特許 6804953 タイヤ加硫成型金型及び空気入りタイヤの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6804953

(24)【登録日】2020年12月7日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】タイヤ加硫成型金型及び空気入りタイヤの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 33/02 20060101AFI20201214BHJP

   B29C 35/02 20060101ALI20201214BHJP

   B29C 33/10 20060101ALI20201214BHJP

   B29L 30/00 20060101ALN20201214BHJP

【ＦＩ】

   B29C33/02

   B29C35/02

   B29C33/10

   B29L30:00

【請求項の数】5

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2016-235662(P2016-235662)

(22)【出願日】2016年12月5日

(65)【公開番号】特開2018-89864(P2018-89864A)

(43)【公開日】2018年6月14日

【審査請求日】2019年10月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003148

【氏名又は名称】ＴＯＹＯ ＴＩＲＥ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076314

【弁理士】

【氏名又は名称】蔦田 正人

(74)【代理人】

【識別番号】100112612

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲士

(74)【代理人】

【識別番号】100112623

【弁理士】

【氏名又は名称】富田 克幸

(74)【代理人】

【識別番号】100163393

【弁理士】

【氏名又は名称】有近 康臣

(74)【代理人】

【識別番号】100189393

【弁理士】

【氏名又は名称】前澤 龍

(74)【代理人】

【識別番号】100203091

【弁理士】

【氏名又は名称】水鳥 正裕

(72)【発明者】

【氏名】藤木 邦子

【審査官】 ▲高▼橋 理絵

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２９７４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１２４１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１３８２４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１０７４５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０６０１８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４３４７２１２（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ３３／１０

Ｂ２９Ｃ ３３／０２

Ｂ２９Ｃ ３５／０２

Ｂ２９Ｌ ３０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タイヤ表面を成型する成型面と、前記成形面より窪んだ複数の凹溝と、金型内部と金型外部とを連通する下孔と、前記下孔の内側に設けられたベントプラグとを備えるタイヤ加硫成型金型において、
前記下孔及び前記ベントプラグが、隙間を空けて平行に並ぶ前記凹溝に跨がって、又は、一方の前記凹溝の角部と他方の前記凹溝の直線部分に跨がって設けられた、タイヤ加硫成型金型。

【請求項2】

タイヤのトレッド部を成型する複数のセクターと、タイヤのサイド部を成型する一対のサイドプレートと、タイヤのビード部を成型する一対のビードリングとを備え、前記下孔及び前記ベントプラグが少なくとも前記サイドプレートに設けられた、請求項１に記載のタイヤ加硫成型金型。

【請求項3】

タイヤのトレッド部を成型する複数のセクターと、タイヤのサイド部を成型する一対のサイドプレートと、タイヤのビード部を成型する一対のビードリングとを備え、前記下孔及び前記ベントプラグが少なくとも前記セクターに設けられた、請求項１に記載のタイヤ加硫成型金型。

【請求項4】

前記ベントプラグと前記凹溝との重なり幅が前記凹溝の幅の１／４以上である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ加硫成型金型。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項に記載のタイヤ加硫成型金型の内部に未加硫タイヤをセットし、その未加硫タイヤに加熱及び加圧を施して加硫成型を行う工程を含むタイヤ製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はタイヤ加硫成型金型及び空気入りタイヤの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

空気入りタイヤの加硫成型に用いられるタイヤ加硫成型金型であって、その内面側にタイヤ周方向やタイヤ径方向等に延びる成型面より窪んだ凹溝が形成され、その凹溝の場所に金型内部と金型外部とを連通する下孔が設けられ、下孔にベントプラグが嵌合されたものが存在する。ベントプラグは金型内部の空気を金型外部へ排出するものであり、凹溝は金型内部の空気をベントプラグへ向かって流すものである。従来から、特許文献１や特許文献２に記載のように、凹溝の交差部に下孔やベントプラグを設けることが提案されていた。

【0003】

ところで特許文献３に記載されているように、タイヤ加硫成型金型のベントプラグの痕跡は空気入りタイヤの表面に残り外観上好ましくない。また、ベントプラグが下孔から抜け落ちるトラブルが生じることがある。またベントプラグの数が多いとタイヤ加硫成型金型の製造コストがかかる。これらのことから、タイヤ加硫成型金型に設けられるベントプラグの数は少ない方が良い。

【0004】

しかし、ベントプラグの数が少ないと、加硫成型時に金型内部の空気が十分に排出されない。その結果、加硫成型後の空気入りタイヤの表面にゴムの欠損が生じてしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１５−７１２５１号公報

【特許文献2】特開２０１３−６０１８１号公報

【特許文献3】特開２０１３−１０７４５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は以上の実情に鑑みてなされたものであり、ベントプラグの数が少なく、しかも加硫成型時に金型内部の空気を十分に排出することができるタイヤ加硫成型金型及びそれを用いた空気入りタイヤの製造方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態のタイヤ加硫成型金型は、タイヤ表面を成型する成型面と、前記成形面より窪んだ複数の凹溝と、金型内部と金型外部とを連通する下孔と、前記下孔の内側に設けられたベントプラグとを備えるタイヤ加硫成型金型において、前記下孔及び前記ベントプラグが、隙間を空けて平行に並ぶ前記凹溝に跨がって、又は、一方の前記凹溝の角部と他方の前記凹溝の直線部分に跨がって設けられたことを特徴とする。

【0008】

また、実施形態の空気入りタイヤの製造方法は、前記タイヤ加硫成型金型の内部に未加硫タイヤをセットし、その未加硫タイヤに加熱及び加圧を施して加硫成型を行う工程を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

実施形態のタイヤ加硫成型金型では、ベントプラグが、隙間を空けて近接する複数の凹溝に跨がって設けられているため、ベントプラグの数を少なくでき、しかも加硫成型時に金型内部の空気を十分に排出することができる。

【0010】

また、実施形態の空気入りタイヤの製造方法では上記のタイヤ加硫成型金型を用いるため、加硫成型時に、少ないベントプラグで金型内部の空気を十分に排出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態のタイヤ加硫成型金型１０の軸方向の半断面図。

【図2】サイドプレート１４の成形面１８を金型内側から見た図。

【図3】図２の四角で囲まれたＡ部の拡大図。

【図4】図３のＢ−Ｂの位置におけるタイヤ加硫成型金型１０の断面図。

【図5】図３の場所ａの拡大図。（ａ）スプリングベント３０と凹溝との重なり方の例。（ｂ）スプリングベント３０と凹溝との重なり方の別の例。

【図6】図３の場所ｃの拡大図。

【図7】図３の場所ｄの拡大図。

【図8】下孔２０に設けられたスプリングベント３０の軸方向の断面図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本実施形態について図面に基づき説明する。なお、本実施形態は一例に過ぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更されたものについては、本発明の範囲に含まれるものとする。また図面は、説明の都合上、長さや形状等が誇張されて描かれたり、模式的に描かれたりする場合がある。しかしこのような図面はあくまでも一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。

【0013】

図１に本実施形態のタイヤ加硫成型金型１０を示す。タイヤ加硫成型金型１０は、周上に並べられた複数のセクター１２と、複数のセクター１２が形成する円周の軸方向両側に設けられた一対のサイドプレート１４と、サイドプレート１４の内径側に設けられた一対のビードリング１６とを備える。加硫成型時にはタイヤ加硫成型金型１０内に未加硫タイヤがセットされる。セクター１２、サイドプレート１４、ビードリング１６は、空気入りタイヤを成型する成型部材であり、これらの金型内側の面はタイヤ表面を成型する成型面１８である。複数のセクター１２は主に空気入りタイヤのトレッド部を、一対のサイドプレート１４は空気入りタイヤのサイド部を、一対のビードリング１６は空気入りタイヤのビード部を、それぞれ成型する。セクター１２の材料は、限定されないが、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金（例えばＡｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｓｉ系の合金）である。またサイドプレート１４及びビードリング１６の材料は、限定されないが、例えば、一般構造用圧延鋼材（例えばＳＳ４００）等の鋼材である。サイドプレート１４の材料とビードリング１６の材料とは同じであっても良いし異なっても良い。

【0014】

本実施形態のサイドプレート１４の全体又は一部を図２〜図８に例示する。図２はサイドプレート１４の成形面１８を金型内側から見た図である。図３は、図２において四角で囲まれているＡ部を拡大して示したものである。

【0015】

図３に示すように、サイドプレート１４の成形面１８の外径端付近の場所には、空気入りタイヤのサイド部に凸部を形成するための第１凹部２２及び第２凹部２４が設けられている。第１凹部２２と第２凹部２４とは形状が異なる。なお第２凹部２４の中にある符号２６で示された部分は、空気入りタイヤのサイド部の前記凸部内に細溝を形成するための凸部である。

【0016】

サイドプレート１４の金型内側には、成型面１８より窪んだ複数本の凹溝が設けられている。通常凹溝は加硫成型時に最後まで空気が残り易い場所に設けられている。本実施形態の場合は、第１凹部２２を囲む第１凹溝６１、第１凹溝６１よりサイドプレート内径側の第２凹溝６２、第１凹部２２内を通る第３凹溝６３、第２凹部２４を囲む第４凹溝６４、第４凹溝６４よりサイドプレート内径側の第５凹溝６５等が設けられている。これらの凹溝の幅は、例えば０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。またこれらの凹溝の深さは、例えば０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。これらの凹溝は空気入りタイヤの表面に凸条を形成する。

【0017】

図３に示すように、第１凹部２２よりサイドプレート内径側において、第１凹溝６１と第２凹溝６２とが隙間を空けて近接している。この近接している場所の近傍において、第１凹溝６１と第２凹溝６２とは平行になっている。また、第４凹溝６４は、第２凹部２４の形状に沿うことによって、角部６６、６７を形成している。これらの角部６６、６７と第５凹溝６５とは隙間を空けて近接している。

【0018】

図４に示すように、サイドプレート１４には複数の下孔２０が設けられている。下孔２０は断面円形で金型内側から金型外側に向かって延びている孔である。下孔２０はサイドプレート１４の成型面１８及び金型外側の面に開口している。従って下孔２０によって金型内部と金型外部とが連通している。この下孔２０の内側にはベントプラグが隙間無く嵌合されている。ベントプラグは金型内部の空気を金型外部へ排出するものである。本実施形態ではベントプラグとして後述するスプリングベント３０が設けられているものとする。

【0019】

図３において、下孔２０及びスプリングベント３０が設けられている場所は、第１凹溝６１と第２凹溝６２とが隙間を空けて近接している場所ａ、第３凹溝６３と重なる場所ｂ、角部６６と第５凹溝６５とが隙間を空けて近接している場所ｃ、角部６７と第５凹溝６５とが隙間を空けて近接している場所ｄ、第２凹部２４内の場所ｅ、ｆ、ｇである。

【0020】

２本の凹溝が隙間を空けて近接している場所ａ、ｃ、ｄでは、下孔２０及びスプリングベント３０がそれらの凹溝に跨がるように設けられている。図５に示すように、第１凹溝６１と第２凹溝６２とが平行に並んでいる場所ａにおいては、スプリングベント３０が、第１凹溝６１と第２凹溝６２とに跨がって設けられている。跨がり方としては図５（ａ）に示す形態や図５（ｂ）に示す形態等がある。図５（ａ）では、スプリングベント３０が、第１凹溝６１及び第２凹溝６２に重なり、かつ、第１凹溝６１の幅方向両側及び第２凹溝６２の幅方向両側に出ている。図５（ｂ）では、スプリングベント３０が、第１凹溝６１及び第２凹溝６２に重なり、かつ、第１凹溝６１と第２凹溝６２とに挟まれた領域内に収まっている。これらの他にも様々な跨がり方があるが、いずれの場合も、スプリングベント３０と第１凹溝６１との重なり幅が第１凹溝６１の幅の１／４以上であり、スプリングベント３０と第２凹溝６２との重なり幅が第２凹溝６２の幅の１／４以上であることが望ましい。

【0021】

また図６に示すように、場所ｃではスプリングベント３０が第４凹溝６４の角部６６と第５凹溝６５とに跨がって設けられている。また図７に示すように、場所ｄではスプリングベント３０が第４凹溝６４の角部６７と第５凹溝６５とに跨がって設けられている。これらの場合も、スプリングベント３０と第４凹溝６４との重なり幅が第４凹溝６４の幅の１／４以上であり、スプリングベント３０と第５凹溝６５との重なり幅が第５凹溝６５の幅の１／４以上であることが望ましい。

【0022】

図８に示すように、スプリングベント３０は、筒状で内径側に通気孔３２を有するハウジング４０と、ハウジング４０の内径側に挿入され通気孔３２を開閉するステム５０とを備える。なお図８において、上側が金型内側、下側が金型外側である。

【0023】

ハウジング４０の通気孔３２は、下孔２０と同方向へ延びており、金型内部と金型外部とを連通している。ハウジング４０の内径面すなわち通気孔３２を形成する面のうち、ハウジング４０の金型内側端面４２からハウジング４０の深さ方向へ（すなわち金型外側へ）連続する面は、金型外側に向かって径が小さくなるようにテーパ面となっている。このテーパ面は通気孔３２の閉塞時にステム５０と接触する接触面４４である。また、ハウジング４０の内径面のうち接触面４４から金型外側へ連続する面（中間内径面４５とする）は、径が一定となっている。さらに、ハウジング４０の金型外側の端部付近では、中間内径面４５よりも内径が小さくなった小内径部４６が設けられている。

【0024】

ステム５０は、その金型内側端面５２を備える頭部５４と、頭部５４から金型外側へ連続する第一胴部５６と、第一胴部５６からさらに金型外側へ連続する第二胴部５７と、第二胴部５７から連続する先端部５８とを備える。頭部５４の外径面５３は金型外側に向かって径が小さくなるようにテーパ面となっている。この外径面５３は通気孔３２の閉塞時にハウジング４０の接触面４４と接触する面である。

【0025】

第一胴部５６及び第二胴部５７の外径はハウジング４０の中間内径面４５の内径より小さく、第一胴部５６及び第二胴部５７の外径面とハウジング４０の中間内径面４５との間に隙間ができている。また、第二胴部５７は、第一胴部５６よりも外径が小さく、その一部がハウジング４０の小内径部４６の内径側に位置している。第二胴部５７と小内径部４６との間には通気部が存在する。このような構造のため、ステム５０の頭部５４の外径面５３とハウジング４０の接触面４４との間に入った空気は、第一胴部５６及び第二胴部５７の外径面と中間内径面４５との間を通過し、さらに第二胴部５７と小内径部４６との間の通気部を通過し、スプリングベント３０より金型外側へ排出される。

【0026】

ステム５０の先端部５８はハウジング４０の小内径部４６よりも外径が大きくなっている。そして先端部５８は、ハウジング４０の小内径部４６より金型外側にあるため、小内径部４６より金型内側へ移動することができない。これによりステム５０がハウジング４０から金型内側へ抜け落ちないようになっている。

【0027】

ハウジング４０の小内径部４６とステム５０の第一胴部５６との間にはスプリングベント３０の一部としてバネ３４が設けられている。バネ３４はステム５０を金型内側に向かって付勢している。そのため常時、ステム５０の頭部５４の金型内側端面５２はハウジング４０の金型内側端面４２よりも金型内側へ突出しており、ハウジング４０の接触面４４とステム５０の頭部５４の外径面５３との間に隙間ができ、通気孔３２が開放状態となっている。通気孔３２の開放状態では金型内部の空気が通気孔３２を通過して金型外部へ排出される。

【0028】

一方、ステム５０がバネ３４の付勢力に抗して金型外側へ押されると、ハウジング４０の接触面４４とステム５０の頭部５４の外径面５３とが接触してこれらの間の隙間が閉じ、通気孔３２が閉塞状態となる。すると、金型内部の空気が金型外部へ排出されなくなる。

【0029】

このようなスプリングベント３０が複数の凹溝に跨がるように設けられる場所や、１つの凹溝に重なるように設けられる場所では、スプリングベント３０のハウジング４０の金型内側端面４２が、図８に示すように凹溝の溝底６８と一致していても良いし、凹溝の溝底６８よりも金型内側（図８の上側）へ突出していても良い。

【0030】

以上の構造のタイヤ加硫成型金型１０で空気入りタイヤの加硫成型が行われる際は、タイヤ加硫成型金型１０の内部に未加硫タイヤがセットされ、サイドプレート１４等の成型部材が加硫成型温度に保持される。そして、セットされた未加硫タイヤの内側に配置されている図示しないブラダーが膨張し、未加硫タイヤの表面が成型面１８に押し当てられる。すると、タイヤ加硫成型金型１０の内部に残っていた空気は、複数の凹溝内へ押しやられ、凹溝内をスプリングベント３０の方向へ流れる。スプリングベント３０の周辺に到達した空気は、ハウジング４０を超えて、スプリングベント３０から金型外部へ排出される。

【0031】

ここで、１つのスプリングベント３０が２つの凹溝に跨がって設けられている場所では、２つの凹溝内を流れて来た空気が１つのスプリングベント３０から排出される。例えば上記の場所ａでは、第１凹溝６１内を流れて来た空気と第２凹溝６２内を流れて来た空気とが、これらに跨がるスプリングベント３０から排出される。また上記の場所ｃ及び場所ｄでは、第４凹溝６４内を流れて来た空気と第５凹溝６５内を流れて来た空気とが、これらに跨がるスプリングベント３０から排出される。

【0032】

金型内の空気が少なくなるに従って、未加硫タイヤのゴムがスプリングベント３０に向かって流動し、最終的にスプリングベント３０のステム５０を金型外側へ押す。すると通気孔３２が閉塞状態になり、空気の金型外部への排出が終わる。そして未加硫タイヤに所定時間の加熱及び加圧が施される。

【0033】

本実施形態のタイヤ加硫成型金型１０では、隙間を空けて近接する２本の凹溝に跨がってスプリングベント３０が設けられているため、２本の凹溝のそれぞれにスプリングベント３０が設けられている場合と比べて、スプリングベント３０の総数が少なく済む。そのため、空気入りタイヤの表面に出来るスプリングベント３０の痕跡が少なくなり、また、ベントプラグが下孔から抜け落ちるトラブルも少なく済む。またタイヤ加硫成型金型１０の製造コストが抑えられる。

【0034】

また、２本の凹溝内を流れて来た空気をスプリングベント３０から金型外部へ排出することができるため、加硫成型時に金型内部の空気を十分に排出することができる。そのため、加硫成型後の空気入りタイヤの表面にゴムの欠損が出来にくくなる。

【0035】

また、本実施形態のタイヤ加硫成型金型１０を用いたタイヤ製造方法によれば、空気入りタイヤの表面に出来るスプリングベント３０の痕跡を減らすことができ、また、ベントプラグが下孔から抜け落ちるトラブルを減らすことができる。さらに、加硫成型後の空気入りタイヤの表面のゴムの欠損を減らすことができる。

【0036】

スプリングベント３０と凹溝との重なり幅が凹溝の幅の１／４以上であれば、金型内部の空気を十分に排出することができ、上記の効果が大きくなる。

【0037】

上記実施形態に対して、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、様々な変更を行うことができる。例えば、１つのスプリングベントが隙間を空けて近接する３本以上の凹溝に跨がって設けられていても良い。また、セクター１２において、隙間を空けて近接する複数の凹溝に跨がって上記実施形態と同様にスプリングベントが設けられていても良い。また、ベントプラグは金型内部の空気を金型外部へ排出できるものであれば良く、上記実施形態の構造のスプリングベント３０に限定されない。ただしベントプラグは、空気入りタイヤの表面に大きな痕跡（例えばスピューと呼ばれるヒゲ状突起）を残さないものであることが望ましい。

【符号の説明】

【0038】

１０…タイヤ加硫成型金型、１２…セクター、１４…サイドプレート、１６…ビードリング、１８…成型面、２０…下孔、２２…第１凹部、２４…第２凹部、２６…凸部、３０…スプリングベント、３２…通気孔、３４…バネ、４０…ハウジング、４２…金型内側端面、４４…接触面、４５…中間内径面、４６…小内径部、５０…ステム、５２…金型内側端面、５３…外径面、５４…頭部、５６…第一胴部、５７…第二胴部、５８…先端部、６１…第１凹溝、６２…第２凹溝、６３…第３凹溝、６４…第４凹溝、６５…第５凹溝、６６…角部、６７…角部、６８…溝底

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】