JP2005319713A - 積層モールドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 積層薄板を容易にかつ確実に固定でき、タイヤ加硫時に薄板に力が加わった場合でもズレが発生しない積層モールドを製造する方法を提供する。
【解決手段】 積層薄板１０を構成する各薄板１１に楕円状の穴１１ｓ，１１ｓを形成し、この穴１１ｓ，１１ｓに、長手方向の径が上記穴１１ｓの短手方向の径よりも１〜１０μｍ程度大きな断面形状を有する固定棒２０を、その長手方向が上記穴１１ｓの長手方向に近い角度で上記穴１１ｓに挿入した後、上記固定棒２０を９０度回転させて、上記固定棒２０の長手方向の端部を上記各薄板１１の穴１１ｓに食い込ませて上記積層された各薄板１１を上記固定棒２０に固定するようにした。
【選択図】 図３

Description

本発明は、タイヤ幅方向に複数の薄板を積層した積層薄板を備えた積層モールドの製造方法に関するもので、特に、積層薄板の固定方法に関する。

従来、タイヤを形成する際には、図４（ａ），（ｂ）に示すような、タイヤクラウン部の断面形状を有するクラウン部金型５１をホルダー５２に取付けたセクターモールド５３を複数個環状に連結した加硫金型５０を用い、成形された生タイヤの内側に圧力をかけて上記生タイヤ外表面を加熱された上記加硫金型５０の内壁に圧着させ、生ゴムを熱と圧力とで加硫する方法が行われている。上記クラウン部金型５１は、通常、鋳造により実現するが、このような鋳造型は型製造に手間がかかるだけでなく、材料コストも高いことから、近年、低コスト・短納期化を目的として、鋳造型である上記クラウン部金型５１に代えて、図５に示すような、薄板６１ａを積層して成る積層薄板６１をホルダー６２にボルト等で取付け積層したセクターモールド６３をタイヤ周方向に沿って複数個配列して環状のトレッドパターン形成部を構成した積層モールドが用いられるようになってきている。なお、上記図４，図５において、５４，６４はそれぞれ上記ホルダー５２，６２の側面側に取付けられる、タイヤのサイド部に当接するサイドモールドである。

このような積層薄板６１を固定する方法としては、積層時に上記薄板６１ａ，６１ａ間にはんだ等を含浸させて溶着したり、積層後に上記薄板６１ａ，６１ａ同士をはんだ等により溶接する方法が一般的である。また、図５に示すように、上記ホルダー６２に、積層薄板６１の上面側に突出するボルト６２ａを取付けて、積層薄板６１に圧縮力を作用させながら上記ボルト６２ａを締付け、上記圧縮力のみにより上記積層薄板６１を固定する方法も用いられている。
あるいは、図６に示すように、上記薄板６１ａのそれぞれに上記薄板６１ａを貫通する丸穴６１ｓをレーザ等で加工しておき、この丸穴６１ｓの径よりも０．０２〜０．０５ｍｍ小さな外径を有する丸棒６５を差し込んで各薄板６１ａを積層し、最後にボルト等で締付け固定する方法も用いられている。

しかしながら、上記薄板を溶着したり溶接する方法では、多大な工数がかかるだけでなく、積層した際に０．１ｍｍ以下の寸法精度を確保することが困難であった。
一方、圧縮力のみによる固定方法では、薄板の厚さのバラツキにより、薄板の厚さが設計値よりも厚くなると、薄板を積層した際の総幅をねらいの厚さまで圧縮することができなかった。逆に、薄くなると、積層の幅を狙いの値としたときに圧縮力がかからず、薄板を所定の圧力で固定することができず、その結果、タイヤ加硫時に薄板に力が加わったときにズレが発生して薄板間の隙間が大きくなり、ゴムのはみ出しが発生してしまう。このため、圧縮力のみにより薄板を固定しようとする場合には、薄板の厚さのバラツキを約１μｍ以内になるように上記薄板の厚さを揃える必要があり、薄板の作製が容易ではなかった。
また、薄板に丸穴を空けて丸棒に差し込む場合にも、上記のようなズレが発生しないためには、丸穴及び丸棒の精度として、丸穴と丸棒とのクリアランスを０．０５ｍｍ以下にしなければならないだけでなく、このような小さなクリアランスしかない丸穴に丸棒を通すのも大変であり、工数を要していた。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、積層薄板を容易にかつ確実に固定でき、タイヤ加硫時に積層薄板に力が加わった場合でもズレが発生しない積層モールドを製造する方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の発明は、複数の薄板をタイヤ幅方向に積層して成る積層モールドの製造方法において、上記各薄板に上記薄板を貫通する長穴もしくは楕円状の穴を形成し、上記各薄板の穴に、上記穴に対して所定のクリアランスを有し、かつ、長手方向の径が上記穴の短手方向の径よりも大きな断面形状を有する固定棒を貫通させた後、上記固定棒を回転させて上記固定棒を上記各薄板の穴に食い込ませて、上記積層薄板を固定するようにしたことを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の積層モールドの製造方法において、上記穴を楕円状とするとともに、上記固定棒の長手方向の径を上記楕円の短径よりも大きくしたことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の積層モールドの製造方法において、上記固定棒の長手方向の径を上記穴の短手方向の径よりも１〜１０μｍ大きくしたことを特徴とするものである。

本発明によれば、積層薄板を備えたタイヤ加硫金型を製造する際に、上記各薄板に長穴もしくは楕円状の穴を形成し、上記各薄板の穴に、上記穴に対して所定のクリアランスを有し、かつ、長手方向の径が上記穴の短手方向の径よりも１〜１０μｍ程度大きい断面形状を有する棒を貫通させた後、上記棒を回転させて上記棒を上記各薄板の穴に食い込ませて、上記積層薄板を固定するようにしたので、薄板に空ける穴及びこの穴に挿入する固定棒の加工精度がさほど高くなくても、上記積層薄板を容易にかつ確実に固定することができる。したがって、タイヤ加硫時に積層薄板に力が加わった場合でもズレの発生がないので、スピュー等の発生の極めて少ないタイヤを成形することができる。

以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１（ａ），（ｂ）は、本最良に係る積層プレート方式のタイヤ加硫金型（積層モールド）に使用される積層薄板を構成する各薄板１１の平面図で、図２は上記薄板１１に挿入される固定棒２０を示す模式図である。上記各薄板１１には、その中心線からほほ対称な位置にそれぞれ、上記薄板１１を貫通する、長径がＡ、短径がＢの楕円状の穴１１ｓ，１１ｓが形成されている。また、上記固定棒２０は、長手方向の径Ｃが上記穴１１ｓの短手方向の径Ｂよりも１〜１０μｍ程度大きく、短手方向の径Ｄが上記径Ｃの半分以下であるほぼ矩形状の断面形状を有している。したがって、図１（ｂ）及び図２に示すように、上記固定棒２０をその長手方向が上記穴１１ｓの長手方向に近い角度になるようにして上記穴１１ｓに挿入した場合には、長手方向の径Ｃが上記穴１１ｓの長径よりも短いので、上記固定棒２０を上記穴１１ｓの周囲に当接することなく容易に挿入することができるが、上記固定棒２０を、上記の方向から９０度近く回転させた状態で上記穴１１ｓに挿入しようとした場合には、上記長手方向の径Ｃが上記穴１１ｓの短径Ｂよりも小さいので、上記固定棒２０を容易に挿入することはできない。
なお、本例では、上記固定棒２０を上記穴１１ｓ内で滑らかに回転させるため、上記固定棒２０の長手方向の両側面の形状を、上記穴１１ｓ，１１ｓの短径近傍の曲率半径と同程度以上の曲率半径を有する凸形の曲面とした。

次に、本発明による積層薄板の固定方法について説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、各薄板１１を積層してホルダー３０内にセットし積層薄板１０を構成する。このとき、上記各薄板１１の穴１１ｓの位置が同じになるように積層する。そして、次に、２本の固定棒２０，２０をホルダー３０の下部に形成された固定棒挿入孔３１に挿入し、上記積層薄板１０の各薄板１１の穴１１ｓ，１１ｓに上記固定棒２０，２０を貫通させる。なお、上記固定棒挿入孔３１は、上記固定棒２０を回転させるため、その内径が上記固定棒２０の長径Ａよりも大きく形成されている。
固定棒２０の挿入後には、上記ホルダー３０の一方の側に取付けられ、積層薄板１０の上面側に突出するボルト３２を締めて、上記積層薄板１０に所定の圧縮力よりも少ない圧縮力をかけて上記仮止めする。そして、上記固定棒２０の端部、すなわち、上記固定棒挿入孔３１内に突出している部分を把持して上記固定棒２０を略９０度回転させる。上記固定棒２０の長手方向の径Ｃが上記穴１１ｓの短径Ｂよりも１〜１０μｍ程度大きいので、上記回転により、上記図３（ｂ）に太線で示す上記固定棒２０の長手方向の両端部Ｇは上記各薄板１１の穴１１ｓに食い込むことになる。これにより、上記積層された各薄板１１を上記固定棒２０に固定することができるので、積層薄板１０を容易にかつ強固に固定することができる。
その後、ボルト３２を締めて、上記積層薄板１０に所定の圧縮力をかけ、上記積層薄板１０を上記ホルダー３０に固定することにより積層モールドを得る。
なお、上記固定棒２０の長手方向の径Ｃと上記薄板１１の穴１１ｓの短径Ｂとの差が１μｍより少ない場合には、食い込みが不十分で、強固の固定することが困難であり、１０μｍを超えた場合には、大きな回転トルクが必要なだけでなく、薄板１１に亀裂が入る恐れがあるので、１〜１０μｍ程度とするのが好ましい。

このように、本最良の形態によれば、積層薄板１０を構成する各薄板１１に楕円状の穴１１ｓ，１１ｓを形成し、この穴１１ｓ，１１ｓに、長手方向の径Ｃが上記穴１１ｓの短手方向の径Ｂよりも大きな断面形状を有する固定棒２０を、その長手方向が上記穴１１ｓの長手方向に近い角度になるように上記穴１１ｓに挿入した後、上記固定棒２０を９０度回転させ、上記固定棒２０の長手方向の端部を上記各薄板１１の穴１１ｓに食い込ませて上記積層された各薄板１１を上記固定棒２０に固定するようにしたので、積層薄板１０を容易にかつ強固に固定することができる。

なお、上記最良の形態では、薄板１１に形成する穴１１ｓを楕円状したが、長穴など他の形状であっても良い。なお、この場合でも、上記各薄板の穴に挿入する固定棒としては、上記穴に対して所定のクリアランスを有し、かつ、長手方向の径が上記穴の短手方向の径よりも大きな断面形状を有し、回転させた場合に、上記固定棒が上記穴に食い込むような断面形状とすることが必要であることはいうまでもない。
また、上記例では、上記固定棒２０の長手方向の径を上記穴１１ｓの短手方向の径よりも１〜１０μｍ程度大きくしたが、レーザ加工では加工精度を±５μｍ程度にすることは容易であるので、上記穴１１ｓの短径を固定棒２０の長手方向の径よりも６μｍ程度短くなるように加工すれば、上記固定棒２０を精密加工しなくても、十分に積層薄板１０を固定することができる。

板厚が０．５ｍｍの金属薄板をレーザ切断により加工し、7.987(mm)×8.5 (mm)の２つ長穴が形成された３７２枚の薄板に、断面が4.0 (mm)×7.993 (mm)の固定棒２本をそれぞれ挿入して積層し、上記固定棒を回転させて上記固定棒を上記薄板に食い込ませて積層薄板を固定し、この積層薄板を用いて、タイヤサイズが１９５／６０Ｒ１４の乗用車用タイヤのタイヤ加硫金型（積層モールド）を作製した。なお、上記固定棒を薄板に食い込ませるために加えたトルクは、約３７０Ｎ・ｍであった。
この上記積層薄板に約８０Ｎの力を加え、薄板間にズレが生じないかを調べたところ、薄板のズレは発生していないことが確認された。
また、上記積層薄板を用いて作製した積層モールドを用いて、実際にタイヤを加硫してその表面状態を観察したところ、スピューの発生はほとんど見られず、タイヤ加硫時においても、積層薄板にズレが発生しないことが確認された。

このように、本発明によれば、薄板を固定するための穴やこの穴に挿入する棒の加工精度がさほど高くなくても、タイヤ加硫時に薄板に力が加わった場合でもズレの発生がない積層モールドを容易に作製することができるので、積層モールドを低コストでかつ短期間に製造することができる。

本発明の最良の形態に係る積層モールドに使用される薄板を示す模式図である。 本発明の最良の形態に係る積層モールドに使用される固定棒を示す模式図である。 本発明による積層薄板の固定方法を示す図である。 従来の加硫金型の概要を示す図である。 従来の積層モールドの概要と積層薄板の固定方法を示す図である。 従来の積層薄板の固定方法を示す図である。

符号の説明

１０ 積層薄板、１１ 薄板、１１ｓ 楕円状の穴、２０ 固定棒、３０ ホルダー、
３１ 固定棒挿入孔、３２ ボルト。

Claims (3)

1. 複数の薄板をタイヤ幅方向に積層して成る積層モールドの製造方法において、上記各薄板に上記薄板を貫通する長穴もしくは楕円状の穴を形成し、上記各薄板の穴に、上記穴に対して所定のクリアランスを有し、かつ、長手方向の径が上記穴の短手方向の径よりも大きな断面形状を有する固定棒を貫通させた後、上記固定棒を回転させて上記固定棒を上記各薄板の穴に食い込ませて、上記積層薄板を固定するようにしたことを特徴とする積層モールドの製造方法。
2. 上記穴を楕円状とするとともに、上記固定棒の長手方向の径を上記楕円の短径よりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の積層モールドの製造方法。
3. 上記固定棒の長手方向の径を上記穴の短手方向の径よりも１〜１０μｍ大きくしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の積層モールドの製造方法。

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