(57)【要約】  本発明は、主にタイヤの一部を回転的に成型するための装置に関し、より詳細には、フローティング配列機構を有する装置に関する。フローティング配列機構により、タイヤを少なくとも部分的に形成するモールドの一部をタイヤのラジアル方向に移動させることができ、これにより、成型装置においてタイバーの使用が不要となる。機構は、２組の針状ころ軸受を含み得る。これら２組の針状ころ軸受は、モールドの一部のラジアル移動が可能となるように、直角に配置される。
2015512806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジアル方向を有するタイヤの一部を成型するための装置であって、前記装置は、成型プレスおよびモールドを含み、前記装置は、
第１のプラテンおよび第２のプラテンであって、前記プラテンは、前記プラテンへ取り付けられたモールドを開閉するように相対位置を変更するように、前記プレスと動作可能に関連付けられる、第１のプラテンおよび第２のプラテンと、
前記成型プレスの前記第１のプラテンへ取り付けられた前記モールドの第１の部位と、前記成型プレスの前記第２のプラテンへ取り付けられた前記モールドの第２の部位と、
前記モールドの前記第１の部位、前記第１のプラテンおよび前記成型プレスと動作可能に関連付けられたフローティングモールド配列機構であって、前記機構は、前記モールドの前記第１の部位が前記ラジアル方向において所定の量だけ自由に移動することを可能にする少なくとも１つのスライド部材を含む、フローティングモールド配列機構と、
をさらに含む、
装置。
【請求項２】
前記モールドの前記第１の部位はモールド二等分部である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記モールドの前記第１の部位は、前記第１のプラテンへ固定的に取り付けられ、前記プレスはフレームを有し、前記モールド配列機構は、スライド可能に前記フレームへ取り付けられ、またスライド可能に前記第１のプラテンへ取り付けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記モールド配列機構は、第１のスライドおよび第２のスライドを含み、前記第１のスライドおよび第２のスライドは、前記第１のプラテン、第１のモールド部位および成型プレスと動作可能に関連付けられ、前記スライドは、相互の直角移動のために配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記モールド配列機構は、１つのスライドの移動を誘導する１組のニードル軸受と、他方のスライドの移動を誘導する別の１組のニードル軸受とをさらに含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第１のスライドおよび第２のスライドは、２つの横側部上のｖ字状の突起と共に同様に構成され、前記モールド配列機構は、４つのｖ字状の案内溝を複数組のニードル軸受と共にさらに含み、前記複数組のニードル軸受は、前記スライドの前記ｖ字状の突起と噛み合う前記案内溝の対向する側部上に見受けられ、前記ｖ字状の案内溝のうちの２つが前記スライドそれぞれと噛み合って、各スライドを誘導する４組のニードル軸受が得られる、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
各スライドのための２つのジブをさらに含み、前記２つのジブは、各スライドの移動を誘導し、前記ジブは、前記スライドの前記ｖ字状の案内溝およびｖ字状の突起を保持するためのｖ字状の溝部を有する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記所定の量のラジアル移動は少なくとも．５ｍｍである、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記所定の量のラジアル移動は１．０ｍｍ〜２．５ｍｍである、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記成型プレスは垂直成型プレスであり、前記第１のプラテンは上側プラテンであり、前記第２のプラテンは下側プラテンであり、前記上側プラテンは、前記モールドの閉鎖時において注入スロットとして機能する開口部を含む、請求項３に記載の装置。
【請求項１１】
前記上側プラテンは、枢動可能に前記成型プレスへ接続され、前記下側プラテンは、平行移動可能に前記成型プレスへ垂直方向に接続される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記成型プレスは、前記フレームから延びるアームをさらに含み、前記上側プラテンは、中央部位および外側環状部位を含み、前記中央部位は前記アームへ接続され、前記装置は、前記外側環状部位を前記上側プラテンの前記中央部位へ接続させる接続部材をさらに含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
自由遊び調節機構をさらに含み、前記自由遊び調節機構により、前記フローティングモールド配列機構の少なくとも１つの方向における移動が制限される、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記自由遊び調節機構は、開口およびスタッドを有する取付部材を含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記スタッドは、ねじ端部およびフランジを有し、前記ねじ端部のうち１つは、スライドへ取り付けられるように構成され、前記スタッドは、前記スタッドがスライドへ固定されて前記取付部材の前記開口を通過した後に、前記フランジが前記スライドおよび取付部材に隣接して設けられるように構成され、前記自由遊び調節機構は、ナットをさらに含み、前記ナットは、前記取付部材を通過して延びる前記スタッドの前記フリーねじ端部へ取り付けられる、請求項１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの一部を回転的に成型するための装置に主に関し、より詳細には、フローティング配列機構を有する装置に関する。フローティング配列機構を有する装置により、少なくともタイヤの一部を形成しているモールドの一部をタイヤのラジアル方向に移動させることが可能になり、その結果、成型装置におけるタイバーの使用が不要となる。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ開発における新興分野の１つとして、非空気式タイヤまたはハイブリッドタイヤの製造および使用がある。非空気式タイヤまたはハイブリッドタイヤは、タイヤを構造的に支持する際にガスのみに依存しない。なぜならば、これらのタイヤの場合、標準的な空気式タイヤの場合は動作不能の原因となる収縮が発生しにくいからである。このようなタイヤの一例について、本出願の出願人によって共同所有されている米国特許第７，２０１，１９４号中に開示がある。本明細書中、同特許の内容全体をあらゆる目的のために援用する。‘１９４特許の例示的実施形態において、非空気式タイヤは、外側の環状剪断バンドと、複数のウェブスポークとを含む。複数のウェブスポークは、環状剪断バンド上に横断方向に延び、環状剪断バンドからラジアル方向に内方に延び、ホイールまたはハブ内にアンカー固定される。特定の実施形態において、環状剪断バンドは、剪断層をさらに含み得る。少なくとも剪断層のラジアル方向に内方の範囲へ接着された第１の膜と、少なくとも剪断層のラジアル方向に外方の範囲へ接着された第２の膜とをさらに含み得る。必要なタイヤ圧無しに動作する能力に加えて、米国特許第７，２０１，１９４号によれば、接触領域の長さ全体にわたるより均一な接地圧を含む利点も得られる。よって、このタイヤは、空気式タイヤの性能を模倣している。
【０００３】
図１は、ラジアル方向Ｒを規定するタイヤを示す。参考のため、本明細書中において用いられる１００’番台の参照符号は全て、タイヤ特徴を指す。本明細書中において用いられる２００’番台の参照符号は全て、このようなタイヤを作製するための成型装置を指す。本明細書中において用いられる３００’番台の参照符号は、本発明の実施形態によるフローティングモールド配列機構の特徴を指す。タイヤ１００は、トレッド１０２を含む。トレッド１０２は、スポーク１０６の外方範囲１０４へ取り付けられ、スポーク１０６は、内方範囲１１０において当該分野において公知の手段（例えば、成型スポーク）によりハブ１０８とトレッド１０２との間にハブまたはホイール１０８へ接続される。このような公知の手段（例えば、成型スポーク）は、ポリウレタンへの適切な接合のために作製される。外側環状バンド１０５がスポークの外方の範囲とトレッドとの間に配置され、内側環状バンド１０７がスポークの内方範囲に設けられて、両者が接続される。この内側環状バンド１０７を用いて、タイヤをハブまたはホイールへ取り付けることができる。
【０００４】
図示のタイヤ１００の場合、環状バンド１０５、１０７およびスポーク１０６を形成するには、ポリウレタン液体を回転モールド中に注入する。回転モールドにおいて、この液体を遠心分離によって拡散した後、硬化させる。スポーク１０６は対になってグループ分けされ、各対内の個々のスポーク１０６’および１０６”は相互に一貫して間隔を空けて配置され、各対は、タイヤの外周周囲の隣接する対から一貫して間隔を空けて配置されることも分かる。各対間の間隔と、各隣接する対間の間隔とは同じでなくてもよい。‘１９４特許中の要約および第２コラムの２８〜４１行に記載のように、スポーク１０６は、タイヤ１００をタイヤ１００の上部付近において（圧縮付加ではなく）張力付加により支持する。一方、（タイヤ１００のトレッド１０２が道路と接触する場所である）接触パッチの近隣のタイヤの下部にあるスポーク１０６は、容易に圧縮または座屈する。そのため、タイヤによる空気式タイヤの空気式支持機能のシミュレートが支援される。
【０００５】
環状バンド１０５および１０７は繊細かつ重要な機能（すなわち、トレッドとハブまたはホイールとの間の接合を生成すること）に起因して、また美観面に起因して、バンドの厚さを一定に保持することが望ましい。図２を参照して、下部モールド二等分部２３４上に設けられたモールドコア２３８”が図示される。モールドコア２３８”は、スポークおよび環状バンドの内面１０１を形成する。これらのモールドコアは、スポークそのものを形成する表面２３７上にドラフトされる。なぜならば、（後により詳しく説明するように）モールドの片側から来たモールドコアが同様に構成された、モールドの他方側から来たモールドコアと相互連接されて、ドラフトが存在する場合でもスポーク厚さを一定に保持できるからである。しかし、これらのモールドコアは、環状バンドの内面を形成する表面２３５上にはドラフトされない。外側環状バンド１０５の内面の場合、トレッドの内面は実質的に円筒形であるため、外側環状バンドの内面も円筒形にすることにより、環状バンドの厚さを維持し、タイヤの片側と他方側との間の外側環状バンドの美観的矛盾を回避することができる。内側の環状バンドについても、類似の状況が存在する。
【０００６】
モールドコアの深さは、１５０ｍｍ以上であり、典型的な場合よりも深い。そのため、表面にドラフトが含まれない場合、離型時においてスポークへの穿刺が発生し易い。そのような場合、スポークおよび環状バンドの歪みおよび／または望ましくない不均一な外観の原因となり得る。ラジアル方向においてモールド二等分部のミス配列が少しでもある場合、この問題はさらに悪化する。そのため、モールドの開口および離型の発生時においてモールド二等分部および関連するモールドコアの動きが平行移動であることを確認するために高レベルのモールド配列が存在する場合、この問題を支援することができる。モールドプラテンの接続およびその移動の誘導を行う従来のタイバーの利用により、これを促進することができる。しかし、成型プレスおよび関連付けられたプラテンは、垂直軸および水平軸の周囲において回転的に開口しかつモールドの開閉のために平行移動するように設計される。このような広い移動範囲があり、また、コンポーネントおよびその内部に設けられたタイヤへのアクセスのためにモールド内部への自由なアクセスが所望される場合、このようなタイバーの利用は非実際的になる。また、タイバーが無い場合、モールドプラテンおよびモールド二等分部のミス配列の原因となり得、その結果、離型時においてタイヤのスポークが歪み得る。
【０００７】
その結果、タイヤ損傷が頻発する。そのため、何らかの種類の配列機構を用いてドラフトされていない表面を備えたモールドコアを用いてこのようなタイヤを製造することが可能な装置を発見することが望ましい。このような装置をタイバーを用いずに設計すると、特に有用である。最後に、タイヤのラジアル方向におけるモールド二等分部の調節または移動を可能にする手段を設けると、特に有用である。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の特定の実施形態は、ラジアル方向を有するタイヤ成型のための装置を含む。この装置は、成型プレスおよびモールドを含む。成型プレスは、第１のプラテンおよび第２のプラテンを持ち得る。第１のプラテンおよび第２のプラテンは、プラテンへ取り付けられたモールドの開閉のために相互にその相対位置を変更するために、プレスと動作可能に関連付けられる。モールドは、成型プレスの第１のプラテンおよび第２のプラテンへそれぞれ取り付けられた第１の部位および第２の部位を持ち得る。装置は、フローティングモールド配列機構をさらに含み得る。フローティングモールド配列機構は、モールドの第１の部位、第１のプラテンおよび成型プレスへ動作可能に関連付けられる。機構は、モールドの第１の部位がラジアル方向において所定の量だけ自由に移動することを可能にする少なくとも１つのスライド部材を含む。
【０００９】
特定の場合において、モーターは、モールドの第２の部位を駆動することができ、モールドが閉鎖されると、モールドの第１の部位のキャップおよび外側リングがモールドの第２の部位へ接続され得る、その結果、モールドの第１の部位が回転する。
【００１０】
他の実施形態において、第１のモールド部位はモールド二等分部である。
【００１１】
場合によっては、モールドの第１の部位が第１のプラテンへ固定的に取り付けられ、プレスはフレームを有し、モールド配列機構は、フレームへスライド可能に取り付けられ、第１のプラテンへもスライド可能に取り付けられる。
【００１２】
特定の実施形態において、モールド配列機構は、第１のスライドおよび第２のスライドを含む。第１のスライドおよび第２のスライドは、第１のプラテン、第１のモールド部位および成型プレスと動作可能に関連付けられる。これらのスライドは、相互に直角移動するように配置される。
【００１３】
さらに他の実施形態において、モールド配列機構は、１つのスライドの移動を誘導する１組のニードル軸受と、その他のスライドの移動を誘導する別の１組のニードル軸受とをさらに含む。このような場合、第１のスライドおよび第２のスライドは、２つの横側部上にｖ字状の突起を備えて同様に構成され得る。モールド配列機構は、４つのｖ字状の案内溝をさらに含み得、複数組のニードル軸受が、スライドのｖ字状の突起と噛み合う案内溝の対向する側部上に設けられ、ｖ字状の案内溝のうち２つはスライドそれぞれと噛み合い、これにより、各スライドを誘導するための４組のニードル軸受が得られる。装置は、各スライドの移動を誘導するための各スライドのための２つのジブをさらに含み得る。ジブは、スライドのｖ字状の突起を保持するｖ字状の溝部を有する。
【００１４】
所定の量のラジアル移動は、少なくとも．５ｍｍであり得、１〜２．５ｍｍであり得る。
【００１５】
特定の用途において、成型プレスは垂直成型プレスであり得、第１のプラテンは上側プラテンであり得、第２のプラテンは下側プラテンであり得る。上側プラテンは、モールドの閉鎖時に注入スロットとして機能する開口部を含み得る。上側プラテンは、成型プレスへ枢動可能に接続され得、下側プラテンは、成型プレスへ平行移動可能に垂直方向に接続され得る。
【００１６】
他の用途において、装置は、自由遊び調節機構をさらに含み得る。自由遊び調節機構は、フローティングモールド配列機構の少なくとも１つの方向における移動を制限する。この自由遊び調節機構は、開口およびスタッドを有する取付部材を含み得る。スタッドは、ねじ端部およびフランジを持ち得る。ねじ端部のうちの１つを、スライド上に見受けられるねじ穴と噛み合うように構成することができる。スタッドは、スタッドがスライドに固定されて取付部材の開口を通過した後、フランジがスライドおよび取付部材に隣接する（すなわち、両者間に介在する）ように、さらに構成され得る。この機構は、ナットをさらに含み得る。このナットは、取付部材を過ぎて延びるスタッドのフリーねじ端部へ取り付けられる。
【００１７】
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は、添付図面に示すような以下の本発明の特定の実施形態のより詳細な説明から明らかとなる。図面中、類似の参照符号は、本発明の類似の部分を指す。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】スポークを有する非空気式タイヤの斜視図である。これらのスポークは、本発明の実施形態による装置を用いて成型することができる。
【図２】図１のタイヤのスポークを形成するモールド二等分部および関連付けられたコアの斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による成型装置の上面図である。
【図３Ａ】図３の成型装置を線３Ａ−３Ａに沿ってとった断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの成型装置のモールドおよび上部の拡大図である。
【図３Ｃ】図３Ｂからとられた拡大図であり、成型プレスの上側プラテンとモールドの上部の外側リングアセンブリとの間に見受けられる隙間をより明確に示す。
【図４】本発明の実施形態による、上部プラテンおよび成型プレスのアームに取り付けられたフローティングモールド配列機構の斜視図であり、上部モールド二等分部の一部を明瞭さのために省略している。
【図４Ａ】図４のモールド配列機構の線４Ａ−４Ａに沿ってとられた断面図であり、上部アセンブリのみを明瞭さのために図示しており、案内溝を露出させることにより、ジブとスライドとの間における案内溝の捕獲様態を示している。
【図４Ｂ】図４Ａのモールド配列機構の拡大断面図であり、モールド配列機構の下部アセンブリが図示されており、自由遊び調節器アセンブリの断面が図示されており、取付部材、フランジを備えた両ねじスタッドおよびナットを用いて機能する調節器アセンブリの機能様態を示す。
【図５】案内溝および針状ころ軸受が案内溝の対向する面上の凹部上に配置されている様子を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
ここで図３〜図３Ｃを参照して、本発明の一実施形態に従ってタイヤ１００の一部を成型するための装置２００を示す。図３および図３Ａ中に最良に具体的に示すように、本装置２００は、垂直成型プレス２０２を含む。垂直成型プレス２０２は、下側プラテン２０４、上側プラテン２０６、油圧シリンダ２０８、アーム２１０、歯車２１２およびフレーム２１４を含む。フレーム２１４は固定され、下側プラテン２０４は、平行移動可能に水平面内に固定されるが、垂直方向に自由に平行移動する。上側プラテン２０６は、ピン２１１を介して枢動可能にフレーム２１４へ接続される。上側プラテン２０６は、油圧シリンダ２０８により下側プラテン２０４と共に平行な配列で出入りする。双方のプラテンはまた、上述したように水平軸周囲に回転し得る。歯車２１２は、モーター（図示せず）によって給電される駆動ピニオン（図示せず）と噛み合う。モーター（図示せず）は、自身に固定された下側プラテン２０４およびモールド２１６を回転させて後述するようなスポーク１０６を形成することが適切な場合、歯車２１２と係合および係合解除し得る。
【００２０】
上側プラテン２０６は、平行移動可能にフレーム２１４へ接続され得、油圧以外の手段（例えば、空気式手段、機械的手段または当該分野において公知の他の手段）によって移動させることが可能であることが企図される。同様に、下側プラテン２０４の回転は、当該分野において公知の他の手段（例えば、下側プラテン２０４が取り付けられたシャフト２１８へ直接接続された電気モーター）によって達成することができる。下側プラテンの平行移動は、上側プラテン２０６の移動について上記した方法と同じ方法を用いて達成することができる。ころ軸受２２０も設けられる。ころ軸受２２０により、下側プラテン２０４の回転が誘導され、その回転と関連付けられた摩擦が最小化される。（図３〜図３Ｃに図示せず）フローティングモールド配列機構は、上部プラテンをモールドフレームのアームへと取り付けるが、この配列機構は、上側モールド二等分部２３６と上側モールドプラテン２０６との間に介在させてもよいことが企図される。この配列機構の詳細については、後でさらに説明する。
【００２１】
図３に示す上面図は、アーム２１０を有効に用いて必要な材料を最小限にしつつ、上側プラテン２０６をフレーム２１４へ取り付ける方法を示す。上側プラテン２０６は、概して肉薄の円筒形状を有する。この円筒形状は、中央部位２２２と、外側環状部位２２４とに分割される。成型プレス２０２のアーム２１０は、フレーム２１４から水平方向に延び、垂直方向に短距離だけ下方に延びて、上部プラテン２０６の中央部位２２２へ接続する。５つの細長形状の接続部材２２６は、円状アレイ状に配置されて、中央部位２２２から延び、外側環状部位２２４へ接続する。上部プラテン２０６の内側部位２２２および外側部位２２４は、両者と接続部材との間に見受けられる５つの開口部２２８と共に同軸に構成される。接続部材のうち１つは、注入スロット２３０の上方に設けられる。
【００２２】
上部プラテンの構造および成型プレスのフレームへの取付は他の方法でも達成可能であることが企図される。例えば、別個のアームを用いて、上部プラテンの内側部位および外側部位を成型プレスのフレームへ接続することができる。また、上側プラテンの上面に見受けられる開口部の代わりに、モールドプラテンの側面を通じて延びるかまたは各注入スロットの到達する位に十分離隔方向にモールドの側面を通じて延びる単一の開口を用いることができる。
【００２３】
ここで図３Ａおよび図３Ｂに示すようなモールド２１６の詳細を参照して、モールド２１６は、下側部位２３４および上側部位２３６を含むことが分かる。下側部位２３４および上側部位２３６はそれぞれ、コア２３８を有する。コア２３８は、相互連接して、コアがモールドの一側部から他方に交互にモールド外周周囲において延びる際にスポーク１０６を形成するキャビティを規定する。直径方向に対向するコアが、図の左側に図示されるコア２３８’と共に図示される。コア２３８’は、モールド２１６の上部２３６およびの図の右側のコア２３８”から延びる。コア２３８”は、モールド２１２の下部部位２３４から延びる。コア２３８は、若干曲線状の表面２４０上において切り離されるが、対向するモールド二等分部内に入れ子状に延びてもよいことが企図される。他の一般的なモールド特徴（例えば、穴）も、本発明において重要ではないため可能であるが、頻繁に用いられる。コアがモールド二等分部の固定延長部として図示されているが、そのうち１つが損傷した場合に容易に交換できるように別個のインサートとしてもよい。テーパーピン２３９の形態をしたモールド配列特徴が図２中に図示される。
【００２４】
上側プラテン２０６を下側プラテン２０４から離隔方向に上方に旋回することによりモールドを開口し、下側プラテンを中間位置に下方へ平行移動させた後、タイヤ１００のトレッド１０２が、モールド２１６の外周面に沿って設けられた環状溝部２４２内に設けられる。若干の干渉（明確には図示せず）が環状溝部２４２の下部の近隣においてトレッド１０２とコア２３８との間に設けられて、ロボットアームによってトレッドがモールド内に配置されると、トレッドがコア上へプレスされ得、その結果小さな圧入が局所的に発生して、成型プロセス時においてトレッド１０２が保持される傾向となる。クリアランス溝部２４４もコア２３８の外面に沿って設けられて、ポリウレタンの流れがトレッド１０２の内面に沿って可能となり、その結果、スポーク１０６のトレッド１０２への接合が促進され、上記したように外側環状バンド１０５が形成される。ほぼ同時にトレッド１０２がモールド２１６の下部部位２３４内に配置されると、ロボットアームまたは当該分野において公知の他の手段によってハブ１０８がモールド２１６の中央に見受けられるポケット２４６内に配置され、導入面２５０を有するスリーブ２４８によって所定位置に誘導される。
【００２５】
上側モールド部位２３６は、回転キャップアセンブリ２５２を含む。回転キャップアセンブリ２５２は、モールドプレス２０２に回転可能に取り付けられ、ころ軸受２５４によって誘導される。この場合に用いられるころ軸受２５４は、モデル番号４２６８７／４２６２０（販売元：ＳＩＭＰＬＹ  ＢＥＡＲＩＮＧＳ社（ＳＫＦ））である。もちろん、他の回転可能な取付が用途に応じて実行可能である（例えば、ジャーナル軸受または磁気軸受）（ただし、このアセンブリの自由な回転が可能である場合）。隙間２５１がプレス２０２とこのアセンブリ２５２との間に設けられて、アセンブリの回転時において発生する摩擦量が制限される。この回転キャップアセンブリ２５２は、シャフト２５６を含む。シャフト２５６は、軸受によって誘導され、下端部へ取り付けられたフランジ２５８を有する。少なくとも１つの（場合によっては４つの）ボルトおよび圧縮バネサブアセンブリ２６２により、キャップ２６０がフランジ２５８の下側に接続される。キャップ２６０は、下部縁上に配置された面取り部２６４を有し、これにより、成型プレスの上側プラテンが下側プラテンと平行な配列内へと下方に旋回すると、キャップ２６０がハブ１０８へと適切に配列され、下側プラテンは上方に上位置へと平行移動する。上位置において、モールドは閉鎖される。ここで、キャップ２６０の面取り部は、図３Ｂに示すように、ハブ１０８の最上部を通過して延び、内部へと延びる。
【００２６】
加えて、モールド２１６の上側部位２３６は、外側リングアセンブリ２３２を含む。外側リングアセンブリ２３２は、注入スロット２３０の外部に見受けられる大直径の旋回軸受２６６により、（モールド内に設けられたタイヤの座標軸に従った）モールドのラジアル方向Ｒにおいて、成型プレス２０２の上側プラテン２０６へ回転可能に取り付けられる。回転抵抗量、すなわち、摩擦を適切な量まで低減できる場合には、用途に応じて、旋回軸受の代わりに、他の回転可能な取付、例えば、ジャーナル軸受または磁気軸受も利用可能である。また、相互に摩擦係数スライドが低い材料の場合、材料（例えば青銅またはプラスチック）を用いて回転取付を得てもよい。この実施形態において、ＳＣＨＡＥＦＦＬＥＲ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ  ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧ-（ＩＮＡ）からモデル番号ＶＳＵ２００５４４として販売される旋回軸受が用いられる。
【００２７】
図３Ｃ中に最良に示すように、成型プレス２０２の上側プラテン２０６の大部分と外側リングアセンブリ２３２との間に見受けられる小さな隙間２７０が設けられ、これにより、外側リングアセンブリ２３２が旋回軸受２６６上において回転する際のクリアランスが得られる。しかし、この隙間２７０に起因して、モールド２１６からプレス２０２の上側プラテン２０６へと移動可能な熱量が大きく制限される。その結果、熱膨張係数が異なるアルミニウムおよびスチールによって構成された外側リングアセンブリ２３２の温度ドリフトが発生する。すなわち、外側リングアセンブリのうち一部が異なる量だけ成長し得る。そのため、モールドが低音状態にある時に締結されたボルトがモールドの加熱時においてポキリと折れる場合があるため、外側リングアセンブリのこれらの異なる部位を保持するための従来のボルト継ぎ手は非実際的である。
【００２８】
よって、ボルトの頭部とボルトの頭部が設けられるカウンターボアの下面との間に圧縮バネ２６８またはあるいは円板バネが設けられ、これにより、バネが熱膨張による影響を吸収し、ボルト折れを回避することができる。モールド２１６の下側部位２３４を下側プラテン２０４へ同様の理由のために取り付けるために、同様の技術が用いられる。
【００２９】
ここでも、外側リングアセンブリ２３２とモールド２１６の下部部位２３４との間の何らかの種類の接続により、モールド２１６の下部部位２３４の回転を外側リングアセンブリ２３２へ搬送することができることが望ましい。さもなければ、外側リングアセンブリ２３２のコアがモールド２１６の下側部位２３４のコア中へ崩壊し得かつ／またはスポークの厚さが不安定になる。この接続は、摩擦を通じてまたは構造相互ロック特徴、例えば、１つのモールド二等分部から対向するモールド二等分部内へと入れ子状に延びるコア、および／または、モールド配列特徴、例えば、（図２中に最良に示す）テーパーピン２９０を通じて達成することができる。外側リングアセンブリ２３２と、上側モールド二等分部のキャップアセンブリ２５２との回転可能な取付は相互に別個であるため、各アセンブリはその他のアセンブリから独立して自由に回転することができる点に留意されたい。
【００３０】
再度図３を参照して、モールド２１６が閉鎖され回転すると、ノズル（図示せず）が上部プラテン２０６の開口部２２８およびモールド２１６の注入スロット２３０の上方に配置されて、液体、例えばポリウレタン、がモールド２１６中に導入される。上記に引用した構造から分かるように、キャップ２６０および外側リングアセンブリ２３２の成型プレス２０２への回転可能かつ同心の取付と、キャップおよび外側リング間の注入スロット２３０として機能する狭い隙間とにより、これらのコンポーネントが回転し、液体、例えば、ポリウレタン、が拡散されて、タイヤのスポークが形成され、同様に回転する何らかの構造的特徴により、モールドの充填は干渉されない。その結果、ポリウレタンが無駄になることが回避される。なぜならば、ポリウレタンは、モールドへの進入から迂回するため、全スポークが一貫かつ均一にして形成されることが支援され、構造コンポーネントの回転に起因する乱流に起因してポリウレタン中に泡が導入され、モールド中へのポリウレタン流入が妨げられることも無い。
【００３１】
モールド２１６中のハブ１０８およびトレッド１０２へ接合されたスポークをタイヤ１００内に設けた後、下側プラテン２０４は、下部位置へと下方に平行移動され得る。この下部位置において、プレスの下側プラテンの下側の床部へ取り付けられたピン（図示せず）は、下側プラテン中の穴およびモールド２１６の下側部位２３４を通過し得、トレッド１０２の下部を押圧し得、その結果、タイヤが上昇し、モールドの下部から延びるコアから離型される。あるいは、射出装置を作動させることにより、タイヤをモールドから押し出し、下側プラテンは上記したトレッドがモールド内に配置された中間垂直位置を通過しない。このとき、上側プラテン２０６は経路を外れて回転し、その結果、ロボットアームがタイヤをピックアップするための十分な空間が得られる。所望であれば、スポークを別のタイヤへ付加するためのプロセスをここで開始することができる。
【００３２】
上記したように、この離型プロセスにおいて、不適切なモールド配列に起因してポリウレタン部位への損傷が発生し得る。そのため、本発明の発明者らは、新規かつ有用なフローティング配列機構３００を考案した。このフローティング配列機構３００は、上部モールド部位がモールド／タイヤのラジアル方向において浮遊することを可能にし、これにより、スポークおよび外側および内側環状リングのあらゆる歪みの回避が支援される。
【００３３】
ここで図４を参照して、本発明の一実施形態によるフローティングモールド配列機構３００の斜視図が明確に示され得る。フローティングモールド配列機構３００は、先に述べた成型装置と共に用いることができる。フローティングモールド配列機構３００は、２つのスライドアセンブリ３０２’および３０２”を含む。これら２つのスライドアセンブリ３０２’および３０２”は、相互に接続され、相互に直角な方向においてスライドすることができる。この実施形態において、下部アセンブリ３０２’は、上側プラテン２０６へスライド可能に取り付けられ、モールドプレスのフレームのアーム２１０が延びる方向に対して垂直な方向にスライドすることができる。下部アセンブリ３０２’の上部の近隣には、上部アセンブリ３０２”が設けられる。上部アセンブリ３０２”は、アーム２１０へスライド可能に取り付けられ、アームが延びる方向に平行な方向においてスライドすることができる。これらのアセンブリは異なる直角方向においてスライドすることができるため、上側プラテン２０６および上側モールド二等分部２３６全体が双方向に同時に移動することが可能になり、その結果、上側モールド二等分部がタイヤのラジアル方向に浮遊することが可能になり、必要な任意のラジアル方向における自然なフリー移動を可能にすることにより、モールドミス配列が全て有効に補償される。
【００３４】
双方のアセンブリは同様に構成され、２つの突出するｖ字状の部位３０６、２つのｖ字状のガイドまたはジブ３０８、ｖ字状の案内溝３１０および針状ころ軸受３１２と共にスライド３０４を含む。スライド３０４のｖ字状の部位３０６は、ジブ３０８上に設けられた溝部と、スライドのｖ字状の部位とジブの溝部との間にぴったりと設けられたｖ字状の案内溝３１０とかみ合うように相補的に構成される。案内溝とスライドとの間には、複数の針状ころ軸受３１２が捕獲される。これら複数の針状ころ軸受３１２は、図５中に最良に示すように、案内溝上に設けられた凹部３１４内に配置される。この実施形態において、ＳＫＦからモデル番号ＬＷＨＷ１５ｘ３５８として販売された針状ころ軸受が用いられる。複数組のころ軸受が各案内溝の上部および下部設けられる（すなわち、（図４Ａ中に最良に示すように）スライドの各側部上に２組の４組により、平行移動時に各スライドが誘導される）。下部アセンブリ３０２’のためのジブ３０８’は、上側プラテン２０６へボルト止めされ、ダウエルピンまたは当該分野において一般的に公知の他の手段によって上側プラテン２０６へ配列される。
【００３５】
下部アセンブリのスライド３０４’の上部へは、キャッププレート３１６が取り付けられる。キャッププレート３１６は、ボルトおよびダウエルピンまたは当該分野において一般的に公知の他の手段によってスライド３０４’の上部へ取り付けられる。上部アセンブリの一部である別のスライド３０４”が、キャッププレート３１６へボルト留めおよびダウエルピン留めされ、上記したように、下部アセンブリのスライドに対して垂直に配置されて、下部アセンブリのスライドに対して直角移動をする。そして、上部アセンブリのスライドは、スライド可能に成型プレスのアーム２１０へジブ３０８”を介して取り付けられる。ジブ３０８”は、上記したような様態でボルトおよびダウエルピンによってアームへ取り付けられる。下部アセンブリのスライド、キャッププレートおよび上部アセンブリのスライドを１組のボルトおよびダウエルピンを用いて共にボルトおよびダボ接合することができる。
【００３６】
想像可能なように、これらのスライド接合により、上側モールドプラテン、フローティングモールド配列機構およびモールドプレスの相互の関連付けが解除され得る場合があり、その結果、装置損傷に繋がり得る。また、これらの接合によって可能になる大幅な移動量および過剰な移動に起因して、モールドの一側部のコアがモールドの他方の側部と衝突する場合があり、その場合も損傷に繋がり得る。その結果、スライド移動を制限する自由遊び調節器または停止アセンブリ３１８が提供され、これにより、過度の移動に起因し得る装置損傷が回避される。図４Ｂ中に最良に示すように、このアセンブリは、取付部材３２０を開口３２２、例えば、組み立てを容易にするためのスロットと共に含む。取付部材３２０は、下部アセンブリと共に用いられる上側プラテン２０６へボルト留めされ得る。各端部上にねじが設けられたスタッド３２４と、フランジ３２６とをスライド３０４’の側部中にねじ留めすることができる。フランジは、スライドと、取付部材との間に配置される。スロットを通じて取付部材を過ぎて延びるスタッドの自由端部は、上部に締結されたナット３２８を持ち得、これらの部分全ては、隙間３３０が片側上のフランジおよび取付部材間と他方上のナットおよび取付部材間とに配置されるように、構成および配置され得る。
【００３７】
動作時において、フランジが部材に衝突してこの方向におけるさらなる移動が停止するまで、スライドが取付部材へ自由に移動する。スライドは、ナットが部材に衝突してこの方向におけるさらなる移動が停止するまで、取付部材から離隔方向に自由移動することもできる。フランジまたはナットの厚さを低減するかまたは隙間中にワッシャーを付加することにより、このような近位移動および離隔移動を調節することができる。この実施形態において、隙間は１．０〜１．５ｍｍの範囲であるため、任意の１方向における相対移動はほぼ同じである。
【００３８】
同様に構成されたシステムを上部アセンブリと共に用いた場合、取付部材が上側アセンブリのスライドの上へボルト留めされ、スタッドがモールドフレームのアームへ取り付けられる点に留意されたい。その結果、下部アセンブリの場合と同様の上部アセンブリの類似の移動が可能になる。この実施形態において、典型的なモールドミス配列を補償するためのフローティング配列機構によって可能となる任意のラジアル方向における移動量を少なくとも．５ｍｍにすると好適であるが、この移動量は、装置、例えば、モールドおよび成型プレス、の特性および設計ならびに所望のタイヤの製造に必要な引き込み深さに応じて変更することができる。さらに、本発明者らによる実験よれば、ポリウレタンスポーク上の歪量を５％以下に制限することが望ましい。本明細書中において企図されるほとんどのタイヤスポークの厚さは約１０ｍｍであるため、所望のラジアル遊びは．５ｍｍとなる。
【００３９】
より従来のものに近いころ軸受、転がり軸受およびスライド摩擦軸受を含む針状ころ軸受の代わりに他の種類の機構を用いることが可能であることが企図される。また、磁気的原理、流体力学原理および流体静力学原理に基づいて機能する機構も利用可能である。十分なラジアル移動が可能なものであれば、実質的に任意の機構を本発明と共に用いることが可能である。よって、ころ軸受を用いた機構についての特定の詳細は、本発明を制限するものとして解釈されるべきではない。例えば、本発明者らは、軸受に類似する機構により、コンポーネントが相互に浮遊し、相互に移動することを可能にすることを企図する（例えば、流体力学軸受、流体静力学軸受および磁気軸受が利用可能である）。詳細には、円形プレートの形状のスライド部材を転がり軸受上において自由に滑らせ、円状ポケット内に配置する。この円状ポケット内は、十分な量だけ過度に大きなサイズであるため、十所望なラジアル移動が可能となる。磁石を用いるかまたは薄い液体を加圧して摩擦を低減し、ラジアル方向における自由移動を可能とすることにより、類似のスライド部材が浮遊し得る。さらに、平行移動部材を可撓性材料、例えば、ゴム、ゲルまたは他の材料中に設けることにより、モールド／タイヤのラジアル方向における一定の自由遊びが可能となる。任意の実施形態において、機構が高負荷（例えば、数百ポンド）下においても自由に浮遊できることが必要である。
【００４０】
非空気式タイヤの一部であるスポークと共に形成されたトレッドについてのみ本明細書中において述べてきたが、スポークと共にガスを用いたタイヤ（ハイブリッドタイヤと呼ばれる場合が多い）をこのプロセスと共に用いて、タイヤへ付加される負荷を支持することができることが企図される。タイヤを剪断層と共に構成する必要も無いし、また、米国特許第７，２０１，１９４号中に記載のタイヤのような他の特性または特徴を持つ必要も無い。また、ポリウレタンの代わりに他の材料を用いることも可能である（例えば、タイヤへ付加される負荷を支持するだけの適切な耐久性および強靱性を有する任意の熱硬化性材料）。さらに、本明細書中において述べた実施形態においてはタイヤへのスポーク付加について主に述べたが、本発明は、タイヤの他の領域にも適用可能である。
【００４１】
完全なモールドと共に用いられるこのようなモールド配列機構を１つだけ図示および記載してきたが、タイヤの一部に固着し得る各コアと動作可能に関連付けられた複数の機構も利用可能であることが企図される。換言すれば、複数のモールド配列機構を複数のモールド部位のために用いることができる。スライド部材の直角平行移動を分離して１つのスライド部材がモールドの第１の二等分部と動作可能に関連付けられ、他方のスライド部材がモールドの第２の二等分部と動作可能に関連付けられることにより、フローティングモールド配列機構を達成することができることがさらに企図される。
【００４２】
本発明について特定の実施形態を参照しつつ述べてきたが、このような記載は例示的なものであり、制限的なものではないことが理解される。例えば、垂直成型プレスについて述べてきたが、重力を考慮して配列機構に付勢手段を設けた場合、水平成型プレスを用いることも可能であることが企図される。例えば、バネ手段を自由遊び調節器アセンブリ内に設けて、センタリングされた位置へ機構を付勢することができる。このバネ手段を垂直成型プレス用途において用いることにより、モールド閉鎖時におけるモールド破壊の回避を支援することもできる。同様に、モールドを円筒形状を有するものとして述べてきたが、モールドは他の形状、例えば、四角形または矩形立方体も持ち得る。また、本発明によりタイバーの排除が可能となるが、タイバーを有するプレスと共に用いることが可能であることが企図される。
【００４３】
一般的に、本発明の文脈を提供するために、モールドおよびプレスの詳細を含む成型装置の多数の詳細について本明細書中において述べたが、これらの詳細は本発明の実行において本質的なものではなく、フローティングモールド配列機構の利用に主に関連する本発明と組み合わせることが可能である。さらに、便宜上、この機構を垂直成型プレスの上部プラテンへ取り付けたが、プレスの構成または方向に関係無く、この機構をプレスの任意のプラテンと動作可能に関連付けることが可能であることが企図される。よって、フローティング機構を多数の位置、例えば、プラテンとモールドとの間またはプラテンとプレスフレームとの間に配置することが可能である。最後に、本明細書中に記載される実施形態のうち一部の異なる局面および特徴の代わりに他の実施形態の他の特徴を用いて、さらなる実施形態を得ることができる。さらに、本発明の範囲及び内容は、添付の特許請求の範囲のみによって規定されるべきである。
【図１】
2015512806.tif 000003
【図２】
2015512806.tif 000004
【図３】
2015512806.tif 000005
【図３Ａ】
2015512806.tif 000006
【図３Ｃ】
2015512806.tif 000007
【図４】
2015512806.tif 000008
【図４Ａ】
2015512806.tif 000009
【図４Ｂ】
2015512806.tif 000010
【図５】
2015512806.tif 000011
【図３Ｂ】
2015512806.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月22日(2014.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向を有するタイヤの一部を成型するための装置であって、前記装置は、成型プレスおよびモールドを含み、前記装置は、さらに、
第１のプラテンおよび第２のプラテンであって、前記プラテンは、前記プラテンへ取り付けられたモールドを開閉するように互いに対する位置を変更するように、前記プレスと動作可能に関連付けられる、第１のプラテンおよび第２のプラテンと、
前記成型プレスの前記第１のプラテンへ取り付けられた前記モールドの第１の部位と、前記成型プレスの前記第２のプラテンへ取り付けられた前記モールドの第２の部位と、
前記モールドの前記第１の部位、前記第１のプラテンおよび前記成型プレスと動作可能に関連付けられたフローティングモールド配列機構であって、前記機構は、前記モールドの開口時において別の構造部材からの干渉無く前記モールドの前記第１の部位が前記径方向において所定の量だけ自由に移動することを可能にする少なくとも１つのスライド部材を含む、フローティングモールドアライメント機構と、
を含む、装置。
【請求項２】
前記モールドの前記第１の部位はモールド二等分部である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記モールドの前記第１の部位は、前記第１のプラテンへ固定的に取り付けられ、前記プレスはフレームを有し、前記モールドアライメント機構は、スライド可能に前記フレームへ取り付けられ、またスライド可能に前記第１のプラテンへ取り付けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記モールドアライメント機構は、第１のスライドおよび第２のスライドを含み、前記第１のスライドおよび第２のスライドは、前記第１のプラテン、第１のモールド部位および成型プレスと動作可能に関連付けられ、前記スライドは、相互の直角移動のために配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記モールドアライメント機構は、１つのスライドの移動を誘導する１組のニードル軸受と、他方のスライドの移動を誘導する別の１組のニードル軸受とをさらに含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第１のスライドおよび第２のスライドは、同様に、２つの横側部上のｖ字状の突起を備えて構成され、前記モールドアライメント機構は、４つのｖ字状の案内溝を複数組のニードル軸受と共にさらに含み、前記複数組のニードル軸受は、前記スライドの前記ｖ字状の突起と噛み合う前記案内溝の対向する側部上に見受けられ、前記ｖ字状の案内溝のうちの２つが前記スライドそれぞれと噛み合って、各スライドを誘導する４組のニードル軸受が得られる、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
各スライドのための２つのジブをさらに含み、前記２つのジブは、各スライドの移動を誘導し、前記ジブは、前記スライドの前記ｖ字状の案内溝およびｖ字状の突起を保持するためのｖ字状の溝部を有する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記所定の量の径方向移動は少なくとも．５ｍｍである、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記所定の量の径方向移動は１．０ｍｍ〜２．５ｍｍである、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記成型プレスは垂直成型プレスであり、前記第１のプラテンは上側プラテンであり、前記第２のプラテンは下側プラテンであり、前記上側プラテンは、前記モールドの閉鎖時において注入スロットとして機能する開口部を含む、請求項３に記載の装置。
【請求項１１】
前記上側プラテンは、枢動可能に前記成型プレスへ接続され、前記下側プラテンは、平行移動可能に前記成型プレスへ垂直方向に接続される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記成型プレスは、前記フレームから延びるアームをさらに含み、前記上側プラテンは、中央部位および外側環状部位を含み、前記中央部位は前記アームへ接続され、前記装置は、前記外側環状部位を前記上側プラテンの前記中央部位へ接続させる接続部材をさらに含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
自由遊び調節機構をさらに含み、前記自由遊び調節機構により、前記フローティングモールドアライメント機構の少なくとも１つの方向における移動が制限される、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記自由遊び調節機構は、開口およびスタッドを有する取付部材を含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記スタッドは、ねじ端部およびフランジを有し、前記ねじ端部のうち１つは、スライドへ取り付けられるように構成され、前記スタッドは、前記スタッドがスライドへ固定されて前記取付部材の前記アパチャを通過した後に、前記フランジが前記スライドおよび取付部材に隣接して設けられるように構成され、前記自由遊び調節機構は、ナットをさらに含み、前記ナットは、前記取付部材を通過して延びる前記スタッドの前記フリーねじ端部へ取り付けられる、請求項１４に記載の装置。
【国際調査報告】
2015512806.tif 000013