JP7137460B2 - タイヤ加硫金型 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ加硫金型に関する。

特許文献１に開示されたタイヤ加硫金型は、空気入りタイヤのトレッド部を成形するための、周方向に分割された複数のセクターを備える。セクターには、タイヤ加硫時に成形面とグリーンタイヤ（未加硫タイヤ）の表面との間に介在する空気を外部に排出するために、ベントホールが形成されている。

一般に、セクターの成形面には、空気入りタイヤのトレッド部に陸部（例えばブロック）を画定する溝等の凹部を形成するための凸部が備えられている。例えば、トレッド部にブロックを形成するために、セクターの成形面には、陸部を画定する複数の溝の反転形状である複数の凸部が備えられている。

特開２０１７－９４５８３号公報

特許文献１に開示されたものを含む従来のタイヤ加硫金型は、空気入りタイヤのトレッド部に陸部を形成するための凸部における空気排気性能について、依然として改善の余地がある。

本発明は、タイヤ加硫金型において、空気入りタイヤのトレッド部に陸部を形成するための凸部における空気排気性能の向上を課題とする。

本発明の一態様は、空気入りタイヤの周方向に分割された複数のセクターを備え、前記セクターの少なくとも一つは、前記空気入りタイヤのトレッド部を成形するための成形面と、前記成形面に備えられ、前記トレッド部において陸部を成形するための凹部を画定する、互いに接続された第１及び第２凸部と、前記第１凸部の側面の前記第１及び第２凸部の接続部に隣接した位置に形成された第１ベントホールと、前記第１ベントホールと前記セクターの背面に形成されて外部に開口する第１排気ホールを流体的に連通する第１排気流路と、前記第２凸部の側面の第１及び第２凸部の前記接続部に隣接した位置に形成された第２ベントホールと、前記第２ベントホールと前記セクターの背面に形成されて外部に開口する第２排気ホールを流体的に連通する第２排気流路とを備える、タイヤ加硫金型を提供する。

加硫成形時、第１及び第２凸部の接続部を含む領域とグリーンタイヤとの間に介在する空気は、グリーンタイヤによって第１ベントホールへ押し出され、第１排気流路を経て第１排気ホールから金型外部に排出される。また、加硫成形時、この領域とグリーンタイヤとの間に介在する空気は、グリーンタイヤによって第２ベントホールへ押し出され、第２排気流路を経て第２排気ホールから金型外部に排出される。

成形面に設けられた第１及び第２凸部の接続部は、空気入りタイヤのトレッド部に設けられる陸部の角部に対応する。加硫成形時、第１及び第２凸部の接続部では、第１凸部、第２凸部、成形面、及びグリーンタイヤのゴムとによって閉じた空間が構成され、この空間に空気が残留しやすい。空気の残留があると、加硫成形された空気入りタイヤの陸部の角部にベアが生じる。成形面の第１及び第２凸部の接続部に近接した位置にベントホールを設定した場合、空気排気性能の点では有利である。しかし、この場合、ベントホールを設けるための穴開け加工時に第１凸部や第２凸部を損傷するおそれがある。第１凸部や第２凸部に損傷があると、その部分での空気排気性能が損なわれ、陸部にベアを生じさせる原因となる。また、第１凸部と第２凸部が狭い角度をなして接続している場合、成形面の接続部に近接した位置にベントホールを設定することが困難な場合もある。

第１及び第２凸部の側面の接続部に隣接した位置に第１及び第２ベントホールを設定することにより、前述の閉じた空間の空気を効果的に排気できる。また、成形面の接続部に近接した位置ではなく、第１及び第２凸部の側面の接続部に隣接した位置に第１及び第２ベントホールを設定することにより、ベントホールを設けるための穴開け加工時の第１凸部や第２凸部の損傷を防止できる。

以上の理由により、接続部に隣接した位置において、第１及び第２凸部の側面に第１及び第２ベントホールを設けることで、トレッド部に陸部を形成するための第１及び第２凸部における空気排気性能を向上できる。

第１及び第２凸部の側面に第１及び第２ベントホールを設定することにより、陸部の側面に、ベントホールの痕跡が残る。そのため、ベントホールの痕跡が目立たず、加硫成形により得られる空気入りタイヤの美観性が向上する。

例えば、前記接続部において、前記第１及び第２凸部は鋭角をなして接続している。

好ましくは、前記第１及び第２ベントホールの前記成形面からの高さは、前記凸部の頂面の前記成形面からの高さの７０％以下である。

より好ましくは、前記第１及び第２ベントホールの前記成形面からの高さは、前記凸部の前記頂面の前記成形面からの高さの５０％以下である。

第１及び第２ベントホールの成形面からの高さ位置を、凸部の頂面の前記成形面からの高さの７０％以下、より好ましくは５０％以下に設定することで、第１及び第２凸部と成形面との交差部に近接した位置にベントホールが配置されることになる。その結果、前述の閉じた空間の空気をより確実に排気できる。

前記第１及び第２ベントホールの軸線を含みかつ、前記成形面に対して垂直な仮想面において、前記軸線が前記成形面に対する傾斜角度は、第１及び第２ベントホールの基端から末端に向けて前記凸部の頂面に近付くように設定されてもよい。

第１及び第２ベントホールの傾斜角度を、このような傾斜角度、つまり仰角となるように設定することで、ベントホールを設けるための穴開け加工が容易になる。

好ましくは、前記セクターは前記第１及び第２ベントホールにそれぞれ装着されたスプリングベントを備える。

スプリングベントを採用することで、凸部の側面によって成形される空気入りタイヤの凹部の壁面にスピューが発生せず、美観性が向上する。

本発明によれば、タイヤ加硫金型において、空気入りタイヤのトレッド部に陸部を形成するための凸部における空気排気性能を向上できる。

本発明の実施形態に係るタイヤ加硫金型の断面図。 セクターの成形面を図１の矢印Ａから見た部分拡大図。 空気入りタイヤのトレッド部の部分拡大斜視図。 セクターの部分拡大斜視図。 主突条部と副突条部の交差部の一部断面平面図。 図４のVI－VI線での断面図。 図４のVII－VII線での断面図。 変形例の図６と同様の断面図。 変形例の図６と同様の断面図。 変形例の図６と同様の断面図。 変形例の図６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の概略構成を示す断面図であり、タイヤ径方向の一方側（図１において右側）のみ示している。なお、図１には、タイヤ加硫金型１において加硫成形される空気入りタイヤ１００が、仮想線（二点鎖線）で併せて示されている。空気入りタイヤ１００は、グリーンタイヤをタイヤ軸線が上下方向に向くようにタイヤ加硫金型１にセットして加硫成形することによって製造される。

図１に示すように、タイヤ加硫金型１はセグメンテッドモールドであり、環状のセクターモールド２と、この内径側に位置する上下一対のサイドプレート３，４と、それらの更に内径側に位置する上下一対にビードリング５，６とを有する。セクターモールド２、サイドプレート３，４、及びビードリング５，６の内側に空気入りタイヤ１００が加硫成形されるキャビティ７が画定されている。

セクターモールド２は周方向に分割された複数のセクター２１を備える。個々のセクター２１の内壁面は空気入りタイヤ１００のトレッド部１０１を加硫成形する成形面２２として機能する。以下、１個のセクター２１の構造を説明するが、他のセクター２１も同様の構造を備えていてもよい。

図２はセクター２１の成形面２２の一部を示し、図３はそれによって形成される空気入りタイヤ１００のトレッド部１０１を示す。

図３を参照すると、空気入りタイヤ１００のトレッド部１０１は、タイヤ周方向（符号ＴＣで示す）に延び、かつタイヤ幅方向（符号ＴＷで示す）に並べられた複数の主溝１０２を備える。また、トレッド部１０１は、タイヤ幅方向に対して９０度以内の角度で右下がりに傾斜して延び、かつタイヤ周方向に並べられた複数の横溝１０３を備える。タイヤ幅方向に隣接する２本の主溝１０２とそれらに交差するタイヤ周方向に隣接する２本の横溝１０３とによって、頂面１０４ａが平行四辺形を呈するブロック（陸部）１０４が画定されている。ブロック１０４は、互いに対角に位置する一対の鋭角角部１０４ｂと、互いに対角に位置する一対の鈍角角部１０４ｃとを有する。ブロック１０４はタイヤ周方向に延び、かつ互いに対向する一対の側面１０４ｄと、タイヤ幅方向に対して９０度以内の角度で右下がり傾斜して延び、かつ互いに対向する一対の側面１０４ｅとを有する。側面１０４ｄは主溝１０２によって画定され、側面１０４ｅは横溝１０３によって画定されている。

図２及び図４を参照すると、セクター２１の成形面２２は、図３に示すトレッド部１０１の反転形状が設けられている。まず、成形面２２には、トレッド部１０１に主溝１０２を形成するための複数の主突条部（第１凸部）２３が備えられている。複数の主突条部２３は、タイヤ幅方向に間隔をあけて並べられている。また、成形面２２には、トレッド部１０１に横溝１０３を形成するための複数の横突条部（第２凸部）２４が備えられている。複数の横突条部２４は、タイヤ周方向に間隔をあけて並べられている。タイヤ幅方向に隣接する一対の主突条部２３と、タイヤ周方向に隣接する一対の横突条部２４とによって、ブロック１０４を形成するための凹部２５が画定されている。凹部２５は、ブロック１０４の鋭角角部１０４ｂに対応する一対の鋭角角部２５ａと、ブロック１０４の鈍角角部１０４ｃに対応する一対の鈍角角部２５ｂとを備える。一対の主突条部２３の側面２３ａと、一対の横突条部２４の側面２４ａとは、一対の鋭角角部２５ａにおいて、接続部２６で接続している。また、一対の主突条部２３の側面２３ａと、一対の横突条部２４の側面２４ａとは、一対の鈍角角部２５ｂにおいて、接続部２７で接続している。

図４に最も明瞭に示すように、本実施形態では、主突条部２３の側面２３ａと横突条部２４の側面２４ａは、いずれも、成形面２２から概ね垂直に立ち上がる平坦面である。図３を併せて参照すると、凹部２５の底面、つまり成形面２２によってブロック１０４の頂面１０４ａ、つまり踏面が形成される。また、主突条部２３の頂面２３ｂによって主溝１０１の底面が形成され、横突条部２４の頂面２４ｂによって横溝１０３の底面が形成される。

図４、図５、及び図６を参照すると、主突条部２３の側面２３ａの接続部２６に隣接した位置に、ベントホール（第１ベントホール）３１が形成されている。本実施形態におけるベントホール３１は、断面円形の細長い孔である。また、本実施形態では、ベントホール３１の姿勢は、ベントホール３１の軸線Ｌが側面２３ａの法線となるように設定している。具体的には、図５に示すように、ベントホール３１の軸線Ｌは、側面２３ａと頂面２３ｂによって構成されるエッジに対して直交している。また、図６を参照すれば明らかなように、ベントホール３１の軸線Ｌは、側面２３ａのタイヤ周方向の断面に対しても直交している。言い換えれば、本実施形態では、ベントホール３１の軸線Ｌを含みかつ、成形面２２に対して垂直な仮想面において、ベントホール３１の軸線Ｌは成形面２２に対して傾斜しておらず平行である。

ベントホール３１は、先端が側面２３ａで開口し、他端がセクター２１に形成された排気流路（第１排気流路）３２に流体的に接続されている。図６にのみ示すように、セクター２１の背面２８には金型外部に開口する排気ホール（第１排気ホール）３３が形成されている。排気流路３２によって、ベントホール３１と排気ホール３３とが流体的に連通されている。

図４、図５、及び図７を参照すると、横突条部２４の側面２４ａの接続部２６に隣接した位置にも、ベントホール（第２ベントホール）３４が形成されている。ベントホール３１と同様に、ベントホール３４の軸線Ｌを含みかつ、成形面２２に対して垂直な仮想面において、ベントホール３４の軸線Ｌは成形面２２に対して平行である。

ベントホール３１，３４の接続部２６，２７に対する位置に関して、「隣接」という用語は、主突状部２３や横突状部２４を頂面２３ｂ，２４ｂ側から見たときに、ベントホール３１，３４が接続部２６から１ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲、より好ましくは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲に位置することを意味する。

ベントホール３４は、先端が側面２４ａで開口し、他端がセクター２１に形成された排気流路（第２排気流路）３５に流体的に接続されている。図７にのみ示すように、セクター２１の背面２８には金型外部に開口する排気ホール（第２排気ホール）３６が形成されている。排気流路３５によって、ベントホール３４と排気ホール３６とが流体的に連通されている。

ベントホール３１，３４には、スプリングベント５１が装着されている。本実施形態におけるスプリングベント５１は、ハウジング５２、ステム５３、コイルスプリング５４を備える。

ハウジング５２は、円筒状で軸線（ベントホール３１の軸線Ｌと一致している）の方向に貫通した貫通孔５２ａが形成されている。ハウジング５２の先端には、円錐状に拡径したテーパ面を備える弁座５２ｂが設けられている。

ステム５３は、ハウジング５２の貫通孔５２ａに遊挿されている。ステム５３は、先端に円錐状の弁体５３ａを備え、基端に抜け止め５３ｂを備える。

コイルスプリング５４は、ステム５３に外装された状態でハウジング５２の貫通孔５２ａ内に収容されている。コイルスプリング５４は、先端がステム５３の弁体５３ａに係止され、基端がハウジング５２に係止され、それによってステム５３を弁体５３ａがハウジング５２の弁座５２ｂに対して離間する位置（開弁）に向けて弾性的に付勢している。抜け止め５３ｂがハウジング５２に係合することで、コイルスプリング５４の付勢力によってステム５３がキャビティ７（図１参照）に抜け出ないようになっている。ステム５３が開弁位置にあるとき、弁体５３ａと弁座５２ｂの隙間によって、貫通孔５２ａへの空気の流入が許容される。

本実施形態では、成形面２２のブロック１０４を形成するための凹部２５に相当する部分にも１個のベントホール８１が設けられている。

加硫成形時、主突条部２３と横突条部２４の接続部２６（凹部２５の鋭角角部２５ａに対応する）を含む領域とグリーンタイヤのゴムとの間に介在する空気は、グリーンタイヤによってベントホール３１へ押し出される。ベントホール３１へ押し出された空気は、排気流路３２を経て排気ホール３３から金型外部に排出される。また、加硫成形時、主突条部２３と横突条部２４の接続部２６を含む領域とグリーンタイヤのゴムとの間に介在する空気は、グリーンタイヤによってベントホール３１へ押し出され、排気流路３５を経て排気ホール３６から金型外部に排出される。

加硫成形時、主突条部２３と横突条部２４の鋭角の接続部２６では、主突状部２３の側面２３ａ、横突状部２４の側面２４ａ、及びグリーンタイヤのゴムとのよって閉じた空間が構成される。この空間には、空気が残留しやすい。空気の残留があると、加硫成形された空気入りタイヤのブロック１０４の鋭角角部１０４ｂにベア（成形面とタイヤとの間に介在する空気により生じる、空気入りタイヤの表面の欠け）が生じる。成形面２２の接続部２６に近接した位置にベントホールを設定した場合、空気排気性能の点では有利である。しかし、この場合、ベントホールを設けるための穴開け加工時に主突状部２３や横突状部２４を損傷するおそれがある。主突状部２３や横突状部２４に損傷があると、その部分での空気排気性能が損なわれ、ブロック１０４の鋭角角部１０４ｂにベアを生じさせる原因となる。また、本実施形態のように主突状部２３と横突状部２４が接続部２６において鋭角で接続している場合、成形面２２の接続部２６に近接した位置にベントホールを設定することが困難な場合もある。

本実施形態では、主突条部２３と横突条部２４の鋭角の接続部２６に隣接した位置にベントホール３１，３４を設定することにより、前述の閉じた空間の空気を効果的に排気できる。また、成形面２２の接続部２６に近接した位置ではなく、主突状部２３及び横突状部２４の側面２３ａ，２４ａの接続部２６に隣接した位置にベントホール３１，３４を設定することにより、ベントホール３１，３４を設けるための穴開け加工時の主突条部２３や横突条部２４の損傷を防止できる。

以上の理由により、鋭角の接続部２６（凹部２５の鋭角角部２５ａに対応する）に隣接した位置において、主突状部２３及び横突状部２４の側面２３ａ，２４ａにベントホール３１，３４を設けることで、トレッド部１０１にブロック１０４を形成するための主突条部２３と横突条部２４における空気排気性能、換言すれば、ブロック１０４を形成するための凹部２５の鋭角角部２５ａにおける空気排気性能を向上できる。

主突状部２３と横突状部２４の側面２３ａ，２４ａにベントホール３１，３４を設定することにより、ブロック１０４の頂面１０４ａではなく側面１０４ｄ，１０４ｅに、ベントホール３１，３４の痕跡が残る。そのため、ベントホール３１，３４の痕跡が目立たず、加硫成形により得られる空気入りタイヤの美観性が向上する。ベントホール３１，３４にスプリングベント５１を装着しているので、ブロック１０４の頂面１０４ａではなく側面１０４ｄ，１０４ｅに残るのは、スピュー（髭状の痕跡）ではなく、薄い円板状の痕跡（スプリングベント痕）であるので、ベントホール３１，３４の痕跡はより目立たない。

図６及び図７を参照すると、ベントホール３１，３４の成形面２２からの高さＨｖ（ベントホール３１，３４の側面２３ａ，２４ａへ開口している部分における軸線Ｌの位置を基準とする）は、主突状部２３や横突状部２４の頂面２３ｂ，２４ｂの成形面２２からの高さＨｐの７０％以下、より好ましくは５０％以下に設定することが好ましい。換言すれば、ベントホール３１，３４は、主突状部２３や横突状部２４の頂面２３ｂ，２４ｂの高さＨｐの７０％、より好ましくは５０％よりも成形面２２に近い位置に配置される。さらに換言すれば、ベントホール３１，３４は、主突状部２３や横突状部２４の側面２３ａ，２４ａと成形面２２の交差部に近接した位置に配置することが好ましい。この配置により、交差部とグリーンタイヤとの間に介在する空気をより確実に排気できる。

ベントホール３１，３４をそれぞれ複数個設けてもよい。また、ベントホール３１，３４と同様のベントホールを、主突条部２３と横突条部２４の鈍角の接続部２７（ブロックを形成するための凹部２５の鋭角角部２５ａに対応する）に隣接した位置において、主突条部２３と横突条部２４の側面２３ａ，２４ａに設定してもよい。

図８から図１１は、本実施形態のその他の変形例を示す。

図８の変形例では、主突状部２３の側面２３ａは、成形面２２から垂直に立ち上がるのではなく、傾斜している。ベントホール３１は、軸線Ｌが傾斜した側面２３ａの法線となるように設定している。そのため、ベントホール３１の軸線Ｌを含みかつ、成形面２２に対して垂直な仮想面において、軸線Ｌは成形面２２に対して傾斜している。より具体的には、この仮想平面において、軸線Ｌの成形面２２に対する傾斜角度は、ベントホール３１の基端から先端に向けて主突状部２３の頂面２３ｂに近付くように設定されている。図９の変形例では、主突状部２３の側面２３ａは、成形面２２から垂直に立ち上がっているが、ベントホール３１は図８の変形例と同様の傾斜を有する。ベントホール３１の傾斜角度を、図８及び図９のように、ベントホール３１の基端から先端に向けて主突状部２３の頂面２３ｂに近付くような角度、つまり仰角となるように設定することで、主突状部２３の頂面２３ｂ側からの側面２３ａへの工具のアクセスが容易となる。その結果、主突出部２３にベントホール３１を設けるための穴開け加工が容易になる。横突状部２４の側面２４ａに設定するベントホール３４についても、図８及び図９に示す構成を採用できる。

前述の実施形態では、ベントホール３１，３４にスプリングベント５１が装着されている。しかし、図１０に示すように、スプリングベント５１に代えて、軸線方向の貫通孔７１ａが設けられたベントプラグ７１をベントホール３１，３４に装着してもよい。また、図１１に示すように、ベントホール３１，３４にスプリングベントもベントプラグも装着しない構成を採用してもよい。

１ タイヤ加硫金型
２ セクターモールド
３，４ サイドプレート
５，６ ビードリング
７ キャビティ
２１ セクター
２２ 成形面
２３ 主突条部（第１凸部）
２３ａ 側面
２３ｂ 頂面
２４ 横突条部（第２凸部）
２４ａ 側面
２４ｂ 頂面
２５ 凹部
２５ａ 鋭角角部
２５ｂ 鈍角角部
２６，２７ 接続部
２８ 背面
３１，３４ ベントホール
３２，３５ 排気流路
３３，３６ 排気ホール
５１ スプリングベント
５２ ハウジング
５２ａ 貫通孔
５２ｂ 弁座
５３ ステム
５３ａ 弁体
５３ｂ 抜け止め
５４ コイルスプリング
７１ ベントプラグ
７１ａ 貫通孔
８１ ベントホール
１００ 空気入りタイヤ
１０１ トレッド部
１０２ 主溝
１０３ 横溝
１０４ ブロック
１０４ａ 頂面
１０４ｂ 鋭角角部
１０４ｃ 鈍角角部
１０４ｄ，１０４ｅ 側面

Claims (5)

1. 空気入りタイヤの周方向に分割された複数のセクターを備え、
   前記セクターの少なくとも一つは、
   前記空気入りタイヤのトレッド部を成形するための成形面と、
   前記成形面に備えられ、前記トレッド部において陸部を成形するための凹部を画定する、互いに接続された第１及び第２凸部と、
   前記第１凸部の側面の前記第１及び第２凸部の接続部に隣接した位置に形成された第１ベントホールと、
   前記第１ベントホールと前記セクターの背面に形成されて外部に開口する第１排気ホールを流体的に連通する第１排気流路と、
   前記第２凸部の側面の第１及び第２凸部の前記接続部に隣接した位置に形成された第２ベントホールと、
   前記第２ベントホールと前記セクターの背面に形成されて外部に開口する第２排気ホールを流体的に連通する第２排気流路と
   を備え、
   前記第１又は第２ベントホールの軸線を含みかつ、前記成形面に対して垂直な仮想面において、前記軸線の前記成形面に対する傾斜角度は、当該ベントホールの基端から末端に向けて前記凸部の頂面に近付くように設定されている、タイヤ加硫金型。
2. 前記接続部において、前記第１及び第２凸部は鋭角をなして接続している、請求項１に記載のタイヤ加硫金型。
3. 前記第１及び第２ベントホールの前記成形面からの高さは、前記凸部の頂面の前記成形面からの高さの７０％以下である、請求項１又は２に記載のタイヤ加硫金型。
4. 前記第１及び第２ベントホールの前記成形面からの高さは、前記凸部の前記頂面の前記成形面からの高さの５０％以下である、請求項３に記載のタイヤ加硫金型。
5. 前記セクターは前記第１及び第２ベントホールにそれぞれ装着されたスプリングベントを備える、請求項１から請求項４のいずれかに記載のタイヤ加硫金型。

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