JP7363363B2 - Tire vulcanization mold and tire manufacturing method - Google Patents
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本発明は、タイヤの加硫時間を短縮しうるタイヤの加硫金型及びタイヤの製造方法に関する。 The present invention relates to a tire vulcanization mold and a tire manufacturing method that can shorten tire vulcanization time.
タイヤの加硫には、一般に、タイヤ成型用のキャビティを有する加硫金型と、前記キャビティに生タイヤを押付けるブラダーとを具える加硫装置が用いられ、加硫金型から供給される熱によって生タイヤが加熱される。しかしタイヤでは、周知の通りトレッド部、サイドウォール部、ビード部などの部位によって厚さが相違する。そのため、特に厚さが大なトレッド部において多くの加熱時間が必要となり、タイヤ全体としての加熱時間が長くなるという問題点がある。この問題は、トラック・バス用等の重荷重用タイヤでより顕著に発生する。 Generally, for tire vulcanization, a vulcanization device is used that includes a vulcanization mold having a cavity for molding the tire, and a bladder that presses the green tire into the cavity, and the green tire is supplied from the vulcanization mold. The heat heats up the green tire. However, as is well known, the thickness of a tire varies depending on the tread, sidewall, bead, and other parts. Therefore, there is a problem in that a long heating time is required especially in the tread portion where the thickness is large, and the heating time for the entire tire becomes long. This problem occurs more noticeably in tires for heavy loads such as those for trucks and buses.
そこで、近年、トレッド部aの加熱時間を減じるため、図6に略示するように、トレッドモールドbのトレッド成形面bsに、熱伝導ピン要素cを突出させることが提案されている(例えば特許文献1参照)。 Therefore, in recent years, in order to reduce the heating time of the tread part a, it has been proposed to make a heat conductive pin element c protrude from the tread molding surface bs of the tread mold b, as schematically shown in FIG. (See Reference 1).
熱伝導ピン要素cは、加硫時、トレッド部aの陸部(ブロックやリブなど)内に挿入され、トレッドモールドbからの熱を陸部内に伝達する。即ち、トレッド部aを内部から加熱でき、トレッド部aの加熱時間を減じ、タイヤ全体としての加熱時間を短縮することが可能になる。 The heat conductive pin element c is inserted into the land portion (block, rib, etc.) of the tread portion a during vulcanization, and transmits heat from the tread mold b into the land portion. That is, the tread part a can be heated from the inside, and the heating time of the tread part a can be reduced, thereby making it possible to shorten the heating time of the tire as a whole.
しかし、上記提案では、熱伝導ピン要素cが、トレッドモールドbに設けられている。このトレッドモールドbは、割り面sによりタイヤ周方向の複数のセグメントdに分割されており、金型開閉時、各セグメントdは、タイヤ半径方向の内外に移動する。 However, in the above proposal, the heat-conducting pin element c is provided in the tread mold b. This tread mold b is divided into a plurality of segments d in the tire circumferential direction by a split surface s, and each segment d moves in and out in the tire radial direction when the mold is opened and closed.
ここで、熱伝導ピン要素cは、タイヤ軸心iに向かってタイヤ半径方向に突出する。そのため、割り面s側に配される熱伝導ピン要素cにおいては、その突出方向とセグメントdの移動方向fとの間に角度差θが生じる。そして金型を開くとき、この角度差θに原因して、熱伝導ピン要素cに曲げモーメントが作用し、折れや曲げ変形を招く。折れや曲げ変形が生じると、熱伝導ピン要素cの交換作業に多くの時間や労力が必要となり、生産効率が大幅に低下する。 Here, the heat conductive pin element c protrudes in the tire radial direction toward the tire axis i. Therefore, in the heat conduction pin element c disposed on the split surface s side, an angular difference θ occurs between its protrusion direction and the movement direction f of the segment d. When the mold is opened, a bending moment acts on the heat conduction pin element c due to this angular difference θ, causing breakage and bending deformation. If bending or bending deformation occurs, much time and labor will be required to replace the heat conduction pin element c, and production efficiency will be significantly reduced.
本発明は、熱伝導ピン要素に折れや曲げ変形を招くことなく、トレッド部の加熱時間を減じ、タイヤ全体としての加熱時間を短縮しうるタイヤの加硫金型及びタイヤの製造方法を提供することを課題としている。 The present invention provides a tire vulcanization mold and a tire manufacturing method that can reduce the heating time of the tread portion and the heating time of the entire tire without causing bending or bending deformation of the heat conductive pin elements. This is the issue.
本発明は、タイヤのトレッド部の外面を成形するトレッド成形面を有する環状のトレッドモールドと、前記タイヤのサイドウォール部の外面を成形するサイド成形面を有するサイドモールドとを含むタイヤの加硫金型であって、
前記サイドモールドは、前記サイド成形面からタイヤ軸方向に突出しかつ前記トレッド部の内部へ延びる伝熱用突起を具える。
The present invention provides a tire vulcanized mold comprising: an annular tread mold having a tread molding surface for molding the outer surface of the tread portion of the tire; and a side mold having a side molding surface molding the outer surface of the sidewall portion of the tire. It is a type,
The side mold includes a heat transfer protrusion that protrudes from the side molding surface in the tire axial direction and extends into the tread portion.
本発明に係るタイヤの加硫金型において、前記トレッド成形面と前記サイド成形面とが交わる割り位置は、リムベースラインからのタイヤ半径方向の距離が、前記リムベースラインから前記トレッド成形面までのタイヤ半径方向の最大高さの90%以上であるのが好ましい。 In the tire vulcanization mold according to the present invention, the position where the tread molding surface and the side molding surface intersect is such that the distance in the tire radial direction from the rim baseline is from the rim baseline to the tread molding surface. It is preferable that the maximum height in the radial direction of the tire is 90% or more.
本発明に係るタイヤの加硫金型において、前記割り位置は、前記タイヤのトレッド端部を成形するトレッド端成形部に位置するのが好ましい。 In the tire vulcanization mold according to the present invention, it is preferable that the dividing position is located at a tread end forming part that forms a tread end of the tire.
本発明に係るタイヤの加硫金型において、前記伝熱用突起は、ピン状をなすのが好ましい。 In the tire vulcanization mold according to the present invention, the heat transfer projection preferably has a pin shape.
本発明に係るタイヤの加硫金型において、前記トレッド部の前記外面は、タイヤ周方向に延びるショルダーリブを含み、前記トレッド成形面は、前記ショルダーリブを成形するためのショルダーリブ成形部を含み、前記伝熱用突起は、前記サイド成形面からのタイヤ軸方向の突出高さが、前記ショルダーリブ成形部のタイヤ軸方向幅Wsの15%以上であるのが好ましい。 In the tire vulcanization mold according to the present invention, the outer surface of the tread portion includes shoulder ribs extending in the tire circumferential direction, and the tread forming surface includes a shoulder rib forming portion for forming the shoulder ribs. Preferably, the height of the heat transfer protrusion in the tire axial direction from the side molding surface is 15% or more of the tire axial width Ws of the shoulder rib molding part.
本発明に係るタイヤの加硫金型において、前記伝熱用突起は、タイヤ周方向に等間隔を隔てて配されるのが好ましい。 In the tire vulcanization mold according to the present invention, the heat transfer projections are preferably arranged at equal intervals in the tire circumferential direction.
本発明は、タイヤ製造方法であって、前記タイヤの加硫金型を用いて生タイヤを加硫する工程を含む。 The present invention is a tire manufacturing method, and includes a step of vulcanizing a green tire using the tire vulcanization mold.
本発明は叙上の如く、サイドモールドのサイド成形面に、タイヤ軸方向に突出しかつトレッド部の内部へ延びる伝熱用突起を設けている。 As described above, the present invention provides the side molding surface of the side mold with heat transfer protrusions that protrude in the tire axial direction and extend into the inside of the tread portion.
伝熱用突起は、加硫時、サイドモールドからの熱をトレッド部の内部に伝達する。そのため、トレッド部の加硫を早めることができ、タイヤ全体としての加熱時間を短縮することが可能になる。 The heat transfer projections transfer heat from the side mold to the inside of the tread portion during vulcanization. Therefore, the vulcanization of the tread portion can be accelerated, and the heating time of the tire as a whole can be shortened.
又、サイドモールドは、金型開閉時、タイヤ軸方向に移動する。従って、伝熱用突起の突出方向と、サイドモールドの移動方向とが同一となり、金型を開くときの伝熱用突起への折れや曲げ変形を抑制しうる。 Furthermore, the side mold moves in the tire axial direction when the mold is opened and closed. Therefore, the protruding direction of the heat transfer protrusions is the same as the moving direction of the side mold, and it is possible to suppress bending or bending deformation of the heat transfer protrusions when opening the mold.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図1は、本発明のタイヤの加硫金型1を用いて形成されたタイヤTの一実施例を示す部分斜視図である。
Embodiments of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a partial perspective view showing an embodiment of a tire T formed using a
図1に示すように、本実施形態のタイヤTは、トラック・バス用等の重荷重用タイヤであって、トレッド部2からサイドウォール部3をへてビード部4のビードコア5に至るカーカス6と、トレッド部2の内方かつカーカス6のタイヤ半径方向の外側に配されるベルト層7とを含む。
As shown in FIG. 1, the tire T of this embodiment is a tire for heavy loads such as trucks and buses, and includes a
カーカス6は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば70゜~90゜の角度で配列した1枚以上、本例では1枚のカーカスプライ6Aから形成される。このカーカス6は、ビードコア5、5間に跨るトロイド状の本体部6aの両端に、ビードコア5の廻りでタイヤ軸方向の内側から外側に折り返される折返し部6bを具える。
The
又本体部6aと折返し部6bとの間には、ビードコア5からタイヤ半径方向の外側にのびるビードエーペックスゴム8が配され、ビード部4が補強される。
Further,
ベルト層7は、ベルトコードを用いた複数枚のベルトプライから形成される。本例では、ベルト層7が、カーカス6側からタイヤ半径方向の外側に向かって順に配される第1~4のベルトプライ7A~7Dから形成される場合が示される。ベルトプライのうちで第2のベルトプライ7Bが最も幅広をなす。
The
限定されないが、第1のベルトプライ7Aのベルトコードのタイヤ周方向に対する角度α1(図示省略)は、例えば45~75°である。また第2~第4のベルトプライ7B~7Dのベルトコードのタイヤ周方向に対する角度α2(図示省略)は、例えば10~35°である。第2のベルトプライ7Bと第3のベルトプライ7Cとはベルトコードの傾斜の向きが互いに相違する。これにより、ベルトコードがベルトプライ7B、7C間で互いに交差し、ベルト剛性が高められる。
Although not limited to this, the angle α1 (not shown) of the belt cord of the
ベルト層7のタイヤ軸方向の外端部とカーカス6との間には、断面三角形状のベルトクッションゴム10が配される。ベルトクッションゴム10は、低弾性のゴムからなり、ベルト層7の外端部での応力集中を緩和する。
A
トレッド部2には、トレッド溝11からなる種々のトレッドパターンが形成される。本例では、トレッド溝11としてタイヤ周方向に延びる複数本(例えば3本)の周方向溝11Aが形成され、これにより、タイヤ周方向に延びる複数本(例えば4本)のリブ12からなるリブパターンが形成される。本例では、周方向溝11Aには、タイヤ軸方向最外側に配されるショルダー周方向溝11Asが含まれ、又リブ12には、タイヤ軸方向最外側に配されるショルダーリブ12sが含まれる。又トレッド部2の外側面には、後述する伝熱用突起25の跡である小穴27が凹設される。
Various tread patterns consisting of
図2に示すように、加硫金型1は、環状のトレッドモールド20と、タイヤ軸方向の両側に配されるサイドモールド21とを含む。
As shown in FIG. 2, the
トレッドモールド20は、タイヤTのトレッド部2の外面2Sを成形するトレッド成形面20Sを有する。トレッド部2の外面2Sには、トレッド端部Te間を延びる凸円弧状のトレッド面2Saが含まれる。このトレッド成形面20Sには、トレッド溝11を形成するための溝形成凸部22が突設されている。溝形成凸部22には、前記ショルダー周方向溝11Asを形成するためのショルダー溝形成凸部22sを含み、このショルダー溝形成凸部22sとトレッド端成形部26との間に、ショルダーリブ12sを成形するためのショルダーリブ成形部13が形成される。
The
トレッドモールド20は、タイヤ周方向の複数のセグメント23に分割されている。各セグメント23は、金型閉状態Y1と金型開状態(図示しない。)との間を、タイヤ半径方向Fxの内外に移動可能に支持される。
The
サイドモールド21は、タイヤTのサイドウォール部3の外面3Sを成形するサイド成形面21Sを有する。このサイドモールド21は、金型閉状態Y1と金型開状態(図示しない。)との間を、タイヤ軸方向Fyの内外に移動可能に支持される。
The
図2、3に示すように、サイドモールド21には、サイド成形面21Sからタイヤ軸方向に突出し、かつトレッド部2の内部へ延びる伝熱用突起25が配される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
この伝熱用突起25は、加硫時、サイドモールド21からの熱をトレッド部2の内部に伝達する。これにより、トレッド部2の加硫を早め、タイヤ全体としての加熱時間を短縮することが可能になる。
The
伝熱用突起25の形成位置は、ベルト層7における第2のベルトプライ7Bよりもタイヤ半径方向の外側に配されるのが好ましいが、第2のベルトプライ7Bよりもタイヤ半径方向の内側に配されても良い。
It is preferable that the
伝熱用突起25には、例えばアルミ合金、鋼、SUS等の種々の金属材料が、熱伝導に優れるという観点から採用しうる。又伝熱用突起25としては、タイヤ軸心と平行なピン状体25A、或いは板状体が好適である。特には、強度の観点からピン状体25Aがより好適である。
Various metal materials, such as aluminum alloy, steel, and SUS, can be used for the
伝熱用突起25のサイド成形面21Sからのタイヤ軸方向の突出高さLは、小さ過ぎると、トレッド部2の加硫促進の効果が不充分となる。逆に突出高さLが大き過ぎると、伝熱用突起25自体の強度、及び加硫されたタイヤTの強度を低下させる傾向となる。そのため、突出高さLの下限値は、前記ショルダーリブ成形部13のタイヤ軸方向幅Ws(図2に示す)の15%以上、さらには30%以上が好ましい。又上限値は40%以下が好ましい。
If the protrusion height L of the
伝熱用突起25がピン状体25Aの場合、その太さは、伝熱用突起25自体の強度、及び加硫されたタイヤTの強度の観点から、φ2~5mmであるのが好ましい。
When the
このような伝熱用突起25は、タイヤ周方向に等間隔を隔てて配されるのが、加硫を均一に行う上で好ましい。伝熱用突起25の間隔は、タイヤ軸心i回りの中心角に換算して15~20度であるのが好ましい。
It is preferable for such
ここで、伝熱用突起25をトレッド部2内に挿入させるためには、トレッド成形面20Sとサイド成形面21Sとが交わる割り位置Pを、従来の加硫金型に比して、タイヤ半径方向の外側に移行させるのが好ましい。具体的には、割り位置PのリムベースラインBLからのタイヤ半径方向の距離Hpは、リムベースラインBLからトレッド成形面20Sまでのタイヤ半径方向の最大高さH0の90%以上であるのが好ましい。距離Hpが、最大高さH0の90%を下回ると、これに伴って伝熱用突起25の位置も低くなり、最も加硫が遅くなる部位への熱の供給が難しくなる。
Here, in order to insert the
特には、割り位置Pは、タイヤTのトレッド端部Teを成形するトレッド端成形部26に位置するのが好ましい。
In particular, it is preferable that the split position P be located at the tread
トレッド端部Teは、以下のように定義される。図4(a)に示すように、トレッド面2Saとサイドウォール部3の外面3Sとが直接交差するスクエアショルダの場合には、その交点Qが、トレッド端部Teとして定義される。図4(b)に示すように、トレッド面2Saとサイドウォール部3の外面3Sとが、斜面30を介して接続されるテーパショルダの場合には、斜面30(斜面30の両端を含む。)の部分が、トレッド端部Teとして定義される。図4(c)に示すように、トレッド面2Saとサイドウォール部3の外面3Sとが、円弧面31を介して滑らかに接続される所謂ラウンドショルダの場合には、円弧面31(円弧面31の両端を含む。)の部分が、トレッド端部Teとして定義される。
The tread end Te is defined as follows. As shown in FIG. 4A, in the case of a square shoulder where the tread surface 2Sa and the
トレッド端成形部26は、スクエアショルダの場合には、交点Qを形成する部分、テーパショルダの場合には、斜面30を形成する部分、ラウンドショルダの場合には、円弧面31を形成する部分として定義される。
In the case of a square shoulder, the tread
図2、3に示すように、割り位置Pをトレッド端成形部26に位置させた場合、加硫金型1を閉じる際、サイドモールド21とセグメント23との間で、生タイヤのゴムを噛み込むのを抑制しうるという、新たな効果を奏することができる。本例では、サイドモールド21とセグメント23との割り面Psが、タイヤ軸方向の外側に向かってタイヤ半径方向の外側に傾斜する場合が示される。しかし、割り面Psは、タイヤ軸方向と平行であっても良い。
As shown in FIGS. 2 and 3, when the split position P is located at the tread
図5に、加硫金型1の他の実施例を示す。本例のタイヤTのトレッド部2には、トレッド溝11として、トレッド端部Teを横切ってタイヤ軸方向に延びるショルダー横溝11Bが配される。この場合、加硫金型1には、ショルダー横溝11Bを形成するために溝形成凸部32が形成される。溝形成凸部32は、割り位置Pからタイヤ半径方向の内側に延びる分割線Jにより、タイヤ軸方向の内側の主部32Aと、タイヤ軸方向の外側の副部32Bとに分割される。主部32Aは、トレッド成形面20Sに形成され、副部32Bはサイド成形面21Sに設けられる。伝熱用突起25は、タイヤ周方向で隣り合う溝形成凸部32、32間に配される。
FIG. 5 shows another example of the
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。 Although particularly preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the illustrated embodiments, and can be modified and implemented in various ways.
本発明の効果を確認するために、図2、3に示す構造を有する加硫金型が、表1の仕様に基づいて試作された。試作された加硫金型を用いた加硫工程により、図1に示す構造のトラック・バス用の重荷重用タイヤ(297/75r22.5)が、それぞれ成形された。そして加硫工程を行ったときの、伝熱用突起における折れや曲げ変形の発生の有無、及び加硫時間が測定された。 In order to confirm the effects of the present invention, a vulcanization mold having the structure shown in FIGS. 2 and 3 was prototyped based on the specifications shown in Table 1. Heavy-duty tires for trucks and buses (297/75r22.5) having the structure shown in FIG. 1 were molded through a vulcanization process using a prototype vulcanization mold. Then, when the vulcanization process was performed, the presence or absence of bending or bending deformation in the heat transfer projections and the vulcanization time were measured.
比較例、実施例ともに、伝熱用突起としてピン状体が使用された。比較例と実施例とは、伝熱用突起の有無、或いは伝熱用突起の形成位置以外は、実質的に同仕様である。実施例においては、
伝熱用突起の突出高さL:10mm(Wsの29.5%)
伝熱用突起の太さ:φ3mm
伝熱用突起のタイヤ周方向の間隔(中心角):20度
である。
In both the comparative example and the example, a pin-shaped body was used as the heat transfer protrusion. The comparative example and the example have substantially the same specifications except for the presence or absence of heat transfer protrusions or the formation position of the heat transfer protrusions. In the example,
Projection height L of heat transfer protrusion: 10 mm (29.5% of Ws)
Thickness of heat transfer protrusion: φ3mm
Spacing (center angle) of the heat transfer protrusions in the tire circumferential direction: 20 degrees.
加硫時間のテストでは、加硫が最も遅くなるトレッドショルダーの内部温度を測定し、時間経過に伴う内部温度の経緯を評価するサーモテストを行った。「内部温度-経過時間」のグラフから供給熱量(ECU)を求め、供給熱量(ECU)が加硫に必要な基準値に達した時間を、加硫時間とした。 In the vulcanization time test, we measured the internal temperature of the tread shoulder, where vulcanization takes the slowest time, and conducted a thermotest to evaluate the evolution of the internal temperature over time. The amount of heat supplied (ECU) was determined from the graph of "internal temperature - elapsed time", and the time when the amount of heat supplied (ECU) reached the reference value required for vulcanization was defined as the vulcanization time.
実施例では、伝熱用突起への折れや曲げ変形を抑制しながら、加熱時間の短縮を、比較例1と同レベルで発揮しうるのが確認できる。 In the example, it can be confirmed that the heating time can be shortened to the same level as Comparative Example 1 while suppressing bending and bending deformation of the heat transfer protrusions.
1 加硫金型
2 トレッド部
2S 外面
3 サイドウォール部
3S 外面
20 トレッドモールド
20S トレッド成形面
21 サイドモールド
21S サイド成形面
25 伝熱用突起
26 トレッド端成形部
BL リムベースライン
P 割り位置
T タイヤ
Te トレッド端部
1
Claims (7)
前記サイドモールドは、前記サイド成形面からタイヤ軸方向に突出しかつ前記トレッド部の内部へ延びる伝熱用突起を具え、
前記タイヤは、前記トレッド部から前記サイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、前記トレッド部の内方かつ前記カーカスのタイヤ半径方向の外側に配されるベルト層とを含み、
前記ベルト層は、ベルトコードを用いた複数枚のベルトプライから形成され、
前記伝熱用突起は、タイヤ加硫中、前記ベルト層における最も幅広の前記ベルトプライよりもタイヤ半径方向の内側に位置する、
タイヤの加硫金型。 A tire vulcanization mold comprising: an annular tread mold having a tread forming surface for forming an outer surface of a tread portion of the tire; and a side mold having a side forming surface for forming an outer surface of a sidewall portion of the tire. ,
The side mold includes a heat transfer protrusion that protrudes from the side molding surface in the tire axial direction and extends into the tread portion ,
The tire includes a carcass extending from the tread portion through the sidewall portion to a bead core of the bead portion, and a belt layer disposed inside the tread portion and outside the carcass in the tire radial direction,
The belt layer is formed from a plurality of belt plies using belt cords,
The heat transfer protrusion is located inside the widest belt ply in the belt layer in the tire radial direction during tire vulcanization.
Tire vulcanization mold.
前記トレッド成形面は、前記ショルダーリブを成形するためのショルダーリブ成形部を含み、
前記伝熱用突起は、前記サイド成形面からのタイヤ軸方向の突出高さが、前記ショルダーリブ成形部のタイヤ軸方向幅Wsの15%以上である、請求項1~4の何れかに記載のタイヤの加硫金型。 The outer surface of the tread portion includes shoulder ribs extending in the tire circumferential direction,
The tread forming surface includes a shoulder rib forming part for forming the shoulder rib,
According to any one of claims 1 to 4, the heat transfer protrusion has a protrusion height in the tire axial direction from the side molding surface that is 15% or more of the tire axial width Ws of the shoulder rib molded part. vulcanization mold for tires.
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