特開 2023-91334 タイヤ加硫金型及びそれを用いたタイヤの製造方法

(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】P2023091334

(43)【公開日】2023-06-30

(54)【発明の名称】タイヤ加硫金型及びそれを用いたタイヤの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 33/02 20060101AFI20230623BHJP

   B29D 30/06 20060101ALI20230623BHJP

【ＦＩ】

B29C33/02

B29D30/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021206020

(22)【出願日】2021-12-20

(71)【出願人】

【識別番号】000006714

【氏名又は名称】横浜ゴム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100129252

【弁理士】

【氏名又は名称】昼間 孝良

(74)【代理人】

【識別番号】100155033

【弁理士】

【氏名又は名称】境澤 正夫

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 有二

【テーマコード（参考）】

4F202

4F215

【Ｆターム（参考）】

4F202AA45

4F202AA46

4F202AH20

4F202CA21

4F202CU01

4F202CU07

4F202CU20

4F215AH20

4F215AM32

4F215VA01

4F215VD01

4F215VP37

(57)【要約】

【課題】 スピューによるベントホールの目詰まりを効果的に抑制することを可能にしたタイヤ加硫金型及びそれを用いたタイヤの製造方法を提供する。
【解決手段】 タイヤ外表面を成形する成形面３１と、該成形面３１に開口するベントホール３２とを備えたタイヤ加硫金型１０において、ベントホール３２の成形面３２から離れた領域に、ゴムに対する離型性を有する素材で構成された離型層３３が局部的に配置されている。このタイヤ加硫金型１０の内側に未加硫状態のタイヤＴを投入し、タイヤＴを内側から加圧しつつ加硫を行う。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

タイヤ外表面を成形する成形面と、該成形面に開口するベントホールとを備えたタイヤ加硫金型において、前記ベントホールの前記成形面から離れた領域に、ゴムに対する離型性を有する素材で構成された離型層が局部的に配置されていることを特徴とするタイヤ加硫金型。

【請求項2】

前記離型層は、前記成形面から前記ベントホール内に形成されるスピューの平均長さの５０％～１５０％の領域に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫金型。

【請求項3】

前記離型層は、前記成形面から前記ベントホールの軸方向に沿って８ｍｍ～２４ｍｍの領域に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫金型。

【請求項4】

前記ベントホールの少なくとも一部を包含すると共に前記金型の本体から分離可能であるベントピースを備えることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のタイヤ加硫金型。

【請求項5】

前記離型層が前記ベントホールに対する表面加工にて形成されていることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のタイヤ加硫金型。

【請求項6】

前記表面加工がフッ素樹脂加工又はメッキ加工であることを特徴とする請求項５に記載のタイヤ加硫金型。

【請求項7】

前記離型層が前記ベントホールに組み込まれた筒状体であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のタイヤ加硫金型。

【請求項8】

前記筒状体がフッ素樹脂又はシリコーン樹脂を主原料として構成されることを特徴とする請求項７に記載のタイヤ加硫金型。

【請求項9】

前記離型層により形成される孔部の断面積が前記ベントホールの前記離型層より前記成形面側の部分の断面積よりも小さいことを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載のタイヤ加硫金型。

【請求項10】

請求項１～９のいずれかに記載のタイヤ加硫金型の内側に未加硫状態のタイヤを投入し、前記タイヤを前記成形面に向かって加圧しながら該タイヤの加硫を行うことを特徴とするタイヤの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ベントホールを備えたタイヤ加硫金型及びそれを用いたタイヤの製造方法に関し、更に詳しくは、スピューによるベントホールの目詰まりを効果的に抑制することを可能にしたタイヤ加硫金型及びそれを用いたタイヤの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

空気入りタイヤの製造工程においては、タイヤ加硫金型の内側に未加硫状態のタイヤを投入し、そのタイヤをブラダーにより内側から加圧しながら加熱することにより、タイヤの加硫を行っている。その際、タイヤ加硫金型の成形面と未加硫タイヤとの間にエアが残っていると、その残留エアに起因してタイヤ表面故障が発生する。このようなタイヤ表面故障を防止するために、タイヤ加硫金型には成形面に開口するエア抜き用の多数のベントホールが設けられている。

【0003】

しかしながら、加硫時にベントホール内に形成されたスピュー（髭状のゴム片）の少なくとも一部が離型時にベントホール内に残存し、ベントホールに目詰まりを生じると、次の加硫においてベントホールによるエア抜きを行うことができず、その部分にタイヤ表面故障が生じることになる。また、スピューによるベントホールの目詰まりが発生した場合、ベントホールを掃除するためにタイヤの生産を一時的に停止する必要があり、このことはタイヤの生産性を大幅に低下させる要因となる。

【0004】

上述の不都合を解消するために、ベントホールの内表面の全域に表面摩擦を低減させる表面加工を行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、ベントホールの内表面の全域にわたって表面加工を行った場合、摩擦抵抗の低減によりベントホール内に形成されるスピューが相対的に長くなってしまい、それに伴って引き抜き時の抵抗力も増大するため、スピューが根元から破断し、ベントホース内に残存することがある。そのため、この手法ではベントホールの目詰まりを抑制する効果が必ずしも十分ではない。

【0005】

また、未加硫タイヤの表面に離型剤を塗布してから加硫を行うことにより、ベントホール内に離型膜を形成することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、この場合も、ベントホール内に形成されるスピューが相対的に長くなってしまい、それに伴って引き抜き時の抵抗力も増大するため、スピューが根元から破断し、ベントホース内に残存することがある。そのため、この手法ではベントホールの目詰まりを抑制する効果が必ずしも十分ではない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第６３１７５９９号公報

【特許文献2】特開２０１０－１０５３６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、スピューによるベントホールの目詰まりを効果的に抑制することを可能にしたタイヤ加硫金型及びそれを用いたタイヤの製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するための本発明のタイヤ加硫金型は、タイヤ外表面を成形する成形面と、該成形面に開口するベントホールとを備えたタイヤ加硫金型において、前記ベントホールの前記成形面から離れた領域に、ゴムに対する離型性を有する素材で構成された離型層が局部的に配置されていることを特徴とするものである。

【0009】

また、本発明のタイヤの製造方法は、上述のタイヤ加硫金型の内側に未加硫状態のタイヤを投入し、前記タイヤを前記成形面に向かって加圧しながら該タイヤの加硫を行うことを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0010】

本発明者は、ベントホールを備えたタイヤ加硫金型について鋭意研究した結果、このようなタイヤ加硫金型を用いて加硫を繰り返し行う場合、ベントホール内に形成されるスピューの先端部付近に汚れが徐々に堆積し、その堆積物に起因してスピューの先端部が破断するという現象を認識し、このような堆積物の成長を抑制することでベントホールの目詰まりを効果的に抑制可能であることを知見し、本発明に至ったのである。

【0011】

即ち、本発明では、タイヤ外表面を成形する成形面と、該成形面に開口するベントホールとを備えたタイヤ加硫金型において、ベントホールの成形面から離れた領域に、ゴムに対する離型性を有する素材で構成された離型層が局部的に配置されているので、ベントホール内に形成されるスピューの先端部付近に汚れが堆積することを防止し、そのような堆積物に起因するスピューの先端部の破断を防止することができる。また、離型層はベントホールの成形面から離れた領域に局部的に配置されているので、スピューの長さが過度に増大することはなく、引き抜き時の抵抗力の増大によるスピューの根元からの破断を抑制することができる。これにより、スピューによるベントホールの目詰まりを効果的に抑制することができる。その結果、残留エアに起因するタイヤ表面故障を防止すると共に、ベントホールの清掃頻度を低減してタイヤの生産性を改善するという優れた効果を得ることができる。

【0012】

本発明において、離型層は、成形面からベントホール内に形成されるスピューの平均長さの５０％～１５０％の領域に配置されていることが好ましい。或いは、離型層は、成形面からベントホールの軸方向に沿って８ｍｍ～２４ｍｍの領域に配置されていることが好ましい。このようにベントホールの成形面から適度に離れた領域に離型層が配置されていることにより、スピューによるベントホールの目詰まりを効果的に抑制することができる。

【0013】

本発明において、ベントホールの少なくとも一部を包含すると共に金型の本体から分離可能であるベントピースを備えることが好ましい。金型の本体から分離可能であるベントピースを採用することにより、ベントホールに対して離型層を容易に形成することができる。

【0014】

離型層はベントホールに対する表面加工にて形成されることが可能である。より具体的には、表面加工はフッ素樹脂加工又はメッキ加工であることが好ましい。これら表面加工により形成された離型層によれば、スピューによるベントホールの目詰まりを効果的に抑制することができる。

【0015】

或いは、離型層はベントホールに組み込まれた筒状体であることが可能である。より具体的には、筒状体はフッ素樹脂又はシリコーン樹脂を主原料として構成されることが好ましい。このような筒状体からなる離型層によれば、スピューによるベントホールの目詰まりを効果的に抑制することができる。

【0016】

また、離型層により形成される孔部の断面積がベントホールの離型層より成形面側の部分の断面積よりも小さいことが好ましい。このように離型層により形成される孔部の断面積を小さくすることにより、ベントホール内に形成されるスピューを短くする作用が得られるので、ベントホールの目詰まりを更に効果的に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態からなるタイヤ加硫装置を示す子午線断面図である。

【図2】本発明に係るタイヤ加硫金型のベントホール部分を示す断面図である。

【図3】本発明に係るタイヤ加硫金型のベントホール部分をベントホール内に形成されたスピューと共に示す断面図である。

【図4】本発明に係るタイヤ加硫金型のベントホール部分の変形例を示す断面図である。

【図5】本発明に係るタイヤ加硫金型のベントホール部分の他の変形例を示す断面図である。

【図6】従来のベントホールにおける目詰まりの発生メカニズムを示し、（ａ）～（ｃ）は各段階でのベントホールの状態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなるタイヤ加硫装置を示し、図２は本発明に係るタイヤ加硫金型のベントホール部分を示し、図３はそのベントホール部分をスピューと共に示すものである。

【0019】

図１に示すように、このタイヤ加硫装置は、空気入りタイヤＴの外表面を成形するタイヤ加硫金型（以下、「金型」と称す）１０と、空気入りタイヤＴの内側に挿入される筒状のブラダー２０とを備えている。また、このタイヤ加硫装置は、該ブラダー２０の内側にスチーム等の加熱加圧媒体を供給するための加熱加圧媒体供給手段（不図示）や、金型１０を加熱するための加熱手段（不図示）を備えている。

【0020】

金型１０は、空気入りタイヤＴのサイドウォール部を成形するための下側サイドプレート１１及び上側サイドプレート１２と、空気入りタイヤＴのビード部を成形するための下側ビードリング１３及び上側ビードリング１４と、空気入りタイヤＴのトレッド部を成形するための複数のセクター１５とから構成され、その金型１０の内側で空気入りタイヤＴを加硫成形するようになっている。なお、金型１０の構造は特に限定されるものではなく、図示のようなセクショナルタイプのモールドのほか、二つ割りタイプのモールドを使用することも可能である。

【0021】

ブラダー２０は、その下端部が下側ビードリング１３と下側クランプリング２１との間に把持され、その上端部が上側クランプリング２２と補助リング２３との間に把持されている。図１に示すような加硫状態において、ブラダー２０は空気入りタイヤＴの径方向外側に向かって拡張した状態にあるが、加硫後に空気入りタイヤＴを金型１０内から取り出す際には上側クランプリング２２が上方に移動し、それに伴ってブラダー２０が空気入りタイヤＴの内側から抜き取られるようになっている。

【0022】

上述したタイヤ加硫装置において、図１及び図２に示すように、金型１０は、タイヤ外表面を成形する成形面３１と、該成形面３１に開口するベントホール３２とを備えている。ベントホール３２は、一端が成形面３１に開口する一方で、他端が金型１０の外部に連通している。図１においては、ベントホール３２が金型１０を構成するセクター１５に形成される構造を描写しているが、ベントホール３２は下側サイドプレート１１、上側サイドプレート１２、下側ビードリング１３又は上側ビードリング１４に形成することも可能であり、金型１０の全体において多数のベントホール３２を配設することが可能である。金型１０は、本体１０Ａと、ベントホール３２の少なくとも一部を包含すると共に金型１０の本体１０Ａから分離可能であるベントピース１０Ｂを備えている。ベントピース１０Ｂは金型１０の本体１０Ａに対して着脱自在に構成されている。

【0023】

金型１０において、図２に示すように、ベントホール３２の成形面３１から離れた領域には、ゴムに対する離型性を有する素材で構成された離型層３３がベントホール３２の内周面に沿って局部的に配置されている。離型層３３を構成する素材としては、金型１０の構成材料に比べてゴムに対する摩擦抵抗が低いものを使用することが可能である。図２において、離型層３３はベントホール３２に組み込まれた筒状体３４である。筒状体３４は、例えば、フッ素樹脂又はシリコーン樹脂を主原料として構成されている。

【0024】

上述したタイヤ加硫装置を用いて空気入りタイヤＴを加硫する場合、金型１０の内側に未加硫状態の空気入りタイヤＴを投入し、その空気入りタイヤＴの内側にブラダー２０を挿入し、ブラダー２０内に加熱加圧媒体を導入する一方で金型１０を外側から加熱することにより、空気入りタイヤＴを成形面３１に向かって加圧しながら該空気入りタイヤＴの加硫を行う。

【0025】

このような加硫工程において、金型１０の成形面３１と未加硫状態の空気入りタイヤＴとの間に残留するエアはベントホール３２を介して金型１０の外部に排出される。そして、図３に示すように、空気入りタイヤＴを構成する未加硫ゴムがベントホール３２内に侵入し、ベントホール３２内にスピューＳが形成される。加硫済の空気入りタイヤＴが金型１０から取り外される際に、スピューＳはベントホール３２から引き抜かれる。そして、スピューＳは必要に応じて切除される。

【0026】

上述した金型１０によれば、ベントホール３２の成形面３１から離れた領域に、ゴムに対する離型性を有する素材で構成された離型層３３が局部的に配置されているので、ベントホール３２内に形成されるスピューＳの先端部付近に汚れが堆積することを防止し、そのような堆積物に起因するスピューＳの先端部の破断を防止することができる。また、離型層３３はベントホール３２の成形面３１から離れた領域に局部的に配置されているので、スピューＳの長さが過度に増大することはなく、引き抜き時の抵抗力の増大によるスピューＳの根元からの破断を抑制することができる。これにより、スピューＳによるベントホール３２の目詰まりを効果的に抑制することができる。その結果、残留エアに起因するタイヤ表面故障を防止すると共に、ベントホール３２の清掃頻度を低減して空気入りタイヤＴの生産性を改善することができる。

【0027】

ここで、図６（ａ）～（ｃ）を用いて、従来のベントホールにおける目詰まりの発生メカニズムについて詳しく説明する。先ず、図６（ａ）に示すように、加硫工程を繰り返し行うと、金型１０のベントホール３２内に形成されるスピューＳの先端部付近に汚れが堆積し、堆積物Ｘが徐々に成長する。次いで、図６（ｂ）に示すように、加硫時にベントホール３２内に未加硫ゴムＧが進入し、それが堆積物Ｘを越える位置まで到達する。そして、図６（ｃ）に示すように、加硫後にスピューＳが引き抜かれた際に、堆積物Ｘと一体化したスピューＳの先端部が千切れてベントホール３２を閉塞する。

【0028】

本発明においては、ベントホール３２の成形面３１から離れた領域に離型層３３を局部的に配置することにより、ベントホール３２内に形成されるスピューＳの先端部付近に汚れが堆積することを未然に防ぎ、それによってベントホール３２の目詰まりを効果的に抑制するのである。

【0029】

上述した金型１０は、ベントホール３２の少なくとも一部を包含すると共に金型１０の本体１０Ａから分離可能であるベントピース１０Ｂを備えているので、ベントホール３２に対して離型層３３を容易に形成することができる。即ち、離型層３３はベントホール３２の奥側の部位に配置されるので、ベントピース１０Ｂの単体状態でベントホール３２に対して離型層３３を形成し、離型層３３を備えたベントピース１０Ｂを本体１０Ａに対して装着することができる。或いは、ベントピース１０Ｂを外した状態で、金型１０の本体１０Ａにおいてベントホール３２に対して離型層３３を形成し、離型層３３を備えた本体１０Ａに対してベントピース１０Ｂを装着するようにしても良い。

【0030】

金型１０において、離型層３３は、成形面３１からベントホール３２内に形成されるスピューＳの平均長さＬの５０％～１５０％の領域に配置されていると良い。より好ましくは、離型層３３の一方の端部は成形面３１からスピューＳの平均長さＬの５０％～７０％の位置に配置され、離型層３３の他方の端部は成形面３１からスピューＳの平均長さＬの１３０％～１５０％の位置に配置されていると良い。スピューＳの平均長さＬは予備的な加硫試験を通じて求めても良く、或いは、ゴム特性（粘度と加硫速度）から見積もっても良い。例えば、離型層３３は、成形面３１からベントホール３２の軸方向に沿って８ｍｍ～２４ｍｍの領域に配置されていると良い。より好ましくは、離型層３３の一方の端部は成形面３１からベントホール３２の軸方向に沿って８ｍｍ～１２ｍｍの位置に配置され、離型層３３の他方の端部は成形面３１からベントホール３２の軸方向に沿って２０ｍｍ～２４ｍｍの位置に配置されていると良い。

【0031】

このようにベントホール３２の成形面３１から適度に離れた領域に離型層３３が配置されていることにより、スピューＳによるベントホール３２の目詰まりを効果的に抑制することができる。ここで、離型層３３が成形面３１に近過ぎると、スピューＳの長さの増大によりスピューＳが根元から破断し易くなり、逆に離型層３３を成形面から過度に遠い位置に配置しても、それ以上の効果が期待できず無駄である。

【0032】

図４は本発明に係るタイヤ加硫金型のベントホール部分の変形例を示すものである。図４において、離型層３３により形成される孔部の断面積はベントホール３２の離型層３３より成形面３１側の部分の断面積よりも小さくなっている。このように離型層３３により形成される孔部の断面積を相対的に小さくすることにより、ベントホール３２内に形成されるスピューＳを短くする作用が得られるので、ベントホール３２の目詰まりを更に効果的に抑制することができる。

【0033】

図５は本発明に係るタイヤ加硫金型のベントホール部分の他の変形例を示すものである。図５において、離型層３３はベントホール３２に対する表面加工にて形成されている。例えば、表面加工はフッ素樹脂加工又はメッキ加工である。これら表面加工により形成された離型層３３によれば、スピューＳによるベントホール３２の目詰まりを効果的に抑制することができる。

【実施例0034】

空気入りタイヤの加硫を行うにあたって、ベントホールの構造だけを異ならせたタイヤ加硫金型を用いた。

【0035】

従来例では、成形面に開口する多数のベントホールを備えたタイヤ加硫金型を使用した。比較例では、成形面に開口する多数のベントホールを備え、各ベントホールの全域に離型層が配置されたタイヤ加硫金型を使用した。実施例１～３では、成形面に開口する多数のベントホールを備え、各ベントホールの成形面から離れた領域に離型層（図２、図４、図５）が局部的に配置されたタイヤ加硫金型を使用した。実施例１～３において、離型層は成形面からベントホールの軸方向に沿って８ｍｍ～２４ｍｍの領域に配置した。

【0036】

上述したタイヤ加硫金型を用いて空気入りタイヤの加硫を繰り返し行い、得られた空気入りタイヤに形成されたスピューの平均長さを求めると共に、ベントホールの目詰まりの発生状況について調べ、その結果を表１に示した。

【0037】

ベントホールの目詰まりの発生状況については、スピューの先端部での破断に起因する目詰まり又はスピューの根元での破断に起因する目詰まりが発生するまでの加硫回数を求めた。評価結果は、１０００回以下の加硫回数で目詰まりが発生した場合を「×」で示し、２０００回以下の加硫回数で目詰まりが発生した場合を「△」で示し、加硫回数が２０００回を超えても目詰まりが発生しなかった場合を「○」で示した。

【0038】

【表1】

【0039】

表１から判るように、実施例１～３のタイヤ加硫金型を用いた場合、従来例との対比において、スピューによるベントホールの目詰まりを効果的に抑制することができた。一方、比較例のタイヤ加硫金型を用いた場合、スピューの先端部の破断に起因するベントホールの目詰まりが抑制される一方で、スピューの平均長さが増大した結果、スピューの根元での破断に起因するベントホールの目詰まりが増加していた。

【符号の説明】

【0040】

１０ タイヤ加硫金型
１０Ａ 本体
１０Ｂ ベントピース
２０ ブラダー
３１ 成形面
３２ ベントホール
３３ 離型層
３４ 筒状体
Ｔ 空気入りタイヤ
Ｓ スピュー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】