JP7155033B2 - タイヤ加硫用金型 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤの加硫成型に用いられるタイヤ加硫用金型に関する。

空気入りタイヤの加硫に用いられる金型として、いわゆるセグメンテッドモールドが知られている。セグメンテッドモールドは、タイヤのトレッド面を成型するための複数のセクターと、そのタイヤのサイド面を成型するための一対のサイドプレートとを有する。タイヤの加硫時には、環状に連なった複数のセクターが一対のサイドプレートに密着して型閉め状態となる。加硫後は、それらが分離して型開き状態となり、加硫済みタイヤがモールドから取り出される。

セグメンテッドモールドに関し、特許文献１、２には、それぞれ、各セクターを保持する複数のセグメントと、そのセグメントのタイヤ径方向外側に配置されたコンテナとを有するモールドが記載されている。セグメントの外側面と、それに係合するコンテナの内側面とは、互いに同じ傾斜を有するテーパ面で形成され、コンテナの昇降に伴ってセグメントがタイヤ径方向に移動し、型開き動作や型閉め動作が行われる。

図１（ａ）～（ｃ）は、このようなセグメンテッドモールドの型閉め動作を図示する。図１（ａ）に示されるように、型開き状態では、コンテナ２が上昇した位置において、セクター３を保持するセグメント２１が、コンテナ２から下方へ突出した状態で保持されている。コンテナ２を下降させると、図１（ｂ）に示されるように、下方に突出したセグメント２１が、下型サイドプレート１３を支持する下部プレート２４に接触する。コンテナ２をさらに下降させると、摺動レール２７のテーパ面の働きにより、コンテナ２のタイヤ軸方向の移動力がセグメント２１のタイヤ径方向の移動力に変換され、図１（ｃ）に示されるように、セグメント２１がタイヤ径方向内側に移動する。セグメント２１に保持されたセクター３が下型サイドプレート１３に接触すると、複数のセクター３が互いに寄り集まって環状をなし、型閉め状態が形成される。

ところで、下部プレート上に異物等がある状態で型閉めを行うと、セグメント２１がタイヤ径方向内側に移動する際、セグメント２１が異物等に乗り上げて浮き上がることがある。図８は、セグメント２１が浮き上がった状態で型閉めを行った従来の金型について、図１（ｃ）のＡ部を模式的に示す拡大図である。図８に示されるように、型閉め状態におけるセクター３と下型サイドプレート１３との境に、位置ずれ段差ｄや隙間ｓを生じている。位置ずれ段差ｄがある金型でタイヤの加硫成型を行うと、加硫成型後のタイヤに、位置ずれ段差ｄの転写による段差が生じるという問題が発生する。隙間ｓのある金型でタイヤの加硫成型を行うと、加硫成型後のタイヤにバリが生じるという問題が発生する。同様に、セクター３と上型サイドプレートとの境に対応する部分にも段差やバリが生じるという問題が発生する。

特許文献３には、金型の外方側へゴムが流れ込むことを抑制し、バリの成長を抑制するために、セクターとサイドプレートとの境にある隙間から浸透したゴムを堆積させるための溝部を形成する手法が記載されている。しかしながら、この手法は、セクターとサイドプレートとの境にある隙間自体を小さくするものではない。すなわち、バリの発生を抑制するには限界がある。また、特許文献３に記載の溝部では、セクターとサイドプレートとの位置ずれ段差を小さくすることは、困難である。

特許文献４にも、はみ出しゴムの低減という、特許文献３と同様の目的が記載され、この目的のために、セクター側とサイドプレート側とに分割されたラグ溝形成用突起部の分割端面に、型閉めの際に嵌合する凸部及び凹部を形成することが記載されている。しかしながら、ラグ溝形成用突起部の分割端面は小領域であるため、当該凸部及び凹部のサイズが小さなものに制限されてしまう。その結果、比較的大きな異物によりセグメント２１の浮き上がりが発生した場合に、ラグ溝形成用突起部の分割端面に設けられた小さな凸部では凹部に嵌合できないことがあり、位置ずれ段差ｄや隙間ｓが発生する。

特開２００５－０８１６１７号公報 特開２０１６－２１００９０号公報 特開２０１３－１３２８６５号公報 特開２０１４－１１７９２４号公報

本発明は、上述の段差やバリの発生を低減できるタイヤ加硫用金型を提供することを目的とする。

本発明にかかるタイヤ加硫用金型は、タイヤ幅方向外側からタイヤのサイド面を形成するサイドプレートと、タイヤ径方向外側から前記タイヤのトレッド面を形成する複数のセクターとを有するタイヤ加硫用金型であって、
前記サイドプレートは、型閉めするときに前記複数のセクターに接触する第１の接触面を備え、前記第１の接触面は、タイヤ幅方向の中央領域に、タイヤ周方向に沿って延びる凸部又は凹部を備え、
前記複数のセクターの各々は、型閉めするときに前記サイドプレートに接触する第２の接触面を備え、前記第２の接触面は、前記第１の接触面の前記凸部又は前記凹部と嵌合可能な凹部又は凸部を備え、
前記第１の接触面又は前記第２の接触面に備えられた前記凸部が、その接触面から頂部に向かって延び且つタイヤ径方向に対して傾斜する斜辺を有する。

かかる構成によれば、凸部は、その接触面から頂部に向かって延び且つタイヤ径方向に対して傾斜する斜辺を有する。凸部がこのような斜辺を有することで、セクターがサイドプレートに近づくとき、セクターが正しい位置に配置されるよう、位置誘導作用が働く。そして、凸部は第１の接触面のタイヤ幅方向の中央領域に設けられるので、比較的大きな凸部として形成され得る。凸部が大きくなるほど凸部の斜辺を長くすることができるから、第１の接触面のタイヤ幅方向の中央領域に設けられた比較的大きな凸部により、従来よりも位置誘導作用の範囲を拡大することができる。位置誘導作用の範囲が拡大されると、セグメント２１の浮き上がり量が大きくても、位置ずれ段差や隙間を小さくすることができる。

第１の接触面又は第２の接触面に備えられた凸部の頂部が面取り形状を有していてもよい。

第１の接触面又は第２の接触面に備えられた凸部は、タイヤ子午線断面において、二つの前記斜辺を有する三角形又は二つの前記斜辺と上底とを有する台形、の形状をなし、
前記凸部が前記三角形であるとき、前記斜辺間に形成される角部のなす角は６０度以上かつ９０度以下であり、前記凸部が前記台形であるとき、前記斜辺の各々と前記上底との間に形成される角部のなす角は、それぞれ、１２０度以上かつ１３５度以下であるとよい。

セグメンテッドモールドの金型の型閉め動作を示す縦断面図 セグメンテッドモールドの金型の型閉め動作を示す縦断面図 セグメンテッドモールドの金型の型閉め動作を示す縦断面図 タイヤ加硫用金型の第１の実施形態を示す要部拡大図 タイヤ加硫用金型の型閉め動作時の接触直前の金型を示す要部拡大図 第１の実施形態の変形例のサイドプレートを示す図 第２の実施形態のサイドプレートを示す図 第３の実施形態のサイドプレートを示す図 第４の実施形態のサイドプレートを示す図 従来の金型のセクターと下型サイドプレートとの間に生じる位置ずれ段差及び隙間を模式的に示す図

＜第１の実施形態＞
以下、本発明にかかるタイヤ加硫用金型における一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において、図面の寸法比と実際の寸法比とは、必ずしも一致しておらず、また、各図面の間での寸法比も、必ずしも一致していない。

図２は、第１の実施形態の金型の、型閉め状態における図１（ｃ）のＡ部拡大図である。下型サイドプレート１３は、タイヤ幅方向外側からタイヤ（不図示）のサイド面を形成する。セクター３は、タイヤ径方向外側からタイヤのトレッド面を形成する。当図ではセクター３は一つしか示されていないが、実際にはセクター３はタイヤ径方向外側からタイヤを取り囲むように複数配置されている。

下型サイドプレート１３は第１の接触面１２を有する。第１の接触面１２は、金型を型閉めするときに複数のセクター３（の第２の接触面３２）に接触する。第１の接触面１２におけるタイヤ幅方向の最内側は内側端１４であり、タイヤ幅方向の最外側は外側端１６である。内側端１４は、第１の接触面１２とタイヤのサイド面に接するタイヤ成型面１９とが交わる箇所である。複数のセクター３の各々は、第２の接触面３２を有する。第２の接触面３２は、金型を型閉めするときに下型サイドプレート１３（の第１の接触面１２）に接触する。

第１の接触面１２は、タイヤ幅方向の中央領域１７に、タイヤの周方向に沿って延びる凸部１５を有する。中央領域１７は、第１の接触面１２を構成する領域から、端部領域１８を除く領域をいう。端部領域１８は、内側端１４からタイヤ幅方向外側へ１０ｍｍまでの領域と、外側端１６から、タイヤ幅方向内側へ１０ｍｍまでの領域を指す。複数のセクター３の第２の接触面３２は、タイヤの周方向に沿って延びる凹部３５を有する。凹部３５は、第１の接触面１２に設けられた凸部１５と嵌合可能である。

タイヤの周方向に沿って延びる凸部１５及び凹部３５は、連続して延びてもよく、断続的に延びてもよい。凸部１５及び凹部３５が連続して延びる場合、各セクターは、サイドプレートに対するタイヤ周方向への位置ずれを許容する。凸部１５及び凹部３５が断続的に延びる場合、各セクターは、サイドプレートに対するタイヤ周方向への位置ずれを許容しない。各セクターとサイドプレートの凸部及び凹部を含む全体の形状及び寸法は、タイヤ加硫成型時の温度による金型の熱膨張を考慮したうえで設定されるとよい。

図２に示されるように、セクター３の下型サイドプレート１３に対向する端面は、第２の接触面から凹んで第１の接触面に接しない非接触領域３６を有していてもよい。非接触領域３６を有することで、セクター３と下型サイドプレート１３との接触幅を小さくできる。接触幅が小さいと接触圧が高くなるため、セクター３が下型サイドプレート１３に対して傾いた状態で型閉めしても、セクター３と下型サイドプレート１３との位置ずれ段差及び隙間を小さくできる。

図３は、タイヤ加硫用金型の型閉め動作時において、セクター３が下型サイドプレート１３に接触する直前の位置にあるＡ部拡大図である。セクター３は、タイヤ径方向内側（図３の右側）に向かって移動する。凸部１５は三角形状に形成されており、凸部１５の表面は２つの斜辺１５１、１５２を含む。斜辺１５１、１５２は、何れも、接触面（第１の接触面１２）から頂部１５３に向かって延び且つタイヤ径方向に対して傾斜している。図３のごとくセクター３が浮き上がった状態で型閉めが行われるとき、凹部３５と第２の接触面３２との境界である角部３５１が、斜辺１５１に接触する。セクター３が下型サイドプレート１３にさらに接近すると、接触した角部３５１が斜辺１５１上を滑り、セクター３が下型サイドプレート１３に対して正しい位置に誘導される。このようにして、セクター３の位置誘導作用が働く。

凸部１５は端部領域１８より広い中央領域１７に設けられているので、凸部１５を端部領域１８に配置した場合に比べて、凸部１５のサイズを大きくすることができる。大きな凸部１５は長い斜辺１５１を有するため、凸部１５のサイズを大きくすることで、セクター３の下型サイドプレート１３に対する位置ずれを位置誘導作用により是正可能な範囲を拡大できる。また、凸部１５には、セクター３が下型サイドプレート１３に接触するときの衝撃で破壊されない耐久性が求められるが、凸部１５のサイズを大きくすると、凸部１５の幅が大きくなり、耐久性が向上する。

凸部１５の幅を変えずに第１の接触面１２からの高さだけを大きくしてもよい。凸部１５の第１の接触面１２からの高さが高くなるほど、斜辺１５１のタイヤ幅方向に対する傾斜角が大きくなる。傾斜角が大きくなるにつれて、セクター３の位置誘導力が大きくなる。ただし、凸部１５が高くなるほど凸部１５の先端が幅狭となり、凸部１５の耐久性が低下する。凸部１５の高さについて、位置誘導力と耐久性との両立を考慮すれば、凸部１５の第１の接触面１２からの高さは、２ｍｍ以上であるとよく、３ｍｍ以上であるとより好ましく、かつ、６ｍｍ以下であるとよく、４ｍｍ以下であるとより好ましい。

凸部１５を含む下型サイドプレート１３は、比較的硬度の高い材料（例えば、スチール）を選択し、凹部３５を含むセクター３は比較的硬度の低い材料（例えば、アルミニウム系材料）を選択するとよい。凸部１５を含む部材（下型サイドプレート１３）に、凹部を含む部材（セクター３）よりも硬度の高い材料を選択することで、セクター３が下型サイドプレート１３に接触する際の衝撃による凸部１５の破壊を防ぎやすい。

凸部１５の斜辺間に形成される角部のなす角θａは、６０度以上かつ９０度以下であるとよい。角θａが６０度以上であると、凸部の幅を一定程度以上に保ち十分な耐久性が得られるとともに、位置誘導作用の及ぶ範囲が広くなる。角θａが９０度以下であると、斜辺の傾斜角が大きくなって、位置誘導力を獲得しやすい。

図４は、下型サイドプレートにおける凸部の変形例を示している。図４の例では、接触面から延びる凸部４５の頂部が、面取り形状を有する。面取り形状とは、角部が丸みを帯びた形状を指す。頂部が面取り形状を有することにより、凸部４５の耐久性が向上し、セクターが下型サイドプレート１３に接触するときの衝撃による凸部４５の破壊を防ぎやすい。セクター（不図示）の凹部を形成する角部も、下型サイドプレート１３に接触するときの衝撃に耐えられるように、面取り形状を有しているとよい。

また、他の変形例として、下型サイドプレートの第１の接触面に凹部を、セクターの第２の接触面に凸部を設けた金型でもよい。さらなる他の変形例として、凸部は、必ずしも２つ斜辺を有していなくてもよく、１つの斜辺のみを有していてもよい。その場合、斜辺ではないもう一つの辺は、タイヤ径方向に延びる辺であってもよい。

＜第２の実施形態＞
凸部は、図５に示されるような台形形状であってもよい。台形形状の凸部５５の表面には、二つの斜辺５５１、５５２と上底５５３とが含まれる。台形形状の凸部５５は三角形状の凸部よりもタイヤ幅方向に幅広であるため、凸部の耐久性が高い。台形形状の凸部５５において、斜辺５５１、５５２の各々と上底５５３との間に形成される角部のなす角θｂ、角θｃは、それぞれ、１２０度以上かつ１３５度以下であるとよい。角θｂが１２０度以上であると、角θｂの耐久性が高まり、位置誘導作用の及ぶ範囲が広くなる。角θｂが１３５度以下であると、斜辺の傾斜角が大きくなって、位置誘導力を得られやすい。角θｃも同様である。角θｂ、角θｃは同値であってもよいし、異なっていてもよい。また、角θｂ、角θｃをそれぞれ含む頂部は、面取り形状を有するとよい。セクター（不図示）の凹部を形成する角部も、面取り形状を有しているとよい。

＜第３の実施形態＞
図６は第３の実施形態を示す。図６では、下型サイドプレート１３の第１の接触面６２に三角形状の凸部６５と三角形状の凹部６６とが設けられ、セクターの第２の接触面（不図示）に、第１の接触面６２に設けられた凸部６５と凹部６６とに嵌合する凹部と凸部とが設けられている。第１の接触面６２にも凹部を設けることで、第２の接触面にも凸部を設けることができる。第１の接触面と第２の接触面とのそれぞれに凸部を有するから、互いの凸部が干渉しやすくなり位置誘導作用の範囲が拡大する。

第３の実施形態においても、第１・第２の接触面が有する凸部の頂部は、面取り形状を有していてもよい。第３の実施形態のように両方の接触面に凸部を有し、かつ、セクターとサイドプレートとの間で硬度の異なる材料を用いる場合には、一方の接触面の凸部が、必ず、他方の接触面に比べて低硬度となり、凸部が接触の衝撃により破壊されやすくなる。しかしながら、凸部の頂部を面取り形状とすることで、凸部が比較的硬度の低い材料から構成される場合でも、凸部の破壊を防ぐことができる。

＜第４の実施形態＞
図７では、凸部が台形形状である場合を示している。下型サイドプレート１３の第１の接触面７２に台形形状の凸部７５と台形形状の凹部７６とが設けられ、第２の接触面（不図示）に、第１の接触面７２に設けられた凸部７５と凹部７６とに対応する凹部と凸部とが設けられている。

変形例として、第１、第２の実施形態では、第１・第２の接触面は、それぞれ、凸部又は凹部を複数有していてもよい。第３、第４の実施形態では、第１・第２の接触面は、それぞれ、一つの凸部と一つの凹部とを一組有するのみならず、一つの凸部と一つの凹部とを複数組有していてもよい。

下型サイドプレートの第１の接触面と、第１の接触面に対向するセクター３の第２の接触面とに設けられる凸部／凹部について上述したが、これらの説明は、上型サイドプレートの接触面と当該接触面に対向するセクター３の接触面についても適用できる。下型サイドプレートと上型サイドプレートとの間で、凸部／凹部の形状や大きさを異ならせてもよい。

上述したタイヤ加硫用金型について、サイドプレートとセクターとの接触面を上述の如く構成したこと以外は、通常のセグメンテッドタイプのタイヤ加硫金型と同等であり、従来公知の形状や材質、機構などが何れも本発明に採用することができる。

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

２ ：コンテナ
３ ：セクター
１２、６２、おび：第１の接触面
１３：下型サイドプレート
１４ ：内側端
１５、４５、５５、６５、７５：凸部
１６ ：外側端
１７ ：中央領域
１８ ：端部領域
１９ ：タイヤ成型面
２１ ：セグメント
２４ ：下部プレート
２７ ：摺動レール
３２ ：第２の接触面
３５、６６、７６：凹部
１５１ ：斜辺
３５１：角部

Claims (3)

1. タイヤ幅方向外側からタイヤのサイド面を形成するサイドプレートと、タイヤ径方向外側から前記タイヤのトレッド面を形成する複数のセクターとを有するタイヤ加硫用金型であって、
   前記サイドプレートは、型閉めするときに前記複数のセクターに接触する第１の接触面を備え、前記第１の接触面は、タイヤ幅方向の中央領域に、タイヤ周方向に沿って延びる凸部又は凹部を備え、
   前記複数のセクターの各々は、型閉めするときに前記サイドプレートに接触する第２の接触面を備え、前記第２の接触面は、前記第１の接触面の前記凸部又は前記凹部と嵌合可能な凹部又は凸部を備え、
   前記第１の接触面又は前記第２の接触面に備えられた前記凸部が、その接触面から頂部に向かって延び且つタイヤ径方向に対して傾斜する斜辺を有することを特徴とする、タイヤ加硫用金型。
2. 前記凸部の前記頂部が面取り形状を有する、請求項１に記載のタイヤ加硫用金型。
3. 前記凸部は、タイヤ子午線断面において、二つの前記斜辺を有する三角形又は二つの前記斜辺と上底とを有する台形の形状をなし、
   前記凸部が前記三角形であるとき、前記斜辺間に形成される角部のなす角は６０度以上かつ９０度以下であり、前記凸部が前記台形であるとき、前記斜辺の各々と前記上底との間に形成される角部のなす角は、それぞれ、１２０度以上かつ１３５度以下である、請求項１又は２に記載のタイヤ加硫用金型。
   

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