JP3806091B2 - タイヤ成形用金型の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳造によって製造されるタイヤ成形用金型の製造方法に関し、特に、タイヤ全周にわたった連続的な溝を形成するための細骨をタイヤ成形用金型に形成する製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤ成形用金型は、複数に分割された金型ピースを組み付けることにより形成されており、タイヤ形状を幅方向に２分割することにより構成される上下分割型（２ピースモールド）と、半径方向（円周方向）に７〜１３程度に分割することにより構成される上下一体型（セクショナルモールド）との２種類のタイヤ成形用金型が使用されている。
【０００３】
いずれの金型においても、鋭い角を有した凹ブロック形状部分やサイプ金属薄板などの薄肉凸形状部分を多数有していることから、機械加工による製造が不向きであり、このため、鋳造によって製造されている。鋳造においては、鋳型が崩壊性を有し、アンダーカット等の複雑応への自由度が高く、鋳型での組立加工が簡易に行え、金型の分割形状を略一体形状で鋳造でき、かつ、寸法精度が高い上、鋳型コストが低いメリットがあることから石膏鋳造法が用いられている。
【０００４】
図２５は、石膏鋳造法によって２ピースモールドを作製する手順を示す。まず、（ａ）に示すように石膏、樹脂などを用いてタイヤの原形（マスターモデル）１を機械加工で作製し、（ｂ）で示すようにシリコーンゴムなどによって原形１を反転したゴム型２を作製する。そして、（ｃ）で示すようにゴム型２を上下に分割した鋳型３を石膏によって反転作製し、この鋳型３を焼成乾燥した後、（ｄ）で示すように複数角度で切断し、（ｅ）で示すように組み立ててリング状の鋳型４とする。そして、この鋳型４を鋳枠５で囲み、鋳枠５内にアルミニウム合金等の合金溶湯６を充填して鋳造することにより鋳物とし、この鋳物に対して不要部分の除去のための機械加工を行い、その後、（ｇ）で示すように型合わせを行ってタイヤ成形用金型７とする。
【０００５】
図２６は、石膏鋳造法によってセクショナルモールドを作製する手順を示し、図２５と同様に、（ａ）で示すタイヤの原形１を反転した（ｂ）のゴム型２を作製した後、（ｃ）及び（ｄ）で示すように石膏によって鋳型３を作製し、（ｅ）で示すように組み立てて鋳型４とする。その後は、図２５と同様に、アルミニウム合金等の鋳造金属による鋳造を行い、鋳物を型合わせして（ｆ）で示すタイヤ成形用金型７とする。
【０００６】
かかるセクショナルモールドにおいては、円周方向に複数分割したセクターブロックを組み合わせることにより金型７が組み立てられるが、この場合には、図２７及び図２８に示す２つの組み合わせが行われる。図２７は、複数のセクターブロック８をリング状に組み合わせる場合に、ダミーセクター９をセクターブロック８の一部に用いてリング状とするものである。この場合には、金型の鋳造に用いられる鋳型をリング状に組み立てる際に、各セクターブロック８に対応する分割鋳型の両端に仕上げ加工代となる余肉部（図示省略）を設定すると共に、鋳型に対して鋳造金属による鋳造を行う際に、ダミーセクター９に対応したダミー鋳型（図示省略）を用いている。図２８においては、ダミーセクター９を用いることなく、隣接するセクターブロック８を相互に直接に接触させてリング状に組み合わせるものである。
【０００７】
タイヤの外周面に対して溝を形成する場合、タイヤ成形用金型の金型本体に対し、溝を形成するための骨部を鋳出しによって突出するように形成するが、厚さが２〜３ｍｍ程度以下の肉薄の骨部（サイプ）では、強度不足となるため、金型本体の金属材料よりも強度の大きな材料からなる金属薄板（サイプ金属薄板）を用い、この金属薄板を鋳包みすることによって金型本体に付与することがなされている。例えば、金型本体がアルミニウム合金の場合には、高強度の金属薄板として鉄系合金やニッケル系合金が用いられる。これらの金属は、タイヤを構成するゴムと融着することがないと共に、アルミニウム合金の鋳包みの際に溶損しないためである。
【０００８】
図２９は、金属薄板（サイプ金属薄板）を鋳包みによって金型本体に付与する手順を示す。まず、（ａ）で示すように、サイプ金属薄板に対応したモデル用金属薄板１０を原形１に設置した状態で、反転して（ｂ）で示すゴム型２を作製し、このゴム型２に（ｃ）で示すように金属薄板１１を差し入れる。そして、（ｄ）で示すように石膏によってゴム型２を反転して鋳型４を作製する際に、金属薄板１１を鋳型４に移し換える。このとき、金属薄板１１はその一部が鋳型４から露出しており、この状態の鋳型４に対して鋳造を行うことにより金属薄板１１を金型本体１２に鋳包む。鋳包まれた金属薄板１１は（ｅ）で示すように、その一部が金型本体１２から露出しており、この露出部分でタイヤの外周面に溝を形成することができる。
【０００９】
ところで、タイヤの外周面の３６０°全周にわたる連続的な溝を形成する場合には、金属薄板１１の間で隙間がないような連続した細骨を金型本体１２に形成する必要がある。このような全周にわたる連続的な溝は、例えばトラックやバスのタイヤにおけるトレッド幅の両端近傍に、幅１〜３ｍｍ、深さ５〜２０ｍｍ程度で形成される細溝、ナローリブが該当する。
【００１０】
このような隣接する金属薄板１１を隙間なく金型本体１２に設ける必要性から、予め鋳型４に対して金属薄板１１を隙間なく取り付けておき、この状態で鋳造して金属薄板１１を鋳包むことが行われるが、この場合には、鋳造時の入熱による金属薄板１１の熱膨張と、金型本体１２の凝固・冷却収縮によって、隣接する金属薄板１１が鋳型４において予め設置されていた位置からズレを生じてしまうか、鋳型４における金属薄板１１近傍の部分を破壊する問題が発生する。
【００１１】
このため、鋳型４に設置する金属薄板１１の間に、適切なクリアランスを設けける必要があるが、このクリアランスは経験に基づいたものであり、上述した不具合の発生確率が高いものとなっている。また、金属薄板を隣接させて鋳包むことができた場合でも、完成した金型では、金属薄板の熱膨張特性等に起因して隣接する金属薄板間に隙間が生じることも発生している。このような不具合が生じた場合には、隣接している金属薄板の先端部近傍付近を相互に溶接して隙間を埋める修復作業が必要となっている。
【００１２】
以上のような不具合に対し、従来では、金属薄板を横長円弧状に成形すると共に先端側に複数のスリットを形成し、このスリットが露出するように金属薄板を石膏鋳型に嵌め込んで固定し、鋳型への固定状態でアルミニウム合金からなる鋳造金属を鋳造して、先端側のスリット形成部分を鋳包むことがなされている。金属薄板の鋳包み部分にスリットを形成することにより、熱膨張によって鋳包み部分で発生する歪みを抑制すると共に、鋳包み部分での鋳型の破壊を防止するためである（特許文献１参照）。
【００１３】
【特許文献１】
特許第３０６５９３９号公報（第４頁、第８図−第９図）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来方法では、鋳包みに対処できるのは、図２７に示すセクターブロックの両端に余肉を設けたセクショナルモールドだけであり、図２５に示す２ピースモールドや、図２８に示すセクターブロックに余肉を設けないセクショナルモールドには適用することができない問題を有している。
【００１５】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、第１の目的は、鋳型における隣接した金属薄板のクリアランスを定量的に導出可能とすることにより、全ての種類のタイヤ成形用金型の外周面の360°全周にわたって隙間を極限まで少なくした状態で複数の金属薄板を突き合わせて鋳包むことが可能なタイヤ成形用金型の製造方法を提供することにある。
【００１６】
第２の目的は、隣接している金属薄板の間のクリアランスに多少のバラツキが生じても、鋳包まれる金属薄板の鋳型に対する位置ずれを防止することが可能なタイヤ成形用金型の製造方法を提供することにある。
【００１７】
第３の目的は、鋳包まれた金属薄板に、熱膨張特性からクリアランスが発生しても、溶接を用いることなく隙間をなくすことが可能なタイヤ成形用金型の製造方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明のタイヤ成形用金型の製造方法は、複数の金属薄板を部分的に露出させた状態で長手方向に連続するようにリング状の鋳型の外周面に取り付けた後、前記露出部分を鋳造金属によって鋳包むことにより、タイヤの全周にわたる連続的な溝を形成するための細骨を金型本体に形成する方法であって、金属薄板それぞれの鋳包み部分における長手方向での鋳造金属の凝固・冷却収縮量をΔ、金属薄板それぞれの長手方向の熱膨張量をΔ_LTE、隣接する金属薄板に挟まれている鋳型材料の圧縮限界寸法Δ_PCとしたとき、隣接する金属薄板の間の隙間Δ_mを下記の条件によって設定することを特徴とする。
（１）Δ≧Δ_LTE＋Δ_PC の時は、Δ_m＝Δ
（２）Δ＜Δ_LTE＋Δ_PC の時は、Δ_m＝Δ_LTE＋Δ_PC
この発明では、隣接する金属薄板の隙間Δ_mを、Δ≧Δ_LTE＋Δ_PC の時は、Δ_m＝Δと設定し、Δ＜Δ_LTE ＋Δ_PC の時は、Δ_m＝Δ_LTE＋Δ_PCと設定することにより、金属薄板の隙間を極小とした状態で位置ズレを発生させることなく、金属薄板を鋳包むことができる。従って、全ての種類のタイヤ成形用金型の外周面の360°全周にわたる細骨を形成することができ、タイヤに対して全周にわたる溝を形成することができる。
【００１９】
請求項２の発明は、請求項１記載のタイヤ成形用金型の製造方法であって、前記長手方向の寸法設定及び熱膨張率に関連する金属薄板の材料選定を、Δ≧Δ_LTE＋Δ_PCの条件を満足するように行うことを特徴とする。
【００２０】
この発明では、Δ≧Δ_LTE＋Δ_PCを満足するように、金属薄板の長さ及び金属薄板の材料を組み合わせることにより、金属薄板の間の隙間をほとんどゼロとすることができるため、タイヤ全周にわたる溝を形成するための細骨を確実に形成することができる。
【００２１】
請求項３の発明のタイヤ成形用金型の製造方法は、円周方向に複数分割したセクターブロックをリング状に組み合わせた金型本体に対し、成形されるタイヤの全周にわたる連続的な溝を形成するための細骨を形成する方法であって、前記各セクターブロックに対応した分割鋳型の外周面に対し、複数の金属薄板を部分的に露出させた状態で長手方向に連続的に且つ分割鋳型の両端に余肉部を残すように取り付けた後、前記露出部分を鋳造金属によって鋳包むことにより前記細骨を形成するのに際し、前記セクターブロックにおける金属薄板の鋳包み部分での鋳造金属の円周方向の凝固・冷却収縮量をΣΔ、セクターブロックにおける金属薄板の長手方向の熱膨張量の総和をΣΔ_LTE、セクターブロックにおける隣接する金属薄板に挟まれている鋳型材料の圧縮限界寸法の総和ΣΔ_PCとしたとき、隣接する金属薄板の間の隙間Δ_m及び余肉部Δ_Sを下記の条件によって設定することを特徴とする。
【００２２】

この発明は、セクターブロックに対応した分割鋳型の両端に余肉部を残して製造する方法であり、ΣΔ≧ΣΔ_LTE＋ΣΔ_PCの時は、Δ_m＝Δ，Δ_S≧ΣΔ／2 と設定しΣΔ＜ΣΔ_LTE＋ΣΔ_PCの時は、Δ_m＝（Δ_PC，Δの内で大きい方）， Δ_S≧（ΣΔ_LTE＋ΣΔ_PC）／2と設定することにより、金属薄板の隙間を極小とした状態で位置ズレを発生させることなく、金属薄板を鋳包むことができる。このため、タイヤ成形用金型の外周面の360°全周にわたる細骨を形成することができ、タイヤに対して全周にわたる溝を形成することができる。
【００２３】
請求項４の発明は、請求項３記載のタイヤ成形用金型の製造方法であって、前記金属薄板の鋳包み部分における長手方向での鋳造金属の凝固・冷却収縮量Δと、隣接する金属薄板に挟まれている鋳型材料の圧縮限界寸法Δ_PCとが、Δ≧Δ_PCとなるように金属薄板の長手方向の寸法を設定することを特徴とする。
【００２４】
この発明では、Δ≧Δ_PCを満足するように金属薄板の長さを設定することにより、金属薄板の間の隙間をほとんどゼロとすることができるため、タイヤ全周にわたる溝を形成するための細骨を確実に形成することができる。
【００２５】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ成形用金型の製造方法であって、前記金属薄板の鋳包み部分における両端部のみをΔ_mより大きな隙間となるように設定することを特徴とする。
【００２６】
この発明では、金属薄板の鋳包み部分の両端部にΔ_mより大きな隙間を設定することにより、鋳造金属の凝固・冷却収縮の際に金属薄板の間の鋳造金属を排出することができる。これにより、金属薄板の間の隙間をゼロに近づけることができ、円周方向で連続した細骨を確実に形成することができる。
【００２７】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載のタイヤ成形用金型の製造方法であって、金属薄板の長手方向に沿ったレール状突起を金属薄板における鋳型への埋設部分に仮固定した状態で鋳造を行い、鋳造後にレール状突起を除去することを特徴とする。
【００２８】
この発明では、金属薄板にレール状突起を取り付けることにより、金属薄板が鋳型の半径方向に位置ズレすることを防止することができる。
【００２９】
請求項7の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載のタイヤ成形用金型の製造方法であって、金属薄板における鋳型への埋設部分にアンカーを仮固定した状態で鋳造を行い、鋳造後にアンカーを除去することを特徴とする。
【００３０】
この発明では、金属薄板にアンカーを取り付けるため、金属薄板が鋳型の半径方向に位置ズレすることを防止することができる。
【００３１】
請求項８の発明は、請求項６または７記載のタイヤ成形用金型の製造方法であって、前記レール状突起及びアンカーとして金属材料を用い、金属薄板への仮固定を抵抗溶接によって行うこと特徴とする。
【００３２】
このように抵抗溶接を行うことにより、レール状突起及びアンカーの仮固定及び鋳造後における除去を簡単に行うことができる。
【００３３】
請求項９の発明は請求項１〜８のいずれかに記載のタイヤ成形用金型の製造方法であって、隣接する金属薄板における鋳型からの露出部分の先端側に相互に重なり合うオーバーハング部を形成し、鋳造後にオーバーハング部を塑性変形させて隣接する金属薄板の間の隙間をなくすことを特徴とする。
【００３４】
オーバーハング部を設け、このオーバーハング部を塑性変形させて金属薄板の隙間をなくすため、鋳包まれた金属薄板に熱膨張特性からクリアランスが発生しても、溶接することなく金属薄板の隙間をなくすことができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を具体的に説明する。なお、図１〜図１７において、図２５〜図２９と同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。なお、以下の実施形態では、鋳造金属の材料としてアルミニウム合金を、鋳型の材料として石膏を、金属薄板として鉄系合金或いはニッケル合金を用いるものである。
【００３６】
２ピースモールド及び余肉部を設定しないセクショナルモールドの製造では、鋳型を360°の全周にわたって真円に組立てて鋳造するものであり、金属薄板の鋳包みの際に、次の要素が金属薄板の寸法変化及び絶対位置変化に影響する。
【００３７】
（１）鋳造直後から溶湯凝固完了までの間に発生する金属薄板の熱膨張
（２）リング状の鋳物における溶湯凝固直後から鋳物冷却までの間に発生する凝固・冷却収縮による金属薄板の半径縮小方向への（平行）移動
（３）溶湯凝固直後から鋳物冷却までの間に発生する金属薄板の冷却収縮
（４）溶湯凝固直後から鋳物冷却までの間におけるリング状の鋳物の凝固・冷却収縮によって金属薄板の鋳包み部分を介して発生する金属薄板の圧縮弾性変形
そして、これらの金属薄板の寸法変化及び絶対位置変化の間に二次的に作用する要因として次の要素が存在する。
【００３８】
(ｉ) 突き合わせられた金属薄板の間に入り込んでいるアルミニウム合金の圧縮抵抗
（ii）突き合わせられた金属薄板の間に充填されている石膏鋳型の圧縮抵抗
図１は、石膏鋳型４に対する金属薄板１１の取付状態を示す。石膏鋳型４はリング状となっており、金属薄板１１は鋳型４の外周面に植え込み状に取り付けられる。なお、それぞれの金属薄板には、ロッキングホール１１ａ及びクロスベントホール１１ｂが厚さ方向に貫通している。ロッキングホール１１ａは鋳造時にアルミニウム合金が入り込んでおり、この状態で冷却によってアルミニウム合金が凝固することにより金属薄板１１との強固な結合を行うように作用する。クロスベントホール１１ｂは、タイヤ成形時における空気抜きを行うものである。金属薄板１１は、ロッキングホール１１ａ形成部分が鋳型４の外周面から露出するように鋳型４に取り付けられるものであり、この露出部分がアルミニウム合金によって鋳包まれる。
【００３９】
図１において、リング状の鋳型４における金属薄板１１が植え込まれている部分の直径をφＤ、鋳物（金型）における金属薄板１１が鋳包まれている部分の直径をφｄ、リング状の鋳型４での金属薄板１１の分割数をＮ、円周率をπとした場合、隣接する金属薄板１１の間での隙間（クリアランス）ΔをΔ＝（φＤ−φｄ）×π／Ｎと設定する。
【００４０】
なお、隣接している金属薄板１１の間にクリアランスを全く設定しない場合には、隣接している金属薄板１１が鋳造時の熱膨張で相互に干渉するため、金属薄板１１の半径方向に位置ズレが発生するばかりでなく、その後の溶湯の凝固・冷却収縮時にも金属薄板１１が干渉するため、鋳物の直径収縮に抗する力が発生すると同時に、金属薄板１１にも大きな圧縮歪みが作用し、金属薄板１１が厚さ方向にずれたり、座屈変形による湾曲が必然的に発生するものである。
【００４１】
図１の状態で、アルミニウム合金の溶湯を鋳枠内に充填して鋳造を行うと、鋳造時の入熱で金属薄板１１が約６５０℃まで加熱される。このとき、金属薄板１１固有の熱膨張率により金属薄板１１の材質毎に熱膨張する絶対量Δ_LTEが異なっている。この熱膨張量Δ_LTEと金属薄板１１の間に充填されている鋳型４の圧縮限界寸法Δ_PCの和が隣接している金属薄板１１のクリアランスΔを超えると、超えた分の寸法を確保できる位置まで金属薄板１１に位置ズレΔ_ＨＤが発生する。図２は、金属薄板の位置ズレを示し、（ａ）は金属薄板１１が均一に位置ズレした状態を、（ｂ）は不均一に位置ズレした状態を示す。
【００４２】
図３は金属薄板１１単体についての鋳造前後の形状変化を示し、（ａ）は鋳造前、（ｂ）は鋳造後の状態である。同図に示すように、金属薄板１１の長手方向の長さ（円周方向の長さ）はＬ_ｐであり、鋳型４に埋設されている高さはＨ_ｐに設定されている。鋳造前後では、金属薄板１１は長さ方法に沿ってΔ_ＬＴＥ、高さ方向に沿ってΔ_ＨＴＥだけ熱膨張する。そして、Δ_ＬＴＥは鋳型４の円周方向の左右に均等に膨張し、Δ_ＨＴＥは鋳型４の半径拡大方向に膨張する。なお、図３において、符号１５は、鋳造されるアルミニウム合金の溶湯を示す。
【００４３】
図４は、隣接している金属薄板１１の鋳造前後における干渉状態であり、（ａ）は鋳造前を、（ｂ）は鋳造後における均一の位置ズレを、（ｃ）は鋳造後における不均一の位置ズレを示す。
【００４４】
金属薄板１１が隣接している場合、Δ≦Δ_LTE＋Δ_PCとなるときに、金属薄板１１が相互に干渉する。この相互に干渉する寸法分Δ_LTE＋Δ_PC−Δは、金属薄板１１の鋳型４に対する半径拡大方向へのズレによって開放される（或いは、鋳型４の破壊することにより開放される）。金属薄板１１全体における半径方向への位置ずれ量Δ_ＨＤは、Δ_ＨＤ＝（Ｎ×（（Δ_LTE＋Δ_PC）−Δ））／２πとなる。なお、金属薄板１１の間に充填された石膏の圧縮限界寸法Δ_PCについては、鋳造金属がアルミニウム合金の場合、その凝固前では、「ゼロ」とみなせるため、考慮する必要がないものである。
【００４５】
図５は溶湯１５が凝固・冷却した後の鋳物の状態であり、（ａ）は金属薄板１１が均一に位置ズレした場合、（ｂ）は不均一に位置ズレした場合を示す。金属薄板１１が鋳型における初期位置に対してずれると、そのままの状態で溶湯の凝固・冷却による収縮が発生する。そして、金属薄板１１個々の絶対位置は、ずれたままで収縮と共に金属薄板１１の全体が円周方向に圧縮負荷を受けながら半径縮小方向に平行移動する。このとき、金属薄板１１自体も冷却収縮して初期寸法に復元する。
【００４６】
図６は、隣接している金属薄板１１の鋳造前後における位置変化及び寸法変化であり、（ａ）は鋳造前を、（ｂ）は鋳造直後を、（ｃ）は溶湯の凝固・冷却後を示す。なお、図６（ｃ）における破線部分は、アルミニウム合金の溶湯の凝固・冷却収縮前の形状である。
【００４７】
図６に示すように、鋳造直後・溶湯凝固前の熱膨張完了時点で、鋳包み側（または石膏鋳型に埋設されている側）における金属薄板１１の間にアルミニウム合金の溶湯１５が挟まれた状態となった場合には、溶湯１５の凝固・冷却収縮時に、挟まれている溶湯が障害となって金属薄板１１のクリアランスをゼロとする突き合わせを阻止する作用が発生する。
【００４８】
溶湯１５が凝固する前は、Δ_AC≒０となり得る（圧縮強度がゼロのため）が、凝固前は、挟み込まれたバリ厚分が弾性変形できる範囲で縮むことはあっても、ほとんど変化しない状態となる（Δ_AC＝Δ_Ｃ）。なお、溶湯１５が凝固する前の金属薄板１１の熱膨張でΔ_C≒０となっている場合には、Δ_AC≒０となる。
【００４９】
これに対し、鋳型４の内部においては、金属薄板１１の間に挟まれている石膏が溶湯１５の凝固・冷却の収縮の際に簡単に破壊され、排除された石膏が金属薄板１１の周辺に押し込まれるため、溶湯１５の凝固・冷却時は、Δ_PC≒０とみなすことができる。これは、石膏の強度がアルミニウム合金の強度に比べて極めて小さいためである。
【００５０】
また、鋳造熱履歴による金属薄板１１の熱膨張・収縮量よりもアルミニウム合金の鋳物の凝固冷却収縮量が約３倍〜５倍と大きいため、この差分の圧縮歪みが金属薄板１１に作用する。すなわち、金属薄板１１の鋳包み部分とロッキングホール１１ａを介して圧縮されるため、金属薄板１１が圧縮弾性変形するが、溶湯１５のアルミニウム合金が金属薄板１１に比べて強度が極めて小さく、金属薄板１１の長さ寸法が短い場合には圧縮弾性変形量が微小となるため無視することができる。
【００５１】
図７及び図８は、セクターブロック８（図８及び図２７参照）を単位とし、このセクターブロック８をリング状に組み合わせると共に隣接しているセクターブロックの間に余肉部１７を設定して作製されるセクショナルモールドの製造を示す。鋳型においては、図７及び図８に示すように、各セクターブロック８に対応する分割鋳型１８が用いられ、この分割鋳型１８をリング状に組み立てて鋳造が行われて金属薄板１１の鋳包みが行われる。図７において、符号１９は、一つのセクターブロックの単位を示す。
【００５２】
図７に示すように、一のセクターブロック８に対応する分割鋳型１８には、ロッキングホール１１ａ形成部分が露出するように複数の金属薄板１１が植え込み状に取り付けられる。このとき、各分割鋳型１８の両端に余肉部１７を残すように金属薄板１１が取り付けられる。従って、余肉部１７が鋳造時における金属薄板１１の熱膨張の逃げ領域として作用する。
【００５３】
余肉部１７を設けた場合における金型の製造は、上述した図１〜図６と同様であるが、溶湯の凝固前において金属薄板１１が熱膨張により、隣接している金属薄板１１と干渉した場合、その干渉量の各セクターブロックにおける総和量が余肉部１７で開放される。このため、図１〜図６のように、金属薄板１１の半径方向の位置ずれ量Δ_ＨＤは発生しないか、発生しても無視できる程度となる。
【００５４】
金属薄板１１として使用される鋼材（鉄系合金）またはニッケル合金は、室温から６５０℃での熱膨張率が０．７〜１．１％程度であり、鋳造金属として用いられるアルミニウム合金の円周方向の凝固・冷却による収縮率（０．７〜１．３％）と略一致している。このため、クリアランスΔをΔ＝（φＤ−φｄ）×π／Ｎに設定した場合、鋳造時の溶湯の凝固完了までに金属薄板１１が熱膨張するΔ_LTEとΔとが略一致し、Δ_AC≒０の状態となる。このため、上述した（４）溶湯凝固直後から鋳物冷却までの間におけるリング状の鋳物の凝固・冷却収縮によって金属薄板の鋳包み部分を介して発生する金属薄板の圧縮弾性変形及び、（ｉ）突き合わせられた金属薄板の間に入り込んでいるアルミニウム合金の圧縮抵抗の２つの要素については、鋳包み時の金属薄板１１の位置、寸法変化に関して考慮する必要がなくなる。
【００５５】
なお、以上の説明において、石膏の圧縮限界寸法Δ_PCは、石膏材料の種類や接触する金属薄板の端面の形状によって数値が異なるため、製造に先立つ実験によって予め算出することが好ましい。
【００５６】
次に、２ピールモールド及び余肉部を設けないセクショナルモールドの製造について説明する。
【００５７】
上述のように設定した隣接する金属薄板１１の間での隙間（クリアランス）Δ（Δ＝（φＤ−φｄ）×π／Ｎ）は、金属薄板１１の長手方向の長さ（円周方向の長さ）Ｌ_ｐ及び鋳物における金属薄板１１が鋳込まれている部分での直径（円周長）方向の収縮率αにより、Δ＝Ｌ_ｐ×αと記載することができる。
【００５８】
また、１枚の金属薄板１１の鋳造時における長手方向（円弧長）での熱膨張率Δ_LTEは、金属薄板１１の室温から鋳造時の入熱によって加熱される最高温度までの間の熱膨張率をρとしたとき、Δ_LTE＝Ｌ_ｐ×ρによって算出することができる。
【００５９】
さらに、隣接した金属薄板１１に挟まれている鋳型材料の圧縮限界寸法Δ_PCは、使用する鋳型の材料やその調合条件によって異なるため、予備実験によって求めることができる。また、上述したΔ_ＨＤ＝（Ｎ×（（Δ_LTE＋Δ_PC）−Δ））／２πから、Δ_PC＝２πΔ_ＨＤ／Ｎ＋Δ−Δ_LTEによって算出することができる。
【００６０】
以上の条件から、鋳型４に取り付けられている金属薄板１１の間のクリアランスΔ_mを以下の（１）及び（２）のように設定する。
【００６１】
（１）Δ≧Δ_LTE＋Δ_PC の時は、Δ_m＝Δ
（２）Δ＜Δ_LTE＋Δ_PC の時は、Δ_m＝Δ_LTE＋Δ_PC
すなわち、Δ_mをΔまたはΔ_LTE＋Δ_PCの内の大きな値に合わせるものである。
【００６２】
これにより、金属薄板１１の位置ズレが発生することなく、且つ金属薄板１１の間の隙間も極小化した状態で、鋳型上で突き合わせた金属薄板１１をタイヤ成形用金型の金型本体に鋳包ませることが可能となる。
【００６３】
なお、金属薄板１１の間に侵入している鋳型材料の圧縮限界寸法Δ_PCについては、金属薄板１１の突き合わせ部分に、鋳型材料の逃げのための形状を付与することにより小さくすることが可能である。図９は、このための一実施形態を示し、隣接している金属薄板１１における鋳型４への埋め込み部分に、切欠部１９を対応するように形成している。この切欠部１９を形成することにより、金属薄板１１の熱膨張の際に金属薄板１１の間の鋳型材料が破壊されるため、Δ_PCをゼロに近づけることが可能となる。
【００６４】
上述したΔ ≧ Δ_LTE＋Δ_PC のときは、完成したタイヤ成形用金型において、金属薄板間の隙間は、殆どゼロにすることができるのに対して、 Δ ＜ Δ_LTE＋Δ_PC の場合は、金属薄板１１の間に、平均値でΔ_LTE＋Δ_PC−Δ の隙間が発生する。これに対しては、使用する金属薄板１１の熱膨張率に基づいた材質及び金属薄板１１の円弧長L_P（即ち、骨の分割数N）を選択して、Δ≧Δ_LTE＋Δ_PCの条件を満足させることが可能となる。
【００６５】
次に、この円弧長に対する金属薄板１１の材質選択を例により説明する。
【００６６】
［例１］
Δ_PC＝０．４ｍｍであり、金属薄板１１の鋳包み部分における鋳物の収縮率αが１１／１０００（１．１％）であったとき（即ち、Δ＝０．０１１・L_P）、Δ≧Δ_LTE＋Δ_PC は即ち、０．０１１・L_P ≧ L_P×ρ＋０．４を満たすL_P（金属薄板１枚当りの円弧長）とρ（金属薄板の室温〜約６５０℃の間の熱膨張率）との組合わせを選択することにより満足することができる。表１及び表２は、このためのL_P及び金属薄板１１の材質を示すものであり、これらの表から、L_P≧６０ｍｍとし、金属薄板１１としてコバールを用いることにより金属薄板１１の間の隙間をゼロに近づけることが可能となる。
【００６７】
【表１】

【表２】

［例２］
Δ_PC＝０．３ｍｍで、金属薄板１１の鋳包み部分における鋳物の収縮率αが１１／１０００（１．１％）であったとき（即ち、Δ＝０．０１１・L_P）、Δ≧Δ_LTE＋Δ_PC は即ち、０．０１１・L_P ≧ L_P×ρ＋０．３を満たすL_P（金属薄板１枚当りの円弧長）とρ（金属薄板の室温〜約６５０℃の間の熱膨張率）との組合わせを選択することにより満足することができる。表３及び表４は、このためのL_P及び金属薄板１１の材質を示すものであり、これらの表から、L_P≧５０ｍｍでは、金属薄板１１の材質としてコバールを選択し、L_P≧８０ｍｍでは、金属薄板１１の材質として、コバール、ＳＵＳ６３１またはＭＡＳＩＣを選択することにより金属薄板１１の間の隙間をゼロに近づけることが可能となる。
【００６８】
【表３】

【表４】

なお、表５は、金属薄板１１の材質における化学成分を示している。
【００６９】
【表５】

次に、図７に示すように、セクターブロックの間に余肉部１７を設けて作製する金型の製造について説明する。この金型においては、複数に分割された金属薄板１１を、隙間を極小にした状態で鋳包ませ、且つ、鋳造時の鋳型からの金属薄板の位置ズレ発生を防止するため、次の変数を規定する。
【００７０】
１）セクターブロック１単位における分割された金属薄板１１の鋳物での円弧長の凝固冷却収縮量ΣΔ
このΣΔは、ΣΔ＝（φＤ−φｄ）×π／Ｎ ×１／ｎと規定することができる。
【００７１】
ここで、φDはリング状の鋳型における金属薄板１１が植え込まれている部位の直径、φｄは鋳物（金型）における金属薄板１１が鋳包まれている部位の直径、Nは鋳物（金型）における金属薄板１１により形成される骨の分割数（金属薄板の突き合わせ数）、πは円周率、nはセクターブロックの数（セクター分割数）である。
【００７２】
かかるΣΔは、ΣΔ＝L_P×α×N／nと規定することも可能である。ここで、L_Pは金属薄板一枚当りの鋳物面上での円弧長、αは鋳物（金型）における金属薄板１１が鋳包まれている部位での直径（円周長）収縮率、Nは鋳物（金型）における金属薄板で形成される骨の分割数（金属薄板突き合わせ数）、nはセクターブロック数（セクター分割数）である。
【００７３】
２）分割された金属薄板１１の金型面での円弧長の鋳造時の熱膨張量Δ_LTEのセクターブロック１単位の総和ΣΔ_LTE
このΣΔ_LTEは、ΣΔ_LTE＝Ｌ_ｐ×ρ×Ｎ／ｎとなる。ここで、Ｌ_ｐは金属薄板１枚当たりの鋳物面上での円弧長、ρは金属薄板１１における室温から鋳造時の入熱で加熱される最高温度までの間の熱膨張率である。
【００７４】
３）隣接した金属薄板１１の間に挟まれている鋳型材料の溶融凝固前における金属薄板の熱膨張時での圧縮限界寸法Δ_PCのセクターブロック１単位における総和ΣΔ_PC
このΣΔ_PCは、ΣΔ_PC＝Δ_PC×Ｎ／ｎと規定することができる。なお、Δ_PCは過去の不具合の事例や実験結果から算出することができる。
【００７５】
以上の3つの変数から、鋳型上で隣接した金属薄板の間に設けるクリアランスΔ_mと、セクターブロック１単位に対応する分割鋳型１８の両端に設定すべき余肉部Δ_Sとを以下の条件で設定する。
【００７６】
（１）ΣΔ≧ΣΔ_LTE＋ΣΔ_PCの時は、Δ_m＝Δ、Δ_S≧ΣΔ／2、
（２）ΣΔ＜ΣΔ_LTE＋ΣΔ_PCの時は、Δ_m＝Δ_{PC 、}Δ_S≧（ΣΔ_LTE＋ΣΔ_PC）／2
このようにΔ_m及びΔ_Sを設定することにより、タイヤ成形用金型の金型本体に対し、半径方向の位置ズレが発生することなく、且つ隙間も極小化した状態で、金属薄板を鋳包ませることが可能となる。
【００７７】
なお、図８において、鋳型４の余肉部１７の設定における過不足で、所定の直径の鋳枠５（図２５参照）に鋳型を組み込んでいった場合に、最後の鋳型が組み終わった後で、隙間が生じるときは、ダミー鋳型９を嵌め込んで隙間を消失させる。なお、金属薄板１１を鋳込む際には、分割鋳型の余肉部１７に金属薄板１１を設ける必要はないものである。
【００７８】
図１０は、分割鋳型１８の両端に余肉部１７を設けた場合の鋳造を示し、（ａ）は金属薄板１１の熱膨張前を、（ｂ）は金属薄板１１の熱膨張後を、（ｃ）は溶湯の凝固・冷却後を示す。金属薄板１１の熱膨張前においては、分割鋳型１８の製品部範囲内に金属薄板１１が存在しているが、熱膨張後には余肉部１７にはみ出す可能性が存在する。このはみ出し量が分割鋳型１８両端における余肉部の寸法Δ_Sを上回ると、隣接するセクターブロックの金属薄板と相互に干渉することになり、金属薄板が半径拡大方向に位置ズレすることがあるが、上述した条件でΔ_Sを設定することにより、これを防止することができる。
【００７９】
また初期に設定した金属薄板の間のクリアランスΔ_mとして、鋳造時の金属薄板の熱膨張量Δ_LTEと金属薄板の間の鋳型への圧縮限界寸法Δ_PCの和と、金属薄板一枚当りにおける鋳物の金型面での円弧長の凝固冷却収縮量Δのうち、どちらか大きい方となる値を設定しておかないと、熱膨張の際に金属薄板１１が半径拡大方向に位置ズレしたり、凝固・冷却収縮の際に金属薄板が座屈変形することがあるが、上述した条件でΔ_mを設定することにより、これを防止することができる。
【００８０】
以上の余肉部１７を設けた金型の製造において、ΣΔ ≧ ΣΔ_LTE＋ΣΔ_PC のときは、完成した金型において、金属薄板１１の間の隙間を殆どゼロとすることができるのに対して、ΣΔ ＜ ΣΔ_LTE＋ΣΔ_PC の場合は、Δ_PC＞Δのときに、金属薄板間に平均値でΔ_PC−Δ の隙間が発生する。これを防止するため、Δ≧Δ_PCとなるように金属薄板の長手方向の寸法（円弧長）Ｌ_ｐを設定するものである。例えば、Δ_PC＝０．４ｍｍで、金属薄板１１の鋳包み部分におけるリング状の鋳物の収縮率αが１１／１０００（１．１％）であった場合（即ち、Δ＝０．０１１・L_P）、Δ≧Δ_PCを満足するためには、０．０１１・L_P≧０．４ｍｍであれば良いことになり、L_PをL_P≧３６．４ｍｍと設定することにより、金属薄板間での隙間の発生を防止することができる。
【００８１】
このような設定では、上述した例１及び例２のように熱膨張率に関する金属薄板１１の材質の考慮をしなくても良いところから設計の自由度を高めることができるメリットがある。
【００８２】
以上の発明では、金属薄板１１の熱膨張率と溶湯としてのアルミニウム合金の熱膨張率とが略一致することから、Δ_AC≒０となるため、アルミニウム合金の圧縮限界寸法Δ_ACについて考慮していない。しかしながら、金属薄板１１の材質としてコバールのような低熱膨張材（室温〜６５０℃の熱膨張率ρ＝０．４３５％）を用いた場合は、鋳物の収縮率（０．７〜１．３％）に比べて、金属薄板１１の熱膨張量が小さいため、鋳造時における金属薄板の熱膨張後も、無視できない寸法の隙間が金属薄板の間に生じる可能性がある。この状態で溶湯が凝固すると、金属薄板１１の鋳包み側の金属薄板の隙間に入り込んだ溶湯分が、溶湯の凝固・冷却収縮時に生じる金属薄板の間の隙間を縮める作用に抵抗する。
【００８３】
これを防止するため、本発明においては、金属薄板１１の鋳包み部分における両端部のみをΔ_mより大きな隙間となるように設定するものである。例えば、金属薄板１１の鋳包み部側の両端を切り欠き形状とし、鋳造時に金属薄板間の鋳包み部に入り込んだ溶湯が溶湯の凝固・冷却収縮の際の塑性流動で金属薄板の間から排出されやすい形状とする。
【００８４】
図１１（ａ）及び（ｂ）は、この実施形態を示し、金属薄板１１における鋳包み部分（ロッキングホール１１ａの形成部分）の両端に切欠部２１を形成するものである。
【００８５】
図１２は、切欠部２１を設けた場合における鋳造であり、（ａ）は溶湯の凝固直後を、（ｂ）は溶湯が冷却して鋳物となった状態を示す。溶湯の凝固・冷却収縮により（ａ）の矢印で示すように、金属薄板１１の間に挟まれている溶湯が、金属薄板１１の板厚方向だけなく、鋳物の半径方向にも排出される。これにより、結果的にΔ_ACをゼロに近づけることが可能となる。なお、この場合、金属薄板１１の間に挟み込まれた溶湯の肉厚が大きくなった分だけ、その部分が吸収することができる弾性変形量も大きくなり、これによってもΔ_ACを小さくすることが可能となっている。
【００８６】
図１３は、金属薄板１１における鋳型４への埋設部分にレール状突起２３を仮固定した構成を示す。レール状突起２３は埋設部分における長手方向に沿って溶接することにより取り付けられており、鋳造金属の鋳造後に除去されるようになっている。符号２４は、レール状突起２３の溶接箇所を示す。
【００８７】
図１４は、金属薄板１１における鋳型４への埋設部分に対し、アンカー２５を仮固定した構成を示す。アンカー２５は金属薄板１１から鋳型４の内部に入り込む長さを有している。
【００８８】
以上のようなレール状突起２３及びアンカー２５を設けることにより、鋳型４の半径方向への金属薄板１１の滑りに対して大きな抵抗となるため、金属薄板１１が熱膨張しても半径方向へ位置ズレすることが少なくなる。また、鋳造後にこれらのレール状突起２３及びアンカー２５を除去することにより、タイヤ成形時の支障となることがない。かかるレール状突起２３及びアンカー２５の仮固定は、鋳造時の入熱や金属薄板１１の熱膨張で外れることがなく、かつ鋳造後に簡単に金属薄板１１から除去できるように行われる。
【００８９】
図１５は、かかるレール状突起２３及びアンカー２５を仮固定する方法を示す。なお、図示例ではレール状突起２３を示しているが、アンカー２５についても同様に適用できるものである。この方法では、レール状突起２３として鋼材等の金属材料を用い、正電極２６及び負電極２７によって金属薄板１１及びレール状突起２３を挟み込んだ抵抗溶接を行う。この抵抗溶接により、金属薄板１１及びレール状突起２３の間に溶け込み部２８が形成されてレール状突起２３が仮止めされる。かかる抵抗溶接の条件としては、例えば、電極２６、２７として純銅を用い、その直径を０．８〜２．０ｍｍとし、１０〜５０Ｗ・ｓｅｃの溶接電力によって行うことができる。これにより、溶け込み部２８を極小とすることができ、鋳造後におけるレール状突起２３の除去を簡単に行うことができる。
【００９０】
図１６は、隣接する金属薄板１１にオーバーハング部３１、３２を形成するものである。オーバーハング部３１、３２は鋳型４からの露出部分の先端側に相互に重なり合うように形成されるものであり、この実施形態では、オーバーハング部３２が斜めに切り欠かれ、オーバーハング部３１がオーバーハング部３２を覆うようになっている。
【００９１】
金属薄板１１の間に隙間が生じた場合、図１６（ｂ）で示すように、一方のオーバーハング部３１をカシメ等により塑性変形させて他方のオーバーハング部３２に重ね合わせ、その後、（ｃ）で示すように隆起部分を切削加工して金属薄板１１の高さを均一にする。これにより、溶接によって隙間を埋める必要がなくなり、隙間を消失させる作業が簡単となる。
【００９２】
図１７（ａ）〜（ｃ）は、このようなオーバーハング部３１、３２を設けない場合を示し、金属薄板１１の間に隙間が生じた場合には、金属薄板１１の間を肉盛溶接して肉盛部３３を形成し、その後、肉盛部３３を切削して高さを調整する面倒な処理が必要となる。
【００９３】
【実施例】
以下、本発明を具体的な実施例により説明すると、全ての実施例で使用した原材料，鋳造条件を以下に示す。
【００９４】
１）マスターモデル（原型）：合成木材（ケミウッド材）のNC加工により製作
２）ゴム型：ポリサルファイド系ゴム材（スムースオン社製 FMC201）＋石膏裏打ち型
３）石膏鋳型：（株）ノリタケジプサム製 G-6非発泡石膏（混水率60％で調合）
４）アルミニウム：ＪＩＳ ＡＣ４Ｃ材 （Si：7％，Cu：0.8％，Mg：0.4％，Fe：0.5％，Al：bal.）
５）鋳込み温度：660℃（±3℃）
６）使用した金属薄板の材質：表６に示す組成の鋼材
【表６】

図１８はこの実施例で作製した２ピースモールドを、図１９はこの実施例で作製したセクショナルモールドを示す。２ピースモールドでは、厚さ２．０ｍｍ、高さ２０ｍｍの細骨部を、鋳包み寸法５ｍｍとした金属薄板の鋳包みで対応し、セクショナルモールドでは、厚さ１．２ｍｍ、高さ１０ｍｍの細骨部を金属薄板の鋳包みで対応した。
【００９５】
実施例では、金属薄板の材質、鋳型上でのクリアランスΔ_ｍを変化させて鋳造を行った鋳物から金属薄板の半径方向の位置ズレΔ_ＨＤと金属薄板の間隙間Δ_ＭＤを評価した。
【００９６】
図２０は、実施例１〜３、実施例７及び比較例１、２における金属薄板１１の形状を示し、図２１は、実施例８における金属薄板１１の形状を示し、図２２は、実施例７における金属薄板１１の形状を示す。各図における数字はｍｍである。また、図２２におけるアンカー２５は、Ｌ字形状に成形されており、その上部がパーカッション溶接によって金属薄板１１に仮固定されている。アンカー２５としては、０．６ｍｍ厚のＳＵＳ３０４を用い、電極の直径１．０ｍｍ、１５Ｗ・ｓｅｃの溶接条件で一箇所に溶接した。このアンカー２５は鋳造後において人手によって簡単に取り外すことができた。図２３は、比較例３における金属薄板１１の形状を示し、図２４は、実施例４〜６及び比較例４、５における金属薄板１１の形状を示す。以上の実施例及び比較例において、ロッキングホール１１ａは直径２ｍｍで２箇所に形成し、クロスベントホール１１ｂは直径０．８ｍｍで３箇所に形成している。
【００９７】
表７及び表８は、以上の実施例及び比較例における条件及び結果の一覧を示す。
【００９８】
【表７】

【表８】

また、実施例及び比較例では、以下の条件によって作製したものである。
【００９９】
☆実施例１は、請求項１の条件（２）の例であり、請求項５も使用
☆比較例２は、請求項１の条件（２）を意図的に外した場合の例であり、請求項５も使用
☆実施例２は、請求項１の条件（１）の例であり、請求項５も使用
☆比較例２は、請求項１の条件（１）を意図的に外した場合の例であり、請求項５も使用
☆実施例３は、請求項２の例であり、金属薄板としてコバール材以外を使用する場合で、金型金属薄板の間の隙間Δ_ＭＤを殆どゼロにできるようにに設計した例で、請求項５も使用
☆比較例３は、実施例２で請求項５を使用しなかった場合の例
☆実施例７は、実施例１相当の条件で、請求項７，８を使用した場合の例
この実施例７では、アンカーの存在により鋳物での金属薄板の位置ズレが効果的に防止されていることが判る。
【０１００】
☆実施例８は、実施例１で請求項９を使用した場合の例
この実施例８では、鋳物で金属薄板の間にできた隙間を金属薄板に設けた突起形状部をカシメ込み、切削仕上げすることで、金属薄板の先端部近傍の隙間をゼロにすることができた。
【０１０１】
☆ 実施例４は、請求項３の条件（１）の例
☆ 比較例４は、請求項３の条件（１）を意図的に外した例
☆ 実施例５は、請求項３の条件（２）の例
☆ 比較例５は、請求項３の条件（２）を意図的に外した例
☆ 実施例６は、請求項４の例であり、ＳＵＳ３０４を用いて金属薄板の間の隙間をゼロにするための分割数設定を行った例
なお、実施例４〜６及び比較例４、５においては、請求項５を同時に使用した例である。
【０１０２】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、隣接する金属薄板の隙間Δ_mをΔ≧Δ_LTE＋Δ_PC の時は、Δ_m＝Δと設定し、Δ＜Δ_LTE ＋Δ_PC の時は、Δ_m＝Δ_LTE＋Δ_PCと設定することにより、金属薄板の隙間を極小とした状態で位置ズレを発生させることなく、金属薄板を鋳包むことができ、全ての種類のタイヤ成形用金型の外周面の360°全周にわたる細骨を形成することができる。
【０１０３】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、金属薄板の長さ及び金属薄板の材料を組み合わせることにより、金属薄板の間の隙間をほとんどゼロとすることができる。
【０１０４】
請求項３の発明によれば、セクターブロックに対応した分割鋳型の両端に余肉部を残して製造際に、ΣΔ≧ΣΔ_LTE＋ΣΔ_PCの時は、Δ_m＝Δ，Δ_S≧ΣΔ／2 と設定しΣΔ＜ΣΔ_LTE＋ΣΔ_PCの時は、Δ_m＝（Δ_PC，Δの内で大きい方）， Δ_S≧（ΣΔ_LTE＋ΣΔ_PC）／2と設定することにより、金属薄板の隙間を極小とした状態で位置ズレを発生させることなく、金属薄板を鋳包むことができ、タイヤ成形用金型の外周面の360°全周にわたる細骨を形成することができる。
【０１０５】
請求項４の発明によれば、請求項３の発明の効果に加えて、Δ≧Δ_PCを満足するように金属薄板の長さを設定することにより、金属薄板の間の隙間をほとんどゼロとすることができる。
【０１０６】
請求項５の発明によれば、請求項１〜４の発明の効果に加えて、金属薄板の鋳包み部分の両端部にΔ_mより大きな隙間を設定することにより、鋳造金属の凝固・冷却収縮の際に金属薄板の間の鋳造金属を排出することができ、金属薄板の間の隙間をゼロに近づけることができる。
【０１０７】
請求項６の発明によれば、請求項１〜５の発明の効果に加えて、金属薄板にレール状突起を取り付けることにより、金属薄板が鋳型の半径方向に位置ズレすることを防止することができる。
【０１０８】
請求項7の発明によれば、請求項１〜５の発明の効果に加えて、金属薄板にアンカーを取り付けることにより、金属薄板が鋳型の半径方向に位置ズレすることを防止することができる。
【０１０９】
請求項８の発明によれば、請求項６及び７の発明の効果に加えて、レール状突起及びアンカーの仮固定及び鋳造後における除去を簡単に行うことができる。
【０１１０】
請求項９の発明によれば、請求項１〜８の発明の効果に加えて、オーバーハング部を塑性変形させて金属薄板の隙間をなくすため、鋳包まれた金属薄板に熱膨張特性からクリアランスが発生しても、溶接することなく金属薄板の隙間をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋳型に金属薄板を取り付けた状態を示す断面図である。
【図２】鋳造時の熱膨張によって金属薄板が変化する状態を示す断面図である。
【図３】単一の金属薄板に対する寸法設定を示す断面図である。
【図４】隣接した金属薄板における鋳造時の変化を示す断面図である。
【図５】鋳造後における金属薄板の変化を示す断面図である。
【図６】隣接した金属薄板における鋳造時の変化を示す断面図である。
【図７】余肉部を設けた場合の断面図である。
【図８】余肉部を設けた場合における鋳型とセクターブロックとの関係を示す断面図である。
【図９】隣接する金属薄板の間に逃げ形状を設けた断面図である。
【図１０】余肉部を設けた製造における変化を示す断面図である。
【図１１】金属薄板の長手方向の上端部に大きな隙間を設けた状態を示す断面図である。
【図１２】図１１の鋳造時における変化を示す断面図である。
【図１３】金属薄板にレール状突起を設けた状態図である。
【図１４】金属薄板にアンカーを設けた状態図である。
【図１５】金属薄板に対してレール状突起を溶接する状態を示す断面図である。
【図１６】金属薄板にオーバーハング部を設けた場合の処理を示す断面図である。
【図１７】金属薄板にオーバーハング部を設けない場合の処理を示す断面図である。
【図１８】実施例及び比較例によって作製される２ピースモールドの部分断面図である。
【図１９】実施例及び比較例によって作製されるセクショナルモールドの部分断面図である。
【図２０】実施例１〜３、実施例７、比較例１、２に用いる金属薄板の正面図である。
【図２１】実施例８に用いる金属薄板の正面図である。
【図２２】実施例７に用いる金属薄板の状態図である。
【図２３】比較例３で用いる金属薄板の正面図である。
【図２４】実施例４〜６、比較例４、５で用いる金属薄板の正面図である。
【図２５】２ピースモールドを作製する手順を示す工程図である。
【図２６】セクショナルモールドを作製する手順を示す工程図である。
【図２７】余肉部を設けた場合のセクショナルモールドの断面図である。
【図２８】余肉部を設けない場合のセクショナルモールドの断面図である。
【図２９】金属薄板を鋳込む手順を示す工程図である。
【符号の説明】
４ 鋳型
８ セクターブロック
１１ 金属薄板
１５ 鋳造金属（溶湯）
１７ 余肉部
１８ 分割鋳型

Claims (9)

1. 複数の金属薄板を部分的に露出させた状態で長手方向に連続するようにリング状の鋳型の外周面に取り付けた後、前記露出部分を鋳造金属によって鋳包むことにより、タイヤの全周にわたる連続的な溝を形成するための細骨を金型本体に形成する方法であって、
   金属薄板それぞれの鋳包み部分における長手方向での鋳造金属の凝固・冷却収縮量をΔ、金属薄板それぞれの長手方向の熱膨張量をΔ_LTE、隣接する金属薄板に挟まれている鋳型材料の圧縮限界寸法Δ_PCとしたとき、隣接する金属薄板の間の隙間Δ_mを下記の条件によって設定することを特徴とするタイヤ成形用金型の製造方法。
   （１）Δ≧Δ_LTE＋Δ_PC の時は、Δ_m＝Δ
   （２）Δ＜Δ_LTE＋Δ_PC の時は、Δ_m＝Δ_LTE＋Δ_PC
2. 前記長手方向の寸法設定及び熱膨張率に関連する金属薄板の材料選定を、Δ≧Δ_LTE＋Δ_PCの条件を満足するように行うことを特徴とする請求項１記載のタイヤ成形用金型の製造方法。
3. 円周方向に複数分割したセクターブロックをリング状に組み合わせた金型本体に対し、成形されるタイヤの全周にわたる連続的な溝を形成するための細骨を形成する方法であって、
   前記各セクターブロックに対応した分割鋳型の外周面に対し、複数の金属薄板を部分的に露出させた状態で長手方向に連続的に且つ分割鋳型の両端に余肉部を残すように取り付けた後、前記露出部分を鋳造金属によって鋳包むことにより前記細骨を形成するのに際し、前記セクターブロックにおける金属薄板の鋳包み部分での鋳造金属の円周方向の凝固・冷却収縮量をΣΔ、セクターブロックにおける金属薄板の長手方向の熱膨張量の総和をΣΔ_LTE、セクターブロックにおける隣接する金属薄板に挟まれている鋳型材料の圧縮限界寸法の総和ΣΔ_PCとしたとき、隣接する金属薄板の間の隙間Δ_m及び余肉部Δ_Sを下記の条件によって設定することを特徴とするタイヤ成形用金型の製造方法。
   

   
4. 前記金属薄板の鋳包み部分における長手方向での鋳造金属の凝固・冷却収縮量Δと、隣接する金属薄板に挟まれている鋳型材料の圧縮限界寸法Δ_PCとが、Δ≧Δ_PCとなるように金属薄板の長手方向の寸法を設定することを特徴とする請求項３記載のタイヤ成形用金型の製造方法。
5. 前記金属薄板の鋳包み部分における両端部のみをΔ_mより大きな隙間となるように設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ成形用金型の製造方法。
6. 金属薄板の長手方向に沿ったレール状突起を金属薄板における鋳型への埋設部分に仮固定した状態で鋳造を行い、鋳造後にレール状突起を除去することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のタイヤ成形用金型の製造方法。
7. 金属薄板における鋳型への埋設部分にアンカーを仮固定した状態で鋳造を行い、鋳造後にアンカーを除去することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のタイヤ成形用金型の製造方法。
8. 前記レール状突起及びアンカーとして金属材料を用い、金属薄板への仮固定を抵抗溶接によって行うこと特徴とする請求項６または７記載のタイヤ成形用金型の製造方法。
9. 隣接する金属薄板における鋳型からの露出部分の先端側に相互に重なり合うオーバーハング部を形成し、鋳造後にオーバーハング部を塑性変形させて隣接する金属薄板の間の隙間をなくすことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のタイヤ成形用金型の製造方法。

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