JP6148162B2 - タイヤ加硫金型及びタイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤのトレッド部に接するトレッド成形面に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、例えば特許文献１〜３に記載されているように、タイヤのトレッド部に接するトレッド成形面に、ブロックやリブなどの陸部を形成するための複数の凹部と、その凹部の底面で開口するベントホールとが設けられている。かかる構成によれば、タイヤとトレッ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。

ところが、凹部の側壁同士が交わる角部では、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、それに伴ってゴム流れが低下しがちであった。更に、本発明者らの知見によれば、側壁同士が直角または鈍角をなす角部と、側壁同士が鋭角をなす角部とを備える凹部において、前者よりも後者でゴム流れが顕著に低下する傾向にあり、それ故、側壁同士が鋭角をなす角部では、エア溜まりに起因したゴム欠損を生じやすく、タイヤの外観不良となる恐れがあった。

特開平８−２６７４５７号公報 特開平７−８８８４６号公報 特開昭６３−７８７０９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、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、タイヤのトレッド部に接するトレッド成形面に、陸部を形成するための複数の凹部と、前記凹部の底面で開口するベントホールとが設けられたタイヤ加硫金型において、側壁同士が直角または鈍角をなす第１の角部と、側壁同士が鋭角をなす第２の角部とを備える前記凹部に、前記第１の角部の底面で開口する第１のベントホールと、前記第２の角部の底面で開口する第２のベントホールとが設けられ、前記第１のベントホールの径に比べて前記第２のベントホールの径が大に設定されているものである。

かかる構成によれば、側壁同士が直角または鈍角をなす第１の角部と、側壁同士が鋭角をなす第２の角部とを備える凹部において、加硫成形時のゴムが第２のベントホールによって積極的に引き込まれるため、所要量のゴムが第２の角部に充填されるまでの時間が早められる。その結果、第２の角部では、ゴム流れが促進されることによりエアが分散され、延いてはエア溜まりの発生が抑えられる。第１の角部では、ベントホールの径が相対的に小さいためにゴムを無駄に引き込むことがなく、第２の角部でゴムの充填を早める効果を確保できる。

前記第２の角部の頂点を中心とした半径５ｍｍの領域内に、前記第２のベントホールが配置されていることが好ましい。かかる構成によれば、第２の角部の頂点の近くに第２のベントホールが配置されることから、第２のベントホールによるゴムの引き込みによって第２の角部でのゴム流れが効果的に改善され、エア溜まりの発生を良好に抑制することができる。

前記第２のベントホールの径が、前記第１のベントホールの径の二倍以下である、または２ｍｍ以下であることが好ましい。かかる構成によれば、第１のベントホールと第２のベントホールとの径差が大きくなり過ぎない。そのため、第２のベントホールによるゴムの引き込みが、第１の角部でのゴム流れに悪影響を及ぼさないようにできる。更に、かかる構成によれば、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太くなり過ぎないため、トリミング作業が簡単になって都合が良い。

ベントホールによる排気性能を確保するうえでは、前記第１のベントホールの径が０．６ｍｍ以上であることが好ましい。

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 トレッド成形面の正面図 図２の要部拡大図 凹部の他の例を示す図 凹部の他の例を示す図

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のトレッド部に接するトレッド成形面１を備える。トレッド成形面１には、加硫成形時にタイヤＴとトレッド成形面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、そのトレッドリング９３の内面にトレッド成形面１が形成されている。図１では記載を省略しているが、トレッド成形面１には、溝部を形成するための突起２（図２参照）と、ブロックなどの陸部を形成するための複数の凹部３（図２参照）とが設けられ、その凹部３の底面でベントホール１１が開口している。

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のようにトレッド成形面１がタイヤＴのトレッド部の外面に密着しうる状態になる。

図２では、上下方向がタイヤ周方向、左右方向がタイヤ幅方向となる。本実施形態のトレッド成形面１には、突起２と凹部３とからなる凹凸模様が設けられており、加硫成形後のタイヤのトレッド部には、これに対応したトレッドパターンが形成される。図３に拡大して示した凹部３は、側壁同士が直角または鈍角（図３の例では鈍角）をなす角部４１（第１の角部）と、側壁同士が鋭角をなす角部４２（第２の角部）とを備える。即ち、角部４１にて側壁同士がなす角度θ１は９０度以上であり、角部４２にて側壁同士がなす角度θ２は９０度未満である。

角部４１の底面ではベントホール１１ａ（第１のベントホール）が開口するとともに、角部４２の底面ではベントホール１１ｂ（第２のベントホール）が開口する。そして、ベントホール１１ａの径φ１１ａに比べて、ベントホール１１ｂの径φ１１ｂが大に設定されている（即ち、φ１１ａ＜φ１１ｂ）。このようなベントホール１１が径差を有する構造は、一部の凹部３に適用されるものでも構わないが、トレッド成形面１の全域でエア溜まりの発生を抑えるうえで、全ての凹部３に適用されることが好ましい。

加硫成形時には、未加硫タイヤＴのトレッド部がトレッド成形面１に押し当たり、凹部３に充填されたゴムによって陸部が形成される。角部４１，４２は、所要量のゴムが充填されるまでに時間が掛かる部位であり、特に角部４２ではゴム流れが低下する傾向が顕著であるが、この凹部３では、加硫成形時のゴムがベントホール１１ｂによって積極的に引き込まれるため、角部４２にゴムが充填されるまでの時間が早められる。その結果、角部４２では、ゴム流れの促進によってエアが分散され、延いてはエア溜まりの発生が抑えられる。

また、径φ１１ａが径φ１１ｂよりも小さいため、角部４１ではゴムを無駄に引き込むことがなく、角部４２でゴムの充填を早める効果を確保できるとともに、角部４１と角部４２との間でゴムの充填速度を均一化できる。このように、径φ１１ｂを相対的に大きくした構造は、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ゴム流れを促すという作用に主眼を置いたものであり、角部４２でゴムを積極的に動かしてエアの分散を図るものである。角部４２のエアを適度に分散することでエア溜まりの発生は抑えられ、その結果、陸部のゴム欠損を防いで、良好なタイヤ外観を得ることができる。

加硫成形時のゴムをベントホール１１ｂにより引き込んで角部４２のゴム流れを改善するうえで、ベントホール１１ｂの位置は角部４２の頂点Ｐ２に近い方が有利であり、頂点Ｐ２を中心とした半径５ｍｍの領域内にベントホール１１ｂが配置されていることが好ましい。図３では、頂点Ｐ２を中心とした半径５ｍｍ（Ｒ＝５ｍｍ）の領域の輪郭を鎖線で示している。この領域内には、ベントホール１１ｂの中心が配置されることが好ましく、ベントホール１１ｂの全体が配置されることがより好ましい。

角部４２の頂点Ｐ２と接する位置にベントホール１１ｂを形成しても構わないが、ベントホールを加工する際の作業性を考慮すると、ベントホール１１ｂの中心を頂点Ｐ２から２ｍｍ以上離すことが好ましい。角部４２と比べて角部４１へのゴムの充填は比較的容易ではあるが、ベントホール１１ａの位置も角部４１の頂点Ｐ１に適度に近付けた方がよく、頂点Ｐ１を中心とした半径５ｍｍの領域内にベントホール１１ａが配置されることが好ましい。頂点Ｐ２からベントホール１１ｂの中心までの距離は、頂点Ｐ１からベントホール１１ａの中心までの距離と同じか、それよりも短いことが好ましい。

ベントホール１１ａの径φ１１ａは、排気性能を確保するうえで０．６ｍｍ以上であることが好ましい。それよりも大きいベントホール１１ｂの径φ１１ｂは、上述したゴム流れの改善効果を確保するうえで０．８ｍｍ以上であることが好ましい。ベントホール１１ａとベントホール１１ｂとの径差を確保する観点から、径φ１１ｂは径φ１１ａの１割増し以上（１１０％以上）であることが好ましい。

径φ１１ｂは、径φ１１ａの二倍以下であることが好ましく、または２ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、ベントホール１１ｂによるゴムの引き込みが角部４１のゴム流れに悪影響を及ぼすことを防止でき、上述した頂点Ｐ２を中心とした半径５ｍｍの領域内にベントホール１１ｂを配置するうえでも都合がよい。また、かかる構成は、スピューと呼ばれるゴム突起のトリミング作業を簡単にするうえでも有効である。スピューは、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表面に形成される。

本実施形態では、図３のように凹部３が平行四辺形（多角形の一例）を呈する例を示したが、これに限られるものではなく、他の形状を呈するものでも構わない。したがって、例えば図４や図５のような形状を採用することも可能であり、このような凹部５，６においても、既述の要領で角部４１，４２にベントホール１１ａ，１１ｂを設定することにより、企図する効果が得られる。

図３，４では、一つの凹部において、角部４１と角部４２とが側壁を共通させてタイヤ周方向に隣接し、それぞれにベントホール１１ａ，１１ｂが設けられている。同じく、角部４１と角部４２とが側壁を共通させてタイヤ幅方向に隣接し、それぞれにベントホール１１ａ，１１ｂが設けられている。図５では、角部４１と角部４２とが側壁を共通させてタイヤ周方向に隣接し、それぞれにベントホール１１ａ，１１ｂが設けられている。

本発明では、凹部が備える全ての角部にベントホールが設定されていなくても構わない。但し、第２の角部のゴム流れを改善してエア溜まりの発生を適切に抑制するうえでは、図３〜５のように、その凹部が備える第２の角部４２の全てに対して、第２のベントホール１１ｂを設定することが好ましい。前述の実施形態では、１つの凹部に対して、径の大きさが相異なる２種のベントホール１１ａ、１１ｂを設けた例を示したが、これに限られるものではなく、３種以上のベントホールを設けてもよい。

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（ザグリから奥の部分）で測定されるものとする。ザグリの径寸法は、加硫成形時にゴムを引き込んで凹部内でのゴム流れを促す作用には殆ど影響を及ぼさないと考えられる。

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Ｔをセットし、その未加硫タイヤＴ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、特に第２の角部４２でのエア溜まりの発生を防止できるため、トレッド部の陸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できる。

本発明に係るタイヤ加硫金型は、トレッ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、図２に示したトレッド成形面を備えるタイヤ加硫金型によりタイヤを加硫成形し、そのときのエア溜まりの発生状況を確認した。成形したタイヤにおいて、トレッド部にゴム欠損が生じた場合は、加硫成形時にエア溜まりが発生したとして「×」で評価し、ゴム欠損の無い許容レベルのタイヤ外観が得られた場合は、エア溜まりが発生しなかったとして「○」で評価し、特に良好なタイヤ外観が得られた場合は、エア溜まりの発生を効果的に防止できたとして「◎」で評価した。

表１に示すように、比較例１〜３ではエア溜まりが発生したのに対し、実施例１，２ではエア溜まりの発生が抑制されており、上記の如きベントホールの構成によりゴム流れが改善されたものと考えられる。

１ トレッド成形面
２ 突起
３ 凹部
１０ タイヤ加硫金型
１１ ベントホール
１１ａ 第１のベントホール
１１ｂ 第２のベントホール
３０ キャビティ
４１ 第１の角部
４２ 第２の角部

Claims (5)

1. タイヤのトレッド部に接するトレッド成形面に、陸部を形成するための複数の凹部と、前記凹部の底面で開口するベントホールとが設けられたタイヤ加硫金型において、
   側壁同士が直角または鈍角をなす第１の角部と、側壁同士が鋭角をなす第２の角部とを備える前記凹部に、前記第１の角部の底面で開口する第１のベントホールと、前記第２の角部の底面で開口する第２のベントホールとが設けられ、
   前記第１のベントホールの径に比べて前記第２のベントホールの径が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. 前記第２の角部の頂点を中心とした半径５ｍｍの領域内に、前記第２のベントホールが配置されている請求項１に記載のタイヤ加硫金型。
3. 前記第２のベントホールの径が、前記第１のベントホールの径の二倍以下である、または２ｍｍ以下である請求項１または２に記載のタイヤ加硫金型。
4. 前記第１のベントホールの径が０．６ｍｍ以上である請求項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。

Images