JP5401557B2 - モールドツイストロック装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般にモールドに関し、特に、位置決め及びロック用モールドコンポーネントに関する。

空気圧タイヤの製造にあたり、種々の未硬化タイヤコンポーネントをタイヤ成型ドラム周りに次々に互いに組み立ててドラム周りにシェーピングしてタイヤの所望のドーナツ形にする。次に、強度及び耐久性を得るためにシェーピングされた未硬化タイヤを硬化させる。タイヤ用モールドは、タイヤにその最終形状及び外観を与え、タイヤのコンポーネントを加硫するために硬化プロセスにおいて用いられる。

セグメント状タイヤ用モールドは、図１に示されているように半径方向に動く複数個のセクタ形（扇形）のセグメントである。モールドの加熱状態の外部コンポーネントを動かしてこれらを未硬化タイヤのトレッド部分及びサイドウォール部分に接触させてタイヤを外部から硬化させる。加熱状態のブラダをインフレートさせ、或いは、コアがタイヤの内面に接触してタイヤをシェーピングすると共にこれを内側から硬化させる。

モールドバック（後側部分）は、図１に示されているようにタイヤのトレッド部分を形成するモールドセクタを支持するために用いられるくさび形コンポーネントである。セクタツーリング（tooling ）は、モールドバックとモールドセクタとの間の連結手段となる。セクタツーリングの目的は、モールドセクタをモールド周りに周方向に位置決めすることにある。安全上の理由及び品質上の理由で、モールドコンポーネントはモールド内に固定されるようにすることが重要である。

本発明の実施形態は、モールドセクタをモールドバックに取り付けるための改良型迅速連結ロックを提供する。一実施形態によれば、モールドセクタを定位置にロックし、最小限の作動停止時間でタイヤサイズ及びトレッドパターンの変更を可能にする迅速連結手段が提供される。

モールドツイストロック装置は、固定ピンを有し、固定ピンは、固定ピンの長手方向軸線上に位置する遠位端部及び近位端部を有し、近位端部を貫通して穴が設けられており、モールドツイストロック装置は、固定ピンの近位端部周りに位置決めされた同軸ばねと、固定ピンの穴を挿通して設けられた直交ピンとを更に有し、直交ピンは、拡大端部を有し、モールドツイストロック装置は更に、固定ピンの延長部と直交ピンの拡大端部との間に位置決めされた第２のピンを有する。

モールド組立体は、貫通した穴が設けられた複数個の突起を備えた第１のモールドコンポーネントと、貫通した穴が設けられた複数個の突起を備えた第２のモールドコンポーネントと、第１のモールドコンポーネント及び第２のモールドコンポーネントの複数個の突起を組み合わせることによって形成されたインターロック形コラムとを、固定ピンとを有し、固定ピンは、固定ピンの長手方向軸線上に位置する遠位端部及び近位端部を有し、近位端部を貫通して穴が設けられており、モールド組立体は、固定ピンの近位端部周りに位置決めされた同軸ばねと、固定ピンの穴を挿通して設けられた直交ピンとを更に有し、直交ピンは、拡大端部を有し、モールド組立体は更に、固定ピンの延長部と直交ピンの拡大端部との間に位置決めされた第２のピンと、直交ピンの拡大端部を受け入れる凹部とを有する。

本発明の上記目的、特徴及び利点並びに他の目的、特徴及び利点は、添付の図面に示されている本発明の特定の実施形態の以下の詳細な説明から明らかになろう。なお、図中、同一の参照符号は、本発明の同一の部分を示している。

本発明の二部品構成型セグメント状モールドの部分断面図である。 本発明のモールドツイストロック装置の正面図である。 本発明のモールドを開放位置で示す部分断面図である。 本発明のモールドを閉鎖位置で示す部分断面図である。 凹部の分解組立て正面図である。

本発明の特定の実施形態は、モールドコンポーネントを取り付けてロックする装置を含む。本発明は、任意形式の成形法、例えば射出成形法、圧縮成形法又はモールドコンポーネントを互いに取り付けてロックすることが必要な他のかかる成形法に利用できる。

本発明の特定の実施形態は、タイヤ用モールドに利用できる。セグメント状タイヤ用モールドは、タイヤのトレッド部分を作るモールドセクタを有する。モールドセクタは、加硫中、モールドセクタを位置決めすると共に固定するためにモールドバックに取り付けられる。モールドセクタは、典型的には、しっかりとした取り付けを必要とする重い金属物体である。使用するのが簡単であり且つ操作するのが容易な取り付け機構体を用いるのが有利である。取り付け機構体は、確実なロック手段にもなるべきである。本発明の実施形態は、モールドコンポーネントを固定する取り付け機構体とロック手段の両方を提供する。

図１は、二部品構成型セグメント状タイヤ用モールド１０の部分断面図である。タイヤ用モールド１０は、上側ベースプレート１２及び下側ベースプレート１４を有している。上側ベースプレートは、他のモールド要素を指示するためのリングを形成するトップモールドバック２０、タイヤのサイドウォールを成形するトップサイドウォールプレート２４及びトップモールドバック２０に可動的に取り付けられた複数個のトレッドモールドセクタ１６を有している。下側ベースプレート１４は、同様に、モールドバック２２、ボトムサイドプレート２６及び複数個のモールドセクタ１８を有している。モールドセクタ１８は、図３に示されているように１組のモールドツーリング、例えばセクタツーリング４０によりモールドバック２２に取り付けられる。ベースプレート１２，１４は、セクタ１６，１８、モールドバック２０，２２及びサイドプレート２４，２６をモールド内に互いに保持する。

図３及び図４は、タイヤ用モールド１０の下半分の一部分を概略的に示している。これらの図は、モールドの下半分を示しているが、本明細書において説明する本発明は、モールドの上半分に同様に適用可能である。この特定の実施形態では、モールドバックは、第１のモールドコンポーネントであり、モールドセクタは、第２のモールドコンポーネントである。モールドセクタ１８は、セクタツーリング４０を用いてモールドバック２２に取り付けられる。セクタツーリング４０は、硬化作業中、モールドセクタ１８をモールドバック２２に保持するよう機能する。セクタツーリングは、溝、クランプ、ボルト、ねじ又は当該技術分野において知られている任意他の手段を用いてモールドに取り付けられるのが良い。

図３は、モールドバック２２に取り付けられたセクタツーリング４０を用いたモールドセクタ１８とモールドバック２２との間の連結部又は連結手段を示している。セクタツーリングは、セクタツーリングの長さに沿って垂直に配置された複数個のツーリング段部４２又は突起を有している。各ツーリング段部４２を貫通して、穴が設けられ、この穴は、セクタツーリングの頂部からセクタツーリングの底部まで開いた又は中空のコラムを形成している。モールドセクタ１８は、同様にツーリング段部に配置された複数個のセクタ段部４４又は突起を更に有している。複数個のセクタ段部４４を機械加工によりモールドセクタに設けても良く又は他の公知の仕方で、例えばクランプ、ボルト等を用いて取り付けても良い。本明細書に示されている図示の例では、セクタ段部とツーリング段部の両方は、８ｍｍ径の穴を有している。固定ピン３２の直径は、穴の直径よりも約０．０５〜０．１０ｍｍ小さい。

モールドの組み立ての際、セクタ１８とモールドバック２２を半径方向に位置合わせしてツーリング段部４２及びセクタ段部４４が図４に示されているようにインターロック形コラムを形成するようにする。インターロック形段部は、穴が貫通して設けられた複数個のツーリング段部４２及びこれ又穴が貫通して設けられた複数個のセクタ段部４４である。しかる後、ピンの形をした部材、例えば固定ピン３２を穴のコラム中に挿入してセクタ１８とモールドバック２２を互いに固定する。穴及び固定ピン３２の寸法は、モールドセクタ１８の位置合わせにとって重要ではない。モールドセクタは、セクタの側縁部のところで互いに整列する。

図２は、一実施形態としてのモールドツイストロック装置３０を示している。モールドツイストロック装置は、固定ピン、同軸ばね、直交（クロス）ピン及び第２のばねを有している。固定ピン３２は、様々な長さ及び形状が円筒形であるのが良く、近位端部３３及び遠位端部３４を備えている。固定ピン３２は、取り付けられるべきモールドコンポーネントのサイズに応じて様々な断面寸法形状を有することができる。

固定ピン３２は、固定ピン３２の近位端部３３のところに同軸ばね３５を利用している。同軸ばね３５は、モールドコンポーネントをロックしたときに張力をもたらす圧縮ばねである。本発明の特定の実施形態では、同軸ばねとしてコイルばねが用いられている。固定ピン３２の近位端部は、ばねを保持するための拡大部分又は肩３１を有している。ばねの他端部は、モールドバック２２のツーリング段部４２のうちの第１のものの上面に当たっている。

固定ピン３２の近位端部３３は、穴が貫通して設けられた延長部を更に有している。直交ピン３６が固定ピン３２の延長部に設けられた穴の中に挿入されている。図２に示されている実施形態では、直交ピンは、固定ピン３２の軸線に垂直に配置されている。直交ピンは、固定ピンに対して角度をなして配置されても良い。直交ピン３６は、モールドツーリングとの係合を可能にする拡大端部５６を有している。直交ピン３６の拡大端部の特定の実施形態は、円錐の形をしている。直交ピンの拡大端部５６は、三角形、円形又は正方形を含む種々の形状のものであって良い。

直交ピン３６は、第２のばね３７を利用するのが良い。第２のばねは、固定ピンの近位端部の延長部と直交ピンの拡大端部５６との間で直交ピンに設けられている。図示の例では、直交ピン３６は、約４ｍｍのストローク長さを有する。図４に示されているように、モールドセクタ１８は、直交ピン３６の拡大端部５６を受け入れる凹部３８を有している。第２のばね３７は、圧縮されると、モールドの凹部３８内への直交ピン３６の拡大端部５６の嵌め込み状態を維持する。変形例として、凹部３８を設計上の都合でモールドバック２２に設けられても良く、或いは、セクタツーリング４０に設けられても良い。

モールド組立体は、第１のモールドコンポーネント、第２のモールドコンポーネント、インターロック形コラム、固定ピン、同軸ばね、直交ピン、第２のばね及び凹部を有している。この特定の実施形態では、モールドバック２２は、第１のモールドコンポーネントであり、モールドセクタ１８は、第２のモールドコンポーネントである。

図４は、組み立て状態のモールド半部を概略的に示している。インターロック形コラムは、穴が貫通して設けられた複数個のツーリング段部４２及び穴が貫通して設けられた複数個のセクタ段部４４である。モールドセクタ１８とモールドバック２２は、ツーリング段部４２とセクタ段部４４が互いに交互に積み重なってインターロック形段部の穴がほぼ同軸になるインターロック形段部のコラムを形成するよう相互位置合わせ又は整列状態にある。

インターロック形コラム４６及び固定ピン３２は、セクタツーリング４０とモールドセクタ１８との間に迅速な連結部を形成する。この迅速連結部は、既存のモールドセクタを新たなトレッドパターンモールドセクタで単に置き換えることによってトレッドパターンの容易な変更を可能にする。特定の利点は、モールドを硬化プレスから取り出すことなく、セクタを交換できるということにある。

図４に示されている実施形態では、セクタ１８は、直交ピン３６の拡大端部を受け入れる凹部３８を有している。直交ピン３６は、直交ピンの拡大端部５６をモールドセクタの凹部３８内に維持するための付勢力をもたらす第２のばね３７を有する。モールドセクタ１８をセクタツーリング４０に組み付けるため、固定ピン３２をインターロック形コラムの穴の中に挿入する。固定ピン３２は、下方に滑って動き、ついには、同軸ばね３５が第１のツーリング段部４２に接触するようになる。この時点においては、直交ピン３６は、依然として、凹部３８の高さ位置の上方で垂直方向位置合わせ状態にあるであろう。次に、圧力を固定ピン３２の近位端部３３に加えて同軸ばね３５を圧縮し、ついには、直交ピン３６が凹部３８と位置合わせ又は整列関係をなすようになる。次に、直交ピン３６を凹部３８の中に挿入し、第２のばね３７の押圧力によって定位置に維持するのが良い。

特定の実施形態では、凹部３８は、図５に示されているように幅の広い領域５２及び幅の狭い領域５４を備えた多角形である。細幅領域５４は、タイヤ用モールド１０の中心線寄りに、即ち、セクタ１８の最も上の端部のところに配置されている。細幅領域５４の幅は、直交ピン３６をその最大の程度まで引き抜くと、直交ピンを凹部３８から取り出すことができないように寸法決めされている。直交ピン３６を凹部３８から引き抜くためには、２つの段階を終えなければならない。固定ピン３２に設けられている同軸ばね３５は、セクタツーリング４０に加わる力を生じさせることによって、直交ピン３６の拡大端部５６を付勢してこれを凹部３８の細幅領域５４内に押し込む。先ず最初に、同軸ばね３５を圧縮して直交ピンの拡大端部５６を凹部の細幅領域から凹部の広幅領域５２に動かす必要がある。次に、第２のばね３７を圧縮して直交ピンの拡大端部を凹部から取り出す必要がある。最後に、固定ピンが圧縮位置に位置したままの状態で、直交ピン３６を回転させてこれを凹部３８から離脱させる必要がある。両方のばねは、両方のピンが凹部から偶発的に引き抜かれることがないようにしなければならない。本発明の別の特徴は、ロック失敗を検出するのが容易であることにある。モールドツイストロック装置を固定できなかったことは、突き出された固定ピンをこれがモールドセクタよりも背の高い状態にあるので目で見て検出できるので、明白である。同軸ばねは、固定ピンを圧縮されていない場合のモールドセクタよりも高い位置まで持ち上げる。

凹部の寸法形状は、直交ピンの拡大端部の運動を制限する上で重要である。細幅領域の長さは、直交ピンの側方運動を制限し、凹部からの離脱を阻止する。本発明の特定の実施形態は、細幅領域長さが約２．５ｍｍ〜約３．５ｍｍであり、広幅領域の長さが約４．０ｍｍ〜約５．０ｍｍであり、全高が約１０．５ｍｍ〜約１１．５ｍｍであり、深さが約４．５ｍｍ〜５．５ｍｍである凹部を有する。図５に示されている図示の例は、細幅領域長さが約３．０ｍｍであり、広幅領域長さが約４．５ｍｍであり、全高が約１１．０ｍｍである凹部を有する。凹部の深さは、約５ｍｍである。凹部は、モールドの頂部又は内部のところの細幅領域がモールドの分割線の近くに位置した状態で差し向けられる。当業者であれば認識されるように、上述の幾何学的形状について多くの寸法上の組み合わせを選択することができる。

直交ピン３６の特定の実施形態が図２に示されており、この実施形態では、拡大端部は、頂点にアール（丸み）を備えた円錐の形をしている。円錐は、約７０°の夾角を有し、頂点は、２ｍｍのアールを備えている。円錐の形は、他の形状、例えば球形又は扁平な端部よりも好ましい。凹部３８のエッジは、セクタ１８又はツーリングの表面とほぼ直角をなす。円錐形端部５６の傾斜フランクが凹部のエッジに接触すると、固定ピン３２を押圧する力が自動的に作られ、その結果、直交ピン３６が凹部３８と嵌合するようになる。この作用効果は、ピンの容易な挿入にとって有利である。別の利点は、僅かな面取りを凹部３８のエッジに施して押圧効果を増幅することによって得られる。

原文特許請求の範囲及び原文明細書において用いられている“comprising”、“including”及び“having”（これらは、翻訳文では「〜を有する」又は「〜を含む」と訳されている場合が多い））という用語は、指定されていない他の要素を含む場合のあるオープンなグループを指示するものとして解されるべきである。原文特許請求の範囲及び原文明細書で用いられている“consisting essentially of”（本質的に〜から成る）という表現は、指定されていない他の要素を含む場合のある部分的にオープンなグループを指示するものとして解されるべきである。ただし、これら他の要素が特許請求の範囲に記載された本発明の必須且つ新規な特徴を本質的には変更しないことを条件とする。“a”、“an”及び単数形の用語は、同一の用語の複数形を含むものとして解されるべきであり、したがって、かかる用語は、１つ又は２つ以上の或るものが設けられることを意味している。原文特許請求の範囲及び原文明細書で用いられる“at least one”（少なくとも１つ）及び“one or more”（１つ又は２つ以上）という表現は、区別なく用いられる。原文特許請求の範囲及び原文明細書で用いられる“one”（１つ）又は“single”（単一）という用語は、或るものの１つだけが意図されていることを指示するために用いられる。同様に、特定の数のものが意図されている場合、他の特定の整数値、例えば“two”（２つ）が用いられる。原文特許請求の範囲及び原文明細書で用いられる“preferably”（好ましくは）、“preferred”（好ましい）、“prefer”（〜のほうを好む）、“optionally”（オプションとして）、“may”（〜する場合がある又は〜するのが良い）及びこれらに類似の用語は、言及されているアイテム、条件又はステップが本発明のオプションとしての（必須ではない）特徴であることを指示するために用いられている。原文特許請求の範囲及び原文明細書に“between a and b”（ａとｂとの間）として記載されている範囲は、“ａ”及び“ｂ”の値を含む。

上述の説明から、本発明の真の精神から逸脱しないで本発明の実施形態の改造例及び変更例を想到できることは理解されるべきである。上述の説明は、説明の目的のためにのみ提供されており、本発明を限定する意味で解されてはならない。本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲の記載にのみ基づいて定められる。

Claims (13)

1. モールド組立体であって、
   貫通した穴が設けられた複数個の突起を備えた第１のモールドコンポーネントを有し、
   貫通した穴が設けられた複数個の突起を備えた第２のモールドコンポーネントを有し、
   前記第１のモールドコンポーネント及び前記第２のモールドコンポーネントの前記複数個の突起を組み合わせることによって形成されたインターロック形コラムを有し、
   固定ピンを有し、前記固定ピンは、該固定ピンの長手方向軸線上に位置する遠位端部及び近位端部を有し、前記近位端部を貫通して穴が設けられており、前記固定ピンは、前記インターロック形コラムの穴に挿入され、
   前記固定ピンの前記近位端部周りに位置決めされた同軸ばねを有し、
   前記固定ピンの前記穴を挿通して設けられた直交ピンを有し、前記直交ピンは、拡大端部を有し、
   前記固定ピンの延長部と前記直交ピンの前記拡大端部との間に位置決めされた第２のばねを有し、
   前記第１及び第２のモールドコンポーネントのうちの１つに設けられた、前記直交ピンの前記拡大端部を受け入れる凹部を有する、モールド組立体。
2. 前記凹部は、多角形の形をしており、前記多角形は、幅の広い底部領域、幅の狭い頂部領域、前記頂部領域と前記底部領域との間の高さ、及び深さを有する、請求項１記載のモールド組立体。
3. 前記多角形の前記幅の広い底部領域は、４〜５ｍｍの幅を有し、前記幅の狭い頂部領域は、２．５〜３．５ｍｍの幅を有し、前記高さは、１０．５〜１１．５ｍｍであり、前記深さは、４．５〜５．５ｍｍである、請求項２記載のモールド組立体。
4. 前記第１のモールドコンポーネントは、モールドセクタである、請求項１記載のモールド組立体。
5. 前記直交ピンの前記拡大端部は、モールド組立体の凹部に係合する、請求項１記載のモールド組立体。
6. 前記凹部は、前記モールドセクタに設けられている、請求項４記載のモールド組立体。
7. 前記直交ピンは、本質的に前記固定ピンに垂直に配置されている、請求項１記載のモールド組立体。
8. 前記直交ピンの前記拡大端部は、頂点にアールを備えた円錐の形をしている、請求項１記載のモールド組立体。
9. 前記円錐は、７０°の夾角を有し、前記頂点は、２ｍｍのアールを有する、請求項８記載のモールド組立体。
10. モールドを組み立てる方法であって、
    貫通した穴が設けられた複数個の突起を備えた第１のモールドコンポーネント及び貫通した穴が設けられた複数個の突起を備えた第２のモールドコンポーネントを用意するステップを有し、
    前記複数個の突起がインターロック形コラムを形成するよう前記第１のモールドコンポーネントを前記第２のモールドコンポーネントに対して位置決めするステップを有し、
    固定ピンを前記インターロック形コラムの穴の中に挿入するステップを有し、前記固定ピンは、該固定ピンの長手方向軸線上に位置する遠位端部及び近位端部を有し、前記近位端部を貫通して穴が設けられており、同軸ばねが前記固定ピンの前記近位端部周りに位置決めされ、直交ピンが前記固定ピンの前記穴を挿通して設けられ、前記直交ピンは、拡大端部を有し、第２のばねが前記固定ピンの延長部と前記直交ピンの前記拡大端部との間に位置決めされ、
    前記直交ピンが前記モールドコンポーネントのうちの１つに設けられていて、前記直交ピンの前記拡大端部を受け入れる凹部と位置合わせ関係をなすまで前記同軸ばねを圧縮するステップを有し、
    前記直交ピンの前記拡大端部を前記凹部の中に挿入するステップを有する、方法。
11. 前記第２のばねを圧縮して前記直交ピンの前記拡大端部を前記凹部の広幅領域の近くに位置決めするステップと、
    前記拡大端部を回転させてこれを前記凹部の中に配置するステップと、
    前記第２のばねに加わっている前記圧縮力を除くステップと、
    前記同軸ばねを解除して前記拡大端部を前記凹部の前記細幅領域の中に動かすステップと、を更に有する、請求項１０記載の方法。
12. モールド組立体を分解する方法であって、
    前記固定ピンをモールド組立体から取り出すステップを有し、
    前記モールド組立体が、
    貫通した穴が設けられた複数個の突起を備えた第１のモールドコンポーネントを有し、
    貫通した穴が設けられた複数個の突起を備えた第２のモールドコンポーネントを有し、
    前記第１のモールドコンポーネント及び前記第２のモールドコンポーネントの前記複数個の突起を組み合わせることによって形成されたインターロック形コラムを有し、
    固定ピンを有し、前記固定ピンは、該固定ピンの長手方向軸線上に位置する遠位端部及び近位端部を有し、前記近位端部を貫通して穴が設けられており、前記固定ピンは、前記インターロック形コラムの穴に挿入され、
    前記固定ピンの前記近位端部周りに位置決めされた同軸ばねを有し、
    前記固定ピンの前記穴を挿通して設けられた直交ピンを有し、前記直交ピンは、拡大端部を有し、
    前記固定ピンの延長部と前記直交ピンの前記拡大端部との間に位置決めされた第２のばねを有し、
    前記第１及び第２のモールドコンポーネントのうちの１つに設けられた、前記直交ピンの前記拡大端部を受け入れる凹部を有する、方法。
13. 前記取り出しステップは、
    前記固定ピンの前記同軸ばねを圧縮して前記直交ピンの前記拡大端部を前記凹部の前記細幅領域から前記凹部の前記広幅領域に動かすステップと、
    前記直交ピンの前記第２のばねを圧縮するステップと、前記直交ピンの前記拡大端部を回転させて前記凹部から離脱させるステップと、
    前記固定ピンを前記インターロック形コラムから取り出すステップとを更に含む、請求項１２記載の方法。

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