JP4710326B2 - タイヤ成形用金型 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ成形用金型に関するものであり、さらに詳しくは、タイヤ加硫時の空気抜きのために設けられるベントホール長さを短縮するタイヤ成形用金型に関する。

従来、タイヤ成形用金型のトレッド面及びサイド面には、加硫時の金型内に残留する空気を逃す為、ベントホールが加工されている。ベントホールは、金型の内面であるトレッド面及びサイド面から背面（外面）まで貫通している。このため、金型の外形に比べてタイヤサイズが小さい場合は、金型の厚みが大きくなり、ベントホールも必然的に長くなる。特に、セクショナルモールドタイプでいえば、トレッド部で１５０ｍｍから２００ｍｍ、ショルダー面で２００ｍｍから３００ｍｍの長さになる。ベントホールが比較的短いものとしては、金型の内面と背面との中間に空洞を設ける技術が開示されている（たとえば、特許文献１）。

特開平１１−３００７４６号公報

しかしながら、一般に、ベントホールの径は、トレッド面で２ｍｍ以下、サイド面に至っては１ｍｍ以下の大きさであり、径が小さいもの程、長さが長くなる傾向がある。上記のような長さ（深さ）の孔を加工するのは容易ではない。極細孔加工は、加工に要する時間もかかってしまう他、ドリル折れ、曲がり等もたびたび起きていた。また、金型は目詰まりや塵の除去を目的として定期的に清浄化作業が行われるが、上記のように径が小さく、深さが大きい孔の清浄化は容易でなかった。このようなドリル加工は、トレッド面で約５００〜１０００カ所、サイド面で約１００カ所あり、上記文献のように加工が複雑になるもの以外で何らかの工夫が要望されていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ベントホール長さを短縮して、加工性およびメンテナンス性の向上が可能となるタイヤ成形用金型を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、タイヤのトレッド部の成形用の内面を備えた円環状のセクターと、タイヤのサイド部の成形用の内面を備えたサイドプレートと、を有するタイヤ成形用金型において、前記セクターは、径方向外側の背面から当該セクターの前記内面に向けた１０ｍｍ以上の深さを有する連続した周方向溝と、この周方向溝と当該セクターの前記内面とを連通させる当該周方向溝の深さよりも短く且つ自らの径の１０倍以上の長さを有するベントホールと、を備え、前記サイドプレートは、タイヤ回転軸方向外側の背面から当該サイドプレートの前記内面に向けた１０ｍｍ以上の深さを有する連続した周方向溝と、この周方向溝と当該サイドプレートの前記内面とを連通させる自らの径の１０倍以上の長さを有するベントホールと、を備えたことを特徴とする。

このように周方向溝を設けると、ベントホールの長さが短くて済むようになる。周方向溝は、旋削等で容易に加工できる。一方、ベントホールのような極小径ドリル加工が必要になる孔の深さは、加工性に大きくかかわるので、短い方が良い。したがって、本発明により、金型の加工性が向上する。また、極小径孔長さが短くなれば、金型の清浄化作業（クリーニング）の際にも都合がよくなる。

また、本発明は、前記タイヤ成形用金型において、前記セクターの周方向溝を複数本設ける場合には、このセクターの周方向溝同士の間隔を１０ｍｍ以上離し、前記サイドプレートの周方向溝を複数本設ける場合には、このサイドプレートの周方向溝同士の間隔を１０ｍｍ以上離すことを特徴とする。

ベントホールは、数百箇所もうけられるので、それが連通する周方向溝も多ければ多い程便利である。しかし、金型に必要とされる剛性が低下しては本末転倒となるので、そのことを考慮して、周方向溝は、１０ｍｍ以上の間隔を空けるのが好ましい。

また、本発明は、前記タイヤ成形用金型において、前記周方向溝が、周方向の一定間隔ごとに開口部を埋める補強部材が設けられることを特徴とする。

周方向溝は、深く刻まれるので、金型自体の剛性への影響も考慮しなくてはならない。そのため、周方向に連続して設けられる周方向溝の開口部を周方向の一定間隔で塞ぎ、剛性を確保することが好ましい。

また、前記セクターは、前記タイヤ成形用金型において、このセクターの周方向溝を複数本設ける場合、その周方向溝同士の間をタイヤの幅方向に連通させる連通溝と、この連通溝と当該セクターの前記内面とを連通させるベントホールと、を備えることを特徴とする。

ベントホールは、タイヤのプロファイルに対応して位置が決まるので、必ずしも周方向に連続した位置になるとは限らない。したがって、ベントホールは、最も近くの周方向溝に斜めに連通させることも考えられる。しかし、斜めにすることによって、ベントホールが長くなるのはできるだけ避けたい。この発明は、そのような場合でも、前記周方向溝同士の間をタイヤの幅方向に連通した連通溝が設けられので、ベントホールの設計バリエーションが増え、可能な限りベントホールを短くすることができる。

また、本発明は、前記タイヤ成形用金型において、セクショナルモールドタイプであることを特徴とする。

セクショナルタイプの金型では、金型の厚みが大きくなる傾向がある。そのような場合でも、本発明によればベントホールが短くできるので、金型の加工性やメンテナンス性が向上する。

本発明にかかるタイヤ成形用金型は、ベントホール加工長さを短くして加工性向上とコスト低減を測ることができるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかるタイヤ成形用金型の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明にかかるタイヤ成形用金型の実施例を示す断面図である。通常、タイヤ成形用金型１は、横置きで用いられるが、ここでは、説明の便宜上、縦にしたときの図を示した。また、タイヤの対称性により、対応するモールド金型も対称となるので、便宜上クラウンライン２より片側のみ示した。すなわち、同図は、タイヤのサイド部を成形するためのサイドプレート３が、タイヤのトレッド部を成形するセクター４と重ねられている状態を示している。なお、セクター４は、タイヤのトレッド面を成形するための円環状の金型を分割したものである。同図では、セクター４およびサイドプレート３の形状は簡略化してある。

上記サイドプレート３およびセクター４には、タイヤ加硫時に空気を抜くためのベントホール９が、タイヤプロファイル面５、６から背面７、８に貫通するように複数設けられる。この発明では、サイドプレート３およびセクター４の背面７、８に連続する周方向溝１０を設け、当該周方向溝１０にベントホール９が内側から連通する。そして、当該周方向溝は、１０ｍｍ以上の深さであって、ベントホール９の長さＤが、当該ベントホール９の径の１０倍以上を残す深さを有するようにする。

周方向溝１０の深さＢは、深ければ深いほど、ベントホール９の長さが短くなり、加工性や清浄化効率を向上させるためという目的に沿う。したがって、少なくとも１０ｍｍ以上切り込むことが好ましい。しかしながら、ベントホール９が径の１０倍の長さよりも短くなると、タイヤ加硫工程において、当該ベントホールに内側から未加硫ゴムが流れ込み、周方向溝１０に合流したところで、きのこの傘状になることが経験上わかっている。

当該きのこの傘状となったタイヤの“ひげ”は、金型から分離させるときに、障害となり、タイヤの欠損を招き、品質を悪化させるおそれがある。したがって、信頼性を上げるために周方向溝１０の深さは、ベントホール９の長さＤが、当該ベントホール９の径の１５倍以上を残す深さを有するようにするのが好ましい。

また、サイドプレート３に深い周方向溝１０を入れると、サイドプレート３自身の剛性を損なうおそれもある。そこで、サイドプレートにおける周方向溝１０の深さＣも、基本的には１０ｍｍ以上切り込んでベントホールを短くすると共に、ベントホール９の長さが径の１０倍、より好ましくは１５倍の長さが残るようにする。ただし、サイドプレート３に刻む周方向溝１０の深さＣは、サイドプレートの強度保持のために当該サイドプレート３の高さＨの１／２以下とするのがより好ましい。

このように周方向溝１０を設けると、ベントホール９の長さが短くて済むようになる。周方向溝１０は、旋削、またはエンドミル加工で容易に加工できる。ベントホール９の径は、トレッド部で１．３〜２ｍｍ、サイド部で０．８ｍｍ程度であり、このような小径ドリル加工の深さは、加工性に大きくかかわる。ベントホール９の数は、トレッド部で、約５００〜１０００箇所、サイド部で約１００箇所となるもので、ドリル折れや曲がりは、可能な限り避けるべきものである。したがって、本発明により、ベントホール９の深さが小さくなることは加工性に関して大きな利益となる。また、加工時間も被加工物の厚さに比例して短くなり、利益となる。また、金型の清浄化という面でも、ベントホール９の深さは小さい方が有利である。

周方向溝１０の幅Ａがベントホール９の径より大きくなくてはならないことは、空気抜きという原理から言って明らかであるが、サイドプレート３やセクター４の剛性という面から当該幅Ａは、２０ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下とするのがよいと考えられる。また、複数設けられる周方向溝１０同士の間隔も、剛性維持という観点より１０ｍｍ以上離して設けることが好ましい。

図２は、この発明の実施例に係るタイヤ成形用金型の斜視図である。図１と同じ部材は同じ符号を付してある。サイドプレート３には、ここでは、２本の周方向溝１０を設けた例を示している。サイドプレート３に周溝を複数設けて、剛性が小さくなるおそれがある場合は、溝の開口部を補間する補強部材１１、たとえば鋼の板材を一定間隔で溶接するとよい。補強部材１１の数は、サイドプレート３の剛性にもよるが、たとえば３６０度を４５度ずつ８分割するように８個設けるようにしてもよい。セクター４の周方向溝１０にも同様にして補強部材を設けるようにしてもよい。セクター４のように、開口部が圧縮荷重しか受けない場合は、多孔質のセラミクスを用いるのも良策である。

また、周方向溝１０同士はタイヤ幅方向に連通した溝１２を設けるようにすると、金型内部のベントホール９を溝に連通するバリエーションが増えて有効となる。ベントホール９は、数百以上あり、最も近くにある周方向溝１０に連通させるものであるが、ベントホールの位置によっては最も近くにある周方向溝までかなり角度をつけて斜めに設けなくてはならず、周方向溝１０の深さが適当であっても、長さが大きくなってしまう場合がある。この場合、上記タイヤ幅方向に連通した溝１２があれば、ベントホール９の設計バリエーションが増え、ベントホール９の長さを短く保つことができる。この場合でも、タイヤ幅方向の溝１２は、周方向溝と同様に深く刻むようにして、ベントホール９の長さが短くなるようにする。

タイヤ成形用金型には、大きく分けると、２分割タイプとセクショナルタイプがある。２分割タイプは、文字通りタイヤのおよそ赤道面を境として上型と下型との２つに分けるタイプである。セクショナルタイプは、タイヤ一周分の型を、たとえば４５度ずつ８分割するタイプである。金型の厚みとしては、セクショナルタイプの方が厚くなるのが一般的である。したがって、本発明によって、ベントホール９の長さを短くでき、生産性、メンテナンス性を向上させることができるという効果は、上記どちらのタイプの金型にも適用できるが、セクショナルタイプの方がより有効となる。

また、本発明により、周方向溝１０の深さを大きくすると、当然ながら金型自体の重量が減る。セクショナルタイプの金型では、最終的にセクターを並べる作業は人間が行うのが一般的である。このため、金型の重量が減ると、作業員への負担は減り、作業性は向上する。また、金型は、１０００回に１回程度の周期で清浄化作業を行うが、ベントホールは極細孔であるため、当該作業にはかなり手間がかかる。本発明により、ベントホールの長さが短くて済むようになれば、孔の清浄化作業も容易になるので、本発明は、メンテナンス性も向上可能となる。

以上のように、本発明にかかるタイヤ成形用金型は、一般乗用車タイヤや重荷重用タイヤの別によらず、タイヤの加硫工程に用いる成形用金型に有用であり、特に、セクショナル金型の生産・使用等に適している。

この発明の実施例に係るタイヤ成形用金型の断面図である。 この発明の実施例に係るタイヤ成形用金型の斜視図である。

符号の説明

１ タイヤ成形用金型
２ クラウンライン
３ サイドプレート
４ セクター
５、６ タイヤプロファイル面
７、８ 背面
９ ベントホール
１０ 周方向溝
１１ 補強部材
１２ 溝

Claims (5)

1. タイヤのトレッド部の成形用の内面を備えた円環状のセクターと、タイヤのサイド部の成形用の内面を備えたサイドプレートと、を有するタイヤ成形用金型において、
   前記セクターは、径方向外側の背面から当該セクターの前記内面に向けた１０ｍｍ以上の深さを有する連続した周方向溝と、該周方向溝と当該セクターの前記内面とを連通させる当該周方向溝の深さよりも短く且つ自らの径の１０倍以上の長さを有するベントホールと、を備え、
   前記サイドプレートは、タイヤ回転軸方向外側の背面から当該サイドプレートの前記内面に向けた１０ｍｍ以上の深さを有する連続した周方向溝と、該周方向溝と当該サイドプレートの前記内面とを連通させる自らの径の１０倍以上の長さを有するベントホールと、を備えたことを特徴とするタイヤ成形用金型。
2. 前記セクターの周方向溝を複数本設ける場合には、該セクターの周方向溝同士の間隔を１０ｍｍ以上離し、前記サイドプレートの周方向溝を複数本設ける場合には、該サイドプレートの周方向溝同士の間隔を１０ｍｍ以上離すことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ成形用金型。
3. 前記周方向溝は、周方向の一定間隔ごとに開口部を埋める補強部材が設けられ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。
4. 前記セクターは、該セクターの周方向溝を複数本設ける場合、該周方向溝同士の間をタイヤの幅方向に連通させる連通溝と、該連通溝と当該セクターの前記内面とを連通させるベントホールと、を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のタイヤ成形用金型。
5. セクショナルモールドタイプであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のタイヤ成形用金型。

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