JP4301510B2 - タイヤ成形用金型の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、寸法精度の高いタイヤ成形用金型の製造方法に関するものである。更に詳しくは、原型のプロファイル面形状定義は正規の形状通りに行い、タイヤ金型用リング鋳物の真円度，直径矯正時に生じるタイヤ幅方向のR形状（クラウンR形状）の変形不具合を、ゴム型において該当変形分だけ逆方向に歪ませておくことにより解消するようにしたタイヤ成形用金型の製造方法に関するものである。

タイヤ成形用金型はその分割方法から、タイヤ形状を幅方向に2分割するタイプの２ピースモールド（上下分割型）と、円周方向で7〜13程度に分割する、セクショナルモールド（上下一体型）の2種類（特許文献１の図２０ａ，ｂ参照）に大別される。

２ピースモールドは、金型分割数が少なく型構造が簡易な為、金型コストは安価に済むと言うメリットが存在する一方で、成形後のタイヤを金型から脱型する際に、金型意匠面の突起形状（骨やサイプブレード）でアンダーカットを形成しやすく、複雑なデザインについては脱型困難となると言うデメリットが存在している。この不具合を克服する為、及び後述する寸法精度面での優位性の為に、セクショナルモールドが用いられることも多い。

これらの金型は、機械加工では対処しづらい形状（鋭い角を持った、凹ブロック形状やサイプブレードと称する薄肉凸形状）を多数有している事から、鋳造製法で製作されるのが普通である。鋳造製法の中でも、石膏鋳造法が使用される事が多いと言える。これは、鋳型が崩壊性を持ち、アンダーカット形状対応の自由度が高く、鋳型での組み立て加工が簡易に行なえ、金型分割形状分をほぼ一体形状で鋳造でき、かつ、寸法精度が高い上、鋳型コストが低い事がその理由として挙げられる。なお、石膏鋳造法以外にはセラミックモールド法やダイキャスト法があるが、少数派である。

石膏鋳造法により２ピースモールドタイプのタイヤ成形用金型を製造する工程を図１に示す。先ずタイヤ形状を上下に２分割した形状の原型１１を作成する。原型１１は石膏や樹脂等の加工し易い材質を用いて作成される。次に原型１１の形状をゴム型１２に反転する。次にこのゴム型１２を用い、必要数分の石膏鋳型１３を反転作成する。図３の例では円周を１２個に不等分割した石膏鋳型１３が作成される。これらを乾燥（焼成）し、端面を角度切断する。

このようにして切断された石膏鋳型１３を定盤１４上に円形に配置し、リング状に組立てる。その周囲を鋳枠１５，１６で囲み、また内部に裏打ち材１７を配置してアルミニウム合金１８を鋳込む。その後、型ばらしを行い、外周形状を機械加工により仕上げる。上下の金型を同様の工程で製造し、型合わせを行なって完成品となる。

図２と図３は石膏鋳造法によりセクショナルモールドタイプのタイヤ成形用金型を製造する工程を示す模式図である。先ず原型１１を作成し、その形状をゴム型１２に反転し、更に石膏鋳型１３に反転した上で鋳型の乾燥（焼成）及び角度切断を行い、定盤１４上に円形に配置し、リング状に組立てる。その周囲を鋳枠１５，１６で囲み、また内部に裏打ち材１７を配置して鉄系合金１９を鋳込む。その断面形状は図４中に示すとおりである。その後、型ばらしを行い鋳物ブロックを取出し、セクター分割、倒れ補正、端面加工、外周加工等の機械加工を施し、リング状に組立て、型合わせを行なって完成品となる。なお図２は石膏鋳型１３間にダミー鋳型２０を挿入してセクターの両端面に余肉を設定するセクター端面余肉設定法を示し、図３はセクター端面に余肉を設定せず、石膏鋳型１３を真円に配置するセクター端面余肉無設定法を示す。

上記のようなタイヤ金型の鋳造製法工程内で用いられるゴム型は、複数回の石膏鋳型反転を繰り返しても高い寸法安定性を示す必要が有る事から、一般的には、ゴム材単体で構成される事は無く、ゴム材よりも高い剛性を持った裏打ち材で補強する事が多い。またこのゴム型は、注型反転型（自己硬化型）ゴム材を用いて製作される事が多い。この注型反転型ゴム材としては、縮合型シリコーンゴム，付加型シリコーンゴム，ポリサルファイドゴム等が存在している。

これらのゴム材は通常、主材と硬化剤を混練して原型上に流し込み、硬化させる事で用いられるが、特許文献２に示されているように、主材と硬化剤を混練した直後から、液状収縮、ゲル状収縮、硬化収縮を伴いつつ硬化する為、ゴム材単体のみを用いて精確に原型のままの寸法形状を反転・転写する事は困難である。図４に注型反転型ゴム材の収縮特性を示す。（1）は液状収縮であり、ゴム材の重合開始による収縮発生領域である。（2）はゲル状収縮であり、ゴム材の重合進行による収縮及び自己発熱による膨脹との相互作用による。（3）は硬化・経時収縮であり、ゴム材の見かけ上の硬化完了後に徐々に発生する収縮である。本明細書においては、図４中に示した注型ゴム材をゴム型として使用し始める時のゴム材の収縮率を、収縮率αと定義する。

タイヤ金型は高い寸法精度特性を必要とされる為、原型からゴム型反転する際に、このゴム材の収縮挙動による変形が発生しては困る事から、図５に示すように、タイヤの踏面（プロファイル面）を基準としてほぼ均一な肉厚Tのゴム層２１を、ゴム材よりも高い剛性を持った裏打ち材２２で保持する方法を用いる事が多い。この裏打ち材２２としては、各種樹脂材，金属材，石膏材と言ったものが良く用いられる。

なお、鋳出し骨形状用の突起内部には裏打ち構造を付与しないのが普通である。（現実問題としてゴム骨は幅が狭く、裏打ち構造を持たせる事が難しい上、この部位に裏打ち材を付与してしまうと、石膏鋳型を脱型する際に、大きな脱型抵抗が発生してしまい、石膏鋳型を破損させてしまう可能性が高い為。）鋳出し骨用のゴム突起部以外のゴム層を、ほぼ均一な肉厚Tとするのは、裏打ち材を付与したといえども、ゴム層肉厚方向のゴム材の収縮発生を押え込む事が出来ない為、肉厚をほぼ均一な値Tとする事で、（突起部を除く）ゴム型のプロファイル面全体が、ゴム層肉方向にほぼ均一に縮むようにし、原型のプロファイル面形状を歪ませない事を狙う為である。

さてタイヤ金型を鋳造製法で製作する場合、リング状態で鋳造する事から、アルミ合金溶湯の凝固・冷却収縮時に、リングの中心軸に対して不均一な歪みを発生させてしまう事が多く、これに起因して鋳放し鋳物（リング鋳物）の内面（意匠面）の真円度（基準真円からの振れ値幅）特性が悪化する傾向にある。この点については特許文献３を参照されたい。また鋳物の収縮バラツキも発生しやすく、これに起因して、リング鋳物内径も、狙いとするものから（許容公差を逸脱して）外れてしまう場合も有る。しかもタイヤ金型において各部の直径と真円度は、タイヤ性能を決定づける重要な管理項目であり、その要求特性は、年々高い精度のものとなって来ており、鋳造法による製作限界に近づきつつある。現状の要求精度は、許容公差数値が、直径で±0.2mm程度，真円度で0.25mm程度であり、高精度仕様の場合は、直径で±0.1〜0.15mm，真円度で0.1〜0.15mm、ほとんど機械加工スペックに近いものとなって来ている。

先の石膏鋳造法によるタイヤ金型製法で、セクターブロック単位で真円の鋳物を製作する事を狙う、『花びら形態』リング鋳物を製作する図２に示した製法（端面余肉設定法）は現行法の中では最も効果的に、これらの問題を解決している製法であると言える。その理由は、リング状態で鋳造した鋳物を、円周方向にセクター分割した後に、所定の直径位置に内面（意匠面）が来る様に調整した後、セクター上下面加工、端面加工、及び、外周加工を行なう事が出来る所にある。同じ様な理由で、真円度特性についても、連続したリング状態では真円度特性が悪くても、セクター分割して、再度組立て直す工程を経る事が出来る事から（セクター分割面の両端部をゼロ位置に持ってきて、端面角度加工が可能となる事から）、リング状態の時より真円度特性を向上させる事が出来る所に、図１と図３に示した他の2つの製法には無いメリットが有る。この真円度特性の向上方法を図６に示す。

この様な事から、寸法精度が高いタイヤ金型製法として、図２に示した製法（端面余肉設定法）が使用される事が多いが、この製法は鋳物の外周加工工数が、他の2つに比べて高くなるため、図１と図３に示した他の2つと比べて金型コストが高くなると言う問題点も合わせ持っている。その一方で、真円を狙ってリング鋳物を製作する残り2つの方法については、鋳放し直径，及び真円度特性が、所定の数値に入らない場合には、リング状態鋳物のままで、直径矯正や、真円度補正を行なう必要が出てくる。

リング鋳物の直径矯正，真円度補正には、『直径（半径）拡張』，または『直径（半径）縮小』タイプの2種類の方法が存在している。図７はカム式エキスパンダー２３を用いた直径拡張矯正法を説明するもので、左から順に上下同時矯正の場合、下側のみ矯正の場合、上側のみ矯正の場合を示す。図示のようにカム式エキスパンダー２３により扇型スライド駒２４が外側に張出され直径および真円度補正が行われるが、例えば上下同時矯正の場合には中央部は元の直径に近い状態のまま上下が張出されるため、図８に示すタイヤプロファイル面が変形する「サバ折り現象」が発生する。下側のみ矯正の場合、上側のみ矯正の場合にも、扇型スライド駒２４に接触しない部分が反作用により縮小する傾向となる。

図９は熱間サイジングによる直径矯正方法を説明するもので、矯正したい部分に内面がテーパ形状の拘束リング２５を嵌め、熱処理することによって直径を矯正する。この方法によっても上記と同様にタイヤプロファイル面の「サバ折り現象」が発生する。また図１０は振り子型ハンマー２６を用いてリング鋳型を外面から打撃することによって真円度を矯正する方法であり、図１１は固定ハンマー２７を落下させてリング鋳型を内面から打撃することによって真円度を矯正する方法である。これらの方法は０．１mm単位での矯正が可能であるが、やはり「サバ折り現象」が発生する可能性がある。

以上の様に、様々な方法のリング鋳物の直径矯正，真円度矯正が存在しているが、基本的には直径矯正，真円度矯正のそれぞれ個別の矯正を必要とし、それらを行なうと、金型のタイヤ幅方向断面形状である『クラウンR形状』を損なってしまう可能性が高いと言う問題点が存在していた。即ち、直径，真円度矯正を同時に行なえ、かつ、クラウンR形状を損なう事無く対処できる方法は存在していないと言うのが実状であった。なおクラウンR形状は、近年重要視されてきているタイヤ金型の管理項目である。従来は直径と真円度を重視して管理すると言う思想で金型を製作すると言うものであった事から、先記の様な各種矯正技術が生まれてきたと言えるが、これらの矯正技術は、クラウンR形状まで考慮して生み出されたものでは無い為、直径，真円度を矯正するとクラウンR形状が悪化してしまうと言う矛盾が生じているのである。また、クラウンR形状矯正そのものを目的とした、矯正技術というものは存在していないというのが実状であった。
特許第３１０２９９１号公報 特許第２６９０４５２号公報 特開２００４−９０３６６号公報

本発明はこの様な状況下で考案されたものであり、その目的は、タイヤ金型用リング鋳物の直径拡張矯正の際に生じるクラウンR形状変形等の局部変形を、ゴム型工程で該当クラウンR形状変形等の逆形状付与と言う形で相殺し、リング鋳物に対して、直径拡張矯正後に正規の内径，クラウンR形状を持たせることができる技術を提供することにある。

上記の課題を解決するためになされた請求項１の発明は、原型からゴム型、ゴム型から鋳型、鋳型から鋳物の注型・反転工程を経てタイヤ成形用金型を製造する方法において、ゴム型として、ゴム層がゴム材より高いヤング率を持つ裏打ち材に保持され、かつタイヤの溝部を除くプロファイル面形状に対応するゴム層表面を基準として、ゴム層の肉厚を全体的に均一な厚みTにしておき、部分的に厚さΔTだけ他の部分より厚くしたものを用い、注型ゴム材の収縮特性（収縮率α）とゴム層の部分肉厚変化ΔTを利用して、原型に対して該当部位のプロファイル面形状をタイヤの半径方向にα・ΔTだけ拡張変形させたゴム型を得、このゴム型により得られる鋳型，鋳物のプロファイル面形状を当形状に追従した形で原型に対して変形させることを特徴とするものである。

また同一の課題を解決するためになされた請求項2の発明は、原型からゴム型、ゴム型から鋳型、鋳型から鋳物の注型・反転工程を経てタイヤ成形用金型を製造する方法において、ゴム型として、ゴム層がゴム材より高いヤング率を持つ裏打ち材に保持され、かつタイヤの溝部を除くプロファイル面形状に対応するゴム層表面を基準として、ゴム層の肉厚を全体的に均一な厚みTにしておき、部分的に裏打ち材とゴム層の間に厚さδTとなる空洞を持たせたものを用い、このゴム型に鋳型材を注型した時に、ゴム層の空洞部が鋳型材の重量による負荷で潰れる現象を利用して、原型に対して該当部位のプロファイル面形状をタイヤの半径方向にδTだけ拡張変形させた鋳型を得、これを用いて鋳造した鋳物のプロファイル面形状を当形状に追従した形で原型に対して変形させることを特徴とするものである。

さらに請求項３の発明は、タイヤ金型用リング鋳物のタイヤ幅方向の上下開口端部に、タイヤ金型として必要とされる形状以外に、鋳放し形状で直径拡張矯正用の掴み代部を付与出来る様に原型を作り込んでおき、鋳放しリング鋳物の内径が、正規の内径より0.5／1000〜1.5／1000程小さくなる事を狙って鋳造した後、掴み代部を用いて直径拡張矯正し、リング鋳物の内径を正規の直径にすると同時に、その真円度特性も改善するタイヤ成形用金型の製造方法において、請求項1または請求項2の方法により、直径拡張矯正で生じるタイヤ幅方向のR形状（クラウンR形状）変形の逆形状をリング鋳物に予め付与しておくことを特徴とするものである。

請求項１，２の発明によれば、タイヤ金型用リング鋳物の直径拡張矯正の際に生じるクラウンR形状変形等の局部変形を矯正することができ、特に従来法では原型を改造しない限り対応できなかった意匠面形状（プロファイル面形状）の局部補正を、ゴム型の作り込み工程の中で対処する事が可能となる為、タイヤ金型製造工程内の様々な設計変更に俊敏に安価に対応し易くなると言う利点がある。また請求項３の発明によれば、直径拡張矯正法を用いてタイヤ成形用金型を製作する場合に請求項1，2の技術を利用することにより、従来の直径拡張法の問題点であったクラウンR形状の変形（サバ折れ現象）を補正出来、直径拡張矯正法のみで、各部内径，真円度，クラウンR形状特性全ての寸法特性を所定の精度に納める事が可能となる。

（請求項１）図１２は請求項１の発明の実施形態を示す図であり、Aは原型１１の形状を示す断面図、BとCはこの原型１１から得られたゴム型１２の断面図、Dはゴム型１２から作成した石膏鋳型１３の断面図である。図１２Bに示す様にゴム型のゴム層２１の厚さTを一部のみ、ΔTだけ厚くして対応すると、ゴム材の収縮特性（収縮率α）から、この部位のみ半径方向にα・ΔTだけ拡張された形（ゴム層が裏打ち材側に余計に引っ張られる形）になり、原型１１に対して局部的に『所定の寸法だけ意図的に変形させた』ゴム型１２を製作する事が出来る。この変形量を真円度，直径矯正時に予想されるサバ折れ変形量等に対応させておき、このゴム型１２を用いて通常の方法によりタイヤ成形用金型を製造すればよい。

ゴム層２１の部分肉厚変化ΔTを付与する方法の具体例を図１３に示す。基本型に対して、幅Wの部分だけゴム層厚Tに対して、ΔTだけ肉厚を増す対応をする場合、上記用例A〜Cの様な方法が挙げられる。いずれの方法をとっても、幅Wの中央部付近でα・ΔT程度の局部凹形状がゴム型上に形成される事になるが、この凹形状をゴム型表面上で、どの程度滑らかに発生させるかを制御するのに、用例A〜Cのどれかを選択する事となる。用例Aの場合が最も局部的に凹形状が出来るのに対し、用例Cがもっともなだらかに凹形状が形成される。ゴム層を部分的にΔTだけ厚くするには、裏打ち材に該当分の肉盗みが存在しなければならないので、この肉盗み作業の実施のし易さと上記の様な凹形状に必要とされるなだらかさとの兼ね合いで、どの用例を用いるかを決定すべきと言える。

幅Wについては、経験的には、W≧Tである事が必要となる。W＜Tの場合は（基本ゴム厚Tの凹変形抵抗の配分が大きくなり）α・ΔTなる凹形状が形成されづらくなり、『制御した』凹形状をゴム型に形成させる事が難しいからである。本技術を用いると、従来法では原型を改造しない限り対応できなかった意匠面形状の局部補正を、ゴム型の作り込み工程の中で対処する事が可能となる為、タイヤ金型製造工程内の様々な設計変更に俊敏に安価に対応し易くなると言う利点が生まれてくるのである。

（請求項２）図１４は請求項２の発明の実施形態を示す図である。図示のように、ゴム層Tの一部に厚さδTの空洞２８を設けておく。ゴム層２１に空洞２８を設けるには、該当空洞形状の金属板等の肉盗み材に離型剤等を塗布したものをゴム注型時にゴム層２１内の該当部位に設置、抱き込ませ、ゴム材硬化後に抜き取ると言った方法で設定できる。このゴム型１２に石膏スラリーを注型すると、石膏スラリーの圧力により、ゴム層内の空洞が潰れ、該当部位がδTだけタイヤの半径方向に拡張された形の石膏鋳型１３が得られ、原型１１に対して局部的に『所定の寸法だけ意図的に変形させた』鋳型を製作する事が出来る。この変形量を真円度，直径矯正時に予想されるサバ折れ変形量等に対応させておき、このゴム型を用いて通常の方法によりタイヤ成形用金型を製造すればよい。

ゴム層２１に空洞δTを付与する方法の具体例を図１５に示す。基本型に対して、幅Wの部分だけゴム層厚Tに対して、δTだけ空洞を設ける対応をする場合、A〜Cの様な方法が挙げられる。この場合の各用例の選択は、請求項1の時と同じ様に決定される。用例Aが最も簡易な空洞形成対応が出来るのに対し、用例Cは所定の空洞形成は困難であるがゴム層の変形挙動を再現性高く制御しやすいと言う特徴を持っている。また用例Bは両者の中間の特性を持つ。

幅Wについては、経験的には、（δT<<T；δTがTに比べて充分小さい時）W≧Tである事が必要となる。W＜Tの場合は（基本ゴム厚Tの凹変形抵抗の配分が大きくなり）α・ΔTなる凹形状が形成されづらくなり、『制御した』凹形状をゴム型に形成させる事が難しいからである。本技術を用いると、請求項1の場合と同様に、従来法では原型１１を改造しない限り対応できなかった意匠面形状の局部補正を、ゴム型１２の作り込み工程の中で対処する事が可能となる為、タイヤ金型製造工程内の様々な設計変更に俊敏に安価に対応し易くなると言う利点が生まれる。

（請求項３）請求項３の発明は、直径拡張矯正法を用いてタイヤ成形用金型を製作する場合に請求項1，2の技術を利用することにより、従来の直径拡張法の問題点であった『クラウンR形状の変形（サバ折れ）』現象を補正し、直径拡張矯正法のみで、各部内径、真円度、クラウンR形状特性全ての寸法特性を所定の精度に納める事を可能とするものである。

図１６はその工程説明図であり、先ず上下に直径拡張矯正用の基準径２９を設けて原型１１を作成する。次に請求項１または請求項２の方法を用いて、上下基準径間の中間部近傍が寸法Δだけ半径方向に拡張された形の石膏鋳型１３を製作する。そして石膏鋳型１３を乾燥させた後、リング状に組立て、鋳枠で囲み、鋳造する。このとき鋳造後のリング鋳物の上下基準径部近傍の内径が、正規の内径（タイヤ金型内径）より0.5/1000〜1.5/1000程小さくなる様に鋳型リング組立てし、鋳造する。次にリング鋳物を回収し押湯除去加工を行なう。石膏鋳型１３ではクラウンR形状が上下基準径間で半径方向に寸法Δだけ凹形状に変形し、リング鋳物では上下基準径部近傍の内径が正規内径より小さい鋳物が得られる。

次にカム式エキスパンダー２３により上下基準径部負荷を与えて直径拡張矯正を行なう。なお内径を正規寸法より0.5/1000〜1.5/1000小さくするとした数値規制をしたのは、0.5/1000未満では本直径拡張矯正での『真円度矯正効果』が充分に発揮されず、1.5/1000を超えると本直径拡張矯正でリング鋳物が割れたり鋳包みサイプブレードとタイヤ金型本体間の接合力が低下する為である。この際生じるサバ折り現象で、鋳放し状態で半径Δ分だけ凹変形していたクラウンR形状が正規の形状に矯正される。その後、外周形状を加工してタイヤ金型を完成させる。このようにして、直径拡張矯正のみで内径，真円度，クラウンR形状全てを所定の公差内に納める事が出来る。

以上の工程を断面形状の模式図により再度説明すると図１７のとおりである。
(a) タイヤ金型で正規のクラウンR形状を、鋳造収縮分だけ拡大した形状の原型１１を製作し、請求項1，2の技術の何れかを用いて、原型１１からゴム型１２を反転製作する。
(b) 上下基準径の中間部近傍で鋳型にて半径方向にΔだけクラウンR形状が拡張される様に細工しておく。
(c) 同ゴム型１２を用いて石膏鋳型１３を注型反転し、必要数複製する。クラウンR形状が原型のものと比べてΔだけ変形した鋳型が得られる。
(d) 同鋳型を用いてリング鋳物を鋳造する。この際、リング鋳物の上下基準径部近傍の内径が、正規の内径（狙い内径）より0.5／1000〜1.5／1000ほど小さくなる事を狙って鋳造しておく。
(e) 同リング鋳物の上下基準径部を用いて直径拡張矯正を行なう。これにより内径を狙いのものにすると同時に、真円度特性も改善させる。鋳型の時点でのクラウンR形状の逆変形分で、本直径拡張矯正でのクラウンR形状変形が相殺され、正規のクラウンR形状も同時に得られる。
(f) 外周加工を行い完成金型を得る。

上記のゴム型工程で『Δ』寸法を適切に設定出来るか否かが、この発明のポイントとなるが、このΔ寸法設定には、
1)タイヤ金型のタイヤ幅方向寸法，及び金型肉厚
2)タイヤ金型合金材質（金型の強度特性）
3)直径拡張矯正させる割合（本発明では内径に対して0.5/1000〜1.5/1000だけ拡張させる事にしてあるが、この範囲内でも拡張量の微妙な差で必要とされるΔ寸法も変化する為。）
4)直径拡張時の温度（冷間矯正，温間矯正，熱間矯正の何れなのか）
5)タイヤ金型意匠面部の鋳出し骨（鋳出し突起）や鋳包みサイプブレードの配置状況
と言った様々な要因の影響を考慮に入れる必要が有る。これらの要因を考慮に入れ、有限要素法解析（コンピューター数値解析）を用いてΔを精度高く予測する事も可能であるが、特定の範囲内に制限すれば、『経験学的』にΔを設定する事も可能である。

以下に示す実施例及び比較例は全て、図１８の右側に示した断面形状の原型を用い、左側に示した断面形状のタイヤ成形用金型を製造した例を示す。その鋳造製法の概要は次の通りである。
・原型：上下に基準径を設けたもの（収縮率≒11／1000として金型形状を拡大したもの）
材質は合成木材『ケミウッド』
・ゴム型：裏打ち材は石膏，ゴム材質はポリサルファイドゴム，ゴム層厚は10mmを基本
ゴム材の収縮率α≒0.6％
・鋳型：材質は非発泡石膏（ノリタケジプサムG-6）
石膏パウダー1kgに対し水600gの割合で調合、スラリー化
・鋳造：合金材質 AC4C（Si 7重量％，Mg 0.4重量％，残 Al）、鋳込温度670℃で鋳造
・鋳造上がりで、上記金型内径寸法より1.0/1000ほど小さくなる事を狙って鋳造を実施し、リング鋳物の上下基準径部を用いて、油圧駆動のカム式エキスパンダーで直径拡張矯正して、上記正寸に矯正する事を基本とした。

（比較例）従来法により上記のタイヤ成形用金型を製造し、図１８中のＡ部〜Ｆ部の寸法を測定した。その結果を表１に示す。特に中央のＣ部とＤ部において、正規寸法との直径差が大きくなっている。また正規クラウンＲからの振れ幅が０．２mmを越えている。

（請求項１，３の実施例）
図１８の金型図のα部に対応する部位のみ、ゴム型でゴム層厚を30mmに増し、ゴム層厚の段差を約45の斜面で徐変すると言う形でゴム型を作り込み、比較例と同様にタイヤ金型を鋳造製作したところ、表２に示す寸法特性となった。これにより、本発明を用いた方が従来法より中央のＣ部とＤ部における正規寸法との直径差が小さく、また従来法よりも良いクラウンR形状精度が得られる事が確認できた。

（請求項２，３の実施例）
図１８の金型図のα部に対応する部位のみ、ゴム型でゴム層と裏打ち材間に0.2mmの空洞が出来る様にゴム型を作り込み、比較例と同様にタイヤ金型を鋳造製作したところ、表３に示す寸法特性となった。これにより、本発明を用いた方が従来法より良いクラウンR形状精度が得られる事が確認できた。

なお後者の実施例の方が前者の実施例よりもクラウンR形状精度が高いのは、前者の実施例がゴム材の収縮特性を利用する為、よほど大胆にゴム層の肉厚差を持たせない限り、大幅なゴム層の局部変形を持たせられない為である。前者の実施例でもα部のゴム層肉厚を40mm程度とすれば、理論上は後者の実施例と同様なクラウンR形状精度を達成できるが、ゴム材の使用量が増え、コストアップにつながる事から、前者の実施例ではα部のゴム肉厚を30mmに押えてある。

以上に説明したように、本発明を用いれば、原型形状を修正する事無く、ゴム型製作工程でタイヤ金型用リング鋳物のプロファイル面形状を局部的に、意とした形で変形させる事が出来る。このため本発明を利用すれば、従来対応が困難であったタイヤ金型用リング鋳物の、内径，真円度，クラウンR形状特性を、全て同時に精度高く矯正する事が可能となる。その他に、鋳造収縮特性の局部的変化に対しても、ゴム型工程でのゴム層厚の調整と言う形で、現場的に極めて簡易に対処できる。この意味で、本発明は鋳造製タイヤ成形用金型の高精度化に極めて有用である。

２Ｐモールドを製造する場合の工程説明図である。 セクター端面余肉設定法でセクショナルモールドを製造する場合の工程説明図である。 セクター端面余肉無設定法でセクショナルモールドを製造する場合の工程説明図である。 注型用ゴム材の収縮特性を示すグラフである。 ゴム型構造を示す断面図である。 セクター端面余肉設定法によるセクショナルモールドのセクターブロック加工時における直径・真円度向上のメカニズムの説明図である。 カム式エキスパンダーを用いた直径拡張矯正法の説明図である。 直径拡張矯正時におけるクラウンＲの形状変化を示す断面図である。 熱間サイジングによる直径矯正方法の説明図である。 振り子型ハンマーを用いた真円度矯正法の説明図である。 固定ハンマーを落下させる真円度矯正法の説明図である。 請求項１の発明の実施形態を示す、原型、ゴム型、石膏鋳型の断面図である。 ゴム層に部分肉厚変化を付与する具体例を示す断面図である。 請求項２の発明の実施形態を示す、原型、ゴム型、石膏鋳型の断面図である。 ゴム層に空洞を付与する具体例を示す断面図である。 請求項３の発明の実施形態を示す工程説明図である。 請求項３の発明の実施形態を示す断面図である。 実施例・比較例における原型とタイヤ成形用金型の寸法説明図である。

符号の説明

１１ 原型
１２ ゴム型
１３ 石膏鋳型
１４ 定盤
１５ 鋳枠
１６ 鋳枠
１７ 裏打ち材
１８ アルミニウム合金
１９ 鉄系合金
２０ ダミー鋳型
２１ ゴム層
２２ 裏打ち材
２３ カム式エキスパンダー
２４ 扇型スライド駒
２５ 拘束リング
２６ 振り子型ハンマー
２７ 固定ハンマー
２８ 空洞
２９ 基準径

Claims (3)

1. 原型からゴム型、ゴム型から鋳型、鋳型から鋳物の注型・反転工程を経てタイヤ成形用金型を製造する方法において、ゴム型として、ゴム層がゴム材より高いヤング率を持つ裏打ち材に保持され、かつタイヤの溝部を除くプロファイル面形状に対応するゴム層表面を基準として、ゴム層の肉厚を全体的に均一な厚みTにしておき、部分的に厚さΔTだけ他の部分より厚くしたものを用い、注型ゴム材の収縮特性（収縮率α）とゴム層の部分肉厚変化ΔTを利用して、原型に対して該当部位のプロファイル面形状をタイヤの半径方向にα・ΔTだけ拡張変形させたゴム型を得、このゴム型により得られる鋳型，鋳物のプロファイル面形状を当形状に追従した形で原型に対して変形させることを特徴とするタイヤ成形用金型の製造方法。
2. 原型からゴム型、ゴム型から鋳型、鋳型から鋳物の注型・反転工程を経てタイヤ成形用金型を製造する方法において、ゴム型として、ゴム層がゴム材より高いヤング率を持つ裏打ち材に保持され、かつタイヤの溝部を除くプロファイル面形状に対応するゴム層表面を基準として、ゴム層の肉厚を全体的に均一な厚みTにしておき、部分的に裏打ち材とゴム層の間に厚さδTとなる空洞を持たせたものを用い、このゴム型に鋳型材を注型した時に、ゴム層の空洞部が鋳型材の重量による負荷で潰れる現象を利用して、原型に対して該当部位のプロファイル面形状をタイヤの半径方向にδTだけ拡張変形させた鋳型を得、これを用いて鋳造した鋳物のプロファイル面形状を当形状に追従した形で原型に対して変形させることを特徴とするタイヤ成形用金型の製造方法。
3. タイヤ金型用リング鋳物のタイヤ幅方向の上下開口端部に、タイヤ金型として必要とされる形状以外に、鋳放し形状で直径拡張矯正用の掴み代部を付与出来る様に原型を作り込んでおき、鋳放しリング鋳物の内径が、正規の内径より0.5／1000〜1.5／1000程小さくなる事を狙って鋳造した後、掴み代部を用いて直径拡張矯正し、リング鋳物の内径を正規の直径にすると同時に、その真円度特性も改善するタイヤ成形用金型の製造方法において、請求項1または請求項2の方法により、直径拡張矯正で生じるタイヤ幅方向のR形状（クラウンR形状）変形の逆形状をリング鋳物に予め付与しておくことを特徴とするタイヤ成形用金型の製造方法。

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