JP3805639B2 - タイヤ成形用金型原型の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ成形用金型原型（マスターモデル）の製造方法に関する。さらに詳しくは、起伏のある複雑な形状のブロックデザイン部の側面部や３次元形状等の複雑なサイプブレード設置用のガイド溝のような、工具による加工が困難な部分を含む複雑なデザイン、形状のタイヤ成形用金型原型を、所望のデザイン、形状で、簡易に、効率よく製造することが可能なタイヤ成形用金型原型の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤ成形用金型は、そのデザインがシャープな凹形状コーナー部やアンダーカット形状等を有する複雑なものであることから機械加工製法では作製が困難な場合が多く、鋳造製法によることが一般的であり、中でも、アルミニウム合金、鋳鉄、鋳鋼製のものが一般的によく使用されている。特に、タイヤのデザイン形状に、「サイプ」と呼ばれる、幅が０．１〜３．０ｍｍ程度の溝が多数形成されている場合（具体的には、スタッドレスタイヤ等がこれに該当する）においては、機械加工製法では対応することができないため、この傾向が顕著なものとなる。
【０００３】
図１５に示すように、タイヤ１０１には、リブ、ラグ等の太溝１０２、１０３が形成されているが、スタッドレスタイヤ等の特殊用途のタイヤにおいては、グリップ力や排水性を向上させるために、リブ、ラグに加えて幅０．１〜３．０ｍｍ程度の細溝であるサイプ１０４を形成する場合がある。
【０００４】
サイプ１０４は、エッジ効果によるグリップ力や排水性向上の効果を得るため、タイヤの接地面（プロファイル面）における形状を波形、又はジグザグ状等の２次元形状とするのが通常である。
【０００５】
一方で、近年においては、タイヤ性能のさらなる向上のため、サイプ形状を、プロファイル面のみならず、タイヤの径方向における形状も同様の２次元形状（さらには３次元形状等の複雑な曲面を有するもの）とすること、すなわちサイプ形状の３次元化が求められている。
【０００６】
図１６に示すように、３次元形状サイプ１０７ｂは、従来の２次元形状サイプ１０７ａに比べ、タイヤ１０６のブロック剛性を向上させることができるため、駆動、制動時においてもタイヤ１０６の腰が砕けることがなく、さらにグリップ力を向上させることができる。
【０００７】
このようなサイプ部の金型形状を、鋳造による「鋳出し」で作製すると、金型強度の面で不十分なことがある。このような場合に対応して、予め高強度材で作製しておいたサイプブレードを「鋳包む」という製法が一般的に用いられている（特に、アルミニウム合金製金型の場合）。
【０００８】
具体的には、図１７に示すように、モデル用ブレード５０２を原型（マスターモデル）５００に鋳包みさせ（図１７（ａ））、原型（マスターモデル）５００を反転し（図１７（ｂ））、ゴム型５０６に金型用ブレード５０９を設置し（図１７（ｃ））、ゴム型５０６を石膏鋳型５０７に反転するとともに、金型用ブレード５０９を石膏鋳型５０７に移動し（図１７（ｄ））、石膏鋳型５０７から鋳造により金型５０８を形成するとともに、金型用ブレード５０９を金型５０８に移動する（図１７（ｅ））ことによって金型を製作している。この場合、鋳型材としては、石膏だけではなく、セラミックスや金属であってもよい。
【０００９】
上述のような３次元曲げ形状のサイプブレードを用いる場合、原型（マスターモデル）のブロックデザイン部の側面部の形状がサイプブレードの３次元形状と交錯する場合には、原型上にサイプブレードに対応する形状のモデル用ブレードを設置する必要がある。
この場合、ブロックデザイン部の側面部が平面形状ではなく、複雑な起伏形状を有する場合には、原型に設置すべきモデル用ブレードの形状は複雑なものとなり、その製作は極めて困難となるという問題がある。
【００１０】
すなわち、図１８（ａ）〜（ｃ）に示すように、モデル用ブレード５０２は、モデル用ブレード用素材５０１を、曲げ成形後に必要な長さを有するものとなるように展開長さ及び曲げ伸びを考慮して、曲げ成形を行い、モデル用ブレード５０２を形成し、これを原型（マスターモデル）５００に設置する。
【００１１】
この場合、図１９に示すように、原型（マスターモデル）５００のブロックデザイン部５１０の側面部５０４の形状が単純な平面形状であるか、複雑な起伏を有する形状であるかによってモデル用ブレード５０２の製作の困難さが変化することになる。
【００１２】
図２０（ａ）〜（ｂ）に示すように、ブロックデザイン部５１０において、デザイン溝の側壁を構成する側面部５０４の形状が平面形状に近い場合は、モデル用ブレード５０２が設置方向に曲げ形状を有する場合（３次元曲げ形状）及び有しない場合（２次元曲げ形状）のいずれの場合であっても、モデル用ブレード５０２を比較的に容易に製作することができる。
【００１３】
しかし、図２１（ａ）〜（ｂ）に示すように、ブロックデザイン部５１０における側面部５０４の形状が複雑な起伏を有する形状である場合は、モデル用ブレード５０２が設置方向に曲げ形状を有しない場合（２次元曲げ形状）はやや困難になる程度であるが、設置方向に曲げ形状を有する場合（３次元曲げ形状）の場合は、モデル用ブレード５０２の製作は極めて困難なものとなる。特に、図２１（ｂ）に示すように、側面部５０４の複雑な起伏形状に交錯する部分における切り欠き形状５０５の設定が極めて困難なものとなる。
【００１４】
ブロックデザイン部５１０側に、サイプブレード（モデル用ブレード）設置用の溝加工を何ら施すことなく、図２１（ｂ）に示すような３次元曲げサイプブレード５０２を設置（貼着）しようとすると、モデル用ブレード５０２を正規形状（デザイン溝の側壁を構成する側面部５０４の形状に対応した形状）で製作することが極めて困難であることから、対応することができない場合が生じる。
【００１５】
これに対しては、図２２（ａ）〜（ｂ）に示すように、デザイン溝によって区画されたブロックデザイン部５１０のプロファイル面６００及び側面部５０４において、サイプブレードを設置する部分にブレード形状のガイド溝６０１、６０２を予め加工しておき、モデル用ブレード５０２をプロファイル面用ブレード６０３及び側面部用ブレード６０４の二つに分割したものを組み合せて、モデル用ブレード５０２の形状を簡略化することによって対応することが可能であるが、図２２（ｃ）に示すように、多くの場合、ブロックデザイン部５１０の側面部５０４は、隣接するデザイン（ブロックデザイン部５１０ａ、５１０ｂ）によって加工工具６０５を自由に取り扱える空間が制限され易い（加工工具とブロックデザイン部との間に立体的な干渉が生じ易い）ことから、デザイン溝５０３に区画されたブロックデザイン部５１０の側面部５０４においては、サイプブレード設置用の溝（ガイド溝）の形状を満足し得る精度で加工することができないという問題があった。すなわち、従来法では、サイプブレード（モデル用ブレード）５０２の曲げ形状及びブロックデザイン部５１０の側面部５０４の形状のうちのいずれかを所望のデザインや形状にすることを諦める妥協をしなければならないという問題があった。
【００１６】
また、図２３に示すように、上述のサイプブレードに関する問題以外にも、デザイン溝５０３によって区画されたブロックデザイン部５１０の側面部５０４に形成されるガイド溝６０２の形状に関する問題があった。すなわち、図２３（ａ）に示すように、ガイド溝６０２の形状が加工工具６０５の自由な取り扱いが可能な場合（図２３（ａ）においては９０°の階段形状の場合）は問題はないが、図２３（ｂ）に示すように、ガイド溝６０２の形状が、隣接するデザイン（ブロックデザイン部５１０ａ）の立体的な干渉によって加工工具６０５を所定の角度で傾斜させた状態で加工しなければならないものの場合（図２３（ｂ）においては鋭角の階段形状の場合）には、上記と同様な理由から、対応することができない場合があった。
【００１７】
図２４に示すように、このような問題を克服する方法として、原型（マスターモデル）をデザイン溝５０３で区画されるブロックデザイン部ごとにピース単位に分割してブロックピース７０１、７０２を作製しておき、このブロックピース７０１、７０２の状態でその側面部５０４を加工することで、上述の加工工具の立体的な干渉問題を回避する方法が開示されている（例えば、特開２０００−３５１１２５）。しかし、この場合はブロックピース７０１、７０２のようなピース単位に細かく分割されたものを、真円度等の寸法精度を規制しながら組み立て直さなければならず、手間が掛かる上、本来原型（マスターモデル）においては加工する必要のなかった、ブロックピース７０１、７０２の側面７０３、７０４の形状をも精度高く加工しておかなければならないという問題があった。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであり、起伏のある複雑な形状のブロックデザイン部の側面部や３次元形状等の複雑なサイプブレード設置用のガイド溝のような、工具による加工が困難な部分を含む複雑なデザイン、形状のタイヤ成形用金型原型を、所望のデザイン、形状で、簡易に、効率よく製造することが可能なタイヤ成形用金型原型の製造方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上述の目的を達成するため鋭意研究した結果、前記デザイン溝によって区画された複数のブロックデザイン部の側面部の全体又はその一部を分離した形状の分離パーツを形成し、ブロックデザイン部のプロファイル面及び分離パーツを所定形状に加工した後、ブロックデザイン部に分離パーツを装着して組み合せることによって、上記目的を達成することができることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明によって、下記のタイヤ成形用金型原型の製造方法が提供される。
【００２０】
［１］ タイヤ成形用金型を鋳造製法によって製作する際に用いられる、所定の表面形状を有するタイヤの部分形状に対応した形状を備えるとともに、原型本体の上部に複数のデザイン溝によって区画されたプロファイル面を有する複数のブロックデザイン部を備えたタイヤ成形用金型原型（マスターモデル）を製造する方法であって、前記デザイン溝によって区画された前記複数のブロックデザイン部の側面部の全体又はその一部を分離した形状の分離パーツを形成し、前記ブロックデザイン部のプロファイル面及び前記分離パーツを所定形状に加工した後、前記ブロックデザイン部に前記分離パーツを装着して組み合せることを特徴とするタイヤ成形用金型原型の製造方法（以下、「第１の発明」ということがある）。
【００２１】
［２］ 前記タイヤ成形用金型原型（マスターモデル）が、複数の太溝及び／又はサイプを表面形状として有するタイヤの部分形状に対応した形状を備えるものである前記［１］に記載のタイヤ成形用金型原型の製造方法。
【００２２】
［３］ 前記ブロックデザイン部のプロファイル面及び前記分離パーツを、前記複数の太溝及び／又はサイプに対応した形状にそれぞれ加工する前記［１］又は［２］に記載のタイヤ成形用金型原型の製造方法。
【００２３】
［４］ タイヤ成形用金型を鋳造製法によって製作する際に用いられる、所定の表面形状を有するタイヤの部分形状に対応した形状を備えるとともに、原型本体の上部に複数のデザイン溝によって区画されたプロファイル面を有する複数のブロックデザイン部を備えたタイヤ成形用金型原型（マスターモデル）を製造する方法であって、前記デザイン溝によって区画された前記複数のブロックデザイン部の側面部の全体又はその一部に、所定の厚さ及び形状の空隙部を形成し、前記ブロックデザイン部のプロファイル面を所定形状に加工し、かつ前記空隙部に自己硬化性樹脂又は低融点材料を充填した後、前記空隙部に充填した前記自己硬化性樹脂又は低融点材料に所定形状を付与することを特徴とするタイヤ成形用金型原型の製造方法（以下、「第２の発明」ということがある）。
【００２４】
［５］ 前記タイヤ成形用金型原型（マスターモデル）が、複数の太溝及び／又はサイプを表面形状として有するタイヤの部分形状に対応した形状を備えるものである前記［４］に記載のタイヤ成形用金型原型の製造方法。
【００２５】
［６］ 前記ブロックデザイン部のプロファイル面を前記複数の太溝及び／又はサイプに対応した形状に加工するとともに、前記自己硬化性樹脂又は低融点材料に前記複数の太溝及び／又はサイプに対応した形状を付与する前記［４］又は［５］に記載のタイヤ成形用金型原型の製造方法。
【００２７】
［７］ タイヤ成形用金型を鋳造製法によって製作する際に用いられる、所定の表面形状を有するタイヤの部分形状に対応した形状を備えるとともに、原型本体の上部に複数のデザイン溝によって区画されたプロファイル面を有する複数のブロックデザイン部を備えたタイヤ成形用金型原型（マスターモデル）を製造する方法であって、前記複数のブロックデザイン部を、原型本体素材から形成した原型本体と、ブロックパーツ素材から形成した、前記原型本体の上部から着脱可能な複数のブロックパーツとに分離して構成し、前記ブロックパーツを前記原型本体に装着して一体化して、全体を所定形状に加工し、前記ブロックパーツのうち、工具干渉によってその側面部の加工が困難である第１のブロックパーツ以外の第２のブロックパーツを前記原型本体から取り外し、前記第１のブロックパーツの側面部を所定形状に加工した後に、前記第２のブロックパーツを再装着することを特徴とするタイヤ成形用金型原型の製造方法（以下、「第３の発明」ということがある）。
【００２８】
［８］ 前記タイヤ成形用金型原型（マスターモデル）が、複数の太溝及び／又はサイプを表面形状として有するタイヤの部分形状に対応した形状を備えるものである前記［７］に記載のタイヤ成形用金型原型の製造方法。
【００２９】
［９］ 前記原型本体と前記ブロックパーツとの間に寸法調整部材を介在させ、前記第１のブロックパーツの側面部を、その装着高さを調整した状態で所定形状に加工する前記［７］又は［８］に記載のタイヤ成形用金型原型の製造方法。
【００３０】
［１０］ 一体化した前記ブロックパーツ及び前記原型本体の全体を前記複数の太溝及び／又はサイプに対応した形状に加工する前記［７］〜［９］のいずれかに記載のタイヤ成形用金型原型の製造方法。
【００３１】
［１１］ タイヤ成形用金型を鋳造製法によって製作する際に用いられる、所定の表面形状を有するタイヤの部分形状に対応した形状を備えるとともに、原型本体の上部に複数のデザイン溝によって区画されたプロファイル面を有する複数のブロックデザイン部を備えたタイヤ成形用金型原型（マスターモデル）を製造する方法であって、原型本体素材の上部に、複数のブロックパーツを装着してブロックデザイン部を構成し得るような形状の空隙部を形成し、前記空隙部が形成された原型本体素材上に成形材料を被覆してブロックパーツ層を形成し、ブロックパーツ層を所定形状に加工して複数のブロックパーツを形成するとともに原型本体素材を所定形状に加工して原型本体を形成することによって、ブロックデザイン部を形成し、形成されたブロックパーツのうち、工具干渉によってその側面部の加工が困難である第１のブロックパーツ以外の第２のブロックパーツを原型本体から取り外し、第１のブロックパーツの側面部を所定形状に加工した後に、前記第２のブロックパーツを再装着することを特徴とするタイヤ成形用金型原型の製造方法（以下、「第４の発明」ということがある）。
【００３２】
［１２］ 前記タイヤ成形用金型原型（マスターモデル）が、複数の太溝及び／又はサイプを表面形状として有するタイヤの部分形状に対応した形状を備えるものである前記［１１］に記載のタイヤ成形用金型原型の製造方法。
【００３３】
［１３］ 前記ブロックパーツの側面部を前記複数の太溝及び／又はサイプに対応した形状に加工する前記［１１］又は［１２］に記載のタイヤ成形用金型原型の製造方法。
【００３４】
［１４］ 前記空隙部が形成された原型本体素材の上に離型剤を塗布した後に、前記成形材料を被覆する前記［１１］〜［１３］のいずれかに記載のタイヤ成形用金型原型の製造方法。
【００３５】
［１５］ 前記成形材料が、石膏又は自己硬化性樹脂である前記［１１］〜［１４］のいずれかに記載のタイヤ成形用金型原型の製造方法。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明（第１の発明〜第４の発明）の実施の形態を図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００３８】
図１（ａ）に示すように、第１の発明のタイヤ成形金型用原型の製造方法は、タイヤ成形用金型を鋳造製法によって製作する際に用いられる、所定の表面形状（例えば、図１５に示す複数の太溝及び／又はサイプ）を有するタイヤの部分形状に対応した形状を備えるとともに、原型本体１の上部に複数のデザイン溝２（その側面部３）によって区画されたプロファイル面４を有する複数のブロックデザイン部５を備えたタイヤ成形用金型原型（マスターモデル）１０を製造する方法であって、デザイン溝２によって区画された複数のブロックデザイン部５（図１においては、隣接するブロックデザイン部は図示せず）の側面部３の全体又はその一部を分離した形状の分離パーツ６を形成し、ブロックデザイン部５のプロファイル面４及び分離パーツ６を所定形状に加工した後、図１（ｂ）に示すように、ブロックデザイン部５に分離パーツ６を装着して組み合せることを特徴とする。
【００３９】
なお、図１では、プロファイル面４において、サイプ（図１５参照）に対応した形状のサイプブレード設置用のガイド溝７及び分離パーツ６との嵌合部８を、また、分離パーツ６において、サイプに対応した形状のサイプブレード設置用のガイド溝９を加工する例を示す。
【００４０】
この場合、分離パーツ６は、外力に対して容易には変形し難い程度の剛性を備えたものとするために必要最低限の肉厚（例えば、１〜５ｍｍ程度）、形状を有するものであることが好ましい。
【００４１】
このように構成することによって、ブロックデザイン部５が一体構造の場合には、加工することが困難であったデザイン溝２によって区画されたブロックデザイン部５の側面部３におけるサイプブレード設置用のガイド溝９を、隣接するブロックデザイン部からの立体的な干渉を受けることなく、所望のデザイン、形状で、簡易かつ効率的に形成することができる。
【００４２】
また、第１の発明は、図２（ａ）〜（ｂ）に示すように、ブロックデザイン部５のデザイン溝２の側壁を構成する側面部３（図１参照）の全周部分を分離して、ブロックデザイン部５におけるデザイン溝２の側壁を構成する側面部３（図１参照）に対応した形状を有する全周分離パーツ６ａを形成し、この全周分離パーツ６ａと、プロファイル面４及び全周分離パーツ６ａとの嵌合部８を有するように形成したブロック本体５ａとを組み合せて、ブロックデザイン部５を形成するものであってもよい。
【００４３】
図３に示すように、第２の発明は、タイヤ成形用金型を鋳造製法によって製作する際に用いられる、所定の表面形状（例えば、図１５に示す複数の太溝及び／又はサイプ）を有するタイヤの部分形状に対応した形状を備えるとともに、原型本体の上部に複数のデザイン溝によって区画されたプロファイル面を有する複数のブロックデザイン部を備えたタイヤ成形用金型原型（マスターモデル）を製造する方法であって、複数のブロックデザイン部５の側面部３の全体又はその一部に、所定の厚さ及び形状の空隙部１１を形成し、ブロックデザイン部５のプロファイル面４を所定形状に加工し（図３（ａ））、かつ空隙部１１に自己硬化性樹脂又は低融点材料１２を充填した後（図３（ｂ）〜（ｃ））、空隙部１１に充填した自己硬化性樹脂又は低融点材料１２に、例えば、原型用ブレード１３を用いて所定形状を付与する（図３（ｃ）〜（ｄ））ことを特徴とする。
【００４４】
この場合、空隙部１１に充填した自己硬化性樹脂又は低融点材料１２に所定形状を付与する方法としては、例えば、型押し転写法、掻き型法等を挙げることができる。図３は、型押し転写法を用いた場合を、また、後述する図４は、掻き型法を用いた場合をそれぞれ示す。
【００４５】
また、空隙部１１は、型押し転写成形の場合に原型本体と立体的に干渉することがない肉厚及び形状で、充填した自己硬化性樹脂又は低融点材料１２の硬化収縮が、寸法精度上問題にならない程度の肉厚（例えば、１〜５ｍｍ程度）及び形状を有するものであることが好ましい。
【００４６】
また、自己硬化性樹脂又は低融点材料１２としては、具体的には、自己硬化性樹脂として、エポキシ樹脂や石膏（樹脂石膏）を、また、低融点材料として、ワックス、各種低融点金属等を挙げることができる。
【００４７】
なお、図３（ａ）ではプロファイル面４において、サイプ（図１５参照）に対応した形状のサイプブレード設置用のガイド溝７を形成した場合を示す。
【００４８】
また、図３（ｂ）では、充填された自己硬化性樹脂又は低融点材料１２としてワックスを用い、この自己硬化性樹脂又は低融点材料（例えば、ワックス）１２の余盛りがある状態を、また、図３（ｃ）では、自己硬化性樹脂又は低融点材料（例えば、ワックス）１２の余盛りを除去した状態をそれぞれ示す。
【００４９】
また、図３（ｃ）〜（ｄ）では、サイプブレードに対応した形状の、暖めた原型用ブレード１３を自己硬化性樹脂又は低融点材料（例えば、ワックス）１２に押し付けることによって、ガイド溝９を形成する場合を示す。なお、原型用ブレード１３を自己硬化性樹脂又は低融点材料（例えば、ワックス）１２に押し付けることによってはみ出した余分なワックスは、除去して表面を仕上げ直すことが好ましい。
【００５０】
図４は、図２におけるブロック本体５ａと全周分離パーツ６ａとを組み合せたブロックデザイン部５を、第２の発明における自己硬化性樹脂又は低融点材料に所定形状を付与する方法として掻き型法を用いて形成した場合を示す。
【００５１】
図４に示すように、プロファイル面４及び全周分離パーツ６ａ（図４（ｄ）参照）との嵌合部８を有するように形成したブロック本体５ａを形成し（図４（ａ））、ブロック本体５ａにおける嵌合部８の全体に自己硬化性樹脂又は低融点材料（例えば、ワックス）１２を盛り付け（図４（ｂ））、ブロック本体５ａのプロファイル面４及び溝底面１４を基準にして掻き型（スィープゲージ）１５で、盛り付けられた自己硬化性樹脂又は低融点材料（例えば、ワックス）１２の四側面をなぞり、ブロックデザイン部５の側面部３を形成して、ブロック本体５ａと全周分離パーツ６ａとを組み合せたブロックデザイン部５形成する（図４（ｃ）〜（ｄ））。
【００５２】
第２の発明によれば、所望のデザイン、形状の原型を、第１の発明よりもさらに簡易かつ効率的に形成することができる。
【００５３】
図５に示すように、第３の発明は、タイヤ成形用金型を鋳造製法によって製作する際に用いられる、所定の表面形状（例えば、図１５に示す複数の太溝及び／又はサイプ）を有するタイヤの部分形状に対応した形状を備えるとともに、原型本体の上部に複数のデザイン溝によって区画されたプロファイル面を有する複数のブロックデザイン部５を備えたタイヤ成形用金型原型（マスターモデル）１０を製造する方法であって、複数のブロックデザイン部５（図５（ｄ）参照）を、原型本体素材１ａから形成した原型本体１と、ブロックパーツ素材２０ｃから形成した、原型本体１の上部から着脱可能な複数のブロックパーツ２０とに分離して構成し（図５（ａ）〜（ｂ））、ブロックパーツ２０を原型本体１に装着して一体化して、全体を所定形状に加工し（図５（ｃ）〜（ｅ））、ブロックパーツ２０のうち、工具干渉によってその側面部の加工が困難である第１のブロックパーツ２０ａ以外の第２のブロックパーツ２０ｂを原型本体１から取り外し、第１のブロックパーツ２０ａの側面部を所定形状に加工した後に、第２のブロックパーツ２０ｂを再装着する（図５（ｆ）〜（ｈ））ことを特徴とする。
【００５４】
この場合、ブロックパーツ２０を、原型本体１の上部から着脱可能に構成する方法としては、例えば、図５（ｂ）に示すダボ形状加工（凹凸ダボ（インロー）形状加工）を挙げることができる。
【００５５】
図５（ｃ）に示すように、ブロックパーツ２０を原型本体１に装着して一体化する場合、原型本体１の背面側からのネジ止め固定又は熱可塑性樹脂等を用いた接着固定等による仮止めとすることが好ましい。
【００５６】
図５（ｄ）に示すように、全体を加工工具３０を用いて所定形状に加工する場合、加工することが困難な部分は加工しないままにしておいてよい。この加工が終了すると、図５（ｅ）に示すように、所定のプロファイル面４を有する原型の基本形状が完成する。
【００５７】
図５（ｆ）に示すように、この後、側面形状を加工したい第１のブロックパーツ２０ａと工具干渉を起す可能性のある第２のブロックパーツ２０ｂを原型本体１から取り外す。
【００５８】
図５（ｇ）に示すように、この状態（工具干渉が回避された状態）で、第１のブロックパーツ２０ａの側面形状を加工する。
【００５９】
図５（ｈ）に示すように、側面部の加工が困難である第１のブロックパーツ２０ａの加工を完了し、第２のブロックパーツ２０ｂを再装着して、ブロックデザイン部５が完成したならば、他のブロックデザイン部についても同様の加工を繰り返して必要な全てのブロックデザイン部の側面部等の加工をする。この加工が完了した後に、原型本体１のブロックパーツ２０を固定し直すことが好ましい。
【００６０】
このようにして、ブロックパーツ２０及びこれが装着された原型本体１の全体を、複雑な形状の太溝及び／又はサイプ（図１５参照）に対応した形状に加工することができる。
【００６１】
第３の発明は、原型本体とブロックパーツとを仮固定してから以降の機械加工（ＮＣ加工）において、原型本体を加工機のベッドから外すことなく、全ての形状加工に対応することができるという利点を有している。すなわち、原型としての寸法精度を考慮した場合、最も精度高く、従来法では困難であった、ブロックデザイン部の側面部の加工にも簡易に対応することができるという利点を有している。上述の、従来法におけるブロック形状単位で原型本体ごとに小ピースに分割する方式は、第３の発明に比べて手間がかかる上、個々のピース加工精度のバラツキが累積したり、ピース組立て時の寸法のバラツキが生じる等の不都合がある。
【００６２】
上述の形態では、ブロックパーツ２０と原型本体１との嵌め合わせ部の形状を凹凸ダボ（インロー）形状としているが、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、ピン３１によって、ブロックパーツ２０と原型本体１とを固定してもよい。
【００６３】
また、第３の発明を用いてもなお、ブロックデザイン部の側面部の加工に際して、加工工具と原型本体とが立体的に干渉してしまう場合については以下の方法を用いることにより対応することができる。
【００６４】
すなわち、図７（ａ）に示すように、ブロックパーツ２０を加工するに際して、加工工具３０が原型本体１と立体的に干渉してしまう場合、原型本体１とブロックパーツ２０との間に寸法調整部材３２を介在させ、加工が困難なブロックパーツ２０の側面部を、その装着高さを調整した状態で所定形状に加工することで対応することができる。
【００６５】
この場合、加工作業に五軸ＮＣ加工機等を用いることによって、寸法調整部材３２のオーバーハング分の加工データ補正を比較的簡易に行うことができるため、作業が煩雑になることはない。
【００６６】
また、図７（ｂ）に示す場合においては、寸法調整部材３２にもインロー形状を付与することが必要となるが、図６に示すように、ブロックパーツ２０の位置決め固定のためにピン３１を用いることによって、このピン３１の長さを調整することだけで対応することが可能になる。
【００６７】
図８に示すように、第４の発明は、タイヤ成形用金型を鋳造製法によって製作する際に用いられる、所定の表面形状（例えば、図１５に示す複数の太溝及び／又はサイプ）を有するタイヤの部分形状に対応した形状を備えるとともに、原型本体１の上部に複数のデザイン溝によって区画されたプロファイル面を有する複数のブロックデザイン部を備えたタイヤ成形用金型原型（マスターモデル）１０を製造する方法であって、原型本体素材１ａの上部に、複数のブロックパーツ２０を装着してブロックデザイン部５（図８（ｃ）参照）を構成し得るような形状の空隙部３３を形成し（図８（ａ））、空隙部３３が形成された原型本体素材１ａ上に成形材料を被覆してブロックパーツ層３４を形成し（図８（ｂ）〜（ｃ））、ブロックパーツ層３４を所定形状に加工して複数のブロックパーツ２０を形成するとともに原型本体素材１ａを、例えば、加工工具３０によって所定形状に加工して原型本体１を形成することによって、ブロックデザイン部５を形成し（図８（ｃ））、図５（ｆ）〜（ｈ）に示す場合と同様に、形成されたブロックパーツ２０のうち、工具干渉によってその側面部の加工が困難である第１のブロックパーツ２０ａ以外の第２のブロックパーツ２０ｂを原型本体１から取り外し、第１のブロックパーツ２０ａの側面部を所定形状に加工した後に、第２のブロックパーツ２０ｂを再装着することを特徴とする。
【００６８】
この場合、ブロックパーツ２０の側面部を太溝及び／又はサイプ（図１５参照）に対応した形状に加工することができる。
【００６９】
また、原型本体素材１ａの空隙部３３の上に離型剤を塗布した後に、成形材料を被覆することが、成形材料が原型本体素材１ａの空隙部３３に融着することを防止して、ブロックパーツ２０の円滑な着脱を図る上で好ましい。
【００７０】
ここで、成形材料としは、石膏又は自己硬化性樹脂を好適に用いることができる。自己硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂等を用いることができる。
【００７１】
また、離型剤としては、例えば、シリコーン系離型剤やフッ素系離型剤等を挙げることができる。
【００７２】
第４の発明は、第３の発明におけるような、原型本体への嵌め合わせ部を含めて、ブロックパーツを個別に機械加工によって作製する手間を省くことができる。すなわち、予めブロックパーツ嵌め込み用形状を作り込んでおいた原型本体素材に、石膏や樹脂材を流し込み、肉盛りすることでブロックパーツ層を形成することによって、ブロックパーツを一度の加工で簡易にかつ効率的に形成することができる。
【００７３】
上述の第１の発明〜第４の発明によって得られたタイヤ成形用金型原型を用いることによって、鋳造製法による、外観が美麗な３次元曲げ形状サイプブレードを鋳包ませたタイヤ成形用金型を得ることができる。
【００７４】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によっていかなる制限を受けるものではない。
【００７５】
以下の実施例においては、石膏鋳造法によってタイヤ成形用金型（アルミニウム合金鋳造金型）を製作するための原型をＮＣ加工等を用いることによって製造した。
【００７６】
原型材料として、合成木材（ケミウッド材）（１０ピッチ／１個の扇型原型を２個製造）を、充填用素材として、融点８０℃のワックス材（実施例２で使用）及び非発泡石膏材（α石膏材）（実施例４で使用）を、ゴム型材として、ポリサルファイドゴム（スムースオン社製、ＦＭＣ材）を、鋳型材として、非発泡石膏材（ノリタケカンパニーリミテド（株）製、商品名：Ｇ−６石膏）を、鋳造材として、アルミニウム合金（ＡＣ４Ｃ材）（Ｓｉ：７質量％、Ｃｕ：０．８質量％、Ｍｇ：０．４質量％、残りＡｌ）をそれぞれ用いた。
【００７７】
図９に示すように、タイヤ成形用金型の構成は、分割数が７個の上下一体型タイプで６１ピッチ／１周、６ブロックデザイン／１ピッチの基本形状（トータル３６６ブロック）を有し、サイプブレード設置数が１ブロック当り、５枚〜６枚のものとした。
【００７８】
ここで、サイプブレードの全長は、１０〜３０ｍｍ、ブレード全高は、５〜７ｍｍ、ブレード鋳包み代は、４ｍｍ、ブレード肉厚は、０．３ｍｍ、ブレード種類数は、６種類（曲げ山数の種類数は、高さ方向曲げ山数２〜３、幅方向曲げ山数４〜９）、ブレード材質は、ＳＵＳ３０４（Ｃｒ １８％、Ｎｉ ８％、残りＦｅ）、ブレード植え込み枚数は、１９８０枚／１セットとした。
【００７９】
タイヤ成形用金型の基本製法は、石膏鋳型を用いたアルミニウム合金鋳造法（石膏鋳造法）を用いた。この場合、基本収縮率は、１２／１０００（割り掛け率：０．９８８０）とした。
【００８０】
サイプブレード形状は、図１０（ａ）〜（ｂ）にその断面形状を示すように、三角曲げ形状（２次元曲げ）（図１０（ａ））及びディンプル曲げ形状（３次元曲げ）（図１０（ｂ））との融合形状（図１０（ｃ）：平面図）とした。図１０（ｃ）においては、長手方向の長さが、１０〜３０ｍｍで、凸ディンプル４１、凹ディンプル４２、三角曲げ山部４３、直径が２ｍｍのロッキングホール４４及び直径が１ｍｍのクロスベントホール４５を配設した例を示している。
【００８１】
図１１に示すように、原型用ブレード１３は、このうちの、三角曲げ山部のみをブロックデザイン部５の側面部用４６、４７及びプロファイル面用４８と３分割したものを用いた。
【００８２】
実施例１
図１２に示すように、原型１０のブロックデザイン部５の外周部全体（肉厚２〜５ｍｍ分）を、別パーツ（全周分離パーツ）６ａとしてＮＣ加工により作製し、ブロックデザイン部５の全周分離パーツ６ａの側面部３に幅０．３ｍｍ、最大深さ３ｍｍのブレード設置用ガイド溝７の加工を施した後、ブロック本体５ａに組み付け、一体化させた（図１２（ａ））。この状態から、接合部４９を手仕上げした後、原型用サイプブレード１３を嵌め込み、接着剤で固定し原型１０を完成させた（図１２（ｂ））。
【００８３】
このようにして製造した原型を用いて、ゴム型の形成、石膏鋳型の形成及び鋳造という従来製法を経由して、外観が美麗な３次元曲げ形状サイプブレードを鋳包ませたタイヤ成形用金型を得ることができた。
【００８４】
実施例２
図１３に示すように、原型１０の基本形状を一体の素材からＮＣ加工によって削り出した後（図１３（ａ））、ブロックデザイン部５の側面部３の原型用ブレード１３の曲げ山と干渉し合う部位（Ａ部、Ｂ部）（図１３（ａ）参照）に加工工具３０を用いた座グリ加工により逃がし形状５０、５１を形成した（図１３（ｂ））。この形状の上に、充填用ワックス材を絵筆で肉盛りし、外周面形状をブロックデザイン部の形状に沿って仕上げた後、原型用ブレードを１００℃程度に加熱し、ワックス部に押し付け、対応するガイド溝形状を付与した。得られた原型を用い、実施例１と同様にして、タイヤ成形用金型を作製したところ、外観が美麗な３次元曲げ形状サイプブレードを鋳包ませたタイヤ成形用金型を得ることができた。
【００８５】
実施例３
図１４に示すように、原型本体１とブロックデザイン部５とを直径が６ｍｍ及び直径が４ｍｍの孔を介して平行ピン３１ａ、３１ｂで位置決め、接合した状態の原型本体素材（ケミウッド材）をＮＣ加工し、原型１０の基本形状を作り込んだ。その後、ブロックデザイン部の側面部３のブレード設置用ガイド溝の加工に第３の発明を用いることで原型を得た。ただし、ブロックデザイン部の側面部の加工時は、加工が困難なブロックパーツ以外のブロックパーツは取り外した後、加工するブロックパーツそのものも、原型本体１を固定する平行ピン３１ａ、３１ｂを長さが１２ｍｍのものから、３０ｍｍのものに変更し、ブロックパーツそのものを原型本体１からオーバーハングさせた状態で加工した。
【００８６】
この方法で得た原型を用いてタイヤ成形用金型を鋳造製法にて作製したところ、外観が美麗な３次元曲げ形状サイプブレードを鋳包ませたタイヤ成形用金型を得ることができた。
【００８７】
実施例４
実施例３において、ブロックデザイン部に平行ピン設置用穴加工を施し、その穴に対応する直径の長さ１２ｍｍの平行ピンを嵌め込んだ状態から、その上に、厚さ１５ｍｍ〜２０ｍｍのα石膏材（混水率３５質量％で調合したもの）を、パテ状に盛り付け、凝結・硬化させた後、５０℃で６時間ほど乾燥させ、原型本体素材の上にブロックパーツ層を形成したものを得た。なお、原型本体側には、石膏盛り付け前にシリコーン系の離型剤を十分塗布しておいた。
【００８８】
以下、実施例３と同様にして原型を完成させた。この方法を用いることにより実施例３の場合に比べて、ブロックパーツの加工工数分（約１０時間）だけ原型作成工数を低減させることができた。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によって、起伏のある複雑な形状のブロックデザイン部の側面部や３次元形状等の複雑なサイプブレード設置用のガイド溝のような、工具による加工が困難な部分を含む複雑なデザイン、形状のタイヤ成形用金型原型を、所望のデザイン、形状で、簡易に、効率よく製造することが可能なタイヤ成形用金型原型の製造方法を提供することができる。また、本発明は、単にタイヤデザインの選択の自由度を拡大することに止まらず、タイヤ性能の大幅な向上を齎すことを可能にするという顕著な効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明（第１の発明）のタイヤ成形用金型原型の製造方法の一の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図２】 本発明（第１の発明）のタイヤ成形用金型原型の製造方法の他の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図３】 本発明（第２の発明）のタイヤ成形用金型原型の製造方法の一の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図４】 本発明（第２の発明）のタイヤ成形用金型原型の製造方法の他の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図５】 本発明（第３の発明）のタイヤ成形用金型原型の製造方法の一の実施の形態を模式的に示す断面図である。
【図６】 本発明（第３の発明）のタイヤ成形用金型原型の製造方法の他の実施の形態を模式的に示す断面図である。
【図７】 本発明（第３の発明）のタイヤ成形用金型原型の製造方法の、寸法調整部材を用いた、さらに他の実施の形態を模式的に示す断面図である。
【図８】 本発明（第４の発明）のタイヤ成形用金型原型の製造方法の一の実施の形態を模式的に示す断面図である。
【図９】 本発明のタイヤ成形用金型原型の製造方法の実施例で得られるタイヤ成形用金型の構成を模式的に示す平面図及びそのＸ−Ｘ線における断面図である。
【図１０】 本発明のタイヤ成形用金型原型の製造方法の実施例で用いられたサイドブレードの曲げ断面形状を示す断面図である。
【図１１】 本発明のタイヤ成形用金型原型の製造方法の実施例で用いられた原型用ブレードの形状を示す平面図である。
【図１２】 本発明のタイヤ成形用金型原型の製造方法の一の実施例を模式的に示す平面図及び断面図である。
【図１３】 本発明のタイヤ成形用金型原型の製造方法の他の実施例を模式的に示す平面図及び断面図である。
【図１４】 本発明のタイヤ成形用金型原型の製造方法のさらに他の実施例を模式的に示す断面図である。
【図１５】 タイヤに配設される各種の溝のそれぞれの形状を模式的に示す斜視図である。
【図１６】 タイヤに配設されるサイプの形状の相違によってブロック剛性に相違が生じ、例えば、３次元形状とすることによってグリップ力を向上させることができることを模式的に示す平面図及び断面図である。
【図１７】 従来のサイプブレードを鋳包む方法を用いたタイヤ成形用金型の製造方法を模式的に示す断面図である。
【図１８】 原型用ブレード（モデル用ブレード）の製作及び原型への設置を模式的に示す断面図である。
【図１９】 デザイン溝によって区画されたブロックデザイン部の側面部の形状によって、原型用ブレード（モデル用ブレード）の製作の困難さが変化することを模式的に示す断面図である。
【図２０】 デザイン溝によって区画されたブロックデザイン部の側面部の形状によって、原型用ブレード（モデル用ブレード）の製作の困難さが変化することを模式的に示す斜視図である。
【図２１】 デザイン溝によって区画されたブロックデザイン部の側面部の形状によって、原型用ブレード（モデル用ブレード）の製作の困難さが変化することを模式的に示す斜視図である。
【図２２】 複雑な形状を有するサイプブレードに起因して、加工工具とブロックデザイン部との立体的な干渉が生じやすいことを模式的に示す斜視図である。
【図２３】 ガイド溝の形状に起因して、加工工具とブロックデザイン部との立体的な干渉が生じやすいことを模式的に示す斜視図である。
【図２４】 従来の、デザインブロック部ごとにピース単位に分割してブロックデザイン部の側面部の加工をする方法を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１…原型本体、１ａ…原型本体素材、２…デザイン溝、３…ブロックデザイン部の側面部、４…プロファイル面、５…ブロックデザイン部、５ａ…ブロック本体、６…分離パーツ、６ａ…全周分離パーツ、７…ガイド溝、８…嵌合部、９…ガイド溝、１０…原型（マスターモデル）、１１…空隙部、１２…自己硬化性樹脂又は低融点材料、１３…原型用ブレード、１４…溝底面、１５…掻き型（スィープゲージ）、２０…ブロックパーツ、２０ａ…第１のブロックパーツ、２０ｂ…第２のブロックパーツ、２０ｃ…ブロックパーツ素材、３０…加工工具、３１…ピン、３１ａ、３１ｂ…平行ピン、３２…寸法調整部材、３３…間隙部、３４…ブロックパーツ層、４１…凸ディンプル、４２…凹ディンプル、４３…三角曲げ山部、４４…ロッキングホール、４５…クロスベントホール、４６、４７…側面部用三角曲げ山部、４８…プロファイル面用三角曲げ山部、４９…接合部、５０、５１…逃がし形状、１０１…タイヤ、１０２…リブ等の太溝、１０３…ラグ等の太溝、１０４…サイプ、１０６…タイヤ、１０７…サイプ、１０７ａ…従来の２次元形状サイプ、１０７ｂ…３次元形状サイプ、５００…原型（マスターモデル）、５０１…モデル用ブレード用素材、５０２…モデル用ブレード、５０３…デザイン溝、５０４…側面部、５０５…切り欠き形状、５０６…ゴム型、５０７…石膏鋳型、５０８…金型、５０９…金型用ブレード、５１０…ブロックデザイン部、５１０ａ…隣接するブロックデザイン部、６００…プロファイル面、６０１，６０２…ガイド溝、６０３…プロファイル面用ブレード、６０４…側面部用ブレード、６０５…加工工具、７０１，７０２…ブロックピース、７０３，７０４…ブロックピースの側面。

Claims (15)

1. タイヤ成形用金型を鋳造製法によって製作する際に用いられる、所定の表面形状を有するタイヤの部分形状に対応した形状を備えるとともに、原型本体の上部に複数のデザイン溝によって区画されたプロファイル面を有する複数のブロックデザイン部を備えたタイヤ成形用金型原型（マスターモデル）を製造する方法であって、
   前記デザイン溝によって区画された前記複数のブロックデザイン部の側面部の全体又はその一部を分離した形状の分離パーツを形成し、前記ブロックデザイン部のプロファイル面及び前記分離パーツを所定形状に加工した後、前記ブロックデザイン部に前記分離パーツを装着して組み合せることを特徴とするタイヤ成形用金型原型の製造方法。
2. 前記タイヤ成形用金型原型（マスターモデル）が、複数の太溝及び／又はサイプを表面形状として有するタイヤの部分形状に対応した形状を備えるものである請求項１に記載のタイヤ成形用金型原型の製造方法。
3. 前記ブロックデザイン部のプロファイル面及び前記分離パーツを、前記複数の太溝及び／又はサイプに対応した形状にそれぞれ加工する請求項１又は２に記載のタイヤ成形用金型原型の製造方法。
4. タイヤ成形用金型を鋳造製法によって製作する際に用いられる、所定の表面形状を有するタイヤの部分形状に対応した形状を備えるとともに、原型本体の上部に複数のデザイン溝によって区画されたプロファイル面を有する複数のブロックデザイン部を備えたタイヤ成形用金型原型（マスターモデル）を製造する方法であって、
   前記デザイン溝によって区画された前記複数のブロックデザイン部の側面部の全体又はその一部に、所定の厚さ及び形状の空隙部を形成し、前記ブロックデザイン部のプロファイル面を所定形状に加工し、かつ前記空隙部に自己硬化性樹脂又は低融点材料を充填した後、前記空隙部に充填した前記自己硬化性樹脂又は低融点材料に所定形状を付与することを特徴とするタイヤ成形用金型原型の製造方法。
5. 前記タイヤ成形用金型原型（マスターモデル）が、複数の太溝及び／又はサイプを表面形状として有するタイヤの部分形状に対応した形状を備えるものである請求項４に記載のタイヤ成形用金型原型の製造方法。
6. 前記ブロックデザイン部のプロファイル面を前記複数の太溝及び／又はサイプに対応した形状に加工するとともに、前記自己硬化性樹脂又は低融点材料に前記複数の太溝及び／又はサイプに対応した形状を付与する請求項４又は５に記載のタイヤ成形用金型原型の製造方法。
7. タイヤ成形用金型を鋳造製法によって製作する際に用いられる、所定の表面形状を有するタイヤの部分形状に対応した形状を備えるとともに、原型本体の上部に複数のデザイン溝によって区画されたプロファイル面を有する複数のブロックデザイン部を備えたタイヤ成形用金型原型（マスターモデル）を製造する方法であって、
   前記複数のブロックデザイン部を、原型本体素材から形成した原型本体と、ブロックパーツ素材から形成した、前記原型本体の上部から着脱可能な複数のブロックパーツとに分離して構成し、前記ブロックパーツを前記原型本体に装着して一体化して、全体を所定形状に加工し、前記ブロックパーツのうち、工具干渉によってその側面部の加工が困難である第１のブロックパーツ以外の第２のブロックパーツを前記原型本体から取り外し、前記第１のブロックパーツの側面部を所定形状に加工した後に、前記第２のブロックパーツを再装着することを特徴とするタイヤ成形用金型原型の製造方法。
8. 前記タイヤ成形用金型原型（マスターモデル）が、複数の太溝及び／又はサイプを表面形状として有するタイヤの部分形状に対応した形状を備えるものである請求項７に記載のタイヤ成形用金型原型の製造方法。
9. 前記原型本体と前記ブロックパーツとの間に寸法調整部材を介在させ、前記第１のブロックパーツの側面部を、その装着高さを調整した状態で所定形状に加工する請求項７又は８に記載のタイヤ成形用金型原型の製造方法。
10. 一体化した前記ブロックパーツ及び前記原型本体の全体を前記複数の太溝及び／又はサイプに対応した形状に加工する請求項７〜９のいずれかに記載のタイヤ成形用金型原型の製造方法。
11. タイヤ成形用金型を鋳造製法によって製作する際に用いられる、所定の表面形状を有するタイヤの部分形状に対応した形状を備えるとともに、原型本体の上部に複数のデザイン溝によって区画されたプロファイル面を有する複数のブロックデザイン部を備えたタイヤ成形用金型原型（マスターモデル）を製造する方法であって、
    原型本体素材の上部に、複数のブロックパーツを装着してブロックデザイン部を構成し得るような形状の空隙部を形成し、前記空隙部が形成された原型本体素材上に成形材料を被覆してブロックパーツ層を形成し、ブロックパーツ層を所定形状に加工して複数のブロックパーツを形成するとともに原型本体素材を所定形状に加工して原型本体を形成することによって、ブロックデザイン部を形成し、形成されたブロックパーツのうち、工具干渉によってその側面部の加工が困難である第１のブロックパーツ以外の第２のブロックパーツを原型本体から取り外し、第１のブロックパーツの側面部を所定形状に加工した後に、前記第２のブロックパーツを再装着することを特徴とするタイヤ成形用金型原型の製造方法。
12. 前記タイヤ成形用金型原型（マスターモデル）が、複数の太溝及び／又はサイプを表面形状として有するタイヤの部分形状に対応した形状を備えるものである請求項１１に記載のタイヤ成形用金型原型の製造方法。
13. 前記ブロックパーツの側面部を前記複数の太溝及び／又はサイプに対応した形状に加工する請求項１１又は１２に記載のタイヤ成形用金型原型の製造方法。
14. 前記空隙部が形成された原型本体素材の上に離型剤を塗布した後に、前記成形材料を被覆する請求項１１〜１３のいずれかに記載のタイヤ成形用金型原型の製造方法。
15. 前記成形材料が、石膏又は自己硬化性樹脂である請求項１１〜１４のいずれかに記載のタイヤ成形用金型原型の製造方法。

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