JP2014061642A - 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】排気用の微小すき間を、排気に有効な位置に簡便な構成でタイヤ成形面に設けたモールドを製造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】石膏鋳型１２の表面１２ａに突設されたサイプ用ブレード７に、ブレード表面から裏面に貫通するとともに、この表面１２ａから突出している根元部分７ａから石膏鋳型１２に埋設されている部分にまで延びる微細なスリット８が形成され、この状態の石膏鋳型１２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サイプ用ブレード７の根元部分７ａを鋳込んだモールドを鋳造した後、根元部分７ａの微細なスリット８をモールドの外部に通じる排気孔と連通させる。
【選択図】図７

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、排気用の微小すき間を、排気に有効な位置に簡便な構成でタイヤ成形面に設けたモールドを製造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、排気機構としてはベントホールが多用されていたが、加硫の際にゴムがベントホールに流入してスピューが発生するため、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１参照）。

特許文献１では、金属薄板を重ね合わせて構成した積層ブレードをタイヤ成形面に突設させたモールドが提案されている。このモールドでは、加硫時のエアやガスが積層ブレードの金属薄板どうしの微小すき間を通じてモールド外部に排出される。しかしながら、この微小すき間は、タイヤ加硫時にグリーンタイヤの未加硫ゴムが近接してくる方向に突出して開口している。加硫時に排気が最も必要な位置は、グリーンタイヤの未加硫ゴムが最後に当接する部分およびその周辺である。即ち、このモールドでは、排気に有効な位置に微小すき間が形成されていないため、十分な排気を確保するためには改善の余地があった。

特開平８−３２３７７１号公報

本発明の目的は、排気用の微小すき間を、排気に有効な位置に簡便な構成でタイヤ成形面に設けたモールドを製造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、前記石膏鋳型の表面に突設されたサイプ用ブレードに、ブレード表面から裏面に貫通するとともに、石膏鋳型の表面から突出している根元部分から石膏鋳型に埋設されている部分にまで延びる微細なスリットが形成され、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サイプ用ブレードの根元部分を鋳込んだモールドを鋳造した後、前記根元部分の微細なスリットをモールドの外部に通じる排気孔と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、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、前記石膏鋳型の表面に突設されたサイプ用ブレードに、ブレード表面から裏面に貫通するとともに、石膏鋳型の表面から突出している根元部分から石膏鋳型に埋設されている部分にまで延びる微細なスリットが形成され、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サイプ用ブレードの根元部分を鋳込んだモールドを鋳造した後、前記根元部分の微細なスリットをモールドの外部に通じる排気孔と連通させ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、石膏鋳型の表面に突設されたサイプ用ブレードに、ブレード表面から裏面に貫通するとともに、石膏鋳型の表面から突出している根元部分から石膏鋳型に埋設されている部分にまで延びる微細なスリットが形成されているので、サイプ用ブレードの根元部分を鋳込んだモールドを鋳造すると、タイヤ成形面に鋳込まれたサイプ用ブレードの表面から裏面に貫通するとともに、タイヤ成形面から突出した部分からタイヤ成形面に埋設された部分にまで延びる微細なスリットが形成される。したがって、根元部分の微細なスリットをモールドの外部に通じる排気孔と連通させることにより、この微細なスリットを排気用の微小すき間として、タイヤ成形面の排気に有効な位置に配置した簡便な構成の本発明のタイヤ加硫用モールドを容易に得ることができる。

ここで、前記スリットをワイヤー放電加工により形成することもできる。或いは、前記サイプ用ブレードを複数の分割体により構成し、この分割体を互いの側面どうしを対向させて前記石膏鋳型の表面に突設して、分割体の対向する側面のすき間を前記スリットにすることもできる。

前記モールドを機械加工によって削孔することにより、前記排気孔を形成することもできる。または、鋳造用耐火材からなる紐状の排気孔形成部材を、前記石膏鋳型の表面に突設されたサイプ用ブレードに対して、前記スリットに接触させて取り付けるとともに、前記溶融金属を流し込んでモールドを鋳造した際にモールドから一部が露出するように配置し、この状態の石膏鋳型の表面に溶融金属を流し込んで、前記紐状の排気孔形成部材を鋳込んだモールドを鋳造した後に、前記紐状の排気孔形成部材を除去することにより前記排気孔を形成することもできる。或いは、易崩壊性耐火材料からなる棒状の排気孔形成部材を、前記石膏鋳型の表面に突設されたサイプ用ブレードに対して、前記スリットに接触させ、かつ、直立させて取り付け、この状態の石膏鋳型の表面に溶融金属を流し込んで、前記棒状の排気孔形成部材を鋳込んだモールドを鋳造した後、前記棒状の排気孔形成部材を除去することにより前記排気孔を形成することもできる。

前記サイプ用ブレードの根元部分に貫通孔を設け、前記溶融金属を流し込んだ際にこの貫通孔にも流入させて充填することもできる。これにより、貫通孔をサイプ用ブレードの抜け止め手段として機能させることができる。

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のセクターの正面図である。 図３のピースの左半分を例示する平面図である。 図４のピースの正面図である。 ブレードを突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。 ブレードに紐状の排気孔形成部材を取り付けた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７の工程を平面視で示す説明図である。 図７のブレードと排気孔形成部材を拡大して例示する正面図である。 図９のブレードの変形例を示す正面図である。 鋳造したピースに鋳込まれた紐状の排気孔形成部材を除去する工程を例示する説明図である。 グリーンタイヤの未加硫ゴムが鋳造したピースのタイヤ成形面に押圧される状態を例示する説明図である。 ブレードの変形例を示す説明図である。 図１３のブレードが石膏鋳型に突設された状態を例示する説明図である。 図１４のブレードが鋳造されたピースに突設された状態を例示する説明図である。 ブレードの別の変形例を示し、図１６Ａは正面図、図１６Ｂは図１６ＡのＡ−Ａ断面図である。 別の実施形態のピースの左半分を例示する平面図である。 図１７のピースの正面図である。 図１７のピースを鋳造する工程を例示する説明図である。 図１８の排気孔を形成する別の工程を例示する説明図である。 図２０の工程を平面視で示す説明図である。 鋳造したピースに鋳込まれた棒状の排気孔形成部材を除去する工程を例示する説明図である。

以下、本発明のタイヤ加硫用モールドおよびその製造方法を、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４、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、タイヤ成形面５には、ステンレス鋼等からなるサイプ用ブレード７（以下、ブレード７という）が、根元部分７ａがタイヤ成形面５に鋳込まれて突設されている。ブレード７の厚さは、０．４ｍｍ〜１．２ｍｍ程度である。

ブレード７には、ブレード表面から裏面に貫通する微細なスリット８が形成されている。このスリット８は、タイヤ成形面５の上方に突出した部分からタイヤ成形面５に埋設された部分（根本部分７ａ）にまで延びている。尚、図面ではスリット８を実際よりも誇張して大きく図示している。

このスリット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。この実施形態の排気孔９は、ピース３を鋳造した後に、後述する紐状の排気孔形成部１１を除去することにより形成されたものである。排気孔９の大きさは、外径相当で１ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。図４では、排気孔９が屈曲しているが、直線状の排気孔９にすることもできる。

このピース３を製造する方法は以下のとおりである。

図６に例示するように、ゴム型１４にはブレード７の根元部分７ａが埋設されて、ブレード７がゴム型１４の表面に突設されている。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。

スリット８の幅Ｗ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、概ね０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍにする。スリット８のピッチＰは、例えば１０ｍｍ〜１５ｍｍ程度にする。この実施形態では、スリット８の一方端は開口せず、他方端がブレード７の根元部分７ａ側で開口している。そして、スリット８は、ブレード７のゴム型１４に埋設された部分からゴム型１４の表面から突出した部分にまで延びている。ブレード７の根元部分７ａには、鋳造したピース３からブレード７の離脱を防止するために貫通孔７ｂを設けることが好ましい。

スリット８を形成するには、例えば、ワイヤー放電加工を用いる。線径が０．０３ｍｍ程度の電極ワイヤーを用いるとよい。この加工によれば、スリット８の微細な幅Ｗを精度よく安定して形成することができる。

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石膏鋳型１２を製造する。このように製造した石膏鋳型１２の表面１２ａには、図７に例示するようにブレード７が突設される。ブレード７の根元部分７ａは、石膏鋳型１２の表面１２ａから突出して露出する。スリット８は、根元部分７ａから石膏鋳型１２に埋設されている部分にまで延びている状態になる。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。

次いで、この石膏鋳型１２の表面１２ａに溶融金属Ｍを流し込んでピース３を鋳造する。その際、図７、図８に例示するように、紐状の排気孔形成部材１１を、石膏鋳型１２の表面１２ａに突設したブレード７に対して、スリット８に接触させて取り付ける。この時に、排気孔形成部材１１の端部を型枠１３に接するまで延設して、溶融金属Ｍを流し込んでピース３を鋳造した際に、排気孔形成部材１１の一部がピース３から露出するように配置する。排気孔形成部材１１を後工程で除去することにより、排気孔９が形成されるので、排気孔形成部材１１の太さは、外径相当で１ｍｍ〜１０ｍｍ程度にする。

図９に例示するようにブレード７の根元部分７ａに突状部７ｃを設け、突状部７ｃに排気孔形成部材１１を突き刺してブレード７に取り付けることもできる。或いは、図１０に例示するようにブレード７の根元部分７ａに切欠き部７ｄを設け、切欠き部７ｄに排気孔形成部材１１を嵌合させてブレード７に取り付けることもできる。突状部７ｃや切欠き部７ｄを設けることにより、簡単かつ安定して排気孔形成部材１１をブレード７に取り付けることができるので、注湯によって排気孔形成部材１１がずれる不具合を防止することができる。

排気孔形成部材１１は、鋳造用耐火材により形成されている。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って、任意の形状に容易に変形させることができる。そのため、排気孔形成部材１１としてモールドシールを用いることにより、切削加工では形成できない屈曲した排気孔など、任意の形状の排気孔９を形成できる。

この状態の石膏鋳型１２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。鋳造されたピース３の表面（タイヤ成形面５）にはブレード７が突設され、ピース３の端面からは、排気孔形成部材１１の一部が露出した状態になる。ブレード７の根元部分７ａおよび排気孔形成部材１１はピース３に鋳込まれた状態になる。溶融金属Ｍは貫通孔７ｂにも流入して充填された状態で固化するので、貫通孔７ｂはブレード７の抜け止め手段として機能する。

次いで、鋳造したピース３の内部にある排気孔形成部材１１を除去する。例えば、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排気孔形成部材１１に吹き付けることによって除去する。排気孔形成部材１１が除去された所が排気孔９になる。排気孔形成部材１１の一部は、ピース３の端面から露出しているので、形成された排気孔９は、ピース３の外部に通じた状態になる。また、排気孔形成部材１１は、スリット８に接触させていたのでスリット８と排気孔９とは連通することになる。

尚、本発明におけるスリット８の幅Ｗは０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度の微小すき間なので、溶融金属Ｍが入り込むことがないが、溶融金属Ｍの侵入を確実に防止するために、溶融金属Ｍを流し込む前に、予め、スリット８に易崩壊性耐火材料を充填しておくこともできる。そして、ピース３の鋳造後に、その易崩壊性耐火材料に高圧水流を吹き付けることによって除去する。

易崩壊性耐火材料としては、塗型材や石膏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１２に例示するように、このピース３を備えたモールド１を用いてグリーンタイヤを加硫すると、グリーンタイヤの未加硫ゴムＧは、ブレード７の先端に当接した後、ブレード７の付根のタイヤ成形面５に近接してくる。グリーンタイヤの未加硫ゴムＧが最後に当接する部分およびその周辺には、ガスやエアが溜まるので、スリット８はブレード７の付根にあると排気には有効である。

そして、不要なエアやガスはスリット８を通じて排気孔９に排出され、さらにセクター２の端面等を通じてモールド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。

本発明では上記のとおり、排気用の微小すき間となるスリット８をタイヤ成形面５の排気に有効な位置に形成することができる。しかも、１枚のブレード７にスリット８が形成されているので簡便な構成になる。また、スリット８は硬いブレード７に形成されているので、潰れ難いというメリットもある。例えば、スリット８がアルミニウム製のタイヤ成形面５に形成されていると、モールド１（ピース３）をショットブラストにより洗浄した場合に潰れが生じることがあるが、本発明によるスリット８は潰れ難く耐久性に優れている。

図１３に例示するように、ブレード７を複数の分割体７Ａにより構成することもできる。分割体７Ａにスペーサ突起７ｅを設けて、スペーサ突起７ｅを隣り合う分割体７Ａの側面に当接させることにより、所定のスリット８の幅Ｗを確保することができる。そして、このブレード７を互いの側面どうしを対向させてゴム型に埋設し、上述した同じ手順により図１４に例示する石膏鋳型１２を形成する。石膏鋳型１２では、分割体７Ａが互いの側面どうしが対向して表面１２ａに突設される。次いで、この石膏鋳型１２の表面１２ａに溶融金属Ｍを流し込んで図１５のピース３を鋳造する。このピース３では、タイヤ成形面５に突設された分割体７Ａの対向する側面のすき間がスリット８になる。

或いは、図１６Ａ、１６Ｂに例示するように、分割体７Ａの側面の角を円弧状のＲ加工や面取り加工をする。そして、隣り合う分割体７Ａを側面どうしを当接させて配置することにより、スリット８を形成することができる。そして、分割体７Ａを互いの側面どうしを対向させて石膏鋳型１２の表面１２ａに突設してピース３を鋳造する。このピース３でも、タイヤ成形面５に突設された分割体７Ａの対向する側面のすき間がスリット８になる。尚、このスリット８もミクロ的にはブレード表面から裏面に貫通したものといえる。

図１７、図１８に例示するように、ブレード７からピース３の背面側に延びる排気孔９にすることもできる。この排気孔９を形成するには図１９に例示するように、上述下同じ手順により石膏鋳型１２の表面１２ａにブレード７を突設して、スリット８が根元部分７ａから石膏鋳型１２に埋設されている部分にまで延びている状態にする。次いで、この状態の石膏鋳型１２の表面１２ａに溶融金属Ｍを流し込んでピース３を鋳造する。その後、鋳造したピース３の背面側からブレード７に向かって機械加工によって削孔する。スリット８に連通するまで削孔を行なうことにより排気孔９が形成される。

或いは、図２０、図２１に例示するように、上述した同じ手順により石膏鋳型１２の表面１２ａにブレード７を突設して、スリット８が根元部分７ａから石膏鋳型１２に埋設されている部分にまで延びている状態にする。次いで、易崩壊性耐火材料からなる棒状の排気孔形成部材１６をブレード７に対して、スリット８に接触させ、かつ、直立させて取り付ける。この状態の石膏鋳型１２の表面１２ａに溶融金属Ｍを流し込んでピース３を鋳造する。

鋳造したピース３には、ブレード７の石膏鋳型の表面から突出している部分（根元部分７ａ）および排気孔形成部材１６が鋳込まれる。そこで、図２２に例示するように、鋳造したピース３の内部にある排気孔形成部材１６に、噴射ノズル１５から噴射した高圧水流を吹き付けることによって除去する。排気孔形成部材１６が除去された所が排気孔９になる。排気孔形成部材１６は、スリット８に接触させていたのでスリット８と排気孔９とは連通することになる。

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 サイプ用ブレード
７Ａ 分割ブレード
７ａ 根元部分
７ｂ 貫通孔
７ｃ 突状部
７ｄ 切欠き部
７ｅ スペーサ突起
８ スリット
９ 排気孔
１０ 被覆層
１１ 紐状の排気孔形成部材
１２ 石膏鋳型
１２ａ 表面
１２ｂ 溝
１３ 型枠
１４ ゴム型
１５ 噴射ノズル
１６ 棒状の排気孔形成部材
Ｍ 溶融金属
Ｐ 石膏

Claims (10)

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、前記石膏鋳型の表面に突設されたサイプ用ブレードに、ブレード表面から裏面に貫通するとともに、石膏鋳型の表面から突出している根元部分から石膏鋳型に埋設されている部分にまで延びる微細なスリットが形成され、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サイプ用ブレードの根元部分を鋳込んだモールドを鋳造した後、前記根元部分の微細なスリットをモールドの外部に通じる排気孔と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. 前記スリットをワイヤー放電加工により形成する請求項１に記載のタイヤ加硫用モールドの製造方法。
3. 前記サイプ用ブレードを複数の分割体により構成し、この分割体を互いの側面どうしを対向させて前記石膏鋳型の表面に突設して、分割体の対向する側面のすき間を前記スリットにする請求項１に記載のタイヤ加硫用モールドの製造方法。
4. 前記モールドを機械加工によって削孔することにより、前記排気孔を形成する請求項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。
5. 鋳造用耐火材からなる紐状の排気孔形成部材を、前記石膏鋳型の表面に突設されたサイプ用ブレードに対して、前記スリットに接触させて取り付けるとともに、前記溶融金属を流し込んでモールドを鋳造した際にモールドから一部が露出するように配置し、この状態の石膏鋳型の表面に溶融金属を流し込んで、前記紐状の排気孔形成部材を鋳込んだモールドを鋳造した後に、前記紐状の排気孔形成部材を除去することにより前記排気孔を形成する請求項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。
6. 易崩壊性耐火材料からなる棒状の排気孔形成部材を、前記石膏鋳型の表面に突設されたサイプ用ブレードに対して、前記スリットに接触させ、かつ、直立させて取り付け、この状態の石膏鋳型の表面に溶融金属を流し込んで、前記棒状の排気孔形成部材を鋳込んだモールドを鋳造した後、前記棒状の排気孔形成部材を除去することにより前記排気孔を形成する請求項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。
7. 前記サイプ用ブレードの根元部分に貫通孔を設け、前記溶融金属を流し込んだ際にこの貫通孔にも流入させて充填する請求項１〜６のいずれかに記載のタイヤ加硫用モールドの製造方法。
8. タイヤ成形面にサイプ用ブレードが突設され、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において、前記タイヤ成形面に鋳込まれたサイプ用ブレードに、その表面から裏面に貫通するとともに、タイヤ成形面から突出した部分からモールド内部に埋設された部分にまで延びる微細なスリットが形成され、このスリットがモールドの外部に通じる排気孔と連通していることを特徴とするタイヤ加硫用モールド。
9. 前記スリットがワイヤー放電加工により形成されたものである請求項８に記載のタイヤ加硫用モールド。
10. 前記サイプ用ブレードが複数の分割体により構成され、この分割体が互いの側面どうしを対向させて前記タイヤ成形面に鋳込まれていて、この分割体の対向する側面のすき間が前記スリットになっている請求項８に記載のタイヤ加硫用モールド。

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