JP2012153104A - タイヤ加硫用モールドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】作業工数を削減しつつ、モールドの製造過程でサイプ用ブレードを植設した石膏鋳型を乾燥させる際やこの石膏鋳型を用いて鋳造する際に、石膏鋳型にクラックが発生しないようにできるタイヤ加硫用モールドの製造方法を提供する。
【解決手段】ゴム型８の表面に植設したサイプ用ブレード７の長さ方向端部７ａおよびゴム型８の表面に熱溶融消失材１０を接触させて配置した後、石膏Ｐを流し込んで、ゴム型８の表面形状を転写しつつサイプ用ブレード７を表面に移設した石膏鋳型を作製し、石膏鋳型を加熱乾燥する際に熱溶融消失材１０を消失させてサイプ用ブレード７の長さ方向端部７ａで石膏鋳型に空洞を形成した後、溶融金属を流し込んで、石膏鋳型の表面形状を転写しつつサイプ用ブレード７を表面に移設したモールドを鋳造し、空洞に充填された溶融金属が固化して形成された空洞充填部をモールドから除去する。
【選択図】図４

Description

本発明は、タイヤ加硫用モールドの製造方法に関し、さらに詳しくは、作業工数を削減しつつ、モールドの製造過程でサイプ用ブレードを植設した石膏鋳型を乾燥させる際やこの石膏鋳型を用いて鋳造する際に、石膏鋳型にクラックが発生しないようにできるタイヤ加硫用モールドの製造方法に関するものである。

サイプを有する空気入りタイヤを生産するには、金属製のサイプ用ブレードをタイヤ成形面に植設したモールドを使用する。このようなタイヤ加硫用モールドを製造するには、例えば、ゴム型にサイプ用ブレードを植設した後、このゴム型の表面形状の転写とともにサイプ用ブレードを移設した石膏鋳型を作製する。次いで、この石膏鋳型の表面形状の転写とともにサイプ用ブレードを移設したアルミニウム等で形成されたモールドを鋳造する。このモールドの製造方法では、石膏鋳型を加熱して乾燥させる工程がある。その際に、加熱されたサイプ用ブレードが熱膨張するため、植設されたサイプ用ブレードの周辺で石膏鋳型にクラックが生じるという問題があった。また、鋳造する際にも加熱されたサイプ用ブレードが熱膨張するため、同様の問題が生じる。石膏鋳型にクラックが生じると鋳造されるモールドの形状に悪影響が生じる。

そこで、このクラックを防止する方法が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１の発明では、植設したサイプ用ブレードの端部近傍で石膏鋳型に穴を形成する。サイプ用ブレードが熱膨張しても、膨張した部分を、この穴で吸収することによって、石膏鋳型にクラックが生じないようにしている。しかしながら、サイプ用ブレードの端部近傍で石膏鋳型に穴を形成するには、高い精度が要求されるとともに加工箇所も多いため、多大な作業工数が必要になるという問題があった。

特開平２−２５５２４３号公報

本発明の目的は、作業工数を削減しつつ、モールドの製造過程でサイプ用ブレードを植設した石膏鋳型を乾燥させる際やこの石膏鋳型を用いて鋳造する際に、石膏鋳型にクラックが発生しないようにできるタイヤ加硫用モールドの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のタイヤ加硫用モールドの製造方法は、表面にサイプ用ブレードを植設したゴム型の表面に石膏を流し込んで、このゴム型の表面形状を転写するとともに前記サイプ用ブレードを表面に移設した石膏鋳型を作製し、次いで、この石膏鋳型を加熱乾燥した後に、その表面に溶融金属を流し込んで、この石膏鋳型の表面形状を転写するとともに前記サイプ用ブレードを表面に移設したモールドを鋳造するタイヤ加硫用モールドの製造方法において、前記ゴム型の表面に植設したサイプ用ブレードの長さ方向端部およびゴム型の表面に熱溶融消失材を接触させて配置し、この状態でゴム型の表面に石膏を流し込み、前記石膏鋳型を加熱乾燥する際の加熱によって前記熱溶融消失材を消失させて前記サイプ用ブレードの長さ方向端部で石膏鋳型に空洞を形成し、この状態で石膏鋳型の表面に溶融金属を流し込んで前記モールドを鋳造した後に、前記空洞に充填された溶融金属が固化して形成された空洞充填部を、鋳造したモールドから除去することを特徴とする。

本発明によれば、ゴム型の表面に植設したサイプ用ブレードの長さ方向端部およびゴム型の表面に熱溶融消失材を接触させて配置し、この状態でゴム型の表面に石膏を流し込んで、ゴム型の表面形状を転写するとともにサイプ用ブレードを表面に移設した石膏型を作製し、この石膏鋳型を加熱乾燥する際の加熱によって熱溶融消失材を消失させてサイプ用ブレードの長さ方向端部で石膏鋳型に空洞を形成するので、石膏鋳型を加熱乾燥する際やこの石膏鋳型を用いて鋳造する際にサイプ用ブレードが熱膨張しても、形成される空洞によって膨張した部分を吸収することができる。それ故、サイプ用ブレードの熱膨張に起因する石膏鋳型のクラック発生を防止できる。しかも、石膏鋳型のクラック防止のための作業は、熱溶融消失材を配置する作業と、空洞に充填された溶融金属が固化して形成された空洞充填部を、鋳造したモールドから除去する作業だけなので、従来に比して作業工数を削減することができる。

ここで、前記熱溶融消失材が、接触するゴム型の表面に向かって体積を減少させている形状にするとよい。これにより、鋳造されたモールドと空洞充填部との接続部分がくびれた形状になるので、空洞充填部をモールドから除去し易くなる。

さらには、前記熱溶融消失材が、接触するサイプ用ブレードの長さ方向端部に向かって体積を減少させている形状にするとよい。これにより、空洞充填部がサイプ用ブレードの長さ方向端部とくびれた状態で接触する。空洞充填部とサイプ用ブレードとは付着し難いが、接触面積が小さい程、空洞充填部をサイプ用ブレードから除去する際の抵抗が小さくなるので、空洞充填部の除去作業が容易になる。

前記サイプ用ブレードの長さが２０ｍｍ以上である場合は、熱膨張による長さ変化量が大きくなり、石膏鋳型にクラックが発生し易くなる。そのため、サイプ用ブレードの長さが２０ｍｍ以上の場合に本発明を適用すると特に有効である。

本発明タイヤ加硫用モールドを例示する平面図である。 図１のセクターを例示する平面図である。 図２の正面図である。 ゴム型の表面に石膏を流し込む工程を例示する説明図である。 図４のサイプ用ブレードおよび熱溶融消失材を示す平面図である。 図４のサイプ用ブレードおよび熱溶融消失材を示す右側面図である。 作製された石膏鋳型を例示する説明図である。 加熱して乾燥させた石膏鋳型の表面に溶融金属を流し込む工程を例示する平面図である。 鋳造されたピース（モールド）を例示する説明図である。 図９のピース（モールド）から空洞充填部を除去する工程を例示する説明図である。

本発明のタイヤ加硫用モールドの製造方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。図２、図３に記載されているＣ矢印、Ｒ矢印、Ｗ矢印は、それぞれ、加硫用モールドに挿入して加硫されるグリーンタイヤの周方向、半径方向、幅方向を示している。

図１に例示するように、本発明により製造されるタイヤ加硫用モールド１（以下、モールド１）は、複数の円弧状のセクター２が環状に組み付けられるセクショナルタイプである。それぞれのセクター２は、図２、図３に例示するように複数のピース３とバックブロック４で構成され、隣り合うピース３どうしが密着した状態でバックブロック４に取付けられている。この実施形態では、１つのセクター２に、平面視で長方形のピース３が４個固定されているが、１つのセクター２が有するピース３の数や配置は適宜決定され、この実施形態に限定されるものではない。

ピース３は、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属材料を溶融させた溶融金属Ｍを固化させることにより形成されている。それぞれのピース３の内周側表面がタイヤ成形面５である。タイヤ成形面５にはタイヤの溝を形成する溝成形突起６およびサイプ用ブレード７が適宜設けられている。溝成形用突起６は、ピース３の鋳造時に一体的に形成されたものである。

サイプ用ブレード７はタイヤ成形面５に植設されたものであり、ステンレス鋼などで形成された薄い金属板である。このサイプ用ブレード７には、ピース３からの離脱防止のため貫通穴７ｂが設けられている。サイプ用ブレード７はタイヤ成形面５から所定高さ突出して植設されている。この実施形態では、サイプ用ブレード７は、突出高さがブレードの長さ方向の途中で変化している。

サイプ用ブレード７の大きさは様々であるが、例えば、長さは２０ｍｍ〜４０ｍｍ程度、厚さは０．４ｍｍ〜１．０ｍｍ程度である。したがって、サイプ用ブレード７が熱膨張した時には、厚さ方向に比して長さ方向の変化量が非常に大きいので、サイプ用ブレード７の長さ方向端部７ａにおける石膏鋳型９のクラック発生が特に問題になる。

サイプ用ブレード７の仕様は実施形態に例示したものに限定されず、突出高さが一定である仕様、ブレードの長さ方向途中で屈曲している仕様などタイヤ性能等に応じて決定される。

このモールド１（ピース３）を製造する手順は以下のとおりである。

図４〜６に例示するように、ゴム型８の表面に植設したサイプ用ブレード７の長さ方向端部７ａおよびゴム型８の表面に、熱溶融消失材１０を接触させて配置する。この実施形態では、両方の長さ方向端部７ａに接触させて熱溶融消失材１０を配置しているが、いずれか一方の長さ方向端部７ａに熱溶融消失材１０を接触させて配置することもできる。

熱溶融消失材１０とは、ロストワックス鋳造等に使用される固体のワックスやその相当物であり、石膏鋳型９を加熱乾燥させる際に、溶融および気化して消失する材料である。石膏鋳型９を加熱乾燥させる際の加熱温度は、例えば、２００℃〜２５０℃程度なので、この加熱温度で消失する熱溶融消失材１０を使用する。具体的には、融点が５０℃〜２００℃程度、さらに好ましくは融点が５０℃〜１００℃程度の熱溶融消失材１０を用いる。

この実施形態では、一方の長さ方向端部７ａには球状の熱溶融消失材１０が接触し、他方の長さ方向端部７ａには円筒の両端を半球状にした熱溶融消失材１０が接触している。熱溶融消失材１０は、接触する長さ方向端部７ａの突出高さと実質的に同じ長さを有している。熱溶融消失材１０の長さは、接触する長さ方向端部７ａの突出高さと同等またはそれ以上が好ましい。

熱溶融消失材１０は、石膏鋳型９の加熱乾燥時にサイプ用ブレード７の熱膨張する部分を吸収できる大きさ（体積）を有する必要がある。熱溶融消失材１０の大きさは、例えば、直径相当で２ｍｍ〜５ｍｍ程度である。

熱溶融消失材１０の好ましい形状は、接触するゴム型８の表面に向かって体積を減少させている形状である。この実施形態では、熱溶融消失材１０は、その球状面でゴム型８の表面に接触しているので、上記した好ましい形状になっている。上記した好ましい形状としてはその他に、ゴム型８の表面に接触する部分を先細にした形状を例示できる。

さらに好ましくは、熱溶融消失材１０を、接触する長さ方向端部７ａに向かって体積を減少させている形状にする。この実施形態では、熱溶融消失材１０は、その球状面で長さ方向端部７ａに接触しているので、このさらに好ましい形状になっている。上記したさらに好ましい形状としてはその他に、長さ方向端部７ａに接触する部分を先細にした形状を例示できる。

次いで、上記のように熱溶融消失材１０を配置した状態で、ゴム型８の表面に石膏Ｐを流し込む。石膏Ｐが固化した後に、固化した石膏Ｐからゴム型８を分離させることにより、図７に例示するように、ゴム型８の表面形状を転写するとともにサイプ用ブレード７を表面に移設した石膏鋳型９が作製される。熱溶融消失材１０は、長さ方向端部７ａに接触するとともに、その上端を石膏鋳型９の表面に丁度露出した状態で石膏鋳型９に埋設される。

次いで、この石膏鋳型９を所定時間、所定温度で加熱乾燥する。この加熱乾燥する際の加熱によって熱溶融消失材１０が消失し、熱溶融消失材１０が存在していた部分に図８に例示するように空洞９ａが形成される。石膏鋳型９の加熱乾燥時にサイプ用ブレード７が熱膨張しても、熱膨張した部分は長さ方向端部７ａに連接して形成された空洞９ａによって吸収される。そのため、サイプ用ブレード７の熱膨張に起因して生じる石膏鋳型９のクラックを防止することができる。

また、熱溶融消失材１０を球状、円筒状等にして外面が曲面の形状にすると、空洞９ａも曲面形状になる。これにより、石膏鋳型９を加熱乾燥する際に空洞９ａの近傍の収縮応力が広く分散されるので、石膏鋳型９の割れ防止には有利になる。

次いで、図８に例示するように、加熱乾燥した後の石膏鋳型９の表面に溶融金属Ｍを流し込む。溶融金属Ｍを流し込んで鋳造する際にもサイプ用ブレード７が熱膨張する。この熱膨張した部分は空洞９ａによって程度吸収されるので、サイプ用ブレード７の熱膨張に起因して生じる石膏鋳型９のクラックを防止することができる。

溶融金属Ｍが固化した後に、石膏鋳型９を除去することにより、図９に例示するように、石膏鋳型９の表面形状を転写するとともにサイプ用ブレード７を表面に移設したピース３が鋳造される。溶融金属Ｍを石膏鋳型９の表面に流し込んだ際に、空洞９ａには溶融金属Ｍが充填される。そのため、空洞９ａに充填された溶融金属Ｍが固化することにより、ピース３の表面には、同じ金属製の空洞充填部１ａが一体的に形成される。

空洞充填部１ａは余分な部分であるので、図１０に例示するようにピース３から除去して、所定形状のピース３を完成させる。この時、溶融消失材１０が、接触するゴム型８の表面に向かって体積を減少させている形状であると、鋳造されたピース３と空洞充填部１ａとの接続部分がくびれた形状になる。それ故、空洞充填部１ａをピース３から一段と除去し易くなる。例えば、空洞充填部１ａをピース３から簡単に手作業でもぎ取ることも可能になる。

さらに、熱溶融消失材１０が、接触するサイプ用ブレード７の長さ方向端部７ａに向かって体積を減少させている形状であれば、空洞充填部１ａがサイプ用ブレード７の長さ方向端部７ａとくびれた状態で接触する。空洞充填部１ａとサイプ用ブレード７とは強固に付着することはないが、互いの接触面積が小さい程、空洞充填部１ａをサイプ用ブレード７から除去する際の抵抗が小さくなる。それ故、空洞充填部１ａをサイプ用ブレード７から一段と除去し易くなり、手作業で簡単に除去することも可能になる。

既述したように本発明では、石膏鋳型９のクラック防止のための作業は、熱溶融消失材１０をゴム型８に配置する作業と、空洞充填部１ａを鋳造したピース３から除去する作業だけなので、従来のように高精度で穴加工する場合に比して作業工数を大幅に削減することができる。

サイプ用ブレード７の長さが２０ｍｍ以上である場合は、石膏鋳型９を加熱乾燥する際のサイプ用ブレード７の熱膨張による長さ変化量が大きくなり、石膏鋳型９にクラックが発生し易くなる。そのため、サイプ用ブレード７の長さが２０ｍｍ以上の場合に本発明を適用すると特に有効である。

この実施形態では、複数のピース３で構成されるセクター２からなるセクショナルタイプのモールド１を製造する場合を例示したが、ゴム型、石膏鋳型を順次作製してモールドを製造する方法であれば、その他の形態のモールドを製造する場合にも適用することができる。

１ モールド
１ａ 空洞充填部
２ セクター
３ ピース
４ バックブロック
５ タイヤ成形面
６ 溝成形突起
７ サイプ用ブレード
７ａ 長さ方向端面
７ｂ 貫通穴
８ ゴム型
９ 石膏鋳型
９ａ 空洞
１０ 熱溶融消失材
Ｐ 石膏
Ｍ 溶融金属

Claims (4)

1. 表面にサイプ用ブレードを植設したゴム型の表面に石膏を流し込んで、このゴム型の表面形状を転写するとともに前記サイプ用ブレードを表面に移設した石膏鋳型を作製し、次いで、この石膏鋳型を加熱乾燥した後に、その表面に溶融金属を流し込んで、この石膏鋳型の表面形状を転写するとともに前記サイプ用ブレードを表面に移設したモールドを鋳造するタイヤ加硫用モールドの製造方法において、
   前記ゴム型の表面に植設したサイプ用ブレードの長さ方向端部およびゴム型の表面に熱溶融消失材を接触させて配置し、この状態でゴム型の表面に石膏を流し込み、前記石膏鋳型を加熱乾燥する際の加熱によって前記熱溶融消失材を消失させて前記サイプ用ブレードの長さ方向端部で石膏鋳型に空洞を形成し、この状態で石膏鋳型の表面に溶融金属を流し込んで前記モールドを鋳造した後に、前記空洞に充填された溶融金属が固化して形成された空洞充填部を、鋳造したモールドから除去することを特徴とするタイヤ加硫用モールドの製造方法。
2. 前記熱溶融消失材が、接触するゴム型の表面に向かって体積を減少させている形状である請求項１に記載のタイヤ加硫用モールドの製造方法。
3. 前記熱溶融消失材が、接触するサイプ用ブレードの長さ方向端部に向かって体積を減少させている形状である請求項２に記載のタイヤ加硫用モールドの製造方法。
4. 前記サイプ用ブレードの長さが２０ｍｍ以上である請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ加硫用モールドの製造方法。

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