JP7148391B2 - タイヤ加硫金型 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ加硫金型に関する。

タイヤ加硫金型は、周方向へ分割した複数のセクタを有し、空気入りタイヤのトレッド部を成形するための環状のセクタモールドを備える。これらのセクタは、トレッド部に溝を成形するための骨部を備え、隣接した骨部間にリブ又はブロックを成形するための凹部を備える。特許文献１には、溝よりも幅が狭いサイプをリブ又はブロックに成形するようにした成形金型が開示されている。この金型のセクタの成形面には、サイプを成形するためのブレードが突設されている。

特開２００５－２６２６１６号公報

特許文献１の金型では、型開きする際、ブレードの根元部分でのゴムの剥離性が悪く、最悪の場合にはゴム片が残存する。また、セクタは、径方向内側から洗浄材を吹き付けて定期的に洗浄（ショットブラスト）されるが、成形面から突出したブレードの根元部分の洗浄は困難である。

本発明は、型開き時のゴムの剥離性と洗浄時の洗浄性を向上できるタイヤ加硫金型を提供することを課題とする。

本発明の一態様は、周方向に分割した複数のセクタによって構成された環状のセクタモールドを備え、前記複数のセクタはそれぞれ、空気入りタイヤのトレッド部を成形するための成形面を有し、前記複数のセクタのうちの少なくとも一部は、前記成形面に突設されて、前記トレッド部にサイプを成形するためのブレードと、前記ブレードに沿って突出するように前記成形面に設けられ、前記セクタモールドの径方向における高さが前記ブレードの高さよりも低い突出部とを有し、前記セクタモールドの径方向内側から前記セクタを見て、前記ブレードは凹凸を繰り返す波板状であり、前記突出部は、前記ブレードの凹面内のみに設けられている、タイヤ加硫金型を提供する。

このタイヤ加硫金型では、ブレードの根元に突出部が形成されているため、ブレードと成形面との間の鋭角（直角）な角部を無くすことができる。よって、ブレードの根元部分でのゴムの剥離性を向上できる。また、ブレードと突出部の境界部分には洗浄材が当たり易いため、洗浄性を向上できる。しかも、ブレードが波板状の場合、凹面によって囲まれた内部領域には、開放された凸面の周囲よりも洗浄材が当たり難いが、この態様によれば、凹面内に突出部を設けているため、型開き時のゴムの剥離性と洗浄時の洗浄性を効果的に向上できる。

前記突出部は、前記ブレードの凸面から突出しないように前記凹面で囲まれた領域内に設けられている。

前記突出部は、前記ブレードの先端から前記成形面に向けて前記ブレードから離れる向きへ傾斜する傾斜面を有する。前記セクタモールドの径方向における前記突出部の高さは０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下である。これらの態様によれば、型開き時のゴムの剥離性と洗浄時の洗浄性を確実に向上できる。

前記セクタは、前記成形面に突設され、前記トレッド部に溝を成形するための複数の骨部を備え、前記ブレードは、隣接した前記骨部間に２以上並設されている。この場合、ブレードの根元部分でのゴムの剥離性と洗浄性が著しく低下するが、この態様によれば、この様な不都合を大幅に抑制できる。

本発明のタイヤ加硫金型では、ブレードの根元に突出部が形成されているため、型開き時のゴムの剥離性と洗浄時の洗浄性を向上できる。

本発明の実施形態に係るタイヤ加硫金型を用いたタイヤ加硫成形機を示す断面図。 型開き状態のタイヤ加硫成形機を示す断面図。 セクタの断面図。 セクタの一部を径方向内側から見た正面図。 図２Ｂの一部拡大図。 ブレードと成形面の斜視図。 ブレードの根元部分を示す断面図。 成形された空気入りタイヤの一部を示す断面図。 図３Ａの一部を示す平面図。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の実施形態に係るタイヤ加硫金型（以下「金型」という。）５０を用いたタイヤ加硫成形機（以下「加硫成形機」という。）１０を示す。金型５０は、図３Ａに示す空気入りタイヤ１を成形するためのセクタモールド５１、上モールド（サイドモールド）５２、及び下モールド（サイドモールド）５４を備え、これらのモールドが加硫成形機１０のコンテナ３０に取り付けられている。

（加硫成形機の概要）
図１Ａに示すように、加硫成形機１０は、フレーム２０、コンテナ３０、ブラダユニット４０、及び本発明の金型５０を備える。ブラダユニット４０と金型５０によって、グリーンタイヤ１’を加硫するキャビティが画定される。図示しない駆動機構によってフレーム２０が駆動されることで、金型５０は、図１Ａに示す型締め状態及び図１Ｂに示す型開き状態に切り換えられる。

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、フレーム２０は、プレート２１、上プラテン２２、及び下プラテン２３を備える。

プレート２１は昇降部材２４の下端に固定されている。上プラテン２２は昇降部材２４の中心に配置された昇降部材２５の下端に固定されている。下プラテン２３は、上プラテン２２の下方の所定位置に固定されている。昇降部材２４，２５は駆動機構をそれぞれ備え、プレート２１と上プラテン２２を独立して昇降する。上プラテン２２は流路２２ａを備え、下プラテン２３は流路２３ａを備える。これらの流路２２ａ，２３ａを流動させる熱交換媒体（例えば、オイル）の温度を調整することで、上プラテン２２及び下プラテン２３を介して金型５０を所望の加硫温度に調整できる。

引き続いて図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、コンテナ３０は、複数のセグメント３１、ジャケット３２、上プレート３３、及び下プレート３５を備える。

セグメント３１は、セクタモールド５１を構成する複数のセクタ５１Ａと同じ数だけ設けられ、個々のセクタ５１Ａをそれぞれネジ止めする。セクタモールド５１の径方向Ｘにおけるセグメント３１の外面は、上方から下方に向けて次第に拡開（傾斜）する傾斜面３１ａで構成されている。複数のセグメント３１は、上プレート３３に固定された複数の上スライド３４にそれぞれ取り付けられ、上スライド３４に対してセクタモールド５１の径方向Ｘに往復移動可能である。

ジャケット３２は、図１Ｂに示す型開き状態の金型５０の外周を覆うことが可能な円筒状であり、プレート２１の下面に固定されている。ジャケット３２は、昇降部材２４の昇降動作に従ってプレート２１を介して昇降する。プレート２１が降下すると、ジャケット３２は、径方向Ｘの内側に位置する傾斜面３２ａで傾斜面３１ａを押圧し、セグメント３１を径方向Ｘの内側に移動させ、複数のセグメント３１を環状に連なった状態に配置（並設）する。

上プレート３３は、上プラテン２２の下面に固定され、昇降部材２５の昇降動作に従って上プラテン２２を介して昇降する。上プレート３３には、外周部に上スライド３４が固定され、その内側に上モールド５２が固定されている。下プレート３５は、下プラテン２３の上面に固定されている。下プレート３５には、外周部に下スライド３６が固定され、その内側に下モールド５４が固定されている。

引き続いて図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、ブラダユニット４０は、支軸４１、上クランプ４２、下クランプ４３、及びブラダ４４を備える。

支軸４１は、下プラテン２３の中心に配置されており、図示しない駆動機構によってセクタモールド５１の幅方向（軸方向）Ｙへ昇降可能なロッド４１ａを備える。上クランプ４２はロッド４１ａに固定され、下クランプ４３は支軸４１の本体に固定されている。上クランプ４２と下クランプ４３の幅方向Ｙの間隔は、駆動機構の駆動によってロッド４１ａを昇降させることで調整される。ブラダ４４は、上側内周縁が上クランプ４２に取り付けられ、下側内周縁が下クランプ４３に取り付けられている。上クランプ４２、下クランプ４３及びブラダ４４によって囲まれた空間内には、図示しない給排気装置によって空気が供給及び排出される。ブラダ４４は、空気が供給されることで膨らみ、グリーンタイヤ１’をタイヤ径方向の内側から支持する。

（タイヤ加硫金型の概要）
図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、金型５０は、前述のように、セクタモールド５１、上モールド５２、及び下モールド５４を備える。

セクタモールド５１は、環状体を周方向Ｚに複数（例えば７個）分割することで形成された平面視扇形状のセクタ５１Ａを備える。個々のセクタ５１Ａは、セグメント３１にそれぞれ取り付けられている。図１Ａに示す型締め状態では、複数のセクタ５１Ａは、成形するタイヤの外径に応じた内径の円環状に連なる。セクタモールド５１の径方向Ｘにおいて、セクタ５１Ａの内面は空気入りタイヤ１のトレッド部２（図３Ａ参照）を成形するための成形面５１ａを構成し、セクタ５１Ａの外面はセグメント３１に取り付けるための取付面５１ｂを構成する。

上モールド５２は、円環状であり、グリーンタイヤ１’の上方に位置するように上プレート３３の下面に固定されている。上モールド５２は、昇降部材２５の昇降動作に従って上プレート３３を介して昇降する。上モールド５２の内周部には上ビードリング５３が固定されている。図１Ａ及び図１Ｂにおいて下側に位置する上モールド５２の内面は、タイヤ１の一対のサイド部（図示せず）のうちの一方を成形するための成形面５２ａを構成し、上ビードリング５３の内面は、タイヤ１の一対のビード部（図示せず）のうちの一方を成形するための成形面５３ａを構成する。図１Ａ及び図１Ｂにおいて上側に位置する上モールド５２の外面は、上プレート３３に取り付けるための取付面５２ｂを構成し、上ビードリング５３の外面は、上モールド５２に取り付けるための取付面５３ｂを構成する。

下モールド５４は、上モールド５２と同様の円環状であり、グリーンタイヤ１’の下部に位置するように下プレート３５の上面に固定されている。下モールド５４の内周部には、下ビードリング５５が固定されている。図１Ａ及び図１Ｂにおいて上側に位置する下モールド５４の内面は、タイヤ１の一対のサイド部のうちの他方を成形するための成形面５４ａを構成し、下ビードリング５５の内側面は、タイヤ１の一対のビード部のうちの他方を成形するための成形面５５ａを構成する。図１Ａ及び図１Ｂにおいて下側に位置する下モールド５４の外面は、下プレート３５に取り付けるための取付面５４ｂを構成し、下ビードリング５５の外面は、下モールド５４に取り付けるための取付面５５ｂを構成する。

このように構成された金型５０には、図１Ｂに示す型開き状態で、タイヤ幅方向が上下に延びる姿勢としたグリーンタイヤ１’が下モールド５４上に載置される。この状態で、空気を供給してブラダ４４を膨張させ、その外面でグリーンタイヤ１’の内側面を保持した状態で、駆動機構の駆動によって昇降部材２４，２５が降下されることで、図１Ａに示すように金型５０が型締めされる。

グリーンタイヤ１’のゴムは、金型５０からの押圧によって成形面５１ａ～５５ａに密着する。上プラテン２２及び下プラテン２３には、所定温度に調整された熱交換媒体が常に流動されている。これにより、グリーンタイヤ１’のゴムが加硫され、図３Ａに示す定められた外表面形状を有する空気入りタイヤ１が完成する。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、セクタ５１Ａの成形面５１ａには、セクタモールド５１の径方向Ｘの内側へ突出した骨部５６，５７が形成されている。図３Ａを併せて参照すると、骨部５６によってタイヤ１のトレッド部２の外面には、タイヤ周方向に延びる主溝４が成形される。骨部５７によってトレッド部２のタイヤ幅方向両側に位置するショルダ部３には、タイヤ幅方向に延びる横溝５が形成される。

図２Ｂ及び図３Ｂを参照すると、タイヤ幅方向に隣接した骨部５６間には、リブ６を成形するための凹部５８が設けられ、この凹部５８の底面５８ａにサイプ８を成形するためのブレード６０が突設されている。なお、サイプ８とは、延び方向に直交する方向の溝幅が主溝４及び横溝５の横幅よりも狭い細溝である。例えば、主溝４の溝幅は４ｍｍから１０ｍｍであり、横溝５の溝幅は３ｍｍから８ｍｍであり、サイプ８の溝幅は０．３ｍｍから１．０ｍｍである。

セクタモールド５１を構成するセクタ５１Ａ、上モールド５２、上ビードリング５３、下モールド５４、及び下ビードリング５５は、定期的（例えば定められた加硫回数）に洗浄される。その洗浄機を図２Ａに示す。図２Ａに示すように、洗浄機は砂等の洗浄材６６を噴射するノズル６５を備える。セクタ５１Ａを洗浄する場合、セクタモールド５１の幅方向Ｙと周方向Ｚへノズル６５を揺動しながら、洗浄材６６を成形面５１ａの全面に吹き付ける（ショットブラスト）。

凹部５８に複数（２以上）のブレード６０を並設したセクタ５１Ａの場合、ブレード６０の根元部分（成形面５１ａとの間）に鋭角（直角）な角部が形成されるため、型開き時のゴムの剥離性と、洗浄時の洗浄性（洗浄材６６の当たり具合）とが著しく低下する。型開き時にブレード６０の根元に汚れ（例えばゴム片）が残存している場合、タイヤ１の成形に影響する虞がある。このような不都合を防ぐために、本実施形態では以下のようにしている。

（セクタの詳細）
図２Ｃから図２Ｅに示すように、セクタ５１Ａの成形面５１ａには、ブレード６０の根元部分でのゴムの剥離性と洗浄性を向上するために、ブレード６０に沿って突出する突出部６１が設けられている。全てのセクタ５１Ａにブレード６０が設けられる場合、全てのセクタ５１Ａに突出部６１が形成される。複数のセクタ５１Ａのうちの一部だけにブレード６０が設けられる場合、その一部のセクタ５１Ａだけに突出部６１が形成される。

具体的には、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、セクタ５１Ａは、セクタモールド５１の周方向Ｚに延びる４本の骨部５６と、幅方向Ｙに延びる複数の骨部５７とを備える。４本の骨部５６は幅方向Ｙに間隔をあけて設けられている。複数の骨部５７は周方向Ｚに間隔をあけて設けられている。幅方向Ｙに隣接した骨部５６間はタイヤ１のリブ６（図３Ａ参照）を成形するための凹部５８である。周方向Ｚに隣接した骨部５７間と骨部５６とで囲まれた内部は、タイヤ１のブロック７を成形するための凹部５９である。骨部５６，５７及び凹部５８，５９の全ての内表面によって、セクタ５１Ａの成形面５１ａが構成されている。

図２Ｃ及び図２Ｄに示すように、ブレード６０は、成形するサイプ８の溝幅に応じた一様の厚みの金属板からなる。このブレード６０は、一部がセクタ５１Ａに埋設され、残りの部分が成形面５１ａ（凹部５８の底面５８ａ）から突出している。底面５８ａから先端６０ｃまでのブレード６０の全高は、底面５８ａから頂面までの骨部５６，５７の全高よりも低い。本実施形態では、ブレード６０は、幅方向Ｙへ面状に延び、周方向Ｚへ間隔をあけて複数の並設されている。

ブレード６０は、セクタモールド５１の径方向Ｘ内側からセクタ５１Ａを見て、円弧状の凹面６０ａ及び凸面６０ｂを交互に繰り返す波板からなる。型開き時、凹面６０ａと凹部５８の底面５８ａの間の角部では、凸面６０ｂと底面５８ａの間の角部よりもゴムの剥離性が悪い。洗浄時、凹面６０ａによって囲まれた内部領域には、開放された凸面６０ｂの周囲よりも洗浄材６６が当たり難い。その内部領域は、隣接したブレード６０間の狭い空間であり、しかも凹面６０ａによって概ね１８０度の角度範囲が覆われているためである。

突出部６１は、凹部５８の底面５８ａ側に位置する凹面６０ａの根元部分に設けられている。この突出部６１の形成範囲は、凸面６０ｂから外方へ突出しないように、凹面６０ａで囲まれた領域内のみとしている。突出部６１は、アルミニウム製のセクタ５１Ａに対してブレード６０を埋設した後、溶接によって凹面６０ａ内を肉盛りすることで形成されている。但し、突出部６１は、セクタ５１Ａに一体成形してもよい。

図２Ｅを併せて参照すると、突出部６１は、ブレード６０の先端６０ｃから凹部５８の底面５８ａに向けて、ブレード６０から離れる向きへ傾斜する傾斜面６１ａを備える。つまり、突出部６１は、概ね三角錐状をなすように、底面５８ａに近づくに従って外向きに広がっている。このように形成した傾斜面６１ａは、底面５８ａ上を底辺とする概ね三角形状である。傾斜面６１ａは、本実施形態では平面状に形成されているが、曲面状であってもよい。曲面状に形成する場合、ブレード６０の先端６０ｃに向けて凸となるように形成することが好ましい。

図２Ｅに最も明瞭に示すように、セクタモールド５１の径方向Ｘにおいて、凹部５８の底面５８ａから先端までの突出部６１の高さＴは、底面５８ａから先端６０ｃまでのブレード６０の全高よりも低く、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲で形成することが好ましい。突出部６１の高さＴを過度に小さくした場合、凹面６０ａと傾斜面６１ａの間の角部が鋭角になる。突出部６１の高さＴを過度に大きくした場合、傾斜面６１ａと底面５８ａの間の角部が鋭角になる。よって、いずれの場合でも型開き時の剥離性と洗浄時の洗浄性を効果的に向上できない。このような不都合を防ぐために、突出部６１の高さは、上記定められた範囲に設定することが好ましい。

傾斜面６１ａの傾斜角度α、具体的には凹部５８の底面５８ａと傾斜面６１ａとがなす角は、１８度以上７５度以下に設定することが好ましい。傾斜面６１ａの傾斜角度αを過度に小さくした場合、凹面６０ａと傾斜面６１ａの間の角部が鋭角になる。傾斜面６１ａの傾斜角度αを過度に大きくした場合、傾斜面６１ａと底面５８ａの間の角部が鋭角になる。よって、いずれの場合でも型開き時の剥離性と洗浄時の洗浄性を効果的に向上できない。このような不都合を防ぐために、傾斜面６１ａの傾斜角度αは、上記定められた範囲に設定することが好ましい。

以上のように、本実施形態のセクタ５１Ａには、ブレード６０の凹面６０ａの根元部分に突出部６１が形成されているため、ブレード６０と成形面５１ａとの間の鋭角な角部を無くすことができる。よって、型開き時、ブレード６０の凹面６０ａ内でのゴムの剥離性を向上できる。また、洗浄時、ブレード６０と突出部６１の境界部分には洗浄材６６が当たり易く、洗浄材６６が当たり難い部分が無くなるため、洗浄性を向上できる。特に、突出部６１は、成形面５１ａに近づくに従って外向きに広がる傾斜面６１ａを備えるため、ゴムの剥離性と洗浄性を確実に向上できる。

図３Ｂに示すように、本実施形態のセクタ５１Ａを用いた金型５０によって成形されたタイヤ１は、ブレード６０の形状に対応する波形状のサイプ８を備える。このサイプ８の凹面部分には、突出部６１の形状に対応する形状の凹部９が形成される。この凹部９は、リブ６の外面に形成されているため、路面に対するエッジ効果をエッジ効果を得ることができる。よって、このタイヤ１は、特に氷雪路面で使用されるスタッドレスタイヤに有効である。

なお、本発明のタイヤ加硫金型５０は、前記実施形態の構成に限定されず、種々の変更が可能である。

例えば、凹面６０ａと凸面６０ｂは、円弧状に限られず、直線状であってもよい。つまり、ブレード６０は、円弧状の凹凸を繰り返す波形状に限られず、三角形状の凹凸を繰り返す波（鋸歯）形状であってもよい。ブレード６０は、波形状に限られず、平板状であってもよい。この場合、突出部６１は、ブレード６０の長手方向に沿って根元の全域に設けられる。また、突出部６１は、凹面６０ａ内だけでなく、凸面６０ｂに沿って設けられてもよい。サイプ８を成形するブレード６０は、リブ６を成形する凹部５８だけでなく、ブロック７を成形する凹部５９に設けてもよい。

１’ グリーンタイヤ
１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
３ ショルダ部
４ 主溝
５ 横溝
６ リブ
７ ブロック
８ サイプ
９ 凹部
１０ タイヤ加硫成形機
２０ フレーム
２１ プレート
２２ 上プラテン
２２ａ 流路
２３ 下プラテン
２３ａ 流路
２４ 昇降部材
２５ 昇降部材
３０ コンテナ
３１ セグメント
３１ａ 傾斜面
３２ ジャケット
３２ａ 傾斜面
３３ 上プレート
３４ 上スライド
３５ 下プレート
３６ 下スライド
４０ ブラダユニット
４１ 支軸
４１ａ ロッド
４２ 上クランプ
４３ 下クランプ
４４ ブラダ
５０ 金型
５１ セクタモールド
５１Ａ セクタ
５１ａ 成形面
５１ｂ 取付面
５２ 上モールド
５２ａ 成形面
５２ｂ 取付面
５３ 上ビードリング
５３ａ 成形面
５３ｂ 取付面
５４ 下モールド
５４ａ 成形面
５４ｂ 取付面
５５ 下ビードリング
５５ａ 成形面
５５ｂ 取付面
５６ 骨部
５７ 骨部
５８ 凹部
５８ａ 底面
５９ 凹部
６０ ブレード
６０ａ 凹面
６０ｂ 凸面
６０ｃ 先端
６１ 突出部
６１ａ 傾斜面
６５ ノズル
６６ 洗浄材
Ｘ セクタモールドの径方向
Ｙ セクタモールドの幅方向
Ｚ セクタモールドの周方向

Claims (5)

1. 周方向に分割した複数のセクタによって構成された環状のセクタモールドを備え、
   前記複数のセクタはそれぞれ、空気入りタイヤのトレッド部を成形するための成形面を有し、
   前記複数のセクタのうちの少なくとも一部は、
   前記成形面に突設されて、前記トレッド部にサイプを成形するためのブレードと、
   前記ブレードに沿って突出するように前記成形面に設けられ、前記セクタモールドの径方向における高さが前記ブレードの高さよりも低い突出部と
   を有し、
   前記セクタモールドの径方向内側から前記セクタを見て、前記ブレードは凹凸を繰り返す波板状であり、
   前記突出部は、前記ブレードの凹面内のみに設けられている、タイヤ加硫金型。
2. 前記突出部は、前記ブレードの凸面から突出しないように前記凹面で囲まれた領域内に設けられている、請求項１に記載のタイヤ加硫金型。
3. 前記突出部は、前記ブレードの先端から前記成形面に向けて前記ブレードから離れる向きへ傾斜する傾斜面を有する、請求項１又は２に記載のタイヤ加硫金型。
4. 前記セクタモールドの径方向における前記突出部の高さは０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下である、請求項１から３のいずれか１項に記載のタイヤ加硫金型。
5. 前記セクタは、前記成形面に突設され、前記トレッド部に溝を成形するための複数の骨部を備え、
   前記ブレードは、隣接した前記骨部間に２以上並設されている、請求項１から４のいずれか１項に記載のタイヤ加硫金型。

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