JP2013095129A - タイヤ加硫用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】過加硫の恐れなく、均一な加硫状態を短時間で得ることができ、また、スピューレス金型であってもゴム流れの不良の発生を抑制することができるタイヤ加硫用金型を提供する。
【解決手段】トレッド外面形状に対応した凹凸部を備えた複数のトレッドセグメントからなる環状のトレッドモールドと、サイドウォール外面を形成する上下一対のサイドモールドとを備えたタイヤ加硫用金型であって、トレッドセグメントの上部および下部に位置するショルダーブロック部の一部または全部に、トレッドセグメント中央部に比べて熱伝導率が高く、トレッドセグメント中央部とは熱膨張率が異なる金属が用いられているタイヤ加硫用金型。
【選択図】図１

Description

本発明は、均一な加硫状態を短時間で得ることができるタイヤ加硫用金型に関する。

タイヤ加硫用金型としては、従来、タイヤの一方のサイドウォール外面を成形する上のサイドモールドと、他方のサイドウォール外面を成形する下のサイドモールドと、トレッド外面形状に対応した凹凸部を備えた複数のピース（トレッドセグメント）からなる環状のトレッドモールドとを備えた割り金型が広く用いられている（例えば、特許文献１）。

そして、成形された生タイヤを上記のタイヤ加硫用金型に投入した後、ゴム製ブラダーなどを用いて生タイヤの内側から生タイヤの外面を金型面に押し付けた状態で、加圧、加熱することによりタイヤの加硫成形が行われる。

しかしながら、従来のタイヤ加硫用金型は、トレッドモールド全体が同一の金属（例えば、アルミニウム）で形成されており、また、生タイヤのトレッド部のゲージ厚が均一ではないため、加硫時間はゲージ厚の最も厚いゴム部分を基準に設定されていた。この結果、加硫時間の設定が長めになり、ゲージ厚の薄いゴム部分ではオーバーキュア（過加硫）となる恐れがあった。そして、オーバーキュアが発生したタイヤは、耐久性や外観の不具合などを招く恐れがある。

また、近年では、金属板を積層してトレッドセグメントが構成されたスピューレス金型を用いて、積層された金属板のスリット部によりエアー抜きの向上を図ることも行われているが、スリット幅がばらついた場合には、ゴム流れの不良を招いて外観不具合を生じさせる恐れがある。

特開２０１０−１５５４１０号公報

本発明は、上記従来技術における問題に鑑み、過加硫の恐れなく、均一な加硫状態を短時間で得ることができ、また、スピューレス金型であってもゴム流れの不良の発生を抑制することができるタイヤ加硫用金型を提供することを課題とする。

請求項１の発明は、
トレッド外面形状に対応した凹凸部を備えた複数のトレッドセグメントからなる環状のトレッドモールドと、サイドウォール外面を形成する上下一対のサイドモールドとを備えたタイヤ加硫用金型であって、
前記トレッドセグメントの上部および下部に位置するショルダーブロック部の一部または全部に、前記トレッドセグメント中央部に比べて熱伝導率が高く、前記トレッドセグメント中央部とは熱膨張率が異なる金属が用いられている
ことを特徴とするタイヤ加硫用金型である。

請求項２に記載の発明は、
前記トレッドセグメント中央部に用いられている金属がアルミニウムであり、前記ショルダーブロック部の一部または全部に用いられている金属が銅であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫用金型である。

請求項３の発明は、
スピューレス金型であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ加硫用金型である。

本発明によれば、過加硫の恐れなく、均一な加硫状態を短時間で得ることができ、また、スピューレス金型であってもゴム流れの不良の発生を抑制することができるタイヤ加硫用金型を提供することができる。

本発明の一実施の形態のタイヤ加硫用金型の側面断面図である。 本発明の一実施の形態のタイヤ加硫用金型の要部拡大断面図である。 本発明の一実施の形態のタイヤ加硫用金型のショルダーブロック部におけるアルミニウムと銅との分割配置態様を示す模式図である。 本発明の一実施の形態のタイヤ加硫用金型のショルダーブロック部を２分割した際のアルミニウムと銅との分割比率を示す模式図である。

以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施の形態に係るタイヤ加硫用金型の全体構成を模式的に示す側面断面図である。

図１に示すように、タイヤ加硫用金型Ｋは、従来のタイヤ加硫用金型と同様に、タイヤＴのトレッド外面形状に対応した凹凸部を備えた複数のトレッドセグメントからなるトレッドモールド１と、タイヤのサイドウォール部に対応する上モールド２及び下モールド３とを備えている。

上モールド２の上方には上プラテン盤２２が配置される一方、下モールド３の下方には下プラテン盤３３が配置されている。

トレッドモールド１において、トレッドセグメントの中央部には、タイヤＴのトレッド部の外面形状に対応した凹凸部が設けられたセンターブロック部１１が配置され、センターブロック部１１の上下には、ショルダーブロック部１２が配置されている。

本実施の形態においては、センターブロック部１１はアルミニウムを用いて形成されている。そして、ショルダーブロック部１２は、一部または全部に、センターブロック部１１を構成するアルミニウムに比べて、熱伝導率および熱膨張率が高い銅を用いて形成されている。

このように構成されたスピューレス金型の要部拡大断面図を図２に示す。図２に示すタイヤ加硫用金型は、センターブロック部１１に複数のアルミニウム板１１ａ、１１ａ・・・が積層され、ショルダーブロック部１２に複数の銅板１２ａ、１２ａ・・が積層されて、トレッドモールド１が形成されている。

図２においては、ショルダーブロック部１２全体を銅で形成させているが、アルミニウムと積層する形で形成しても良く、その際の銅／アルミニウム配置比率は、後述する実験例に示すように、３／７〜１０／０とすることが好ましい。

このように、本実施の形態においては、ショルダーブロック部１２の一部または全部に、センターブロック部１１に用いられているアルミニウムよりも熱伝導率が高い銅が用いられているため、従来のように加硫が律速される最もゲージ厚が大きなゴム部分に合わせて加硫時間を設定する必要がなく、従来過加硫の恐れがあったゲージ厚が小さなゴム部分に合わせて加硫時間を設定しても、均一な加硫を行うことができる。即ち、均一な加硫状態を短時間で得ることができる。

そして、上記のような構成のスピューレス金型は、ベアトレッド（加硫タイヤのトレッド表面に生じる傷）を発生させやすいショルダーブロック部に熱膨張率が高い銅が用いられているため、従来のスピューレス金型に比べて、エアー抜き効果が優れており、ゴム流れの不良をより抑制することができ、外観不良が生じる恐れを低減させることができる。さらに、銅はアルミニウムよりも硬いため、加硫時および加硫後のスリット幅（金属同士の隙間）が安定して、よりエアー抜き効果が向上し、外観不良が生じる恐れを一層低減させることができる。

なお、加硫に際しては、加硫タイヤにできる境界を目立たなくするために、各金属の熱膨張率を考慮した寸法設計を行ったり、各金属の境界が加硫タイヤのブロックのエッジやパターンの境目に位置するように配置することが好ましい。

（実験例１、２）
以下の実験例１、２においては、本発明に係るタイヤ加硫用金型による効果を評価した。

（実験例１）
センターブロック部をアルミニウム、ショルダーブロック部を銅で形成したスピューレスタイプのタイヤ加硫用金型を用いて、加硫温度１８５℃で加硫を行い、サイズ２０５／５５Ｒ１６ ９５Ｖ ＨＴＲのタイヤを、ベアトレッドが発生するまで連続生産した。

本実験例においては、タイヤ１本当たりに要した加硫時間は１１分６秒であり、５０００本の連続生産ができた。

なお、ここでいうショルダーブロック部とは、トレッドモールドと上下のプレートとが合致する部分からＨゲージ測定位置（タイヤ半径方向の外側のブレーカー端から５〜１０ｍｍの位置）までの部分である。

（実験例２）
センターブロック部およびショルダーブロック部をアルミニウムで形成した従来のタイヤ加硫用金型を用いて、実験例１と同様にしてタイヤの連続生産を行った。

本実験例においては、タイヤ１本当たりに要した加硫時間は１１分４２秒であり、１５００本しか連続生産できなかった。

以上の結果より、ショルダーブロック部に、アルミニウムに比べて熱伝導率が高い銅を用いることにより、均一な加硫状態が、従来に比べてより短時間で得られることが確認できた。そして、タイヤ加硫用金型の耐久性も向上してより長く生産持続が可能であることも分かった。

（実験例３〜５）
実験例１、２により、ショルダーブロック部に銅を用いた場合（実験例１）の効果が確認されたが、以下の実験例３〜５においては、銅とアルミニウムとを積層してショルダーブロック部を形成し、その効果を評価した。

図３は、本実験例において、同じ厚さの銅とアルミニウムとを交互に配置したときの配置状況を示す図であり、（イ）は銅板１２ａとアルミニウム板１２ｂとが２分割状態に（実験例３）、（ロ）は銅板１２ａとアルミニウム板１２ｂとが４分割状態に（実験例４）、（ハ）は銅板１２ａとアルミニウム板１２ｂとが８分割状態（実験例５）に配置されている。

（イ）〜（ハ）のそれぞれについて、実験例１と同様にして、タイヤの生産を行い、時短効果（加硫時間の短縮）、スピューレス効果（タイヤ表面へのスピュー発生の低減）、金型加工およびメンテナンスの容易さ、生産タイヤの外観（ベアトレッド発生の低減）について評価した。

結果を表１に示す。なお、表１において、「○」は良好、「×」は不良を示しており、「△」はその中間であったことを示す。

表１より、銅とアルミニウムを交互に配置した場合でも、時短効果やスピューレス効果を得ることができることが分かる。そして、２分割配置（実験例３）の場合には、加工性やタイヤ外観も良好で、特に好ましいことが分かる。

（実験例６〜９）
実験例３〜５において、銅とアルミニウムの２分割配置（実験例３）の場合、最も好ましい効果が得られることが確認できたため、以下の実験例６〜９において、銅とアルミニウムを２分割配置する場合の好ましい分割比率を求めるための実験を行った。

表２に示す構成比率での２分割されたショルダーブロック部を備えたタイヤ加硫用金型を用いて、実験例１と同様にして、タイヤの連続生産を行った。

図４は、本実験において、銅とアルミニウムとで２分割されたショルダーブロック部の構成の一例を示す図であり、銅板１２ａとアルミ板１２ｂとの構成比率が（イ）は１：９、（ロ）は２：８、（ハ）は５：５の例を示している。

評価は、実験例１の場合と同様に、タイヤ１本当たりに要した加硫時間とベアトレッドが発生するまでの本数を評価した。結果を表２に示す。なお、表２には、比較のため、実験例１および実験例２（従来例）における結果も併せて示した。

表２より、銅の構成比率が高くなるに従い、加硫時間が短縮され、ベアトレッドが発生するまでの本数が増加していることが分かる。そして、銅板とアルミニウム板との構成比率が３：７を超えると、従来例（実験例２）に比べて、加硫時間の短縮効果、およびベアトレッドが発生するまでの本数が大きく増加しており、分割配置比率としては、３：７〜１０：０（銅：アルミニウム）が好ましいことが分かる。

以上、実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一及び均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

１ トレッドモールド
２ 上モールド
３ 下モールド
１１ センターブロック部
１１ａ、１２ｂ アルミニウム板
１２ ショルダーブロック部
１２ａ 銅板
２２ 上プラテン盤
３３ 下プラテン盤
Ｋ タイヤ加硫用金型
Ｔ タイヤ

Claims (3)

1. トレッド外面形状に対応した凹凸部を備えた複数のトレッドセグメントからなる環状のトレッドモールドと、サイドウォール外面を形成する上下一対のサイドモールドとを備えたタイヤ加硫用金型であって、
   前記トレッドセグメントの上部および下部に位置するショルダーブロック部の一部または全部に、前記トレッドセグメント中央部に比べて熱伝導率が高く、前記トレッドセグメント中央部とは熱膨張率が異なる金属が用いられている
   ことを特徴とするタイヤ加硫用金型。
2. 前記トレッドセグメント中央部に用いられている金属がアルミニウムであり、前記ショルダーブロック部の一部または全部に用いられている金属が銅であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫用金型。
3. スピューレス金型であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ加硫用金型。

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