WO2005082591A1 - ブレードの植え込み方法、タイヤ加硫金型及びブレード - Google Patents

Abstract

　トレッドパターンが複雑な場合でも、容易にかつ確実にブレードを植え込むことのできるようにするため、タイヤ加硫金型のピース１４を、焼結可能な粉体を加熱・焼結して積層する粉体焼結法により作製するとともに、上記ピース１４に、ストレート溝から成る打込み溝部１７ａと、この打込み溝部１７ａの底部側に設けられた上記打込み溝部１７ａの溝幅よりも広い幅の段差部１７ｂとを備えたブレード植え込み溝１７を形成し、この植え込み溝１７に、矩形板状のブレード本体２１の植え込み側に折り曲げ部２２を形成したブレード２０を植え込むようにした。

Description

明 細 書

ブレードの植え込み方法、タイヤ加硫金型及びブレード

技術分野

[0001] 本発明は、金型のキヤビティ内面側にトレッドパターンを形成するための突起部が 形成されたタイヤ加硫金型に、ブレードを後植えして固定する方法に関するものであ る。

背景技術

[0002] タイヤを成形する際には、成型された生タイヤの内側に圧力をかけて上記生タイヤ 外表面を加熱された金型の内壁に圧着させ、生ゴムを熱と圧力とで加硫するための 金型（以下、タイヤ加硫用金型）が用いられる。このようなタイヤ加硫用金型のキヤビ ティ内面側（タイヤ踏面側）には、タイヤのトレッドパターンを形成するための複数の 突起部 (成形骨）が形成されており、この突起部間の溝部にはトレッドの陸部にサイプ を形成するためのブレードが植え込まれる。

タイヤ加硫用金型にブレードを植え込んで固定する方法としては、従来、金型のタ ィャ踏面側にブレードを植え込むための細溝を機械加工にて形成し、この細溝にブ レードを差し込んだ後溶接したり、上記差し込んだブレードの斜め横から上記ブレー ドまで到達する穴をあけて上記穴に固定用のピンを打込んだ後、上記ピンの打込み 部を肉盛り溶接したりして、上記ブレードを上記金型に固定する方法が一般的である

[0003] 一方、工具を用いることなぐ作製すべきタイヤの三次元画像からタイヤ加硫金型を 作製する方法が提案されている (例えば、特許文献 1参照)。これは、金型の少なくと も一部または全部を、金属材料あるいはセラミック系材料力も成る焼結可能な粉体を レーザー光で加熱 '焼結して積層して形成する粉体焼結法を用いて作製するもので 、その装置としては、例えば、図 6に示すような、レーザー焼結装置 50が用いられて いる。このレーザー焼結装置 50は、保持チャンバ一 51内に平均粒子サイズが 30— 100 mの粉体粒子 52を収納しておき、上記保持チャンバ一 51内の持ち上げ板 53 を上方に所定量変位させて、厚さが 0. 2-0. 5mmの粉体層 52Lを取出し、これを、 分配ドクターブレード 54により、保持チャンバ一 51に隣接して設けられた回収チャン バー 55へ搬送し、上記回収チャンバ一 55内に移送された粉体層 52Lに局所加熱手 段であるレーザー装置 56からのレーザービーム 56zを照射して加熱することにより、 上記粉体粒子 52を焼結しながら積層して、積層焼結体を形成するもので、電子制御 装置 57により、上記レーザービーム 56zの光路を制御するミラー 58の向きを予め記 憶されたタイヤの CAD図面に基づいて制御して、上記レーザービーム 56zを走査し 、上記粉体層 52Lを所定の輪郭にて境が設定されたスペース内で焼結する。これに より、上記所定の輪郭形状を有する積層焼結体の層を形成することができるので、上 記のような工程を繰り返すことにより、機械加工が困難であった通気口や排気通路な どの微小な径を有する穴部ゃ孔部、あるいは、アンダーカットとなるような溝部が形成 されたタイヤ加硫金型を容易に作製することができる。

特許文献 1：特開平 10- 244540号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] ところで、上記従来のブレードの固定方法では、上記ブレードの固定箇所が金型の 溝部であるため、特に、トレッドパターンが複雑な場合には、上記ブレードを植え込み 用の細溝や固定ピンを通す穴などの加工や溶接等の作業がやりにくぐ更に、溶接 後には、上記金型力 突出している溶接部分を研削して表面仕上げを行わなければ ならないため、作業効率が悪かった。また、品質面においても、ブレードの固定位置 が不安定であるだけでなぐブレードの固定が不完全であるとブレード抜けが発生す るため、検査工程を設けて上記ブレード抜けをチェックする必要があった。

そこで、上記粉体焼結法を用いてタイヤ加硫金型を作製するようにすれば、トレッド ノターンが複雑であっても、上記溝部や固定ピンを通す穴などを容易に形成すること が可能であると考えられるが、この場合も、溶接作業や溶接後の表面仕上げについ ては省略することはできないので、作業効率はそれほど向上しない。また、ブレード 抜けについては、ブレードの固定方法そのものに問題があると考えられるので、現段 階では、検査工程を省略することが困難であった。

[0005] 本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、トレッドパターンが複雑な 場合でも、容易にかつ確実にブレードを植え込んで固定することのできる方法を提供 することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0006] 本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、ブレードは金属等の弾性を有する部材で 構成されていることから、上記ブレードの植え込み側を予め折り曲げて、これをブレー ドの厚さよりも若干広い細溝に挿入すれば、挿入後には、上記ブレードは開く方向に 変形しょうとするので、ブレード植え込み用の細溝に上記ブレードの折り曲げ部が掛 り止めされる箇所を設けるようにすれは、上記ブレードを確実にブレード植え込み用 溝に固定することができること見いだし、本発明に到ったものである。

すなわち、本願の請求の範囲 1に記載の発明は、タイヤ加硫金型にブレードを植え 込んで固定する方法であって、金型の少なくともブレード植え込み溝を含む部分を 焼結可能な粉体を加熱 '焼結して積層する粉体焼結法により作製するとともに、上記 ブレード植え込み溝の底部側に上記溝の溝幅よりも広 、幅の段差部を設け、この植 え込み溝に、植え込み側にてブレードと一体ィ匕され、ブレードの面に対して所定の角 度だけ折り曲げられた折り曲げ部を形成したブレードを植え込むようにしたことを特徴 とするちのである。

請求の範囲 2に記載の発明は、請求の範囲 1に記載のブレードの植え込み方法に おいて、上記ブレードの植え込み側に、植え込み側が閉じられた切り込みを入れ、上 記切り込み部で囲まれた部分を折り曲げて、上記植え込み溝に上記ブレードを植え 込むようにしたことを特徴とする。

[0007] 請求の範囲 3に記載の発明は、請求の範囲 1または請求の範囲 2に記載のブレー ドの植え込み方法に用いられるタイヤ加硫金型であって、金型の少なくともブレード 植え込み溝を含む部分を、焼結可能な粉体を加熱 ·焼結して積層する粉体焼結法に より作製するとともに、上記ブレード植え込み溝の底部側に、上記溝の溝幅よりも広 V、幅を有する段差部を設けたものである。

請求の範囲 4に記載の発明は、請求の範囲 3に記載のタイヤ加硫金型であって、 上記金型を構成する焼結体の気孔内に金属または合金を熔浸させて成ることを特徴 とするちのである。 [0008] また、請求の範囲 5に記載の発明は、請求の範囲 1または請求の範囲 2に記載のブ レードの植え込み方法に用いられるブレードであって、当該ブレードの植え込み側に 、ブレードと一体化され、ブレードの面に対して所定の角度だけ折り曲げられた折り 曲げ部が形成されていることを特徴とするものである。

請求の範囲 6に記載の発明は、請求の範囲 5に記載のブレードであって、当該ブレ ードの植え込み側に、植え込み側が閉じられた切り込みを入れ、上記切り込み部で 囲まれた部分を折り曲げて上記折り曲げ部を形成したものである。

発明の効果

[0009] 本発明によれば、金型のタイヤ踏面側に形成されるブレード植え込み溝の底部側 に、上記溝の溝幅よりも広い幅の段差部を設けるとともに、この植え込み溝に、例え ば、植え込み部に植え込み側が閉じられた切り込みを入れ、上記切り込み部で囲ま れた部分を折り曲げて形成した、植え込み側にてブレードと一体ィ匕され、ブレードの 面に対して所定の角度だけ折り曲げられた折り曲げ部を有するブレードを植え込む ようにしたので、植え込み後には、上記折り曲げ部分が反り返って上記段差部に掛り 止めされ、ブレードが上記植え込み溝に確実に固定される。したがって、ブレード固 定加工を行うことなぐブレードを上記植え込み溝に確実に固定することができる。 また、上記段差部は植え込み溝に対してはアンダーカットの位置に形成されるが、 金型の少なくとも上記植え込み溝を含む部分を、焼結可能な粉体を加熱 ·焼結して 積層する粉体焼結法により作製するようにしたので、上記段差部を有する植え込み 溝を容易に形成することができるとともに、溝加工などの余分な加工工程が不要とな る。

図面の簡単な説明

[0010] [図 1]本発明の最良の形態に係るタイヤ加硫金型の概略断面図である。

[図 2]本最良の形態に係るブレードを示す斜視図である。

[図 3]熔浸装置の概要を示す模式図である。

[図 4]本最良の形態に係るブレードの植え込み方法を示す図である。

[図 5]本最良の形態に係るブレードの他の例を示す図である。

[図 6]粉体焼結法に用いられるレーザー焼結装置の概略構成を示す図である。 符号の説明

[0011] 10 タイヤ加硫金型、 11 上モールド、 12 下モールド、 13 ホルダー、

14 ピース、 14a タイヤ形成面（トレッド型付け面）、 15 突起部、

16 溝部、 17 ブレード植え込み溝、 17a 打込み溝部、 17b 段差部、

17η 掛り止め部、 20 ブレード、 21 ブレード本体、 21k 切り込み、

22 折り曲げ部、 30 熔浸装置、 31 収納容器、 32 熔浸金属供給装置、

33 ピストン、 34 溶湯導入口、 35 溶湯通路、 T 金属。

発明を実施するための最良の形態

[0012] 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、本最良の形態に係るタイヤ加硫金型 10の概略断面図で、この金型 10は、 タイヤサイド部に接する上，下モールド 11, 12と、ホルダー 13に固定された複数個 のピース 14と力も成るセクタ一モールドをタイヤ周方向に沿って複数個環状に配列し て構成されるもので、上記各ピース 14の凹部となるトレッド型付け面 14aがタイヤ形 成面、すなわち、加硫する生タイヤのゴムが密着する部分となる。このタイヤ形成面（ トレッド型付け面） 14aには、タイヤトレッドの溝部に対応する複数の突起部 15 (成形 骨）が形成されており、この突起部 15, 15間の溝部 16にはトレッドの陸部にサイプを 形成するためのブレード 20を植え込むための細溝（以下、ブレード植え込み溝という ) 17が形成されている。このブレード植え込み溝 17は、上記ピース 14のタイヤ形成 面 14aからホルダー 13側に延長するストレート溝である打込み溝部 17aと、この打込 み溝部 17aの底部側に上記打込み溝部 17aに連通して設けられた段差部 17bとを 備えている。この段差部 17bは、上記打込み溝部 17aの延長方向とは直交する方向 に突出するように設けられており、かつ、その幅は、上記打込み溝部 17の溝幅よりも 広区形成されている。

上記段差部 17bは、上記打込み溝部 17aに対してはアンダーカットの位置に形成 されるだけでなく、上記打込み溝部 17aの溝幅も狭いため、上記のようなブレード植 え込み溝 17は従来の機械加工や放電加工では非常に形成しにくいが、本最良の形 態では、上記各ピース 14を、上述した焼結可能な粉体を加熱'焼結して積層する粉 体焼結法により作製するようにしたので、上記段差部 17bを有する植え込み溝 17を 容易に形成することができる。

[0013] また、図 2は、上記各ピース 14のブレード植え込み溝 17に植え込まれるブレード 2 0の構成を示す斜視図で、本例では、ブレード 20として、矩形板状のブレード本体 2 1の植え込み側に、略コの字状の切り込み 21kを入れ、上記切り込み 21kで囲まれた 部分を、ペンチ等を用いて、上記ブレード本体 21の面に対して所定の角度だけ折り 曲げて塑性変形させ、折り曲げ部 22を形成している。なお、上記切り込み 21kは、例 えば、レーザー加工あるいは放電カ卩ェすることにより形成することができる。

上記ブレード本体 21は、金属等の弾性を有する部材で構成されていることから、上 記折り曲げ部 22は 、わゆるパネになって 、るので、上記折り曲げ部 22を折り曲げた 位置力もブレード本体 21側あるいはその反対側に変形させると、変形量が弾性変形 の範囲内であれば、上記折り曲げ部 22はパネの復元力により上記折り曲げた位置に 復帰する。

[0014] 次に、本発明によるブレードの植え込み方法ついて説明する。

まず、上記図 6に示したレーザー焼結装置 50と同様な構成の焼結装置を用いて、 平均粒径が 10— 80 mの焼結可能な金属粉体 (例えば、 SUSの粉体)を、予め設 定したピース 14の 3D— CAD図面に基づき、局所加熱手段であるレーザービームで 加熱し、積層ピッチ 0. 02mm— 0. 2mmにて造形して、 3000— 5000層の積層を行 うことにより、タイヤの溝部となる複数の突起部 15と、上記突起部 15, 15間の溝部 16 に形成されるブレード植え込み溝 17を有するピース 14を作製する。

上記ブレード植え込み溝 17の段差部 17bは、打込み溝部 17aに対してはアンダー カットの位置に形成されており、機械加工による形成は困難である力 上記粉体焼結 法を用いることにより容易に形成することができる。なお、粉体焼結法の詳細につい ては、上記従来例と同様であるので省略する。

本例では、更に、上記作製されたピース 14を、例えば、図 3に示すような、熔浸装 置 30の収納容器 31内に投入した後、上記ピース 14を構成する SUSよりも融解温度 の低い金属 T (例えば、銅)をその融点以上の温度まで加熱した後、熔浸金属供給 装置 32内に収納された溶融金属 Tをピストン 33により、上記収納容器 31の溶湯導 入口 34に連通する溶湯通路 35に圧送して、上記収納容器 31内に導入し、上記ピ ース 14を構成する焼結体の気孔内に上記金属 Tを熔浸させる。なお、上記金属 Τを 熔浸させる方法としては、予め溶解させた金属 Τが収納されている容器を準備し、こ の容器内に、所定の温度に予備加熱した上記ピース 14を浸漬させるようにしてもよ い。

[0015] 次に、図 4 (a) , (b)に示すように、上記ブレード植え込み溝 17に上記ブレード 20を 植え込む。ブレード 20が上記植え込み溝 17に打込まれる際には、打込み溝部 17a の溝幅がブレード本体 21の厚さとほぼ同じであるので、上記折り曲げ部 22は上記打 込み溝部 17aの内壁によってブレード本体 21側に押されて変形し、ブレード本体 21 の上記略コの字状の切り込み 21k内に戻される。したがって、ブレード本体 21と折り 曲げ部 22とはほぼ 1枚の板になるので、ブレード 20をブレード植え込み溝 17に容易 に打込むことができる。

ブレード 20がブレード植え込み溝 17の奥まで打込まれると、上記折り曲げ部 22の 全体が上記ブレード本体 21の厚さよりも大きな幅を有する段差部 17b内に入るため 、折り曲げ部 22は元の位置に戻ろうとして広がった状態になる。このため、上記ブレ ード 20を引き抜こうとする力が作用した場合には、上記折り曲げ部 22が上記段差部 17bのタイヤ形成面側のエッジである掛り止め部 17ηに引つかかり、いわば、ロックが 力かった状態となる。したがって、上記ブレード 20の打込み後に、溶接などの、上記 ブレード 20を固定する作業を行わなくても、上記ブレード 20を上記ブレード植え込 み溝 17に固定することができる。

なお、上記ブレード 20は、打込み時にはほぼ 1枚の板になることから、上記打込み 溝部 17aの溝幅は、従来の細溝の溝幅と同様に、上記ブレード 20の厚さよりも若干 大きく形成しておけばよい。このとき、ブレード 20と打込み溝部 17aとの隙間の大きさ としては 10 m以下とすることが好ましぐこれにより、ブレード植え込み溝 17とブレ ード 20との間にガタが生じることがないので、上記ブレード 20を上記ブレード植え込 み溝 17に確実に固定することができる。また、加硫時のゴムのはみだしについてもこ れを抑制することができる。

[0016] このように、本最良の形態によれば、タイヤ加硫金型 10のピース 14に、ストレート溝 から成る打込み溝部 17aと、この打込み溝部 17aの底部側に設けられた上記打込み 溝部 17aの溝幅よりも広い幅の段差部 17bとを備えたブレード植え込み溝 17を形成 するとともに、この植え込み溝 17に、矩形板状のブレード本体 21の植え込み側に、 略コの字状の切り込み 21kを入れ、上記切り込み 21kで囲まれた部分を折り曲げてさ せた折り曲げ部 22を形成したブレード 20を植え込むようにすることにより、上記ブレ ード 20を引き抜こうとする力が作用した場合でも、上記折り曲げ部 22が反り返って上 記段差部 17bの掛り止め部 17ηにロックされるので、上記ブレード 20を上記ブレード 植え込み溝 17に確実に固定することができるとともに、ブレード抜けを確実に防止す ることがでさる。

また、上記ピース 14を焼結可能な粉体を加熱 ·焼結して積層する粉体焼結法により 作製するようにしたので、打込み溝部 17aに対してはアンダーカットの位置に形成さ れる段差部 17bを有するブレード植え込み溝 17を容易に形成することができる。

[0017] なお、上記最良の形態では、ブレード本体 21の植え込み側に、略コの字状の切り 込み 21kを入れて折り曲げ部 22を形成したブレード 20について説明した力 これに 限るものではなぐ例えば、図 5 (a)に示すように、折り曲げ部 22aを台形状としたブレ ード 20Aや、図 5 (b)に示すように、短冊状の折り曲げ部 22bを複数個設けたブレー ド 20Bを用いても同様の効果を得ることができる。

また、本発明のブレードの植え込み方法は、図 2あるいは図 5に示した矩形板状の ブレード 20, 20A, 20Bに限らず、 L字型のものや、 R曲げしたものなど、他の形状や 他の種類のブレードを植え込む場合にも適用可能である。

また、上記例では、ピース 14全体を、粉体焼結法を用いて作製したが、上記ピース 14のブレード植え込み溝 17を含む部分や金型の内壁形状が複雑な部分、更には、 微細な通気口や排気通路がある部分を粉体焼結法により作製し、他の部分にっ 、て は従来の铸造法などを用いて作製してこれらを組上げるようにしてもょ 、。

産業上の利用可能性

[0018] このように、本発明によれば、金型のキヤビティ内面側にトレッドパターンを形成する ための突起部が形成されたタイヤ加硫金型にブレードを確実に固定することができる ので、品質の向上を図ることができるとともに、余分な力卩ェが不要となるので、工数を 大幅に削減することができる。

Claims

請求の範囲

[1] タイヤ加硫金型にブレードを植え込んで固定する方法であって、金型の少なくとも ブレードの植え込み溝を含む部分を焼結可能な粉体を加熱 ·焼結して積層する粉体 焼結法により作製するとともに、上記ブレードの植え込み溝の底部側に上記溝の溝 幅よりも広い幅の段差部を設け、この植え込み溝に、植え込み側にてブレードと一体 ィ匕され、ブレードの面に対して所定の角度だけ折り曲げられた折り曲げ部を形成した ブレードを植え込むようにしたことを特徴とするブレードの植え込み方法。

[2] 上記ブレードの植え込み側に植え込み側が閉じられた切り込みを入れ、上記切り 込み部で囲まれた部分を折り曲げて、上記植え込み溝に上記ブレードを植え込むよ うにしたことを特徴とする請求の範囲 1に記載のブレードの植え込み方法。

[3] 請求の範囲 1または請求の範囲 2に記載のブレードの植え込み方法に用いられるタ ィャ加硫金型であって、金型の少なくともブレードの植え込み溝を含む部分を、焼結 可能な粉体を加熱'焼結して積層する粉体焼結法により作製するとともに、上記ブレ ードの植え込み溝の底部側に、上記溝の溝幅よりも広!、幅を有する段差部を設けた ことを特徴とするタイヤ加硫金型。

[4] 上記金型を構成する焼結体の気孔内に金属または合金を熔浸させて成ることを特 徴とする請求の範囲 3に記載のタイヤ加硫金型。

[5] 請求の範囲 1または請求の範囲 2に記載のブレードの植え込み方法に用いられる ブレードであって、当該ブレードの植え込み側に、ブレードと一体化され、ブレードの 面に対して所定の角度だけ折り曲げられた折り曲げ部が形成されて 、ることを特徴と する特徴とするブレード。

[6] 当該ブレードの植え込み側に、植え込み側が閉じられた切り込みを入れ、上記切り 込み部で囲まれた部分を折り曲げて上記折り曲げ部を形成したことを特徴とする請 求の範囲 5に記載のブレード。