JP2021138015A - タイヤ加硫用モールドの製造方法およびメンテナンス方法 - Google Patents

タイヤ加硫用モールドの製造方法およびメンテナンス方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ベントユニットをタイヤ加硫用モールドの所定位置に効率的に精度よく設置できるタイヤ加硫用モールドの製造方法およびベントユニットのメンテナンスを効率的に行えるメンテナンス方法を提供する。【解決手段】マスター型１１の表面の所定位置に相当する取付位置に位置決め部材９を突設し、マスター型１１の表面を転写したゴム型１２に位置決め部材９の先端部９ａによって位置決め穴９Ｈを形成し、先端部９ａを位置決め穴９Ｈに埋設させて後端部９ｂをゴム型１２の表面から突出させ、ゴム型１２の表面を転写した石膏鋳型１３に後端部９ｂを埋設させ、石膏鋳型１３の表面から突出させた先端部９ａにケース６を着脱可能に固定し、石膏鋳型１３の表面を転写したモールド１にケース６を鋳込んで所定位置に固定し、位置決め部材９を取り外したケース６に弁体７を挿入して取り付ける。【選択図】図１０

Description

本発明は、タイヤ加硫用モールドの製造方法およびメンテナンス方法に関し、さらに詳しくは、ベントユニットをタイヤ加硫用モールドのタイヤ成形面の所定位置に精度よく効率的に設置できるタイヤ加硫用モールドの製造方法およびベントユニットのメンテナンスを効率的に行えるメンテナンス方法に関するものである。
グリーンタイヤとタイヤ成形面との間の不要な空気などをモールド外部に排出するために、タイヤ成形面に開口する排気孔にベントユニットを設置することが知られている（例えば、特許文献１参照）。このベントユニットをモールドに設置するには、タイヤ成形面の所定位置に排気孔を形成した後、その排気孔にベントユニットをタイヤ成形面の開口から押し込んで固定する。
排気孔はドリル等で形成されるが、タイヤ成形面の所定位置に精度よく目標仕様に形成するには高精度の加工技術が必要になる。そのため、多数の排気孔を形成するには相当の手間を要する。ベントユニットを排気孔に位置決めするにも高い精度が要求される。さらには、モールドはアルミニウムなどの比較的硬度が低い材質で形成されているので、排気孔が所定位置に形成されていても、ベントユニットの取付けを正確に行わなければ、ベントユニットの設置位置にずれが生じる。そのため、ベントユニットをタイヤ成形面の所定位置に精度よく効率的に設置するには改善の余地がある。
モールドを繰り返し使用することで、ベントユニットには汚れが付着するため、汚れを除去する等のメンテナンス作業を行う必要がある。例えば、汚れを除去するために、洗浄手段をベントホールの位置に移動制御する方法が提案されている（特許文献２参照）。特許文献２では、予め記憶された排気孔の位置として、タイヤ成形面のＣＡＤデータを用いることが提案されているが（段落００２５）、ＣＡＤデータでのベントホールの位置にベントホールが精度よく設置されている保証はない。また、ベントホールの位置を含む成形面の予め記憶された形状情報と、検出手段で得られた成形面の形状とを比較してベントホールの位置を制御手段によって計算することが提案されているが、比較した結果どのようにしてベントホールの位置を精度よく把握できるのか不明である。さらには、ベントホールを洗浄する都度、検出手段によってベントホールの位置を検出するには多大な時間を要する。そのため、ベントユニットのメンテナンスを効率的に行うには改善の余地がある。
特開２０１７−１３３１２号公報 特開２０１７−１２８０１３号公報
本発明の目的は、ベントユニットをタイヤ加硫用モールドの所定位置に効率的に精度よく設置できるタイヤ加硫用モールドの製造方法およびベントユニットのメンテナンスを効率的に行えるメンテナンス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、製造するタイヤ表面と同じ表面形状を有するマスター型を製造し、次いで前記マスター型の表面を転写したゴム型を製造し、次いで前記ゴム型の表面を転写した石膏鋳型を製造し、次いで前記石膏鋳型の表面を転写したモールドを鋳造し、このモールドのタイヤ成形面の所定位置にベントユニットを設置するタイヤ加硫用モールドの製造方法において、前記マスター型の表面の前記所定位置に相当する取付位置に位置決め部材の先端部を突出させて設置し、このマスター型を用いて前記ゴム型を製造することで、前記ゴム型に前記先端部によって位置決め穴を形成し、前記位置決め穴に前記先端部を埋設させてその後端部を前記ゴム型の表面から突出させた状態にして、このゴム型を用いて前記石膏鋳型を製造することで、前記石膏鋳型に前記後端部を埋設させて前記先端部を前記石膏鋳型の表面から突出させた状態にして、前記先端部にベントユニットを構成するケースを着脱可能に固定し、この石膏鋳型を用いて前記加硫用モールドを鋳造することで、前記ケースを前記加硫用モールドに鋳込んで固定し、前記位置決め部材を取り外した前記ケースにベントユニットを構成する弁体を挿入して取り付けることで前記ベントユニットを前記タイヤ成形面に設置することを特徴とする。
本発明のタイヤ加硫用モールドのメンテナンス方法は、上記の前記ベントユニットをメンテナンスするタイヤ加硫用モールドのメンテナンス方法であって、前記マスター型での前記取付位置の位置データを記憶部に記憶しておき、前記ベントユニットをメンテナンスする際に、前記記憶部に記憶されている前記取付位置の位置データに基づいて、メンテナンス機構のヘッドを移動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、タイヤ加硫用モールドを製造する工程の最初の段階で、前記マスター型の表面の前記所定位置に相当する取付位置に位置決め部材の先端部を突出させて設置し、この位置決め部材を利用することで、ベントユニットを構成するケースを前記加硫用モールドに鋳込んで前記所定位置に精度よく固定できる。そして、前記後端部に着脱可能に固定した前記位置決め部材を取り外した前記ケースに弁体を挿入して取り付けることで、多大な工数を要することなく、前記ベントユニットを前記タイヤ成形面の前記所定位置に精度よく設置ができる。
本発明のタイヤ加硫用モールドのメンテナンス方法によれば、前記記憶部に記憶されている前記取付位置の位置データは、前記タイヤ加硫用モールドにおける前記ベントユニットを固定する前記所定位置の位置データと同じ位置を示している。そのため、前記ベントユニットをメンテナンスする際に、前記記憶部に記憶されている前記取付位置の位置データに基づいて、メンテナンス機構のヘッドを移動させることで、このヘッドを前記ベントユニットが設置されている前記所定位置に位置決めできる。これに伴い、メンテナンスの都度、ベントユニットの位置を検知する等の工程を行うことなく、迅速にヘッドをベントユニットが設置されている位置に移動させて必要なメンテナンス作業を行うことができる。
本発明により製造されたタイヤ加硫用モールドを平面視で例示する説明図である。 図１のモールドを断面視で例示する説明図である。 図２の一部拡大図である。 マスター型を断面視で例示する説明図である。 ゴム型を製造する工程を断面視で例示する説明図である。 製造されたゴム型をマスター型から分離させた状態を断面視で例示する説明図である。 石膏鋳型を製造する工程を断面視で例示する説明図である。 製造された石膏鋳型をゴム型から分離させた状態を断面視で例示する説明図である。 モールドを鋳造する工程を断面視で例示する説明図である。 鋳造されたモールドを断面視で例示する説明図である。 弁体の取付機構およびベントユニットのメンテナンス機構を平面視で例示する説明図である。 弁体を取り付ける工程を断面視で例示する説明図である。 ベントユニットを洗浄する工程を断面視で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の製造方法およびメンテナンス方法を、図に示した実施形態に基づいて説明する。
本発明のタイヤ加硫用モールドの製造方法によって、図１〜図３に例示するタイヤ加硫用モールド１（以下、モールド１という）が製造される。このモールド１は、セクショナルタイプモールドのセクタモールドである。タイヤ成形面２には様々な溝成形部３が突設されている。
モールド１にはグリーンタイヤの加硫時に発生する不要なガス等をモールド１の外部に排出して加硫故障を防止するための排気孔４が形成されていて、排気孔４の一方端がタイヤ成形面２の所定位置Ｐｍに開口している。排気孔４にはベントユニット５が設置されている。即ち、タイヤ成形面２の所定位置Ｐｍにベントユニット５が設置されている。
図３に例示するようにベントユニット５は、ケース６とケース６に内設された弁体７およびスプリング８とを有している。ケース６は筒状体であり、弁体７は軸部７ａと軸部７ａの先端に固定された拡径部７ｂとを有している。弁体７は軸部７ａに外挿されたスプリング８によってケース６の一方側の開口に常時付勢されている。拡径部７ｂはタイヤ成形面２から僅かに突出していて、拡径部７ｂがこのように排気孔４を開口する位置にある時は、排気孔４を通じてモールド１の内部と外部とが排気孔４を通じて連通する。グリーンタイヤの加硫時には、弁体７はグリーンタイヤによって押圧されて、スプリング８の付勢力に抗して後退する。そして、拡径部７ｂが排気孔４の一方端の開口を封鎖する位置にある時は、排気孔４を通じたモールド１の内部と外部との連通が遮断される。
このモールド１を製造するには、まず、図４に例示するマスター型１１を製造する。マスター型１１は、製造するタイヤのタイヤ表面と同じ表面形状を有している。マスター型１１の表面における取付位置Ｐｃには位置決め部材９の後端部９ｂを埋設して、先端部９ａを表面から突出させて設置する。この取付位置Ｐｃは、モールド１においてベントユニット５を設置する所定位置Ｐｍに相当する位置である。
位置決め部材９は例えば棒状体であり、ステンレス鋼、鉄、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属や様々な樹脂等を用いて製造することができる。位置決め部材９の少なくとも先端部９ａにはネジ部９ｓが形成されている。位置決め部材９の全長に渡ってネジ部９ｓを形成してもよい。
次いで、図５〜図６に例示するように、このマスター型１１を用いてマスター型１１の表面を転写したゴム型１２を製造する。そこで、図５に例示するように、マスター型１１の表面を上側にして型枠１０Ａの中に配置する。型枠１０Ａの上方には、バックアップ板１２ａを配置して、バックアップ板１２ａの表面とマスター型１１の表面とを対向させた状態にする。対向させたバックアップ板１２ａの表面と、マスター型１１の表面との間の空間にゴム材料Ｒを流し込んで充填する。充填したゴム材料Ｒが固化すると、マスター型１１の表面が転写されたゴム型１２が製造されることになる。
図６に例示するように、製造されたゴム型１２はマスター型１１から分離させる。製造されたゴム型１２の表面には、先端部９ａによって位置決め穴９Ｈが形成される。マスター型１１の表面には位置決め部材９が立設されたままになる。
次いで、図７〜図８に例示するように、ゴム型１２の表面を転写した石膏鋳型１３を製造する。そこで、製造されたゴム型１２にマスター型１１から取り外した位置決め部材９を取り付ける。具体的には、位置決め穴９Ｈに先端部９ａを埋設させて後端部９ｂをゴム型１２の表面から突出させた状態にする。
そして、ゴム型１２を裏面にバックアップ板１２ａを密着させたままの状態で型枠１０Ｂの中に配置する。このゴム型１２の表面に石膏Ｐを流し込む。流し込んだ石膏Ｐが固化すると、ゴム型１２の表面が転写された石膏鋳型１３が製造されることになる。
図８に例示するように、製造された石膏鋳型１３はゴム型１２から分離させる。この石膏鋳型１３には位置決め部材９の後端部９ｂが埋設され、先端部９ａは石膏鋳型１３の表面から突出した状態になる。
次いで、図９〜図１０に例示するように、石膏鋳型１３の表面を転写したモールド１を鋳造する。そこで、石膏鋳型１３の表面から突出している先端部９ａにケース６を着脱可能に固定する。即ち、位置決め部材９のネジ部９ｓとケース６のネジ部６ｓとを螺合させて位置決め部材９にケース６を着脱可能に固定する。
この石膏鋳型１３の表面を上側にして型枠１０Ｃの中に配置する。そして、石膏鋳型１３の表面に、例えば、アルミニウム材料等の溶融金属Ｍを流し込む。流し込んだ溶融金属Ｍが固化すると、石膏鋳型１３の表面が転写されたモールド１が鋳造されることになる。溶融金属Ｍが固化した後に、モールド１を石膏鋳型１３から分離させる。
ケース６はモールド１に鋳込まれて固定される。鋳造されたモールド１の表面がタイヤ成形面２になり、タイヤ成形面２には溝成形部３が形成される。ケース６には位置決め部材９が固定されているので、ネジ部６ｓ、９ｓどうしの螺合を解除して、図１０に例示するように位置決め部材９をケース６から取り外す。その後、位置決め部材９を取り外したケース６には、弁体７とともにスプリング８を挿入して取り付ける。尚、適宜のタイミングで、モールド１の背面側からドリル加工等によって、ケース６の内部に連通する排気孔４を形成する。
上述したように、モールド１を製造する工程の最初の段階で、マスター型１１の表面の所定位置Ｐｍに相当する取付位置Ｐｃに位置決め部材９の先端部９ａを突出させて設置し、この位置決め部材９を利用することで、ケース６をモールド１に鋳込んで所定位置Ｐｍに精度よく固定できる。そして、モールド１に鋳込まれたケース６から位置決め部材９を取り外した後に、そのケース６に弁体７を挿入して取り付けることで、多大な工数を要することなく、ベントユニット５をタイヤ成形面２の所定位置Ｐｍに精度よく設置ができる。
この実施形態では、ケース６と位置決め部材９とに互いを螺合するネジ部６ｓ、９ｓを有しているので、図９に例示する工程では、位置決め部材９にケース６を容易に着脱可能に固定することができる。また、図１０に例示する工程では、位置決め部材９をケース６から容易に取り外すことができる。
モールド１に対して弁体７およびスプリング８を取り付ける工程は手作業で行うこともできるが、図１１、図１２に例示するように、取付け機構１４Ａを用いて行うこともできる。取付け機構１４Ａは、鋳造されたモールド１が載置されるベース台１５と、ロボットアーム１６と、ヘッド１７と、制御装置１８とを有している。ロボットアーム１６は複数のアーム部が回転自在に連結されて構成されている。ロボットアーム１６の先端部にはヘッド１７が取り付けられている。制御装置１８は記憶部１８ａを有している。記憶部１８ａには、マスター型１１での取付位置Ｐｃの位置データやマスター型１１の形状データが記憶されている。ロボットアーム１６の動きは制御装置１８によって制御される。この実施形態では、ヘッド１７として、スプリング８が外挿された弁体７を把持する把持ヘッドが用いられている。
ベース台１５には、モールド１の基準点および向きを目標どおりに位置合わせしてモールド１を載置するためのガイド１５ａが設けられている。例えば、モールド１の隅の側面に当接するＬ型突起がガイド１５ａとして用いられる。このようにモールド１をベース台１５に載置することで、記憶部１８ａに記憶されているマスター型１１での取付位置Ｐｃの位置データの座標軸と、ベース台１５上でのモールド１の座標軸が一致する。
その後、図１２に例示するように、記憶部１８ａに記憶されている取付位置Ｐｃの位置データに基づいてヘッド１７を移動させる。この取付位置Ｐｃの位置データは、モール１においてそれぞれのケース６が設置されている位置を示しているので、このようにロボットアーム１６を介してヘッド１７の動きを制御することで、ヘッド１７をそれぞれのケース６が設置されているモールド１の所定位置Ｐｍに精度よく移動させることができる。そして、移動させた所定位置Ｐｍでヘッド１７をケース６に向かって近接移動させることで、弁体７およびスプリング８をケース６に挿入して取り付ける。これにより、図１〜図３に例示するベントユニット５がタイヤ成形面２の所定位置に設置されたモールド１が完成する。
モールド１を繰り返し使用してグリーンタイヤを加硫すると、ベントユニット５には汚れＸが付着する。付着した汚れＸの堆積量が多くなると、ベントユニット５による排気が正常に機能せずに加硫故障が発生する可能性がある。そのため、ベントユニット５に付着した汚れＸを適時除去する洗浄作業が必要になる。
そこで、図１１、図１３に例示するように、メンテナンス機構１４Ｂを用いて、モールド１に対してメンテナンス作業を行う。このメンテナンス機構１４Ｂは、既述した取付け機構１４Ａのヘッド１７だけを交換したものである。この実施形態では、ヘッド１７として、ベントユニット５に付着した汚れＸを除去する洗浄ヘッドが用いられている。
ベントユニット５をメンテナンスする際には、上述したように、記憶部１８ａに記憶されているマスター型１１での取付位置Ｐｃの位置データの座標軸と、ベース台１５上でのモールド１の座標軸とを一致させて、モールド１をベース台１５に載置する。その後、図１３に例示するように、記憶部１８ａに記憶されている取付位置Ｐｃの位置データに基づいてヘッド１７を移動させる。
この取付位置Ｐｃの位置データは、モール１においてそれぞれのケース６（ベントユニット５）が設置されている位置を示しているので、このようにロボットアーム１６を介してヘッド１７の動きを制御することで、ヘッド１７をそれぞれのケース６（ベントユニット５）が設置されているモールド１の所定位置Ｐｍに精度よく移動させることができる。そして、移動させた所定位置Ｐｍでヘッド１７によってベントユニット５に対して汚れＸを除去する処理を行う。
例えば、ベントユニット５の若干上方位置に移動させたヘッド１７からベントユニット５に向かってレーザ光を照射して拡径部７ｂの表面やその周辺、拡径部７ｂとタイヤ成形面２とのすき間などに付着した汚れＸを除去する。或いは、ヘッド１７からプラズマを照射、圧縮流体を噴射して汚れＸを除去する。その他、汚れＸを除去する様々な公知のヘッド１７を用いることができる。ベントユニット５のメンテナンスの都度、ベントユニット５の位置を検知する等の工程を行うことなく、迅速にヘッド１７をベントユニット５の位置に移動させて必要なメンテナンス作業を行うことができる。
メンテナンス作業としては、汚れＸの除去の他に、弁体７およびスプリング８を交換する作業をすることもできる。この作業をする際には例えば、ヘッド１７として拡径部７ｂに引っ掛かる、或いは、突き刺さる抜き取りヘッドを使用して、弁体７とともにスプリング８をケース６から抜き取る。そして、ヘッド１７として把持ヘッドを用いて、新たな弁体７およびスプリング８をこのケース６に挿入して交換する。
本発明はセクショナルタイプのモールドに限らず、いわゆる二分割タイプのモールドに適用することもできる。また、本発明は、空気入りタイヤを製造するためモールドに限らずその他の種々のタイプのタイヤを製造するためのモールドに適用することができる。
１ モールド
２ タイヤ成形面
３ 溝成形部
４ 排気孔
５ ベントユニット
６ ケース
６ｓ ネジ部
７ 弁体
７ａ 軸部
７ｂ 拡径部
８ スプリング
９ 位置決め部材
９ａ 先端部
９ｂ 後端部
９ｓ ネジ部
９Ｈ 位置決め穴
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 型枠
１１ マスター型
１２ ゴム型
１２ａ バックアップ板
１３ 石膏鋳型
１４Ａ 取付け機構
１４Ｂ メンテナンス機構
１５ ベース台
１６ アーム
１７ ヘッド
１８ 制御装置
１８ａ 記憶部
Ｍ 溶融金属
Ｐ 石膏
Ｒ ゴム材料
Ｘ 汚れ

Claims (4)

  1. 製造するタイヤ表面と同じ表面形状を有するマスター型を製造し、次いで前記マスター型の表面を転写したゴム型を製造し、次いで前記ゴム型の表面を転写した石膏鋳型を製造し、次いで前記石膏鋳型の表面を転写したモールドを鋳造し、このモールドのタイヤ成形面の所定位置にベントユニットを設置するタイヤ加硫用モールドの製造方法において、
    前記マスター型の表面の前記所定位置に相当する取付位置に位置決め部材の先端部を突出させて設置し、このマスター型を用いて前記ゴム型を製造することで、前記ゴム型に前記先端部によって位置決め穴を形成し、前記位置決め穴に前記先端部を埋設させてその後端部を前記ゴム型の表面から突出させた状態にして、このゴム型を用いて前記石膏鋳型を製造することで、前記石膏鋳型に前記後端部を埋設させて前記先端部を前記石膏鋳型の表面から突出させた状態にして、前記先端部にベントユニットを構成するケースを着脱可能に固定し、この石膏鋳型を用いて前記加硫用モールドを鋳造することで、前記ケースを前記加硫用モールドに鋳込んで固定し、前記位置決め部材を取り外した前記ケースにベントユニットを構成する弁体を挿入して取り付けることで前記ベントユニットを前記タイヤ成形面に設置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. 前記ケースと前記位置決め部材とを螺合させることで、前記後端部に前記ケースを着脱可能に固定する請求項１に記載のタイヤ加硫用モールドの製造方法。
  3. 請求項１または２に記載の前記ベントユニットをメンテナンスするタイヤ加硫用モールドのメンテナンス方法であって、前記マスター型での前記取付位置の位置データを記憶部に記憶しておき、前記ベントユニットをメンテナンスする際に、前記記憶部に記憶されている前記取付位置の位置データに基づいて、メンテナンス機構のヘッドを移動させるタイヤ加硫用モールドのメンテナンス方法。
  4. 前記ヘッドとして、前記ベントユニットに付着した汚れを除去する洗浄ヘッドを用いる請求項３に記載のタイヤ加硫用モールドのメンテナンス方法。
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