JPS62270308A - タイヤの成形・加硫金型 - Google Patents

タイヤの成形・加硫金型

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明はタイヤの成形及び加硫のために用いられる金型
に関する。
〔従来の技術〕
新しいタイヤの製造の分野では成る１つのタイプの金型
が普及している。すなわち、この金型は、各々タイヤサ
イドウオール部の成形に用いられる２つの側部分と、タ
イヤトレッド部の成形のために金型の軸線と直角な側面
及び半径方向横面をもつ複数のセグメントに分かれた周
辺クラウンを有する（例えば米国特許第３７７９６７７
号参照）。
このような金型を閉じるためにはセグメントを軸線に向
って半径方向に移動させ、軸方向に側部分を近づけるこ
とが必要である。密閉状態において、これらの異なる要
素（側部分とセグメント）は接合状態にありタイヤの外
面を構成する。タイヤとなるべき未処理の素材は望まし
い幾何学的寸法を得るため、そして場合によってはトレ
ッドパターンの型押しを行なうため金型にしっかりと押
し付けられて保持されなくてはならない。このため、通
常は、所要圧力でのガス補給により素材の内面に適用さ
れて素材を膨張させる或いは素材を膨張させる傾向にあ
る軟質の膜が用いられる。良質の成形を行なうためには
、ゴムに約１０バールの成形圧力を加えることが必要で
ある。この圧力はこの膜を介して加えられる。成形パリ
をできるかぎり最小にするためには、膜の圧力上昇は金
型が密閉位置にあるときにのみ起こることが望ましい。
このような成形パリの発生を避けるためにカナダ国特許
第７６５７４５号は平行な横面をもつセグメントの製作
を提案している。従って、周辺クラウンは平行な横面を
もつセグメントと、その横面の隣接するセグメントの横
面と平行であるようなセグメントとを交互に備えている
。こうして、金型の密閉が終了した時点で、平行な横面
をもつセグメントはピストンのようにその他のセグメン
トの間を摺動することができ、このことにより、２つの
隣接するセグメント間でゴムがはさまれることを回避す
ることができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
タイヤの外側面を構成するためのセグメントを備えた金
型及びタイヤ内面を構成するためのゴム製の軟質膜を用
いる従来法によるゴム製タイヤの成形及び加硫では、タ
イヤの内部寸法及び内部形状を完全に制御することはで
きない。
従来の当該技術分野の成形及び加硫技術を使用した結果
として生じるもう一つの欠点は、加硫中にタイヤと接触
する種々の部品の異なる熱特性、すなわち一方では金属
セグメントのクラウン及び側部分、そして他方ではゴム
製の膜のもつ、異なる熱特性と関連している。このこと
が加硫の原理の確立ならびにその実施をやっかいなもの
にしている。
一方、タイヤとなるべき素材の内面を構成するために取
り外し可能な剛性のコアを用いることも公知の技術であ
る。詳しくは米国特許第１８７７７５１号などを参照し
てみるのがよい。剛性コアは外側金型と一緒になって変
形しない成形スペースを構成することがある。実際には
これらのコアはかかるスペース中に液状又はペースト状
の材料を鋳込む或いは射出することによってタイヤを製
作するためにしか用いることができない。これは例えば
米国特許第４２７９８５６号により説明されているポリ
ウレタンタイヤの製造方法である。
これに対して、タイヤ産業で従来用いられてきた材料（
すなわち非加硫ゴム、繊維及び／又は金属製強化エレメ
ント）で作られた加硫されていないタイヤ素材を支持す
る剛性コアを米国特許第３７７９６７７号に記載の通常
タイプのセグメント金型と組合わせると、金型を完全に
密閉するよりもかなり前にセグメントが素材への入り込
みを始めてトレンドパターンの型押しを行なう。金型が
完全に閉じていない場合、全てのセグメントの間には間
隙がある。
従って生ゴムはセグメントの間に流出するおそれがある
。型押し速度及びその結果として生じる生ゴムの動きに
応じて、この流出は多くのパリをもたらし、また、間隙
内にあまりにも大量のゴムが存在しているために、完全
な密閉までのセグメントの半径方向の動きを可能にする
ために必要なセグメントの相対的な円周方向の接近が妨
げられ、金型を正しく閉じることさえできなくなるおそ
れがある。
〔問題を解決するための手段〕
これらの欠点全てをなくすための本発明による解決策は
、加硫されていない素材を用いて作られたタイヤの仕上
り形状及び仕上り寸法を得るために剛性金型を使用する
こと、そして、適切な成形圧力に達するように加硫の際
の温度上昇による剛性金型構成材料と非加硫ゴムとの膨
張差を利用すること、から成る。
本発明によるゴムタイヤの成形及び加硫のために用いら
れるセグメント金型は、 ｆａ）　　タイヤの内面を構成する剛性のコアと、（ｂ
ｌ　　各々タイヤのサイドウオール部の外部成形に用い
られる２つの側部分と、 （Ｑ）　　タイヤトレッド部の外部成形を行なう複数の
セグメントに分かれた周辺クラウンと、を有構成部品（
剛性コア、側部分、セグメントの周辺クラウン）全体が
、タイヤの成形スペースを構成し、金型部品の全てが少
なくとも上述の金型の密閉動作の最終段階の間、互いに
摺動する関係にあるような形状を有していることを特徴
とする。
本発明は、本発明に従った金型の特に有利な実施例を非
限定的に図示している添付図面及びその説明を参照する
ことによりより明確に理解されよう。
本発明による金型は、タイヤトレッド部の成形を可能に
するセグメントの周辺クラウン１と、各々タイヤのサイ
ドウオール部の成形を行なう２つの側部分２と、タイヤ
の内面を構成する取外し可能な剛性コア３とから成る。
こうして金型はタイヤの外面及び内面の成形を行ない、
従って、成形スペースを完全に構成する。
〔発明の効果〕
従来の技術では膨張可能な膜の挙動や起こりうる変形を
考慮しなくてはならなかったけれども本発明による金型
ではタイヤの仕上り幾何学的形状をもたらす金型の全部
品が剛性をもつものであるので本発明の金型は、軟質膜
による従来の成形方法で達成できるものよりはるかに優
れた精度の幾何学的形状をもつタイヤを成形・加硫する
ことができる。「剛性の」という用語は、成形圧力の及
ぼす応力による極めて小さい弾性変形しか受けない従来
の金型の他の部品と比べて構造上大きく変形する膨張性
加硫膜と比較して、「本質的に変形しない」性質と考え
るべきである。その結果、はるかに多様な形状を作るこ
とが可能となり、タイヤの設計者はこれを充分に利用す
ることができる。
従って、加硫は通常の技術におけるように定圧で行なう
のではなく、一定の容積で行なわれる。本発明に従った
金型ではタイヤの異なるゾーン間で異なる成形圧力を用
いることができるというさらに付加的な利点を提供する
。
タイヤの内面の成形は主な特徴として剛性をもつコアに
より行なわれているため、コアをこの特徴を得ることの
できる広範な材料の中から選択することができる。特に
、金型のその他の部品と同じようにコアを金属で作るこ
ともできる。内部からタイヤへもたらされる熱流束はこ
のとき、ゴムでできた従来の膨張膜から成る熱しゃへい
に遭遇することなく生ゴムの方に伝わる。さらにこのよ
うな金属コアと生ゴムの間の熱交換係数は軟質膜を使用
した場合よりもはるかにすぐれている。これ又本発明の
きわだった利点を成している。実際、加硫温度を上昇さ
せることなく加熱時間を極めて短くし、従って、材料面
での不都合なく加硫装置の効率を高めることができる。
ゴム製の軟質膜を使用しなくてよいことも本発明に固有
の利点である。このような膜の使用は実際、その寿命が
非常に短く、付着防止剤の使用を必要とするためコスト
亮になる。
さらにタイヤの内面は金型が必ず密閉できるようにしな
がら剛性コアにより構成されること、又、金型部品の界
面には、成形作業によって、成形製品の極めて高い品質
レベルと矛盾しない非常に小さなパリしか形成されない
ことから、この剛性コアを、その製造の当初からタイヤ
素材の支持体として用いることができる。本発明の金型
によれは、生の状態で時として重大な収縮を受けるタイ
ヤ素材の場合と反対に、非加硫状態のゴムの混合は機械
的応力を受けていないため、この混合の機械的強度特性
から大幅に解放される。こうして本発明に従った金型は
これまでタイヤの製造に用いることのできたものと異な
る、均質又は不均質の混合、とくに比較的安上りの及び
／又はタイヤに対しより優れた性能を与える混合を用い
る途を開いてくれる。
同様に、タイヤの製造中において極く小さなものであれ
収縮に依存しないですむということは、タイヤを構成す
る材料は剛性コア上にひとたび置かれると組織が加硫に
よって固まるまで相対的動きをもはや受けなくなるため
に上述の製造をはるかに正確なものにする。例えばラジ
アルカーカスタイヤのベルトを構成する補強用コードの
取付は角度はもはやこれらの収縮による変化を受けない
。
〔実施例〕
第１図では、各々のセグメントは密閉位置において接触
面１０１を介して側部分２と合致する。
また、各々のセグメントは密閉位置において、隣接する
セグメントの横面と接合する横面（第１図には見られな
い）を備えている。コア３の半径方向内面３０２は密閉
位置において、タイヤビード部の半径方向内面の成形を
行なうゾーン２００を超えて各側部分２の延長部２０に
設けられた対応する面２０２と接触する。これらの面２
０２．３０２は円筒形且つ同軸であり、又、シリンダ内
径部内のピストンのように互いに対して摺動できるよう
なものである。
さらに詳細に第２図及び第３図を参照すると、第一の実
施形態に従ったセグメントを備えた金型は１つの剛性コ
ア３と、周辺に沿って交互に配置された２とのタイプの
セグメント　（タイプａとよばれ、番号１ａの付された
第１のタイプのセグメントと、タイプｂと呼ばれ番号１
ｂの付された第２のタイプのセグメント）とを有してい
ることがわかる。剛性コア３も又、交互に配置された２
つのタイプ３ａ、３ｂの部材に分けられている。タイプ
ｂの部材３ｂはその延長部が半径方向に外側で切断され
ている横面を備え、タイプａの部材３ａは例えば米国特
許第４２７９８５６号に記載されている如く、タイヤの
内面を構成するように補足し合う形状をなしている。こ
うしてタイヤは、コアの部材の出入れが考えられる唯一
の出入り箇所、すなわちタイヤビード部の間そして各ビ
ード部の半径方向内側間を通って行なわれることを必要
としているため、タイプｂの部材３ｂによりコアのとり
つけを終え、そしてその取外しを開始することがいつで
も可能である。なお、タイプｂの部材３ｂには、タイヤ
が軸に向って半径方向に移動するだめのアンダーカット
容積が無い。
ここでセグメントのクラウン１に戻り、同様な原理に従
うと、２つのタイプのセグメントのうちの一方（タイプ
ｂ）はカナダ国特許第７６５７４５号にて教示されてい
るように互いに平行な横面１．　ｂ　１．１ｂ２をもち
、このことが、タイプｂのセグメントの前にタイプａの
セグメントを閉じることによって、セグメントの密閉の
際のピストン効果を得ることを可能にしている。
ここで同じ第１図、第２図及び第３図を参照して、密閉
動作を説明することにより、かかる金型の使用方法を詳
述する。
補足し合う２つのタイプの部材３ａ、３ｂから成るコア
３を上述のようにタイヤの素材の内側に導入するか、又
は、タイヤの素材を、とりつけられたコアの上に置く。
次に側部分２を、延長部２０がコア３の面３０２の下を
摺動するまで（ただし密閉位置にまで至らずに）タイヤ
の素材を支持するコアに近づける。
この段階ではゴムはまだ圧縮力を受けていない。
次にセグメントをその設計基準をなす運動学に従って（
すなわちセグメント１ｂより前にセグメント１ａを）、
その密閉位置まで移動させる。剛性コア３で支持されて
いる素材は、金型を閉じる前にその最終幾何学的形状を
とる。セグメント１ａの半径方向の接近の際、タイヤト
レンド部の成形は、かかるセグメントが密閉位置にくる
前に始まる。この間、生ゴムは上述のセグメント１ａの
両側から流れ出る。かかるセグメントの密閉状態におい
て（第３図参照）、セグメントの全ての横面ば２つずつ
接合しており、一方、セグメント１ｂは依然として少な
くとも一部引込んだ状態にある。
全ての横面ば突き合わされるものであるためｉｂｔとｌ
ａｌ、１ｂ２と１ａ２、セグメント１ｂの最後の半径方
向接近により、タイヤトレッド部を完全に成形しながら
セグメント１ａによる成形効果の下で流れた生ゴムを押
し戻すことができる。
こうしてタイプ１ａのセグメント間でピストンのように
作用するタイプ１ｂのセグメントは、セグメントの横面
の間に生ゴムをはさまないようにすることができる。
最後に、側部分２を、その密閉位置まで近づける。こう
して又、セグメントのクラウン１の両側で流れたゴムを
押し戻すことができる。実際、セグメントの周辺クラウ
ン１と側部分２の間の接触面は金型の最後の密閉動作に
対し常時平行な直線により描き出される。ここで説明し
た実施形態において、各々の接触面ｌｏｔ、２０１は金
型の軸線と同軸の円筒形である。あらゆるハリを避ける
ため、全てのセグメントの密閉後、少なくとも部分的に
側部分２の軸方向接近を行なう。変形例として、第６図
でわかるように、各々の接触面１０１′２０１′を金型
の軸線に対しつねに鉛直な直線で措き出すこともできる
。この場合、その最終位置までの側部分の軸方向接近を
セグメントのあらゆる密閉動作に先立って行なわれなけ
ればならない。
上述の金型の種々の要素の全動作を得るために当業者は
任意適当な手段、とくに機械式、油圧式又は空気式のジ
ヤツキを用いることができる。
従って、金型の完全な密閉は１つの部品の縁部を他の部
品に全く接近させないで部品が互いに摺動することによ
って行なわれるということがわかる。このため、部品の
うち１つ又は複数のものに対して密閉圧力を加えること
が必要ではあるけれども、必要に応じて密閉できる全体
的に剛性の金型を設計することができる。
第５図及び第６図は本発明による金型のもう一つの実施
形態を示している。この実施形態ではセグメントの横面
の異なる配置が計画されている。
こうして、セグメント金型に周辺に沿って交互に配置さ
れた２つのタイプのセグメント１ａ′、ｌｂ’がありか
かるセグメン］・のうちの一方（タイプｂ）はその半径
方向延長部に金型の半径方向外方に交差部を備えた横面
１ｂ′１及び１ｂ′２を有し、もう一方のセグメント　
（タイプａ）は、金型が密閉位置にあるとき前述の横面
１ｂ′１．１ｂ′２に接合する横面１ａ′１．１ａ′２
を有する場合、セグメントの横面の間に生ゴムがはさま
らないようにすることができる。これら２つのタイプの
セグメントの半径方向の接近動作は整合されなくてはな
らない。本発明による金型のこの実施形態の使用方法の
特徴は、少なくとも金型の最終密閉段階において、セグ
メントの全ての横面が２つずつ突き合わさっており、タ
イプａのセグメントの接近が課せられているためタイプ
ｂのセグメントの接近はタイプａのセグメントの横面上
のタイプｂのセグメントの横面の摺動により定められる
運動学に従って行なわれるという点にある。
第７図は本発明による金型のセグメントのもう一つの実
施形態を示している。本発明によると、隣接するセグメ
ントが互いに円周上に結びつけされ、成形すべき物品を
チェーンのように締めつける場合、ｎ個のセグメントを
含む金型の密閉動作の少なくともちょっとの間、隣接す
るセグメントの横面を摺動させることができる。本発明
のこの実施形態に従ったセグメント金型の特徴は、各々
のセグメントの横面ＩＣ，ｌｄ、ｌｅが、金型の軸線と
直角な平面全体とのその交差部が円弧であるようなもの
であるという点にある。閉じた金型は第７図に実線で表
わされている。又聞いた状態のセグメント１ｄを破線で
重ねて描いた。セグメントのチェーンはセグメントＩＣ
で始まり、セグメント１ｄに続き、セグメント１ｅで終
わる。第１のものＩＣを除き、各々のセグメントはアー
ム５により結びつけられている隣接するセグメントに設
けられた軸４を中心として回転運動することができる。
各々の軸４は金型の軸線と平行である。
セグメント間の相対運動を可能にするため、今論じてい
る隣接セグメントの横面１ｄａ、１ｄＡは回転軸を通り
、これを中心として揺動する平面内にある曲線の回転運
動により構成される。より単純な変形実施形態では、こ
の曲線は直線であり、平面図中（第７図）半径ｒの円弧
で表わされている部分的円筒形の横面を構成している。
なおｒは今論じている回転軸からの１つの横面の各点の
距離である。
このようにして全ての横面を構成する。ただし、第１の
面ＩＣ１（第１のセグメントＩＣに属する）及び最後の
面ｔｅｌ（ｉ後のセグメント１ｅに属する）は同様な方
法で構成されるがＲ＝ｒ＋ｄによる半径Ｒに従う。なお
、ここでｄは今論じている回転軸を通る平面で測定され
たセグメントの長さである。この形状の差異の理由はこ
うして構成された金型の密閉を説明することによってさ
らに明確になる。セグメントＩＣをその密閉位置まで移
動させる。次から次へ、前のセグメントの輔４を中心と
した回転によりセグメント１ｄはその密閉位置まで移動
しその間、横面ば突き合わさったままである。最後につ
ねに前のセグメントの軸４を中心とした回転によりセグ
メント１ｅは最後のセグメント１ｄとセグメントＩＣの
間にスライドする。この金型の密閉は常時セグメントの
横面を２つずつ突き合わせた状態に保ちながら行なわれ
る。各密閉段階において、閉じるセグメントは前のセグ
メントの密閉の際に流れることのできた生ゴムを押し戻
すようにピストンの如イ作用する。
変形例としてセグメントの周辺クラウンは、円周方向に
閉じるものと、反対方向に閉じるものの２つのチェーン
半部から成っていてもよい。
【図面の簡単な説明】
第１図は密閉状態で表わされた本発明の金型の半径方向
の概略部分断面図である。 第２図は第１図に示されている線■−■に沿った断面図
である。 第３図は、金型の第一の実施形態に従った、部分開放位
置にあるセグメントの周辺クラウンの平面図である。 第４図は本発明の変形例の半径方向断面図である。 第５図は、金型のもう１つの実施形態を表わす密閉位置
でのセグメントの周辺クラウンの平面図である。 第６図は、部分開放位置にあるセグメントの同一の周辺
クラウンの平面図である。 第７図は、もう１つの実施形態を表わす、セグメントの
周辺クラウンの平面図である。 −主要な構成要素の番号− １・・・クラウン　　　　　２・・・側部分３・・・剛
性コア　　　　　４・・・軸５・・・アーム　　　　　
２０・・・延長部２００・・・成形ヅーン　１０１・・
・接触面ｌａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・セグメント ３ａ、ｂ・・・部材 −止− 哨 Ｑ し−

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）（ａ）タイヤの内面を構成する剛性のコア、（ｂ
    ）各々タイヤのサイドウォール部の外部成形に用いられ
    る２つの側部分、（ｃ）タイヤトレッド部の外部成形を
    行なう複数のセグメントに分かれた周辺クラウンを有し
    、ゴムタイヤの成形及び加硫のために用いられるセグメ
    ント金型において、構成部品（剛性コア、側部分、セグ
    メントの周辺クラウン）全体が、タイヤの成形スペース
    を構成し、金型部品の全てが少なくとも前記セグメント
    の密閉動作の最終段階の間、互いにスライドする関係に
    あるような形状を有していることを特徴とする金型。
  2. （２）互いに平行な横面を備えたタイプ（タイプｂ）金
    型が密閉状態にあるとき、前記横面と突き合わさった横
    面を備えたタイプ（タイプａ）の２つのタイプのセグメ
    ントが周辺に沿って交互に配置されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第（１）項に記載の金型。
  3. （３）半径方向の延長部が金型の外部に対し半径方向に
    交差点をもつ横面を備えたタイプ（タイプｂ）、金型が
    密閉位置にあるとき、前記横面に突合わさった横面を備
    えたタイプ（タイプａ）の２つのタイプのセグメントが
    周辺に沿って交互に配置されていることを特徴とする特
    許請求の範囲第（１）項に記載の金型。
  4. （４）各セグメントの横面は、金型の軸線と直角な平面
    全体とのその交差部が円弧であるようなものであること
    を特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の金型。
  5. （５）セグメントの周辺クラウンと各々の側部分の間の
    接合線が側部分とセグメントとの間で接触面の形で延び
    ており、かかる接触面は金型軸線と直角な平面に内接す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項〜第（４
    ）項のうちいずれか１つの項に記載の金型。
  6. （６）セグメントの周辺クラウンと各々の側部分との間
    の接合線が、側部分とセグメントとの間で接触面の形で
    延びており、かかる接触面は金型の軸線と同軸の軸をも
    つ円筒形に内接することを特徴とする特許請求の範囲第
    （１）項〜第（４）項のうちいずれか１つの項に記載の
    金型。
  7. （７）（ａ）半径方向にコアの内部にある面は円筒状で
    あり、 （ｂ）側部分は各々半径方向にタイヤビード部の内側の
    表面の成形を行なうゾーンを超える延長部を有し、かか
    る延長部には、各々の側部分の延長部がコア内部でスラ
    イドできるような円筒面があること、を特徴とする特許
    請求の範囲第（１）項から第（６）項のうちいずれか１
    つの項に記載の金型。
  8. （８）特許請求の範囲第（６）項又は第（７）記載の金
    型の利用方法において、 （ａ）側部分をまず、上述の接触面を介して、コアと接
    触するまでタイヤの素材を支えているコアに近づけ、そ
    の密閉位置の前で停止させ、（ｂ）セグメントをその設
    計基準である運動学を守りながらその密閉位置まで移動
    させ、 （ｃ）側部分をその密閉位置まで移動させること、を特
    徴とする方法。
  9. （９）特許請求の範囲第（２）項に記載の金型の使用方
    法において、少なくとも金型の密閉最終段階において、
    セグメントの横面は全て２つずつ接合しており、タイプ
    ａのセグメントの接近動作が行なわれているためタイプ
    ｂのセグメントは、タイプａのセグメントの横面上のタ
    イプｂのセグメントの横面の摺動により課せられる運動
    学に従って接近することを特徴とする方法。
  10. （１０）特許請求の範囲第（３）項に記載の金型の使用
    方法において、第１のセグメントをその密閉位置に移動
    させ、その後セグメントを次から次へと連続して前のセ
    グメントを中心とした回転動作によりその密閉位置まで
    移動させ、その間、横面は接合状態にとどまっているこ
    とを特徴とする方法。
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