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JP6259137B1 - タイヤ加硫金型、及びそれを用いたタイヤの製造方法 - Google Patents

タイヤ加硫金型、及びそれを用いたタイヤの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】凸状の標識を持つタイヤを製造するに当たり外観品質と製造コストを両立する。【解決手段】本実施形態に係るタイヤ加硫金型10は、サイド成型面18Aと、サイド部T5の外面に凸状の標識T9を形成するステンシルプレート20と、サイド成型面に凹設された取付凹部22とを備える。ステンシルプレート20は、エンボス加工によりその表面20Aから陥没形成された標識形成用の凹状部24と、幅方向の両端部が凹状部24の陥没方向とは逆方向に反り返る反り返り部28とを備える。ステンシルプレート20は取付凹部22に圧入して取り付けられ、反り返り部28の先端が取付凹部22の壁面22Aに当接することで反り返り部の反り返りが大きくなるように弾性変形した状態で、ステンシルプレート20が取付凹部22内に嵌合固定される。【選択図】図4

Description

本発明の実施形態は、タイヤを加硫成型するタイヤ加硫金型、及びそれを用いたタイヤの製造方法に関する。
一般に、空気入りタイヤのサイド部の外面には、タイヤの製造者や品種、サイズ、製造年や週などの識別を容易にするために、文字、記号又は図形などの標識が設けられている。かかる標識を形成するために、加硫金型のサイド形成面に、アルミや鉄などの金属板からなるステンシルプレートを交換可能に取り付けることが知られている。
従来、上記標識はサイド部の外面に凹状に形成されていたが、近年、標識を凸状に形成することが望まれている。その場合に、薄い金属板を用いてエンボス加工により標識形成用の凹状部を有するステンシルプレートを作製すると、図13に示すように、ステンシルプレート100には、標識形成用の凹状部102を形成することに伴って、裏面側に凸状部104が形成される。かかる凸状部104を有するステンシルプレート100を、サイド成型面106の取付凹部108に取り付けると、ステンシルプレート100の縁部110と取付凹部108との間に隙間112が生じやすく、この隙間112からゴムが侵入して膜状のバリが発生する等の成型不良を招き、外観性が損なわれてしまう。
特許文献1,2には、ストリップ状をなすステンシルプレートの長辺側の縁部に、裏面側に向かって斜めに折れ曲がって突出する折れ曲がり部を設け、これにより取付凹部内でのステンシルプレートの取り付けを安定化させて、成型不良を抑制することが開示されている。しかしながら、凸状部と同じ裏面側に突出する折れ曲がり部を縁部に設けると、成形後のタイヤでは標識の周囲に凸部が必然的に形成されてしまう。
特開2014−172360号公報 特許第5421472号公報
本発明の実施形態は、標識形成用の凹状部をエンボス加工により形成するものでありながら成型不良を抑制することができ、そのため、凸状の標識を持つタイヤを製造するに当たって外観品質と製造コストの両立を図ることができるタイヤ加硫金型を提供することを目的とする。
本発明の実施形態に係るタイヤ加硫金型は、タイヤのサイド部の外面を成型するサイド成型面と、前記サイド部の外面に凸状の標識を形成する標識形成用のステンシルプレートと、前記サイド成型面に凹設されて内部に前記ステンシルプレートが取り付けられる取付凹部と、を備えたものである。前記ステンシルプレートは、タイヤ周方向の長さがタイヤ径方向の幅よりも大きい横長の金属板からなるものであって、エンボス加工によりその表面から陥没形成された標識形成用の凹状部と、幅方向の両端部が前記凹状部の陥没方向とは逆方向に反り返る反り返り部とを備える。そして、請求項1に係るタイヤ加硫金型では、前記ステンシルプレートが前記取付凹部に圧入して取り付けられている。また、請求項2に係るタイヤ加硫金型では、前記反り返り部の先端が前記取付凹部の壁面に当接することで前記反り返り部の反り返りが大きくなるように弾性変形した状態で、前記ステンシルプレートが前記取付凹部内に嵌合固定されている。
本発明の実施形態に係るタイヤの製造方法は、上記タイヤ加硫金型を用いてグリーンタイヤを加硫成型することを含むものである。
本実施形態であると、ステンシルプレートに設けた反り返り部により、ステンシルプレートの縁部と取付凹部との間で隙間を生じにくくして、成型不良を抑制することができる。そのため、外観品質と製造コストを両立しつつ凸状の標識を持つタイヤを製造することができる。
実施形態に係るタイヤ加硫金型の加硫時における状態を示す半断面図 ステンシルプレートの正面図 (A)は図2のIII−III線におけるステンシルプレートの断面図、(B)は同ステンシルプレートが取り付けられる取付凹部の断面図 ステンシルプレートの取り付け状態を示す断面図 (A)は図3のV部拡大図であり、(B)は当該部分の取付凹部への取り付け状態を示す断面図 図3のVI部拡大図 図2のVII−VII線断面図 ステンシルプレートの取付凹部への固定構造を示す断面図 タイヤの側面図 標識が形成されたサイド部の拡大断面図 他の実施形態に係るステンシルプレートの幅方向断面図 他の実施形態に係るステンシルプレートの長さ方向断面図 従来のステンシルプレートの取り付け状態を示す断面図
以下、実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、空気入りタイヤTを加硫成型するために用いられる、一実施形態に係るタイヤ加硫金型(以下、単に加硫金型という)10を示した図である。ここで、空気入りタイヤTは、接地面をなすトレッド部T1と、トレッド部T1の幅方向両端からタイヤ径方向内側に延びる一対のサイドウォール部T2,T2及びビード部T3,T3とを備えて構成されており、サイド部T4に設けられた標識を除いて一般的なタイヤ構造を採用することができる。ここで、サイド部T4とは、サイドウォール部T2とビード部T3とを包括する概念である。
加硫金型10は、未加硫のグリーンタイヤをセットして加硫成型する金型であり、トレッド部T1の外面を成型するトレッド成型面12Aを有するトレッドモールド12と、サイドウォール部T2の外面を成型するサイドウォール成型面14A,14Aを有する上下一対のサイドウォールモールド14,14と、ビード部T3の外面を成型するビード成型面16Aを有する上下一対のビードモールド16,16を備え、タイヤTの成型空間であるキャビティを形成する。
図1に示すように、サイド部T4を成型するサイド成型面18Aを持つサイドモールド18は、標識形成用のステンシルプレート20と、このステンシルプレート20が取り付けられる取付凹部22とを備える。ここで、サイドモールド18とは、サイドウォールモールド14とビードモールド16を包括する概念であり、サイド成型面18Aとは、サイドウォール成型面14Aとビード成型面16Aとを包括する概念である。
この例では、ステンシルプレート20及び取付凹部22は、サイドウォール成型面14Aに設けられているが、ビード成型面16Aに設けられてもよく、サイドウォール成型面14Aとビード成型面16Aの双方にそれぞれ設けられてもよい。
ステンシルプレート20は、図1,図9及び図10に示すようにサイド部T4の外面T41に凸状の標識T5を形成するための部材であり、図2に示すようにタイヤ周方向の長さLがタイヤ径方向の幅Wよりも大きい横長の金属板からなる。詳細には、ステンシルプレート20は、タイヤ周方向に沿って湾曲しながら延びる細長いストリップ状部材である。金属板の厚みt1(図3(A)参照)は、特に限定されず、例えば0.2〜0.8mmでもよく、0.5〜0.7mmでもよい。
ステンシルプレート20は、図2及び図3(A)に示すように、エンボス加工によりその表面20Aから陥没形成された標識形成用の凹状部24を備える。すなわち、ステンシルプレート20には、タイヤT側を向く(即ち、キャビティに面する)表面20Aに、当該表面20A側からのエンボス加工(浮き出し工法)により形成される凹状部24が設けられている。この凹状部24は、サイド部T4の外面T41(図9及び図10参照)に形成される標識T5を反転させた形状をなす。標識T5としては、タイヤの製造者や品種、サイズ、製造番号、製造年月日などを表す文字、記号又は図形などが挙げられる。図2の例では「HLD5011」との文字列を標識T5としており、凹状部24はこれを反転させた形状に形成されている。表面20Aからの凹状部24の深さD1は、特に限定されず、例えば0.3〜1.2mmでもよい。
凹状部24を形成したことにより、ステンシルプレート20の裏面20B側には、凹状部24に対応する凸状部26が形成される。すなわち、凸状部26は、ステンシルプレート20の裏面20B側から凹状部24をみたものであり、そのため、その突出高さは凹状部24の深さと実質同じである。
ステンシルプレート20の幅方向WDの両端部20C,20Cは、凹状部24の陥没方向とは逆方向に反り返る反り返り部28,28として形成されている。すなわち、ステンシルプレート20の長さ方向LDに沿って延びかつ幅方向WDに対向する長辺側の両縁部は、その全体が、凸状部26の突出方向とは反対向きに反り返っており、これにより、凹状部24を挟んだ両側に、長さ方向LDに沿って延びる反り返り部28,28が形成されている。
この例では、反り返り部28は、図3(A)に示すように、凹状部24の付け根部から形成されており、幅方向WDの先端側ほど凸状部26の先端面26Aから遠ざかるように断面湾曲状に反り曲がっている。
反り返り部28の反り返り量D2は、0mmよりも大きければよいが、0.3mm以下であることが好ましく、より好ましくは0.1〜0.3mmである。ここで、反り返り量D2とは、図3(A)に示されるように、反り返りの起点から反り返り部28の先端までのステンシルプレート20の厚み方向における高さである。
なお、このような反り返り部28は、少なくとも幅方向WDの両端部20C,20Cに設けられていればよいが、図7に示すように、ステンシルプレート20の長さ方向LDにおける両端部20D,20Dにも同様の反り返り部30を設けてもよい。一実施形態として、上記反り返り部はステンシルプレート20の全周縁で設けられてもよい。
取付凹部22は、図3(B)に示すようにサイド成型面18Aに凹設されており、内部にステンシルプレート20が取り付けられる。取付凹部22は、ステンシルプレート20が嵌合するように、ステンシルプレート20に対応した横長の凹溝である。取付凹部22の深さD3は、特に限定されず、例えば0.8〜1.8mmでもよく、1.0〜1.5mmでもよい。
ステンシルプレート20は、取付凹部22に圧入して取り付けられる。すなわち、ステンシルプレート20は、その幅Wが取付凹部22の幅W1に対して同等以上に設定されており(図3参照)、これを取付凹部22内に押し込むようにして装着する。すると、図4に示すように、反り返り部28の先端が取付凹部22の壁面22Aに当接して反り返り部28の反り返りが大きくなるように弾性変形し、この状態でステンシルプレート20が取付凹部22内に嵌合固定される。なお、図4において符号28’で示す二点鎖線の形状は、圧入前の反り返り部28の形状を示し、実線で示す反り返り後の形状に対して反り返りが小さい。このように反り返り部28の弾性変形を利用して装着するので、ステンシルプレート20は取付凹部22に圧入しやすい。にもかかわらず、弾性効果により、取付凹部22の壁面22Aに反り返り部28を密着させることができるため、両者の間の隙間を小さくしてゴムの侵入を効果的に防ぐことができる。また、弾性効果によりステンシルプレート20の位置決め精度を高めることもできる。
ここで、取付凹部22へのステンシルプレート20の圧入は、圧入機を使用する場合のような大きな圧力をかける場合に限定されるものではなく、ステンシルプレート20を手で押し込む場合のような小さな圧力によるものも含まれる。
なお、特に限定されるものではないが、ステンシルプレート20の幅Wは、取付凹部22の幅W1に対して0.1〜0.3mm程度大きいことが好ましい。
本実施形態において、ステンシルプレート20の凹状部24の開口面24Aは、サイド成型面18Aに対して同一又は沈んだ位置にあることが好ましい。この例では、図4に示すように、開口面24Aはサイド成型面18Aに対してやや沈んだ位置にある。これにより、図10に示すように、タイヤTにおいて、凸状の標識T5が形成される標識形成面T6(標識T5が形成されるその周りの面)が、サイド部T4の外面T41に対して陥没した位置にはならず、サイド部T4の外面T41と同一又は台状に隆起した形状となるので、標識T5の視認性を向上することができる。なお、特に限定しないが、開口面24Aとサイド成型面18Aとの高低差D4は0.3mm以下であることが好ましい。
図5(A)に示すように、ステンシルプレート20の反り返り部28の先端には、反り返り方向(即ち、上記陥没方向とは逆方向)に向かって突出する微小突起34が設けられている。これにより、図5(B)に示すように、加硫成型時に凹状部24側から進出してきたゴムの流れGを、微小突起34で遮ることができるので、ステンシルプレート20の周囲へのゴムの巻き込み抑制効果を高めることができる。なお、微小突起34の大きさは特に限定されず、例えば0.2mm以下でもよい。
図3(A)及び図6に示すように、ステンシルプレート20の表面20Aと凹状部24との境界をなす稜線部には、曲率半径0.3mm以下の面取り部36が設けられている。面取り部36があると、成型された標識T5の付け根部が、面取り部36によって曲面状に形成されるので、標識T5の付け根部でのクラックの発生を抑制することができる。
本実施形態において、ステンシルプレート20は取付凹部22に対してねじで固定される。詳細には、図2及び図7に示すように、ステンシルプレート20の長さ方向LDの両端部には貫通孔38が設けられており、該貫通孔38に対応させて取付凹部22の長さ方向のおける両端部には、図8に示すようにねじ穴40が設けられている。そして、雄ねじ42を、貫通孔38に貫通させてねじ穴40に螺合させることにより、ステンシルプレート20は取付凹部22内に固定されている。
ステンシルプレート20の貫通孔38は、ステンシルプレート20の長さ方向の両端部において表面20Aから陥没形成されたテーパ状部44の頂部44Aに設けられている。すなわち、ステンシルプレート20には、凹状部24と同様に裏面20B側に向かって突出するテーパ状部44が設けられており、テーパ状部44は、表面20Aから離れるに従って漸次小径となるテーパ状をなす。そして、このテーパ状部44の頂部44Aに円形の貫通孔38が設けられている。
図8に示すように、取付凹部22のねじ穴40は、その開口部が上記テーパ状部44に対応するテーパ状の受け面部46に形成されている。また、雄ねじ42は、テーパ状部44の内側の凹形状に対応したテーパ状の頭部を有する皿ねじである。ねじ穴40の受け面部46でテーパ状部44を受けた状態で、その貫通孔38を貫通する雄ねじ42によりねじ穴40に螺合させると、雄ねじ42の頭部がテーパ状部44の内側に収納された状態となって固定される。
ここで、図7に示すように、テーパ状部44の裏面20B側への突出高さD5は、凹状部24の裏面20B側への突出高さ(即ち、凸状部26の突出高さ)D6よりも大きく設定されている。好ましくは、テーパ状部44がねじ穴40の受け面部46に嵌合した状態で、凹状部24の裏面(即ち、凸状部26)が取付凹部22の底面22Bに当たらないように、両者の高さD5,D6を設定することである。これにより、ねじ止め時に、標識形成用の凹状部24が取付凹部22の底面22Bに当たって変形することを抑制することができる。
以上よりなる加硫金型10を用いて空気入りタイヤTを製造する際には、加硫金型10内にグリーンタイヤ(未加硫タイヤ)をセットして型閉めした後、内側に配置した不図示のブラダーを膨張させて、グリーンタイヤを金型内面に押し当て、加熱状態に保持する。これによりグリーンタイヤが加硫成型され、空気入りタイヤTが得られる。なお、グリーンの成型は、公知の方法を用いて行うことができる。
得られた空気入りタイヤTでは、図9に示すように、サイド部T4(図示する例ではサイドウォール部T2)の外面T41に標識T5が形成される。標識T5は、図10に示すように、サイド部T4の外面T41から突出した凸状をなしており、視認性に優れる。
以上説明した本実施形態であると、上記のようにステンシルプレート20に反り返り部28を設けたことにより、ステンシルプレート20の縁部と取付凹部22との間で隙間を生じにくくして、成型不良を抑制することができる。そのため、外観品質と製造コストを両立しつつ、凸状の標識T5を持つタイヤTを製造することができる。
ステンシルプレート20の凹状部24の開口面24Aをサイド成型面18Aに対して同一又は沈んだ位置に設定したことにより、凸状の標識T5が形成される標識形成面T6がサイド部T4の外面T41に対して陥没した位置にならず、標識T5の視認性を向上することができる。
また、ステンシルプレート20の表面20Aと凹状部24との境界をなす稜線部に面取り部36を設けたことにより、標識T5の付け根部でのクラックの発生を抑制することができる。
また、ねじ固定のために設けたステンシルプレート20のテーパ状部44の裏面20B側への突出高さD5を、凹状部24の裏面20B側への突出高さD6よりも大きく設定したので、標識形成用の凹状部24の変形を抑制することができる。
なお、上記実施形態では、図3(A)に示すように反り返り部28を凹状部24の付け根部から形成したが、例えば図11に示すように、反り返り部28は、ステンシルプレート20の幅方向WDの全体で左右両側に反り返るように形成してもよい。すなわち、図11に示す例では、ステンシルプレート20の幅方向中心位置を反り返りの起点としてそこから幅方向WDの両側においてそれぞれ反り返るように反り返り部28が形成されており、このような態様も本実施形態に含まれる。
また、上記実施形態では、ステンシルプレート20の長さ方向LDの両端部のテーパ状部44を1段のテーパで形成したが、図12に示すように、テーパ状部44は平坦部48を有することで複数段に形成されてもよい。すなわち、図12に示す例では、テーパ形状の途中に表面20Aと平行な平坦部48が設けられ、これによりテーパ状部44は2段に形成されている。このような段付き形状とすることにより、テーパ状部44を補強することができる。また、例えば、平坦部48の裏面48Aを凸状部26よりも先に取付凹部22の底面22Bに当接する高さに設定しておくことにより(即ち、裏面48Aの突出高さD7を凸状部26の突出高さD6よりも大きく設定することにより)、裏面48Aと底面22Bとの当接により取付凹部22の深さ方向でのステンシルプレート20の位置決めがなされるので、標識形成用の凹状部24の変形をより一層抑えることができる。
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
10…タイヤ加硫金型、18A…サイド成型面、20…ステンシルプレート、20A…ステンシルプレートの表面、22…取付凹部、24…凹状部、24A…開口面、28…反り返り部、36…面取り部、38…貫通孔、40…ねじ穴、42…雄ねじ、44…テーパ状部、48…平坦部、T…空気入りタイヤ、T4…サイド部、T5…標識

Claims (9)

  1. タイヤのサイド部の外面を成型するサイド成型面と、
    前記サイド部の外面に凸状の標識を形成する標識形成用のステンシルプレートと、
    前記サイド成型面に凹設されて内部に前記ステンシルプレートが取り付けられる取付凹部と、を備えるタイヤ加硫金型であって、
    前記ステンシルプレートは、タイヤ周方向の長さがタイヤ径方向の幅よりも大きい横長の金属板からなるものであって、エンボス加工によりその表面から陥没形成された標識形成用の凹状部と、幅方向の両端部が前記凹状部の陥没方向とは逆方向に反り返る反り返り部とを備え、
    前記反り返り部の先端が前記取付凹部の壁面に当接することで前記反り返り部の反り返りが大きくなるように弾性変形した状態で、前記ステンシルプレートが前記取付凹部内に嵌合固定された、
    タイヤ加硫金型。
  2. タイヤのサイド部の外面を成型するサイド成型面と、
    前記サイド部の外面に凸状の標識を形成する標識形成用のステンシルプレートと、
    前記サイド成型面に凹設されて内部に前記ステンシルプレートが取り付けられる取付凹部と、を備えるタイヤ加硫金型であって、
    前記ステンシルプレートは、厚みが0.2〜0.8mmでありかつタイヤ周方向の長さがタイヤ径方向の幅よりも大きい横長の金属板からなるものであって、エンボス加工によりその表面から陥没形成された標識形成用の凹状部と、幅方向の両端部が前記凹状部の陥没方向とは逆方向に反り返る反り返り部とを備え、前記ステンシルプレートが前記取付凹部に圧入して取り付けられ、
    前記ステンシルプレートの表面と前記凹状部との境界をなす稜線部に曲率半径0.3mm以下の面取り部が設けられた
    タイヤ加硫金型。
  3. タイヤのサイド部の外面を成型するサイド成型面と、
    前記サイド部の外面に凸状の標識を形成する標識形成用のステンシルプレートと、
    前記サイド成型面に凹設されて内部に前記ステンシルプレートが取り付けられる取付凹部と、を備えるタイヤ加硫金型であって、
    前記ステンシルプレートは、厚みが0.2〜0.8mmでありかつタイヤ周方向の長さがタイヤ径方向の幅よりも大きい横長の金属板からなるものであって、エンボス加工によりその表面から陥没形成された標識形成用の凹状部と、幅方向の両端部が前記凹状部の陥没方向とは逆方向に反り返る反り返り部とを備え、前記ステンシルプレートが前記取付凹部に圧入して取り付けられ、
    前記ステンシルプレートの長さ方向の両端部に設けられた貫通孔と、前記取付凹部に設けられたねじ穴と、前記貫通孔を貫通して前記ねじ穴に螺合することで前記ステンシルプレートを前記取付凹部に固定する雄ねじを備え、
    前記貫通孔は、前記ステンシルプレートの長さ方向の両端部において前記表面から陥没形成されたテーパ状部の頂部に設けられ、前記ステンシルプレートの裏面側への前記テーパ状部の突出高さが、前記ステンシルプレートの裏面側への前記凹状部の突出高さよりも大きい
    タイヤ加硫金型。
  4. 前記反り返り部の反り返り量が0.3mm以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のタイヤ加硫金型。
  5. 前記ステンシルプレートの前記凹状部の開口面が、前記サイド成型面に対して同一又は沈んだ位置にある、請求項1〜のいずれか1項に記載のタイヤ加硫金型。
  6. タイヤのサイド部の外面を成型するサイド成型面と、
    前記サイド部の外面に凸状の標識を形成する標識形成用のステンシルプレートと、
    前記サイド成型面に凹設されて内部に前記ステンシルプレートが取り付けられる取付凹部と、を備えるタイヤ加硫金型であって、
    前記ステンシルプレートは、タイヤ周方向の長さがタイヤ径方向の幅よりも大きい横長の金属板からなるものであって、エンボス加工によりその表面から陥没形成された標識形成用の凹状部と、幅方向の両端部が前記凹状部の陥没方向とは逆方向に反り返る反り返り部とを備え、前記ステンシルプレートが前記取付凹部に圧入して取り付けられ、
    前記ステンシルプレートの表面と前記凹状部との境界をなす稜線部に曲率半径0.3mm以下の面取り部が設けられた、
    タイヤ加硫金型。
  7. タイヤのサイド部の外面を成型するサイド成型面と、
    前記サイド部の外面に凸状の標識を形成する標識形成用のステンシルプレートと、
    前記サイド成型面に凹設されて内部に前記ステンシルプレートが取り付けられる取付凹部と、を備えるタイヤ加硫金型であって、
    前記ステンシルプレートは、タイヤ周方向の長さがタイヤ径方向の幅よりも大きい横長の金属板からなるものであって、エンボス加工によりその表面から陥没形成された標識形成用の凹状部と、幅方向の両端部が前記凹状部の陥没方向とは逆方向に反り返る反り返り部とを備え、前記ステンシルプレートが前記取付凹部に圧入して取り付けられ、
    前記ステンシルプレートの長さ方向の両端部に設けられた貫通孔と、前記取付凹部に設けられたねじ穴と、前記貫通孔を貫通して前記ねじ穴に螺合することで前記ステンシルプレートを前記取付凹部に固定する雄ねじを備え、
    前記貫通孔は、前記ステンシルプレートの長さ方向の両端部において前記表面から陥没形成されたテーパ状部の頂部に設けられ、前記ステンシルプレートの裏面側への前記テーパ状部の突出高さが、前記ステンシルプレートの裏面側への前記凹状部の突出高さよりも大きい、
    タイヤ加硫金型。
  8. 前記テーパ状部が平坦部を有して複数段に形成された、請求項3又は7に記載のタイヤ加硫金型。
  9. 請求項1〜のいずれか1項に記載のタイヤ加硫金型を用いてグリーンタイヤを加硫成型することを含むタイヤの製造方法。
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