JP6008732B2 - タイヤ加硫金型 - Google Patents

Description

本発明は、複数の分割型を有するタイヤ加硫金型に関する。

未加硫タイヤを加硫する際に使用するタイヤ成形金型は、タイヤ外表面を成形する成形面を有する分割型を複数合体させて使用している。分割型には、図５に例示するように、タイヤのトレッド部を成形するトレッドセクタ１１、タイヤのサイドウォール部を成形するサイドプレート１２、及びタイヤのビード部を成形するビードリング１３が挙げられる。

各々の分割型１１，１２，１３は、他の分割型に対して相対的に移動可能に構成されている。例えば図５（ａ）に示す分割型が合体する型締め状態では、各々の分割型１１，１２，１３の成形面１１ａ，１２ａ，１３ａが連なり、図５（ｂ）に示す分割型が離間する型締め状態では、各々の分割型１１，１２，１３の成形面１１ａ，１２ａ，１３ａが離間する。

このようなタイヤ加硫金型により未加硫タイヤが加硫成形されるが、加硫中に隣接する分割型間の合わせ面１２ｂ，１３ｂの隙間にゴムが流入して、加硫済タイヤの外表面にバリ（はみ出しゴム）が生じる場合がある。

バリを生じないようにするためには、分割型間の隙間をゴムが流入しない大きさに加工・調整する必要があるが、そのためには高精度に分割型を成形する必要があり、コストが増大する。さらに、一つのタイヤを加硫成形する毎に、型開き動作及び型締め動作がなされ、合わせ面同士の接触が繰り返されるので、合わせ面が摩滅してゴムが流入することが避けられない。

そこで発想を転換し、タイヤ成形後に切断しやすい形状のバリとなるように、分割型の合わせ面にゴムを積極的に流入させるアプローチが考えられる。このアプローチを示す文献として、例えば特許文献１には、分割型の合わせ面に、ゴムの流入を許容する導入溝を設けたタイヤ加硫金型が開示されている。この導入溝は、溝入口近傍に溝幅が狭い幅狭部位を有し、当該幅狭部よりもタイヤ外側となる部位の溝幅が広くなるように形成してある。これにより、溝に流入してバリとなるゴムを、タイヤ成形後に切断しやすくしている。

特開２００９−１１９６２４号公報

しかしながら、分割型の型開き動作及び型締め動作が繰り返されることで、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、合わせ面（１１ｂ，１２ｂ）のうち溝５を形成する面（４１ａ，４２ａ）以外の面（４１ｂ，４２ｂ）が接触により摩滅し、図６（ｂ）に示すように、型締め状態で得られる溝の溝幅ｄ２が新品時の溝幅ｄ１に比べて全体的に狭くなってしまう。この場合、加硫済タイヤに形成されるバリの厚みが薄くなり過ぎて、型開き時やタイヤを金型から抜く時において、外力に負けてバリが切れてしまい、金型に残留するおそれがある。金型に残留するバリは、次工程以降で成形するタイヤが不良品となる原因になるので、分割型の合わせ面の摩滅を抑制する必要が考えられる。

合わせ面の摩滅を抑制するための一つの有効な手段として、金型全体を高硬度の素材で成形することが考えられるが、高硬度の素材は加工が難しく、そのために、金型コストが増大してしまう。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、金型コストを抑制するとともに、分割型の合わせ面の摩滅に起因する不具合を抑制するタイヤ加硫金型を提供することである。

本発明は、上記目的を達成するために、次のような手段を講じている。

すなわち、本発明のタイヤ加硫金型は、タイヤ外表面を成形するタイヤ成形面を有する分割型を複数備え、各々の分割型の合わせ面同士を突き合わせた型締め状態において前記合わせ面間に、前記タイヤ成形面側からのタイヤゴムの流入を許容する溝幅の導入溝が形成されており、前記分割型のうち前記合わせ面を形成する部位は、他の部位に比べて硬度が高い高硬度部位に設定されていることを特徴とする。

このように、分割型のうち合わせ面を形成する部位は、他の部位に比べて硬度が高い高硬度部位に設定されているので、合わせ面同士が繰り返し接触したとしても、接触部位の摩滅を抑制でき、導入溝の溝幅が新品時よりも狭くなることに起因する不具合の発生を抑制することが可能となる。それでいて、分割型の一部のみを高硬度に設定するので、分割型全体を高硬度に設定する場合に比べて、金型コストを抑制することが可能となる。

合わせ面の摩滅を的確に抑制するためには、前記高硬度部位は、ＨＲＣ４０以上の硬度に設定されていることが好ましい。

合わせ面の摩滅をより適切に抑制するためには、前記高硬度部位は、前記導入溝の溝幅方向の厚みが少なくとも５ｍｍとなる肉厚に設定されていることが好ましい。

金型に導入溝で形成されるバリが残留する不具合を抑制するためには、前記導入溝は、互いに突き合わされる合わせ面の両方に設けられる対をなす凹部により形成されることが好ましい。

金型に導入溝で形成されるバリが残留する不具合を抑制するためには、前記導入溝は、互いに突き合わされる合わせ面の一方のみに設けられる凹部により形成されており、各々の分割型にそれぞれ設けられる高硬度部位は、前記凹部を有さない方が前記凹部を有する方よりも硬い硬度に設定されていることが好ましい。

本発明の一実施形態に係るタイヤ加硫金型を示す縦断面図。（ａ）型締め状態を示す図。（ｂ）型開き状態を示す図。 サイドプレートとビードリングの合わせ面を示す拡大図。（ａ）合わせ面の部位に関する説明図。（ｂ）合わせ面を形成する部材の材質に関する説明図。 本発明の他の実施形態に係る断面図。 本発明の上記以外の実施形態に係る断面図。 従来のタイヤ加硫金型を示す縦断面図。 従来のタイヤ加硫金型の合わせ面を模式的に示す図。（ａ）新品時の断面図。（ｂ）摩滅時の断面図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１は、タイヤ加硫金型の一例を概略的に示す縦断面図である。図１（ａ）は、型締め状態を示す図である。図１（ｂ）は、型開き状態を示す図である。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、複数の分割型（１，２，３）を備える。分割型（１，２，３）として、タイヤのトレッド部の外表面を成形するトレッドセクタ１、タイヤのサイドウォール部の外表面を成形するサイドプレート２・２、タイヤのビード部の外表面を成形するビードリング３が挙げられる。各々の分割型（１，２，３）は、タイヤ外表面を成形する成形面（１ａ，２ａ，３ａ）と、他の分割型と突き合わされる合わせ面（１ｂ，２ｂ，３ｂ）とを有する。各々の分割型（１，２，３）は、図示しない開閉機構によって他の分割型に対して相対的に移動可能に構成される。例えば図１（ａ）に示す分割型が合体する型開き状態では、各々の分割型の成形面（１ａ，２ａ，３ａ）が連なり、図１（ｂ）に示す分割型が離間する型締め状態では、各々の分割型の成形面（１ａ，２ａ，３ａ）が離間する。

加硫成形時には、不図示の開閉機構によって図１（ｂ）に示す型開き状態となり、グリーンタイヤ（未加硫タイヤ）をタイヤ軸方向が上下になる姿勢でセットする。次に、図１（ａ）に示す型締め状態にし、その後ブラダーと呼ばれるゴムバック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成形面に押し当てられる。

図２は、サイドプレート２とビードリング３との界面を示す。同図に示すように、型締め状態では、サイドプレート２のタイヤ成形面２ａとビードリング３のタイヤ成形面３ａが連なっているとともに、各々の合わせ面２ｂ，３ｂが突き合わされた状態となる。双方の合わせ面２ｂ，３ｂの間には、タイヤ成形面側からのゴムの流入を許容する溝幅の導入溝５が形成されている。導入溝５は、タイヤ成形面２ａ，３ａで規定されるタイヤの収容空間ＳＰに開口している。

具体的には、導入溝５は、互いに突き合わされる合わせ面２ｂ，３ｂの一方３ｂのみに設けられる凹部により形成される。本実施形態では、ビードリング３の合わせ面３ｂの一部を切り欠いた状態にして凹部が形成されている。一方、相手側となるサイドプレート２の合わせ面２ｂには凹部が形成されていない。図２（ａ）に示すように、合わせ面２ｂ（３ｂ）は、対向面との間に導入溝５を形成する溝形成面４２ａ（４３ａ）と、相手側の合わせ面と接触する接触面４２ｂ（４３ｂ）の両方をいう。

サイドプレート２のうち合わせ面２ｂを形成する部位は、他の部位Ａｒ２に比べて硬度が高い高硬度部位Ａｒ１に設定されている。ビードリング３についても同様である。本実施形態では、高硬度部位Ａｒ１は、国際規格ＩＳＯ６５０８−１に規定されるＨＲＣ４０に設定されるが、これに限定されない。例えば、ＨＲＣ３０〜５０の範囲であればよく、好ましくはＨＲＣ４０以上である方がよい。

高硬度部位Ａｒ１・Ａｒ１は、導入溝５の溝幅方向ＷＤ（接触面に垂直な方向）の厚みＷ１が５ｍｍに設定されている。ビードリング３の合わせ面３ｂのように、合わせ面３ｂに凹部がある場合には、導入溝５の溝幅が最大となる部分Ｐ１を基点として５ｍｍ以上あることが好ましい。分割型（サイドプレート２及びビードリング３）のその他の部位Ａｒ２は、高硬度部位Ａｒ１よりも低い硬度に設定される。本実施形態では、例えばＨＲＣ２０に設定される。

高硬度部位Ａｒ１は、焼き入れなどの熱処理による表面硬化処理や、超硬合金などの硬い素材を用いることで得ることが可能である。特に、焼き入れによる表面硬化処理が製造コスト面で好ましい。

本実施形態では、トレッドセクタ１、サイドプレート２及びビードリング３のベースとなる素材としては、鋼材が挙げられる。

導入溝５の具体的な形状は、図２に示すように導入溝５の溝口部分の溝幅Ｗ２は、溝幅方向ＷＤにて０．４ｍｍに設定されている。当該部分の厚みが０．４未満となれば、はみ出しゴム（バリ）が千切れて、次の工程以降の異物混入となってしまう。当該部分の厚みは１．０ｍｍ未満であることが好ましい。１．０以上であれば、切断しにくくなる。

また、導入溝５の溝入り口付近（溝開口から０．５ｍｍの位置）に、厚みＷ３が０．２ｍｍとなる幅狭部を設け、幅狭部よりもタイヤ外側（導入溝５の底側）の溝幅が広くなるようにしてある。これにより、バリを切断するカッタの刃が幅狭部に案内されて、安定して切断可能にしてある。

また、タイヤ周方向に連続して配置される導入溝５のほか、導入溝５の溝幅よりも溝幅を広くした補強溝（不図示）が、タイヤ周方向の複数箇所（本実施形態では１２箇所）に間隔をあけて配置されている。補強溝の溝幅は、０．６以上且つ１．５ｍｍ以下に設定される。補強溝によりタイヤ周方向の複数箇所に厚みのあるバリができ、バリ全体が完全に千切れて金型に残ることを防止できる。補強溝の溝幅が０．６ｍｍ未満では強度不足となり、逆に１．５ｍｍを超えると切断しにくくなる。

以上のように本実施形態のタイヤ加硫金型は、タイヤ外表面を成形するタイヤ成形面（２ａ，３ａ）を有する分割型（２，３）を複数備え、
各々の分割型（２，３）の合わせ面（２ｂ，３ｂ）同士を突き合わせた型締め状態において合わせ面（２ｂ，３ｂ）間に、タイヤ成形面（２ａ，３ａ）側からのタイヤゴムの流入を許容する溝幅の導入溝５が形成されており、
分割型（２，３）のうち合わせ面（２ｂ，３ｂ）を形成する部位は、他の部位Ａｒ２に比べて硬度が高い高硬度部位Ａｒ１に設定されている。

このように、分割型（２，３）のうち合わせ面（２ｂ，３ｂ）を形成する部位は、他の部位Ａｒ２に比べて硬度が高い高硬度部位Ａｒ１に設定されているので、合わせ面（２ｂ，３ｂ）同士が繰り返し接触したとしても、接触部位の摩滅を抑制でき、導入溝５の溝幅が新品時よりも狭くなることに起因する不具合の発生を抑制することが可能となる。それでいて、分割型の一部のみを高硬度に設定するので、分割型全体を高硬度に設定する場合に比べて、金型コストを抑制することが可能となる。

特に、本実施形態では、高硬度部位Ａｒ１は、ＨＲＣ４０以上の硬度に設定されているので、合わせ面（２ｂ，３ｂ）の摩滅を的確に抑制することが可能となる。

さらに、本実施形態では、高硬度部位Ａｒ１は、導入溝５の溝幅方向ＷＤの厚みＷ１が少なくとも５ｍｍとなる肉厚に設定されているので、合わせ面（２ｂ，３ｂ）の表面に高硬度素材を薄くコーティングする場合に比べて、合わせ面（２ｂ，３ｂ）の摩滅をより適切に抑制することが可能となる。

［他の実施形態］
（１）本実施形態では、図２（ｂ）に示すように対をなす合わせ面２ｂ，３ｂのうち一方の合わせ面のみに凹部を形成しているが、これに限定されない。例えば、図３（ａ）に示すように、互いに突き合わされる合わせ面２ｂ，３ｂの両方に凹部を設け、双方の凹部により導入溝５を形成してもよい。この構成によれば、万一、合わせ面２ｂ，３ｂに摩滅が生じても導入溝５が極端に狭くなる可能性が減り、金型にバリが残留する不具合を抑制することが可能となる。

（２）さらに、他の実施形態としては、図３（ｂ）が挙げられる。同図に示すように、導入溝５は、互いに突き合わされる合わせ面２ｂ，３ｂの一方３ｂのみに設けられる凹部により形成されている。この場合、各々の分割型（２，３）にそれぞれ設けられる高硬度部位（Ａｒ１，Ａｒ３）は、凹部を有さない方（Ａｒ３）が凹部を有する方（Ａｒ１）よりも硬い硬度に設定されている。この例では、部位Ａｒ３の硬度が最も高く、その次に部位Ａｒ１の硬度が高く、部位Ａｒの硬度が一番低い。このようにしているのは、凹部を有する合わせ面と、凹部を有さない合わせ面とでは、後者の方が摩滅しやすくことが経験則上判明した。そこで、後者を前者よりも高硬度に設定することで、摩滅の偏りを避け、導入溝５が極端に狭くなる可能性を減らし、金型にバリが残留する不具合を抑制することが可能となる。

（３）導入溝５の形状は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように種々変形可能である。直線、曲線又はそれらの組み合わせた凹部、凸部により形成される種々の形状が挙げられる。また、本実施形態では、サイドプレート２の合わせ面とビードリング３の合わせ面について説明したが、サイドプレート２の合わせ面とトレッドセクタ１の合わせ面、タイヤ周方向に複数分割されるトレッドセクタ同士の合わせ面にも適用可能である。

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに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で種々変形が可能である。

２…サイドプレート（分割型）
３…ビードリング（分割型）
２ａ，３ａ…タイヤ成形面
２ｂ，３ｂ…合わせ面
５…導入溝
Ａｒ１…高硬度部位
ＷＤ…溝幅方向

Claims (5)

1. タイヤ外表面を成形するタイヤ成形面を有する分割型を複数備え、
   各々の分割型の合わせ面同士を突き合わせた型締め状態において前記合わせ面間に、前記タイヤ成形面側からのタイヤゴムの流入を許容する溝幅の導入溝が形成されており、前記導入溝の溝口の溝幅が０．４ｍｍ以上且つ１．０ｍｍ未満であり、
   前記分割型のうち前記合わせ面を形成する部位は、他の部位に比べて硬度が高い高硬度部位に設定されていることを特徴とするタイヤ加硫金型。
2. 前記高硬度部位は、ＨＲＣ４０以上の硬度に設定されている請求項１に記載のタイヤ加硫金型。
3. 前記高硬度部位は、前記導入溝の溝幅方向の厚みが少なくとも５ｍｍとなる肉厚に設定されている請求項１又は２に記載のタイヤ加硫金型。
4. 前記導入溝は、互いに突き合わされる合わせ面の両方に設けられる対をなす凹部により形成される請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ加硫金型。
5. 前記導入溝は、互いに突き合わされる合わせ面の一方のみに設けられる凹部により形成されており、
   各々の分割型にそれぞれ設けられる高硬度部位は、前記凹部を有さない方が前記凹部を有する方よりも硬い硬度に設定されている請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ加硫金型。

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