JP7189043B2 - タイヤ加硫成型用金型 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ加硫成型用金型に関する。

従来、タイヤのビード部を成形するビードリングを備え、このビードリングにベント穴を形成したタイヤ加硫成型用金型が公知である（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、前記従来の金型で成型して得られたタイヤには、ビード部にスピューと呼ばれる髭状のゴムが形成される。このビード部に形成されるスピューはリム組みする際の妨げとなり、除去するのが好ましいが、ビード部に形成されたスピューの除去は困難である。

特開２０１７－２０９９５８号公報

本発明は、タイヤのビード部にスピューが形成されないようにすることができるタイヤ加硫成型用金型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、タイヤのビード部を成形するビード成形面を有するビードリングを備え、前記ビードリングは、前記ビード成形面と前記ビードリングの外部とを連通可能なスプリングベントが設けられており、前記ビード成形面に於ける前記スプリングベントの開口位置は、前記ビード成形面を構成する凹部の最深部であり、前記ビード成形面を構成する凹部は曲率半径Ｒの断面形状を有し、前記スプリングベントは、前記最深部を通り、子午線断面において前記最深部を含む湾曲面を線対称に２等分する基準線に対して±１０°の角度範囲に延びている、タイヤ加硫成型用金型を提供する。

この構成により、加硫成型する際、ビード部からスプリングベントを介してガスを排出することができる。スプリングベントであるので、ビード部の外表面にスピューが形成されることはない。

この構成により、最もガスが残留しやすい部分から積極的にガスを排出できる。

この構成により、スプリングベント間で排気性能にバラツキが発生することを防止し、所望のエア排出効果を得ることができる。

前記ビードリングは、タイヤ周方向に分割された複数で構成され、前記各ビードリングに形成する前記スプリングベントは、前記ビードリングを前記軸心方向に見て前記基準線に対する傾斜角度が相違しているのが好ましい。

この構成により、基準角度に対する傾斜角度の違いで、ゴム詰まりが発生しにくいスプリングベントを介在させることができる。このため、全てのスプリングベントが同時に詰まってしまうといった不具合の発生を防止できる。

本発明によれば、ビード部を形成するビード成形面に連通可能なスプリングベントを設けるようにしたので、ビード部にスピューが形成されることを防止できる。

本発明の一実施形態に係るタイヤ加硫成型用金型の断面図。 図１に示すビードリングの部分拡大断面図。 図２のＹ矢視によるビード成形面の部分拡大図。 図３のＡ－Ａ線断面図。 他の実施形態に係るビードリングの部分拡大断面図。 他の実施形態に係るビードリングの部分拡大断面図。 他の実施形態に係るビードリングのビード成形面の部分拡大図。 他の実施形態に係るビードリングのビード成形面の部分拡大図。 他の実施形態に係るビードリングのビード成形面の部分拡大図。 他の実施形態に係るビードリングのビード成形面の部分拡大図。

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。さらに、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成型用金型（以下、単に「金型１」と記載する。）の概略を示す断面図である。図１には、金型１のタイヤ径方向の一方側のみが、加硫成型された空気入りタイヤ２と共に図示されている。

金型１は、上下方向に延びる軸心を中心として環状に配置されるセクターモールド３、サイドプレート４及びビードリング５を備える。セクターモールド３、サイドプレート４及びビードリング５によって画定された空間は、グリーンタイヤがセットされて加硫成型されるキャビティ６、すなわちセグメンテッドモールドである。

セクターモールド３は複数のセクター７からなる。各セクター７は、金型１の軸心を中心として径方向に移動する（図１中、ＲＤで示す）。各セクター７は内径側に移動して環状に連なり、連なった内壁面が空気入りタイヤ２のトレッド部の外表面を形成するトレッド成形面８となる。

サイドプレート４は、セクターモールド３の内径側に位置する上下一対の環状のプレートである。上プレート９は、金型１の軸心方向（図１中、ＡＤで示す）に移動する。下プレート１０に対して上プレート９が接近し、その内壁面が空気入りタイヤ２のサイドウォール部の外表面を形成するサイドウォール成形面１１となる。

ビードリング５は、サイドプレート４の内径側に一体化された上下一対の環状のリングである。上リング１２は、上プレート９と共に下リング１３に接近し、その内壁面の一部が空気入りタイヤ２のビード部の外表面を形成するビード成形面１４となる。

ビード成形面１４は、図２に示すように、軸心方向ＡＤの上方から下方に向かって第１湾曲面１５、第２湾曲面１６、第３湾曲面１７、平坦面１８及びテーパ面１９で構成されている。第１湾曲面１５は、断面が曲率半径Ｒ１の円弧状で、曲率中心Ｏ１がビードリング５側にあり、膨らむように形成されている。第２湾曲面１６は、第１湾曲面１５に連続し、断面が曲率半径Ｒ２の円弧状で、曲率中心Ｏ２が第１湾曲面１５とは反対側にあり、窪むように形成された凹部である。第３湾曲面１７は、曲率半径Ｒ３の円弧状で、曲率中心Ｏ３がビードリング側にあり、膨らむように形成されている。第２湾曲面１６の最も窪んだ位置である最深部２０は、第２湾曲面１６を線対称に２分割する基準線ＳＬ上に位置している。ここでは、基準線ＳＬと金型１の軸心方向に延びる直線ＡＤＬとの成す角度θ０は、２０°≦θ０≦６５°に設定している。

ビード成形面１４には、図２をＹ矢視で見た図３に示すように、溝状のソーカット２１が複数箇所に形成されている。ソーカット２１は、タイヤ周方向ＣＲに延びる周方向ソーカット２２と、タイヤ径方向ＲＤに延びる径方向ソーカット２３とが含まれる。周方向ソーカット２２は最深部２０に位置している。

ビード成形面１４の第２湾曲面１６の最深部２０には、軸心を中心として周方向に等間隔で複数のベント孔２４が形成されている（ここでは、１８箇所）。一部のベント孔２４は、周方向ソーカット２２と径方向ソーカット２３の交点に位置している。ベント孔２４は基準線ＳＬに沿って延びている。またベント孔２４は、図７に示すように、金型１の軸心から径方向ＲＤに向かうように延びている。各ベント孔２４にはスプリングベント２５がそれぞれ配置されている。ベント孔２４とスプリングベント２５の軸心とは一致している。

スプリングベント２５は、図４に示すように、排気通路２６を有する円筒状のハウジング２７と、ハウジング２７に挿入されたステム２８と、ステム２８をビード成形面側に付勢するコイルスプリング２９とを備える。

ハウジング２７は、外周面の一部（図４中、下方部分）をベント孔２４に圧入状態で保持されている。排気通路２６は、上端から下端に向かって上端開口部３０、連通部３１、スプリング収容部３２及びテーパ部３３で構成されている。上端開口部３０は連通部３１よりも内径寸法が大きく、そこには段部３４が形成されている。スプリング収容部３２は連通部３１よりも内径寸法が大きく、連通部３１との境界部分には縮径部３５が形成されている。テーパ部３３は、スプリング収容部３２から下端に向かって徐々に内径寸法が大きくなる円錐内面で構成されている。

ステム２８は、軸部３６と、軸部３６の上端部に形成されるストッパ３７と、下端部に形成される弁体３８とを備える。軸部３６の下方部分には、その上方側よりも外径寸法が大きくなった大径部３９が形成されている。弁体３８は、下方に向かって拡径した円錐台状に形成されている。弁体３８の円錐外面は、ハウジング２７のテーパ部３３の円錐内面と平行に延び、両者は面接触可能となっている。

コイルスプリング２９は、軸部３６の周囲に配置され、ハウジング２７のスプリング収容部３２に収容されている。コイルスプリング２９は、縮径部３５と大径部３９との間で圧縮状態となっている。これにより、ステム２８は下方側へと付勢される。このとき、ストッパ３７がハウジング２７の段部３４に当接して抜け止めされる。但し、ストッパ３７と段部３４との間には、当接状態で部分的な隙間が形成され、ガスが流動可能となっている。

前記構成の金型１では、グリーンタイヤを加硫成型する際、グリーンタイヤのビード部とビードリング５のビード成形面１４との間のガスは、スプリングベント２５を介して金型外へと排出される。スプリングベント２５は、ビード成形面１４のうち、最も窪んだ第２湾曲面１６の最深部２０に形成されている。スプリングベント２５では、コイルスプリング２９の付勢力によってステム２８が押し下げられ、弁体３８とテーパ部３３との間に隙間が形成されている。これにより、金型１内のガスは、この隙間からスプリング収容部３２内に侵入し、連通部３１と軸部３６の隙間からストッパ３７と段部３４の隙間を介して外部へと排出される。最深部２０はガスが行き場を失って最も集まりやすい場所である。この場所にスプリングベント２５を設けることで、残留ガスによって焼けやボイドが発生することを防止できる。

グリーンタイヤの加硫成型で、ビード成形面１４にゴムが流動してくれば、このゴムにより、コイルスプリング２９による付勢力に抗してステム２８が上方に押し上げられる。これにより、弁体３８の円錐外面とハウジング２７のテーパ部３３の円錐内面とが互いに面接触して閉鎖される。したがって、ハウジング２７内にゴムが流入することはない。

このようにして加硫成型された空気入りタイヤ１のビード部にはスピューが形成されることがない。したがって、このタイヤをリムに組み付ければ、リムに対してビード部の外表面を密着させることができ、良好なリム組み状態を得ることができる。

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。

前記実施形態では、図２に示す形状のビード成形面１４について説明したが、他の形状のビード成形面であっても、最も深い位置である最深部にベント孔２４を形成すれば、前記同様の効果を得られる。

前記実施形態では、ビードリング５にはビード成形面１４の最深部２０から延びるベント孔２４を基準線ＳＬ上に形成するようにしたが、基準線ＳＬに対して±１０°の範囲、好ましくは、±５°の範囲で傾斜させてもよい。例えば、グリーンタイヤのビード部での材質の違いによってゴムが流動しやすい方向が相違するため、ベント孔２４に装着したスプリングベント２５へのゴムの流入を防止しやすいように、ゴムが流動しやすい方向に対してベント孔２４を傾斜させるようにすればよい。

図５では、ベント孔２４は、基準線ＳＬに対して－１０°の範囲、すなわちベント孔２４の中心と、金型１の軸心方向に延びる直線ＡＤＬとの成す角度θ１が、基準線ＳＬと成す角度θ０よりも小さくなるように傾斜させている。これにより、ビード成形面１４での開口からビードリング５の外面までの距離を短くすることができる。この結果、ビード成形面１４での残留ガスを排出しやすくなる。

図６では、ベント孔２４は、基準線ＳＬに対して＋１０°の範囲、すなわちベント孔２４の中心と、金型１の軸心方向に延びる直線ＡＤＬとの成す角度θ２が、基準線ＳＬと成す角度θ０よりも大きくなるように傾斜させている。この範囲であれば、少なくともタイヤ１の内径側でのゴム噛みの発生が問題となることはない。

この場合、複数あるベント孔２４の傾斜角度は全て同じとしてもよいが、それぞれ相違させるようにしてもよい。これにより、スプリングベント２５に向かって流動するゴムが、弁体３８に作用する条件を各ベント孔２４で相違させることができる。この結果、全てのスプリングベント２５がほぼ同時期に詰まる等の不具合が発生することを防止できる。

前記実施形態では、ビードリング５を平面視したとき（図２中、下方側から見たとき）、図７に示すように、ベント孔２４を金型１の軸心から径方向に向かうように形成したが、相違させるようにしてもよい。これによれば、上プレート９へのビードリング５の取付（ねじ止め）位置と重なりそうなベント孔２４の傾斜角度を相違させて両者の干渉を回避できる。これにより、ビードリング５の内面に於けるベント孔２４の開口位置を自由に設定できる。この結果、周方向に均一にベント孔２４を開口させてエアの排出を偏りなく実施できる。

図８では、ビードリング５の周方向に隣り合う３つのベント孔２４を１組として、１つのみをビードリング５の径方向に延びる直線ＲＤＬに対して所定角度α（－２０°≦α≦２０°）で傾斜させるようにしている。したがって、ビードリング５の周方向には２つ置きに傾斜したベント孔２４が形成されることになる。

図９では、ビードリング５の周方向に隣り合う３つのベント孔２４を１組として、両側に位置するベント孔２４の傾斜方向を逆向きとしている。つまり、ビードリング５の径方向に延びる直線ＲＤＬに対して周方向の一方に傾斜する第１ベント孔２４ａと、前記直線ＲＤＬ上に位置する第２ベント孔２４ｂと、前記直線ＲＤＬに対して周方向の他方に傾斜する第３ベント孔２４ｃとが、周方向に順番に配置される。これによれば、なお、第２ベント孔２４ｂと第３ベント孔２４ｃの傾斜角度は必ずしも同じでなくてもよい。

図１０では、３つあるベント孔２４の全てをタイヤ径方向に延びる直線ＲＤＬに対して所定角度α（－２０°≦α≦２０°）で傾斜させている。

前記実施形態では、ビード成形面１４の最深部２０から１つのベント孔２４を形成するようにしたが、傾斜角度の相違する２つのベント孔２４を形成することもできる。例えば、最深部２０に対してゴムが流動しやすい方向に一方のベント孔２４を形成し、これ以外の方向に他方のベント孔２４を形成すれば、一方のベント孔２４にゴムが詰まってしまった場合であっても他方のベント孔２４によってガス抜きすることができるので、１つのビードリング５を長期に亘って使用することができる。

前記実施形態では、金型１としてセグメンテッドモールドについて説明したが、上下半割の２ピースモールドであっても、ビード成形面１４にスプリングベント２５を採用することで、同様な効果を得ることができる。

１…金型
２…空気入りタイヤ
３…セクターモールド
４…サイドプレート
５…ビードリング
６…キャビティ
７…セクター
８…トレッド成形面
９…上プレート
１０…下プレート
１１…サイドウォール成形面
１２…上リング
１３…下リング
１４…ビード成形面
１５…第１湾曲面
１６…第２湾曲面
１７…第３湾曲面
１８…平坦面
１９…テーパ面
２０…最深部
２１…ソーカット
２２…周方向ソーカット
２３…径方向ソーカット
２４…ベント孔
２５…スプリングベント
２６…排気通路
２７…ハウジング
２８…ステム
２９…コイルスプリング
３０…上端開口部
３１…連通部
３２…スプリング収容部
３３…テーパ部
３４…段部
３５…縮径部
３６…軸部
３７…ストッパ
３８…弁体
３９…大径部

Claims (2)

1. タイヤのビード部を成形するビード成形面を有するビードリングを備え、
   前記ビードリングは、前記ビード成形面と前記ビードリングの外部とを連通可能な複数のスプリングベントが設けられており、
   前記ビード成形面に於ける前記スプリングベントの開口位置は、前記ビード成形面を構成する凹部の最深部であり、
   前記ビード成形面を構成する凹部は曲率半径Ｒの断面形状を有し、
   前記スプリングベントは、前記最深部を通り、子午線断面において前記最深部を含む湾曲面を線対称に２等分する基準線に対して±１０°の角度範囲に延びている、タイヤ加硫成型用金型。
2. 前記スプリングベントは、金型の軸心を中心として周方向の異なる位置に形成され、
   前記複数のスプリングベントは、前記ビードリングを前記軸心方向に見て前記基準線に対する傾斜角度が相違している、請求項１に記載のタイヤ加硫成型用金型。

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