JP2008023722A - タイヤ用モールド - Google Patents

Abstract

【課題】組立が容易であり、組立精度が高く、熱膨張の吸収効果が高いタイヤ用モールドの提供。
【解決手段】周方向に沿って並べられた複数のセグメント４を備えたタイヤ用モールド２である。セグメント４の端面１６に、隣接する他のセグメント４の端面１６に向かって突出しうる突出部２０が設けられている。突出部２０は、弾性的に突出及び退行しうるように構成されている。冷間において、突出部２０の突出により、隣接するセグメント間の隙間ｓが確保される。突出部２０は、隣接する他のセグメント４の端面１６を常時押圧している。セグメント４の熱膨張に伴い、隙間ｓが狭くなると同時に、突出部２０が退行する。突出部２０は、全てのセグメント４において均等に設けられている。セグメント４により隙間ｓが周方向において均等に分配しやすくなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、タイヤ用モールドに関する。

タイヤの加硫工程では、モールドが用いられている。モールドは、割モールドとツーピースモールドとに大別される。加硫工程では、予備成形されたグリーンタイヤが、モールドに投入される。このグリーンタイヤは、モールドとブラダーとによって形成されるキャビティにおいて、加圧されつつ加熱される。加圧と加熱とにより、グリーンタイヤのゴム組成物がキャビティ内を流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。加圧の際、モールドのキャビティ面とグリーンタイヤとの間にガスが残留すると、タイヤの表面にベアーが形成される。ベアーはタイヤの品質を低下させる。

割モールドは、円弧状のセグメントを有する。多数のセグメントが並べられることで、リング状のキャビティ面が形成される。セグメントの、隣接するセグメントとの境界は「分割面」と称されている。割モールドの場合、ベントホールのみならず、この分割面を通じても、ガスが排出される。この排出により、ベアーが防止される。分割面を通じてガスが排出されるので、割モールドはスピューの抑制に寄与する。

成形時の加熱により、セグメントは、熱膨張を起こす。この熱膨張により、伸びが生ずる。この熱膨張による伸びにより、金型部材間において位置ズレが生じうる。この位置ズレは、成形されたタイヤの品質を低下させる。特開２００５−５９５１０号公報には、トレッドセグメントを有するタイヤ用モールドが開示されている。各トレッドセグメントは、セクターシューを介して、コンテナーに取り付けられている。この取り付けは、コンテナーの内周面に設けられたキー（スライドキー）と、セクターシューに設けられたキー溝とが嵌合することにより達成されている。この公報は、トレッドセグメント間に、熱膨張による伸びを吸収させるための隙間を設けたタイヤ用モールドを開示する。
特開２００５−５９５１０号公報

上記公報に記載された従来技術では、隣接したトレッドセグメント間には、部分的に隙間が設けられているものの、なおトレッドセグメント同士が接当面において接触している（特開２００５−５９５１０号公報の図２等を参照）。接当面が無く、完全な隙間が設けられた場合には、熱膨張による伸びの吸収効果が更に高まる。

しかしながら、接当面が無く、完全な隙間が設けられる場合、この隙間の調整が難しい。隙間を調整するためには、スライドキーとキー溝とのクリアランスがシムにより調整され、各セグメントのセンタリングがなされ、更に、隣接するセグメント間の隙間がシムにより調整されなければならない。セグメント間に隙間を有する割モールドの組立作業は、高い技能と多くの手間とを必要とする。

本発明の目的は、組立が容易であり、組立精度が高く、熱膨張の吸収効果が高いタイヤ用モールドの提供にある。

本発明に係るタイヤ用モールドは、周方向に沿って並べられた複数のセグメントを備える。このセグメントの端面に、隣接する他のセグメントの端面を弾性力により押圧しうる突出部が設けられている。この突出部は、弾性的に突出及び退行しうるように構成されている。冷間時において、上記突出部の押圧により、隣接するセグメント間の隙間が調整される。上記セグメントの熱膨張に伴い、上記隙間が狭くなると同時に、上記突出部が退行する。

好ましくは、上記突出部は、全てのセグメントにおいて均等に設けられている。

本発明のモールドによれば、突出部によりセグメント間の隙間が調整されうる。この突出部により、モールドの組立精度が高められうる。この突出部により、モールド組立が簡便化されうる。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤ成型装置１の一部が示された平面図である。図２は、図１のII−II線に沿った拡大断面図である。図３は、図２のIII-III線に沿った断面図である。図３は、図１と同様に、タイヤ成型装置１の一部を示している。

タイヤ成型装置１は、タイヤ用モールド２と、コンテナー１０とを有する。図示は省略されるが、タイヤ成型装置１は更に、下側プレート（ベースプレート）、上側プレート、加熱板等を有する。

モールド２は、複数のセグメント４と、上下一対のサイドプレート６と、上下一対のビードリング８とを備えている。セグメント４の平面形状は、実質的に円弧状である。多数のセグメント４がリング状に配置されている。セグメント４は、キャビティ面５を有する。キャビティ面５は、タイヤのトレッド面を成型する。セグメント４の数は、通常３以上２０以下である。典型的なモールド２において、セグメント４の数は、例えば８個又は９個である。サイドプレート６及びビードリング８は、実質的にリング状である。このモールド２は、いわゆる「割モールド」である。

コンテナー１０は、リング状である。コンテナー１０は、分割されていない。コンテナー１０の内周面に沿って、複数のセグメント４が周方向に並べられている。コンテナー１０は、昇降可能である。

セグメント４の外周面４ａは、円錐面（円錐凸面）である。図２が示すように、セグメント４の外周面４ａは、下方にいくほどその外径が大きくなるように傾斜している。コンテナー１０の内周面１０ａは、円錐面（円錐凹面）である。図２が示すように、コンテナー１０の内周面１０ａは、下方にいくほどその内径が大きくなるように傾斜している。セグメント４の外周面４ａの形状は、コンテナー１０の内周面１０ａの形状に対応している。

図３が示すように、コンテナー１０は、スライドキー１２を有する。スライドキー１２は、コンテナー１０の内周面１０ａに設けられている。スライドキー１２は、内周面１０ａの母線に沿って設けられている。スライドキー１２の長手方向は、内周面１０ａの母線に沿った方向である。この長手方向のあらゆる位置において、スライドキー１２の断面形状は一定である。スライドキー１２の断面形状は、略Ｔ字状である。

セグメント４は、キー溝１４を有する。キー溝１４は、セグメント４の外周面４ａに設けられている。キー溝１４は、外周面４ａの母線に沿って設けられている。キー溝１４の長手方向は、スライドキー１２の長手方向に等しい。長手方向のあらゆる位置において、キー溝１４の断面形状は一定である。キー溝１４の断面形状は、略Ｔ字状である。キー溝１４の断面形状は、スライドキー１２の断面形状に対応している。

スライドキー１２は、キー溝１４にスライド挿入されている。このスライド挿入の結果、スライドキー１２とキー溝１４とが互いに係合している。スライドキー１２とキー溝１４との係合により、セグメント４がコンテナー１０に取り付けられている。スライドキー１２は、キー溝１４の内部をスライド移動しうる。

モールド２が用いられたタイヤ製造方法では、まず、予備成形工程によってグリーンタイヤが得られる。次に、モールド２が開いておりブラダー（図示されない）が収縮している状態で、グリーンタイヤがモールド２に投入される。この段階ではグリーンタイヤのゴム組成物は未架橋状態である。次に、モールド２が締められ、ブラダーが膨張する。グリーンタイヤはブラダーによってモールド２のキャビティ面５に押しつけられ、加圧される。この状態のグリーンタイヤＧが、図２に示されている。同時にグリーンタイヤＧは、加熱される。加熱と加圧とによりゴム組成物が流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。グリーンタイヤＧが加圧及び加熱される工程は、加硫工程を称される。なお図３では、グリーンタイヤＧの記載が省略されている。

加硫工程を経て得られたタイヤは、モールド２から取り出される。タイヤを取り出す際に、モールド２は開けられる。モールド２が開けられる際には、先ず、コンテナー１０が上方に移動する。このコンテナー１０の移動により、セグメント４は、コンテナー１０に対して下方へと相対移動する。この相対移動は、スライドキー１２がキー溝１４の内部をスライド移動することにより達成される。この相対移動により、セグメント４が径方向外側へと移動する。なぜなら、前述したように、セグメント４の外周面４ａ及びコンテナー１０の内周面１０ａは、下方へいくほど拡径しているからである。セグメント４の径方向外側への移動により、隣り合ったセグメント４同士が離れるとともに、セグメント４のキャビティ面５が、成型されたタイヤのトレッド面から離れる。最後に、コンテナー１０及びセグメント４が上方に移動され、成型されたタイヤが取り出される。

図４が示すように、セグメント４の端面１６には、突出部２０が設けられている。突出部２０は、隣接する他のセグメント４の端面１６に向かって突出している。

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、突出部２０付近の拡大断面図である。図５（ａ）が示すように、突出部２０は、隣接する他のセグメント４の端面１６と当接する当接体２２と、当接体２２を支持する弾性体２４と、リング状の口金２６と、筒体２８とを有する。突出部２０は、端面１６に設けられた凹部３０内に配置されている。凹部３０は、丸穴である。

当接体２２は、球である。当接体２２の外径は、筒体２８の内径よりも若干小さい。当接体２２は、筒体２８の内部を移動しうる。当接体２２の移動により、突出部２０の突出高さｈが変化しうる。リング状の口金２６の内径は、当接体２２の直径よりも小さい。

弾性体２４は、端面１６の法線に沿った方向に伸縮しうる。弾性体２４は、コイルバネである。弾性体２４は、圧縮バネである。

突出部２０は、弾性的に突出及び退行しうるように構成されている。図５においてｈで示されるのは、突出部２０の突出高さである。当接体２２に与えられる負荷力Ｆが大きいほど、突出高さｈは小さくなる。負荷力Ｆが小さいほど、突出高さｈは大きくなる。突出高さｈは、負荷力Ｆによって変化する。負荷力Ｆが０であるとき、突出高さｈは最大となる。この最大突出高さｈｓ（図示省略）は、口金２６の内径と当接体２２の外径とにより設定されうる。負荷力Ｆが所定の大きさ以上とされたとき、当接体２２は完全に押し込まれ、突出高さｈは０となる。突出高さｈは、０とされうる。

突出部２０は、全てのセグメント４において均等に設けられている。全てのセグメント４において、突出部２０の仕様は同じである。全てのセグメント４において、突出部２０の設置位置は同じである。本実施形態では、セグメント４の端面１６のうち、一方側の端面１６ａにのみ突出部２０が設けられており、他方側の端面１６ｂには突出部２０が設けられていない（図４参照）。突出部２０は、隣接するセグメント４間の全てに均等配置されている。突出部２０は、全ての分割面に均等配置されている。

タイヤの加硫成型の際に、モールド２は、加熱される。この加熱により、セグメント４は、熱膨張する。冷間時において、隣接するセグメント４間に隙間ｓを設ける。この隙間ｓは、熱膨張代となりうる。この隙間ｓにより、熱膨張が吸収される。この隙間ｓが適切に確保されるように、セグメント４の寸法が設定される。

冷間時において、突出部２０は、隣接する他のセグメント４の端面１６を押圧している。この押圧により、隣接するセグメント４間の隙間ｓが確保される。前述したように、突出部２０は、全ての分割面に均等配置されている。この突出部２０の均等配置により、隙間ｓが、周方向において均等に分配されやすくなる。例えば、８分割のモールドの場合、８箇所の分割面における隙間が均一となりやすくなる。突出部２０により、モールド組立が容易となるとともに、モールドの組立精度が高まる。隙間ｓが均等に分配されることにより、セグメント４の熱膨張が効果的に吸収され、金型のズレや歪みが抑制される。なお、スライドキー１２とキー溝１４との間には、この隙間ｓの均等な分配を許容しうる隙間ｋ（遊び）が設けられている（図３参照）。

モールド２の温度が上昇するに従って、セグメント４が熱膨張する。セグメント４の熱膨張に伴い、隙間ｓが狭くなると同時に、突出部２０が退行する。つまり、セグメント４の熱膨張に伴い、当接体２２が押し込まれる。

冷間における隙間ｓの間隔ｄ（図５（ａ）参照）は、単一のセグメント４の熱膨張により増加する周方向の寸法と略一致している。加硫成型に伴う熱膨張により、隣接するセグメント４同士の間隔ｄは、狭くなる。（図５（ｂ）参照）。熱膨張が最大となったときに、間隔ｄが実質的に０ｍｍとなるように、隙間ｓが調整される。よって、隣り合うセグメント４間の隙間からはみ出したゴムがタイヤの表面に成形される不良（以下、はみ出し不良ともいう）が抑制される。冷間における隙間ｓの間隔ｄの好ましい値は、セグメント４の材質や寸法等により適宜調整される。一般的なモールド２において、冷間（２０〜２５℃）における好ましい間隔ｄは、０．０５ｍｍ〜０．２０ｍｍ程度である。

セグメント４の温度に関わらず、突出部２０は、弾性体２４の弾性力により、隣接する他のセグメント４の端面１６を常時押圧している。セグメント４の熱膨張に伴い、隙間ｓが狭くなると同時に、突出部２０が退行する。突出部２０が退行する過程では、弾性体２４が、その付勢力に抗して縮められる。セグメント４の温度が下がりセグメント４が収縮すれば、隙間ｓが広くなると同時に、突出部２０が突出する。

突出部２０の最大突出高さｈｓは、冷間における隙間ｓの間隔ｄよりも大きくされている。突出高さｈが間隔ｄと一致しているとき、弾性体２４は自然長よりも短くなっている。突出高さｈが冷間時の間隔ｄと一致しているとき、突出部２０は、隣接するセグメント４の端面１６を、大きさＦ１の弾性力で押圧している。この押圧力Ｆ１により、隣り合うセグメント４間のそれぞれに、間隔ｄの隙間ｓが確保される。突出部２０の押圧力Ｆ１により、隙間ｓが複数の分割面に均等に分配される。押圧力Ｆ１は、隙間ｓの均等な分配が達成される程度の大きさを必要とする。押圧力Ｆ１の調整は、例えば弾性体２４のバネ定数を調整することにより達成される。

突出部２０の材質は特に限定されない。突出部２０の材質は、加硫成型時の温度に耐えうるものであればよい。具体的には、突出部２０の材質は、２００℃程度の温度に耐えうるものであればよい。突出部２０（当接体２２等）の材質は、例えばセグメント４と同じ材質とされうる。この材質としては、鋼、アルミニウム合金などが挙げられる。前述したような構造の突出部２０は、ボールアジャスターとも称される。

突出部の構造は、前述された突出部２０の構造に限定されない。当接体２２は、球に限定されない。弾性体２４は、コイルバネに限定されない。例えば弾性体は、空気バネでもよいし、圧縮気体によるバネでもよい。弾性体は、例えば板バネでもよい。弾性体は、ゴム等でもよい。弾性体が、当接体を兼ねている構造でもよい。弾性体自体が、隣接するセグメント４の端面１６に直接当接してもよい。

突出部２０の設置個数は、特に限定されない。図４が示す実施形態では、一の端面１６あたり３個の突出部２０が設けられている。モールド２では、一の分割面あたり３この突出部２０が設けられている。一の分割面あたりの突出部２０の数は、１個でもよく、２個以上でもよい。突出部２０の先端と、隣接する他のセグメント４の端面１６との接触面積Ｓは特に限定されない。この接触面積Ｓは、例えば１ｍｍ^２程度とされる。

前述されて実施形態において、セグメント４は、その全体が一体成形されていた。本発明におけるセグメントは、２以上の部材を組み合わせてなるものであってもよい。例えば、本発明におけるセグメントは、前述した特開２００５−５９５１０号公報に記載されているものと同様に、セクターシューとトレッドセグメントとが組み合わされてなるものであってもよい。この場合、本発明における「セグメントの端面」は、セクターシューの端面でもよいし、トレッドセグメントの端面でもよい。本発明における「突出部」は、セクターシューの端面に設けられてもよいし、トレッドセグメントの端面に設けられてもよい。

（実施例）
実施例として、前述した実施形態と同様の構造を有するタイヤ用モールドの構成部材を作製した。この構成部材を、シム等を用いた隙間調整を行うことなく組み立てることにより、実施例のタイヤ用モールドを得た。この実施例のモールドは、８個のセグメントを有する８分割構造とされた。

（比較例）
突出部２０を設けない以外は、実施例と同様にして、比較例のタイヤ用モールドの構成部材を作製した。この構成部材を、シムを用いて隙間調整しつつ組み立てることにより、比較例のタイヤ用モールドを得た。隙間調整は、セグメントの端面にシムを当てることにより行った。

（組立精度の評価）
同一のモールドを１０面作製し、それぞれのモールドについて、分割面における隙間ｓの間隔を測定した。１面のモールドについて８箇所の分割面の隙間を測定し、合計８０箇所の測定データを得た。この評価が、実施例及び比較例のそれぞれについてなされた。８０のデータの平均値、８０のデータの標準偏差、及び隙間間隔が規格外であった測定箇所の数が、下記の表１で示される。

（はみ出し不良の評価）
１０面のモールドにより１本ずつタイヤを成型し、合計１０本のタイヤを得た。これら１０本のタイヤにおいて、はみ出し不良が発生しているか否かを目視により確認した。この評価が、実施例及び比較例のそれぞれについてなされた。合計８０箇所の測定箇所のうち、はみ出し不良が確認された測定箇所の数と、はみ出し不良が確認されなかった測定箇所の数とが、下記の表１で示される。

表１が示す結果から、本発明の優位性は明らかである。

図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤ成型装置の一部を示す平面図である。 図２は、図１のII−II線に沿った断面図である。 図３は、図１のIII-III線に沿った断面図である。 図４は、図１のモールドを構成するセグメントの斜視図である。 図５（ａ）は、隙間が広い状態における突出部の拡大断面図である。図５（ｂ）は、隙間が狭い状態における突出部の拡大断面図である。

符号の説明

１・・・タイヤ成型装置
２・・・タイヤ用モールド
４・・・セグメント
５・・・キャビティ面
６・・・サイドプレート
８・・・ビードリング
１０・・・コンテナー
１２・・・スライドキー
１４・・・キー溝
１６・・・セグメントの端面
２０・・・突出部
２２・・・当接体
２４・・・弾性体
ｈ・・・突出高さ
ｓ・・・隙間
ｄ・・・隙間の間隔

Claims (2)

1. 周方向に沿って並べられた複数のセグメントを備え、
   このセグメントの端面に、隣接する他のセグメントの端面を弾性力により押圧しうる突出部が設けられ、
   この突出部が、弾性的に突出及び退行しうるように構成されており、
   冷間において、上記突出部の押圧により、隣接するセグメント間の隙間が調整されうるように構成され、
   上記セグメントの熱膨張に伴い、上記隙間が狭くなると同時に、上記突出部が退行するタイヤ用モールド。
2. 上記突出部は、全てのセグメントにおいて均等に設けられている請求項１に記載のタイヤ用モールド。
   

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