JP2012162063A - タイヤ加硫用金型の製造方法及びタイヤ加硫用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤのトレッドパターンを形成する突起部品を、タイヤ加硫用金型に簡易かつ強固に固定する。
【解決手段】金型１０は、内面１１の突起部品２０を固定する位置に形成された固定穴１２と、突起部品２０の一部を挟み込む挟込部材３０とを備えている。突起部品２０の固定時には、挟込部材３０により突起部品２０を挟み込み、挟込部材３０を固定穴１２に埋め込む。固定穴１２により挟込部材３０を締め付けて突起部品２０を固定し、金型１０の内面１１に突起部品２０を固定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、未加硫タイヤを加硫してタイヤにトレッドパターンを形成するタイヤ加硫用金型と、このタイヤ加硫用金型の製造方法に関する。

タイヤ加硫用金型の内面には、タイヤのトレッドパターンに応じて、サイプ（細く狭い切り込み）や溝を形成するための複数の突起部品が固定されている。また、サイプを形成する突起部品は、ブレードと呼ばれており、金属製の薄い板によりサイプに合わせた形状に形成されて、金型内面の所定位置に配置される。このブレードを有する金型の製造方法として、従来、ブレードの一部を事前に埋め込んだ石膏鋳型でアルミニウム合金の金型を鋳造し、ブレードを一体に鋳ぐるむことで、ブレードが固定された金型を製造する方法が知られている（特許文献１参照）。

この従来の製造方法は、ブレードを金型に比較的容易に固定できるものの、金型の製造方法が鋳造に限定される、という問題がある。鋳造による加工精度は、切削加工等の機械加工による加工精度に比べて低くなる傾向があるため、従来の製造方法は、高い精度が要求される高品質の金型を製造するのが難しい。また、この従来の製造方法は、ブレードの折れや破損に伴うブレードの交換や、仕様変更によるブレードの変更に対応できない、という問題もある。

これに対し、従来、鋳造以外で金型を製造するときや、ブレードを交換又は変更するときに、金型に形成したスリットにブレードを差し込んで固定することが行われている。

図４は、従来のブレードを固定する手順を示す斜視図であり、ブレードの固定前後を模式的に示している。また、図４では、金型内を透視して示している。
金型１０は、図示のように、内面（パターン面）１１のブレード８０を固定する位置に、ブレード８０の形状に合わせてスリット９０が形成される（図４Ａ参照）。また、スリット９０は、ブレード８０の厚さ（０．５〜２ｍｍ程度）と同じ幅で、比較的深く形成される。ブレード８０は、スリット９０内に挿入された後（図４Ｂ参照）、１又は複数箇所の溶接部９１でスリット９０の周囲に溶接されて、金型１０の内面１１に固定される。

ところが、このようにブレード８０を固定するときには、ブレード８０の固定位置毎に、狭く深いスリット９０を、放電加工や細い工具を用いた切削加工により、長時間をかけて形成する必要がある。また、ブレード８０も、煩雑な溶接により金型１０の内面１１に固定する必要がある。そのため、ブレード８０の固定に多大な手間や時間がかかる。従って、タイヤ加硫用の金型１０に関しては、従来、突起部品を、鋳造やスリット９０への溶接以外により、金型１０の内面１１に簡易に固定できるように、改良が望まれている。その際、突起部品は、金型１０に強固に固定して、充分な強度を確保することも要求される。

特開２００６−３５２４１号公報

本発明は、これら従来の問題に鑑みなされたもので、その目的は、タイヤのトレッドパターンを形成する突起部品を、タイヤ加硫用金型に簡易かつ強固に固定することである。

本発明は、タイヤのトレッドパターンを形成する突起部品が内面に固定されたタイヤ加硫用金型の製造方法であって、挟込部材に突起部品の一部を挟み込む工程と、挟込部材を金型内面に形成された固定穴に埋め込み、固定穴により挟込部材を締め付けて突起部品を固定する工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明は、タイヤのトレッドパターンを形成する突起部品が内面に固定されたタイヤ加硫用金型であって、突起部品の一部を挟み込む挟込部材と、金型内面に形成され、内部に埋め込まれる挟込部材を締め付けて突起部品を固定する固定穴と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、タイヤのトレッドパターンを形成する突起部品を、タイヤ加硫用金型に簡易かつ強固に固定することができる。

本実施形態のタイヤ加硫用金型の概略構成を示す斜視図である。 タイヤ加硫用金型を切断して示す図１のＸ−Ｘ線矢視断面図である。 タイヤ加硫用金型とは異なる材料からなる挟込部材について説明するための断面図である。 従来のブレードを固定する手順を示す斜視図である。

以下、本発明のタイヤ加硫用金型とタイヤ加硫用金型の製造方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態のタイヤ加硫用金型（以下、金型という）は、空気入りタイヤ等の各種のタイヤの製造に使用され、未加硫タイヤを内部に収納して加硫成形する。その際、金型は、内周面のトレッド成形面により、タイヤの外面を型付けし、タイヤのトレッド部に所定のトレッドパターンを形成する。また、この金型は、トレッド成形面である内面（パターン面）に、タイヤのトレッドパターンを形成するための突起部品が突出した状態で固定されている。

なお、この金型は、周方向に複数に分割された金型（セクターモールド）や、幅方向に２分割された金型（分割モールド）等、タイヤを加硫する各種の金型であり、少なくともトレッド成形面を有する。また、突起部品は、例えば、サイプを形成するブレード、溝を形成する骨部材、又は、他のトレッドパターンの要素を形成する部材であり、トレッドパターンに合わせて、金型の内面に配置されている。以下、突起部品として、矩形板状のブレードを金型の内面に固定する例を説明する。

図１は、本実施形態の金型１０の概略構成を示す斜視図であり、金型１０に突起部品（ブレード）２０を固定する前の状態を示している。また、図１では、１つの突起部品２０を固定する位置の金型１０を拡大して示している。図２は、金型１０を切断して示す図１のＸ−Ｘ線矢視断面図であり、図２Ａと図２Ｂに、それぞれ突起部品２０を固定する前後の金型１０を示す。
金型１０は、図示のように、突起部品２０の一部を挟み込む挟込部材３０と、内面１１に形成された突起部品２０を固定するための固定穴１２とを備えている。

突起部品２０は、矩形状の本体部２１と、本体部２１よりも幅が狭い基礎部２２とを有し、全体形状が所定厚さの板状に形成されている。基礎部２２は、本体部２１の縁部に設けられて、挟込部材３０に挟み込まれて固定される。突起部品２０は、固定された基礎部２２により本体部２１が支持され、金型１０の内面１１から突出する本体部２１でタイヤのトレッド部にサイプを形成する。

挟込部材３０は、突起部品２０を金型１０に固定するための固定用部品であり、１つの構成部材により、又は、組み合わせた複数の構成部材により、突起部品２０の一部（基礎部２２）を挟み込む。この挟込部材３０は、１つの円柱状部材からなり、突起部品２０の基礎部２２の厚さや幅よりも大きな直径に形成されている。また、挟込部材３０は、一端部（図１、２では、上端部）に、突起部品２０を固定する固定部３１が設けられており、固定部３１で突起部品２０の基礎部２２の全体を挟み込んで固定する。固定部３１は、基礎部２２が挿入される挿入溝又は挿入凹部（ここでは、挿入溝３２）を有し、挿入溝３２内に基礎部２２の全体を収容する。

挟込部材３０は、挿入溝３２により固定部３１が分割されて、挿入溝３２の両側に、突起部品２０を挟み込む一対の挟込片３３が形成される。挟込部材３０は、突起部品２０の基礎部２２が挿入溝３２に挿入されたときに、一対の挟込片３３により、挿入溝３２内の突起部品２０（基礎部２２）を両側から挟み込む。また、ここでは、挟込部材３０は、固定部３１側の端面から逆側の端面に向かって次第に直径が小さくなるように形成されている。その結果、挟込部材３０は、円錐台形状に形成されて、側面が、なだらかに傾斜したテーパ状に、かつ、滑らかな円錐面になっている。挟込部材３０は、相対的に直径が大きい固定部３１により、突起部品２０を挟み込む。

固定穴１２は、金型１０の内面１１で、突起部品２０を固定する位置に、かつ、挟込部材３０の全体が収容できる深さに形成されている。また、固定穴１２は、断面円形状の円穴であり、挟込部材３０の固定部３１の最大直径よりも所定径だけ小さい直径に形成されている。ここでは、固定穴１２の直径は、固定部３１の中途における直径と同じ直径に設定されている。そのため、固定穴１２は、挟込部材３０の全体を収容すると、内面１１側の内周１２Ａに、固定部３１の大径側の所定範囲（図２Ｂの範囲Ｈ）が接触し、それよりも穴底側の内周１２Ａと挟込部材３０との間に隙間ができる。

突起部品２０を金型１０に固定するときには、まず、挟込部材３０（図２Ａ参照）に突起部品２０の一部（基礎部２２）を挟み込む。次に、挟込部材３０を、突起部品２０を挟み込んだ状態で、金型１０の内面１１に形成された固定穴１２に埋め込む（図２Ｂ参照）。その際、固定穴１２は、挟込部材３０が挿入されて、挟込部材３０の端面と金型１０の内面１１とが一致するように、挟込部材３０の全体が内部に押し込まれる。これにより、固定穴１２は、挟込部材３０が内部に埋め込まれる。

また、固定穴１２は、挟込部材３０の所定範囲Ｈを締め付けて、互いの直径差等に応じた締め付け力Ｓ１を挟込部材３０に加え、締め付け力Ｓ１により挟込部材３０を内部に固定する。同時に、固定穴１２は、挟込部材３０を締め付けて、挟込部材３０により、突起部品２０の基礎部２２を締め付けて、基礎部２２に厚さ方向の締め付け力Ｓ２を加える。挟込部材３０は、固定穴１２により、少なくとも突起部品２０を挟み込む部分が内側に向けて締め付けられて、突起部品２０の基礎部２２に密着し、基礎部２２を強固に挟み込んで挿入溝３２内に固定する。このように、固定穴１２は、金型１０の内面１１に形成されて、内部に埋め込まれる挟込部材３０を締め付けて突起部品２０を固定し、金型１０の内面１１に突起部品２０を所定状態で配置する。

ここで、挟込部材３０は、突起部品２０を両側から挟み込む固定部３１を有し、固定部３１の一対の挟込片３３により、挿入溝３２内の突起部品２０（基礎部２２）を挟み込む。固定部３１は、固定穴１２内に埋め込まれたときに、一対の挟込片３３が突起部品２０側（内側）に締め付けられて、一対の挟込片３３で突起部品２０を締め付けて固定する。ここでは、固定部３１は、所定範囲Ｈの外周が固定穴１２よりも大きく形成されており、一対の挟込片３３が固定穴１２に合わせて変形しつつ固定穴１２に埋め込まれる。これに伴い、一対の挟込片３３は、固定穴１２に締め付けられるとともに、内側に向けて変形して、間に挟み込んだ突起部品２０に押し付けられる。また、一対の挟込片３３は、固定穴１２を塞ぐ端面側を中心に突起部品２０に押し込まれて、突起部品２０をかしめる。

このように、挟込部材３０を固定穴１２に埋め込むことで、かしめ力、締め付け力、締結力等の突起部品２０を固定する力が発生し、この力で突起部品２０が金型１０の内面１１に固定される。その際、挟込部材３０に設けられた固定部３１により突起部品２０を両側から挟み込み、固定部３１を締め付けて、固定部３１により突起部品２０を固定する。また、挟込部材３０の固定部３１は、固定穴１２の締め付けにより突起部品２０をかしめて固定する。本実施形態では、１又は複数の突起部品２０を同様の手順で金型１０に固定して、タイヤのトレッドパターンを形成する突起部品２０が内面１１に固定された金型１０を製造する。

以上説明したように、この金型１０は、挟込部材３０を固定穴１２に埋め込むだけで、固定穴１２により挟込部材３０を締め付けて突起部品２０を金型１０に固定できる。そのため、鋳造や溶接によらずに、突起部品２０を容易に固定することができ、固定作業の手間や時間を削減できる。また、固定穴１２は、一般的なドリルによる穴加工で形成する等して、比較的簡単に加工できるため、加工のための手間や時間も削減できる。更に、本実施形態では、従来のように、加工が困難な狭く深いスリット（図４参照）を、長時間かけて金型１０に形成する必要がなく、突起部品２０の固定に溶接等の煩雑な作業を行う必要もない。その結果、突起部品２０を固定するための作業効率を向上させることができる。また、固定穴１２による挟込部材３０の締め付けにより、突起部品２０の充分な固定強度を確保して、突起部品２０を金型１０に強固に固定できる。

従って、本実施形態によれば、タイヤのトレッドパターンを形成する突起部品２０を、金型１０に簡易かつ強固に固定することができる。また、挟込部材３０の固定部３１により、突起部品２０をかしめて固定することで、突起部品２０をより強固かつ確実に固定することができる。

なお、金型１０は、例えば、タイヤ形状の石膏鋳型を作製し、石膏鋳型でアルミニウム合金等の金属を鋳造して製造する。この場合には、金型１０に固定された突起部品２０を交換するときや、仕様変更により突起部品２０を変更するときに、金型１０に固定穴１２を形成して、突起部品２０を固定する。また、突起部品２０を設けずに鋳造した金型１０にも、突起部品２０を同様に取り付けることができる。これに対し、金型１０は、鋳造以外、例えば、切削加工等の機械加工により製造することもできる。金型１０を機械加工により製造するときには、鋳造で製造した金型１０に比べて、金型１０を高精度で加工して、より高品質な金型１０を製造できる。

また、挟込部材３０は、金型１０と同じ材料で形成してもよく、金型１０と異なる材料で形成してもよい。
図３は、金型１０とは異なる材料からなる挟込部材４０について説明するための断面図であり、図２に対応して、図３Ａと図３Ｂに突起部品２０を固定する前後の金型１０を示す。

この挟込部材４０は、図示のように、固定部４１、挿入溝４２、及び、一対の挟込片４３を有し、それが、上記した挟込部材３０の固定部３１、挿入溝３２、及び、一対の挟込片３３と同様に構成されている。即ち、挟込部材４０は、挿入溝４２に挿入された突起部品２０の一部（基礎部２２）を、一対の挟込片４３で両側から挟み込んで固定する。ただし、この挟込部材４０は、挟込部材３０と異なり、直径が一定の円柱状に形成されている。また、挟込部材４０は、固定穴１２の周囲の材料（金型１０の材料）よりも熱膨張係数が大きい材料からなる。例えば、金型１０がＳＳ４００（ＪＩＳ規格）等の鋼材（熱膨張係数、１２×１０^−６（／℃））からなるときには、挟込部材４０の材料には、アルミニウム合金（熱膨張係数、２４×１０^−６（／℃））が採用できる。金型１０がアルミニウム合金（熱膨張係数、２４×１０^−６（／℃））からなるときには、挟込部材４０の材料には、亜鉛合金（熱膨張係数、３０×１０^−６（／℃））が採用できる。

挟込部材４０は、室温において、突起部品２０の一部を挟み込んだ状態で、固定穴１２に押し込まれて、固定穴１２の内部に埋め込まれる（図３Ｂ参照）。これにより、挟込部材４０は、固定穴１２により締め付けられて、固定穴１２内に保持されて動かないように固定される。同時に、挟込部材４０は、固定穴１２の締め付けにより突起部品２０を締め付けて固定し、突起部品２０を、その状態を維持しつつ保持して、突起部品２０の動きや脱落を防止する。このように、固定穴１２は、挟込部材４０を締め付けて突起部品２０を固定するが、ここでは、挟込部材４０を上記した挟込部材３０よりも小さい力で締め付ける。

タイヤ加硫時には、金型１０が加硫温度（１６０℃程度）まで加熱されて、金型１０と挟込部材４０が熱膨張し、固定穴１２も大きくなる。その際、挟込部材４０は、金型１０よりも熱膨張係数が大きいため、固定穴１２よりも大きく熱膨張する。挟込部材４０は、固定穴１２との間の熱膨張量の差に応じて、固定穴１２から、より強く締め付けられて、大きな締め付け力Ｓ３が加わり、固定穴１２に強固に固定される。同時に、挟込部材４０は、突起部品２０を、より強く締め付けて、大きな締め付け力Ｓ４により、突起部品２０を、かしめるようにして強固に固定する。

このように、挟込部材４０を固定穴１２の周囲の材料よりも熱膨張係数が大きい材料で形成すると、タイヤ加硫時の加熱に伴い、挟込部材４０と固定穴１２の熱膨張量の差により突起部品２０を固定する力が発生する。この力により、加硫中に、固定穴１２が挟込部材４０を強く締め付けるため、突起部品２０を確実かつ強固に固定できる。そのため、この挟込部材４０でも、突起部品２０を金型１０に簡易かつ強固に固定できる等、金型１０の上記した各効果が得られる。

なお、この挟込部材４０と突起部品２０は、温度が低い状態では、ある程度の強度で固定穴１２に固定できればよいため、非加熱時における固定穴１２による締め付け力を、必要な強度に応じて相対的に低く設定できる。このようにすることで、挟込部材４０を、固定穴１２に容易に埋め込むことができる。一方、固定部３１（図２参照）により突起部品２０をかしめて固定する上記した挟込部材３０を、固定穴１２の周囲の材料よりも熱膨張係数が大きい材料で形成してもよい。これにより、タイヤ加硫時に、固定部３１が突起部品２０を締め付ける力がより大きくなり、加硫中に、突起部品２０を一層強固に固定できる。

本実施形態では、固定穴１２と挟込部材３０、４０を断面円形状に形成したが、固定穴１２と挟込部材３０、４０は、三角形状や矩形状等、円形状以外の断面形状に形成してもよい。即ち、固定穴１２と挟込部材３０、４０は、固定穴１２に挟込部材３０、４０を埋め込めるように、互いに対応する形状に形成すればよい。

１０・・・金型、１１・・・内面、１２・・・固定穴、１２Ａ・・・内周、２０・・・突起部品、２１・・・本体部、２２・・・基礎部、３０・・・挟込部材、３１・・・固定部、３２・・・挿入溝、３３・・・挟込片、４０・・・挟込部材、４１・・・固定部、４２・・・挿入溝、４３・・・挟込片。

Claims (6)

1. タイヤのトレッドパターンを形成する突起部品が内面に固定されたタイヤ加硫用金型の製造方法であって、
   挟込部材に突起部品の一部を挟み込む工程と、
   挟込部材を金型内面に形成された固定穴に埋め込み、固定穴により挟込部材を締め付けて突起部品を固定する工程と、
   を有することを特徴とするタイヤ加硫用金型の製造方法。
2. 請求項１に記載されたタイヤ加硫用金型の製造方法において、
   前記挟み込む工程が、挟込部材に設けられた固定部により突起部品を両側から挟み込む工程を有し、
   前記突起部品を固定する工程が、挟込部材の固定部を締め付けて、固定部により突起部品をかしめて固定する工程を有することを特徴とするタイヤ加硫用金型の製造方法。
3. 請求項１又は２に記載されたタイヤ加硫用金型の製造方法において、
   挟込部材が、固定穴の周囲の材料よりも熱膨張係数が大きい材料からなることを特徴とするタイヤ加硫用金型の製造方法。
4. タイヤのトレッドパターンを形成する突起部品が内面に固定されたタイヤ加硫用金型であって、
   突起部品の一部を挟み込む挟込部材と、
   金型内面に形成され、内部に埋め込まれる挟込部材を締め付けて突起部品を固定する固定穴と、
   を備えたことを特徴とするタイヤ加硫用金型。
5. 請求項４に記載されたタイヤ加硫用金型において、
   挟込部材が、突起部品を両側から挟み込み、固定穴の締め付けにより突起部品をかしめて固定する固定部を有することを特徴とするタイヤ加硫用金型。
6. 請求項４又は５に記載されたタイヤ加硫用金型において、
   挟込部材が、固定穴の周囲の材料よりも熱膨張係数が大きい材料からなることを特徴とするタイヤ加硫用金型。

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