JP6662597B2

JP6662597B2 - タイヤ加硫用金型及びタイヤ製造方法

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Publication number: JP6662597B2
Application number: JP2015197031A
Authority: JP
Inventors: 哲二宮崎
Original assignee: Toyo Tire Corp
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2015-10-02
Filing date: 2015-10-02
Publication date: 2020-03-11
Anticipated expiration: 2035-10-02
Also published as: CN206455865U; JP2017065231A

Description

本発明は、タイヤ加硫用金型、及び、このタイヤ加硫用金型を使用したタイヤ製造方法に関するものである。

従来、タイヤ加硫用金型として、セクタのトレッド成形面（内面）と背面（外面）とを連通するベントホールが取付け用ネジを螺合するための取付穴と重なる場合、取付け用ネジの円筒軸方向に延びる連通孔を設けることにより、ベントホールから連通孔を介して、加硫成形時に発生するガスを外部に排出するようにしたものが公知である（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、前記従来のタイヤ加硫用金型では、取付け用ネジの外面にガス抜き用の連通孔を形成するようにしている。このため、取付け用ネジによる支持強度が低下し、セクタの支持状態が安定しないという問題がある。また取付け用ネジの外面への加工は、そのネジ形状のために面倒で時間がかかり、生産性の点で問題がある。さらにセクタはタイヤのトレッド面の違い等により変更されるが、外面に加工が施された取付け用ネジの螺合作業は実際には難しく、組替性の点で問題がある。

特開２００８−２２１５８６号公報

本発明は、取付ネジの支持強度の低下及び生産性の悪化、あるいは、セクタへの組替性の悪化をもたらすことなく、効果的なガス抜きを実現することができるタイヤ加硫用金型及びタイヤ製造方法を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、周方向に並設されて環状をなす複数のセクタを備えたタイヤ加硫用金型であって、前記各セクタは、トレッド成形面を構成する内面と、前記内面の径方向外側に位置する外面と、前記内面と前記外面の周方向外側に位置する側面と、前記内面と前記外面とを連通するベントホールと、前記外面に形成されて前記ベントホールに連通する取付穴と、を有し、前記側面の外径側には、周方向内側へ窪む逃がし面が形成され、前記逃がし面と前記取付穴とを連通する連通孔が形成されていることを特徴とするタイヤ加硫用金型を提供する。

この構成により、型締め時、内部で発生する残留ガスは、ベントホールを介して取付穴内へと流出する。取付穴には、側面の外径側に逃がし面に連通する連通孔が形成されている。これにより、取付穴内に流入した残留ガスは、さらに連通孔を介してセクタの外部へと排出される。つまり、元々セクタに形成されている逃がし面を利用して、ベントホールから取付穴内に流入した残留ガスを外部へと排出することができる。

前記各セクタには、前記ベントホールが開口する内面にスプリングベントが配置されていることが好ましい。

この構成により、型締めが完了した時点では、スプリングベントによってベントホールが閉じられ、ベントホール内への加硫ゴムの流入を防止することができる。つまり、成形品であるタイヤの外周面に髭のような複数の突起が形成されて後加工によりこれを除去する必要がなくなる。

前記取付穴に螺合されるインサートナットをさらに有し、前記取付穴の下穴は、前記インサートナットの全長よりも長く形成されていることが好ましい。

この構成により、インサートナットに特別な加工を施したりすることなく、ベントホールから流入する残留ガスを、インサートナットよりも長い下穴から連通孔を介して外部へと排出することができる。

前記セクタは、前記内面と前記外面との間の径方向の寸法が２０ｍｍ以上であることが好ましい。

この構成により、多数のベントホールや取付穴、さらには連通孔を形成されているにも拘わらず、セクタの強度を十分なものとすることができる。

また本発明は、前記課題を解決するための手段として、周方向に並設されて環状をなす複数のセクタによりグリーンタイヤを加硫成形するタイヤ製造方法であって、型締め時、内部のガスを、前記セクタの内面と外面とを連通するベントホールを介して取付穴に流動させ、前記セクタの側面の外径側に位置する逃がし面と前記取付穴とを連通する連通孔を介して前記セクタの外部へと排出することを特徴とするタイヤ製造方法を提供する。

本発明によれば、ベントホールを取付穴に連通させ、さらに取付穴を側面の外径側に位置する逃がし面へと連通させる連通孔を形成するようにしたので、内部の残留ガスをベントホール、取付穴及び連通孔を介して外部へと排出することができる。また取付穴に螺合するボルトには残留ガスを排出するための特別な加工は必要ないため、セクタの支持状態を強固で安定したものとすることができると共に、ボルトの螺合及び取外に問題が生じることもない。

本実施形態に係るタイヤ加硫用金型を装着した加硫成形機の一部を示す正面半断面図である。図１のタイヤ加硫用金型の型締め動作を示す正面半断面図である。図１のセクタの部分平面断面図である。図３のベントプラグの断面図である。図３のインサートナットの斜視図である。図１に示すタイヤ加硫用金型によって加硫成形されることにより得られたタイヤの部分展開図である。他の実施形態に係るセクタの部分平面断面図である。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。また図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは相違している。

図１は、加硫成形機１に本実施形態に係るタイヤ加硫用金型２を装着した状態を示す。加硫成形機１の上プレート３及び上プラテン４と、下プラテン５との間に、コンテナ６を介してタイヤ加硫用金型２が取り付けられている。

上プレート３は昇降シリンダ７の下端部に固定されている。昇降シリンダ７の中心には昇降ロッド８が配置されている。昇降ロッド８の下端部には上プラテン４が固定されている。昇降シリンダ７と昇降ロッド８は図示しない駆動機構によって昇降する。但し、上プレート３と上プラテン４とは独立して昇降可能となるように構成されている。上プラテン４には流路４ａが形成され、熱交換媒体（例えば、オイル）が流動することにより温調できるようになっている。

下プラテン５には、前記上プラテン４と同様に熱交換媒体が流動する流路５ａが形成されている。そして、熱交換媒体の温度を調整することにより、上プラテン４及び下プラテン５を介してタイヤ加硫用金型２を所望の加硫温度にすることができるようになっている。下プラテン５の中心にはブラダユニット９が配置されている。

ブラダユニット９は、昇降可能な支軸１０に固定した上クランプ１１及び下クランプ１２にブラダ１３を取り付けたものである。上クランプ１１、下クランプ１２及びブラダ１３によって囲まれた空間内には、図示しない給排気装置によって空気が供給及び排出される。ブラダは、空気が供給されて外周側に膨らみ、グリーンタイヤを内側から支持する。

コンテナ６は、セグメント１４、ジャケットリング１５、上コンテナプレート１６、及び下コンテナプレート１７で構成されている。

セグメント１４は、後述するタイヤ加硫用金型２の各セクタ２０をそれぞれネジ止めする複数個（ここでは、７個）で構成されている。各セグメント１４の内面はセクタ２０の外面２０ｂに沿っており、外面２０ｂは下方に向かうに従って徐々に外径側に膨らむ傾斜面（外周側円錐面１４ａ）で構成されている。各セグメント１４は上スライド１８に径方向に往復移動可能に支持されている。

ジャケットリング１５は中空円筒状で、上端面を上プレート３に固定されている。そして、昇降シリンダ７の昇降動作に従って昇降する。ジャケットリング１５の内面は、下端側に向かうに従って徐々に外径側に傾斜する内周側円錐面１５ａで構成されている。ジャケットリング１５の内周側円錐面と各セグメント１４の外周側円錐面とは、その円錐面に沿ってスライドし、（例えば、ほぞと蟻溝のような構成により）互いに離れないようになっている。これにより、ジャケットリング１５が降下すれば、その内周側円錐面１５ａで前記各セグメント１４の外周側円錐面１４ａを押圧し、外径側に広がった状態のセグメント１４を、内径側で環状に連なった状態へと移動させることができるようになっている。

上コンテナプレート１６は、外周側下面に上スライド１８が固定され、内周側下面に後述する上型２１が固定されている。上コンテナプレート自体は上プラテン４の下面に固定されている。これにより、昇降ロッド８が昇降すれば、上プラテン４及び上コンテナプレート１６と共に、上型２１及びセグメント１４（セグメント１４に固定されたセクタ２０を含む）が昇降することになる。

下コンテナプレート１７は、外周側上面に下スライド１９が固定され、内周側上面には後述する下型２２が固定されている。下スライド１９には、型締め時にセグメント１４が載置され、径方向にスライド可能に支持する。下コンテナプレート自体は下プラテン５の上面に固定されている。

タイヤ加硫用金型２は、セクタ２０、上型２１、及び下型２２で構成されている。

セクタ２０はアルミ合金からなり、タイヤ周方向に複数に分割され（ここでは、７分割）、内径側に移動した状態で環状に連なる。各セクタ２０は、内面２０ａがタイヤのトレッド部を成形するためのトレッド成形面で構成されている。

各セクタ２０には、図３に示すように、内面２０ａと外面２０ｂとを連通する複数のベントホール２３が形成されている。各ベントホール２３には、内面側にベントプラグ２４がそれぞれ装着されている。ベントプラグ２４は、図４に示すように、ベントホール２３に嵌合される筒状のハウジング２５と、このハウジング２５内に挿入されて通路を開閉するステム２６と、このステム２６を内面２０ａから突出するように付勢するスプリング２７とを備える。

各セクタ２０の外面２０ｂには、図３に示すように、セグメント１４に固定するための複数の取付穴２８が形成されている。取付穴２８には雌ネジが形成され、そこにはインサートナット（エンザート（登録商標））２９が装着されている。インサートナット２９はステンレス鋼等、セクタ２０よりも硬度の高い材質からなる。インサートナット２９には、図５に示すように、外周に取付穴２８の雌ネジに螺合する雄ネジ２９ａが形成され、内周に雌ネジ２９ｂが形成されている。またインサートナット２９には一端側に切欠溝２９ｃが形成されている。切欠溝２９ｃは、インサートナット２９の一端から軸心方向に延びる一対の切欠きからなり、切欠き同士はインサートナット２９の軸心を中心として対称な位置に配置されている。ここでは、インサートナット２９はセクタ２０の外面２０ｂと面一となるように取付穴２８に螺合されている。そして、その螺合状態で、インサートナット２９の全長に対して取付穴２８の下穴の深さが１ｍｍ以上に設定されている。

またセクタ２０の両側面は、内径側が隣接するセクタ同士で互いに当接する当接面２０ｃで構成され、外径側が隙間を形成する逃がし面２０ｄで構成されている。逃がし面２０ｄには、前記取付穴２８の底面側、すなわちインサートナット２９が螺合される位置よりも奥側の空間と連通する連通孔２０ｅが形成されている。取付穴２８は、ベントホール２３に比べて十分に大きな内径寸法を有するため、逃がし面から連通孔２０ｅを形成する場合であっても簡単に連通させることができる。

前記インサートナット２９の雌ネジ２９ｂには、セグメント１４に固定するためのボルト３０が螺合している。ボルト３０の雄ネジには従来技術で記載したような加工がないため、この加工に伴う雄ネジでの損傷は発生しにくいし、損傷することによりインサートナット２９への螺合が難しくなるといった不具合も発生しにくい。

各取付穴２８には、図３に示すように、ベントホール２３が連通している。ベントホール２３は、これにより、タイヤ加硫用金型２内の空気が、ベントホール２３を介して取付穴２８へと流入し、連通孔２０ｅから逃がし面２０ｄによって形成された隙間を介してセグメント１４側へと流動する。そして、この空気は、セグメント１４に形成した図示しないガス抜き溝を介してタイヤ加硫用金型２の外部へと排出される。なお、型締め時、タイヤ加硫用金型２が配置される、上プレート３、ジャケットリング１５、下コンテナプレート１７によって囲まれた空間は、適宜必要な箇所がＯリング等によって封止されることにより密閉される。この密閉空間は、図示しない真空ポンプ等によって真空引きされている。これにより、タイヤ加硫用金型内の残留ガスを密閉空間へと排出しやすくなっている。また、ベントホール２３は、取付穴２８に連通するもののほか、例えば、図６の２点鎖線で示すように、加硫成型後のタイヤＴのトレッド部に形成された複数のブロックＢに対して、複数箇所に形成されている。

図１に示すように、上型２１は環状に形成されており、内周部には上ビードリング３１が固定されている。上型２１は上コンテナプレート１６に固定されており、昇降ロッド８の昇降動作に伴って昇降する。降下する際、上ビードリング３１でグリーンタイヤＧＴのビード部を押さえることができるようになっている。これにより、上型２１の下内面と、上ビードリング３１の下面とで、タイヤのサイドウォール部とビード部とが形成される。

下型２２は、前記上型２１と同様に環状に形成されており、内周部には下ビードリング３２が固定されている。

前記構成からなるタイヤ加硫用金型２を装着された加硫成形機１では、次のようにして型締めが行われ、グリーンタイヤＧＴの加硫成形が行われる。

すなわち、図２（ａ）に示す型開き状態で、グリーンタイヤＧＴをその軸心方向が上下に向かうようにして下型２２上に載置する。このとき、下方側に位置するビード部を下ビードリング３２に位置決めする。図２（ｂ）に示すように、ブラダ１３内に空気を供給して膨張させ、その外面でグリーンタイヤＧＴの内側面を保持する。これにより、グリーンタイヤＧＴは、下ビードリング３２とブラダ１３によって支持され、下型２２とは非接触状態となる。

そして、図示しない駆動装置を駆動することにより昇降ロッド８及び昇降シリンダ７を降下させ、型締め動作を開始する。これによりまず、図２（ｃ）に示すように、上ビードリング３１がグリーンタイヤＧＴの上方側に位置するビード部に当接する。そして、図２（ｄ）に示すように、ビード部を介してグリーンタイヤが変形した後、上型２１がグリーンタイヤＧＴに当接する。

続いて、上型２１がグリーンタイヤＧＴに当接してから型締めが完了する位置までの所定位置で、一旦、上型２１の降下動作を停止させる。さらに、上型２１を型締め完了位置まで降下させることにより、図２（ｅ）に示すように、グリーンタイヤＧＴは上型２１と下型２２とによって挟持された状態となる。

上型２１が型締め完了位置まで降下した後も昇降シリンダ７による降下が続行され、上プレート３と共にジャケットリング１５が下方側へと移動する。そして、ジャケットリング１５の内周側円錐面がセグメント１４の外周側円錐面を押圧する。これにより、セグメント１４に固定したセクタ２０が内径側へと移動する。

セクタ２０の内面がグリーンタイヤＧＴの外面に当接した時点で、一旦、昇降シリンダ７の降下を停止させた後、上プレート３が上プラテン４に当接するまで降下させる。これにより、グリーンタイヤＧＴは、図２（ｆ）に示すように、外側は上型２１、下型２２及びセクタ２０によって、内側はブラダ１３によって押圧された状態となる。上プラテン４及び下プラテン５には、（型開き状態及び型締め状態の如何に拘わらず）常時、グリーンタイヤＧＴを所定の加硫温度で加硫できるように温調された熱交換媒体が流動している。これにより、グリーンタイヤＧＴが加硫成形され、タイヤが完成する。

このとき、セクタ２０の内面側での残留エアは、ベントホール２３を介して排出される。すなわち、ベントホール２３に装着したベントプラグ２４では、当初ハウジングからステム２６が突出した状態となって通路を開放させている。そしてベントホール２３は取付穴２８に連通している。また取付穴２８ではインサートナット２９が螺合されているが、このインサートナット２９には切欠溝２９ｃが形成されている。インサートナット２９に螺合されるボルト３０には取付穴２８の底面との間に隙間が形成されている。さらに、加硫成形機の密閉空間は真空ポンプに接続されている。このため、タイヤ加硫用金型２内の残留エアはベントホール２３を介して取付穴２８へと流動し、インサートナット２９の切欠溝２９ｃからボルト３０の中心孔３０ａを経てセグメント１４側へと至った後、図示しないガス抜き溝を介してタイヤ加硫用金型２の外部へと排出される。また完全に型締めが完了した時点では、ベントホール２３はステム２６によって閉鎖されるので、ベントホール２３からゴムが流出することはない。

前記構成のタイヤ加硫用金型２では、加硫対象となるタイヤの種類が変更される等によりセクタ２０を交換する。この場合、セクタ２０は外面２０ｂに形成した取付穴２８にインサートナット２９が螺合されており、ボルト３０がアルミ合金からなるセクタ２０には直接接触しない。そして、インサートナット２９に螺合するボルト３０には、中心孔３０ａが形成されているだけであり、雄ネジ部には何ら加工が施されていない。したがって、セクタ２０に装着したインサートナット２９へのボルト３０の螺合作業を、ボルト３０を損傷させることなくスムーズに行うことができる。

なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

例えば、前記実施形態では、インサートナット２９に切欠溝２９ｃを形成するようにしたが、インサートナット２９を取付穴２８の底面との間に隙間が形成されるようにして装着するようにするのであれば、このような切欠溝２９ｃは必ずしも必要なものではない。

また、前記実施形態では、ベントホール２３にはベントプラグ２４を装着した構成としたが、これに限らず、単なる貫通孔で形成されたノーマルベントで構成してもよいし、ベントホール２３にベントピースを圧入したピースベントで構成してもよい。

さらに、前記実施形態では、セクタ２０の逃がし面２０ｄから取付穴２８に連通孔２０ｅを形成するようにしたが、図７に示すように、セクタ２０の外面２０ｂから形成することも可能である。

１…加硫成形機
２…タイヤ加硫用金型
３…上プレート
４…上プラテン
４ａ…流路
５…下プラテン
５ａ…流路
６…コンテナ
７…昇降シリンダ
８…昇降ロッド
９…ブラダユニット
１０…支軸
１１…上クランプ
１２…下クランプ
１３…ブラダ
１４…セグメント
１４ａ…外周側円錐面
１５…ジャケットリング
１５ａ…内周側円錐面
１６…上コンテナプレート
１７…下コンテナプレート
１８…上スライド
１９…下スライド
２０…セクタ
２０ａ…内面
２０ｂ…外面
２０ｃ…当接面
２０ｄ…逃がし面
２１…上型
２２…下型
２３…ベントホール
２４…ベントプラグ
２５…ハウジング
２６…ステム
２７…スプリング
２８…取付穴
２９…インサートナット
２９ａ…雄ネジ
２９ｂ…雌ネジ
２９ｃ…切欠溝
３０…ボルト
３１…上ビードリング
３２…下ビードリング

Claims

周方向に並設されて環状をなす複数のセクタを備えたタイヤ加硫用金型であって、
前記各セクタは、トレッド成形面を構成する内面と、前記内面の径方向外側に位置する外面と、前記内面と前記外面の周方向外側に位置する側面と、前記内面と前記外面とを連通するベントホールと、前記外面に形成されて前記ベントホールに連通する取付穴と、を有し、
前記側面の外径側には、周方向内側へ窪む逃がし面が形成され、
前記逃がし面と前記取付穴とを連通する連通孔が形成されていることを特徴とするタイヤ加硫用金型。
前記各セクタには、前記ベントホールが開口する内面にスプリングベントが配置されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫用金型。
前記取付穴に螺合されるインサートナットをさらに有し、
前記取付穴の下穴は、前記インサートナットの全長よりも長く形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ加硫用金型。
前記セクタは、前記内面と前記外面との間の径方向の寸法が２０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項３に記載のタイヤ加硫用金型。
周方向に並設されて環状をなす複数のセクタによりグリーンタイヤを加硫成形するタイヤ製造方法であって、
型締め時、内部のガスを、前記セクタの内面と外面とを連通するベントホールを介して取付穴に流動させ、前記セクタの側面の外径側に位置する逃がし面と前記取付穴とを連通する連通孔を介して前記セクタの外部へと排出することを特徴とするタイヤ製造方法。