JP2014136415A

JP2014136415A - タイヤ成形用金型

Info

Publication number: JP2014136415A
Application number: JP2013007423A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Uchida; 賢宏内田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2013-01-18
Filing date: 2013-01-18
Publication date: 2014-07-28
Anticipated expiration: 2033-01-18
Also published as: JP6022952B2

Abstract

【課題】ビードフィラーを小型化した空気入りタイヤを製造する際であってもビード部におけるベア不良の発生を十分に抑制することができ、且つ、リムとの密着性が良好な空気入りタイヤを製造することができるタイヤ成形用金型を提供する。
【解決手段】タイヤ成形用の金型であって、タイヤのビード部を成形するビード部成形面を備え、ビード部成形面は、金型径方向に向かって延びる凹溝を有する凸条成形部を備え、凸条成形部は、ビード部成形面のうち、タイヤのビードヒールとリムライン位置との間に位置するリムフランジ接触部を成形するフランジ接触部成形領域内に形成されており、凸条成形部に開口するベントホールと、ベントホールを開閉する開閉弁とを備え、開閉弁は、弁開方向に常時付勢され、金型内側から金型外側へと向かう力を受けた際にベントホールを閉止することを特徴とするタイヤ成形用金型である。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ成形用金型に関し、特には、ビードフィラーを小型化したタイヤの製造に適したタイヤ成形用金型に関するものである。

通常、タイヤ成形用金型には、グリーンタイヤと金型内表面との間に残留した空気等を金型外部に排出するための排気路が設けられている。そして、従来、タイヤ成形用金型の排気路は、金型に形成したベントホール（貫通孔）内にベントピースを嵌装して形成されている。
なお、ベントホールおよびベントピースを用いて排気路を形成したタイヤ成形用金型を用いてタイヤを製造する場合、タイヤを加硫成型する際に排気路中にゴムがはみ出すので、加硫成型したタイヤの外表面には多数のスピュー（円柱状のバリ）が形成される。

ところで、近年、車両の燃費向上の観点から、車両に装着されるタイヤを軽量化することが求められている。そして、タイヤの重量を低減する方法として、ビード部に埋設されたビードコアのタイヤ径方向外側に配設されるビードフィラーを小型化することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−４５３６１号公報

しかし、ビードフィラーを小型化した上記従来の空気入りタイヤでは、ビードフィラーの小型化（即ち、ビードフィラーゴムの体積減少）に伴い、タイヤの加硫成型時における、グリーンタイヤのビード部とタイヤ成形用金型との密着性が低下する。そのため、上記従来の空気入りタイヤには、タイヤを加硫成型する際にグリーンタイヤのビード部とタイヤ成形用金型の内周面との間に空気が溜まり、製造されたタイヤのビード部にベア不良（ゴム流れ不良による外観不良）が発生し易いという問題があった。
一方、タイヤ成形用金型のビード部成形面に多数の排気路を形成すると、該タイヤ成形用金型を用いて製造したタイヤのビード部の外表面に多数のスピューが形成されるため、製造したタイヤとリムとの密着性が低下して空気漏れが発生する場合がある。

そこで、本発明は、ビードフィラーを小型化した空気入りタイヤを製造する際であってもビード部におけるベア不良の発生を十分に抑制することができ、且つ、リムとの密着性が良好な空気入りタイヤを製造することができるタイヤ成形用金型を提供することを目的とする。

この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明のタイヤ成形用金型は、タイヤ成形用の金型であって、タイヤのビード部を成形するビード部成形面を備え、前記ビード部成形面は、金型径方向に向かって延びる凹溝を有する凸条成形部を備え、前記凸条成形部は、前記ビード部成形面のうち、前記タイヤのビードヒールとリムライン位置との間に位置するリムフランジ接触部を成形するフランジ接触部成形領域内に形成されており、前記凸条成形部に開口するベントホールと、当該ベントホールを開閉する開閉弁とを備え、前記開閉弁は、弁開方向に常時付勢され、金型内側から金型外側へと向かう力を受けた際に前記ベントホールを閉止することを特徴とする。なお、本発明において、「金型径方向に向かって延びる」には、金型径方向と平行な方向に延びる場合以外に、金型径方向と平行な方向に対して所定の角度θ（但し、０°＜θ＜９０°）で傾斜して延びる場合も含まれる。また、本発明において、「リムライン位置」とは、適用リムに装着し、所定内圧を適用した無負荷状態のタイヤにおいて、ビードヒールからタイヤ径方向外方に２０．０ｍｍの位置を通ってタイヤ幅方向と平行に延びる仮想線がタイヤ外表面と交差する位置を指す。但し、前記仮想線がタイヤ外表面と交差する位置が、タイヤとリムとの離反点を結んだ線よりもタイヤ径方向内方に位置する場合には、「リムライン位置」とは、タイヤとリムとの離反点を結んだ線が通る位置を指す。
因みに、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）ＹＥＡＲＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（ＥｕｒｏｐｅａｎＴｙｒｅａｎｄＲｉｍＴｅｃｈｎｉｃａｌＯｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）ＳＴＡＮＤＡＲＤＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（ＴＨＥＴＩＲＥａｎｄＲＩＭＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮＩＮＣ．）ＹＥＡＲＢＯＯＫ等に規定されたリムを指す。また、「適用リムに装着し、所定内圧を適用した無負荷状態」とは、タイヤを適用リムに装着し、適用サイズのタイヤにおけるＪＡＴＭＡ等の規格のタイヤ最大負荷能力に対応する内圧（最高空気圧）を充填した無負荷状態を指す。

ここで、本発明のタイヤ成形用金型は、前記凸条成形部は、金型径方向に対して傾斜して延びる複数本の凹溝を有し、各凹溝は、少なくとも一本の他の凹溝と交差することが好ましい。

また、本発明のタイヤ成形用金型は、前記ベントホールの開口は、前記凸条成形部の金型径方向内側部分に位置することが好ましい。

更に、本発明のタイヤ成形用金型は、前記ベントホールの開口の直径が、２．０〜４．０ｍｍであることが好ましい。

そして、本発明のタイヤ成形用金型は、前記凸条成形部は、前記ベントホールを１２〜３６個有することが好ましい。

本発明のタイヤ成形用金型によれば、ビードフィラーを小型化した空気入りタイヤを製造する際であってもビード部におけるベア不良の発生を十分に抑制することができ、且つ、リムとの密着性が良好な空気入りタイヤを製造することができる。

本発明に従う代表的なタイヤ成形用金型のビード成形部近傍を拡大して示す金型幅方向断面図である。図１に示すタイヤ成形用金型のベントホールおよび開閉弁を拡大して示す説明図である。（ａ）は、図１に示すタイヤ成形用金型の凸条成形部の一部を示す図であり、（ｂ）は、図３（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。ここで、本発明のタイヤ成形用金型は、タイヤのリムフランジ接触部（ビードヒールとリムライン位置との間に位置する部分）を成形するフランジ接触部成形領域内に、金型径方向に向かって延びる凹溝よりなる凸条成形部を形成したことを特徴とする。また、本発明のタイヤ成形用金型は、凸条成形部に開口するベントホールを設けると共に、当該ベントホールに、弁開方向に常時付勢され、金型内側から金型外側へと向かう力を受けた際にベントホールを閉止する開閉弁を設けたことを特徴とする。

図１にタイヤ成形用金型の一例の要部断面を示す。凸条成形部１３は、ビード部成形面１１のフランジ接触部成形領域１５内に形成されている。具体的には、図１に示すように、凸条成形部１３の金型径方向外端縁は、フランジ接触部成形領域１５の金型径方向外端縁、即ち凹部１４の金型径方向内端縁と同じ位置にある。また、凸条成形部１３の金型径方向内端縁は、凸条成形部１３の金型径方向外端縁から距離Ｌの位置であって、フランジ接触部成形領域１５の金型径方向内端縁よりも金型径方向外方にある。
なお、フランジ接触部成形領域１５は、タイヤのリムフランジ接触部（ビードヒールとリムライン位置との間に位置する部分）を成形する部分である。即ち、図１に示すように、フランジ接触部成形領域１５は、タイヤにリムラインを成形する凹部１４と、金型幅方向に延びてタイヤのビードベース（ビードトゥとビードヒールとの間に延在する部分）を成形するビードベース成形領域１６の金型幅方向外端との間で金型径方向に向かって（図１では右上方向に）延びる部分である。

また、凸条成形部１３は、図３（ａ）に金型内周面側から見た凸条成形部１３の一部の形状を示し、図３（ｂ）に図３（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面（凹溝１２の延在方向に直交する方向の断面）を示すように、複数本の凹溝１２を円環状のタイヤ成形用金型のビード部成形面１１の全周に亘って密接配置して形成されている。より具体的には、凸条成形部１３は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、Ｉ−Ｉ線に沿う断面形状が三角形状の凹溝１２を密接に配置して形成されており、凸条成形部１３は、Ｉ−Ｉ線に沿う断面がジグザグ状（図３（ｂ）では１２Ａおよび１２Ｂを頂点とする三角波状）のローレット形状を有している。
なお、ローレット形状を有する凸条成形部１３は、特に限定されることなく、ビード部成形面１１に対して既知の方法でローレット加工を施すことにより形成することができる。また、本発明のタイヤ成形用金型では、凸条成形部の形状はローレット形状に限定されることはなく、凸条成形部は、金型径方向に延びる凹溝を用いた任意の形状とすることができる。

ここで、凸条成形部１３を構成する複数の凹溝１２は、延在方向の長さがＬで、深さがＤで、配設ピッチがＰである。

ベントホール１７は、一端が凸条成形部１３に開口し、他端がタイヤ成形用金型の外面に開口している。即ち、ベントホール１７は、タイヤ成形用金型の内側と外側とを連通している。
そして、図２にベントホール１７の近傍を拡大して示すように、ベントホール１７は、凸条成形部１３側（金型内周面側）からタイヤ成形用金型の外周面側に向かって、直径が次第に漸減する円錐穴部と、直径が一定の円柱穴部と、円柱穴部よりも直径が小さい縮径部と、縮径部よりも直径が小さい連通穴部とを備えてなる。

ベントホール１７内に配置された開閉弁１８は、図２に示すように、裁頭円錐形状の頭部８１と、頭部８１に連結した円柱部８２と、円柱部８２の先端（図２では下側）に設けられた先端部８５とを備えている。そして、開閉弁１８の円柱部８２の外周面には、開閉弁１８を弁開方向（図２では上方）に常時付勢する手段としてのバネ８３が配置されている。なお、バネ８３と、ベントホール１７の円柱穴部の表面７２との間には隙間が形成されている。
ここで、開閉弁１８を弁開方向に常時付勢する手段としては、特に限定されることなく、既知の弾性体などを用いることもできる。

バネ８３は、図２では下側に位置する一端が、ベントホール１７の縮径部の上面７３に支持されており、図２では上側に位置する他端が、開閉弁１８の頭部８１に当接している。そして、開閉弁１８に対して金型内側から金型外側に向かう力が負荷されていない状態においては、ベントホール１７と開閉弁１８との間には、隙間が形成されている。

ここで、開閉弁１８に対して金型内側から金型外側に向かう方向（図２では上側から下側に向かう方向）に力が負荷された場合、開閉弁１８の頭部８１、円柱部８２および先端部８５は、バネ８３の弾性力に逆らって金型外側に向かう方向に押し込まれる。そして、開閉弁１８の頭部８１は、円錐穴部の表面７１と接触し、ベントホール１７の円錐穴部と開閉弁１８の頭部８１とが嵌合する。また、開閉弁１８の円柱部８２の底面８４は、ベントホール１７の連通穴部の上面７４に当接する。なお、開閉弁１８の頭部８１の上面（金型内側の面）は、滑らかな平面形状とされている。

即ち、このタイヤ成形用金型では、未加硫のグリーンタイヤ（生タイヤ）を金型内に装填して加硫する際に、グリーンタイヤの外周面と金型内周面とが当接するまでの間は、ベントホール１７と開閉弁１８との間の隙間から金型内の空気を排出することができる。一方、グリーンタイヤの外周面と金型内周面とが当接し、グリーンタイヤの外周面が金型内周面に押し付けられると、開閉弁１８によりベントホール１７が塞がれ、ベントホール１７からの空気の排出が止まると共に、グリーンタイヤの未加硫ゴムのベントホール１７内への流入が抑制される。

そして、上記一例のタイヤ成形用金型によれば、ビード部成形面１１のフランジ接触部成形領域１５内に凸条成形部１３を有しているので、金型内にグリーンタイヤを装填してタイヤを加硫成型する際に、凸条成形部１３の凹溝１２を介して金型内の空気を金型径方向外方へと流し、凹部１４よりも金型径方向外方に形成された排出路（図示せず）から排出させることができる。即ち、上記一例のタイヤ成形用金型では、加硫成型時に、凸条成形部１３の凹溝１２を、金型内に残った空気の流路として用いることができる。従って、グリーンタイヤのビード部とタイヤ成形用金型との密着性が低下し易い、ビードフィラーを小型化した空気入りタイヤを加硫成型する場合であっても、グリーンタイヤのビード部とビード部成形面１１との間に空気が溜まるのを抑制することができる。よって、この一例のタイヤ成形用金型によれば、タイヤを加硫成型する際にグリーンタイヤのビード部とタイヤ成形用金型との密着性が低下するのを抑制して、タイヤ製造工程におけるビード部のベア不良の発生を抑制することができる。

また、この一例のタイヤ成形用金型では、凸条成形部１３に開口するベントホール１７を設けているので、タイヤを加硫成型する際に、凹部１４よりも金型径方向外方に形成された排出路（図示せず）に加えて、ベントホール１７からも金型内の空気を排出することができる。従って、金型内で空気を移動させる距離を短くし、金型から空気を十分に排出させることができる。よって、この一例のタイヤ成形用金型によれば、タイヤを加硫成型する際にグリーンタイヤのビード部とタイヤ成形用金型との密着性が低下するのを十分に抑制して、タイヤ製造工程におけるビード部のベア不良の発生を十分に抑制することができる。

なお、この一例の空気入りタイヤでは、凸条成形部１３に開口するベントホール１７内に配置した開閉弁１８が、弁開方向に常時付勢されており、金型内側から金型外側へと向かう力を受けた際にベントホール１７を閉止するので、スピューを形成することなく、金型から空気を十分に排出させることができる。従って、このタイヤ成形用金型によれば、ビード部外表面、特にビード部のリムフランジ接触部内にスピューを形成することなく、加硫成型したタイヤのビード部におけるベア不良の発生を十分に抑制することができる。よって、この一例のタイヤ成形用金型によれば、金型内に空気が溜まるのを抑制しつつ、ビード部にスピューが形成されるのを回避して、リムとの密着性が良好な空気入りタイヤを製造することができる。

更に、この一例のタイヤ成形用金型では、凹溝１２よりなる凸条成形部１３の配設範囲をビード部成形面１１のフランジ接触部成形領域１５内としているので、加硫成型時に空気が溜まりやすい部分における空気の排出を凹溝１２により促進しつつ、加硫成型時に空気が比較的溜まり難い部分（ビードベース成形領域１６）への凹溝の形成を回避することができる。従って、凸条成形部１３により凸条が成形されるタイヤ外表面の範囲を可能な限り狭くして、凸条の形成によりタイヤとリムとの密着性が低下するのを抑制することができる。

従って、この一例のタイヤ成形用金型によれば、ビードフィラーを小型化した空気入りタイヤを製造する際であってもビード部におけるベア不良の発生を抑制することができ、且つ、リムとの密着性が良好な空気入りタイヤを製造することができる。
なお、この一例のタイヤ成形用金型では、凸条成形部１３をローレット形状としているので、加硫成型したタイヤのビード部におけるベア不良の発生、および、加硫成型したタイヤのビード部とリムとの密着性の低下の双方を特に良好に抑制することができる。

ここで、上記一例のタイヤ成形用金型では、ベントホール１７の開口を、凸条成形部１３の金型径方向内側部分に設けることが好ましい。より具体的には、ベントホール１７の開口は、凸条成形部１３の金型径方向内端縁から１０ｍｍ以下の範囲内に設けることが好ましく、０〜３.０ｍｍの範囲内に設けることがより好ましい。ベントホール１７の開口を凸条成形部１３内の金型径方向内側部分に位置させれば、金型径方向内側に位置するベントホール１７と、凹部１４よりも金型径方向外方に形成された排出路との双方を利用して、金型内の空気を良好に排出することができるからである。

また、ベントホール１７の開口の直径ｄは、２．０〜４．０ｍｍとすることが好ましい。直径ｄが２．０ｍｍ以上であれば、ベントホール１７を介して金型内の空気を良好に排出することができるからである。また、直径ｄが４．０ｍｍ以下であれば、加硫成型したタイヤの外表面にベントホール１７の痕が残り難いからである。

なお、凸条成形部１３に開口するベントホール１７の個数は、１２〜３６個であることが好ましい。ベントホール１７の個数が１２個以上であれば、金型内の空気を良好に排出することができるからである。また、ベントホール１７の個数が３６個以下であれば、加硫成型したタイヤの外表面にベントホール１７の痕が残り難いからである。ここで、ベントホール１７は、タイヤ周方向に間隔を置いて配置すれば、同一のタイヤ周方向線上に全てのベントホール１７を配置しても良いし、複数のタイヤ周方向線上に配置しても良い。

そして、上記一例のタイヤ成形用金型を用いて製造した空気入りタイヤは、ビード部のリムフランジ接触部に、タイヤ成形用金型の凸条成形部１３に対応した形状の凸条形成部を有している。そして、凸条形成部には、複数の凸条が形成されており、凸条は、タイヤ成形用金型の凹溝に対応した形状を有している。
なお、ビード部の外表面のうち、凸条形成部のタイヤ径方向外側には、凸部よりなるリムラインが形成されている。

ここで、空気入りタイヤのビードフィラーの延在方向寸法は、特に限定されることなく、例えば５．０〜２０．０ｍｍとすることができる。
そして、タイヤ成形用金型を用いてタイヤを加硫成型する際には、ビードフィラーのタイヤ径方向外端と、タイヤ成形用金型のベントホールとの間の距離が１０ｍｍ以下となるようにすることが好ましい。

以上、図面を参照して本発明のタイヤ成形用金型について説明したが、本発明のタイヤ成形用金型は、上記一例に限定されることはなく、本発明のタイヤ成形用金型には、適宜変更を加えることができる。
具体的には、上記一例のタイヤ成形用金型では、金型径方向に沿って延びる凹溝１２を用いて凸条成形部１３を形成したが、本発明のタイヤ成形用金型では、例えば、放射状に延びる凹溝を用いて凸条成形部を形成しても良い。

ここで、凸条成形部は、金型径方向に対して傾斜して延びる複数本の凹溝を有し、各凹溝が、少なくとも一本の他の凹溝と交差することが好ましい。このように構成すれば、交差する凹溝を介して金型内の空気をより良好に流すことができるので、金型内の空気を排出し易くなるからである。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

（実施例１〜１０）
図１，２に示す構造で、各凹溝が、少なくとも一本の他の凹溝と交差する凸条成形部を有するタイヤ成形用金型を表１に示す諸元で作製した。
次に、作製したタイヤ成形用金型を用いて、空気入りタイヤを常法に従い２００本製造した。
そして、ビード部にベア不良が発生したタイヤの本数をカウントした。結果を表１に示す。

（比較例１）
凸条成形部にベントホールを形成しなかった以外は実施例１と同様にしてタイヤ成形用金型を作製した。
次に、作製したタイヤ成形用金型を用いて、空気入りタイヤを常法に従い２００本製造した。
そして、ビード部にベア不良が発生したタイヤの本数をカウントした。結果を表１に示す。

表１より、実施例１〜１０のタイヤは、比較例１のタイヤと比較し、ベア不良の発生が少ないことが分かる。

１０ビード成形部、１１ビード部成形面、１２凹溝、１２Ａ，１２Ｂ頂点、１３凸条成形部、１４凹部、１５フランジ接触部成形領域、１６ビードベース成形領域
１７ベントホール、１８開閉弁、７１円錐穴部表面、７２円柱穴部表面、７３縮径部上面、７４連通穴部上面、８１頭部、８２円柱部、８３バネ、８４底面、８５先端部

Claims

タイヤ成形用の金型であって、
タイヤのビード部を成形するビード部成形面を備え、
前記ビード部成形面は、金型径方向に向かって延びる凹溝を有する凸条成形部を備え、
前記凸条成形部は、前記ビード部成形面のうち、前記タイヤのビードヒールとリムライン位置との間に位置するリムフランジ接触部を成形するフランジ接触部成形領域内に形成されており、
前記凸条成形部に開口するベントホールと、当該ベントホールを開閉する開閉弁とを備え、
前記開閉弁は、弁開方向に常時付勢され、金型内側から金型外側へと向かう力を受けた際に前記ベントホールを閉止することを特徴とする、タイヤ成形用金型。
前記凸条成形部は、金型径方向に対して傾斜して延びる複数本の凹溝を有し、
各凹溝は、少なくとも一本の他の凹溝と交差することを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ成形用金型。
前記ベントホールの開口は、前記凸条成形部の金型径方向内側部分に位置することを特徴とする、請求項１または２に記載のタイヤ成形用金型。