JP6539478B2 - タイヤ用金型及びタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ用金型及びタイヤに関し、特に、加硫成型後のタイヤの外観の向上を可能にするタイヤ用金型及びタイヤに関する。

従来、ゴム物品の一つであるタイヤを成型するタイヤ用金型には、加硫中のタイヤ表面と金型の成型面との間から空気やゴム組成物から発生したガスを排出するための複数の空気抜き孔が設けられている。加硫成型の際、タイヤ用金型の成型面と未加硫タイヤの表面との間に空気やゴム組成物から発生したガスが残留すると、タイヤ表面の傷、凹み、内部への空気入りが発生し、タイヤの外観品質やタイヤの耐久性を低下させることになる。そこで、金型に空気抜き孔を設けることで、加硫成型中のゴムの流れを阻害し、タイヤ表面に傷等の欠損を生じさせる原因となる空気やガスを外気に排出するようにしている。このような空気抜き孔は、ドリルによる加工や、金型の製造時に予め設けた孔にベントピースとよばれる筒部材を別途打ち込むことで形成される。空気抜き孔は、加硫成型中のタイヤのゴムが進入して加硫成型完了後に例えば７．５ｍｍ程度、場合によっては３０ｍｍ以上の長さのひも状のスピューと呼ばれるはみだし痕をタイヤ表面に形成することが知られている。スピューは、製品タイヤとしての美観、すなわち外観性能の向上のため、加硫成型後に除去されるが、この工程はタイヤの製造工程における生産効率向上の妨げとなっている。また、除去後のスピューは、大量の廃棄物となって環境に負荷を与えてしまう。また、スピューは、除去後であっても、スピューの根元の部分が除去されずに、スピュー痕としてタイヤ表面に残ることもよく知られている。
ところで、加硫成型時における空気抜き孔の空気等排出性能は、成型面から背面に貫通する空気抜き孔の断面積が大きくなる程、向上するので、空気抜き孔の断面積大きくした方が良い。例えば、従来から知られている空気抜き孔が円形状の場合、断面積を決める空気抜き孔の孔径を大きくし過ぎると、それに対応してタイヤ表面に形成されるスピューの径も大きくなる。スピューは、タイヤ表面から外側へ突き出た凸状の突起物であるため、加硫成型後に除去しても、残ったスピュー痕によって、タイヤ表面の路面への接触状態すなわち接地性を悪化させてしまう。その結果、製品タイヤとしての初期の摩耗性能、偏摩耗性能、グリップ性能、操縦安定性能、ＷＥＴ排水性能等の運動性能に悪影響を及ぼすことになる。例えば、スピュー痕による初期のタイヤの接地性の悪さにより、タイヤ踏面やブロックの一部に偏って摩耗する偏摩耗が初期に進行すると、初期に生じた偏摩耗の形態がスピュー痕の消失後にも影響を及ぼし、偏摩耗が徐々に大きく進展してしまう。タイヤ踏面やブロックの偏摩耗の形状によっては、偏摩耗性能だけでなく、タイヤ全体としての摩耗性能、グリップ性能、操縦安定性能、ＷＥＴ排水性能等の運動性能をも大きく悪化させる虞がある。一般的には、空気抜き孔は、孔径が１ｍｍ〜２ｍｍ程度の断面円形状とすることにより、孔径を大きくする程性能が向上する空気等排出性能と、孔径を小さくする程性能が向上する製品タイヤの外観性能、運動性能、摩耗性能等との背反する性能の妥協を図っている。このような妥協を図りつつも、空気抜き孔には、空気の排気を許容しつつ、加硫成型後のタイヤ表面にスピューを形成しない、または、除去する必要がない程スピューをほとんど形成しない、または除去する必要がない程スピューが小さく、かつ、高さが低くするような性能が要求されている。
特許文献１乃至特許文献３には、タイヤ表面に形成されるゴムばりであるスピューの形成を抑制するための技術が開示されている。特許文献１では、ワイヤ放電加工により円周方向や幅方向に沿って延長する切込みを成型面に形成することや、金型の分割面において成型面から背面にかけて連続する切込みを形成することにより、当該切込みを成型面側から背面側に空気を排出する空気抜き孔に代わる空気抜き溝として構成している。特許文献２では、ドリル加工により金型の分割面に貫通する排気孔を設け、さらに、ワイヤ放電加工により成型面から排気孔に貫通するスリットを排気孔の延長する方向に沿って加工することにより、スリット及び排気孔を介して空気を外部に排出する構成としている。特許文献３では、鋳造により金型を製造する際に、金型を構成する素材の膨張係数とは異なる素材からなる薄板状のブレードを成型面から背面に貫通するように複数設けて鋳ぐるみとし、冷却後のブレードと金型本体との収縮率の差からブレードと金型本体との間に生じる隙間を空気抜き孔として形成することにより、成型面側から背面側に空気を排出する構成としている。

特開２００５−３０５９２１号公報 特開平１１−３００７４６号公報 特開２００７−３８４２６号公報

しかしながら、上記特許文献１では、空気抜き溝として成型面に形成される切れ込みの各位置において、直接、成型面から背面に貫通しておらず、切れ込みの形成された各位置から直接背面側の対応する位置、場所に空気を排出することができない。つまり、成型面に開口する切れ込みの面積に対して、切れ込みを流通した空気を空気吐出部に排出する開口部分の面積が小さいため、空気等排出性能が低い。特許文献２では、周方向に沿ってスリットを成型面に形成しているため、加硫成型後の製品タイヤには、周方向に連続するスピューが複数箇所に形成されてしまう。また、スリットに押し出された空気をスリットの背面側に設けた排気孔を介して金型外部に排出しているが、スリットが形成される成型面の各位置において、直接、成型面から背面に貫通しておらず、スリットの形成されたすべての位置その場所から直接背面側の対応する位置、場所に空気を排出することができない。つまり、特許文献２の開示する構成によれば、特許文献１と同様に、成型面に開口するスリットの面積に対して、スリットに進入し、排気孔を介して流れた空気を金型の外部に排出する開口の面積が小さいため、空気等排出性能が低い。特許文献３では、ブレードの存在する成型面にしか通気孔につながる微細な隙間を形成することができない。すなわち、隙間を成型面の任意に形成することができないため、本来空気抜き孔として設けるべき位置に隙間を形成することができず、効率良く空気を排出できないという問題がある。また、特許文献１及び特許文献２によれば、ワイヤー放電加工やドリル加工等の後加工が必要であり、特許文献３によれば、金型の鋳造前に複数のブレードを設けるという前加工が必要であり、金型製造に手間を要するという問題がある。すなわち、従来の空気抜き孔により確保される流量に匹敵する能力を有するためには、多くのスリットやブレードを設けなくてはならず、後加工及び前加工に多くの手間を要するため金型製造における生産効率が悪いという問題がある。
そこで、本発明では、未加硫のゴムを加硫成型する際の空気等排出性能を確保しつつ、加硫成型後のスピューの発生を抑制して加硫成型後のタイヤの外観性能を向上させることが可能なタイヤ用金型及び当該タイヤ用金型により成型されたタイヤを提供することを目的とする。

上述した空気抜き孔の空気等排出性能は、空気を背面から吸引する減圧の圧力やゴムの粘弾性等のその他の条件が変わらない限り、成型面に開口する空気抜き孔の合計の面積が同じであれば変わらない。例えば、従来のように空気抜き孔の孔径を１ｍｍ〜２ｍｍの円形状とした場合、成型面に開口する合計の面積が同じになるように、空気抜き孔の孔径を大きくしたときには空気抜き孔の合計総数を少なく、孔径を小さくしたときには空気抜き孔の合計総数を多くすることで空気等排出性能を維持することができる。

空気抜き孔の孔径を２ｍｍよりも大きくすると、金型に設ける空気抜き孔の合計総数を少なくできるというメリットがある。その一方で、空気抜き孔により形成されるスピューの径が太くなり、スピューの除去後にタイヤ表面に残るスピューの根元部分（スピュー痕）の径が太過ぎて、タイヤの外観性能、運動性能及び摩耗性能を大幅に悪化させてしまう。例えば空気抜き孔の孔径を１０ｍｍのように大幅に大きくすると、空気抜き孔に未加硫ゴムが大量に流れ込み、タイヤ表面に径の大きな凸状のスピューが形成されることになり、製品タイヤとしての形状に成型することができない。また、このように空気抜き孔の孔径を大きくし過ぎると、金型において製品タイヤのブロックの角を成型する部分等の金型の角部に残る微小な体積の空気等を金型の成型面と未加硫タイヤの表面との間から適切に排出することができず、加硫成型を継続することすらできなくなる。

反対に、空気抜き孔の孔径を１ｍｍよりも小さくすると、金型に設ける空気抜き孔の合計総数を多くしなければならないというデメリットがある。例えば、空気抜き孔の孔径を半分にした場合には、空気抜き孔の合計総数が４倍になる。このように、空気抜き孔の孔径を小さくすると、タイヤ表面に形成されるスピューの径が細くなり、スピューの剛性が低下する。スピューの剛性が低下すると、加硫成型後のスピューを除去する工程において、スピューにカッターを当てても、剛性が小さ過ぎるため、カッターに対する反発力が小さく、大きく変形するだけで適切に除去することが難しくなってしまう。この場合、スピューの除去工程後のタイヤ表面に残るスピュー痕は、高さが高くなるか、除去されずにそのまま残ることになり、タイヤの外観性能、運動性能及び摩耗性能に悪影響を及ぼしてしまう。このようなタイヤの外観性能等を確保できない場合には、製造したタイヤを商品としても販売できなくなる。

また、空気抜き孔により形成されるスピューは、孔径を大きくしても小さくしても、例えば加硫成型時に設定される金型の背面側から空気を吸引するための減圧の圧力、未加硫タイヤを金型にタイヤ内側から押付けるブラダーの押付け圧力、金型およびブラダーの温度等の加硫条件や、未加硫タイヤの未加硫ゴムの粘性を変更する等のその他の条件を変えない限り、ほぼ同じ高さで形成されるように制御することが可能であった。加硫成型は、未加硫タイヤの体積や重量に応じた既定の条件下でなされるため、上述のように、孔径を大きくしたり小さくしたとしても、際限なく空気抜き孔にゴムが進入するものではない。したがって、空気抜き孔により形成されるスピューの高さは、既定の条件下で加硫成型を行えば基本的には変わらないように制御することが可能であった。

しかし、発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下のことを見出した。
１番目に、空気等を排出するように金型に形成された空気抜き孔を、成型面から直接背面に貫通するようにし、空気等排出性能を変えないように（成型面に開口する空気抜き孔の面積が同じになるように）成型面に開口する空気抜き孔の幅を０．５ｍｍよりも小さくしてゆくと、既定の加硫成型の条件を変更しなくても、スピューの高さが減少してゆくことを見出した。すなわち、従来の空気等排出性能を維持したまま、孔径が１ｍｍ〜２ｍｍの円形状の空気抜き孔の形状を変形させて、空気抜き孔の幅を０．５ｍｍまで小さくした場合には、空気抜き孔の幅を変化させているにも関わらず、同じ高さを維持し、スピューの高さに変化が見られなかった。ところが、幅を０．５ｍｍよりも小さくしてゆくと、それにつれて同一のスピューの高さを維持しようとしてもスピューの高さが低くなる高さ減少領域があることが判明した。この高さ減少領域では、空気抜き孔の幅の減少にともなって、形成されるスピューの高さも７．５ｍｍよりも漸次低くなるため、加硫成型後のスピューの除去が不要となり、タイヤの外観性能、運動性能及び摩耗性能が悪化することなくすべての性能で良好となることが判明した。

上述の空気抜き孔により形成されたスピューは、非常に厚みが薄く、且つ、高さも低いため、加硫成型後にスピューの除去をしなくても、タイヤを車両に装着し、乾燥路面で通常に走行しさえすれば、１００ｋｍ程度の走行ですぐに従来のスピュー痕が摩耗で除去された状態と同様になり、タイヤの外観性能、タイヤの運動性能及び摩耗性能が悪化することなくすべての性能で良好であることが判明した。
なお、従来の空気抜き孔（孔径が１ｍｍ〜２ｍｍの円形状）により形成されたスピューは、カッターで除去した残りのスピュー痕が走行による摩耗によってなくなるまでに、トレッドゴム弾性率の柔らかいウィンタータイヤで３００ｋｍ程度の初期走行が必要であり、トレッドゴム弾性率の硬い夏用の高性能乗用車タイヤで５００ｋｍから１０００ｋｍ程度の初期走行が必要であった。

２番目に、空気抜き孔の幅が０．０９ｍｍよりも小さくなると、１つの空気抜き孔により形成されるスピューは、高さが減少してゆくだけでなく、空気抜き孔の長さ方向全体に亘り、タイヤ表面に沿って連続して繋がらず、断続的に形成されるようになることを見出した。なお、空気抜き孔の長さ方向とは、成型面に開口する開口部の長手方向をいう。

３番目に、空気抜き孔の幅が０．０６ｍｍよりも小さくなると、１つの空気抜き孔により形成されるスピューは、高さがさらに減少し、空気抜き孔の長さ方向全体に亘り、タイヤ表面に沿って断続的に形成される状態から消失してゆくことを見出した。つまり、空気抜き孔の幅を０ｍｍより大きく、言い換えれば、空気抜き孔がなくならないように、空気抜き孔の幅を０．０６ｍｍより小さくしてゆくことで、空気抜き孔へのゴムの進入がほとんどなくなり、空気等のみを排出するできることが分かった。
なお、空気抜き孔の幅を０ｍｍ（空気抜き孔のない状態）とした場合には、空気等排気性能が０となり、タイヤ表面の傷、凹み、内部への空気入りが発生し、タイヤが製造できなくなってしまった。

前述の１番目の空気抜き孔の幅が、０．０９ｍｍ以上０，５ｍｍより小さい範囲を、スピューの高さが減少してゆくスピューの高さ減少開始領域とする。また、前述の２番目の空気抜き孔の幅が、０．０９ｍｍより小さく０．０６ｍｍ以上の範囲を、１つの空気抜き孔により形成されたスピューの高さが減少してゆき、且つ、タイヤ表面に沿って延長する方向に断続的に形成されるスピューの断続領域とする。また、前述の３番目の空気抜き孔の幅が、０．０６ｍｍより小さく０ｍｍより大きい範囲を、１つの空気抜き孔により形成されたスピューの高さが減少してゆき、且つ、タイヤ表面に沿って延長する長さ方向に断続的に形成され、スピューが消失してゆくスピューの消失領域とする。

これらスピューの高さ減少開始領域、断続領域、消失領域のすべての領域では、加硫成型後にスピューの除去をしなくても、タイヤの外観性能及びタイヤの運動性能、摩耗性能のすべての性能が良好である。
さらには、これらスピューの高さ減少開始領域、断続領域、消失領域の順番に、タイヤの外観性能及びタイヤの運動性能、摩耗性能のすべての性能がより良好となってゆくことが判明した。
また、空気抜き孔の形状は、成型面に開口する幅が小さく、成型面に沿う合計の長さが長い方が、タイヤの外観性能、タイヤの運動性能及び摩耗性能が良好であることから、空気抜き孔は、形状がスリット状であることが望ましいことも判明した。

ここで、スリット状とは、単一の孔からなる隙間や、複数の孔を点線状に断続させて並べることによりあたかも一つの隙間を形成した形状を含む。そして、空気抜き孔は、成型面に開口した端部が成型面内で個別に終端する形状、又は円環形状、若しくはこれらを組合せた形状で形成される。
また、空気抜き孔の幅とは、当該金型の当該空気抜き孔を備えた成型面である内面側から外面側に向けて当該成型面を正面から視た場合の、成型面における開口部の短手方向の寸法をいう。
また、スピューの幅とは、タイヤ表面に沿う短手方向の寸法であって、所謂厚みである。
また、スピューの高さとは、タイヤ表面から離れる方向に延びる寸法をいう。例えば、スピューがタイヤ表面に垂直である場合には、タイヤ表面での法線方向、スピューがタイヤ表面に垂直でない場合には、タイヤ表面からスピューが延びている方向に沿うスピュー先端までの寸法をいう。
また、スピューの長さとは、１つの空気抜き孔により形成されたスピューの長さ寸法をいう。すなわち、スピューの幅の垂直二等分線がタイヤ表面に沿って延長する長さである。空気抜き孔が複数のスリットにより構成されている場合には、各スリットにより形成されたスピューのタイヤ表面に沿う長さの合計の長さ、いわゆるペリフェリの長さをいう。

本発明は、上記の知見に基づいてなされたものであり、その要旨構成は、以下の通りである。
上述の課題を解決するためのタイヤ用金型の構成として、未加硫のゴムに型付けする成型面を有し、タイヤ円周方向に複数に分割されたセクショナルモールド用のタイヤ用金型であって、成型面から背面に貫通する空気抜き孔と、背面に、タイヤ円周方向の一端側の分割面と他端側の分割面にかけて延長し、空気抜き孔が開口する溝とを備え、空気抜き孔の成型面に開口する幅が、０ｍｍより大きく０．５ｍｍより小さい構成とした。
本構成によれば、タイヤ表面と成型面との間の空気を金型外部へ排出することができるとともに、空気抜き孔への未加硫のゴムの侵入が抑制されるため、成型後のタイヤの表面に生じるばりとしてのスピューの除去工程を省略でき、タイヤの生産効率を向上させることができる。すなわち、成型後のタイヤは、スピューの除去処理を行っていないにも関わらず、外観性能に優れたものとなる。
また、タイヤ用金型の他の構成として、空気抜き孔は、一の孔で形成されたスリット、または、複数の孔を点線状に配置して形成されたスリットからなり、スリットが成型面に開口する形状は、端部が終端、または環形状、もしくはそれらを組合せた形状で形成されることを特徴とする。
本構成によれば、空気抜き孔への未加硫のゴムの侵入が抑制されるため、成型後のタイヤの表面に生じるばりとしてのスピューの除去工程を省略でき、タイヤの生産効率を向上させることができる。すなわち、成型後のタイヤは、スピューの除去処理を行っていないにも関わらず、外観性能に優れたものとなる。
また、タイヤ用金型の他の構成として、空気抜き孔は、当該孔の成型面から背面に貫通する際の奥行方向と直交する方向の断面において、直線状、または湾曲状、または屈曲状、もしくはそれらを組み合わせた断面形状で構成されたことや、成型面から背面に向かって直線状、または湾曲状、または、屈曲状、もしくはそれらを組み合わせた形状で延長することを特徴とする。
本構成によれば、加硫装置の構造に応じて、空気の排出方向を自由に設定したり、成型面の形状に応じて空気抜き孔を設けることができる。
また、タイヤ用金型の他の構成として、空気抜き孔は、成型面の未加硫のゴムに凹部を型付けする部分以外に設けられることを特徴とする。
本構成によれば、タイヤにおける踏面に形成されたスピューが、少しの走行により路面との摩擦によりなくなるので、タイヤ使用時の当初から初期性能に優れたタイヤを得ることができる。また、空気抜き孔にゴムがほとんど侵入しないため、タイヤの型抜き時において、ゴムの切れや空気抜き孔への詰まりの発生が抑制されるので、外観性能に優れたタイヤを得ることができる。
また、タイヤ用金型の他の構成として、タイヤ用金型をラピッドプロトタイピング法により製作したことを特徴とする。
本構成によれば、空気抜き孔の断面形状及び奥行方向の形状など自在に設定することができるとともに、金型を短時間で製造することができる。
また、タイヤの構成として、請求項１乃至請求項６いずれかに記載のタイヤ用金型によって型付けされたタイヤであって、空気抜き孔によりタイヤ表面に形成されたスピューは、成型後の当該スピューを除去しない状態において、幅が０ｍｍより大きく０．５ｍｍより小さく、且つ、高さが０ｍｍ以上７．５ｍｍより小さいことを特徴とする。
本構成によれば、加硫成型後のスピューの除去が不要となり、タイヤの外観性能、運動性能及び摩耗性能を向上させることができる。なお、スピューの高さが０ｍｍとはタイヤ表面にスピューが形成されていない状態をいう。
また、タイヤの他の構成として、スピューは、幅が０．０９ｍｍより小さく、且つ、高さが０ｍｍ以上２．０ｍｍより小さいことを特徴とする。
本構成によれば、１つの空気抜き孔により形成される範囲において、空気抜き孔の延長する方向に連続して繋がらず、断続するように形成されるため、加硫成型後のスピューの除去が不要となり、よりタイヤの外観性能、運動性能及び摩耗性能を向上させることができる。
また、タイヤの他の構成として、スピューは、幅が０．０６ｍｍより小さく、且つ、高さが０ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることを特徴とする。
本構成によれば、加硫成型後のスピューの除去が不要となり、タイヤの外観性能、運動性能及び摩耗性能を、より向上させることができる。
また、タイヤの他の構成として、スピューは、１つの空気抜き孔により型付けされたタイヤ表面に沿う長さ方向に高さが変化することや、１つの空気抜き孔により型付けされたタイヤ表面に沿う長さ方向に断続して形成されることを特徴としている。
なお、上記発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、特徴群を構成する個々の構成もまた発明となり得る。

加硫装置を示す断面図である。 トレッド金型の成型面及び背面を示す図である。 センターブロック成型部の拡大図である。 センターブロック成型部に設けられた空気抜き孔の透視拡大図である。 ショルダーブロック成型部の拡大図である。 ショルダーブロック成型部に設けられた空気抜き孔の透視拡大図である。 センターブロック成型部におけるタイヤ成型時の様子を示す図である。 空気抜き孔の奥行方向断面を示す図である。 空気抜き孔の開口部の形状を示す図である。 空気抜き孔の開口部の他の形状を示す図である。 空気抜き孔の他の実施形態を示す透視拡大図である。 空気抜き孔の他の実施形態を示す透視拡大図である。 積層造形装置の一実施形態を示す図である。 スピュー及びタイヤについて各種性能評価の結果を纏めた表である。 空気抜き孔の幅とスピューの高さとの関係を示したグラフである。 スピューの形成例を模式的に示した図である。

以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、ゴム物品の一つであるタイヤを加硫成型する加硫装置２の要部を模式的に示す半断面図である。本実施形態の金型は、図１に示す加硫装置２内に設けられる。加硫装置２は、タイヤＴの外側表面のうちサイド部Ｔｓを成型する一対のサイドモールド３，３と、トレッド部Ｔｔを成型するトレッドモールド４と、タイヤの内側表面を成型するブラダー５とを備える所謂セクショナルモールド構造を有する。サイドモールド３，３は、上下に対向して配置され、タイヤＴのサイド部Ｔｓの円周方向に沿うように略円盤状に形成される。トレッドモールド４は、上下のサイドモールド３，３の間に設けられ、タイヤＴの円周方向に沿って環状に配置された複数のセクターモールド６によって構成される。サイドモールド３，３は、ベース盤８と、サイド金型９とを備える。ベース盤８は、サイド金型９を取り付け固定するためのアタッチメントであって、サイド金型９を収容する収容面８ａを備える。サイド金型９は、未加硫のタイヤＴのサイド部Ｔｓの表面に所定の型付けを行うための成型パターンを有する成型面９ａと、上記収容面８ａと同形状を有する背面９ｂとを備える。セクターモールド６は、セクターセグメント１０と、トレッド金型１１とを備える。セクターセグメント１０は、複数に分割されたトレッド金型１１の分割ピースを取り付け固定するためのアタッチメントであって、トレッド金型１１を収容する収容面１０ａを備える。トレッド金型１１は、未加硫のタイヤＴのトレッド部Ｔｔの表面に所定の型付けを行うための成型パターンを有する成型面１１ａと、上記収容面１０ａと同形状を有する背面１１ｂとを備える。また、サイド金型９及びトレッド金型１１には、成型面９ａ，１１ａと、タイヤ成型時のタイヤＴの外表面Ｔａとの間に介在する空気を金型９，１１の背面９ｂ，１１ｂ側に排出するための複数の空気抜き孔１５がそれぞれ設けられている。

サイド金型９は、ベース盤８とともに上下方向に移動可能とされ、トレッド金型１１は、セクターセグメント１０とともに半径方向に移動可能に構成される。加硫装置２は、複数のトレッド金型１１の分割面１１ｃ同士を互いに接触させてタイヤ外周を包囲可能に円形を形成した後に、開口を塞ぐように上下のサイド金型９，９をトレッド金型１１に接触させることで、未加硫のタイヤＴの外表面全域を包囲する成型空間が形成される。成型空間内に未加硫のタイヤＴを収容した後に、タイヤＴの内面側に配置されたブラダー５を膨張させる。ブラダー５の膨張により、タイヤＴを内面側からサイド金型９，９及びトレッド金型１１に向けて押圧し、タイヤＴの外表面Ｔａとサイド金型９，９及びトレッド金型１１表面との間に介在する空気を空気抜き孔１５からサイド金型９，９及びトレッド金型１１の成型面９ａ，１１ａ側から背面９ｂ，１１ｂ側に排出しつつ、サイド金型９，９及びトレッド金型１１の成型面９ａ，１１ａに形成された成型パターンをタイヤＴの外面（タイヤ外表面）に転写する。そして、成型パターンの転写とともに、タイヤＴを所定の温度で加熱することで、タイヤＴの加硫成型がなされる。なお、加硫成型の完了後には、サイド金型９，９及びトレッド金型１１が、互いに離間する方向に移動して型開き状態とされ、加硫完了後のタイヤＴの取り出しが行われる。

以下、タイヤＴの外面を型付けするサイド金型９及びトレッド金型１１について説明する。なお、説明の便宜上、以下、トレッド金型１１を例として説明する。
図２は、トレッド金型１１の成型面及び背面を示す図である。図２（ａ）に示すように、トレッド金型１１は、成型面１１ａ側において、タイヤＴの外表面Ｔａのうちの接地面を成型する接地面成型部１２と、トレッド部Ｔｔに型付けする複数の溝成型部１３、取付部１８とを含んで構成される。接地面成型部１２は、タイヤＴにおける接地面を所定曲率の曲面で成型するように形成された成型面１１ａにおける土台部分である。複数の溝成型部１３は、接地面成型部１２の表面から所定高さで突出するように設けられる。溝成型部１３は、例えば接地面成型部１２のタイヤ円周方向に延長し、タイヤＴにおけるリブ溝を成型するリブ溝成型部１３Ａと、タイヤ幅方向延長してラグ溝を成型するラグ溝成型部１３Ｂと、ショルダー溝を成型するショルダー溝成型部１３Ｃとを有する。これらの溝成型部１３は、未加硫のタイヤ表面に凹部を形成する。そして、成型面１１ａは、凹凸を有し、リブ溝成型部１３Ａ、ラグ溝成型部１３Ｂ、ショルダー溝成型部１３Ｃ等の溝成型部１３で囲まれた窪み（凹部）によってタイヤにおけるブロック（陸部）を成型する。取付部１８は、接地面成型部１２の幅方向両端部をそれぞれ縁取るようにタイヤ円周方向に沿って設けられる。トレッド金型１１は、この取付部１８を介してセクターセグメント１０に取り付けられる。接地面成型部１２には、溝成型部１３を避けるように、加硫成型時にタイヤＴの外表面Ｔａと当該トレッド金型１１の成型面１１ａとの間に介在する空気やゴム組成物から発生したガス等を排気するための複数の空気抜き孔１５が設けられる。空気抜き孔１５は、薄厚なスリット状に成型面１１ａの接地面成型部１２から背面１１ｂに貫通するように設けられる。

図２（ｂ）に示すように、トレッド金型１１の径方向の外側を向く背面１１ｂには、複数の背面溝２０Ａ乃至２０Ｈがタイヤ方向に所定の間隔をあけて設けられる。背面溝２０Ａ乃至２０Ｈは、背面１１ｂのうち、例えば、ラグ溝成型部１３Ａの径方向の外側部分を回避するように、成形面１１ａ側のラグ溝成型部１３Ａに対して位置ずれするように配置される。背面溝２０Ａ乃至２０Ｈは、トレッド金型１１の一端側の分割面１１ｃから他端側の分割面１１ｃまで周方向に沿って連続して延長する。背面溝２０Ａ乃至２０Ｈの周方向の端部は、それぞれ分割面１１ｃに開口する。背面溝２０Ａ乃至２０Ｈの断面形状は、例えば矩形状に形成される。背面溝２０Ａ乃至２０Ｈの周方向の両端部は、トレッド金型１１の周方向の各端縁に到達し、この背面溝２０Ａ乃至２０Ｈ内に導出されたトレッド金型１１内の空気を、トレッド金型１１の周方向の端部である分割面１１ｃにまで至らせて排出させる。背面溝２０Ａ乃至２０Ｈ内には、上述の空気抜き孔１５が開口する。

図３は、トレッド金型１１において、タイヤにおけるセンターブロックを成型するセンターブロック成型部２１の一つを示す拡大図である。以下、同図を用いて空気抜き孔１５について説明する。センターブロック成型部２１は、タイヤ幅方向に隣り合うリブ溝成型部１３Ａ；１３Ａ、及びタイヤ円周方向に隣り合うラグ溝成型部１３Ｂ；１３Ｂにより区画される。センターブロック成型部２１のリブ溝成型部１３Ａ；１３Ａ及びラグ溝成型部１３Ｂ；１３Ｂにより区画された接地面成型部１２には、複数の空気抜き孔１５が設けられる。すなわち、空気抜き孔１５は、センターブロック成型部２１のリブ溝成型部１３Ａやラグ溝成型部１３Ｂの部分以外に設けられる。

空気抜き孔１５は、リブ溝成型部１３Ａ；１３Ａ及びラグ溝成型部１３Ｂ；１３Ｂを避けて形成される。空気抜き孔１５は、成型面１１ａから背面１１ｂに貫通する薄幅のスリット状に形成される。空気抜き孔１５は、例えばリブ溝成型部１３Ａ及びラグ溝成型部１３Ｂに沿って延長するように設けられる。なお、以下の説明において、成型面１１ａに開口する空気抜き孔１５の開口部の長手方向を長さ方向という。また、開口部の短手方向を開口部の幅方向とし、以下、タイヤの幅方向などと記載しない限り、単に幅方向という場合には、開口部の幅方向をいう。また、成型面１１ａから背面１１ｂに向かう方向を奥行方向として説明する。

図３に示すように、センターブロック成型部２１における空気抜き孔１５は、センターブロック成型部２１の接地面成型部１２の４角において、それぞれＬ字状に開口する。すなわち、空気抜き孔１５は、例えば、リブ溝成型部１３Ａに沿って延長するスリット３１と、ラグ溝成型部１３Ｂに沿って延長するスリット３２との一端部同士が角部において交差し、成型面１１ａ側と背面１１ｂ側とに連通する１の孔として形成される。

図４は、図３の一点鎖線で囲む空気抜き孔１５の透視拡大図である。同図に示すように空気抜き孔１５を形成するスリット３１及びスリット３２は、それぞれ、成型面１１ａ側から背面１１ｂ側に向けて直線状に延長し、背面１１ｂに開口する。つまり、スリット３１及びスリット３２は、接地面成型部１２のタイヤ半径方向に沿って成型面１１ａから背面１１ｂまで直線状に貫通している。リブ溝成型部１３Ａに沿って設けられたスリット３１は、成型面１１ａ側の開口部３１ａの長さＬ３１ａと、背面側の開口部３１ｂの長さＬ３１ｂとで同じ寸法を有する。すなわち、スリット３１は、奥行方向において断面形状が変化しないように形成される。スリット３２は、成型面１１ａ側の開口部３２ａと、背面１１ｂ側の開口部３２ｂとで開口する大きさが異なるように形成される。すなわち、スリット３２が、成型面１１ａ側の開口部３２ａから背面１１ｂ側の開口部３２ｂに向かって断面形状が徐々に小さくなるように開口部３２ａの長さＬ３２ａと開口部３２ｂの長さＬ３２ｂとが異なるように形成される。

また、スリット３１及びスリット３２の幅Ｗ３１及び幅Ｗ３２は、例えば０ｍｍより大きく０．５ｍｍより小さい範囲に設定される。これにより、タイヤ表面のゴムの空気抜き孔１５への進入を抑制することができる。なお、以下の説明において、各スリットの幅Ｗは、成型面１１ａ側の開口部及び背面１１ｂ側の開口部の長さ方向の一端側から他端側にかけて同一寸法で形成されるものとして説明するが、これに限定されず、一端側から他端側にかけて下記で特定する範囲内で変化させても良い。
また、スリット３１の長さＬ３１ａ及びＬ３１ｂ、及びスリット３２の長さＬ３２ａ及びＬ３２ｂは、トレッド金型１１において、例えば、強度が必要とされる部分では短く設定し、強度が不要とされる部分では長く設定するとよい。また、スペース的な制約を受ける場合にも適宜長さＬを設定すればよい。なお、長さとは、スリットにおける開口部の長手方向の長さ寸法、幅とは、スリットにおける開口部の短手方向の長さ寸法である。

図５は、タイヤにおけるショルダーブロックを成型するショルダーブロック成型部２２を示す図である。ショルダーブロック成型部２２における空気抜き孔１５は、トレッド金型１１を加硫装置２に取り付けた状態において、上側にタイヤ円周方向に沿って延長するスリット３３、下側に略Ｌ字状をなすようにスリット３４及びスリット３５が設けられる。スリット３３は、成型面１１ａ側に取付部１８と接地面成型部１２との境界縁１４ｚに沿ってＩ字状に延長し、一端側がショルダー溝成型部１３Ｃに近接するように成型面１１ａ側に開口する。スリット３４は、リブ溝成型部１３Ａに沿って延長し、一端側がショルダー溝成型部１３Ｃに近接するようにＩ字状に成型面１１ａ側に開口する。スリット３５は、ショルダー溝成型部１３Ｃに沿って延長し、一端側がスリット３４に近接し、スリット３４との間でＬ字をなすように、成型面１１ａ側に開口する。つまり、成型面１１ａ側において、スリット３４及びスリット３５は、交差していない。

図６は、ショルダーブロック成型部２２の上側に設けられた空気抜き孔１５、及び下側に設けられた空気抜き孔１５，１５の透視拡大図である。図６（ａ）に示すように、上側の空気抜き孔１５を形成するスリット３３は、成型面１１ａ側から背面１１ｂ側に向けて直線状に延長して背面１１ｂに開口し、タイヤ半径方向に貫通している。スリット３３の成型面１１ａ側の開口部３３ａの長さＬ３３ａと、背面１１ｂ側の開口部３３ｂの長さＬ３３ｂとは同じ寸法で形成されている。つまり、スリット３３は、奥行方向において断面形状が変化しないように形成される。また、スリット３３の幅Ｗ３３は、例えば０ｍｍより大きく０．５ｍｍより小さい範囲に設定される。これにより、タイヤ表面のゴムの空気抜き孔１５への進入を抑制することができる。

下側の空気抜き孔１５を形成する一方のスリット３４は、それぞれ、成型面１１ａ側から背面１１ｂ側に向けて直線状に延長して背面１１ｂに開口し、成型面１１ａから背面１１ｂまで水平方向に貫通している。リブ溝成型部１３Ａに沿って設けられたスリット３４は、成型面１１ａ側の開口部３４ａの長さＬ３４ａと、背面側の開口部３４ｂの長さＬ３４ｂとで同じ寸法で形成される。つまり、スリット３４の奥行方向において断面形状が変化しないように形成される。他方のスリット３５は、成型面１１ａ側の開口部３５ａと、背面１１ｂ側の開口部３５ｂとで開口する向きが異なるように形成される。成型面１１ａ側の開口部３５ａは、ラグ溝成型部１３Ｂに沿って延長し、背面１１ｂ側の開口部３５ｂは、リブ溝成型部１３Ａに沿って延長するように、向きを回転させて形成され、スリット３４の背面１１ｂ側の開口部３４ｂと平行に延長するように設けられる。つまり、スリット３５は、接地面成型部１２内において成型面１１ａから背面１１ｂに向かって螺旋状に延長している。このようにスリット３５の背面１１ｂ側の開口部３５ｂの向きをスリット３４の背面１１ｂ側の開口部３４ｂと同じ方向を向くように形成することにより、背面１１ｂに設けられる背面溝２０Ａ乃至２０Ｈの幅を狭くすることができる。

スリット３３の幅Ｗ３３、スリット３４の幅Ｗ３４及びスリット３５の幅Ｗ３５は、例えば０ｍｍより大きく０．５ｍｍより小さい範囲に設定される。これにより、タイヤ表面のゴムの空気抜き孔１５への進入を抑制することができる。
また、スリット３３の長さＬ３３ａ及びＬ３３ｂ、スリット３４の長さＬ３４ａ及びＬ３４ｂ、スリット３５の長さＬ３５ａ及びＬ３５ｂには、所定の長さ寸法が設定される。例えば、トレッド金型１１において、強度が必要とされる場合には長さ寸法をを短く設定し、強度が不要とされる場合には長さ寸法を長く設定する。また、空気抜き孔１５を設けるべきではあるがスペース的な制約を受ける場合にも、形成可能な長さ寸法で設定する。なお、空気抜き孔１５の奥行方向の形状及び延長形状については後述する。

図７は、センターブロック成型部におけるタイヤ成型時の様子を示す図である。図７（ａ）に示すように、未加硫のタイヤのゴムが、ブラダーの押圧により、最初にリブ溝成型部１３Ａ；１３Ａ及びラグ溝成型部１３Ｂ；１３Ｂで囲まれた接地面成型部１２の中央付近に例えば楕円状に接触する。同図に示すＭは、接地面成型部１２の表面にタイヤ表面が接触した接触面を示している。
次に、図７（ｂ）に示すように、ブラダーの押圧により、タイヤ表面と接地面成型部１２の表面との接触面Ｍは、徐々にリブ溝成型部１３Ａ；１３Ａ、ラグ溝成型部１３Ｂ；１３Ｂに向けて四方八方に広がる。これにより、タイヤ表面と、リブ溝成型部１３Ａ；１３Ａ、ラグ溝成型部１３Ｂ；１３Ｂ及び接地面成型部１２とで囲まれた空間の空気が４角の空気抜き孔１５から排出される。

次に、図７（ｃ）に示すように、ブロックを区画するリブ溝成型部１３Ａ；１３Ａ及びラグ溝成型部１３Ｂ；１３Ｂにより、接地面成型部１２に接触した未加硫のタイヤのゴムは、当該リブ溝成型部１３Ａ；１３Ａ及びラグ溝成型部１３Ｂ；１３Ｂを超える周方向及び幅方向への広がりが規制される。そして、リブ溝成型部１３Ａ及びラグ溝成型部１３Ｂの延長する方向に沿って広がることにより、タイヤ表面と、リブ溝成型部１３Ａ；１３Ａ、ラグ溝成型部１３Ｂ；１３Ｂ及び接地面成型部１２とで囲まれた空間の空気がリブ溝成型部１３Ａ；１３Ａ、ラグ溝成型部１３Ｂ；１３Ｂに沿って４角に設けられた空気抜き孔１５の長さ方向に沿って押し出される。

次に、図７（ｄ）に示すように、さらなるブラダーの押圧により、接触面Ｍが、リブ溝成型部１３Ａの側面に沿って接地面成型部１２とリブ溝成型部１３Ａの交差部Ｐに向けて広がることにより、図中矢印ｆで示すように、リブ溝成型部１３Ａに沿うように空気を空気抜き孔１５に押し出し、ラグ溝成型部１３Ｂの側面に沿って接地面成型部１２とラグ溝成型部１３Ｂの交差部Ｑに向けて広がることにより、図中矢印ｆで示すように、ラグ溝成型部１３Ｂに沿うように空気を空気抜き孔１５に押し出す。
そして、最終的には、図７（ｅ）に示すように、４角の空気抜き孔１５からすべての空気が押し出されて、センターブロック成型部２１の角にあたる接地面成型部１２とリブ溝成型部１３Ａとラグ溝成型部１３Ｂとの交差部Ｒにゴムが押し詰められることにより、センターブロックが所定の形状に成型される。このように加硫成型がなされることにより、リブ溝成型部１３Ａ；１３Ａ、ラグ溝成型部１３Ｂ；１３Ｂ及び接地面成型部１２で囲まれたセンターブロック成型部２１からタイヤ表面と、リブ溝成型部１３Ａ；１３Ａ,ラグ溝成型部１３Ｂ；１３Ｂ及び接地面成型部１２とで囲まれた空間の空気が排出されるため、センターブロック成型部２１には、空気だまりが生じず、ベアーの発生を抑制することができる。

このようにリブ溝成型部１３Ａ；１３Ａ、ラグ溝成型部１３Ｂ；１３Ｂ及び接地面成型部１２に囲まれれた領域（ブロック）では、上述のようにタイヤ表面側のゴムが変形、移動して成型されるため、ゴムの移動に合わせて空気抜き孔１５を延長することで、効率良くかつ確実に空気を排出することができる。すなわち、図３に示したように、上述の交差部Ｐ，Ｑ，Ｒを縁どるように空気抜き孔１５を設けることで、効率よく空気を排出することができ、タイヤ表面に目立つベアーの発生を防止できる。なお、ベアーとは、成型面１１ａとタイヤ表面との間に残留した空気溜まりが介在した状態でタイヤが成型されることにより、成型後のタイヤ表面に形成される窪みをいう。

図２（ｂ）に戻り、トレッド金型１１の背面１１ｂに形成される背面溝２０Ａ乃至２０Ｈは、上述のセンターブロック成型部２１及びショルダーブロック成型部２２に設けられた空気抜き孔１５の位置と対応して形成される。空気抜き孔１５の背面１１ｂにおける開口が、背面溝２０Ａ乃至２０Ｈ内で開口するように設けられる。具体的には、背面溝２０Ａが上述のショルダーブロック成型部２２の上側の空気抜き孔１５（スリット３３）の開口に対応し、背面溝２０Ｂがショルダーブロック成型部２２の下側の空気抜き孔１５（スリット３４；３５）の開口に対応するように設けられる。また、背面溝２０Ｃがセンターブロック成型部２１の上側の空気抜き孔１５の開口に対応し、背面溝２０Ｄがセンターブロック成型部２１の下側の空気抜き孔１５の開口に対応するように設けられている。各背面溝２０Ａ乃至２０Ｄは、隣接するトレッド金型１１同士の分割面１１ｃが突き合わされたときに、隣接するトレッド金型１１の溝同士が連続するように設計される。なお、背面溝２０Ｅ乃至２０Ｈは、タイヤの幅方向中心線を挟んで背面溝２０Ａ乃至２０Ｄと対称であるので、詳細についての説明を省略した。
これにより、空気抜き孔１５を通じて背面溝２０Ａ乃至２０Ｈに排出された空気は、セクターセグメント１０の表面と背面溝２０Ａ乃至２０Ｈとで形成された空気抜き通路を経由して、セクターセグメント１０に設けられ、背面溝２０Ａ乃至２０Ｈと外部に通じる図示しない排出口を介して、金型で囲まれる成型空間から外部に排出される。

上記実施形態では、空気抜き孔１５をリブ溝成型部１３Ａ及びラグ溝成型部１３Ｂに沿って設けるとして説明したが、より好ましくは、リブ溝成型部１３Ａの側面及びラグ溝成型部１３Ｂの側面の延長上に、スリットの長手方向の孔壁が位置するように設けることでより効率よく空気を排出できる。また、この場合、タイヤ成型時に空気抜き孔１５のスリット３１及び３２にゴムが入り込んだとしても、センターブロックのエッジに沿って、薄肉の０．５ｍｍ程度の高さのスピューとなって形成されるので、外観上、より優れたものとなる。また、タイヤにおいて、センターブロックやショルダーブロックのエッジは、路面との間で最も多く接触し、摩擦が生じる部分であるため、エッジにおいて０．５ｍｍ程度の高さで形成されたスピューは、摩擦により直ちに除去され、タイヤ使用開始の初期段階からタイヤに設定された所望の性能を発揮できる。

上記実施形態では、センターブロック成型部２１、ショルダーブロック成型部２２の空気抜き孔１５をタイヤ半径方向に延長するように形成するとして説明したが、これに限定されない。上述したように、センターブロック成型部２１の接地面成型部１２は、トレッド金型１１において鉛直方向に立ち上がるように設けられている。このため、成型面１１ａ側から背面１１ｂ側に向けて空気抜き孔１５を流れる空気は、空気抜き孔１５を最短距離で通過し、成型面１１ａ側から背面１１ｂ側に効率よく排出されるが、例えば空気抜き孔１５の奥行方向の形状をタイヤ半径方向よりも下向きに延長しておくことにより、何らかの要因で接地面成型部１２の表面とタイヤ表面との間に隙間が生じても背面１１ｂ側から成型面１１ａ側への空気の逆流を防止できる。

なお、上記実施形態では、空気抜き孔１５の成型面１１ａ側に開口する開口部１５ａ及び背面１１ｂ側に開口する開口部１５ｂとの間の空気通路の断面形状は、上記例に限定されない。例えば、タイヤにおけるショルダーブロックを成型するショルダーブロック成型部２２は、図１に示すように、トレッド金型１１において、上下方向に位置する。このような領域は、空気が溜まり易いため、上述のセンターブロック成型部２１に比べて多くの空気を排出する必要がある。このような場合には、１つの空気抜き孔１５当たりの空気の排出量を多くするため、成型面１１ａ側の開口面積に比べて背面１１ｂ側の開口面積が大きくなるように、通路断面積を漸次大きくして流量を確保するようにしてもよい。

また、空気抜き孔１５の奥行方向の形状及び断面形状を共に変化させるように空気抜き孔１５を形成しても良い。上記実施形態では、トレッド金型１１は、背面１１ｂに複数の背面溝２０Ａ乃至２０Ｈを備えるものとして説明したが、積層造形法により金型を造型する場合には、造型時間の短縮を目的として、トレッド金型１１の土台となる接地面成型部１２の肉厚が薄くなるように設計されることがある。この場合には、複数の背面溝２０Ａ乃至２０Ｈを形成すると、トレッド金型１１に強度不足を生じさせる虞がある。

図２（ａ）に示すように、上述のトレッド金型１１では、円周方向に連続するリブ溝成型部１３Ａの橋渡し部材としての複数のラグ溝成型部１３Ｂ、及びショルダー溝成型部１３Ｃを備えているため、これらが接地面成型部の補強部材となって、金型における剛性が得られている。このため、複数の背面溝２０Ａ乃至２０Ｈを背面１１ｂに設けることができるが、例えば、主たるトレッドパターンが、リブ溝あるいはラグ溝によるもののように、溝成型部１３の配置に指向性がある場合には、金型としての強度に不足が生じる虞がある。このような場合には、背面１１ｂに設ける背面溝２０Ａ乃至２０Ｈの数を減らすとともに、強度不足が生じない位置に設ける必要がある。このような場合には、接地面成型部１２に設けられた空気抜き孔１５の背面１１ｂにおける開口の位置が、背面溝２０に集約されるように、空気抜き孔１５の奥行方向に延長する形状や断面形状を変化させれば良い。
すなわち、空気抜き孔１５の奥行方向に延長する形状を、図８（ａ）に示すように、成型面１１ａから背面１１ｂに向かって湾曲状、図８（ｂ）に示すようなＬ字状や図８（ｃ）に示すようなＶ字状等の屈曲状、もしくはこれらを組み合わせた形状で延長させれば良い。空気抜き孔１５は、成型面１１ａから背面１１ｂまで貫通してさえいれば良いので、奥行方向の形状は自由である。好ましくは、空気抜き孔１５は、成型面１１ａから背面１１ｂに至る奥行方向における断面積が、開口部の面積を維持するように形成すると良い。

また、成型面１１ａ側に開口する空気抜き孔１５の開口部の形状、すなわち、空気抜き孔１５の奥行方向と直交する断面形状は、上記実施形態で示したように、Ｉ字状やＬ字状に限定されない。例えば、図９（ａ）に示すように、湾曲するように設けられた溝成型部１３に沿って湾曲状に形成しても良い。また、図９（ｂ）に示すように、ジグザグ状に設けられた溝成型部１３に沿ってジグザグな屈曲状に形成しても良い。

また、空気抜き孔１５の開口部の他の形状として、図１０（ａ）に示すような十字状、図１０（ｂ）に示すような連続矩形屈曲状、図１０（ｃ）に示すような環状、図１０（ｄ）に示すような断続直線状、図１０（ｅ），（ｆ）に示すような断続環状としても良い。
図１０（ａ）に示す開口部８１ａ；８２ａは、２つのＩ字状のスリット８１；８２を十字状に交差させて成型面から背面に貫通する１の孔として形成した空気抜き孔１５が、成型面に開口した形状を示している。この場合、成型面に開口する各スリット８１；８２の端部は、成型面内のそれぞれ異なる位置で終端している。また、このときの空気抜き孔１５としてのスリット長さは、スリット８１の長さＬ１とスリット８２の長さＬ２との合計とみなす。なお、同図に示すスリット８１；８２の幅Ｗは、同一寸法である。
また、図１０（ｂ）に示す開口部８３ａは、１のスリットを連続的に矩形状に屈曲させて成型面から背面に貫通する１の孔として形成した空気抜き孔１５が成型面に開口した形状を示している。この場合、成型面に開口するスリット８３の端部は、成型面内のそれぞれ異なる位置で終端している。また、このときの空気抜き孔１５のスリット長さＬは、屈曲形状に沿う一端から他端までの長さ寸法となる。
また、図１０（ｃ）に示す開口部８４ａは、環状のスリット８４を成型面から背面に貫通させて形成した空気抜き孔１５が成型面に開口した形状である。この場合、スリット８４の内周側と外周側とに互いの位置関係に位置ずれが生じないように図外の支持手段により内周と外周とを連結しておくとよい。
また、図１０（ｄ）に示す開口部８５ａは、直線状に複数の孔８５ｚを断続的に配置して１つのスリット８５を形成した空気抜き孔１５が、成型面に開口した形状を示している。このときの空気抜き孔１５のみかけのスリット長さＬは、スリット８５の一端から他端までの長さ寸法とみなすことができる。
また、図１０（ｅ）に示す開口部８６ａは、成型面から背面に貫通する複数の円弧状の孔８６ｚにより、１つの環状のスリット８６を形成するように空気抜き孔１５を形成したときの、成型面に開口した形状を示している。このときの空気抜き孔１５のスリット長さＬは、スリット８５の一周分の周長を、真比重に対するかさ比重のようにみかけの長さ寸法とみなすことができる。実際には、真のスリット長さＬは、それぞれのスリット長さの合計となることは言うまでもない。
また、図１０（ｆ）に示す開口部８７ａは、図１０（ｅ）に示した円弧状の孔８６ｚよりも円周方向の長さが短い、成型面から背面に貫通する複数の孔８７ｚを環状に断続的に配置して一つのスリット８７を形成するように空気抜き孔１５が、成型面に開口した形状を示している。このときの空気抜き孔１５のスリット長さＬは、スリット８５の一周分の周長がみかけの長さ寸法とみなすことができる。
なお、図１０（ａ）〜（ｆ）を構成するスリット８１乃至８７の開口部における幅Ｗは、上記０．５ｍｍよりも小さい値に設定される。また、上記環状とは、円形状、矩形状等の無端形状を含む。

このように、成型面１１ａ側に開口する断面形状を変更することにより、ベアーが発生しやすい箇所に空気抜き孔効率的に配置することが可能となり、必要最小限の空気抜き孔１５でベアーの発生を抑制することができる。加えて、空気抜き孔１５が成型面１１ａに設けられた溝成型部１３等と干渉する場合や、成型後の外表面Ｔａにおいて空気抜き孔１５の痕がタイヤ外観を損ねる虞のある場合には、必要な空気の排出量を失わない範囲で空気抜き孔１５のスリット長さＬを変更したり、一つのスリット状の空気抜き孔１５を複数のスリットに分割して、目立たない場所に配置できる。

なお、上記実施形態では、空気抜き孔１５は、成型面１１ａから背面１１ｂにかけて貫通するものとして説明したが、背面１１ｂ以外に貫通させても良い。
図１１は、空気抜き孔１５が成型面１１ａから分割面１１ｃに貫通するときの透視拡大図である。同図に示すように、空気抜き孔１５は、成型面１１ａからトレッド金型１１の分割面１１ｃに向けて延長している。空気抜き孔１５を形成するスリット３７は、成型面１１ａ側から背面１１ｂ側に向けて所定長さ直線状に延長したのち、成型面１１ａと背面１１ｂとの厚さの範囲内において、例えば屈曲するように奥行方向において延長する方向を変えて分割面１１ｃに開口している。同図に示すスリット３７は、奥行方向において断面形状が変化しないように、例えば成型面１１ａ側の開口部３７ａの長さＬ３７ａと、分割面１１ｃ側の開口部３７ｂの長さＬ３７ｂとが同じ寸法で形成されている。また、スリット３７の成型面１１ａ側の幅Ｗ３７ａ及び分割面１１ｃ側の幅Ｗ３７ｂが、それぞれ例えば０．００１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の範囲に設定される。なお、上述したように、スリット３７は、幅Ｗ３７ａ，Ｗ３７ｂが上記範囲内にあれば、成型面１１ａ側の開口部３７ａから分割面１１ｃ側の開口部３７ｂに至る区間において奥行方向と直交する断面の面積が増減するように形状を変化しても良い。このように空気の排出口となる開口部３７ｂを分割面１１ｃに開口させた場合、タイヤ成型時の隣接するトレッド金型１１の対向する分割面１１ｃ同士の接触により十分な隙間寸法が得られないときには、図１１の点線で示すように開口部３７ｂを含み分割面１１ｃの延長する方向に沿うように延長する溝ｋ１を分割面１１ｃに設けたり、背面１１ｂに向かう図示しない溝を設けて空気を排出するようにすれば良い。

図１２は、空気抜き孔１５が成型面１１ａから取付部端面１８ａに貫通するときの透視拡大図である。同図に示すように、空気抜き孔１５は、成型面１１ａからトレッド金型１１の取付部端面１８ａに向けて延長している。空気抜き孔１５を形成するスリット３８は、成型面１１ａ側から背面１１ｂ側に向けて所定長さ直線状に延長したのち、成型面１１ａと背面１１ｂとの厚さの範囲内において、例えば屈曲するように奥行方向に延長する方向を変えて取付部端面１８ａに開口している。同図に示すスリット３８は、奥行方向において断面形状が変化しないように、例えば、スリット３８の成型面１１ａ側の開口部３８ａの長さＬ３８ａと、取付部端面１８ａ側の開口部３８ｂの長さＬ３８ｂとが同じ寸法で形成されている。また、成型面１１ａ側のスリット３８の幅Ｗ３８ａ及び背面１１ｂ側のスリット３８の幅Ｗ３８ｂが、例えば０．００１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の範囲に設定される。なお、上述したように、スリット３８は、上述のスリット３７と同様に、幅Ｗ３８ａ，Ｗ３８ｂが上記範囲内にあれば、成型面１１ａ側の開口部３８ａから取付部端面１８ａ側の開口部３８ｂに至る区間において奥行方向と直交する断面の面積が増減するように形状を変化しても良い。

上記実施形態では、各空気抜き孔１５となるスリットの幅Ｗを０ｍｍより大きく０．５ｍｍより小さい範囲内で設定するとして説明したが、より好ましくは、０ｍｍより大きく０．０９ｍｍより小さい範囲に、さらにより一層好ましくは、０ｍｍより大きく０．０６ｍｍより小さい範囲に設定することにより、タイヤ成型時の空気の流量を確保しつつ、確実にゴムの進入を防ぐことができる。

各空気抜き孔１５となるスリットの幅Ｗを０ｍｍより大きく０．５ｍｍより小さい範囲内に設定することにより、タイヤ表面に形成されたスピューは、加硫成型後のスピューの除去工程を経ない状態において、厚みが０ｍｍより大きく０．５ｍｍより小さく、且つタイヤ表面に沿った高さが、０ｍｍ以上７．５ｍｍより小さくなるので、スピューを除去する工程を不要にすることができる。なお、スピューの高さとは、本実施形態の空気抜き孔が単一のスリットにより構成されているため、形成されたスピューは平板状となる。したがって、タイヤ表面からスピュー先端までの長さ寸法はタイヤ表面に沿うスピューの長さ方向において異なるため、平均値を採用した。
また、スリットの幅Ｗを０ｍｍより大きく０．０９ｍｍより小さい範囲に設定することにより、タイヤ表面に形成されたスピューは、加硫成型後のスピューの除去工程を経ない状態において、幅が０．０９ｍｍより小さく、且つタイヤ表面に沿ったスピューの高さが、０ｍｍ以上２．０ｍｍより小さくなるので、スピューを除去する工程を不要にすることができる。
また、スリットの幅Ｗを０ｍｍより大きく０．０６ｍｍより小さい範囲に設定することにより、タイヤ表面に形成されたスピューは、加硫成型後のスピューの除去工程を経ない状態において、幅が０．０６ｍｍより小さく、且つタイヤ表面に沿ったスピューの高さが、０ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であるので、スピューを除去する工程を不要にすることができる。

なお、上記実施形態では、トレッド金型１１を用いて空気抜き孔１５について説明したが、サイド金型９に対してもスリット状の空気抜き孔１５を適用することができる。すなわち、タイヤＴの側面を成型するサイド金型９の成型面にも、タイヤに関する標章や、リムプロテクタ等を型付けする金型部が設けられることから、これら金型部に沿ってスリット状の空気抜き孔１５をサイド金型９の成型面９ａ及び背面９ｂに貫通するように設ければ良い。また、サイド金型９の背面９ｂの空気抜き孔１５が開口する位置に対応するように、タイヤ円周方向に沿う背面溝を設けておくことにより、ベース盤８に設けられた外部に連通する図外の穴や溝を介して成型面９ａ側の空気が空気抜き孔１５、背面溝を介して外部に排出される。

以上説明したように、本発明によれば、空気抜き孔１５の基本形状をスリット状としたことにより、空気の流量を確保しつつタイヤ成型時におけるゴムの進入を抑制することができる。また、トレッド金型１１の背面１１ｂに、タイヤ円周方向において各金型間に連続するように延長する背面溝を設け、各空気抜き孔１５の背面１１ｂ側の開口部１５ｂが背面溝に連通するように空気抜き孔１５を形成することにより、加硫時に成型面側から背面側に流れる空気の流量を確保しつつ、確実に外部に排出することができる。

本実施形態におけるサイド金型９及びトレッド金型１１は、ラピッドプロトタイピング法の一つである金属粉末を層状に焼結させる積層造型法により製作される。積層造型法では、コンピュータによる設計、所謂ＣＡＤにより設計された金型のモデルデータを均一な厚さでスライスした層状の部分形状に分割して複数の部分形状データ（以下スライスデータという）に変換し、部分形状の厚みに対応して堆積された金属粉末に対して、スライスデータに基づいてレーザを照射し、レーザの照射により焼結した金属粉末の焼結層を順次積層することにより立体的な金型が製造される。例えば、スライスデータには、スリット状の空気抜き孔１５や背面溝となる部分にレーザを照射しないようにする情報が含まれている。

上述の複数の空気抜き孔１５及び背面溝２０Ａ乃至２０Ｈは、ＣＡＤによる設計時にあらかじめ金型のモデルデータ内に設定される。そして、積層造形法による金型の製作過程で金型の一部として成型部などと同時に造形される。
図１３は、積層造形装置４０の一実施形態を示す図である。同図に示すように、積層造形装置４０は、所定距離離間して設けられた左右一対のステージ４１，４２と、左右のステージ４１，４２の間に昇降自在に配備されたワークテーブル４３とを備える。左右のステージ４１，４２は、それぞれの上面４１ａ，４２ａで同一平面を形成するように水平に同じ高さに設定される。ステージ４１，４２は、上下方向に延長する中空の円筒状のシリンダ４４，４５を備える。シリンダ４４，４５は、ステージ４１，４２の上面４１ａ，４２ａに開口する。シリンダ４４，４５の内部には、内周面に沿って摺動可能なピストン４６Ａ，４７Ａを有するフィーダ４６，４７が設けられる。フィーダ４６，４７は、図外の造形制御装置から出力される信号に基づいて駆動する図外の駆動機構の動作により、シリンダ４４，４５の軸線方向に沿って昇降する。ピストン４６Ａ，４７Ａの上側には、金型の母材となる金属粉末Ｓがステージ４１，４２の上面まで充填される。

ステージ４１，４２の上面４１ａ，４２ａには、当該上面４１ａ，４２ａに沿って移動するローラ４８が配置される。ローラ４８は、図外の駆動装置により左右のステージ４１，４２の上面４１ａ，４２ａに外周面を接触させながら転動して左右のステージ４１，４２間を移動する。ワークテーブル４３の上方には、金属粉末Ｓに照射するレーザガン５１と、レーザガン５１で発生したレーザＬａを反射する照射ミラー５２とが設けられる。照射ミラー５２は、図外の造形制御装置から出力される制御信号に基づいて図外の駆動手段の駆動により所定の位置へと移動する。照射ミラー５２に反射したレーザＬａは、ワークテーブル４３上に堆積した金属粉末Ｓに照射され、トレッド金型１１の一部を構成する所定形状の焼結層を形成する。このような焼結層を１層１層形成し、積層することによりトレッド金型１１が製作される。また、サイド金型９も同様に製作される。

本発明によれば、積層造形法により成型面１１ａ側の空気を背面１１ｂ側に排出するための排気手段となる複数のスリット状の空気抜き孔１５を金型の製造時と一体に造型するため、従来のような後加工が不要となる。すなわち、積層造形法によるサイド金型９及びトレッド金型１１の造形時に、粉体層のうち、スリットとなる部分、スリット形成予定部や、背面溝となる背面溝形成予定部に、レーザ光を照射しないだけで、空気抜き孔１５としてのスリット状の空孔及び背面溝を設けることができるため、短時間でサイド金型９及びトレッド金型１１を製作することができる。例えば、タイヤＴの外表面Ｔａを包囲するように設けられる上下のサイド金型９，９及び複数のトレッド金型１１には、総数で約１０００個の空気抜き孔１５が設けられるため、従来のようなドリルによるベントホール１か所の形成に約３０秒〜５０秒を要する場合には、トータルで５００分〜８３０分の時間を短縮できることになる。

図１４の表は、金型に形成する空気抜き孔の幅を変えて、従来例、比較例１〜５、実施例１〜１５の試作タイヤをそれぞれ試作し、各タイヤ表面に形成されたスピュー及びタイヤについて各種性能の評価を行った結果を纏めたものである。図１５は、図１４の表に基づき、空気抜き孔の幅を変更した場合の空気抜き孔の幅とスピューの高さとの関係を示したグラフである。図１６は、図１４の各例に対応するスピューの形成例を模式的に示した図である。なお、同図に示すＳ１〜Ｓ７は、それぞれスピューを示している。また、スピューＳ５〜Ｓ７は、図１６（ｄ）に示すスピューＳ４を形成したときの空気抜き孔の長さで、空気抜き孔の幅を小さくした空気抜き孔により形成されたスピューの形成状態を模式的に示したものである。
各タイヤを試作する際の金型には、従来例の空気等排出性能と同じになるように、比較例１〜５、実施例１〜１５に空気抜き孔を形成した。また、試作する際の加硫成型の条件は一定とした。

図１４の表におけるスピュー幅とは、タイヤ表面に形成されたスピューの厚みの実測値である。スピュー高さとは、比較例２〜４、実施例１〜１５の空気抜き孔が単一のスリット状であるため、タイヤ表面に板状のスピューが形成されることから、各空気抜き孔により形成されたスピューのタイヤ表面から法線方向に沿う先端までの長さ寸法の平均値とした。スピュー先端形状とは、１つの空気抜き孔によりタイヤ表面に形成されたスピューの長さ方向に沿うタイヤ表面から先端までの高さの変化状態いい、例えば、高さに変化がなければ「同じ」、変化があれば「異なる」として評価した。スピューの形成状態とは、１つの空気抜き孔により形成されたスピューの長さ方向における形成状態を示し、１つの空気抜き孔の長さ方向の範囲において連続して形成されている場合には「連続」、断続して形成された場合には「断続」として評価した。また、スピューが形成されていない場合には、「なし」とした。スピュー除去の要否とは、従来例タイヤのスピューを基準としたときのスピューの除去の要否をいい、除去が必要である場合には「必要」、不要である場合には「不要」、また必要であるが難しい場合には「困難」として評価した。製品タイヤ外観性能、製品タイヤ運動性能及び製品タイヤ摩耗性能は、それぞれ従来例タイヤのスピューの除去工程後の外観性能、運動性能及び耐摩耗性能を１００として指数化して相対的に評価した。なお、比較例１乃至比較例５については、スピューの除去工程後の外観性能、運動性能及び耐摩耗性能で評価し、実施例１乃至１５については、スピューを除去しない状態で評価した。

図１４の表及び図１５のグラフに示すように、従来例、比較例１〜５及び実施例１〜１５のタイヤ表面に形成されたスピューの幅は、空気抜き孔の幅と同一寸法に形成されることが分かった。
また、実施例１乃至実施例１５に示すように、空気抜き孔の幅を０．５ｍｍより小さくしてゆくにつれて、スピュー高さが減少してゆくことが分かった。つまり、従来例、比較例１乃至比較例４では、空気抜き孔の幅が０．５ｍｍ以上では、図１６の（ａ），（ｂ）のＳ１，Ｓ２に示すように、タイヤ表面に形成されるスピューの高さに変化が見られなかったが、幅Ｗを０．５ｍｍより小さくしてゆくと、図１６の（ｃ）〜（ｇ）のＳ４〜Ｓ７に示すように、スピューの高さが低くなることが分かった。これにより、スピューを除去する工程も不要となることが分かった。
また、実施例６乃至実施例１５に示すように、空気抜き孔の幅を０．０９ｍｍよりも小さくするにつれて、１つの空気抜き孔により形成されるスピューが、図１６の（ｅ），（ｆ），（ｇ）のＳ５〜Ｓ７に示すように、タイヤ表面に沿う長さ方向において断続的に形成されることが分かった。すなわち、スピュー先端形状及びスピュー形成状態に示すように、スピュー先端における形状、つまりスピューの長さ方向において高さにばらつきが生じはじめ、最終的には、断続的に形成されるようになることが分かった。また、実施例９乃至実施例１５に示すように、空気抜き孔の幅を０．０６ｍｍよりも小さくするにつれて、図１６（ｇ）のＳ７に示すように断続的に形成されていたスピューが、徐々に形成されなくなり、スピューは完全に消失してゆくことが分かった。つまり、タイヤ表面にスピューが形成されない状態となる。この場合、図１６（ｈ）のＳ８に示すように空気抜き孔の痕のみが表面にみられる状態（スピュー高さが０ｍｍ）、すなわち、空気抜き孔の開口縁にタイヤ表面を押しつけた痕のみが見られるような平らな状態となる。特に、実施例１３乃至実施例１５に示すように、空気抜き孔の幅を０ｍｍより大きく０．０１ｍｍ以下とすることにより、スピューがほとんど形成されなくなることが分かった。なお、実施例９乃至実施例１２では、スピュー高さが観測されてはいるものの、すべての空気抜き孔において観測されたものではないため、実質的にはスピューの発生がない、すなわち、消失したものとしてスピュー形成形態では評価した。
また、実施例１乃至実施例１５は、従来例、比較例１乃至比較例４のいずれに対しても、外観性能、運動性能及び耐摩耗性能に優れることが分かった。特に、実施例９〜１５に示すように、空気抜き孔の幅を０に近づくように小さくしてゆくことにより、外観性能、運動性能及び耐摩耗性能が大きく向上してゆくことが分かった。
なお、比較例５に示すように、空気抜き孔の幅を０ｍｍとした場合には、加硫成型することができなかった。
以上説明したように、本実施形態に係る金型を用いて未加硫のタイヤを成型するタイヤの製造方法によれば、スピューによるタイヤの初期性能、外観性能、運動性能及び摩耗性能への影響を抑えることが可能になり、初期性能、外観性能、運動性能及び摩耗性能に優れたタイヤを形成することができる。

なお、上記実施形態では、空気抜き孔１５は、溝成型部１３を構成するリブ溝成型部１３Ａやラグ溝成型部１３Ｂの部分以外に設けられるものとして説明したが、溝成型部１３に設けても良い。すなわち、空気抜き孔１５の一端側が成型面１１ａにおける接地面成型部１２に開口するものとして説明したが、リブ溝成型部１３Ａやラグ溝成型部１３Ｂ等の溝成型部１３の頂面や側面に一端が開口するようにしても良い。この場合、リブ溝成型部１３Ａやラグ溝成型部１３Ｂの延長する方向に沿って空気抜き孔１５の開口部が延長するように空気抜き孔１５を設ければ良い。より好ましくは、溝成型部１３の頂面と側面とが接続する角部や、接地面成型部１２と溝成型部１３の側面とが接続する角部に沿って空気抜き孔１５の開口部を設けることにより、成型面１１ａとタイヤＴの外面との間の空気を効率良く排気でき、成型後のタイヤ表面へのスピューの形成を抑制できる。
なお、空気抜き孔１５の他の形成例として、背面１１ｂから延長する空気抜き孔１５の一端側を溝成型部１３の一側面と他側面の両方に開口するように分岐させて形成しても可能である。すなわち、溝成型部１３を一側面から他側面に貫通するスリット状の孔と、この孔に一端が開口し、他端が背面溝２０に開口するスリット状の孔により空気抜き孔１５を形成しても良いが、この場合、溝成型部１３の一側面に開口する開口部の面積と他側側に開口する開口部の面積との和が、背面１１ｂに至る孔の断面積、及び背面１１ｂ側に開口する面積と等しくなるように形成することが好ましい。

上記実施形態では、空気抜き孔についてタイヤを加硫成型する際に用いられるタイヤ用金型を用いて説明したが、これに限らず、ゴム製品や樹脂製品等のゴム物品を成型する際の金型に本実施形態に係る空気抜き孔を備えた金型を用いることで、外観性能に優れた製品を製造することができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態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において種々の変更を加えることが可能である。
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

９ サイド金型、１１ トレッド金型、１１ａ 成型面、１１ｂ 背面、
１５ 空気抜き孔、２０Ａ乃至２０Ｈ 背面溝、３１乃至３５ スリット、
Ｔ タイヤ。

Claims (11)

1. 未加硫のゴムに型付けする成型面を有し、タイヤ円周方向に複数に分割されたセクショナルモールド用のタイヤ用金型であって、
   前記成型面から背面に貫通する空気抜き孔と、
   前記背面に、タイヤ円周方向の一端側の分割面と他端側の分割面にかけて延長し、前記空気抜き孔が開口する溝とを備え、
   前記空気抜き孔の成型面に開口する幅が、０ｍｍより大きく０．５ｍｍより小さいことを特徴とするタイヤ用金型。
2. 前記空気抜き孔は、一の孔で形成されたスリット、または、複数の孔を点線状に配置して形成されたスリットからなり、
   前記スリットが成型面に開口する形状は、端部が終端、または環形状、もしくはそれらを組合せた形状で形成されることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用金型。
3. 前記空気抜き孔は、当該孔の成型面から背面に貫通する際の奥行方向と直交する方向の断面において、直線状、または湾曲状、または屈曲状、もしくはそれらを組み合わせた断面形状で構成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のタイヤ用金型。
4. 前記空気抜き孔は、成型面から背面に向かって直線状、または湾曲状、または屈曲状、もしくはそれらを組み合わせた形状で延長することを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載のタイヤ用金型。
5. 前記空気抜き孔は、前記成型面の前記未加硫のゴムに凹部を型付けする部分以外に設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれかに記載のタイヤ用金型。
6. 前記タイヤ用金型をラピッドプロトタイピング法により製作したことを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれかに記載のタイヤ用金型。
7. 請求項１乃至請求項６いずれかに記載のタイヤ用金型によってタイヤ表面が型付けされたタイヤであって、
   前記空気抜き孔により形成されたスピューは、成型後の当該スピューを除去しない状態において、幅が０ｍｍより大きく０．５ｍｍより小さく、
   且つ、高さが０ｍｍ以上７．５ｍｍより小さいことを特徴とするタイヤ。
8. 前記スピューは、幅が０．０９ｍｍより小さく、
   且つ、高さが、０ｍｍ以上２．０ｍｍより小さいことを特徴とする請求項７に記載のタイヤ。
9. 前記スピューは、幅が０．０６ｍｍより小さく、
   且つ、高さが０ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項７又は請求項８いずれかに記載のタイヤ。
10. 前記スピューは、１つの前記空気抜き孔により型付けされたタイヤ表面に沿う長さ方向に高さが変化することを特徴とする請求項７乃至請求項９いずれかに記載のタイヤ。
11. 前記スピューは、１つの前記空気抜き孔により型付けされたタイヤ表面に沿う長さ方向に断続して形成されることを特徴とする請求項７乃至請求項１０いずれかに記載のタイヤ。