JP4329931B2 - タイヤ加硫成型用金型及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤのトレッド部のパターンを形成するタイヤ加硫成型用金型及びその製造方法に関するものである。

トレッド部のパターンをタイヤに形成する際は、タイヤ加硫用金型の内周面にそのタイヤトレッド部の表面に対応した各種突条パターンを形成しておき、その内周面に未加硫の生タイヤを押圧することにより、タイヤトレッド部の溝パターンを成形する。
このタイヤ加硫用金型について、押圧成形されたタイヤを引き離すのに便利なように、周方向に複数個のピースに分割した構造が既に提唱されている（例えば、特許文献１）。この従来技術では、まず、タイヤのトレッド部の表面に対応した内周面形状を有する略円筒状部材（リング状被加工体）を形成した後、この略円筒状部材の周方向複数箇所をワイヤ電極からの放電加工（又はワイヤ切断工具による機械的切断加工）によって切断し、複数の分割ピースに分割するようになっている。
特公平１−２９６８６号公報（第１図〜第３図）

しかしながら、上記従来技術には以下の課題が存在する。
すなわち、上記従来技術のように略円筒状に形成された部材を切断して複数の分割ピースに分割した構造では、そのままでは切断部分の切断面は非常に荒れた状態である。生タイヤの成形のためにそれら分割ピースを組み立てて１つの金型とする際には、各分割ピースの正確な位置決めを行う必要があるため、分割ピースどうしの組み合わせ面（突き合わせ面、以下適宜、「分割面」という）を高い寸法精度（以下適宜、「分割精度」という）で仕上げなければならない。このため、実際には、上記切断の後に、分割面の精密な仕上げ加工のために多大な工数が必要となって、製造コストの増大を招いていた。
また、切断時の切断代及び上記仕上げ加工時の仕上げ代の分、各分割ピースの大きさは切断時の大きさよりもやや小さくなるため、各ピースをなるべく隙間なく組み合わせるために場合によっては１つの金型の製造のために同一の２つの上記円筒状部材が必要となり、これによっても製造コスト増大を招いていた。
さらに、上記のように隙間のほとんどない各分割ピースの分割面どうしを組み合わせる構造では、上記のように高精度の仕上げ加工を行ったとしても組み合わせ形状に微妙な違いが生じる場合があり、その隙間寸法を制御するのが困難であった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、低い製造コストで高い分割精度を確保でき、さらに分割ピースどうしの隙間寸法を容易に制御できるタイヤ加硫成型用金型及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、第１の発明は、タイヤのトレッド部の表面に対応した内周面形状を有し、タイヤ周方向に分割された複数の分割ピースを組み合わせて構成されるタイヤ加硫成型用金型において、前記複数の分割ピースのうち、少なくとも１つの分割ピースは、隣接する分割ピースとの組み合わせ面より突出するように設けた略丸棒状のピンプロテクターを備え、前記隣接する分割ピースは、組み合わせ対象となる前記分割ピースとの組み合わせ面に、前記ピンプロテクターに嵌合する横断面略円弧形状の第１の金型の径方向の凹溝のみを軸線方向に複数備え、前記少なくとも１つの分割ピースは、前記ピンプロテクターを固定する横断面略円弧形状の第２の金型の径方向の凹溝のみを軸線方向に複数備えることを特徴とする。
本発明においては、組み合わせる分割ピースの一方側の組み合わせ面から略丸棒状のピンプロテクターを突出させて設け、他方側にこれに対応した第１の凹溝を設けて、これらを嵌合させる。このような丸棒の外周側に凹溝を嵌合させる構造としたことにより、ピンプロテクター及び第１の凹溝のみを精密に加工しておけば組み立てる分割ピースどうしを周方向にも径方向にも高精度に位置決めを行うことができ、その他の分割面については高精度の加工を必要とせず、例えば切断した状態のままでも足りる。
この結果、分割面全体について高精度仕上げ加工が必要であった従来構造に比べ、高精度加工を要する領域を極めて少なくすることができ、製造コストを低減することができる。また、このように小さな高精度仕上げ領域どうしを嵌合して組み合わせ、位置決めを行う構造とすることにより、組立時においては両分割ピースの切断面どうしを隙間を介したまま対向させるようにしても問題ない。この結果、１つの金型のために同一の２つの筒状部材（分割前）を用意する必要もなくなり、これによっても製造コストを低減することができる。
さらに、上記のように分割面の大部分を隙間に臨むようにしつつ、精密仕上げ加工された比較的小さなピンプロテクターと第１の凹溝の嵌合状態のみ（詳細にはピンプロテクターの径と第１の凹溝の径との大小関係）で分割ピースどうしの組み合わせ面の隙間寸法を決定できるので、隙間のほとんどない各分割ピースの分割面どうしを組み合わせる従来構造と異なり、隙間寸法を容易に制御することが可能となる。
第２の発明は、上記第１の発明において、前記少なくとも１つの分割ピースに備えられた前記第２の凹溝と、前記隣接する分割ピースに備えられた前記第１の凹溝とは、略同径であることを特徴とする。
第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、前記少なくとも１つの分割ピースは、前記ピンプロテクターを、着脱可能に前記組み合わせ面に取り付けていることを特徴とする。
上記目的を達成するために、第４の発明は、タイヤのトレッド部の表面に対応した内周面形状を有する略円筒状部材を形成し、前記略円筒状部材の周方向複数箇所の分割予定面のうち少なくとも１つの分割予定面に跨るように、径方向に貫通する略円形の孔を穿孔加工し、前記略円筒状部材を、前記略円形の孔の穿孔位置を含む前記複数箇所の分割予定面で切断して、複数の分割ピースに分割し、前記切断により前記略円形の孔が分割され対応する２つの分割ピースにそれぞれ形成された横断面略円弧形状の凹溝のうち、一方側の分割ピースの凹溝に略丸棒状のピンプロテクターを嵌合させ固定し、このピンプロテクターを、前記２つの分割ピースにそれぞれ形成された横断面略円弧形状の凹溝のうち他方側の分割ピースの凹溝に嵌合させつつ、当該２つの分割ピースを組み合わせることを特徴とす
る。
第５の発明は、上記第４の発明において、前記一方側の分割ピースの凹溝の径に対する、前記ピンプロテクターの径の大小関係を調整することにより、前記２つの分割ピースの組み合わせにおける組み合わせ面の隙間寸法を調整することを特徴とする。

本発明によれば、低い製造コストで高い分割精度を確保でき、さらに分割ピースどうしの隙間寸法を容易に制御することができる。

以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態のタイヤ加硫成型用金型の全体構造を表す斜視図であり、図２はその上面図（但し構造明確化のために後述のショルダ部３の図示を省略している）である。
これら図１及び図２において、タイヤ加硫成型用金型１は、タイヤ周方向複数箇所の分割面（曲面）Ｄによって分割（いわゆる曲線分割）された複数個（この例では９個）の分割ピース（セクター金型）１Ａを略環状に組み合わせて構成されている。

図３は図２中III−III断面による横断面図であり、図４はその要部拡大図である。この図３及び図４において、金型１は（言い換えれば各分割ピース１Ａは）、タイヤのトレッド部の表面に対応した内周面形状のトレッド面２Ａを備えたトレッド部２と、このトレッド部２に突き当て面２Ｂを介して突き当てられるショルダ部３とを有している。トレッド面２Ａは、さらに詳細には、タイヤの接地面に対応するコンタ面２Ａａと、タイヤの溝に相当する複数の突起部２Ａｂとから構成されている。

以上の基本構成において、本実施形態の最も大きな特徴は、各分割ピース１Ａの隣接する分割ピース１Ａとの組み合わせ構造にある。
図５は、図１中Ａ部を拡大して示す分解側面図である。
この図５及び図１において、各分割ピース１Ａは、その周方向両側の分割面Ｄ，Ｄのうち一方側（図１及び図２における時計回り側）の分割面（言い換えれば組み合わせ面）Ｄに横断面略円弧形状の凹溝１０１（第２の凹溝）を備えている。この凹溝１０１は、各分割面Ｄにおいて例えば軸線方向（図２中紙面に垂直方向）複数箇所（この例では２箇所）ずつが設けられている。そして、各凹溝１０１には、分割面Ｄより突出するように略丸棒状のピンプロテクター１００が、周方向に貫入される取付ボルト１０３によって着脱可能に固定されている（図５参照）。

またこれに対応して、各分割ピース１Ａは、その周方向両側の分割面Ｄ，Ｄのうち他方側（図１及び図２における反時計回り側）の分割面（組み合わせ面）Ｄに上記凹溝１０１と略同一径となる横断面略円弧形状の凹溝１０２（第１の凹溝）を備えており、周方向に対向する（隣接する）組み合わせ対象の分割ピース１Ａに備えられた上記ピンプロテクター１００を嵌合させるようになっている。

次に、上記本実施形態のタイヤ加硫成型用金型１の製造方法の手順を順を追って説明する。
図６（ａ）〜（ｄ）はこの製造手順（工程）を表す図である。
まず最初に、図６（ａ）に示すように、公知の手法（旋削加工等）により、タイヤのトレッド部の表面に対応した内周面形状を有する略円筒状部材１Ｍを形成する。

その後、図６（ｂ）に示すように、略円筒状部材１Ｍの周方向複数箇所（この例では９箇所）の前述の分割面Ｄに対応する分割予定面（予定線）Ｄoに跨るように、径方向に貫通する略円形の孔Ｔを穿孔加工する。なお、これら孔Ｔの穿孔は、後述のように所定の寸法精度を満たすように比較的高精度に加工を行う。

そして、図６（ｃ）に示すように、略円筒状部材１Ｍを、上記略円形の孔Ｔの穿孔位置を含む上記９個の上記分割面で切断（分断）して、９個の分割ピース１Ａに分割する。なお、このときの切断は、後述のように特に特別高い精度は必要としないため、通常の溶断、ワイヤカット、細ドリル、細鋸等による加工で足りる。またこの切断によって上記略円形の孔Ｔが分割され、対応する２つの分割ピース１Ａ，１Ａに横断面略円弧形状の上記凹溝１０１，１０２がそれぞれ形成されることとなる。

その後、図６（ｄ）に示すように、上記凹溝１０１，１０２のうち、一方側の分割ピース１Ａの凹溝１０１に上記した略丸棒状のピンプロテクター１００を嵌合させた後、上記取付ボルト１０３によって固定する。
そして、タイヤの成型の際にすべての分割ピース１Ａを組み付けるときには、 各分割ピース１Ａの凹溝１０１側に取り付けたピンプロテクター１００を、組み付け相手となる隣接分割ピース１Ａの上記凹溝１０２に嵌合させつつ、２つの分割ピース１Ａ，１Ａを組み合わせ、これをすべての結合箇所について行い、全ピース１Ａを連結して、タイヤ加硫成型用金型１を完成させる。
なお、上記連結の際には、分割ピース１Ａの凹溝１０２の径と、これの組み合わせ相手の分割ピース１Ａのピンプロテクター１００の径の大小関係を調整することで、それら２つの分割ピース１Ａ，１Ａの組み合わせにおける組み合わせ面（分割面）Ｄでの隙間寸法を調整する。

以上説明したように、本実施形態のタイヤ加硫成型用金型１においては、組み合わせる一方側の分割ピース１Ａの分割面Ｄから略丸棒状のピンプロテクター１００を突出させて設け、他方側の分割ピース１Ａにこれに対応した凹溝１０２を設け、これらを嵌合させる。
このような丸棒の外周側に凹溝を嵌合させる構造としたことにより、ピンプロテクター１００（これを取り付ける凹溝１０１を含む）及び凹溝１０２を精密に加工しておけば、図７に示すように組み立てる分割ピース１Ａどうしを周方向にも径方向にも高精度に位置決めを行うことができ、現行提唱されているいわゆる平板プロテクターのような分割ピースどうしの位置ずれやこれに起因する前述の突起部（パターン）２Ａｂのずれや衝突破損を防止できる。そして、ピンプロテクター１００（これを取り付ける凹溝１０１を含む）及び凹溝１０２以外の分割面については高精度の加工を必要とせず、例えば切断した状態のままでも足りる。
また上記位置決め効果によって、分割ピース１Ａの（例えばアルミニウムにより形成された部分等）比較的耐久性の小さい部分が組み合わせ時に損傷するのを防止できる効果もある。

この結果、分割面Ｄ全体について高精度仕上げ加工が必要であった従来構造に比べ、高精度加工を要する領域を極めて少なくすることができ、製造コストを低減することができる。また、このように小さな高精度仕上げ領域どうしを嵌合して組み合わせ、位置決めを行う構造とすることにより、組立時においては両分割ピース１Ａ，１Ａの切断面どうしを隙間を介したまま対向させるようにしても問題ない。この結果、１つの金型１を製造するために同一の２つの筒状部材１Ｍを用意する必要もなくなり、これによっても製造コストを低減することができる。

さらに、上記のように分割面Ｄの大部分が隙間に臨むようにしつつ、精密仕上げ加工された比較的小さなピンプロテクター１００と凹溝１０２の嵌合状態のみ（詳細には前述したようにピンプロテクター１００の径と凹溝１０２の径との大小関係）で分割ピース１Ａ，１Ａどうしの組み合わせ面の隙間寸法を決定できる。例えばピンプロテクター１００の径を凹溝１０１や凹溝１０２の径に対して大きくしていけば（プロテクター１００を取り替えてもよいし凹溝１０２を修正加工してもよい）、隙間を広げる方向の制御となり、逆にすれば隙間を小さくする方向の制御となる。したがって、隙間のほとんどない各分割ピースの分割面どうしを組み合わせる従来構造と異なり、分割ピース１Ａ，１Ａ間の隙間寸法を容易に制御することが可能となる。特に、上記ピンプロテクター１００をボルト１０３で着脱可能としたことにより、径が微妙に異なる各種ピンプロテクター１００を用意して交換可能となり、さらにこの隙間寸法調整を容易に行うことができ、またピンプロテクター１００摩耗時の交換といったメンテナンスも容易である。

なお、上記実施形態においては、分割ピース１Ａ，１Ａ間の分割面Ｄのそれぞれにおいて、軸線方向２箇所に凹溝１０１，１０２及びピンプロテクター１００による結合を行ったが、これに限らず、軸線方向１箇所のみでもよい。また、すべての分割ピース１Ａについて、その隣接する分割ピース１Ａとの間がピンプロテクター１００を介した結合（及び隙間管理）構造となっていたが、これに限らず、そのような結合構造となっていない従来通りの構造のものがあってもよい。言い換えれば、分割ピース１Ａどうしの多数の結合箇所のうち少なくとも１箇所について上記ピンプロテクター１００による結合構造となっていれば足り、その限りにおいて、少なくとも全てが従来通りの構造である場合に比べれば、上記本発明本来の製造コスト低減及び隙間調整の容易化という効果を得ることができる。

なお、以上は、本発明をタイヤ加硫成型用金型に適用した場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明は、プロテクター又はノックピンとしての機能を必要とする分割金型全般に適用可能である。

本発明の一実施形態のタイヤ加硫成型用金型の全体構造を表す斜視図である。 図１に示したタイヤ加硫成型用金型の全体構造を表す上面図である。 図２中III−III断面による横断面図である。 図３の要部拡大図である。 図１中Ａ部を拡大して示す分解側面図である。 図１に示したタイヤ加硫成型用金型の製造手順（工程）を表す図である。 位置決めにおける挙動を表す図である。

符号の説明

１・・・タイヤ加硫成型用金型、１Ａ・・・分割ピース、１Ｍ・・・略円筒状部材、２Ａ・・・トレッド面、１００・・・ピンプロテクター、１０１・・・凹溝（第２の凹溝）、１０２・・・凹溝（第１の凹溝）、１０３・・・取付ボルト、Ｄ・・・分割面（組み合わせ面）、Ｄo・・・分割予定面、Ｔ・・・略円形の孔。

Claims (5)

1. タイヤのトレッド部の表面に対応した内周面形状を有し、タイヤ周方向に分割された複数の分割ピースを組み合わせて構成されるタイヤ加硫成型用金型において、
   前記複数の分割ピースのうち、少なくとも１つの分割ピースは、隣接する分割ピースとの組み合わせ面より突出するように設けた略丸棒状のピンプロテクターを備え、前記隣接する分割ピースは、組み合わせ対象となる前記分割ピースとの組み合わせ面に、前記ピンプロテクターに嵌合する横断面略円弧形状の第１の金型の径方向の凹溝のみを軸線方向に複数備え、前記少なくとも１つの分割ピースは、前記ピンプロテクターを固定する横断面略円弧形状の第２の金型の径方向の凹溝のみを軸線方向に複数備えることを特徴とするタイヤ加硫成型用金型。
2. 請求項１記載のタイヤ加硫成型用金型において、
   前記少なくとも１つの分割ピースに備えられた前記第２の凹溝と、前記隣接する分割ピースに備えられた前記第１の凹溝とは、略同径であることを特徴とするタイヤ加硫成型用金型。
3. 請求項１又は２に記載のタイヤ加硫成型用金型において、
   前記少なくとも１つの分割ピースは、前記ピンプロテクターを、着脱可能に前記組み合わせ面に取り付けていることを特徴とするタイヤ加硫成型用金型。
4. タイヤのトレッド部の表面に対応した内周面形状を有する略円筒状部材を形成し、前記略円筒状部材の周方向複数箇所の分割予定面のうち少なくとも１つの分割予定面に跨るように、径方向に貫通する略円形の孔を穿孔加工し、
   前記略円筒状部材を、前記略円形の孔の穿孔位置を含む前記複数箇所の分割予定面で切断して、複数の分割ピースに分割し、
   前記切断により前記略円形の孔が分割され対応する２つの分割ピースにそれぞれ形成された横断面略円弧形状の凹溝のうち、一方側の分割ピースの凹溝に略丸棒状のピンプロテクターを嵌合させ固定し、
   このピンプロテクターを、前記２つの分割ピースにそれぞれ形成された横断面略円弧形状の凹溝のうち他方側の分割ピースの凹溝に嵌合させつつ、当該２つの分割ピースを組み合わせることを特徴とするタイヤ加硫成型用金型の製造方法。
5. 請求項４記載のタイヤ加硫成型用金型の製造方法において、
   前記一方側の分割ピースの凹溝の径に対する、前記ピンプロテクターの径の大小関係を調整することにより、前記２つの分割ピースの組み合わせにおける組み合わせ面の隙間寸法を調整することを特徴とするタイヤ加硫成型用金型の製造方法。
   

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