(57)【要約】【課題】既存の構造を有するタイヤ加硫モールドの表面部に対して新たな構造を形成するに際し、積層段差が生じる位置を自在に変更でき、加工精度を向上させることが可能なタイヤ加硫モールドの製造方法等を提供する。【解決手段】タイヤ表面に接する表面部と、当該表面部より突出する複数の溝形成要素とを有するタイヤ加硫モールドの製造方法であって、複数の溝形成要素の一部を有する表面部に金属粉を噴射しながらレーザーを照射し、噴射された金属粉を表面部上で結合し、表面部に複数の溝形成要素の他部を付加して形成するものとした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ表面に接する表面部と、当該表面部より突出する複数の溝形成要素とを有するタイヤ加硫モールドの製造方法であって、
前記複数の溝形成要素の一部を有する前記表面部に金属粉を噴射しながらレーザーを照射し、前記噴射された金属粉を前記表面部上で結合し、前記表面部に前記複数の溝形成要素の他部を付加して形成することを特徴とするタイヤ加硫モールドの製造方法。
【請求項２】
前記タイヤ加硫モールドが、ベースモールドと、
前記ベースモールドに対して着脱可能とされ、タイヤ表面に接する表面部より突出する複数の溝形成要素の一部を有するパターンモールドとから構成され、
前記パターンモールドの表面部に金属粉を噴射しながらレーザーを照射し、前記噴射された金属粉を表面部上で結合し、表面部に前記複数の溝形成要素の他部を付加して形成することを特徴とする請求項１記載のタイヤ加硫モールドの製造方法。
【請求項３】
前記金属粉の材料が、前記タイヤ加硫モールドを組成する金属材料と異なることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のタイヤ加硫モールドの製造方法。
【請求項４】
前記金属粉の噴射及びレーザーの照射を、少なくとも前記表面部に対するレーザーの照射角を変更可能な５軸加工機にて行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のタイヤ加硫モールドの製造方法。
【請求項５】
タイヤ表面に接する表面部と、当該表面部より突出する複数の溝形成要素とを有するタイヤ加硫モールドであって、前記複数の溝形成要素の一部が前記表面部と一体的に形成され、前記複数の溝形成要素の他部が前記表面部に対して付加的に形成されたことを特徴とするタイヤ加硫モールド。
【請求項６】
前記複数の溝形成要素の他部が、前記表面部に金属粉を噴射しながら当該金属粉をレーザーにより結合して形成されたことを特徴とする請求項５記載のタイヤ加硫モールド。
【請求項７】
前記金属粉が前記タイヤ加硫モールドを組成する金属材料と異なることを特徴とする請求項６記載のタイヤ加硫モールド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ加硫モールドに関し、特にレーザーを用いたタイヤ加硫モールドの製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、未加硫タイヤ（グリーンタイヤ）のクラウン部を加硫するモールドの作製方法として、クラウン部と接する表面を有する金型要素に、積層造形法により別途作製されたパターン成形物を固着して一体化することによって、クラウン部にトレッドパターンを成形可能な表面を有するモールドを作製する方法が開示されている。
【０００３】
上記文献にも開示されているように、積層造形法とはラピッドプロトタイピング（Rapid  Prototyping）とも呼ばれる造形法であって、収容槽内に熱硬化性樹脂粉末等の材料を予め敷設し、作製対象となる物品の３次元ＣＡＤデータに基づいてレーザー照射機構を平面内で走査することにより材料を結合し、作製対象となる物品を下部から上部に渡って１層ずつ積層するように造形する手法である。そして、当該造形法によれば、３次元ＣＡＤデータに基づいて所望の形状を有する物品を一度に作製できるため、従来必要であった鋳造工程、切削工程等を省略でき、生産効率の大幅な向上を図ることができる。
しかしながら、上記積層造形法は、物品の全体形状を新規に作製することには適しているが、作製対象となる物品の一部を構成する各層を造形するに際して粉末材料を予め敷設しておく必要があるため、各層の積層方向が鉛直方向に限定され、造形された各層間に生じる微細な段差である積層段差が生じる位置を変更できないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５６２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、既存の構造を有するタイヤ加硫モールドの表面部に対して新たな構造を形成するに際し、積層段差が生じる位置を自在に変更でき、加工精度を向上させることが可能なタイヤ加硫モールドの製造方法等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】
上述の課題を解決するためのタイヤ加硫モールドの製造方法として、タイヤ表面に接する表面部と、当該表面部より突出する複数の溝形成要素とを有するタイヤ加硫モールドの製造方法であって、複数の溝形成要素の一部を有する表面部に金属粉を噴射しながらレーザーを照射し、噴射された金属粉を表面部上で結合し、表面部に複数の溝形成要素の他部を付加して形成するものとした。
本構成によれば、タイヤ加硫モールドにおけるタイヤ表面に接する表面部に噴射された金属粉が表面部上で結合してその場に留まることから、積層方向を自在に設定でき、積層段差が生じる位置を自在に変更できる。また、表面部に複数の溝形成要素の他部を付加的に形成できることから、経年劣化等により摩耗が進んだ溝形成要素を後から補修することができる。
また、他の態様として、タイヤ加硫モールドが、ベースモールドと、ベースモールドに対して着脱可能とされ、タイヤ表面に接する表面部より突出する複数の溝形成要素の一部を有するパターンモールドとから構成され、パターンモールドの表面部に金属粉を噴射しながらレーザーを照射し、噴射された金属粉を表面部上で結合し、表面部に前記複数の溝形成要素の他部を付加して形成するものとした。
本態様によれば、ベースモールドに対して着脱可能とされたパターンモールドについて、上記同様の効果を得ることができる。また、パターンモールドがベースモールドに対して着脱可能であることから、パターンモールドを他のパターンモールドに変更することにより、タイヤ表面に異なるパターンを成形することができる。
また、他の態様として、金属粉の材料が、タイヤ加硫モールドを組成する金属材料と異なる態様とした。
本態様によれば、表面上において熱伝導率が異なる溝形成要素を形成することができる。
また、他の態様として、金属粉の噴射及びレーザーの照射を、少なくとも表面部に対するレーザーの照射角を変更可能な５軸加工機にて行う態様とした。
本態様によれば、表面部に既存の溝形成要素が存在する場合であっても、レーザーの表面部に対する照射角度を変更できるため、既存の溝形成要素の位置や形状に拘わらず、溝形成要素の他部を精度よく付加的に形成できる。
上述の態様に関連するタイヤ加硫モールドの構成として、タイヤ表面に接する表面部と、当該表面部より突出する複数の溝形成要素とを有するタイヤ加硫モールドであって、複数の溝形成要素の一部が表面部と一体的に形成され、複数の溝形成要素の他部が表面部に対して付加的に形成された構成とした。また、複数の溝形成要素の他部が、表面部に金属粉を噴射しながら当該金属粉をレーザーにより結合して形成された構成とした。また、金属粉がタイヤ加硫モールドを組成する金属材料と異なる構成とした。
なお、上記発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、特徴群を構成する個々の構成もまた発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】加硫装置の一部を示す断面図である。
【図２】セクターモールドを示す全体斜視図である。
【図３】セクターモールドの幅方向断面図（図２のＡ−Ａ断面）である。
【図４】レーザー金属粉末付着装置の概要図である。
【図５】積層方向を説明する概要図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、加硫装置内に配置されたセクターモールド１とサイドモールド３Ａ；３Ｂとを示す断面図である。以下の説明において、周方向、径方向、幅方向とは、加硫装置内に配置された未加硫タイヤＴ（以下、単にタイヤＴという。）を基準とする方向である。同図に示すように、タイヤＴは、タイヤ回転軸Ｋが上下に延長する横置き状態で加硫装置内に配設される。セクターモールド１は、加硫装置内に配設されたタイヤＴのクラウン部Ｃ１の範囲と対向して配置されており、主にクラウン部Ｃ１の加硫を促進するとともに、その外周面Ｔｓにトレッドパターンを成形する金型である。セクターモールド１は、タイヤＴの周方向に沿ってクラウン部Ｃ１を取り囲むように複数（例えば９個）配置される。
【００１０】
サイドモールド３Ａ；３Ｂは、タイヤＴの両サイド部Ｓ１；Ｓ２と対向するように配置されており、主にサイド部Ｓ１；Ｓ２の加硫を促進するとともに、その外周面にタイヤサイズやロゴマーク等を成形する金型である。サイドモールド３Ａ；３Ｂは円環状をなしており、タイヤＴを取り囲む複数のセクターモールド１を挟み込むように各セクターモールド１の端面と緊密に接合する。
【００１１】
タイヤＴの内周面Ｔｕ側には、ブラダー５が配設される。ブラダー５は、内部に注入される気体によって膨張可能な弾性体により構成され、ビードリング７Ａ；７Ｂと接合されるクランプリング６；６によって把持される。ブラダー５は、気体の注入による膨張によってタイヤＴを内周面Ｔｕ側から押圧することにより、タイヤＴのクラウン部Ｃ１及びサイド部Ｓ１；Ｓ２をセクターモールド１及びサイドモールド３Ａ；３Ｂに押し付ける。ビードリング７Ａ；７Ｂは、円環状のサイドモールド３Ａ；３Ｂの内径部と適合する外径を有する円環状であって、タイヤＴのビード部Ｂ１；Ｂ２の加硫を促進するとともにビード部Ｂ１；Ｂ２の外形を成形する。
【００１２】
タイヤＴは、例えば図外のタイヤ成型ドラム上において成型された未加硫のタイヤである。タイヤＴは、加硫装置内において、上下方向に離間して配設された一対のビード部Ｂ１；Ｂ２に跨ってトロイダル状に延在する図外のカーカスや、クラウン部Ｃ１においてカーカス上に積層される複数のベルト及びトレッドゴム、サイド部Ｓ１；Ｓ２においてカーカス上に配置されるサイドゴム等の部材を含んで構成される。
【００１３】
以上のとおり、加硫装置内のタイヤＴは、複数のセクターモールド１と、サイドモールド３Ａ；３Ｂ、ブラダー５、ビードリング７Ａ；７Ｂによって形成される成型空間内において加圧された状態に置かれる。また、セクターモールド１、サイドモールド３Ａ；３Ｂ及びビードリング７Ａ；７Ｂには、加硫装置に設けられた図外の熱源から熱が付与され、タイヤＴの加硫が促進される。
【００１４】
次に、セクターモールド１の具体的構造、及び製造方法について説明する。図２は、セクターモールド１の概略斜視図である。図３は、図２に示すセクターモールド１の幅方向断面図（Ａ−Ａ断面）である。各図に示すように、本例に係るセクターモールド１は、土台となるベースモールド１０と、当該ベースモールド１０に対して着脱可能に組み付けられたパターンモールド３０との２層構造であり、パターンモールド３０を他のパターンモールドに交換すれば、異なるトレッドパターンを有するタイヤＴを加硫することが可能である。
【００１５】
各図に示すように、ベースモールド１０は、加硫装置の図外の熱源と対向する外周面１２と、当該外周面１２の反対側に位置し、パターンモールド３０の外周面３２と接する内周面１４とを有する。外周面１２は、クラウン部Ｃ１に沿うように、周方向に沿って緩やかに湾曲するとともに、幅方向に沿って複数の角部１２ａ；１２ｂを有して延長する面である。図３に示すように、外周面１２には、幅方向に隔ててボルト挿入孔１３；１３が開設される。ボルト挿入孔１３；１３は、内周面１４に設けられた位置決め凹部１５；１５の底部に達する孔である。位置決め凹部１５；１５は、パターンモールド３０の外周面３２に突設された位置決め凸部３３；３３と係合する。パターンモールド３０をベースモールド１０に組み付ける際には、位置決め凸部３３；３３を位置決め凹部１５；１５に係合させた状態で、ボルト挿入孔１３；１３に締結手段としてのボルト１８；１８を挿入することにより、両者が強固に一体化される。
【００１６】
ベースモールド１０の内周面１４は、パターンモールド３０の外周面３２と相補するように周方向、幅方向に渡って緩やかに湾曲して延長する面である。パターンモールド３０がベースモールド１０に対して組み付けられると、内周面１４は、パターンモールド３０の外周面３２と緊密に接合する接合面となる。上述のように、内周面１４には、径方向外側に向けて窪む位置決め凹部１５；１５が形成されており、当該位置決め凹部１５；１５には、パターンモールド３０の外周面３２に突設された位置決め凸部３３；３３が係合する。内周面１４の幅方向両側部には、外周面１２と内周面１４とを接続する接合端面１６ａ；１６ｂが形成される。接合端面１６ａ；１６ｂには、径方向外側に向けて窪むボルト締結部１７；１７が形成される。ボルト締結部１７；１７の内周面にはネジ切りが施されており、パターンモールド３０側から螺入される締結手段としてのボルト１９；１９と螺合する。
以上のとおり、ベースモールド１０は、パターンモールド３０の外周面３２と相補する形状を有し、外周面３２と接合する接合面となる内周面１４を有している。また、本実施形態においてベースモールド１０は、鋳造や積層造形法により一体物として作製されており、その材質は例えば鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、銅等の金属である。
【００１７】
次に、パターンモールド３０について説明する。図３に示すように、パターンモールド３０は、ベースモールド１０の内周面１４と接合する外周面３２と、当該外周面３２の反対側に位置するパターン成形部４０とを有する。前述のとおり、外周面３２は、ベースモールド１０の内周面１４と相補する形状を有しており、周方向、幅方向に沿って緩やかに湾曲する。外周面３２における前述の位置決め凹部１５；１５と対応する位置には、径方向外側に向けて凸となる位置決め凸部３３；３３が形成される。位置決め凸部３３；３３は、位置決め凹部１５；１５と係合する円筒状であって、その内周部には、前述のボルト１８；１８の先端部に形成されたネジ部と螺合するネジ切りが形成されている。
【００１８】
外周面３２の幅方向両側部には、接合端面３４ａ；３４ｂが形成される。接合端面３４ａ；３４ｂは、ベースモールド１０の接合端面１６ａ；１６ｂと相補する形状を有しており、パターンモールド３０がベースモールド１０に組み付けられた状態において、接合端面１６ａ；１６ｂと緊密に接合する接合面となる。接合端面３４ａ；３４ｂには、当該接合端面３４ａ；３４ｂと平行に延長する内周端面３５ａ；３５ｂに達するボルト挿入孔３６；３６が設けられている。ボルト挿入孔３６；３６は、ボルト１９；１９を挿入可能な径を有している。ボルト１９；１９を内周端面３５ａ；３５ｂ側からボルト挿入孔３６；３６に挿入し、ベースモールド１０のボルト締結部１７；１７に螺入することにより、パターンモールド３０とベースモールド１０とが強固に一体化される。
【００１９】
次に、パターンモールド３０のパターン成形部４０の構造について説明する。図１〜図３に示すように、外周面３２と反対側に形成されるパターン成形部４０は、タイヤＴのクラウン部Ｃ１の外周面Ｔｓと対向する領域である。本例においてパターン成形部４０は、クラウン部Ｃ１の外周面Ｔｓと接し、トレッドパターンを構成する一要素である陸部の表面を形成する表面部４２と、当該表面部４２から径方向内側に突出し、トレッドパターンを構成する一要素である溝部を成形する複数の溝形成要素とを有する。表面部４２は、加硫対象となるタイヤＴのクラウン部Ｃ１のプロファイル形状に応じて周方向、幅方向に緩やかに湾曲する面である。また、本例において表面部４２から径方向内側に突出する複数の溝形成要素の一部として、パターンモールド３０の作製時に、表面部４２の形状を含むパターンモールド３０の全体形状と一体的に作製された主溝形成凸部４４ａ；４４ｂ及び横溝形成凸部４６を有する。また、表面部４２から径方向内側に突出する複数の溝形成要素の他部として、表面部４２と一体的に作製される主溝形成凸部４４ａ；４４ｂ及び横溝形成凸部４６とは別に、表面部４２に対して付加して作製された横溝形成凸部４８を有する。以下、各凸部４４ａ；４４ｂ；４６；４８の構成について説明する。
なお、図示の表面部４２、及び表面部４２から径方向内側に突出する複数の溝形成要素の形状、配置、その寸法等の各要素は、あくまで一例であって、各要素を適宜設定することにより、加硫対象となるタイヤＴのクラウン部Ｃ１に多様な種別のトレッドパターンを成形可能である。また、上記例では、トレッドパターンを構成する周方向溝、及び横溝をそれぞれ成形する主溝形成凸部４４ａ；４４ｂ及び横溝形成凸部４６を例としたが、表面部４２上に陸部表面に延長する細溝としてのサイプを成形するサイプ形成凸部等、大小を問わず他の凸部を有してもよい。
【００２０】
本例において、主溝形成凸部４４ａ；４４ｂは、タイヤＴの幅方向中心に対応する中心線Ｌ１を中心として幅方向に均等な間隔を有して離間する断面矩形状である。図２に示すように、主溝形成凸部４４ａ；４４ｂは、表面部４２上において周方向沿って連続して延在しており、その両端部はパターンモールド３０の周方向端面３７ａ；３７ｂと面一となって終端する。
【００２１】
横溝形成凸部４６は、表面部４２の幅方向一方側に複数設けられる。複数の横溝形成凸部４６は、周方向に沿って所定の間隔を有して配列される。各横溝形成凸部４６は、主溝形成凸部４４ｂから幅方向外側に向かうに従って表面部４２からの突出高さが漸減するとともに、周方向の一方に向けて傾斜しながら延長する。
【００２２】
横溝形成凸部４８は、表面部４２の幅方向他方側に複数設けられる。複数の横溝形成凸部４８は、横溝形成凸部４６と同様に、周方向に沿って所定の間隔を有して配列される。複数の横溝形成凸部４８同士の間隔は、横溝形成凸部４６同士の間隔よりも広く、その数が少ない。各横溝形成凸部４８は、主溝形成凸部４４ａから幅方向外側に向かうに従って表面部４２からの突出高さが漸増するとともに、周方向の一方に向けて傾斜しながら延長する。
【００２３】
以上のとおり、パターンモールド３０のパターン成形部４０には、タイヤＴのクラウン部Ｃ１に形成されるトレッドパターンを成形する表面部４２と、当該表面部４２から突出する複数の溝形成要素とが形成されており、タイヤＴのクラウン部Ｃ１の外周面Ｔｓが、パターン成形部４０に押し付けられた状態で加硫されることにより、タイヤＴのクラウン部Ｃ１に複数の溝形成要素の形状が反転したトレッドパターンが形成される。そして、上述のとおり本実施形態に係るパターンモールド３０では、上記複数の溝形成要素の一部である主溝形成凸部４４ａ；４４ｂ及び横溝形成凸部４６が、パターンモールド３０の全体形状と一体的に形成される。一方、複数の溝形成要素の他部である横溝形成凸部４８が、一体的に形成される主溝形成凸部４４ａ；４４ｂ及び横溝形成凸部４６を有するパターンモールド３０の表面部４２に対して、付加的に形成される。以下、パターンモールド３０の作製方法の具体例について説明する。
【００２４】
［パターンモールドの作製について］
まず、主溝形成凸部４４ａ；４４ｂ及び横溝形成凸部４６を有するパターンモールド３０´を作製する。なお、パターンモールド３０´とは、上述の完成後のパターンモールド３０との比較において、複数の溝形成要素の他部である横溝形成凸部４８が形成されていないモールドであるものとする。当該パターンモールド３０´の作製方法としては、基本モデルの作製、基本モデルに基づくゴム型の作製、ゴム型に基づく鋳型の作製を含む鋳造による既存の方法や、パターンモールド３０´の３次元ＣＡＤデータを作製し、当該データを積層造形装置に転送することにより、積層造形装置によって、予め敷設された金属材料を結像，積層させる従来の積層造形法が適用できる。
【００２５】
図４は、上述の工程によって作製されたパターンモールド３０´をレーザー金属粉末付着装置８０内に配置した状態を示す概略図である。同図に示すように、パターンモールド３０´の表面部４２上には、既に主溝形成凸部４４ａ；４４ｂ及び横溝形成凸部４６が形成されている。本例では、パターンモールド３０´の表面部４２に対して、レーザー金属粉末付着法（Laser Metal Deposition）用いて横溝形成凸部４８を付加的に形成する。以下、レーザー金属粉末付着装置８０について概説する。
【００２６】
レーザー金属粉末付着装置８０は、完成形であるパターンモールド３０の３次元ＣＡＤデータを受信するとともに、当該３次元ＣＡＤデータをスライスデータに変換し、当該スライスデータに基づいて各機構を制御する制御装置８２を備える。制御装置８２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭその他の入力手段を備えたいわゆるコンピュータであって、製造管理者によるキーボード等の入力に基づいて、パターンモールド３０の全体形状が反映された３次元ＣＡＤデータから、付加的に形成すべき複数の横溝形成凸部４８ごとの形状データや表面部４２上における位置データ（座標情報）を抽出する。また、制御装置８２は、抽出した各横溝形成凸部４８の形状データを製造管理者によるキーボード等の入力手段からの入力に基づいて、後述のスライスデータに変換する。
【００２７】
レーザー金属粉末付着装置８０は、テーブル移動機構８３上に設けられ、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動可能な走査テーブル８５と、走査テーブル８５上に配置されるパターンモールド３０´の表面部４２側に金属粉６０を噴射しながら、レーザー光Ｌを照射するノズル機構８７と、ノズル機構８７内に金属粉６０を常時供給するチャンバー８９と、ノズル機構８７に対してレーザー光Ｌを出力するレーザー出力部９０とを備える。なお、本例において、ノズル機構８７からは、パターンモールド３０´（主溝形成凸部４４ａ；４４ｂ及び横溝形成凸部４６）を組成する金属材料と同一又は異なる金属の粉末が噴射されるものとする。
【００２８】
走査テーブル８５は、テーブル移動機構８３上に配設される。テーブル移動機構８３は、走査テーブル８５をＺ軸方向（上下方向）に昇降させる昇降部８３ａと、当該昇降部８３ａの昇降動作と連動して昇降する支持板上に配設されたスライダ機構８３ｂと、スライダ機構８３ｂ機構によってパターンモールド３０´の幅方向に沿うＸ軸方向にスライド移動可能とされた移動板８４と、当該移動板８４上に配設されたスライダ機構８４ａとを備える。スライダ機構８４ａは、走査テーブル８５をＸ軸方向と直交し、パターンモールド３０´の周方向に沿うＹ軸方向にスライド可能に支持する。昇降部８３ａ、スライダ機構８３ｂ；８４ａは、それぞれ制御装置８２から出力される駆動信号に応じて動作するモータ等の駆動源を備えている。
【００２９】
ノズル機構８７は、Ｚ軸方向に延長する円筒体であって、パターンモールド３０´の表面部４２にレーザー光Ｌを照射する照射口８７ａを有する。照射口８７ａから照射されるレーザー光Ｌは、制御装置８２内に設けられたレーザー出力部９０により生成される。制御装置８２は、スライスデータに基づいてレーザー出力部９０を制御し、当該レーザー出力部９０からのレーザー光Ｌの出力有無、出力タイミング、出力時間等を制御する。レーザー出力部９０から出力されたレーザー光Ｌの光路は、光路調整ミラー９１により変更される。光路調整ミラー９１に反射したレーザー光Ｌは、ノズル機構８７の先端に設けられた照射口８７ａの略中心を通って表面部４２側に照射される。
【００３０】
ノズル機構８７は、Ｘ軸方向に延長する回転軸８９ａと、Ｙ軸方向に延長する回転軸８９ｂとによって傾動可能に支持されている。ノズル機構８７が回転軸８９ａによって支持されることにより、ノズル機構８７は、Ｙ軸方向に傾動可能となり、照射口８７ａから照射されるレーザー光Ｌの表面部４２に対する照射角度を自在に変更することができる。また、ノズル機構８７が回転軸８９ｂによって支持されることにより、ノズル機構８７は、Ｘ軸方向に傾動可能となり、照射口８７ａから照射されるレーザー光Ｌの表面部４２に対する照射角度を自在に変更することができる。また、ノズル機構８７の傾動動作は、制御装置８２から出力される駆動信号に応じて動作する図外のサーボモータ等の駆動源により実現される。
【００３１】
ノズル機構８７の照射口８７ａの周囲には、表面部４２側にチャンバー８９内に収容された金属粉６０を噴射する噴射口８７ｂが設けられる。噴射口８７ｂから噴射される金属粉６０は、噴射口８７ｂと図外の供給管を介して連通するチャンバー８９から常時供給される。噴射口８７ｂに達した金属粉６０は、噴射口８７ｂの直前に形成された図外のガス噴射口から噴射されるシールドガスと共に、レーザー光Ｌ側に集束されつつ表面部４２側に噴射される。なお、シールドガスの噴射制御についても制御装置８２によって実行される。
【００３２】
表面部４２側に噴射された金属粉６０は、照射口８７ａから照射される高出力のレーザー光Ｌによって表面部４２上において直ちに溶融，結合する。そして、制御装置８２は、ノズル機構８７によるレーザー光Ｌの照射と金属粉６０の噴射を同時に行いながら、３次元ＣＡＤデータから抽出，変換した各横溝形成凸部４８のスライスデータに従って、ノズル機構８７のＸ，Ｙ軸方向への傾動動作、走査テーブル８５のＸ，Ｙ軸方向へのスライド動作、及びＺ軸方向への昇降動作を制御することにより、表面部４２上に横溝形成凸部４８を付加的に形成する。つまり、本実施形態に係るレーザー金属粉末付着装置８０は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向に変位可能な走査テーブル８５と、Ｘ，Ｙ軸方向に傾動可能なノズル機構８７とを備えた５軸（５自由度）の加工装置である。なお、上記例においては、走査テーブル８５を３軸方向に変位させ、ノズル機構８７を２軸方向に変位させる構成としたがこれに限られるものではなく、例えば走査テーブル８５又はノズル機構８７の一方が５軸方向に変位可能な構成として、照射口８７ａから照射されるレーザー光Ｌの表面部４２に対する照射角度を変更する構成としてもよい。
【００３３】
図５は、１の横溝形成凸部４８を表面部４２上に付加的に形成する様子を示す概略図である。図５（ａ）は、横溝形成凸部４８の形状データを水平方向にスライスし、各スライスデータＤ１〜Ｄｎをスライス方向と直交する径方向（鉛直方向）に積層した場合の例を示す。この場合においてレーザー金属粉末付着装置８０は、走査テーブル８５のＸ，Ｙ軸方向へのスライド動作、及びノズル機構８７のＸ，Ｙ軸方向への傾動動作を組み合わせることにより、まず最下層のスライスデータＤ１の形状に対応する横溝形成凸部４８の一部の範囲を造形する。さらに当該横溝形成凸部４８の一部の範囲の造形後には、走査テーブル８５をＺ軸方向に降下動作させ、再び走査テーブル８５のＸ，Ｙ軸方向へのスライド動作、及びノズル機構８７のＸ，Ｙ軸方向への傾動動作を組み合わせて、スライスデータＤ１の形状に対応する横溝形成凸部４８上に、スライスデータＤ２の形状に対応する横溝形成凸部４８の一部の範囲を造形する。当該動作をスライスデータＤｎまで繰り返し実行することにより、表面部４２上に横溝形成凸部４８を付加的に形成することが可能となる。
【００３４】
また、本実施形態に係る本実施形態に係るレーザー金属粉末付着装置８０によれば、噴射口８７ｂから噴射された金属粉６０が、照射口８７ａから照射されるレーザー光Ｌによって、瞬時に溶融，結合して、その場に留まるため、積層方向を自在に設定することができる。即ち、従来の積層造形装置においては、粉末材料を予め敷設しておく必要があるため、その積層方向が図５（ａ）の矢印Ｘ１で示す鉛直方向に限定されることとなり、造形された各層間に生じる微細な段差（積層段差）の位置を変更することが困難となる。
【００３５】
一方、本実施形態に係るレーザー金属粉末付着装置８０によれば、材料（金属粉６０）を予め敷設しておく必要がなく、噴射された材料がその場に留まるため、図５（ｂ）に示すように積層方向を例えば矢印Ｘ２で示すような鉛直方向に対して傾斜した方向に設定することが可能となる。そして、図示の例では、積層方向を矢印Ｘ２で示す方向とすれば、各層間における積層段差が生じる位置を横溝形成凸部４８の先端面４８ｃから横溝形成凸部４８の側端面４８ａ；４８ｂに変更，設定することができる。よって、トレッドパターンの横溝の溝底を成形する横溝形成凸部４８の先端面４８ｃに積層段差が生じることを防止でき、当該横溝によって排水性能等の特性を損なうことなく発揮させることができる。なお、図示の例では、走査テーブル８５上に外周面１２を下方としてパターンモールド３０´を載置した例を示したが、図外の治具を用いてパターンモールド３０´を直立又は傾斜した状態で走査テーブル８５上に載置してもよく、その加工時の姿勢は如何なる姿勢であってもよい。
【００３６】
また、本実施形態に係るレーザー金属粉末付着装置８０は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向に変位可能な走査テーブル８５と、Ｘ，Ｙ軸方向に傾動可能なノズル機構８７とを備えた５軸の加工機であって、表面部４２に対するレーザー光Ｌの傾斜角度を変更可能であるため、付加的に形成する部分（本例では横溝形成凸部４８）の近傍に他の部分を構成する既存の形状が存在する場合であっても、当該既存の形状に干渉を受けることなく形成対象となる部分を適切に造形することができる。即ち、従来の積層造形装置においては、鉛直方向に照射されるレーザー光Ｌに対して収容槽をＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に繰り返し動作させ、予め敷設された材料を各層ごとに造形する手法であるため、各層における造形対象となる部位の近傍に当該部位の基準高さ以上の高さを有する既存の形状が存在する場合、既存の形状とレーザー照射機構とが干渉し、造形対象となる部位にレーザーを適切に照射できず、造形不良が生じ易くなる。例えば、図５（ａ）の破線部で示す領域は、各層（スライスデータＤ１〜Ｄｎ）の基準高さよりも高い既存の表面部４２に近い領域であるため、レーザー照射機構と干渉し易く、造形不良が生じ易い領域となる。
一方で、５軸方向に変位可能なレーザー金属粉末付着装置８０によれば、既存の形状を有するパターンモールド３０´とノズル機構８７との相対位置を５軸方向に自在に変位させることができるため、レーザー光Ｌを既存の形状による干渉を受けることなく、造形対象となる部位に適切に照射することが可能となり、加工精度の高い横溝形成凸部４８を付加的に形成することができる。なお、図示の例では、既存の形状としての表面部４２を対象として、その有用性について説明したが、レーザー照射機構と干渉する可能性のある既存の形状としては、表面部４２の他、主溝形成凸部４４ａ；４４ｂやサイプ形成凸部等、表面部４２に形成された溝形成要素の全ての形状が該当し得る。
【００３７】
以上、実施形態を通じて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではない。上述の実施形態においては、セクターモールド１をベースモールド１０とパターンモールド３０とからなる２層構造としたが、２層構造とすることなくセクターモールド１を鋳造や積層造形法により一体に作製し、当該一体に作製されたセクターモールド１の表面部４２に横溝形成凸部４８等の溝形成要素を付加的に形成してもよい。
また、上述の実施形態では、セクターモールド１を新規に作製する工程を例としたが、本発明に係る方法は、既存のセクターモールド１の補修工程についても適用できる。例えば、複数の横溝形成凸部４８を有するセクターモールド１の繰り返しの使用によって一部の横溝形成凸部４８に摩耗が生じているような場合には、その一部、或いはその全体を切削，除去し、除去後の部位に対して金属材料を噴射しながらレーザー光Ｌを照射することにより、新たな横溝形成凸部４８を付加的に形成することができる。なお、この場合において、付加的に形成される構造としては、横溝形成凸部４８に限られず、他の主溝形成凸部４４ａ；４４ｂやサイプ形成凸部等、表面部４２に形成された全ての溝形成要素が該当し得る。そして、補修工程について、上記方法を採用することにより、一部の構造に欠損等が生じた場合であっても、当該部分のみを付加的に新たに形成することができるため、セクターモールド１全体、或いはパターンモールド３０全体を新規に作製する場合と比べ、そのコストや作製時間を大幅に短縮することができる。
【００３８】
また、上記実施形態では、表面部４２に対して噴射する金属粉６０として、パターンモールド３０´を組成する金属材料と同一又は異なる金属粉６０を採用可能であるが、表面部４２に対して噴射する金属粉６０をパターンモールド３０´を組成する金属材料と異なる金属材料とすれば、同一のパターンモールド３０の表面部４２に形成された複数の溝形成要素において、熱伝導率が異なる溝形成要素を付加することが可能となる。そして、溝形成要素の突出量に応じて変動するクラウン部Ｃ１のゲージ厚ごとに最適な熱量を付与すべく金属粉６０の種別を適宜設定することにより、クラウン部Ｃ１の一部が過加硫や加硫不足の状態となることを防止できる。
【符号の説明】
【００３９】
１  セクターモールド，３Ａ；３Ｂ  サイドモールド，
１０  ベースモールド，３０  パターンモールド，３０´  パターンモールド，
３２  外周面，４０  パターン成形部，４２  表面部，４４ａ；４４ｂ  主溝形成凸部，
４６  横溝形成凸部，４８  横溝形成凸部，
８０  レーザー金属粉末付着装置，８２  制御装置，８３  テーブル移動機構，
８７  ノズル機構，９０  レーザー出力部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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