特開 2022-62625 タイヤ加硫金型及びタイヤ加硫金型の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022062625

(43)【公開日】2022-04-20

(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 20060101AFI20220413BHJP

   B29C 35/02 20060101ALI20220413BHJP

   B29L 30/00 20060101ALN20220413BHJP

【ＦＩ】

B29C33/02

B29C35/02

B29L30:00

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020170768

(22)【出願日】2020-10-08

(71)【出願人】

【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】中林 隆之

【テーマコード（参考）】

4F202

4F203

【Ｆターム（参考）】

4F202AA45

4F202AG28

4F202AH20

4F202AJ09

4F202AJ14

4F202CA21

4F202CB01

4F202CU01

4F202CU02

4F202CU14

4F203AB03

4F203AG28

4F203AH20

4F203AJ09

4F203AJ14

4F203DA11

4F203DB01

4F203DC01

4F203DL10

(57)【要約】

【課題】金型の長寿命化を図りつつ、陸部の側壁に所望形状の穴部を形成することができるタイヤ加硫金型及びその製造方法を提供する
【解決手段】本発明は、タイヤ周方向Ｘに沿って延びる主溝４と、主溝４に面した陸部５の側壁５ａにタイヤ周方向Ｘに間隔をあけて設けられた複数の穴部８とを備える空気入りタイヤＴを加硫成型するタイヤ加硫金型１０において、主溝４を形成する突条２０と、複数の穴部８を形成する穴形成部材３０とを備え、穴形成部材３０は、板部３２と板部３２の一方面３２ａから突出する複数の凸部３４とを備え、複数の凸部３４が突条２０の側面２０ａより突出するように板部３２が突条２０に固定されている。
【選択図】 図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

タイヤ周方向に沿って延びる主溝と、前記主溝に面した陸部の側壁にタイヤ周方向に間隔をあけて設けられた複数の穴部とを備える空気入りタイヤを加硫成型するタイヤ加硫金型において、
前記主溝を形成する突条と、前記複数の穴部を形成する穴形成部材とを備え、
前記穴形成部材は、板部と前記板部の一方面から突出する複数の凸部とを備え、前記複数の凸部が前記突条の側面より突出するように前記板部が前記突条に固定されているタイヤ加硫金型。

【請求項2】

前記穴形成部材は、前記板部の他方面から突出し、先端ほど断面形状が広がった突起を備える請求項１に記載のタイヤ加硫金型。

【請求項3】

前記板部の一方面が、前記突条の側面と面一に、又は前記突条の側面より突出するように、前記板部が前記突条に固定されている請求項１又は２に記載のタイヤ加硫金型。

【請求項4】

前記穴形成部材は、前記突条より耐摩耗性の高い材料で形成されている請求項１～３のいずれか１項に記載のタイヤ加硫金型。

【請求項5】

前記板部は、前記突条の幅方向全体を覆うように突条に固定されている請求項１～４のいずれか１項に記載のタイヤ加硫金型。

【請求項6】

タイヤ周方向に沿って延びる主溝と、前記主溝に面した陸部の側壁にタイヤ周方向に間隔をあけて設けられた複数の穴部とを備える空気入りタイヤを加硫成型するタイヤ加硫金型の製造方法において、
前記タイヤ加硫金型は、前記主溝を形成する突条と、前記複数の穴部を形成する穴形成部材とを備え、
板部と前記板部の一方面から突出する複数の凸部とを備える穴形成部材を積層造形法により形成する第１工程と、
前記複数の凸部が前記突条の側面より突出するように前記板部を前記突条に固定する第２工程と、を備えるタイヤ加硫金型の製造方法。

【請求項7】

前記第２工程において、前記板部の一方面が、前記突条の側面と面一に、又は前記突条の側面より突出するように、前記板部を前記突条に固定する請求項６に記載のタイヤ加硫金型の製造方法。

【請求項8】

前記第２工程が、前記突条に前記板部を鋳込む工程を含む請求項６又は７に記載のタイヤ加硫金型の製造方法。

【請求項9】

前記第１工程は、前記凸部の少なくとも１つに前記凸部の先端から突出する突片を形成する工程を含み、
前記第２工程後に前記突片を除去する第３工程を備える請求項８に記載のタイヤ加硫金型の製造方法。

【請求項10】

前記第１工程が、前記板部の他方面から突出し、先端ほど断面形状が広がった突起を積層造形法により形成する工程を含む請求項８又は９に記載のタイヤ加硫金型の製造方法。

【請求項11】

前記第２工程が、前記突条の側面に凹部を形成する工程と、前記板部を前記凹部に締まり嵌めによって嵌合する工程と、を含む請求項６又は７に記載のタイヤ加硫金型の製造方法。

【請求項12】

前記第２工程が、前記突条の側面に凹部を形成する工程と、耐熱ボンドによって前記板部を前記凹部に固定する工程と、を含む請求項６又は７に記載の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主溝をトレッド部に設けた空気入りタイヤでは、主溝に起因する気柱管共鳴音によって走行中にタイヤと路面との間からパターンノイズが発生することがある。気柱管共鳴音を減らすためには、接地された主溝の空間内を通過する空気の流速を小さくすることが効果的である。

【0003】

そこで、主溝に面した陸部の側壁にタイヤ周方向に沿って複数の穴部を設け、主溝に面した陸部の側壁と空気との摩擦抵抗を大きくすることで、主溝内を通過する空気の流速を小さくして発生する気柱管共鳴音を抑えることが提案されている（特許文献１参照）。

【0004】

このような穴部を主溝に面した陸部の側壁に形成するために、タイヤ加硫金型には、主溝を形成する突条の側面より凸部が突出している。

【0005】

しかしながら、突条の側面より突出する凸部は、突条に比べて突出量が非常に小さいため、ショットブラスト等によってタイヤ加硫金型を洗浄すると摩滅しやすく、金型寿命が短い。また、凸部は、通常、鋳造法によって形成した突条に切削加工を施すことで形成するため、切削工具によって凸部の形状が制限されることに伴って凸部によって形成される穴部の形状も制限されることがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平１０－３１５７１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、タイヤ周方向に沿って延びる主溝に面した陸部の側壁にタイヤ周方向に沿って複数の穴部を設けた空気入りタイヤを加硫成型するタイヤ加硫金型において、金型の長寿命化を図りつつ所望形状の穴部を形成することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のタイヤ加硫金型は、タイヤ周方向に沿って延びる主溝と、前記主溝に面した陸部の側壁にタイヤ周方向に間隔をあけて設けられた複数の穴部とを備える空気入りタイヤを加硫成型するタイヤ加硫金型において、前記主溝を形成する突条と、前記複数の穴部を形成する穴形成部材とを備え、前記穴形成部材は、板部と前記板部の一方面から突出する複数の凸部とを備え、前記複数の凸部が前記突条の側面より突出するように前記板部が前記突条に固定されているものである。

【0009】

また、本発明のタイヤ加硫金型の製造方法は、タイヤ周方向に沿って延びる主溝と、前記主溝に面した陸部の側壁にタイヤ周方向に間隔をあけて設けられた複数の穴部とを備える空気入りタイヤを加硫成型するタイヤ加硫金型の製造方法において、前記タイヤ加硫金型は、前記主溝を形成する突条と、前記複数の穴部を形成する穴形成部材とを備え、板部と前記板部の一方面から突出する複数の凸部とを備える穴形成部材を積層造形法により形成する第１工程と、前記複数の凸部が前記突条の側面より突出するように前記板部を前記突条に固定する第２工程と、を備えるものである。

【発明の効果】

【0010】

上記のタイヤ加硫金型及びその製造方法では、金型の長寿命化を図りつつ所望形状の穴部を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係るタイヤ加硫金型で成型される空気入りタイヤのトレッドパターンの展開平面図

【図2】図１に示す空気入りタイヤの陸部の斜視図

【図3】図２のＡ－Ａ断面図

【図4】本発明の一実施形態に係るタイヤ加硫金型の断面図

【図5】本発明の一実施形態に係るタイヤ加硫金型の要部拡大斜視図

【図6】図４の要部拡大断面図

【図7】（ａ）は穴形成部材の側面図、（ｂ）は穴形成部材の平面図

【図8】図４に示すタイヤ加硫金型の製造方法を説明する図であって、（ａ）は穴形成部材を固定した石膏鋳型の要部拡大断面図、（ｂ）はタイヤ加硫金型の要部拡大断面図

【図9】本発明の変更例に係るタイヤ加硫金型の要部断面図

【発明を実施するための形態】

【0012】

図４は、空気入りタイヤ（以下、単にタイヤという）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。

【0013】

ここで、タイヤＴは、接地面をなすトレッド１と、トレッド１の幅方向Ｙ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２及びビード３とを備えて構成されている。

【0014】

トレッド１の表面は、図１に示すように、タイヤ周方向Ｘにストレート状に延びる複数（図１では３つ）の主溝４によって複数の陸部５に区画されている。陸部５には、主溝４に交差する複数の横溝６及びサイプ７が、タイヤ周方向Ｘに間隔をあけて設けられている。

【0015】

図２及び図３に示すように、主溝４に面する陸部５の側壁５ａには、タイヤ周方向Ｘに間隔をあけて凹形状の穴部８が複数設けられている。穴部８は、主溝４に開口する横溝６及びサイプ７の開口端と重ならないように当該開口端よりタイヤ周方向Ｘに離れた位置に設けられている。

【0016】

なお、図２に例示するタイヤＴでは、タイヤ周方向Ｘに比べて主溝４の深さ方向Ｚに長い長穴形状の穴部８が、主溝４の深さ方向Ｚの同じ位置に配置されているが、穴部８の形状（主溝４に開口する部分の形状）や穴部８を側壁５ａに設ける主溝４の深さ方向Ｚの位置は限定されない。例えば、穴部８の形状を円形に設けたり、形状の異なる複数種類の穴部８を側壁５ａに設けたり、主溝４の深さ方向Ｚに穴部８を設ける位置を変化させてもよい。また、複数の主溝４に面する全ての陸部５の側壁５ａに穴部８を設けても良く、タイヤ幅方向Ｙの外側に位置する主溝４に面する陸部５の側壁５ａのみに穴部８を設けるなど、一部の主溝４に面する陸部５の側壁５ａのみに穴部８を設けてもよい。

【0017】

次に、本実施形態の加硫金型１０について説明する。加硫金型１０は、グリーンタイヤ（生タイヤ）を上記したタイヤＴのような形状に加硫成形する金型であり、コンテナを介して加硫機に取り付けられ、タイヤ加硫装置を構成するものである。

【0018】

加硫金型１０は、トレッド１の外面を成型するセクタ１２と、サイドウォール２の外面を成型する上下一対のサイドウォールモールド１４と、ビード３の外面を成型する上下一対のビードモールド１６を備え、空気入りタイヤの成形空間であるキャビティ１８を形成する。

【0019】

セクタ１２は、アルミニウムやアルミニウム合金や鉄などの金属材料からなり、タイヤＴのトレッド１を形成する金型である。セクタ１２は、タイヤ周方向に複数（例えば、７個）に分割され、それぞれがタイヤ放射方向（タイヤ径方向Ｒ）に拡縮変位可能に設けられており、各セクタ１２が型閉め位置に配置した型閉め状態では互いに寄り集まって環状をなしている。セクタ１２は、図４及び図５に示すように、トレッド１に主溝４を成型するための突条２０と、突条２０によって区画されトレッド１に陸部５を形成する陸部成型部２２とを備える。陸部成型部２２には、一端が突条２０の側面２０ａに連結された横リブ２４とブレード２６が設けられている。横リブ２４は陸部５に横溝６を形成し、ブレード２６は陸部５にサイプ７を形成する。

【0020】

図４及び図５に示すように、セクタ１２においてトレッド１に主溝４を形成する突条２０は、陸部成型部２２に面した側面２０ａに穴部８を形成する穴形成部材３０と、この穴形成部材３０が取り付けられる取付凹部２８とを備える。

【0021】

穴形成部材３０は、トレッド１の陸部５の側壁５ａに穴部８を形成するための部材である。穴形成部材３０は、ＳＵＳ３０４やＳＵＳ６３０等のステンレスや、鉄やステンレス等の金属粉体を含有する樹脂材料など、セクタ１２を構成する金属材料より耐摩耗性の高い金属材料や樹脂材料からなることが好ましく、また、熱膨張係数がセクタ１２を構成する金属材料より大きい材料からなることが好ましい。穴形成部材３０は、図５～図７に示すように、平板状の板部３２と、板部３２の一方面３２ａから突出する複数の凸部３４と、板部３２の他方面３２ｂから突出する突起３６とを備える。

【0022】

穴形成部材３０は、板部３２の一方面３２ａに設けた凸部３４が突条２０の側面２０ａより陸部成型部２２へ突出するように、板部３２及び突起３６が取付凹部２８に嵌め込まれることで、突条２０の側面２０ａに固定されている。ここで、板部３２の一方面３２ａが、突条２０の側面２０ａと面一又は突条２０の側面２０ａより陸部成型部２２へ突出するように、板部３２を取付凹部２８に嵌め込むことが好ましい。

【0023】

凸部３４は、タイヤ周方向Ｘに比べて主溝４の深さ方向Ｚに長く延びる突条状をなしており、突条２０の側面２０ａから陸部成型部２２へ突出するように設けられ、陸部５の側壁５ａに長穴状の穴部８を成型する。

【0024】

突起３６は、板部３２の他方面３２ｂに設けられたタイヤ周方向Ｘに延びる突条状をなしている。図６に示すように、突起３６の断面形状は、板部３２の他方面３２ｂから先端へ向かうほど主溝４の深さ方向Ｚに長くなっており、先端ほど断面形状が広がった形状をなしている。

【0025】

次に、加硫金型１０の製造方法について、図７及び図８を参照して説明する。

【0026】

まず、板部３２、凸部３４及び突起３６を備える上記した穴形成部材３０に突片３８が一体に設けられた図７に示すようなインサート部材４０を形成する。このインサート部材４０は、穴形成部材３０を構成する複数の凸部３４の１つまたは複数から突片３８が突出している。突片３８は、板部３２の一方面３２ａから離れる方向へ突出する平板状をなしており、その先端に幅広のアンカ部３９が設けられている。

【0027】

このようなインサート部材４０は、例えば、積層造形法によって形成することができる。ここで、積層造形法とは、３次元ＣＡＤデータ等からなるソリッドモデルから、当該ソリッドモデルに対応する形状を直ちに造形可能な造形法である。具体的にはソリッドモデルを複数層に分割して生成したスライスデータ（積層データ）を成形機に送信する。複数のスライスデータを受信した成形機では、予め層状に敷き詰められた素材粉末に対してレーザーを照射し、素材粉末を加熱しつつ各スライスデータの形状に対応する層を焼結により成形する。このような加熱及び焼結は、スライスデータの数に対応して繰り返し実行され、加熱，焼結によって成形される各層は、予め設定された所定の方向に順次積層されて互いに一体化される。

【0028】

積層造形法により形成されるインサート部材４０は、ソリッドモデルを例えば凸部３４が延びる方向に分割したスライスデータに基づいて、各層を焼結しつつ積層することにより形成することができる。

【0029】

ここで、図７に基づいてインサート部材４０の各種寸法の一例を挙げると、主溝４を形成すると突条２０の幅が１０ｍｍ、深さが１０ｍｍの場合に、凸部３４の突出高さＪが０．３ｍｍ～０．５ｍｍ、板部３２の厚みＫが０．５ｍｍ～３ｍｍ、凸部３４から板部３２の周縁までの長さＨが０．５ｍｍ～１ｍｍ、板部３２のタイヤ周方向Ｘの長さＬが５０ｍｍ以下とすることができる。

【0030】

次に、石膏でタイヤＴの石膏鋳型Ｍを製作する。この石膏鋳型Ｍは、図８（ａ）に示すように、サイプ７を除く主溝４、陸部５及び横溝６等に相当する主溝対応部Ｍ４、陸部対応部Ｍ５及び横溝対応部Ｍ６等を備える。陸部対応部Ｍ５には、タイヤＴの穴部８に相当する位置に、インサート部材４０の突片３８及び凸部３４が埋設されている。ここで、インサート部材４０の板部３２の一方面３２ａが、陸部対応部Ｍ５の側面Ｍ５ａと面一又は側面Ｍ５ａより陸部対応部Ｍ５側に位置する（つまり、一方面３２ａが陸部対応部Ｍ５に埋設される）ように、インサート部材４０を陸部対応部Ｍ５に埋設することが好ましい。

【0031】

次に、石膏鋳型Ｍの周りにアルミニウムやアルミニウム合金等の金属を流し込むことで、陸部対応部Ｍ５の側面Ｍ５ａから突出する板部３２及び突起３６が突条２０に鋳込まれる。

【0032】

そして、石膏鋳型Ｍを壊して取り除いて鋳造した加硫金型を取り出すと、板部３２及び突起３６が突条２０に埋設され、凸部３４及び突片３８が突条２０から陸部成型部２２へ突出するように、インサート部材４０が突条２０に固定された加硫金型が得られる（図８（ｂ）参照）。

【0033】

次に、得られた加硫金型において突条２０から陸部成型部２２へ突出する突片３８を除去し、更に、サイプ７を形成するためのブレード２６を陸部成型部２２の所定位置に固定することで、加硫金型１０が得られる。なお、突片３８の除去は、図８（ｂ）に示すように、付け根側（凸部３４側）を残して突片３８を除去してもよく、また、凸部３４のみが残るように突片３８を全て除去してもよい。

【0034】

なお、突条２０を挟んで対向する位置に穴形成部材３０を設ける場合や、穴形成部材３０をタイヤ周方向Ｘに並べて突条２０に設ける場合に、穴形成部材３０の板部３２を異なる厚みに設定することが好ましい。

【0035】

以上のような加硫金型１０では、陸部５の側壁５ａに複数の穴部８を形成する穴形成部材３０が、トレッド１の外面を成型するセクタ１２と別体に設けられているため、穴形成部材３０の形状が制限されることなく所望形状の穴部８をタイヤＴに形成することができる。しかも、穴形成部材３０をセクタ１２より耐摩耗性の高い材料で形成することで、穴形成部材３０の凸部３４の摩滅を抑えることができ、加硫金型１０の耐久性を向上することができる。

【0036】

本実施形態の加硫金型１０では、板部３２の他方面３２ｂから先端ほど断面形状が広がった突起３６が突出しているため、穴形成部材３０のセクタ１２からの脱落を防止することができる。

【0037】

本実施形態の加硫金型１０では、板部３２の一方面３２ａが、突条２０の側面２０ａと面一又は突条２０の側面２０ａより陸部成型部２２へ突出するように、板部３２が取付凹部２８に嵌め込まれているため、穴形成部材３０の板部３２の一方面３２ａと取付凹部２８とで形成される突起が、タイヤの主溝の側壁から突出して主溝の排水性能を損なうことがない。

【0038】

また、本実施形態では、セクタ１２を鋳造により成型し、穴形成部材３０のみを積層造形法によって成型するため、加硫金型１０全体を積層造形法によって成型する場合に比べて製造コストを大幅に抑えつつ、所望形状に穴形成部材３０を成型することができる。

【0039】

本実施形態では、凸部３４の先端から突出する突片３８を穴形成部材３０に設け、板部３２とともに突片３８を石膏鋳型Ｍに埋設しているため、穴形成部材３０の位置ずれを抑えることができ、所望位置に穴形成部材３０を配置することができる。
（変更例）
上記の実施形態は、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。この新規な実施形態は、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。

【0040】

例えば、上記の実施形態では、穴形成部材３０を石膏鋳型Ｍに埋設して鋳造することで、セクタ１２と穴形成部材３０を一体化する場合について示したが、取付凹部２８を設けたセクタ１２を鋳造法などによって成型した後、取付凹部２８より所定寸法（例えば、０．０５～０．１５ｍｍ）大きく形成した板部３２を締まり嵌めによって嵌合することで穴形成部材３０をセクタ１２に固定したり、板部３２を耐熱ボンドによって取付凹部２８に接着することで穴形成部材３０をセクタ１２に固定してもよい。

【0041】

例えば、上記の実施形態では、穴形成部材３０を石膏鋳型Ｍに埋設して鋳造することで、セクタ１２と穴形成部材３０を一体化する場合について示したが、取付凹部２８を設けたセクタ１２を鋳造法などによって成型した後、取付凹部２８より所定寸法（例えば、０．０５～０．１５ｍｍ）大きく形成した板部３２を締まり嵌めによって嵌合することで穴形成部材３０をセクタ１２に固定してもよい。この場合、穴形成部材３０がセクタ１２を構成する金属材料より熱膨張係数の大きい材料からなることが好ましい。これにより、加硫金型１０の加熱によって穴形成部材３０がセクタ１２から脱落するのを防止することができる。

【0042】

また、取付凹部２８を設けたセクタ１２を鋳造法などによって成型した後、板部３２を耐熱ボンドによって取付凹部２８に接着することで穴形成部材３０をセクタ１２に固定してもよい。この場合、取付凹部２８に対して接着される板部３２の他方面３２ｂに微少（例えば、０．５ｍｍ程度）な凹凸を設けることが好ましい。これにより、耐熱ボンドによる接着力が向上し、穴形成部材３０がセクタ１２から脱落しにくくなる。

【0043】

また、図９に示すように、穴形成部材１３０が、断面略Ｕ字状に形成された板部１３２と、板部１３２の外側面１３２ａに設けられた複数の凸部１３４とを備え、突条２０の両側面２０ａに跨がるように突条２０の幅方向全体にわたって設けられた取付凹部１２８に、突条２０の幅方向全体を覆うように板部１３２を固定することで、突条２０の側面２０ａから凸部１３４を突出させてもよい。このような場合、穴形成部材１３０の位置ずれを抑えつつ、幅狭な突条２０に凸部１３４を配置することができる。

【符号の説明】

【0044】

１…トレッド、２…サイドウォール、３…ビード、４…主溝、５…陸部、６…横溝、７…サイプ、８…穴部、１０…加硫金型、１２…セクタ、１４…サイドプレート、１６…ビードリング、１８…キャビティ、２０…突条、２２…陸部成型部、２４…横リブ、２６…ブレード、２８…取付凹部、３０…穴形成部材、３２…板、３４…凸部、３６…突起、３８…突片、３９…アンカ部、４０…インサート部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】