JP5379915B2 - タイヤトレッド特徴部を製造する装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤのトレッド中に設けられる特徴部を製造する装置及び方法に関し、特に、周囲のトレッド表面（踏み面ともいう）に対して引っ込められ、突き出させ又はこれと面一をなすようにすることができる種々の形状のトレッド特徴部を製造できる装置及び方法に関する。本発明は、新品タイヤ及び更生（リトレッド）作業に利用できる。

タイヤトレッドパターンは、多種多様な設計及び外観で入手でき、かかるタイヤトレッドパターンは、意図した用途に応じて美的特徴部と機能的特徴部の両方を含む場合がある。或る特定のトレッド特徴部は、トラクション、制動及び例えば雨、雪又は氷のような過酷な天候条件下における性能を向上させることができる。これらトレッド特徴部及び更に他のトレッド特徴部は又、買い手にとって視覚的に魅力があるようになった装飾的観点を提供することができる。

選択したパターン又はデザインを繰り返し製造可能な実際のタイヤトレッドに変換し又は施すプロセス中、種々の複雑な状況に直面する。最終的に、タイヤのトレッド領域上か更生作業の場合にはトレッドベルト上かのいずれかにパターンを繰り返し再現するモールドが製作されなければならない。例えば、モールドは、金属、例えばアルミニウムで構成されるのが良く、かかる金属は、更に別の材料、例えばプラスタ（石膏）又は機械加工金属部品で構成された中間モールド（モールドネガと呼ばれる）から鋳造され又は射出される。

図面からの所望のパターンの作成及び最終のモールドコンポーネントのモールドネガへの所望のパターンの転写は、或る特定の形式のトレッド特徴部に関して特に問題である。例えば、多くのトレッド特徴部は、３次元の観点を有し、即ち、ゴム表面の変化は、タイヤの半径方向（Ｒ）並びに軸方向及び周方向（Ｃ）で生じる。３次元における多数のバリエーションは、特にタイヤの半径方向のアンダーカットが望ましい場合、所望のパターンをゴム中に繰り返し再現するモールド中に構成するのは困難である。

加えて、小さな溝又はスリット（サイプと呼ばれる場合がある）は、トラクションを増大させると共に／或いは或る特定の視覚的効果をもたらすようタイヤトレッドに加えられる場合が多い。或る特定の用途に関し、特定のパターンを形成すると共に／或いは特定のゴム形状を包囲するサイプを設けることが望ましい場合がある。例えば、引っ込められ、面一をなし又は突き出るゴム部分を包囲する円形サイプは、タイヤ性能上の或る特定の利点をもたらすことができる。しかしながら、かかるトレッド特徴部の構成は、従来型タイヤモールド又は成形方法で行なうのが困難である。

したがって、上述した問題並びに他の課題に取り組むタイヤのトレッドパターン中への特徴部の製造装置及び方法が有用であり且つ有利である。周囲のトレッド表面に対して盛り上げられ、引っ込められ又はこれと面一をなすことができる特徴部を備えた種々のトレッドパターンの製造を可能にする装置及び方法も又、特に有用であり且つ有利である。

本発明の目的及び利点は、部分的に以下の説明中に記載され又はかかる記載から明らかである場合があり、或いは、本発明の実施を通じて知ることができる。

本発明の例示の一実施形態では、タイヤのトレッド中に特徴部を成形する装置が提供される。この装置は、選択されたトレッド特徴部の形状に形成されたスリーブを有する。スリーブは、スリーブ長さを定めると共にスリーブ内部幅を備えた内部を有する。キャップ及び延長部を備えたインサートが提供される。延長部は、スリーブの内部に嵌入された状態で結合できるよう構成されており、延長部は、スリーブ長さよりも短い長さを有する。キャップは、延長部に隣接して設けられると共にインサートの一端部のところに位置決めされる。キャップは、スリーブ内に嵌入可能なインサートの量をあらかじめ決定するようスリーブ内部幅よりも広幅である。

この例示の実施形態の他の変形例は、本発明の更に別の実施形態を提供するよう利用できる。例えば、スリーブは、所定の厚さを有するのが良く、それにより、スリーブの所定の厚さに一致した幅を備えたサイプを有するトレッド特徴部が提供される。延長部の長さは、トレッド特徴部をタイヤトレッドの周囲表面高さよりも上に、下に又はこれと面一をなして位置決めするよう選択可能である。スリーブは、モールドの製作方法及び実際の成形作業の一部としてスリーブの通気及び捕捉を可能にするよう１つ又は２つ以上の孔を有するのが良い。スリーブは、モールド要素を製作するために注入されてスリーブに当てられたときのアルミニウム又は他の流体材料のフラッシング（flashing）を阻止し又は最小限に抑えるようスリーブの外部に取り付けられたリブを有するのが良い。スリーブは、種々の形状で構成可能である。例示の一実施形態では、スリーブは、管状トレッド特徴部を形成するよう形状が実質的に円筒形である。

本発明の例示のもう１つの観点では、タイヤのトレッド中に特徴部を成形する方法が提供される。この方法は、モールド要素に孔を作るステップと、成形装置を用意するステップと、成形装置をモールド要素の孔内に配置するステップとを有する。成形装置はスリーブを含み、スリーブはスリーブへと受け入れられる選択されたトレッド特徴部及びインサートの形状に形成されている。材料を流体の状態で注入してモールド要素及び成形装置に当てる。材料が硬化することができるようにする。次に、モールド要素を硬化した材料から分離する。スリーブを硬化材料中に位置決めしたままの状態でインサートをスリーブから取り出す。スリーブを用いてタイヤトレッド中に選択されたトレッド特徴部を形成する。

本発明の上記特徴、観点及び利点並びに他の特徴、観点及び利点は、以下の説明及び特許請求の範囲の記載を参照すると良好に理解されよう。本明細書に組み込まれてその一部をなす添付の図面は、本発明の例示の実施形態を示しており、以下の説明と一緒になって、本発明の原理を説明するのに役立つ。

当業者に向けられた本発明の最適態様を含む本発明の十分且つ実施可能な開示内容が本明細書に記載されており、本発明の開示は、添付の図を参照して行なわれる。

本発明の例示の方法で用いられるモールド要素の一例の斜視図である。 例示のモールド要素の斜視図及び本発明の例示の方法で用いられる例示の成形装置の分解組立て図である。 図２Ａの例示のモールド要素の斜視図であり、例示の成形装置が例示のモールド要素内に位置決めされている状態を示す図である。 別の例示のモールド要素の断面図であり、本発明の例示の成形装置の一部分がこのモールド要素内に埋め込まれている状態を示す図である。 さらに別の例示のモールド要素の断面図であり、本発明の例示の成形装置の一部分がこのモールド要素内に埋め込まれている状態を示す図である。 図２Ａの例示のモールド要素及び図１〜図４に示された本発明の例示の方法を用いて製造可能な例示のトレッド特徴部を有するトレッドパターンの一部分の略図である。 図２Ａの例示のモールド要素及び図１〜図４に示された本発明の例示の方法を用いて製造可能な例示のトレッド特徴部を有するトレッドパターンの一部分の断面図である。

本発明は、タイヤのトレッド中に設けられる特徴部を製造する装置及び方法に関し、特に、周囲のトレッド表面に対して引っ込められ、突き出させ又はこれと面一をなすようにすることができる種々の形状のトレッド特徴部を製造できる装置及び方法に関する。本発明は、新品タイヤ及び更生作業に利用できる。

本発明を説明するため、次に、本発明の実施形態を細部にわたって参照し、かかる実施形態の１つ又は２つ以上の例が図面に示されている。各例は、本発明を限定するものではなく本発明を説明するために提供されている。事実、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく本発明の種々の改造及び変形例を想到できることは当業者には明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として示され又は記載された特徴部を別の実施形態に使用することができ、それにより更に別の実施形態を生じさせることができる。かくして、本発明は、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲及びその均等範囲に属するかかる改造例及び変形例を含むものである。例えば、以下の説明において、例示の成形プロセスと関連して本発明の例示の実施形態を説明する。しかしながら、本明細書において開示する教示を利用した場合、互いに異なる方法を用いて適用される互いに異なるトレッド特徴部を提供する互いに異なる形状の他の例示の成形装置は、以下の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に含まれることは、当業者であれば理解されよう。

図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の例示の実施形態を説明するために用いられるトレッド１００の部分を示している。トレッド１００は、スタッド１０６を包囲した円形又は円筒形サイプ１０４で構成された管状トレッド特徴部１０２を有している。図５Ｂの断面図に最も良く示されているように、スタッド１０６は、トレッド１００の周囲表面１０８に対して量Ｈだけ引っ込んでいる。

スタッド１０６は、トレッド１００内に管状サイプを提供する円滑な筒体として示されている。しかしながら、本明細書において開示する教示を利用すると、当業者であれば、本発明を他の形状及びサイズのトレッド特徴部にも利用できることは理解されよう。例えば、サイプ１０４は、形状が非円形であっても良く、所望に応じて例えば楕円形、正方形、星形等であって良い。加うるに、滑らかな表面１１０又は１１２に代えて、サイプ１０４の表面は、起伏形状、波形又は他の形状のものであって良い。別の例を挙げると、スタッド１０６は、図５Ａに示されているように引っ込められるのではなく、トレッド１００の周囲表面１０８から突き出ていても良い。変形例として、スタッド１０６は、周囲表面１０８と面一をなして構成されても良い。例えばパターン又は識別商標のような特徴部も又、スタッド１０６の表面１１４上に作ることができる。これら変形例及び他の変形例は、本発明の範囲に含まれる。

次に図１を参照して、トレッド特徴部１０２を製造するモールドを構成するために、以下において本発明の例示の方法について説明する。本発明の細部に注目する目的で、モールド要素の一部だけが図示されているが、種々の他の特徴部及び表面を提供できるタイヤトレッド用モールド全体との関係で示されていることは理解されるべきである。したがって、モールド要素の表面２０４から突き出たピン２０２を備えた第１のモールド要素２００（モールドポジ）が構成される。ピン２０２は、サイプ１０４（図５Ａ及び図５Ｂ）に望ましい直径及び深さＨから決定された直径Ｄ及び高さＨを有するよう選択されている。一例を挙げると、モールド要素２００は、所望の形状に容易に機械加工され、彫刻され又は違ったやり方で成形される樹脂で作られるのが良い。

次に、第１のモールド要素２００は、図２Ａに示されているように第２のモールド要素２０６を製作するために使用される。具体的に説明すると、流体材料を第１のモールド要素２００を収容したモールドキャビティ内に注入することにより、第２のモールド要素２０６が孔２０８を備えた状態で形成される。一例を挙げると、第２のモールド要素２０６は、シリコーンを主成分とするエラストマーを第１のモールド及び要素２００を収容したモールド内に注ぎ込み、次にエラストマーが可撓性の第２のモールド要素２０６の状態に硬化することができるようにすることによって形成可能である。

次に、成形装置３００を第２のモールド要素２０６の孔２０８内に挿入する。成形装置３００は、スリーブ３０２及びインサート３０４で構成されている。スリーブ３０２は、選択された又は所望のトレッド特徴部１０２（図５Ａ及び図５Ｂ）の形状に作られており、かかるトレッド特徴部は、この場合、全体的形状が円筒形又は管状である。スリーブ３０２の厚さは、サイプ１０４（図５Ａ）の厚さ又は幅を定める。図２に示されているように、スリーブ３０２は、スリーブ長さＬを定めると共に内側又はスリーブ内部幅Ｉを備えた内部３０６を有する。インサート３０４は、キャップ３０８及び延長部３１０を有する。キャップ３０８は、延長部３１０に隣接して配置されると共にインサート３０４の一端部のところに位置決めされている。キャップ３０８は、スリーブ内部幅Ｉよりも幾分広幅であり、それによりインサート３０４をスリーブ３０２中に嵌入することができる量が定められる。

図２Ａの方向を表す矢印で示されると共に図２Ｂにおいて最終位置で示されているように、成形装置３００を製作するため、延長部３１０は、スリーブ３０２の内部３０６に嵌合又は相補態様で嵌入される。次に、成形装置３００を、キャップ３０８を有する端部を先ず最初に孔２０８内に挿入した状態で、第２のモールド要素２０２の孔２０８内に配置する。孔２０８は、キャップ３０８に対し、キャップ３０８をしっかりと、しかしながらキャップ３０８の取り外しを阻止するような状態ではなく、保持するサイズのものである。

引き続き図２Ｂを参照すると、高さＨは、延長部３１０が表面２１０の上方に突き出る量を表していることは注目されるべきである。この場合、高さＨは、スタッド１０６をトレッド１００（図５Ｂ）の周囲表面１０８の下に引っ込める量を調節する。より具体的には、高さＨは、孔２０８の深さに対する延長部３１０の長さによって定められる。一例を挙げると、所望ならば、スタッド１０６も又、トレッド１００の周囲表面１０８から突き出ても良い。かかる場合、延長部３１０は、かかる突き出しに望ましい量だけ第２のモールド要素２０６の表面２１０の下に配置される。同様に、トレッド１００の周囲表面１０８と面一をなしたスタッド１０６は、第２のモールド要素２０６の表面２１０と面一をなし又は同一平面内に位置した延長部３１０を必要とする。

成形装置３００を孔２０８内に位置決めした後、別の材料を流体の状態で注入してこれを第２のモールド要素２０６及び成形装置３００に当てる。例えば、第２のモールド要素２０６をモールドキャビティ内に配置し、液体プラスタ又はプラスタを基材とする材料をモールドキャビティ内に注ぎ込むのが良い。乾燥して硬化した材料の状態になると、プラスタは、第３のモールド要素２１２を製作するよう成形装置３００のスリーブ３０２を捕捉する。より具体的には、プラスタが硬化することができ、そして第２のモールド要素２０６を硬化材料から分離すると、図３に示されているように第３のモールド要素２１２が製作される。重要なこととして、キャップ３０８との締まり嵌めにより、第２のモールド要素２０６を第３のモールド要素２１２の硬化材料から分離すると、キャップ３０８も又スリーブ３０２から取り出され、その間、同時にスリーブ３０２は第３のモールド要素２１２内に位置決めされたままである。所望ならば、キャップ３０８を第２のモールド要素２０６から取り外し、別の成形作業で再使用することができる。

上述したようにキャップ３０８の取り外し後、次に、更に別の材料を流体状態で注入して第３のモールド要素２１２に当てる。一例を挙げると、第３のモールド要素２１２をモールドキャビティ内に配置し、溶融状態のアルミニウムを注入してこれを第３のモールド要素２１２に当てるのが良い。溶融状態のアルミニウムを凝固させ、第３のモールド要素２１２を取り出すと、図４に示されているように第４の、即ち最後のモールド要素２１４が製作される。スリーブ３０２に設けられた孔３１４により、硬化アルミニウムによるスリーブ３０２の捕捉が容易になる。第３のモールド要素２１２のプラスタの取り出し時、スリーブ３０２は、プラスタから離れて図４に示された最後のモールド要素２１４の一部として硬化アルミニウム中に位置したままになる。本明細書において開示する教示を利用する当業者によって理解されるように、今や、最後のモールド要素２１４をトレッドプレス又は同様な装置で用いると、図５Ａ及び図５Ｂに示されているようにトレッド１００のトレッド特徴部１０２を製作することができる。孔３１２は、トレッド成形プロセス中、内部３０６のガス抜き可能にする。注入されてスリーブ３０２に当てられたときの他の溶融金属のアルミニウムのフラッシングの制御を助けるように、所望ならば、リブ（図示せず）をスリーブ３０２の外部に追加して設けるのが良い。

上述したように、上記成形プロセスは、一例として提供されているに過ぎない。本発明の成形装置３００又は他の例示の装置を他の成形プロセスにも使用できる。例えば、成形装置３００を別の金属、例えば溶融アルミニウムが適用されるスチール製モールドネガ中に直接挿入しても良い。かかる場合、溶融金属の硬化後におけるモールドネガの取り外しを行なうと、インサート３０４を成形装置３００の内部３０６から取り出すことができる。変形例として、溶融金属の硬化後且つモールドネガの分離後にインサート３０４を手作業で取り出しても良い。これにより、スリーブは、今や硬化したアルミニウム内に位置したままであり、それによりトレッド特徴部１０２を製作する最後のモールド要素が提供される。本明細書において開示する教示を利用すると、当業者であれば、本発明の精神及び範囲内で更に別のステップを用い又は改造して成形プロセスを提供することができることは理解されよう。

本発明の内容を本発明の特定の例示の実施形態及び方法に関して詳細に説明したが、当業者であれば理解されるように、上記内容の理解を達成すると、かかる実施形態の変更例、変形例及び均等例を容易に実現できることは理解されよう。したがって、本明細書における説明は、本発明を限定するものではなく、例示のものであり、本発明の開示は、本明細書において開示した教示を利用する当業者には容易に明らかな本発明の改造例、変形例及び／又は追加例を含むことを排除するものではない。

Claims (16)

1. タイヤのトレッド中に特徴部を成形する装置であって、
   選択されたトレッド特徴部の形状に形成されたスリーブを有し、前記スリーブは、スリーブ長さを定めると共にスリーブ内部幅を備えた内部を有し、
   前記装置は、さらに、キャップ及び延長部を備えたインサートを有し、
   前記延長部は、前記スリーブの前記内部に嵌入された状態で結合できるよう構成されており、前記延長部は、前記スリーブ長さよりも短い長さを有し、前記キャップは、前記延長部に隣接して設けられると共に前記インサートの一端部のところに位置決めされ、前記キャップは、前記スリーブ内に嵌入可能な前記インサートの量をあらかじめ決定するよう前記スリーブ内部幅よりも広幅である、装置。
2. 前記スリーブは、所定の厚さを有し、前記トレッド特徴部は、前記スリーブの前記所定の厚さに一致した幅を備えるサイプを有する、請求項１記載のタイヤトレッド中への特徴部の成形装置。
3. 前記タイヤは、周囲表面高さを有し、前記延長部の前記長さは、前記トレッド特徴部を前記周囲表面高さの上に位置決めするような長さである、請求項１記載のタイヤトレッド中への特徴部の成形装置。
4. 前記タイヤは、周囲表面高さを有し、前記延長部の前記長さは、前記トレッド特徴部を前記周囲表面高さの下に位置決めするような長さである、請求項１記載のタイヤトレッド中への特徴部の成形装置。
5. 前記スリーブは、前記スリーブの前記内部に接続された少なくとも１つの孔を更に有する、請求項１記載のタイヤトレッド中への特徴部の成形装置。
6. 前記スリーブは、前記スリーブの外部に取り付けられた少なくとも１つのリブを更に有する、請求項１記載のタイヤトレッド中への特徴部の成形装置。
7. 前記スリーブは、管状トレッド特徴部を形成するよう形状が実質的に円筒形である、請求項１記載のタイヤトレッド中への特徴部の成形装置。
8. タイヤのトレッド中に特徴部を成形する方法であって、
   モールド要素に孔を作るステップと、
   選択されたトレッド特徴部の形状に形成されたスリーブ及び前記スリーブ内に嵌入されるインサートを有する成形装置を用意するステップと、
   前記スリーブの所定の部分が前記モールド要素から突出した状態で前記成形装置を前記モールド要素の前記孔内に配置するステップと、
   材料を流体の状態で注入して前記モールド要素及び前記成形装置に当てるステップと、 前記材料が硬化することができるようにするステップと、
   前記モールド要素を前記硬化した材料から分離するステップと、
   前記スリーブを前記硬化材料中に位置決めしたままの状態で前記インサートを前記スリーブから取り出すステップと、
   前記スリーブを用いて前記タイヤトレッド中に前記選択されたトレッド特徴部を形成するステップとを有し、
   前記スリーブは、スリーブ長さを定めると共にスリーブ内部幅を備えた内部を有し、前記インサートはキャップ及び延長部を有し、前記延長部は前記スリーブの前記内部に嵌入された状態で結合できるよう構成されており、前記延長部は前記スリーブ長さよりも短い長さを有し、前記キャップは前記延長部に隣接して設けられると共に前記インサートの一端部に位置決めされ、前記キャップは前記スリーブ内に嵌入可能な前記インサートの量をあらかじめ決定するよう前記スリーブ内部幅よりも広幅である方法。
9. 前記注入ステップの前記材料は、プラスタ又はプラスタを基材とする材料から成る、請求項８記載のタイヤトレッド中への特徴部の成形方法。
10. 前記注入ステップの前記材料は、アルミニウムから成る、請求項８記載のタイヤトレッド中への特徴部の成形方法。
11. 前記タイヤは、周囲表面高さを有し、前記延長部の前記長さは、前記トレッド特徴部を前記周囲表面高さの上に位置決めするような長さである、請求項８記載のタイヤトレッド中への特徴部の成形方法。
12. 前記タイヤは、周囲表面高さを有し、前記延長部の前記長さは、前記トレッド特徴部を前記周囲表面高さの下に位置決めするようなものである、請求項８記載のタイヤトレッド中への特徴部の成形方法。
13. 前記スリーブは、前記スリーブの前記内部に接続された少なくとも１つの孔を更に有する、請求項８記載のタイヤトレッド中への特徴部の成形方法。
14. 前記スリーブは、前記スリーブの外部に取り付けられた少なくとも１つのリブを更に有する、請求項８記載のタイヤトレッド中への特徴部の成形方法。
15. 前記スリーブは、形状が実質的に円筒形である、請求項８記載のタイヤトレッド中への特徴部の成形方法。
16. 前記タイヤは周囲表面高さを有し、前記方法は、前記周囲表面高さに対して引っ込められ、突き出ており、又はこれと面一をなすタイヤ特徴部をもたらすよう前記インサートについて長さを決定するステップを更に有する、請求項８記載のタイヤトレッド中への特徴部の成形方法。

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