JP4266836B2 - タイヤ成形用金型 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ成形用の分割モールド金型に関し、より特定すると、トレッドの中央部に深くて細い溝を形成する当該金型を広幅としたときに起きるカジリを防ぐことを可能にする金型の構造に関する。

従来からタイヤ成形用の金型として二つ割モールド金型が用いられているが、深い溝を成形する場合に、型抜きの際に金型がタイヤに接触し、いわゆるブロック欠けが生じることが知られている。この問題に対して、下記特許文献１に示す解決方法が提案されている。特許文献１では、二つ割りモールドとほぼ同等に、コンパクトで安価な、方法を実現するために、複数のディスタンスピースを分割金型の1つとして加えている。複数のディスタンスピースは、これらを組み合わせることにより環状になって、タイヤのトレッドの中央領域に対応する内周面を形成するもので、放射方向に移動可能に設けられている。金型を開放する際、このディスタンスピース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（以下の記載において「センタースライド式」という場合には、上記ディスタンスピースを用いる方式を指す）。

図４は、この従来法（特許文献１）における分割モールド金型を例示するものである。
図４（ａ）はタイヤ加硫用金型１をその閉止した状態で示す図である。図４（ａ）に示すように、この金型１は、固定された環状の下部サイドピース１０と、上下動して金型１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２０と、放射方向に移動可能な複数のディスタンスピース３０とにより構成されている。複数のディスタンスピース３０は周方向に組み合わさって環状をなすもので、トレッドの中央に深い溝を形成するための型である。
図４（ｂ）は上部サイドピース２０が上昇し、金型を開放している状態を示したものである。上部サイドピース２０が上昇するとディスタンスピース３０のカムフォロア面３５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３０は、下部サイドピース１０との間に働く付勢手段４０により放射方向に押し出され、ガイドの案内でスライドする。
図５はディスタンスピース３０の下部サイドピース１０への取り付け状態を説明する平面図である。ディスタンスピース３０は環状物を八等分した弧の形状をなしている。上部サイドピース２０のカム面と当接するカムフォア面３５はこのディスタンスピース３０の中央部の区間Ｌに設けたフラット面により構成される。また、ディスタンスピース３０は、各片に上記の閉止、開放動作に必要な手段として二個の放射方向移動ガイド部５０と二個の付勢手段４０を個別に設けている。

図６は図５のIV−IV’ 矢視を金型閉止時の状態で示した断面図である。図６において、上部サイドピース２０の下降によりディスタンスピース３０を金型の中心軸に向う方向に移動させ、最も内側に移動した状態を示している。このディスタンスピース３０の移動に際しては、ディスタンスピース３０のリング部３３に設けた穴３１と下部サイドピース１０に設けたガイドピン４２が滑合しているので、ディスタンスピース３０は確実にガイドされる。さらに、スプリング４１は、リング部３３の金型の中心軸に近い内面３４Ａに当接してガイドピン４２に沿って圧縮されるので、開放時にディスタンスピース３０を中心軸から外に向う方向に付勢する力を蓄える。
図７は図５のV−V’ 矢視を金型閉止時の状態で示した断面図である。図７において、ディスタンスピース３０に設けた段付長穴５２が、下部サイドピース１０に設けたヘッド付ピン５１に滑合して設けられていて、金型閉止時は、ヘッド付ピン５１は、段付長穴５２の最も外側の位置で係合する。ディスタンスピース３０の金型の中心軸に対する接近、離隔に際しては、これらの滑合が、もう一つの放射方向のガイド手段を構成している。また、長穴の段付面５３はヘッド付ピン５１のヘッドの下面と係合してディスタンスピース３０の上下方向の動きを拘束する。
上記のように構成した複数のディスタンスピースを分割金型の1つとして用い、開放時に放射方向の引き抜きを行う、センタースライド式を採用することにより、二つ割モールド金型法によってタイヤセンター部に周方向溝を成形する場合に生じることがあったブロック欠けを防止することを可能にしている。
特開2002-254433号公報

しかしながら、上記特許文献１に示されたセンタースライド式が適用される周方向の溝の幅は狭く例えば、タイヤ幅の1/10以内を適正条件としていたので、パターンの形成が制約されてしまう。実際に、テスト用に同一構造での広幅化をタイヤ幅の1/2という条件で試みたが、ディスタンスピースと下型（下部サイドピース）の間にカジリが発生して、作動不良や破損を起こした。
上記したディスタンスピースを広幅にした場合に起きるカジリは、ディスタンスピースが広くなることにより、金型閉止時に上型（上部サイドピース）から閉まる力を受けるときに、前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り、上記特許文献１に示された構成をそのまま広幅に適用しても、この前倒れのモーメントは抑制できない、ということを示している。
本発明は、トレッドの中央部に深くて細い溝を形成する場合に適応し得る上記した従来のセンタースライド式を採用する分割金型を広幅としたときにカジリが生じるという問題点に鑑み、これを解決するためになされたもので、金型が倒れを起こすモーメントを抑制することによりカジリの原因を発生させないようにして、センタースライド式を採用する分割金型におけるディスタンスピースの広幅化を実現することを目的とする。

請求項１の発明は、タイヤを成形するための金型であって、それぞれ分割された複数のタイヤのトレッド部の外側領域を成形する上下型サイドピースと、両サイドピース間に配置されると共に前記上型サイドピースとカム係合し、前記上型サイドピースの上下動に伴い前記金型の放射方向に移動可能なトレッド部の中央領域を成形するディスタンスピースから成り、前記ディスタンスピースの前記下型サイドピースとの摺動面に、前記ディスタンスピースの摺動ストロークの長さで開口するスロットを設け、前記スロット中に前記ディスタンスピースを放射方向外方に付勢する付勢手段と、前記ディスタンスピースを案内するガイド手段を配置したことを特徴とするタイヤ成形用金型である。
請求項２の発明は、請求項１に記載されたタイヤ成型用金型において、前記ディスタンスピースが前記上型サイドピースの下降に伴い金型の放射方向内方に移動する時に、前記ディスタンスピースの内端部エッジが下型サイドピースに触れないように、下型サイドピースの前記ディスタンスピースの内端部エッジに対応する面を逃げ面としたことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載されたタイヤ成型用金型において、前記下型サイドピースの前記ディスタンスピースとの摺動面に摺動性を高める合成樹脂材を設けたことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１に記載されたタイヤ成形用金型において、前記スロットは、その内部スペース中央部に前記付勢手段を、またその両側にガイド部材を配置したことを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１又は４に記載されたタイヤ成形用金型において、前記付勢手段は、下型サイドピースに固定すると共にディスタンスピースに挿通したガイドピンと、下型サイドピースとディスタンスピース間に働くスプリングを有することを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１、４、５のいずれかに記載されたタイヤ成形用金型において、前記ガイド部材は、下型サイドピースに固定したボルトと、これに係合するディスタンスピース側に設けた放射方向の案内面を持つガイド部を有することを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項１、４〜６のいずれかに記載されたタイヤ成形用金型において、前記スロットは、各ディスタンスピースに対して２箇所対称性を持って設けたことを特徴とする。

従来のセンタースライド式（上記特許文献１、参照）の金型を単に広幅に適用した場合に、カジリが発生し、作動不良や破損が起きていたが、本発明の構成である、センター金型の付勢手段とガイド手段とを配置するためのスロットを備え、しかもサイド金型のセンター金型端部エッジに対応する面を逃げ面とし、摺動面に摺動性を高める樹脂材を使用することにより、前倒れを起こすモーメントを抑制でき、カジリの発生をなくすことができるので、トレッドの中央部に深くて細い溝を形成するために好適な金型として、その耐久性を飛躍的に向上させることが可能になる。また、広幅化が可能になることによって、金型パターンの制約がより少なくなるので、広い種類のセンターブロックパターンの部分割モールドでの生産が可能になる。

本発明に係わるタイヤ成形用金型を以下の実施形態に基づき説明する。
本発明に係わるタイヤ成形用金型は、センタースライド式の分割金型構造を備えるという点で上記従来例（特許文献１に関する上記説明、参照）と基本的に変わりがない。従って、この実施形態においても両サイドピース（トレッド側部に対する金型）とディスタンスピース（トレッド中央部に対する金型）の３つのピースによりなる分割金型構造をもつ。上型サイドピースには動力が与えられ、閉止、開放状態の間で移動可能な構成である。ディスタンスピースは固定部（下型サイドピース）との間に働く開放用ばねにより付勢され、このばねの弾力によりディスタンスピースを上型サイドピースにカムフォロア面で接触させてディスタンスピースを上型サイドピースに従動して閉止、開放（引き抜き動作）させるという方式のものである。
図１は、この実施形態のタイヤ成形用金型の概略構成を示す図である。同図はタイヤ成形用金型１００をその閉止した状態で示す図である。この金型１００は、固定された環状の下型サイドピース１１０と、上下動（図中、矢示）する環状の上型サイドピース１２０と、放射方向に移動（図中、矢示）可能な複数のディスタンスピース１３０とにより構成されている。

複数のディスタンスピース１３０はトレッドの中央に深い溝を形成（図２中のパターン部１３２に形成）するための型で、周方向に組み合わさって環状をなすものである。また、ディスタンスピース１３０は、放射方向に移動し開放状態となるので、そのための付勢手段１４０を備える。この手段は、下型サイドピース１１０に固設したガイドピン１４２にディスタンスピース１３０のリング部１３３に設けた穴を滑合し、リング部１３３に一端を、その他端を下型サイドピース１１０に取り付けた開放用ばね１４１により、ディスタンスピース１３０に下型サイドピース１１０との間にばね力を働かせるものである。この付勢手段１４０によって、ガイドピン１４２の案内でディスタンスピース１３０を放射方向にガイドし移動させる。なお、後述するようにディスタンスピース１３０の移動は別にガイド手段を設けているので、それによっても拘束される。
図１に示す閉止状態、即ちキャビティ１７８を形成する状態から上型サイドピース１２０が上昇すると、ディスタンスピース１３０のカムフォロア面１３４が係合状態を解かれて付勢手段１４０によりディスタンスピース１３０が放射方向に押し出され、金型の中心軸から遠ざかることができ、開放状態に移行する。

上記したセンタースライド式の分割金型構造において、ディスタンスピース１３０が広幅になると、ディスタンスピース１３０のスライドを可能とするために採用した機構、構造によっては、上型サイドピース１２０から閉止時にカムフォロア面１３４を介して動力を受ける際に、前に倒れようとするモーメントが大きくなる。このモーメントは、上記従来例の分割金型構造による場合には、上述のようにディスタンスピース１３０と下型サイドピース１１０の間に発生するカジリの原因になる。
そこで、この実施形態では、カジリの発生をなくための第１の解決方法として、発生するモーメントを抑制する方法をとる。このために、まずディスタンスピース１３０をスライドさせるため必要なガイド手段や付勢手段を組み込むために設けるスロットをできるだけ小さくする。このようにして、スロットを設けたために減る受圧面積（ディスタンスピース１３０を受ける下型サイドピース１１０の面積）をできるだけ小さくし、発生するモーメントが大きくなるのを抑制する。
また、力が作用する点を一致させることによってもモーメントを抑制できるので、ディスタンスピース１３０に加わる力が作用するガイド手段と開放時に引き抜き力を与える付勢手段を同じ場所に配置する。

こうしたモーメントを抑制する条件を上記従来例（特許文献１）において見ると、図５に示すようにディスタンスピースの移動ガイド部５０と引き抜き力を与える付勢手段４０は別々の位置にあり、上記したモーメントを抑制できる条件であるスロットをできるだけ小さくすることや、力が作用する点を一致させるという条件を満たしていない。
本実施形態では、この条件を満たす構成として、Ｔスロット構造を採用する。Ｔスロット構造は、ガイド手段と付勢手段を一緒に組み込むことが可能なスロットを実現するものである。
図２は、Ｔスロット構造を採用したディスタンスピースの一例を示すものである。また、図３は、図２の矢視I-I'を示す図である。
図２は、ディスタンスピース１３０の金型内面を正面から見た図で、トレッド中央のパターン部１３２に深い溝を形成するための型を持っている。なお、図２中、Ｔスロット１６０の部分は断面図として示している。また、図３についてもＴスロットの部分を断面図として示しており、図にはスロット内に組み込まれた付勢手段１４０の部分を示している。
Ｔスロット１６０は下型サイドピース１１０側のディスタンスピース１３０に設ける。ディスタンスピース１３０は、その摺動面１３５で下型サイドピース１１０上面に接してスライド（図２の面に垂直、図３の面に平行に摺動）するが、その摺動面の一部に摺動ストロークの長さでＴスロット１６０を開口し、開口部以外の面で下型サイドピース１１０に摺接し、そこがディスタンスピース１３０を支える支持面、即ちディスタンスピース１３０に加わる力を受ける受圧面となる。
したがって、この面積を大きくすることにより、モーメントが大きくなるのを抑制することができ、ここに、Ｔスロット構造を採用した理由がある。

ディスタンスピース１３０の一片に対して、図２に示す例では、Ｔスロット１６０を２箇所に対称性を持って設け、それぞれにはスロット内に配置するガイド手段と付勢手段を同一構成で組み込む。
各Ｔスロット１６０のＴ型のスペースに組み込む要素の１つは、ディスタンスピース１３０のガイド手段であり、ガイド手段は下型サイドピース１１０に固設した六角穴付きボルト１５１とこれに係合するディスタンスピース側に設けた放射方向の案内面（段部）を持つガイド部１５３よりなる。図示の例では、Ｔスロット１６０内の両側にそれぞれ立てた六角穴付きボルト１５１の片側でガイド部１５３の案内面（段部）に該ボルトのヘッド上下面と軸側面が係合する形態をとる。この機構がガイド及びストッパーとして働き、ディスタンスピース１３０を放射方向にガイドしながら移動させ、所定位置で停止させる役目を果たすことにより、ディスタンスピース１３０の閉止、開放（引き抜き）時のスライド動作を確保する。

各Ｔスロット１６０のＴ型のスペースに組み込むもう１つの要素は、ディスタンスピース１３０の付勢手段１４０である。付勢手段１４０は、図２の断面図に示すように、Ｔスロット１６０のＴ型スペースの中央に設け、ディスタンスピース１３０を放射方向（図２の面に垂直方向）に付勢する。付勢手段１４０の要素は、図３に示すように、下型サイドピース１１０に固定したガイドピン１４２と、ガイドピン１４２に係合するディスタンスピース１３０側のリング部１３３と、下型サイドピース１１０とリング部１３３の間に働くスプリング１４１よりなる。
本例では図３に示すように、付勢手段１４０を組み込んだ部材１４３を下型サイドピース１１０上に固設するという方法を採用するが、この場合、部材１４３に組み込まれた付勢手段１４０がＴスロット１６０内で所定位置に配設されるように位置決めをする必要がある。部材１４３には、その基部にガイドピン１４２を固定し、基部から延長する筒部をスプリング１４１のケースとしている。また、ガイドピン１４２にはディスタンスピース１３０側のリング部１３３を挿通する。リング部１３３には、開放（引き抜き）方向に働くスプリング１４１の端部を取り付け、スプリング力によりリング部１３３をストッパとして働くガイドピン１４２のヘッド部に向けて付勢する。なお、部材１４３においてリング部１３３の動作範囲にはスペースがあるが、それを除く部分はディスタンスピース１３０と接するので、その面は摺動面となる。
付勢手段１４０の動作は、図３に示す開放状態、即ちスプリング１４１により付勢されたリング部１３３がガイドピン１４２のヘッド部に当接した状態から、上型サイドピース１２０が下降すると、ディスタンスピース１３０のカムフォロア面１３７の係合により上型サイドピース１２０からの動力を受けスプリング１４１の力に抗してディスタンスピース１３０が金型の中心軸に向けてスライドし、閉止状態に移行する。また、開放時には、上型サイドピース１２０が上昇し、上型サイドピース１２０からの動力が解除されると、開放用スプリング１４１の力により開放（引き抜き）方向に移動する。

また、カジリの発生をなくための第２の解決方法として、ディスタンスピース１３０の前倒れによりその端部エッジが他の金型に接触してカジリが発生することになるので、接触する可能性がある他の金型の面を逃がすことにより、未然にカジリを防止する方法をとる。
この方法による対応を必要とするのは、次のような場合である。即ち、スライドするディスタンスピース１３０のモーメントを大きくしないためには、摺動性を高めることが必要である。そのために摺動部分に給油をすることが可能で有効な方法であり、下型サイドピース１１０上をスライドするディスタンスピースの摺動面１３５には、給油をすることができるので、この方法を用いる。しかし、タイヤと接触する可能性のある金型部分には、タイヤに少しでも油がつくと不良品となってしまうので、金型同士が接触する可能性があるディスタンスピース１３０の先端エッジ１３８と下型サイドピース１１０の側面１１５には給油をすることができない、という理由による。
したがって、閉止、開放（引き抜き）動作において、モーメントの影響によりディスタンスピース１３０の先端エッジ１３８がカジル可能性のある下型サイドピース１１０側面１１５に、図３に示すように、角度を付けて（テーパ状にして）逃げ面とすることにより、多少の前倒れが発生しても金型の金属同士がカジラないようにする。このようにすれば、タイヤと接触する可能性がある金型への給油を避けてもカジリが生じることがなく、タイヤへの油の付着も起きないので、不良品の発生を防ぐことができる。

また、カジリの発生をなくための第３の解決方法は、ディスタンスピース１３０の摺動部分に摺動性の高い樹脂を用いる方法である。金属同士の摺動では、閉止時に上型サイドピース１２０が下降する時の衝撃などにより上記したＴスロット構造をとったとしても、カジリが解決できないケースも生じる。
そこで、ディスタンスピース１３０がスライドする下型サイドピース１１０の摺動面に、摺動性が高い材料を用いる。この場合、タイヤ加硫用の金型に用いる材料であるから、耐熱性も要求されることになり、摺動性が高くかつ耐熱性に優れた材料が適している。この樹脂をプレート材として金属摺動面に固定する。
摺動性が高い樹脂を用いる場合には、摺動性を高めるために行う給油をしなくても良いので、特に給油をするとタイヤへの油の付着の心配がある摺動部分に用いることが有効である。本実施形態においては、図３に示すように、Ｔスロット１６０を受ける下型サイドピース１１０側の部材１４３上面の摺動面に高摺動性樹脂プレート１６２を設ける例を示している。
以上のように、Ｔスロット構造を採用し、またカジリの発生をなくすことを可能にする上記した第２及び第３の方法に従う手段を組み合わせて用いることにより、広幅のディスタンスピース１３０において発生するモーメントを最小限に抑制し、カジリのない広幅センタースライド式の連続生産における耐久性を飛躍的に向上させることが可能になる。
連続生産の実験結果においてもカジリの発生がないことが確かめられており、また、広幅化の実現により、パターン制約がより少なくなるので、細くて深い溝を有したセンターブロックにおいて広く多様な種類のパターンの部分割モールドでの生産を可能にする。

本発明に係わるタイヤ成形用金型の実施形態の概略構成を示す。 Ｔスロット構造を採用したディスタンスピースの一例を示す。 ディスタンスピースの一例を示す図２の矢視I-I'を示す。 センタースライド式の分割モールド金型の概略構成とその動作を示す。 ディスタンスピースの下部サイドピースへの取り付け構造を示す。 図５のIV−IV’ 矢視を金型閉止時の状態で示した断面図である。 図５のV−V’ 矢視を金型閉止時の状態で示した断面図である。

符号の説明

１００…タイヤ成形用金型、 １１０…下型サイドピース、
１２０…上型サイドピース、 １３０…ディスタンスピース、
１３２…パターン部、 １３３…リング部、
１３４…カムフォロア面、 １３５…摺動面、
１４０…付勢手段、 １４１…開放用ばね、
１４２…ガイドピン、 １５１…六角穴付きボルト、
１５３…ガイド部、 １６０…Ｔスロット、
１６２…高摺動性樹脂プレート、 １７８…キャビティ。

Claims (7)

1. タイヤを成形するための金型であって、それぞれ分割された複数のタイヤのトレッド部の外側領域を成形する上下型サイドピースと、両サイドピース間に配置されると共に前記上型サイドピースとカム係合し、前記上型サイドピースの上下動に伴い前記金型の放射方向に移動可能なトレッド部の中央領域を成形するディスタンスピースから成り、
   前記ディスタンスピースの前記下型サイドピースとの摺動面に、前記ディスタンスピースの摺動ストロークの長さで開口するスロットを設け、前記スロット中に前記ディスタンスピースを放射方向外方に付勢する付勢手段と、前記ディスタンスピースを案内するガイド手段を配置したことを特徴とするタイヤ成形用金型。
2. 請求項１に記載されたタイヤ成型用金型において、
   前記ディスタンスピースが前記上型サイドピースの下降に伴い金型の放射方向内方に移動する時に、前記ディスタンスピースの内端部エッジが下型サイドピースに触れないように、下型サイドピースの前記ディスタンスピースの内端部エッジに対応する面を逃げ面としたことを特徴とするタイヤ成形用金型。
3. 請求項１又は２に記載されたタイヤ成型用金型において、
   前記下型サイドピースの前記ディスタンスピースとの摺動面に摺動性を高める合成樹脂材を設けたことを特徴とするタイヤ成形用金型。
4. 請求項１に記載されたタイヤ成形用金型において、
   前記スロットは、その内部スペース中央部に前記付勢手段を、またその両側にガイド部材を配置したことを特徴とするタイヤ成形金型。
5. 請求項１又は４に記載されたタイヤ成形用金型において、
   前記付勢手段は、下型サイドピースに固定すると共にディスタンスピースに挿通したガイドピンと、下型サイドピースとディスタンスピース間に働くスプリングを有することを特徴とするタイヤ成形用金型。
6. 請求項１、４、５のいずれかに記載されたタイヤ成形用金型において、
   前記ガイド部材は、下型サイドピースに固定したボルトと、これに係合するディスタンスピース側に設けた放射方向の案内面を持つガイド部を有することを特徴とするタイヤ成形用金型。
7. 請求項１、４〜６のいずれかに記載されたタイヤ成形用金型において、
   前記スロットは、各ディスタンスピースに対して２箇所対称性を持って設けたことを特徴とするタイヤ成形用金型。

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