JP2006315065A

JP2006315065A - タイヤ成形用金型の製造方法及びその製造方法に使用する鋳造鋳型

Info

Publication number: JP2006315065A
Application number: JP2005142276A
Authority: JP
Inventors: Noboru Takada; 高田　　昇
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2005-05-16
Filing date: 2005-05-16
Publication date: 2006-11-24

Abstract

【課題】重力鋳造または低圧鋳造にスチール金型を用いてタイヤ成形金型の製作が可能となり、精度の良いタイヤ成形金型を効率良く製造出来ると共に、生産性の向上を図ることが出来るタイヤ成形用金型の製造方法及びその製造方法に使用する鋳造鋳型を提供する。【解決手段】鋳造鋳型５は、図３〜図５に示すように、固定母型５ａと可動母型５ｂとで構成され、この固定母型５ａと可動母型５ｂとの相対向する内壁面には、ボルト等の締結手段を介して断熱材６ａ，６ｂを介して中子７とパターン金型３とを装着し、前記中子７及びパターン金型３には、温度センサー８及び温度調整手段９が埋設してある。温度調整手段９は、鋳造開始時に中子７とパターン金型３とを一定温度に加熱する棒状ヒータ等の加熱手段１０と、中子７とパターン金型３との冷却時に一定温度に冷却するための水冷配管等の冷却手段１１とで構成され、中子７とパターン金型３とに所定の間隔でそれぞれ複数列に配列されて埋設されている。
【選択図】図６

Description

この発明は、タイヤ成形用金型の製造方法及びその製造方法に使用する鋳造鋳型に係わり、更に詳しくはピースを重力鋳造または低圧鋳造により鋳造する際、スチール鋳型を用いて精度の良いタイヤ成形用金型を製作することが出来るタイヤ成形用金型の製造方法及びその製造方法に使用する鋳造鋳型に関するものである。

一般に、ダイカスト鋳造，低圧鋳造，重力鋳造と呼称されている鋳造方法では、金型もしくは鋳型の材料にはスチール材料や、石膏等が用いられている。スチール材料から成るスチール金型は、熱伝導性が良く、冷却効果が高いため低圧鋳造や重力鋳造においては断熱効果のある塗型剤を塗布して使用しているが（例えば、特許文献１参照）、タイヤモールドのように鋳造面の精度を有する物にはスチール金型は不向きであるとされていた。

一方、石膏型は複雑な形状を鋳造することが出来る反面、製品毎に石膏型を製作する必要があり、多大に費用がかかる上に再利用することが出来ないと言う課題がある。

従って、従来のタイヤ成形用金型の製造方法においては、スチール金型及び石膏型の短所をカバーしつつ作業を行っていたため、生産性の向上を図ることが出来ず、また精度の良いタイヤ成形用金型を製作することが難しいと言う問題があった。
特開２００４−２２３５２９号公報

この発明はかかる従来の問題点に着目し、スチール材料から成るパターン金型に加熱手段及び冷却手段を設けることで、重力鋳造または低圧鋳造にスチール金型を用いてタイヤ成形金型の製作が可能となり、精度の良いタイヤ成形金型を効率良く製造出来ると共に、生産性の向上を図ることが出来るタイヤ成形用金型の製造方法及びその製造方法に使用する鋳造鋳型を提供することを目的とするものである。

この発明は上記目的を達成するため、この発明のタイヤ成形用金型の製造方法は、鋳造鋳型を用いてピースを鋳造する際、前記鋳造鋳型を加熱手段及び冷却手段により所定の温度にコントロールしながら鋳造することを要旨とするものである。

ここで、前記鋳造鋳型を用いてピースを鋳造する際、鋳造開始時には、前記加熱手段により鋳造鋳型を２５０°Ｃ〜５００°Ｃに加熱し、鋳造後に溶湯金属が凝固したら、前記冷却手段により２００°Ｃ〜３５０°Ｃに冷却するものである。また、前記鋳造時に、スチール鋳型と崩壊性鋳型との複合パターン金型を用いて行うことも可能である。

また、この発明の鋳造鋳型は、タイヤ踏面部に対応した凹凸状の形態を有する複数のピースを重力鋳造または低圧鋳造により鋳造するための鋳造鋳型であって、前記鋳造鋳型を、固定母型と可動母型との相対向する内壁面に断熱材を介して中子とパターン金型とを装着し、前記中子及びパターン金型に温度調整手段を設けたことを要旨とするものである。

ここで、前記温度調整手段が、鋳造開始時に中子とパターン金型とを一定温度に加熱する加熱手段と、中子とパターン金型との冷却時に一定温度に冷却するための冷却手段とで構成し、また前記中子とパターン金型とを、スチール鋳型単体またはスチール鋳型と崩壊性鋳型との複合パターン金型により構成することも可能である。

また、前記崩壊性鋳型を、パターン金型の少なくともショルダー部に用い、前記崩壊性鋳型を、石膏鋳型で構成するものである。

このように、鋳造鋳型を用いてピースを鋳造する際、前記鋳造鋳型を加熱手段及び冷却手段により所定の温度にコントロールしながら鋳造するので、重力鋳造または低圧鋳造にスチール金型を用いてタイヤ成形金型の製作が可能となり、精度の良いタイヤ成形金型を効率良く製造出来る。

この発明は上記のように構成したので、以下のような優れた効果を奏するものである。(a).スチール材料から成るパターン金型に加熱手段及び冷却手段を設けることで、重力鋳造または低圧鋳造にスチール金型を用いてタイヤ成形金型の製作が可能となり、精度の良いタイヤ成形金型を効率良く製造出来ると共に、生産性の向上を図ることが出来る。
(b).鋳造時にパターン金型を一定温度にコントロールすることが出来るので、急激な温度上昇や、急激な冷却を防止でき、欠陥の少ない製品を効率良く製造出来る。
(c).パターン金型を温度コントロール出来るので、熱伝導の異なる崩壊性鋳型を併用することが出来る。
(d).鋳造鋳型をピース式にすることで、設備が非常にコンパクトにすることが出来、設備コストの低減を図ることが出来ると共に、金型の構造を多数個取りにすることが出来るので作業効率の向上を図ることが出来る。

以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。

図１はタイヤ成形用金型のセグメントのアルミバッグと、この発明のタイヤ成形用金型の製造方法により製造した複数のピースの斜視図、図２はアルミ製のピースを成形するためのパターン金型の拡大斜視図を示し、１はセクショナルモールドを構成する一つのセグメントのアルミバッグ、２はアルミバッグ１に組付けられる複数のアルミ製のピース、３はタイヤ踏面部に対応した凹凸状の形態４を有するパターン金型を示している。

この発明の鋳造鋳型５は、図３〜図５に示すように、固定母型５ａと可動母型５ｂとで構成され、この固定母型５ａと可動母型５ｂとの相対向する内壁面には、ボルト等の締結手段を介して断熱材６ａ，６ｂ（主基材（ガラス繊維等）と無機材（リン酸塩系バインダー等）との混合物）を介して中子７とパターン金型３とを装着し、前記中子７及びパターン金型３には、温度センサー８及び温度調整手段９が埋設してある。

前記温度調整手段９は、鋳造開始時に中子７とパターン金型３とを一定温度に加熱する棒状ヒータ等の加熱手段１０と、中子７とパターン金型３との冷却時に一定温度に冷却するための水冷配管等の冷却手段１１とで構成され、中子７とパターン金型３とに所定の間隔でそれぞれ複数列に配列されて埋設されている。

前記加熱手段１０及び冷却手段１１は、前記固定母型５ａと可動母型５ｂとの外部に設置された図示しない加熱駆動源と、冷却駆動源に接続されており、また前記温度センサー８は鋳造鋳型５の外部に設置された図示しない温度表示装置に接続されている。

このような加熱手段１０及び冷却手段１１により、前記鋳造鋳型５を用いてピース２を鋳造する際、鋳造開始時には、前記加熱手段１０により鋳造鋳型５を構成する固定母型５ａと可動母型５ｂとを２５０°Ｃ〜５００°Ｃに加熱し、鋳造後に溶湯金属が凝固したら、前記冷却手段１１により２００°Ｃ〜３５０°Ｃに冷却するように温度センサー８により制御するものである。

即ち、ピース２を構成するアルミ溶湯を鋳造する際、中子７とパターン金型３とを加熱手段１０により３５０°Ｃ以上に保持させることで、急激な温度上昇を避けることが出来、鋳造後に冷却手段１１で指向性凝固を行うことが可能となり、この結果、亀裂等の欠陥のないピース２を鋳造することが出来る。

また、前記パターン金型３は、スチール鋳型単体、または図２に示すようにスチール鋳型３ａと石膏鋳型等の崩壊性鋳型３ｂとの複合パターン金型により構成することも可能であり、前記崩壊性鋳型３ｂは、パターン金型３の少なくともショルダー部に用いるものである。この発明の実施形態として、上記のように中子７及びパターン金型３には、温度センサー８及び温度調整手段９を埋設し、温度コントロールしながら鋳造出来るように構成することで、熱伝導の違う崩壊性鋳型３ｂの併用が可能となる。特に、スチール鋳型のアンダーカット形状部は、ショルダー部が多いために、上記のような石膏鋳型等の崩壊性鋳型３ｂを用いると複雑な形状の製作が可能となる。

次に、上記のような鋳造鋳型５により、アルミ製のピース２を製造する方法について説明する。

図６に示すように、固定母型５ａと可動母型５ｂとの相対向する内壁面には、ボルト等の締結手段を介して断熱材６ａ，６ｂを介して中子７とパターン金型３とを装着し、固定母型５ａに対して可動母型５ｂを閉じて、中子７とパターン金型３とを加熱手段１０により金型表面温度を２５０°Ｃ以上、具体的には４００°Ｃ〜５００°Ｃに保持させ、そして前記固定母型５ａと可動母型５ｂとの成形凹部Ｘに溶湯した６００°Ｃ〜７００°Ｃのアルミ金属を流し込む。

溶湯した６００°Ｃ〜７００°Ｃのアルミ金属を流し込むと、中子７とパターン金型３との表面温度は、予め４００°Ｃ〜５００°Ｃに保持させてあるので、急激な温度上昇を避けることが出来る。このようにして、温度調整手段９により温度コントロールしながら鋳造し、鋳造後には、水冷配管等の冷却手段１１と温度センサー８とにより２００°Ｃ〜３５０°Ｃに指向性凝固を行うように冷却するものである。

なお、上記のように断熱材６ａ，６ｂを介して中子７とパターン金型３とを装着することで、熱効率の向上を図ることが出来、また温度コントロールも容易に行うことが出来ることになる。

そして、アルミが凝固したら、図７に示すように可動母型５ｂを開いて成形されたピース２を取り出して作業を終了する。このような操作を繰返し行うことで、簡単な操作により効率良くピース２を鋳造することが出来る。また、鋳造鋳型をピース式にすることで、設備が非常にコンパクトにすることが出来、設備コストの低減を図ることが出来ると共に、金型の構造を多数個取りにすることが出来るので作業効率の向上を図ることが出来る。

タイヤ成形用金型のセグメントのアルミバッグと、この発明のタイヤ成形用金型の製造方法により製造した複数のピースの斜視図である。アルミ製のピースを成形するためのパターン金型の拡大斜視図である。固定母型と可動母型とを閉型した状態の正面図である。図３のＡ−Ａ矢視側面図である。図３のＢ−Ｂ矢視平面図である。ピース鋳造時の固定母型と可動母型との正面図である。鋳造後のピース取り出し時の固定母型と可動母型との正面図である。

符号の説明

１アルミバッグ２ピース
３パターン金型４凹凸状の形態
３ａスチール鋳型３ｂ崩壊性鋳型
５鋳造鋳型
５ａ固定母型５ｂ可動母型
６ａ，６ｂ断熱材７中子
８温度センサー９温度調整手段
１０加熱手段１１冷却手段
Ｘ成形凹部

Claims

タイヤ踏面部に対応した凹凸状の形態を有する複数のピースをパターン金型及び中子とから成る鋳造鋳型を用いて重力鋳造または低圧鋳造により鋳造するタイヤ成形用金型の製造方法において、
前記鋳造鋳型を用いてピースを鋳造する際、前記鋳造鋳型を加熱手段及び冷却手段により所定の温度にコントロールしながら鋳造することを特徴とするタイヤ成形用金型の製造方法。
前記鋳造鋳型を用いてピースを鋳造する際、鋳造開始時には、前記加熱手段により鋳造鋳型を２５０°Ｃ〜５００°Ｃに加熱し、鋳造後に溶湯金属が凝固したら、前記冷却手段により２００°Ｃ〜３５０°Ｃに冷却する請求項１に記載のタイヤ成形用金型の製造方法。
前記鋳造時に、スチール鋳型と崩壊性鋳型との複合パターン金型を用いて行う請求項１または２に記載のタイヤ成形用金型の製造方法。
タイヤ踏面部に対応した凹凸状の形態を有する複数のピースを重力鋳造または低圧鋳造により鋳造するための鋳造鋳型であって、
前記鋳造鋳型を、固定母型と可動母型との相対向する内壁面に断熱材を介して中子とパターン金型とを装着し、前記中子及びパターン金型に温度調整手段を設けたことを特徴とする鋳造鋳型。
前記温度調整手段が、鋳造開始時に中子とパターン金型とを一定温度に加熱する加熱手段と、中子とパターン金型との冷却時に一定温度に冷却するための冷却手段とで構成した請求項４に記載の鋳造鋳型。
前記中子とパターン金型とを、スチール鋳型単体またはスチール鋳型と崩壊性鋳型との複合パターン金型により構成した請求項４または５に記載の鋳造鋳型。
前記崩壊性鋳型を、パターン金型の少なくともショルダー部に用いる請求項６に記載の鋳造鋳型。
前記崩壊性鋳型が、石膏鋳型である請求項６または７に記載の鋳造鋳型。