JP4894943B2 - タイヤ加硫用モールドの製造方法およびタイヤ加硫用モールド - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ加硫用モールドの製造方法およびタイヤ加流用モールドに関し、さらに詳しくは、排気機構を備えたモールドを、簡便に製造することができるタイヤ加硫用モールドの製造方法およびこの製造方法により製造されるタイヤ加流用モールドに関するものである。

タイヤ加硫用モールドには、グリーンタイヤとモールドとの間に残留したエアや加硫の際に発生するガスを、モールド外部に排出させる排気機構が設けられている。従来、排気機構としてはベントホールが多用されていたが、加硫の際にゴムがベントホールに流入してスピューが発生するため、スピューが発生しない排気機構が種々提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１では、十分な排気を確保するために、薄板を折り曲げて一端部を重ね合わせ、他端部に大きな隙間を確保した積層ブレードが用いた排気機構が提案されている。この積層ブレードはブロックで保持され、このブロックをモールドのタイヤ成形面の凹状のポケットに嵌入させることにより、ポケットとブロックとで囲まれた排気室を形成している。エアやガスは、積層ブレードの一端部の微小隙間および他端部の大きな隙間を通じて排気室に排出される。しかしながら、この排気機構では、鋳造したモールドのタイヤ成形面にポケットを形成する工程、ブロックに積層ブレードを保持させた組立体を製造する工程、この組立体をポケットに嵌入させる工程が必要になるので、加工工程が多くなり製造に要する時間が長くなるという問題があった。

特許文献２に記載の発明では、モールドを構成するピースを鋳造する際に、溶融金属を複数回に分けてショットする。鋳造したピースには、ショット間の鋳継ぎ部に溶融金属の凝固収縮による微細なすき間が形成され、このすき間が排気通路になる。しかしながら、この発明では、溶融金属を複数回に分けてショットしなければならないため、加工工程が多くなり製造に要する時間が長くなるという問題があった。

特開２００８−２６０１３５号公報 特開２０００−２２９３２２号公報

本発明の目的は、排気機構を備えたモールドを、簡便に製造することができるタイヤ加硫用モールドの製造方法およびこの製造方法により製造されるタイヤ加流用モールド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、石膏鋳型の表面に溶融金属を流し込み、この溶融金属を固化させることにより石膏鋳型の表面形状を転写したモールドを製造するタイヤ加硫用モールドの製造方法において、前記石膏鋳型の表面に突設されたサイプ用ブレードの石膏鋳型の表面から突出している根元部分を、易崩壊性耐火材料からなる被覆層で被覆した状態にして、この状態の石膏鋳型の表面に溶融金属を流し込んで、石膏鋳型の表面の形状を転写するとともに前記サイプ用ブレードの根元部分を鋳込んだモールドを鋳造した後、前記被覆層を除去することにより前記サイプ用ブレードの根元部分の周囲にスリットを形成し、このスリットをモールドの外部に通じる排気孔と連通させるようにしたことを特徴とする。

また、本発明のタイヤ加硫用モールドは、タイヤ成形面にサイプ用ブレードが突設され、溶融金属を固化させることにより製造されたタイヤ加硫用モールドにおいて、前記タイヤ成形面に鋳込まれたサイプ用ブレードの根元部分の周囲に、この根元部分を被覆していた易崩壊性耐火材料からなる被覆層を除去することにより形成されたスリットを有し、このスリットがモールドの外部に通じる排気孔と連通してい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、石膏鋳型の表面に突設されたサイプ用ブレードの石膏鋳型の表面から突出している根元部分を易崩壊性耐火材料からなる被覆層で被覆した状態にして、この状態の石膏鋳型の表面に溶融金属を流し込んで、石膏鋳型の表面の形状を転写するとともに前記サイプ用ブレードの根元部分を鋳込んだモールドを鋳造した後、前記被覆層を除去することにより前記サイプ用ブレードの根元部分の周囲にスリットを形成するので、スリットを形成するための作業工程が簡略化される。そして、形成したスリットをモールドの外部に通じる排気孔と連通させることにより、排気機構を構築することができる。

この製造方法により、排気機構を備えた本発明のタイヤ加硫用モールドを簡便に得ることができる。

本発明のタイヤ加硫用モールドの製造方法では、前記サイプ用ブレードの根元部分に貫通孔を設け、この貫通孔の周囲部分は前記被覆層で被覆せずにブレードの素地を露出させたままの状態にして、前記溶融金属を流し込むこともできる。これにより、モールドの鋳造後に被覆層を除去しても、貫通孔の周囲部分で固化した溶融金属とサイプ用ブレードの根元部分とが密着接合しているので、サイプ用ブレードがモールドに強固に固定される。

前記被覆層の厚さは、例えば、０．０２ｍｍ〜０．１０ｍｍにする。これにより、スリットを通じて十分な排気を確保しながらスピューの発生を確実に防止できる。

鋳造用耐火材からなる紐状の排気孔形成部材を、前記石膏鋳型の表面に突設したサイプ用ブレードに対して、根元部分を被覆する被覆層に接触するように取り付けるとともに、前記溶融金属を流し込んでモールドを鋳造した際にモールドから一部が露出するように配置し、この状態の石膏鋳型の表面に溶融金属を流し込んで前記モールドを鋳造した後に、前記排気孔形成部材を除去することにより前記排気孔を形成することもできる。これにより、排気孔を形成するための切削加工が不要になる。

この製造方法により、切削加工では形成できない屈曲した排気孔など、任意の形状の排気孔を有するタイヤ加硫用モールドを得ることができる。

前記サイプ用ブレードの根元部分に突状部を設け、この突状部に前記排気孔形成部材を突き刺してサイプ用ブレードに取り付けることもできる。或いは、前記サイプ用ブレードの根元部分に切欠き部を設け、この切欠き部に前記排気孔形成部材を嵌合させてサイプ用ブレードに取り付けることもできる。これら突状部や切欠き部を設けることにより、簡単かつ安定して排気孔形成部材をサイプ用ブレードに取り付けることができるので、注湯によって排気孔形成部材がずれる不具合を防止できる。

本発明のタイヤ加硫用モールドを例示する平面図である。 図１のセクターを例示する平面図である。 図２の正面図である。 図３のピースの左半分を例示する平面図である。 図４の正面図である。 サイプ用ブレードを突設したゴム型の表面に石膏を流し込む工程を例示する説明図である。 図６のサイプ用ブレードを例示する正面図である。 サイプ用ブレードに排気孔形成部材を取り付けた石膏鋳型の表面に溶融金属を流し込む工程を、正面視で例示する説明図である。 図８の工程を平面視で示す説明図である。 図８のサイプ用ブレードと排気孔形成部材を拡大して例示する正面図である。 図１０のサイプ用ブレードの変形例を示す正面図である。 鋳造したピースに鋳込まれた被覆層および排気孔形成部材を除去する工程を例示する断面図である。

以下、本発明のタイヤ加硫用モールドの製造方法およびタイヤ加硫用モールドを、図に示した実施形態に基づいて説明する。図面に記載されているＣ矢印、Ｒ矢印、Ｗ矢印は、それぞれ、加硫用モールドに挿入して加硫されるグリーンタイヤの周方向、半径方向、幅方向を示している。

図１に例示するように、本発明のタイヤ加硫用モールド１（以下、モールド１）は、複数のセクター２を環状に組み付けて構成されるセクショナルタイプになっている。それぞれのセクター２は、図２、図３に例示するように複数のピース３とバックブロック４で構成され、隣り合うピース３どうしが密着した状態でバックブロック４に取付けられている。この実施形態では、１つのセクター２に、平面視で４個の長方形のピース３が固定されている。それぞれのピース３の内周側表面がタイヤ成形面５になる。ピース３は、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属材料を溶融させた溶融金属Ｍを固化させることにより形成されている。

図４、図５に例示するように、タイヤ成形面５には、タイヤの溝を形成する溝成形突起６がピース３と一体となって設けられている。また、タイヤ成形面５には、ステンレス鋼等からなるサイプ用ブレード７が、根元部分７ａがタイヤ成形面５に鋳込まれて突設されている。サイプ用ブレード７の厚さは、０．４ｍｍ〜１．２ｍｍ程度である。

サイプ用ブレード７の根元部分７ａの周囲には、スリット８が設けられている。このスリット８は、ピース３を鋳造した後に、根元部分７ａを被覆していた後述する被覆層１０を除去することにより形成されたものである。スリット８は、ピース３（モールド１）の外部に通じる排気孔９と連通している。

スリット８を通じて十分な排気を確保しながらスピューの発生を防止するために、スリット８のすき間は、０．０２ｍｍ〜０．１０ｍｍの範囲にすることが好ましい。尚、図４ではスリット８のすき間を実際よりも大きく図示している。
この実施形態の排気孔９は、ピース３を鋳造した後に、後述する紐状の排気孔形成部を除去することにより形成されたものである。排気孔９の大きさは、外径相当で１ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。図４では、排気孔９が屈曲しているが、直線状の排気孔９にすることもできる。

このピース３を組付けたモールド１を用いてグリーンタイヤを加硫すると、不要なエアやガスはスリット８を通じて排気孔９に排出され、さらにセクター２の端面等を通じてモールド１の外部に排出される。このようにして加硫中に適切な排気を確保できるので、タイヤの加硫故障が防止される。

このピース３を製造する方法は以下のとおりである。

図６に例示するように、ゴム型１４にはサイプ用ブレード７の根元部分７ａが埋設されて、サイプ用ブレード７がゴム型１４の表面に突設されている。ゴム型１４はマスター型の表面形状を転写して形成されたものである。

図７に例示するように、サイプ用ブレード７の根元部分７ａの表面は、予め被覆層１０によって被覆しておくとよい。図面では被覆層１０を斜線で示している。サイプ用ブレード７の根元部分７ａには、貫通孔７ｂが設けられている。貫通孔７ｂの周囲部分は被覆層１０で被覆せずにサイプ用ブレード７の素地を露出させたままの状態にすることが好ましい。被覆層１０を後工程で除去することによりスリット８が形成されるので、被覆層１０の厚さは０．０２ｍｍ〜０．１０ｍｍの範囲に設定する。

被覆層１０は、水に溶解し易い、或いは、衝撃で容易に壊れる易崩壊性耐火材料により形成されている。易崩壊性耐火材料としては、塗型材や石膏や黒鉛系離型材を含有した固形物等を例示できる。塗型材は、鋳造金型の溶湯に接触する部分に塗布されて鋳造金型の断熱材や保護材として機能するものである。塗型材の成分は、水、ケイ酸ソーダ、バーミキュライト、マイカ、ベントナイトである。また、黒鉛系離型材の成分は、黒鉛、ｎ−ヘキサン、ジメチルエーテル等である。

このゴム型１４の表面に石膏Ｐを流し込んで、ゴム型１４の表面形状を転写した石膏鋳型１２を製造する。このように製造した石膏鋳型１２の表面１２ａには、図８に例示するようにサイプ用ブレード７が突設される。サイプ用ブレード７の根元部分７ａは、石膏鋳型１２の表面１２ａから突出して露出した状態になる。石膏鋳型１２の溝１２ｂは、モールド１の溝成形突起６に相当する部分である。

次いで、この石膏鋳型１２の表面に溶融金属Ｍを流し込んでモールド１を鋳造する。その際、図８、図９に例示するように、鋳造用耐火材からなる紐状の排気孔形成部材１１を、石膏鋳型１２の表面１２ａに突設したサイプ用ブレード７に対して、根元部分７ａを被覆する被覆層１０に接触するように取り付ける。この時に、排気孔形成部材１１の端部を型枠１３に接するまで延設して、溶融金属Ｍを流し込んでモールド１を鋳造した際に、排気孔形成部材１１の一部がモールド１から露出するように配置する。排気孔形成部材１１を後工程で除去することにより、排気孔９が形成されるので、排気孔形成部材１１の太さは、外径相当で１ｍｍ〜１０ｍｍ程度にする。

図１０に例示するようにサイプ用ブレード７の根元部分７ａに突状部７ｃを設け、突状部７ｃに排気孔形成部材１１を突き刺してサイプ用ブレード７に取り付けることもできる。或いは、図１１に例示するようにサイプ用ブレード７の根元部分７ａに切欠き部７ｄを設け、切欠き部７ｄに排気孔形成部材１１を嵌合させてサイプ用ブレード７に取り付けることもできる。突状部７ｃや切欠き部７ｄを設けることにより、簡単かつ安定して排気孔形成部材１１をサイプ用ブレード７に取り付けることができるので、注湯によって排気孔形成部材１１がずれる不具合を防止することができる。

排気孔形成部材１１は、鋳造用耐火材により形成されている。鋳造用耐火材は、アルミニウム溶解炉、鋳造枠表面等の溶湯と接触する部分に設置され、アルミニウム溶湯による侵食摩耗等を防止するように機能するものである。鋳造用耐火材としては、モールドシール、鋳造用断熱材を例示できる。

モールドシールの主成分は、カオリン、ベントナイト、タルク、鉱油である。鋳造用断熱材の主成分は、アルミナ、シリカである。モールドシールは柔軟性があって、任意の形状に容易に変形させることができる。そのため、排気孔形成部材１１としてモールドシールを用いることにより、切削加工では形成できない屈曲した排気孔など、任意の形状の排気孔９を形成できる。

この状態の石膏鋳型１２の表面１２ａに溶融金属Ｍを流し込み、溶融金属Ｍを固化させることにより石膏鋳型１２の表面１２ａの形状を転写したピース３が鋳造される。鋳造されたピース３の表面（タイヤ成形面５）にはサイプ用ブレード７が突設され、ピース３の端面からは、排気孔形成部材１１の一部が露出した状態になる。サイプ用ブレード７の根元部分７ａは、被覆層１０で被覆されたままピース３に鋳込まれた状態になる。

次いで、鋳造したピース３の被覆層１０および排気孔形成部材１１を除去する。例えば、図１２に例示するように、噴射ノズル１５から噴射した高圧水流を被覆層１０および排気孔形成部材１１に吹き付けることによって、被覆層１０および排気孔形成部材１１を除去する。被覆層１０が除去された所がスリット８になり、排気孔形成部材１１が除去された所が排気孔９になる。排気孔形成部材１１の一部は、ピース３の端面から露出しているので、形成された排気孔９は、ピース３の外部に通じた状態になる。また、排気孔形成部材１１は、被覆層１０に接触させていたのでスリット８と排気孔９とは連通することになる。

上記のとおり、溶融金属Ｍを石膏鋳型１２の表面１２ａに流し込んで固化させる鋳造工程と、被覆層１０の除去工程とにより、排気機構を構成するスリット８をピース３のタイヤ成形面５に簡便に形成することができる。さらに、この実施形態では、鋳造工程と、排気孔形成部材１１の除去工程とにより、簡便に排気孔９を形成することができる。そのため、ピース３を鋳造した後に、排気孔９を形成するための切削加工が不要になる。

排気孔形成部材１１をサイプ用ブレード７に取り付けることなく、石膏鋳型１２の表面１２ａに溶融金属Ｍを流し込んでピース３を鋳造することもできる。この場合は、ピース３を鋳造した後に、被覆層１０を除去することでスリット８が形成されるが、排気孔９は別途形成する必要がある。そこで、ピース３を切削加工することにより、スリット８に連通するとともにピース３の外部に通じる排気孔９を形成する。

この実施形態では、貫通孔７ｂの周囲部分を、サイプ用ブレード７の素地を露出させたままの状態にして溶融金属Ｍを流し込んでピース３を鋳造している。そのため、モールド１の鋳造後に被覆層１０を除去しても、貫通孔７ｂの周囲部分で固化した溶融金属Ｍとサイプ用ブレード７の根元部分７ａとが密着接合しているので、サイプ用ブレード７がモールド１に強固に固定されて抜け難くなる。

１ モールド
２ セクター
３ ピース
４ バックブロック
５ タイヤ成形面
６ 溝成形突起
７ サイプ用ブレード
７ａ 根元部分
７ｂ 貫通孔
７ｃ 突状部
７ｄ 切欠き部
８ スリット
９ 排気孔
１０ 被覆層
１１ 排気孔形成部材
１２ 石膏鋳型
１２ａ 表面
１２ｂ
１３ 型枠
１４ ゴム型
１５ 噴射ノズル
Ｍ 溶融金属
Ｐ 石膏

Claims (8)

1. 石膏鋳型の表面に溶融金属を流し込み、この溶融金属を固化させることにより石膏鋳型の表面形状を転写したモールドを製造するタイヤ加硫用モールドの製造方法において、前記石膏鋳型の表面に突設されたサイプ用ブレードの石膏鋳型の表面から突出している根元部分を、易崩壊性耐火材料からなる被覆層で被覆した状態にして、この状態の石膏鋳型の表面に溶融金属を流し込んで、石膏鋳型の表面の形状を転写するとともに前記サイプ用ブレードの根元部分を鋳込んだモールドを鋳造した後、前記被覆層を除去することにより前記サイプ用ブレードの根元部分の周囲にスリットを形成し、このスリットをモールドの外部に通じる排気孔と連通させるようにしたことを特徴とするタイヤ加硫用モールドの製造方法。
2. 前記サイプ用ブレードの根元部分に貫通孔を設け、この貫通孔の周囲部分は前記被覆層で被覆せずにブレードの素地を露出させたままの状態にして、前記溶融金属を流し込む請求項１に記載のタイヤ加硫用モールドの製造方法。
3. 前記被覆層の厚さを０．０２ｍｍ〜０．１０ｍｍにする請求項１または２に記載のタイヤ加硫用モールドの製造方法。
4. 鋳造用耐火材からなる紐状の排気孔形成部材を、前記石膏鋳型の表面に突設したサイプ用ブレードに対して、根元部分を被覆する被覆層に接触するように取り付けるとともに、前記溶融金属を流し込んでモールドを鋳造した際にモールドから一部が露出するように配置し、この状態の石膏鋳型の表面に溶融金属を流し込んで前記モールドを鋳造した後に、前記排気孔形成部材を除去することにより前記排気孔を形成する請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ加硫用モールドの製造方法。
5. 前記サイプ用ブレードの根元部分に突状部を設け、この突状部に前記排気孔形成部材を突き刺してサイプ用ブレードに取り付けるようにした請求項４に記載のタイヤ加硫用モールドの製造方法。
6. 前記サイプ用ブレードの根元部分に切欠き部を設け、この切欠き部に前記排気孔形成部材を嵌合させてサイプ用ブレードに取り付けるようにした請求項４に記載のタイヤ加硫用モールドの製造方法。
7. タイヤ成形面にサイプ用ブレードが突設され、溶融金属を固化させることにより製造されたタイヤ加硫用モールドにおいて、前記タイヤ成形面に鋳込まれたサイプ用ブレードの根元部分の周囲に、この根元部分を被覆していた易崩壊性耐火材料からなる被覆層を、モールド鋳造後に除去することにより形成されたスリットを有し、このスリットがモールドの外部に通じる排気孔と連通していることを特徴とするタイヤ加硫用モールド。
8. 前記排気孔が、前記溶融金属に鋳込まれた鋳造用耐火材からなる紐状の排気孔形成部材を、モールド鋳造後に除去することにより形成されたものである請求項７に記載のタイヤ加硫用モールド。

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