特許第6904783号(P6904783)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6904783タイヤ加硫金型及びタイヤ加硫金型の製造方法
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(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】6904783
(24)【登録日】2021年6月28日
(45)【発行日】2021年7月21日
(54)【発明の名称】タイヤ加硫金型及びタイヤ加硫金型の製造方法
(51)【国際特許分類】
   B29C 33/02 20060101AFI20210708BHJP
   B29C 35/02 20060101ALI20210708BHJP
   B29L 30/00 20060101ALN20210708BHJP
【FI】
   B29C33/02
   B29C35/02
   B29L30:00
【請求項の数】3
【全頁数】11
(21)【出願番号】特願2017-96337(P2017-96337)
(22)【出願日】2017年5月15日
(65)【公開番号】特開2018-192653(P2018-192653A)
(43)【公開日】2018年12月6日
【審査請求日】2020年3月17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】100100158
【弁理士】
【氏名又は名称】鮫島 睦
(74)【代理人】
【識別番号】100101454
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 卓二
(74)【代理人】
【識別番号】100111039
【弁理士】
【氏名又は名称】前堀 義之
(74)【代理人】
【識別番号】100184343
【弁理士】
【氏名又は名称】川崎 茂雄
(72)【発明者】
【氏名】鎌田 信行
【審査官】 北澤 健一
(56)【参考文献】
【文献】 特開平09−314570(JP,A)
【文献】 特開2009−262352(JP,A)
【文献】 特開2009−149094(JP,A)
【文献】 特開2002−355822(JP,A)
【文献】 特開平04−353431(JP,A)
【文献】 特開平04−353432(JP,A)
【文献】 特開平03−001910(JP,A)
【文献】 特開平02−303809(JP,A)
【文献】 特開2000−016024(JP,A)
【文献】 特開2005−297583(JP,A)
【文献】 特開2016−074256(JP,A)
【文献】 特開2005−119398(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B29C 33/00−33/76
B29D 30/00−30/72
B60C 1/00−19/12
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の金型構成部材を有するタイヤ加硫金型であって、
前記複数の金型構成部材の少なくとも1つは、
鋳造によって形成される金型本体と、
前記金型本体に鋳包まれておりタイヤ周方向に延びるサイプブレードと
を備え、
前記サイプブレードは、複数のサイプブレード部分を含んでおり、
前記サイプブレード部分は、
タイヤ径方向の内径側端部及び外径側端部が、タイヤ周方向の両縁部間のタイヤ周方向における中心に位置する仮想中心線に対して直交するように互いに平行に直線状に延びており、
タイヤ周方向の両縁部がトレッド成形面に対して、内径側に位置する内径側縁部と、外径側に位置する外径側縁部とを有し、前記内径側縁部が前記トレッド成形面に対して面直に延びており、前記外径側縁部が前記外径側端部に対して直角に延びており、
前記サイプブレードは、前記複数のサイプブレード部分が前記内径側縁部において互いに当接するようにタイヤ周方向に隣接して配設されることによって構成されているタイヤ加硫金型。
【請求項2】
前記サイプブレードは、タイヤ周方向の一周にわたって連続的に延びている、
請求項1に記載のタイヤ加硫金型。
【請求項3】
複数の金型構成部材を有するタイヤ加硫金型の製造方法であって、
鋳型に、タイヤ周方向に延びる複数のサイプブレード部分を、タイヤ周方向に間隔を空けて配置し、
前記鋳型を用いて鋳造して、前記複数のサイプブレード部分を鋳包まれた金型本体の素材を形成し、
前記素材を加工して前記複数の金型構成部材の1つを製造し、
前記サイプブレード部分は、
タイヤ径方向の内径側端部及び外径側端部が、タイヤ周方向の両縁部間のタイヤ周方向における中心に位置する仮想中心線に対して直交するように互いに平行に直線状に延びており、
タイヤ周方向の両縁部がトレッド成形面に対して、内径側に位置する内径側縁部と、外径側に位置する外径側縁部とを有し、前記内径側縁部が前記トレッド成形面に対して面直に延びており、前記外径側縁部が前記外径側端部に対して直角に延びており、
前記間隔は、前記複数のサイプブレード部分が鋳包まれた状態で前記内径側縁部においてゼロになるように設定されており、これによって前記複数のサイプブレード部分が、それぞれの長手方向端部のうち前記内径側縁部において互いに当接してタイヤ周方向に隣接して位置してタイヤ周方向に延びるサイプブレードを形成するタイヤ加硫金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、タイヤ加硫金型及びタイヤ加硫金型の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
タイヤ周方向に延びる複数の主溝によって区画された陸部(例えばリブ)を有する空気入りタイヤにおいて、陸部にタイヤ周方向に延びるサイプを形成したものが知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。サイプは、タイヤ加硫金型の金型本体に鋳包まれた板状のサイプブレードにより形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2016−199118号公報
【特許文献2】特開2016−165981号公報
【特許文献3】特開2014−162295号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで、金型本体は、サイプブレードが取り付けられた鋳型に溶融した金属を注湯(鋳造)することによって形成される。このとき、鋳型の内部では、溶融した金属は相対的に高温である一方で、サイプブレードは相対的に温度が低い。このため、金型本体は溶融した金属が冷却されて固まる際に大きく熱収縮する一方で、ここに鋳包まれる板状のサイプブレードの熱収縮量は相対的に小さい。このため、金型本体とサイプブレードとの間の熱収縮量の差に起因して熱応力が生じ、タイヤ加硫金型の耐久性が低下しやすい。
【0005】
特に、金型本体に相対的に熱膨張の大きな金属(例えばアルミニウム)を採用し、サイプブレードに相対的に熱膨張の小さな金属(例えば、鉄、ステンレス)を採用した場合には、前記熱膨張量の差が増大する。さらに、サイプを、タイヤ周方向に長く、例えば一周にわたって連続的に延びるように形成した場合には、熱膨張量の差がさらに増大しやすい。この結果、金型本体には、サイプブレードが鋳包まれた部分において過大な熱応力が生じ得る。
【0006】
本発明は、タイヤ周方向に延びるサイプを形成するサイプブレードを備えたタイヤ加硫金型において、サイプブレードに起因した熱応力を抑制可能なタイヤ加硫金型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】
本発明は、複数の金型構成部材を有するタイヤ加硫金型であって、前記複数の金型構成部材の少なくとも1つは、鋳造によって形成される金型本体と、前記金型本体に鋳包まれておりタイヤ周方向に延びるサイプブレードとを備え、前記サイプブレードは、複数のサイプブレード部分を含んでおり、前記サイプブレード部分は、タイヤ径方向の内径側端部及び外径側端部が、タイヤ周方向の両縁部間のタイヤ周方向における中心に位置する仮想中心線に対して直交するように互いに平行に直線状に延びており、タイヤ周方向の両縁部がトレッド成形面に対して、内径側に位置する内径側縁部と、外径側に位置する外径側縁部とを有し、前記内径側縁部が前記トレッド成形面に対して面直に延びており、前記外径側縁部が前記外径側端部に対して直角に延びており、前記サイプブレードは、前記複数のサイプブレード部分が前記内径側縁部において互いに当接するようにタイヤ周方向に隣接して配設されることによって構成されているタイヤ加硫金型を提供する。
【0008】
本発明によれば、タイヤ周方向に延びるサイプブレードが複数のサイプブレード部分に分割されているので、タイヤ周方向に一体的に長く構成されたサイプブレードを鋳包む場合に比して、鋳造時における金型本体とここに鋳包まれた各サイプブレード部分との間に生じる熱膨張量の差は小さい。すなわち、サイプブレードと金型本体との間に生じる熱膨張の差を、各サイプブレード部分に分散させることができる。
【0009】
さらに、熱膨張の差が、隣接するサイプブレード部分間における金型本体の収縮により吸収される。この結果、熱膨張量の差に起因した熱応力の発生が抑制されるので、タイヤ周方向に長く構成されたサイプブレードを備えたタイヤ加硫金型を、熱応力を抑制しつつ構成できる。
【0011】
本構成によれば、タイヤ周方向に隣接するサイプブレード部分間において、互いに対向するタイヤ周方向両端部の両縁部が平行にタイヤ径方向に延びるので、サイプブレードを複数のサイプブレード部分が隣接する隣接部において隙間なく構成できる。
【0012】
また、好ましくは、前記サイプブレードは、タイヤ周方向の一周にわたって連続的に延びている。
【0013】
本構成によれば、サイプブレードが長くなるために金型本体との熱膨張量の差が過大となりやすい場合に、本発明をより好適に実施できる。
【0014】
また、本発明の他の態様は、複数の金型構成部材を有するタイヤ加硫金型の製造方法であって、鋳型に、タイヤ周方向に延びる複数のサイプブレード部分を、タイヤ周方向に間隔を空けて配置し、前記鋳型を用いて鋳造して、前記複数のサイプブレード部分を鋳包まれた金型本体の素材を形成し、前記素材を加工して前記複数の金型構成部材の1つを製造し、前記サイプブレード部分は、タイヤ径方向の内径側端部及び外径側端部が、タイヤ周方向の両縁部間のタイヤ周方向における中心に位置する仮想中心線に対して直交するように互いに平行に直線状に延びており、タイヤ周方向の両縁部がトレッド成形面に対して、内径側に位置する内径側縁部と、外径側に位置する外径側縁部とを有し、前記内径側縁部が前記トレッド成形面に対して面直に延びており、前記外径側縁部が前記外径側端部に対して直角に延びており、前記間隔は、前記複数のサイプブレード部分が鋳包まれた状態で前記内径側縁部においてゼロになるように設定されており、これによって前記複数のサイプブレード部分が、それぞれの長手方向端部のうち前記内径側縁部において互いに当接してタイヤ周方向に隣接して位置してタイヤ周方向に延びるサイプブレードを形成するタイヤ加硫金型の製造方法を提供する。
【0015】
本発明によれば、複数のサイプブレード部分を、タイヤ周方向に隣接するようにタイヤ加硫金型に鋳包むことができる。これによって、タイヤ周方向に一体的に長く構成されたサイプブレードを鋳包む場合に比して、鋳造時における金型本体とここに鋳包まれたサイプブレード部分との間に生じる熱膨張量の差が小さくなる。すなわち、サイプブレードと金型本体との間に生じる熱膨張の差を、各サイプブレード部分に分散させることができる。
【0016】
さらに、熱膨張の差が、鋳型における隣接するサイプブレード間の間隔において、金型本体の収縮により吸収される。この結果、熱膨張量の差に起因した熱応力の発生が抑制される。したがって、タイヤ周方向に長く構成されたサイプブレードを備えたタイヤ加硫金型を、熱応力を抑制しつつ製造できる。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、タイヤ周方向に延びるサイプを形成するサイプブレードを備えたタイヤ加硫金型において、サイプブレードに起因した熱応力を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
図1】本発明の一実施形態に係るタイヤ加硫金型を示す斜視図。
図2図1のタイヤ加硫金型を構成するセクタを示す斜視図。
図3図2のIII−III線に沿った断面図。
図4】鋳型のトレッド成形面を正面から見た正面図。
図5】サイプブレードの変形例を示す図2と同様の斜視図。
図6】空気入りタイヤのトレッド部を展開して示す図。
図7】変形例に係るサイプブレード部分を示す図3と同様の断面図。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは相違している。
【0020】
図1は、本発明の一実施形態に係るタイヤ加硫金型1の斜視図である。タイヤ加硫金型1は、所謂セグメンテッドモールドとして構成されている。図1において、グリーンタイヤのトレッド部(不図示)を加硫成形するトレッドリング2が示されており、サイドプレート、ビードリング等他の金型構成部材は省略されている。また、図1において、トレッドリング2を構成するセクタ3の断面が破線によるハッチングを付して示されている。
【0021】
トレッドリング2は、タイヤ周方向において複数のセクタ3に分割されており、各セクタ3は、タイヤ加硫金型1の開閉時にタイヤ径方向に拡縮変位可能に設けられている。各セクタ3は、型開き状態(不図示)では放射状に離間しており、型閉め状態(図1)では互いに当接して環状のトレッドリング2が形成されるようになっている。
【0022】
図2は、セクタ3の1つを拡大して示す斜視図である。図2に示されるように、セクタ3は、金型本体10と、金型本体10に取り付けられたサイプブレード20とを有している。金型本体10には、タイヤ周方向に延びる複数の突条11〜14が形成されている。突条11及び12は、タイヤ幅方向の中央部を挟んだ両側に互いに間隔を空けて配置されている。突条13及び14は、突条11及び12それぞれのタイヤ幅方向外側に配置されている。
【0023】
サイプブレード20は、突条11及び13の間と、突条12及び14の間に配設されている。サイプブレード20は、金型本体を鋳造する際に一体に鋳包まれている。サイプブレード20は、タイヤ周方向に隣接して配設された複数のサイプブレード部分21によって構成されている。また、図1を併せて参照して、突条11〜14及びサイプブレード20は、タイヤ周方向の一周にわたって連続的に延びている。
【0024】
図6は、タイヤ加硫金型1を用いて加硫成形した空気入りタイヤ30のトレッド部を展開して示している。図6に示されるように、空気入りタイヤ30では、突条11〜14によって、タイヤ周方向に延びる複数の主溝31〜34が形成されている。空気入りタイヤ30は、主溝31〜34によって複数の陸部35〜39にタイヤ幅方向に区画されている。複数の陸部35〜39は、タイヤ周方向の一周にわたって連続的に延びており、空気入りタイヤ30はリブパターンに形成されている。
【0025】
主溝31及び32によって中央陸部35が区画され、主溝31及び33によってメディエイト陸部36が区画され、主溝32及び34によってメディエイト陸部37が区画され、主溝33及び34のタイヤ幅方向外側にショルダー陸部38,39が区画されている。メディエイト陸部36,37には、サイプブレード20によってタイヤ周方向の一周にわたって連続的に延びる周方向サイプ5が形成されている。
【0026】
図3は、図2のIII−III線における断面図であって、サイプブレード20のタイヤ周方向に沿った断面を示している。図3に示されるように、サイプブレード20は、タイヤ周方向に隣接して配設された複数のサイプブレード部分21によって構成されている。各サイプブレード部分21は、タイヤ周方向両端部に位置しておりタイヤ径方向に延びる両縁部21aが、金型本体10のうちトレッド面を形成するトレッド形成面15(図2も併せて参照)に対して90°、すなわち面直方向に延びている。
【0027】
本実施形態では、サイプブレード部分21は、タイヤ径方向の内径側端部21b及び外径側端部21cが直線状に構成されている。内径側端部21b及び外径側端部21cは、両縁部21a間のタイヤ周方向における中心に位置する仮想中心線Lに対して直交するように互いに平行に延びている。サイプブレード部分21は、外径側端部21cが内径側端部21bよりも長く、すなわちタイヤ径方向内側に向かってタイヤ周方向における寸法が縮小する台形状に形成されている。
【0028】
なお、内径側端部21b及び外径側端部21cを、タイヤ中心を中心とする円弧状に構成してもよい。しかしながら、本実施形態のように直線状に構成することによって、直線状の部材から切り出して構成することができ、円弧状に形成する場合に比して容易に構成できる。
【0029】
サイプブレード部分21は、好ましくは、タイヤ周方向の長さが20〜45mmに構成されている。これによって、サイプブレード部分21が、金型本体10に鋳包まれている部分のタイヤ周方向における長さが長大化することが抑制されるので、後述するように金型本体10を鋳造する際に、これらの間に生じる熱収縮量の差が過大となることが抑制される。
【0030】
次に、図4を参照して、セクタ3の製造方法について説明する。図4は、セクタ3を鋳造する際の鋳型40のうち、トレッド部を成形する部分を正面から見た正面図である。鋳型40には、複数のサイプブレード部分21が、金型の内側(キャビティ内)に一部が露出するように、タイヤ周方向に所定の間隔Xを空けて埋設されている。間隔Xは、鋳型40に注湯される溶融金属が冷却して固まる際の熱収縮量を考慮して設定されている。
【0031】
本実施形態では、サイプブレード20は、タイヤ周方向の一周にわたって連続的に延びているので、鋳型40において、複数のサイプブレード部分21間の間隔Xは、サイプブレード部分21の個数Nに等しい数だけ形成される。間隔Xは、鋳型40に注湯された溶融した金属が冷却されて固まる際の熱収縮量を間隔Xの数で除した値に設定されている。
【0032】
これによって、鋳型40に注湯された溶融した金属が冷却されて固まる際の熱収縮が、サイプブレード部分21間の間隔Xに位置する部分(金型本体10の素材)の収縮により吸収されて、金型本体10(素材)では、間隔Xがゼロとなって、各サイプブレード部分21が互いにタイヤ周方向に隣接する。
【0033】
また、好ましくは、サイプブレード部分21の鋳造時における熱膨張及び熱収縮をさらに考慮して、鋳型40に注湯された溶融した金属が冷却された固まった際に、各サイプブレード部分21が互いにタイヤ周方向に隣接する(間隔Xがゼロになる)ように、鋳型においてタイヤ周方向に隣接するサイプブレード部分21間の間隔Xを設定してもよい。
【0034】
鋳型40を用いて鋳造することによって、複数のサイプブレード部分21が鋳込まれてなる金型本体10の金型素材が形成され、該金型素材を機械加工してセクタ3が構成される。タイヤ加硫金型1は、複数のセクタ3と、他の金型構成部材とを組み合わせることによって製造される。
【0035】
以上説明した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
【0036】
(1)タイヤ周方向の一周にわたって連続的に延びるサイプブレード20が複数のサイプブレード部分21に分割されているので、タイヤ周方向の一周にわたって一体的に構成されたサイプブレード20を鋳包む場合に比して、鋳造時における金型本体10とここに鋳包まれたサイプブレード部分21との間に生じる熱膨張量の差が小さい。すなわち、サイプブレード20と金型本体10との間に生じる熱膨張の差を、各サイプブレード部分21に分散させることができる。
【0037】
さらに、熱膨張の差が、隣接するサイプブレード部分21間、すなわち鋳型40における間隔Xに位置する部分(金型本体10の素材)の収縮により吸収される。この結果、熱膨張量の差に起因した熱応力の発生が抑制される。したがって、タイヤ周方向に長く構成されたサイプブレード20を備えたタイヤ加硫金型1を、熱応力を抑制しつつ構成できる。
【0038】
(2)サイプブレード部分21は、タイヤ径方向内側に向かってタイヤ周方向における寸法が縮小する台形状に形成されている。さらに、タイヤ周方向に隣接するサイプブレード部分21間において、互いに対向するタイヤ周方向両端部に位置する両縁部21aが平行にタイヤ径方向に延びている。これによって、サイプブレード20を複数のサイプブレード部分21が隣接する隣接部において隙間なく構成できる。
【0039】
これに対して、複数のサイプブレード部分21を、矩形状に構成した場合(図3に二点鎖線で示す)には、隣接する複数のサイプブレード部分21間において、隙間が生じることになるので、これらの隣接部においてタイヤ周方向に隙間無く連続させることができない。
【0040】
(3)鋳型40には、複数のサイプブレード部分21が、タイヤ周方向に所定の間隔Xを空けて埋設されており、間隔Xは、鋳型40に注湯される溶融金属が冷却して固まる際の熱収縮量を考慮して設定されている。これによって、複数のサイプブレード部分21を、タイヤ周方向に隣接するように金型本体10に鋳包むことができる。
【0041】
これによって、タイヤ周方向の一周にわたって連続的に長く構成されたサイプブレード20を鋳包む場合に比して、鋳造時における金型本体10とここに鋳包まれたサイプブレード部分21との間に生じる熱膨張量の差が小さくなる。すなわち、サイプブレード20と金型本体10との間に生じる熱膨張の差を、各サイプブレード部分21に分散させることができる。
【0042】
さらに、熱膨張の差が、隣接するサイプブレード部分21間、すなわち鋳型40における間隔Xに位置する部分(金型本体10の素材)の収縮により吸収される。この結果、熱膨張量の差に起因した熱応力の発生が抑制される。したがって、タイヤ周方向に長く構成されたサイプブレード20を備えたタイヤ加硫金型1を、熱応力を抑制しつつ構成できる。この結果、熱膨張量の差に起因した熱応力の発生が抑制される。したがって、タイヤ周方向に長く構成されたサイプブレード20を備えたタイヤ加硫金型1を、熱応力を抑制しつつ製造できる。
【0043】
上記実施形態では、サイプブレード20を、タイヤ周方向の一周にわたって連続的に延びる場合を例にとって説明したが、図5に示されるように、サイプブレード20がタイヤ周方向の所定長さにわたって伸びる場合に適用してもよい。この場合でもサイプブレード20を、複数のサイプブレード部分21にタイヤ周方向に分割することによって熱応力を抑制できる。
【0044】
また、図7に示される変形例に係るサイプブレード部分210のように、隣接するサイプブレード210間において、金型本体10に埋め込まれている部分を互いに間隔を空けるように構成してもよい。具体的には、サイプブレード部分210のタイヤ周方向の両端部に位置する両縁部210aを、トレッド成形面15を挟んで、タイヤ径方向内側に位置する内径側縁部210aと、タイヤ径方向外側に位置する外径側縁部210aとを有するように構成してもよい。
【0045】
内径側縁部210aは、上記実施形態と同様に、トレッド成形面15に対して面直にタイヤ径方向に延びている。一方、外径側縁部210aは、トレッド成形面15に対して面直に延びておらず、外径側端部210cに対して直角に延びている。すなわち、縁部210aは、内径側縁部210aと外径側縁部210aとの間には、屈曲点P1が形成されている。
【0046】
この結果、互いに隣接するサイプブレード部分210間のうち、キャビティ側では、それぞれの対向する内径側縁部210aが互いに隙間なく隣接するように構成される一方で、金型本体10への埋め込み側では、それぞれの対向する外径側縁部210aの間に隙間Sが形成されている。隙間Sによれば、熱膨張時に、隣接するサイプブレード部分210が、金型本体10に埋め込まれた部分において干渉することが防止される。
【0047】
また、サイプブレード部分210を鋳型40(図4)にセットする際に、外径側縁部210aが鋳型40から現れると共に屈曲点P1が鋳型40の表面(トレッド成形面15に対応する部分)上に位置するように、セットすることによって、サイプブレード部分210の鋳型40への埋め込み深さを容易に管理できる。
【0048】
また、上記実施形態では、セグメンテッドモールドのタイヤ加硫金型を例にとって説明したが、タイヤ幅方向に2分割されたツーピースモールドにも適用することができる。
【符号の説明】
【0049】
1 タイヤ加硫金型
2 トレッドリング
3 セクタ
10 金型本体
11〜14 突条
20 サイプブレード
21 サイプブレード部分
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7