JP2008114542A - 環状部材の成形型 - Google Patents

Abstract

【課題】多種類の環状部材に対応することができると共に成形型交換作業の簡略化やコストダウンに寄与できる環状部材の成形型を提供すること。
【解決手段】ビード部材１０を成形するための環状凹部９が形成された下型７と、この環状凹部９を閉じてキャビティ１１を形成する型締め位置と、環状凹部を開放する型開き位置との間で、下型７に対して相対変位可能に構成された上型８と、を備え、下型７に対して着脱自在に取り付けられ、キャビティ１１の下側部分を形成するための下型部分７０と、上型８に対して着脱自在に取り付けられ、キャビティ１１の上側部分を形成するための上型部分８０と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、環状部材を成形するための環状凹部が形成された第１の型と、この環状凹部を閉じてキャビティを形成する型締め位置と、環状凹部を開放する型開き位置との間で、第１の型に対して相対変位可能に構成された第２の型とを備えた環状部材の成形型に関するものである。

かかる環状部材として、空気入りタイヤの構成部材であるビード部材が例としてあげられる。空気入りタイヤは、図５に示すように、サイドウォールゴム２やトレッドゴム３、インナーライナーゴム５など、複数のゴム部材を組み合わせて構成される。カーカスプライ４は、平行配列された複数本のカーカスコードがゴム被覆されており、一対の環状のビード部１に架け渡されるようにして配され、その幅方向端部がビード部材１０を挟み込むように巻き返されている。ビード部材１０は、図６に示すように、径方向に延びる断面略三角形形状の硬質ゴムからなるビードフィラー１ｂと、ビードフィラー１ｂの内周に接着されたビードコア１ａとを有する。ビードコア１ａは、例えば鋼線の収束体により構成される。

かかるビード部材の成形には、一般に押出成形法が利用される。具体的には、押出機を用いて未加硫ゴム組成物を所定の断面形状で押しだし、そのゴム押し出し品を所定の長さで切断して端部同士を接合し、環状に成形するとともにビードコアの外周に接着する。しかしながら、かかる方法では、接合させる端部同士を密着させることにより局部的に肉厚となる部分が形成され、ユニフォミティが低下するという問題があった。また、ゴム押し出し品の切断や接合などの工程が必要となるため、工数が多くなるという問題もあった。

これに対して、例えば、下記特許文献１に開示されているように、射出成形法を利用してビード部材を成形する方法が知られている。かかる方法によれば、加熱保持された成形型のキャビティに未加硫ゴム組成物を射出注入することにより成形され、ユニフォミティを良好に確保することができる。

特表平１１−５１３３２４号公報

かかるビード部材はタイヤの種類・大きさなどに対応して多種類のものが存在する。ビード部材を射出成型で成形する場合に、成形型も各ビード部材に対応して換える必要がある。かかる場合に成形型の全てを取り替えるのは、交換作業が煩雑であると共にコストアップにもなる。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、多種類の環状部材に対応することができると共に成形型交換作業の簡略化やコストダウンに寄与できる環状部材の成形型を提供することである。

上記課題を解決するため本発明に係る環状部材の成形型は、
環状部材を成形するための環状凹部が形成された第１の型と、
この環状凹部を閉じてキャビティを形成する型締め位置と、環状凹部を開放する型開き位置との間で、第１の型に対して相対変位可能に構成された第２の型と、を備え、
第１の型に対して着脱自在に取り付けられ、前記キャビティの下側部分を形成するための第１の型部分と、
第２の型に対して着脱自在に取り付けられ、前記キャビティの上側部分を形成するための第２の型部分と、を備えていることを特徴とするものである。

かかる構成による環状部材の成形型の作用・効果を説明する。本発明において、環状部材は射出成型により行なうものであり、キャビティに所定の材料を射出注入して環状部材を成形した後、成形型を型開きして脱型を行うものある。ここで、第１の型には第１の型部分が着脱自在に取り付けられ、キャビティの下側部分を形成する。第２の型には第２の型部分が着脱自在に取り付けられ、キャビティの上側部分を形成する。従って、第１の型部分や第２の型部分を取り替えることで、異なる形状の環状部材に対応することができる。また、型全体を交換するのではなく、部分的に交換するものであるから、交換作業も簡略化することができ、コストダウンにも寄与することができる。その結果、多種類の環状部材に対応することができると共に成形型交換作業の簡略化やコストダウンに寄与できる環状部材の成形型を提供することができる。

本発明において、前記環状部材は、タイヤを構成するビード部材であることが好ましい。これにより、多種類のビード部材をコストアップを抑制しながら射出成型をすることができる。

本発明に係るビード部材の成形型の好適な実施形態を図面を用いて説明する。本発明に係る成形型（金型）の（ａ）型締め状態及び（ｂ）型開き状態を示す斜視図である。図２は、型締め状態における成形型の縦断面図であり、図１（ａ）のＡ−Ａ断面に相当する。この成形型６は、図５に示したビード部材１０を射出成形するのに用いられる。

成形型６は、上面に環状凹溝９が形成された下型７（前記第１の型に相当する。）と、下型７の上方に配された上型８（前記第２の型に相当する。）とを備える。上型８は、環状凹溝９を閉じて環状のキャビティ１１を形成する型締め位置（図１（ａ）及び図２参照）と、環状凹溝９を開放する型開き位置（図１（ｂ）参照）との間で、下型７に対して相対変位可能に構成されている。

上型８には、その上面の中心から下方に向かって延びるスプルー１２と、スプルー１２から幅方向両側に分岐して延びるランナー１３と、ランナー１３の端部から断面積を小さくしながら延びてキャビティ１１に連通するゲート１４とが形成されている。スプルー１２には、不図示の射出機構より未加硫ゴム組成物が供給され、供給された未加硫ゴム組成物は、ランナー１３及びゲート１４を介してキャビティ１１に射出注入される。

ここで、未加硫ゴム組成物とは、原料ゴムに加硫剤などの配合材料を常法にて配合し、加熱架橋を可能に調製したものをいう。原料ゴムとしては特に制限がなく、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）などの汎用のゴムを用いることができる。

下型７は、下型部分７０（第１の型部分に相当）が着脱自在に取り付けられ、環状凹部９が形成される。また、キャビティ１１の下側部分を形成することになる。一方、上型８にも上型部分８０（第２の型部分に相当）が着脱自在に取り付けられる。上型部分８０は、キャビティ１１の上型部分を形成することになる。

下型部分７０と上型部分８０を別の型部分に交換することで、形状の異なる多種類のビード部材１０に対応することができる。下型７や上型８の全体を交換するのではなく、部分的に交換することができるので、交換作業も簡略化することができ、コストダウンも図ることができる。

図２は、ゲート１４の径方向外側にのみ上型部分８０が設けられているが、図２Ａのようにゲート１４を挟むように上型部分８０が設けられていてもよい。このように、下型部分７０や上型部分８０を具体的にどのように構成するかについては、適宜決めることができる。

また、上型８（上型部分８０）には、キャビティ１１に連通する気体通路Ａが形成されている。本実施形態では、２本の気体通路Ａにそれぞれエアーが供給されるが、これに限られず窒素やアルゴン、酸素など他の気体を用いても構わない（後述する気体通路Ｂについても同じである。）。気体通路Ａの下流端には通気弁が設けられるが、型締め状態では気体通路Ａを閉塞して、キャビティ１１内に成形されるビードフィラーにエアー圧を作用させず、また型開きの動作に連動して閉塞状態を解除して、型開きと同時にエアーが通り抜けられるように構成されている。

図３は、キャビティ周辺を拡大して示す図であり、図３（ａ）はビード部材が成形された状態、（ｂ）は下型７と上型８のみを示す図である。環状凹溝９は、ビード部材１０に対応した断面形状を有しており、その径方向内側部分には、図３（ａ）に拡大して示すように環状のビードコア１ａが配設される。配設されたビードコア１ａの径方向外側の空間は、環状凹溝９が上型８により閉じられた状態でキャビティ１１となり、ビードフィラー１ｂを成形するための未加硫ゴム組成物が供給される。下型７（下型部分７０）にも、上型８と同様に気体通路Ｂが設けられている。

下型７と上型８のビードコア１ａが配設される領域は、環状凹部９の内径側の領域である。ビードコア１ａは、ビードワイヤ１ｃを円環状に巻き付けた構造を有している。ビードコア１ａは、ビードワイヤ１ｃの間にゴム材料が充填されている断面構造を有している。ビードコア１ａは、下型７と上型８に挟持された状態で、下型７と上型８に対して動かないように固定される。

図示はしていないが、成形型６には温調機構が設けられる。かかる温調機構は、例えば成形型内に設けた流路に温水や冷水を供給する機能を備え、その温度や流量、供給のタイミングなどを制御可能に構成される。あるいは、成形型６内にヒーターや冷却素子を埋設し、それらの温度制御を温度センサーの検出結果に基づいて行うようにしてもよい。

成形型６の材質としては、特に限られるものではないが、鉄もしくは鉄を主成分とする鋼材からなる金型が好ましく用いられる。また、アルミニウムやアルミニウム合金、亜鉛合金など、射出成形に一般的に用いられている材質でもよい。

＜ビード部材の成形工程＞
次に、ビード部材を成形する方法について説明する。図４は、ビード部材の成形手順を示す成形型の縦断面図である。まず、型開き状態において、図４Ａに示すように、下型７の環状凹溝９にビードコア１ａが配設される。ビードコア１ａは、下型７の所定の箇所に固定される。次に、上型８が型締め位置に変位して下型７に圧着し、型締めが行なわれる。これにより、環状凹溝９が上型８により閉じられ、ゲート１４に連通するキャビティ１１が、下型７と上型８との界面に形成される。また、型締めすることにより、下型７と上型８の型合わせ面同士が密着当接する。

型締め後、図４Ｂに示すように、未加硫ゴム組成物がキャビティ１１内に射出注入される。かかる段階での成形型６は、未加硫ゴム組成物の流動性が確保される程度の温度に加熱保持されている。この温度は、加硫温度より低温であってもよく、または従来の射出成形と同様に加硫温度であってもかまわない。射出注入された未加硫ゴム組成物はキャビティ１１に充填され、ビードコア１ａが内周に一体化された環状のビードフィラー１ｂ、すなわち、ビード部材１０が成形される。

また、型締め状態において、下型７及び上型８の気体通路Ａ，Ｂにエアーを供給しておく。供給されたエアーは、気体通路Ａ，Ｂは、通気弁などの作用により、エアーの通り抜けが防止される。供給されるエアー圧は、後述する工程においてビードフィラー１ｂを適切に剥離できる程度であればよいが、好ましい注入圧は０．６ＭＰａ以上である。なお、エアーの供給は、キャビティ１１に未加硫ゴム組成物を射出注入する前であっても構わない。

図４Ｃに示すように、成形されたビードフィラー１ｂが未加硫状態である間に、型開きを開始する。この型開きと同時に、上型８では、気体通路Ａの閉塞状態が解除され、ビードフィラー１ｂの上面に対してエアーが噴出される。また、下型７では、型開きと同時に気体通路Ｂの閉塞状態が解除され、ビードフィラー１ｂの下面に対してエアーが噴出される。なお、下型７では、ビードフィラー１ｂの周方向に均等に作用するようにエアーが噴出される。これにより、ビードフィラー１ｂを離型させやすい状態にすることができる。

成形型６の型開きは、上型８を型開き位置に変位させることにより行われるが、型開きを開始した後、下型７と上型８との間に微小隙間が設けられた時点で型開きを一旦停止する。そして、その状態にて成形型６とビードフィラー１ｂとの界面にエアーを噴出し続け、ビードフィラー１ｂを成形型６から剥離するようにする。ゲート１４内に残留したゴムとビードフィラー１ｂとの連結部は、この工程によってより確実に切断される。

噴出されたエアーはビードフィラー１ｂの全周に行き渡り、成形型６からビードフィラー１ｂを円滑に剥離する。また、型開きと同時にエアーを噴出し、更に微小隙間を設けた状態でエアーを噴出し続けることにより、ビードフィラー１ｂの先に剥離した部位が成形型６から局部的に浮き上がることを抑制して、エアーが途中で漏れ出ることなく、ビードフィラー１ｂを円滑に剥離することができる。また、型開きを一旦停止してエアーを供給し続ける時間は、ビードフィラー１ｂを円滑に剥離できる程度であればよいが、生産性の観点から１〜５秒間であることが好ましい。

なお、キャビティ１１に未加硫ゴム組成物を射出注入した後、ビードフィラー１ｂを冷却する工程を経てから、型開きを行うことが好ましく、それによりビードフィラー１ｂを確実に未加硫状態で保持することができる。かかるビードフィラー１ｂの冷却は、上述した温調機構により行うことができる。ビード部材１０の脱型性が確保される場合は、ビードフィラー１ｂの剛性を高めるほどの十分な冷却を行う必要はない。その後、上型８を型開き位置に変位させて成形型６を全開させ、ビード部材１０を適宜の方法で脱型する。

上記において、別のビード部材１０を成形する場合には、型開き状態において、下型部分７０と上型部分８０を交換すればよい。

＜別実施形態＞
本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。下型７と上型８は、所望の機能を発揮させるために、単一の部品で構成するのではなく、複数の部品を組み合わせて構成することができる。下型部分７０や上型部分８０も同様である。この場合、どのような形状の部品に分割するか、各部品をどのように締結させるかなどについては、適宜決めることができる。また、ビード部材の成形手順についても、図４は一例を示したものであり、かかる手順に限定されるものではない。本発明において、環状凹部の形状については、特定の形状に限定されるものではない。

本実施形態において、ビード部材を成形する場合の型構成を説明したが、ビード部材以外のタイヤ構成部材を成形する場合にも本発明は応用できるものである。

本発明に係る成形型の（ａ）型締め状態及び（ｂ）型開き状態を示す斜視図 型締め状態における成形型の縦断面図 成形型の別実施形態を示す図 キャビティ周辺を拡大して示す縦断面図 ビード部材の成形手順を示す成形型の縦断面図 ビード部材の成形手順を示す成形型の縦断面図 ビード部材の成形手順を示す成形型の縦断面図 空気入りタイヤの一例を示す断面図 ビード部材を一部破断させて示した斜視図

符号の説明

１ａ ビードコア
１ｂ ビードフィラー
１ｃ ビードワイヤ
６ 成形型
７ 下型（第１の型）
８ 上型（第２の型）
９ 環状凹溝
１０ ビード部材
１１ キャビティ
７０ 下型部分
８０ 上型部分

Claims (2)

1. 環状部材を成形するための環状凹部が形成された第１の型と、
   この環状凹部を閉じてキャビティを形成する型締め位置と、環状凹部を開放する型開き位置との間で、第１の型に対して相対変位可能に構成された第２の型と、を備え、
   第１の型に対して着脱自在に取り付けられ、前記キャビティの下側部分を形成するための第１の型部分と、
   第２の型に対して着脱自在に取り付けられ、前記キャビティの上側部分を形成するための第２の型部分と、を備えていることを特徴とする環状部材の成形型。
2. 前記環状部材は、タイヤを構成するビード部材であることを特徴とする請求項１に記載の環状部材の成形型。

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