JP2001232642A

JP2001232642A - タイヤ成形用金型及びその製造方法

Info

Publication number: JP2001232642A
Application number: JP2000380998A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Ishihara; 泰之石原
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 2000-12-14
Publication date: 2001-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ベントホールタイプを採用しつつ、スピュー
の発生を抑制することで、外観、初期性能に優れたタイ
ヤ製品を提供することを可能ならしめるとともに、タイ
ヤ製造面では金型製造コスト、メンテナンスコストの低
減に寄与するタイヤ成形用金型及びその製造方法を提供
する。【解決手段】金型各部にベントホール１８が形成され
てなるタイヤ成形用金型であって、ベントホール１８を
蓋閉するように、ベントピース１９Ａ〜１９Ｃが金型各
部の表面に埋設され、かつ、ベントピース１９Ａ〜１９
Ｃに、ベントホール１８に連通する孔部２２若しくはス
リット２１、又は溝条２３及び溝条２３の底部と連通す
る別のベントホール２４が形成されてなることを特徴と
するタイヤ成形用金型。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳造により作製
されるタイヤ成形用金型に関し、更に詳しくは、成形さ
れるタイヤの外観及び初期性能を損なうことのないノン
スピュータイプのタイヤ成形用金型であって、タイヤ成
形用金型に設置される空気抜き穴を改良することによ
り、金型製造コストを低減せしめ、かつ、メンテナンス
性を向上させたタイヤ成形用金型及びその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】タイヤ成形用金型は、従来から鋳造に
より製作される場合が多い。これは、タイヤ成形金型
（タイヤ）のデザインが複雑で、シャープなコーナー部
や、ブレードと称する薄肉の突起物を数多く有する形状
である場合が多いことによる。

【０００３】タイヤ成形用金型には、大きく分けて２
種類の金型分割方法が存在している。その１つは、上下
一体型で円周方向に７〜１１分割する方法であり、もう
１つは、円周方向には分割せずに中心軸方向（タイヤの
径方向に垂直な方向）に２分割し、上下分割型とする方
法である。

【０００４】いずれの方法により製造された金型を用
いた場合であっても、タイヤの成形は、基本的にデザイ
ンを持たないグリーンタイヤと称する未重合ゴム素材を
金型に押し付ける、所謂、コンプレッション成形により
行われる。ここで、グリーンタイヤが押し付けられたと
きに、金型に形成されている骨やブレード等の凹凸によ
り、金型とグリーンタイヤとによって閉じられた空間
（以下、このような空間を「閉塞空間」という。）が形
成されると、閉塞空間内の空気が排出されなくなり、タ
イヤ成形品に「ベア」と称される気泡欠陥が発生してし
まうこととなる。そこで、ベアの発生を防止するため
に、通常は金型に空気抜き機構が設置されている。

【０００５】このような空気抜き方法としては、従来
から、主に次の２種類の方法が採用されている。１つの
方法は、閉塞空間に連通するベントホールを金型に設
け、ベントホールと通じて閉塞空間内の空気を外部へ排
出する方法であり、ベントホールタイプと呼ばれる。別
の方法は、小ピースの金型を組み立てた際の金型相互間
に形成される隙間、又は所定箇所に設置されたスリット
状の空気抜きから閉塞空間の空気を排出する方法であ
り、ノンスピュータイプ若しくはスリットベントタイプ
と呼ばれる。この場合には、スピューは発生しないが、
通常は、バリ状のはみ出し部が形成されることとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ここで、ベントホー
ルタイプを用いた場合には、当然にベントホールにゴム
が浸入するため、タイヤ製品にスピューと呼ばれるひげ
状の突起部が形成されることとなる。このスピューは、
タイヤ製品としての外観を損ね、また、初期走行性能を
も損なうといったデメリットを有するが、一方で、この
方法を用いた場合には、金型の製造コストが安価であ
り、金型使用時のクリーニング等のメンテナンスも容易
であるといったメリットもある。

【０００７】一方、ノンスピュータイプを用いた場合
には、タイヤ製品としての外観性に優れ、また、初期の
走行性能にも支障をきたすことはないが、金型の製造コ
ストが高く、また、金型使用時に目詰まりし易く、クリ
ーニング等のメンテナンス性には劣るという欠点があ
る。これにより、一般的に、ノンスピュータイプを用い
た場合には、タイヤ製品そのものが高価なものとなる。

【０００８】このように、これら２種類のタイヤ成形
方法には、それぞれにメリット・デメリットがあり、結
局は、用途、必要性等を考慮して使い分けられているの
が現実である。現状、タイヤの初期性能を重視したノン
スピュ−タイプを採用したいところであるが、金型製作
コスト及びタイヤ成形ランニングコストの点で問題があ
るため、ベントホールタイプの金型が多用されている。

【０００９】従って、ノンスピュータイプを採用しつ
つも、金型の製造コストを低減し、また、メンテナンス
性を向上させることが、切に望まれているが、ノンスピ
ュータイプの導入には、これらの問題に限らずに、メン
テナンスに係る他の設備導入についてもコスト増を伴う
問題がある。

【００１０】つまり、タイヤ金型は、繰り返し使用さ
れる間に油脂類等の付着により肌荒れを伴うため、通常
は、定期的にクリーニングを行う必要がある。ここで、
ベントホールタイプの金型では、一般的にガラスビー
ズ、樹脂ビーズ、ドライアイスペレット等のメディアを
高圧エアーで吹き付けるブラストによるクリーニングが
主に用いられるが、ノンスピュータイプの金型の場合で
は、金型を１ピース単位まで分解しない限り、このよう
な方法ではスリット部に入り込んだ汚れを除去すること
ができない。

【００１１】従って、ブラストによるクリーニングで
は工数がかかってしまうことから、化学洗浄やプラズマ
クリーニングといった特殊なクリーニング方法が取られ
る場合が多い。しかしながら、これらの方法も、対応時
間が長く必要となったり、設備導入に多大なコストを要
したりするといった問題を内在する。つまり、ノンスピ
ュータイプのタイヤを生産する際には、大幅な金型コス
ト、金型維持コストを覚悟して対応しなければならない
という問題が存在している。

【００１２】本発明は、上述した従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、
基本的にはベントホールタイプを採用しつつ、スピュー
の発生を抑制することで、外観、初期性能に優れたタイ
ヤ製品を提供することを可能ならしめ、また、タイヤ製
造面では金型製造コスト、メンテナンスコストの低減に
寄与するタイヤ成形用金型及びその製造方法を提供する
ことにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明によれ
ば、金型各部にベントホールが形成されてなるタイヤ成
形用金型であって、前記ベントホールを蓋閉するよう
に、ベントピースが前記金型各部の表面に埋設され、か
つ、前記ベントピースに、前記ベントホールに連通する
孔部若しくはスリット、又は溝条及び前記溝条の底部と
連通する別のベントホールが形成されてなることを特徴
とするタイヤ成形用金型、が提供される。

【００１４】本発明のタイヤ成形用金型において、ベ
ントピースに形成されたスリット又は溝条は、複数の直
線及び／又は曲線を組合わせた形状を有してなるものが
好ましい。このように構成することによって、後で詳述
するように、ゴムバリの曲げ剛性を向上させることがで
き、ゴムバリ千切れ現象によるベントホールの目詰まり
を有効に防止することができる。

【００１５】本発明のタイヤ成形用金型において、ベ
ントピースにスリット或いは溝条が形成されたものを用
いる場合には、その幅は、０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍ
とすることが好ましい。一方、孔部が形成されている場
合には、その外径は、０．０１ｍｍφ〜０．０５ｍｍφ
の範囲とすることが好ましい。また、ベントピースの形
状は、タイヤ金型デザイン、換言すればタイヤの溝デザ
インに準じて、任意の形状に設定することが好ましい。

【００１６】また、ベントホールの内壁に、金属製又
は樹脂製の中空円筒体を着脱自在に嵌合してなるものと
することが好ましい。このように構成することによっ
て、後で詳述するように、目詰まりしたベントホールの
クリーニングを簡易化することができる。

【００１７】また、本発明によれば、金型各部にベン
トホールが形成され、前記ベントホールに連通する開口
部が形成されたベントピースが、前記ベントホールを蓋
閉するように前記金型各部の表面に埋設された、鋳造に
より作製されるタイヤ成形用金型の製造方法であって、
マスターモデルの所定位置に、開口部が形成されていな
いベントピース原型を配設した状態として、反転型であ
るゴム型を作製した後、鋳型に反転させ、再び反転させ
て金型を得、前記金型に形成された前記ベントピース原
型跡にベントホールを形成した後に前記ベントホールを
開口部が形成されたベントピースにより蓋閉することを
特徴とするタイヤ成形用金型の製造方法、が提供され
る。

【００１８】ここで、金型に形成されるベントホール
は、鋳型におけるベントピース原型跡にピンを固定した
状態において金型の鋳造を行い、得られた金型からピン
を抜き取ることによっても行うことができる。

【００１９】また、固定されたピンに、金型とは異質
の材料からなる筒状の固定用部材を挿通して、鋳型に当
接させた状態で金型の鋳造を行い、得られた金型から前
記ピンを抜き取ることによりベントホールを形成すると
ともに、固定用部材を金型内に鋳包み、この固定用部材
にベントピースを溶接、固定することが好ましい。この
ように構成することによって、後で詳述するように、金
型本体とベントピースとの材質が異なる場合であって
も、固定用部材を介することによってベントピースを金
型本体に容易に固定することができる。

【００２０】また、ベントピースに形成される開口部
は、孔若しくはスリット、又は溝条及び前記溝条に連通
する孔であることが好ましい。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら説明するが、本発明は以下の
実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を
逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適
宜、設計の変更、改良等が加えられることが理解される
べきである。

【００２２】はじめに、本発明のタイヤ成形用金型の
好適な製造方法について説明することとする。図１は、
タイヤ成形用金型（以下、「金型」という。）を製造す
るに当たって使用されるマスターモデル（原型）１の１
パーツの一部分を示した斜視図である。このようなマス
ターモデル１は、従来から使用されており、本発明にお
いても用いられる。マスターモデル１の外側面における
溝形状、デザインは、タイヤ製品における溝形状、デザ
インと同等である。金型の製造に当たっては、通常、こ
のマスターモデル形状の鋳型を必要数複製し、これを円
環状に組み立てて用いる。

【００２３】図２は、マスターモデル１を用いた場合
の金型の製造工程を示した説明図である。但し、図２に
おけるマスターモデル１０は、図１のマスターモデル１
の断面を簡略化して記している。最初に、用意したマス
ターモデル１０の凸部表面１１の所定の位置にベントピ
ース原型１２を配設する（図２（ａ））。

【００２４】ここで、「所定の位置」とは、製造され
た金型を用いてタイヤ製品を成形する際、グリーンタイ
ヤを金型に押し付けたときに閉塞空間が形成される領域
内であって、金型にベントホールを形成すべき位置に対
応する位置をいう。閉塞空間は、金型の凹部に形成され
ることとなるから、マスターモデル１０においては、そ
の凸部表面１１にあっても、特に、溝部１３の近傍が
「所定の位置」に該当する場合が殆どである。

【００２５】後述するように、本発明においては、製
造される金型に好ましくは厚み方向に貫通するスリット
が形成されたベントピースが埋設されるが、ベントピー
ス原型１２とは、このベントピースにスリット等を形成
する以前の板状体（板状片）を指す。従って、ベントピ
ース原型１２は、ベントピースと同じ材質からなるもの
が一般的に用いられる。

【００２６】なお、ベントピース原型１２は、ベント
ピースの埋設がぐらつきがない程度で、しかも容易とな
るように、ベントピースよりも若干大きめとすることが
好ましい。また、ベントピース原型１２が、マスターモ
デル１０の凸部表面１１上であって曲面の部分に配設さ
れる場合には、ベントピース原型１２を、配設位置の表
面形状に十分になじませることが好ましい（図２
（ｂ））。

【００２７】次に、ベントピース原型１２が配設され
たマスターモデル１０を用いて、反転型であるゴム型１
４を製造する（図２（ｃ））。これは、マスターモデル
１０から直接には金型を鋳造することが困難であること
による。従って、続いて、ゴム型１４の反転型である鋳
型１５を製造する（図２（ｄ））。鋳型１５は、ゴム型
１４を変形させたり痛めたりすることない材料であっ
て、金型に用いる金属材料の鋳造が容易に行える材料、
例えば、石膏やセラミックを用いて好適に製造される。

【００２８】鋳型１５を用いて、その反転型である金
型１６を鋳造により製造することができる（図２
（ｅ））。得られた金型１６には、ベントピース原型１
２の跡である凹部１７が形成される。凹部１７には、ベ
ントホールを形成する必要があるので、例えば、ドリル
等を用いた機械加工により、凹部１７の底面から金型外
部へ向けて外気と連通するようにベントホール１８を形
成することができる（図２（ｆ））。

【００２９】ベントホール１８の孔径は、ベントピー
スの固定を容易とするために凹部１７の底部の一部が残
るようにベントピース原型１２の外径よりも小さく、か
つ、配設するベントピースに形成された後述する各種の
開口部と少なくとも連通する程度に大きく形成する必要
がある。

【００３０】ベントホール１８が形成された凹部１７
に、ベントピース１９を固定し、ベントホール１８を蓋
閉する。ベントピース１９の固定には、叩き込みや金型
１６の熱膨張収縮を利用した機械的なカシメにより、簡
単に行うことができる。また、接着剤を用いてもよい。
更に、抵抗溶接やパーカッション溶接等によりより強固
に固定することも可能である。

【００３１】ベントピース１９は、タイヤを成形する
際に形成される閉塞空間とベントホール１８との間に位
置し、当然に金型１６の表面の一部を形成する部材であ
ると共に、開口部を有し、開口部を通じて閉塞空間に残
留する空気をベントホール１８へ導き、タイヤ製品への
「ベア（気泡欠陥）」の発生を抑制する機能を有する。

【００３２】ここで、ベントピース１９に形成する開
口部が、例えば、ベントホール１８と同等の大きな径を
有する場合には、従来と同様にスピューの発生を引き起
こし、好ましいものではない。従って、本発明において
は、ベントピース１８に形成される開口部としては、孔
若しくはスリット、又は溝条及び溝条の底部と連通する
別のベントホールといった形態が採用されるが、以下の
ような制限がある。

【００３３】図３は、ベントピース１９の種々の実施
の形態を示す平面図及び断面図である。ベントピース１
９Ａでは、複数のスリット２１がベントホール１８の外
径に一致する円内に形成されている。また、ベントピー
ス１９Ｂでは、複数の孔部２２がベントホール１８の外
径に一致する円内に形成されている。更に、ベントピー
ス１９Ｃにおいては、一表面には溝条２３が形成されて
おり、溝条２３の底部と連通するように、ベントピース
１９Ｃの厚み方向に、ベントホール１８と連通する別の
ベントホール２４が、凹部として設けられている。

【００３４】これらベントピース１９Ａ〜１９Ｃに形
成されるスリット２１、溝条２３については、その幅を
０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍの範囲とすることが好まし
い。このような細い形状とすることで、閉塞空間の空気
を外部に排出すると共に、タイヤ成形の原料部材である
グリーンタイヤがベントホール１８へ圧入されることを
抑制することが可能となる。同様に、孔部２２の直径
は、０．０１ｍｍφ〜０．０５ｍｍφの範囲とすること
が好ましい。

【００３５】このようなスリット２１等（スリット２
１、孔部２２、溝条２３を指す。以下、同様とする。）
の形成は、好適には、レーザ加工、例えば、ＹＡＧ第４
次高調波レーザ、エキシマレーザ、ＣＯ₂レーザ等を用
いることにより行われる。このようなレーザ加工を用い
た場合、所定のスリット２１等の幅を得るためには、ス
リット２１等が形成される部分のベントピース１９の肉
厚は、スリット２１等の幅の３倍〜１０倍程度の厚みと
される。

【００３６】なお、スリット２１等の形成に当たっ
て、幅又は外径が０．０１ｍｍ未満の場合には、タイヤ
成形時に十分な空気抜きの効果を維持することができ
ず、また、目詰まりが起こり易くなる問題がある。ま
た、現状のレーザ加工の限界でもある。従って、今後、
レーザ加工技術が更に発達した場合には、目詰まりが起
こり難い限りにおいて、より幅を狭くすることも可能と
考えられる。一方、０．０５ｍｍを超えると、ノンスピ
ュー特性を発揮できない。

【００３７】つまり、ベントピース１９Ａ〜１９Ｃを
用いた場合であっても、勿論、スリット２１等には微小
深さほど成形原料部材のゴムが圧入されることとなる
が、スリット２１等について上述した形状を維持する限
りにおいては、タイヤ製品の外観を損なうことはなく、
また、初期性能をも損なうことがない程度の痕跡に止め
られる。このように、本発明によれば、基本的にベント
ホールタイプの金型を用いることにより、金型の製造コ
ストの上昇を極力抑えることが可能となり、しかも、ス
ピューの発生を抑制した高品質のタイヤを得ることが可
能となる。

【００３８】なお、図４（ａ）に示すように、ベント
ピース１９が直線状のスリット２１が密に隣接したもの
の場合、タイヤ成形時に、グリーンタイヤがスリットか
ら流出することにより形成されることのあるゴムバリが
千切れ易くなることがある。すなわち、スリット２１に
形成されたゴムバリ３５は、真っ直ぐ下方に成長する
（図４（ｂ））とは限らず、片方に湾曲する場合があ
り、隣接するゴムバリ３５の下方先端が松葉状に接触、
融着し（図４（ｃ））、金型１６から成形品３７を脱型
するときにスリット２１を通り抜けることができずに成
形品３７から千切れてスリット２１内に残ってしまう
（図４（ｄ））ことがあり、ゴムバリ３５が残った状態
で次の成形が開始されると、先のゴムバリ３５ａは、後
のゴムバリ３５ｂによって押出されベントホール１８に
落下する（後のゴムバリ３５ｂと融着する場合もある）
（図４（ｅ）、（ｆ））、このことを繰り返すことによ
ってベントホール１８内にゴムバリ３５からなる目詰ま
り物質３８が堆積し、ベントホールの目詰まりを発生さ
せる（図４（ｇ））、ことがある。

【００３９】このことに対しては、図５（ａ）〜
（ｇ）に示すように、ベントピースのスリット又は溝条
の形状を、複数の直線及び／又は曲線を組合わせたもの
（１９Ｄ〜１９Ｊ）とすることによって、形成されるゴ
ムバリの断面係数を増大させて曲げ剛性を高め湾曲を防
止することが好ましい。

【００４０】本発明は、上述の利点のみならず、メン
テナンスの面でも、従来のノンスピュータイプと比較す
ると、多くの利点を有する。利点の第１点は、スリット
等が形成されている部分の肉厚を薄くすることができる
ので、空気の流通抵抗が極めて小さく、従って、繰り返
しタイヤ成形を行っても、目詰まりが発生し難いことで
ある。第２点は、スリット部等に目詰まりが発生して
も、背面側からの高圧エアーによる噴射や化学洗浄等に
より簡単にクリーニングが可能であることである。

【００４１】さらに、図６に示すように、ベントホー
ル１８に、スリット２１から流出したゴムバリ３５等か
らなる目詰まり物質３８が堆積して目詰まりが発生した
場合に対処するため、ベントホール１８の内壁に、金属
製又は樹脂製の中空円筒体３９を着脱自在に嵌合してな
るものとすることによって（図６（ａ））、金型１６本
体に接合したベントピース１９を取り外すことなしに、
この中空円筒体３９を着脱する（例えば、この中空円筒
体３９を金型１６背面から取り出し（図６（ｂ））、ゴ
ムバリ３５等からなる目詰まり物質３８を除去した後
（図６（ｃ））嵌め直すか、予め用意しておいた新品の
中空円筒体と交換する（図６（ｄ））だけで、ゴムバリ
３５等からなる目詰まり物質３８を除去することができ
（図６（ｅ））、クリーニングをさらに簡易化すること
ができる。

【００４２】中空円筒体の材質はとしては特に制限は
ないが、グリーンタイヤ（ゴム）との密着性（付着性）
の悪い材料（例えば、チタン材や、テフロン（登録商
標）樹脂等）が目詰まり除去を行い易いため好ましい。

【００４３】一方、通常ベントピース設置部は、ベン
トホールの存在により他の金型部位に比べて、熱容量が
局部的に小さい状態になっている。このため、グリーン
タイヤの加熱硬化に際して、ベントピース直近部は硬化
が遅れ、ゴムバリの発生を助長し、かつ不完全加硫状態
となり易いこと、また、ゴムバリ先端部同士が接触して
融着状態を発生させ易いこと等から、金型からのタイヤ
脱型時のゴムバリ千切れの発生原因であるアンダーカッ
ト（松葉状となること）を発生させ易く、結果的に目詰
まりの発生を助長することになり易い。このことに対し
ては、中空円筒体の材質としてタイヤ金型母材の材質よ
り高い熱容量の材質を用いることが好ましい。具体的に
は、実用性及び低コストの観点から、銅又は銅合金が好
ましい。なお、銅合金は加硫ゴム材との密着性が高いた
め、ゴムバリが付着すると、剥がし難いため、グリーン
タイヤ（ゴム）との接触面にはメッキ等の表面処理を施
すことが好ましい。

【００４４】第３点は、スリット等が損傷した場合で
あっても、ベントピースのみを交換することで補修、対
応が可能であることである。また、第４点は、ベントピ
ースのみを、タイヤ成形時に汚れが付着し難い材質とし
て、スリット等の目詰まりを抑制することが可能である
ことである。つまり、ベントピースの材質は、金型１６
の材質と同じである必要はなく、適宜、金属やセラミッ
ク等を選択して用いることもできる。

【００４５】第５点は、既に使用されている従来のス
ピューが発生するベントホールタイプの金型について
も、僅かな改修で本発明の金型へ転換できることであ
る。つまり、上述した本発明の金型の製造方法において
は、ベントピースを埋設するための凹部（図２（ｄ）中
の凹部１７をいう。）を、鋳造過程で既に形成していた
が、金型の鋳造過程は従来と同様にして、機械加工によ
りこの凹部を形成することも可能である。

【００４６】このような機械加工による金型への凹部
の形成は、ベントホールの形成前後いずれの段階で行っ
てもよいが、金型の表面は極めて精巧かつ複雑な曲面で
形成されていることが常であるから、機械加工により、
ベントピースを埋設する凹部を形成することは、研磨等
の後加工の必要性が生ずるといった問題を含んでおり、
更に、ベントピースが薄板状である場合には特に深さ方
向の基準が取り難くなることから、加工が困難となる問
題を含む。従って、上述した図２に示される方法、即
ち、金型を鋳造する工程において既にベントピースを埋
設する凹部を形成する方法を採用することは、金型の形
状精度を維持する点からも好ましい。

【００４７】上述した金型の製造方法においては、ベ
ントホールを機械加工により形成していたが、ベントホ
ールは図７に示すような方法によっても形成することが
できる。即ち、作製した鋳型１５に、金型１６に形成す
るベントホール１８と同一外径を有するピン２９を所定
位置に固定する（図７（ａ））。このピン２９として
は、金型１６を製造する鋳造の際に、溶融金属に溶損・
融着しない材質のものを用いる必要がある。例えば、ア
ルミ鋳造の場合は鋼材のピン、鉄鋼材鋳造の場合はセラ
ミックコーティングした鋼材ピンなどを用いることが好
ましい。

【００４８】鋳型１５にピン２９を固定した状態で鋳
造を行うことにより、ピン２９は、鋳型１５から金型１
６側へ取り込まれる（図７（ｂ））。従って、金型１６
に鋳包みされたピン２９を金型１６から抜き取ることで
（図７（ｃ））、ベントホール１８を容易に形成するこ
とが可能である（図７（ｄ））。

【００４９】また、金型本体とベントピースとの材質
が異なる場合、直接両者を溶接等によって接合すること
ができない場合がある。例えば、金型本体がアルミニウ
ム合金製で、ベントピースが鋼製の場合には、アルミニ
ウム製金型本体と、ベントピースとを直接溶接すること
ができないことがあった。このことに対しては、金型本
体にベントピース固定用の足場を予め設置しておくこと
が行われているが、これは、足場の設置工数を余分に必
要とするため、効率の面で満足すべき方法ではなかっ
た。

【００５０】このことに対しては、図８（ａ）〜
（ｅ）に示すように、鋳型１５にピン２９を挿入して固
定し（図８（ａ））、固定されたピン２９に、金型１６
とは異質の材料からなる筒状の固定用部材３０を挿通し
て、鋳型１５に当接させた状態で金型１６の鋳造を行い
（図８（ｂ））、得られた金型１６からピン２９を抜き
取ることによりベントホール１８を形成するとともに、
固定用部材３０を金型１６内に鋳包み（図８（ｃ）〜
（ｄ））、この固定用部材３０にベントピース１９を溶
接、固定する（図８（ｅ））ことが好ましい。

【００５１】固定用部材３０の形状としては、図８に
示すような円筒状であってもよく、また、図９（ａ）〜
（ｃ）に示すように、鋳出し座グリ３４よりも一回り大
きな板材を金型１６本体に鋳包ませる場合（円板状（図
９（ａ））、四角板状（図９（ｂ）））、鋳出し座グリ
３４の寸法に関係なく、固定用部材３０を金型１６に強
固に固定する場合（ロッキングホール状（図９（ｃ））
等のいずれであってもよい。

【００５２】次に、ベントピースの形状及び固定の形
態について説明する。上述した図３及び図５に記載のベ
ントピースは円板を用いたものであったが、これは、金
型に機械加工によりベントピースを埋設する凹部を形成
する場合には、ドリル等による回転工具を用いれば、円
形状に形成することは容易であることに大きく依存す
る。つまり、円板形状のベントピースは、製造工程面か
らは、コストが嵩まず、好ましい形態である。

【００５３】しかしながら、近年のタイヤにおける溝
形状は、走行性能を考えて複雑化しており、常に円板状
のベントピースを用いることは、タイヤの外観上、好ま
しいものとは言えなくなってきているのが現状である。
そこで、例えば、金型の表面形態に合わせて、多角形等
の角張った形状を有するベントピースを金型に埋設する
ことを考えた場合には、当然にベントピースに相応する
角張った形状を有する凹部を形成しなければならない。
しかしながら、従来の機械加工では、その加工は容易で
はなかった。

【００５４】ところが、上述した図２に記載の金型の
製造方法を用いた場合には、ベントピースの形状を、金
型デザイン、換言すればタイヤの溝デザインに適応させ
て、任意の形状に設定することを容易に行うことができ
る。

【００５５】図１０は、金型３１のタイヤ成形面に種
々の形状を有するベントピース３２Ａ〜３２Ｃを配設し
た例を示す説明図である。ベントピース３２Ａ〜３２Ｃ
が配設されている区画（図１０中、点によりハッチング
されている部分）は、金型３１の凹面（ベントピースを
配設する凹部とは異なる）である。図２から明らかなよ
うに、このようなベントピース３２Ａ〜３２Ｃを配設す
るためには、同形状のベントピース原型をマスターモデ
ルに固定しておけばよい。なお、ベントピース３２Ａ〜
３２Ｃ内に記されている線は、スリット３３を示してい
る。

【００５６】さて、上述した任意形状のベントピース
の配設方法を更に応用すれば、図１１（ａ）に示すよう
に、金型４１の凹面４２のみならず、凸部（骨部）４３
の側面にもベントピース４４を配設することが可能であ
る。図１１（ａ）においては、金型４１の凹面４２と凸
部４３とのコーナー部にＬ字型のベントピース４４が埋
設されており、ベントピース４４の折り曲げ部分におい
て、凹面４２及び凸部４３の側面の両面にベントホール
（図示せず）に連通するスリット４６が形成されてい
る。

【００５７】なお、図１１（ｂ）、（ｃ）は、図１１
（ａ）中の面Ａにおける断面の例であるが、金型４１に
形成されるベントホール４５は、ベントピース４４のス
リット４６に連通する形態であれば、その形態は限定さ
れない。図１１（ｂ）の形態は、金型４１の表面側、即
ちベントピースを埋設する側からしかベントホールの形
成が困難である場合に好適に採用され、一方、図１１
（ｃ）の形態は、金型４１の背面側からベントホールを
形成する場合に好適な形態である。

【００５８】ところで、図１１の各図に示したベント
ピースの配設方法を用いた場合には、更に、図１２
（ａ）に示すように、ベントピース４４の金型４１の凹
面４２上に当たる部分においてはスリットを形成せず
に、凸部４３の側面に当たる部分のみにスリット４６を
形成することも可能となる。このようなベントピース４
７を用いた場合には、成形されるタイヤの表面にスリッ
ト等の痕跡が残らないために、外観上及び初期性能上、
より好ましい製品を得ることができることとなる。

【００５９】同様に、図１２（ｂ）に示すように、凸
部４３が交錯する形態を有する金型４９においては、凸
部４３と凹面４２の３面からなるコーナー部に、同様に
３面からなるベントピース４８を埋設すればよく、ベン
トピース４８において、凹面４２に埋設されることとな
る部分においては、スリット等を形成しないこととすれ
ばよい。

【００６０】次に、上述した通りに金型に配設される
ベントピースの具体的な配設、固定の形態について説明
する。図２に示したベントピース原型１２をマスターモ
デル１０に固定する方法を用いた場合には、得られる金
型１６に形成された凹部１７は、ベントピース１９とほ
ぼ同じ大きさを有するため、前述したように、ベントピ
ース１９は、叩き込みによる方法、樹脂接着剤を用いる
方法、溶接による方法等を用いて凹部１７へ配設するこ
とができる。

【００６１】しかし、ベントピース原型１２又はベン
トピース１９の形状の微小なばらつきによって、ベント
ピース１９が凹部１７に嵌合されずに、すぐに外れてし
まう場合、或いは樹脂系接着剤をできるだけ使用しない
ようにすることが好ましい場合も想定される。このよう
な場合には、ベントピース１９の固定をより確実かつ強
固に行う方法として、例えば、図１３に示されるよう
に、ベントピース１９を埋設する凹部１７の周囲に突起
部５１を形成しておき、ベントピース１９を嵌合した後
に、突起部５１を機械的に潰す方法を用いることができ
る。このような突起部５１は、マスターモデルの所定位
置に、窪み（凹部）を設けておけば、簡単に鋳造工程で
金型に形成することができる。

【００６２】突起部５１の形状には制限はないが、潰
されたときに、凹部１７とベントピース１９との間に隙
間が生じないような形状とすることが好ましい。突起部
５１を潰したときに、その跡に微小な不定形の凸部５２
が形成される場合には、スクレイパー５３を用いて凸部
５２を削り取り、金型１６表面を均一に馴らすことで、
金型１６の平坦性を容易に確保することできる。

【００６３】なお、ベントピースの金型への固定方法
としては、図１４に示すように、ベントピース１９の外
周部にかかるように、共材ピン６１を打ち込むことによ
っても行うことができる。共材ピン６１の代わりに皿ネ
ジを用いることもでき、ベントピース１９固定後に皿ネ
ジの皿上にある＋型や−型のドライバ用窪みに充填材を
充填し、表面を平坦にすればよい。

【００６４】

【実施例】次に本発明の実施例について説明するが、
本発明が以下の実施例に限定されるものでないことはい
うまでもない。

【００６５】（実施例１）図１５は作製した金型７１の
概略の形を示す説明図であり、図１５（ａ）は平面図、
図１５（ｂ）は断面図をそれぞれ示している。金型７１
は、アルミ合金製で、タイヤの厚み方向には分割されて
いない上下一体型のものであって、径方向に７個に分割
されたパーツから構成されている。

【００６６】金型７１の製造方法は、従来の鋳造法と
同じであり、鋳造過程ではベントピースを埋設する凹部
は形成されず、後に機械加工により形成した。即ち、図
１６（ａ）に示すように、ベントホール７４はドリルを
用いた機械加工により形成し、ベントホール７４の直径
は１．６ｍｍφとした。ここで、ベントホール７４にお
いては、金型７１表面から３．３ｍｍの深さまでは直径
３ｍｍφに広げられてドリル加工されている。この直径
３ｍｍφの部分には、長さ３ｍｍ、内径１．６ｍｍφ、
外径３ｍｍφのスリーブ７５が先ず埋設され、次に、ベ
ントピース７３が埋設される形態とした。スリーブ７５
を用いた理由は、ベントピース７３の厚みに相当する
０．３ｍｍ深さの凹部の形成が困難であったことによ
る。

【００６７】使用したベントピース７３は、図１６
（ｂ）に示すように、厚み０．３ｍｍ、直径３ｍｍφの
ＳＵＳ製円板の中心１．６ｍｍφの範囲内に、０．０４
ｍｍ幅のスリット７２が０．３５ｍｍ間隔で形成された
ものである。ベントピース７３におけるスリット７２の
形成はレーザ加工により行い、金型７１へのベントピー
ス７３の埋設には樹脂系接着剤を用いた。なお、図１６
（ａ）、（ｂ）は共に、実寸に沿った図ではなく、あく
まで形態を明らかにするための説明図である。

【００６８】上述のようにして作製した金型を用いて
タイヤを成形したところ、スピューを発生させることな
く、かつ、ベア等の欠陥を発生させることもないことが
確認された。また、スリット７２の目詰まりに関して
は、約２００００本の成形を行った場合でも問題は発生
せず、ベアの発生は２００００本を超えた辺りから、徐
々に、しかも僅かに発生するにとどまった。なお、ベア
の発生が認められた後には、金型７１の背面からの洗浄
液噴射によるクリーニングを行うことで、ベアの発生を
解消することができた。

【００６９】（実施例２）前述した図２に示す方法、即
ち、マスターモデルの所定位置に、３．０５ｍｍφ、厚
さ０．３ｍｍのベントピース原型を接着剤にて固定した
後に鋳造を行う方法により、金型を作製した。鋳造後
に、１．６ｍｍφのベントホールを金型に形成されたベ
ントピース原型跡（凹部）の中央部にドリル加工により
形成し、前述した実施例１において使用したものと同じ
ベントピースをベントピース原型跡の凹部へ固定した。
ベントピースの固定は、叩き込みによる方法により行っ
たが、接着剤も併用した。

【００７０】本実施例では、実施例１の場合のよう
に、スリーブを用いる必要はない。また、ベントホール
の形成にも、複数の径のドリルを使用する必要がない。
従って、本実施例を採用した場合には、先の実施例１と
比較して、ベントホールの形成コストを約３０％程度低
減することが可能であった。更に、本実施例で得られた
金型にて製造したタイヤは、実施例１と同様にスピュー
の発生がなく、ベア等の欠陥の発生も確認されなかっ
た。なお、スリットの目詰まりについては、実施例１と
同様の結果が得られた。

【００７１】（実施例３）金型の製法として石膏鋳造法
ではなく、セラミック鋳型を用いたショウプロセスを採
用して、球状黒鉛鋳鉄による金型作製を行った。なお、
鋳型材は、エチルシリケートをバインダとしてセラミッ
クパウダー（アルミナ、ジルコニア、ムライトの混合
物）を混練し、焼成したものであり、金型材の球状黒鉛
鋳鉄は、鉄を主成分とし、その他に炭素：３．５％、シ
リコン：１％、マグネシウム：０．４％を含有する。

【００７２】マスターモデルの所定位置に、先に図１
０に示したように、金型デザインを考慮して、平面形状
が三角形や正方形、台形といった多角形の各種ベントピ
ース原型を固定し、これらベントピースを埋設する凹部
が形成された金型を作製した。各種ベントピースの中央
部には、実施例１と同形状を有するスリットが形成され
ており、また、ベントホールは回転工具を用いた機械加
工により形成し、ベントピースの金型への埋設は、パー
カッション溶接により行った。

【００７３】作製した金型を用いて、タイヤ成形を行
ったところ、前述した実施例２の場合と同等の特性が得
られ、かつ、タイヤ製品における外観上の違和感、即
ち、ベントピース埋設跡を極小化することができた。

【００７４】なお、多角形のベントピースを埋設する
凹部を、金型に機械加工により形成するためには、放電
加工を用いる必要があり、多大な工数を要することとな
り、金型の製造コストが極めて高くなるという問題を生
ずる。しかし、上述した本発明に係る方法によれば、金
型の製造コストの上昇を抑えることが容易であり、しか
も、高品質のタイヤ製品を得ることが可能となる。

【００７５】

【発明の効果】以上、本発明によれば、金型製造コス
トが安価なスピュータイプの金型の製造方法とほぼ同等
の製造方法を用いつつも、スピューの発生を抑制して、
外観品質、走行性能に優れたタイヤを安価に製造するこ
とが可能となるという顕著な効果を奏する。また、金型
のメンテナンスも容易であることから、金型の維持コス
トやメンテナンスコストが低減され、延いては、タイヤ
製品の製造コストの低減に寄与する。更に、ベントピー
スが損傷した場合には、ベントピースの交換のみで対応
が可能である点からも、金型寿命が延び、金型製造コス
ト及びタイヤ製造コストの低減に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】タイヤ成形用金型の製造に当たって使用され
るマスターモデルの１パーツの一部分を示す斜視図であ
る。

【図２】マスターモデルを用いた本発明にかかる金型
の製造工程を示した説明図である。

【図３】本発明のタイヤ成形用金型に好適に用いられ
るベントピースの実施形態を示す平面図及び断面図であ
る。

【図４】ベントピースのスリットが直線状の密に隣接
したものである場合、タイヤ成形時に、ゴムバリが千切
れ易くなることを示す断面図である。

【図５】本発明のタイヤ成形用金型に好適に用いられ
るベントピースの他の実施形態を示す平面図である。

【図６】本発明のタイヤ成形用金型においてクリーニ
ングの簡易化のために好適に用いられる、ベントホール
に着脱自在に嵌合する中空円筒体の使用方法を示す断面
図である。

【図７】本発明のタイヤ成形用金型の製造方法に好適
に用いられるベントホールの形成方法を示す説明図であ
る。

【図８】本発明のタイヤ成形用金型の製造方法に好適
に用いられる他のベントホールの形成方法（固定用部材
を用いる方法）を示す説明図である。

【図９】本発明において好適に用いられる固定用部材
の設置例を示す平面図、断面図及び斜視図である。

【図１０】金型のタイヤ成形面に種々の形状を有する
ベントピースを配設した一形態を示す説明図である。

【図１１】本発明において好適に採用されるベントピ
ースの配設方法の一実施形態を示す説明図である。

【図１２】本発明において好適に採用されるベントピ
ースの配設方法の他の実施形態を示す説明図である。

【図１３】本発明のおけるベントピースの金型への固
定方法の一実施形態を示す説明図である。

【図１４】本発明のおけるベントピースの金型への固
定方法の他の実施形態を示す説明図である。

【図１５】実施例に用いた金型の概略構造を示す説明
図である。

【図１６】実施例に用いた金型のベントホール近傍及
びベントピースの構造を示す説明図である。

【符号の説明】

１、１０…マスターモデル、１１…凸部表面、１２…ベ
ントピース原型、１３…溝部、１４…ゴム型、１５…鋳
型、１６…タイヤ成形用金型（金型）、１７…凹部、１
８…ベントホール、１９（１９Ａ〜１９Ｊ）…ベントピ
ース、２１…スリット、２２…孔部、２３…溝条、２４
…別のベントホール、２９…ピン、３０…固定用部材、
３１…金型、３２Ａ〜３２Ｃ…ベントピース、３３…ス
リット、３４…鋳出し座グリ、３５…ゴムバリ、３５ａ
…先のゴムバリ、３５ｂ…後のゴムバリ、３６…グリー
ンタイヤ、３７…成形品、３８…目詰まり物質、３９…
中空円筒体、４１…金型、４２…凹面、４３…凸部（骨
部）、４４…ベントピース、４５…ベントホール、４６
…スリット、４７、４８…ベントピース、４９…金型、
５１…突起部、５２…凸部、５３…スクレイパー、６１
…共材ピン、７１…金型、７２…スリット、７３…ベン
トピース、７４…ベントホール、７５…スリーブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２９Ｌ 30:00 Ｂ２９Ｌ 30:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金型各部にベントホールが形成されてな
るタイヤ成形用金型であって、前記ベントホールを蓋閉するように、ベントピースが前
記金型各部の表面に埋設され、かつ、前記ベントピース
に、前記ベントホールに連通する孔部若しくはスリッ
ト、又は溝条及び前記溝条の底部と連通する別のベント
ホールが形成されてなることを特徴とするタイヤ成形用
金型。
【請求項２】前記ベントピースに形成されたスリット
又は溝条が、複数の直線及び／又は曲線を組合わせた形
状を有してなる請求項１に記載のタイヤ成形用金型。
【請求項３】前記スリット及び溝条の幅が、０．０１
ｍｍ〜０．０５ｍｍの範囲にある請求項１又は２に記載
のタイヤ成形用金型。
【請求項４】前記孔部の直径が０．０１ｍｍφ〜０．
０５ｍｍφの範囲にある請求項１に記載のタイヤ成形用
金型。
【請求項５】前記ベントピースの形状が、タイヤ金型
デザインに準じた任意の形状に設定される請求項１〜４
のいずれかに記載のタイヤ成形用金型。
【請求項６】前記ベントホールの内壁に、金属製又は
樹脂製の中空円筒体を着脱自在に嵌合してなる請求項１
〜５のいずれかに記載のタイヤ成形用金型。
【請求項７】金型各部にベントホールが形成され、前
記ベントホールに連通する開口部が形成されたベントピ
ースが、前記ベントホールを蓋閉するように前記金型各
部の表面に埋設された、鋳造により作製されるタイヤ成
形用金型の製造方法であって、マスターモデルの所定位置に、開口部が形成されていな
いベントピース原型を配設した状態として、反転型であ
るゴム型を作製した後、鋳型に反転させ、再び反転させ
て金型を得、前記金型に形成された前記ベントピース原型跡にベント
ホールを形成した後に前記ベントホールを開口部が形成
されたベントピースにより蓋閉することを特徴とするタ
イヤ成形用金型の製造方法。
【請求項８】前記鋳型における前記ベントピース原型
跡にピンを固定した状態において、前記金型の鋳造を行
い、得られた金型から前記ピンを抜き取ることにより前
記ベントホールを形成する請求項７に記載のタイヤ成形
用金型の製造方法。
【請求項９】前記固定されたピンに、前記金型とは異
質の材料からなる筒状の固定用部材を挿通して、前記鋳
型に当接させた状態で前記金型の鋳造を行い、得られた
金型から前記ピンを抜き取ることによりベントホールを
形成するとともに、前記固定用部材を前記金型内に鋳包
み、この固定用部材に前記ベントピースを溶接、固定す
る請求項８に記載のタイヤ成形用金型の製造方法。
【請求項１０】前記ベントピースの開口部が、孔若し
くはスリット、又は溝条及び前記溝条に連通する孔であ
る請求項７〜９のいずれかに記載のタイヤ成形用金型の
製造方法。