JP5306712B2 - タイヤ加硫金型 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの外表面を成形するタイヤ成形面にベントホールが設けられたタイヤ加硫金型に関する。

従来、タイヤ加硫金型においては、タイヤの外表面を成形するタイヤ成形面に複数のベントホールが設けられている。このベントホールは、金型の内部と外部に通じており、加硫成形時にタイヤの外表面とタイヤ成形面との間のエアを排出させることによって、ベアと呼ばれる凹み傷の発生を防止するものである。

加硫成形時には、タイヤの外表面のゴムがベントホールに流入し、それによってスピューと呼ばれる多数のゴム突起が形成される。スピューはトリミング処理により切除するのが一般的であるが、トリミングが難しい部位ではスピューを残存させる場合もある。そのため、タイヤの外観を向上するべく、ベントホールに筒状のベントピースを嵌入し、細くて短いスピューを形成するようにしている（例えば下記特許文献１〜３）。

ところが、ゴム配合や加硫条件によっては、ベントピースを使用していても、タイヤの外観が損なわれるほどにスピューが長く形成される場合があった。スピューの長さは、ベントピースの内径を小さくすることで更に短くできるものの、それによってエアの排出性が低下してベアを発生させるおそれがある。然るべくは、ベントホールによるエアの排出性を低下させることなく、これを改善することが望まれる。
特開平５−１３８６５６号公報 特開２０００−１０２９２６号公報 特開２００８−３０４０２号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ベントホールによるエアの排出性を低下させることなく、スピューの長さを低減させることができるタイヤ加硫金型を提供することにある。

タイヤ加硫金型として、タイヤの外表面を成形するタイヤ成形面に、加硫成形時にタイヤの外表面と前記タイヤ成形面との間のエアを排出させるベントホールが設けられたタイヤ加硫金型において、前記ベントホールに、銅により形成された筒状のベントピースが嵌入されているものが考えられる。

上記のタイヤ加硫金型では、ベントピースをステンレスなどの鉄系材料で形成した従来のタイヤ加硫金型に比べて、ベントピースが熱伝導率の高い材料で形成されている。そのため、加硫成形時には、ベントホールに流入したゴムに多くの熱量を速やかに伝え、該ゴムの加硫を促進して流動性を減少させることができる。その結果、ベントホールによるエアの排出性を低下させることなく、スピューの長さを低減させることができる。

本発明に係るタイヤ加硫金型は、タイヤの外表面を成形するタイヤ成形面に、加硫成形時にタイヤの外表面と前記タイヤ成形面との間のエアを排出させるベントホールが設けられたタイヤ加硫金型において、前記ベントホールに、本体が銅又はアルミニウムにより形成され、前記ベントホールの開口部側に位置する頭部が鉄系材料により形成された筒状のベントピースが嵌入されているものである。

タイヤ加硫金型では、洗浄時にタイヤ成形面にショットブラストを施したり、ベントホールの目詰まり時に錐通し（ベントピース内にドリルを挿通させる作業）を施したりすることがある。そのため、ベントホールの開口部側に位置するベントピースの頭部を硬質の材料で形成することによって、そのようなショットブラストや錐通しによるベントピースの摩滅を抑制し、耐久性を向上することができる。なお、ベントピースの本体は銅又はアルミニウムにより形成されていることから、上述のようにベントホールによるエアの排出性を低下させることなく、スピューの長さを低減させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るタイヤ加硫金型の一例を示す縦断面図である。本実施形態のタイヤ加硫金型（以下、単に金型と称する場合がある。）は、タイヤのトレッド部に当接するトレッド型部１と、タイヤのサイドウォール部に当接するサイド型部２，３と、タイヤのビード部が嵌合されるビードリング４とを備える。

加硫成形時には、不図示の開閉機構によって金型を型開きし、グリーンタイヤをタイヤ軸方向が上下になるようにセットして型締めした後、ブラダーと呼ばれるゴムバッグを膨張させてグリーンタイヤを拡張変形する。これにより、グリーンタイヤの外表面がタイヤ成形面１ａに押し当てられて成形される。

図示を省略しているが、タイヤ成形面１ａには、溝部を成形するための骨部（凸部）と、陸部を成形するための凹部が設けられており、加硫成形時には、その凹凸形状に対応したトレッドパターンがタイヤのトレッド面に形成される。タイヤ成形面１ａには、金型の内部と外部に通じる複数のベントホールが穿設されていて、タイヤの外表面とタイヤ成形面１ａとの間のエアを排出可能に構成されている。通常、ベントホールは凹部の各々に設けられている。

図２は、タイヤ成形面１ａに設けられたベントホールを拡大して示す断面図である。ベントホール５には、筒状のベントピース６が嵌入されている。従来、ベントピースはステンレスなどの鉄系材料で形成されていたが、この金型では、ベントホール５に、銅又はアルミニウムにより形成された筒状のベントピース６を嵌入している。

この銅とは、純銅系の素材のみならず銅合金を含む概念であり、アルミニウムとは、純アルミ系の素材のみならずアルミニウム合金を含む概念である。いずれも、従来のベントピースの素材であるステンレスに比べて高い熱伝導率を有するものである。そのため、加硫成形時には、ベントホール５に流入したゴムに多くの熱量を速やかに伝えて加硫を促進し、該ゴムの流動性を減少させることができる。その結果、ベントホール５によるエアの排出性を低下させることなく、スピューの長さを低減させることができる。

即ち、この金型によれば、図３に示すように、熱伝導率が高いベントピース６を介して、ベントホール５内に流入したゴムＲに熱が速やかに伝えられ、それによってゴムＲの加硫の進行が早められる。その結果、ゴムＲの流動性が比較的早期に減少し、それに応じてスピューの長さが短くなる。なお、図３，４においては、熱の伝わり易さを矢印のサイズで表している。

これに対して、ステンレス製のベントピースを用いた従来の金型の場合には、図４に示すように、ベントピース６０の熱伝導率が低いために、ゴムＲに熱が伝わるのが比較的遅くなる。その結果、ゴムＲがベントホール５の奥に向かって流動し続け、スピューの長さが比較的長いものになる。図４では、ゴムＲの内部に未だ熱が伝わっていない様子を示している。

このように、本発明は、ベントホール５に嵌入されるベントピース６の熱伝導率の高さを利用して、そのベントホール５に流入したゴムの加硫を促進するという、これまでにない発想のもとに創作されたものであり、それによって、ベントホール５によるエアの排出性を低下させることなく、スピューの長さを低減できるという、優れた効果を発現するものである。

ベントピース６の素材が銅である場合に、その外径Ｄ１が内径Ｄ２の４倍以上であることが好ましく、ベントピース６の素材がアルミニウムである場合に、その外径Ｄ１が内径Ｄ２の５倍以上であることが好ましい。これにより、ベントピース６が保有しうる熱量を確保し、上記のスピューの長さを低減する効果を安定して奏することができる。

上記の外径Ｄ１と内径Ｄ２との関係は、円筒形状であると仮定したベントピース６が保有しうる熱量と、それによって加硫されるゴムの体積と、ベントホール５内に流入するゴムの体積とのバランスから求められる。即ち、この関係が満たされない場合には、ベントピース６の熱容量が小さいために、保有している熱を全て与えても内部のゴムが十分に加硫されない場合があり、上記の効果が安定して得られ難い傾向にある。但し、かかる場合においても、ベントピース６の熱伝導率が高いことから、その周辺の熱が速やかにベントピース６に供給され、その熱が内部のゴムに伝えられるため、従来の金型に比べるとスピューの長さを短くできる。

本実施形態では、錐通し作業を簡便化するべく、ベントホール５の開口部５ａ側に位置するベントピース６の頭部に座繰りが形成されている。但し、本発明では、ベントピース６に座繰りを形成していなくても構わない。ベントピース６の有効長さＬ（座繰りを除いた軸方向長さ）は、ベントピース６が保有しうる熱量を確保する観点から、７ｍｍ以上であることが好ましい。

このような銅又はアルミニウムにより形成されたベントピース６は、ステンレスで形成された従来のベントピースに比べて軟らかく、ショットブラストや錐通しによって摩滅し易い傾向にある。特に焼鈍し状態の銅を用いた場合には、この傾向が顕著である。タイヤ成形面１ａの母材が鉄系材料である場合にベントピース６が摩滅し易い場合には、その摩滅跡がタイヤの外表面に早期に現れて外観を損なうことがある。

そのため、ベントピース６の素材としては、どちらかと言えば銅の方が好ましく、更にはベリリウム銅５０合金などの高強度材料を採用することが好ましい。或いは、ベントホール５の内径をベントピース６の外径Ｄ１よりも若干小さく（例えば０．５ｍｍ小さく）設定しておき、ベントピース６をベントホール５に嵌入する際にかしめることで、加工硬化を発現させることが好ましい。

図５に示すベントピース７は、その本体７ｂが銅又はアルミニウムにより形成され、ベントホール５の開口部５ａ側に位置する頭部７ａが本体７ｂよりも硬質の材料により形成されている。本実施形態では、頭部７ａの座繰りを包含する部分が硬質の材料で形成されている。この硬質の材料には、例えばステンレスなどの鉄系材料を採用でき、タイヤ成形面１ａの母材と同じ材料にすることも好適である。

かかる構成によれば、ショットブラストや錐通しによるベントピース７の摩滅を抑制して、耐久性を向上することができる。それでいて、ベントピース７の本体７ｂが銅又はアルミニウムにより形成されていることから、上述のようにベントホール５によるエアの排出性を低下させることなく、スピューの長さを低減させることが可能となる。

ベントピース７の頭部７ａと本体７ｂとは、その接合面８に隙間が形成されないよう、摩擦溶接などにより密着して接合されていることが好ましい。これにより、接合面８へのゴムの侵入を防いで、脱型時にスピューが抜け出るときの抵抗を無くし、ベントホール５内でスピューが切れることを防止することができる。

本発明のタイヤ加硫金型は、タイヤ成形面に設けたベントホールに上記の如きベントピースを嵌入したこと以外は、通常のタイヤ加硫金型と同等であり、従来公知の形状や材質、開閉機構などが何れも本発明に採用することができる。前述の実施形態では、トレッド型部と一対のサイド型部とを備えた金型構造を示したが、本発明では、トレッド型部の中央部に分割面を有して上下に二分される金型構造であっても構わない。

本発明の構成と効果を具体的に示すため、ベントピースの材質を変えてタイヤの加硫成形を実施し、発生したスピューの長さを評価した。なお、評価対象となるタイヤのサイズやゴム配合、加硫条件は各例で統一している。評価結果を表１に示す。

表１において、比較例１はベントピースを使用しない例であり、ベントホールの内径を１．３ｍｍ、タイヤ成形面の母材をＳＳ４００としている。比較例２及び参考例１，２及び実施例１は、内径が０．６ｍｍのベントピースを使用した例であり、ベントピースの外径を３．０ｍｍ、タイヤ成形面の母材をＳＳ４００としている。実施例１は、図５のようにベントピースの頭部をステンレス製（ＳＵＳ３０４）にした例である。

各例におけるベントピースの具体的寸法としては、以下の通りである。全長：１０ｍｍ、座繰り部の長さ：１ｍｍ、有効長さ：９ｍｍ、座繰りの開き角度：６０°、先端のテーパ部の長さ：３ｍｍ、該テーパ部の角度：９°。また、実施例１において、ベントピースの頭部の長さは１．５ｍｍとした。

表１より、比較例１，２に比べて、参考例１，２及び実施例１ではスピューの長さが低減されていることが分かる。参考例１，２及び実施例１は比較例２と内径が同じであり、ベントホールによるエアの排出性は同等に確保されている。したがって、参考例１，２及び実施例１によれば、ベントホールによるエアの排出性を低下させることなく、スピューの長さを低減させることができ、それによってタイヤの外観を良好に向上させることができる。

本発明に係るタイヤ加硫金型の一例を示す縦断面図 タイヤ成形面に設けられたベントホールを拡大して示す断面図 図２のタイヤ加硫金型においてスピューが形成される様子を示す概念図 従来のタイヤ加硫金型においてスピューが形成される様子を示す概念図 タイヤ成形面に設けられたベントホールを拡大して示す断面図

符号の説明

１ａ タイヤ成形面
５ ベントホール
６ ベントピース
７ ベントピース
７ａ ベントピースの頭部
７ｂ ベントピースの本体

Claims (1)

1. タイヤの外表面を成形するタイヤ成形面に、加硫成形時にタイヤの外表面と前記タイヤ成形面との間のエアを排出させるベントホールが設けられたタイヤ加硫金型において、
   前記ベントホールに、本体が銅又はアルミニウムにより形成され、前記ベントホールの開口部側に位置する頭部が鉄系材料により形成された筒状のベントピースが嵌入されていることを特徴とするタイヤ加硫金型。