JP6097193B2 - タイヤ加硫金型及びタイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤのサイドウォール部に接するサイド成形面に複数のベントホールが設けられたタイヤ加硫金型と、それを用いたタイヤの製造方法とに関する。

従来、空気入りタイヤの加硫成形に用いられるタイヤ加硫金型では、タイヤのサイドウォール部に接するサイド成形面に複数のベントホールが設けられている（例えば、特許文献１，２）。かかる構成によれば、タイヤとサイド成形面との間の余分なエアを金型の外部に排出し、ライトネスやベアと呼ばれるゴム欠損の原因となるエア溜まりの発生を防いで、良好なタイヤ外観の成形を図ることができる。

一方で、サイドウォール部の表面に突起部を設けた空気入りタイヤが公知である。この突起部は、例えば、タイヤの意匠性や装飾性を高めるために文字や数字、図形などの表示を構成し、或いは岩場のような悪路での走破性や耐外傷性を向上するためにリブを構成する。この場合、タイヤ加硫金型のサイド成形面には、突起部に対応した凹部が設けられている。

ところが、そのような凹部はサイド成形面のプロファイルよりも凹んでいるため、加硫成形時に所要量のゴムが充填されるまでに時間が掛かり、凹部内でのゴム流れが低下しがちであった。その結果、凹部内でエア溜まりが発生しやすく、それに起因した突起部のゴム欠損によってタイヤの外観不良となる恐れがあった。

特開２００８−２６５５０２号公報 特開平８−４７９２９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、凹部内でのエア溜まりの発生を抑制できるタイヤ加硫金型と、それを用いたタイヤの製造方法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することができる。即ち、本発明に係るタイヤ加硫金型は、タイヤのサイドウォール部に接するサイド成形面に複数のベントホールが設けられたタイヤ加硫金型において、前記サイド成形面に、前記サイド成形面のプロファイルからタイヤ幅方向外側に向けて凹んだ凹部が設けられ、前記凹部内で開口するベントホールの径が、前記サイド成形面のプロファイル上で開口するベントホールの径よりも大に設定されているものである。

このタイヤ加硫金型では、凹部内で開口するベントホールの径が、プロファイル上で開口するベントホールの径よりも大きいため、加硫成形時のゴムが凹部内へ積極的に引き込まれる。これにより、凹部内でのゴム流れが促進されるとともにエアが分散され、その凹部内でエア溜まりの発生を抑制できる。また、サイド成形面のプロファイル上ではゴム流れの低下が見られないため、そのプロファイル上で開口するベントホールの径を相対的に小さくすることで、無駄にゴムを引き込むことなく、タイヤにおいて必要なゴム厚みを適切に確保することができる。

前記凹部が、凹み量が相対的に大きい第１凹部と、凹み量が相対的に小さい第２凹部とを含む場合には、前記第１凹部内で開口するベントホールの径が、前記第２凹部内で開口するベントホールの径よりも大に設定され、その第２凹部内で開口するベントホールの径が、前記サイド成形面のプロファイル上で開口するベントホールの径よりも大に設定されていることが好ましい。これにより、凹部内でのゴム流れが、その凹部の凹み量に応じて大きくなるため、各部位に適した度合いでゴム流れを改善することによりエア溜まりの発生を抑制できる。

前記凹部内で開口する前記ベントホールの径が２．２ｍｍ以下に設定されていることが好ましい。これにより、ベントホールに流れ込んだゴムによって形成されるゴム突起が大きくなり過ぎることを防ぎ、ゴム突起のトリミング作業の煩雑化を防止できる。また、ベントホールによる排気性能を確保するうえで、前記サイド成形面のプロファイル上で開口するベントホールの径が０．６ｍｍ以上に設定されていることが好ましい。

本発明に係るタイヤの製造方法は、上述したタイヤ加硫金型のキャビティに未加硫タイヤをセットし、その未加硫タイヤに加熱加圧を施して加硫を行う工程を含むものである。かかる方法によれば、上述のように凹部内でのゴム流れを促進してエア溜まりの発生を防止できることから、良好なタイヤ外観を成形することができる。

本発明に係るタイヤ加硫金型の一例を概略的に示す縦断面図 サイド成形面の拡大図 本発明の別実施形態に係るサイド成形面の拡大図

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１に示すタイヤ加硫金型１０には、破線で輪郭を示した未加硫タイヤＴがタイヤ軸を上下にしてセットされている。即ち、図１では、上下方向がタイヤ幅方向、左右方向がタイヤ径方向となる。タイヤ加硫金型１０は、キャビティ３０にセットされたタイヤＴのサイドウォール部に接するサイド成形面１と、タイヤＴのトレッド部に接するトレッド成形面２とを備える。サイド成形面１には、加硫成形時にタイヤＴとサイド成形面１との間の余分なエアを排出するために、金型１０の内部（キャビティ３０）と外部とを連通させる複数のベントホール１１，１２が設けられている。

タイヤ加硫金型１０は、タイヤＴのサイドウォール部を成形するサイドプレート９１，９２と、タイヤＴのトレッド部を成形する環状のトレッドリング９３とを備える。サイド成形面１はサイドプレート９１，９２の各々の内面を構成し、トレッド成形面２はトレッドリング９３の内面を構成している。図示していないが、トレッド成形面２には、トレッドパターンに対応した凹凸模様が形成されるとともに、トレッド成形面２で開口する複数のベントホールが設けられている。

この金型１０は、所謂セグメンテッドモールドであり、タイヤ周方向に分割された複数のセクターによってトレッドリング９３が構成されている。型開き時には、サイドプレート９２とトレッドリング９３が上昇するとともに、各セクターが放射状に広がるようにしてタイヤ径方向外側に変位し、タイヤの出し入れが可能になる。型締め時には、セクターが寄り集まることによりトレッドリング９３が円環状に連続し、図１のようにサイド成形面１とトレッド成形面２とがタイヤＴの外表面に密着しうる状態になる。

図２に拡大して示すように、サイド成形面１には、サイド成形面１のプロファイルＰＲからタイヤ幅方向外側に向けて凹んだ凹部３が設けられている。そのため、この金型１０を用いて加硫成形したタイヤのサイドウォール部の表面には、凹部３に対応した突起部が設けられる。この突起部は、例えば、タイヤの意匠性や装飾性を高めるために文字や数字、図形などの表示を構成し、或いは岩場のような悪路での走破性や耐外傷性を向上するためにリブを構成する。

サイド成形面１のプロファイルＰＲは、キャビティ３０側に中心を有してタイヤ幅方向外側に凸形状となる円弧により形成される。このプロファイルＰＲを構成する円弧は、単一の円弧でも構わないが、曲率半径が異なる複数の円弧を滑らかに連ねたものでもよい。凹部３は、最大幅点ＷＰよりもタイヤ径方向外側に配置されているが、最大幅点ＷＰに跨って配置されても構わない。最大幅点ＷＰは、プロファイルＰＲにおいて最もタイヤ幅方向外側に位置する点であり、凹部３がこれに跨って配置される場合でもプロファイルＰＲを基準にして定められる（図３参照）。

サイドプレート９１には、ビード部のリムプロテクタを成形するための部分が設けられている。この部分は、ビードヒールからタイヤ径方向外側に向かって延び且つタイヤ外側に中心を有してタイヤ幅方向内側に凸形状となる円弧に面している。最大幅点ＷＰは、このリムプロテクタを成形するための部分を除外して定められ、プロファイルＰＲから凹んだ凹部にもこの部分を勘案しない。

凹部３では、それが設けられていない箇所に比べて、加硫成形時に所要量のゴムが行き渡るのに時間が掛かり、その傾向は凹部３の凹み量Ｄ３が２ｍｍを越えると顕在化しやすい。それ故、少なくとも凹み量が２ｍｍを越える凹部では、後述するようにベントホールの径を相対的に大きくすることが好ましい。本実施形態では、凹み量Ｄ３が３ｍｍを越えた凹部３を例示するが、これが５ｍｍを越え、更には７ｍｍを越える場合もあり得る。凹み量Ｄ３は、プロファイルＰＲを基準とした凹部３の深さであり、プロファイルＰＲの法線方向に沿って測定される。

この金型１０では、凹部３内で開口するベントホール１１の径φ１１が、サイド成形面１のプロファイルＰＲ上で開口するベントホール１２の径φ１２よりも大に設定されており、そのため加硫成形時にゴムが凹部３内へ積極的に引き込まれる。これにより、凹部３内でのゴム流れが促進されるとともにエアが分散され、その凹部３内でエア溜まりの発生を抑制できる。また、サイド成形面１のプロファイルＰＲ上では、凹部３が設けられていないのでゴム流れが低下する問題が無く、ベントホール１２の径φ１２を相対的に小さくすることで、無駄にゴムを引き込むことなく、タイヤにおいて必要なゴム厚みを適切に確保できる。

上記のように、ベントホール１１は、余分なエアを逃がすという本来の作用よりも、寧ろゴムを引き込んで凹部３内でのゴム流れを促すという作用に主眼が置かれており、ゴムを積極的に動かすことによって凹部３内のエアの分散を図るものである。凹部３内のエアが適度に分散されると、エア溜まりの発生は抑制され、その結果、突起部のゴム欠損を防いで、良好なタイヤ外観が得られる。

上述の作用を発揮するうえでは、凹み量Ｄ３が最も大きい箇所にベントホール１１を設けることが効果的であり、本実施形態では、断面が台形状をなす凹部３の底面の中央部でベントホール１１が開口している。このベントホール１１は、ゴムの引き込みにより凹部３内でのゴム流れを促進するものであるため、エア溜まりが凹部３の角部で発生しやすい場合であっても、ベントホール１１を角部に設定する必要はない。無論、凹部３の角部にベントホール１１を設定することは別に構わない。

ベントホール１１の径φ１１は、ゴムの引き込みにより凹部３内でのゴム流れを促進する効果を確保する観点から０．８ｍｍ以上に設定されていることが好ましく、ゴム突起のトリミング作業の煩雑化を防ぐうえで２．２ｍｍ以下に設定されていることが好ましい。このゴム突起は、ベントホール１１に流れ込んだゴムによって、加硫成形後のタイヤのサイドウォール部の表面に形成され、スピューとも呼ばれる。また、ベントホール１２の径φ１２は、ベントホール１２による排気性能を確保するうえで０．６ｍｍ以上に設定されていることが好ましい。

実用上、相対的に大径となるベントホールの径は、相対的に小径となるベントホールの径の１．２〜１．４倍であることが好適である。したがって、径の大きさが相異なる２種のベントホール１１，１２においては、径φ１１が径φ１２の１．２〜１．４倍であることが好適である。この変化比率に基づく径寸法については有効桁数を勘案し、余分な桁は四捨五入により丸める。

図２で示していないサイドプレート９２のサイド成形面１にも、サイドプレート９１と同様にベントホール１１，１２が設けられている。また、ベントホール１１，１２は、それぞれタイヤ周方向に間隔を置いて多数が配列されている。これらのベントホール１１，１２は、同一のタイヤ子午線断面に現れなくても構わない。

図３に、本発明の別実施形態に係るサイド成形面を示す。以下に説明する構成の他は、前述の実施形態と同様の構成及び作用であるので、共通点を省略して主に相違点について説明する。また、既出の構成と同一の構成については、同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図３に示すように、このサイド成形面１には、タイヤ径方向に互いに離れて位置する複数の（本実施形態では２つの）凹部３，４が設けられるとともに、ビード部のリムプロテクタを成形するための部分は設けられていない。凹部３の凹み量Ｄ３は、凹部４の凹み量Ｄ４よりも大きく設定されている。したがって、本実施形態では、サイド成形面１に設けられた凹部が、凹み量Ｄ３が相対的に大きい凹部３（第１凹部に相当）と、凹み量Ｄ４が相対的に小さい凹部４（第２凹部に相当）とを含む。

この例では、凹部３内で開口するベントホール１１の径φ１１が、凹部４内で開口するベントホール１３の径φ１３よりも大に設定されている。それでいて、その凹部４内で開口するベントホール１３の径φ１３が、サイド成形面１のプロファイルＰＲ上で開口するベントホール１２の径φ１２よりも大に設定されている。これによって、凹部３，４内でのゴム流れが、その凹部３，４の凹み量に応じて大きくなるため、各部位に適した度合いでゴム流れを改善することによりエア溜まりの発生を抑制できる。

ベントホール１１の径φ１１は、ゴムの引き込みにより凹部３内でのゴム流れを促進する効果を確保する観点から０．８ｍｍ以上に設定されていることが好ましく、ゴム突起のトリミング作業の煩雑化を防ぐうえで２．２ｍｍ以下に設定されていることが好ましい。また、ベントホール１２の径φ１２は、ベントホール１２による排気性能を確保するうえで０．６ｍｍ以上に設定されていることが好ましい。ベントホール１３の径φ１３は、その径φ１１と径φ１２との間となる大きさに設定される。

実用上、相対的に大径となるベントホールの径は、相対的に小径となるベントホールの径の１．２〜１．４倍であることが好適である。径の大きさが相異なる３種のベントホール１１〜１３においては、径φ１１が径φ１３の１．２〜１．４倍であり、径φ１３が径φ１２の１．２〜１．４倍であることが好適である。この変化比率に基づく径寸法については有効桁数を勘案し、余分な桁は四捨五入により丸める。ベントホールの径を相対的に異ならせる設定は、凹み量の差が１ｍｍ以上となる凹部に（本実施形態では凹部３と凹部４とに）適用することが好ましい。

図２では、径の大きさが相異なる２種のベントホールを例示し、図３では、径の大きさが相異なる３種のベントホールを例示したが、４種以上のベントホールの適用も可能である。また、前述の実施形態では、ベントホールが径一定の丸孔である例を示したが、これに限られず、例えば開口部にザグリを有する形状でもよい。その場合、ベントホールの径は、ザグリではなくベントホールの本体部で測定されるものとする。

この金型１０を用いたタイヤの製造方法は、金型１０のキャビティ３０に未加硫タイヤをセットし、その未加硫タイヤに加熱加圧を施して加硫を行う工程を含む。この金型１０によれば、上述のように凹部内でのエア溜まりの発生を防止できるため、サイドウォール部の突起部にゴム欠損の無い良好なタイヤ外観を有する空気入りタイヤを製造することができる。

本発明に係るタイヤ加硫金型は、サイド成形面に設けられるベントホールを上記の如く構成したこと以外は、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、機構などが何れも本発明に採用することができる。

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る。したがって、例えば、前述の実施形態では、タイヤ加硫金型がセグメンテッドモールドであったが、これに限られず、トレッド部の中央部で上下に二分割された所謂２ピースモールドであってもよい。

本発明の構成と効果を具体的に示すために、タイヤの加硫成形を行ってエア溜まりの発生状況を確認した。評価に供したタイヤ加硫金型は図３に示したサイド成形面を備え、凹部３の凹み量は３．５ｍｍ、凹部４の凹み量は２．５ｍｍである。成形したタイヤが突起部のゴム欠損により外観不良となる場合は、加硫成形時にエア溜まりが発生したものとして「×」とし、突起部にゴム欠損が無く良好なタイヤ外観が得られた場合は、加硫成形時にエア溜まりが発生しなかったものとして「○」とした。

比較例１では、凹部３，４の両方でエア溜まりが発生し、特に凹部３で多く確認された。比較例２では、凹部３においてエア溜まりが発生した。また、比較例２では、サイド成形面のプロファイル上で開口するベントホールの径が無駄に大きいため、その周辺でタイヤにおけるゴム厚みの確保が懸念される。これに対し、実施例１，２では、エア溜まりの発生を抑制できた。

１ サイド成形面
３ 凹部
４ 凹部
１０ タイヤ加硫金型
１１ ベントホール
１２ ベントホール
１３ ベントホール
３０ キャビティ
９１ サイドプレート
９２ サイドプレート

Claims (5)

1. タイヤのサイドウォール部に接するサイド成形面に複数のベントホールが設けられたタイヤ加硫金型において、
   前記サイド成形面に、前記サイド成形面のプロファイルからタイヤ幅方向外側に向けて凹んだ凹部が設けられ、
   前記凹部内で開口するベントホールの径が、前記サイド成形面のプロファイル上で開口するベントホールの径よりも大に設定されていることを特徴とするタイヤ加硫金型。
2. 前記凹部が、凹み量が相対的に大きい第１凹部と、凹み量が相対的に小さい第２凹部とを含み、
   前記第１凹部内で開口するベントホールの径が、前記第２凹部内で開口するベントホールの径よりも大に設定され、その第２凹部内で開口するベントホールの径が、前記サイド成形面のプロファイル上で開口するベントホールの径よりも大に設定されている請求項１に記載のタイヤ加硫金型。
3. 前記凹部内で開口する前記ベントホールの径が２．２ｍｍ以下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. 前記サイド成形面のプロファイル上で開口するベントホールの径が０．６ｍｍ以上に設定されている請求項１〜３いずれか１項に記載のタイヤ加硫金型。
5. 請求項１〜４いずれか１項に記載のタイヤ加硫金型のキャビティに未加硫タイヤをセットし、その未加硫タイヤに加熱加圧を施して加硫を行う工程を含むタイヤの製造方法。

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