JP5735950B2 - タイヤ用モールド - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの加硫工程に用いられるモールドに関する。

タイヤの加硫工程では、モールドを備えた加硫装置が用いられている。割モールド及びツーピースモールドが、この加硫工程に用いられうる。割モールドは、通常、複数のセグメントと、上下一対のサイドプレートとを備えている。セグメントの平面形状は実質的に円弧状である。複数のセグメントがリング状に連結されることにより、リング状のキャビティ面が形成されうる。セグメントの数は通常３以上２０以下である。サイドプレートは実質的にリング状を呈している。

タイヤの加硫工程では、予備成形されたローカバー（未加硫タイヤ）が、モールドに投入される。上下一対のサイドプレート同士が接近して閉じるとともに、複数のセグメント同士が接近し合って閉じる。このとき、サイドプレートの外周面の一部とセグメントの内周面の一部とが当接する。上記ローカバーは、モールドとブラダーとに囲まれたキャビティ内に収容される。ローカバーが、加圧されつつ加熱される。加圧と加熱とにより、ローカバーのゴム組成物がキャビティ内を流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。

モールドを構成するセグメント及びサイドプレートが閉じられるとき、ローカバーの表面のゴムの一部が、セグメントとサイドプレートとの当接面間に挟み込まれることがある。この場合、加硫後のタイヤの表面にバリと呼ばれる大きなはみ出しゴムが形成されてしまう。バリはタイヤの外観を損ねる。バリはタイヤの性能を損ねるおそれがある。バリの除去のために、タイヤの生産コストが上昇するおそれもある。

特開２００７−２１０２４８号公報には、上記バリの発生を抑制しうるタイヤ加硫用金型が提案されている。この金型では、セグメントとサイドプレート（サイドモールド）との当接面と、キャビティの内面との交差部に、凹所（切り欠き部）が形成されている。上記当接面は、キャビティの内面上には線として現れる。この線を当接線ともいう。上記凹所は、この当接線に沿って形成されている。この凹所の深さは２ｍｍ以上５ｍｍ以下である。当接線の両側である凹所の対向する内壁面は、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の曲率半径で凸状に湾曲させられている。すなわち、上記凹所は大きい。加硫時に、この凹所内のゴムに圧力が加わりにくくなる。この結果、加硫後のタイヤにおける、上記凹所に対応した凸条の近傍にエアが残留するおそれがある。

特開２００７−２１０２４８号公報

本発明は、前述した現状に鑑みてなされたものであり、セグメントとサイドプレートとの当接面におけるローカバーのゴムの噛み込み、及び、加硫後のタイヤへのエアの残留が抑制されたタイヤ用モールドを提供すること、このタイヤ用モールドを用いた空気入りタイヤの製造方法を提供すること、並びに、このモールドによって成形された空気入りタイヤを提供することを目的としている。

本発明に係るタイヤ用モールドは、
リング状に配置された、成形用キャビティ面を有する複数のセグメントと、
各セグメントの半径方向内側に配置された、成形用キャビティ面を有する上下一対のサイドプレートとを備えており、
上記セグメント及びサイドプレートが、互いに対向して当接する当接面を有しており、
この当接面が上記キャビティ面と交差しており、
当接し合ったセグメント及びサイドプレートのキャビティ面における、上記当接面との交差線に沿って溝が形成されており、溝の両側に、溝に沿った凸条が形成されている。

好ましくは、上記キャビティ面からの溝の深さが、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。

好ましくは、上記溝の幅が、０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。

好ましくは、上記キャビティ面からの凸条の高さが、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。

好ましくは、上記凸条の幅が、２ｍｍ以上８ｍｍ以下である。

好ましくは、キャビティ面の半径方向外端から、当接し合った上記セグメント及びサイドプレートの当接面までの高さが、セクション高さに対して、２０％以上２５％以下の割合であり、
上記セクション高さは、キャビティ面の半径方向外端から内端までの高さである。

本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、タイヤ用モールドを用いた空気入りタイヤの製造方法であって、
上記タイヤ用モールドが、前述したいずれかのタイヤ用モールドである空気入りタイヤの製造方法。

本発明に係る空気入りタイヤは、タイヤ用モールドを用いて加硫され成形された空気入りタイヤであって、
上記タイヤ用モールドが、前述したいずれかのタイヤ用モールドである空気入りタイヤ。

本発明によれば、タイヤの加硫成形時に、セグメントとサイドプレートとの当接面におけるローカバーのゴムの噛み込み、及び、加硫後のタイヤ内部のエアの残留が抑制されうる。

図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤ用モールドの一部を示す平面図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 図３は、図２におけるＩＩＩ部の拡大図である。 図４は、図１のモールドを使用して製造された空気入りタイヤを示す断面図である。 図５は、図４の空気入りタイヤのうち、図３に示される部位に対応する部分の拡大図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤ用モールド（以下、単にモールドという）２の一部を示す平面図である。このモールド２は、タイヤの加硫装置に備えられる。図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った拡大断面図である。図２において、上下方向が軸方向であり、左右方向が半径方向である。このモールド２は、複数のセグメント４と、上下一対のサイドプレート６と、上下一対のビードリング８とを備えている。サイドプレート６は、セグメント４の半径方向内側に配置されている。セグメント４の平面形状は実質的に円弧状である。複数のセグメント４がリング状に連結される。セグメント４の数は通常３以上２０以下である。サイドプレート６及びビードリング８は実質的にリング状である。このモールド２はいわゆる「割モールド」である。

このモールド２が用いられたタイヤ製造方法においては、予備成形によってローカバーＲが得られる。このローカバーＲは、モールド２が開いておりブラダー１０が収縮している状態で、モールド２の内部（キャビティ）に投入される。この段階では、ローカバーＲのゴム組成物は未架橋状態である。

モールド２が閉じられる。すなわち、上下一対のサイドプレート６同士が接近して閉じるとともに、複数のセグメント４同士が接近し合って閉じる。このとき、セグメント４とサイドプレート６とは、互いに半径方向に当接する。ローカバーＲは、モールド２の内面（キャビティ面）１２とブラダーＲとに囲まれたキャビティ内に収容される。

ブラダー１０が膨張する。ローカバーＲはブラダー１０によってモールド２のキャビティ面１２に押しつけられ、加圧される。この状態のローカバーＲが、図２に示されている。同時にローカバーＲは、加熱される。加圧と加熱とによりゴム組成物が流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。キャビティ面１２のうち、セグメント４の範囲においてタイヤのトレッド部が形成され、サイドプレート６の範囲においてタイヤのサイド部が形成され、ビードリング８の範囲においてビード部が形成される。ローカバーＲが加圧及び加熱される工程は、加硫工程と称される。

図２に示されるように、モールド２が閉じられたとき、当接し合ったセグメント４の当接面１４及びサイドプレート６の当接面１６は、キャビティ面１２と交差している。これら当接面１４、１６は、モールドの中心軸を中心軸とした円筒状を呈している。キャビティ面１２には、当接し合った当接面１４、１６が線状に現れる。この線を交差線（当接線）１８と呼ぶ。この交差線（当接線）１８に沿って、ローカバーＲのゴム噛み込み防止対策が施されている。以下のとおりである。

図３は、図２におけるＩＩＩ部を拡大して示した図である。図３には、図２のモールド２における、当接し合ったセグメント４の当接面１４とサイドプレート６の当接面１６と、キャビティ面１２との交差部付近が示されている。この交差部に対しても、交差線１８と同じ符号１８を付する。この交差線１８に沿って凹所（以下、溝ともいう）２０が形成されている。この溝２０は、セグメント４の当接面１４とセグメント側キャビティ面１２との交差部１８に形成された切り欠き部２４、及び、サイドプレート６の当接面１６とサイドプレート側キャビティ面１２との交差部１８に形成された切り欠き部２６、から構成されている。この溝２０は、平面視で、モールド２の中心を中心とした円形状に延在している。当接面１４、１６同士が当接するとき、当接面１４、１６とローカバーＲの表面との間に溝２０が存在しているので、当接面１４、１６間にゴムが噛み込まれることが防止されうる。

本実施形態では、上記溝２０は台形の横断面を有している。しかし、溝２０の横断面形状は、台形には限定されず、矩形、半円形、短軸又は長軸に沿って切られた半長円形等であってもよい。この溝２０の深さＤｍは０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であるのが好ましい。この深さＤｍは、当接面１４、１６とキャビティ面１２との交差部１８から、溝２０の底部までの寸法を言う。この溝２０の深さ方向は、図３に示されるごとく、交差部１８における仮想キャビティ面１２の接線ＴＬに垂直な方向である。上記仮想キャビティ面とは、設計段階における、上記溝２０及び後述する凸条２８、３０が存在しないとした場合のキャビティ面である。しかし、溝２０の深さ方向は、かかる方向には限定されない。溝２０は、交差部１８から当接面１４、１６に沿った方向に形成されてもよい。この場合、溝２０の深さＤｍは、上記交差部１８から、当接面１４、１６に沿って、溝２０の底部までの寸法を言う。

溝２０の深さＤｍが、０．５ｍｍ未満であると、当接面１４、１６の露出位置（溝２０の底）から、モールド２内に投入されたローカバーＲの表面までの距離が短かいものとなる。その結果、当接面１４、１６間でのゴムの噛み込みが生じるおそれがある。一方、溝２０の深さＤｍが、１．０ｍｍを超えると、ローカバーＲの表面からのゴムの突出量が多くなる。その結果、加硫後のタイヤにおけるそのゴム突出部の近傍に、エアが残留するおそれがある。

この溝２０の幅Ｗｍｇは０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であるのが好ましい。この幅Ｗｍｇは、溝２０の底部における幅を言う。溝２０が半円形断面を有する場合等、底部の断面形状が円弧である場合は、この幅Ｗｍｇ寸法は、円弧部の直径に相当する。

溝２０の幅Ｗｍｇが、０．３ｍｍ未満であると、成形時のゴム流れが不十分となり、後述するタイヤ４０表面の凸条５６を美しく形成することが困難になるおそれがある。一方、溝２０の幅Ｗｍｇが、１．０ｍｍを超えると、ローカバーＲの表面からのゴムの突出量が多くなる。その結果、加硫後のタイヤにおけるそのゴム突出部の近傍に、エアが残留するおそれがある。

図３に示されるように、上記溝２０の両側にはそれぞれ、溝２０に沿って凸条２８、３０が形成されている。本実施形態では、セグメント側の凸条２８は、溝２０のセグメント側に隣接し、サイドプレート側の凸条３０は、溝２０のサイドプレート側に隣接している。しかし、各凸条２８、３０の溝側端縁と、溝２０の凸条側端縁とは、１ｍｍ以下の範囲で離間していてもよい。

モールド２を閉じたとき、溝２０の両側の凸条２８、３０が、ローカバーＲの表面をその内側に押すことになる。その結果、相対的に溝２０によるゴムの突出量が大きくなってゴムの噛み込みを防止することができる。

本実施形態では、上記凸条２８、３０はいずれも台形の横断面を有している。しかし、凸条２８、３０の横断面形状は、台形には限定されず、矩形、半円形、長軸に沿って切られた半長円形等であってもよい。この凸条２８、３０の高さＨｍは０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であるのが好ましい。この高さＨｍは、前述した仮想キャビティ面の接線ＴＬから、接線ＴＬに垂直な方向の凸条２８、３０の上端までの寸法である。

凸条２８、３０の高さＨｍが、０．５ｍｍ未満であると、当接面１４、１６の露出位置（溝２０の底）から、モールド２内に投入されたローカバーＲの表面までの距離が短かいものとなる。その結果、当接面１４、１６間でのゴムの噛み込みが生じるおそれがある。一方、凸条２８、３０の高さＨｍが、１．０ｍｍを超えると、ローカバーＲの表面からのゴムの突出量が多くなる。その結果、加硫後のタイヤにおけるそのゴム突出部の近傍に、エアが残留するおそれがある。

この凸条２８、３０の幅Ｗｍｃは２ｍｍ以上８ｍｍ以下であるのが好ましい。この幅Ｗｍｃは、各凸条２８、３０の頂部における幅を言う。凸条２８、３０が半円形断面を有する場合等、頂部の断面形状に円弧が含まれる場合は、この幅Ｗｍｃ寸法は、最大幅である凸条２８、３０の下端の幅である。なお、セグメント側の凸条２８とサイドプレート側の凸条３０とは、それらの高さＨｍが互いに異なっていてもよく、それらの幅Ｗが互いに異なっていてもよい。

各凸条２８、３０の幅Ｗｍｃが、２ｍｍ未満であると、凸条２８、３０がナイフのようにローカバーＲに入り込んでしまう。その結果、凸条２８、３０がゴムを押圧する効果が減少し、エアが残留するおそれがある。一方、各凸条２８、３０の幅Ｗｍｃが、８ｍｍを超えると、キャビティ面１２自体がキャビティの内側に移動したのと類似した状態になる。その結果、前述の溝２０の深さが相対的に大きくなり、加硫後のタイヤにおけるそのゴム突出部の近傍に、エアが残留するおそれがある。

図４には、以上説明されたモールド２を用いて加硫、成形された空気入りタイヤ４０の一例が示されている。このタイヤ４０は、図２中のローカバーＲが加硫、成形されたものである。図４において、左右方向が半径方向であり、上下方向が軸方向であり、紙面に垂直な方向が周方向である。図中の一点鎖線ＣＬは、タイヤ２の赤道面を表す。

このタイヤ４０は、トレッド４２、サイドウォール４４、ビード４６、カーカス４８及びベルト５０を備えている。このタイヤ４０は、チューブレスタイプである。このタイヤ４０は、乗用車に装着されうる。ビード４６は、コア５２と、このコア５２から半径方向外向きに延びるエイペックス５４とを備えている。

図５には、上記タイヤ４０の一部が示されている。図５は、図４におけるＶ部を拡大して示した図である。上記タイヤ４０の一部とは、図３に示されたモールド２の溝２０及び凸条２８、３０に対応したタイヤ４０の部分である。すなわち、上記溝２０によって成形されたタイヤ４０の表面の凸条５６、及び、上記凸条２８、３０によって成形されたタイヤ４０の表面の二本の溝５８、６０が示されている。図５において、図の左方がタイヤ４０のトレッド側であり、右方がタイヤ４０のビード側である。

このタイヤ４０の上記凸条５６の高さＨｔ及び幅Ｗｔｃは、モールド２の上記溝２０の深さＤｍ及び幅Ｗｍと略等しい。ただし、タイヤ４０の凸条５６の幅Ｗｔは、凸条５６の頂部の幅である。タイヤ４０のトレッド寄りの上記溝５８の深さＤｔ及び幅Ｗｔｇは、モールド２のセグメント４側の凸条２８の高さＨｍ及び幅Ｗｍｃと略等しい。タイヤ４０のビード寄りの上記溝６０の深さＤｔ及び幅Ｗｔｇは、モールド２のサイドプレート６側の凸条３０の高さＨｍ及び幅Ｗｍｃと略等しい。

タイヤ４０の凸条５６の高さＨｔは約０．５ｍｍ以上約１．０ｍｍ以下であり、凸条５６の幅Ｗｔｃは約０．３ｍｍ以上約１．０ｍｍ以下である。タイヤ４０の溝５８、６０の深さＤｔは約０．５ｍｍ以上約１．０ｍｍ以下であり、溝５８、６０の幅Ｗｔｇは約２ｍｍ以上約８ｍｍ以下である。かかる微少な凸条５６及び溝５８、６０は、タイヤ４０の外観を損ねることはないし、タイヤの性能に影響を与えることもない。

図２に示される、当接し合った両当接面１４、１６の、キャビティ面１２の半径方向外端からの半径方向の高さＨｂは、図中のセクション高さＨｓに対して、２０％以上２５％以下の割合にされるのが好ましい。セクション高さＨｓは、図２に示されるように、ローカバーＲの半径方向高さ（トレッド面からビード部下端までの寸法）に相当するキャビティの高さである。換言すれば、セクション高さＨｓは、キャビティ面１２の半径方向の外端から、ビードリング８のキャビティ面の半径方向の内端までの寸法である。この割合が２０％未満であると、当接面１４、１６が、図示しないショルダー部のラグ溝に干渉するおそれがある。この場合、デザインの自由度が損なわれるおそれがある。一方、この割合が、２５％を超えると、当接面１４、１６が、ローカバーの膨らみ易いサイド部に接近する。この場合、ゴムを噛み込み易くなるという問題が生じるおそれがある。

以上説明された溝２０及び凸条２８、３０を有するモールド２は、種々のタイヤの製造に適用可能である。特に、このモールド２は、加硫時にゴムを比較的噛み込み易い形状の乗用車用ラジアルタイヤの製造に好適である。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
実施例１として、図１から図３を参照しつつ説明されたタイヤ用モールド２を備えた加硫装置を用いて、空気入りタイヤが製造された。タイヤのサイズは１９５／６５Ｒ１５である。モールド２のセグメント４の個数は９個である。モールド２の上記当接面１４、１６の高さＨｂのセクション高さＨｓに対する割合は２３％である。モールド２の、溝２０の深さＤｍ、溝２０の幅Ｗｍｇ、凸条２８、３０の高さＨｍ、及び、凸条２８、３０の幅Ｗｍｃは、それぞれ表１に記載されているとおりである。なお、セグメント側の凸条２８とサイドプレート側の凸条３０とは、その高さＨｍ及び幅Ｗｍｃともに、同一寸法である。

［実施例２−１７］
実施例２から１７として、上記実施例１と同様にして空気入りタイヤが製造された。モールド２の、溝２０の深さＤｍ、溝２０の幅Ｗｍｇ、凸条２８、３０の高さＨｍ、及び、凸条２８、３０の幅Ｗｍｃは、それぞれ表１から３に記載されているとおりである。その他の、モールドの仕様、加硫成形の条件及びタイヤの仕様は、実施例１と同一である。

［比較例１］
比較例１として、前述した従来のモールドを備えた加硫装置を用いて、空気入りタイヤが製造された。この従来のモールドとは、セグメントとサイドプレート（サイドモールド）との当接面と、キャビティの内面との交差部に沿って、凹所（切り欠き部）が形成されたものである。この切り欠き部の深さは、上記交差部に直交する方向に３ｍｍである。この切り欠き部の、セグメント側の凸状曲率半径、及び、サイドモールド側凸状曲率半径は、ともに１０ｍｍである。この比較例１のモールドには、上記実施例１から１７のモールドが有している凸条２８、３０は形成されていない。その他の、モールドの仕様、加硫成形の条件及びタイヤの仕様は、実施例１と同一である。

［モールドの性能評価試験］
この評価試験は、実施例１から１７のモールド２を用いて製造されたタイヤ、及び、比較例１の従来のモールドを用いて製造されたタイヤのそれぞれに対して実施された。一の評価試験は、セグメントとサイドプレートとの当接面間のゴム噛み込みの有無を確認する試験である。この確認は目視検査及び寸法検査により行われた。寸法検査は、目視検査によってタイヤ４０の凸条５６の頂部からはみ出しゴム（バリ）の形成が認められたときに実施された。寸法検査では、凸条５６の頂部から半径方向外方へのバリの最大長が測定された。

モールドの性能評価試験における他の試験は、タイヤ中の上記凸条５６の近傍に、エアが残留しているか否かを確認することである。このエアの残留の確認は、シアログラフィを用いた観察によって行われる。

［評価結果］
表１から３に、実施例１から１７、及び、比較例１のモールドの性能の評価結果が示されている。ゴムの噛み込みの有無については、バリが発見されなかったものについては○印、発見されたバリの寸法が２ｍｍ以下のものについては△印、そして、発見されたバリの寸法が２ｍｍを超えるものについては×印によって示されている。エアの残留の有無については、気泡が発見されなかったものについては○印、発見された気泡の直径が２ｍｍ以下のものについては△印、発見された気泡の直径が２ｍｍを超えるものについては×印によって示されている。これらの評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

本発明に係るモールドは、種々のタイヤの製造に適用しうる。

２・・・（タイヤ用の）モールド
４・・・セグメント
６・・・サイドプレート
８・・・ビードリング
１０・・・ブラダー
１２・・・キャビティ面
１４・・・（セグメントの）当接面
１６・・・（サイドプレートの）当接面
１８・・・当接線（交差線）
２０・・・溝
２４・・・（セグメントの）切り欠き部
２６・・・（サイドプレートの）切り欠き部
２８・・・（セグメント側）凸条
３０・・・（サイドプレート側）凸条
４０・・・タイヤ
５６・・・（タイヤの）凸条
５８、６０・・・（タイヤの）溝
ＴＬ・・・（キャビティ面の）接線

Claims (8)

1. リング状に配置された、成形用キャビティ面を有する複数のセグメントと、
   各セグメントの半径方向内側に配置された、成形用キャビティ面を有する上下一対のサイドプレートとを備えており、
   上記セグメント及びサイドプレートが、互いに対向して当接する当接面を有しており、
   この当接面が上記キャビティ面と交差しており、
   当接し合ったセグメント及びサイドプレートのキャビティ面と上記当接面との交差線に沿って溝が形成されており、この溝のセグメント側及びサイドプレート側のそれぞれに、溝に沿った凸条が形成されているタイヤ用モールド。
2. 上記キャビティ面からの溝の深さが、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である請求項１に記載のタイヤ用モールド。
3. 上記溝の幅が、０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である請求項１又は２に記載のタイヤ用モールド。
4. 上記キャビティ面からの凸条の高さが、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である請求項１から３のいずれかに記載のタイヤ用モールド。
5. 上記凸条の幅が、２ｍｍ以上８ｍｍ以下である請求項１から４のいずれかに記載のタイヤ用モールド。
6. キャビティ面の半径方向外端から、当接し合った上記セグメント及びサイドプレートの当接面までの高さが、セクション高さに対して、２０％以上２５％以下の割合であり、
   上記セクション高さは、キャビティ面の半径方向外端から内端までの高さである請求項１から５のいずれかに記載のタイヤ用モールド。
7. タイヤ用モールドを用いた空気入りタイヤの製造方法であって、
   上記タイヤ用モールドが、請求項１から６のいずれかに記載のタイヤ用モールドである空気入りタイヤの製造方法。
8. タイヤ用モールドを用いて加硫され成形された空気入りタイヤであって、
   上記タイヤ用モールドが、請求項１から６のいずれかに記載のタイヤ用モールドである空気入りタイヤ。

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