の輪郭が二点鎖線で示されている。多数の母材３８が積層され、ボルト２８及びナット３０によって一体化される。この母材３８の表面に切削加工が施され、ピース１２が得られる。切削加工により、凹凸模様を備えたキャビティ面１４が形成される。この方法では、凹凸模様が直彫りされる。典型的な切削加工は、工具による切削である。切削加工が、高エネルギー密度加工によってなされてもよい。高エネルギー密度加工の具体例としては、電解加工、放電加工、ワイヤーカット放電加工、レーザ加工及び電子ビーム加工が挙げられる。凹凸模様が直彫りされるので、この凹凸模様の形状の自由度は高い。この凹凸模様では、寸法精度が高い。このピース１２がホルダー１０に装着されて、セグメント４が得られる。

このモールド２が用いられたタイヤ製造方法では、予備成形によってグリーンタイヤが得られる。このグリーンタイヤが、モールド２が開いておりブラダーが収縮している状態で、モールド２に投入される。この段階では、グリーンタイヤのゴム組成物は未架橋状態である。モールド２が締められ、ブラダーが膨張する。グリーンタイヤはブラダーによってモールド２のキャビティ面１４に押しつけられ、加圧される。この状態のグリーンタイヤＧが、図２に示されている。同時にグリーンタイヤＧは、加熱される。加圧と加熱とによりゴム組成物が流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。グリーンタイヤＧが加圧及び加熱される工程は、加硫工程と称される。ブラダーに代えて、中子によってグリーンタイヤＧが加圧されてもよい。

前述の通り、スリット３６はキャビティ面１４に露出しているので、加硫工程において、グリーンタイヤＧとキャビティ面１４との間のエアーはスリット３６を通じて移動する。エアーは背面２０に至り、排出される。このモールド２では、分割面２２から離れた領域のエアーでも、スリット３６を通じて排出されうる。エアーの移動と排出とにより、ベアーが防止される。このモールド２では、ベントホールが設けられなくても、十分にエアーが排出されうる。ベントホールを有さないモールド２により、スピューがないタイヤが得られる。このタイヤは、外観及び初期グリップ性能に優れる。スリット３６と共に、少数のベントホールが設けられてもよい。

キャビティ面１４に凹凸模様が形成されなくてもよい。凹凸模様を有さないモールド２により、スリックタイヤ及びプレーンタイヤが得られうる。このスリックタイヤ及びプレーンタイヤでも、スピューが抑制される。このプレーンタイヤの表面がカットされて、凹凸模様が形成される。スピューが少ないので、このプレーンタイヤのカットは容易である。

図７は、図４のピース１２の一部が示された拡大図である。図７において、矢印Ｈで示されているのはリブ３４の高さであり、矢印Ｗｒで示されているのはリブ３４の幅であり、矢印Ｗｓで示されているのはスリット３６の幅である。

スリット３６を通じてエアーが十分に移動するとの観点から、リブ３４の高さＨは０．０１ｍｍ以上が好ましく、０．０２ｍｍ以上がより好ましい。スリット３６へのゴム組成物の流入が抑制されるとの観点から、高さＨは０．０８ｍｍ以下が好ましく、０．０４ｍｍ以下がより好ましい。

リブ３４の摩滅が抑制されるとの観点から、リブ３４の幅Ｗｒは１ｍｍ以上が好ましく、３ｍｍ以上がより好ましい。十分な幅Ｗｓのスリット３６が形成されるとの観点から、リブ３４の幅Ｗｒは３０ｍｍ以下が好ましく、１０ｍｍ以下がより好ましい。

スリット３６を通じてエアーが十分に移動するとの観点から、スリット３６の幅Ｗｓは１ｍｍ以上が好ましく、２ｍｍ以上がより好ましい。スリット３６へのゴム組成物の流入が抑制されるとの観点から、幅Ｗｓは２０ｍｍ以下が好ましく、１０ｍｍ以下がより好ましい。

図７から明らかなように、リブ３４の断面形状は矩形である。プレート２４が、断面形状が半円形、台形等のリブを備えてもよい。

エアーが十分に排出されるとの観点から、１つのプレート２４が有するリブ３４の数は３以上が好ましく、６以上がより好ましい。プレート２４の加工の容易の観点から、リブ３４の数は３０以下が好ましく、２０以下がより好ましい。

エアーが十分に排出されるとの観点から、１つのピース１２が有するプレート２４の数は５以上が好ましく、８以上がより好ましい。ピース１２の製作の容易の観点から、プレート２４の数は３０以下が好ましく、２０以下がより好ましい。

ピース１２の製作容易の観点から、プレート２４の厚みＴ（図６参照）は５ｍｍ以上が好ましく、８ｍｍ以上がより好ましい。エアーが十分に排出されるとの観点から、厚みＴは４０ｍｍ以下が好ましく、３０ｍｍ以下がより好ましい。ピース１２が、厚みＴが互いに異なる複数のプレート２４を備えてもよく、厚みＴが互いに同一である複数のプレート２４を備えてもよい。

プレート２４が、曲線状、ジグザグ形状、格子状等のリブを備えてもよい。プレート２４が、上面に代えて下面に、リブを備えてもよい。プレート２４が、上面と下面との両方にリブ３４を備えてもよい。上面のリブの方向と下面のリブの方向とが異なれば、高さＨが小さいにもかかわらず、エアーの移動する十分なスペースが形成される。

図８は、本発明の他の実施形態に係るタイヤ用モールド４２が示された平面図である。このモールド４２は、いわゆる「ツープレートモールド」である。このモールド４２は、下型４４と上型とを備えている。図８には、下型４４のみが示されている。上型は、下型４４の形状が反転した形状を有する。このモールド４２は、多数のユニット４６とシェル４８とを備えている。ユニット４６は、シェル４８に固定されている。ユニット４６は、円弧状である。多数のユニット４６がリング状に連結されている。

図９は、図８のモールド４２のユニット４６が示された拡大斜視図である。ユニット４６は、ホルダー４８とピース５０とからなる。ピース５０は、キャビティ面５２を備えてる。このキャビティ面５２は、凸部５４と凹部５６とを備えている。凸部５４は、筋山状である。この凸部５４は、タイヤのトレッドの溝に対応する。凹部５６は、タイヤのトレッドのブロックに対応する。この凸部５４及び凹部５６により、タイヤにトレッドパターンが形成される。

図１０は、図９のユニット４６のピース５０が示された拡大断面図である。このピース５０は、背面５８を備えている。背面５８は、キャビティ面５２と対向している。このピース５０は、多数のプレート６０を備えている。それぞれのプレート６０は、実施的に板状である。プレート６０は、図６に示されたプレート２４と同様、ベース６２と多数のリブ６４とを備えている。このリブ６４により、隣接する２つのプレート６０の間にスリット６６が形成されている。スリット６６は、半径方向に延在している。スリット６６は、背面５８からキャビティ面５２にまで至っている。

このピース５０の製作でも、多数の母材６８が積層される。図１０において、母材６８の輪郭が二点鎖線で示されている。この母材６８の表面に切削加工が施される。切削加工により、凹凸模様を備えたキャビティ面５２が形成される。

このピース５０においても、キャビティ面５２とグリーンタイヤとの間に存在するエアーが、スリット６６を通じて背面５８へと移動し、排出される。排出により、ベアーが防止される。

本発明に係るモールドは、種々のタイヤの製造に適している。

図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤ用モールドの一部が示された平面図である。 図２は、図１のII−II線に沿った拡大断面図である。 図３は、図１のモールドのセグメントが示された斜視図である。 図４は、図３のセグメントのピースの一部が示された拡大図である。 図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 図６は、図４のピースのプレートが示された斜視図である。 図７は、図４のピースの一部が示された拡大図である。 図８は、本発明の他の実施形態に係るタイヤ用モールドが示された平面図である。 図９は、図８のモールドのユニットが示された拡大斜視図である。 図１０は、図９のユニットのピースが示された拡大断面図である。

符号の説明

２、４２・・・モールド
４・・・セグメント
１０、４８・・・ホルダー
１２、５０・・・ピース
１４、５２・・・キャビティ面
２０、５８・・・背面
２２・・・分割面
２４、６０・・・プレート
３２、６２・・・ベース
３４、６４・・・リブ
３６、６６・・・スリット
３８、６８・・・母材

Claims (5)

1. その内面がキャビティ面を形成するピースを備えており、
   このピースが、第一のプレートと、この第一のプレートに並列された第二のプレートとを含んでおり、
   この第一のプレートが、ベースと、このベースから突出するリブとを有しており、
   このリブが、第二のプレートに当接しており、
   このリブによって、第一のプレートと第二のプレートとの間にスリットが形成されているタイヤ用モールド。
2. 上記リブの高さが０．０１ｍｍ以上０．０８ｍｍ以下である請求項１に記載のモールド。
3. 上記リブの幅が１ｍｍ以上３０ｍｍ以下である請求項１又は２に記載のモールド。
4. 上記スリットの幅が１ｍｍ以上２０ｍｍ以下である請求項１から３のいずれかに記載のモールド。
5. 予備成形によってグリーンタイヤが得られる工程、
   その内面がキャビティ面を形成するピースを備えており、このピースが第一のプレートとこの第一のプレートに並列された第二のプレートとを含んでおり、この第一のプレートが板状のベースとこのベースから突出するリブとを有しており、このリブが第二のプレートに当接しており、このリブによって、第一のプレートと第二のプレートとの間にスリットが形成されているモールドに、上記グリーンタイヤが投入される工程
   及び
   このグリーンタイヤがモールド内で加圧及び加熱される工程
   を含むタイヤ製造方法。

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