JP6904783B2

JP6904783B2 - タイヤ加硫金型及びタイヤ加硫金型の製造方法

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Publication number: JP6904783B2
Application number: JP2017096337A
Authority: JP
Inventors: 信行鎌田
Original assignee: Toyo Tire Corp
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2017-05-15
Filing date: 2017-05-15
Publication date: 2021-07-21
Anticipated expiration: 2037-05-15
Also published as: JP2018192653A; CN208118214U

Description

本発明は、タイヤ加硫金型及びタイヤ加硫金型の製造方法に関する。

タイヤ周方向に延びる複数の主溝によって区画された陸部（例えばリブ）を有する空気入りタイヤにおいて、陸部にタイヤ周方向に延びるサイプを形成したものが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。サイプは、タイヤ加硫金型の金型本体に鋳包まれた板状のサイプブレードにより形成される。

特開２０１６−１９９１１８号公報特開２０１６−１６５９８１号公報特開２０１４−１６２２９５号公報

ここで、金型本体は、サイプブレードが取り付けられた鋳型に溶融した金属を注湯（鋳造）することによって形成される。このとき、鋳型の内部では、溶融した金属は相対的に高温である一方で、サイプブレードは相対的に温度が低い。このため、金型本体は溶融した金属が冷却されて固まる際に大きく熱収縮する一方で、ここに鋳包まれる板状のサイプブレードの熱収縮量は相対的に小さい。このため、金型本体とサイプブレードとの間の熱収縮量の差に起因して熱応力が生じ、タイヤ加硫金型の耐久性が低下しやすい。

特に、金型本体に相対的に熱膨張の大きな金属（例えばアルミニウム）を採用し、サイプブレードに相対的に熱膨張の小さな金属（例えば、鉄、ステンレス）を採用した場合には、前記熱膨張量の差が増大する。さらに、サイプを、タイヤ周方向に長く、例えば一周にわたって連続的に延びるように形成した場合には、熱膨張量の差がさらに増大しやすい。この結果、金型本体には、サイプブレードが鋳包まれた部分において過大な熱応力が生じ得る。

本発明は、タイヤ周方向に延びるサイプを形成するサイプブレードを備えたタイヤ加硫金型において、サイプブレードに起因した熱応力を抑制可能なタイヤ加硫金型を提供することを課題とする。

本発明は、複数の金型構成部材を有するタイヤ加硫金型であって、前記複数の金型構成部材の少なくとも１つは、鋳造によって形成される金型本体と、前記金型本体に鋳包まれておりタイヤ周方向に延びるサイプブレードとを備え、前記サイプブレードは、複数のサイプブレード部分を含んでおり、前記サイプブレード部分は、タイヤ径方向の内径側端部及び外径側端部が、タイヤ周方向の両縁部間のタイヤ周方向における中心に位置する仮想中心線に対して直交するように互いに平行に直線状に延びており、タイヤ周方向の両縁部がトレッド成形面に対して、内径側に位置する内径側縁部と、外径側に位置する外径側縁部とを有し、前記内径側縁部が前記トレッド成形面に対して面直に延びており、前記外径側縁部が前記外径側端部に対して直角に延びており、前記サイプブレードは、前記複数のサイプブレード部分が前記内径側縁部において互いに当接するようにタイヤ周方向に隣接して配設されることによって構成されているタイヤ加硫金型を提供する。

本発明によれば、タイヤ周方向に延びるサイプブレードが複数のサイプブレード部分に分割されているので、タイヤ周方向に一体的に長く構成されたサイプブレードを鋳包む場合に比して、鋳造時における金型本体とここに鋳包まれた各サイプブレード部分との間に生じる熱膨張量の差は小さい。すなわち、サイプブレードと金型本体との間に生じる熱膨張の差を、各サイプブレード部分に分散させることができる。

さらに、熱膨張の差が、隣接するサイプブレード部分間における金型本体の収縮により吸収される。この結果、熱膨張量の差に起因した熱応力の発生が抑制されるので、タイヤ周方向に長く構成されたサイプブレードを備えたタイヤ加硫金型を、熱応力を抑制しつつ構成できる。

本構成によれば、タイヤ周方向に隣接するサイプブレード部分間において、互いに対向するタイヤ周方向両端部の両縁部が平行にタイヤ径方向に延びるので、サイプブレードを複数のサイプブレード部分が隣接する隣接部において隙間なく構成できる。

また、好ましくは、前記サイプブレードは、タイヤ周方向の一周にわたって連続的に延びている。

本構成によれば、サイプブレードが長くなるために金型本体との熱膨張量の差が過大となりやすい場合に、本発明をより好適に実施できる。

また、本発明の他の態様は、複数の金型構成部材を有するタイヤ加硫金型の製造方法であって、鋳型に、タイヤ周方向に延びる複数のサイプブレード部分を、タイヤ周方向に間隔を空けて配置し、前記鋳型を用いて鋳造して、前記複数のサイプブレード部分を鋳包まれた金型本体の素材を形成し、前記素材を加工して前記複数の金型構成部材の１つを製造し、前記サイプブレード部分は、タイヤ径方向の内径側端部及び外径側端部が、タイヤ周方向の両縁部間のタイヤ周方向における中心に位置する仮想中心線に対して直交するように互いに平行に直線状に延びており、タイヤ周方向の両縁部がトレッド成形面に対して、内径側に位置する内径側縁部と、外径側に位置する外径側縁部とを有し、前記内径側縁部が前記トレッド成形面に対して面直に延びており、前記外径側縁部が前記外径側端部に対して直角に延びており、前記間隔は、前記複数のサイプブレード部分が鋳包まれた状態で前記内径側縁部においてゼロになるように設定されており、これによって前記複数のサイプブレード部分が、それぞれの長手方向端部のうち前記内径側縁部において互いに当接してタイヤ周方向に隣接して位置してタイヤ周方向に延びるサイプブレードを形成するタイヤ加硫金型の製造方法を提供する。

本発明によれば、複数のサイプブレード部分を、タイヤ周方向に隣接するようにタイヤ加硫金型に鋳包むことができる。これによって、タイヤ周方向に一体的に長く構成されたサイプブレードを鋳包む場合に比して、鋳造時における金型本体とここに鋳包まれたサイプブレード部分との間に生じる熱膨張量の差が小さくなる。すなわち、サイプブレードと金型本体との間に生じる熱膨張の差を、各サイプブレード部分に分散させることができる。

さらに、熱膨張の差が、鋳型における隣接するサイプブレード間の間隔において、金型本体の収縮により吸収される。この結果、熱膨張量の差に起因した熱応力の発生が抑制される。したがって、タイヤ周方向に長く構成されたサイプブレードを備えたタイヤ加硫金型を、熱応力を抑制しつつ製造できる。

本発明によれば、タイヤ周方向に延びるサイプを形成するサイプブレードを備えたタイヤ加硫金型において、サイプブレードに起因した熱応力を抑制できる。

本発明の一実施形態に係るタイヤ加硫金型を示す斜視図。図１のタイヤ加硫金型を構成するセクタを示す斜視図。図２のIII−III線に沿った断面図。鋳型のトレッド成形面を正面から見た正面図。サイプブレードの変形例を示す図２と同様の斜視図。空気入りタイヤのトレッド部を展開して示す図。変形例に係るサイプブレード部分を示す図３と同様の断面図。

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、本発明の一実施形態に係るタイヤ加硫金型１の斜視図である。タイヤ加硫金型１は、所謂セグメンテッドモールドとして構成されている。図１において、グリーンタイヤのトレッド部（不図示）を加硫成形するトレッドリング２が示されており、サイドプレート、ビードリング等他の金型構成部材は省略されている。また、図１において、トレッドリング２を構成するセクタ３の断面が破線によるハッチングを付して示されている。

トレッドリング２は、タイヤ周方向において複数のセクタ３に分割されており、各セクタ３は、タイヤ加硫金型１の開閉時にタイヤ径方向に拡縮変位可能に設けられている。各セクタ３は、型開き状態（不図示）では放射状に離間しており、型閉め状態（図１）では互いに当接して環状のトレッドリング２が形成されるようになっている。

図２は、セクタ３の１つを拡大して示す斜視図である。図２に示されるように、セクタ３は、金型本体１０と、金型本体１０に取り付けられたサイプブレード２０とを有している。金型本体１０には、タイヤ周方向に延びる複数の突条１１〜１４が形成されている。突条１１及び１２は、タイヤ幅方向の中央部を挟んだ両側に互いに間隔を空けて配置されている。突条１３及び１４は、突条１１及び１２それぞれのタイヤ幅方向外側に配置されている。

サイプブレード２０は、突条１１及び１３の間と、突条１２及び１４の間に配設されている。サイプブレード２０は、金型本体を鋳造する際に一体に鋳包まれている。サイプブレード２０は、タイヤ周方向に隣接して配設された複数のサイプブレード部分２１によって構成されている。また、図１を併せて参照して、突条１１〜１４及びサイプブレード２０は、タイヤ周方向の一周にわたって連続的に延びている。

図６は、タイヤ加硫金型１を用いて加硫成形した空気入りタイヤ３０のトレッド部を展開して示している。図６に示されるように、空気入りタイヤ３０では、突条１１〜１４によって、タイヤ周方向に延びる複数の主溝３１〜３４が形成されている。空気入りタイヤ３０は、主溝３１〜３４によって複数の陸部３５〜３９にタイヤ幅方向に区画されている。複数の陸部３５〜３９は、タイヤ周方向の一周にわたって連続的に延びており、空気入りタイヤ３０はリブパターンに形成されている。

主溝３１及び３２によって中央陸部３５が区画され、主溝３１及び３３によってメディエイト陸部３６が区画され、主溝３２及び３４によってメディエイト陸部３７が区画され、主溝３３及び３４のタイヤ幅方向外側にショルダー陸部３８，３９が区画されている。メディエイト陸部３６，３７には、サイプブレード２０によってタイヤ周方向の一周にわたって連続的に延びる周方向サイプ５が形成されている。

図３は、図２のIII−III線における断面図であって、サイプブレード２０のタイヤ周方向に沿った断面を示している。図３に示されるように、サイプブレード２０は、タイヤ周方向に隣接して配設された複数のサイプブレード部分２１によって構成されている。各サイプブレード部分２１は、タイヤ周方向両端部に位置しておりタイヤ径方向に延びる両縁部２１ａが、金型本体１０のうちトレッド面を形成するトレッド形成面１５（図２も併せて参照）に対して９０°、すなわち面直方向に延びている。

本実施形態では、サイプブレード部分２１は、タイヤ径方向の内径側端部２１ｂ及び外径側端部２１ｃが直線状に構成されている。内径側端部２１ｂ及び外径側端部２１ｃは、両縁部２１ａ間のタイヤ周方向における中心に位置する仮想中心線Ｌに対して直交するように互いに平行に延びている。サイプブレード部分２１は、外径側端部２１ｃが内径側端部２１ｂよりも長く、すなわちタイヤ径方向内側に向かってタイヤ周方向における寸法が縮小する台形状に形成されている。

なお、内径側端部２１ｂ及び外径側端部２１ｃを、タイヤ中心を中心とする円弧状に構成してもよい。しかしながら、本実施形態のように直線状に構成することによって、直線状の部材から切り出して構成することができ、円弧状に形成する場合に比して容易に構成できる。

サイプブレード部分２１は、好ましくは、タイヤ周方向の長さが２０〜４５ｍｍに構成されている。これによって、サイプブレード部分２１が、金型本体１０に鋳包まれている部分のタイヤ周方向における長さが長大化することが抑制されるので、後述するように金型本体１０を鋳造する際に、これらの間に生じる熱収縮量の差が過大となることが抑制される。

次に、図４を参照して、セクタ３の製造方法について説明する。図４は、セクタ３を鋳造する際の鋳型４０のうち、トレッド部を成形する部分を正面から見た正面図である。鋳型４０には、複数のサイプブレード部分２１が、金型の内側（キャビティ内）に一部が露出するように、タイヤ周方向に所定の間隔Ｘを空けて埋設されている。間隔Ｘは、鋳型４０に注湯される溶融金属が冷却して固まる際の熱収縮量を考慮して設定されている。

本実施形態では、サイプブレード２０は、タイヤ周方向の一周にわたって連続的に延びているので、鋳型４０において、複数のサイプブレード部分２１間の間隔Ｘは、サイプブレード部分２１の個数Ｎに等しい数だけ形成される。間隔Ｘは、鋳型４０に注湯された溶融した金属が冷却されて固まる際の熱収縮量を間隔Ｘの数で除した値に設定されている。

これによって、鋳型４０に注湯された溶融した金属が冷却されて固まる際の熱収縮が、サイプブレード部分２１間の間隔Ｘに位置する部分（金型本体１０の素材）の収縮により吸収されて、金型本体１０（素材）では、間隔Ｘがゼロとなって、各サイプブレード部分２１が互いにタイヤ周方向に隣接する。

また、好ましくは、サイプブレード部分２１の鋳造時における熱膨張及び熱収縮をさらに考慮して、鋳型４０に注湯された溶融した金属が冷却された固まった際に、各サイプブレード部分２１が互いにタイヤ周方向に隣接する（間隔Ｘがゼロになる）ように、鋳型においてタイヤ周方向に隣接するサイプブレード部分２１間の間隔Ｘを設定してもよい。

鋳型４０を用いて鋳造することによって、複数のサイプブレード部分２１が鋳込まれてなる金型本体１０の金型素材が形成され、該金型素材を機械加工してセクタ３が構成される。タイヤ加硫金型１は、複数のセクタ３と、他の金型構成部材とを組み合わせることによって製造される。

以上説明した実施形態によれば、以下の効果を奏する。

（１）タイヤ周方向の一周にわたって連続的に延びるサイプブレード２０が複数のサイプブレード部分２１に分割されているので、タイヤ周方向の一周にわたって一体的に構成されたサイプブレード２０を鋳包む場合に比して、鋳造時における金型本体１０とここに鋳包まれたサイプブレード部分２１との間に生じる熱膨張量の差が小さい。すなわち、サイプブレード２０と金型本体１０との間に生じる熱膨張の差を、各サイプブレード部分２１に分散させることができる。

さらに、熱膨張の差が、隣接するサイプブレード部分２１間、すなわち鋳型４０における間隔Ｘに位置する部分（金型本体１０の素材）の収縮により吸収される。この結果、熱膨張量の差に起因した熱応力の発生が抑制される。したがって、タイヤ周方向に長く構成されたサイプブレード２０を備えたタイヤ加硫金型１を、熱応力を抑制しつつ構成できる。

（２）サイプブレード部分２１は、タイヤ径方向内側に向かってタイヤ周方向における寸法が縮小する台形状に形成されている。さらに、タイヤ周方向に隣接するサイプブレード部分２１間において、互いに対向するタイヤ周方向両端部に位置する両縁部２１ａが平行にタイヤ径方向に延びている。これによって、サイプブレード２０を複数のサイプブレード部分２１が隣接する隣接部において隙間なく構成できる。

これに対して、複数のサイプブレード部分２１を、矩形状に構成した場合（図３に二点鎖線で示す）には、隣接する複数のサイプブレード部分２１間において、隙間が生じることになるので、これらの隣接部においてタイヤ周方向に隙間無く連続させることができない。

（３）鋳型４０には、複数のサイプブレード部分２１が、タイヤ周方向に所定の間隔Ｘを空けて埋設されており、間隔Ｘは、鋳型４０に注湯される溶融金属が冷却して固まる際の熱収縮量を考慮して設定されている。これによって、複数のサイプブレード部分２１を、タイヤ周方向に隣接するように金型本体１０に鋳包むことができる。

これによって、タイヤ周方向の一周にわたって連続的に長く構成されたサイプブレード２０を鋳包む場合に比して、鋳造時における金型本体１０とここに鋳包まれたサイプブレード部分２１との間に生じる熱膨張量の差が小さくなる。すなわち、サイプブレード２０と金型本体１０との間に生じる熱膨張の差を、各サイプブレード部分２１に分散させることができる。

さらに、熱膨張の差が、隣接するサイプブレード部分２１間、すなわち鋳型４０における間隔Ｘに位置する部分（金型本体１０の素材）の収縮により吸収される。この結果、熱膨張量の差に起因した熱応力の発生が抑制される。したがって、タイヤ周方向に長く構成されたサイプブレード２０を備えたタイヤ加硫金型１を、熱応力を抑制しつつ構成できる。この結果、熱膨張量の差に起因した熱応力の発生が抑制される。したがって、タイヤ周方向に長く構成されたサイプブレード２０を備えたタイヤ加硫金型１を、熱応力を抑制しつつ製造できる。

上記実施形態では、サイプブレード２０を、タイヤ周方向の一周にわたって連続的に延びる場合を例にとって説明したが、図５に示されるように、サイプブレード２０がタイヤ周方向の所定長さにわたって伸びる場合に適用してもよい。この場合でもサイプブレード２０を、複数のサイプブレード部分２１にタイヤ周方向に分割することによって熱応力を抑制できる。

また、図７に示される変形例に係るサイプブレード部分２１０のように、隣接するサイプブレード２１０間において、金型本体１０に埋め込まれている部分を互いに間隔を空けるように構成してもよい。具体的には、サイプブレード部分２１０のタイヤ周方向の両端部に位置する両縁部２１０ａを、トレッド成形面１５を挟んで、タイヤ径方向内側に位置する内径側縁部２１０ａ_１と、タイヤ径方向外側に位置する外径側縁部２１０ａ_２とを有するように構成してもよい。

内径側縁部２１０ａ_１は、上記実施形態と同様に、トレッド成形面１５に対して面直にタイヤ径方向に延びている。一方、外径側縁部２１０ａ_２は、トレッド成形面１５に対して面直に延びておらず、外径側端部２１０ｃに対して直角に延びている。すなわち、縁部２１０ａは、内径側縁部２１０ａ_１と外径側縁部２１０ａ_２との間には、屈曲点Ｐ１が形成されている。

この結果、互いに隣接するサイプブレード部分２１０間のうち、キャビティ側では、それぞれの対向する内径側縁部２１０ａ_１が互いに隙間なく隣接するように構成される一方で、金型本体１０への埋め込み側では、それぞれの対向する外径側縁部２１０ａ_２の間に隙間Ｓが形成されている。隙間Ｓによれば、熱膨張時に、隣接するサイプブレード部分２１０が、金型本体１０に埋め込まれた部分において干渉することが防止される。

また、サイプブレード部分２１０を鋳型４０（図４）にセットする際に、外径側縁部２１０ａ_２が鋳型４０から現れると共に屈曲点Ｐ１が鋳型４０の表面（トレッド成形面１５に対応する部分）上に位置するように、セットすることによって、サイプブレード部分２１０の鋳型４０への埋め込み深さを容易に管理できる。

また、上記実施形態では、セグメンテッドモールドのタイヤ加硫金型を例にとって説明したが、タイヤ幅方向に２分割されたツーピースモールドにも適用することができる。

１タイヤ加硫金型
２トレッドリング
３セクタ
１０金型本体
１１〜１４突条
２０サイプブレード
２１サイプブレード部分

Claims

複数の金型構成部材を有するタイヤ加硫金型であって、
前記複数の金型構成部材の少なくとも１つは、
鋳造によって形成される金型本体と、
前記金型本体に鋳包まれておりタイヤ周方向に延びるサイプブレードと
を備え、
前記サイプブレードは、複数のサイプブレード部分を含んでおり、
前記サイプブレード部分は、
タイヤ径方向の内径側端部及び外径側端部が、タイヤ周方向の両縁部間のタイヤ周方向における中心に位置する仮想中心線に対して直交するように互いに平行に直線状に延びており、
タイヤ周方向の両縁部がトレッド成形面に対して、内径側に位置する内径側縁部と、外径側に位置する外径側縁部とを有し、前記内径側縁部が前記トレッド成形面に対して面直に延びており、前記外径側縁部が前記外径側端部に対して直角に延びており、
前記サイプブレードは、前記複数のサイプブレード部分が前記内径側縁部において互いに当接するようにタイヤ周方向に隣接して配設されることによって構成されているタイヤ加硫金型。
前記サイプブレードは、タイヤ周方向の一周にわたって連続的に延びている、
請求項１に記載のタイヤ加硫金型。
複数の金型構成部材を有するタイヤ加硫金型の製造方法であって、
鋳型に、タイヤ周方向に延びる複数のサイプブレード部分を、タイヤ周方向に間隔を空けて配置し、
前記鋳型を用いて鋳造して、前記複数のサイプブレード部分を鋳包まれた金型本体の素材を形成し、
前記素材を加工して前記複数の金型構成部材の１つを製造し、
前記サイプブレード部分は、
タイヤ径方向の内径側端部及び外径側端部が、タイヤ周方向の両縁部間のタイヤ周方向における中心に位置する仮想中心線に対して直交するように互いに平行に直線状に延びており、
タイヤ周方向の両縁部がトレッド成形面に対して、内径側に位置する内径側縁部と、外径側に位置する外径側縁部とを有し、前記内径側縁部が前記トレッド成形面に対して面直に延びており、前記外径側縁部が前記外径側端部に対して直角に延びており、
前記間隔は、前記複数のサイプブレード部分が鋳包まれた状態で前記内径側縁部においてゼロになるように設定されており、これによって前記複数のサイプブレード部分が、それぞれの長手方向端部のうち前記内径側縁部において互いに当接してタイヤ周方向に隣接して位置してタイヤ周方向に延びるサイプブレードを形成するタイヤ加硫金型の製造方法。