JP2013193435A - タイヤ加硫用モールドの製造方法およびタイヤ加硫用モールド - Google Patents

Abstract

【課題】モールド表面に開口する排気機構となる微小すき間を、設定した寸法に精度よく、簡便に形成できるタイヤ加硫用モールドの製造方法およびタイヤ加硫用モールドを提供する。
【解決手段】１本のシャフト部材７ｂに外挿される少なくとも１本のパイプ部材７ａを有し、これら部材の周方向に隣り合う外側の部材の内周面と内側の部材の外周面とが微小すき間８を有するユニット体７を、石膏鋳型１２の表面１２ａ上に立設させた状態にして、この表面１２ａに溶融金属Ｍを流し込んで、表面１２ａの形状を転写するとともにユニット体７を鋳込んだピース３を鋳造した後、微小すき間８をピース３の外部に連通させる
【選択図】図８

Description

本発明は、タイヤ加硫用モールドの製造方法およびタイヤ加硫用モールドに関し、さらに詳しくは、モールド表面に開口する排気機構となる微小すき間を、設定した寸法に精度よく、簡便に形成できるタイヤ加硫用モールドの製造方法およびタイヤ加硫用モールドに関するものである。

タイヤ加硫用モールドには、グリーンタイヤとモールドとの間に残留したエアや加硫の際に発生するガスを、モールド外部に排出させる排気機構が設けられている。従来、スピューが発生しない排気機構が種々提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１では、十分な排気を確保するために、薄板を折り曲げて一端部を重ね合わせ、他端部に大きな隙間を確保した積層ブレードが用いた排気機構が提案されている。この積層ブレードはブロックで保持され、このブロックをモールドのタイヤ成形面の凹状のポケットに嵌入させることにより、ポケットとブロックとで囲まれた排気室を形成している。エアやガスは、積層ブレードの一端部の微小隙間および他端部の大きな隙間を通じて排気室に排出される。しかしながら、この排気機構では、鋳造したモールドのタイヤ成形面にポケットを形成する工程、ブロックに積層ブレードを保持させた組立体を製造する工程、この組立体をポケットに嵌入させる工程が必要になるので、加工工程が多くなり製造に要する時間が長くなるという問題があった。

特許文献２に記載の発明では、石膏鋳型の表面に突設されたサイプ用ブレードの石膏鋳型の表面から突出している根元部分を、易崩壊性耐火材料製の被覆層で被覆した状態にして、石膏鋳型の表面に溶融金属を流し込んでモールドを鋳造する。その後、被覆層を除去することによりサイプ用ブレードの根元部分にスリットを形成し、このスリットを排気孔と連通させる。したがって、微小すき間となるスリットを、設定した寸法に精度よく形成するには、被覆層の厚さを精密にコントロールする難しい作業が必要であった。

特開２００８−２６０１３５号公報 特開２０１２−２４９９２号公報

本発明の目的は、モールド表面に開口する排気機構となる微小すき間を、設定した寸法に精度よく、簡便に形成できるタイヤ加硫用モールドの製造方法およびタイヤ加硫用モールド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、石膏鋳型の表面に溶融金属を流し込み、この溶融金属を固化させることにより石膏鋳型の表面形状を転写したモールドを製造するタイヤ加硫用モールドの製造方法において、１本のシャフト部材に外挿される少なくとも１本のパイプ部材を有し、これら部材の周方向に隣り合う外側の部材の内周面と内側の部材の外周面とが微小すき間を有するユニット体を、前記石膏鋳型の表面上に立設させた状態にして、この状態の石膏鋳型の表面に溶融金属を流し込んで、石膏鋳型の表面の形状を転写するとともに前記ユニット体を鋳込んだモールドを鋳造した後、前記微小すき間をモールドの外部に連通させることを特徴とする。

また、本発明のタイヤ加硫用モールドは、１本のシャフト部材と、このシャフト部材に外挿される少なくとも１本のパイプ部材とを有するユニット体が、タイヤ成形面上に突出せずに埋設されて、溶融金属を固化させることにより製造されたタイヤ加硫用モールドであって、前記ユニット体の部材の周方向に隣り合う外側の部材の内周面と内側の部材の外周面との間に微小すき間が形成され、この微小すき間とモールドの外部とが連通していることを特徴とする。

本発明のタイヤ加硫用モールドの製造方法によれば、１本のシャフト部材に外挿される少なくとも１本のパイプ部材を有し、これら部材の周方向に隣り合う外側の部材の内周面と内側の部材の外周面とが微小すき間を有するユニット体を使用することにより、予め、設定した寸法どおりの微小すき間を確保できる。そして、このユニット体を、前記石膏鋳型の表面上に立設させた状態にして、この状態の石膏鋳型の表面に溶融金属を流し込んで、石膏鋳型の表面の形状を転写するとともに前記ユニット体を鋳込んだモールドを鋳造した後、前記微小すき間をモールドの外部に連通させるだけで、モールド表面に開口する排気機構となる微小すき間を、設定した寸法に精度よく、簡便に形成することが可能になる。

この製造方法によって、周方向に隣り合う外側の部材の内周面と内側の部材の外周面との間に微小すき間が形成された前記ユニット体が、タイヤ成形面上に突出せずに埋設されて、この微小すき間とモールドの外部とが連通している本発明のタイヤ加硫用モールドを簡便に得ることができる。

本発明の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。 図３のピースの左半分を例示する平面図である。 図４の正面図である。 ユニット体を埋設した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。 石膏鋳型の表面にユニット体を立設させた状態を例示する説明図である。 ユニット体を立設させた状態の石膏鋳型の表面に溶融金属を流し込む工程を、正面視で例示する説明図である。 図８の工程を平面視で示す説明図である。 石膏鋳型の表面に立設させたユニット体の変形例を示す説明図である。 図１０に例示したユニット体を用いて鋳造したピースから、微小すき間に充填した易崩壊性耐火材料を除去する工程を例示する断面図である。 石膏鋳型の表面に立設させたユニット体の変形例を示す説明図である。 石膏鋳型の表面に立設させたユニット体の変形例を示す説明図である。 石膏鋳型の表面に立設させたユニット体の変形例を示す説明図である。 外周面に軸方向に延びる溝が形成されたシャフト部材と、パイプ部材とからなるユニット体の組立て図である。 図１５に例示したユニット体を石膏鋳型の表面に立設させた状態を例示する説明図である。 図１６に例示したユニット体を用いて鋳造されたピースの正面図である。 石膏鋳型の表面に立設させたユニット体の変形例を示す説明図である。 図１８に例示したユニット体を用いて鋳造したピースから、ピースの表面に突出したユニット体の部分を除去する工程を例示する断面図である。 図１９に例示したピースから、ユニット体に当接させて設けた易崩壊性耐火材料を除去する工程を例示する断面図である。 外周面にローレット加工されたシャフト部材と、パイプ部材とからなるユニット体の組立て図である。 図２１に例示したユニット体の上面図である。

以下、本発明のタイヤ加硫用モールドの製造方法およびタイヤ加硫用モールドを、図に示した実施形態に基づいて説明する。図面に記載されている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、本発明のタイヤ加硫用モールド１（以下、モールド１）は、複数のセクター２を環状に組み付けて構成されるセクショナルタイプになっている。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４個の長方形のピース３が固定されている。それぞれのピース３の内周側表面がタイヤ成形面５になる。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。

図２〜図５に例示するように、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がピース３と一体となって設けられている。また、ユニット体７が、タイヤ成形面５上に突出せずに鋳込まれて埋設されている。

この実施形態では、ユニット体７は、１本のシャフト部材７ｂと、このシャフト部材７ｂに外挿される１本のパイプ部材７ａとで構成されている。そして、パイプ部材７ａの内周面とシャフト部材７ｂの外周面との間に微小すき間８が形成されている。この微小すき間８は、ピース３（モールド１）の外部に通じる排気孔９と連通している。

シャフト部材７ｂおよびパイプ部材７ａは、例えば、ステンレス鋼、鉄、アルミニウム、アルミニウム合金等で形成されている。両者を同じ材質にすることもでき、異なる材質にすることもできる。微小すき間８の寸法は、十分な排気を確保しながらスピューの発生を防止するために０．０１ｍｍ〜０．１０ｍｍ、さらに好ましくは０．０２ｍｍ〜０．０４ｍｍにする。尚、本願の図面では微小すき間８を誇張して大きく図示している。

シャフト部材７ｂおよびパイプ部材７ａは、機械加工で製造されるので、その寸法（外径、内径、長さなどの寸法）が設定したどおりに高精度で製造されている。それ故、適切な寸法のシャフト部材７ｂに適切な寸法のパイプ部材７ａを外挿するだけで、所望の設定した寸法どおりの微小すき間８をユニット体７に確保できる。

本発明では、ユニット体７は、１本のシャフト部材７ｂと、シャフト部材７ｂに外挿される少なくとも１本のパイプ部材７ａとを有している。即ち、パイプ部材７ａは複数であってもよい。複数のパイプ部材７ａを有する場合は、最内周側のパイプ部材７ａの外周側に、順次、パイプ部材７ａが外挿される状態で配置される。そして、ユニット体７を構成する部材の周方向に隣り合う外側の部材の内周面と内側の部材の外周面との間に微小すき間８が形成され、この微小すき間８とピース３（モールド１）の外部とが連通した構造となる。

このピース３を製造する本発明のタイヤ加硫用モールドの製造方法の手順を以下に例示する。

図６に例示するように、ユニット体７がゴム型１４に埋設されて、その一部だけがゴム型１４の表面に突出している。ゴム型１４はマスター型の表面形状を転写して形成されたものである。ユニット体７のゴム型１４の表面から突出している部分は、ユニット体７を石膏鋳型１２の表面１２ａ上に載置する際に、所望の位置に固定させるために機能するものであり、後工程においてユニット体７から除去される。

この実施形態では、微小すき間８に何も充填されていないが、水に溶解し易い、或いは、衝撃で容易に壊れる易崩壊性耐火材料１０を予め充填しておくこともできる。微小すき間８の寸法は０．０１ｍｍ〜０．１０ｍｍ程度なので、後述する工程で流し込む溶融金属Ｍが入り込み難いが、予め充填しておくと、確実に溶融金属Ｍの入り込みを防止できる。

易崩壊性耐火材料１０としては、石膏、塗型材や黒鉛系離型材を含有した固形物等を例示できる。塗型材は、鋳造金型の溶湯に接触する部分に塗布されて鋳造金型の断熱材や保護材として機能するものである。塗型材の成分は、水、ケイ酸ソーダ、バーミキュライト、マイカ、ベントナイトである。また、黒鉛系離型材の成分は、黒鉛、ｎ−ヘキサン、ジメチルエーテル等である。

図６に例示するように、このゴム型１４の表面に石膏Ｐを流し込んで、ゴム型１４の表面形状を転写した図７に例示する石膏鋳型１２を製造する。この実施形態では、ユニット体７の軸方向一方端部（シャフト部材７ｂの一方端部のみ）の１ｍｍ〜５ｍｍ程度が石膏鋳型１２に埋設されることにより、ユニット体７が石膏鋳型１２の表面１２ａ上に立設した状態になる。即ち、シャフト部材７ｂの軸方向一方端部をパイプ部材７ａから突出させ、この突出させたシャフト部材７ｂの軸方向一方端部を、石膏鋳型１２に埋設するとともにパイプ部材７ａの軸方向一方端面を石膏鋳型１２の表面１２ａに当接させて、ユニット体７を、石膏鋳型１２の表面１２ａ上に立設させた状態にする。

この状態の石膏鋳型１２を図８、図９に例示するように型枠１３で囲んで、この表面１２ａに、溶融金属Ｍを流し込み、溶融金属Ｍを固化させることにより石膏鋳型１２の表面１２ａの形状を転写したピース３が鋳造される。石膏鋳型１２の溝１２ｂは、モールド１の溝成形突起６に相当する部分である。

鋳造されたピース３にはユニット体７が埋設され、ユニット体７の軸方向一方端部のみがピース３の表面（タイヤ成形面５）上に１ｍｍ〜５ｍｍ程度突出した状態になる。シャフト部材７ａの外周面とパイプ部材７ｂの内周面との間には微小すき間８が形成されている。そこで、ピース３の表面から突出したシャフト部材７ａの部分を切断装置や研削装置等の工具を使用して除去する。この部分を除去することにより、ユニット体７の上端はピース３の表面と同じレベルになる。ピース３の表面から突出しているのがシャフト部材７ａの軸方向一方端部だけなので除去加工が容易に行なえる。また、ピース３の表面に開口している微小すき間８を潰す危険性も低くなる。

次いで、ピース３の背面側を適宜切断することによりピース３の適切な厚さにして、その背面側から排気孔９を削孔して微小すき間８と連通させる。これにより、微小すき間８がピース３（モールド１）の外部に連通した図３に例示したピース３（モールド１）が完成する。

尚、図１０に例示するように、ユニット体７の微小すき間８に易崩壊性耐火材料１０を充填してピース３を鋳造した場合は、図１１に例示するように、噴射ノズル１５から噴射した高圧水流を易崩壊性耐火材料１０に吹き付けることによって除去する。易崩壊性耐火材料１０が除去されると微小すき間８が確保される。

この場合も先の実施形態と同様に、鋳造したピース３の表面から突出しているユニット体７の軸方向一方端部を、切断装置や研削装置等の工具を使用して除去する。この部分を除去することにより、ユニット体７の上端はピース３の表面と同じレベルになる。

上記のとおり本発明では、ユニット体７を立設させた状態の石膏鋳型１２の表面１２ａに溶融金属Ｍを流し込んで固化させて、微小すき間８をピース３の外部に連通させるだけで、ピース３の表面に開口する微小すき間８を簡便に形成することができる。しかも、微小すき間８は設定したどおりの寸法に精度よく形成されている。また、本発明では、ユニット体７を石膏鋳型１２の表面１２ａ上の所望の位置に載置して固定すれば、微小すき間８をピース３の表面の所望の位置に形成できる。

このピース３を組付けたモールド１を用いてグリーンタイヤを加硫すると、不要なエアやガスは微小すき間８を通じてセクター２の端面等を経由してモールド１の外部に排出される。このようにして加硫中に適切な排気を確保できるので、タイヤの加硫故障が防止される。

石膏鋳型１２の表面１２ａ上に立設させた状態にするユニット体７は、様々な形態を採用することができる。例えば、図１２に例示するように、ユニット体７の軸方向一方端面を石膏鋳型１２に当接させて、ユニット体７を石膏鋳型１２の表面１２ａ上に立設させた状態にする。

この場合は、ユニット体７の軸方向一方端面と石膏鋳型１２の表面１２ａとの間には、例えば、シリカ系やアルミナ系の耐熱性に優れた接着剤１１を介在させておく。この形態のユニット体７を採用すると、鋳造したピース３の表面からユニット体７が突出しないので後処理工程の工数を削減できる。

図１３に例示するように、ユニット体７のシャフト部材７ｂおよびパイプ部材７ａの軸方向一方端部を石膏鋳型１２に埋設して、ユニット体７を石膏鋳型１２の表面１２ａ上に立設させた状態にすることもできる。この場合は、より安定してユニット体７を立設させた状態にできる。鋳造したピース３の表面からは、シャフト部材７ｂおよびパイプ部材７ａの軸方向一方端部が突出するので、この部分を除去する。

図１４に例示するように、ユニット体７のパイプ部材７ａの軸方向一方端部のみを石膏鋳型１２に埋設して、ユニット体７を石膏鋳型１２の表面１２ａ上に立設させた状態にすることもできる。この場合も、ある程度安定してユニット体７を立設させた状態にできる。鋳造したピース３の表面からは、パイプ部材７ａの軸方向一方端部のみが突出するので、この部分を除去する。

図１５に例示するように、外周面に軸方向に延びる溝７ｃが形成されたシャフト部材７ｂにパイプ部材７ａを外挿してユニット体７を構成することもできる。溝７ｃは、シャフト部材７ｂの軸方向一方端まで延びていないが、反対側の軸方向他方端まで延びている。

このユニット体７は、図１６に例示するように、シャフト部材７ｂがパイプ部材７ａよりも長く、シャフト部材７ｂの軸方向他方端部がパイプ部材７ａから突出している。このユニット体７の軸方向一方端部を石膏鋳型１２に埋設して、石膏鋳型１２の表面１２ａ上に立設させた状態にする。溝７ｃには易崩壊性耐火材料１０ａを充填しておく。

このユニット体７を鋳込んだピース３を鋳造した後、ピース３の表面から突出したユニット体７の軸方向一方端部を除去する。また、溝１２に充填した易崩壊性耐火材料１０ａを除去する。これにより、微小すき間８を溝７ｃを介してピース３（モールド１）の外部に連通させた図１７に例示するピース３（モールド１）が製造される。

図１８に例示するように、石膏鋳型１２の表面１２ａ上に立設させるユニット体７のパイプ部材７ａの軸方向他方端面に、易崩壊性耐火材料１０ｂを水平方向に延ばして当接させて設けることもできる。このユニット体７は、シャフト部材７ｂがパイプ部材７ａよりも長く、シャフト部材７ｂの軸方向他方端部がパイプ部材７ａから突出している。易崩壊性耐火材料１０ｂは、ユニット体７の微小すき間８に当接させて設置する。

図１９に例示するように、このユニット体７を鋳込んだピース３を鋳造した後、ピース３の表面から突出したシャフト部材７ｂの軸方向一方端部を除去する。また、ピース３の背面側を適宜切断することによりピース３の適切な厚さにして、その背面側から排気孔９を削孔する。排気孔９は、ピース３に鋳込まれている易崩壊性耐火材料１０ｂに達する深さまで形成する。

次いで、図２０に例示するように、噴射ノズル１５から噴射した高圧水流を、排気孔９を通じて易崩壊性耐火材料１０ｂに吹き付けることによって除去する。易崩壊性耐火材料１０ｂが除去されると微小すき間８が排気孔９と連通する。これにより、微小すき間８がピース３（モールド１）の外部に連通したピース３（モールド１）が完成する。

易崩壊性耐火材料１０ｂとして、鋳造用耐火材を用いることもできる。鋳造用耐火材は、アルミニウム溶解炉、鋳造枠表面等の溶湯と接触する部分に設置され、アルミニウム溶湯による侵食摩耗等を防止するように機能するものである。鋳造用耐火材としては、モールドシール、鋳造用断熱材を例示できる。

モールドシールの主成分は、カオリン、ベントナイト、タルク、鉱油である。鋳造用断熱材の主成分は、アルミナ、シリカである。モールドシールは柔軟性があるので任意の形状に容易に変形させることができる。

図２１、図２２に例示するように、外周面にローレット加工等により溝７ｃが形成されたシャフト部材７ｂにパイプ部材７ａを外挿してユニット体７を構成することもできる。この溝７ｃは微小すき間８と同程度の微小な溝７ｃとなる。そして、シャフト部材７ｂの外径とパイプ部材７ａの内径とは実質的に同じ寸法にする。この溝７ｃは、単数でも複数でもよく、シャフト部材７ｂの軸方向にストレートに延設した仕様、斜めに延設した仕様、斜めに延設した複数の溝７ｃを交差させた仕様にすることもできる。

１ モールド
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 ユニット体
７ａ パイプ部材
７ｂ シャフト部材
７ｃ 溝
８ 微小すき間
９ 排気孔
１０、１０ａ、１０ｂ 易崩壊性耐火材料
１１ 接着剤
１２ 石膏鋳型
１２ａ 表面
１２ｂ 溝
１３ 型枠
１４ ゴム型
１５ 噴射ノズル
Ｍ 溶融金属
Ｐ 石膏

Claims (8)

1. 石膏鋳型の表面に溶融金属を流し込み、この溶融金属を固化させることにより石膏鋳型の表面形状を転写したモールドを製造するタイヤ加硫用モールドの製造方法において、１本のシャフト部材に外挿される少なくとも１本のパイプ部材を有し、これら部材の周方向に隣り合う外側の部材の内周面と内側の部材の外周面とが微小すき間を有するユニット体を、前記石膏鋳型の表面上に立設させた状態にして、この状態の石膏鋳型の表面に溶融金属を流し込んで、石膏鋳型の表面の形状を転写するとともに前記ユニット体を鋳込んだモールドを鋳造した後、前記微小すき間をモールドの外部に連通させ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. 前記溶融金属を流し込む前に、前記微小すき間に予め易崩壊性耐火材料を充填しておき、前記ユニット体を鋳込んだモールドを鋳造した後、前記易崩壊性耐火材を除去する請求項１に記載のタイヤ加硫用モールドの製造方法。
3. 前記ユニット体の軸方向一方端部を前記石膏鋳型に埋設することにより、ユニット体を、前記石膏鋳型の表面上に立設させた状態にして、前記ユニット体を鋳込んだモールドを鋳造した後、モールド表面から突出している前記ユニット体の一方の軸方向端部を除去する請求項１または２に記載のタイヤ加硫用モールドの製造方法。
4. 前記シャフト部材の軸方向端部の少なくとも一方を前記パイプ部材から突出させ、この突出させた一方の軸方向端部を、前記石膏鋳型に埋設するとともに前記パイプ部材の軸方向一方端面を石膏鋳型の表面に当接させて、ユニット体を、石膏鋳型の表面上に立設させた状態にして、前記ユニット体を鋳込んだモールドを鋳造した後、モールド表面から突出している前記シャフト部材の一方の軸方向端部を除去する請求項３に記載のタイヤ加硫用モールドの製造方法。
5. 前記ユニット体の軸方向一方端面を前記石膏鋳型に当接させて、ユニット体を前記石膏鋳型の表面上に立設させた状態にする請求項１または２に記載のタイヤ加硫用モールドの製造方法。
6. 前記シャフト部材の外周面に軸方向に延びる溝が形成されていて、この溝に易崩壊性耐火材料を充填した前記ユニット体を、前記石膏鋳型の表面上に立設させた状態にして、前記ユニット体を鋳込んだモールドを鋳造した後、前記溝に充填した易崩壊性耐火材料を除去することにより、前記微小すき間をモールドの外部に連通させる請求項１〜５のいずれかに記載のタイヤ加硫用モールドの製造方法。
7. １本のシャフト部材と、このシャフト部材に外挿される少なくとも１本のパイプ部材とを有するユニット体が、タイヤ成形面上に突出せずに埋設されて、溶融金属を固化させることにより製造されたタイヤ加硫用モールドであって、前記ユニット体の部材の周方向に隣り合う外側の部材の内周面と内側の部材の外周面との間に微小すき間が形成され、この微小すき間とモールドの外部とが連通していることを特徴とするタイヤ加硫用モールド。
8. 前記シャフト部材に軸方向に延びる溝が形成されていて、この溝を介して前記微小すき間とモールドの外部とが連通している請求項７に記載のタイヤ加硫用モールド。

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