JP5284687B2 - スタッド付きタイヤ用のモールドを製作する方法 - Google Patents

Description

本発明は、陸上車両用のタイヤの製造分野に関し、特に、凍結路面上を走行することを意図したタイヤの製造に関する。

スカンジナビアの或る特定の国々において適用されている規則により、凍結して特に滑りやすい路面に対するタイヤのグリップを向上させるスタッドを備えたタイヤ（スパイクタイヤと呼ばれることがある）の使用が可能である。これらスタッドは、トレッドを覆っているトレッドブロックに設けられたハウジング内に位置決めされる。

これらタイヤのトレッドを構成するゴムのブロックは、一般に、雪路面に対するタイヤのグリップを向上させるために多くの横方向切り込みを有している。

これら特定形式のタイヤの製造は、ブロックが切り込み及びスタッドを受け入れるようになったハウジングを有する加硫タイヤの製造を実施することになる第１のステップ及び適当な方法を用いてスタッドをハウジング内に嵌め込む第２のステップを含む。

スタッドの頭をそのハウジング内に保持する堅固さを劣化させないようにするために、スタッドを受け入れるようになったハウジングの周りに位置する領域、一般に、円形の領域内では切り込みを中断させる。

これを行うために、厳しい冬季の条件に合ったこれらタイヤを製造するようになったモールドすなわち金型は、切り込みを形成するようになった薄片と、スタッドを受け入れることができるハウジングを形成するようになったピンとを備えている。

薄片は、切り込みの深さに一致した高さ及び切り込みの長さに一致した長さの薄くて剛性の、一般に金属製の仕切りの形態をした要素から成る。これら薄片は、使用されるべき所望のタイヤに応じて、波形であったり真っ直ぐであったり実際には一層複雑な形状のものであったりする場合がある。薄片は、トレッドにその限定的な形状を与えるようになっていて、モールドライニングを形成するモールドの部分内に突き出た状態で位置決めされる。

ピンは、ハウジング内に挿入されるスタッドの部分の全体形状を有すると共にタイヤ設計者により規定された騒音及びグリップの基準に応じて、ゴムのブロック内の所定の箇所に埋め込まれる。

トレッドブロックを成形するために用いられ、図１及び図２に示されているようなモールドライニングの形状を厳密に吟味した場合、薄片は、ピンの中心から所与の距離を置いたところに位置する領域周りで中断されていることが理解できる。薄片Ｌ₁，Ｌ₆は、トレッドブロックの幅全体にわたって延びる。これとは対照的に、列２，３，４，５の薄片は、ピンＰの基部を中心とする円の各側に１つずつ位置決めされた２つの整列した薄片で形成されている。列２の薄片は、Ｌ₂₁，Ｌ₂₂の状態に分けられ、列３の薄片は、Ｌ₃₁，Ｌ₃₂の状態に分けられ、レール４の薄片は、Ｌ₄₁，Ｌ₄₂の状態に分けられ、列５の薄片は、Ｌ₅₁，Ｌ₅₂の状態に分けられている。さらに、薄片Ｌ₂₁，Ｌ₂₂，Ｌ₃₁，Ｌ₃₂，Ｌ₄₁，Ｌ₄₂，Ｌ₅₁，Ｌ₅₂は、図２で理解できるように、これらがピンＰを中心とする円によって形成された空間周りに占める位置に応じて異なる長さを有していることが理解でき、図２は、図１に示すライニング要素Ｇを上から見た図である。

この場合、このような形式のライニングの製造は、ピンがトレッドブロック要素上に占める位置に合うように長さを誂えた非常に多くの種々の薄片の製作を必然的に伴うことが推定される。

また、ピンＰは、図３に示すようにトレッドブロックを横切る非常に様々な箇所に位置している場合のあることにも注目されたい。この例に基づいて判断すると、図３の薄片要素Ｌ₃₁は、図２に示す薄片要素Ｌ₃₁よりも非常に短いことが分かる。これにより、製作され、したがってモールドハウジング内に嵌め込まれなければならない薄片の多様性が増大する。

最後に、ピンがゴムのブロック上に占める最終位置を決定することは、最適なグリップと騒音の妥協点を見出す上で多くの最適化ループが必要とされるので、タイヤの開発における最後の方の段階で行われる場合がある。
上述したことは全て、この方式がかかるライニングの費用に深刻な影響を与えることを意味している。

本発明の目的は、ゴムのブロックに作られる切り込みを形成するようになった薄片及びスタッドを受け入れるハウジングを形成するようになったピンを備えたライニングの製造の複雑さを軽減することにある。

米国特許第３，３２７，５７０号明細書は、モールドライニングに穴をあける方法を記載している。しかしながら、この方法を実施するには、穴あけが行われるべき領域からあらかじめ薄片を取り出すことが必要であり、その目的は、ライニングと薄片の同時穴あけ（換言すると、薄片が取り付けられたままでのライニングの穴あけ）と関連した問題を回避することにある。かかる問題は、薄片が非常に薄い金属のストリップの形態をしている関係上、ドリルビットの作用を受けて金属ストリップの振動及びストリップの変形が生じるためにストリップの平面に平行な方向の穴あけが困難であるということにある。本発明の目的は、薄片の穴あけを行う場合のこの問題の解決策を提供することにある。

本発明によれば、切り込みが設けられると共に一般にスタッドを支持するトレッドブロックを備えたタイヤの製造向けのモールドハウジングを製作する方法であって、形状及び長さが実質的に等しい薄片をゴムブロックを成形するようになったライニングの部分上にを位置決めすることによりモールドライニングを従来のやり方で製作する第１のステップを有する。

この第１のステップに続き、
スタッドのためのハウジングを成形できるピンを受け入れるようになった場所の各々に位置する円筒形空間内に含まれるライニングの材料及び薄片の材料を穴あけにより半径方向に除去し、
穴あけを行う前に、穴あけ作業を実施した後に溶融させられる熱硬化性樹脂（Ｔ）をライニングの内側に取り付けられた状態で位置決めされた薄片相互間に且つ穴あけが行われるべき箇所に注ぎ、
前もって得られている穴の中にインサートを位置決めする第２のステップを実施する。

薄片を剛性材料中にしっかりと把持された状態に保つことにより、薄片の穴あけと関連した問題を無くす。

穴あけをライニングの外部からライニングの内部に向かって行うのが良く、この結果、穴あけの精度及び品質が向上する。

一般に、インサートは、上述のスタッドを受け入れることができるハウジングを形成するようになったピンを備える。ただし、本発明の方法は、まさにこの形式のモールドの製作には限定されず、インサートを備えた形式のモールドの製作にまで拡張できる。

このようにすると、ピンを中心とする所与の直径の領域内に位置する薄片の材料がピンを支持するインサートを受け入れるようになった空間をあけることを目的としてライニングを穴あけする同一の作業中に除去されるとすれば、ピンの配設場所に応じて薄片の長さを前もって定める必要はもはや無い。

この場合、長さが実質的に等しい薄片を製作し、この結果、製作されて嵌め込まれるべき種々の長さの薄片の数をかなり減少させることが可能である。というのは、図１及び図２に示した先の段落の例に戻って説明すると、列２，３，４，５の薄片は、列１，６の薄片と実質的に同一の長さだからであり、このことは、２倍の数の薄片、即ち、薄片Ｌ₂₁，Ｌ₂₂，Ｌ₃₁，Ｌ₃₂，Ｌ₄₁，Ｌ₄₂，Ｌ₅₁，Ｌ₅₂を製作して嵌め込むことが必要であった先行技術の場合とは異なっている。

以下の説明の目的は、図１及び図９の裏付けにより本発明の好ましく且つ特に経済的な実施形態を実証することにある。

本発明の方法に従って達成されるべき最終結果は、図１に示すのと同じ最終結果であり、即ち、薄片及びピンＰを備えたライニングＧである。

この結果を達成するため、本方法では、次のステップを実施する。

一部がゴムのブロックに相当するものとして図４に示されているライニングＧを製作する。注目されるように、薄片Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃，Ｌ₄，Ｌ₅，Ｌ₆は、実質的に同一の長さλを有している関係上、ピンＰの最終位置を考慮しないでこのライニング要素Ｇを製作する。これは結果として、スタッドを備えていないサイピング（「サイプ」と呼ばれることもある）入りタイヤとして知られているタイヤを製造するようになったモールド（金型）ライニングと同一種類のライニングの製作になる。

図５は、図４に示すライニング要素をＢＢの方向に見た断面図である。薄片Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃，Ｌ₄，Ｌ₅，Ｌ₆は、ライニングＧ内に嵌め込まれており、各薄片の基部は、ライニングＧの本体内に深く埋め込まれている。ライニングＧは、機械加工、又は好ましくは鋳造により従来方式で得られる。後者の場合、ライニングを形成する材料は、アルミニウムを主成分とする組成物である。薄片は、一般に、ライニングの構成材料よりも遙かに硬い鋼系の材料で作られる。

本明細書において説明している本発明の例示の実施形態によれば、ドリルＦを用いた穴あけによるか、同等なやり方としてフライス加工によるかの選択を行ってピンＰの付近に位置する材料を除去する。

本発明の一般原理は、他の手段、例えば放電加工により又はレーザビームを施すことにより材料を除去する手段、又は他の均等手段を用いて穴あけを行う場合にも当てはまることは言うまでもない。

本発明の好ましい実施形態によれば、薄い仕切りの形態をした薄片がドリルの作用及び振動を受けて変形するのを阻止するため、図６に示されているように熱硬化性樹脂Ｔをライニングの内側に位置決めされた薄片相互間の開いたスペースすなわち空間内に且つライニングＧが穴あけされる箇所に注ぎ込む。上述した用途に適する熱硬化性樹脂は、一般名称であるCerocastによって当該技術分野において知られている。

この作業をいったん行って熱硬化性樹脂がその最大硬度まで硬化するのを待った上で、図７に矢印Ｄで指示されているように所与の直径の一体形ドリルＦをライニングの外部からライニングの内部に向かって半径方向に動かすことによりライニングＧを穴あけする。ドリルにより、円筒形空間内に収容されているライニングの材料、熱硬化性樹脂及び薄片を図８に示すように除去することができる。

ドリルの経路内に位置する薄片要素が除去され、列２，３，４，５に属する薄片が、図８の概略断面図に示される薄片Ｌ₂₂，Ｌ₃₂，Ｌ₄₂，Ｌ₅₂のように、２つの部分に分かれる。

この場合、ライニングＧ上に存在するこの材料の残部を溶融させて除去するのに十分な熱を加えることにより熱硬化性樹脂Ｔを除去することが必要である。

図９に示す最終ステップでは、先のステップでドリルによりあけられた穴の中にインサートＩを位置決めする。ドリルの直径は、導入されることが必要なインサートＩの直径を定める。好ましくは、インサートの本体をライニング内部にあらかじめ設けられた適当なねじ山部にねじ込むことによりインサートをライニングの内部に固定する。

図９のこの断面図は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図であることがわかる。

インサートは、ピンＰを支持する。ピンとインサートをしっかりと連結するねじ止め、押し込み嵌め又は任意他の均等手段によってピンをインサートに固定するのが良い。

インサートを取り外し可能に構成することにより、特にピンが摩耗状態になっているので交換する必要がある場合、又は種々の理由でピンが破断した場合にモールドライニングに対する保守作業が容易になることは分かる。

また、美観上（図１ないし図３に示されている）の特定の要件又は技術上の特定の要件を満足させるためにパターンをインサートの表面上にマーク付けし、例えば、使用すべきスタッドの詳細を指示することが可能である。

薄片及びピンを備え、切り込み及びスタッドを備えたゴムのブロックを成形するようになったライニングの一部の略図である。 図１に示すライニングの一部を上から見た図である。 ピンの配設場所を変更した状態でライニングの同一の部分を上から見た図である。 長さが実質的に等しい薄片を備えたライニングの一部の略図である。 図４に示すライニングの一部のＢ−Ｂ線に沿った概略的な正面図である。 熱硬化性樹脂を注ぎ込んだライニングのＢ−Ｂ線に沿った概略的な正面図である。 ライニングを穴あけするステップのＢ−Ｂ線に沿った概略的な正面図である。 穴あけ後のライニングの部分のＢ−Ｂ線に沿った概略的な正面図である。 ピンを支持したインサートが収納されたライニングの一部を示す図である。

符号の説明

Ｆ 一体形ドリル
Ｇ モールドライニング
Ｉ インサート
Ｌ₁〜Ｌ₆ 薄片又は薄板
Ｐ ピン
Ｔ 熱硬化性樹脂

Claims (4)

1. スタッド及び切り込みが設けられているトレッドブロックを備えたタイヤの製造向けのモールドライナー（Ｇ）を製作する方法であって、
   前記トレッドブロックを成形する前記ライナーの部分に、形状及び長さλが実質的に等しい薄片（Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃，Ｌ₄，Ｌ₅，Ｌ₆）を位置決めすることによりモールドライナーを製作するステップと、
   前記スタッドのためのハウジングを成形できるピン（Ｐ）を受け入れるようになった場所の各々に位置する円筒形空間内に含まれている前記ライナー（Ｇ）の材料及び前記薄片（Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃，Ｌ₄，Ｌ₅，Ｌ₆）の材料を、穴あけにより半径方向に除去するステップと、
   前記ピンを支持するインサート（Ｉ）を前もって得られた穴内に位置決めするステップと、を有する方法において、
   穴あけを実施する前に、前記穴あけ作業を実施した後に溶融させられる材料（Ｔ）を前記ライナーの内側に位置決めされた薄片相互間かつ前記穴あけが行われるべき箇所に注ぐ、
   ことを特徴とする方法。
2. 穴あけにより前記穴を前記薄片が配置された前記ライナーの内側に向かって、前記ライナーの内側の反対側から形成する、
   請求項１に記載の方法。
3. 取り外し可能なインサート（Ｉ）を用いる、
   請求項１又は２の何れか１項に記載の方法。
4. 前記薄片が配置された前記ライナー（Ｇ）の内側に半径方向に位置決めされた前記インサート（Ｉ）の表面上にパターンをマーク付けする、
   請求項１ないし３の何れか１項に記載の方法。

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