JP6721701B2

JP6721701B2 - タイヤ加硫金型

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Publication number: JP6721701B2
Application number: JP2018541723A
Authority: JP
Inventors: 将明小原
Original assignee: Toyo Tire Corp
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2016-09-28
Filing date: 2016-09-28
Publication date: 2020-07-15
Anticipated expiration: 2036-09-28
Also published as: US10695996B2; US20190193355A1; WO2018061051A1; JPWO2018061051A1; CN109789610B; CN109789610A

Description

本発明の実施形態は、タイヤを加硫成型するタイヤ加硫金型に関する。

タイヤは、未加硫のグリーンタイヤを作製し、タイヤ加硫金型を用いてグリーンタイヤを所定形状に成型しつつ加硫することにより製造される。タイヤ加硫金型としては、タイヤのトレッド部を成型するトレッドモールドと、タイヤのサイドウォール部を成型する上下一対のサイドモールドと、タイヤのビード部を成型する上下一対のビードリングと、を備えたものが知られている。

このようなタイヤ加硫金型では、グリーンタイヤとの間に空気が溜まることにより、タイヤの外表面に凹み（ベア）等の成型不良が生じることが知られており、かかる成型不良を抑制するために金型とグリーンタイヤとの間に溜まった空気を排出することが求められる。

そこで、下記特許文献１では、タイヤ周方向に分割された複数のサイドセグメントをタイヤ周方向に連ねることによりリング状のサイドモールドを形成するタイヤ加硫金型が提案されている。この金型では、サイドセグメントの合わせ面によってタイヤ径方向に延びる複数の隙間をサイド成型面に形成し、この隙間からグリーンタイヤとサイドモールドとの間に存在する空気を排出する。

特開２０１２−１３５８９７号公報

しかしながら、上記のようなタイヤ加硫金型では、複数のサイドセグメント同士を連結してサイド成型面を備えるサイドモールドを形成するため、個々のサイドセグメントに存在する寸法誤差やサイドセグメントを連結する際に生じる組み付け誤差が累積する。そのため、排気のための隙間を精度良くサイド成型面に形成することが困難となり、隙間が広すぎてゴムがはみ出し、あるいは隙間が狭すぎて排気性能が不足してタイヤ外表面に凹みが生じる等の成型不良が発生しやすいという問題がある。

本発明の実施形態は、以上に鑑み、グリーンタイヤとサイドモールドとの間に存在する空気を排出する排気隙間をサイド成型面に精度良く設けることができ、成型不良を抑えることができるタイヤ加硫金型を提供することを目的とする。

本発明の実施形態は、タイヤのトレッド部を成型するトレッド成型面を有するトレッドモールドと、タイヤのサイドウォール部を成型するサイド成型面を有する環状のサイドモールドと、タイヤのビード部を成型するビード成型面を有する環状のビードリングと、を備えるタイヤ加硫金型において、前記サイドモールドは、前記サイド成型面にタイヤ周方向に間隔をあけて複数設けられた凹部を有するサイドモールド本体と、前記複数の凹部にそれぞれ嵌まり前記サイドモールド本体とともに環状の前記サイド成型面を形成する複数のサイドピースと、前記複数のサイドピースのタイヤ周方向両側の側面と当該側面に対向する前記凹部の壁面との間に設けられたタイヤ径方向に延びる排気のための複数の排気隙間と、を備え、前記サイドピースのタイヤ径方向内側端が、前記サイド成型面のタイヤ径方向内側端よりもタイヤ径方向内方に位置しているものである。

一実施形態において、前記サイドモールド本体が、前記サイド成型面のタイヤ径方向内側に前記ビードリングを固定するビードリング固定部を備え、前記凹部のタイヤ径方向内側端が、前記ビードリング固定部まで延びており、前記凹部に嵌まった前記サイドピースのタイヤ径方向内側端が、前記ビードリング固定部に固定された前記ビードリングによってタイヤ軸方向内側から覆われていてもよい。

他の実施形態において、前記サイドピースのタイヤ径方向内側端と前記凹部のタイヤ径方向内側端との間に隙間が設けられ、この内側端の隙間が、前記サイドピースのタイヤ周方向両側の前記排気隙間よりも大きく設定されてもよい。その場合、前記サイドピースのタイヤ径方向内側端におけるタイヤ周方向両端の角部が、曲率半径２ｍｍ以上の湾曲面状に形成されてもよい。

他の実施形態において、前記サイド成型面が、前記排気隙間に沿って設けられた溝を備えもよい。

本実施形態であると、複数のサイドピースがサイドモールド本体に設けられた凹部に嵌まってサイド成型面を形成し、サイドピース同士が直接的に連結されるものではないので、サイドピースとサイドモールド本体との間に空気を排出する排気隙間を精度良く設けることができる。また、サイドピースのタイヤ径方向内側端が、サイド成型面のタイヤ径方向内側端よりもタイヤ径方向内方に位置しており、すなわちサイド成型面外に位置しているので、当該内側端ではサイドモールド本体との正確な位置合わせが不要となる。そのため、当該内側端でのサイドモールド本体との隙間を、サイドピースのタイヤ周方向両側の排気隙間を厳密に設定するための遊びとして利用することができ、排気隙間の寸法精度を高めることができる。

第１実施形態に係るタイヤ加硫金型の加硫時における状態を示す半断面図同タイヤ加硫金型の要部拡大断面図同実施形態におけるサイドモールドの斜視断面図同サイドモールドを分解して示す斜視断面図サイドモールド本体の平面図図５のＶＩ−ＶＩ線断面図サイドモールドの要部拡大平面図第２実施形態に係るサイドモールドの要部拡大断面図

以下、実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、空気入りタイヤＴを加硫成型するために用いられる、第１実施形態に係るタイヤ加硫金型（以下、単に加硫金型という）１０を示した図である。加硫金型１０は、未加硫のグリーンタイヤをその軸心Ｘ（加硫金型１０の軸心と同じ）が上下方向になるようにセットして加硫成型する金型であり、タイヤＴのトレッド部Ｔ１を成型するためのトレッドモールド１２と、タイヤＴのサイドウォール部Ｔ２を成型するための上下一対のサイドモールド１４，１４と、タイヤＴのビード部Ｔ３を成型するための上下一対のビードリング１６，１６を備え、タイヤＴの成型空間であるキャビティを形成する。

トレッドモールド１２は、トレッド部Ｔ１を成型するトレッド成型面１８を有する金型であり、タイヤ周方向に分割された複数のセクタからなる。複数のセクタは、タイヤ放射方向（タイヤ径方向ＫＤ）に拡縮変位可能に設けられ、型閉め状態において、周方向に隣り合うセクタが互いに寄り集まって環状をなす。

上下のサイドモールド１４，１４は、環状、より詳細には厚肉の中空円板状をなす金型であり、トレッドモールド１２のタイヤ軸方向ＸＤの両端部における内周側にそれぞれ設けられている。上下のサイドモールド１４，１４は、上下のサイドウォール部Ｔ２，Ｔ２をそれぞれ成型するサイド成型面２０，２０を有する。

上下のビードリング１６，１６は、タイヤＴのビード部Ｔ３が嵌合可能に構成された環状の金型であり、上下のサイドモールド１４，１４の内周側かつタイヤ軸方向内側にそれぞれ設けられている。上下のビードリング１６，１６は、上下のビード部Ｔ３，Ｔ３をそれぞれ成型するビード成型面２２，２２を有する。

図２〜４に示すように、サイドモールド１４は、サイドモールド本体２４と、複数のサイドピース２６と、複数の排気隙間２８とを備える。なお、図２〜７では、下側のサイドモールド１４を示し、以下の説明でも下側のサイドモールド１４について説明するが、上側のサイドモールド１４も基本的には同じ構成を持つので、説明は省略する。

サイドモールド本体２４は、サイド成型面２０にタイヤ周方向ＣＤに間隔をあけて複数設けられた凹部３０を有する。詳細には、中空円板状をなすサイドモールド本体２４のタイヤ径方向外側部分には、環状のサイド成型面２０が設けられており、また、該サイド成型面２０のタイヤ径方向内側、即ち、サイドモールド本体２４のタイヤ径方向内側部分には、ビードリング１６を固定する環状のビードリング固定部３２が設けられている。なお、ビードリング１６は、ビードリング固定部３２に載置され、不図示のボルト等によりサイドモールド１４に固定される。

そして、サイド成型面２０に、タイヤ周方向ＣＤに間隔をあけて、サイドピース２６を収容する複数の凹部３０が設けられている。サイドピース２６を支持する凹部３０の底面は、サイドモールド本体２４の一部をなす平板状の台座部３４で構成されている。凹部３０を設けたことにより、タイヤ周方向ＣＤに隣り合う凹部３０の間には、台座部３４から上方に隆起する凸部３６が設けられており、これら複数の凹部３０と凸部３６がタイヤ周方向ＣＤに交互に配置されている。

図５に示すように、凹部３０は、平面視（タイヤ軸方向視）においてサイド成型面２０に扇形状に開口する窪みであり、詳細には、平面視において、内周側の円弧部と、外周側の円弧部と、両円弧部の端を結んでタイヤ径方向に延びる一対の直線部と、からなる扇形状をなす。凹部３０のタイヤ径方向外側は、この例では、サイドモールド本体２４のタイヤ径方向外側面に開口している。

凸部３６は、ビードリング固定部３２からタイヤ径方向外方に放射状に設けられている。この例では、凹部３０と凸部３６との境界となる凹部３０の壁面３０Ａ（凸部３６の側面と同じ）は、タイヤ径方向ＫＤに一致させて設けられており、凸部３６は平面視において扇形状をなしている。なお、凸部３６の上面は、サイド成型面２０の一部２０Ａを構成する。

サイドピース２６は、サイドモールド本体２４の複数の凹部３０にそれぞれ嵌め込まれ、サイドモールド本体２４とともにリング状のサイドモールド１４を構成する。従って、サイドピース２６は、凹部３０と同様、平面視において扇形状をなしている。凹部３０に嵌め込まれたサイドピース２６は、不図示のボルト等によりサイドモールド本体２４、詳細には台座部３４に固定されている。

サイドピース２６の上面は、サイド成型面２０の一部２０Ｂを構成し、サイドモールド本体２４の凸部３６に設けられたサイド成型面２０Ａとともに、環状のサイド成型面２０を形成する。詳細には、サイド成型面２０は、排気隙間２８を挟んでタイヤ周方向ＣＤに連続する環状をなす。

サイドピース２６は、タイヤ周方向ＣＤの長さが凹部３０よりも若干小さく設けられている。そのため、サイドピース２６が凹部３０に嵌め込まれた状態で、サイドピース２６のタイヤ周方向両側の側面２６Ａ，２６Ａと、当該側面に対向する凹部３０の壁面３０Ａ，３０Ａとの間には、タイヤ径方向ＫＤに延びる排気隙間２８が設けられている。排気隙間２８は、その上端がサイド成型面２０に開口している。

排気隙間２８は、グリーンタイヤとサイド成型面２０との間に存在する空気を外部に排出するための微小隙間であり、サイド成型面２０における寸法が、空気は通過するが未加硫ゴムは侵入しない程度の寸法に設定されている。一例として、サイド成型面２０における排気隙間２８の幅（サイドピース２６の側面２６Ａと凹部３０の壁面３０Ａとの間隔）は０．０５ｍｍ以下であることが好ましく、０．０１〜０．０５ｍｍでもよく、０．０１〜０．０３ｍｍでもよい。

図６に示すように、凹部３０の底面には、台座部３４を厚さ方向に貫通するスリット３８が設けられている。スリット３８は、排気隙間２８より幅広に設けられ、図５及び図７に示すように、凹部３０のタイヤ周方向両側の壁面３０Ａに沿ってタイヤ径方向ＫＤに延びる切れ込みである。スリット３８のタイヤ径方向外側は台座部３４のタイヤ径方向外側面に開口している。排気隙間２８は、その下端がスリット３８に繋がっており、この例では、タイヤ径方向ＫＤの全体にわたってスリット３８と上下に重なり、スリット３８と繋がっている。スリット３８は、不図示の排気経路に接続されており、グリーンタイヤとサイドモールド１４との間に存在する空気が、排気隙間２８及びスリット３８を通って排気経路へ流れ込み、タイヤ加硫金型１０の外部へ排出される。

本実施形態では、図２に示すように、サイドピース２６のタイヤ径方向内側端２６Ｅは、サイド成型面２０のタイヤ径方向内側端２０Ｅよりも、タイヤ径方向内方ＫＤ１に位置している。ここで、サイド成型面２０のタイヤ径方向内側端２０Ｅは、サイドモールド１４とビードリング１６とのキャビティにおける金型分割線に一致する。詳細には、図３〜５にも示されるように、サイドモールド本体２４に設けられた凹部３０は、サイド成型面２０のタイヤ径方向内側端２０Ｅを越えて、ビードリング固定部３２まで延びている。すなわち、凹部３０のタイヤ径方向内側端３０Ｅはビードリング固定部３２内に位置している。そして、図２に示すように、凹部３０に嵌まったサイドピース２６のタイヤ径方向内側端２６Ｅが、サイド成型面２０の上記内側端２０Ｅよりもタイヤ径方向内側において、ビードリング固定部３２に固定されたビードリング１６によってタイヤ軸方向ＸＤ内側から覆われている。

この例では、サイドモールド１４には、サイド成型面２０の上記内側端２０Ｅを頂点とするタイヤ周方向ＣＤに延びる凸条３９が、タイヤ成型面２０に設けられている。該凸条３９をタイヤ周方向ＣＤにおいて分断するように複数の凹部３０が設けられ、そのため、凸条３９はサイドモールド本体２４において断続状に設けられている（図５参照）。そして、対応する凸条３９の残部がサイドピース２６に形成され、サイドピース２６を凹部３０に嵌め込むことで、タイヤ周方向ＣＤの全周にわたって凸条３９が形成されている。

図７に示すように、サイドピース２６のタイヤ径方向内側端２６Ｅと凹部３０のタイヤ径方向内側端３０Ｅとの間には隙間（即ち、内側端隙間）４０が設けられている。詳細には、図７に示す平面視において、サイドピース２６のタイヤ径方向内側端２６Ｅは円弧状をなし、凹部３０のタイヤ径方向内側端３０Ｅも円弧状をなす。両者２６Ｅ，３０Ｅの間には、タイヤ周方向ＣＤにおいて実質的に一定幅の隙間４０が設けられている。この内側端隙間４０は、サイドピース２６のタイヤ周方向両側の排気隙間２８，２８よりも、間隔が大きく設定されている。一例として、間隔が０．０５ｍｍ以下の排気隙間２８に対し、内側端隙間４０は０．５ｍｍ以上、好ましくは０．５〜１．０ｍｍ程度の間隔に設定されている。

また、サイドピース２６のタイヤ径方向内側端２６Ｅにおけるタイヤ周方向両端の角部２６Ｅ１，２６Ｅ１は、曲率半径が２ｍｍ以上の湾曲面状に形成されている。一方、サイドピース２６のタイヤ径方向外側端２６Ｆにおけるタイヤ周方向両側の角部２６Ｆ１，２６Ｆ１の曲率半径は、内径側の角部２６Ｅ１，２６Ｅ１の曲率半径よりも小さく設定されており、例えば、曲率半径が０．１５ｍｍ以下に設定されている。

以上よりなる加硫金型１０を用いて空気入りタイヤＴを製造する際には、加硫金型１０内にグリーンタイヤ（未加硫タイヤ）をセットして型閉めした後、内側に配置した不図示のブラダーを膨張させて、グリーンタイヤを金型内面に押し当て、加熱状態に保持することによりグリーンタイヤが加硫成型される。

その際、本実施形態であると、グリーンタイヤとサイドモールド１４との間に存在する空気を、サイドピース２６とサイドモールド本体２４との間に形成された排気隙間２８からスリット３８を通って外部に排出することができる。すなわち、タイヤ周方向ＣＤに設けられた複数の排気隙間２８から効率的に排気することができるので、空気が残存することによる成型不良を抑えることができる。

また、サイドモールド１４は、複数のサイドピース２６を組み合わせて構成されるが、全てのサイドピース２６がサイドモールド本体２４に固定されているので、複数のサイドピース同士を固定する際に生じる取り付け位置の誤差が累積することがない。そのため、精度良くサイドピース２６を取り付けることができ、サイドモールド本体２４とサイドピース２６との間に形成された排気隙間２８の幅寸法を精度良く設定することができる。

また、本実施形態では、サイドモールド１４を組み立てる際に、例えば、サイドモールド本体２４の凹部３０にサイドピース２６を嵌め込み、凹部３０の壁面３０Ａとサイドピース２６の側面２６Ａとの間にシムテープと呼ばれる所定厚みを有するテープ状のスペーサーを挟んだ状態でサイドピース２６をサイドモールド本体２４にボルト等で固定し、その後、スペーサーを取り除いて又は取り除かずにサイドモールド１４を組み立てることができる。そのため、簡単に精度良く排気隙間３０の幅寸法を設定することができる。

しかも、本実施形態では、サイドピース２６のタイヤ径方向内側端２６Ｅが、サイド成型面２０のタイヤ径方向内側端２０Ｅよりもタイヤ径方向内方ＫＤ１に位置しており、すなわちサイド成型面２０内に位置しないので、サイドピース２６のタイヤ径方向内側端２６Ｅではサイドモールド本体２４との正確な位置合わせが不要となる。

そのため、当該内側端２６Ｅでのサイドモールド本体２４との隙間４０を、サイドピース２６のタイヤ周方向両側の排気隙間２８，２８を厳密に設定するための遊びとして利用することができる。すなわち、例えば、この隙間４０を、サイドピース２６のタイヤ周方向両側の排気隙間２８，２８よりも大きく設定することにより、隙間４０を利用してサイドピース２６の位置決め誤差を吸収することができる。そのため、排気隙間２８の寸法精度を更に高めることができる。

また、サイドピース２６の内径側の角部２６Ｅ１と凹部３０の対応する角部との厳密な嵌合精度も要求されないので、加工性を向上することができる。また、サイドピース２６の内径側の角部２６Ｅの曲率半径を２ｍｍ以上とすることにより、凹部３０の対応する角部との接触を抑制することができる。一方、サイドピース２６の外径側の角部２６Ｆ１では、内径側の角部２６Ｅ１の曲率半径よりも小さく設定することで、サイドピース２６の外径側での未加硫ゴムのはみ出しを抑えることができる。

図８は、第２実施形態に係るサイドモールド１４の要部拡大断面図である。第２実施形態では、サイド成型面２０が排気隙間２８に沿って設けられた溝４２を備える点で、第１実施形態とは異なる。

すなわち、サイドピース２６のタイヤ周方向両側の側面２６Ａと、当該側面２６Ａに対向する凹部３０の壁面３０Ａとの、サイド成型面２０における境界線に沿って、タイヤ径方向に延びる溝４２が設けられている。溝４２は、排気隙間２８に重なるように、当該排気隙間２８の全長にわたって形成されている。

この例では、サイド成型面２０において排気隙間２８を挟んで対向するサイドピース２６とサイドモールド本体２４の両角部に面取り４４，４４を施すことにより、溝４２が形成されている。面取り４４は、例えば、幅０．５ｍｍ以下及び深さ０．５ｍｍ以下で設けてもよい。なお、図示しないが、面取り４４の代わりに、上記両角部を湾曲面状に丸めることで、溝４２を形成してもよく、例えば曲率半径０．５ｍｍ以下の４分の１の円弧による丸みをつけてもよい。また、溝４２としては、断面半円状の溝や断面矩形状の溝を設けてもよい。溝４２の寸法は特に限定されず、例えば、幅が１ｍｍ以下、深さが１ｍｍ以下でもよい。

このような溝４２を設けることにより、排気隙間２８からの排気性を向上することができる。また、溝４２を設けることで、タイヤのサイドウォール部には凸条が形成されるが、この凸条を意匠として機能させることで、サイドモールド本体２４とサイドピース２６との分割線跡の外観性を向上することができる。第２実施形態について、その他の構成及び作用効果については第１実施形態と同様であり、説明は省略する。

なお、上記実施形態では、凹部３０のタイヤ径方向外側をサイドモールド本体２４のタイヤ径方向外側面に開口させて設けたが、サイドモールド本体２４の外周端部に、タイヤ周方向の全周にわたって連続する環状壁を設けて、凹部３０のタイヤ径方向外側がサイドモールド本体２４のタイヤ径方向外側面に開口しないように形成してもよい。

また、サイドピース２６は、タイヤ周方向ＣＤでの長さが同じものを等間隔に複数設ける場合には限定されず、タイヤ周方向ＣＤでの長さが同じものを不等間隔に設けてもよく、あるいはまた、タイヤ周方向ＣＤでの長さが異なるサイドピース２６を等間隔又は不等間隔に複数設けるようにしてもよい。凹部３０間の凸部３６についても同様である。

また、上記実施形態では、上下のサイドモールド１４，１４の双方について、サイドピース２６による排気構造を設けたが、一方のサイドモールド１４のみに上記サイドピース２６による排気構造を設け、他方のサイドモールドには別の排気構造を設けてもよい。

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

Ｔ…空気入りタイヤ、Ｔ２…サイドウォール部、１０…タイヤ加硫金型、１２…トレッドモールド、１４…サイドモールド、１６…ビードリング、２０…サイド成型面、２０Ｅ…サイド成型面のタイヤ径方向内側端、２４…サイドモールド本体、２６…サイドピース、２６Ａ…サイドピースのタイヤ周方向両側の側面、２６Ｅ…サイドピースのタイヤ径方向内側端、２８…排気隙間、３０…凹部、３０Ａ…凹部の壁面、３０Ｅ…凹部のタイヤ径方向内側端、３２…ビードリング固定部、４２…溝、ＣＤ…タイヤ径方向、ＫＤ…タイヤ径方向、ＸＤ…タイヤ軸方向

Claims

タイヤのトレッド部を成型するトレッド成型面を有するトレッドモールドと、タイヤのサイドウォール部を成型するサイド成型面を有する環状のサイドモールドと、タイヤのビード部を成型するビード成型面を有する環状のビードリングと、を備えるタイヤ加硫金型において、
前記サイドモールドは、
前記サイド成型面にタイヤ周方向に間隔をあけて複数設けられた凹部を有するサイドモールド本体と、
前記複数の凹部にそれぞれ嵌まり前記サイドモールド本体とともに環状の前記サイド成型面を形成する複数のサイドピースと、
前記複数のサイドピースのタイヤ周方向両側の側面と当該側面に対向する前記凹部の壁面との間に設けられたタイヤ径方向に延びる排気のための複数の排気隙間と、
を備え、
前記サイドピースのタイヤ径方向内側端が、前記サイド成型面のタイヤ径方向内側端よりもタイヤ径方向内方に位置している、
タイヤ加硫金型。
前記サイドモールド本体が、前記サイド成型面のタイヤ径方向内側に前記ビードリングを固定するビードリング固定部を備え、前記凹部が、前記サイド成型面のタイヤ径方向内側端を越えて前記ビードリング固定部まで延びており、前記凹部に嵌まった前記サイドピースのタイヤ径方向内側端が、前記ビードリング固定部に固定された前記ビードリングによってタイヤ軸方向内側から覆われている、請求項１に記載のタイヤ加硫金型。
前記サイドピースのタイヤ径方向内側端と前記凹部のタイヤ径方向内側端との間に隙間が設けられ、この内側端の隙間が、前記サイドピースのタイヤ周方向両側の前記排気隙間よりも大きく設定された、請求項１又は２に記載のタイヤ加硫金型。
前記サイドピースのタイヤ径方向内側端におけるタイヤ周方向両端の角部が、曲率半径２ｍｍ以上の湾曲面状に形成された、請求項３に記載のタイヤ加硫金型。
前記サイド成型面が、前記排気隙間に沿って設けられた溝を備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載のタイヤ加硫金型。