JP4357790B2 - トレッド成形金型およびトレッド成形方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トレッド成形金型およびトレッド成形方法に関し、より詳しくは、トレッドに対して実質的に横方向に延びかつトレッドの側面に開口する切開部、チャンネルまたは他の凹部がトレッドに設けられたタイヤを成形する金型および方法に関する。これらの凹部は、トレッドが新しいときにはトレッドの表面に開口していないか、または完全には開口していない。これは、革新的彫刻トレッドとして知られている。なぜならば、トレッドが摩耗して「トレッド内（underground）」チャンネルが現れると、トレッドの可視プロファイル、従って能動プロファイルが展開されるからである。このようなトレッドの長所は、例えば、タイヤの全通常耐用寿命に亘って実質的に一定の性能を与えることである。
【０００２】
【従来の技術】
際特許出願ＷＯ９８／５４００９には、このような概念が開示されている。
【０００３】
トレッドのこれらの特定形態は、種々の成形技術にリンクした種々の成形方法により実現できる。これらの方法を工業的に実施するとき、２つの主要問題すなわち、一方で、軸線方向のチャンネルがトレッドに設けられたタイヤを首尾良く成形すること、すなわち欠陥（可視欠陥および非可視欠陥）なく創成すること、および他方で、タイヤおよび工具のいずれにも損傷を与えないようにして、成形タイヤを突き出すこと、すなわち金型構成要素から分離させることを解決しなければならない。
【０００４】
上記国際特許出願ＷＯ９８／５４００９には、１つの方法および該方法を実施する金型が開示されている。トレッドの軸線方向チャンネルは、タイヤの側面を成形するためのシェルと一体のフィンガにより成形される。成形中に膜により未硬化タイヤ（従って成形可能タイヤ）に加えられる内部圧力により、未硬化タイヤの外径が拡大される。「シェーピング」として知られているこの工程は、未硬化トレッドを形成する材料が金型内の全空間を充満して、走行面またはショルダにおいて開口するのが見られる種々の溝および凹部を備えた最終トレッドを創成する。タイヤを金型から取り出すため、シェルが軸線方向に取り出され、これによりフィンガをトレッドから取り出すことができる。走行面を成形するクラウンリングのセグメントは、該セグメントの突出部（彫刻を成形する突出部）を成形タイヤのトレッドから離脱させるため、半径方向に取り出すことができる。
【０００５】
もちろん、この方法に付随する１つの問題は、この方法が、シェーピングが比較的大きい製造に制限されることである。なぜならば、シェ−ピングは、下に位置するチャンネルを含む、少なくとも意図した彫刻の厚さに一致しなければならないからである。実際に、フィンガはタイヤ側部の成形を行なうシェルにより支持されているので、フィンガの半径方向位置は固定されている。従って、金型内に装填されるためには、未硬化タイヤは、フィンガ内で（半径方向に）位置決めできる外径を有する必要がある。この場合、例えば加硫膜の膨張によりもたらされる直径の拡大（シェ−ピング）は、成形材料を、フィンガを迂回してトレッドの全ての空間内に貫入させるのに充分な大きさでなくてはならない。
【０００６】
しかしながら、産業界は、シェ−ピングサイズが大きくなるの最大化を制限する努力をしており、これには２つの理由がある。第１の理由は、成形されたタイヤの均一性を向上させる目的にある。実際に、シェ−ピングの度合いが大きくなると、未硬化タイヤが圧力を受けるときに流動する成形材料の規則的分配を得ることが困難になる。第２の理由は、より大きい剛性（非拡大性）をもつ構成形態を使用して、或る性能（例えば、高速時の性能）を向上させることにある。これらの構成形態は、拡大性従ってシェ−ピングが殆どないものとすることができる。
【０００７】
他の既知の方法（例えば、米国特許第１，７３３，０６４号に開示された例）は、フィンガを、トレッドの未硬化ゴム内に軸線方向に挿入する工程を有している。この方法には他の制限がある。すなわち、フィンガまたはピンの幾何学的形状および抵抗は、工具に損傷を与えることなく、かつ未硬化タイヤが好ましくない態様で移動または変形することなく貫入できなくてはならない。従って、この技術は、実際に、簡単な幾何学的形状および座屈に耐える充分な厚さを有するフィンガに制限される。一方、これらのフィンガの移動を制御するのに必要な機構には、可能な形態にかなりの制限が賦課される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の一目的は、低シェ−ピング（または無シェ−ピング）製造が可能でかつ上記制限を受けない金型および方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、走行面、側面、走行面に開口する半径方向凹部、および少なくとも一方の側面に開口する軸線方向凹部を備えたタイヤトレッドを有するタイヤの成形金型であって、半径方向凹部を成形するための第１の複数のクラウンセクタと、第２の複数のショルダセクタとを有し、該ショルダセクタの少なくとも幾つかには、軸線方向凹部を成形するための突出部が支持されており、クラウンセクタは、未硬化タイヤを金型内に装填するための開金型状態と、タイヤを成形するための閉金型状態との間で半径方向に移動できる構成の成形金型において、ショルダセクタが、クラウンセクタとは独立して半径方向に移動できることを特徴とする金型により達成される。
【００１０】
実際に本発明の金型によれば、チャンネルすなわちトレッド内の横方向凹部を成形する要素が半径方向に移動できることにより、これらの要素の存在による拘束を受けない未硬化タイヤの同時成形、低シェ−ピングまたはゼロシェ−ピング成形、および金型からの問題の無い突き出しが可能になる。
【００１１】
好ましくは、ショルダセクタにより支持された突出部はフィンガの形状を有し、かつショルダセクタから、クラウンセクタの全幅の１０％以上、より好ましくは２５％以上の距離に亘って、実質的に軸線方向に延びている。
【００１２】
好ましい実施形態では、フィンガは、金型の閉状態への移動時に、クラウンセクタ上に支持され、金型の閉鎖時および／またはシェ−ピング中に成形材料によりフィンガに加えられる圧力に耐えることができる。
【００１３】
特定の実施形態では、フィンガは、タイヤの軸線に対して幾分傾斜した方向に延びている。この場合、成形されたタイヤを金型から容易に突き出すことができるようにするため、複数の第２ショルダセクタは、タイヤの軸線の回りで回転できるように配置されることが好ましい。
【００１４】
本発明はまた、走行面、側面、および少なくとも一方の側面で軸線方向（幅方向）に開口する軸線方向凹部を備えたトレッドを成形する方法において、軸線方向凹部を成形するための複数の突出部を未硬化トレッド内に挿入する工程と、次に、加硫されたトレッドから突出部を取り出す工程とを有し、突出部がトレッドの厚さ方向に挿入されかつトレッドの幅方向に取り出されることを特徴とする成形方法に関する。突出部をトレッドの厚さ方向に移動させて、突出部の少なくとも一部を未硬化ゴム内に挿入（この挿入は、いかなるシェ−ピングとも無関係である）する作用により、余分なシェ−ピング工程を低減させるか、無くすこともできる。次に、成形されたトレッドの幅方向（すなわち、トレッドが一体化されるタイヤの軸線方向）に突出部を取り出す作用は、突出部の長さがかなり大きくても、タイヤに損傷を与えることなくタイヤを突き出すことを可能にする。
【００１５】
好ましくは、本発明の方法は、上記金型を使用しかつ次の連続工程を有する。すなわち、
未硬化タイヤを開状態にある金型内に挿入する工程と、
クラウンセクタおよびショルダセクタの向心方向移動により金型を閉じる工程と、
タイヤを成形する工程と、
クラウンセクタを半径方向凹部から取り出すため、クラウンセクタを半径方向に移動させる工程とを有し、ショルダセクタは実質的に閉状態に維持されており、
軸線方向凹部から突出部を取り出すため、ショルダセクタを実質的に閉状態に維持して、ショルダセクタを軸線方向に移動させることにより金型を開く工程と、
ショルダセクタを軸線方向に移動させることにより、金型を連続的に開く工程とを更に有する。
【００１６】
この方法によれば、未硬化タイヤの直径は、成形されたタイヤの直径の１％より小さい値「ｄ」だけ、成形されたタイヤの直径より小さいことが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。
【００１８】
図１には、開いた状態にある本発明の金型１が断面図で示されている。以下に説明する要素の種々の機能を示すため、この金型１から得られるタイヤ１０の対応部分も示されている。この部分断面図には、タイヤ１０のトレッド１１の凹部すなわち溝１４を成形するためのレリーフ要素４を支持しているクラウンセクタ２が示されている。クラウンセクタ２は、タイヤ１０の側面を成形するシェル６に対し、既知の態様で半径方向（矢印で示す方向）に移動できる。タイヤのショルダ１３を成形する表面は、少なくともその一部が、図示のショルダセクタ３と同様な複数の要素により形成される。ショルダセクタ３は、タイヤの走行面１２の下にチャンネルすなわち凹部１５を形成できる突出部５を有している。本発明による方法を実施できるようにするため、ショルダセクタ３も、シェル６およびクラウンセクタ２に対して半径方向に移動できる。
【００１９】
図２は本発明による方法の第１工程を示し、この第１工程では、未硬化タイヤ１０が、図１で説明したような開状態にある金型内に挿入される。ショルダセクタ３が半径方向に移動できるため、前述の従来技術のタイヤ直径より大きい直径の未硬化タイヤを成形できることに留意すべきである。
【００２０】
図３には、本発明の方法の第２工程が示されている。金型はその閉状態にあり、この状態で、クラウンセクタ２およびショルダセクタ３が未硬化ゴムと係合し、レリーフ要素４および突出部５がトレッド１１の未硬化ゴム内に半径方向に突き刺さる（矢印は、前工程に対する要素の移動を示す）。
【００２１】
図４に示す本発明の方法の第３工程は、シェ−ピング工程である。この工程は、図３に示した前工程に続くものとして示されているが、この工程は、第２工程中に開始できるものであることは明瞭に理解されよう（例えば、サイクルを短縮しおよび／または可動セクタの移動中に対向圧力を加えるためである）。シェ−ピング中に、未硬化タイヤは、成形表面に一致させるため、一般に膜を介して膨張される。この工程中、突出部５は、前工程におけると同様に、レリーフ部分４を介してクラウンセクタ２に支持されている。これは、突出部５が比較的長くかつ薄い場合、すなわち、未硬化ゴムの圧力を受けて曲り易い場合に特に有効である。図示の突出部５は第１溝１４まで延びているが、突出部５は、できる限り図示のレリーフ４のような複数のレリーフ上に支持させて、例えばトレッドの完全に１／２の位置を占めるように、第１溝１４を越えた位置まで延ばすことができることはもちろんである。同時に成形材料が加熱されかつその加硫が開始される。シェ−ピングを行なわない成形方法は、例えば剛性コア上での成形方法のように既知である。この形式の方法は、例えば図３で説明した第２工程で成形組立体を実現することにより、本発明の方法に完全に一致する。なぜならば、シェ−ピングは本発明の方法にとって不可欠な工程ではないが、第２工程で開始される成形を補足する工程であるからである。本発明による金型および方法は、実際に、シェ−ピングの必要性を制限するか、完全に無くすことができる。
【００２２】
図５は第４工程を示し、この第４工程は、溝１４からレリーフ要素４を充分に離脱させるための、金型からのトレッド１２の突出し、すなわち成形品の取出しに一致する。ショルダセクタ３に対するクラウンセクタ２の半径方向移動が独立しているため、この作動によってトレッドすなわちタイヤに特別な機械的応力が引き起こされることは全くない。
【００２３】
図６は本発明の方法の最終工程を示し、この工程は、加硫されたタイヤを金型から軸線方向に取り出すことからなる。真直フィンガの形状を有する実質的に軸線方向の突出部５が示されているが、これは単なる一例に過ぎない。実際に、突出し中にゴムが弾性変形するため、例えば湾曲形状またはアンダーカット形状等の異なるフィンガ形状にすることができる。また、これらのフィンガは、タイヤ軸線に対して大きい角度に配置でき、その場合には、ショルダセクタ３がタイヤ軸線の回りで回転して、コルクねじの態様で突出しが行なえるようにするのが好ましい。任意であるが、突出しを容易にするため、フィンガには、ショルダセクタへのフィンガの個々の取付けに自由度をもたせることができる。この自由度は、例えば、弾性的に取り付けるか、遊びを調節できるようにすることにより達成される。
【００２４】
図面はトレッド１１のほぼ１／２を示し、従って、この例に示された突出部５は、トレッドの幅の約１５〜２０％の長さを有する。実際には、突出部が長いほど、本発明の原理はより有効に機能する。トレッド中心を越えて延びるチャンネル１５を成形することもできる。例えば、タイヤの側面に既知の態様で実現されるものよりも深く、従ってより見易い側方マーキングをトレッドに形成するため、より短いトレッドを考えることもできる。
【００２５】
フィンガすなわち突出部５およびショルダセクタ３の個数は、完成トレッドに求められる結果に従って決定される。各セクタ３に複数のフィンガ５を設けてもよいし、逆に或るセクタにはフィンガを設けないこともできる。実際に、セクタおよびフィンガの機能は独立している。すなわち、セクタの機能は半径方向拡大を可能にすることであるのに対し、フィンガの機能は軸線方向チャンネル１５の成形を実現することである。例えば、各々が３つのフィンガ５を支持している８つのショルダセクタ３を、金型の一方の側部に設けることができる。
【００２６】
当業者には、本発明が、チャンネルをタイヤの一方の側面に成形することを望むか、両方の側面に成形することを望むかとは係わりなく適用できることは明白であろう。図示のシェル６に対向するシェルは、上記ショルダセクタを対称的または非対称的に支持することができるし、或いはショルダセクタを支持しなくてもよい。クラウンセクタ２は、前掲の国際特許出願ＷＯ９８／５４００９に開示された態様でトレッドの全幅をカバーしてもよいし、トレッドの一部のみをカバーしてもよい。
【００２７】
概していえば、本発明の特別な長所は、金型から突き出す成形機構とは異なる成形機構を有することにある。すなわち、突出部すなわちフィンガはトレッドの厚さ方向に未硬化ゴム内に挿入され、かつ、成形後にタイヤの軸線方向に従って引き出される。かくして、上記上記成形金型を使用することにより、一定長さの非環状トレッド、または逆に、事実上連続無限長さを有しかつ平坦なトレッドを成形することもできる。従って、タイヤの製造またはリトレッディングを意図したトレッドの成形だけでなく、ゴム製のキャタピラトラックの成形も可能である。
【００２８】
本願明細書で使用する用語「タイヤ」は、使用中に内部圧力を受けるタイヤまたは内部圧力を受けないタイヤを含むあらゆる種類の弾性ホイール、空気圧ホイールまたは非空気圧ホイールカバーリング（coverings）をいう。
【図面の簡単な説明】
【図１】開いた状態にある本発明の金型の一部および本発明による成形タイヤの対応部分を示す半径方向概略断面図である。
【図２】開いた状態にある本発明の金型の一部および本発明による方法の第１工程すなわち未硬化タイヤの装填工程を示す半径方向概略断面図である。
【図３】本発明による方法の第２工程中の閉じた状態にある本発明の金型の一部を示す半径方向概略断面図である。
【図４】本発明による方法の第３工程（任意工程）中の閉じた状態にある本発明の金型の一部を示す半径方向概略断面図である。
【図５】本発明による方法の第４工程中の部分的に開いた状態にある本発明の金型の一部を示す半径方向概略断面図である。
【図６】本発明による方法の第５工程中の部分的に開いた状態にある本発明の金型の一部を示す半径方向概略断面図である。
【符号の説明】
１ 金型
２ クラウンセクタ
３ ショルダセクタ
４ レリーフ要素
５ 突出部（フィンガ）
６ シェル
１０ タイヤ
１１ トレッド
１４ 凹部（溝）
１５ チャンネル（凹部）

Claims (7)

1. 走行面１２、側面１３、走行面１２に開口する半径方向凹部１４、および少なくとも一方の側面１３に開口する軸線方向凹部１５を備えたトレッド１１を有するタイヤ１０の成形金型であって、
   半径方向凹部１４を成形するための複数のクラウンセクタ２と、
   複数のショルダセクタ３とを有し、該ショルダセクタ３には、軸線方向凹部１５を成形するための突出部５が取り付けられており、クラウンセクタ２は、未硬化タイヤを金型内に装填するための開金型状態と、タイヤを成形するための閉金型状態との間で半径方向に移動できる構成の成形金型において、
   ショルダセクタ３が、クラウンセクタ２とは独立して半径方向に移動できることを特徴とする金型。
2. 前記ショルダセクタ３に取り付けられた突出部５は、フィンガの形状を有しかつショルダセクタ３から実質的に軸線方向に延びていることを特徴とする請求項１記載の金型。
3. 前記ショルダセクタは、金型が開状態から閉状態に移動するときに、フィンガがクラウンセクタ２に支持されるようにクラウンセクタ２に対して配置されていることを特徴とする請求項２記載の金型。
4. 前記ショルダセクタ３に取り付けられた突出部５は、フィンガの形状を有しかつタイヤの軸線に対して幾分傾斜した方向に延びていることを特徴とする請求項１記載の金型。
5. 幅方向および厚さ方向、走行面１２、側面１３、および少なくとも一方の側面１３で幅方向に開口する軸線方向凹部１５を備えたトレッド１１を成形する方法において、
   軸線方向凹部１５を成形するための複数の突出部５を未硬化トレッド内に挿入する工程を有し、複数の突出部５は前記トレッドの厚さ方向に挿入され、
   トレッドを成形する工程と、
   加硫されたトレッドから複数の突出部５を取り出す工程とを更に有し、複数の突出部５は前記トレッドの幅方向に移動されることを特徴とする成形方法。
6. トレッドを備えたタイヤを金型内で成形する方法であって、金型が、開金型状態と半径方向凹部１４を成形するための閉金型状態との間で半径方向に移動できる複数のクラウンセクタ２と、複数のショルダセクタ３と、該ショルダセクタ３に取り付けられた、軸線方向凹部１５を成形する突出部５とを有し、ショルダセクタ３は、クラウンセクタ２とは独立して半径方向に移動できる構成の成形方法において、
   未硬化タイヤを開状態にある金型内に挿入する工程と、
   クラウンセクタおよびショルダセクタの向心方向移動により金型を閉じる工程とを有し、クラウンセクタおよび突出部は、半径方向移動によりトレッド内に貫入し、
   タイヤを成形する工程と、
   クラウンセクタを半径方向凹部から取り出すため、ショルダセクタは実質的に閉金型状態に維持されたまま、最初にクラウンセクタを半径方向に移動させる工程とを有し、
   軸線方向凹部から突出部を取り出すため、引き続きショルダセクタを軸線方向に移動させることにより金型を開く工程を更に有することを特徴とする成形方法。
7. 前記未硬化タイヤの直径は、成形されたタイヤの直径の１％より小さい値「ｄ」だけ、成形されたタイヤの直径より小さいことを特徴とする請求項６記載の成形方法。

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