JP2008023722A - タイヤ用モールド - Google Patents
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Abstract
【課題】組立が容易であり、組立精度が高く、熱膨張の吸収効果が高いタイヤ用モールドの提供。
【解決手段】周方向に沿って並べられた複数のセグメント4を備えたタイヤ用モールド2である。セグメント4の端面16に、隣接する他のセグメント4の端面16に向かって突出しうる突出部20が設けられている。突出部20は、弾性的に突出及び退行しうるように構成されている。冷間において、突出部20の突出により、隣接するセグメント間の隙間sが確保される。突出部20は、隣接する他のセグメント4の端面16を常時押圧している。セグメント4の熱膨張に伴い、隙間sが狭くなると同時に、突出部20が退行する。突出部20は、全てのセグメント4において均等に設けられている。セグメント4により隙間sが周方向において均等に分配しやすくなる。
【選択図】図3
【解決手段】周方向に沿って並べられた複数のセグメント4を備えたタイヤ用モールド2である。セグメント4の端面16に、隣接する他のセグメント4の端面16に向かって突出しうる突出部20が設けられている。突出部20は、弾性的に突出及び退行しうるように構成されている。冷間において、突出部20の突出により、隣接するセグメント間の隙間sが確保される。突出部20は、隣接する他のセグメント4の端面16を常時押圧している。セグメント4の熱膨張に伴い、隙間sが狭くなると同時に、突出部20が退行する。突出部20は、全てのセグメント4において均等に設けられている。セグメント4により隙間sが周方向において均等に分配しやすくなる。
【選択図】図3
Description
本発明は、タイヤ用モールドに関する。
タイヤの加硫工程では、モールドが用いられている。モールドは、割モールドとツーピースモールドとに大別される。加硫工程では、予備成形されたグリーンタイヤが、モールドに投入される。このグリーンタイヤは、モールドとブラダーとによって形成されるキャビティにおいて、加圧されつつ加熱される。加圧と加熱とにより、グリーンタイヤのゴム組成物がキャビティ内を流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。加圧の際、モールドのキャビティ面とグリーンタイヤとの間にガスが残留すると、タイヤの表面にベアーが形成される。ベアーはタイヤの品質を低下させる。
割モールドは、円弧状のセグメントを有する。多数のセグメントが並べられることで、リング状のキャビティ面が形成される。セグメントの、隣接するセグメントとの境界は「分割面」と称されている。割モールドの場合、ベントホールのみならず、この分割面を通じても、ガスが排出される。この排出により、ベアーが防止される。分割面を通じてガスが排出されるので、割モールドはスピューの抑制に寄与する。
成形時の加熱により、セグメントは、熱膨張を起こす。この熱膨張により、伸びが生ずる。この熱膨張による伸びにより、金型部材間において位置ズレが生じうる。この位置ズレは、成形されたタイヤの品質を低下させる。特開2005−59510号公報には、トレッドセグメントを有するタイヤ用モールドが開示されている。各トレッドセグメントは、セクターシューを介して、コンテナーに取り付けられている。この取り付けは、コンテナーの内周面に設けられたキー(スライドキー)と、セクターシューに設けられたキー溝とが嵌合することにより達成されている。この公報は、トレッドセグメント間に、熱膨張による伸びを吸収させるための隙間を設けたタイヤ用モールドを開示する。
特開2005−59510号公報
上記公報に記載された従来技術では、隣接したトレッドセグメント間には、部分的に隙間が設けられているものの、なおトレッドセグメント同士が接当面において接触している(特開2005−59510号公報の図2等を参照)。接当面が無く、完全な隙間が設けられた場合には、熱膨張による伸びの吸収効果が更に高まる。
しかしながら、接当面が無く、完全な隙間が設けられる場合、この隙間の調整が難しい。隙間を調整するためには、スライドキーとキー溝とのクリアランスがシムにより調整され、各セグメントのセンタリングがなされ、更に、隣接するセグメント間の隙間がシムにより調整されなければならない。セグメント間に隙間を有する割モールドの組立作業は、高い技能と多くの手間とを必要とする。
本発明の目的は、組立が容易であり、組立精度が高く、熱膨張の吸収効果が高いタイヤ用モールドの提供にある。
本発明に係るタイヤ用モールドは、周方向に沿って並べられた複数のセグメントを備える。このセグメントの端面に、隣接する他のセグメントの端面を弾性力により押圧しうる突出部が設けられている。この突出部は、弾性的に突出及び退行しうるように構成されている。冷間時において、上記突出部の押圧により、隣接するセグメント間の隙間が調整される。上記セグメントの熱膨張に伴い、上記隙間が狭くなると同時に、上記突出部が退行する。
好ましくは、上記突出部は、全てのセグメントにおいて均等に設けられている。
本発明のモールドによれば、突出部によりセグメント間の隙間が調整されうる。この突出部により、モールドの組立精度が高められうる。この突出部により、モールド組立が簡便化されうる。
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
図1は、本発明の一実施形態に係るタイヤ成型装置1の一部が示された平面図である。図2は、図1のII−II線に沿った拡大断面図である。図3は、図2のIII-III線に沿った断面図である。図3は、図1と同様に、タイヤ成型装置1の一部を示している。
タイヤ成型装置1は、タイヤ用モールド2と、コンテナー10とを有する。図示は省略されるが、タイヤ成型装置1は更に、下側プレート(ベースプレート)、上側プレート、加熱板等を有する。
モールド2は、複数のセグメント4と、上下一対のサイドプレート6と、上下一対のビードリング8とを備えている。セグメント4の平面形状は、実質的に円弧状である。多数のセグメント4がリング状に配置されている。セグメント4は、キャビティ面5を有する。キャビティ面5は、タイヤのトレッド面を成型する。セグメント4の数は、通常3以上20以下である。典型的なモールド2において、セグメント4の数は、例えば8個又は9個である。サイドプレート6及びビードリング8は、実質的にリング状である。このモールド2は、いわゆる「割モールド」である。
コンテナー10は、リング状である。コンテナー10は、分割されていない。コンテナー10の内周面に沿って、複数のセグメント4が周方向に並べられている。コンテナー10は、昇降可能である。
セグメント4の外周面4aは、円錐面(円錐凸面)である。図2が示すように、セグメント4の外周面4aは、下方にいくほどその外径が大きくなるように傾斜している。コンテナー10の内周面10aは、円錐面(円錐凹面)である。図2が示すように、コンテナー10の内周面10aは、下方にいくほどその内径が大きくなるように傾斜している。セグメント4の外周面4aの形状は、コンテナー10の内周面10aの形状に対応している。
図3が示すように、コンテナー10は、スライドキー12を有する。スライドキー12は、コンテナー10の内周面10aに設けられている。スライドキー12は、内周面10aの母線に沿って設けられている。スライドキー12の長手方向は、内周面10aの母線に沿った方向である。この長手方向のあらゆる位置において、スライドキー12の断面形状は一定である。スライドキー12の断面形状は、略T字状である。
セグメント4は、キー溝14を有する。キー溝14は、セグメント4の外周面4aに設けられている。キー溝14は、外周面4aの母線に沿って設けられている。キー溝14の長手方向は、スライドキー12の長手方向に等しい。長手方向のあらゆる位置において、キー溝14の断面形状は一定である。キー溝14の断面形状は、略T字状である。キー溝14の断面形状は、スライドキー12の断面形状に対応している。
スライドキー12は、キー溝14にスライド挿入されている。このスライド挿入の結果、スライドキー12とキー溝14とが互いに係合している。スライドキー12とキー溝14との係合により、セグメント4がコンテナー10に取り付けられている。スライドキー12は、キー溝14の内部をスライド移動しうる。
モールド2が用いられたタイヤ製造方法では、まず、予備成形工程によってグリーンタイヤが得られる。次に、モールド2が開いておりブラダー(図示されない)が収縮している状態で、グリーンタイヤがモールド2に投入される。この段階ではグリーンタイヤのゴム組成物は未架橋状態である。次に、モールド2が締められ、ブラダーが膨張する。グリーンタイヤはブラダーによってモールド2のキャビティ面5に押しつけられ、加圧される。この状態のグリーンタイヤGが、図2に示されている。同時にグリーンタイヤGは、加熱される。加熱と加圧とによりゴム組成物が流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。グリーンタイヤGが加圧及び加熱される工程は、加硫工程を称される。なお図3では、グリーンタイヤGの記載が省略されている。
加硫工程を経て得られたタイヤは、モールド2から取り出される。タイヤを取り出す際に、モールド2は開けられる。モールド2が開けられる際には、先ず、コンテナー10が上方に移動する。このコンテナー10の移動により、セグメント4は、コンテナー10に対して下方へと相対移動する。この相対移動は、スライドキー12がキー溝14の内部をスライド移動することにより達成される。この相対移動により、セグメント4が径方向外側へと移動する。なぜなら、前述したように、セグメント4の外周面4a及びコンテナー10の内周面10aは、下方へいくほど拡径しているからである。セグメント4の径方向外側への移動により、隣り合ったセグメント4同士が離れるとともに、セグメント4のキャビティ面5が、成型されたタイヤのトレッド面から離れる。最後に、コンテナー10及びセグメント4が上方に移動され、成型されたタイヤが取り出される。
図4が示すように、セグメント4の端面16には、突出部20が設けられている。突出部20は、隣接する他のセグメント4の端面16に向かって突出している。
図5(a)及び図5(b)は、突出部20付近の拡大断面図である。図5(a)が示すように、突出部20は、隣接する他のセグメント4の端面16と当接する当接体22と、当接体22を支持する弾性体24と、リング状の口金26と、筒体28とを有する。突出部20は、端面16に設けられた凹部30内に配置されている。凹部30は、丸穴である。
当接体22は、球である。当接体22の外径は、筒体28の内径よりも若干小さい。当接体22は、筒体28の内部を移動しうる。当接体22の移動により、突出部20の突出高さhが変化しうる。リング状の口金26の内径は、当接体22の直径よりも小さい。
弾性体24は、端面16の法線に沿った方向に伸縮しうる。弾性体24は、コイルバネである。弾性体24は、圧縮バネである。
突出部20は、弾性的に突出及び退行しうるように構成されている。図5においてhで示されるのは、突出部20の突出高さである。当接体22に与えられる負荷力Fが大きいほど、突出高さhは小さくなる。負荷力Fが小さいほど、突出高さhは大きくなる。突出高さhは、負荷力Fによって変化する。負荷力Fが0であるとき、突出高さhは最大となる。この最大突出高さhs(図示省略)は、口金26の内径と当接体22の外径とにより設定されうる。負荷力Fが所定の大きさ以上とされたとき、当接体22は完全に押し込まれ、突出高さhは0となる。突出高さhは、0とされうる。
突出部20は、全てのセグメント4において均等に設けられている。全てのセグメント4において、突出部20の仕様は同じである。全てのセグメント4において、突出部20の設置位置は同じである。本実施形態では、セグメント4の端面16のうち、一方側の端面16aにのみ突出部20が設けられており、他方側の端面16bには突出部20が設けられていない(図4参照)。突出部20は、隣接するセグメント4間の全てに均等配置されている。突出部20は、全ての分割面に均等配置されている。
タイヤの加硫成型の際に、モールド2は、加熱される。この加熱により、セグメント4は、熱膨張する。冷間時において、隣接するセグメント4間に隙間sを設ける。この隙間sは、熱膨張代となりうる。この隙間sにより、熱膨張が吸収される。この隙間sが適切に確保されるように、セグメント4の寸法が設定される。
冷間時において、突出部20は、隣接する他のセグメント4の端面16を押圧している。この押圧により、隣接するセグメント4間の隙間sが確保される。前述したように、突出部20は、全ての分割面に均等配置されている。この突出部20の均等配置により、隙間sが、周方向において均等に分配されやすくなる。例えば、8分割のモールドの場合、8箇所の分割面における隙間が均一となりやすくなる。突出部20により、モールド組立が容易となるとともに、モールドの組立精度が高まる。隙間sが均等に分配されることにより、セグメント4の熱膨張が効果的に吸収され、金型のズレや歪みが抑制される。なお、スライドキー12とキー溝14との間には、この隙間sの均等な分配を許容しうる隙間k(遊び)が設けられている(図3参照)。
モールド2の温度が上昇するに従って、セグメント4が熱膨張する。セグメント4の熱膨張に伴い、隙間sが狭くなると同時に、突出部20が退行する。つまり、セグメント4の熱膨張に伴い、当接体22が押し込まれる。
冷間における隙間sの間隔d(図5(a)参照)は、単一のセグメント4の熱膨張により増加する周方向の寸法と略一致している。加硫成型に伴う熱膨張により、隣接するセグメント4同士の間隔dは、狭くなる。(図5(b)参照)。熱膨張が最大となったときに、間隔dが実質的に0mmとなるように、隙間sが調整される。よって、隣り合うセグメント4間の隙間からはみ出したゴムがタイヤの表面に成形される不良(以下、はみ出し不良ともいう)が抑制される。冷間における隙間sの間隔dの好ましい値は、セグメント4の材質や寸法等により適宜調整される。一般的なモールド2において、冷間(20〜25℃)における好ましい間隔dは、0.05mm〜0.20mm程度である。
セグメント4の温度に関わらず、突出部20は、弾性体24の弾性力により、隣接する他のセグメント4の端面16を常時押圧している。セグメント4の熱膨張に伴い、隙間sが狭くなると同時に、突出部20が退行する。突出部20が退行する過程では、弾性体24が、その付勢力に抗して縮められる。セグメント4の温度が下がりセグメント4が収縮すれば、隙間sが広くなると同時に、突出部20が突出する。
突出部20の最大突出高さhsは、冷間における隙間sの間隔dよりも大きくされている。突出高さhが間隔dと一致しているとき、弾性体24は自然長よりも短くなっている。突出高さhが冷間時の間隔dと一致しているとき、突出部20は、隣接するセグメント4の端面16を、大きさF1の弾性力で押圧している。この押圧力F1により、隣り合うセグメント4間のそれぞれに、間隔dの隙間sが確保される。突出部20の押圧力F1により、隙間sが複数の分割面に均等に分配される。押圧力F1は、隙間sの均等な分配が達成される程度の大きさを必要とする。押圧力F1の調整は、例えば弾性体24のバネ定数を調整することにより達成される。
突出部20の材質は特に限定されない。突出部20の材質は、加硫成型時の温度に耐えうるものであればよい。具体的には、突出部20の材質は、200℃程度の温度に耐えうるものであればよい。突出部20(当接体22等)の材質は、例えばセグメント4と同じ材質とされうる。この材質としては、鋼、アルミニウム合金などが挙げられる。前述したような構造の突出部20は、ボールアジャスターとも称される。
突出部の構造は、前述された突出部20の構造に限定されない。当接体22は、球に限定されない。弾性体24は、コイルバネに限定されない。例えば弾性体は、空気バネでもよいし、圧縮気体によるバネでもよい。弾性体は、例えば板バネでもよい。弾性体は、ゴム等でもよい。弾性体が、当接体を兼ねている構造でもよい。弾性体自体が、隣接するセグメント4の端面16に直接当接してもよい。
突出部20の設置個数は、特に限定されない。図4が示す実施形態では、一の端面16あたり3個の突出部20が設けられている。モールド2では、一の分割面あたり3この突出部20が設けられている。一の分割面あたりの突出部20の数は、1個でもよく、2個以上でもよい。突出部20の先端と、隣接する他のセグメント4の端面16との接触面積Sは特に限定されない。この接触面積Sは、例えば1mm2程度とされる。
前述されて実施形態において、セグメント4は、その全体が一体成形されていた。本発明におけるセグメントは、2以上の部材を組み合わせてなるものであってもよい。例えば、本発明におけるセグメントは、前述した特開2005−59510号公報に記載されているものと同様に、セクターシューとトレッドセグメントとが組み合わされてなるものであってもよい。この場合、本発明における「セグメントの端面」は、セクターシューの端面でもよいし、トレッドセグメントの端面でもよい。本発明における「突出部」は、セクターシューの端面に設けられてもよいし、トレッドセグメントの端面に設けられてもよい。
(実施例)
実施例として、前述した実施形態と同様の構造を有するタイヤ用モールドの構成部材を作製した。この構成部材を、シム等を用いた隙間調整を行うことなく組み立てることにより、実施例のタイヤ用モールドを得た。この実施例のモールドは、8個のセグメントを有する8分割構造とされた。
実施例として、前述した実施形態と同様の構造を有するタイヤ用モールドの構成部材を作製した。この構成部材を、シム等を用いた隙間調整を行うことなく組み立てることにより、実施例のタイヤ用モールドを得た。この実施例のモールドは、8個のセグメントを有する8分割構造とされた。
(比較例)
突出部20を設けない以外は、実施例と同様にして、比較例のタイヤ用モールドの構成部材を作製した。この構成部材を、シムを用いて隙間調整しつつ組み立てることにより、比較例のタイヤ用モールドを得た。隙間調整は、セグメントの端面にシムを当てることにより行った。
突出部20を設けない以外は、実施例と同様にして、比較例のタイヤ用モールドの構成部材を作製した。この構成部材を、シムを用いて隙間調整しつつ組み立てることにより、比較例のタイヤ用モールドを得た。隙間調整は、セグメントの端面にシムを当てることにより行った。
(組立精度の評価)
同一のモールドを10面作製し、それぞれのモールドについて、分割面における隙間sの間隔を測定した。1面のモールドについて8箇所の分割面の隙間を測定し、合計80箇所の測定データを得た。この評価が、実施例及び比較例のそれぞれについてなされた。80のデータの平均値、80のデータの標準偏差、及び隙間間隔が規格外であった測定箇所の数が、下記の表1で示される。
同一のモールドを10面作製し、それぞれのモールドについて、分割面における隙間sの間隔を測定した。1面のモールドについて8箇所の分割面の隙間を測定し、合計80箇所の測定データを得た。この評価が、実施例及び比較例のそれぞれについてなされた。80のデータの平均値、80のデータの標準偏差、及び隙間間隔が規格外であった測定箇所の数が、下記の表1で示される。
(はみ出し不良の評価)
10面のモールドにより1本ずつタイヤを成型し、合計10本のタイヤを得た。これら10本のタイヤにおいて、はみ出し不良が発生しているか否かを目視により確認した。この評価が、実施例及び比較例のそれぞれについてなされた。合計80箇所の測定箇所のうち、はみ出し不良が確認された測定箇所の数と、はみ出し不良が確認されなかった測定箇所の数とが、下記の表1で示される。
10面のモールドにより1本ずつタイヤを成型し、合計10本のタイヤを得た。これら10本のタイヤにおいて、はみ出し不良が発生しているか否かを目視により確認した。この評価が、実施例及び比較例のそれぞれについてなされた。合計80箇所の測定箇所のうち、はみ出し不良が確認された測定箇所の数と、はみ出し不良が確認されなかった測定箇所の数とが、下記の表1で示される。
表1が示す結果から、本発明の優位性は明らかである。
1・・・タイヤ成型装置
2・・・タイヤ用モールド
4・・・セグメント
5・・・キャビティ面
6・・・サイドプレート
8・・・ビードリング
10・・・コンテナー
12・・・スライドキー
14・・・キー溝
16・・・セグメントの端面
20・・・突出部
22・・・当接体
24・・・弾性体
h・・・突出高さ
s・・・隙間
d・・・隙間の間隔
2・・・タイヤ用モールド
4・・・セグメント
5・・・キャビティ面
6・・・サイドプレート
8・・・ビードリング
10・・・コンテナー
12・・・スライドキー
14・・・キー溝
16・・・セグメントの端面
20・・・突出部
22・・・当接体
24・・・弾性体
h・・・突出高さ
s・・・隙間
d・・・隙間の間隔
Claims (2)
- 周方向に沿って並べられた複数のセグメントを備え、
このセグメントの端面に、隣接する他のセグメントの端面を弾性力により押圧しうる突出部が設けられ、
この突出部が、弾性的に突出及び退行しうるように構成されており、
冷間において、上記突出部の押圧により、隣接するセグメント間の隙間が調整されうるように構成され、
上記セグメントの熱膨張に伴い、上記隙間が狭くなると同時に、上記突出部が退行するタイヤ用モールド。 - 上記突出部は、全てのセグメントにおいて均等に設けられている請求項1に記載のタイヤ用モールド。
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