(57)【要約】  本発明は、非空気入りタイヤ（１０）を成形するシステム（４０）および方法に関するものである。該システムは、下方裏当板（５０）と、該下方裏当板から延在する複数の下方突起（６４）と、下方突起を少なくとも部分的に覆う複数の下方スリーブ（６６）とを含む下方成形部（４２）を備える。該システムは更に、下方突起上に下方スリーブを保持させる、少なくとも一つの下方保持板（５２）を含む。該システムはまた、上方裏当板（５６）と、該上方裏当板から延在する複数の上方突起（７０）と、上方突起を少なくとも部分的に覆う複数の上方スリーブ（７２）と、 上方突起上に上方スリーブを保持させる、少なくとも一つの上方保持板（５８）を含む上方成形部（４４）を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非空気入りタイヤ（１０）を成形するシステム（４０）であって、
下方成形部（４２）と、
前記下方成形部と関連付けられている上方成形部（４４）とからなり、
前記下方成形部（４２）は、
下方裏当板（５０）と、
前記下方裏当板から延在し、前記タイヤの第１面（２８）における空洞（３２）のパターンに対応する第１所定パターンに配置されている複数の下方突起（６４）と、
前記下方突起の少なくとも一部を覆い、外面と、内面を備える内部凹所（６８）とを有し、前記内面は前記下方突起の外面とほぼ類似する形状をしており、前記外面は前記タイヤの前記第１面における前記空洞の外面に実質的に対応する、複数の下方スリーブ（６６）と、
前記下方裏当板に接近して位置し、前記下方突起上に前記下方スリーブを保持させる、少なくとも一つの下方保持板（５２）とを含み、
前記上方成形部（４４）は、
上方裏当板（５６）と、
前記上方裏当板から延在し、前記タイヤの第２面（３０）における空洞のパターンに対応する第２所定パターンに配置されている複数の上方突起（７０）と、
前記上方突起の少なくとも一部を覆い、外面と、内面を備える内部凹所（７４）とを有し、前記内面は前記上方突起の外面とほぼ類似する形状をしており、前記外面は前記タイヤの前記第２面における前記空洞の外面に実質的に対応する、複数の上方スリーブ（７２）と、
前記上方裏当板に接近して位置し、前記上方突起上に前記上方スリーブを保持させる、少なくとも一つの上方保持板（５８）とを含むことを特徴とする、システム。
【請求項２】
前記タイヤは、ウレタンを含有し、前記下方スリーブおよび前記上方スリーブの少なくとも一部はタイヤ形成後、前記ウレタンから分離するように構成されており、更に、前記下方スリーブおよび前記上方スリーブの少なくとも一部はシリコーン材を含有していることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記下方突起および前記上方突起の少なくとも一部がテーパ状であり、前記下方スリーブおよび前記上方スリーブの少なくとも一部がテーパ状であることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記少なくとも一つの下方保持板は、前記タイヤの前記第１面に対応する下方起伏（５４）を有しており、前記少なくとも一つの上方保持板は、前記タイヤの前記第２面に対応する上方起伏（６０）を有していることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記下方成形部および前記上方成形部は相互に関連付けられており、それによって前記タイヤに関連付けられているハブ（１２）は前記下方成形部および前記上方成形部の間に封止を形成することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記下方成形部および前記上方成形部に連結されている円形バリヤ（６２）更に備え、前記円形バリヤは、前記下方成形部および前記上方成形部の間に封止を形成することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記円形バリヤは、前記タイヤのトレッド部（２０）に対応する起伏を有していることを特徴とする、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
非空気入りタイヤを成形する成形アセンブリであって、
請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の、非空気入りタイヤを成形するシステムと、
前記下方成形部および前記上方成形部の間に位置するハブと、
前記下方成形部および前記上方成形部の間に位置する円形バリヤとからなり、
前記ハブと前記円形バリヤは、それぞれ、前記下方成形部および前記上方成形部の間に封止を形成することを特徴とする、成形アセンブリ。
【請求項９】
非空気入りタイヤ（１０）の成形方法であって、
下方裏当板（５０）と、前記下方裏当板から延在する複数の下方突起（６４）と、前記下方突起の少なくとも一部を覆う複数の下方スリーブ（６６）と、前記下方裏当板に接近して位置し、前記下方突起上に前記下方スリーブを保持させる、少なくとも一つの下方保持板（５２）とを含む下方成形部（４２）を用意するステップと、
上方裏当板（５６）と、上方成形部が前記下方成形部と関連付けられる際に、前記下方突起に向かって前記上方裏当板から延在する複数の上方突起（７０）と、前記上方突起の少なくとも一部を覆う複数の上方スリーブ（７２）と、前記上方裏当板に接近して位置し、前記上方突起上に前記上方スリーブを保持させる、少なくとも一つの上方保持板（５８）とを含む前記上方成形部（４４）を、前記下方成形部と関連付け、内部を有する成形アセンブリ（４６）を形成するステップと、
前記成形アセンブリの内部に成形材料を供給して、前記成形材料が前記複数の下方スリーブおよび前記複数の上方スリーブを実質的に取り囲むステップからなることを特徴とする、方法。
【請求項１０】
前記成形材料の少なくとも一部を硬化させるステップと、
前記上方成形部を前記下方成形部から分離することで前記上方スリーブを少なくとも一部が硬化した前記成形材料から分離させるステップとを更に含み、
円形バリヤ（１０２）を前記下方成形部に連結させるステップと、
成形材料を成形済みタイヤと前記円形バリヤの間に供給してトレッド部（２０）を形成するステップとをまた含むことを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は部品成形用システムおよび方法に関するものであり、より具体的には、非空気入りタイヤを成形するシステムおよび方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
成形により部品を形成する時、成形部品に相対的に小さいか、複雑な特徴を組み入れるのが望ましい場合がある。しかしながら、そのような特徴は金型内における成形材料の硬化に続いて行われる成形部品と金型の一部との分離が難しくなる結果を招きかねない。当該特徴が成形部品の内部深くまで延在していれば、或いは成形部品が特に大型のものであれば、分離は更に難しくなる。これらの場合、抜き角が相対的に大きくなるように金型を設計し、成形材料の硬化後に金型から成形部品を取り除く作業をより容易にする必要がある。しかしながら、大きい抜き角は成形部品の望ましい設計と合致しない恐れがある。
【０００３】
例えば、非空気入りタイヤは成形により形成することができる。しかしながら、非空気入りタイヤを成形すると、同じ寸法の空気入りタイヤより圧縮率が劣ってしまう可能性がある。圧縮率が落ちれば、非空気入りタイヤは望ましい用途に適合なものではなくなる。ただし、トレッドとハブの間に、タイヤにおいて軸方向に延在する空洞を作り上げることで、一部の非空気入りタイヤの圧縮率を増加することはできる。よって、トレッドとハブ間に空洞を持つタイヤ成形金型を用意するのが好ましい。しかしながらこれでは、金型と成形済みタイヤとの接触面が増えるため、タイヤが大型である場合や長さに比べて断面が相対的に小さい空洞の数が多い場合は特に、タイヤに対する空洞形成構造を有する金型から成形済みタイヤを取り除くのが難しくなってしまう。結果として、上述のタイヤを成形するのは容易ではない。
【０００４】
非空気入りタイヤを形成する金型および方法の例は、チャドウィックらの米国公開特許第２０１２／００３８２０６Ａ１（以下「２０６特許」）に開示されている。より具体的には、２０６特許は、流し込み成形工程で鋳造を行い非空気入りタイヤとホイールアセンブリを製造する方法を開示している。外面金型要素は事前に形成されたトレッドに受け止められる。外面金型要素は平板から延在し、タイヤ本体要素におけるスポーク位置に対応する支柱が組み込まれ、更には、ゴム製の金型ブロックを受け止める開口部を含んでなる。内面金型要素は、トレッドの上方で同心円状に受け止められ、更に、外面金型要素と対称関係になる支柱および開口部が組み込まれている。ゴム製の鋳造ブロックは、内面金型要素の開口部を介して挿入され、外面金型要素における対応の開口部に受け止められて、鋳造金型を完成する。外面・内面金型要素、並びにゴム製鋳造ブロックにおける支柱および開口部の寸法は、鋳造タイヤ本体要素におけるスポークの寸法に対応する。弾性材を充填チューブを介して導入し、ゴム製金型ブロック間の内部空間を完全に埋めた後、硬化させ、ゴム製金型ブロックと外面・内面金型要素とを取り除く。
【０００５】
２０６特許に開示されている金型および方法は、成形済みタイヤにスポークの組み入れを許容しているのみ係らず、様々な欠点が生じ得る可能性を抱えている。例えば、当該方法は、ゴム製金型ブロックを外面・内面金型要素に手動で挿入しなければならず、非常に複雑な上に効率性が劣ってしまう。更に、ゴム製金型ブロックを用いた場合、成形済みタイヤに、所望する特定の特徴を組み入れる機能が制限されてしまう恐れもある。
【０００６】
本明細書が開示するシステムおよび方法は、上述した生じ得る欠点を一つ以上緩和または克服するためのものである。
【発明の概要】
【０００７】
一様態において、本開示は、非空気入りタイヤを成形するシステムに関する。当該システムは、下方裏当板と、該下方裏当板から延在する複数の下方突起とを含む下方成形部を備える。下方突起は、タイヤの第１面における空洞のパターンに対応する第１所定パターンに配置されている。下方成形部は、他にも、下方突起を少なくとも部分的に覆う複数の下方スリーブを含む。下方スリーブは、外面と、内面を備える内部凹所とを有する。下方スリーブの内面は下方突起の外面とほぼ類似する形状をしており、下方スリーブの外面はタイヤの第１面における該空洞の外面に実質的に対応する。下方成形部は更に、下方裏当板に接近して位置し、下方突起上に下方スリーブを保持させる、少なくとも一つの下方保持板を含む。該システムは更に、下方成形部と関連付けられている上方成形部を備える。該上方成形部は、上方裏当板と、該上方裏当板から延在する複数の上方突起とを含む。上方突起は、タイヤの第２面における空洞のパターンに対応する第２所定パターンに配置されている。上方成形部は、他にも、上方突起を少なくとも部分的に覆う複数の上方スリーブを含む。植え方スリーブは、外面と、内面を備える内部凹所とを有する。上方スリーブの内面は上方突起の外面とほぼ類似する形状をしており、上方スリーブの外面はタイヤの第１面における該空洞の外面に実質的に対応する。上方成形部は更に、上方裏当板に接近して位置し、上方突起上に上方スリーブを保持させる、少なくとも一つの上方保持板を含む。
【０００８】
他の様態において、非空気入りタイヤを成形する成形アセンブリは、下方成形部を備える。該下方成形部は、下方裏当板と、該下方裏当板から延在する複数の下方突起とを含む。下方突起は、タイヤの第１面における空洞のパターンに対応する第１所定パターンに配置されている。下方成形部は、他にも、下方突起を少なくとも部分的に覆う複数の下方スリーブを含む。下方スリーブは、外面と、内面を備える内部凹所とを有する。下方スリーブの内面は下方突起の外面とほぼ類似する形状をしており、下方スリーブの外面はタイヤの第１面における該空洞の外面に実質的に対応する。成形アセンブリは、更に、下方裏当板に接近して位置し、下方突起上に下方スリーブを保持させる、少なくとも一つの下方保持板を含む。成形アセンブリは更に、下方成形部と関連付けられている上方成形部と、下方成形部および上方成形部の間に位置するハブとを備える。成形アセンブリはまた、下方成形部および上方成形部の間に位置する円形バリヤを備える。ハブと円形バリヤは、それぞれ、下方成形部および上方成形部の間を封止する。
【０００９】
更なる様態において、非空気入りタイヤの成形方法では、下方裏当板と、下方裏当板から延在する複数の下方突起とを含む下方成形部を用意する。該下方成形部はまた、下方突起の少なくとも一部を覆う複数の下方スリーブと、下方裏当板に接近して位置し、下方突起上に下方スリーブを保持させる、少なくとも一つの下方保持板とを含む。当該方法では更に、上方成形部を、該下方成形部と関連付け、内部を有する成形アセンブリを形成する。上方成形部は、上方裏当板と、上方成形部が下方成形部と関連付けられる際に、下方突起に向かって上方裏当板から延在する複数の上方突起とを含む。該上方成形部はまた、上方突起の少なくとも一部を覆う複数の上方スリーブと、上方裏当板に接近して位置し、上方突起上に上方スリーブを保持させる、少なくとも一つの上方保持板とを含む。当該方法ではまた、該成形アセンブリの内部に成形材料を供給して、該成形材料が複数の下方スリーブおよび複数の上方スリーブを実質的に取り囲む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】成形済みタイヤの例示的実施形態の斜視図。
【図２】成形済みタイヤの例示的実施形態の部分図。
【図３】非空気入りタイヤ成形システムの例示的実施形態の断面図。
【図４】図３が図示したシステムの一部の詳細図。
【図５】非空気入りタイヤ成形システムの例示的実施形態の一部を示す面面図。
【図６】成形アセンブリの例示的実施形態の一部を示す斜視図。
【図７】成形アセンブリの例示的実施形態の一部を示す斜視図。
【図８】成形アセンブリの例示的実施形態の一部を示す斜視図。
【図９】成形アセンブリの例示的実施形態の一部を示す部分斜視図。
【図１０】第１条件下で成形アセンブリの例示的実施形態の一部を示す斜視図。
【図１１】図１０に図示されたその他の条件下で成形アセンブリの例示の一部を示す斜視図。
【図１２】組合せた成形アセンブリの一部を概略的に図示する面面図。
【図１３】図１２に図示された部分が相互連結されている状態の斜視図。
【図１４】図１２および図１３に図示の成形アセンブリとそれに連結されている追加部分との斜視図。
【図１５】タイヤの形成、並びに成形アセンブリの部分の取り除きの後の、図１２〜１４に図示されている成形アセンブリの斜視図。
【図１６】タイヤのトレッド部を形成するために追加部分を連結した、図１０〜１５に図示されている成形アセンブリの斜視図。
【図１７】一部が取り除かれた、図１６に図示されている成形アセンブリの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１〜２は、ホイール１０の例示的実施形態を示す。ホイール１０は、地面走行用機械、例えば自動車、トラック、農業用車両、および／または建設車両（例えばホイールローダ、ブルドーザ、スキッドステアローダ、掘削機、地ならし機、公道用トラック、オフハイウェイトラック、および／または当業者に主知の車両）に用いられる。自己推進型機械の他にも、ホイール１０は他の機械からの推進や補助による地面走行用機械に採用することができる。
【００１２】
図１〜２に図示されているように、ホイール１０は、機械のパワートレインに連結されるハブ１２と、ハブ１２に連結されるタイヤ１４とを含む。タイヤ１４は、成形された非空気入りタイヤである。図１〜２に図示されているタイヤ１４は、ハブ１２に連結される内周バリヤ１６と、タイヤ１４と、該タイヤ１４が走行する地面との界面におけるタイヤの牽引力を向上させるトレッド部２０に連結されるか、或いはトレッド部２０を備える、外周バリヤ１８とを含んでなる。内周バリヤ１６と外周バリヤ１８の間に支持構造２２が延在している。支持構造２２は、内周バリヤ１６と外周バリヤ１８とを相互連結させる役割を果たす。ハブ１２および／または内周バリヤ１６は、ハブ１２と内周バリヤ１６との連結を促進できるように構成されている。
【００１３】
一部の実施形態のよると、支持構造２２、内周バリヤ１６、および／または外周バリヤ１８は、例えば成形により、単一片として一体化されている。しかしながら、支持構造２２、内周バリヤ１６、および／または外周バリヤ１８が個別的に形成され、接着剤および／または機械的手段（例えば締め具、および／または隣接部品上の捕捉部など）を介して連結されても良い。
【００１４】
内周バリヤ１６、外周バリヤ１８、トレッド部２０、支持構造２２を含むタイヤ１４は、機械と地面間の牽引力と緩衝作用を確保するために構成されても良い。例えば、支持構造２２が、負荷条件、部分負荷条件、および空条件下で機械を支持できるように構成して、負荷の程度に係らず、所望の牽引力および緩衝作用を確保する。
【００１５】
例えば、当該機械がホイールローダであり、バケットが空である場合、ホイール１０のうち一つ以上への負荷は約６０，０００ポンド〜約１６０，０００ポンド（例えば１２０，０００ポンド）に達する。それに反して、バケットみに材料が積み込まれている場合、ホイール１０のうち一つ以上への負荷は約２００，０００ポンド〜約４００，０００ポンド（例えば３５０，０００ポンドに達する。タイヤ１４はバケットが負荷状態、部分負荷状態、空状態のいずれであるかに係わらず、所望するレベルの牽引力と緩衝作用を引き出せるようになっている。より小型の機械に対しては、かかる負荷が低減する。例えば、スキッドステアローダの場合、ホイール１０のうち一つ以上への負荷は空状態の約１，０００ポンド〜負荷状態の約３，０００ポンド（例えば２，４００ポンド）の範囲となる。
【００１６】
タイヤ１４は、タイヤの期待用途に基づいて所望の性能特性に合う寸法を有する。例えば、タイヤ１４において、トレッド部２０における幅Ｗの範囲は０．１ｍ〜２ｍ（例えば１ｍ）、ハブ１２との連結に必要な内径ＩＤの範囲は０．５ｍ〜４ｍ（例えば２ｍ）、外径ＯＤの範囲は０．７５ｍ〜６ｍ（例えば４ｍ）となる。一部の実施形態において、タイヤ１４において内径と外径の比は０．２５：１〜０．７５：１、若しくは０．４：１〜０．６：１、例えば約０．５：１である。支持構造２２において、内周バリヤ１６における内面軸上幅Ｗｉの範囲は０．０５ｍ〜３ｍ（例えば０．８ｍ）、外周バリヤ１８における外面軸上幅Ｗｏの範囲は０．１ｍ〜２ｍ（例えば１ｍ）である。例えば、タイヤ１４は台形の断面を有しても良い（図２）。他の寸法を用いても良い。例えば、小型機械である場合、より小さい寸法を用いる方案が考えられる。
【００１７】
図１〜２に図示されているタイヤ１４の支持構造２２は、内周バリヤ１６と外周バリヤ１８の間で第１円周方向に延在している複数の第１リブ２４を含む。例えば、第１リブ２４の少なくとも一部は内周バリヤ１６および外周バリヤ１８に連結され、これらの間に延在している。支持構造２２は、内周バリヤ１６と外周バリヤ１８の間において、第１円周方向とは反対の第２円周方向に延在する複数の第２リブ２６を含む。例えば、一部の実施形態において、第２リブ２６の少なくとも一部は内周バリヤ１６および外周バリヤ１８に連結され、これらの間に延在している。一部の実施形態によると、第１リブ２４の少なくとも一部と第２リブ２６の一部は相互交差し、交差点にて共通の材料を共有する。例えば、第１リブ２４のうち少なくとも一本は、第２リブ２６のうち少なくとも二本、例えば第２リブ２６のうち少なくとも四本と交差する。
【００１８】
図１〜２に図示されている例示的実施形態において、第１リブ２４はそれぞれ、第１曲線状を持ち、軸方向に垂直な断面を有する。第１曲線状は、図１に図示されている曲率の単一方向を持つ曲線、或いは、第１リブ２４がバリヤ１６と外周バリヤ１８の間に延在するにつれ、一度変更した曲率の方向を持つ曲線であっても良い。同様に、第２リブ２６はそれぞれ、第２曲線状を持ち、タイヤ１４の軸方向に垂直な断面を有する。第２曲線状は、図１に図示されている曲率の単一方向を持つ曲線、或いは、第２リブ２６がバリヤ１６と外周バリヤ１８の間に延在するにつれ、一度変更した曲率の方向を持つ曲線であっても良い。一部の実施形態によると、第１リブ２４および／または第２リブ２６のそれぞれの中央線は、不連続性のない弧線を区画している。
【００１９】
図１〜２に図示されている支持構造２２は、タイヤ１４の第１軸上面２８および第２軸上面３０を区画する。一部の実施形態によると、第１リブ２４および第２リブ２６は、第１軸上面２８および第２軸上面３０の間に延在する複数の空洞３２を区画する。一部の実施形態によると、空洞３２の少なくとも一部は、それぞれ、実質的に中断されず第１軸上面２８から第２軸上面３０へ、例えば図２に図示されているように延在している。一部の実施形態おいて、空洞３２の少なくとも一部は、空洞３２のそれぞれが第１軸上面２８から第２軸上面３０へ延在するにつれ、面積および/または形状が実質的に均一性を維持する軸Ｘに垂直な断面を区画する。一部の実施形態によると、空洞３２の少なくとも一部は、第１軸上面２８および第２軸上面３０の間の点において部分的に、或いは完全に中断される。
【００２０】
図２に図示されているように、例えば、一部の実施形態は、タイヤ１４の第１軸上面２８および第２軸上面３０の間で変動する断面を有する。例えば、空洞３２の少なくとも一部は、第１部分３４が空洞３２の中間領域３６に向かって第１軸上面２８から延在するにつれ、低減する面積を持つ軸方向断面を区画する第１部分３４を含む（例えば、第１軸上面２８および第２軸上面３０の間で軸方向に等距離）。空洞３２の少なくとも一部は、第２部分３８が中間領域３６に向かって第２軸上面３０から延在するにつれ、低減する面積を持つ軸方向断面を区画する第２部分３８を含む。例えば、図２に図示されているように、第１部分３４および第２部分３８は、それぞれの断面が中間領域３６に向かってタイヤ１４の第１軸上面２８および第２軸上面３０から延在するにつれ低減する、テーパ状になる。一部の実施形態によると、第１部分３４および第２部分３８の断面の形状も変動しても良い。一部の実施形態によると、タイヤ１４の支持構造２２は、二つの金型半分を含む金型を介して形成されても良い。各金型半分は、互いに向かって延在し、第１および第２のテーパ部を設けるテーパ状の突起を有する。
【００２１】
一部の実施形態によると、タイヤ１４は、弾性的変形可能材料、例えばポリウレタン、天然ゴム、および／または合成ゴムなどからなる。例えば、内周バリヤ１６、外周バリヤ１８、トレッド部２０、および支持構造２２のうち一つ以上は、ポリウレタン、天然ゴム、および／または合成ゴム、若しくはこれらの組み合わせからなる。一部の実施形態によると、タイヤ１４の各部分は、それぞれ異なる材料からなっても良い。例えば、支持構造２２は第１材料からなり、トレッド部２０は第２材料からなる。一部の実施形態において、支持構造２２および／またはタイヤ１４の他の部分はトレッド部２０と別に形成され、トレッド部２０は、主知の方法、例えば機械的な締め具および／または接着剤により外周バリヤ１８と連結または結合していても良い。一部の実施形態によると、内周バリヤ１６、支持構造２２、外周バリヤ１８、およびトレッド部２０を、例えば成形により、単一片として共に形成しても良い。一部の実施形態によると、内周バリヤ１６、支持構造２２、外周バリヤ１８、およびトレッド部２０を単一片として形成して、支持構造２２および／または外周バリヤ１８は第１材料からなり、トレッド部２０は第１材料とは異なる第２材料からなる。その結果、トレッド部２０は支持構造２２および／または外周バリヤ１８とは異なる特性を示すようになる。例えば、トレッド部２０を形成する第２材料は、内周バリヤ１６、支持構造２２、および／または外周バリヤ１８を形成する第１材料に比べ、トレッド部２０がより強い耐摩耗性、摩耗抵抗性、硬度、靱性、および／または異なる外観（例えば色またはテクスチャ）を有するようにする。一部の実施形態によると、第１材料は、ポリウレタン、天然ゴム、合成ゴム、これらの組み合わせからなる群から選ばれた少なくとも一種の重合体を含む。一部の実施形態によると、第２材料は、ポリウレタン、天然ゴム、合成ゴム、これらの組み合わせからなる群から選ばれた少なくとも一種の重合体を含む。
【００２２】
図３〜４は、非空気入りタイヤ、例えば図１〜２に図示されているタイヤ１４の成形システム４０の例示的実施形態を示す。図３〜４に図示されている例示的実施形態において、システム４０は下方成形部４２と、下方成形部４２に取り付けられている上方成形部４４とを含み、成形済みタイヤ１４と関連付けられているハブ１２は、下方成形部４２および上方成形部４４の間に受け止められる。ここに記載されている場合を除いて、一部の実施形態によると、下方成形部４２および上方成形部４４は、主に、例えば鋼、ステンレス鋼、アルミニウムなどの金属材料からなる。該金属材料は、硬化や冷却中の成形材料に対する熱伝導率が優れている。図３〜４に図示されている例示的実施形態において、下方成形部４２、上方成形部４４、ハブ１２の組み合わせは、成形材料を受け止める封止された内部を有する成形アセンブリ４６を形成する。一部の実施形態によると、成形材料の受け止めに際して、ハブ１２はタイヤ１４に組み込まれるようになる。
【００２３】
図３〜４に図示されているように、下方成形部４２は下方裏当板５０を含む。一部の実施形態によると、下方裏当板５０は成形アセンブリ４６の環状下面を形成する一つ以上の区域からなる（例えば図９を参照）。成形アセンブリ４６は更に、下方裏当板５０と連結されている下方保持板５２を含む。下方保持板５２は、成形されるタイヤ１４の面面（例えば第１軸上面２８）に対応する下方起伏５４を設ける。同様に、上方成形部４４は上方裏当板５６を含む。一部の実施形態によると、上方裏当板５６は成形アセンブリ４６の環状上面を形成する一つ以上の区域からなる（例えば図１３を参照）。成形アセンブリ４６は更に、上方裏当板５６と連結されている上方保持板５８を含む。上方保持板５８は、成形されるタイヤ１４の面面（例えば第２軸上面３０）に対応する下方起伏６０を設ける。下方裏当板５０、下方保持板５２、上方裏当板５６、および／または上方保持板５８は、高熱伝導率を有する材料、例えばアルミニウムなど、成形アセンブリ４６の内部において成形材料の加熱および冷却を促進する材料からなる。
【００２４】
図３〜４に図示されているように、下方起伏５４および上方起伏６０は成形アセンブリ４６で成形されたタイヤ１４の断面がタイヤの半径と共に増加するように構成されても良い。例えば、タイヤ１４の断面は隣接のトレッド部２０において、隣接のハブ１２より広い。例えば、図２に図示されているように、断面は、実質的に台形状を有する（図２は断面の半分が台形状であることを図示している）。断面は、他の形状、例えば凸状、凹状、平行四辺形などの形状を有していても構わない。
【００２５】
図３〜４に図示されているように、成形アセンブリ４６は、下方裏当板５０および上方裏当板５６に連結される円形バリヤ６２を含む。円形バリヤ６２は、下方裏当板５０に対して実質的に垂直であり、成形中にタイヤ１４の外周面の一部に対応する。
【００２６】
図３〜４に図示されている例示的実施形態において、下方成形部４２は下方裏当板５０に連結されており、該板から上方成形部４４に向かって延在している複数の下方突起６４を更に含む。一部の実施形態によると、下方突起６４は下方裏当板５０から延在するにつれ、テーパ状となっていく。一部の実施形態によると、下方突起６４はテーパ状の棒であり、当該棒は、例えば、鋼やアルミニウムなどの金属材料からなっても良い。下方突起６４は機械的締め具および／または接着剤により下方裏当板５０に連結されても良い。一部の実施形態によると、下方突起６４は、直接、若しくは下方保持板５２を介して下方裏当板５０に連結されている。
【００２７】
図３〜４に図示されている例示的実施形態において、下方成形部４２は複数の下方スリーブ６６を更に含む。下方スリーブはそれぞれ、対応する下方突起６４を少なくとも部分的に（例えば完全に）覆う。下方スリーブ６６は、下方突起６４の外面と実質的に類似する形状の内面を持つ内部凹所６８を有する。例示的実施形態において、下方突起６４の外面はテーパ状であり、下方スリーブ６６の内部凹所６８もまたテーパ状である。一部の実施形態によると、内部凹所６８および下方突起６４は、下方スリーブ６６の外面より大きいテーパー状をしている（つまり、下方スリーブ６６の外面の辺は、互いに対してより平行に近い）。一部の実施形態によると、下方スリーブ６６の外面は下方裏当板５０から延在するにつれテーパ状になっていく。その結果、タイヤ１４に形成されている空洞３２は、例えば図２に図示されているようにテーパ状となり、よって軸上中間領域３６における断面がタイヤ１４の外面における断面より小さくなる。これにより、タイヤ１４を成形後に成形アセンブリ４６から取り除くのがより容易となり、および／またはタイヤに求められる機能特性を提供することができる。図３〜４に図示されているように、下方成形部４２の一部の実施形態は、ハブ１２を受け止めるように設計されている。例示的実施形態において、下方突起６４および下方スリーブ６６は、複数の同心円を描きながらハブ１２の周りを配置されている。
【００２８】
図３〜４に図示されているように、上方成形部４４は上方裏当板５６に連結されており、該板から下方成形部４２に向かって延在している複数の上方突起７０を更に含む。一部の実施形態によると、上方突起７０は上方裏当板５６から延在するにつれ、テーパ状となっていく。一部の実施形態によると、上方突起７０はテーパ状の棒であり、当該棒は、例えば、鋼やアルミニウムなどの金属材料からなっても良い。上方突起７０は機械的締め具および／または接着剤により上方裏当板５６に連結されても良い。一部の実施形態によると、上方突起７０は、直接、若しくは上方保持板５８を介して上方裏当板５６に連結されている。
【００２９】
図３〜４に図示されているように、上方成形部４４は複数の上方スリーブ７２を更に含む。上方スリーブはそれぞれ、対応する上方突起７０を少なくとも部分的に（例えば完全に）覆う。上方スリーブ７２は、上方突起７０の外面と実質的に類似する形状の内面を持つ内部凹所７４を有する。例示的実施形態において、上方突起７０の外面はテーパ状であり、上方スリーブ７２の内部凹所７４もまたテーパ状である。一部の実施形態によると、内部凹所７４および上方突起７０は、上方スリーブ７２の外面より大きいテーパー状をしている（つまり、上方スリーブ７２の外面の辺は、互いに対してより平行に近い）。一部の実施形態によると、上方スリーブ７２の外面は上方裏当板５６から延在するにつれテーパ状になっていく。その結果、タイヤ１４に形成されている空洞３２は、例えば図２に図示されているようにテーパ状となり、よって軸上中間領域３６における断面がタイヤ１４の外面における断面より小さくなる。これにより、タイヤ１４を成形後に成形アセンブリ４６から取り除くのがより容易となり、および／またはタイヤ１４に求められる機能特性を提供することができる。図３〜４に図示されているように、上方成形部４４の一部の実施形態は、ハブ１２を受け止めるように設計されている。例示的実施形態において、上方突起７０および上方スリーブ７２は、複数の同心円を描きながらハブ１２の周りを配置されている。
【００３０】
一部の実施形態によると、下方スリーブ６６および／または上方スリーブ７２は、成形材料の硬化後、タイヤ１４の成形材料から相対的に分離し易い耐熱材料からなる。例えば、下方スリーブ６６および／または上方スリーブ７２を形成する材料は、成形材料の硬化中にウレタンおよび／またはゴム成形材料の硬化温度より高い温度まで加熱可能な材料であっても良い。それにより、下方スリーブ６６および／または上方スリーブ７２は、所望の形状を大抵維持し、例えば、タイヤ１４における空洞３２が所望の形状を有するようになる。更に、下方スリーブ６６および／または上方スリーブ７２を形成する材料は、硬化済みのウレタンおよび／またはゴム成形材料から容易に分離できるため、下方成形部４２および成形済みタイヤ１４から上方成形部４４の分離を促進し、更には下方成形部４２から成形済みタイヤ１４の分離を促進できる材料であっても良い。例えば、下方スリーブ６６および／または上方スリーブ７２は、シリコーンまたは類似の材料を含む材料からなっても良い。
【００３１】
一部の実施形態によると、下方スリーブ６６および／または上方スリーブ７２は、タイヤ１４の成形済みウレタンから容易に分離できる含シリコーン材料（例えばシリコーン）を含む。例えば、上方成形部４４が下方成形部４２および成形済みタイヤ１４から分離される場合、上方スリーブ７２は、最初、成形済みウレタンに付着しているが、その後、上方成形部４４が成形済みタイヤ１４から引き離されるにつれわずかに伸びる。上方スリーブ７２の断面を低減させるシリコーンの最初の伸びの後、シリコーンの強度が成形済みウレタンに対するシリコーンの付着力を上回って、成形済みタイヤ１４から開放されるため、上方成形部４４は成形済みタイヤ１４および下方成形部４２から完全に分離される。同様に、成形済みタイヤ１４が下方成形部４２から分離される場合、下方スリーブ６６は最初、成形済みウレタンに付着しているが、その後、成形済みタイヤ１４が下方成形部４２から引き離されるにつれわずかに伸びる。最初の伸びとそれに応じる断面の低減があった後、シリコーンの強度が成形済みウレタンに対するシリコーンの付着力を上回って、成形済みタイヤ１４から開放されるため、成形済みタイヤ１４は下方成形部４２から完全に分離される。
【００３２】
一部の実施形態によると、対応する下方スリーブ６６および上方スリーブ７２の反対端は相互接触し、それによってタイヤ１４に形成されている空洞３２は、タイヤ１４の第１軸上面２８からタイヤ１４の第２軸上面３０へ、タイヤ１４を、例えば図２に図示されているように成形アセンブリ４６から取り除くときであっても、ほぼ中断されることなく延在する。
【００３３】
図３〜４に図示されている成形アセンブリ４６の例示的実施形態によると、空洞３２において、断面の寸法より軸長が大きいことになる。更に、例示的実施形態において、空洞３２のテーパの程度は相対的に小さく、よって抜き角も相対的に小さくなる。
【００３４】
図３〜５に図示されているように、下方スリーブ６６および上方スリーブ７２は、下方スリーブ６６および上方スリーブ７２それぞれの下方基部端８０および上方基部端８２において、下方フランジ部７６および上方フランジ部７８を有している。図５に図示されているように、下方スリーブ６６および上方スリーブ７２それぞれの下方フランジ部７６および上方フランジ部７８は、下方スリーブ６６および上方スリーブ７２の、下方裏当板５０および上方裏当板５６に対する連結を促進する。
【００３５】
一部の実施形態によると、下方スリーブ６６および／または上方スリーブ７２は、例えば、図６に図示されているように、複数の突起の上方に位置するスリーブ群として形成される。図示されているように、複数のスリーブ（下方と上方を問わず）は、スリーブ切片８４において群をなしている。例えば、下方スリーブ切片８４は、複数の下方スリーブ６６を連結させている下方基部端８０にて、下方フランジ部７６を含んでいる。同様に、一部の実施形態によると、成形アセンブリ４６は、下方スリーブ切片と少なくとも類似する、上方基部端８２にて上方フランジ部７８を含む上方スリーブ切片８６を備える。図６に図示されている例示的実施形態において、スリーブ切片８４は弧状であり、それによってタイヤ１４の面に形成されている空洞３２も、例えば図１に図示されているように、弧状のパターンに合わせて形成される。図６に図示されているスリーブ切片８４は、７つの下方スリーブ６６を有する。スリーブ切片の形状やスリーブ数は、異なっても構わない。
【００３６】
一部の実施形態によると、下方スリーブ６６および上方スリーブ７２は、それぞれ、下方保持板５２および上方保持板５８を介して下方裏当板５０および上方裏当板５６に連結される。例えば、図３〜５に図示されているように、下方保持板５２は、下方保持板５２と下方裏当板５０の間に下方フランジ部７６を閉じ込めて、下方スリーブ６６の下方フランジ部７６を下方裏当板５０に連結させるように構成されている。同様に、上方保持板５８は、上方保持板５８と上方裏当板５６の間に上方フランジ部７８を閉じ込めて、上方スリーブ７２の上方フランジ部７８を上方裏当板５６に連結させるように構成されている。下方保持板５２および上方保持板５８は、それぞれ、機械的締め具および／または接着剤を介して下方裏当板５０および上方裏当板５６に連結されても良い。
【００３７】
下方スリーブ６６および上方スリーブ７２をそれぞれ、下方保持板５２および上方保持板５８を介して下方成形部４２および上方成形部４４に上述の方式で連結することにより、下方スリーブ６６および上方スリーブ７２を補修できる。例えば、下方スリーブ６６および上方スリーブ７２のいずれかが損傷を受けたり摩耗した場合、そのスリーブに対応する保持板を取り除くことで当該スリーブを成形アセンブリ４６から取り除いても良い。その後、当該スリーブを修理または交換する。これによって、成形アセンブリ４６の耐用年数が長くなる。
【００３８】
一部の実施形態によると、下方保持板５２および上方保持板５８は、それぞれ、複数の下方保持板セクタおよび上方保持板セクタからなっても良い。例えば、図７〜８に図示されているように、下方保持板５２は、下方保持板５２を形成する複数の下方保持板セクタ８７を含む。例示的実施形態において、下方保持板セクタ８７は、それを介して下方突起６４および下方スリーブ６６を受け止めるように構成されている複数の開口部８８を含む。例示的実施形態において、下方突起６４は下方裏当板５０に直接連結されており、下方スリーブ６６はそれぞれの下方突起６４の頂部に当て嵌まっていて、下方保持板５２は下方突起６４および下方スリーブ６６の上方から当て嵌まっている。また、下方突起６４および下方スリーブ６６は、開口部８８を介して延在する。同様に、上方保持板５８は、上方突起７０および上方スリーブ７２を受け止める開口部を含む複数の上方保持板セクタからなっても良い。
【００３９】
一部の実施形態によると、下方保持板５２および上方保持板５８は、スリーブ切片のフランジ部を受け止めるように構成されている。例えば、図９は、下方保持板５２の裏面９０を図示している。図示されているように、下方スリーブ６６は開口部８８を通して下方保持板セクタ８７の内部に突出する。それによって、下方スリーブ切片８４の下方フランジ部７６は下方保持板５２の裏面９０と実質的に重なっている。一部の実施形態によると、下方保持板５２の裏面９０は、下方フランジ部７６を受け止めるように構成されている浅い凹所（図示せず）を含み、それによって下方フランジ部７６の裏面９２は下方保持板５２の裏面９０と実質的に重なっている。上方保持板５８も同じように形成されている。図９に図示されているように、下方スリーブ切片８４は下方突起６４を受け止める内部凹所６８を含む。
【００４０】
図１０〜１７は、成形システム４０の組み合わせて、成形アセンブリ４６に成形材料を注ぎ込んで成形済みタイヤを形成するための工程を図示している。図１０に図示されているように、下方成形部４２はプラットフォーム９４の上に位置する。プラットフォーム９４は使用中、例えば、成形材料の硬化のために成形アセンブリ４６をオーブンから出し入れするときに、成形アセンブリ４６の動きを促進するローラ９６（例えばホイール）を含んでも良い。図１０に図示されているように、下方成形部４２は、下方裏当板５０と、対応する下方スリーブ６６により覆われている複数の下方突起６４を含む。下方スリーブ６６は、例えば、図８に図示されているように、下方保持板５２を介して下方裏当板５０に連結されている。
【００４１】
図１１に図示されているように、ホイール１０のハブ１２は下方成形部４２の中心に置かれ、ハブ１２のフランジ９８は、図３〜４に図示されているように、下方保持板５２と共に封止を形成する。上方成形部４４は下方成形部４２と類似する構造を有しており、上方裏当板５６と、対応する上方スリーブ７２により覆われている複数の上方突起７０を含む。上方スリーブ７２は、例えば、図３〜４に図示されているように、上方保持板５８を介して上方裏当板５６に連結されている。図１２〜１３に図示されているように、上方成形部４４はハブ１２および下方成形部４２の上まで下がり、それによってハブ１２のフランジ９８と上方裏当板５６の間に、図３〜４に図示されているように、封止が形成される。一部の実施形態によると、下方成形部４２および上方成形部４４は、ガイドピンやそれぞれのガイドピン受止部のような構造を含み、上方成形部４４の下方成形部４２に対する適合な整列や放射状の陳列を補助しても良い。これによって、ハブ１２のフランジ９８と、下方裏当板５０および上方裏当板５６の間が確実に封止されるほか、下方突起６４および上方突起７０の端を適合に整列する。
【００４２】
図１４に図示されているように、円形バリヤ６２は成形アセンブリ４６に形成されるか、或いは成形アセンブリ４６の外縁の周りに位置しても良い。それによって、円形バリヤ６２の下縁および上縁が下方裏当板５０および上方裏当板５６と共に封止を形成し、その結果、図３〜４に図示されているように成形アセンブリ４６を取り囲むようになる。一部の実施形態によると、円形バリヤ６２は、上方成形部４４を下方成形部４２の上まで下げる前に、下方裏当板５０の上に位置付けられる。
【００４３】
図１４に図示されているように、上方裏当板５６は一つ以上の充填孔１００を含む。該孔を通して、成形材料は成形アセンブリ４６の内部に添加される。複数の充填孔１００を設ければ、成形材料の添加速度を上げることができ、それによって、成形材料を成形アセンブリ４６の内部に渡って均等に配分できるようになる。これは、成形材料が成形アセンブリ４６の内部に供給されるときに、成形材料における温度のバラツキや、成形材料の冷却におけるバラツキを回避させてくれる。図示されてはいないが、充填孔は、成形アセンブリ４６や成形材料の硬化または加熱の途中に、成形材料が成形アセンブリ４６から逃れることも防止できる。通気孔は、圧力とガスを脱出させるために設けられるものである。
【００４４】
成形材料が一度成形アセンブリ４６に供給されると、成形材料と接触する成形アセンブリ４６はオーブンの中へ移動し、成形材料は所望の耐久性を得られるように、必要な温度で硬化をなされる。その後、成形アセンブリ４６および成形材料は所望の温度まで冷却され、上方成形部４４および円形バリヤ６２は下方成形部４２から分離されて、結果、成形済みタイヤ１４が露出される。
【００４５】
一部の実施形態によると、円形バリヤ６２は、タイヤ１４の残りの部分を成形する間に、トレッド２０部を形成する内部起伏を設けている。一部の実施形態によると、円形バリヤ６２は、トレッド部２０を形成するように構成されておらず、トレッド部２０はタイヤ１４の残りの部分とは別途に成形されても良い。これによって、トレッド部２０に用いられる材料として、異なる性質を持つ材料を使用しても良くなった。例えば、トレッド部２０を形成する材料は、タイヤ１４の残りの部分を形成する材料に比べ、トレッド部２０により強い耐摩耗性、摩耗抵抗性、硬度、靱性、および／または異なる外観（例えば色またはテクスチャ）を与える。
【００４６】
例えば、図１６〜１７に図示されているように、上方成形部４４および円形バリヤ６２が下方成形部４２から取り除かれた後、円形バリヤ１０２が成形済タイヤ１４の周りに形成される。円形バリヤ１０２は、トレッド部２０を、タイヤ１４の支持構造２２の外周バリヤ１８の上に成形することも可能である。一部の実施形態によると、円形バリヤ１０２は、例えば図１６〜１７に図示されているように、端と端を接して相互連結されている複数の曲線バリヤ区域１０４を含む。バリヤ区域１０４は、外側シェル部１０６と、タイヤ１４のトレッドぶ２０上のトレッドパターンを形成する起伏層１０８とを含む。一部の実施形態によると、起伏層１０８は、成形後、トレッド部２０からのバリヤ区域１０４の分離を促進する材料からなる。例えば、起伏層１０８は、成形材料の硬化後、トレッド部２０の成形材料から相対的に容易に分離可能な耐熱材料からなる。例えば、起伏層１０８の材料は、硬化したウレタンおよび／またはゴム成形材料から容易に分離可能であり、よって成形済みのトレッド部２０から円形バリヤ１０２を容易に分離できるようにする材料である。例えば、起伏層１０８は、シリコーンまたは類似の材料を含む材料から形成されても良い。
【００４７】
円形バリヤ１０２が成形済みタイヤ１４の周りで組み合わせられた後、トレッド部２０を形成する成形材料を、円形バリヤ１０２と、タイヤ１４の支持構造２２の外周バリヤ１８との間にできている空間に供給しても良い。一部の実施形態によると、上方裏当板（図示せず）は、下方ハブ１２と、円形バリヤ１０２の上縁とを連結させ、トレッド部２０を形成する成形材料を受け止める封止空洞を形成する。成形材料の供給および硬化の後、上方裏当板（あれば）および円形バリヤ１０２は、トレッド部２０を含む成形済みタイヤ１４から分離される。その後、成形済みタイヤを下方成形部４２から分離することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本明細書に開示されている部品成形用のシステムおよび方法は、地面走行用機械のホイールに用いられる非空気入りタイヤの成形に使用されても良い。例えば、当該ホイールは、例えば自動車、トラック、農業用車両、および／または建設車両（例えばホイールローダ、ブルドーザ、スキッドステアローダ、掘削機、地ならし機、公道用トラック、オフハイウェイトラック、および／または当業者に主知の車両）に用いられる。自己推進型機械の他にも、ホイールは他の機械からの推進や補助による地面走行用機械に採用することができる。
【００４９】
本システムおよび方法の一部の実施形態によると、金型の内部で成形材料を硬化した後、成形部品から金型の一部を分離できるように促進する一方、成形部品に相対的に小さいか、複雑な特徴を組み入れるのが望ましい場合がある。一部の実施形態によると、本システムおよび方法を用いれば、成形部品が特に大型のものであっても、当該特徴が成形部品の内部深くまで延在させて形成することができる。その結果、抜き角が相対的に大きくなるように金型を設計し、成形材料の硬化後に金型から成形部品を取り除く作業をより容易にする必要がなくなる。これは、金型部分において突起およびスリーブを組み合わせればより促進することができ、よって、金型部分から成形部品をより容易に取り除けるようになる。
【００５０】
本システムおよび方法の一部の実施形態によると、トレッド部とハブの間のタイヤにおいて、軸方向に延在する空洞を形成することにより、所望の圧縮率を有する非空気入りタイヤを成形しながら、金型と成形済みタイヤの間の接触面積が増加した場合でも、タイヤから成形アセンブリを容易に分離できるようになる。一部の実施形態によると、本明細書に開示されているシステムおよび方法では、空洞の長さに配れて断面の寸法が相対的に小さい複数の空洞を形成することが可能である。更に、一部の実施形態によるスリーブが金型部分から取り除かれるため、繰り返す成形サイクル中にスリーブが損傷を受けたり摩耗しても、修理や交換を行うことができる。また、突起およびスリーブは下方成形部および上方成形部と連結されており、各成形作業中には成形アセンブリに挿入されたり、成形アセンブリから分離されることがないのである。その結果、成形済みタイヤが形成去れる度に、成形アセンブリに対して手動で挿入・除去作業を行う必要がない。おかげで、成形済みタイヤをより効率的に形成し、不適切に挿入された金型部分が招く不適合の特徴を低減することができる。
【００５１】
当業者は、本明細書に例示として提示されたシステムおよび方法に対して、様々な変更や改良を行えることを明確に理解する。当業者ならば、明細書の技術や例示的実施形態の実演を考慮すれば、他の実施形態に容易に思いつくはずである。明細書および実施例はただの例示に過ぎず、本発明の真の範疇は、次の請求項によって決まる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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