CN107614226B - 橡胶物品用模具和橡胶物品用模具的制造方法 - Google Patents
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Abstract
所提供的是:橡胶物品用模具,其能够在抑制橡胶进入排气孔的同时在硫化期间将空气从成型面侧排出到背面侧;以及所述橡胶物品用模具的制造方法。该橡胶物品用模具包括将用于成型橡胶物品的成型面侧的空气排出到背面侧的排气部件。排气部件被形成为从橡胶物品用模具的成型面贯通到其背面的环状的中空部。环状的中空部包括:流入部,其供成型面侧的空气流入;排出部,其向背面侧排出空气;以及中间部,其与流入部和排出部连通并且直径小于或大于流入部的直径和排出部的直径。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶物品用模具和橡胶物品用模具的制造方法,更具体地,本发明涉及能够抑制在硫化过程期间橡胶进入将空气从成型面侧排出到背面侧的排气孔的橡胶物品用模具和橡胶物品用模具的制造方法。
背景技术
传统上,轮胎硫化模具设置有用于在硫化(加硫)期间排出轮胎表面与模具的成型面之间的空气的多个排气孔。排气孔均通过钻孔而形成,或者通过在制造模具时将被称为排气件的筒体打入预先制备好的孔中而形成。
另外,已知,因为橡胶在硫化过程期间会进入上述排气孔,所以硫化的轮胎的周面通常形成有10mm以上的带状毛刺。由于毛刺对制品轮胎的外观和性能有不利影响,所以在硫化成型之后将毛刺去除。然而,毛刺的去除过程对改善轮胎的生产效率造成障碍。专利文献1公开了通过防止橡胶进入排气孔来控制毛刺的产生的技术。在该技术中,预先将用于使孔的在成型面侧的开口密封的阀构件以及用于朝向轮胎的表面对阀构件施力的弹簧分体地安装在形成于模具的排气孔中。当轮胎表面与阀构件接触并推动阀构件时,阀构件使排气孔关闭。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-116012号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,单个模具中设置有多个排气孔。因此,将作为分体部件的阀构件和弹簧安装在孔内需要大量工时。这导致模具制造的生产效率下降。
因此,本发明的目的是提供能够在硫化期间在控制橡胶进入排气孔的同时将空气从成型面侧排出到背面侧的橡胶物品用模具以及用于生产这种橡胶物品用模具的方法。
用于解决问题的方案
用于解决以上问题的橡胶物品用模具的构造为一种如下的橡胶物品用模具,其具有用于将成型橡胶物品的成型面侧的空气排出到背面侧的排气部件,所述排气部件为被形成为从所述橡胶物品用模具的成型面贯通到背面的环状的中空部。并且所述环状的中空部包括:流入部,其用于允许所述成型面侧的空气流入;排出部,其用于向所述背面侧排出空气;以及中间部,其将所述流入部和所述排出部连通,所述中间部的直径小于所述流入部的直径和所述排出部的直径或者所述中间部的直径大于所述流入部的直径和所述排出部的直径。因此,能够将空气从成型面侧可靠地排出到背面侧。另外,由于中空部是环状,所以能够抑制橡胶物品的表面的橡胶进入中空部。结果,能够改善硫化后的橡胶物品的表面的外观,并且能够节约用于毛刺切除的工时。
据此理解,本发明的上述概要并不一定列举了本发明的所有必要特征,并且所有这些特征的子组合意在被包括在发明中。
附图说明
图1是示出硫化装置的截面图。
图2示出了胎面模。
图3是在胎面模的设计时设定的排气部件的截面图。
图4示出了阀构件的移动状态。
图5示出了积层造形装置的示例性实施方式。
图6示出了造形时的层叠方向与排气部件的轴线之间的关系。
图7是示出通过CAD设计的胎面模的排气部件中设定有柱的状态的截面图。
图8示出了阀构件的在硫化之前的初始状态。
图9示出了在轮胎硫化成型期间排气部件的移动。
图10示出了排气部件的另一实施方式。
图11示出了阀构件的移动状态(另一实施方式)。
图12示出了阀构件的在硫化之前的初始状态(另一实施方式)。
图13示出了在轮胎硫化成型期间排气部件的移动(另一实施方式)。
图14示出了阀构件的移动状态(另一实施方式)。
图15示出了排气部件的另一实施方式。
图16示出了在轮胎硫化成型期间排气部件的移动(另一实施方式)。
图17示出了排气部件的另一实施方式。
图18示出了排气部件的另一实施方式。
具体实施方式
以下,将基于不旨在限制本发明的权利范围的优选实施方式说明本发明。并非在实施方式中说明的特征的所有组合对本发明提出的解决方案来说均是必要的。
图1是示意性地示出硫化装置2的必要部分的半截面图。根据本实施方式的模具置于如图1所示的硫化装置2内。硫化装置2包括:一对侧成型部3、3,其用于成型轮胎T的外侧表面的侧部Ts;胎面成型部4,其用于成型胎面部Tt;以及气囊5,其用于成型轮胎的内侧表面。布置于上下相对位置的侧成型部3、3均沿着轮胎T的侧部Ts的周向形成为大致圆盘状。布置于上下侧成型部3、3之间的胎面成型部4由沿着轮胎T的周向环状配置的多个扇形件(sector piece)6构成。侧成型部3、3均包括基盘8和侧模9。基盘8是用于固定侧模9的安装件。侧模9具有用于成型未硫化的轮胎T的侧部Ts的表面的预定成型花纹。扇形件6包括扇形段(sector segment)10和胎面模11。扇形段10是用于固定胎面模11的多个分割件的安装件。胎面模11具有用于对未硫化的轮胎T的胎面部Tt进行预定成型的成型花纹。另外,侧模9和胎面模11具有用于将介于成型面11a与轮胎成型时的轮胎T的外表面Ta之间的空气排出到背面11b侧的排气部件15。
侧模9被设计成能够与基盘8一起上下移动,而胎面模11被设计成能够与扇形段10一起径向移动。包围未硫化的轮胎T的整个区域的成型空间通过使侧模9、9和由多个扇形件6构成的胎面模11彼此靠近而形成。在将未硫化的轮胎T放到成型空间内之后,使布置在轮胎T内侧的气囊5膨胀。随着气囊5的膨胀,轮胎T被从内侧推向侧模9、9和胎面模11。此时,通过排气部件15将介于轮胎T的外表面Ta与侧模9、9的表面和胎面模11的表面之间的空气从成型面11a侧排出到侧模9、9的背面侧和胎面模11的背面11b侧。将形成于侧模9、9和胎面模11的成型花纹转印到轮胎T的外表面。然后,在转印成型花纹的同时,通过以预定温度加热轮胎T使轮胎T硫化成型。注意,在完成硫化成型之后,将侧模9、9和胎面模11彼此移动分开而进行开模,并且取出硫化的轮胎T。
根据本实施方式的侧模9和胎面模11由积层造形法(additive fabricationprocess)制造。在积层造形法中,将通过电脑或CAD设计的模具的模型数据转换成厚度相等的层状片的多个部分形状数据(以下称为片层数据)。基于片层数据,将激光束投射到以部分形状的厚度堆积的金属粉末,并且将通过激光照射而已经烧结的金属粉末的烧结层依次层叠到三维模具中。
以下,给出用于成型轮胎T的外表面的侧模9和胎面模11的说明。为了便于说明,以下说明仅基于胎面模11作为示例。
图2是示出胎面模11的图。如图2所示,胎面模11具有:接地面成型部12和多个槽部件13,接地面成型部12用于成型轮胎T的外表面Ta的接地面,多个槽部件13用于成型胎面部Tt;以及多个排气部件15,其用于在硫化时将被困在轮胎T的外表面Ta与胎面模11的成型面11a之间的空气排出。接地面成型部12形成成型面11a的基部区域,成型面11a的基部区域以预定的曲面形成胎面模11的整个成型面。槽部件13以如下方式布置:沿轮胎周向和轮胎宽度方向延伸,从成型面11a的接地面成型部12突出到预定高度。因为胎面模11布置于使在硫化装置2内保持横向的轮胎T的胎面部Tt成型的位置,所以在与轮胎T的在硫化处理期间可能会困住空气的肩部Tc对应的位置沿着轮胎周向设置多个排气部件15(参照图1)。
图3是在胎面模11的设计时设定的排气部件15的截面图。以下,参照图3给出排气部件15的说明。排气部件15具有:中空部F,其使胎面模11的成型面11a侧与背面11b侧连通;作为中空部F的外侧构件的孔20,其设置在胎面模11的主体中;以及芯构件30,其布置在孔20内。
中空部F被设定为例如其轴线o与成型面11a的法线一致。该中空部F通过在孔20的孔壁20a与芯构件30的外周面30a之间设定预定尺寸的环状间隙而形成。在本实施方式中,给出孔20的孔壁20与芯构件30的外周面30a之间的环状间隙被形成为圆形截面的说明。注意,环状间隙在这里是指与中空部F的延伸方向正交的截面的形状。环状间隙的形状不限于圆形,而可以是椭圆形或诸如三角形、方形和甚至星形等的多边形。也就是,中空部F被设置为形成在截面为圆形的孔壁20a与截面为圆形的外周面30a之间的环状间隙。
中空部F具有:流入部F1,其在成型面11a开口;排出部F5,其在背面11b开口;以及中间部F3,其在胎面模11内使流入部F1与排出部F5连通。流入部F1、排出部F5和中间部F3均为圆形截面并彼此同轴。中间部F3被形成为其直径小于流入部F1的直径和排出部F5的直径。中间部F3的两端部设置有:缩径部F2,其与流入部F1连通;和扩径部F4,其与排出部F5连通。也就是,中间部F3的在流入部F1侧的端部设置有缩径部F2,中间部F3的在排出部F5侧的端部设置有扩径部F4。
注意,中空部F的直径是例如流入部F1、排出部F5和中间部F3的间隙宽度的未示出的中心线之间的距离。
以下,给出形成中空部F的各部F1至F5的孔20和芯构件30的说明。孔20例如作为从成型面11a贯通到背面11b的通孔设置在模具11中。孔20以其直径沿孔20的延伸方向在各部间变化的方式延伸。孔20具有:筒面21,其在成型面11a开口;缩径面22,其与筒面21连续;筒面23,其与缩径面22连续;扩径面24,其与筒面23连续;以及筒面25,其与扩径面24连续并在背面11b开口。这些面21至25形成连续的孔壁20a。
筒面21例如以轴线沿着中空部F的轴线o的环状延伸预定长度M1。长度M1被设定为例如0.5mm以下。另外,筒面21的直径D1被设定为预定尺寸。
缩径面22被形成为例如直径随着缩径面22从筒面21的在背面11b侧的周缘朝向背面11b延伸而圆锥状减小的圆锥面。缩径面22的缩径角度被设定为相对于筒面21具有预定倾斜角α。这里,倾斜角α是当观察图3所示的截面时筒面21与缩径面22之间的夹角。
筒面23从缩径面22的在小径侧的周缘朝向背面11b侧延伸。筒面23以固定的直径D3延伸预定长度M3。筒面23的直径D3被设定为小于筒面21的直径D1和后述的筒面25的直径D5。
扩径面24被形成为例如直径随着扩径面24从筒面23的端部朝向背面11b延伸而圆锥状增大的圆锥面。扩径面24以与缩径面22在缩径面22缩径时的倾斜角α相同的角度扩径。
筒面25从扩径面24的在大径侧的周缘沿着中空部F的轴线o朝向背面11b侧延伸预定长度M5并在背面11b开口。筒面25的直径D5被设定为至少大于筒面23的直径D3。
在本实施方式中,筒面21的轴线、缩径面22的轴线、筒面23的轴线、扩径面24的轴线和筒面25的轴线被设定为彼此同轴。
通过布置在孔20内而形成中空部F的芯构件30被形成为外形形状大致跟随孔20的内周形状的轴体。
也就是,芯构件30具有沿着孔20的筒面21的筒面31、沿着缩径面22的缩径面32、沿着筒面23的筒面33、沿着扩径面24的扩径面34和沿着筒面25的筒面35。这些面31至35形成直径增大和减小的连续外周面30a。
筒面31例如以轴线沿着中空部F的轴线o的环状延伸预定长度m1。筒面31的长度m1被设定为例如与筒面21的长度M1相同。也就是,筒面31的长度m被设定为例如0.5mm以下。另外,筒面31的直径d1被设定为小于筒面21的直径D1,以便在筒面31与孔20的筒面21之间形成间隙尺寸z1。芯构件30的在设计时的位置被设定为其在筒面31侧的端面30t以预定突出量x突出超过成型面11a。更具体地,突出量x根据孔20的缩径面22与后述的芯构件30的缩径面32之间的间隙尺寸z2设定。端面30t被形成为例如平坦面或沿着成型面11a的形成有孔20的接地面成型部12弯曲的弯曲面。
缩径面32被形成为例如直径随着缩径面32从筒面31的在背面11b侧的周缘朝向背面11b延伸而圆锥状减小的圆锥面。与孔20的缩径面22相对定位的缩径面32平行于孔20的缩径面22地延伸,以便在缩径面32与缩径面22之间形成间隙尺寸z2。
筒面33以固定的直径d3从缩径面32的在小径侧的周缘朝向背面11b侧延伸预定长度。筒面33的直径d3被设定为小于筒面31的直径d1和后述的筒面35的直径d5。另外,筒面33的长度m3被设定为大于孔20的筒面23的长度M3。
扩径面34被形成为例如直径随着扩径面34从筒面33的在背面11b侧的周缘朝向背面11b延伸而圆锥状增大的圆锥面。与孔20的扩径面24相对定位的扩径面34平行于孔20的扩径面24地延伸,以便在扩径面34与扩径面24之间形成间隙尺寸z4。
筒面35从扩径面34的在大径侧的周缘沿着中空部F的轴线o朝向背面11b侧延伸并在背面11b开口。筒面35的直径d5被设定为至少大于筒面33的直径d3。筒面35的直径d5被设定为能够在筒面35与孔20的筒面25之间形成间隙尺寸z5。
注意,在本实施方式中,筒面31的轴线、缩径面32的轴线、筒面33的轴线、扩径面34的轴线和筒面35的轴线被设定为彼此同轴。也就是,芯构件30整体的轴线与孔20整体的轴线同轴。
另外,缩径面22、32和扩径面24、34的形状不限于圆锥面,而可以是直径从一侧向另一侧单调增大或减小的任意形状,诸如碗状等。
上述间隙尺寸z1至z5被设定为例如大于0mm且小于0.5mm。这将使得由于间隙F形成的毛刺完全消失或间断地消失。更优选地,如果间隙F被设定为小于0.06mm,则橡胶将几乎不进入间隙F,只有空气从间隙F排出。如果环状中空部的间隙F的间隙尺寸被设定为小于0.5mm,则形成的毛刺将非常薄且高度非常低。于是,在硫化成型之后不去除毛刺的情况下,具有与现有技术中装配有轮胎的车辆在干路面上正常行驶大约100km而被磨掉的毛刺痕迹同样的状态。因此,轮胎的外观质量以及轮胎的运动性能和磨耗性能均不会下降,这致使轮胎的性能总体上优异。注意,由作为传统排气部件的排气孔(直径为1mm至2mm的圆形截面)形成的毛刺在切割器去除之后、在毛刺痕迹被完全磨掉之前,具有低弹性模量(软)的胎面橡胶的冬季轮胎需要初期行驶大约300km。具有高弹性模量(硬)的胎面橡胶的高性能乘用车轮胎需要初期行驶大约500km至1000km。此外,通过使环状中空部的间隙F的间隙尺寸小于0.06mm而形成的毛刺的高度将进一步降低,并且沿着轮胎表面中的中空部的环状延伸方向的间断出现的状态将消失。也就是,通过使排气孔的宽度大于0mm,换言之通过在不消除排气孔的状态下使排气孔的宽度小于0.06mm,橡胶将几乎不进入排气孔,只有空气从排气孔排出。
注意,如果排气孔的宽度为0mm(不存在排气孔),则因为空气或气体排出性能变为零,从而在轮胎表面上导致缺陷、凹痕和气泡,所以无法制造轮胎。还注意,上述间隙尺寸z1至z5是从孔20的内壁朝向轴线n延伸的法线方向上的尺寸。在以下说明中,将间隙尺寸z1至z5视为相同的尺寸,但是间隙尺寸z1至z5可以适当改变,只要其处于上述范围内即可。中空部F由在筒面21与筒面31之间具有间隙尺寸z1的流入部F1、在缩径面22与缩径面32之间具有间隙尺寸z2的缩径部F2、在筒面23与筒面33之间具有间隙尺寸z3的中间部F3、在扩径面24与扩径面34之间具有间隙尺寸z4的扩径部F4和在筒面25与筒面35之间具有间隙尺寸z5的排出部F5构成。该中空部F与成型面11a侧的成型空间和背面11b的空间连通,并且成为允许空气流动的排气流路。
图4示出了排气部件15的移动。如已经说明的,胎面模11中设置有作为排气部件15的中空部F。于是,如图4的(a)所示,限定出中空部F的芯构件30以使轴线n相对于孔20的轴线m倾斜的方式在孔20内摇动。另外,如图4的(b)所示,芯构件30沿着孔20的轴线m的方向移动。另外,如图4的(c)所示,芯构件30与孔20的轴线m平行地移动。另外,如图3所示,在模具设计时,将间隙设定在形成中空部F的孔20与芯构件30之间的上述间隙尺寸的范围内。因而,能够确保允许空气从成型面11a侧向背面11b侧通过的流路。用作排气部件15的该中空部F在通过积层造形法制造模具的过程中通过造形作为中空部F的外侧构件的孔20和作为内侧构件的在孔20内的芯构件30而被形成。
图5示出了积层造形装置40的示例。积层造形装置40包括:左右一对台架41、42,其以彼此分离开预定距离的方式布置;以及工作台43,其以能够在左右台架41、42之间升降移动的方式装配。左右台架41、42被设定为相同的高度,使得左右台架41、42的上表面位于同一平面。台架41、42分别保持沿上下方向延伸的缸部44、45。缸部44、45分别在台架41、42的上表面41a、42a侧开口。缸部44、45内分别布置有进给器46、47,进给器46、47分别具有能够沿着缸部44、45的内周面滑动的活塞46A、47A。通过根据从未示出的积层造形装置控制部件输出的信号而进行驱动的未示出的驱动机构的动作,进给器46、47分别沿着缸部44、45的轴线方向升降。活塞46A、47A上的待填充到台架41、42的上表面的是用作制造模具的材料的金属粉末S。
位于台架41、42的上表面41a、42a的是沿着上表面41a、42a移动的辊48。通过未示出的驱动单元的驱动,在辊48的外周面与左右台架41、42的上表面41a、42a滚动接触的状态下,辊48在左右台架41、42之间移动。位于工作台43上方的是用于发射激光束的激光枪51和用于将由激光枪51发射的激光束引向金属粉末S的照射镜52。照射镜52通过根据从未示出的积层造形装置控制部件输出的控制信号烧结堆积在工作台43的上表面的金属粉末S而形成烧结层。通过未示出的驱动部件基于从未示出的积层造形装置控制部件输出的片层数据而进行的驱动,照射镜52通过沿着设定在工作台43的作为扫描方向的坐标轴移动而顺次烧结堆积在工作台43的上表面的金属粉末S。在完成与一个片层数据对应的烧结层的形成之后,开始基于设定在该一个片层数据上层的片层数据进行烧结。此后,烧结层与各片层数据对应地层叠,并且最终制得如图2所示的形状的胎面模11。
以下,给出通过积层造形装置40制造排气部件15的方法的说明。构成根据本实施方式的排气部件15的中空部F被形成为使得设置在胎面模11中的作为中空部F的外侧构件的孔20与设置在孔20内的作为内侧构件的芯构件30之间不连续。因此,如果通过积层造形法将中空部F形成为具有精确的形状和位置,则需要一些独创性。
当使用如图5所示的积层造形装置40制造胎面模11时,通过重复在已经由堆积成预定厚度的金属粉末S形成且被烧结成预定形状的烧结层上堆积新的金属粉末来层叠新的烧结层这一过程,使制造向上进行。
在制造在形成中空部F的外侧构件和内侧构件之间不具有物理连接的比如孔20和芯构件30等的物体时,随着压力因在烧结层上堆积新的金属粉末S时辊48的动作而施加到已经烧结的芯构件30的一部分,芯构件30可能会相对于已经被烧结成外侧构件的孔20逐渐发生错位。结果,不能将中空部F制造成期望的形状。
例如,如图6的(a)和图6的(b)所示,当中空部F的轴线o与层叠面平行时,或者当中空部F的轴线o与层叠方向平行时,因为在制造中途孔20的压力与芯构件30的压力很好的平衡,所以在形成中空部F时来自辊48的压力的影响小。然而,如图6的(c)所示,当中空部F的轴线o相对于层叠方向倾斜时,则制造中途的芯构件30的位置可能相对于制造中途的孔20逐渐错位,使得在制造中途例如芯构件30相对于孔20的孔壁20a转动。因此,不能将中空部F制造成所设计的形状。因此,为了将中空部F形成为期望的形状,在设计模具11中的中空部F时,可以在中空部F的下层侧、更优选在最下层放置使孔20与芯构件30连结的柱50。
图7是示出在通过CAD设计的胎面模11的排气部件15中设定有柱50的状态的截面图。柱50被布置为在通过CAD设计模具时使孔20的孔壁20a与芯构件30的外周面30a连结的连结体。柱50例如均为球状。期望的是,在设计时将柱50设定位于中空部F内的、积层造形装置40中的金属粉末S的层叠开始侧。也就是,将柱50设定在开始芯构件30的造形之前的与孔20的孔壁20a一体造形的位置。注意,一体造形意味着在利用积层造形装置40进行造形时,使孔20的孔壁20a和柱50在堆积好的金属粉末S的相同层内彼此连续地烧结。在像这样设定柱50的位置的情况下,能够在通过积层造形装置40造形芯构件30时在由孔壁20a经由柱50支撑的胎面模11中形成期望形状的中空部F。
因此,利用置于中空部F所在位置的球状的柱50,能够在通过积层造形装置40对模具进行积层造形时在模具11内建立可靠地用作排气通路的排气部件15而无需担心层叠方向。
注意,如上所述,柱50应当尽可能地靠近背面11b侧地置于排出部F5中。这将避免当任一柱50的移除失败已经对孔20或芯构件30的一部分造成损伤时,胎面模11最终被作为缺陷处理。以这种方式,通过简单的技术,柱50能够与胎面模11一起造形,此外芯构件30能够与柱50连结地进行造形。因此,在胎面模11的造形之后,能够通过利用冲头等对芯构件30施加轻微的震动来容易地移除柱50。因此,即使当将柱50置于排出部F5中时,模具制造所需要的工时也几乎没有差别。
图8的(a)和图8的(b)是示出柱50被移除的中空部F的图。如已经说明的,中空部F置于胎面模11的轴向外侧区域。因此,中空部F的轴线o是倾斜的,并且如图8的(a)和图8的(b)所示,形成中空部F的位于孔20内的芯构件30向下移位中空部F的间隙那样多。更具体地,如图8的(a)所示,当流入部F1面向下时,芯构件30在孔20中向下移动,因而朝向成型面11a移动。因而,孔20的扩径面24与芯构件30的扩径面34彼此接触。结果,被设计成具有环状截面的中空部F维持了排气流路,其中间隙的形状转变成新月状截面。另外,孔20的扩径面24与芯构件30的扩径面34彼此接触会建立防止芯构件30从成型面11a侧从孔20脱落的脱落防止部。另外,如图8的(b)所示,当排出部F5面向下时,芯构件30在孔20中向下移动,因而朝向背面11b移动。因而,孔20的缩径面22与芯构件30的缩径面32彼此接触。结果,被设计成具有环状截面的中空部F维持了排气流路,其中间隙的形状转变成新月状截面。另外,孔20的缩径面22与芯构件30的缩径面32彼此接触会建立防止芯构件30从背面11b侧从孔20脱落的脱落防止部。
图9示出了在轮胎硫化成型期间在如图8的(b)所示的状态下排气部件15的作用。以下,参照图给出排气部件15的作用的说明。
刚开始硫化之后,如图9的(a)所示,在未硫化的轮胎T的外表面Ta与胎面模11的成型面11a的接地面成型部12之间存在空气。随着布置在轮胎T的内表面Tb侧的气囊5从该状态膨胀,轮胎T被压向胎面模11的成型面11a。最初已经存在于轮胎T的外表面Ta与成型面11a之间的空气经过中空部F逐渐排出到背面11b侧。
如图9的(b)所示,随着气囊5的膨胀的进行,大部分空气从轮胎T的外表面Ta与成型面11a之间排出。于是,轮胎T的外表面Ta与芯构件30的端面31t接触。如图9的(c)所示,随着气囊5的压力推动轮胎T进一步抵靠成型面11a,芯构件30被朝向背面11b侧推入孔20。芯构件30在芯构件30的缩径面32的一部分与孔20的缩径面22接触的状态下沿着缩径面22移动,使得芯构件30的轴线n与孔20的轴线m同轴。当孔20的缩径面22与芯构件30的缩径面32彼此面面接触时,中空部F的缩径部F2消失,供空气经过中空部F从成型面11a侧到背面11b侧的流通被切断。同时,流入部F1中的在成型面11a侧的端面30t与成型面11a齐平,这使得成型后的轮胎的表面光滑。
如图9的(d)所示,随着气囊5继续加压,轮胎T被推动抵靠胎面模11。因此,橡胶进入芯构件30的筒面31与孔20的筒面21之间的环状流入部F1。然而,由于中空部F的缩径部F2被对芯构件30的端面30t连续加压的橡胶关闭,所以橡胶不会前进得比流入部F1深。直到硫化成型结束为止维持橡胶不进入得比流入部F1深的状态。
以这种方式,在空气的预期排出之后轮胎T将芯构件30推向背面11b。中空部F的缩径部F2因芯构件30的缩径面32压靠孔壁20a的缩径面22而关闭。结果,能够将在轮胎成型期间形成在轮胎T的外表面Ta的毛刺的高度设定为流入部31的高度。因此,如已经说明的,将流入部F1的高度设定为例如0.5mm的程度将省去对于后续的毛刺去除过程和毛刺清理的需要。
图10是在胎面模11的设计时设定的排气部件15的另一实施方式的截面图。与前述实施方式相同,根据本实施方式的排气部件15被设定为其轴线o与成型面11a的法线一致,并且被设定为中空部F的中间部F3的直径大于流入部F1的直径和排出部F5的直径。
中空部F具有:流入部F1,其在成型面11a开口;排出部F5,其在背面11b开口;和中间部F3,其在胎面模11内与流入部F1和排出部F5连通。流入部F1、排出部F5和中间部F3均被形成为圆形截面并被设定为与轴线o同轴。中间部F3被形成为其直径大于流入部F1的直径和排出部F5的直径。
中间部F3的两端部设置有:缩径部F2,其与流入部F1连通;和扩径部F4,其与排出部F5连通。
注意,中空部F的直径设定在例如流入部F1、排出部F5和中间部F3处的间隙宽度的中心线之间。
以下,给出形成中空部F的各部F1至F5的孔20和芯构件30的说明。孔20例如作为从成型面11a贯通到背面11b的通孔设置在胎面模11中。孔20以其直径沿孔20的延伸方向在各部间变化的方式延伸。孔20具有:筒面21,其在成型面11a开口;扩径面24,其与筒面21连续;筒面23,其与扩径面24连续;缩径面22,其与筒面23连续;以及筒面25,其与缩径面22连续并在背面11b开口。这些面21至25形成单个连续的孔壁20a。
筒面21例如以轴线沿着中空部F的轴线o的环状截面延伸预定长度M1。长度M1被设定为例如0.5mm以下。另外,筒面21的直径D1被设定为预定尺寸。
扩径面24被形成为直径从筒面21的在背面11b侧的周缘朝向背面11b圆锥状增大的圆锥面。扩径面24相对于筒面21的扩径角度被设定为预定倾斜角α。
筒面23从缩径面22的在小径侧的周缘朝向背面11b侧以固定的直径延伸预定长度M3。筒面23的直径D3被设定为小于筒面21的直径D1和后述的筒面25的直径D5。
缩径面22被形成为例如随着缩径面22从筒面23的端部朝向背面11b延伸而圆锥状地缩径。缩径面22以缩径面22的在缩径面22缩径时的角度扩径。
筒面25从缩径面22的在小径侧的周缘沿着中空部F的轴线o朝向背面11b侧延伸预定长度M5并在背面11b开口。筒面25的直径D5被设定为至少小于筒面23的直径D3。
在本实施方式中,筒面21的轴线、扩径面24的轴线、筒面23的轴线、缩径面22的轴线和筒面25的轴线被设定为彼此同轴。
通过布置在孔20内而形成中空部F的芯构件30被形成为外形形状大致跟随孔20的内周形状的轴体。
也就是,芯构件30具有沿着孔20的筒面21的筒面31、沿着孔20的扩径面24的扩径面34、沿着孔20的筒面23的筒面33、沿着孔20的缩径面22的缩径面32和沿着孔20的筒面25的筒面35。这些面31至35形成直径增大和减小的连续的外周面30a。
筒面31例如以轴线沿着中空部F的轴线o的环状延伸预定长度m1。筒面31的长度m1被设定为例如与筒面21的长度M1相同。也就是,筒面31的长度m1被设定为例如0.5mm以下。另外,筒面31的直径d1被设定为大于筒面21的直径D1,以便在筒面31与孔20的筒面21之间形成间隙尺寸z1。芯构件30的在设计时的位置被设定为其在筒面31侧的端面30t以预定突出量x突出超过成型面11a。更具体地,突出量x根据孔20的扩径面24与后述的芯构件30的扩径面24之间的间隙尺寸z4设定。端面30t被形成为例如平坦面或沿着成型面11a的形成有孔20的接地面成型部12弯曲的弯曲面。
扩径面34被形成为例如直径随着扩径面34从筒面31的在背面11b侧的周缘朝向背面11b延伸而圆锥状增大的圆锥面。与孔20的扩径面24相对定位的扩径面34平行于孔20的扩径面24地延伸,以便在扩径面34与扩径面24之间形成间隙尺寸z4。
筒面33以固定的直径d3从扩径面34的在大径侧的周缘朝向背面11b侧延伸预定长度。筒面33的直径d3被设定为大于筒面31的直径d1和后述的筒面35的直径d5。另外,筒面33的长度m3被设定为小于孔20的筒面23的长度M3。
缩径面32被形成为例如直径随着缩径面32从筒面33的在背面11b侧的周缘朝向背面11b延伸而圆锥状减小的圆锥面。与孔20的缩径面22相对定位的缩径面32平行于孔20的缩径面22地延伸,以便在缩径面32与缩径面22之间形成间隙尺寸z2。
筒面35从缩径面32的在小径侧的周缘沿着中空部F的轴线o朝向背面11b侧延伸并在背面11b开口。筒面35的直径D5被设定为至少小于筒面33的直径D3。筒面35的直径D5被设定为能够在筒面35与孔20的筒面25之间形成间隙尺寸z5。
注意,在本实施方式中,筒面31的轴线、扩径面34的轴线、筒面33的轴线、缩径面32的轴线和筒面35的轴线被设定为彼此同轴。也就是,芯构件30整体的轴线与孔20整体的轴线同轴。
因此,中空部F由在筒面21与筒面31之间的环状间隙的流入部F1、在扩径面24与扩径面34之间的环状间隙的扩径部F4、在筒面23与筒面33之间的环状间隙的中间部F3、在缩径面22与缩径面32之间的环状间隙的缩径部F2和在筒面25与筒面35之间的环状间隙的排出部F5构成。该中空部F与成型面11a侧的成型空间和背面11b的空间连通,并且作为允许空气流动的排气流路。在形成中空部F的各部中,流入部F1的间隙尺寸z1、缩径部F2的间隙尺寸z2、中间部F3的间隙尺寸z3、扩径部F4的间隙尺寸z4和排出部F5的间隙尺寸z5被设定在例如0.05mm至0.1mm的范围内。这里注意,间隙尺寸z1至z5是从孔20的内壁朝向轴线o延伸的法线方向上的尺寸。尽管从流入部F1至排出部F5这各部F1至F5的间隙尺寸z1至z5可以在上述范围内适当改变,但是以下说明基于间隙尺寸z1至z5均为相同尺寸的假设。
如已经说明的,孔20的孔壁20a与芯构件30的外周面30a之间设置有预定尺寸的环状间隙以形成作为排气部件15的中空部F。结果,如图11的(a)所示,芯构件30以使轴线n相对于孔20的轴线m倾斜的方式在中空部F的间隙内摇动。另外,如图11的(b)所示,芯构件30沿着孔20的轴线m移动。如图11的(c)所示,芯构件30平行于孔20的轴线m移动。
图12的(a)和图12的(b)是示出排气部件15的移动的图。如已经说明的,中空部F置于胎面模11的轴向外侧区域。因此,中空部F的轴线o是倾斜的,并且如图12的(a)和图12的(b)所示,形成中空部F的位于孔20内的芯构件30向下移位中空部F的间隙那样多。
更具体地,如图12的(a)所示,当排出部F5面向下时,芯构件30在孔20中向下移动中空部F的间隙那样多。同时,芯构件30朝向背面11b侧移动,并且孔20的缩径面22与芯构件30的缩径面32彼此接触。结果,被设计成具有环状截面的中空部F维持了排气流路,其中间隙的形状从完美的圆环状截面转变成新月状截面。另外,孔20的缩径面22与芯构件30的缩径面32彼此接触会建立防止芯构件30在背面11b侧从孔20脱落的脱落防止部。另外,如图12的(b)所示,当流入部F1面向下时,芯构件30在孔20中向下移动中空部F的间隙那样多。同时,芯构件30朝向成型面11a侧移动,并且孔20的扩径面24与芯构件30的扩径面24彼此接触。结果,被设计成具有环状截面的中空部F维持了排气流路,其中间隙的形状从完美的圆环状截面转变成新月状截面。另外,孔20的扩径面24与芯构件30的扩径面34彼此接触会建立防止芯构件30在成型面11a侧从孔20脱落的脱落防止部。
图13示出了在轮胎硫化期间在如图12的(a)所示的状态下排气部件15的作用。以下,参照图给出排气部件15的作用的说明。刚开始硫化之后,如图13的(a)所示,在未硫化的轮胎T的外表面Ta与胎面模11的成型面11a的接地面成型部12之间存在空气。随着布置在轮胎T的内表面Tb侧的气囊5从该状态膨胀,轮胎T被压向胎面模11的成型面11a。最初存在于轮胎T的外表面Ta与成型面11a之间的空气经过排气部件15的中空部F逐渐排出到背面11b侧。
如图13的(b)所示,随着气囊5的膨胀的进行,大部分空气从轮胎T的外表面Ta与成型面11a之间排出。于是,轮胎T的外表面Ta与芯构件30的端面31t接触。如图13的(c)所示,随着气囊5的压力推动轮胎T进一步抵靠成型面11a,芯构件30被推入孔20,使得芯构件30的轴线n与孔20的轴线m同轴。也就是,由于芯构件30的缩径面32和孔20的缩径面22被成形为锥状,所以随着轮胎T沿孔20的轴线m的方向推芯构件30的端面30t,芯构件30沿着孔20的缩径面22移动。然后,孔20的缩径面22与芯构件30的缩径面32彼此接触,由此关闭中空部F的缩径部F2。这将阻断空气从成型面11a侧到背面11b侧的流通。
如图13的(d)所示,随着气囊5继续加压,轮胎T被推动抵靠胎面模11。同时,存在将轮胎表面的橡胶从中空部F的流入部F1侧引入中空部F的力。然而,由于中空部F的缩径部F2被对芯构件30的端面30t加压的橡胶封闭,所以残留在扩径部F4和中间部F3中的空气防止已经进入流入部F1的橡胶进入得比流入部F1深。在直到硫化成型结束的预定时间期间,维持了橡胶不进入得比流入部F1深的状态。
以这种方式,在空气的预期排出之后轮胎T将芯构件30推向背面11b。中空部F的缩径部F2因芯构件30的缩径面32压靠孔壁20a的缩径面22而关闭。结果,能够将在轮胎成型期间形成在轮胎T的外表面Ta的毛刺的高度设定为流入部F1的高度、例如0.5mm的程度。这将省去对于如传统轮胎在硫化成型后所必须的后续的毛刺去除过程和毛刺清理的需要。
另外,由孔20的筒面21和芯构件30的筒面31形成的流入部F1的高度可调。于是,能够通过抑制形成在硫化成型后的轮胎T的外表面Ta的毛刺的长度来改善轮胎T的外观。这将使得用于切除毛刺的过程不必要,并且将从生产轮胎T所花费的工时消除毛刺清理所需的工时。另外,在去除毛刺之后无橡胶残留改善了轮胎的初始性能。
已经基于如下假设解释了前述实施方式:流入部F1的轴线、扩径部F4的轴线、中间部F3的轴线、缩径部F2的轴线和排出部F5的轴线被设定为彼此同轴。然而,可以是如下的配置:流入部F1、中间部F3和排出部F5中的至少一者具有改变中空部F的延伸方向的弯曲部。还在这种情况下,芯构件30的外周面30a可以被形成为跟随形成中空部F的孔20的孔壁20a,芯构件30的端面30t还可以被形成为突出超过成型面11a。这将抑制橡胶毛刺的形成。
图14是在胎面模11的设计时设定的排气部件15的另一实施方式的截面图。排气部件15被构造成例如具有如图14所示的使中空部F弯曲的弯曲部。本实施方式中的中空部F在成型面11a与背面11b之间的中途、在中间部F3中具有以预定角度弯曲的弯曲部。也就是,中空部F被形成为在成型面11a开口的流入部F1的轴线o1与在背面11b开口的排出部F5的轴线o2在中间部F3中彼此交叉。
形成根据本实施方式的中空部F的孔20形成有:筒面21,其在成型面11a开口;筒面25,其在背面11b开口;以及弯曲筒面23,其与筒面21和筒面25连接。筒面21被形成为例如其沿成型面11a的法线方向延伸预定长度并终止在模具的厚度范围内。弯曲筒面23被形成为其从筒面21起连续并以改变筒面21的轴线方向的方式弯曲。也就是,弯曲筒面23具有:成型面侧部23A,其与筒面21的轴线同轴地延伸;和背面侧部23B,其与筒面25的轴线同轴地延伸。弯曲筒面23的背面侧部23B被形成为其以与成型面侧部23A交叉的方式从成型面侧部23A起连续并终止在胎面模11的厚度范围内。筒面25从弯曲筒面23的背面侧部23B起连续并在背面11b开口。
芯构件30被形成为外形形状跟随孔20的内周形状具有圆形截面的轴状。形成中空部F的芯构件30在外周具有沿着筒面21的筒面31、沿着弯曲筒面23的弯曲筒面33和沿着筒面25的筒面35。筒面31沿着筒面21的轴线朝向背面11b侧延伸预定长度。筒面31的直径被设定为小于孔20的筒面21的直径,以便在筒面31与筒面21之间形成预定尺寸的环状间隙。筒面31的高度被设定为例如大于筒面21的高度。芯构件30的在设计时的位置被设定为其在筒面31侧的端面30t以预定突出量x突出超过成型面11a。突出量x根据中空部F的间隙尺寸设定。突出超过成型面11a的端面30t被形成为例如平坦面或沿着成型面11a的形成有孔20的接地面成型部12弯曲的弯曲面。
弯曲筒面33沿着孔20的弯曲筒面23的延伸方向朝向背面11b侧延伸预定长度。弯曲筒面33包括:成型面侧部33A,其与孔20的弯曲筒面23的成型面侧部23A相对定位、形成预定环状间隙;和背面侧部33B,其与孔20的弯曲筒面23的背面侧部23B相对定位、形成预定环状间隙。筒面35沿着筒面25的延伸方向朝向背面11b侧延伸。与孔20的筒面25相对定位的筒面35被设定为在筒面35与筒面25之间形成预定环状间隙。芯构件30具有由筒面31、弯曲筒面33和筒面35构成的单个连续的外周面30a。
因此,中空部F包括:流入部F1,其在筒面21与筒面31之间具有环状间隙;中间部F3,其在弯曲筒面23与弯曲筒面33之间具有环状间隙;以及排出部F5,其在筒面25与筒面35之间具有环状间隙。在形成中空部F的各部中,流入部F1的间隙尺寸z1、中间部F3的间隙尺寸z3和排出部F5的间隙尺寸z5被设定在例如0.05mm至0.1mm的范围内。该中空部F与成型面11a侧的成型空间和背面11b的空间连通并作为允许空气流动的排气流路。
考虑按上所述设定的间隙尺寸地设定中空部F的弯曲角度,使得芯构件30不从孔20脱落。也就是,芯构件30在外周面30与孔20的孔壁20a接触的状态下具有被设定成防止芯构件30从孔20脱落的角度。
这里注意,间隙尺寸z1、z3和z5是从孔20的孔壁20a朝向轴线n延伸的法线方向上的尺寸。尽管流入部F1的间隙尺寸z1、中间部F3的间隙尺寸z3和排出部F5的间隙尺寸z5可以在上述范围内适当改变,但是以下说明基于间隙尺寸z1、z3和z5均为相同尺寸的假设。
图15的(a)和图15的(b)是示出根据本实施方式的排气部件15的移动的图。如图15的(a)所示,当背面11b面向下时,形成中空部F的芯构件30移动,使得芯构件30朝向背面11b侧下降了被设置为排气流路的中间部F3的背面侧部与排出部F5之间的间隙那样多的距离。另外,如图15的(b)所示,形成中空部F的芯构件30移动,使得芯构件30朝向背面11b侧下降了被设置为排气流路的中间部F3的成型面侧部与流入部F1之间的间隙那样多的距离。
以下,给出根据本实施方式中的排气部件15的移动的说明。
图16示出了在轮胎硫化期间在如图15的(b)所示的状态下排气部件15的移动。以下,参照图给出排气部件15的移动的说明。刚开始硫化之后,如图16的(a)所示,在置于成型空间中的未硫化的轮胎T的外表面Ta与胎面模11的成型面11a的接地面成型部12之间存在空气。随着布置在轮胎T的内表面Tb侧的气囊5从该状态膨胀,轮胎T被压向胎面模11的成型面11a。最初已经存在于轮胎T的外表面Ta与成型面11a之间的空气经过中空部F逐渐排出到背面11b侧。
如图16的(b)所示,随着气囊5的膨胀的进行,空气持续从轮胎T的外表面Ta与成型面11a之间排出。同时,轮胎T的外表面Ta与芯构件30的端面31t接触并推端面30t,这使得芯构件30被推向孔20的背面11b侧。如图16的(c)所示,随着气囊5的压力推动轮胎T进一步抵靠成型面11a,在维持芯构件30压靠孔20的孔壁20a的状态下芯构件30被推入孔20。随着芯构件30的外周面30a与孔20的孔壁20a接触,芯构件30的移动停止。此时,中空部F形成将间隙形状从在上侧闭合的新月状改变成在下侧闭合的新月状的流路,从而允许空气从成型面11a排出到背面11b。
此外,随着气囊5继续的加压,轮胎T被推动抵靠胎面模11。同时,存在将轮胎T的表面的橡胶引入中空部F的流入部F1的力。然而,流入部F1被成型面11a以上述间隙尺寸z1环状地开口,抑制了橡胶部朝向背面11b侧更深地进入孔20。在将橡胶限制在浅的位置的状态下如此地进行硫化,直到经过预定时间之后硫化成型结束为止。
以这种方式,在空气的预期排出之后轮胎T将芯构件30推向背面11b。结果,能够抑制在轮胎成型期间毛刺在轮胎T的外表面Ta的形成。
注意,尽管已经基于弯曲部27设置在中间部F3中的假设说明了本实施方式,但是弯曲部27可以设置在流入部F1或排出部F5中。也就是,作为排气部件15的又一实施方式,还可以是如图17所示的配置。
图17所示的中空部F被构造成流入部F1具有一个弯曲部27A、中间部F3具有两个弯曲部27B、27C且排出部F5具有一个弯曲部27D。以这种方式,可以在环状延伸的流入部F1、环状延伸的中间部F3和环状延伸的排出部F5中设置弯曲部27A至27D。结果,芯构件30的在弯曲部27A至27D处与孔20的孔壁20a接触的外周面30a用作防止芯构件30从孔20脱落的脱落防止部。这样,防止了芯构件30从孔20脱落,同时能够确保用于将空气从成型面11a侧排出到背面11b侧的中空部F。
在这样的构造中,可以通过如下方式对孔20和芯构件30设置弯曲或弯曲来防止形成中空部F的芯构件30从孔20脱落:同时存在芯构件30的外周面30a与流入部F1侧的孔20的孔壁20a之间的接触和芯构件30的外周面30a与排出部F5侧的孔20的孔壁20a之间的接触。
另外,中空部F的另一实施方式可以是如图18所示的球状中空部F。在图18所示的中空部F中,球状地形成在胎面模11的主体中的、作为中空部F的外侧构件的孔20内设置有直径小于孔壁20a的直径Dk的球状芯构件30。在这种情况下,可以通过将芯构件30的直径Ds设定为大于分别在成型面11a和背面11b开口的开口边缘20c、20d的直径来防止芯构件30从孔20脱落。在该构造中,当成型面11a或背面11b向下面对时,芯构件30会堵住开口。为了避免这样的情况,可以在孔壁20a的开口边缘20c、20d附近设置从孔壁20a突出的突起部,因而能够确保与成型面11a和背面11b连通的排气通路。
在前述实施方式中,已经基于如下假设给出了说明:中空部F的、即流入部F1、中间部F3和排出部5的在与中空部F的延伸方向或者各部F1、F3、F5的轴线方向正交的方向上的截面形状为圆形。然而,流入部F1、中间部F3和排出部5的截面形状可以彼此不同。
如已经说明的,根据本发明,通过积层造形法使排气部件15与模具一体造形。这使得不必执行传统的后加工。据此相信,用于成型轮胎T的上下侧模9、9和多个胎面模11共需要大约1000个排气部件15。如果使用传统的钻机形成这些排气部件15,则钻单个孔所花费的时间可能是约30秒至50秒,这意味着本发明将制造时间共缩短500分钟至830分钟。
注意,在前述实施方式中,已经给出了用于硫化成型轮胎的模具的说明。然而,模具不限于制造轮胎时的模具,而可以是成型诸如橡胶履带、橡胶隔振器等的其它橡胶物品时使用的模具。
另外,在前述实施方式中,已经给出了通过将激光束引导到金属粉末来烧结该金属粉末而形成作为三维物体的模具的说明。然而,能够引导来自半导体激光器的半导体的LED光束代替如上所述的普通激光束。因此,可以根据待烧结的金属粉末的性质选择包含用于烧结金属粉末的任意光束的能量源。
另外,用于构成模具的材料不限于到目前为止说明的金属粉末,而可以是诸如合成树脂等的树脂粉末、作为无机烧结材料的陶瓷或陶瓷粉末或者作为树脂粉末、陶瓷粉末和金属粉末的混合物的复合材料粉末等。
根据本发明的橡胶物品用模具的一种配置为如下的橡胶物品用模具,其具有用于将成型橡胶物品的成型面侧的空气排出到背面侧的排气部件。各所述排气部件包括被形成为从所述橡胶物品用模具的成型面贯通到背面的环状的中空部。并且所述环状的中空部包括:流入部,其用于允许所述成型面侧的空气流入;排出部,其用于向所述背面侧排出空气;以及中间部,其将所述流入部和所述排出部连通,所述中间部的直径小于所述流入部的直径和所述排出部的直径或者所述中间部的直径大于所述流入部的直径和所述排出部的直径。因此,能够将成型面侧的空气可靠地排出到背面侧。另外,环状的中空部防止了橡胶物品表面的橡胶进入中空部。结果,能够改善硫化成型后的橡胶物品表面的外观,并且能够缩短用于毛刺切除的工时。
另外,根据本发明的橡胶物品用模具的另一配置是如下的橡胶物品用模具,其具有用于将成型橡胶物品的成型面侧的空气排出到背面侧的排气部件。各所述排气部件包括从所述橡胶物品用模具的成型面贯通到背面的环状的中空部。并且所述环状的中空部包括:流入部,其用于允许所述成型面侧的空气流入;排出部,其用于向所述背面侧排出空气;以及中间部,其与所述流入部和所述排出部连通。并且所述流入部、所述中间部和所述排出部中的至少一者具有改变所述中空部的延伸方向的弯曲部。因此,能够将成型面侧的空气可靠地排出到背面侧。另外,环状的中空部防止了橡胶物品表面的橡胶进入中空部。结果,能够改善硫化成型后的橡胶物品表面的外观,并且能够缩短用于毛刺切除的工时。
另外,根据本发明的橡胶物品用模具的又一配置是如下的橡胶物品用模具,其具有用于将成型橡胶物品的成型面侧的空气排出到背面侧的排气部件。各所述排气部件包括从所述橡胶物品用模具的成型面贯通到背面的环状的中空部。所述环状的中空部的外侧构件与内侧构件之间设置有脱落防止部,以用于防止所述内侧构件从所述外侧构件脱落。因此,能够将成型面侧的空气可靠地排出到背面侧。另外,环状的中空部防止了橡胶物品表面的橡胶进入中空部。结果,能够改善硫化成型后的橡胶物品表面的外观,并且能够缩短用于毛刺切除的工时。
另外,根据本发明的橡胶物品用模具的再一配置是如下的橡胶物品用模具,其具有环状的中空部,所述环状的中空部在所述中间部的所述流入部侧的端部处具有直径减小到所述中间部的直径的环状的缩径部。并且当所述环状的缩径部消失时所述流入部的在所述成型面侧的端面与所述成型面齐平。这使得成型后的橡胶物品表面光滑。
另外,根据本发明的橡胶物品用模具的又一配置是如下的橡胶物品用模具,其中所述环状的中空部的间隙的间隙尺寸大于0mm且小于0.5mm。结果,能够可靠地抑制毛刺的形成,从而使得用于毛刺切除的过程不必要。也就是,因为由排气孔形成的毛刺完全消失或间断地消失,所以不必切除毛刺。另外,通过使排气孔的间隙尺寸设置小于0.06mm,将几乎没有橡胶进入排气孔,因而只有空气能够从排气孔排出。因此,当成型作为所考虑的橡胶物品之一的轮胎时,能够显著地改善轮胎的外观性能和运动性能。
另外,根据本发明的橡胶物品用模具的再一配置是如下的橡胶物品用模具,所述环状的中空部的外侧构件和内侧构件通过积层造形法形成。结果,能够形成具有不能用其它制造方法制造的结构特征的诸如环状中空部等的排气部,同时能过缩短制造模具的时间。
另外,根据本发明的橡胶物品用模具的制造方法的实施方式是如下的橡胶物品用模具的制造方法,其通过积层造形法制造以上(1)至(6)中任一项所述的橡胶物品用模具。所述制造方法包括:将激光束投射到金属粉末并使烧结后的烧结层层叠。在该方法中,在从所述成型面侧连续到所述背面侧的所述环状的中空部的间隙内,在所述烧结层的层叠方向上的下层侧同时形成连结体,所述连结体通过与形成所述环状的中空部的内侧构件和外侧构件接触而使所述内侧构件与所述外侧构件连结。因此,通过防止在利用积层造形法造形中空部期间内侧构件相对于外侧构件移动,能够精确且可靠地造形位于外侧构件内侧的内侧构件。
另外,根据本发明的橡胶物品用模具的制造方法的另一实施方式是如下的方法,其中所述连结体均为球状。结果,能够容易将连结体从外侧构件和内侧构件移除。
另外,根据本发明的橡胶物品用模具的制造方法的又一实施方式是如下的方法,其中所述中空部的所述流入部的内侧构件突出超过所述成型面。因此,内侧构件突出超过外侧构件的成型面使得易于通过敲击内侧构件来移除连结体。
附图标记说明
9 侧模
11 胎面模
11a 成型面
11b 背面
12 接地面成型部
15 排气部件
20 孔
30 芯构件
F 中空部
F1 流入部
F2 缩径部
F3 中间部
F4 扩径部
F5 排出部
T 轮胎
Claims (7)
1.一种橡胶物品用模具的制造方法,其通过积层造形法制造橡胶物品用模具,所述橡胶物品用模具具有用于将成型橡胶物品的成型面侧的空气排出到背面侧的排气部件,所述排气部件包括被形成为从所述橡胶物品用模具的成型面贯通到背面的环状的中空部,所述环状的中空部包括:流入部,其用于允许所述成型面侧的空气流入;排出部,其用于向所述背面侧排出空气;以及中间部,其将所述流入部和所述排出部连通,其中所述中间部的直径小于所述流入部的直径和所述排出部的直径或者所述中间部的直径大于所述流入部的直径和所述排出部的直径;或者所述流入部、所述中间部和所述排出部中的至少一者具有改变所述中空部的延伸方向的弯曲部;或者所述环状的中空部的外侧构件与内侧构件之间设置有脱落防止部,以用于防止所述内侧构件从所述外侧构件脱落,所述制造方法包括:
将激光束投射到金属粉末并使烧结后的烧结层层叠,
其中,在从所述成型面侧连续到所述背面侧的所述环状的中空部的间隙内,在所述烧结层的层叠方向上的下层侧同时形成用作连结体的柱,所述柱通过与形成所述环状的中空部的内侧构件和外侧构件接触而使所述内侧构件与所述外侧构件连结,所述环状的中空部的间隙设置在孔的孔壁与芯构件的外周面之间。
2.根据权利要求1所述的橡胶物品用模具的制造方法,其特征在于,所述柱均为球状。
3.根据权利要求1或2所述的橡胶物品用模具的制造方法,其特征在于,所述中空部的所述流入部的内侧构件突出超过所述成型面。
4.根据权利要求1所述的橡胶物品用模具的制造方法,其特征在于,所述柱靠近所述背面侧地置于所述排出部中。
5.根据权利要求1所述的橡胶物品用模具的制造方法,其特征在于,所述柱位于积层造形装置中的金属粉末的层叠开始侧。
6.根据权利要求1所述的橡胶物品用模具的制造方法,其特征在于,在胎面模的造形之后,通过利用冲头对所述芯构件施加震动来移除所述柱。
7.根据权利要求1所述的橡胶物品用模具的制造方法,其特征在于,形成所述中空部的位于所述孔内的所述芯构件向下移位所述中空部的间隙那样多。
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