(57)【要約】【課題】  外面に隆起部を設けた空気のうにおいてもベアの発生を防止することのできる加硫成型用金型、及びかかる加硫成型用金型を用いて製造した安全タイヤ用空気のうを提供する。【解決手段】  金型１は、内部空間２に未加硫の安全タイヤ用空気のう３を収容し、両側面に加熱用プラテン４を装着して空気のう３の加硫成型を行う。金型１が、空気のう３のリムと接触する外面部分に対応する領域Ａの少なくとも一部に、加温ジャケット５´を埋設してなるとともに、空気のう３と接触する面に、加温ジャケット５´を埋設した領域Ｂ内にのみ位置する第１凹部６と、少なくとも一部が加温ジャケット５´を埋設した領域Ｂ外に位置する第２凹部７と、第１凹部６及び第２凹部７に連通する細溝８とを配設してなり、第２凹部７は、加温ジャケット５´を埋設した領域Ｂ外に、未加硫の空気のう３の表面に存在する空気を排出するためのベントホール９を具える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間に未加硫の安全タイヤ用空気のうを収容し、両側面に加熱用プラテンを装着して該空気のうの加硫成型を行う加硫成型用金型において、
該金型は、空気のうのリムと接触する外面部分に対応する領域の少なくとも一部に、加温ジャケットを埋設してなるとともに、空気のうと接触する面に、加温ジャケットを埋設した領域内にのみ位置する第１凹部と、少なくとも一部が加温ジャケットを埋設した領域外に位置する第２凹部と、第１凹部及び第２凹部に連通する細溝とを配設してなり、
前記第２凹部は、加温ジャケットを埋設した領域外に、未加硫の空気のうの表面に存在する空気を排出するためのベントホールを具えることを特徴とする加硫成型用金型。
【請求項２】
空気のうの幅方向に沿って測定して、前記加温ジャケットを埋設した領域は、空気のうのリムと接触する外面部分に対応する領域の２５〜７５％の長さを有する、請求項１に記載の加硫成型用金型。
【請求項３】
前記細溝は０．３〜３．０ｍｍの幅を有する、請求項１又は２に記載の加硫用金型。
【請求項４】
前記ベントホールは０．３〜２．０ｍｍの直径を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の加硫用金型。
【請求項５】
タイヤに収納され、該タイヤの所定の空気圧との関係で設定された内圧で空気が充填され、タイヤの内圧が正常な状態では少なくともタイヤ内面との間に空間部を形成し、タイヤの内圧の低下に伴って拡径変形して、荷重の支持をタイヤから肩代わりする中空円管状の安全タイヤ用空気のうにおいて、
タイヤ収納状態にて、該空気のうは、リムと接触する外面部分に配設された多数個の主隆起部と、空気のうの幅方向に隣接する２つの主隆起部間に延びる狭幅の副隆起部とを具え、
副隆起部により連結された２つの主隆起部のうち、一方の主隆起部がベントスピューを有することを特徴とする安全タイヤ用空気のう。
【請求項６】
副隆起部により連結された２つの主隆起部のうち、ベントスピューを有する主隆起部が幅方向外側に位置する、請求項５に記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項７】
前記副隆起部は０．３〜３．０ｍｍの幅を有する、請求項５又は６に記載の安全タイヤ用空気のう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内部空間に未加硫の安全タイヤ用空気のうを収容し、両側面に加熱用プラテンを装着して空気のうの加硫成型を行う加硫成型用金型、及びかかる加硫成型用金型を用いて製造した安全タイヤ用空気のうに関するものであり、特にかかる安全タイヤ用空気のうの製造設備の簡略化を前提に、加硫成型時のベアの発生を有効に抑制する。
【背景技術】
【０００２】
パンク等によってタイヤ内圧が急激に低下したランフラット状態においてもある程度の距離の走行が可能である安全タイヤとしては、補強チューブ、補強ゴム、補強ベルト等の補強部材、又は発泡体、弾性体、中子等を収容したタイヤが従来より知られており、近年では、製造コストと重量増加を抑制する観点から、安全タイヤの内部に収納されて、タイヤの内圧が低下するランフラット状態では、タイヤ内圧の低下に伴って拡張変形して荷重支持をタイヤから肩代わりする中空円管状の空気のうを収容したタイヤの普及が進んでいる（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
かかる空気のうを収容したタイヤは、空気のうをタイヤと別体に製造するので、製造及び装着が比較的容易となるものの、空気のうによりタイヤ内部の空気流動が阻害されるため、空気がタイヤと空気のうの間の空間部内で流動するにとどまり、特に冷却効果の高いリム外面まで流動することはできない。この結果、発熱したトレッド部の温度を十分に低下させることができず、十分なタイヤ耐久性が得られない。加えて、タイヤ内部の空気の温度がトレッド側とリム側とで大きく異なるという温度分布の不均一化も生じ、これは、タイヤ故障を事前に検知する等の目的でタイヤ内部に装着されたタイヤ内温度センサーの精度の大幅な低下を招くことから、好ましくない。
【０００４】
こうした問題を解決するため、本出願人は特願２００３−１５４１３４号明細書及び図面において、空気のうの、少なくともリムと接触する外面部分からタイヤと接触する外面部分にわたる特定外面領域に隆起部を設けて、空気がリムと空気のうとの間を流動できる流通路を形成した安全タイヤを提案した。かかるタイヤでは、タイヤの内部に空気のうを収容した際にも、タイヤ内部に充填された空気がタイヤ内部全体にわたって円滑に流動されるため、タイヤ内の温度分布を比較的均一に保つことができる。そして、かかる流通路を空気のうに形成するには、隆起部に対応する形状を有する凹部を配設した金型を用いて空気のうの加硫成型を行えばよい。
【０００５】
空気のうの加硫成型は、空気入りタイヤの加硫成型に用いられるものと同様の装置（例えば特許文献２〜４参照）を用いて行うことができ、一般的には、図５に示すような、未加硫の空気のうを収容した加硫成型用金型１００を密閉可能なドーム１０１内に設置し、金型１００とドーム１０１の間の内部空間１０２に熱媒体、例えば高温高圧蒸気を導入することによって行うことができる。しかし、かかるドームを用いた加硫成型機は、設備規模が大きくなる上、金型のみならずドームも加温することとなるため消費する熱量が比較的大きいという問題がある。さらに、空気のうの隆起部には加硫時にベアが発生しやすいため、これに対応する凹部にベントホールを設ける等して空気のうと金型の間に存在する空気を排出する必要があり、ドーム式の加硫成型機においては、その構造上ベントホールを設けることが困難であることから凹部にプレキュアを塗布することで対応しているが、これは作業効率の面から好ましくない。
【０００６】
設備規模を小さくする観点から、図６に示すような、加硫成型用金型１１０の両側面に一対の加熱用プラテン１１１を装着して加硫成型を行う、いわゆるプラテン式の加硫成型機が実用化されている。この加硫成型機は、金型の温度分布を略均一とするために、プラテンのみならず金型の内部にも熱媒体の通る加温ジャケット１１２を有しており、特に空気のうの加硫成型用の金型にあっては、内部空間を円管状に画定する必要があるため、空気のうの半径方向内側にも金型及び加温ジャケット１１２が配設される。このような構成を採用することで、ドーム式の加硫成型機に比べて、設備規模及び消費する熱量を小さく抑えることができる。また、金型の外部は大気に開放されているので、ベントホールを設ければ容易にベアを防止できるという利点もある。しかし、かかる加硫成型機でも、加温ジャケットを配した部分については、金型を貫通するベントホールを設けることができないという制約がある。一方、空気のうに隆起部を設ける領域については、良好な型付けを行うために加温ジャケットを配設することが必要である。このように、プラテン式の加硫成型機を用いても、空気のうに隆起部を設ける領域に、ベントホールと加温ジャケットの両者を配設できないことから、空気のうの隆起部のベアを有効に防止することはできなかった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−９０８０８号公報
【特許文献２】特開昭６４−４３１０号公報
【特許文献３】特開平２−１４１０９号公報
【特許文献４】特開平７−２４８４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、この発明の目的は、設備規模及び消費熱量が比較的小さなプラテン式の成型加硫機を用いて加硫成型することを前提として、加温ジャケットとベントホールの配設位置の適正化を図ることにより、外面に隆起部を設けた空気のうにおいてもベアの発生を防止することのできる加硫成型用金型、及びかかる加硫成型用金型を用いて製造した安全タイヤ用空気のうを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、第１発明は、内部空間に未加硫の安全タイヤ用空気のうを収容し、両側面に加熱用プラテンを装着して該空気のうの加硫成型を行う加硫成型用金型において、該金型は、空気のうのリムと接触する外面部分に対応する領域の少なくとも一部に、加温ジャケットを埋設してなるとともに、空気のうと接触する面に、加温ジャケットを埋設した領域内にのみ位置する第１凹部と、少なくとも一部が加温ジャケットを埋設した領域外に位置する第２凹部と、第１凹部及び第２凹部に連通する細溝とを配設してなり、前記第２凹部は、加温ジャケットを埋設した領域外に、未加硫の空気のうの表面に存在する空気を排出するためのベントホールを具えることを特徴とする加硫成型用金型である。これによれば、未加硫の安全タイヤ用空気のうと第２凹部との間に存在する空気はベントホールから排出され、未加硫の安全タイヤ用空気のうと第１凹部との間に存在する空気は細溝を介して第２凹部に送られ、これに設けられたベントホールから排出される結果、加硫時に空気のうと金型の間に空気が残留することがなくなり、ベアの発生を有効に防止できる。
【００１０】
ここで「空気のうのリムと接触する外面部分」とは、空気のうをタイヤに収納し、これらをリムに装着し、タイヤ及び空気のうに所定の空気圧を充填した状態で、リムと接触することとなる空気のうの外面部分のことをいうものとし、「空気のうのリムと接触する外面部分に対応する領域」とは、空気のうを金型に収納し、空気のうに空気を充填して金型と密着させた状態で、空気のうのリムと接触する外面部分と接触することとなる金型の成型面及びこれより空気のうの半径方向内側に位置する金型の部分をいうものとする。
【００１１】
また、第１発明では、空気のうの幅方向に沿って測定して、加温ジャケットを埋設した領域は、空気のうのリムと接触する外面部分に対応する領域の２５〜７５％の長さを有すること、細溝は０．３〜３．０ｍｍの幅を有すること、ベントホールは０．３〜２．０ｍｍの直径を有することが好ましい。
【００１２】
そして、第２発明は、第１発明の加硫成型用金型を用いて製造された安全タイヤ用空気のうであり、具体的には、タイヤに収納され、該タイヤの所定の空気圧との関係で設定された内圧で空気が充填され、タイヤの内圧が正常な状態では少なくともタイヤ内面との間に空間部を形成し、タイヤの内圧の低下に伴って拡径変形して、荷重の支持をタイヤから肩代わりする中空円管状の安全タイヤ用空気のうにおいて、タイヤ収納状態にて、該空気のうは、リムと接触する外面部分に配設された多数個の主隆起部と、空気のうの幅方向に隣接する２つの主隆起部間に延びる狭幅の副隆起部とを具え、副隆起部により連結された２つの主隆起部のうち、一方の主隆起部がベントスピューを有することを特徴とする安全タイヤ用空気のうである。これによれば、主隆起部を形成するために加硫成型用金型に設けられた凹部の全てにベントホールを設けていなくとも、ベントホールを有していない凹部内の空気はベントホールを有している凹部のベントホールを介して排気される結果、ベアの発生を防止しつつ、ベントホールのレイアウトの自由度を向上させることができる。
【００１３】
また、第２発明では、副隆起部により連結された２つの主隆起部のうち、ベントスピューを有する主隆起部が幅方向外側に位置すること、副隆起部は０．３〜３．０ｍｍの幅を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
第１発明によれば、設備規模及び消費熱量が比較的小さなプラテン式の成型加硫機を用いる場合にも、加温ジャケットとベントホールを適正に配設し、加硫時の空気のうと金型の間の残留空気を無くすことによって、ベアの発生を防止することのできる加硫成型用金型を提供することが可能となる。
【００１５】
第２発明によれば、主隆起部を形成するために加硫成型金型に設けられた凹部の全てにベントホールを設ける必要がなくなり、ベントホールのレイアウトの自由度が向上することから、設備規模及び消費熱量が比較的小さなプラテン式の成型加硫機を用いる場合にも、ベアの発生を防止することのできる安全タイヤ用空気のうを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図１はこの発明に従う代表的な加硫成型用金型（以下「金型」という。）の左半断面図であり、図２は図１に示す金型の領域Ａの展開図であり、図３は、このような金型を用いて製造した空気のうの幅方向断面図であり、図４は、図３に示す空気のうのリムと接触する外面部分の展開図である。
【００１７】
図１に示す金型１は、内部空間２に未加硫の安全タイヤ用空気のう（以下「空気のう」という。）３を収容する。金型１は、一般的なタイヤの加硫成型用金型と類似の構成とすることができ、例えば、図１に示すように、空気のう３の出し入れを容易にするために複数個に分割されていてもよく、また、複数個のセクターを周方向に連結した、いわゆるセクショナルモールドとしてもよい。金型１の両側面には、加熱用プラテン４が装着される。金型１及び加熱用プラテン４には加温ジャケット５が埋設されており、これらの加温ジャケット５に高温高圧蒸気等の熱媒体を流通することによって、空気のう３の加硫成型を行う。加硫成型にあたっては、空気のう３の空気充填バルブ（図示せず）から空気を充填し、空気のう３を膨張させて、金型１に密着させた状態を維持する。
【００１８】
そして、この発明の構成上の主な特徴は、金型１が、空気のう３のリムと接触する外面部分（図１及び図３中、太線で示す部分）に対応する領域（図１中、符号Ａで示す領域）の少なくとも一部に、加温ジャケット５´を埋設してなるとともに、空気のう３と接触する面に、加温ジャケット５´を埋設した領域（図１及び２中、符号Ｂで示す領域）内にのみ位置する第１凹部６と、少なくとも一部が加温ジャケット５´を埋設した領域Ｂ外に位置する第２凹部７と、第１凹部６及び第２凹部７に連通する細溝８とを配設してなり、第２凹部７は、加温ジャケット５´を埋設した領域Ｂ外に、未加硫の空気のう３の表面に存在する空気を排出するためのベントホール９を具えることにある。
【００１９】
空気のうを加硫成型する際には、空気のうと金型の間の空気が十分に排出されず、空気の残留した状態で加硫成型が行われると、空気の残留した部分に成型不良の箇所、いわゆるベアが発生する。かかるベアの発生した製品は、所期した性能を発揮できないことから不良品とされる。こうしたベアは、ゴム製品の表面に隆起部を型付けするために、金型に凹部を設けた場合に顕著に生じる。
【００２０】
ベアの発生を防止するには凹部にベントホールを設ければよいが、プラテン式の加硫成型機用金型には熱媒体の通る加温ジャケットが埋設されていることから、ベントホールを配設できる位置には制約がある。具体的には、加温ジャケット５´を埋設した領域Ｂ内にのみ位置する第１凹部６にはベントホールを設けることができない。そこで、この発明では、第１凹部６と第２凹部７に連通する細溝８を配設することで、未加硫の空気のう３を膨張させた際に第１凹部６に閉じ込められた空気を、細溝８を介して第２凹部７に送り、ここに設けられたベントホール９から金型１の外に排出している。この結果、加硫成型時に空気のう３と金型１の間に空気が残留することがないので、ベアの発生を有効に防止することができるのである。
【００２１】
このような金型１を用いて空気のう３を加硫成型すると、図３及び４に示すように、空気のう３には、第１凹部６に対応した主隆起部１０、第２凹部７に対応した主隆起部１１、及び細溝８に対応し、主隆起部１０、１１間に延びる副隆起部１２が形成される。さらに、幅方向外側に位置する主隆起部１１には、第２凹部７に設けられたベントホール９に対応するベントスピュー１３が形成される。かかる空気のう３は、タイヤに収容してリムに装着した際にも、タイヤと空気のうの間の空間部内の空気の流通を妨げることがないので、トレッド部の冷却効果が高いという点で有利である。
【００２２】
また、図１及び２を参照して、空気のう３の幅方向に沿って測定した場合に、加温ジャケット５´を埋設した領域Ｂの長さｂは、空気のう３のリムと接触する外面部分に対応する領域Ａの長さａの２５〜７５％であることが好ましく、３０〜６５％であることがより好ましい。
【００２３】
さらに、細溝８は０．３〜３．０ｍｍの幅ｄを有することが好ましく、このような細溝８を用いて成型される空気のう３の副隆起部１２の幅は０．３〜３．０ｍｍとなる。細溝８の幅ｄが０．３ｍｍ未満の場合には、第１凹部６内の空気が第２凹部７へ移動する速度が遅く、空気が完全に排出される前にベントホール９が空気のう３により閉塞される結果、ベアが発生するおそれがあるからであり、幅ｄが３．０ｍｍ超の場合には、凹部６、７により空気のうに形成される主隆起部１０、１１と、細溝８により空気のう３に形成される副隆起部１２との全体の剛性が高くなりすぎ、空気のうのリムへのフィッティング性が低下するおそれがあるからである。また、細溝８及び副隆起部１２を空気のう３の幅方向に沿って測定した長さは、それぞれ５〜５０ｍｍの範囲にあることが好ましい。
【００２４】
加えて、ベントホール９は０．３〜２．０ｍｍの直径を有することが好ましい。ベントホール９の直径が０．３ｍｍ未満の場合には、空気の排出速度が低すぎ、空気が完全に排出される間にベントホール９が空気のう３により閉塞される結果、ベアが発生するおそれがある上、加硫後にベントホール９に残ったスピューを除去する作業が煩雑となるとなるおそれがあるからであり、直径が２．０ｍｍ超の場合には、空気のう３の外面に形成されるベントスピュー１３が過大となり、空気のう３のリムへのフィッティング性が低下するおそれがあるからである。
【００２５】
なお、上述したところは、この発明の実施態様の一部を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上の説明から明らかなように、この発明によって、設備規模及び消費熱量が比較的小さなプラテン式の成型加硫機を用いて加硫成型する場合にも、加温ジャケットとベントホールの配設位置の適正化を図ることにより、外面に隆起部を設けた空気のうにおいてもベアの発生を防止することのできる加硫成型用金型、及びかかる加硫成型用金型を用いて製造した安全タイヤ用空気のうを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明に従う代表的な加硫成型用金型の左半断面図である。
【図２】図１に示す金型の領域Ａの展開図である。
【図３】図１に示す金型を用いて製造した空気のうの幅方向断面図である。
【図４】図３に示す空気のうのリムと接触する外面部分の展開図である。
【図５】従来のドーム式加硫成型機の断面図である。
【図６】従来のプラテン式加硫成型機の断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  金型
２  内部空間
３  空気のう
４  加熱用プラテン
５、５´  加温ジャケット
６  第１凹部
７  第２凹部
８  細溝
９  ベントホール
１０、１１  主隆起部
１２  副隆起部
１３  ベントスピュー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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