WO2005082590A1

WO2005082590A1 - 積層モールドの製造方法

Info

Publication number: WO2005082590A1
Application number: PCT/JP2005/003200
Authority: WO
Inventors: Gyouei Iwamoto
Original assignee: Kabushiki Kaisha Bridgestone
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2005-09-09
Also published as: JP4295642B2; JP2005238747A

Abstract

　積層モールドを製造する際に、積層薄板１１を構成する薄板１２のタイヤ踏面に接する側をタイヤクラウン部の形状に対応する形状よりも余肉を付けた状態に加工して積層した後、投射材噴射装置３０の噴射ノズル３４から、上記積層薄板１１に、投射材供給装置２０から圧送された、セラミック系の粒子から成る投射材２２を投射するとともに、薄板１２，１２間の段差部の大きさに応じて、上記投射材２２の投射方向、噴射圧力、投射時間、あるいは、投射距離を制御しながら上記余肉を除去するようにすることにより、積層モールドのタイヤ踏面側の形状を、短時間で、本来のタイヤプロファイルに近い状態に加工できるようにした。

Description

積層モールドの製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、タイヤ加硫金型とその製造方法に関するもので、特に、複数の薄板を積層して成る積層薄板を備えたモールドの製造方法に関する。

背景技術

[0002] 従来、タイヤを成形する際には、図 5 (a) , (b)に示すような、タイヤクラウン部の断面形状を有するクラウン部金型 51をホルダー 52に取付けたセグメント 53を複数個環状に連結した加硫金型 50を用い、成型された生タイヤの内側に圧力をかけて上記生タィャ外表面を加熱された上記加硫金型 50の内壁に圧着させ、生ゴムを熱と圧力とで加硫する方法が行われて、る。

上記クラウン部金型 51は、通常、铸造により実現するが、このような铸造型は型製造に手間が力かるだけでなぐ材料コストも高いことから、近年、低コスト'短納期化を目的として、铸造型である上記クラウン部金型 51に代えて、図 6に示すような、薄板 6 laを積層して成る積層薄板カゝら成るクラウン部金型 61をホルダー 62に保持したセグメント 63をタイヤ周方向に沿って複数個配列して環状のトレッドパターン形成部を構成した積層モールドが用いられるようになつてきて、る。

上記薄板 61aは、自動ィ匕、スピードアップの観点から、一般的には、 2DCAMによるレーザー加工により加工される。そして、これらの薄板 61aを積層したクラウン部金型 61をホルダー 62に取付けて、積層薄板をクラウン部の金型としたセグメント 63を構成する。ところで、上記薄板 61aは、薄板材料に直角にレーザー光を照射して両端部をカットした矩形状の薄板であることから、上記タイヤ踏面には、上記矩形状の薄板 61aの厚みに相当する段差が残ってしまい、このため、加硫されたタイヤの外観が悪ィ匕するだけでなぐ性能面においても、現行の铸造型を用いて加硫したタイヤよりも低下してしまうといった問題点があった。また、タイヤ踏面に鋭角部が多いと耐久性等も悪化することが懸念される。そこで、エンドミルなどの工具を用いたフライスカロェや、放電電極を用いた電極加工により、上記段差部を滑ら力に加工する方法が行われている。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] し力しながら、積層薄板の段差部を加工する際に上記のような加工方法を用いた場合には、加工バリや力エリが発生し易ぐこの加工バリや力エリが薄板間の隙間を塞いでしまうため、薄板間からのエアー抜きができなくなってしまうといった問題点があつた o

また、上記加工法は、加工時間を多く必要とするため、積層モールドのメリットである短納期製作に対して不利である。

[0004] 本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、短時間で、積層モールドのタイャ踏面側の形状を、本来のタイヤプロファイルに近、状態に加工することのできる積層モールドの製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0005] 本願の請求の範囲 1に記載の発明は、複数の薄板をタイヤ幅方向に積層して成る積層薄板を備えた積層モールドの製造方法であって、上記各薄板のタイヤ踏面に接する側をタイヤクラウン部の形状に対応する形状よりも余肉を付けた状態に加工してから上記各薄板を積層し、しかる後に、上記積層された薄板の余肉部分をブラスト研削加工により除去するようにしたことを特徴とするものである。

請求の範囲 2に記載の発明は、請求の範囲 1に記載の積層モールドの製造方法において、上記積層薄板をブラスト研削加工する際に、投射材として、セラミック系の材料力成る細粒状の投射材を用いたことを特徴とするものである。

請求の範囲 3に記載の発明は、請求の範囲 2に記載の積層モールドの製造方法において、上記投射材の粒径を 80— 200 mとしたことを特徴とするものである。

[0006] また、請求の範囲 4に記載の発明は、請求の範囲 1一請求の範囲 3のいずれかに記載の積層モールドの製造方法にぉ、て、上記積層された薄板間の段差の大きさに応じて、上記投射材の噴射圧力、噴射距離、投射時間、及び、投射方向のいずれ力 1つまたは複数を変更しながらブラスト研削加工することを特徴とする。

[0007] 請求の範囲 5に記載の発明は、請求の範囲 1一請求の範囲 4のいずれかに記載の積層モールドの製造方法において、ブラスト研削加工後に、一旦積層された薄板を個々の薄板に分解して上記各薄板に発生したバリあるいは力エリを除去した後、上記各薄板を再度積層して積層モールドを組上げるようにしたことを特徴とする。また、請求の範囲 6に記載の発明は、請求の範囲 1一請求の範囲 4のいずれかに記載の積層モールドの製造方法において、積層された薄板の積層面と隣接する薄板の端部との接合部である積層薄板の谷間部分にマスキングを施してブラスト研削加工し、その後、上記マスキングを除去するようにしたことを特徴とする。

請求の範囲 7に記載の発明は、請求の範囲 1一請求の範囲 4のいずれかに記載の積層モールドの製造方法にぉ、て、上記薄板間にシム材を挟み込んで積層後にブラスト研削加工し、その後、上記シム材を除去するようにしたことを特徴とする。

発明の効果

本発明によれば、タイヤ加硫金型の積層薄板を構成する各薄板を、タイヤ踏面に接する側をタイヤクラウン部の形状に対応する形状よりも余肉を付けた状態に加工してから積層した後、上記余肉部分を、アルミナや炭化ケィ素などのセラミック系の材料力も成る細粒状の投射材を用いたブラスト研削加工により除去するようにしたので、短時間で、タイヤの輪郭を本来のタイヤプロファイルに近い状態にカ卩ェすることができる。

このとき、上記投射材の噴射圧力、投射距離、投射時間、あるいは投射方向などの投射条件をタイヤ踏面の形状に応じて変更し、段差研削量を制御しながらブラスト研削加工すれば、積層薄板のタイヤ踏面に接する側をタイヤクラウン部の形状に対応する形状に更に近づけることができる。

また、一旦積層を分解して、上記薄板に発生したバリや力エリなどの突起物を除去した後、上記薄板を再度積層するようにすれば、薄板間の隙間からのエアー抜きを更に確実に行うことができる。

また、上記積層薄板の谷間部分にマスキングを施したり、上記薄板間にシム材を挟み込んで積層したりするなどの前処理をして力ブラスト研削加工し、その後、上記マスキングやシム材を除去するようにしても同様の効果を得ることができる。

図面の簡単な説明 [0009] [図 1]本発明の最良の形態に係る積層モールドに使用される積層薄板のブラスト研削加工方法を示す模式図である。

[図 2]積層薄板のブラスト研削加工前後の状態を示す図である。

[図 3]本発明によるブラスト研削加工方法の他の例を示す図である。

[図 4]本発明によるブラスト研削加工方法の他の例を示す図である。

[図 5]従来の加硫金型の概要を示す図である。

[図 6]従来の積層モールドの概要を示す図である。

符号の説明

[0010] 10 セグメント、 11 積層薄板、 12 薄板、 13 ホルダー、

20 投射材供給装置、 21 投射材供給手段、 22 投射材、 23 コンプレッサ、 30 投射材噴射装置、 31 基台、 32 回転，移動手段、 33 ノズル保持手段、 34 噴射ノズル、 40 制御装置、 41 治具。

発明を実施するための最良の形態

[0011] 以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。

図 1は、本最良に係る積層プレート方式のタイヤ加硫金型 (積層モールド）に使用される積層薄板の加工方法を示す模式図で、本例では、各薄板のタイヤ踏面に接する側をタイヤクラウン部の形状に対応する形状よりも余肉を付けた状態に加工してから各セグメント毎に積層して積層薄板を作製し、この積層薄板の余肉部分をブラスト研削加工により除去する。同図において、 11は複数枚の薄板 12を積層して成る積層薄板、 20は投射材供給手段 21に収納された投射材 22をコンプレッサ 23から圧送される圧縮空気に混入させて圧送する投射材供給装置、 30は基台 31上に設けられた回転'移動手段 32と、この回転'移動手段 32に取付けられたノズル保持手段 33に搭載された噴射ノズル 34とを備え、上記投射材供給装置 20から圧送された投射材 22 を上記噴射ノズル 34から噴射して上記積層薄板 11のタイヤ踏面側をブラスト研削加ェする投射材噴射装置、 40は上記投射材噴射装置 20を制御して、上記噴射ノズル 34からの投射材 22の噴射圧力や投射時間を制御するとともに、上記回転'移動手段 32を駆動して上記噴射ノズル 34の位置を制御し、上記投射材 22の投射距離や投射方向を制御する制御装置である。本発明による積層モールドは、タイヤ踏面に接する側がブラスト研磨処理された積層薄板 11をホルダー 13に組付けてセグメント 10を組上げ、このセグメント 10を複数個環状に連結して作製される。

本例では、上記投射材 22として、アルミナ、炭化ケィ素などのセラミック系の粒子を用いている。上記粒子の大きさとしては、 # 80— # 120の篩で選別された、粒子径力 ¾0— 200 m程度の大きさものを用いることが望ましい。すなわち、上記粒子径が 200 mを超えると研削効率は向上するが面荒れが発生し、タイヤの表面状態に悪影響を及ぼす。一方、上記粒子径が 80 mに満たない場合には、研削効率が低下するため、ブラスト研磨処理を短時間で行うことが困難となる。

次に、上記セグメント 10の製造方法について説明する。

まず、図 2 (a)に示すように、上記各薄板 12を、タイヤ踏面に接する側が、同図のライン Lに示すようなタイヤクラウン部の形状 (タイヤプロファイル)より余肉を付けた状態に加工して積層した積層薄板 11を治具 41に取付けた後、上記図 1に示すように、上記積層薄板 11に噴射ノズル 34から上記投射材 22を投射して、上記余肉部分を除去する。これにより、図 2 (b)に示すように、タイヤ踏面に接する面 12Sのプロファイルを、上記ライン Lにほぼ近い、本来のタイヤプロファイルとほぼ同じ形状に加工することができる。なお、上記のように、治具 41を用いず、積層薄板 11をホルダー 13に直接取付けてブラスト研削加工してもよ、。

ところで、積層薄板 11のタイヤ踏面に接する側は自由曲面であるため、積層薄板 1 1の各薄板 12, 12間の段差量の大きさは一定ではない。そこで、本例では、制御装置 40により、上記段差部の大きさに応じて、上記噴射ノズル 34からの投射材 22の投射方向を制御するとともに、上記投射材 22の噴射圧力や投射時間、あるいは、投射距離を制御しながら上記投射材 22を積層薄板 11に投射するようにして!/ヽる。例えば、投射材 22の投射方向を上記ライン Lにほぼ垂直になるように傾斜させるとともに、セグメント 10のタイヤショルダー部に対応する箇所のような段差の大きい箇所では投射時間を長くして研削量を多くし、逆に、タイヤのセンタートレッドに近い段差の小さな箇所では投射時間を短くして研削量を少なくするように制御することにより、タイヤ踏面に接する面 12Sのプロファイルを、上記ライン Lにほぼ近い形状に加工することができる。なお、噴射圧力を大きくしたり、投射距離を小さくするなどしても研削量を多くすることができる。また、投射時間、噴射圧力、投射距離を組合わせたり、これらのパラメータを全て用いて研削量を制御するようにしてもょ、。

[0013] 本例では、上記のように、粒子径が 80— 200 μ m程度の、アルミナ、炭化ケィ素などのセラミック系の粒子力も成る投射材 22を用いて、るので、従来のフライス加工のような機械加工に比較して加工バリや力エリなどの発生が少ない。また、加工バリや力エリが発生してもポーラスな状態で付着しているので、薄板 12, 12間の隙間が加エバリゃカエリなどにより塞がれてしまうことはなぐそのままでも十分にエアーを排出することは可能であるが、薄板 12, 12間からのエアー抜き更に確実に行うためには、ブラスト研磨後に、一旦積層を分解して、上記薄板 12に発生した加工バリや力エリなどを除去し、しかる後に、上記薄板 12を再度積層することが望ましい。

このように、上記各薄板 12のブラスト研削加工により生じたバリや力エリなどを除去した後に上記各薄板 12を再度積層するようにすれば、薄板 12, 12間の隙間を生タィャに接する側に確実に開口させることができるので、薄板 12, 12間からのエアー抜きを更に確実に行うことができる。

なお、上記カ卩工バリや力エリなどの除去を行うときでも、必ずしも全ての薄板 12について行う必要はなぐエアー溜りの生じ易い箇所の薄板 12や、単位時間当たりの研削量が多力つた箇所の薄板 12についてのみ行えば十分である。

[0014] このように、本最良の形態によれば、積層モールドを製造する際に、積層薄板 11を構成する薄板 12のタイヤ踏面に接する側をタイヤクラウン部の形状に対応する形状よりも余肉を付けた状態に加工して力積層した後、上記積層薄板 11に投射材噴射装置 30の噴射ノズル 34から、投射材供給装置 20から圧送された、セラミック系の粒子から成る投射材 22を投射するとともに、薄板 12, 12間の段差部の大きさに応じて、上記投射材 22の投射方向、噴射圧力、投射時間、あるいは、投射距離を制御しな力上記余肉部分を除去するようにしたので、上記積層薄板 11のタイヤ踏面に接する面のプロファイルを、本来のタイヤプロファイルとほぼ同じ形状に加工することができる。

また、ブラスト研磨後に、一旦積層を分解して、上記各薄板 12に発生した加工バリや力エリなどを除去した後に、上記各薄板 12を再度積層するようにすれば、薄板 12 , 12間からのエアー抜きを更に確実に行うことができる。

[0015] なお、上記最良の形態では、エアー抜きを更に確実に行うため、薄板 12の加エバリゃカエリなどを除去した後、薄板 12を再度積層するようにしたが、図 3に示すように、予め、薄板 12, 12の谷間に、スプレー 14等を用いて、剥離性の塩ィ匕ビニル等によるマスキング 15を施しておき、その後、ブラスト研削加工すれば、薄板 12, 12の境界で発生し易い加工バリや力エリを抑制することができるとともに、投射材 22や研削された薄板 12の破片が上記薄板 12, 12の隙間へ侵入することを防ぐことができるので、エアー抜けを確実に行うことができる。また、上記マスキング 15により、薄板 12, 12 との境界部がより滑らかに研削されるので、加工精度を更に向上させることができる。なお、上記マスキング 15はブラスト研削加工後に除去される。

また、上記マスキング処理に代えて、図 4に示すように、上記薄板 12, 12間にシム材 16を挟み込んで積層し、し力る後にブラスト研削加工しても同様の効果を得ることができる。すなわち、上記シム材 16は段差部を小さくするとともに、薄板 12, 12間の開口部を覆うので、薄板 12, 12との境界部がより滑らかに研削されるとともに、上記隙間への投射材 22や研削された薄板 12の破片の侵入を防ぐことができる。なお、上記シム材 16もブラスト研削加工後には除去する。

実施例

[0016] 板厚が 0. 5mmの金属薄板をレーザー切断により加工し、これらの薄板を積層して得られた積層薄板を用いて、タイヤサイズが 265Z35R18の乗用車用タイヤのタイャ加硫金型 (積層モールド)を作製した。なお、ブラスト研削加工は、 1セグメント毎に実施した。ここで、投射材として、粒度が # 100のアルミナを使用し、これを積層薄板表面力ゝら約 100mm離れた位置から、噴射圧力 0. 5MPaで上記積層薄板に投射した。このとき、タイヤショルダー部などの段差の大きい箇所では研削時間を多くし、タィャセンター部などの段差の比較的ない箇所で少なくした。具体的には、噴射ノズルをタイヤ周方向に、周期が 15— 30秒の振り子運動させ、上記ノズルの往復回数を増減させることにより研削時間を変更した。

その結果、 0. 5mm以上の段差量を 0. Olmm以下まで平滑にカ卩ェすることができ、積層薄板のタイヤ踏面に接する面のプロファイルを、目標とする形状とすることができた。また、この積層薄板を用いて作製した積層モールドにより、実際にタイヤを加硫したところ、ベアなどの発生のないタイヤを得ることができ、エアー抜きが確実に行われて、たことが確認された。

また、上記積層薄板を一旦分解した後、エアー溜りとなる箇所の薄板についてバリ取りを行い、再度組上げて作製した積層モールドを用いて、実際にタイヤを加硫したところ、ベアなどの発生を更に抑制することができることが確認された。

産業上の利用可能性

このように、本発明によれば、積層薄膜のタイヤ当面に接する側の形状を、短時間で本来のタイヤプロファイルに近い状態にカ卩ェすることができるので、積層モールドの加工時間を大幅に短縮することができる。したがって、積層モールドの低コスト'短納期化を容易に実現することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 複数の薄板を積層して成る積層薄板を備えた積層モールドの製造方法において、上記各薄板のタイヤ踏面に接する側をタイヤクラウン部の形状に対応する形状よりも余肉を付けた状態に加工して力上記各薄板を積層し、しかる後に、上記積層された薄板の余肉部分をブラスト研削加工により除去するようにしたことを特徴とする積層モールドの製造方法。

[2] 上記積層薄板をブラスト研削加工する際に、投射材として、セラミック系の材料から成る細粒状の投射材を用いたことを特徴とする請求の範囲 1に記載の積層モールドの製造方法。

[3] 上記投射材の粒径を 80— 200 μ mとしたことを特徴とする請求の範囲 2に記載の積層モールドの製造方法。

[4] 上記積層された薄板間の段差の大きさに応じて、上記投射材の噴射圧力、噴射距離、投射時間、及び、投射方向のいずれか 1つまたは複数を変更しながらブラスト研削加工することを特徴とする請求の範囲 1一請求の範囲 3のいずれかに記載の積層モールドの製造方法。

[5] ブラスト研削加工後に、一旦積層された薄板を個々の薄板に分解して上記各薄板に発生したバリある、は力エリを除去した後、上記各薄板を再度積層して積層モールドを組上げるようにしたことを特徴とする請求の範囲 1一請求の範囲 4のいずれかに記載の積層モールドの製造方法。

[6] 積層された薄板の積層面と隣接する薄板の端部との接合部である積層薄板の谷間部分にマスキングを施してブラスト研削加工し、その後、上記マスキングを除去するようにしたことを特徴とする請求の範囲 1一請求の範囲 4のいずれかに記載の積層モールドの製造方法。

[7] 上記薄板間にシム材を挟み込んで積層した後にブラスト研削加工し、その後、上記シム材を除去するようにしたことを特徴とする請求の範囲 1一請求の範囲 4のいずれかに記載の積層モールドの製造方法。