(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで前記従来の金型では、スピューによるタイヤの初期性能および外観性への影響を抑え、タイヤの初期性能および外観性を向上させることについて改善の余地がある。
【0005】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、タイヤの初期性能および外観性を向上させることができるタイヤ加硫用金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係るタイヤ加硫用金型は、未加硫タイヤを加硫するタイヤ加硫用金型であって、前記未加硫タイヤのトレッド部の表面にトレッドパターンを形成する筒状のパターン形成部材を備え、前記パターン形成部材は、このパターン形成部材の周方向に沿って複数のセグメントに分割され、前記セグメントにおいて、前記パターン形成部材の径方向の内側を向く成形面には、前記径方向の内側に向けて突出し前記トレッドパターンにおける溝部を形成する骨部と、前記骨部に対して前記径方向の外側に向けて窪み前記トレッドパターンにおける陸部を形成する凹部と、が設けられ、前記骨部の頂面、前記骨部の側面または前記凹部の底面には、前記未加硫タイヤと前記成形面との間の空気を排気するスリット部が設けられ、前記スリット部は、このスリット部が設けられた面の外縁の内側に位置し
、前記スリット部は、前記セグメントを前記径方向に貫通し、前記セグメントにおいて前記径方向の外側を向く背面に開口し、前記セグメントの背面には、前記周方向に延び前記周方向の両側に開口する周溝が形成され、前記スリット部は、前記周溝内に開口していることを特徴とする。
ここで外縁の内側とは、骨部の頂面や骨部の側面、凹部の底面等の1つの面を形成する周囲の輪郭線の内側のことをいう。
【0007】
この発明によれば、スリット部が、このスリット部が設けられた面(以下、「スリット形成面」という)の外縁の内側に位置しているので、前記従来のタイヤ加硫用金型のように、スリット部がスリット形成面を縦断、横断している場合などに比べて、スリット形成面内においてスリット部を短く形成することができる。これにより、スピューをスリット状に細長くするだけでなく、短くすることが可能になり、スピューによるタイヤの初期性能および外観性への影響を抑えることができる。
また前述のように、スリット部がスリット形成面の外縁の内側に位置しているので、スリット部を、スリット形成面以外の面に依存することなく、スリット形成面内において自由かつ高精度に形成することができる。これにより、スリット部をスリット形成面内において、位置、形状、大きさ、数などを多様に調整して形成し、例えば、このタイヤ加硫用金型内において排気され難い部分の空気が効果的に排出されるようにスリット部を形成したり、スピューがトレッド部の表面において目立ち難くなるようにスリット部を形成したりすること等が可能になり、スピューによるタイヤの初期性能および外観性への影響を一層抑えることができる。
また前述のように、スリット部を、スリット形成面内において高精度に形成することができるので、スリット形成面内において、細長いスリット部を精度良く形成することができる。これにより、このタイヤ加硫用金型内の空気がスリット部を通して排出されるときに、未加硫タイヤを形成するゴムが空気とともにスリット部内に流れ込むのを抑制することが可能になり、スリット部内に流れ込むはみ出しゴムを少量に抑え、トレッド部の表面にスピューを形成させ難くすることができる。また、このようにはみ出しゴムを少量に抑えることで、このタイヤ加硫用金型からタイヤを脱型するときに、はみ出しゴムがスリット部内に残留するのを抑えることも可能になり、例えば、その後の加硫時に排気不良が生じるのを抑制すること等ができる。
【0009】
また、スリット部が、セグメントの背面に開口しているので、このタイヤ加硫用金型内の空気を、セグメントの背面に向けて排出することが可能になり、効果的に排気することができる。
また、スリット部が、周溝内に開口しているので、セグメントの背面に排出された空気を、このセグメントの周方向の端部にまで至らせることが可能になり、より効果的に排気することができる。
【0010】
また、前記スリット部は、前記径方向に沿う前記セグメントの断面視において、湾曲または屈曲していてもよい。
【0011】
この場合、スリット部が、断面視において湾曲または屈曲しているので、例えばスリット部が、断面視において真直に形成されている場合に比べて、スリット部におけるはみ出しゴムの収容容量を確保することが可能になり、はみ出しゴムが、スリット部を通してセグメントの背面に到達するのを抑制することができる。
【0014】
また、前記セグメントは、焼結可能な粉体からなる粉体層をレーザー光により焼結して積層する粉体焼結法により形成されてもよい。
【0015】
この場合、セグメントが、粉体焼結法により形成されてなるので、このセグメントにおけるスリット部のように、スリット形成面の外縁の内側に位置するスリット部を、加工上の制約少なく高精度に形成することができる。これにより、スリット部の設計の自由度を確保することが可能になり、スピューによるタイヤの初期性能および外観性への影響を確実に抑えることができる。
【0016】
また、前記スリット部のスリット幅は、0.01mm以上0.4mm以下であってもよい。
【0017】
また、本発明に係るタイヤの製造方法は、前記タイヤ加硫用金型を用いて未加硫タイヤを加硫してタイヤを形成することを特徴とする。
【0018】
この発明によれば、前記タイヤ加硫用金型を用いて未加硫タイヤを加硫してタイヤを形成するので、スピューによるタイヤの初期性能および外観性への影響を抑えることが可能になり、初期性能および外観性に優れたタイヤを形成することができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、タイヤの初期性能および外観性を向上させることができる。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係るタイヤ加硫用金型を備えるタイヤ加硫装置を説明する。
図1に示すように、タイヤ加硫装置10は、コンテナ11と、コンテナ11に装着されたタイヤ加硫用金型(以下、「金型」という)20と、を備えている。タイヤ加硫装置10は、金型20内に配置された未加硫タイヤを、金型20内で加熱、加圧して加硫することによりタイヤ(加硫タイヤ)を形成する。
【0022】
金型20は、セクターモールド21と、上サイドモールド22と、下サイドモールド23と、を備えている。セクターモールド21は、未加硫タイヤのトレッド部上に配置されてトレッド部を主に型付けし、上サイドモールド22および下サイドモールド23はそれぞれ、未加硫タイヤのサイドウォール部上に配置されてサイドウォール部を主に型付けする。
【0023】
ここで、セクターモールド21は筒状に形成され、上サイドモールド22および下サイドモールド23は、いずれも環状に形成され、これらのセクターモールド21、上サイドモールド22および下サイドモールド23の各中心軸線は、共通軸上に位置している。以下、この共通軸を金型軸(パターン形成部材の軸線)といい、この金型軸に直交する方向を径方向(パターン形成部材の径方向)といい、この金型軸回りに周回する方向を周方向(パターン形成部材の周方向)という。
【0024】
セクターモールド21は、コンテナ11に装着されたホルダー24と、ホルダー24に保持されたトレッドリング25と、を備えている。これらのホルダー24およびトレッドリング25は、いずれも金型軸と同軸の筒状に形成されている。トレッドリング25は、径方向の内側に位置するパターンプレート(パターン形成部材)26と、径方向の外側に位置するアタッチメント27と、を備えている。パターンプレート26は、未加硫タイヤのトレッド部の表面にトレッドパターンを形成する。アタッチメント27は、トレッドリング25をホルダー24に取り付ける。パターンプレート26の径方向に沿った大きさである厚さは、アタッチメント27の厚さよりも小さい。
【0025】
ここで、ホルダー24およびトレッドリング25はそれぞれ、周方向に沿って複数個に分割されている。これらのホルダー24およびトレッドリング25のうち、トレッドリング25では、パターンプレート26およびアタッチメント27が周方向に同等の間隔で分割されていて、トレッドリング25が周方向に沿って分割されてなるリング分割体25aは、パターンプレート26が周方向に分割されてなる第1セグメント(セグメント)26aと、アタッチメント27が周方向に分割されてなる第2セグメント27aと、が組み合わされて構成される。
【0026】
なお、ホルダー24が周方向に分割されてなるホルダー分割体24aは、例えばリング分割体25aと周方向に同等の大きさとされ、1つのホルダー分割体24aが1つのリング分割体25aを保持していてもよい。さらに例えば、ホルダー分割体24aはリング分割体25aよりも周方向に大きく形成され、1つのホルダー分割体24aが複数のリング分割体25aを保持していてもよい。
【0027】
図2に示すように、第1セグメント26aにおいて径方向の内側を向く成形面28には、骨部29a、29bと、凹部30と、が設けられている。骨部29a、29bは、成形面28から径方向の内側に向けて突出し、トレッドパターンにおける溝部を形成する。骨部29a、29bは、径方向に沿う断面視において矩形状に形成されている。
【0028】
骨部29a、29bには、周方向に延びる縦骨部29aと、金型軸方向に延びる横骨部29bと、が備えられている。縦骨部29aは、金型軸方向に間隔をあけて複数設けられている。横骨部29bは、周方向に間隔をあけて複数設けられていて、複数の横骨部29bのうち、金型軸方向に隣り合う縦骨部29a同士の間に位置するものは、前記縦骨部29a同士を金型軸方向に連結している。
【0029】
凹部30は、骨部29a、29b(骨部29a、29bの頂面)に対して径方向の外側に向けて窪み、トレッドパターンにおける陸部を形成する。凹部30は、成形面28において骨部29a、29bの間に位置する部分に複数設けられている。複数の凹部30は、周方向に並んで配置されることで凹部列30aを構成していて、成形面28には、この凹部列30aが金型軸方向に複数設けられている。凹部30の底面は、この底面(スリット形成面)を正面から見た正面視において、角型形状、図示の例では矩形状に形成されている。
【0030】
第1セグメント26aにおいて径方向の外側を向く背面31には、周方向に延び周方向の両側に開口する周溝31aが形成されている。周溝31aは、金型軸方向に間隔をあけて複数配置されている。周溝31aは、背面31のうち、縦骨部29aの径方向の外側に位置する部分を回避するように配置されていて、縦骨部29aに対して金型軸方向にずらされている。周溝31aの周方向の両端部は、第1セグメント26aの周方向の各端縁に到達していて、周溝31aは、例えば、この周溝31a内に導出された金型20内の空気を、第1セグメント26aの周方向の端部にまで至らせて排出させる。
【0031】
そして本実施形態では、骨部29a、29bの頂面、骨部29a、29bの側面または凹部30の底面には、未加硫タイヤと成形面28との間の空気を排気するスリット部32a〜32eが設けられていて、スリット部32a〜32eは、このスリット部32a〜32eが設けられた面(以下、「スリット形成面」という)の外縁の内側に位置している。ここで外縁の内側とは、スリット形成面を形成する周囲の輪郭線の内側のことをいう。つまりスリット部32a〜32eは、各スリット形成面内に収まっていて、スリット形成面を縦断、横断せずにスリット形成面内で終端している。
【0032】
スリット部32a〜32eには、骨部29a、29bの側面に設けられた側面スリット部32aと、凹部30の底面に設けられた底面スリット部32b〜32eと、が備えられていて、骨部29a、29bの頂面にはスリット部32a〜32eが設けられていない。
【0033】
側面スリット部32aは、骨部29a、29bの側面内で直線状に延びI型形状に形成されている。なお、側面スリット部32aのスリット幅、つまり側面スリット部32aにおいて、この側面スリット部32aが骨部29a、29bの側面(スリット形成面)内で延びる方向に直交する方向に沿った大きさは、例えば0.01mm以上0.4mm以下となっていてもよく、0.01mm以上0.2mm以下となっていることが好ましい。
側面スリット部32aは、骨部29a、29bの側面において、凹部30の底面に接続される基端部分に配設されている。側面スリット部32aは、複数の骨部29a、29bのうち、横骨部29bに設けられていて、金型軸方向に直線状に延びている。
【0034】
図3に示すように、側面スリット部32aは、骨部29a、29bを貫通していて、骨部29a、29bを間に挟んだ両側面に開口している。図示の例では、側面スリット部32aは、横骨部29bを周方向に貫通していて、横骨部29bにおいて周方向を向く両側面に開口している。側面スリット部32aは、断面視において、直線状に延びI型形状に形成されている。
【0035】
図2に示すように、底面スリット部32b〜32eには、第1底面スリット部32bと、第2底面スリット部32cと、第3底面スリット部32dと、第4底面スリット部32eと、が備えられている。これらの各底面スリット部32b〜32eのスリット幅は、例えば0.01mm以上0.4mm以下となっていてもよく、0.01mm以上0.2mm以下となっていることが好ましい。
【0036】
第1底面スリット部32bは、凹部30の底面内で直線状に延びI型形状に形成されている。第1底面スリット部32bは、周方向に延び、凹部30の底面の中央部に配置されている。第1底面スリット部32bは、前述の側面スリット部32aが設けられた横骨部29bを周方向に挟む一対の凹部30の底面それぞれに設けられている。
【0037】
図4に示すように、第1底面スリット部32bは、第1セグメント26aを径方向に貫通し、第1セグメント26aの背面31に開口していて、本実施形態では、周溝31a内に開口している。第1底面スリット部32bは、断面視において、直線状に延びI型形状に形成されている。第1底面スリット部32bは、その深さ方向である径方向の全長にわたって同等のスリット幅とされ、第1底面スリット部32bの流路断面積は、この第1底面スリット部32bの深さ方向の全長にわたって同等となっている。
なお、
図2に示すような第2底面スリット部32c、第3底面スリット部32dおよび第4底面スリット部32eも、前述の第1底面スリット部32bと同様に、第1セグメント26aを径方向に貫通し、第1セグメント26aの背面31に開口している。
【0038】
第2底面スリット部32cは、凹部30の底面内で直線状に延びI型形状に形成されている。第2底面スリット部32cは、金型軸方向に延びるとともに横骨部29bに隣接して配置されていて、横骨部29bに沿って延びている。第2底面スリット部32cは、金型軸方向に並ぶ複数の凹部列30aのうち、金型軸方向の両外側に位置する凹部列30aを構成する凹部30の底面に設けられている。
【0039】
第3底面スリット部32dおよび第4底面スリット部32eは、いずれも凹部30の底面の角部に配設されている。第3底面スリット部32dは、凹部30の底面内でL型形状に形成され、第4底面スリット部32eは、凹部30の底面内でO型形状に形成されている。図示の例では、第3底面スリット部32dおよび第4底面スリット部32eは、同一の凹部30の底面に配置されていて、この底面の複数の角部のうち、互いに対角の関係となる角部に位置している。
【0040】
なお第3底面スリット部32dは、周方向に直線状に延びる周方向スリット33aと、金型軸方向に直線状に延びる軸方向スリット33bと、を備えていて、周方向スリット33aの周方向の端部と、軸方向スリット33bの金型軸方向の端部と、が連結されてなる。周方向スリット33aは、縦骨部29aに隣接して配置されるとともに、軸方向スリット33bは、横骨部29bに隣接して配置されていて、周方向スリット33aと軸方向スリット33bとが連結された部分は、縦骨部29aと横骨部29bとが連結された部分に隣接して配置されている。
【0041】
前記タイヤ加硫装置10において、金型20内に配置された未加硫タイヤを、金型20内で加熱、加圧して加硫するときには、未加硫タイヤと成形面28との間の空気が、スリット部32a〜32eを通して排出される。この空気は、例えば金型20内から各底面スリット部32b〜32eを通して第1セグメント26aの背面31に至り外部に排出されたり、金型20の凹部30内から、側面スリット部32aを通して他の凹部30に導出された後、前記他の凹部30の底面に形成された底面スリット部32b〜32eを通して外部に排出されたりする。
【0042】
ここで前記第1セグメント26aは、例えば金属材料やセラミック系材料などからなる焼結可能な粉体からなる粉体層をレーザー光により焼結して積層する粉体焼結法(積層造形法、ラピットプロトタイピング法、Rapid Prototyping)により形成されてなる。粉体焼結法では、レーザー光の照射により加熱して焼結された粉体層を順次積層することで、第1セグメント26aを形成する。
【0043】
粉体焼結法による第1セグメント26aの製造方法の一例を説明すると、図示しないチャンバー内に、前述の粉体によって粉体層を形成した後、図示しないレーザー装置(局所加熱手段)によって粉体層を加熱して焼結する。このとき、図示しない制御装置が、例えば第1セグメント26aやタイヤの設計図などに基づいて、前記レーザー装置から照射されるレーザー光の光路を制御し、粉体層のうち、第1セグメント26aとなる部分にレーザー光を走査させて粉体層を焼結させる。
その後、粉体層上に新たな粉体層を積層して、この新たな粉体層を加熱、焼結するという工程を繰り返すことで、第1セグメント26aとなる積層焼結体が形成される。
【0044】
この粉体焼結法では、前述の第1セグメント26aのスリット部32a〜32eのように、スリット形成面内に収まるスリット部32a〜32eを形成する場合であっても、粉体層のうち、このスリット部32a〜32eとなる部分(以下、「スリット形成予定部」という)を単に焼結させないだけでよい。つまり先に例示した方法の場合には、レーザー光にスリット形成予定部上を走査させないだけでよく、第1セグメント26aを容易に形成することができる。
【0045】
なおパターンプレート26の厚さが、アタッチメント27の厚さよりも小さいので、このような粉体焼結法により第1セグメント26aを形成しても、トレッドリング25全体での生産効率は確保される。すなわち第2セグメント27aは、第1セグメント26aよりも単純な形状とすることができるので、この第2セグメント27aを、例えば鋳造など、粉体焼結法とは異なる方法で高精度に形成することができる。
【0046】
以上説明したように、本実施形態に係る金型20によれば、スリット部32a〜32eが、それぞれのスリット形成面の外縁の内側に位置しているので、前記従来のタイヤ加硫用金型のように、スリット部がスリット形成面を縦断、横断している場合などに比べて、スリット形成面内においてスリット部32a〜32eを短く形成することができる。これにより、スピューをスリット状に細長くするだけでなく、短くすることが可能になり、スピューによるタイヤの初期性能および外観性への影響を抑えることができる。
【0047】
また前述のように、スリット部32a〜32eがスリット形成面の外縁の内側に位置しているので、スリット部32a〜32eを、スリット形成面以外の面に依存することなく、スリット形成面内において自由かつ高精度に形成することができる。これにより、スリット部32a〜32eをスリット形成面内において、位置、形状、大きさ、数などを多様に調整して形成し、例えば、この金型20内において排気され難い部分の空気が効果的に排出されるようにスリット部32a〜32eを形成したり、スピューがトレッド部の表面において目立ち難くなるようにスリット部32a〜32eを形成したりすること等が可能になり、スピューによるタイヤの初期性能および外観性への影響を一層抑えることができる。
【0048】
また第1セグメント26aが、粉体焼結法により形成されてなるので、この第1セグメント26aにおけるスリット部32a〜32eのように、スリット形成面の外縁の内側に位置するスリット部32a〜32eを、加工上の制約少なく高精度に形成することができる。これにより、スリット部32a〜32eの設計の自由度を確保することが可能になり、スピューによるタイヤの初期性能および外観性への影響を確実に抑えることができる。
【0049】
また前述のように、スリット部32a〜32eを、スリット形成面内において高精度に形成することができるので、スリット形成面内において、細長いスリット部32a〜32eを精度良く形成することができる。これにより、この金型20内の空気がスリット部32a〜32eを通して排出されるときに、未加硫タイヤを形成するゴムが空気とともにスリット部32a〜32e内に流れ込むのを抑制することが可能になり、スリット部32a〜32e内に流れ込むはみ出しゴムを少量に抑え、トレッド部の表面にスピューを形成させ難くすることができる。また、このようにはみ出しゴムを少量に抑えることで、この金型20からタイヤを脱型するときに、はみ出しゴムがスリット部32a〜32e内に残留するのを抑えることも可能になり、例えば、その後の加硫時に排気不良が生じるのを抑制すること等ができる。
【0050】
またスリット部32a〜32eのスリット幅が、0.01mm以上0.4mm以下となっている場合には、スピューによるタイヤの初期性能および外観性への影響を確実に抑えることができる。すなわち、スリット幅が0.01mmよりも小さい場合、金型20内の空気を排出し難くなる可能性がある。また、スリット幅が0.4mmよりも大きい場合、トレッド部の表面に残留するスピューの根本部が、タイヤの初期性能や外観性に大きな影響を与える可能性がある。
【0051】
また底面スリット部32b〜32eが、第1セグメント26aの背面31に開口しているので、この金型20内の空気を、第1セグメント26aの背面31に向けて排出することが可能になり、効果的に排気することができる。
さらに第1底面スリット部32bが、周溝31a内に開口しているので、第1セグメント26aの背面31に排出された空気を、この第1セグメント26aの周方向の端部にまで至らせることが可能になり、より効果的に排気することができる。
【0052】
そして、前記金型20を用いて未加硫タイヤを加硫してタイヤを形成するタイヤの製造方法によれば、スピューによるタイヤの初期性能および外観性への影響を抑えることが可能になり、初期性能および外観性に優れたタイヤを形成することができる。
【0053】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に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において種々の変更を加えることが可能である。
【0054】
前記実施形態では、側面スリット部32aが、骨部29a、29bを貫通していて、骨部29a、29bを間に挟んだ両側面に開口しているが、本発明はこれに限られない。例えば、側面スリット部が、第1セグメントを径方向に貫通していて、第1セグメントの背面に開口していてもよい。
【0055】
また本発明では、スリット部32a〜32eは前記実施形態に示したものに限られない。
例えばスリット部が、このスリット部が形成されたスリット形成面を正面から見た正面視において、I型形状もしくはT型形状、C型形状、J型形状、O型形状、L型形状、V型形状、またはこれらの各形状をなすスリットのうちの一部または全部が、一連に組み合わされた形状であってもよい。
【0056】
さらに例えば、
図5から
図7に示す本発明の第1変形例、第2変形例および第2変形例に係る金型の各第1セグメント26aように、スリット部32f〜32hが、径方向に沿う断面視において湾曲または屈曲していてもよい。例えば、
図5に示すスリット部32fのように、断面視において湾曲されJ型形状に形成されていてもよく、
図6に示すスリット部32gのように、断面視において屈曲されL型形状に形成されていてもよく、
図7に示すスリット部32hのように、断面視において屈曲されV型形状に形成されていてもよい。さらにはスリット部が、断面視においてJ型形状、L型形状およびV型形状のうちの一部または全部が、一連に組み合わされた形状であってもよい。
この場合、スリット部32f〜32hが、断面視において湾曲または屈曲しているので、例えばスリット部が、断面視において真直に形成されている場合に比べて、スリット部32f〜32hにおけるはみ出しゴムの収容容量を確保することが可能になり、はみ出しゴムが、スリット部32f〜32hを通して第1セグメント26aの背面31に到達するのを抑制することができる。
【0057】
また本発明では、スリット部が少なくとも1つあればよい。さらに本発明では、骨部の頂面にスリット部としての頂面スリット部が設けられていてもよく、本発明として、骨部の頂面、骨部の側面および凹部の底面のうちの少なくとも1つの面に、その面の外縁の内側に位置するスリット部が設けられた他の構成を適宜採用することができる。
さらにまた本発明では、周溝31aがなくてもよい。
【0058】
また前記実施形態では、トレッドリング25が、アタッチメント27とパターンプレート26とを備えているが、本発明はこれに限られない。例えばトレッドリングが、アタッチメントとパターンプレートとに分割されておらず、一体に形成された1つのリング状体により形成されていてもよい。この場合、トレッドリングそのものによって、本発明におけるパターン形成部材を構成することができる。
さらに前記実施形態では、セクターモールド21が、ホルダー24とトレッドリング25とを備えているが、本発明はこれに限られない。例えばセクターモールドが、ホルダーとトレッドリングとに分割されておらず、一体に形成された1つのリング状体により形成されていてもよい。この場合、セクターモールドそのものによって、本発明におけるパターン形成部材を構成することができる。
【0059】
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。