JP5314544B2 - タイヤモールド - Google Patents

Description

本発明は、タイヤを加硫成形するためのタイヤモールドに関し、より詳しくは、タイヤのトレッド面を形成する環状の成形面を、周方向に配列した複数のピースで構成したタイヤモールドに関するものである。

この種のタイヤモールドは、ピースモールドとも呼ばれ、下記特許文献１〜３に開示されているように従来から公知である。ピースモールドでは、寄り集まった複数のピースが全体として環状をなし、タイヤのトレッド面に当接する成形面を構成する。成形面には、溝部を形成する凸部や陸部を形成する凹部が設けられ、これらに対応したトレッドパターンがタイヤに付与される。

タイヤの加硫成形では、モールドの成形面とタイヤのトレッド面との間に空気を滞留させると、トレッド面にベアと呼ばれる凹み傷が形成されてしまう。このため、ピースモールドでは、隣接するピースの間にスリットを形成し、このスリットを通じて空気を背面に排出するように構成している。但し、スリットの開口が大き過ぎると、ゴムが流入してトレッド面にバリを生じることから、スリット幅を高精度に、具体的には数十μｍのオーダーにて調整する必要がある。

特許文献１，２には、隣接するピースの間に、成形面から背面に至るスリットを設けたタイヤモールドが記載されている。これらは、隣接するピースを互いに当接させたときに、所定の幅寸法を有するスリットが形成されるように、ピースの隣接面に浅溝を加工したものである。しかし、ピースの加工には、主に機械加工やワイヤーカット放電加工が採用されるところ、後述するような事情により、何れの加工を採用してもスリット幅を高精度に調整するのが困難であった。

即ち、機械加工では、ピースの隣接面に対する加工精度が低くなるため、ピース同士を正確に当接できるように、摺合せと呼ばれる手加工を施して隣接面を修正する必要があり、当初はスリットを精度良く加工できていても、摺合せによってスリット幅が不本意に変わってしまうという不都合があった。また、ワイヤーカット放電加工によれば、摺合せを不要にできるものの、加工誤差が大きいためにスリット幅を数十μｍのオーダーで調整するのが困難であった。

加えて、ピースの隣接面に浅溝を加工してスリットを設ける従来のピースモールドでは、スリットの大きさや配置を変更するために、時間と費用をかけてピースを修正する必要があり、ベアの発生状況などに応じて、スリットの形態を適宜に変更したいという要請に十分に応えられるものではなかった。

特許文献３には、隣接するピースの間に挿入した薄いスペーサによって、成形面から背面に至るスリットを設けたタイヤモールドが記載されている（段落００４８、図１４）。しかし、当該モールドは、ベアの発生を防止するべく、スリットを貫通させて空気の排出経路を形成しているため（段落０００６）、スペーサの面積を小さくせざるを得ず、ピースの隣接面に対するスペーサの面圧が高くなり易い。それ故、加硫成形を繰り返すと、スペーサが隣接面にめり込んでスリット幅が減少するという問題がある。かかる問題は、ピースがスペーサよりも軟質の材料で作製されている場合に、特に顕著である。

特開２００８−１５５４４４号公報 特許第３２３９０７８号公報 特開平４−２２３１０８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、スリット幅を高精度に調整可能で、スリットの形態を適宜に変更できるとともに、加硫成形の繰り返しによるスリット幅の減少を抑制できるタイヤモールドを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係るタイヤモールドは、タイヤのトレッド面を形成する環状の成形面を、周方向に配列した複数のピースで構成したタイヤモールドにおいて、隣接するピースの間に挟んだシムによって成形面に開口したスリットが設けられ、その隣接するピースのうち少なくとも一方の隣接面に、ピースの背面と連通する排気溝が前記成形面から離して設けられ、前記排気溝を前記シムで覆いつつ、その排気溝を部分的に前記スリットに開放させて、前記スリットから前記排気溝に通じる空気の排出経路が形成されたものである。

本発明のタイヤモールドでは、隣接するピースの間に挟んだシムによってスリットを設けるため、ピースの加工精度に関係なくスリット幅を高精度に調整することができる。ピースの隣接面には、背面に連通する排気溝が成形面から離して設けられ、これを部分的にスリットに開放することで、空気の排出経路が形成される。これにより、加硫成形時には、成形面とトレッド面との間の空気がスリットを経由して排気溝を通り、背面からモールドの外部に排出される。

本発明では、シムが排気溝を覆うように配置されるうえ、スリットを背面に向かって貫通させる必要がないため、シムの面積を大きくして隣接面に対する面圧を抑えることができる。その結果、シムの隣接面へのめり込みを防いで、加硫成形の繰り返しによるスリット幅の減少を抑制することができる。また、シムの形状に応じてスリットの形態を適宜に変更可能であり、シムを修正または交換することで、ベアの発生状況の変化にも柔軟に対応することができる。

本発明のタイヤモールドでは、前記シムが、前記成形面に設けられた複数の凹部に跨った領域に配置され、その凹部の各々の外周側にて前記成形面に近接した部分を有するものが好ましい。かかるシムの面積は相応に広いものになり、隣接面に対する面圧を効果的に低めて、スリット幅の減少を良好に抑えられる。また、シムが成形面に近接した部分を有することにより、スリットにゴムが流入する事態が発生しても、バリの成長を適度に抑えることができる。

本発明のタイヤモールドでは、前記シムが、前記隣接面に存在する全ての凹部に跨った領域に配置され、その隣接面の外周側の輪郭に対応した形状を有するものが好ましい。かかる構成によれば、特段の固定手段を設けることなく、ピースの間に介在させたシムの位置を簡便に固定できる。このため、取り扱いが容易になるとともに、スリット幅に影響を及ぼすことがなく好ましい。また、シムの面積が相応に広くなるため、隣接面に対する面圧をより効果的に低めることができる。

本発明のタイヤモールドでは、複数の前記ピースを内周側に組み込んだバックセグメントに前記シムを係合させ、前記ピースの間からの前記シムの脱落を防止できるように構成したものが好ましい。これにより、シムの脱落を簡便に且つ確実に防止して、タイヤの加硫成形を安定して行うことができる。

本発明に係るタイヤモールドの一例を概略的に示す縦断面図 トレッド型部の平面図 セクターの斜視図 ピースの隣接面を示す正面図 シムの斜視図 ピースの間にスリットを設けたセクターの断面図 排気溝とシムの変形例を示す断面図 排気溝とシムの変形例を示す断面図 排気溝とシムの変形例を示す断面図 排気溝とシムの変形例を示す断面図

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モールド（以下、「モールド」と略す場合がある。）の一例を概略的に示す縦断面図であり、型締め状態を示している。図１において、グリーンタイヤ（不図示）はタイヤ軸方向が上下になるようにセットされる。即ち、図１右側がタイヤ内周側となり、図１左側がタイヤ外周側となる。

このモールドは、タイヤのトレッド面が当接する環状のトレッド型部１と、タイヤのサイドウォール部が当接するサイド型部２，３とを備える。サイド型部２とサイド型部３の内周側にはビードリング４が設けられ、タイヤのビード部を嵌合可能に構成されている。このモールドは、いわゆるセグメンテッドモールドであり、型開き状態では、トレッド型部１が外周側に変位すると共に、トレッド型部１とサイド型部３と上側のビードリング４が上昇する。かかる型部の変位は、不図示の開閉機構により行われる。

トレッド型部１は、タイヤのトレッド面を形成する環状の成形面１ａを有する。図１では記載を省略しているが、成形面１ａには、周方向溝や横溝などの溝部を形成する凸部８と、ブロックやリブなどの陸部を形成する凹部９が設けられている（図４参照）。加硫成形時には、グリーンタイヤのトレッド面に成形面１ａが押し当てられ、凹凸形状に対応したトレッドパターンが形成される。

図２に示すように、トレッド型部１は、周方向に分割された複数のセクター５からなる。セクター５の各々は、径方向に変位可能に構成され、型締め状態では相互に端面を当接させて円環状をなし、型開き状態では外周側に変位して相互に離間する。本実施形態では、トレッド型部１が七分割され、各セクター５の周長が略同等である例を示すが、本発明はこれに限られない。

図３に示すように、セクター５は、周方向に配列した複数のピース６と、それらを内周側に組み込んだバックセグメント７とを備える。例えば、ピース６はアルミニウム材（純アルミ系の素材のみならず、アルミニウム合金も含む。）で作製され、バックセグメント７はスチール材で作製される。バックセグメント７は、タイヤ軸方向の両側に鉤状の支持腕７０を有し、ピース６が内周側に脱落しないように支持している。成形面１ａは複数のピース６で構成され、図３では記載を省略しているが、実際には凹凸形状が設けられている。

図４は、ピース６の隣接面６ａを示す正面図である。隣接面６ａは、ピース６の、周方向に隣接する他のピースに対向する面である。隣接するピース６の間には、図５に示したシム１１が挟み込まれ、これによって図６に示すようなスリットＳが設けられる。隣接面６ａには、ピース６の背面６ｂと連通する排気溝１０が、成形面１ａから離して設けられている。排気溝１０は、シム１１を挟んだ両側のピース６の隣接面６ａに設けても構わないが、少なくとも一方の隣接面６ａに設けてあれば足り、他方の隣接面は平滑に形成してもよい。このような成形面１ａに開口しない排気溝１０に対しては、高精度の加工は不要である。

シム１１は、ステンレス鋼や真鍮などからなる薄板であり、本実施形態では一枚物で形成している。これを挟んだピース６の間には、成形面１ａに開口したスリットＳが、シム１１の厚みｔに対応したスリット幅にて設けられる。したがって、ピース６の加工精度に関係なく、スリットＳの幅を高精度に、例えば数十μｍのオーダーで簡便に調整することができる。ベアの発生とゴムの流入を防ぐ観点から、スリット幅は０．０２〜０．０３ｍｍ程度が好ましく、シム１１の厚みｔは０．０２〜０．０３ｍｍが例示される。但し、本発明は、これに限定されるものではない。

排気溝１０は、シム１１によって大半を覆われているが、その先端部は部分的にスリットＳに開放されている。これにより、スリットＳ自体は背面６ｂに到達しないものの、スリットＳから排気溝１０に通じる空気の排出経路が形成される。加硫成形時には、成形面１ａとトレッド面との間の空気がスリットＳを経由して排気溝１０を通り、背面６ｂからモールドの外部に排出される。このように、当該モールドは、スリットＳ自体を成形面１ａから背面６ｂに貫通させる必要がない。

成形面１ａには、複数の凸部８とそれにより区画された凹部９とが設けられているが、スリットＳは少なくとも凹部９に対応した位置に設けられる。これは、加硫成形時には空気が凹部９に押し込められるためである。シム１１は、タイヤ軸方向に沿って複数の凹部９に跨った領域に配置されており、それに応じた相応に広い面積を有することから、隣接面６ａに対する面圧を効果的に低めることができる。その結果、シム１１の隣接面６ａへのめり込みを防いで、加硫成形の繰り返しによるスリット幅の減少を抑制できる。

シム１１は、スリットＳの設定箇所にて成形面１ａから離して配置されるが、凹部９の各々の外周側にて成形面１ａに近接した部分を有することが好ましい。これに関し、成形面１ａからシム１１までの距離ｄ１は３．０ｍｍ未満が好ましく、１．５ｍｍ以下がより好ましく、０．５ｍｍ以下が更に好ましい。また、ピース６をアルミニウム材で作製した場合には、弾性変形や熱膨張によりスリットＳの開口部が閉じやすくなるため、スリット幅を確保する観点から、ｄ１＜ｔ×１００を満たすことが好ましい。

成形面１ａから排気溝１０までの距離ｄ２は、通気抵抗を下げるために２０ｍｍ以下が好ましい。また、一般に３ｍｍを超えるバリは発生し難いことから、排気溝１０へのゴムの流入を防ぐうえで、距離ｄ２は３ｍｍ以上が好ましい。即ち、距離ｄ２が３ｍｍ未満であると、ゴムがスリットＳに流入するという不慮の事態が起こった場合に、排気溝１０に引っ掛かったバリがモールド内に残存する恐れがある。

シム１１は、凹部９では成形面１ａからスリットＳの深さの分だけ離れているものの、全体として成形面１ａに沿った形状をしている。スリットＳは、成形面１ａに沿って延在しており、隣接面６ａにおける凹部９の全域に行き渡っている。また、スリットＳは、排気溝１０と連通する箇所で局部的に窪み、その他の箇所では距離ｄ１の深さにて設けられている。凹部９に押し込められた空気は、凹部９の隅となる凸部８の際に滞留しがちであるが、このようにスリットＳを延在させることで、空気の排出経路を確保してベアを効果的に防止することができる。

シム１１は、隣接面６ａに存在する全ての凹部９に跨った領域に配置され、その隣接面６ａの外周側の輪郭に対応した形状を有する。この隣接面６ａの外周側の輪郭とは、背面６ｂとその両側に位置する側面６ｃの輪郭に相当する。シム１１の面積は、隣接面６ａの大部分を覆うほどに広いため、隣接面６ａに対する面圧がより効果的に低められる。本実施形態では、隣接面６ａのスリットＳを除いた全ての領域がシム１１で覆われており、シム１１の面積は目一杯まで広く設定されている。このような隣接面６ａに略対応した形状のシム１１は、機械加工により容易に作製できる。

シム１１の形状が隣接面６ａの外周側の輪郭に対応していることから、シム１１はピース６と同じようにバックセグメント７に嵌合され、特段の固定手段を設けなくとも簡単に固定できる。また、バックセグメント７の支持腕７０にシム１１が径方向に係合するために、シム１１が内周側に脱落することもない。支持腕７０の先端部７０ａは取り外し可能に構成されており、バックセグメント７にピース６を組み込んだ状態でシム１１の抜き差しが可能である。

シム１１の修正や交換は、ピース６の加工や交換に比べると、遥かに簡便で且つ安価あり、シムの形状に応じてスリットＳの形態を適宜に変更することが可能である。また、長期においてタイヤの加硫成形を繰り返すと、加硫ガスやオイル分による夾雑物がスリットＳに詰まって空気の排出を阻害するが、このモールドでは、倍の厚みを有するシムに交換することでスリットの幅が復活し延命が可能であり、モールドを洗浄する周期を大幅に延ばすことができる。既述のように、シムを交換する際には、バックセグメント７からピース６を取り外す作業は不要である。

図６では、各凹部９に対応して排気溝１０を設けた例を示したが、図７に示すようにシムの形状を変更すれば、排気溝を省略することも可能である。このシム１２は、凸部８に対応した部分を有しておらず、隣接する凹部９同士がスリットＳを介して連通するため、外周側に排気溝１０がない凹部９においても空気を適切に排出できる。スリットＳの幅は、凸部８を横断する部分でも高精度に調整されており、他の部分と同様に溝内でもバリの発生が抑えられる。

図８に示したシム１３は、スリットＳを凸部８の位置にまで入り込ませて、凸部８の外周側に設けた排気溝１０に連通させるものである。この場合には、凹部９の全域にてシム１３が成形面１ａに近接した部分を有し、スリットＳにゴムが流入する事態が発生しても、バリの成長を確実に抑えることができる。また、凸部８の際に滞留しがちな空気を効率的に排出できる点で有利である。

図９は、ピース６の隣接面６ａに、タイヤ軸方向に沿って延びる排気溝１４を設けた例である。シム１５は、各凹部９の外周側にて局部的に窪んだ部分を有し、排気溝１０，１４にスリットＳを連通させている。この場合、中央側の３つの凹部９においては、シム１５の窪みの位置に応じて排気溝１４との連通箇所が定まる。それ故、シム１５に窪みを追加したり、或いは別の位置に窪みを有するシムに差し替えたりすることで、ベアの発生状況の変化に柔軟に対応することができる。

図１０は、隣接面６ａの全域に成形面１ａに沿った排気溝１６を設けた例である。この場合、シムの形状に応じて、スリットと排気溝１６との連通箇所を自由に設定できる。また、シム１７は、スリットＳを広く設けるべく櫛状をなしており、凹部９の各々の外周側にて成形面１ａに近接した部分を有している。

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であり、ピースやバックセグメント、排気溝、シムの具体的な形状は適宜に変更することができる。

前述の実施形態では、シムを一枚物で形成した例を示したが、本発明はこれに制限されない。シムの形状が隣接面の外周側の輪郭に対応していない場合には、クリップや磁石など適当な固定手段によりシムを固定することができる。その他のシムの固定手段としては、シムに形成したボス穴に、ピースの隣接面に突設したボスを嵌め込む構造や、シムの外周側部分を折り曲げて、ピースとバックセグメントとの間に入れ込む構造が挙げられる。また、ピース同士の境界が曲面やジグザグ面となるような非平面分割を採用してもよく、かかる場合にはピースの隣接面に倣ってシムを変形させればよい。

１ トレッド型部
１ａ 成形面
６ ピース
６ａ 隣接面
６ｂ 背面
７ バックセグメント
８ 凸部
９ 凹部
１０ 排気溝
１１ シム
１２ シム
１３ シム
１４ 排気溝
１５ シム
１６ 排気溝
１７ シム

Claims (4)

1. タイヤのトレッド面を形成する環状の成形面を、周方向に配列した複数のピースで構成したタイヤモールドにおいて、
   隣接するピースの間に挟んだシムによって成形面に開口したスリットが設けられ、その隣接するピースのうち少なくとも一方の隣接面に、ピースの背面と連通する排気溝が前記成形面から離して設けられ、前記排気溝を前記シムで覆いつつ、その排気溝を部分的に前記スリットに開放させて、前記スリットから前記排気溝に通じる空気の排出経路が形成されたことを特徴とするタイヤモールド。
2. 前記シムが、前記成形面に設けられた複数の凹部に跨った領域に配置され、その凹部の各々の外周側にて前記成形面に近接した部分を有する請求項１に記載のタイヤモールド。
3. 前記シムが、前記隣接面に存在する全ての凹部に跨った領域に配置され、その隣接面の外周側の輪郭に対応した形状を有する請求項１又は２に記載のタイヤモールド。
4. 複数の前記ピースを内周側に組み込んだバックセグメントに前記シムを係合させ、前記ピースの間からの前記シムの脱落を防止できるように構成した請求項１〜３いずれか１項に記載のタイヤモールド。

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