JP6159235B2

JP6159235B2 - タイヤ加硫金型及びタイヤの製造方法

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Publication number: JP6159235B2
Application number: JP2013244900A
Authority: JP
Inventors: 浩也佐々木; 真由子和田
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2013-11-27
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2033-11-27
Also published as: JP2015101051A

Description

本発明は、タイヤのトレッド部に接するトレッド成形面に複数のベントホールが設けられたタイヤ加硫金型と、それを用いたタイヤの製造方法とに関する。

従来、空気入りタイヤの加硫成形に用いられるタイヤ加硫金型では、例えば特許文献１〜３に記載されているように、タイヤのトレッド部に接するトレッド成形面に複数のベントホールが設けられている。かかる構成によれば、タイヤとトレッド成形面との間の余分なエアを金型の外部に排出し、ライトネスやベアと呼ばれるゴム欠損の原因となるエア溜まりの発生を防いで、良好なタイヤ外観の成形を図ることができる。

ところで、タイヤ加硫金型にセットされた未加硫タイヤのトレッド部は、トレッド成形面に対して一斉に接触するわけではなく、一般には、まずタイヤ幅方向の中央部が接触し、次いで両端部に向かって順々に接触する。このため、接地端に近いショルダー領域では、タイヤ赤道に近いセンター領域に比べて、所要量のゴムが充填されるまで時間が掛かる傾向にあった。その結果、ショルダー領域では、ゴム流れが低下してエア溜まりが発生しやすくなり、それに起因したゴム欠損によってタイヤの外観不良となる恐れがあった。

特開平８−２６７４５７号公報特開平７−８８８４６号公報特開昭６３−７８７０９号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、エア溜まりの発生を抑制できるタイヤ加硫金型と、それを用いたタイヤの製造方法を提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係るタイヤ加硫金型は、タイヤのトレッド部に接するトレッド成形面に複数のベントホールが設けられたタイヤ加硫金型において、前記トレッド成形面のタイヤ幅方向中央側となるセンター領域に設けられたベントホールの径に比べて、前記トレッド成形面のタイヤ幅方向端部側となるショルダー領域に設けられたベントホールの径が大に設定されているものである。

かかる構成によれば、トレッド成形面のショルダー領域において、加硫成形時のゴムが積極的に引き込まれ、所要量のゴムが充填されるまでの時間を早められる。その結果、ショルダー領域では、ゴム流れが促進されることによりエアが分散され、延いてはエア溜まりの発生が抑えられる。また、ベントホールの径が相対的に小さいセンター領域ではゴムを無駄に引き込むことがなく、ショルダー領域へのゴムの充填を早める上記の効果を確保できる。

本発明では、タイヤ赤道からタイヤ幅方向外側に向かって接地半幅の２／３となる位置をセンター領域とショルダー領域との境界としたとき、センター領域内のタイヤ幅方向内側部に設けられたベントホールの径に比べて、センター領域内のタイヤ幅方向外側部に設けられたベントホールの径が大に設定され、ショルダー領域内のタイヤ幅方向内側部に設けられたベントホールの径に比べて、ショルダー領域内のタイヤ幅方向外側部に設けられたベントホールの径が大に設定されているものでもよい。

これにより、センター領域とショルダー領域の各々で、ベントホールの径差に基づくゴム流れの促進効果を奏して、エア溜まりの発生を抑制できる。ここで、接地半幅は、接地端間のタイヤ幅方向距離である接地幅の半分を指す。トレッド成形面における接地端の位置は、トレッド部の外面とサイドウォール部の外面とが円弧を介して連なる所謂ラウンドショルダーを採用したタイヤ形状の場合には、その円弧の中点により定まる。また、トレッド部の外面とサイドウォール部の外面とが角張ったエッジで交わる所謂スクエアショルダーを採用したタイヤ形状の場合には、そのエッジにより接地端の位置が定まる。

また、上記の場合には、センター領域内のタイヤ幅方向外側部に設けられたベントホールの径に比べて、ショルダー領域内のタイヤ幅方向内側部に設けられたベントホールの径が大に設定されていることが好ましい。かかる構成によれば、タイヤ赤道から接地端に向かってベントホールの径が段階的に大きくなり、タイヤ幅方向外側へ行くにつれて加硫成形時のゴムの引き込みが大きくなってゴム流れが促進されるため、エア溜まりの抑制効果が良好に発揮される。

また、タイヤ周方向に沿って延びる主溝を形成するための環状の突起が前記トレッド成形面に設けられ、前記突起を隔ててタイヤ幅方向に隣り合う領域に関し、タイヤ幅方向内側の領域に設けられたベントホールの径に比べて、タイヤ幅方向外側の領域に設けられたベントホールの径が大に設定されているものでも構わない。このように、タイヤのトレッド部が主溝によりタイヤ幅方向に区分されるパターンに対しては、その区分に従ってベントホールの径を異ならせることが考えられる。

ベントホールの径は、タイヤ最外径点を基準としたタイヤ径方向の距離が２ｍｍを越えるごとに、タイヤ最外径点に最も近いベントホールの径に０．１ｍｍ増分してなる寸法よりも大に設定されていることが好ましい。かかる構成によれば、タイヤ最外径点を基準としたタイヤ径方向の距離（いわゆる、落ち量）が大きくなるほど、加硫成形時のゴムの引き込みが大きくなってゴム流れが促進されるため、エア溜まりの抑制効果が良好に発揮される。

本発明に係るタイヤの製造方法は、上述したタイヤ加硫金型のキャビティに未加硫タイヤをセットし、その未加硫タイヤに加熱加圧を施して加硫を行う工程を含むものである。かかる方法によれば、上述のようにゴム流れを促進してエア溜まりの発生を防止できることから、良好なタイヤ外観を成形することができる。

本発明に係るタイヤ加硫金型の一例を概略的に示す縦断面図図１のトレッド成形面を示す要部拡大図落ち量を説明するための模式図

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１に示すタイヤ加硫金型１０には、破線で輪郭を示した未加硫タイヤＴがタイヤ軸を上下にしてセットされる。即ち、図１では、上下方向がタイヤ幅方向、左右方向がタイヤ径方向となる。タイヤ加硫金型１０は、キャビティ３０にセットされたタイヤＴのトレッド部に接するトレッド成形面１を備える。トレッド成形面１には、加硫成形時にタイヤＴとトレッド成形面１との間の余分なエアを排出するために、金型１０の内部（キャビティ３０）と外部とを連通させる複数のベントホール１１が設けられている。

タイヤ加硫金型１０は、タイヤＴのサイドウォール部を成形するサイドプレート９１，９２と、タイヤＴのトレッド部を成形する環状のトレッドリング９３とを備える。トレッド成形面１は、トレッドリング９３の内面に形成され、曲率半径が異なる複数の円弧を滑らかに連ねてなるプロファイルを有する。図１では記載を省略しているが、トレッド成形面１にはトレッドパターンに対応した凹凸模様が設けられており、そのトレッド成形面１から突出した突起２（図２参照）によって溝部が形成され、その突起２により区分された凹部３（図２参照）によって陸部が形成される。

この金型１０は、所謂セグメンテッドモールドであり、タイヤ周方向に分割された複数のセクターによってトレッドリング９３が構成されている。型開き時には、サイドプレート９２とトレッドリング９３が上昇するとともに、各セクターが放射状に広がるようにしてタイヤ径方向外側に変位し、タイヤの出し入れが可能になる。型締め時には、セクターが寄り集まることによりトレッドリング９３が円環状に連続し、図１のようにトレッド成形面１がタイヤＴのトレッド部の外面に密着しうる状態になる。

このトレッド成形面１では、タイヤ幅方向中央側となるセンター領域Ｃｅに設けられたベントホール１１の径に比べて、タイヤ幅方向端部側となるショルダー領域Ｓｈに設けられたベントホール１１の径が大に設定されている。例えば、図２に拡大して示すように、トレッド成形面１で開口する複数のベントホール１１のうち、タイヤ赤道ＴＥに最も近いベントホール１１ａの径φ１１ａに比べて、接地端ＣＥに最も近いベントホール１１ｄの径φ１１ｄが大に設定されている（即ち、φ１１ａ＜φ１１ｄ）。

この金型１０では、上記のようなベントホール１１の径差に基づき、ショルダー領域Ｓｈにおいて加硫成形時のゴムが積極的に引き込まれ、所要量のゴムが凹部３内に充填されるまでの時間を早められる。その結果、凹部３内でのゴム流れが促進されるとともにエアが分散され、その凹部３内でエア溜まりの発生を抑制できる。また、ベントホール１１の径が相対的に小さいセンター領域Ｃｅではゴムを無駄に引き込むことがなく、ショルダー領域Ｓｈでゴムの充填を早める効果を確保できるとともに、双方の領域の間でゴムの充填速度の均一化を図ることができる。

このように、ベントホール１１の径を異ならせた構造は、余分なエアを逃がすという本来の作用よりも、寧ろゴムを引き込んで凹部３内でのゴム流れを促すという作用に主眼を置いたものであり、ゴムを積極的に動かすことによって凹部３内のエアの分散を図るものである。凹部３内のエアを適度に分散することによってエア溜まりの発生は抑制され、その結果、ブロックやリブといったトレッド部における陸部のゴム欠損を防いで、良好なタイヤ外観を得ることができる。

ベントホール１１は、凹部３の底面で開口している。上述のように、ベントホール１１は、ゴムの引き込みにより凹部３内でのゴム流れを促進するものであるため、エア溜まりが凹部３の角部で発生しやすい場合であっても、そのような角部にベントホール１１を設定する必要はない。無論、凹部３の角部にベントホール１１を設定することは別に構わない。

ベントホール１１の径φ１１ａ〜φ１１ｄは、ベントホール１１による排気性能を確保するうえで、０．６ｍｍ以上であることが好ましい。最も大きいベントホール１１ｄの径φ１１ｄは、ゴムの引き込みにより凹部３内でのゴム流れを促進する効果を確保するうえで、０．８ｍｍ以上であることが好ましい。また、ベントホール１１の径φ１１ａ〜φ１１ｄは、スピューと呼ばれるゴム突起のトリミング作業の煩雑化を避けるうえで、２．２ｍｍ以下が好ましく、２．０ｍｍ以下がより好ましい。スピューは、ベントホール１１に流れ込んだゴムによって、加硫成形後のタイヤのトレッド部の表面に形成される。

本実施形態において、センター領域Ｃｅとショルダー領域Ｓｈは、タイヤ赤道ＴＥからタイヤ幅方向外側（図２では右方向）に向かって接地半幅の２／３となる位置を境界としている。即ち、タイヤ赤道ＴＥから該境界までのタイヤ幅方向距離は、タイヤ赤道ＴＥから接地端ＣＥまでのタイヤ幅方向距離の２／３である。本実施形態のタイヤ形状は所謂ラウンドショルダーであるため、トレッド部の外面とサイドウォール部の外面との間に介在する円弧の中点ＳＰにより接地端ＣＥが定まる。

内側部Ｃｅｉと外側部Ｃｅｏは、図２に示したトレッド成形面１の半幅においてセンター領域Ｃｅをタイヤ幅方向に二等分したときの領域であり、内側部Ｓｈｉと外側部Ｓｈｏは、同様にショルダー領域Ｓｈをタイヤ幅方向に二等分したときの領域である。内側部Ｃｅｉに設けられたベントホール１１ａの径φ１１ａは、外側部Ｃｅｏに設けられたベントホール１１ｂの径φ１１ｂと同じでも構わないが、本実施形態では径φ１１ａに比べて径φ１１ｂを大に設定している（即ち、φ１１ａ＜φ１１ｂ）。

また、内側部Ｓｈｉに設けられたベントホール１１ｃの径φ１１ｃは、外側部Ｓｈｏに設けられたベントホール１１ｄの径φ１１ｄと同じでも構わないが、本実施形態ではφ１１ｃに比べて径φ１１ｄを大に設定している（即ち、φ１１ｃ＜φ１１ｄ）。更に、本実施形態では、外側部Ｃｅｏに設けられたベントホール１１ｂの径φ１１ｂに比べて、内側部Ｓｈｉに設けられたベントホール１１ｃの径φ１１ｃが大に設定されている（即ち、φ１１ｂ＜φ１１ｃ）。図２では、内側部Ｃｅｉ、外側部Ｃｅｏ、内側部Ｓｈｉ及び外側部Ｓｈｏに、それぞれベントホール１１が１本ずつ設けられているが、これに限られない。

かかる構成によれば、センター領域Ｃｅとショルダー領域Ｓｈの各々で、ベントホール１１の径差に基づくゴム流れの促進効果を奏し、エア溜まりの発生を抑制できる。しかも、タイヤ赤道ＴＥから接地端ＣＥに向かってベントホール１１の径が段階的に大きくなり、タイヤ幅方向外側へ行くにつれて加硫成形時のゴムの引き込みが大きくなってゴム流れが促進されるため、エア溜まりの抑制効果が良好に発揮される。ベントホール１１はタイヤ周方向に間隔を置いて多数が配列されており、上述した径寸法の大小関係は、各領域に設けられたベントホール１１の径の平均値においても満足することが望ましい。

ベントホール１１の径は、タイヤ最外径点ＭＰを基準としたタイヤ径方向の距離（いわゆる、落ち量）が２ｍｍを越えるごとに、タイヤ最外径点ＭＰに最も近いベントホール１１の径（本実施形態ではφ１１ａ）に０．１ｍｍ増分してなる寸法よりも大に設定されていることが好ましい。例えば、図３の模式図におけるベントホール１１ｄの径φ１１ｄは、落ち量Ｄが２ｍｍ以上４ｍｍ未満ではφ１１ａ＋０．１ｍｍ以上が好ましく、落ち量Ｄが４ｍｍ以上６ｍｍ未満ではφ１１ａ＋０．２ｍｍ以上が好ましく、落ち量Ｄが６ｍｍ以上８ｍｍ未満ではφ１１ａ＋０．３ｍｍ以上が好ましい。

この金型１０により成形されるタイヤＴは、所謂スクエアショルダーを採用したタイヤ形状を有するものでもよく、その場合は、トレッド部の外面とサイドウォール部の外面とが交わる角張ったエッジにより接地端ＣＥが定められる。また、タイヤＴのトレッドパターンは特に限定されるものではなく、したがってトレッド成形面１に設けられる凹凸模様も限定されない。トレッド部が主溝によりタイヤ幅方向に完全に区分されないパターン（例えば、主溝がタイヤ周方向に対してＶ字状に傾斜して延びるパターン）の場合は、図２のようにしてセンター領域とショルダー領域との境界を定めることができる。

タイヤ周方向に沿って延びる主溝を形成するための環状の突起がトレッド成形面１に設けられている場合、即ち突起２がタイヤ周方向に沿って環状をなす場合には、タイヤＴのトレッド部が主溝によりタイヤ幅方向に完全に区分されるパターンとなる。かかる場合においては、その突起２を隔ててタイヤ幅方向に隣り合う領域に関し、タイヤ幅方向内側の領域に設けられたベントホール１１の径に比べて、タイヤ幅方向外側の領域に設けられたベントホール１１の径が大に設定されるようにしてもよい。

図２で示していないトレッド成形面１のもう一方の半幅においても、既述のようにして複数のベントホール１１を設けることができる。図２では、径の大きさが相異なる４種のベントホールを示したが、これに限られるものではない。したがって、例えば、図２においてφ１１ａ＜φ１１ｄの関係を満足しながらも、φ１１ａ＝φ１１ｂ且つφ１１ｃ＝φ１１ｄが成立し、または、φ１１ａ＝φ１１ｂ＝φ１１ｃが成立し、または、φ１１ｂ＝φ１１ｃ＝φ１１ｄが成立するものでもよい。なお、これらのベントホール１１は、同一のタイヤ子午線断面に現れなくても構わない。

前述の実施形態では、ベントホールが径一定の丸孔である例を示したが、これに限られず、例えば開口部にザグリを有する形状でもよい。その場合、ベントホールの径は、ザグリではなくベントホールの本体部（ザグリから奥の部分）で測定されるものとする。ザグリの径寸法は、加硫成形時にゴムを引き込んで凹部内でのゴム流れを促す作用には殆ど影響を及ぼさないと考えられる。

この金型１０を用いたタイヤの製造方法は、金型１０のキャビティ３０に未加硫タイヤＴをセットし、その未加硫タイヤＴに加熱加圧を施して加硫を行う工程を含む。この金型１０によれば、上述のように凹部３内でのエア溜まりの発生を防止できるため、トレッド部の陸部にゴム欠損の無い良好なタイヤ外観を有する空気入りタイヤを製造できる。

本発明に係るタイヤ加硫金型は、トレッド成形面に設けられるベントホールを上記の如く構成したこと以外は、通常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。したがって、例えば、前述の実施形態では、タイヤ加硫金型がセグメンテッドモールドであったが、これに限られず、トレッド部の中央部で上下に二分割された所謂２ピースモールドであってもよい。

本発明の構成と効果を具体的に示すために、タイヤの加硫成形を行ってエア溜まりの発生状況を確認した。評価に供したタイヤ加硫金型は、図２に示したトレッド成形面を備えるものとした。成形したタイヤにおいて、トレッド部にゴム欠損が生じた場合は、加硫成形時にエア溜まりが発生したとして「×」で評価し、ゴム欠損が無く良好なタイヤ外観が得られた場合は、加硫成形時にエア溜まりが発生しなかったとして「○」で評価した。

表１に示すように、比較例１，２ではエア溜まりが発生したのに対し、実施例１，２ではエア溜まりの発生が抑制されており、上記の如きベントホールの構成によりゴム流れが改善されたものと考えられる。

１トレッド成形面
２突起
３凹部
１０タイヤ加硫金型
１１ベントホール
３０キャビティ
Ｃｅセンター領域
Ｓｈショルダー領域

Claims

タイヤのトレッド部に接するトレッド成形面に複数のベントホールが設けられたタイヤ加硫金型において、前記トレッド成形面のタイヤ幅方向中央側となるセンター領域に設けられたベントホールの径に比べて、前記トレッド成形面のタイヤ幅方向端部側となるショルダー領域に設けられたベントホールの径が大に設定されていることを特徴とするタイヤ加硫金型。
タイヤ赤道からタイヤ幅方向外側に向かって接地半幅の２／３となる位置をセンター領域とショルダー領域との境界としたとき、
センター領域内のタイヤ幅方向内側部に設けられたベントホールの径に比べて、センター領域内のタイヤ幅方向外側部に設けられたベントホールの径が大に設定され、
ショルダー領域内のタイヤ幅方向内側部に設けられたベントホールの径に比べて、ショルダー領域内のタイヤ幅方向外側部に設けられたベントホールの径が大に設定されている請求項１に記載のタイヤ加硫金型。
センター領域内のタイヤ幅方向外側部に設けられたベントホールの径に比べて、ショルダー領域内のタイヤ幅方向内側部に設けられたベントホールの径が大に設定されている請求項２に記載のタイヤ加硫金型。
タイヤ周方向に沿って延びる主溝を形成するための環状の突起が前記トレッド成形面に設けられ、
前記突起を隔ててタイヤ幅方向に隣り合う領域に関し、タイヤ幅方向内側の領域に設けられたベントホールの径に比べて、タイヤ幅方向外側の領域に設けられたベントホールの径が大に設定されている請求項１〜３いずれか１項に記載のタイヤ加硫金型。
ベントホールの径は、タイヤ最外径点を基準としたタイヤ径方向の距離が２ｍｍを越えるごとに、タイヤ最外径点に最も近いベントホールの径に０．１ｍｍ増分してなる寸法よりも大に設定されている請求項１〜４いずれか１項に記載のタイヤ加硫金型。
請求項１〜５いずれか１項に記載のタイヤ加硫金型のキャビティに未加硫タイヤをセットし、その未加硫タイヤに加熱加圧を施して加硫を行う工程を含むタイヤの製造方法。