JP6657708B2 - タイヤ用モールド及びタイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ用モールド及びタイヤの製造方法に関する。詳細には、本発明は、湿田、軟弱地等を走行する農業機械及び軽土木建設機械に装着されうるラグ付タイヤの製造に用いられるモールド及びこのモールドを用いたタイヤの製造方法に関する。

農業機械及び軽土木建設機械のような作業用機械には、湿田及び軟弱地における作業性が考慮されたラグ付タイヤが装着される。ラグ付タイヤのトレッドは、半径方向外向きに突出した多数のラグを備えている。ラグは、泥土にめり込む。ラグは、泥土を掻く。ラグは、タイヤのトラクションに寄与しうる。

作業用機械が圃場を走行すると、ラグ付タイヤには泥土が付着する。ラグとラグとの間に位置するラグ底に泥土が付着すると、このタイヤのトラクションが低下する。泥土の過剰な付着は、機械をスタックさせる。タイヤは回転しているので、タイヤに付着した泥土が上方に持ち上げられることもある。機械が田植機である場合、タイヤから泥土が落下すると、植え付けられたばかりの苗に、泥かぶり、折れ及び倒れが生じることがある。さらに泥土が付着したタイヤで舗装道路を走行すると、道路が汚れてしまう。タイヤに泥土が付着したままだと、洗車時にこの泥土を除去することが困難になることもある。

ラグ付きタイヤへの泥土の付着を防止するために、ラグ底に多数の突起を設けたタイヤが、特開２００７−１６１１９２公報及び特開２０１１−７３６５６公報に開示されている。これらのタイヤでは、ラグ底と地面とが当接したときも、この突起が地面とラグ底の基準面との間に空間を作り出す。これにより泥土の付着が効果的に抑制されている。

特開２０１１−６８０４４公報には、このラグ底に多数の突起を有するタイヤを製造するためのモールドが開示されている。このモールドは、ラグ底の多数の突起を形成するために、キャビティ面のラグ底に相当する部分に、多数の穴（突起用穴と称される）を備えている。この突起用穴の深さは、ラグ底に設ける突起の高さに対応している。

特開２００７−１６１１９２公報 特開２０１１−７３６５６公報 特開２０１１−６８０４４公報

タイヤの加硫工程では、予備成形されたローカバーが、モールドに投入される。このローカバーは、モールドとブラダーとに囲まれたキャビティにおいて、加圧されつつ加熱される。加圧と加熱とにより、ローカバーのゴム組成物がキャビティ内を流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。

加硫工程での加圧の際、モールドのキャビティ面とローカバーとの間にエアーが残留することがある。このエアーは、特にキャビティ面の穴の部分で残留し易い。穴にエアーが残留すると、ローカバーをこの穴の奥まで密着させることができない。突起用穴にエアーが残留すると、ラグ底の突起の高さが、所望の高さより低くなることが起こる。しかも、この突起の高さは、突起用穴に残留するエアーの量によって異なる。特開２０１１−６８０４４公報のモールドでは、所望の高さより低く、高さが不均一な突起が形成されることがある。これは、突起が泥土の付着を防止する効果を低下させる。このモールドで作成したタイヤでは、泥土の付着が十分防止されないことが起こりうる。

突起用穴でのエアーの残留を防止するため、突起用穴を、キャビティ面からモールドの背面まで貫通させる方法が考えられる。しかし、モールドの背面まで穴を貫通させると、突起を所望の長さに均一に揃えることができない。しかも、突起は必要以上に長くなる。この突起は縮れてちぎれることが起こる。これはタイヤの外観不良の原因となる。

本発明の目的は、泥土の付着が防止されかつ外観に優れたタイヤを製造するための、タイヤ用のモールドの提供及びこのモールドを使用したタイヤの製造方法の提供にある。

本発明に係るタイヤ用モールドは、その内部に位置する空洞と、ローカバーと当接するキャビティ面と、上記キャビティ面から上記空洞まで延び、タイヤのトレッド面に突起を形成するために使用される複数の突起用穴と、上記空洞から上記キャビティ面の反対側の面まで延びる排気用穴とを備える。

好ましくは、上記突起用穴の空洞側の端は、空洞に向けて先細りである。

好ましくは、上記モールドは窪みを有する本体とこの窪みに着脱可能に取り付けられるプレートとを備えている。上記プレートは上記突起用穴を備えている。上記本体は上記排気用穴を備えている。上記空洞は上記プレートと上記本体との間に位置している。

本発明に係るタイヤ製造方法は、予備成型によってローカバーを得る工程と、モールドに上記ローカバーを投入する工程と、このローカバーを加圧及び加熱する工程とを含んでいる。このモールドは、その内部に位置する空洞と、ローカバーと当接するキャビティ面と、上記キャビティ面からこの空洞まで延びタイヤのトレッド面に突起を形成するために使用される複数の突起用穴と、この空洞から上記キャビティ面の反対側の面まで延びる排気用穴とを備えている。

本発明に係るモールドは、内部に空洞を備える。突起用穴は、キャビティ面からこの空洞まで延びている。排気用穴は、空洞からキャビティ面の反対側の面まで延びている。突起用穴のエアーは、空洞及び排気用穴を通して排出される。このモールドでは、エアーが突起用穴に残留することはない。このモールドで製造したタイヤでは、突起が所望の高さより低くなることはない。このモールドでは、加硫時にローカバーの未加硫ゴムは、突起用穴から空洞及び排気用穴まで入り込むことがある。加硫工程後のタイヤからこの空洞及び排気用穴に相当する部分を切除することで、所望の高さに揃えられた突起が得られる。このモールドによれば、ラグ底の多数の突起が所望の高さに揃えられたタイヤを得ることができる。本発明に係るモールドを用いれば、突起が泥土の付着が効果に防止され、かつ外観に優れたタイヤを得ることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤ用モールドの一部が示された断面図である。 図２は、図１のモールドのキャビティ面が示された展開図である。 図３は、図２のIII−III線に沿った断面図である。 図４は、モールドの分解状況が示された断面図である。 図５は、図１のモールドの一部が示された模式図である。 図６は、図１のモールドを用いて製造されたラグ付タイヤの一部が示された断面図である。 図７は、図５のモールドを使用した加硫工程の途中の状態が示された模式図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１には本発明の一実施形態に係るモールド２の断面図の一部が示されている。図１において、左右方向がこのモールド２の半径方向である。上下方向は、このモールド２の軸方向である。図２に示されているのは、このモールド２のキャビティ面の展開図の一部である。図２において、上下方向がこのモールド２の周方向である。左右方向は、このモールド２の軸方向である。図３には、図２のIII−III線に沿った断面図が示されている。この図３においては、その下側が半径方向外側である。左右方向は、このモールド２の周方向である。このモールド２は、トラクタ、バインダ、ハーベスタ、コンバイン、田植機、運搬車及び耕耘機のような農業機械に装着されるラグ付タイヤを製造しうる。

このモールド２は、本体４及び複数のプレート６を備えている。このモールド２では、本体４及びこれらのプレート６が組み合わされて、リング状のキャビティ面８が構成される。このキャビティ面８は、ローカバーと当接する。このキャビティ面８の形状は、タイヤのトレッドの外面形状に対応している。

図１及び図２に示されるとおり、本体４は軸方向に重ねられた一対のリング１０を備えている。それぞれのリング１０は、分割面１２を備えている。一方のリング１０の分割面１２と他方のリング１０の分割面１２とは当接している。このモールド２は、ツーピースタイプである。

それぞれのリング１０は、溝１４と窪み１６と排気用穴１８とをさらに備えている。図２に示されるとおり、溝１４は複数存在する。それぞれの溝１４は、分割面１２の側から軸方向外側に向かって延在している。図３に示されるとおり、窪み１６は、周方向において隣接する一の溝１４と他の溝１４との間に位置している。このモールド２では、溝１４と窪み１６とは、周方向に交互に配置されている。このモールド２では、溝１４の数と窪み１６の数とは同等である。図１に示される通り、排気用穴１８は、窪み１６の底面から本体４のキャビティ面８の反対側の面（裏面）まで延びている。

プレート６は、リング１０の窪み１６に着脱可能に嵌め込まれている。従ってプレート６は、周方向において隣接する一の溝１４と他の溝１４との間に位置している。このモールド２では、溝１４とプレート６とは、周方向に交互に配置されている。このモールド２では、溝１４の数とプレート６数とは同等である。図４には、図１におけるプレート６が窪み１６から外された状態が示されている。

図２に示されるとおり、キャビティ面８上において、プレート６は、略平行四辺形である。プレート６は、そのキャビティ側の面（表面）からその反対側の面（裏面）にまで貫通する多数の穴２０を備えている。プレート６の表面のほぼ全面に、この穴２０の開口が存在している。これらは、タイヤの表面に突起を形成するための突起用穴２０である。

図５は、この窪み１６にプレート６が嵌め込まれた状態が示された模式図である。この図では、本体４及びプレート６の構造が分かり易いように、図１のプレート６に比べて突起用穴２０の数は少なくなっている。また、本体４の厚さも薄くなっている。

図５に示されるとおり、窪み１６にプレート６が嵌め込まれたとき、窪み１６の底面とプレート６の裏面との間に、空洞２２が存在している。換言すれば、このモールド２は、その内部に空洞２２を備えている。プレート６の突起用穴２０は、キャビティ面８からこの空洞２２まで延びている。図に示されるとおり、突起用穴２０の空洞２２側の端は、空洞２２に向けて先細りである。排気用穴１８は、この空洞２２から本体４の裏面まで延びている。

このモールド２を用いて、ラグ付タイヤは次のようにして製造される。トレッド、サイドウォール、カーカス等の部材を組み合わせて、ローカバーが準備される。このローカバーが、開かれたモールド２に投入される。投入のとき、ブラダーは収縮している。投入により、ブラダーはローカバーの内側に位置する。ブラダーは、ガスの充填により膨張する。この膨張により、ローカバーは変形する。この変形は、シェーピングと称されている。シェーピングの後、モールド２が締められ、ブラダーの内圧が高められる。ローカバーは、モールド２のキャビティ面８とブラダーとに挟まれて、加圧される。ローカバーは、キャビティ面８に当接する。ローカバーは、モールド２及びブラダーからの熱伝導により、加熱される。加圧と加熱とにより、ローカバーのゴム組成物が流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。

図６には、このモールド２を用いて製造されたラグ付タイヤ２４の一部が示されている。このタイヤ２４のトレッド２６は、ラグ２８及びラグ底３０を備えている。ラグ２８は、キャビティ面８の一部である溝１４にローカバーが当接することにより形成される。ラグ底３０は、このローカバーがプレート６に当接することにより形成される。前述のとおり、プレート６には多数の突起用穴２０が設けられている。このため、このプレート６により形成されたラグ底３０は多数の突起３２を備えている。この図６において、一点鎖線ＣＬで示されているのはこのタイヤ２４の赤道面である。

図示されていないが、このタイヤ２４が回転しラグ底３０が地面に接触すると、これら突起３２は変形する。これら突起３２は、回転方向後側に倒れる。一の突起３２の先端部分は、この突起３２に隣接する他の突起３２の側面に当接する。これら突起３２は、ラグ底３０の基準面を覆う。この突起３２が地面とラグ底３０の基準面との間に空間を作り出す。これにより泥土の付着が効果的に抑制されている。

タイヤ２４が回転しラグ底３０が地面から離れると、荷重が除去され突起３２は復元する。この突起３２の復元力により、付着した泥土はこのタイヤ２４から効果的に除去される。

このタイヤ２４では、泥土の付着が抑えられているので、ラグ２８は安定に泥土を掻き続ける。このタイヤ２４では、優れたトラクションが維持される。このタイヤ２４では、泥土の付着が抑えられているので、作業を終えた農業機械が移動のために舗装道路を走行しても、この舗装道路の、泥土による汚染が効果的に軽減される。このタイヤ２４では、泥土がこのタイヤ２４から離される位置が低いので、落下する泥土による、植え付けたばかりの苗等の損傷が防止される。

以下、この発明の作用効果が説明される。

加硫工程での加圧の際、モールドのキャビティ面とローカバーとの間にエアーが残留することがある。突起用穴にエアーが残留すると、ラグ底の突起の高さが、所望の高さより低くなることが起こる。しかも、この突起の高さは、突起用穴に残留するエアーの量によって異なる。従来のモールドでは、所望の高さより低く、高さが不均一な突起が形成されることがある。これは、突起が泥土の付着を防止する効果を低下させる。このモールドで作成したタイヤでは、泥土の付着が十分防止されないことが起こりうる。

一方、突起用穴でのエアーの残留を防止するため、突起用穴を、キャビティ面からモールドの背面まで貫通させると、突起は必要以上に長くなる。しかも、突起の長さは不均一となる。これはタイヤの外観不良の原因となる。

前述したとおり、このモールド２は、内部に空洞２２を備えている。突起用穴２０は、キャビティ面８からこの空洞２２まで延びている。排気用穴１８は、空洞２２からキャビティ面８の反対側の面まで延びている。ローカバーと突起用穴２０の間にエアーが存在しても、このエアーは、空洞２２及び排気用穴１８を通して排出される。このモールド２では、エアーが突起用穴２０に残留することはない。このモールド２で製造したタイヤ２４は、突起３２が所望の高さより低くなることはない。

図７には、このモールド２を用いた加硫時の様子が示されている。このモールド２では、加硫時にローカバー３４の未加硫ゴムは、突起用穴２０から空洞２２及び排気用穴１８まで至ることが起こりうる。加硫後のタイヤ２４では、この空洞２２及び排気用穴１８に入り込んだローカバー３４の未加硫ゴムは、突起３２の先端にバリとして残留することがある。このバリの部分は作業者が容易に認識することができる。このバリは、刃物等で容易に取り除くことができる。これにより、所望の高さに揃えられた突起３２が得られる。このモールド２を用いれば、ラグ底３０の多数の突起３２が所望の高さに揃えられたタイヤ２４を得ることができる。本発明に係るモールド２を用いれば、突起３２が泥土の付着が効果に防止され、かつ外観に優れたタイヤ２４を得ることができる。

図５に示されるとおり、突起用穴２０の空洞２２側の端は、空洞２２側に向けて先細りであるのが好ましい。これにより、タイヤ２４の突起３２とバリとの接続部分は細くなる。このバリは、容易にちぎり取ることができる。突起用穴２０の空洞２２側の端を先細りにすることで、効率良くラグ底３０の多数の突起３２が所望の高さに揃えられたタイヤ２４を得ることができる。これは、タイヤ２４製造の効率向上に寄与する。

上記先細りとなっている部分以外の部分における突起用穴２０の断面積がＳＭとされ、空洞２２との接点における突起用穴２０の断面積がＰＭとされたとき、断面積ＰＭの断面積ＳＭに対する比（ＰＭ／ＳＭ）は０．７以下が好ましい。比（ＰＭ／ＳＭ）を０．７以下とすることで、タイヤ２４の突起３２に付着したバリは、人手で容易に引き剥がすことができる。この観点から、この比は０．５以下がより好ましい。また、比（ＰＭ／ＳＭ）は０．２以上が好ましい。比（ＰＭ／ＳＭ）を０．２以上とすることで、突起用穴２０のエアーが効率良く排出できる。この観点からこの比は０．４以上がより好ましい。

図４に示された通り、プレート６は本体４に着脱可能に取り付けられているのが好ましい。このモールド２でタイヤ２４を加硫した後、空洞２２及び排気用穴１８に、バリが残留することがある。この残留したバリは、次にこのモールド２を使用して別のタイヤ２４の加硫を行うときに、エアーの排出の邪魔となりうる。残留したバリは、除去する必要がある。前述の通り、このモールド２では、窪み１６の底面とプレート６の裏面との間に、空洞２２が存在している。プレート６を本体４から外すことにより、空洞２２及び排気用穴１８に残留したバリは、容易に取り除くことができる。これは、タイヤ２４製造の効率向上に寄与する。なお、特にバリの除去の効率向上を図る必要がないときは、本体４とプレート６とが一体として形成されていてもよい。

図５において、両矢印ＤＭは、突起用穴２０の深さを表している。これは、プレート６の厚みと同じである。両矢印ＷＭは、突起用穴２０の間隔を表している。この間隔ＷＭは、一の突起用穴２０とこの一の突起用穴２０に最も近い他の突起用穴２０との間の距離が計測されることにより得られる。一点鎖線ＡＭは、突起用穴２０の軸線を表している。角度αは、この軸線ＡＭがプレート６の表面に対してなす角度を表している。この角度αは、突起用穴２０がプレート６の表面に対してなす角度である。

このモールド２では、突起用穴２０の深さＤＭ、間隔ＷＭ及び角度αは、タイヤ２４の要求性能が考慮され、適宜決められる。このモールド２で製造されたタイヤ２４において、突起３２が密に配置され、泥土の付着が効果的に防止されうるという観点から、深さＤＭは、６ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好ましい。間隔ＷＭは、１．５ｍｍ以上３．０ｍｍ未満が好ましい。角度αは、８０°以上９０°以下が好ましい。

このモールド２で製造されたタイヤ２４において、突起３２が密に配置され、泥土の付着が効果的に防止されうるという観点から、上述の突起用穴２０の断面積ＳＭは０．８ｍｍ^２以上７．１ｍｍ^２以下が好ましい。

このモールド２では、本体４の材質としては、スチール及びアルミニウム合金が例示される。この本体４の窪み１６に収容されるプレート６の材質としては、スチール及びアルミニウムが例示される。アルミニウム合金の熱膨張率は、スチールのそれに比べて大きい。このモールド２では、プレート６が窪み１６に容易に収容され、収容されたプレート６が窪み１６に確実に固定されるという観点から、本体４の材質がスチールとされ、プレート６の材質がアルミニウム合金とされるのが好ましい。

本明細書では、ツーピースタイプのモールド２を例として挙げて本発明が説明された。本発明に係るモールド２は、ツーピースタイプに限られない。割タイプのモールドでもよい。割タイプのモールドは、円弧状のトレッドセグメントを備えている。多数のセグメントが並べられることで、キャビティ面が形成される。この場合、ラグ底の位置に対応して、セグメントが突起用穴、空洞及び排気用穴を有する。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
図１−５に示された構造を備えた実施例１のツーピースタイプのモールドを作製した。これは、ラグ付タイヤを製造するためのモールドである。このモールドで作製されるタイヤのサイズは、１３．６−２６−４ＰＲである。このモールドの突起用穴の深さＤＭは、１０ｍｍである。突起用穴の断面積は２．３ｍｍ^２である。隣接する突起用穴同士の間隔ＷＭは１．８ｍｍである。

［比較例１］
モールドが本体とプレートとに分かれておらず、空洞及び排気用穴を備えていない他は実施例１と同様にして比較例１のモールドを作製した。これは従来のモールドである。

［突起の高さの均一性］
実施例１及び比較例１のモールドを用いて、ラグ付タイヤを作製した。実施例１のモールドで作製したタイヤでは、加硫工程後、突起に付着したバリを人手で剥がす作業が行われた。それぞれのタイヤのラグ底を一箇所任意に選択し、ラグ底に設けられた突起の長さを測定した。長さが測定される突起はそのラグ底の全体から１００本選択された。測定された突起の最大長さＭＡＸ、最小長さＭＩＮ及びこれらの差Ｒ（ＭＡＸ−ＭＩＮ）は以下の通りである。
実施例１：
最大長さＭＡＸ＝９．７ｍｍ
最小長さＭＩＮ＝８．７ｍｍ
差Ｒ＝１．０ｍｍ
比較例１：
最大長さＭＡＸ＝９．５ｍｍ
最小長さＭＩＮ＝３．９ｍｍ
差Ｒ＝５．６ｍｍ

上記実施例に示されるように、本発明に係るモールドを用いれば、ラグ底の多数の突起が所望の高さに揃えられたタイヤを得ることができる。このモールドによれば、泥土の付着が防止されかつ外観に優れたタイヤの製造ができる。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

以上説明されたタイヤ用モールド及びタイヤの製造方法は、種々のタイヤの製造にも適用されうる。

２・・・モールド
４・・・本体
６・・・プレート
８・・・キャビティ面
１０・・・リング
１２・・・分割面
１４・・・溝
１６・・・窪み
１８・・・排気用穴
２０・・・突起用穴
２２・・・空洞
２４・・・タイヤ
２６・・・トレッド
２８・・・ラグ
３０・・・ラグ底
３２・・・突起
３４・・・ローカバー

Claims (4)

1. その内部に位置する空洞と、
   ローカバーと当接するキャビティ面と、
   上記キャビティ面から上記空洞まで延び、タイヤのトレッド面に突起を形成するために使用される複数の突起用穴と、
   上記空洞から上記キャビティ面の反対側の面まで延びる排気用穴とを備えるタイヤ用モールド。
2. 上記突起用穴の空洞側の端が、空洞に向けて先細りである請求項１に記載のタイヤ用モールド。
3. 上記モールドが、窪みを有する本体とこの窪みに着脱可能に取り付けられるプレートとを備えており、
   上記プレートが上記突起用穴を備えており、
   上記本体が上記排気用穴を備えており、
   上記空洞が上記プレートと上記本体との間に位置している請求項１又は２に記載のタイヤ用モールド。
4. 予備成型によって、ローカバーを得る工程と、
   その内部に位置する空洞と、ローカバーと当接するキャビティ面と、このキャビティ面からこの空洞まで延びる複数の突起用穴と、この空洞から上記キャビティ面の反対側の面まで延びる排気用穴とを備えているモールドに、上記ローカバーを投入する工程と、
   このローカバーを加圧及び加熱する工程とを含んでおり、
   上記ローカバーを加圧及び加熱する工程において、上記ローカバーの未加硫ゴムが上記突起用穴に入り込むことで、タイヤのトレッド面に突起が形成されるタイヤ製造方法。
   

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