JP5026094B2

JP5026094B2 - タイヤ加硫用金型

Info

Publication number: JP5026094B2
Application number: JP2007013866A
Authority: JP
Inventors: 康博小田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2007-01-24
Filing date: 2007-01-24
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2027-01-24
Also published as: JP2008179046A

Description

本発明は、建設車両用タイヤなどの大型タイヤの加硫成型に好適な金型に関し、より詳しくは、半径方向に移動可能であり、周方向に組み合わさって環状をなすトレッド中央部に対する分割金型の幅（タイヤ幅方向長）を拡大することができ、それによりトレッドパターンの設計の自由度を高めることのできるタイヤ加硫用金型に関する。

タイヤ加硫用金型として、割モールドがある。割モールドは、タイヤ周方向に組み合わさって、タイヤのトレッド部全幅を形成するセグメントモールドと、タイヤの両サイドウォール部を形成する下部サイドモールド及び上部サイドモールドとでキャビティを形成する。このような割モールドでは、金型開放時に放射方向（半径方向外向き、中心軸から離れる方向）に移動する複数のセグメントモールドに、深い溝を有しているタイヤのトレッド部全幅に対応する金型の内周面が設けられているため、金型はタイヤと干渉することなく開放でき、タイヤにブロック欠けが生じることはない。

しかし、セグメントモールドはトレッド部の全幅に対応しているため、形状、重量ともに大きなものになり、これを支障なく移動させ、精度よくキャビティを形成させるためには、これをガイドする滑合面を長くする必要がり、またそれを支持するコンテナリングも大きくなるため、金型全体として大きなものになっていた。さらに、建設車両用タイヤのような大型タイヤに割モールドを適用しようとすると、既存の加硫設備には収容できないため、新たな加硫設備を設置しなければならなかった。

また、セグメントモールドもコンテナリングも持たない、二つ割りモールドと呼ばれる金型で深い溝を持つタイヤを加硫する場合は、既存の加硫設備を用いて加硫することはできるが、金型からタイヤを取り出すときにブロック欠けを生じるので、二つ割りモールドも採用することはできない。その結果、このような深い溝のパターンをもつ、大きなタイヤの生産を断念しなければならないという問題があった。

また、このような問題を解決できる金型として、二つ割りモールドと略同等にコンパクトであり、かつ大型タイヤの加硫が可能な金型がある（特許文献１参照）。図５Ａに示すように、このタイヤ加硫用金型３１は、固定された環状の下部サイドピース４０と、上下動して金型３１の閉止（キャビティ７８を形成）、開放を可能にする環状の上部サイドピース５０と、半径方向に移動可能な複数のディスタンスピース６０とにより構成されている。複数のディスタンスピース６０は周方向に組み合わさって環状をなすものであり、その内周面にはトレッド中央部にリブ溝を形成するめの突条７３が設けられている。また、下部サイドピース４０及び上部サイドピース５０の内周面には、トレッド両側部に、タイヤの中心軸の回りに螺旋状に傾斜してトレッド端に開口するラグ溝を形成するための突条７１及び７２が設けられている。さらに、下部サイドピース４０はディスタンスピース６０に放射方向の力を加える付勢手段７０を有する。一方、この力に抗して、上部サイドピース５０に設けられた斜面５１はディスタンスピース６０の対応する斜面６５に当接してディスタンスピース６０を金型の中心軸に接近させる方向の力を加えており、その結果、環状をなす複数のディスタンスピース６０は互いに接近してキャビティ７８の一部を形成している。

図５Ｂは上部サイドピース５０が上昇し、金型を開放している状態を示している。上部サイドピース５０が上昇すると、ディスタンスピース６０の斜面６５は金型の中心軸から遠ざかることができるので、ディスタンスピース６０は、下部サイドピース４０との間に働く付勢手段７０により放射方向に押し出され、図示しないガイド手段の案内でスライドする。このように、金型を開放する際、このディスタンスピース６０を放射方向に移動させることにより、中央領域に対応する内周面の突条をタイヤと干渉させることなく、タイヤから離脱させることができる。

しかしながら、このタイヤ加硫用金型では、ディスタンスピース６０により形成可能なトレッドパターンは、トレッド中央部のタイヤ幅の１／１０程度であるため、トレッドパターン設計の自由度が低いという問題があった。また、ディスタンスピース６０の幅（タイヤ幅方向長）をタイヤ幅の１／２に拡大して試作し、テストを行ったところ、ディスタンスピース６０と下部サイドピース４０との間にカジリが発生して、作動不良や破損を起こしてしまった。このカジリは、ディスタンスピース６０の幅が広くなることにより、金型を閉止する時に上部サイドピース４０から中心軸方向の力を受けるときに、前方（中心軸方向）に倒れようとするモーメントが大きくなることが原因である。従って、上記特許文献１に示された構成のまま広幅化しても、この前倒れのモーメントは抑制できなかった。

そこで、このような問題を解決するため、図６に示すように、下部サイドピース１１０と、上部サイドピース１２０と、ディスタンスピース１３０とを備えたタイヤ加硫用金型において、ディスタンスピース１３０の付勢手段１４１とガイドピン１４２とを内部に組み込むためのスロット１６０を備えるとともに、下部サイドピース１１０のディスタンスピース１３０のエッジ１３８に対応する面１１５に角度を付けて逃げ面とし、かつディスタンスピース１３０と下部サイドピース１１０との摺動面に摺動性の高い樹脂プレート１６２を設けることにより、前倒れを起こすモーメントを抑制でき、カジリの発生を低減でき、ディスタンスピース１３０をタイヤ幅の１／２程度に広幅化できるタイヤ加硫用金型を提案した（特許文献２参照）。

しかしながら、この加硫用金型の場合、ディスタンスピース１３０の付勢手段１４１とガイドピン１４２とを内部に組み込むためのスロット１６０が下部サイドピース１１０、即ちディスタンスピース１３０の下方に設けられているのに対し、ディスタンスピース１３０を閉めるときに、上部サイドピース１２０の内周面の下端部が斜面１３７の上端部、即ちディスタンスピース１３０の上端付近を前方（半径方向内向き、中心軸に近づく方向）へ押すため、ディスタンスピース１３０を前方へ倒そうとする大きなモーメントにより、ディスタンスピース１３０が前方に倒れてしまい、カジリや動作不良が発生することがある。

また、金型を閉じたときには、上部サイドピース１２０をその上方からクレーンなどで押さえ付けることにより、付勢手段１４０の弾力に抗してディスタンスピース１３０を金型の中心方向への保持力を与えているため、加硫時に生タイヤ内に印加されるブラダーの内圧により、ディスタンスピース１３０が放射方向へずれてしまい、製品タイヤのトレッド部に段が付いてしまうという問題がある。

さらに、トレッドパターンの設計の自由度の更なる向上の要請があり、それにはディスタンスピースの更なる広幅化が必要であるが、上記構造では実現できないという問題がある。

特開２００２−２５４４３３号公報特開２００５−１９３４５４号公報

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その第１の目的は、トレッドの一の側面に対する分割金型である下部モールドと、トレッドの他の側面に対する分割金型であり、上下動して金型の開閉を可能にする上部モールドと、トレッド中央部に対する分割金型であり、半径方向に移動可能であり、周方向に組み合わさって環状をなす複数のセグメントとを有するタイヤ加硫用金型において、金型を閉めるときにセグメントを前方へ倒そうとするモーメントを低減することにより、カジリ及び動作不良の発生を防止することであり、第２の目的は、加硫時のセグメントの外周方向へのずれを防止することにより、製品タイヤのトレッド部の段付を防止することであり、第３の目的は、セグメントの更なる広幅化により、トレッドパターンの設計の自由度の更なる向上を可能にすることである。

請求項１の発明は、半径方向に移動可能であり、周方向に組み合わさって環状をなす、トレッド中央部に対する分割金型である複数のセグメントと、前記セグメントを半径方向外向きに付勢する付勢手段と、前記セグメントの半径方向の移動をガイドするガイド手段と、トレッドの一の側面に対する分割金型である下部モールドと、トレッドの他の側面に対する分割金型である上下動可能な上部モールドとを備え、前記上部モールドが下降しつつ前記セグメントを前記半径方向外向きの力に抗して半径方向内向きに押し込むことで、金型を閉止するタイヤ加硫用金型であって、前記付勢手段及び前記ガイド手段が前記下部モールドと前記セグメントのトレッドに対する分割面よりも高い位置に配置されているタイヤ加硫用金型である。
請求項２の発明は、請求項１記載のタイヤ加硫用金型において、前記付勢手段及びガイド手段は、前記セグメントの高さの４０％以上６０％以下の高さに配置されていることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１記載のタイヤ加硫用金型において、前記下部モールドに、前記上部モールドの下端の外周側に当接する突起を設けたことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１記載のタイヤ加硫用金型において、前記セグメントの外周面には、前記上部モールドが下降するときに、前記外周面の上端より低い位置から当接させるための段差が形成されていることを特徴とする。

（作用）
請求項１及び２の発明によれば、セグメントに半径方向外向きの力を加える付勢手段、及びセグメントの半径方向の移動をガイドするガイド手段が、前記セグメントと下部モールドのトレッドに対する分割面よりも高い位置に配置されているため、金型を閉めるときにセグメントを前方へ倒そうとするモーメントが低減される。
請求項３の発明によれば、上部モールドの下端の外周側が下部モールドの突起の内周側に当接し、半径方向外側への移動が規制されるため、加硫時のセグメントの外周方向へのずれが抑制される。
請求項４の発明によれば、金型を閉めるときに、上部モールドがセグメントの外周面の上端より低い位置から当接するため、セグメントを前方へ倒そうとするモーメントが低減される。

本発明によれば、金型を閉めるときにセグメントを前方へ倒そうとするモーメントを低減することにより、カジリ及び動作不良の発生を防止することができる。また、加硫時のセグメントの外周方向へのずれを防止することにより、製品タイヤのトレッド部の段付を防止することができる。従って、セグメントの更なる広幅化により、トレッドパターンの設計の自由度の更なる向上を実現できる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
図１は本発明の実施形態のタイヤ加硫用金型の開放状態の断面図、図２Ａは図１に示す金型を中心方向から見た図、図２Ｂは図１の上方からセグメント及び下部モールドを見た図である。また、図３は本発明の実施形態のタイヤ加硫用金型の閉止状態の断面図、図４Ａは図３に示す金型を中心方向から見た図、図４Ｂは図３の上方からセグメント、上部モールド及び下部モールドを見た図である。便宜上、図１及び３では上部モールド及び下部モールドにハッチングを付与し、図２Ｂではセグメント及び開きプレートにハッチングを付与した。

図１に示すように、本実施形態のタイヤ加硫用金型は、下部モールド４と、上下動して金型の開閉を可能にする上部モールド２と、半径方向に移動可能な複数のセグメント６とにより構成されている。複数のセグメント６は周方向に組み合わさって環状をなすものであり、その内周面６ａにはトレッド中央部に溝を形成するめの突条が設けられている。また、上部モールド２及び下部モールド４は環状であり、それぞれの内周面２ａ及び４ａには、トレッド両側部に溝を形成するための突条が設けられている。さらに、上部モールド２のアウターリング３の内周面はセグメント６の外周面に当接して、セグメント６を金型の中心軸に接近させる方向の力を加えることができる。セグメント６の外周面には段差部６ｂが形成されており、これによりアウターリング３の内周面は段差部６ｂより下方の位置に当接する。

図１及び図２Ａに示すように、セグメント６の外周面側には、内側プレート８ａ、中央プレート８ｂ、及び外側プレート８ｃを有する開きプレート８が設けられている。開きプレート８の下端部はセグメント６の外周面の下部に固定されている。開きプレート８の中央より下の部分の外周面と、セグメント６の外周面の中央より下の部分との間は、上下の２本のボルト１４、１６が貫通している。また、ボルト１４の高さと、ボルト１６の高さの間の高さの位置には、左右一対のガイドピン１８が、開きプレート８の中央より下の部分の外周面と、セグメント６の外周面の中央より下の部分との間を貫通している。つまり、開きプレート８は、下端がセグメント６の外周面の下部に一体に固定されるとともに、中央より下の部分がボルト及びガイドピンにより、セグメント６の外周面に固定されている。ここで、ボルト１４、１６の外周には付勢手段であるスプリング２０、２２が嵌め込まれている。これらのスプリング２０、２２は、金型の半径方向外側端が開きプレート８の外側プレート８ｃの半径方向内面に当接し、半径方向内側端は後述するブロック１２の半径方向内側の内壁面に当接している。

また、下部モールド４の周方向中央部には、Ｔスロット１０が設けられ、その上にはブロック１２が設けられている。ブロック１２は、金型の半径方向から見た断面形状が略菱形であり、その内部には半径方向に貫通する孔１２ａ，１２ｂ，１２ｃが形成されている。ここで、孔１２ａ，１２ｂには、それぞれボルト１４，１６が挿入され、かつ内部で半径方向に進退自在に構成されており、一対の孔１２ｃには、一対のガイドピン１８が挿入され、かつ内部で半径方向に進退自在に構成されている。しかしながら、ボルト１４、１６に嵌め込まれたスプリング２０、２２は孔１２ａ、１２ｂ内で伸縮可能ではあるが、半径方向内側端が孔１２ａ、１２ｂから出ないように、孔１２ａ、１２ｂの両端の開口径がボルト１４、１６の外径より大きく、かつスプリング２０、２２の外径より小さく形成されている。

さらに、図１、図２Ａ、図２Ｂに示すように、下部モールド４の周方向の所定の位置には、金型が閉止したときに、上部モールド２のアウターリング３の下端部３ａの外周縁に係合する突起５が上方に延設されている。また、アウターリング３に大きな切欠きを形成し、上部モールド２を下降させて金型を閉めたときに、アウターリング３がブロック１２、ボルト１４，１６、ガイドピン１８，１８、及びスプリング２０，２２と干渉しないようにした。

図１、図２Ａ及びＢに示す状態から上部モールド２が下降すると、アウターリング３の内周面が、セグメント６の外周面の段差部６ｂより下方の部分に当接し、滑動する。セグメント６はアウターリング３の内周面から金型の中心軸方向（半径方向内向き）の力を受けるので、その方向へ移動する。このとき、ボルト１４，１６、及びガイドピン１８，１８は、ブロック１２内の孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃ，１２ｃ内を金型の中心軸方向へ移動する。また、ボルト１４，１６に嵌め込まれたスプリング２０，２２は、ボルト１４，１６の移動量に比例して縮むため、開きプレート８に対し、放射方向（半径方向外向き）の力を加える。つまり、アウターリング３は、スプリング２０，２２による放射方向の力に抗して、セグメント６を金型中心軸の方向に押し込んでいく。

このとき、セグメント６は、２本のボルト１４，１６、及び一対のガイドピン１８，１８によりガイドされ、その下面６ｃが下部モールド４の上面４ｂ上をスライドする。ここで、２本のボルト１４，１６がセグメント６の左右（周方向）への傾きを防止し、一対のガイドピン１８，１８がセグメント６の上下（幅方向）への傾きを防止する。また、これら４つのガイド手段がセグメント６の下面６ｃよりも高い位置に設けられており、かつアウターリング３がセグメント６に金型の中心軸方向の力を加える高さも段差部６ｂより低い位置であるという２つの特徴により、セグメント６を前方へ倒そうとするモーメントの大きさが大幅に低減される。従って、セグメント６が前方に倒れることによるカジリや動作不良の発生を大幅に低減することができる。ここで、２本のボルト１４、１６、及び一対のガイドピン１８，１８は、セグメント６の重心付近の高さ（全高の４０〜６０％の高さ）に設けることが好適である。

図１、図２Ａ及びＢに示す状態から、アウターリング３が下降し、所定の下端位置に到達すると、図３、図４Ａ及びＢに示すように、金型は閉止状態となる。この状態では、上部モールド２、セグメント６、及び下部モールド４のそれぞれの内周面２ａ、６ａ及び４ａがつながる。このとき、ブロック１２は、アウターリング３に形成された大きな切欠の部分に配置される。また、アウターリング３の切欠かれていない部分の下端３ａ付近の外周面が突起５の内周面に当接した状態となる。この状態で加硫を行うと、生タイヤ内に印加されるブラダーの内圧により、セグメント６に対し放射方向への大きな力が加わるが、セグメント６の外周面の下端に当接しているアウターリング３の下端３ａの付近の外周面が突起５の内周面に当接した状態であるため、セグメント６の放射方向へのずれが抑制される。これにより、製品タイヤのトレッド部の段付きを低減することができる。

金型を図３、図４Ａ及びＢに示す閉止状態から開くときは、上部モールド２を図示しないクレーンなどにより引き上げる。この引き上げの過程でアウターリング３の外周面は開きプレート８の内側プレート８ａの内周面を押圧するので、セグメント６はスプリング２０及び２２による放射方向の付勢力と、アウターリング３の外周面からの放射方向への押圧力とにより、外周面側の開きプレート８により引き抜かれるように放射方向へ移動する。そして、ある程度移動すると、アウターリング３の外周面は内側プレート８ａの内周面から離れ、図１に示す状態となる。

このように、本実施形態のタイヤ加硫用金型によれば、金型を閉めるときにセグメント６を前方へ倒そうとするモーメントを低減することにより、カジリ及び動作不良の発生を防止することができる。また、加硫時のセグメント６の放射方向へのずれを防止することにより、製品タイヤのトレッド部の段付を防止することができる。従って、セグメント６の更なる広幅化（タイヤ幅の３／４程度）により、トレッドパターンの設計の自由度の更なる向上を実現できる。実際に、セグメント６の幅をタイヤ幅の３／４に設定して試作し、テストを行ったところ、カジリ及び動作不良の発生はなく、製品タイヤの段付の大きさが従来の金型（図６）の１／３程度に低減された。

本発明の実施形態のタイヤ加硫用金型の開放状態の断面図である。図１に示す金型を中心方向から見た図、及び図１の上方からセグメント及び下部モールドを見た図である。本発明の実施形態のタイヤ加硫用金型の閉止状態の断面図である。図３に示す金型を中心方向から見た図、及び図３の上方からセグメント、上部モールド及び下部モールドを見た図である。従来の金型の一例を示す図である。従来の金型の別の一例を示す図である。

符号の説明

２・・・上部モールド、３・・・アウターリング、３ａ・・・アウターリングの下端、４・・・下部モールド、５・・・突起、６・・・セグメント、８・・・開きプレート、１２・・・ブロック、１４，１６・・・ボルト、１８・・・ガイドピン、２０，２２・・・スプリング。

Claims

半径方向に移動可能であり、周方向に組み合わさって環状をなす、トレッド中央部に対する分割金型である複数のセグメントと、前記セグメントを半径方向外向きに付勢する付勢手段と、前記セグメントの半径方向の移動をガイドするガイド手段と、トレッドの一の側面に対する分割金型である下部モールドと、トレッドの他の側面に対する分割金型である上下動可能な上部モールドとを備え、前記上部モールドが下降しつつ前記セグメントを前記半径方向外向きの力に抗して半径方向内向きに押し込むことで、金型を閉止するタイヤ加硫用金型であって、
前記付勢手段及び前記ガイド手段が前記下部モールドと前記セグメントのトレッドに対する分割面よりも高い位置に配置されているタイヤ加硫用金型。
請求項１記載のタイヤ加硫用金型において、
前記付勢手段及びガイド手段は、前記セグメントの高さの４０％以上６０％以下の高さに配置されていることを特徴とするタイヤ加硫用金型。
請求項１記載のタイヤ加硫用金型において、
前記下部モールドに、前記上部モールドの下端の外周側に当接する突起を設けたことを特徴とするタイヤ加硫用金型。
請求項１記載のタイヤ加硫用金型において、
前記セグメントの外周面には、前記上部モールドが下降するときに、前記外周面の上端より低い位置から当接させるための段差が形成されていることを特徴とするタイヤ加硫用金型。