JP2005508771A - タイヤ用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】積層外周クラウンを有するタイヤトレッドを成形する金型。積層外周クラウンは互いに隣接した複数の薄い成形要素（1）が周方向に積層された積層物によって構成される。
【解決手段】積層外周クラウンは複数のセクター（11）に分割され、一体なサブアッセンブリーを形成する。

Description

本発明はタイヤ製造金型、特に、タイヤトレッドの成形金型に関するものである。

互いに横に並んで配置された多数の金属板によってタイヤトレッドの成形金型を形成することは下記文献に記載されている。
欧州特許第0,569,909号公報

この場合の成形面は各金属板の切断エッジ全体から成る。各金属板はタイヤの一方のショルダー部分から反対方向へ向かって横方向に延びている。
各金属板ができるだけ完全に放射方向を向くようにするために中間金属板を用いる方法は下記特許文献に記載されている。
欧州特許第0,860,260号公報

この特許では中間金属板を支持リングに形成したスロット中に嵌合させて正確に案内させる。
上記形式の金型ではいずれの場合でも金型の開閉時に全ての金属板を放射方向に統一的に移動させて、全体が積層した外周クラウンを形成するようにする必要がある。しかし、金型の開閉運動を妨害する寄生抵抗が生じる危険性があり、また、各金属板間の遊び量を所望値に正しく分布させるのは難しい。そのため、規定の遊び（nominal play）より大きな遊びが生じた金属板間の部分にバリ（鋳ばり、フラッシュ）ができる。従って、金属板の間からゴムが流出しないような金属板間の規定遊び量を選択する必要がある（特に金型を閉じる際に）ということは上記特許文献１にも説明されている。

本発明の目的は、上記の問題点を無くして、外観に優れたタイヤを製造するため、特に成形サイクルを繰返した後でも外観の品質が変化しないように上記種類の金型を改良することにある。
また、この形式の金型では多くの数の金属板を取り扱う必要があるため、取り付けミスが生じる危険がある。従って、本発明の別の目的は上記形式の金型の取り付けを容易にすることにある。

本発明は、トレッドの外側を成形するための積層外周クラウンを有し、この積層外周クラウンは互いに隣接した複数の薄い成形要素が周方向に積層された積層物によって構成され、各成形要素はほぼ半径方向を向いており、トレッドは成形要素の半径方向内側切断エッジによって成形され、この半径方向内側切断エッジがトレッドパターンを成形するのに必要なプロフィルを有する、タイヤトレッドを成形する金型において、積層外周クラウンが複数のセクターに分割され、各セクターではそのセクターに属する複数の成形要素が一体化されて単一ブロックを形成し、各セクターは金型の開閉運動中に移動可能であることを特徴とする金型を提供する。

本明細書で部材または表面の内側といった場合、その部材または表面が金型の中心方向を向いている（すなわち成形キャビティーの内側にある）ということを意味する。逆に、外側といった場合にはその部材または表面は成形キャビティーとは離れた側にあることを意味する。例えば、トレッドを成形する金属板の場合には内側の切断エッジが成形面（成形時にゴムと接触する面）であり、外側エッジは金属板の支持体と接触する面側にある。

本発明はさらに、上記金型を用いてタイヤを製造する方法に関するものである。この場合、この金型を用いることの利点は成形時に金属板の間の間隙を通して行われる脱気が非常に優れている点にある。
上記形式の金型の機能の一般的な説明は特許文献１（欧州特許第0,569,909号公報）、特にその［図５］に関する部分を参照されたい。
以下、添付図面を参照して本発明を説明する。本発明の利点は以下の説明から理解できよう。

図示した本発明金型の実施例では、トレッドを成形するための積層外周クラウン成形要素が互いに隣接した厚さ約０．１ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜５ｍｍの金属板１で構成される(図２参照)。この積層外周クラウン成形要素は数千枚の金属板から成る。これはこのタイプの金型に特有な薄い部材を製造するのに非常に有利な方法である。各金属板の厚さはトレッドパターンを規定する金型の分解能に対応する。

例えば鋼板を用いる場合には全ての鋼鈑をその面に垂直にカットして、製造すべきトレッドパターンによって決まるプロフィルにするのが有利である。全ての金属鈑を常に垂直にカットした場合にはトレッドパターン表面が階段状に見える部分ができ、この金型製造方法に特徴的な外見を与える。
各金属板を組み立てた時に自然に扇状となり且つ金属板間にほぼ一定量の遊びができるようにするためには金属板の側面は並行ではないのが好ましい。この点に関しては下記特許文献を参照されたい。
欧州特許第0,916,419号公報 欧州特許第0,916,421号公報

［図２］に示すようにクラウン部分は２つの部分（ＧとＤ）に分かれている。各クラウン部分は横方向に互いに隣接した互いに異なる２つの金属板（１Ｇと１Ｄ）を有している。各金属板は上記の２つの部分のいずれか一方に属している。金属板（すなわち成形要素）には参照番号１が付けてある。すなわち、部分Ｇに属する要素または要素部分には参照番号１Ｇを付け、部分Ｄに属する要素または要素部分には参照番号１Ｄを付けてある。

金属板１の成形部分（すなわちエッジ１０がある側）の少なくとも端部の厚さは金型の軸線へ向かって半径方向に次第に薄くなっているのが好ましい。そのためには各金属板をわずかなクサビ形にする。このクサビの角度は３６０度を外周成形クラウン円上にある金属板の枚数で割った値である。

［図１］、［図３］および［図４］から明らかなように、積層外周クラウンを構成するために各金属板１をセクター１１毎にグループ分けする。そのためには各セクター１１の金属板１を突出ヘッドを有する２つの固定具、例えばボルト２（そのヘッドが第１ヘッド２１を構成する）とナット２２（第２ヘッドを構成する）で把持する。各ボルト２のヘッド２１とナット２２は各セクター１１のエッジの所で各金属板１ａのフリーな側（外面）１５に当接している（保持されている）。この固定具(ボルト２とナット２２とから成るユニット)は一つのセクターからその隣のセクターへ交互に配置されている（［図１］〜［図４］参照）。

各セクターには隣接するセクターの固定具のヘッド部を収容する凹部１２が形成されている。この凹部１２は金属板１をカットする際に必要数の金属板に穴を開けることによって形成できる。この構造にすることによって各セクターを互いに接触させて連続したクラウンとし、トレッドを確実に成形することができ（図３）。このタイプの保持手段では、軸方向に２つの部分ＧとＤがあってもなくても、トレッド全体を成形するには偶数のセクターが必要になるが、全てのタイプの保持手段にこれが当てはまるわけではない（例えば［図６］［図７］［図8］参照）。
１つのセクターでの要素の数は一般に１０〜１，０００枚である。要素の数は全てのセクターで同じでも、セクター毎に互いに変えてもよい。

各セクター中で組合され、保持される各金属板の運動制御（ハンドリング）、すなわち金型の開閉に必要なセクターの運動を組織化するには種々の手段を用いることができる。例えば、１つのセクターに属する金属板をケーシングに固定し、金型の開閉運動時に各ケーシングが移動できるようにする。

［図２］ではモノブロック（一体構造）の支持体を形成するケーシング４に各セクター１１が取り付けられている。このケーシング４は多数の互いに異なるトレッドパターンに共通な標準パーツにすることができる。ケーシング４はそれ自体で成形をするものではないが、ケーシング４を一つのタイヤ寸法に合わせた場合でもそのタイヤの成形に特定されるものではなく、同じケーシング４を複数の互いに異なるパターンの成形に用いることができる。

ケーシング４へ固定させるために、ケーシング４の片側に作られた突起４１と係合する溝１４を金属板に形成し、カラー４０を用いてセクターを固定する。カラー４０は金属板の他方の溝１４中に把持され、ケーシング４にネジ止めされる。すなわち、一つのセクター１１に属する各金属板１がケーシング４に固定され、金型の開閉時には各ケーシング４が移動できるようになっている。金属板の数は全てのセクターで同一でも、セクター毎に異なっていてもよい。

各ケーシング４は上記の突起４１の他に、側部エッジ４６、背面４３および中心エッジ４８（他方の部分の隣接ケーシングの対応する中心エッジ４８に接触する）を有している。また、部分Ｄのケーシング４には突起４９ｂがある。この突起４９ｂは部分Ｇのケーシングに形成された凹部４９ｂと嵌合して、型閉め工程全体を通じて、特に、型閉め工程の最終段階で、ケーシング４（従って、金属板１）を極めて正確に同じ放射方向高さ位置に位置決めさせる。

各ケーシング４はケーシング４の背面に示した矢印で表した相対運動ができるように摺動路(図示せず)を介して斜面３に取り付けられている。図示した実施例では金型の各部分ＧおよびＤがプレート５を有し、このプレート５に斜面３が取り付けられている。この斜面３は角度αでケーシング４と接触する放射方向内側が円錐台形の支持面３０を有している。この斜面によってケーシング４の運動（移動）は制御され、［図２］に示すて型閉め位置または型開き位置（［図２］には図示していないが［図４］の金属板群に相当）へ移動できる。なお、上記のことは２つの軸方向の部分を有するセクターに分割した金型では公知のことである。

各セクターでは金属板１がケーシング４に取り付けられ、全てが放射方向に対して同じ角度に配置される。図示した実施例では金属板が中心に配置されている。すなわち、積層外周クラウンを金型の幾何学軸線に垂直な面に沿った切断した面で見た（図３）時に金属板群は一つの半径を有するように配置され、その実質的な延長部分が金型の幾何学軸線である。しかし、これに限定されるものではなく、金属板をわずかに傾斜させることもできる。

［図５］に示すように、本発明は軸方向に２つの部分を有するタイプの金型に限定されるのではなく、別のタイプの金型にも有利に用いることができる。図示した例では軸方向に単一の部品しかなく、使用する部材は幅がトレッド幅と実質的に等しい金属板１Ｌのみである。一体構造の支持体を形成するケーシング４Ｌに各セクターを取り付ける。あるいは、多数の異なるトレッドパターンに共通する幅に合せた標準的部材にすることもできる。金属板１Ｌはケーシング４Ｌの片側に作られた突起と係合する溝１４Ｌと、ケーシング４Ｌに螺合したカラー４０Ｌに作られた突起と係合する溝４１Ｌとで固定される。

金属板１をセクター１１毎に保持する方法は種々ある。［図１］〜［図４］に示したボルト２（ヘッド２１およびナット２０が突出している）を［図６］のネジ２ｂに代えることもできる。この場合には対応するヘッド２１ｂおよびナット２２ｂの形を円錐台形にし、各セクターの厚みの中に埋め込むう。ヘッド２１ｂおよびナット２２ｂは各セクターのエッジ部分の所の金属板１ｂに形成した円錐台形の軸受面１５ｂに当接する。図示した実施例ではセクター端部の所の金属板１ｂのすぐ隣りの２枚の金属板１ｂｂに相対的に大きな孔を明け、金型を取り付けた時に座金１７ｂが入るようにしている。座金１７ｂによって締め付け力を加え、セクターの金属板を確実に整合させることができる。

［図７］ではプラスチック、その他任意の材料を射出成形して得られる固定インサート２ｃによって金属板１が互いに押圧されるようになっている（インサート２ｃを製造する間は予め組み立てた金属板を一次的に保持しておく）。このインサート２ｃのヘッド２１ｃは円錐台形である。インサート２ｃが完全に作られると、各セクターのエッジの所の金属板に作った円錐台形の軸受面１５ｂとヘッド２１ｃが係合する。

［図８］、［図９］では金属板１が２つの溝２１ｄを有する固定ピン２ｄによって互いに押圧されている。各セクターのエッジの所の金属板１ｄには一つまたは複数の円錐台形の軸受面１５ｄが作られている。この軸受面１５ｄにはスロット１５０ｄを形成して一定の弾性を与えている。インサート２ｄを取り付ける時に円錐台形の軸受面１５ｄを溝２１ｄ中に挿入して、確実に締め付け力を与える。

［図１０］では金属板１がリベット２ｅによって互いに押圧されている。インサート２ｅの端部２１ｅがセクターの端部の所の各金属板１ａの側面を押圧する。セクターの金属板を保持する機能を有する他の各種方法をしようできるということは当業者には理解できよう。
本発明の金型はコンピュータを用いた設計および製造技術に適しており、金型を極めて短時間で製造することができる。本発明方法で製造した金型は極めて堅固であり、型の開閉サイクルを何度も繰返す場合に極めて良く適している。

本発明の第１実施例を示す第１タイプの金型で用いられる、互いに間隙を介して配置された２つのセクター（金型を開いた時の状態）を示す透視図。 成形位置（すなわち金型が閉じた状態）での第１タイプの金型で用いられる本発明金型の中心面での切断断面図。 本発明の第１実施例で金型が閉じた状態での軸線に垂直な平面での切断断面図。 本発明の第１実施例を示す金型が開いた状態での軸線に垂直な平面での切断断面図。 第２タイプの金型で用いられる本発明金型の成形位置（すなわち金型が閉じた状態）での中心面での切断断面図。 本発明の第２実施例を示す図。 本発明の第３実施例を示す図。 本発明の第４実施例を示す図。 図８のＦ方向から見た図。 本発明の第５実施例を示す図。

符号の説明

１ 金属板、成形要素
１０ エッジ
１１ セクター
２ ボルト
２２ ナット
３ 斜面
３０ 支持面
４ ケーシング
４１ 突起
４０ カラー
５ プレート

Claims (10)

1. トレッドの外側を成形するための積層外周クラウンを有し、この積層外周クラウンは互いに隣接した複数の薄い成形要素（1）が周方向に積層された積層物によって構成され、各成形要素はほぼ半径方向を向いており、トレッドは成形要素の半径方向内側切断エッジ（10）によって成形され、この半径方向内側切断エッジ（10）がトレッドパターンを成形するのに必要なプロフィルを有する、タイヤトレッドを成形する金型において、
   積層外周クラウンが複数のセクター（11）に分割され、各セクターではそのセクターに属する複数の成形要素が一体化されて単一ブロックを形成し、各セクターは金型の開閉運動中に移動可能であることを特徴とする金型。
2. 一つのセクターに属する成形要素がケーシング（4）に固定でき、各ケーシングが金型の開閉運動中に移動可能である請求項１に記載の金型。
3. 積層外周クラウンが２つの部分（Ｇ、Ｄ）に分割され且つ横方向に互いに隣接した互いに異なる２つの成形要素（各成形要素はそれぞれ一方の部分に属する）を有する請求項１または２に記載の金型。
4. 各成形要素が０．１〜５ｍｍの厚さを有し、成形要素の半径方向内側切断エッジ（10）側の端部の厚さが金型の軸線へ向かって放射方向に次第に薄くなっている請求項１〜３のいずれか一項に記載の金型。
5. １つのセクターの成形要素の数が１０〜１０００枚である請求項１に記載の金型。
6. 成形要素の数が全てのセクターで同じである請求項１〜４のいずれか一項に記載の金型。
7. 成形要素の数が異なるセクターから成る請求項１〜４のいずれか一項に記載の金型。
8. 一つのセクターの成形要素が固定具で把持され、この固定具は２つの突出ヘッドを有し、各突出ヘッドはセクターのエッジの所で各成形要素のフリーな側面と当接しており、各突出ヘッドは一つのセクターからその隣のセクターへ交互に配置されており、各セクターは各セクターが接触してトレッドを成形するための上記クラウンを形成した時に隣接するセクターの固定具の突出ヘッドを収容するための凹部を有する請求項1〜６のいずれか一項に記載の金型。
9. セクターの数が偶数である請求項１〜６のいずれか一項に記載の金型。
10. 成形要素間の間隙を介して金型の脱気が行われることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の金型を用いてタイヤを製造する方法。

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