JP3875318B2 - 内圧が制御されるタイヤ用金型 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、タイヤ又はタイヤを再生するための環状トレッドを製造するための金型に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
このような金型は、極めて類似した構造を有する。主な相違は、タイヤの側壁を成形するための横方向シェルの有無である。一方、いずれの用途でも、トレッドを成形するためのセクタの周縁クラウンと、トレッドの内側底面を成形するための膜（メンブレーン）又は剛性ハブとが設けられている。
剛性ハブの使用は、例えば、欧州特許出願公報第２４２８４０号に説明されている。このタイヤ用金型の完全に剛性の構造は、得られる幾何形状が高品質（任意の横方向位置における優れた円形性等）であるので、成形タイヤの品質に関して数多くの利点を有する。しかしながら、所定の体積の新生タイヤの成形には、極めて厳密な精度の確保が必要とされる。他方、完全に剛性の金型では、温度上昇によるゴムの膨張は、極めて大きな圧力上昇を引き起こし、金型の一部を損傷しかねない。
【０００３】
ゴムの膨張による内部圧力の増加は、膜付きの金型の内部キャビティで成形する場合にも危険なものとなり得る。これは、例えばブルドーザや耕作機のタイヤ等、ゴムの体積が極めて大きい場合に特にあてはまる。トレッドのゴムの膨張は、隔膜の成形圧力を超える圧力を引き起こしてタイヤのクラウンブロックのプライを圧縮し、凹み磨損等の損傷が生じる。
本発明の目的は、金型の内部キャビティ内の圧力増加を容易に制御し得るようにすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の金型によれば、上記目的を達成することができる。本発明の金型は、成形が膜を用いてなされるか或いは剛性ハブ上でなされるかに拘わりなく、有効であることが分かっている。
本発明によるタイヤ用又はタイヤの環状トレッド用の金型は、前記トレッドの外部を成形するために半径方向に移動する多数のセクタであって、該セクタの半径方向外側に配設された截頭円錐形座部に作用し、かつ、金型内の閉鎖位置からのセクタの後退を可能にするクラウンの軸方向移動により閉鎖されるセクタと、前記セクタと前記クラウンとの間にある少なくとも１つの環状要素であって、半径方向内側に位置して金型の閉鎖時に固定係合状態でセクタの座部に押しつけられるようになった截頭円錐形状の第１の支持面と、制御された軸方向力で当接するクラウンの対応面の支持部を非固定係合状態で支持するようになった截頭円錐形状の第２の支持面とを有する環状要素と、を含む。
【０００５】
好ましい実施形態によれば、環状要素は、金型の閉鎖時に環状要素とクラウンとの間の軸方向相対移動を阻止するためにクラウンの対応面にぴったり合うようにになった第３の支持面を更に含む。
セクタ座部の半径方向外側に配置された環状要素は、円周方向の膨張に対するそれ自体の抵抗により、及び、第２の支持面に対するクラウンの支持によりセクタ座部の後退移動に抗する。しかしながら、金型キャビティの内部圧力が所定値を超えると、環状要素の第２の支持面とクラウンの対応面との係合が固定されていないので、環状要素が受ける膨張力によりクラウンが軸方向に後退し、その結果、環状要素の円周方向の膨張とセクタの半径方向後退移動とが生じる。
クラウンが軸方向に後退し始める圧力値は、クラウンに加わる軸方向力のレベルにより、調節される。好ましくは、本発明による金型は、タイヤの又はタイヤの環状トレッドの半径方向内側底面の成形が剛性ハブ上で行われるように構成される。
【０００６】
本発明は、また、クラウンとセクタとの間に配設されて金型キャビティの内部圧力が所定値を超えたときセクタをその閉鎖位置から後退させる環状要素を備えた金型を使用する、タイヤ又はタイヤ用トレッドの製造方法に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具現する方法を示して本発明の利点の全ての理解を可能とする添付図面を参照して、本発明を説明する。
図１は、本発明による環状トレッド用の金型１の概略子午線断面図である。
この金型は、環状トレッドの半径方向外面を成形するための要素３を有するセクタ２と、剛性金属ハブ４とから成る。ハブユニット４と成形要素３とは、金型１の内側キャビティ５を構成する。
セクタ２に対して半径方向外側に位置して軸方向に移動可能なクラウン６が、環状要素７を介してセクタ２の半径方向外側の截頭円錐形座部２１と係合することにより、セクタ２を閉鎖することができる。この環状要素７は、半径方向内側のセクタ２と、半径方向外側のクラウン６の内側部分とに係合する。クラウン６の移動は、調節可能な作用力Ｆを用いて例えばジャッキ（図示せず）により、行われる。
【０００８】
環状要素７は、略台形の断面を有する。該要素は、
− 例えば約５乃至６度の傾斜角を有してセクタ２の対応截頭円錐形座部２１との係合を固定するように構成された、半径方向内側の截頭円錐形の第１の支持面７１と、
− 例えば１６度以上の傾斜角を有してクラウン６の対応截頭円錐形面６２との係合を固定しないように構成された、半径方向外側の截頭円錐形の第２の支持面７２と、
− 基本的に金型の軸線に対して垂直であり、クラウン６の対応面６３とぴったり合って環状要素７とクラウン６との間の相対軸方向移動を規制するように構成された第３の支持面７３と、
− 基本的に金型の軸線に対して垂直であり、金型１の開放時に環状要素７の後退を保証するようにクラウン６の対応面６４が当接する第４の支持面７４と、
を備えている。
【０００９】
以下、金型の動作について説明する。先ず、キャビティ５内に非加硫環状トレッドを配置した後、クラウン６を軸方向前方に漸次移動させて閉鎖力Ｆを漸次増加させることにより、金型１を閉鎖する。次に、環状要素７の第２の支持面７２及び第３の支持面７３をクラウン６に当接させる。環状要素７の第１の支持面７１は、セクタ２の截頭円錐形座部２１と漸次係合して、通常の仕方でセクタ２を閉鎖させて金型１のキャビティ５を閉鎖する。
金型の閉鎖後、ゴムの温度を、摂氏約２０度から加硫温度の摂氏約１６０度まで上昇させる。従って、温度差は、摂氏で約１４０度に達する。キャビティ内のゴムの体積はキャビティの容積に実質的に対応するように決定されているので、ゴムの体積が膨張することにより、金型１のキャビティ５の内圧が漸次増加する。この内圧の増加に対応して、セクタ２にかかる半径方向膨張力が増加し、従って、環状要素７を介してクラウン６にかかる円周方向膨張力が増加する。所定の圧力しきい値を超えると、環状要素７の第２の支持面７２とクラウン６の対応面６２との係合は固定されていないので、クラウン６に加わる閉鎖力Ｆ並びに第２の支持面７２とクラウン６の対応面６２との間の摩擦力とに打ち勝つと、クラウン６の軸方向の後退移動が生じる。このクラウン６の軸方向後退移動により、環状要素７の第３の支持面７３とクラウン６の対応面６３との間の支持が解除され、環状要素７の円周方向の膨張及びセクタ２の半径方向の後退が可能となる。
【００１０】
クラウン６の最初の軸方向後退移動が生じると、環状要素７の第２の支持面７２に対するこのクラウン６による支持力は、それ以上増加せず、クラウン６にかかる力Ｆの関数となる値で実質的に一定のままである。その結果、環状要素７の円周方向膨張における剛性のみが、キャビティ５の内圧の新たな増加に対抗することになる。予め、環状要素７とクラウン６の円周方向膨張における剛性は、セクタ２の半径方向後退移動に対抗するように組み合わされており、クラウン６の円周方向膨張における剛性が極めて大きいので、セクタ２の半径方向後退移動は不可能である。一方、クラウン６が軸方向に後退した後、キャビティ５内のゴムが更に膨張すると、セクタ２の後退によりキャビティの容積が増加するために、内圧は僅かに増加する。
【００１１】
環状要素７の円周方向膨張における剛性は、通常レベルの閉鎖力Ｆと協働して金型１の内圧の増加が許容値に限定され得るように、選定される。
クラウン６の軸方向後退移動が生じ始めるキャビティ５の内圧のしきい値は、クラウン６に加わる軸方向力Ｆの値を調節することにより、調節可能である。
環状トレッドの成形及び加硫が完了すると、クラウン６を軸方向に後退させることにより、金型のキャビティを開放する。この移動の結果、環状要素７の面７４に当接するクラウン６の面６４により、環状要素７が後退する。セクタ２も公知の手段により半径方向に後退させ、金型からトレッドを除去する。
図２は、本発明による第２の実施形態を示す。ここでは、セクタ２は、互いに軸方向と半径方向にずれて位置する２つの截頭円錐形座部２１Ａと２１Ｂとを備えているが、セクタ２の全体形状は、そのままである。クラウン６は、断面略台形の２つのリング８Ａ、８Ｂから成る環状要素８を収容する２つのハウジングを備えている。セクタ２の２つの截頭円錐形座部２１Ａ、２１Ｂとの係合は第１の截頭円錐形支持面８１を介して行われ、クラウン６上での支持は第２の支持面８２と第３の支持面８３とを介して行われる。先の実施形態と同様、第１の支持面８１の傾斜角はセクタの截頭円錐形座部との係合が固定されるように構成され、一方第２の支持面８２の傾斜角はクラウンとの係合が固定されないように構成される。金型の閉鎖時は、環状要素８が面８２及び８３を介してクラウン６上に支持され、この環状要素８が円周方向に膨張するのを実質的に妨げている。
【００１２】
先の実施形態と同様、金型１のキャビティ５の内圧がしきい値を超えると、クラウン６が軸方向に後退して環状要素８Ａ、８Ｂとクラウン６の対応面６３との間の支持を消失せしめ、環状要素８Ａ、８Ｂの円周方向の膨張とセクタ２の半径方向の後退移動を可能にする。これにより、キャビティ５内の圧力値を許容値に限定することができる。
クラウン６の後退時は、環状要素７又は８の面７４又は８４と対応面６４又は６５とが接触することにより、環状要素と截頭円錐形座部２１との係合が解放されるので、クラウン６全体が後退してセクタ２の半径方向後退移動が可能となる。
面８４及び６４は、環状リング８Ａ又は８Ｂがクラウン６の面６３に当接したときに、成形中予想される膨張値を考慮した十分な距離だけ離間されている。
【００１３】
２つのリング８Ａ、８Ｂは、好ましくは、金型１の対称面の両側に位置決めされ、セクタ２の半径方向後退時にセクタ２の転倒トルクと平衡するように計算された断面を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による金型の子午線断面図。
【図２】環状要素の第２の実施形態を示す図１の詳細図。
【符号の説明】
１……金型
２……セクタ
４……剛性ハブ
６……クラウン
７、８……環状要素
２１……座部
７１、８１……第１の支持面
７２、８２……第２の支持面
７３、８３……第３の支持面

Claims (5)

1. タイヤ用又はタイヤの環状トレッド用の金型（１）において、
   前記トレッドの外面を成形するために半径方向に移動する複数のセクタ（２）であって、該セクタ（２）の半径方向外側に配設された截頭円錐形座部（２１）に作用し、かつ、金型（１）内の閉鎖位置からセクタ（２）の後退を可能にするクラウン（６）の軸方向移動により閉鎖される複数のセクタ（２）と、
   前記セクタ（２）と前記クラウン（６）との間にある少なくとも１つの環状要素（７、８）であって、半径方向内側に位置して金型（１）の閉鎖時に固定係合状態でセクタ（２）の截頭円錐形座部（２１）に押しつけられるようになった截頭円錐形の第１の支持面（７１、８１）と、制御された軸方向力で当接するクラウン（６）の対応面（６２）の支持部を非固定係合状態で支持するようになった截頭円錐形の第２の支持面（７２、８２）とを有する環状要素と、
   を含む、ことを特徴とするタイヤ用又はタイヤの環状トレッド用の金型（１）。
2. 環状要素（７、８）が、金型（１）の閉鎖時に環状要素（７、８）とクラウン（６）との間の軸方向相対移動を阻止するためにクラウン（６）の対応面（６３）にぴったり合うようになった第３の支持面（７３、８３）を更に含む、ことを特徴とする請求項１記載のタイヤ用又はタイヤの環状トレッド用の金型（１）。
3. 環状要素（７、８）の第２の支持面（７２、８２）とクラウン（６）の対応支持面（６２）とが、截頭円錐形であり、金型の軸線に対して最小で１６度の傾斜角を成す、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ用又はタイヤの環状トレッド用の金型（１）。
4. タイヤの又はタイヤの環状トレッドの半径方向内側底面の成形が、剛性ハブ（４）上で行われる、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のタイヤ用又はタイヤの環状トレッド用の金型（１）。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の金型（１）を使用する、ことを特徴とするタイヤ又はタイヤ用トレッドの製造方法。

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