JP5185801B2 - タイヤの加硫金型 - Google Patents

Description

本発明は、トレッド成形用のトレッドモールドを、周方向に分割された複数のセグメントによって形成した金型において、前記セグメント間におけるゴムの噛み込みを抑制でき、加硫タイヤの品質を向上しうるタイヤの加硫金型に関する。

タイヤの加硫金型としては、従来、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、タイヤｔの一方のサイドウォール外面を成形する上のサイドモールドａと、他方のサイドウォール外面を成形する下のサイドモールドｂと、トレッド外面を成形する環状のトレッドモールドｃとを具え、かつ該トレッドモールドｃを、タイヤ軸芯から放射状にのびる分割面ｃｋによって周方向に分割されかつ半径方向内外に移動可能な複数のセグメントｃ１により構成したものが広く知られている。

この加硫金型では、生タイヤｔをキャビティｈ内に投入した後、金型を閉じ、しかる後、生タイヤｔの内側をゴム製ブラダーｄなどを用いて加圧、膨張せしめ、生タイヤｔの外面ｔｓを金型面ｓに押し付けることによって加硫成形している。この場合、生タイヤｔが膨張する前にセグメントｃ１が閉じられるため、セグメントｃ１、ｃ１間でゴムを噛み込むという問題は特に発生しない。

これに対し、近年、寸法精度の高い空気入りタイヤを製造する方法として、タイヤの内面形状を規定する剛体の中子の回りに、タイヤ構成部材を順次貼り付け、製品タイヤの最終形状に近い生タイヤを形成した後、その生タイヤを中子とともに金型内に投入して加硫する方法が提案されている。

しかしこの方法では、生タイヤｔが予め製品タイヤの最終形状に近い形状に形成されているため、金型を閉じるとき、前記セグメントｃ１は、生タイヤｔの外面ｔｓに接触しながら分割面ｃｋ、ｃｋ同士を突き合わせていく。従って、セグメント間にはゴムの噛み込みが発生し、加硫タイヤの外観品質、及びユニフォミティーを損ねるという問題を招く。

そこで本発明は、各セグメントを、セグメント主部とその周方向両外側のセグメント副部とで構成し、半径方向外側に向かって金型分割面から離れる向きに傾斜するセグメント主部のガイド面に沿ってセグメント副部を相対移動させることを基本として、縮径移動の際、金型閉状態に先駆けてセグメント副部同士を突き合わせて閉じることが可能となり、中子を用いた加硫成形においてもセグメント間のゴムの噛み込みを抑制でき、加硫タイヤの外観品質、及びユニフォミティーを向上しうるタイヤの加硫金型を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、タイヤの一方のサイドウォール外面を成形するサイド成形面を有する上のサイドモールドと、他方のサイドウォール外面を成形するサイド成形面を有する下のサイドモールドと、トレッド外面を成形するトレッド成形面を有する環状のトレッドモールドとを具えるタイヤの加硫金型であって、
前記トレッドモールドは、タイヤ軸芯から半径方向に放射状にのびる金型分割面によって周方向に分割される中心角θの扇状のＮ個のセグメントからなり、
前記セグメントは、周方向で隣り合うセグメントの金型分割面間が互いに離間する金型開状態と、前記金型分割面間が互いに突き合わされかつ各セグメントの内周面が互いに連なって前記トレッド成形面を形成する金型閉状態との間を、前記中心角θの二等分線となる金型移動方向線Ｘに沿って半径方向内外に拡縮径移動しうるとともに、
前記セグメントは、
周方向両外端に、前記金型分割面に対して角度αでかつ半径方向外側に向かって該金型分割面から離れる向きに傾斜するガイド面を有し、しかも前記金型移動方向線Ｘに沿って半径方向内外に拡縮径移動しうるセグメント主部と、
このセグメント主部に、該セグメント主部とは相対的に前記ガイド面に沿って半径方向内外に進退移動可能に保持され、かつ周方向外端面を前記金型分割面としたセグメント副部とからなるとともに、
前記セグメント副部は、その内周面がセグメント主部の内周面と実質的に面一状に整一する基準位置と、セグメント副部の内周面がセグメント主部の内周面よりも半径方向内方に突出しかつ前記金型分割面が前記基準位置におけるセグメント副部の金型分割面よりも周方向外側に突出する相対的前進位置との間を進退移動でき、
しかも前記セグメントが、金型開状態から金型閉状態まで移動する時、前記セグメント副部は、前記相対的前進位置から基準位置まで移動するとともに、前記金型閉状態に先駆け、周方向に隣り合うセグメント副部同士が、前記金型分割面を互いに突き合わせて閉じることを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記角度αは、前記中心角θの０．５倍よりも大であることを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記セグメントは、前記セグメント副部を半径方向内側に付勢する、付勢手段を有することを特徴としている。

又請求項４の発明では、前記角度αは、６０°以下であることを特徴としている。

本発明は叙上の如く、トレッドモールドを形成するための中心角θの扇状の複数のセグメントを、それぞれ、中央のセグメント主部と、このセグメント主部の周方向両端に設けたガイド面に沿って相対移動しうるセグメント副部とで構成している。そして、前記ガイド面を、半径方向外側に向かって金型分割面から離れる向きに傾斜させることにより、前記セグメント副部が、このガイド面に沿って半径方向内外に進退移動するとき、前記セグメント副部の周方向外端面である金型分割面を、周方向内外に移動させることができる。

従って、前記中心角θの二等分線となる金型移動方向線Ｘに沿ったセグメント主部の半径方向内外への拡縮径移動と、前記ガイド面に沿ったセグメント副部の半径方向内外への相対的な進退移動とを組み合わせることにより、前記セグメントが、金型開状態から金型閉状態まで移動する時、金型閉状態に先駆けて、周方向に隣り合うセグメント副部の金型分割面同士を互いに突き合わせて閉じることが可能となる。その結果、中子を用いた加硫成形においても、セグメント間のゴムの噛み込みを抑制でき、加硫タイヤの外観品質、及びユニフォミティーを向上させることができる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は本発明のタイヤの加硫金型１の金型開状態Ｙ１を示す断面図、図２は金型閉状態Ｙ２を示す断面図である。

図１、２において、タイヤの加硫金型１は、タイヤＴの一方のサイドウォール外面を成形しうるサイド成形面２Ｓを有する上のサイドモールド２と、他方のサイドウォール外面を成形しうるサイド成形面３Ｓを有する下のサイドモールド３と、トレッド外面を成形するトレッド成形面４Ｓを有する環状のトレッドモールド４とを具える。

なお前記上、下のサイドモールド２、３は、それぞれトッププレート５、ベースプレート６に取り付き、前記トッププレート５は、本例では、プレス機の昇降台７等に、例えばシリンダなどの周知の昇降手段（図示しない。）を介して前記昇降台７等とは離間可能に昇降自在に支持される。又前記ベースプレート６は、本例では、例えばプレス機のテーブル台８等に支持される。なお前記昇降台７及びテーブル台８には、例えばヒータ内蔵の加熱用プラテン板（図示しない。）が付設され、加硫金型１に加硫熱を供給する。

次に、前記トレッドモールド４は、図３に示すように、タイヤ軸芯ｉから半径方向に放射状にのびる金型分割面Ｋによって周方向に分割される中心角θの扇状のＮ個のセグメント９から構成される。各前記セグメント９は、拡縮径手段１０（図１に示す。）に保持され、金型開状態Ｙ１と金型閉状態Ｙ２との間を、前記中心角θの二等分線となる金型移動方向線Ｘに沿って半径方向内外に拡縮径移動しうる。なお前記金型開状態Ｙ１は、周方向で隣り合うセグメント９の金型分割面Ｋ、Ｋ間が互いに離間する拡径状態であって、このとき金型内への生タイヤＴの投入、或いは加硫済みタイヤＴの金型からの取り出しが行われる。又金型閉状態Ｙ２は、前記金型分割面Ｋ、Ｋ間が互いに突き合わされ、かつ各セグメント９の内周面９Ｓが互いに連なって前記トレッド成形面４Ｓを形成する縮径状態であって、この状態にてタイヤＴが加硫成形される。なおセグメント９の分割数Ｎは、特に規制されないが、８〜１２が一般的である。

又本例では、生タイヤＴを中子１５とともに金型内に投入して加硫成形する場合が示されており、図１、２の如く、前記中子１５は、そのビード側部分を受ける上下の保持リング１６Ｕ、１６Ｌによって支持される。

又前記拡縮径手段１０は、本例では、各前記セグメント９をそれぞれ取付けるＮ個のトレッドセクター１１と、各トレッドセクター１１を半径方向内外に移動させるアウターリング１２とを含んで構成される。前記トレッドセクター１１は、前記ベースプレート６上で金型移動方向線Ｘに沿って半径方向内外に拡縮径移動可能に支持されるブロック体であり、その半径方向内面に、前記セグメント９を取り付けている。又トレッドセクター１１の半径方向外面１１Ｓは、下方に向かって半径方向外側に傾斜し、各外面１１Ｓが互いに協働して一つの滑らかなコーン面１３を形成する。

又前記アウターリング１２は、タイヤ軸芯ｉと同心な環状をなし、その上端が前記昇降台７等に支持されるとともに、その下端側かつ内周面には、前記コーン面１３と係合するコーン面１４が形成される。従って、前記拡縮径手段１０は、コーン面１３、１４が互いに係合することにより、昇降台７による前記アウターリング１２の上下移動を、トレッドセクター１１の半径方向内外への拡縮径移動に変換しうる。

そして本発明では、前記セグメント９を、周方向中央のセグメント主部２０と、その周方向両外側に配される一対のセグメント副部２１、２１とに分割して構成している。

前記セグメント主部２０は、前記トレッドセクター１１に固定されることにより、該トレッドセクター１１とともに、前記金型移動方向線Ｘに沿って半径方向内外に拡縮径移動できる。又図４に示すように、セグメント主部２０は、その周方向両外端に、前記金型分割面Ｋに対して角度αで、しかも半径方向外側に向かって該金型分割面Ｋから離れる向きに傾斜（この傾斜の向きを＋傾斜と呼ぶ場合がある。）するガイド面２２を具える。本例では、このガイド面２２が、互いに平行な半径方向内外のガイド面部２２ａ、２２ｂと、その間に配される段差状のストッパ部２２ｃとからなる場合が示されている。又セグメント主部２０は、本例では、その周方向外端部に、前記ガイド面２２を越えて周方向外側に張り出すフランジ状の張り出し部２０ａを付設している。

次に、前記セグメント副部２１は、前記ガイド面２２に沿って半径方向内外に進退移動可能に前記セグメント主部２０に支持される。具体的には、前記セグメント副部２１は、その周方向外端面２１Ｓｏを前記金型分割面Ｋとして形成するとともに、その周方向内端面２１Ｓｉを、前記ガイド面２２に案内される同傾斜の摺動面２４として形成している。又前記ガイド面２２と摺動面２４とは、例えばＬＭガイド等の直線軸受け（図示しない。）を介して円滑に摺動可能に連結される。

そして、前記セグメント副部２１は、その内周面２１Ｓがセグメント主部２０の内周面２０Ｓと実質的に面一状に整一する基準位置Ｚ０と、セグメント副部２１の内周面２１Ｓがセグメント主部２０の内周面２０Ｓよりも半径方向内方に突出する相対的前進位置Ｚ１との間を、前記ガイド面２２に沿って半径方向内外に進退移動する。

なお前記摺動面２４には、前記ガイド面２２のストッパ部２２ｃと当接しうる段差状の当接部２４ｃが形成され、セグメント副部２１の半径方向内方への相対移動限界位置である相対的前進位置Ｚ１が規制される。又前記セグメント９には、前記セグメント副部２１を半径方向内側に付勢する付勢手段２５が設けられる。この付勢手段２５としては、例えばバネ等の弾性体、又はシリンダが好適に使用でき、本例では、コイルバネ２５Ａを用いた場合が例示される。このコイルバネ２５Ａは、前記セグメント副部２１の外周面と、前記セグメント主部２０の張り出し部２０ａとの間に設けられ、セグメント副部２１を半径方向内側に付勢する。なおセグメント主部２０に張り出し部２０ａを形成せず、トレッドセクター１１の内周面とセグメント副部２１の外周面との間でコイルバネ２５Ａを支持することもできる。

ここで、前記ガイド面２２が前記＋傾斜をなすため、前記相対的前進位置Ｚ１における前記セグメント副部２１の金型分割面Ｋの位置Ｐ１は、前記基準位置Ｚ０における金型分割面Ｋの位置Ｐ０に比して周方向外側に必然的に突出しうる。そして本発明では、この周方向外側への突出を利用することで、金型閉状態Ｙ２に先駆けて、金型分割面Ｋ、Ｋ同士を突き合わせることができる。

図５（Ａ）、（Ｂ）、図６に、前記セグメント９が、金型開状態Ｙ１から金型閉状態Ｙ２まで移動する際の動きが示される。

図５（Ａ）は金型開状態Ｙ１を示し、前記セグメント主部２０は、金型移動方向線Ｘに沿い半径方向外方の終端位置Ｑ１まで拡径移動している。この金型開状態Ｙ１では、前記セグメント副部２１は、付勢手段２５（図５（Ａ）では省略している。）によって付勢され、ストッパ部２２ｃと当接部２４ｃとが当接する相対的前進位置Ｚ１で保持される。このとき、隣り合う金型分割面Ｋ、Ｋ間は、互いに離間している。

又前記セグメント主部２０が、金型移動方向線Ｘに沿って半径方向内方に縮径移動していくと、隣り合う金型分割面Ｋ、Ｋ間が次第に接近し、その後、図５（Ｂ）に示すように、金型分割面Ｋ、Ｋ間が互いに突き合わされて閉止する分割面閉止状態Ｚａとなる。その後、縮径移動がさらに進むと、セグメント主部２０、２０間が近づくため、セグメント副部２１は、前記分割面閉止状態Ｚａを維持しながら、前記ガイド面２２に沿って、セグメント主部２０に対して相対的に半径方向外側に後退移動する。

そして、縮径移動がさらに進み、図６に示すように、前記セグメント主部２０の内周面２０ＳがタイヤＴのトレッド外面に到達するとき、前記セグメント副部２１の内周面２１Ｓもトレッド外面にほぼ同時に到達する。このときセグメント９は、前記内周面２０Ｓ、２１Ｓが実質的に面一状に整一する基準位置Ｚ０となり、互いに協働して一連のトレッド成形面４Ｓを形成する金型閉状態Ｙ２をなす。

このように、本実施形態のトレッドモールド４では、前記金型閉状態Ｙ２に先駆けて、周方向に隣り合う金型分割面Ｋ、Ｋ同士を先に突き合わせて閉止できるため、中子１５を用いた加硫成形においても、セグメント９、９間のゴムの噛み込みを抑制でき、加硫タイヤの外観品質、及びユニフォミティーを向上させることができる。

又前記動作を行うために、ガイド面２２の前記角度αは、前記中心角θの０．５倍よりも大に設定される。もし前記角度αが、前記中心角θの０．５倍以下の場合には、金型閉状態Ｙ２に先駆けて分割面閉止状態Ｚａをとることができなくなる。又前記角度αと中心角θの０．５倍の値（０．５θ）との差（α−０．５θ）が小さすぎると、分割面閉止状態Ｚａが、金型閉状態Ｙ２の近くで発生するため、生タイヤの形状バラツキによって、ゴム噛みが生じる恐れを招く。そのため、前記差（α−０．５θ）は、５°以上、さらには１５°以上であるのが好ましい。又前記角度αが大き過ぎると、前記内周面２０Ｓとガイド面２２とで挟むセグメント主部２０のコーナ部２０Ｅ（図４に示す。）が強度不足となり、損傷を招くなど耐久性を損ねる傾向となる。従って前記角度αの上限は、６０°以下、さらには５０°以下が好ましい。

又前記付勢手段２５による半径方向内方への付勢力Ｆは、セグメント副部２１の半径方向内端が生タイヤのゴム内に埋入しうる埋入力Ｆ０よりも大である。もし付勢力Ｆが埋入力Ｆ０以下の場合には、加硫時の内圧によってセグメント副部２１が半径方向外方に持ち上がり、加硫タイヤの外観品質を低下させるという問題が生じる。又前記付勢力Ｆは、セグメント９を閉じる力Ｆ２、即ち、拡縮径手段１０によってセグメント主部２０を半径方向内方に移動させる力Ｆ２よりも小であり、もし付勢力Ｆが前記力Ｆ２以上の場合、セグメント主部２０の縮径に連動させてセグメント副部２１を半径方向外方に進退移動させることができなくなる。

又前記セグメント９では、前記相対的前進位置Ｚ１において、前記セグメント副部２１の内周面２１Ｓがセグメント主部２０の内周面２０Ｓから突出する突出高さＨ（図４に示す。）は、トレッド成形面４Ｓに突設されるタイヤ溝形成用のリブ（図示しない）の最大突出高さ以下に設定するのが好ましく、もしこの最大突出高さを越えると、金型の取り扱い性を減じる傾向となる。又突出高さＨが過小であると、分割面閉止状態Ｚａが、金型閉状態Ｙ２の近くで発生するため、生タイヤの形状バラツキによって、ゴム噛みが生じる恐れを招く。従って、前記突出高さＨは５〜１０mm程度が好ましい。なお前記セグメント９には、前記セグメント副部２１が前記基準位置Ｚ０よりも半径方向外側に後方移動するのを阻止するストッパ手段を設けることが好ましい。このストッパ手段は、本例では、前記セグメント副部２１の外周面と、前記張り出し部２０ａの内周面とから構成され、前記基準位置Ｚ０にて両者が当接することで、セグメント副部２１の基準位置Ｚ０からの後方移動を阻止している。

なお図７に示すように、前記付勢手段２５としてシリンダ２５Ｂを採用することもでき、係る場合には、セグメント副部２１の進退移動の動作をより確実、かつ正確に制御することができる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は中子を用いた加硫成形に限定されることなく、ブラダーを用いた加硫成形にも採用しうるなど、図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

本発明のタイヤの加硫金型の金型開状態を示す子午断面である。 加硫金型の金型閉状態を示す子午断面である。 加硫金型の金型開状態と金型閉状態とを示すタイヤ軸芯と直角な断面図である。 セグメントを拡大して示す断面図である。 （Ａ）は、金型閉状態におけるセグメント主部と副部との位置関係を示す断面図、（Ｂ）は、縮径途中におけるセグメント主部と副部との位置関係（分割面閉止状態）を示す断面図である。 金型閉状態におけるセグメント主部と副部との位置関係を示す断面図である。 付勢手段の他の例を示す断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は従来の加硫金型を示す子午断面図、及びタイヤ軸芯と直角な断面図である。

符号の説明

１ 加硫金型
２ 上のサイドモールド
２Ｓ サイド成形面
３ 下のサイドモールド
３Ｓ サイド成形面
４ トレッドモールド
４Ｓ トレッド成形面
９ セグメント
２０ セグメント主部
２０Ｓ 内周面
２１ セグメント副部
２１Ｓ 内周面
２２ ガイド面
２５ 付勢手段
ｉ タイヤ軸芯
Ｋ 金型分割面
Ｔ タイヤ
Ｙ１ 金型開状態
Ｙ２ 金型閉状態
Ｚ０ 基準位置
Ｚ１ 相対的前進位置

Claims (4)

1. タイヤの一方のサイドウォール外面を成形するサイド成形面を有する上のサイドモールドと、他方のサイドウォール外面を成形するサイド成形面を有する下のサイドモールドと、トレッド外面を成形するトレッド成形面を有する環状のトレッドモールドとを具えるタイヤの加硫金型であって、
   前記トレッドモールドは、タイヤ軸芯から半径方向に放射状にのびる金型分割面によって周方向に分割される中心角θの扇状のＮ個のセグメントからなり、
   前記セグメントは、周方向で隣り合うセグメントの金型分割面間が互いに離間する金型開状態と、前記金型分割面間が互いに突き合わされかつ各セグメントの内周面が互いに連なって前記トレッド成形面を形成する金型閉状態との間を、前記中心角θの二等分線となる金型移動方向線Ｘに沿って半径方向内外に拡縮径移動しうるとともに、
   前記セグメントは、
   周方向両外端に、前記金型分割面に対して角度αでかつ半径方向外側に向かって該金型分割面から離れる向きに傾斜するガイド面を有し、しかも前記金型移動方向線Ｘに沿って半径方向内外に拡縮径移動しうるセグメント主部と、
   このセグメント主部に、該セグメント主部とは相対的に前記ガイド面に沿って半径方向内外に進退移動可能に保持され、かつ周方向外端面を前記金型分割面としたセグメント副部とからなるとともに、
   前記セグメント副部は、その内周面がセグメント主部の内周面と実質的に面一状に整一する基準位置と、セグメント副部の内周面がセグメント主部の内周面よりも半径方向内方に突出しかつ前記金型分割面が前記基準位置におけるセグメント副部の金型分割面よりも周方向外側に突出する相対的前進位置との間を進退移動でき、
   しかも前記セグメントが、金型開状態から金型閉状態まで移動する時、前記セグメント副部は、前記相対的前進位置から基準位置まで移動するとともに、前記金型閉状態に先駆け、周方向に隣り合うセグメント副部同士が、前記金型分割面を互いに突き合わせて閉じることを特徴とするタイヤの加硫金型。
2. 前記角度αは、前記中心角θの０．５倍よりも大であることを特徴とする請求項１記載のタイヤの加硫金型。
3. 前記セグメントは、前記セグメント副部を半径方向内側に付勢する、付勢手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤの加硫金型。
4. 前記角度αは、６０°以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のタイヤの加硫金型。

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