JP5877652B2 - タイヤ加硫用金型 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造において使用されるタイヤ加硫用金型に関する。

空気入りタイヤは、従来より、未加硫タイヤを加硫処理することにより製造されている（例えば、特許文献１）。図６にこの加硫処理に用いられるタイヤ加硫用金型の一例を示す。図６において、１はタイヤ加硫用金型であり、トレッドパターンが彫刻されたトレッドセグメント２、サイドウォールパターンが彫刻されたサイドプレート３、およびビード部Ｔ１の形状を形作るビードリング４をそれぞれ各一対備えている。

そして、未加硫タイヤＴをこのタイヤ加硫用金型１の内部にセットし、ブラダー５に内圧を掛けて未加硫タイヤＴをタイヤ加硫用金型１のキャビティ面に押圧した状態で加圧、加熱することにより、未加硫タイヤＴが加硫され、所定のパターンを有する空気入りタイヤ（製品タイヤ）が得られる。

特開平６−２３４１２４号公報

図６に示すように、加硫時、タイヤ加硫用金型１ではサイドプレート３とビードリング４とが当接されて、合わせ面８が形成されている。しかしながら、この合わせ面８では、サイドプレート３およびビードリング４の使用経過に伴う摩滅や、サイドプレート３へのビードリング４の組み込み精度の不良などにより隙間が生じ、この隙間にゴムが流れ込むことにより、製品タイヤにバリが発生する。

そして、この隙間が限度を超えて大きくなる、例えば、一般的なタイヤ加硫用金型の場合、隙間が０．０５ｍｍを超えると、加硫時、製品タイヤの外観のみならず、品質にも影響する大きなバリが発生する。

即ち、大きなバリが発生した製品タイヤは、市場においてタイヤとリムの間にエアを溜め込み、タイヤ周上の真円度を悪化させたり、タイヤの嵌合を弱くさせて内圧漏れを生じさせたりするなど、タイヤとしての基本性能を悪化させる。

そこで、従来は、例えば、以下の例に示すような処置を施すことにより、隙間の増大を抑制し、バリの発生を低減することが行われていたが、いずれの処置にも問題点があった。

即ち、第１の例は、タイヤ加硫用金型の合わせ面に生じた隙間に液体接着剤を流し込むことにより、隙間を埋めてゴムの流れ込みを防止する方法である。しかし、この方法の場合、液体接着剤を使用しているため、熱缶時には接着剤が乾燥せず対処できないという問題点がある。また、この接着剤は、タイヤ加硫用金型をクリーニングする際に使用される投射材や光線（ｙａｇレーザやＣＯ_２レーザなど）の刺激を受けやすく、概ね１回／月程度の間隔で再処理を行うことが必要であり、頻繁なメンテナンスを必要とする。

第２の例は、合わせ面をコーキング処理（物理的に叩く）することにより、隙間を埋める方法である。しかし、この方法の場合、製品タイヤのパターンが彫刻されたキャビティ面を傷める恐れがあり、製品タイヤの外観や品質を損なう恐れがある。

第３の例は、合わせ面のビードリングあるいはサイドプレートの端面を円盤状の金属（ローラー）で押すことにより、隙間を埋める方法である。しかし、この方法の場合、処理の都度、金型形状に寸法変化が生じるため、安定した品質の製品タイヤを提供することが困難であるという問題がある。

このように、いずれの処置にも問題点があり、バリの発生を充分に低減することが困難であった。

そこで、本発明は、キャビティ面などを傷めたり、金型形状に寸法変化を生じさせたりすることがなく、バリの発生を充分に抑制して、外観や品質が安定した空気入りタイヤを提供することができると共に、メンテナンス間隔を大幅に延長することができるタイヤ加硫用金型を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、
トレッドセグメント、サイドプレート、およびビードリングの上下各１対を備え、これらの各合わせ面を合致させた状態でタイヤの加硫成形を行うタイヤ加硫用金型であって、
前記サイドプレートと前記ビードリングの合わせ面のうち、少なくとも一方の合わせ面に、タイヤの周方向に１周する溝部が設けられており、
加硫完了後、開放してタイヤを取り出す際、前記タイヤ側には前記合わせ面の隙間に流れ込んだゴムのみが取られ、前記溝部に集積されたゴムが金型側に残るように構成されている
ことを特徴とするタイヤ加硫用金型である。

請求項２に記載の発明は、
前記溝部の断面形状が、半円形状、三角形状、矩形形状のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫用金型である。

請求項３に記載の発明は、
前記溝部の断面形状が、半円形状であって、半径が０．３〜３．０ｍｍであることを特徴とする請求項１および請求項２に記載のタイヤ加硫用金型である。

請求項４に記載の発明は、
前記溝部が、キャビティ面から０．５〜５．０ｍｍの位置に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のタイヤ加硫用金型である。

請求項５に記載の発明は、
前記溝部に、予め環状のＯリングが嵌合されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のタイヤ加硫用金型である。

本発明によれば、キャビティ面などを傷めたり、金型形状に寸法変化を生じさせたりすることがなく、バリの発生を充分に抑制して、外観や品質が安定した空気入りタイヤを提供することができると共に、メンテナンス間隔を大幅に延長することができるタイヤ加硫用金型を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るタイヤ加硫用金型の使用状況を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係るタイヤ加硫用金型のサイドプレートとビードリングとの合わせ面を模式的に示す拡大断面図である。 本発明の一実施の形態に係るタイヤ加硫用金型のサイドプレートとビードリングとの合わせ面に流れ込んで集積されたゴムを模式的に示す斜視図である。 溝部に集積されたゴムの斜視図である。 加硫後のタイヤのビード部の外観要部を模式的に示す斜視図である。 従来のタイヤ加硫用金型を模式的に示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

１．タイヤ加硫用金型
最初に、本実施の形態に係るタイヤ加硫用金型につき説明する。

本実施の形態に係るタイヤ加硫用金型は、基本的に、図６に示した従来のタイヤ加硫用金型と同様に、トレッドセグメント、サイドプレート、およびビードリングの各一対から構成されている。

しかし、本実施の形態に係るタイヤ加硫用金型は、サイドプレートとビードリングの合わせ面に、タイヤの周方向に一周する溝部が設けられている点で、従来のタイヤ加硫用金型と異なっている。

図１は、本実施の形態に係るタイヤ加硫用金型の使用状況を模式的に示す断面図である。図１において、１はタイヤ加硫用金型、３はサイドプレート、４はビードリングである。そして、８は、加硫時、サイドプレート３とビードリング４との間に形成される合わせ面であり、合わせ面８のサイドプレート３側にはタイヤの周方向に一周する溝部１０が設けられている。なお、Ｔはタイヤ加硫用金型１にセットされている未加硫タイヤであり、加硫により、ビード部Ｔ１、サイドウオール部Ｔ２、トレッド部Ｔ３が形成されて製品タイヤとなる。

図１に示すように、加硫時には、サイドプレート３とビードリング４が当接されて、合わせ面８が形成されている。合わせ面８の間隔（隙間）が０．０５ｍｍを超えると、前記したように、従来は、この隙間に流れ込むゴムにより許容限度を超えた大きなバリが発生していた。

しかし、本実施の形態においては、溝部１０が設けられているため、隙間に流れ込んだゴムは溝部１０に集積して、その先にゴムが流れ込むことを抑制する。そして、この状態で加硫が行われるため、バリの成長が抑制される。

図２は、本実施の形態におけるタイヤ加硫用金型のサイドプレートとビードリングとの合わせ面８を模式的に示す拡大断面図であり、（ａ）は溝部１０がサイドプレート３に設けられた例を、（ｂ）は溝部１０がビードリング４に設けられた例を示しており、（ｃ）はサイドプレート３に設けられた溝部１０にゴムが集積される様子を示している。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、溝部１０は、サイドプレートとビードリング、いずれの合わせ面に設けられていてもよく、合わせ面８のキャビティ面から所定の位置に設けられている。発生したバリの長さとしては、通常、１〜４ｍｍ程度が許容されており、本発明者の実験によれば、キャビティ面から５．０ｍｍ以内の位置に溝部１０を形成した場合、発生するバリの長さを４ｍｍ以下に充分抑制することができる。一方、溝部１０がキャビティ面から近すぎる位置に形成された場合には、キャビティ面の強度が低下するため、加硫時、キャビティ面が変形し、加硫タイヤの形状を変化させる恐れがある。このため、溝部１０は、キャビティ面より０．５〜５．０ｍｍの位置に設けられていることが好ましい。より好ましくは、１〜２ｍｍである。

溝部１０の断面形状としては、流れ込んだ未加硫ゴムが効率的に充分集積できる形状であれば、特に限定されないが、サイドプレート３やビードリング４に溝部１０を設ける加工の容易さなどを考慮すると、半円形状、三角形状が好ましい。一方、後記する溝部にＯリングなどを嵌合させる場合などを考慮すると、半円形状、矩形形状が好ましい。半円形状は、上記のように、どちらにおいても好ましい形状であり、溝部の断面形状として最も好ましい。

溝部１０の大きさとしては、小さすぎると流れ込んだゴムがすぐに溝部１０に集積されるため、さらに流れ込む未加硫ゴムをせき止めることができない。一方、大きすぎると、流れ込んだ未加硫ゴムが溝部１０に充分に行き渡らず集積されないため、２回目以降の加硫時において、後記するＯリングとしての機能が発揮されず、バリの発生を充分に抑制することができない。また、発生するバリは本来廃棄されるべきものであるため、大きすぎる溝部１０は好ましくない。これらを考慮すると、例えば、図２に示す半円形状の溝部１０の場合には、半径０．３〜３．０ｍｍであることが好ましい。

このような溝部は、溝部を形成するサイドプレートやビードリングを旋盤に固定し、水平垂直を出した後、回転させながら彫刻するという簡便な方法により形成することができる。

２．加硫
次に、上記の本実施の形態に係るタイヤ加硫用金型を用いたタイヤの加硫につき説明する。

タイヤの加硫は、基本的に、従来と同様に、未加硫タイヤをタイヤ加硫用金型の内部にセットし、ブラダーに内圧を掛けて未加硫タイヤをタイヤ加硫用金型のキャビティ面に押圧した状態で加圧、加熱することにより行われる。

このとき、前記したように、一部のゴムが合わせ面８の隙間に流れ込むが、本実施の形態のタイヤ加硫用金型には溝部１０が設けられているため、図２（ｃ）に示すように、流れ込んだゴムは溝部１０に集積され、その先に流れ込むことが抑制され、大きなバリの発生が抑制される。

図３にタイヤ加硫用金型のサイドプレートとビードリングとの合わせ面に流れ込んで集積されたゴムを模式的に示し、図４に溝部に集積されたゴムを示す。また、図５に加硫後のタイヤのビード部の外観要部を模式的に示す。図３〜５において、２０は合わせ面の隙間に流れ込んだゴムであり、最終的に小さなバリとなる。そして、２１は溝部に集積されたゴムである。

加硫完了後、タイヤ加硫用金型を開放して、タイヤを取り出す際には、図５に示すように、タイヤ側には合わせ面の隙間に流れ込んだゴム２０のみが取られ、溝部に集積されたゴム２１は金型側に残る。そして、この溝部に集積されたゴム２１は、合わせ面を開放した際には、膨張して円形に近い断面形状を示す。このため、以降の加硫に際しては、この溝部に集積されたゴム２１が、あたかも、溝部１０に嵌合されたＯリングのように、ゴムの流れ込みを防止するストッパーとして機能し、バリの成長を抑制する。なお、タイヤ側に取られたゴムはバリとなるが、充分小さなバリであるため、タイヤの外観や特性を悪化させることがない。

このように、本実施の形態に係るタイヤ加硫用金型を用いた場合、２回目以降の加硫に際しては、溝部に集積されて残ったゴムがあたかもＯリングのように機能するため、大きなバリの発生が充分に抑制される。

なお、必要に応じて、上記のように、１回目の加硫時に溝部にゴムを流入させるのではなく、溝部に、予め、ゴムや耐熱性樹脂を埋設させておいてもよい。

そして、１回目の加硫から特にバリの発生を防止したい場合や、ビードリングとサイドプレートのサイズが大きく異なり大きな熱膨張量差が生じる金型（例えば、ＴＢ用、ＡＧ用、ＯＲ用タイヤの金型）やビードリングとサイドプレートとが熱膨張係数が異なる素材で構成されている金型の場合などには、溝部にゴムが集積されることを待たず、予め、溝部のサイズに適応したＯリングを嵌合させておいて、Ｏリングにより大きなバリの発生を抑制してもよく、大きなバリの発生が抑制される効果が特に顕著に発揮される。

３．本実施の形態における効果
（１）第１回目の加硫時は、流れ込んで溝部に集積されたゴムが、その先にゴムが流れ込むことを抑制して、許容限度を超える大きなバリの発生を充分に抑制する。そして、第１回目の加硫において溝部に集積されたゴムにより、第２回目以降の加硫時、合わせ面へのゴムの流れ込みが抑制されるため、加硫を繰り返し行っても、許容限度を超える大きなバリの発生を充分に抑制することができ、外観や品質が安定した空気入りタイヤを提供することができる。

（２）そして、本発明者の実験によれば、本実施の形態に係るタイヤ加硫用金型を用いた場合、加硫の繰り返しなどにより合わせ面の隙間が大きくなった場合でも、金型や未加硫タイヤに手を加えることなく、大きなバリの発生を充分に抑制することができることが分かった。具体的には、従来は、合わせ面の隙間が０．０５ｍｍを超えると大きなバリが発生していたのに対し、本実施の形態によれば、概ね０．７ｍｍ以下であれば、金型や未加硫タイヤに手を加えることなく、大きなバリの発生を充分に抑制することができる。

（３）メンテナンス間隔を従来の１回／月程度から、１回／年程度に大幅に延長することができ、実質的にメンテナンスフリーとすることができる。

（４）溝部を設ける加工は、新造金型あるいは中古金型であることや、金型タイプや金型寸法、加硫機仕様などに限定されることなく、容易に行うことができ、コーキング処理やローラー処理のように、金型表面を傷めたり、金型の寸法変化を引き起こしたりすることがない。

（５）ビードリングとサイドプレートとが熱膨張係数が異なる素材で構成されている金型や、ビードリングとサイドプレートのサイズが大きく異なり、大きな熱膨張量差が生じる金型の場合、大きなバリの発生が抑制される効果が特に顕著に発揮される。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

１ タイヤ加硫用金型
２ トレッドセグメント
３ サイドプレート
４ ビードリング
５ ブラダー
８ 合わせ面
１０ 溝部
２０ 合わせ面の隙間に流れ込んだゴム
２１ 溝部に集積されたゴム
Ｔ 未加硫タイヤ
Ｔ１ ビード部
Ｔ２ サイドウオール部
Ｔ３ トレッド部

Claims (5)

1. トレッドセグメント、サイドプレート、およびビードリングの上下各１対を備え、これらの各合わせ面を合致させた状態でタイヤの加硫成形を行うタイヤ加硫用金型であって、
   前記サイドプレートと前記ビードリングの合わせ面のうち、少なくとも一方の合わせ面に、タイヤの周方向に１周する溝部が設けられており、
   加硫完了後、開放してタイヤを取り出す際、前記タイヤ側には前記合わせ面の隙間に流れ込んだゴムのみが取られ、前記溝部に集積されたゴムが金型側に残るように構成されている
   ことを特徴とするタイヤ加硫用金型。
   
2. 前記溝部の断面形状が、半円形状、三角形状、矩形形状のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫用金型。
3. 前記溝部の断面形状が、半円形状であって、半径が０．３〜３．０ｍｍであることを特徴とする請求項１および請求項２に記載のタイヤ加硫用金型。
4. 前記溝部が、キャビティ面から０．５〜５．０ｍｍの位置に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のタイヤ加硫用金型。
5. 前記溝部に、予め環状のＯリングが嵌合されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のタイヤ加硫用金型。

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