JP4469247B2 - 環状トレッドベルトのモールド、および環状トレッドベルトの形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、環状またはリング状のトレッド、より好ましくは環状のトレッドベルトアセンブリの加硫用のモールドに関し、本発明はさらに、この環状のトレッドベルトアセンブリを形成する独自の方法を含む。

タイヤのトレッド、またはタイヤのトレッドとベルトとのアセンブリを作り、加硫する場合、通常、金属製コードで補強されたプライや織物などの補強部材が取り付けられた、または、取り付けられない、１つまたは２つ以上未加硫のゴムなどのエラストマーの層が円筒状のコアの周りに巻かれていた。円筒状のコアは所望の内径に等しい直径を有するように選択され、通常は、エラストマーの層が取り付けられて、セグメントに分割される大きな円筒の中心に配置されていた。大きな円筒は、内側に所望のトレッドパターンが付けられたモールドの表面を含んでいてもよい。セグメントに分割される大きな円筒の直径は、内側のコアの装置の周りに巻かれた材料にきちんと接触するまで縮められ、装置全体が加熱される。外側のモールド面となる、セグメントに分割された円筒は、もちろん一定状態で加熱できるが、ゴムが周りに巻かれた内側のコアの加熱はより困難である。その結果、加硫が早く生じてしまうことがある。特許文献１は、エラストマーにこの種の不均一な加硫が生じる結果、加硫されたタイヤのトレッドまたはトラックベルトアセンブリが変形してしまうこと、特に、従来技術のこのようなモールド内では、内側のコアと、トレッドを形成する外側のコアとの間の大きな温度勾配により、トレッドベルト内の金属製のコードが動いてしまう可能性があることが開示されている。そこで、特許文献１では、トレッドベルトの内側表面を形成するために、概ね円筒形のモールド表面となるように互いに嵌め合わされる複数の内側セグメントを有する装置を、それらのセグメントを内側円筒の軸に向けて後退させる手段と、それらのセグメントを加熱する手段と共に示している。この装置はまた、内側円筒と同軸でかつ同じ長さである外側円筒の、概ね円筒形のモールド内側表面を形成するために、互いに嵌め合わされる複数の外側セグメントを、それらのセグメントを両方の円筒の共通軸から後退させる手段と、それらのセグメントを加熱する手段と共に有している。さらに、この装置は、内側円筒を外側円筒に対して、それらの両端部で密閉する一対のリングであって、複数の内側セグメントが共通軸に向けて後退させられ、かつ複数の外側セグメントが共通軸から離れるように後退させられて、未加硫のタイヤトレッドまたはトラックベルトを複数の内側セグメントと複数の外側セグメントとの間に配置できるように、少なくとも一方は取り外し可能な一対のリングを有している。

タイヤトレッドまたはトラックベルトアセンブリを作る上述の従来技術のモールドの利点は、成形されるアセンブリに熱と圧力が均一にかけられることである。

従来技術では、半径方向に後退可能なセグメントは通常、垂直に延びる縁部または側面を備えた、湾曲した、または円弧状の形状を有していた。外側セグメントは内側に移動可能で、トレッドのラグを含む外側トレッド面を形成する環状リングを作る。内側セグメントは、まず１つおきに外側に延び、次に内側に後退したままの１つおきの内側セグメントが外側に延び、それによって、完全に拡げられた位置でリングが形成されるような、１つおきのパターンで半径方向外側に順に動き、この結果、所定の時間に渡りトレッドベルトアセンブリを加硫するモールドが実現される。この時間は、モールドの加硫時間と考えられていた。半径方向外側の各セグメントと半径方向内側の各セグメントは、概ね垂直に延び、かつ内側と外側の両セグメントの共通軸に平行な縁部を有していた。トレッドの加硫が終わると、内側セグメントは、閉位置に保持されたままの隣接する内側セグメントがトレッドベルトアセンブリをトレッド形成用外側セグメントの中に保持しながら、形成されたトレッドの内側表面が半径方向内側に動く第１の複数のセグメントから分離されるようにして、後退させられた。半径方向内側の第１の複数のセグメントが内側に動かされると、次に、半径方向内側の第２のセグメントのセットが内側に移動可能になり、それによって、トレッドの内側の表面全体が解放された。その後、外側トレッド形成用セグメントが、半径方向外側に移動可能になり、それによって、トレッドベルトアセンブリ全体がモールドから開放された。トレッドが外側セグメントから取外されるときには、加硫されたトレッドベルトアセンブリをモールドから持ち上げる装置が使用されることもあった。
米国特許第４、２０７、０５２号明細書

この種の従来技術のベルトアセンブリの成形では、半径方向内側のトレッド形成面は、閉位置でモールド用の両リングの軸に概ね平行に延びる、垂直に延びる縁部を通常備えた、互いに同じ大きさのトレッド用セグメントを有している。同様に、外側セグメントも、モールドが閉じられると側面が接触してセグメント同士の間が密閉されるように垂直に延びる、つまり概ね平行な側面を有している。基本的には、特許文献１に記載されている上述の従来技術のモールドは、かなり大きいトレッドベルトアセンブリについては、概ね良好に作動する。しかし、このようなモールドの内側セグメントと外側セグメントとを閉じたときの力は、すべての動きが半径方向に生じて、半径方向内側セグメントの受ける圧力が実質的に増えるようにかかる。

本発明の目的は、加硫の圧力が３６０°全周で均一化されるように、トレッドベルトアセンブリの加硫時の内側と外側セグメントの安定性が改善された、トレッドベルト用モールドを提供することである。

本発明の第２の目的は、半径方向内側と半径方向外側の互いに向合うセグメント間の型割り線が、ベルト補強構造の近傍領域でのゴムの流れを最小にするように配置され、半径方向外側のモールドセグメントの構造上の完全性が改善される方法を提供することである。

半径方向厚さｔの補強ベルト構造を有するトレッドベルトを形成する、セグメントに分割された環状のモールドが開示される。モールドは、トレッドベルトの内側表面を形成する、半径方向に動き外側に延びることのできる複数の半径方向内側セグメントと、トレッドベルトの外側表面を形成する、半径方向に動き収縮することのできる、複数の半径方向外側セグメントとを有している。半径方向内側セグメントおよび半径方向外側セグメントは、補強ベルト構造の半径方向最内周の表面から測って半径方向厚さｔの５０％よりも大きい距離離れた、トレッドベルトの補強ベルト構造の中点よりも半径方向外側の位置に、モールドの型割り線を形成している。

半径方向内側セグメントは、型割り線に向けて外側に延びる部分を形成する、上側と下側の横方向縁部を有している。同様に、半径方向外側セグメントは、型割り線に向けて内側に延びる部分を形成する、上側と下側の横方向縁部を有している。型割り線は、補強ベルト構造の、半径方向内側から少なくとも２番目のベルト層の外側に位置している。

好ましい実施態様では、トレッドベルトは、０°の角度の半径方向内側のワイヤ補強ベルト層と、９０°の角度のワイヤ補強ベルト層と０°の角度のワイヤ補強ベルト層との間に配置された２つ以上の交差する角度のワイヤ補強ベルト層とを有しており、モールドの型割り線は、最外周のクロスプライ層と９０°の角度のワイヤ補強ベルト層の半径方向における中間または外側に配置されている。

トレッドベルトを形成する、セグメントに分割された環状のモールドは、トレッドベルト形成用の複数の外側セグメントと、トレッドベルトの内側表面形成用の、半径方向に移動可能で、外側に拡がることのできる複数の内側セグメントと、中心軸を備えた摺動可能なハブアセンブリとを有している。ハブアセンブリは、各々が中心軸上に摺動可能に取り付けられた上側ハブ部分と下側ハブ部分とを有している。上側ハブ部分と下側ハブ部分は、各々が対応するハブ部分と半径方向内側セグメントとにピボット運動可能に連結された、複数のリンク用アームを有している。周方向に隣接する各セグメントは、交互に、上側ハブ部分か下側ハブ部分のいずれかに接続されている。一方のハブは、ハブの部分を動かす１つまたは２つ以上の手段によって、他方のハブに対して独立して動かされる。下側ハブ部分と上側ハブ部分とが動かされて絡み合わされた状態になると、内側セグメントは環状の輪を形成する。

トレッドベルトを形成する、セグメントに分割された環状のモールドは、各々がトレッドベルトの外側を形成するセグメントを支持する、複数の２枚式「Ｊ字」フレームを有している。ベースプレート支持構造が、２枚式Ｊ字フレームの各々に取り付けられている。一対の直動軸受レールがベースプレートに取り付けられており、複数の軸受用ブロックが、直動軸受ガイドレール上に取り付けられている。軸受用ブロックは、内側、外側セグメントに取り付けられており、一対の直動軸受レールにより、セグメントは直線状に案内される。

冷却プレートが各セグメントに取り付けられており、各セグメントと直動軸受用ブロックとの間に配置されている。冷却プレートは、冷却用媒体を通す複数の流路を有している。

本明細書における用語の定義を以下に示す。

「周方向」は、軸線方向に垂直な環状トレッド面の周囲に沿って延びているラインまたは方向を意味する。

「コード」は、トラック内のプライを構成している補強素線の１つを意味する。

「赤道面（ＥＰ）」は、トラックの回転軸に垂直でトレッドの中心を通る平面を意味する。

「フットプリント」は、荷重および空気圧下において平坦な面と接触するタイヤトレッドの接触部分、すなわち領域を意味する。

「横方向の」および「横方向に」は、タイヤの回転軸に平行なラインまたは方向を意味する（「軸線方向」と同じ）。

「プライ」は、ゴムに被覆された平行なコードの連続した層を意味する。

「半径方向の」および「半径方向に」は、トラックの回転軸に向けて、または回転軸から離れるように延びている方向を意味する。

「零度のワイヤ」は、トレッドの下に位置し、ビードに固定されておらず、トレッドに沿って周方向にらせん状に延びていて、タイヤの赤道面に対するコードの角度が０度から５度の範囲にある、平行なコード（通常は金属製ワイヤ）の少なくとも１つの層を意味する。

本発明は、類似の番号は類似の部分を示している図面を参照することで、よりよく理解されるであろう。

図１を参照すると、本発明のモールド２の平面図と、トレッドベルトアセンブリ４の断面図とが示されている。右半分は、モールド２が完全な開位置にある状態で、搬送手段５０に支持されているトレッドベルトアセンブリ４を示している。モールド２の左半分は、搬送手段５０により保持されているトレッドベルトアセンブリ４と、右半分ほどは開いていない、半径方向に後退した開位置を示している。図示のように、搬送手段５０は、トレッドベルトアセンブリ４をモールド２に搬送する際にトレッドベルトアセンブリ４の全重量を支持する、トレッド支持用足５４を備えた複数の脚部５２を有している。これらのトレッドベルトアセンブリ４の重量は、約１８００ｋｇ（４，０００ポンド）以上またはその数倍になることがある。搬送手段５０は、１つおきに設置されたセグメント１２Ａ、１２Ｂからなる複数の内側モールドセグメント１２と、１つおきに設置されたセグメント１４Ａ、１４Ｂからなる複数の外側モールドセグメント１４との間の環状の空間内にトレッドベルトアセンブリ４を配置できるように、その重量を支持している。図９により適切に示されているように、内側モールドセグメント１２は、トレッドベルトアセンブリ４の内側表面３を形成する。各内側セグメント１２は頂部と底部とに、半径方向外側に延びている部分１６、１８をそれぞれ有しており、トレッドベルトアセンブリ４は、これらの半径方向外側に延びている部分１６、１８によって支持されるように設置されることができる。

図３には、モールド２の上面図が示されており、トレッドベルトアセンブリ４を支持する複数の脚部５２が図示されている。１つおきに配置されたモールド２の内側セグメント１２Ａは後退しているが、トレッドベルトアセンブリ４に近接している。脚部５２は、これらの内側セグメント１２Ａがトレッドベルトアセンブリ４に接触するまで動かされたときに、図示の通り、この接触した２つの内側セグメント１２Ａの間にある。したがって、図示の通り、内側セグメント１２Ｂがまだトレッドベルトアセンブリ４に接触していない、後退した位置にあれば、脚部５２はトレッドベルトアセンブリ４を完全に支持することのできる位置にある。

図４を参照すると、複数の半径方向外側セグメント１４Ａが、トレッドベルトアセンブリ４と接触する位置まで動かされている。これらの外側セグメント１４Ａは、接触している内側セグメント１２Ａと一直線に揃えられている。これによって、搬送手段５０がその位置でトレッドベルトアセンブリ４から離され、トレッドベルトアセンブリ４が、内側、外側セグメント１２Ａ、１４Ａが１つおきに接触するこのようなパターンによって支持される、トレッドベルトアセンブリ４の支持手段が提供される。搬送手段５０（搬送手段５０の一部は、分かりやすいように省略されている）を取外すため、脚部５２は半径方向外側に動かされ、さらにトレッドベルトアセンブリ４と外側セグメント１４Ｂとの間の空間内を垂直に持ち上げられることができる。脚部５２が持ち上げられると、後退した位置にあった内側セグメント１２Ｂも、トレッドベルトアセンブリ４と完全に接触する位置に、半径方向外側に動かされることができる。内側セグメント１２Ｂがトレッドベルトアセンブリ４に完全に接触すると、残りの外側セグメント１４Ｂも、外側セグメント１４Ａと一列に揃えられた位置であって、そこから外側セグメント１４Ａ、１４Ｂが完全な閉位置まで内側に動かされ、トレッドベルトアセンブリ４がモールド２内で加硫可能になる、部分的な接触位置まで動かされることができる。この状態を図２に示している。

本発明の一つの重要な側面は、外側セグメント１４Ａがトレッドベルトアセンブリ４に対して１つおきに部分的に閉じた後に、脚部５２が取り外され、残りの外側セグメント１４Ｂもまた部分的な閉位置まで動かされるということである。内側セグメント１２Ａ、１２Ｂが完全に接触した位置に置かれ、外側セグメント１４Ａ、１４Ｂがこのような部分的な閉位置に置かれることによって、図２に示した通り、モールドのすべての外側セグメント１４Ａ、１４Ｂが同時に閉位置に来るような方法でモールド２を最終的に閉めることができる。モールド２が最終的に閉じられると、トレッドベルトアセンブリ４は、完全にモールド２内に封入される。モールドの機構の動きは、以下においてより詳細に説明される、いくつかの装置によって制御されている。注目すべきは、このトレッドベルトアセンブリ４は非常に大きく、また、非常に複雑なトレッドベルト補強構造を有していることである。重要なのは、トレッドベルトアセンブリ４が、補強トレッドベルト構造５を変形させることなく、モールド２内に配置され、加硫されることである。本発明の、さらに重要な側面と重要な事項は、内側、外側セグメント１２、１４が硬いために、トレッドベルトアセンブリ４の形成に使用できる、各セグメント１２、１４の間にある容積が概ね固定されてしまうことである。しかし、ゴムは部材の加硫中に約２％膨張するため、トレッドベルトアセンブリ４の加硫中にトレッドベルトアセンブリ４が膨張できるように、セグメント１２のセットまたはセグメント１４のセットの一方を、半径方向内側または外側に動かせるようにしなければならない。モールド２を動かしながらトレッドベルトアセンブリ４を膨張させる方法の代替案として、モールドの空洞部１３内に空洞部１３よりもわずかに小さいトレッドベルトアセンブリ４を供給し、トレッドベルトアセンブリ４が膨張して空洞部１３を満たすようにする方法がある。残念ながら、この代替案には、ゴムの流れの制御がかなり困難になり、「ライツ」(lights)と一般的に呼ばれている欠陥を引き起こす可能性が生じるという欠点がある。内側、外側セグメント１２、１４の間の空洞部１３に合った、適切な大きさのトレッドベルトアセンブリ４を供給して、内側または外側セグメント１２、１４がトレッドベルトアセンブリ４に押されるようにする方がより好ましく、小さ目のトレッドベルトアセンブリ４を供給する方法よりもはるかに優れている。このプロセスでは、セグメントのセット１２、１４の両方が押されたり、動かされたりすることのない方が好ましい。本発明では、補強トレッドベルト構造５の重要な性質に鑑み、内側セグメント１２を相対的に一定の位置に維持したまま、外側セグメント１４を移動可能にする方が好ましいと定められた。このような構成が好ましいのは、トレッド領域９が動いても、影響されるのはトレッドのゴムの合成物だけであり、加硫中に向きが乱されないようにしておく必要のある補強トレッドベルト構造５の金属製コードとワイヤには影響しないためである。このようなゴムの動きは、外側セグメント１４がゴムの熱膨張によってわずかに拡がるようにすることで、最も適切に実現することができる。

トレッドベルトアセンブリ４の大きさを最適にするには、トレッドベルトアセンブリ４が、その形成中に、重量または比重によって制御される大きさまたは体積で供給されることが重要である。ゴムの比重は、トレッドベルトアセンブリ４に取り付けられる際の値が既知であり、正確な量のゴムがトレッドベルトアセンブリ４に取り付けられるため、好ましい。その結果、トレッドベルトアセンブリ４の体積は、任意の位置で概ね既知になり、モールド２の空洞部１３と十分に一致し、ゴムの動きが最小化される。

前述のように、すべての外側セグメント１４は、閉じられる直前にトレッドのゴムに部分的に接触しており、次に、外側セグメント１４は、そのトレッド形成用リブが相当に均一に動かされ、ゴムがトレッドベルトアセンブリ４の３６０°全周に渡って均一に押し付けられるように、モールド２の加硫サイクルの完全に接触した閉位置に動かされる。

図１と２に示しているように、外側セグメント１４の動きは、外側セグメント１４にピン１７によって接続され、２枚式Ｊ字フレームと呼ばれる構造に取り付けられた大きなシリンダ６によって制御されている。図１０に示される２枚式Ｊ字フレーム１０は、外側セグメント１４を支持するとともに、内側セグメント１２を支持しているフレーム構造２０に取り付けられている。２枚式Ｊ字フレーム１０は、平坦な基部を備え、一対の溝１１の位置まで上側に湾曲している鋳物である。これらの溝１１により、図１に示すようなシリンダ６の軸支持部７が実現されている。２枚のＪ字板の間には、構造上の一体性を高めるための補強用ブレース１５が配置されている。図４に示している実施形態では、１２個程度の内側、外側セグメント１２、１４が設けられている。各外側セグメント１４は、外側セグメント１４を支持している２枚式Ｊ字フレーム１０上に設置されている。各２枚式Ｊ字フレーム１０は床にしっかりと取り付けられ、加硫中は約８００万Ｎ（約１８０万ポンド）の力を受ける。図示のように、Ｊ字フレーム１０はまた、フレーム２０の先に片持ちされた構造であり、負荷が加わると、約３ｍｍ（約０．１２インチ）以下の範囲でたわむことがあるが、シリンダ６をＪ字フレーム１０と外側セグメント１４に接続している、ピボット運動の軸となる軸支持部７とピン１７とによって、容易に吸収可能である。モールド全体は、全周に渡って約９８００万Ｎ（約２２００万ポンド）の力を受ける。外側のシリンダ６は非常に大きく、直径は約４０ｃｍ（約１６インチ）で、約５０ｃｍ（約２０インチ）の動程を有している。

加硫中、外側セグメント１４は、ゴムの熱膨張と大きな作用力とを吸収するように動くことができるため、内側セグメント１２は、半径方向内側への動きが阻止されるという大きな機械的メリットが得られるように設置されることが好ましかった。このことは、成形されたトレッドベルトアセンブリ４の直径が製造毎に正確で、製作誤差の変動が非常にわずかあるいは微小となることが保証されるという長所がある。図１と２を参照すると、内側セグメント１２はフレーム２０に支持されており、その駆動機構は、内側セグメント１２を半径方向に動かし、中心の柱、つまり軸６０上に同軸で摺動可能に取り付けられた作動用摺動ハブアセンブリ３０を有している。中心の柱、つまり軸６０上に取り付けられたこの摺動可能なハブアセンブリ３０は、図５と６に最もわかりやすく示されている。摺動可能なハブアセンブリ３０は、図示のように、上部３２Ｂと下部３２Ａとを有している。上部３２Ｂと下部３２Ａは、各々、機械的リンク８を取り付ける穴３４を備えた、リンクを張り出す位置(casting location)３３を有している。これらの機械的リンク８は図１、２に示されており、１つのリンク８が、ピン１７によって、１つの半径方向内側セグメント１２Ａ、１２Ｂに接続されている。上側ハブ部分３２Ｂは、ピボット運動するリンク８によって、１つおきに、２つの内側セグメント１２Ａの間の内側セグメント１２Ｂに取り付けられている。また、下側ハブ部分３２Ａは、ピボット運動するリンク８によって、１つおきに、２つの内側セグメント１２Ｂの間の内側セグメント１２Ａに取り付けられている。この構成により、ハブアセンブリ３０の上側ハブ部分３２Ｂと下側ハブ部分３２Ａは独立に動くことが可能となり、リンク８が接続された上部３２Ｂと下部３２Ａとを独立に、円周に沿って１つおきのパターンで駆動することが可能になる。内側セグメント１２Ａ、１２Ｂを半径方向に動かす手段３６は、ハブアセンブリ３０だけではなく、図２にわかりやすく示しているように、シリンダ３１、３５を有している。一方のシリンダ３１は、リンク機構つまりリンク８が図示のようにほぼ水平になるように、下側のハブ３２Ａを下側の位置に動かす。上側のハブ３２Ｂは、セグメント１２Ｂに接続されているリンク機構つまりリンク８が、図示のように同様にほぼ水平位置になるまでハブ３２Ｂを下側に動かす、第２のシリンダ３５によって駆動される。下側、上側ハブ部分３２Ａ、３２Ｂが下側の位置まで動かされると、ハブアセンブリ３０の下側、上側ハブ部分３２Ａ、３２Ｂは、図６に示されているように、相互に絡み合わされる。これによって、優れた強度と、内側セグメント１２Ａ、１２Ｂをほぼ水平方向に機械的に固定する方法とをもたらす、連結された中央ハブアセンブリ３０が実現される。これによって、内側セグメント１２Ａ、１２Ｂを内側に押そうとする力は、機械的に完全に強化された構造によって抵抗され、著しい機械的利点が生じる。各セグメント１２Ａ、１２Ｂとの間の図示のリンク８は、大きな負荷を処理し、構成要素の座屈を防止するため、約１５ｃｍ（約６インチ）の直径を有している。

図２に示しているように、ハブアセンブリ３０がモールドの閉位置に移動すると、ハブアセンブリ３０の上側ハブ部分３２Ｂと下形のハブの部分３２Ａの両方の穴３４は、モールドの部分１６、１８の間にあるトレッドベルトアセンブリ４の横方向の両縁部間の距離の半分として定義される、トレッドベルトアセンブリ４の中心線に実質的に揃う。さらに図２に示しているように、リンク８は、位置３４と内側セグメント１２Ａ、１２Ｂとにおいて、形成されたトレッドベルトアセンブリ４の垂直方向の中心線の位置で固定されている。このような固定方法により、すべてのリンク８が、加硫時の圧力に起因し、中心から外れたいかなる負荷も最小にするように、同一の水平な平面上に並ぶことが保証される。

ハブアセンブリ３０を、１つのリンク８の代わりに、垂直方向の一対のリンク８を使用して設計する場合には、一対のリンク８の中点が垂直方向の中心線上に位置し、一方のハブ部分の上側と下側の取り付け位置が他方のハブ部分の対応するそれぞれの取り付け位置に揃えられることが望ましいだろう。ただし、一対のリンク８の中点がトレッドの垂直方向の中心線に揃えられていれば、両方の取り付け位置がこのように揃えられることは重要ではない。

内側、外側セグメント１２、１４は支持プレート２２に取り付けられており、支持プレート２２は、図７に示しているように、中心軸６０に向けて内側に延びる一対の直動軸受４０を有している。内側、外側セグメント１２、１４は、これらの直動軸受４０によって動くことができる。一対の直動軸受レール４１は、図７に示しているように、内側、外側セグメント１２、１４にそれぞれ取り付けられた直動軸受用ブロック４２を有している。内側の各セグメント１２と外側の各セグメント１４は、図示のように４つの直動軸受用ブロック４２を有しており、直動軸受レール４１には各々、２つの軸受用ブロック４２が摺動可能に取り付けられている。

図８を参照すると、冷却用配管７０が示されている。冷却用配管７０は、冷却用液状媒体７２を、内側、外側セグメント１２、１４が取り付けられている流路付きの冷却プレート１９に通している。冷却用液状媒体７２は、内側、外側セグメント１２、１４が加硫温度になるように加熱されながら、冷却プレート１９に取り付けられた直動軸受用ブロック４２が低い温度に維持されるように、冷却プレート１９をほぼ周囲の温度、つまり室温に維持する。直径約３ｍ以上の大きいモールド２では、フレーム２０が概ね常時室温に維持され、フレーム２０が、モールド２および連結されたフレーム２０の熱膨張によって、温度勾配の増加に伴う一定期間にわたって、内径の制御が不可能となるような熱勾配を伴って大きく膨張しないように、直動軸受４０の動きとフレーム２０の熱収縮と熱膨張とが制御されなければならないことが見出された。フレーム２０を、ほぼ室温に維持することで、完成した製品の寸法の制御性が大きく改善される。さらに、内側セグメント１２と軸受用ブロック４２との間、および外側セグメント１４と軸受用ブロック４２との間の冷却プレート１９の冷却によって、直動軸受４０の寿命が大きく伸びる。

図９を参照すると、閉位置にあるトレッドベルトアセンブリ４の拡大図が示されている。図示のように、内側セグメント１２は、加硫温度を実現するための、水、蒸気、または、その他の任意の適切な加熱用媒体のいずれかである、加熱された液状媒体７６を供給する液状媒体用流路７４を有している。同様に、外側セグメント１４も、外側セグメント１４を加熱する液状媒体７６と液状媒体用流路７４とを有している。図示されている重要な特徴は、２つのモールドのセグメント１２、１４の型割り線８０、つまり、２つのモールドのセグメント１２、１４が接する部分が、ベルト層５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、および５Ｄに対してほぼ半径方向外側の位置、好ましくは、半径方向最外周の２つのベルト層５Ｃ、５Ｄの間に位置していることである。型割り線８０は、図では閉位置で示されている。本発明では、機械的リンク８に図１に示すようなシム８Ａを設けることで、各型割り線８０が非常に正確に閉じられる。シム８Ａは、加硫温度でのモールドの閉位置に合わせて、正確に機械加工されている。この正確な機械加工により、型割り線８０は、初期状態では、トレッドベルトアセンブリ４の大きさによって決まる、セグメント１２、１４が当接した完全な閉位置、または、ほぼ完全な閉位置にある。トレッドベルトアセンブリ４が加硫され、ゴムが膨張するにつれて、型割り線８０に隙間が生じる、つまり、型割り線８０が開くことができる。トレッドベルトアセンブリ４の半径方向外側の方に型割り線８０を設けることにより、非常に均一なトレッドベルトアセンブリ４が実現されることがわかった。さらに、型割り線８０を、トレッド領域９の非常に近くに設けることにより、トレッド用ゴムおよびベルト用ゴムが膨張するにつれて、トレッド領域９のゴムが型割り線８０の隙間に流れ込み、隙間を充填することができるようになる。このことは非常に有益であり、補強トレッドベルト構造５の領域の近傍のゴムがほとんど動かされないことが保証される。補強トレッドベルト構造５は、半径方向内側のベルト層５Ａが、トレッドベルトアセンブリ４の横方向縁部にほとんど密接するようなベルト層を有している。このように構成されているのは、もし、図示の内側セグメント１２が、半径方向内側のベルト層の近傍に型割り線８０を有していると、ゴムがその領域に流れる可能性があるためである。このような流れが発生すると、補強トレッドベルト構造５が横方向の両端部を変形させ、弱い部位が発生する。型割り線８０が図示のように外側に動かされると、トレッドベルトアセンブリ４の補強トレッドベルト構造５の近傍の領域では、ゴムの流れがほとんどなくなる。図示のように、型割り線８０は、実際には、内側セグメント１２に締結部品９０によりボルト止めされる上側、下側の板８１、８２によって実現されている。この構成により、型割り線８０は、外側セグメント１４の方向に、トレッドのゴム９により近づくように、外側に効果的に動かされる。

さらに図示しているように、トレッドベルトアセンブリ４は、半径方向外側のトレッド領域９と、複数のリブ３Ａと溝３８とを有している半径方向内側表面３とを有している。半径方向内側表面３は、トレッドベルトアセンブリ４が後で使用のために取り付けられるカーカス、つまりケーシングアセンブリとの境界を定めている。内側表面３の上には、補強トレッドベルト構造５の全体が配置されている。図示のように、補強トレッドベルト構造５は、トレッドベルトアセンブリ４の周りに周方向に巻かれた零度のワイヤを有する第１のベルト層５Ａを有している。周方向のワイヤ補強ベルト層５Ａと半径方向最外周のベルト層５Ｄとの間には、２つのクロスプライベルト層５Ｂ、５Ｃが配置されており、各クロスプライベルト層５Ｂ、５Ｃの横方向縁部は、半径方向外側のベルト層５Ｂ、５Ｃ、５Ｄが、それぞれ、半径方向内側の隣接する層よりもわずかに狭くなるように、周方向のワイヤ補強ベルト層５Ａの横方向縁部よりも軸方向内側に動かされている。２つのクロスプライベルト層５Ｂ、５Ｃの外側には、図示のように、軸方向の強度を著しく増大させる９０°のワイヤ補強ベルト層５Ｄが配置されている。型割り線８０は、この９０°のワイヤ補強ベルト層５Ｄに非常に近い位置に配置されている。型割り線８０が、９０°のワイヤ補強ベルト層５Ｄに揃えられているので、側面付近の膨張は、９０°のワイヤ補強ベルト層５Ｄによって制限されることが理解されよう。この制限によって強度が大きく増大し、下側の層５Ａ、５Ｂ、５Ｃにおける座屈やその他の不均一な状態の発生が防止されている。もう一つの長所は、型割り線８０が、最も狭いベルト５Ｄの近くに配置されているため、ゴムの合成物が補強トレッドベルト構造５の周囲で動かされることが大幅に少なくなり、ゴムの合成物の動きは、主に、悪影響のないトレッドのゴム９からの動きとなることである。これらの特徴は、些細なものと見られるかもしれないが、品質の高いトレッドベルトアセンブリ４の製造にとっては非常に重要である。たとえば、典型的な大型のオフロード用空気入りラジアルタイヤでは、最も大きいまたは最も広いベルト層は、トレッドの横方向縁部から約９．３ｃｍ（３．６５インチ）の位置にある。同様な大きさの２ピース型トレッドベルトでは、最も広いベルト層は、モールドの横方向縁部まで約３．２ｃｍ（１．２５インチ）の位置にあり、つまり、モールドの横方向縁部に３００％程度近づくことになる。それに応じて、トレッドベルトアセンブリ４の横方向縁部で、ベルトが大幅に変形しやすくなる。好ましくないゴムの流れに起因するベルト層５Ａないし５Ｄの変形は、トレッドベルトアセンブリ４の耐久性に悪影響があるため、好ましくないゴムの流れを回避することが必須である。

本発明のモールドの平面図、トレッドベルトアセンブリの断面図、およびモールドの完全な開位置で搬送手段に支持されているトレッドベルトの図である。 完全な閉位置にあるときの、本発明のモールドと加硫中のトレッドベルトアセンブリの断面図である。 トレッドベルトが搬送手段により支持され、複数の半径方向内側セグメントが後退して開位置にある状態を示す、本発明のモールドの上面図である。 トレッドベルトが依然として搬送手段に支持されている状態と、複数の内側セグメント、および部分的に閉じている複数の外側セグメントを示す、第２の上面図である。 分離されて完全に開いた位置にある上側ハブ部分と下側ハブ部分を示す、内側の作動用摺動ハブアセンブリの斜視図である。 上側ハブ部分と下側ハブ部分の作動により内側セグメントが半径方向の外側に動かされて環状の輪を形成する、完全に閉じた位置で絡み合わされている、両方のハブの部分を示す、内側の作動用摺動ハブアセンブリの斜視図である。 直動軸受機構を示す、図２のモールドの部分端面図である。 図２のモールドのセグメントの下側の部分の拡大図である。 図２のモールドのセグメントの拡大図である。 モールド用フレームの、２枚式Ｊ字フレームの斜視図である。

符号の説明

２ モールド
３ 内側表面
３Ａ リブ
４ トレッドベルトアセンブリ
５ 補強トレッドベルト構造
５Ａ 零度のワイヤ補強ベルト層
５Ｂ クロスプライベルト層
５Ｃ クロスプライベルト層
５Ｄ ９０度のワイヤ補強ベルト層
６ シリンダ
７ 軸支持部
８ リンク
８Ａ シム
９ トレッド領域
１０ ２枚式Ｊ字フレーム
１１ 溝
１２，１２Ａ，１２Ｂ 内側モールドセグメント
１３ 空洞部
１４，１４Ａ，１４Ｂ 外側モールドセグメント
１５ 補強用ブレース
１６，１８ 半径方向外側に延びている部分
１７ ピン
１９ 冷却プレート
２０ フレーム構造
２２ 支持プレート
３０ ハブアセンブリ
３１，３５ シリンダ
３２Ａ 下側ハブ部分
３２Ｂ 上側ハブ部分
３３ リンクを張り出す位置
３４ 穴
３６ 半径方向に動かす手段
３８ 溝
４０ 直動軸受
４１ 直動軸受レール
４２ 直動軸受用ブロック
５０ 搬送手段
５２ 脚部
５４ トレッド支持用足
６０ 中心軸
７０ 冷却用配管
７２ 冷却用液状媒体
７４ 液状媒体用流路
７６ 液状媒体
８０ 型割り線
８１ 上側の板
８２ 下側の板
９０ 締結部品

Claims (3)

1. 半径方向厚さｔの補強ベルト構造を有するトレッドベルトを形成する、セグメントに分割された環状のモールドにおいて、
   前記トレッドベルトの内側表面を形成する、半径方向に動き外側に延びることのできる複数の半径方向内側セグメントと、
   前記トレッドベルトの外側表面を形成する、半径方向に動き収縮することのできる、複数の半径方向外側セグメントとを有し、
   前記半径方向内側セグメントおよび前記半径方向外側セグメントは、前記補強ベルト構造の半径方向最内周の表面から測って前記半径方向厚さｔの５０％よりも大きい距離離れた、前記トレッドベルトの前記補強ベルト構造の中点よりも半径方向外側の位置に、モールドの型割り線を形成することを特徴とするモールド。
2. 環状のトレッドベルトを成形する方法において、
   半径方向厚さｔの補強ベルト構造を有するトレッドベルトを受け入れて形成する、セグメントに分割された環状の開いたモールドであって、前記トレッドベルトの内側表面を形成する、半径方向に動き外側に延びることのできる複数の半径方向内側セグメントと、前記トレッドベルトの外側表面を形成する、半径方向に動き収縮することのできる、複数の半径方向外側セグメントとを有し、前記半径方向内側セグメントおよび前記半径方向外側セグメントは、前記補強ベルト構造の半径方向最内周の表面から測って前記半径方向厚さｔの５０％よりも大きい距離離れた、前記トレッドベルトの前記補強ベルト構造の中点よりも半径方向外側の位置に、モールドの型割り線を形成するモールドを準備するステップと、
   開いている前記モールドにトレッドベルトを挿入するステップと、
   前記モールドを閉じるステップと、
   前記トレッドベルトを加硫するステップと
   を有することを特徴とする方法。
3. 半径方向外側のトレッドと、
   少なくとも、０°の角度で周方向に延びている半径方向内側のワイヤ層と、一対のクロスプライ層と、９０°の角度で横方向に延びている半径方向外側のワイヤ層とを有している補強ベルト構造と、
   前記半径方向内側の層および一対の前記クロスプライ層の少なくとも一方のいずれよりも半径方向外側にある型割り線と
   を有することを特徴とするトレッドベルト。
   
   

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