CN106457618A - 模具、轮胎硫化模具及模具的制造方法 - Google Patents

Abstract

为了提供一种能够与被加热物的部位对应地施加合适的热量的模具，根据本发明的用于向被加热物传递热的模具设置有被设置在模具内的中空部和用于改变中空部的热传递性能的热量调整剂，热量调整剂被收容在中空部内，热量调整剂由具有与模具的材质不同的材质的粉粒体构成。

Description

模具、轮胎硫化模具及模具的制造方法

技术领域

本发明涉及模具、特别是能够对被加热物的不同部位给予合适的热量的模具，本发明还涉及轮胎硫化模具及这些模具的制造方法。

背景技术

传统地，作为模具的一个示例的轮胎硫化模具包括侧模具和多个冠部模具，其中，侧模具用于包围作为被加热物的未硫化轮胎的两侧部，多个冠部模具用于包围未硫化轮胎的冠部。轮胎硫化模具通过将供给自外部的热传递给未硫化轮胎来执行未硫化轮胎的加热和硫化。另外，从各个模具给予未硫化轮胎的热量取决于作为用于模具的材料的金属的热传递率。因此，与轮胎的不同部位无关，给予未硫化轮胎的热量几乎相同。

图12的(a)是示出在使用如下轮胎硫化模具硫化的轮胎冠部的中央部附近和肩部附近的硫化度相对于时间变化的曲线：该轮胎硫化模具能够对未硫化轮胎的不同部位给予一样的热量。如图所示，由于厚度(gauge thickness)不同，所以具有较薄厚度的中央部附近的硫化度(硫化)比具有较厚厚度的肩部附近的硫化度上升得快。在具有较厚厚度的胎肩部附近的硫化度到达合适程度时，在中央部附近的硫化度趋向于超出合适程度并由此导致该处过硫化。因此，难以在中央部附近和肩部附近同时达到最优硫化度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4382673号公报

发明内容

发明要解决的问题

鉴于上述问题做出了本发明，本发明的目的是提供能够取决于被加热物的部位给予合适的热量的模具。

用于解决问题的方案

为解决上述问题，用于将热给予被加热物的模具被构造为具有：中空部，其设置于模具的内部；和热量调整剂，其收容在中空部内，用于改变中空部的热传递性能。热量调整剂由具有与模具的材质不同的材质的粉粒体制成。

应当注意，前述发明的概要并不必然列举本发明的全部必要技术特征。因此，应当理解，构成特征群的各个特征也在本发明的范围内。

附图说明

图1是示出硫化装置的示意性截面图。

图2是扇形件模具(sector mold)的整体立体图。

图3示出了扇形件模具的宽度方向上的截面图(图2的A-A截面)。

图4示出了根据其它实施方式(第二实施方式)的扇形件模具的宽度方向上的截面图。

图5示出了根据其它实施方式(第三实施方式)的扇形件模具的宽度方向上的截面图。

图6示出了根据第三实施方式的变形例的扇形件模具的宽度方向上的截面图。

图7示出了根据其它实施方式(第四实施方式)的扇形件模具的宽度方向上的截面图。

图8示出了根据其它实施方式(第五实施方式)的扇形件模具的宽度方向上的截面图。

图9示出了根据其它实施方式(第六实施方式)的扇形件模具的宽度方向上的截面图。

图10是示出胎面硫化装置的示意性截面图。

图11是示出积层造形装置(additive fabrication apparatus)的一个示例的示意图。

图12是示出硫化度的时间变化曲线的图。

具体实施方式

以下通过本发明的实施方式详细说明本发明，以下的实施方式并非意欲限制本发明的权利要求的范围而是为了示例说明本发明。这些实施方式中说明的所有特征及其组合均不是本发明必须的解决手段。

[第一实施方式]

图1是硫化装置1的示意性截面图。如图所示，硫化装置1包括侧模具2和侧模具3，其中，侧模具2使处于以转动中心轴线沿上下方向延伸的方式横置状态的、作为被加热物的未硫化轮胎(以下简称为“轮胎”)T的一个侧部S1成型并硫化，侧模具3被布置成与下侧模具2相对且使轮胎T的另一个侧部S2成型并硫化。另外，硫化装置1包括用于使轮胎T的冠部C1成型并硫化的、在侧模具2和3之间沿着冠部C1环状配置的多个扇形件模具4。

轮胎T例如为在未示出的轮胎成型鼓上成型的未硫化轮胎。轮胎T由如下未示出的组成构件构成：跨过在硫化装置1内沿上下方向彼此分开布置的一对胎圈部Tb、Tb环状延伸的胎体、在冠部C1中堆叠于胎体上的多个带束和胎面橡胶、以及布置于侧部S1、S2中的胎体的侧橡胶等。

侧模具2是在中央部开口的圆盘状的模具。在轮胎T载置到位的状态下，侧模具2在成型面2a与从胎圈部Tb、Tb中的一方附近朝向冠部C1延伸的侧部S1接触的状态下成型该侧部S1的表面。另外，侧模具2载置于具有加热室5a的基台5。加热室5a是以与侧模具2的外周相对的方式形成于基台5的环状的流路。如后面将要详细说明地，从未示出的热源供给装置将加热介质供给至加热室5a内。由加热介质产生的热经由侧模具2传递至侧部S1。侧模具2的开口部由胎圈环8a和夹持环12a封闭，其中，胎圈环8a使胎圈部Tb、Tb中的一方的周围成型，夹持环12a把持后述的气囊10。

侧模具3与侧模具2同样也是在中央部开口的圆盘状的模具。在轮胎T载置到位的状态下，侧模具3在成型面3a与从胎圈部Tb、Tb中的另一方附近朝向冠部C1延伸的侧部S2接触的状态下成型该侧部S2的表面。侧模具3载置于外环7的下表面下方，外环7随着中心柱6的升降动作而升降。外环7内部设置有加热室7a。加热室7a是以与侧模具3的外周相对的方式形成在外环7内的环状的流路。如加热室5a那样，从未示出的热源供给装置将加热介质供给至加热室7a内。由加热介质产生的热经由侧模具3传递至侧部S2。侧模具3的开口部由胎圈环8b和夹持环12b封闭，其中，胎圈环8b使胎圈部Tb、Tb中的另一方的周围成型，夹持环12b把持后述的气囊10。

多个扇形件模具4在彼此沿周向组合的状态下环状地包围轮胎T的冠部C1。扇形件模具4例如是沿着轮胎T的周向分割的8个部分。与冠部C1的表面接触的花纹成型面4a具有凹凸部，这些凹凸部用于在冠部C1的表面上成型预定的胎面花纹。随着花纹成型面4a与冠部C1的表面接触，在冠部C1上成型花纹成型面4a上所形成的凹凸的反转胎面花纹。

多个扇形件模具4由多个段9保持，该多个段9能够沿着布置于基台5的滑块机构沿径向扩径移动或缩径移动。段9的外周面9a形成为具有与外环7的臂部11的内周面11b的斜率相同的倾斜面。在硫化步骤开始时，中心柱6降低使得臂部11的内周面11b沿着段9的外周面9a滑动，由此使段9在径向上缩径移动。随着中心柱6到达下降极限位置，多个扇形件模具4以彼此间无间隙的状态包围轮胎T的冠部C1。在外环7的臂部11内形成有布置成与段9的外周面9a相对的环状的加热室11a。如其它的加热室5a和7a那样，从未示出的热源供给装置将加热介质供给至加热室11a内。由加热介质产生的热经由段9和扇形件模具4传递至冠部C1。

当在硫化步骤完成时从模具移除轮胎T时，中心柱6升起，从而解除外环7的臂部11对段9的拘束，使得段9在径向上扩径移动。

气囊10载置于由侧模具2和3以及多个扇形件模具4包围的轮胎T的内周面侧。气囊10是通过从硫化装置1的外部供给的流体可膨胀的伸缩体。随着气囊10膨胀，气囊10的外周面与轮胎T的内周面紧密接触，并且使轮胎T的外周面抵靠侧模具2、3和多个扇形件模具4。

如上所述，硫化装置1内的轮胎T由侧模具2和3、多个扇形件模具4以及气囊10以被加压的状态保持。此外，随着硫化的进行，轮胎T被供给至多个加热室5a、7a和11a中的加热介质逐渐加热。

供给至多个加热室5a、7a和11a中的是经由未示出的供给管来自于未示出的热源供给装置的诸如蒸汽或高温惰性气体等的加热介质。热源供给装置设置有用于调整待要供给至加热室5a、7a和11a的加热介质的温度和流量的控制部。该控制部通过对用于调整加热介质的温度的加热器和布置于供给管的流量调整阀进行控制来控制供给至多个加热室5a、7a和11a的加热介质的温度和流量等。

配置在基台5上的侧模具2和胎圈环8a被供给至加热室5a的加热介质逐渐加热。传递至侧模具2的热主要被传递至轮胎T的与侧模具2的成型面2a接触的侧部S1，由此加速侧部S1的硫化。另外，传递至胎圈环8a的热主要传递至轮胎T的胎圈部Tb、Tb中的与胎圈环8a接触的一方，由此加速胎圈部Tb的硫化。配置于外环7的下表面下方的侧模具3和胎圈环8b被供给至加热室7a的加热介质逐渐加热。传递至侧模具3的热主要被传递至轮胎T的与侧模具3的成型面3a接触的侧部S2，由此加速侧部S2的硫化。另外，传递至胎圈环8b的热主要传递至轮胎T的胎圈部Tb、Tb中的与胎圈环8b接触的另一方，由此加速胎圈部Tb的硫化。

与外环7的臂部11的内周面接触的段9和保持为与段9的内周面接触的扇形件模具4被供给至加热室11a的加热介质逐渐加热。传递至扇形件模具4的热主要被传递至轮胎T的与扇形件模具4的花纹成型面4a接触的冠部C1，由此加速冠部C1的硫化。根据本实施方式的扇形件模具4被构造成：在从硫化步骤的开始至结束的过程中，在给予冠部C1的中央区域CCe的热量和给予冠部C1中的肩部区域CSh1和CSh2的热量之间产生差别。在该结构中，对中央区域CCe和肩部区域CSh1、CSh2分别给予了合适的热量。以下，参照图2和图3，对扇形件模具4的结构给予详细说明。应当注意，中央区域CCe和肩部区域CSh1、CSh2的范围对应于轮胎T的冠部C1的轮廓形状而变化。在这里，将中央区域CCe至少限定为轮胎T的冠部C1的跨过宽度方向中心(轮胎中心TC)的区域，将肩部区域CSh1和CSh2限定为除了中央区域CCe外的其余区域。

图2是示出多个扇形件模具4中的一个扇形件模具4的示意性立体图。图3是扇形件模具4的宽度方向上的截面图(A-A截面)。应当注意，以下使用的“宽度方向”、“周向”和“径向”是指如图1所示的硫化装置1中载置的轮胎T的方向。

如图2所示，扇形件模具4具有与轮胎T的冠部C1的外周面接触的花纹成型面4a和与段9的内周面9b接触的外周面4b。花纹成型面4a和外周面4b以对应于轮胎T的冠部C1的外周面的曲率的预定曲率沿着周向连续弯曲。连接花纹成型面4a和外周面4b的在周向上的端面42a和42b分别与周向上相邻的扇形件模具4的端面42a和42b抵接。另外，连接花纹成型面4a和外周面4b的在轴向上的端面43a和43b分别经由形成于侧模具2和3的外周面的台阶部21和31抵接于侧模具2和3的外周面。

形成于花纹成型面4a的是诸如多个主槽成型凸部43和多个横槽成型凸部44等的花纹成型凸部。多个主槽成型凸部43在花纹成型面4a上沿周向连续延伸并且与主槽成型凸部43之间的轮胎中心TC等间隔地形成。多个横槽成型凸部44在花纹成型面4a上沿周向等间隔地配置并且从主槽成型凸部43侧分别朝向端面43a侧和端面43b侧弧状地延伸。随着轮胎T的冠部C1的外周面压抵具有主槽成型凸部43和横槽成型凸部44的花纹成型面4a，该外周面将形成具有采用花纹成型面4a上形成的上述凸部反转的形状的陆部和槽的胎面花纹。然而，应当注意，图示的花纹成型面4a的形状仅为示例。能够通过改变主槽成型凸部43和横槽成型凸部44的数量、形状和尺寸以及诸如是否存在用于形成刀槽的刀片等的各要素来在冠部C1的外周面上成型各种胎面花纹。尽管将在后面详细讨论，但是能够使用例如铁、铝、不锈钢或这些金属的合金通过一般的金属铸造法或后述的积层造形法成型具有上述结构特征的扇形件模具4。

如图2和图3所示，在扇形件模具4的内部设置了预定形状的中空部50。中空部50是在扇形件模具4的内部、换言之在花纹成型面4a和外周面4b之间沿周向连续延伸的大致矩形形状截面的空洞。中空部50的宽度方向尺寸L1可选地根据例如花纹成型面4a的宽度方向形状设定。例如，图2和图3中所示的扇形件模具4具有如下花纹成型面4a，该花纹成型面4a具有：用于使作为轮胎T的冠部C1的一部分的中央区域CCe花纹成型的中央部花纹成型区域Rc；用于使也作为轮胎T的冠部C1的一部分的肩部区域CSh1和CSh2分别花纹成型的肩部花纹成型区域RSh1和RSh2；以及用于使轮胎T的胎肩加强部花纹成型的胎肩加强部花纹成型区域Rb1和Rb2。中空部50的宽度方向尺寸L1被设为对应于中央部花纹成型区域Rc的宽度方向尺寸的长度。根据本实施方式，在扇形件模具4的内部设置的中空部50在位置和范围方面对应于用于使作为冠部C1的一部分的中央区域CCe花纹成型的中央部花纹成型区域Rc。

注意，中空部50的周向尺寸可以是比周向上的端面42a和42b之间的尺寸短的尺寸。另一方面，例如，从当多个相邻的扇形件模具4彼此组装时使不存在中空部50的位置处的间隔最小化的观点出发，期望端面42a和42b与中空部50的周向上的两终端部之间的尺寸L2(厚度)被设为1mm至10mm。

此外，在本示例中，中空部50设置于模具内并且比花纹成型面4a靠径向外侧的位置。根据该配置，中空部50的位置更靠近向扇形件模具4给予热的热源，由此能够比中空部50的位置在设置于花纹成型面4a的主槽成型凸部43内时更有效地控制热传递效率。

中空部50布置在扇形件模具4内对应于中央部花纹成型区域Rc的位置处。结果从加热室11a传递至扇形件模具4的外周面4b侧的热被中空部50中的气体(空气)阻挡(隔热)，并且通过如箭头所示地绕着中空部50而到达中央部花纹成型区域Rc。换言之，在从硫化开始起的预定时间内给予中央区域CCe的热量被控制成小于不存在中空部50的位置处给予肩部区域CSh1和CSh2的热量。相应地，能够防止具有较薄厚度的中央区域CCe过硫化，并且能够在硫化已经进行到肩部区域CSh1、CSh2具有合适的硫化度时确保中央区域CCe和肩部区域CSh1、CSh2双方均具有合适的硫化度。

图12的(b)是示出在使用配备有如前述实施方式中的具有中空部50的扇形件模具4的硫化装置1进行硫化时中央区域CCe和肩部区域CSh1、CSh2中的硫化度相对于时间变化的曲线。从与图12的(a)的对比清楚地得知，根据本实施方式的扇形件模具4使给予具有较薄厚度的中央区域CCe的热量被控制成小于给予具有较厚厚度的肩部区域CSh1和CSh2的热量。结果，能够确定：在从硫化开始经过预定时间后(例如，经过30分钟后)，中央区域CCe中的硫化度以及肩部区域CSh1和CSh2中的硫化度双方均处于合适的硫化度范围内。

[第二实施方式]

图4是根据其它实施方式(第二实施方式)的扇形件模具4的宽度方向上的截面图。与第一实施方式中的扇形件模具4相比，本实施方式中的扇形件模具4的区别之处在于在中空部50内收容热量调整剂60。在前述实施方式中为如下配置：通过利用中空部50内的空气阻隔来自加热室11a的热，使得给予中央区域CCe以及肩部区域CSh1和CSh2的热量彼此不同。这样，必须根据待硫化的轮胎T的中央区域CCe以及肩部区域CSh1和CSh2之间的厚度差设定合适的热量差。然而，根据本实施方式的扇形件模具4被配置成通过收容在中空部50内的热量调整剂60控制中空部50内的热传递性能。

在本实施情形中，待在中空部50内收容的热量调整剂60可以是任何材料，只要其至少与扇形件模具4的材料不同即可。可以广泛地用例如铁、铝、不锈钢、铜、银等的金属粉末、金属颗粒和金属片以及为这些金属的混合物的粉粒体作为热量调整剂60的材料。而且，粉粒体可以是任意粒径、尺寸、体积、表面形状和粗糙度，只要其能够被收容在中空部50内即可。另外，可以采用树脂的粉粒体，还可以使用诸如水或油等的液体或者它们的混合物。而且，当使用树脂时，可以广泛地使用橡胶、聚乙烯、聚丙烯、ABS等的树脂粉末、树脂颗粒和树脂片以及为这些树脂的混合物的粉粒体。下面将说明如何将热量调整剂60收容在中空部50内的方法。

由任何上述的粉粒体构成的热量调整剂60可以被收容在中空部50内。在这样的配置中，能够通过调整构成粉粒体的粉末、颗粒或片的尺寸、密度、混合比例、收容量等来控制中空部50内的热传递性能。合适的热量能够被赋予被加热物的不同部位。因此，在本示例中，能够如愿调整给予中央区域CCe的热量。因此，能够如愿调整给予中央区域CCe和肩部区域CSh1、CSh2的热量差。另外，尽管将在后面作详细说明，但是，在中空部50内收容粉粒体的配置使得就能够再利用曾经被收容在中空部50内的热量调整剂60。

[第三实施方式]

图5是根据其它实施方式的扇形件模具4的宽度方向上的截面图。与第二实施方式中的扇形件模具4相比，本实施方式中的扇形件模具4的区别之处在于在收容热量调整剂60的中空部50内形成有热传递辅助部70。如图所示，热传递辅助部70由在限定了中空部50的形状的径向内侧面51和径向外侧面52之间延伸的多个柱状体70a构成。该多个柱状体70a由与扇形件模具4相同的金属或具有不同热传递性能的金属形成。而且，该多个柱状体70a例如是在中空部50内沿着宽度方向和周向等间隔配置的。

利用以此方式布置的热传递辅助部70，热能够借助于中空部50内的热传递辅助部70容易地到达中央部花纹成型区域Rc。因此，通过适当地设定热传递辅助部70对中空部50的体积比或适当地设定热传递辅助部70的热传递率，能够控制中空部50内的热传递性能。优选地，热传递辅助部70的体积被设为在中空部50的体积的5％至50％的范围。该范围的设定不仅能够确保足够的用于收容热量调整剂60的收容容积，还能够有助于确保对收容有热量调整剂60的中空部50内的热传递性能的变化的影响力。

即，热传递辅助部70的体积太大会倾向于过分增加中空部50的热传递性能对热传递辅助部70的体积的依赖性。结果，变得难以通过在中空部50内收容热量调整剂60来控制热传递性能。因此，将热传递辅助部70的体积设定在上述范围能够给通过调整热量调整剂60来控制热传递性能留下充足的余地。而且，利用设置在中空部50内的热传递辅助部70，能够改善模具的机械强度、即本示例中的中央部花纹成型区域Rc的耐久性。注意，在这里可以是如下配置：在中空部50内仅设置热传递辅助部70，而在中空部50内不收容热量调整剂60。

而且，在上述示例中，热传递辅助部70由在径向内侧面51和径向外侧面52之间直线延伸的多个柱状体70a构成。然而，具体的构造不限于此。例如，可以使多个柱状体70a倾斜来形成桁架结构(truss structure)。或者，可以在中空部50内构造蜂巢结构，而不使用柱状体70a。

图6是根据第三实施方式的变形例的扇形件模具4的宽度方向上的截面图。该变形例与上述实施方式的区别之处在于热传递辅助部70可插拔地插入中空部50中。如图6所示，本实施方式中的热传递辅助部70由能够从外周面4b侧旋入热传递辅助部70的螺栓75构成。形成于螺栓75的顶端部的螺纹部75a旋入形成于限定了中空部50的径向内侧面51的螺纹孔53中，并且螺栓75在径向内侧面51和径向外侧面52之间直线延伸。因此，热传递辅助部70能够从外侧可插拔并且能够增加或减少热传递辅助部70的数量使得能够通过调整中空部50内热传递辅助部70所占的比例来有效地控制中空部内的热传递性能。注意，在图示的示例中，螺栓75从外周面4b侧旋入。然而，也可以是如下配置：在径向外侧面52中设置有预定的螺纹孔，并且螺栓75从花纹成型面4a侧旋入。或者，也可以是螺栓75从两侧旋入的配置。

[第四实施方式]

图7是根据其它实施方式的扇形件模具4的宽度方向上的截面图。与前述多个实施方式中的扇形件模具4相比，本实施方式中的扇形件模具4的区别之处在于：在分别对应于肩部花纹成型区域RSh1和RSh2的位置彼此独立地布置了多个中空部50A和50B，并且在各中空部50A和50B中收容由金属的粉粒体制成的、热传递率比扇形件模具4的金属的热传递率高的热量调整剂60。多个中空部50A和50B以彼此之间不连通的方式独立地布置在内部。在这里，多个中空部被彼此独立地布置的状态意味着中空部彼此不连通的状态。在该配置中，对应于肩部花纹成型区域RSh1和RSh2的中空部50A和50B的热传递性能能够提高到高于没有中空部的中央部花纹成型区域Rc的热传递性能。因此，能够使得给予具有比中央区域CCe厚的厚度的肩部花纹成型区域RSh1和RSh2的热量大于给予中央区域CCe的热量。结果，在硫化步骤完成时，能够在中央区域CCe以及肩部区域CSh1和CSh2双方中实现合适的硫化度。

[第五实施方式]

图8是根据其它实施方式(第五实施方式)的扇形件模具4的局部放大图。与前述多个实施方式中的扇形件模具4相比，本实施方式中的扇形件模具4的区别之处在于：形成有与中空部50连通的热量调整剂给排通路55。热量调整剂给排通路55是从扇形件模具4的外周面4b延伸至限定了中空部50的形状的径向外侧面52的管路。注意，热量调整剂给排通路55的数量、位置和管路直径不受限制。例如，在管路直径被选择为使得构成热量调整剂60的粉粒体能够通过的状态下，可以沿着中空部50的宽度方向或周向形成多个热量调整剂给排通路55。然后能够使热量调整剂60的给排作业迅速化。

在使用扇形件模具4的(轮胎T的硫化)过程中，通过从扇形件模具4的外周面4b插入或旋入扇形件模具4的密封体55a密封热量调整剂给排通路55。作为由与扇形件模具4相同的金属制成的销的密封体55a防止了中空部50内收容的热量调整剂60排出到外部。另一方面，在使用扇形件模具4之后从外侧拔出密封体55a。然后中空部50经由热量调整剂给排通路55与扇形件模具4的外部连通，由此使得能够排出和回收已经被收容在中空部50内的热量调整剂60。以此方式，设置了允许形成在扇形件模具4内部的中空部50与扇形件模具4的外部连通的热量调整剂给排通路55。结果，能够如期望地那样给排热量调整剂60。并且能够根据轮胎T的厚度控制中空部50内的热传递性能。另外，热量调整剂60的再利用有助于促进资源节省和成本降低。应当注意，对于根据第四实施方式的具有多个中空部50A和50B的扇形件模具4，通过设置对应于中空部50A和50B的多个热量调整剂给排通路55能够获得与上述相同的效果。

[第六实施方式]

图9是设置有如第四实施方式中说明的中空部50A、50B和第五实施方式中说明的热量调整剂给排通路55的扇形件模具4的宽度方向上的截面图。在本示例中，例如形成为铝的粉粒体的块体(lump)的生成物60A被收容为各中空部50A和50B内的热量调整剂60。注意，本示例中的扇形件模具4例如由铁制成。

随着生成物60A被收容在中空部50A和50B内，在各中空部50A和50B内收容有铝的粉粒体，并且热量调整剂给排通路55均被密封体55a密封。然后将扇形件模具4放入未示出的加热炉中并进行加热。当扇形件模具4内的温度到达铝的熔点时，收容在中空部50A和50B内的粉粒体将熔融而液化。然后从加热炉取出扇形件模具4，并将扇形件模具4冷却至中空部50A和50B内的液态铝固化。以此方式，通过使铝的粉粒体熔融并在中空部50A和50B内固化，使得形成为铝的粉粒体的块体的生成物60A被收容在各中空部50A和50B内。另外，为了将收容在中空部50A和50B内的铝的生成物60A排出至扇形件模具4的外部，将扇形件模具4再次放入加热炉内以使生成物60A熔融并液化。然后，液化的铝经过热量调整剂给排通路55排出到外部。因此，与收容粉粒体的情况相比，将作为熔融然后固化的粉粒体的生成物60A用作热量调整剂60可以改善中空部50A和50B内的热传递性能。然而，应当注意，在上述示例中，铝的粉粒体熔融然后固化。可替换地，可以是如下配置：两种或更多种的粉粒体被熔融并固化成在将用作为被收容在中空部50A和50B内的热量调整剂60的生成物60A。另外，在上述示例中，粉粒体在中空部50A和50B内被熔融并固化。但是粉粒体可以通过预先在外部熔融而液化，然后液态体可以通过热量调整剂给排通路55注入中空部50A和50B，以在中空部50A和50B内固化。通过使用该注入方法，能够在中空部50A和50B内收容与各中空部50A和50B的容积具有相同体积的生成物60A。

[第七实施方式]

以下，将说明如下示例：将上述构造适用于作为模具的一个示例的胎面成型模具。图10的(a)是胎面硫化装置100的示意性截面图。如图所示，胎面硫化装置100包括：非胎面表面模具103，其由胎面成型模具中的一方构成；非胎面表面侧板104；非胎面表面基台105；胎面表面模具106，其由胎面成型模具中的另一方构成；胎面表面侧板107；胎面表面基台108；和升降机构109。非胎面表面模具103例如为由铁制成的矩形模具。非胎面表面模具103将来自布置在其上方的作为热源的非胎面表面侧板104的热传递给作为被加热物的未硫化胎面(以下，简称为“胎面”)T2。非胎面表面模具103以面对胎面T2的非胎面表面2A侧的表面形成为成型面103A。成型面103A为与胎面T2的非胎面表面2A接触的平坦面。胎面T2的与成型面103A接触的非胎面表面2A通过成型面103A被成型为沿宽度方向和长度方向两个方向的平坦面。

非胎面表面侧板104固定于非胎面表面模具103的上表面。在非胎面表面侧板104内形成有对应于胎面T2的宽度方向并且沿着胎面T2的长度方向延伸的加热室104A。从未示出的热源供给装置向加热室104A供给加热介质。由加热介质产生的热借助于非胎面表面模具103传递至胎面T2。非胎面表面基台105固定于非胎面表面侧板104的上表面。通过以立设的方式安装于胎面表面基台108的宽度方向两端部的胎面表面升降机构109能够升降地保持非胎面基台105。

胎面表面模具106与固定在上方的非胎面表面模具103相对布置并且与非胎面表面模具103成对。胎面表面模具106与非胎面表面模具103同样也是由铁制成的矩形模具。胎面表面模具106将来自布置在其下方的作为热源的胎面表面侧板107的热传递给胎面T2。胎面表面模具106以面对胎面T2的胎面表面2B侧的表面形成为在硫化过程中执行其功能的成型面106A。在本示例中，成型面106A具有在其宽度方向上连续形成的凹凸部。当成型面106A和非胎面表面模具103的成型面103A通过后述的加压动作彼此紧密接触时，布置在成型空间B内的胎面T2被推抵于成型面106A。在胎面T2压抵于成型面106A的情况下，胎面T2的胎面表面2B将具有沿宽度方向和长度方向连续形成的胎面花纹，该胎面花纹具有多个陆部区域Q1至Q5和在多个陆部区域Q1至Q5之间的槽部区域S1至S4，这些陆部区域和槽部区域是成型面106A的凹凸部的反转。

在胎面表面侧板107内形成有对应于胎面T2的宽度方向并且沿着胎面T2的长度方向延伸的加热室107A。从未示出的热源供给装置向加热室107A供给加热介质。由加热介质产生的热借助于胎面表面模具106传递至胎面T2。胎面表面侧板107配置在胎面表面基台108上。胎面表面基台108被升降机构109能够升降地保持。升降机构109具有例如以液压方式沿上下方向伸缩的一对杆109a。当该杆109a伸缩时，进行非胎面表面模具103和胎面表面模具106的施压动作或释放动作。如上所述，由于在通过非胎面表面模具103和胎面表面模具106形成的成型空间B内被加压加热，所以加速了胎面T2的硫化。另外，在根据本实施方式的胎面表面模具106内布置了多个中空部50A至50E。

图10的(b)是非胎面表面模具103和胎面表面模具106的放大截面图。如图所示，胎面表面模具106中布置有位置和范围对应于胎面T2的胎面表面2B上形成的多个陆部Q1至Q5的位置和范围的多个中空部50A至50E。另外，在各中空部50A至50E中均高密度地收容了具有比铁的热传递率高的传递率的、由铝的粉粒体构成的热量调整剂60。在该配置中，给予具有比槽部区域S1至S4厚的厚度的陆部区域Q1至Q5的热量能够提高到比给予槽部区域S1至S4的热量高。因此，在硫化步骤完成时，无论厚度差如何，能够在陆部区域Q1至Q5和槽部区域S1至S4中均实现合适的硫化度。注意，在本例中，设置了位置和范围对应于多个陆部区域Q1至Q5的位置和范围的多个中空部50A至50E。然而，配置也可以是以位置和范围对应于多个槽部区域S1至S4的位置和范围地布置多个中空部50A至50E。在各中空部中可以收容由不同于胎面表面模具106的金属材料的、诸如铝和铁的组合等的多种金属类型的粉粒体构成的热量调整剂60，由此控制待要给予比陆部区域Q1至Q5的厚度薄的槽部区域S1至S4的热量。尽管没有给出详细说明，但是应当注意，通过胎面硫化装置100硫化的胎面T2与去掉了胎面部的基胎一体化。

[制造方法]

现在将说明扇形件模具4的主要制造方法，使用根据上述第二实施方式的扇形件模具4作为示例。如已经提到的，使用一般的金属铸造法或积层造形法制造扇形件模具4。特别在积层造形法中，用于扇形件模具4的包括三维CAD数据等的主数据被转换成多个片层数据(积层数据)。然后，将由转换后的片层数据表示的、对应于扇形件模具4的各部分的形状的层逐层堆叠。并形成和制造由主数据表示的扇形件模具4的整个形状。

另外，可以采用一些优选的方法作为制造扇形件模具4的积层造形法。在一种这样的方法中，在接收了多个片层数据的成型机中，随着金属粉粒体被喷射的同时在激光束的照射下熔融结合在一起，与由各片层数据表示的形状对应的层连续地进行造形。在另一种方法中，在接收了多组片层数据的成型机中，随着预先放置在腔室中的金属粉粒体被激光照射并由此熔融结合在一起，与由各片层数据表示的形状对应的层进行造形。

图11是示出积层造形装置80的示意图。积层造形装置80包括：控制装置82，其接收片层数据并且控制基于片层数据的各机构；扫描台85，其布置于台移动装置83并且能够沿X轴方向、Y轴方向、Z轴方向移动；喷嘴机构87，其在沿铺设于扫描台85的基材85a的方向喷射金属的粉粒体的同时照射激光L；腔室89，其将粉粒体持续地供给至喷嘴机构87；和激光输出装置90，其将激光L输出至喷嘴机构87。注意，在本示例中，喷嘴机构87喷射作为金属的粉粒体的一个示例的铁粉。

扫描台85布置于台移动装置83。台移动装置83包括：升降部83a，其使扫描台85沿Z轴方向(上下方向)升降；滑块机构83b，其布置于与升降部83a的升降动作连动升降的支撑板；移动板84，其能够通过滑块机构83b在X轴方向(左右方向)上移动；和滑块机构84a，其布置于移动板84。滑块机构84a以能够与X轴方向的Y轴方向(前后方向)正交地滑动的方式支撑扫描台85。升降部83a和滑块机构83b、84a各自设置有诸如马达等的驱动源，这些驱动源根据从控制装置82输出的驱动信号产生动作。在根据片层数据反复控制这些驱动源的情况下，将对应地层连续地堆叠成由片层数据表示的形状。注意在本示例中，扇形件模具4的堆叠方向被设为从径向外侧朝向内侧的方向。然而，堆叠方向也可以设为扇形件模具4的周向或宽度方向。一旦通过利用扫描台85沿X轴方向和Y轴方向反复扫描形成对应于第一片层数据的层，就使扫描台85在Z轴方向上下降。然后，通过利用扫描台85沿X轴方向和Y轴方向反复扫描再形成对应于正上方一层的片层数据的层。注意在本示例中，积层造形装置80使扫描台85与喷嘴机构87内部相关地沿X轴方向、Y轴方向、Z轴方向移动。然而，配置还可以是使喷嘴机构87与扫描台85相关地移动，或者两者分别移动。

作为沿Z轴方向延伸的圆筒体的喷嘴机构87具有照射口87a，激光L从照射口87a照向基材85a。通过位于控制装置82内的激光输出装置90产生从照射口87a照射的激光L。控制装置82基于各片层数据控制激光输出装置90，由此控制来自于激光输出装置90的激光L的输出的有无、输出时刻、输出时长等。通过光路调整镜91调整从激光输出装置90输出的激光L的光路。被光路调整镜91反射的激光L在经过了布置于喷嘴机构87的顶端的照射口87a的大致中心之后照射至基材85a。

围绕喷嘴机构87的照射口87a布置了用于将腔室89中收容的铁粉朝向基材85a喷射的喷射口87b。从腔室89持续地供给待从喷射口87b喷射的铁粉，腔室89借助于未示出的供给管与喷射口87b连通。到达喷射口87b的铁粉以如下方式喷向基材85a：铁粉与从未示出的气体喷射口喷射出的保护气体一起和激光L汇聚，该气体喷射口紧邻着喷射口87b形成于喷射口87b之前。注意，保护气体的喷射也由控制装置82控制。

通过从照射口87a照射的高输出激光L，使朝向基材85a喷射的铁粉熔融结合在一起。由此，在通过喷嘴机构87同时完成激光L的照射和铁粉的喷射的同时，利用扫描台85根据片层数据沿X轴方向和Y轴方向执行扫描，形成了由片层数据表示的形状。

接下来，说明利用积层造形装置80形成扇形件模具4内的中空部50的示例。图11所示的放大图是示出如下状态的图：在基于最下层用的片层数据D1形成第一层完了之后，基于片层数据D2进行待要堆叠在第一层上的第二层的造形。如图所示，第二层用的片层数据D2包括由点划线表示的区域P1，其对应于沿扇形件模具4的宽度方向延伸的中空部50的一部分的形状。同样地，用于上层的片层数据D3、D4和D5分别包括对应于中空部50的一部分的形状的区域P2至P4。

从图示的状态，控制装置82使扫描台85沿从X1到X2的方向扫描。当喷嘴机构87的顶端部(激光L)到达区域P1的宽度方向上的一端部K1时，控制装置82使扫描台85停止朝向X2方向的扫描。在停止扫描之后，操作者用由铁粉以外的粉粒体构成的期望的热量调整剂60置换腔室89内的铁粉。在用热量调整剂60置换之后，控制装置82使扫描台85沿台的X2方向继续扫描。另外，此时，控制装置82控制激光输出装置90停止输出激光L。另一方面，控制装置82使得仅喷射保护气体，并且进行用于在已经形成的第一层上喷射热量调整剂60的控制。

由于激光L的输出停止，所以喷射至第一层上的热量调整剂60不被熔融而保持其形状。另外，激光L的输出停止的状态持续直到喷嘴机构87的顶端部随着扫描台85沿X2方向的扫描而到达区域P1的宽度方向上的另一端部为止。在喷嘴机构87的顶端部到达区域P1的宽度方向上的另一端部的状态下，控制装置82再次使扫描台85停止沿X2方向的扫描。在停止扫描后，操作者用铁粉置换腔室89中的热量调整剂60。在用铁粉进行置换之后，控制装置82使铁粉被喷射到第一层上并且同时继续进行激光L的照射。随着铁粉喷射和激光L照射的重新开始，继续进行片层数据D2中包括的区域P1以及在宽度方向上的一端部K1侧的已经形成的部分以外的部分的造形。在此之后，通过铁粉和热量调整剂60的置换以及随着在X轴方向上的扫描反复停止和继续激光L的输出，使片层数据D2中包括的区域P1形成为中空部50的一部分。然后将上述控制重复用于上层所用的片层数据D3、D4、D5…。最终，在扇形件模具4内形成具有由三维CAD数据表示的形状的中空部50。同时，能够将由不同于形成扇形件模具4的金属的材料构成的热量调整剂60收容在中空部50内。注意，通过预先设定热量调整剂60的喷射量，能够如期望地调整收容在中空部50内的热量调整剂60的量和密度。

另外，在上述示例中，说明了用由铁粉以外的粉粒体构成的热量调整剂60置换该铁粉的情况。然而，如果用铁粉作为热量调整剂60，则也可以是如下配置：仅停止激光L的输出，不停止通过扫描台85的扫描，由此使铁粉残留。另外，还可以是如下配置：通过周期性地或随机性地在区域P1、P2、P3内照射激光L，使构成热量调整剂60的粉粒体的一部分被熔融从而改变其大小或密度。

至此，已经说明了根据第二实施方式的扇形件模具4的制造方法的示例。在制造根据第一实施方式的扇形件模具4时，通过在喷嘴机构87的顶端部到达各区域P1、P2、P3…时不仅停止激光L的照射还停止热量调整剂60的喷射，能够获得在中空部50中未收容热量调整剂60的扇形件模具4。

另外，在制造根据第三实施方式的扇形件模具4时，在喷嘴机构87的顶端部到达由片层数据规定的区域P1、P2、P3…内的热传递辅助部70的一部分(在上述示例中为柱状体70a的一部分)的位置时，通过喷射铁粉或具有与铁不同的热传递率的金属的粉粒体并且同时照射激光L，可以形成柱状体70a的一部分。

另外，通过使用用于如下扇形件模具4的三维CAD数据能够容易地完成根据第四实施方式的扇形件模具4的制造：该扇形件模具4在对应于肩部花纹成型区域RSh1和RSh2的位置处设置有中空部50A和50B。注意，中空部50A和50B的形成以及热量调整剂60的收容方法能够以与根据第二实施方式的扇形件模具4相同的方式进行。

另外，在制造根据第五实施方式的扇形件模具4时，在喷嘴机构87的顶端部到达对应于热量调整剂给排通路55的一部分的区域时，通过停止激光L的照射以及热量调整剂60的喷射两者，能够形成连通中空部50和扇形件模具4的外部的热量调整剂给排通路55。然后，通过热量调整剂给排通路55能够容易地将热量调整剂60导入中空部50内。对于根据第六实施方式的扇形件模具4，在收容了热量调整剂60之后，可以追加在加热炉中放入扇形件模具4的步骤，以使热量调整剂60熔融并接着固化，从而收容了生成物60A。另外，通过使用用于如下的胎面表面模具106的主数据能够容易地完成根据第七实施方式的扇形件模具4的制造：该胎面表面模具106在对应于胎面T2的陆部区域Q1至Q5的位置具有中空部50A至50E。注意，中空部50A至50E的造形以及热量调整剂60的收容方法能够以与根据第二实施方式等的扇形件模具4相同的方式进行。

以上，参照多个实施方式说明了本发明。然而，本发明不限于上述的实施方式，还可以包括各实施方式的特征的各种组合。例如，上述实施方式中说明的配置包括：作为用于加热作为被加热物的轮胎T的冠部C1的轮胎硫化模具的扇形件模具4；和在用于加热胎面T2的胎面表面模具106中的中空部50(50A、50B、50C、50D、50E)的形成以及中空部50中的热量调整剂60的收容。然而，这些配置可以适用于分别用于加热如图1所示的轮胎T的侧部S1和S2的下侧模具2和上侧模具3。另外，当然这些配置也可以适用于加热胎圈部Tb、Tb的胎圈环8a、8b。

通过适用这些配置，能够在轮胎T和胎面T2的不同部位中对应于其厚度或橡胶类型给予用于合适硫化度的必要且足够的热量。因此，在硫化步骤完成时，能够通过防止轮胎的一些部位中的过硫化获得满足设计时预想的性能的轮胎。此外，用于收容上述热量调整剂的中空部的配置能够适用于用于加热热硬化性树脂的模具。在用于由热硬化性树脂制成的被加热物的模具中，通过根据热硬化性树脂的厚度和类型调整中空部的有无、中空部的位置、中空部的大小以及热量调整剂的类型，能够向热硬化性树脂物的不同部位给予合适的热量。

附图标记说明

1硫化装置；2下侧模具；3上侧模具；4扇形件模具；10气囊；50(50A-50E)中空部；55热量调整剂给排通路；60热量调整剂；70热传递辅助部；80积层造形装置；85扫描台；87喷嘴机构；100胎面硫化装置；103非胎面表面模具；106胎面表面模具。

Claims (21)

1.一种模具，其用于将热传递至被加热物，所述模具包括：

中空部，所述中空部设置于所述模具的内部；和

热量调整剂，所述热量调整剂收容在所述中空部内，用于改变该中空部的热传递性能，

其中，所述热量调整剂由具有与所述模具的材质不同的材质的粉粒体制成。

2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述热量调整剂由具有与所述模具的材质不同的材质的多种粉粒体制成。

3.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，所述热量调整剂是通过使金属的粉粒体熔融然后固化而生成的生成物。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的模具，其特征在于，彼此独立地设置多个所述中空部。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的模具，其特征在于，所述中空部内设有热传递辅助部。

6.根据权利要求5所述的模具，其特征在于，所述热传递辅助部设置成能够插入所述中空部并且能够从所述中空部拔出。

7.根据权利要求5或6所述的模具，其特征在于，所述热传递辅助部的体积在所述中空部的容积的5％至50％的范围。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的模具，其特征在于，设置有使所述中空部与外部连通的热量调整剂给排通路。

9.一种模具的制造方法，所述模具用于将热传递至被加热物，所述制造方法包括：

在所述模具的内部形成中空部的步骤；

形成使所述中空部与所述模具的外部连通的热量调整剂给排通路的步骤；和

通过所述热量调整剂给排通路在所述中空部内收容由与所述模具的材质不同的材质制成的热量调整剂的步骤。

10.一种模具的制造方法，其基于将所述模具的主数据分成片层获得的多个片层数据将金属的粉粒体熔融结合在一起、并且堆叠与由各片层数据表示的形状对应的多个金属层而制造与由所述主数据表示的形状对应的模具，

其中，所述多个片层数据中的一部分包括与设置在所述模具的内部的中空部的一部分的形状对应的区域，并且在该区域内停止所述粉粒体的熔融结合，由此在所述区域内留下与所述粉粒体相同或不同的粉粒体。

11.根据权利要求10所述的模具的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括在所述中空部内使留下的粉粒体熔融然后固化的步骤。

12.一种轮胎硫化模具，其用于通过向轮胎传递热而使所述轮胎硫化，所述轮胎硫化模具包括：

中空部，所述中空部设置于所述轮胎硫化模具的内部；和

热量调整剂，所述热量调整剂收容在所述中空部内，用于改变该中空部内的热传递性能，

其中，所述热量调整剂由与所述轮胎硫化模具的材质不同的材质制成。

13.根据权利要求12所述的轮胎硫化模具，其特征在于，所述热量调整剂是粉粒体的。

14.根据权利要求12或13所述的轮胎硫化模具，其特征在于，所述热量调整剂是金属的。

15.根据权利要求13或14所述的轮胎硫化模具，其特征在于，所述热量调整剂是通过使所述粉粒体熔融然后固化而生成的生成物。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的轮胎硫化模具，其特征在于，所述中空部设置在所述轮胎硫化模具内的比所述轮胎硫化模具的花纹成型面靠径向外侧的位置。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的轮胎硫化模具，其特征在于，彼此独立地设置多个所述中空部。

18.根据权利要求12至17中任一项所述的轮胎硫化模具，其特征在于，所述中空部内设有热传递辅助部。

19.根据权利要求18所述的轮胎硫化模具，其特征在于，所述热传递辅助部设置成能够插入所述中空部并且能够从所述中空部拔出。

20.根据权利要求18或19所述的轮胎硫化模具，其特征在于，所述热传递辅助部的体积在所述中空部的容积的5％至50％的范围。

21.根据权利要求12至20中任一项所述的轮胎硫化模具，其特征在于，设置有使所述中空部与外部连通的热量调整剂给排通路。