JP3219961B2 - タイヤ成形金型用サイプ及びタイヤ成形金型 - Google Patents

タイヤ成形金型用サイプ及びタイヤ成形金型

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    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/03Tread patterns
    • B60C11/12Tread patterns characterised by the use of narrow slits or incisions, e.g. sipes
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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/06Pneumatic tyres or parts thereof (e.g. produced by casting, moulding, compression moulding, injection moulding, centrifugal casting)
    • B29D30/0601Vulcanising tyres; Vulcanising presses for tyres
    • B29D30/0606Vulcanising moulds not integral with vulcanising presses
    • B29D2030/0607Constructional features of the moulds
    • B29D2030/0613Means, e.g. sipes or blade-like elements, for forming narrow recesses in the tyres, e.g. cuts or incisions for winter tyres

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  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、タイヤのトレッドパタ
ーンを付与するサイプ、その製造方法及びこのサイプを
備えたタイヤ成形金型に係り、更に詳細には、高強度で
微細・精密な形状を有するサイプ、及び該サイプを備え
たタイヤ成形金型に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、タイヤ成形金型は、図1(a)に示
すように、分割された石膏鋳型1を円形に配列し、その
外側などを環状の鋳枠2で囲み、鋳型1と鋳枠2との間
に溶融アルミ合金3を充填することにより製造されるの
が一般的である(図1(b)参照)。ところで、スタッド
レスタイヤ等においては、通常、トレッド部のリブ溝と
ラグ溝以外にも微細な溝が形成される関係上、タイヤ成
形金型の成形面には、かかる微細溝を形成するために
「サイプ」と称されるブレード状の凸部が形成される。
かかるサイプの形成は、上記従来のタイヤ成形金型の製
造方法では、アルミ合金を用いた鋳出しにより行われる
ことになるが、サイプの機械的強度が不十分になるとい
う問題があった。
【0003】この問題に対しては、図2(a)〜(c)に示す
ように、ステンレス等の鉄系の板材を切断・プレス曲げ
等することにより所定形状を有するサイプ4を作成し、
このサイプ4の必要部位4aを、ゴム型5を利用して石
膏鋳型6にくるませ(図2(b)参照)、次いで、この鋳
型6を用いてアルミ合金鋳造を行い、意図する必要部位
4aを露出させることにより(図2(c)参照)、タイヤ
成形金型にサイプを形成する方法が行われていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のサイプ形成法では、サイプに所望形状を付与
するに当たり、板材を切断したりプレス曲げ加工を行う
ため、上記必要部位4aにシャープな屈曲部を設けるこ
とは困難であり、微細な精密形状を有するサイプを形成
できないという課題があった。これに対して、ワイヤ放
電加工によりシャープな屈曲部を設けることも考えられ
るが、サイプ1枚当たりの製造コストが極めて高くなり
実用的ではない。
【0005】また、図3(a)〜(d)に示すように、必要部
位4aの平面形状(環状をなすタイヤ成形金型の中心部
からトレッド部成形面への方向における、必要部位4a
の形状)が分岐を有したり、閉図形を形成するときに
は、サイプの必要部位4aを石膏にくるませることか
ら、図4に示すように、サイプ4の周辺に生ずる石膏に
よるバリ7を完全には除去し難いという課題もあった。
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、高強度で
精密な形状を有するサイプ、及び該サイプを備えたタイ
ヤ成形金型を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成すべく鋭意研究した結果、溶湯の流し込み口の機能
を果たす特定の埋設部を設け、これを利用して流し込み
鋳造を行うことにより、上記目的を達成できることを見
出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明のタイ
ヤ成形金型用サイプは、分岐及び/又は閉図形を形成し
た平面形状を有する必要部位と、該必要部位に連設され
埋設部を備え、該埋設部の頂面が、タイヤトレッド部
の成形面の一部を構成し、鋳造にて該必要部位と該埋設
部が一体に形成されていることを特徴とする。また、本
発明のタイヤ成形金型は、上記サイプをトレッド部成形
面に備えることを特徴とする。
【0007】以下、図面を参照して、本発明を詳細に説
明する。本発明のタイヤ成形金型用サイプは、以下のよ
うな方法で製造される。即ち、まず、図5(a)に示すよ
うな最終製品形状と同様の形状を有するマスターモデル
9を、鋳造収縮率(割掛け率)を考慮して作成する。次
に、得られたマスターモデル9に台11を設け、原型1
3を作成する(図5(b)参照)。この場合、マスターモ
デル9が製品タイヤのトレッド部に微細溝を設けるため
の必要部位を形成するのに用いられ、台11は最終的に
得られるサイプの埋設部を形成するのに用いられること
になる。この台11の形状は特に限定されるものではな
いが、マスターモデル9を載置するに十分な広さの頂面
11aを有する直方体のような形状を有するのが好まし
い。
【0008】次に、上述のようにして作成した原型13
をシリコーンゴム15等で反転し(図5(c)参照)、得
られた捨てゴム型15を再度シリコーンゴム等で反転し
て(図5(d))、図6に示すように、原型13と同様の
形状を有する鋳型作成用ゴム型17を得る。なお、図7
(a)及び(b)に示すように、鋳型作成用ゴム型17は、上
述の方法以外にも、マスターモデルを反転した形状を有
するネガマスター19を機械加工などにより作成し、こ
のネガマスター19を用いてゴム反転を行うことにより
直接的に作成することも可能である。
【0009】以上のようにして得られた鋳型作成用ゴム
型17を用い、図8(a)に示すように、セラミックス鋳
型材21で鋳造・反転して鋳造用鋳型21を得る。しか
る後、得られた鋳造用鋳型21に鉄系合金23を注入
し、タイヤ金型用サイプを製造する(図(b)参照)。
この注入の際、上述の台11に起因する部分21bが、
溶湯の流し込み口と押湯の機能を果たすため、溶湯が鋳
21の細部にまで行き渡るので、0.4mm厚程度の
肉厚であっても精密な形状を有するサイプを得ることが
でき、必要部位23aの平面形状が分岐を有するものや
(図8(c)参照)、閉図形をなすものを作成することが
できる。
【0010】得られたサイプ23には、所要に応じてベ
ントホール25を設けることができ、これにより、タイ
ヤ成形中に気泡が残留することが防止され、タイヤにベ
アが発生するのを防止することができる のようにし
て得られる本発明のサイプは、必要部位の平面形状が分
岐及び/又は閉図形を有するものであり、機械的強度に
も優れる。
【0011】なお、上記埋設部23bは得られたサイプ
が配設されるタイヤ成形金型のトレッド部成形面に埋設
されて、サイプの機械的強度を向上させる機能を果たす
が、この際、図9(a)及び(b)に示すようなロッキングホ
ール27や図10(a)及び(b)に示すアンダーカット29
を設ければ、サイプを上記トレッド部成形面に鋳ぐるむ
時に、アルミ合金がロッキングホール27などに侵入し
て固化するので、該アルミ合金金型本体とサイプとの結
合を一層強固なものとすることができる。更に、上記埋
設部23bは、サイプ23に上述のようなベントホール
25やロッキングホール27を穿設する際の基準面又は
つかみ部としても利用することができ、サイプの後加工
の作業性を向上させることができるという利点も有す
る。
【0012】また、図11(a)及び(b)に示したように、
埋設部23bの頂面23tに、タイヤ成形金型30のト
レッド部成形面32と合致する曲面をもたす(成形面3
2の一部とする)ことができる。頂面23tをこのよう
に作成すれば、上述の如く石膏鋳型を作成する際に、必
要部位23aの付け根近傍に石膏のバリが付着するのを
回避することができ、複雑形状のサイプを作成する場合
にサイプ形状を正確に転写できるので、転写不具合の無
い成形面のきれいなタイヤ成形金型を製造することがで
きる。
【0013】次に、本発明のタイヤ成形金型は、上述の
ようなサイプをトレッド部成形面に備えるタイヤ成形金
型であって、このようなサイプを従来法に従ってアルミ
合金で鋳ぐるむことにより製造することができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。 (実施例1)図12に示す寸法の必要部位40と、図1
3に示す寸法の台42とを連結して成る原型を作成し
た。なお、図中の寸法単位は(mm)である。次いで、
この原型を用い、エチルシリケート系バインダー硬化型
セラミックス鋳型材で反転し、得られた鋳型に球状黒鉛
鋳鉄(FCD600)を注入し、図14に示すようなサ
イプ44を得た。同図に示すように、鋳造欠陥が無く健
全なサイプが得られた。
【0015】(比較例1)図14に示すようなサイプ4
4を、板厚0.4mmのステンレス材(SUS304)
の切り出し・曲げ加工で作成しようとしたが、作成でき
なかった。これは、必要部分40の平面形状が閉図形
(正方形)をなしており、また、この正方形の四隅を鋭
角に屈曲させることができず、曲面状に形成されてしま
ったからである。
【0016】(実施例2)実施例1で作成したサイプ4
4を用いて石膏鋳型を作成し、次いで、得られた石膏鋳
型を用いてアルミ合金鋳造を行い、図15に示すような
タイヤ成形金型44を製造した。なお、この際、成形金
型46の成形面46aの曲面形状と、サイプ44の埋設
部頂面44tの曲面形状とが一致するようにした(図1
3参照)。図16に、図15のX−X切断面による拡大
断面を示す。同図に示すように、サイプ44の必要部位
44aの付根部分には、石膏バリに起因する形状が発生
せず、健全なタイヤ成形金型が作成できた。
【0017】(比較例2)図12に示した必要部位40
と同様の形状を有するサイプ48を、ワイヤカット法に
よりステンレス材から作成した。得られたサイプ48を
用い、実施例2と同様にしてタイヤ成形金型を作成し
た。図17に、図16と同様の断面を示す。同図に示す
ように、サイプ48の付根部分48dには、石膏バリ及
び石膏バリを除去した時に発生した鋳型キズに起因する
形状異常が認められた。得られたタイヤ成形金型におい
て、これら形状異常を機械加工により修正しようとした
が、特にサイプの内側部分48eにおいて修正が困難で
あり、実施例2で得られたような健全なタイヤ成形金型
を得ることはできなかった。
【0018】(実施例3)タイヤ成形金型の分割面近傍
におけるサイプの曲げ強度特性を測定すべく、図18に
示すようなサイプ(厚さ0.6mm)を作成した。図中
の寸法単位は(mm)である。また、符号49a及び4
9bは、それぞれベントホール及びロッキングホールを
示し、線分Y−Yがアルミ合金による鋳ぐるみ代を示し
ている。得られたサイプ50を図19に示すように配置
し、荷重Pを付加することにより機械的強度(曲げ強
度)を測定した。図中、符号50はサイプ、52はアル
ミ合金、54は台座を示し、lは1〜5mmである。曲
げ強度は、片持ち梁の1点荷重という想定でサイプに加
わった最大曲げ応力値を代表値として採用した。得られ
た結果を表1に示す。なお、埋設部付きのサイプについ
ても同様に強度を測定し、得られた結果を表1に併記し
た。
【0019】
【表1】
【0020】表1に示すように、本発明のサイプを用い
た場合、特にアルミ合金金型本体の分割面直近にサイプ
が設置されたときにも従来法に比し高い強度が維持され
ることがわかる(d=0.5のとき、従来法の1.6〜
2.8倍の曲げ強度が得られている。)。これは、分割
面直近にサイプが設置された場合、従来法ではサイプ自
身の強度よりアルミ金型本体の残余部(リガメント)が
強度を決定していることに起因していると考えられる。
このため、従来法ではdの値が小さくなるほど曲げ強度
が小さくなっているのである。これに対して、本発明の
場合は鉄系材の一体物であり、必要部位と一体化されて
いる埋設部が強度を決定するため、dの値が変化しても
曲げ強度が変化しないのである。従って、本発明のサイ
プは特に分割面直近に設置された場合に効果を発揮する
と考えられる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
溶湯の流し込み口と押湯の機能を果たす特定の埋設部を
設け、これを利用して流し込み鋳造を行うこととしたた
め、高強度で精密な形状を有するサイプ、及び該サイプ
を備えたタイヤ成形金型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のタイヤ成形金型の一例を示す斜視図であ
る。
【図2】従来のタイヤ成形金型におけるサイプ作成法を
示す断面説明図である。
【図3】サイプの形状を示す平面図である。
【図4】サイプにバリが付着する状態を示す断面説明図
である。
【図5】本発明のサイプの製造工程を示す説明図であ
る。
【図6】本発明のサイプに係る鋳型作成用ゴム型の一例
を示す斜視図である。
【図7】本発明のサイプの製造工程を示す説明図であ
る。
【図8】本発明のサイプの製造工程を示す説明図であ
る。
【図9】ロッキングホールの一例を示す側面図である。
【図10】アンダーカットの一例を示す側面図である。
【図11】本発明のサイプの他の例を示す斜視図であ
る。
【図12】本発明のサイプに係る原型の必要部位の形状
を示す説明図である。
【図13】本発明のサイプに係る原型の台の形状を示す
説明図である。
【図14】本発明のサイプの一例を示す斜視図である。
【図15】本発明のタイヤ成形金型の一例を示す部分断
面図である。
【図16】図15のX−X切断面における拡大断面図で
ある。
【図17】従来法によるタイヤ成形金型の部分断面図で
ある。
【図18】サイプ形状を示す断面図である。
【図19】機械的強度の測定方法を示す断面説明図であ
る。
【符号の説明】
9・・・マスターモデル、11・・・台、13・・・原型、15・
・・捨てゴム型、17・・・鋳型作成用ゴム型、19・・・ネガ
マスター、21・・・鋳造用鋳型、30・・・タイヤ成形金
型、40・・・必要部位、42・・・台、44・・・サイプ、4
6・・・タイヤ成形金型、46a・・・成形面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 33/02 - 33/54 B29C 35/02 - 35/14 B60C 11/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分岐及び/又は閉図形を形成した平面形
    状を有する必要部位と、該必要部位に連設された埋設部
    を備え、該埋設部の頂面が、タイヤトレッド部の成形面
    の一部を構成し、鋳造にて該必要部位と該埋設部が一体
    に形成されていることを特徴とするタイヤ成形金型用サ
    イプ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のサイプをトレッド部成形
    面に備えることを特徴とするタイヤ成形金型。
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