(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム物品を成型する成型面側の空気を背面側に排出する排気手段を備えるゴム物品用モールドであって、前記排気手段は、前記ゴム物品用モールドの成型面から背面に貫通する環状の中空部として形成され、前記環状の中空部が、前記成型面側の空気が流入する流入部と、前記背面側の空気を排出する排出部と、前記流入部と前記排出部とを連通し、前記流入部及び排出部よりも小径、又は大径の中間部と、を備えるゴム物品用モールドを、金属粉末にレーザを照射し、焼結した焼結層を積層する積層造型法により製作するゴム物品用モールドの製造方法であって、
前記成型面側から前記背面側にかけて連続する前記環状の中空部の隙間のうち、前記焼結層の積層方向の下層側に、前記環状の中空部を形成する内側部材と外側部材とに接触し、内側部材と外側部材とを連結する連結体を同時に形成することを特徴とするゴム物品用モールドの製造方法。
【請求項２】
ゴム物品を成型する成型面側の空気を背面側に排出する排気手段を備えるゴム物品用モールドであって、前記排気手段は、前記ゴム物品用モールドの成型面から背面に貫通する環状の中空部を有し、前記環状の中空部は前記成型面側の空気が流入する流入部と、前記背面側の空気を排出する排出部と、前記流入部と前記排出部とに連通する中間部とを備え、前記流入部、前記中間部及び排出部のうち少なくともいずれか１つに当該中空部の延長方向を変更する曲がり部を有するゴム物品用モールドを、金属粉末にレーザを照射し、焼結した焼結層を積層する積層造型法により製作するゴム物品用モールドの製造方法であって、
前記成型面側から前記背面側にかけて連続する前記環状の中空部の隙間のうち、前記焼結層の積層方向の下層側に、前記環状の中空部を形成する内側部材と外側部材とに接触し、内側部材と外側部材とを連結する連結体を同時に形成することを特徴とするゴム物品用モールドの製造方法。
【請求項３】
ゴム物品を成型する成型面側の空気を背面側に排出する排気手段を備えるゴム物品用モールドであって、前記排気手段は、前記ゴム物品用モールドの成型面から背面に貫通する環状の中空部を有し、前記環状の中空部の外側部材及び内側部材との間で形成され、前記外側部材から前記内側部材の脱落を防止する脱落防止部を備えるゴム物品用モールドを、金属粉末にレーザを照射し、焼結した焼結層を積層する積層造型法により製作するゴム物品用モールドの製造方法であって、
前記成型面側から前記背面側にかけて連続する前記環状の中空部の隙間のうち、前記焼結層の積層方向の下層側に、前記環状の中空部を形成する内側部材と外側部材とに接触し、内側部材と外側部材とを連結する連結体を同時に形成することを特徴とするゴム物品用モールドの製造方法。
【請求項４】
前記連結体は、球形状であることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載のゴム物品用モールドの製造方法。
【請求項５】
前記中空部における前記流入部の内側部材を前記成型面より突出させることを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれかに記載のゴム物品用モールドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム物品用モールドの製造方法に関し、特に、ゴム物品の加硫時に成型面側から背面側へと空気を排出する空気抜き孔へのゴムの進入を抑制可能とするゴム物品用モールドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤ加硫モールドには、加硫中のタイヤ表面とモールドの成型面との間から空気を排出するための複数の空気抜き穴が設けられている。空気抜き孔は、例えばドリルによる加工や、モールドの製造時に予め設けておいた孔にベントピースとよばれる筒体を別途打ち込むことによって設けられる。この空気抜き孔には、加硫中にタイヤのゴムが進入するため、加硫完了後のタイヤの表面には、例えば１０ｍｍ以上の長さの紐状のスピューが形成されることが知られている。スピューは、製品タイヤとしての美観上及び性能上の理由から加硫成型後に除去されるが、このスピューを除去する工程は、タイヤの生産効率向上化の妨げとなっている。このため、特許文献１では、あらかじめモールドに設けた空気抜き孔に、当該孔の成型面側の開口を塞ぐ弁部材と、弁部材をタイヤ表面方向に付勢するスプリングとを別途設け、タイヤ表面が弁部材に接触し、押圧したときに、弁部材が空気抜き孔を閉じることで、空気抜き孔へのゴムの進入を防いでスピューの発生を抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１１６０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、エア抜き孔は、１つのモールドに複数設けられるため、別部品である弁部材やスプリングを内部に設けるとなると多くの工数が必要となり、モールド製作の生産効率が低下するという問題が生じる。
そこで、本発明では、エア抜き孔へのゴムの進入を抑制しつつ加硫時の成型面側から背面側への空気の排出を可能とするゴム物品用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】
上述の課題を解決するためのゴム物品用モールドの製造方法の形態として、ゴム物品を成型する成型面側の空気を背面側に排出する排気手段を備えるゴム物品用モールドであって、排気手段は、ゴム物品用モールドの成型面から背面に貫通する環状の中空部として形成され、環状の中空部が、成型面側の空気が流入する流入部と、背面側の空気を排出する排出部と、流入部と排出部とを連通し、流入部及び排出部よりも小径、又は大径の中間部とを備えるゴム物品用モールドや、ゴム物品を成型する成型面側の空気を背面側に排出する排気手段を備えるゴム物品用モールドであって、排気手段は、ゴム物品用モールドの成型面から背面に貫通する環状の中空部を有し、環状の中空部は成型面側の空気が流入する流入部と、背面側の空気を排出する排出部と、流入部と排出部とに連通する中間部とを備え、流入部、中間部及び排出部のうち少なくともいずれか１つに当該中空部の延長方向を変更する曲がり部を有するゴム物品用モールドや、ゴム物品を成型する成型面側の空気を背面側に排出する排気手段を備えるゴム物品用モールドであって、排気手段は、ゴム物品用モールドの成型面から背面に貫通する環状の中空部を有し、環状の中空部の外側部材及び内側部材との間で形成され、外側部材から内側部材の脱落を防止する脱落防止部を備えるゴム物品用モールドを、金属粉末にレーザを照射し、焼結した焼結層を積層する積層造型法により製作するゴム物品用モールドの製造方法であって、成型面側から背面側にかけて連続する環状の中空部の隙間のうち、焼結層の積層方向の下層側に、環状の中空部を形成する内側部材と外側部材とに接触し、内側部材と外側部材とを連結する連結体を同時に形成するので、積層造型法による中空部の形成中に、内側部材が外側部材に対して動くことを抑制して外側部材の内側に内側部材を確実に造型して、所望の中空部を形成することができる。
また、ゴム物品用モールドの製造方法の他の形態として、連結体は、球形状であるので、外側部材及び内側部材から容易に取り除くことができる。
また、ゴム物品用モールドの製造方法の他の形態として、環状の中空部における流入部の内側部材を成型面より突出させたので、連結体を内側部材及び外側部材から取り除くときに、内側部材が外側部材の成型面よりも突出しているため、内側部材を叩いて連結体を取り除き易くできる。
【０００６】
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】加硫装置を示す断面図である。
【図２】トレッドモールドを示す図である。
【図３】トレッドモールドの設計時に設定された排気手段の断面図である。
【図４】弁部材の可動状態を示す図である。
【図５】積層造型装置の一実施形態を示す図である。
【図６】造型時の積層方向と排気手段の軸線との関係を示す図である。
【図７】ＣＡＤにより設計されたトレッドモールドの排気手段に柱を設定したときの断面図である。
【図８】弁部材の加硫前の初期状態を示す図である。
【図９】タイヤ加硫成型時の排気手段の動作を示す図である。
【図１０】排気手段の他の実施形態を示す図である。
【図１１】弁部材の可動状態を示す図である（他の実施形態）。
【図１２】弁部材の加硫前の初期状態を示す図である（他の実施形態）。
【図１３】タイヤ加硫成型時の排気手段の動作を示す図である（他の実施形態）。
【図１４】弁部材の可動状態を示す図である（他の実施形態）。
【図１５】排気手段の他の実施形態を示す図である。
【図１６】タイヤ加硫成型時の排気手段の動作を示す図である（他の実施形態）。
【図１７】排気手段の他の実施形態を示す図である。
【図１８】排気手段の他の実施形態を示す図である。
【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２の要部を模式的に示す半断面図である。本実施形態に係るモールドは、図１に示す加硫装置２内に設けられる。加硫装置２は、タイヤＴの外側表面のうちサイド部Ｔｓを成型する一対のサイド成型部３，３と、トレッド部Ｔｔを成型するトレッド成型部４と、タイヤの内側表面を成型するブラダー５とを備える。サイド成型部３，３は、上下に対向して配置され、タイヤＴのサイド部Ｔｓの円周方向に沿うように略円盤状に形成される。トレッド成型部４は、上下のサイド成型部３，３の間に設けられ、タイヤＴの円周方向に沿って環状に配置された複数のセクターピース６によって構成される。サイド成型部３，３は、ベース盤８と、サイドモールド９とを備える。ベース盤８は、サイドモールド９を固定するためのアタッチメントである。サイドモールド９は、未加硫のタイヤＴのサイド部Ｔｓの表面に型付けするための所定の成型パターンを備える。セクターピース６は、セクターセグメント１０と、トレッドモールド１１とを備える。セクターセグメント１０は、複数に分割されたトレッドモールド１１の分割ピースを固定するためのアタッチメントである。トレッドモールド１１は、未加硫のタイヤＴのトレッド部Ｔｔに所定の型付けを行うための成型パターンを備える。また、サイドモールド９及びトレッドモールド１１は、成型面１１ａとタイヤ成型時のタイヤＴの外表面Ｔａとの間に介在する空気を、成型面１１ａ側から背面１１ｂ側に排出するための排気手段１５を備える。
【００１０】
サイドモールド９は、ベース盤８とともに上下方向に移動可能とされ、トレッドモールド１１は、セクターセグメント１０とともに半径方向に移動可能に構成される。サイドモールド９，９及び複数のセクターピース６よりなるトレッドモールド１１を近接させることで未加硫のタイヤＴの全域を包囲する成型空間が形成される。成型空間内に未加硫のタイヤＴを収容した後に、タイヤＴの内面側に配置されたブラダー５を膨張させる。ブラダー５の膨張により、タイヤＴを内面側からサイドモールド９，９及びトレッドモールド１１に向けて押圧し、タイヤＴの外表面Ｔａとサイドモールド９，９及びトレッドモールド１１表面との間に介在する空気を排気手段１５からサイドモールド９，９及びトレッドモールド１１の成型面１１ａ側から背面１１ｂ側に排出しつつ、サイドモールド９，９及びトレッドモールド１１に形成された成型パターンをタイヤＴの外面に転写する。そして、成型パターンの転写とともに、タイヤＴを所定の温度で加熱することで、タイヤＴの加硫成型がなされる。なお、加硫成型の完了後には、サイドモールド９，９及びトレッドモールド１１が、互いに離間する方向に移動して型開き状態とされ、加硫完了後のタイヤＴの取り出しが行われる。
【００１１】
本実施形態に係るサイドモールド９及びトレッドモールド１１は、積層造型法により製作される。積層造型法では、コンピュータによる設計、所謂ＣＡＤにより設計されたモールドのモデルデータを均一な厚さでスライスした層状の部分形状に分割して複数の部分形状データ（以下、スライスデータという）に変換し、部分形状の厚みに対応して堆積された金属粉末に対して、スライスデータに基づいてレーザを照射し、レーザの照射により焼結した金属粉末の焼結層を順次積層することにより立体的なモールドを製造する。
【００１２】
以下、タイヤＴの外面を型付けするサイドモールド９及びトレッドモールド１１について説明する。なお、説明の便宜上、以下、トレッドモールド１１を例として説明する。
図２は、トレッドモールド１１を示す図である。図２に示すように、トレッドモールド１１は、成型面１１ａにタイヤＴの外表面Ｔａの接地面を成型する接地面成型部１２及びトレッド部Ｔｔに型付けする複数の溝部品１３と、加硫成型時にタイヤＴの外表面Ｔａと当該トレッドモールド１１の成型面１１ａとの間に介在する空気を排気するための複数の排気手段１５とを備える。接地面成型部１２は、トレッドモールド１１の成型面全域を１つの所定の曲面で形成した成型面１１ａにおける土台部分である。溝部品１３は、成型面１１ａにおいて、接地面成型部１２から所定高さで突出するように、タイヤ円周方向及びタイヤ幅方向に延長して設けられる。排気手段１５は、トレッドモールド１１が加硫装置２において横向きに収容されたタイヤＴのトレッド部Ｔｔを成型するように取り付けられるため、例えば加硫時に空気溜まりが生じやすいタイヤＴのショルダー部Ｔｃに対応する位置にタイヤ円周方向に沿って複数設けられる（図１参照）。
【００１３】
図３は、トレッドモールド１１の設計時に設定される排気手段１５の断面図である。以下、同図を用いて排気手段１５について説明する。排気手段１５は、トレッドモールド１１の成型面１１ａ側と背面１１ｂ側とを連通する中空部Ｆと、中空部Ｆの外側部材であるトレッドモールド１１のモールド本体に設けられる孔２０と、孔２０内に設けられる芯部材３０とを備える。
中空部Ｆは、例えば、軸線ｏが、成型面１１ａの法線と一致するように設定される。この中空部Ｆは、トレッドモールド１１の設計時に、孔２０の孔壁２０ａと芯部材３０の外周面３０ａとの間に所定寸法の環状の隙間を有するように設定することで形成される。本実施形態では、孔２０の孔壁２０ａと芯部材３０の外周面３０ａとの環状の隙間が、断面円形に形成されるものとして説明する。なお、環状の隙間とは、中空部Ｆの延長方向と直交する断面の形状をいい、円形に限らず楕円形や、三角、四角、星形等の多角形状を含む。すなわち、中空部Ｆは、断面円形の孔壁２０ａと、断面円形の外周面３０ａとで形成された円筒状の隙間として設けられる。
【００１４】
中空部Ｆは、成型面１１ａに開口する流入部Ｆ１と、背面１１ｂに開口する排出部Ｆ５と、トレッドモールド１１内において流入部Ｆ１と排出部Ｆ５とを連通する中間部Ｆ３を備える。流入部Ｆ１、排出部Ｆ５及び中間部Ｆ３は、それぞれ断面円形状に形成され、同軸上に設定される。中間部Ｆ３は、直径寸法が流入部Ｆ１や排出部Ｆ５の直径寸法よりも小径に形成される。中間部Ｆ３の両端部には、流入部Ｆ１と連通する縮径部Ｆ２が、排出部Ｆ５に連通する拡径部Ｆ４がそれぞれ設けられる。つまり、中間部Ｆ３の流入部Ｆ１側の端部に縮径部Ｆ２が、中間部Ｆ３の排出部Ｆ５側の端部に拡径部Ｆ４が設けられる。
なお、中空部Ｆの直径寸法は、例えば、流入部Ｆ１、排出部Ｆ５及び中間部Ｆ３の隙間幅の図示しない中心線で設定した。
【００１５】
以下、中空部Ｆの各部Ｆ１乃至Ｆ５を形成する孔２０及び芯部材３０について説明する。孔２０は、例えば、成型面１１ａから背面１１ｂに貫通する貫通孔としてモールド１１に設けられる。孔２０は、当該孔２０の延長方向に沿って直径を変化させながら延長する。孔２０は、成型面１１ａに開口する筒面２１と、筒面２１と連続する縮径面２２と、縮径面２２と連続する筒面２３と、筒面２３と連続する拡径面２４と、拡径面２４と連続し、背面１１ｂに開口する筒面２５とを備え、こららの各面２１乃至２５で１つの連続した孔壁２０ａを形成する。
【００１６】
筒面２１は、例えば軸線が中空部Ｆの軸線ｏに沿って環状に所定長さＭ１延長する。長さＭ１は、例えば０．５ｍｍ以下に設定される。また、筒面２１の直径Ｄ１は、所定寸法に設定される。
縮径面２２は、筒面２１の背面１１ｂ側の周縁から背面１１ｂに向けて、例えば円錐状に縮径しながら延長する円錐面として形成される。縮径面２２の縮径する角度は、筒面２１から所定の傾斜角αが設定される。ここで、傾斜角αとは、図３に示す断面視における筒面２１と縮径面２２とが交差する角度をいう。
【００１７】
筒面２３は、縮径面２２の小径側の周縁から背面１１ｂ側に向けて延長する。筒面２３は、一定の直径Ｄ３で所定長さＭ３延長する。筒面２３の直径Ｄ３は、筒面２１の直径Ｄ１及び後述の筒面２５の直径Ｄ５よりも小径に設定される。
拡径面２４は、筒面２３の端部から背面１１ｂに向けて、例えば円錐状に拡径しながら延長する。拡径面２４は、縮径面２２が縮径するときの傾斜角αと同じ角度で拡径する。
筒面２５は、拡径面２４の大径側の周縁から中空部Ｆの軸線ｏに沿って背面１１ｂ側に向けて所定長さＭ５延長し、背面１１ｂに開口する。筒面２５の直径Ｄ５は、少なくとも筒面２３の直径Ｄ３よりも大径となるように設定される。
本実施形態では、筒面２１の軸線、縮径面２２の軸線、筒面２３の軸線、拡径面２４の軸線、筒面２５の軸線は、同軸に設定される。
【００１８】
上記孔２０内に設けられることで中空部Ｆ形成する芯部材３０は、外形形状が概略上記孔２０の内周形状に沿う軸体として形成される。
すなわち、芯部材３０は、孔２０の筒面２１に沿う筒面３１と、縮径面２２に沿う縮径面３２と、筒面２３に沿う筒面３３と、拡径面２４に沿う拡径面３４と、筒面２５に沿う筒面３５とを備え、これらの各面３１乃至３５で直径寸法が拡縮する１つの連続した外周面３０ａを形成する。
【００１９】
筒面３１は、例えば軸線が中空部Ｆの軸線ｏに沿って環状に所定長さｍ１延長する。筒面３１の長さｍ１は、例えば筒面２１の長さＭ１と同じに設定される。つまり、筒面３１の長さｍ１は、例えば０．５ｍｍ以下に設定される。また、筒面３１の直径ｄ１は、孔２０の筒面２１との間で隙間寸法ｚ１を形成するように、筒面２１の直径Ｄ１よりも小径に設定される。芯部材３０の設計時における位置は、筒面３１側の端面３０ｔが、成型面１１ａより所定の突出量ｘで突出するように設定される。突出量ｘは、具体的には、孔２０の縮径面２２と後述の芯部材３０の縮径面３２との間の隙間寸法ｚ２に応じて設定される。端面３０ｔは、例えば、平面状、もしくは、孔２０が形成された成型面１１ａの接地面成型部１２に倣うように曲面状に形成される。
【００２０】
縮径面３２は、筒面３１の背面１１ｂ側の周縁から背面１１ｂに向け、例えば円錐状に縮径しながら延長する円錐面として形成される。縮径面３２は、孔２０の縮径面２２と対向するように設定され、縮径面２２との間で隙間寸法ｚ２を形成するように、孔２０の縮径面２２と平行に延長する。
筒面３３は、縮径面３２の小径側の周縁から背面１１ｂ側に向けて一定の直径ｄ３で所定長さ延長する。筒面３３の直径ｄ３は、筒面３１の直径ｄ１、及び後述の筒面３５の直径ｄ５よりも小径に設定される。また、筒面３３の長さｍ３は、孔２０の筒面２３の長さＭ３よりも長く設定される。
拡径面３４は、筒面３３の背面１１ｂ側の周縁から背面１１ｂに向けて、例えば円錐状に拡径しながら延長する円錐面として形成される。拡径面３４は、孔２０の拡径面２４と対向するように設定され、拡径面２４との間で隙間寸法ｚ４を形成するように、孔２０の拡径面２４と平行に延長する。
筒面３５は、拡径面３４の大径側の周縁から中空部Ｆの軸線ｏに沿って背面１１ｂ側に向けて延長し、背面１１ｂに開口する。筒面３５の直径ｄ５は、少なくとも筒面３３の直径ｄ３よりも大径となるように設定される。筒面３５の直径ｄ５は、孔２０の筒面２５との間で隙間寸法ｚ５を形成するように設定される。
なお、本実施形態では、筒面３１の軸線、縮径面３２の軸線、筒面３３の軸線、拡径面３４の軸線、筒面３５の軸線は、同軸に設定される。つまり、芯部材３０の全体の軸線は、孔２０の全体の軸線と同軸である。
また、上述の縮径面２２，３２及び拡径面２４，３４の形状は、円錐面に限定されずお椀型等一方から他方に向かって単純に直径が増加又は減少する形状であれば良い。
【００２１】
上述の隙間寸法ｚ１乃至ｚ５は、例えば隙間寸法が、０ｍｍより大きく０．５ｍｍより小さい範囲で設定される。これにより、隙間Ｆにより形成されるスピューは、消失するか、又は断続的に消失することになる。より好ましくは、０．０６ｍｍより小さくすることにより、隙間Ｆへのゴムの侵入がほとんどなくなり、空気のみを排出することができる。環状の中空部の隙間の隙間寸法を０．５ｍｍより小さくすることで形成されたスピューは、非常に厚みが薄く、且つ、高さも低いため、加硫成型後にスピューの除去をしなくても、タイヤを車両に装着し、乾燥路面で通常に走行しさえすれば、１００ｋｍ程度の走行ですぐに従来のスピュー痕が摩耗で除去された状態と同様になり、タイヤの外観性能、タイヤの運動性能及び摩耗性能が悪化することなくすべての性能で良好である。なお、従来の排気手段の空気抜き孔（断面が円形で、孔径が１ｍｍ〜２ｍｍの円形状）により形成されたスピューは、カッターで除去した残りのスピュー痕が走行による摩耗によってなくなるまでに、トレッドゴム弾性率の柔らかいウィンタータイヤで３００ｋｍ程度の初期走行が必要であり、トレッドゴム弾性率の硬い夏用の高性能乗用車タイヤで５００ｋｍから１０００ｋｍ程度の初期走行が必要である。さらに、環状の中空部の隙間の隙間寸法を０．０６ｍｍよりも小さくすることで形成されるスピューは、高さがさらに減少し、タイヤ表面の中空部の環状の延在方向に沿って断続的に形成される状態から消失してゆく。つまり、空気抜き孔の幅を０ｍｍより大きく、言い換えれば、空気抜き孔がなくならないように、空気抜き孔の幅を０．０６ｍｍより小さくしてゆくことで、空気抜き孔へのゴムの進入がほとんどなくなり、空気等のみを排出することができる。
なお、空気抜き孔の幅を０ｍｍ（空気抜き孔のない状態）とした場合には、空気等排気性能が０となり、タイヤ表面の傷、凹み、内部への空気入りが発生し、タイヤが製造できなくなってしまう。なお、上記隙間寸法ｚ１乃至ｚ５は、孔２０の内壁から軸線ｎに向けて、法線方向に延長した寸法である。以下の説明において隙間寸法ｚ１乃至ｚ５は、同一に設定するものとして説明するが、上記範囲内であれば適宜変更しても良い。中空部Ｆは、流入部Ｆ１が筒面２１と筒面３１との間の隙間寸法ｚ１、縮径部Ｆ２が縮径面２２と縮径面３２との間の隙間寸法ｚ２、中間部Ｆ３が筒面２３と筒面３３との間の隙間寸法ｚ３、拡径部Ｆ４が拡径面２４と拡径面３４との間の隙間寸法ｚ４、排出部Ｆ５が筒面２５と筒面３５との間の隙間寸法ｚ５により形成される。この中空部Ｆは、成型面１１ａ側の成型空間と背面１１ｂの空間とを連通し、空気の流れを許容する排気流路となる。
【００２２】
図４は、排気手段１５の動作を示す図である。上述のように、排気手段１５として中空部Ｆをトレッドモールド１１に設けることにより、中空部Ｆを画成する芯部材３０が、中空部Ｆの隙間分だけ孔２０内において、図４（ａ）に示すように孔２０の軸線ｍに対して軸線ｎが傾斜するように揺動したり、図４（ｂ）に示すように孔２０の軸線ｍ方向に沿って移動したり、図４（ｃ）に示すように孔２０の軸線ｍと平行に移動したりする。また、図３に示すように、モールドの設計時に、中空部Ｆを形成するように孔２０及び芯部材３０との間に上述の隙間寸法の範囲で隙間を設定することにより、成型面１１ａ側から背面１１ｂ側に空気を通過させるための流路を確保できる。このような排気手段１５として機能する中空部Ｆは、積層造型法によるモールドの製作過程で、中空部Ｆの外側部材としての孔２０と、内側部材として孔２０内に芯部材３０とを造型することで形成される。
【００２３】
図５は、積層造型装置４０の一例を示す図である。積層造型装置４０は、所定距離離間して設けられた左右一対のステージ４１，４２と、左右のステージ４１，４２の間に昇降自在に配備されたワークテーブル４３とを備える。左右のステージ４１，４２は、互いの上面が１の平面上に位置するように、同一高さに設定される。ステージ４１，４２は、上下方向に延長する円筒状のシリンダ部４４，４５を有する。シリンダ部４４，４５は、ステージ４１，４２の上面４１ａ，４２ａ側に開口する。シリンダ部４４，４５の内部には、内周面に沿って摺動可能なピストン４６Ａ，４７Ａを有するフィーダ４６，４７が設けられる。フィーダ４６，４７は、図外の造型装置制御手段から出力される信号に基づいて駆動する図外の駆動機構の動作により、シリンダ部４４，４５の軸線方向に沿って昇降する。ピストン４６Ａ，４７Ａ上には、モールドを製造する素材となる金属粉末Ｓがステージ４１，４２の上面まで充填される。
【００２４】
ステージ４１，４２の上面４１ａ，４２ａには、当該上面４１ａ，４２ａに沿って移動するローラ４８が配置される。ローラ４８は、図外の駆動装置により左右のステージ４１，４２の上面４１ａ，４２ａに外周面を接触しながら転動し、左右のステージ４１，４２間を移動する。ワークテーブル４３の上方には、レーザを照射するレーザガン５１と、レーザガン５１で発生したレーザを金属粉末Ｓに向けて照射する照射ミラー５２とが設けられる。照射ミラー５２は、図外の造型装置制御手段から出力される制御信号に基づいて、ワークテーブル４３の上面に堆積した金属粉末Ｓを焼結して焼結層を形成する。照射ミラー５２は、図外の造型装置制御手段から出力されるスライスデータに基づいた図外の駆動手段の駆動により、ワークテーブル４３に設定された座標軸を走査方向として移動し、ワークテーブル４３の上面に堆積した金属粉末Ｓを順次焼結する。ひとつのスライスデータに対応する焼結層が形成された後には、当該スライスデータの上位に設定されたスライスデータに基づく焼結が開始され、以後、各スライスデータに対応する焼結層が積層するように形成され、図２に示す形状のトレッドモールド１１が製造される。
【００２５】
以下、積層造型装置４０による排気手段１５の製造方法について説明する。本実施形態に係る排気手段１５を構成する中空部Ｆは、当該中空部Ｆの外側部材であるトレッドモールド１１に設けられる孔２０と、孔２０の内側に内側部材として設けられる芯部材３０とが互いにつながりがないようにして形成される。このため、中空部Ｆの形状や位置を精度よく積層造型法により造型するためには工夫が必要とされる。
図５に示すような積層造型装置４０によりトレッドモールド１１を製作する場合、所定厚さに堆積させた金属粉末Ｓを所定形状に焼結した焼結層の上に、新たに金属粉末を堆積させて先に焼結した焼結層の上に新たな焼結層を積層する工程を繰り返すことで下から上に向けて製作が進行する。
このため、孔２０と芯部材３０のように、中空部Ｆを形成する外側部材と内側部材とにつながりないものを製作しようとすると、焼結層の上に新たな金属粉末Ｓを堆積させるときのローラ４８の動作により、すでに焼結された芯部材３０の一部を加圧することで、すでに焼結された外側部材の孔２０に対する位置が徐々にずれてしまい、所望の形状の中空部Ｆを製作することができない。
【００２６】
例えば、図６（ａ），（ｂ）に示すように、中空部Ｆの軸線ｏが積層面と平行である場合や、積層方向に平行である場合には、製作途中の孔２０及び芯部材３０がバランス良く加圧されるので中空部Ｆの形成におけるローラ４８の加圧による影響が小さい。しかし、図６（ｃ）に示すように、形成する中空部Ｆの軸線ｏが、積層方向に対して傾斜している場合には、製作途中の孔２０に対する製作途中の芯部材３０の位置が、例えば、孔２０の孔壁２０ａに対して芯部材３０が回転するように徐々にずれ、設計通りの形状で中空部Ｆを製作することができなくなってしまう。そこで、モールド１１の中空部Ｆの設計時に、孔壁２０ａと芯部材３０とを連結する柱５０を中空部Ｆの下層側、より好ましくは最下層に位置するように設けておくことで、中空部Ｆを所望の形状に形成することができる。
【００２７】
図７は、ＣＡＤにより設計されたトレッドモールド１１の排気手段１５に柱５０を設定したときの断面図である。柱５０は、ＣＡＤによるモールドの設計時に、孔２０の孔壁２０ａ及び芯部材３０の外周面３０ａとを連結する連結体として設けられる。柱５０には、例えば球形状が適用される。柱５０は、設計時に設定される中空部Ｆのうち、積層造型装置４０の金属粉末Ｓの積層開始側に柱５０を設けるとよい。すなわち、柱５０は、芯部材３０の造型が開始される前に、孔２０の孔壁２０ａと一体に造形される位置に設定に設定する。なお、一体に造型されるとは、積層造型装置４０による造型において、孔２０の孔壁２０ａと柱５０とが、堆積された金属粉末Ｓの同一層内で連続して焼結されること意味する。このように柱５０の位置を設定することで、積層造型装置４０による芯部材３０の造型において柱５０を介して孔壁２０ａに支持させて所望の形状の中空部Ｆをトレッドモールド１１に形成することができる。
【００２８】
このように、中空部Ｆとなる位置に球形状の柱５０を設けることにより、積層造型装置４０によるモールドの積層造型において、積層方向を気にすることなく、確実に排気流路として機能する排気手段１５をモールド１１に設けることができる。
なお、柱５０は、上述したように、できるだけ背面１１ｂ側の排出部Ｆ５に設けることで、この柱５０の除去に失敗して孔２０や芯部材３０の一部に欠損が生じても、トレッドモールド１１を不良として扱うことを回避できる。このように、簡易な方法で、造型時に柱５０をトレッドモールド１１に造型し、さらに柱５０を芯部材３０に連結して芯部材３０を造型することにより、トレッドモールド１１の造型終了後に、例えばポンチ打ち等により芯部材３０に衝撃を加えるだけで柱５０を容易に除去できるので、排出部Ｆ５に柱５０を設けたとしてもモールド製作における工数にほとんど影響を与えない。
【００２９】
図８（ａ），（ｂ）は、柱５０を除去したときの中空部Ｆを示す図である。上述したように、中空部Ｆは、トレッドモールド１１のタイヤ幅方向外側に設けられているため、中空部Ｆの軸線ｏが、傾斜した状態となり、中空部Ｆを形成する芯部材３０が、図８（ａ），（ｂ）に示すように孔２０内において、中空部Ｆの隙間分下側に位置ずれする。具体的には、図８（ａ）に示すように、流入部Ｆ１が下向きの場合には、芯部材３０が中空部Ｆの隙間分、孔２０の下側に移動するとともに、芯部材３０が成型面１１ａ側に移動し、孔２０の拡径面２４と芯部材３０の拡径面３４とが接触した状態にある。これにより、断面環状に設計された中空部Ｆは、隙間の形状が断面三日月状となって排気流路を維持している。また、孔２０の拡径面２４と芯部材３０の拡径面３４とが接触することで、芯部材３０が孔２０の成型面１１ａ側からの脱落を防止する脱落防止部を構成する。また、図８（ｂ）に示すように、排出部Ｆ５が下向きの場合には、芯部材３０が中空部Ｆの隙間分、孔２０の下側に移動するとともに、芯部材３０が背面１１ｂ側に移動し、孔２０の縮径面２２と芯部材３０の縮径面３２とが接触した状態にある。これにより、断面環状に設計された中空部Ｆは、隙間の形状が断面三日月状となって排気流路を維持している。また、孔２０の縮径面２２と芯部材３０の縮径面３２とが接触することで、芯部材３０が孔２０の背面１１ｂ側からの脱落を防止する脱落防止部を構成する。
【００３０】
図９は、図８（ｂ）に示す状態におけるタイヤ加硫成型時の排気手段１５の作用を示す図である。以下、同図を用いて排気手段１５の作用について説明する。
加硫開始の直後では、図９（ａ）に示すように、成型空間内に設けられた未加硫のタイヤＴの外表面Ｔａとトレッドモールド１１の成型面１１ａの接地面成型部１２との間には空気が介在した状態にある。この状態からタイヤＴの内表面Ｔｂ側に設けたブラダー５が膨張することでタイヤＴは、トレッドモールド１１の成型面１１ａ方向に押圧され、当初タイヤＴの外表面Ｔａと成型面１１ａとの間に介在した空気が中空部Ｆを経て背面１１ｂ側に徐々に排出される。
【００３１】
図９（ｂ）に示すように、ブラダー５の膨張が進行して、タイヤＴの外表面Ｔａと成型面１１ａとの間からほとんどの空気が排出されると、タイヤＴの外表面Ｔａが芯部材３０の端面３０ｔに接する。そして、図９（ｃ）に示すように、ブラダー５の押圧力がタイヤＴを成型面１１ａにさらに押し付けることで、芯部材３０が孔２０の背面１１ｂ側に押し込まれ、芯部材３０の縮径面３２の一部が、孔２０の縮径面２２に接触しながら、芯部材３０の軸線ｎと孔２０の軸線ｍとが同軸となるように、芯部材３０が縮径面２２に沿って移動する。そして、孔２０の縮径面２２に芯部材３０の縮径面３２とが互いに面接触することで、中空部Ｆのうちの縮径部Ｆ２が消失し、中空部Ｆを介した成型面１１ａ側から背面１１ｂ側への空気の流通が遮断されるとともに、流入部Ｆ１における成型面１１ａ側の端面３０ｔが、成型面１１ａと面一となって成型後のタイヤ表面を滑らかにできる。
【００３２】
図９（ｄ）に示すように、ブラダー５の押圧の継続により、タイヤＴがトレッドモールド１１に押し付けられる。これにより、芯部材３０の筒面３１と孔２０の筒面２１との間の環状の流入部Ｆ１にタイヤＴ表面側のゴムが入り込むが、ゴムが芯部材３０の端面３０ｔを継続的に加圧し、中空部Ｆのうちの縮径部Ｆ２を閉鎖しているため、流入部Ｆ１よりも奥へのゴムの進入が制止される。そして、加硫成型が終了するまでの間、流入部Ｆ１よりも奥へのゴムの進入の制止が維持される。
【００３３】
このように、所期の空気の排出後に、タイヤＴが芯部材３０を背面１１ｂ方向に押圧し、芯部材３０の縮径面３２を孔壁２０ａの縮径面２２に押し付け、中空部Ｆの縮径部Ｆ２を塞ぐことにより、タイヤ成型時にタイヤＴの外表面Ｔａに形成されるスピューの高さを流入部Ｆ１の高さ分にすることができるので、上述したように、流入部Ｆ１の高さを例えば０．５ｍｍ程度に設定することにより、後工程におけるスピューの除去工程を無くすことができるとともに、スピューの廃棄処分も不要となる。
【００３４】
図１０は、トレッドモールド１１の設計時に設定される排気手段１５の他の実施形態の断面図である。本実施形態に係る排気手段１５は、上記実施形態と同様に、軸線ｏが成型面１１ａの法線と一致するように設定され、中空部Ｆにおける中間部Ｆ３が、流入部Ｆ１及び排出部Ｆ５よりも大径に設定される。
中空部Ｆは、成型面１１ａに開口する流入部Ｆ１と、背面１１ｂに開口する排出部Ｆ５と、トレッドモールド１１内において流入部Ｆ１と排出部Ｆ５とを連通する中間部Ｆ３を備える。流入部Ｆ１、排出部Ｆ５及び中間部Ｆ３は、それぞれ断面円形状に形成され、同軸ｏ上に設定される。中間部Ｆ３は、直径寸法が流入部Ｆ１や排出部Ｆ５の直径寸法よりも大径に形成される。中間部Ｆ３の両端には、流入部Ｆ１と連通する縮径部Ｆ２が、排出部Ｆ５に連通する拡径部Ｆ４がそれぞれ設けられる。
なお、中空部Ｆの直径寸法は、例えば、流入部Ｆ１、排出部Ｆ５及び中間部Ｆ３の隙間幅の中心線で設定した。
【００３５】
以下、中空部Ｆの各部Ｆ１乃至Ｆ５を形成する孔２０及び芯部材３０について説明する。孔２０は、例えば、成型面１１ａから背面１１ｂに貫通する貫通孔としてトレッドモールド１１に設けられる。孔２０は、当該孔２０の延長方向に沿って直径を変化させながら延長する。孔２０は、成型面１１ａに開口する筒面２１と、筒面２１と連続する拡径面２４と、拡径面２４と連続する筒面２３と、筒面２３と連続する縮径面２２と、縮径面２２と連続し、背面１１ｂに開口する筒面２５とを備え、これらの各面２１乃至２５で１つの連続した孔壁２０ａを形成する。
【００３６】
筒面２１は、例えば軸線が中空部Ｆの軸線ｏに沿って断面環状に所定長さＭ１延長する。長さＭ１は、例えば０．５ｍｍ以下に設定される。また、筒面２１の直径Ｄ１は、所定寸法に設定される。
拡径面２４は、筒面２１の背面１１ｂ側の周縁から背面１１ｂに向けて、例えば円錐状に拡径しながら延長する円錐面として形成される。拡径面２４の拡径する角度は、筒面２１から所定の傾斜角αが設定される。
【００３７】
筒面２３は、縮径面２２の小径側の周縁から背面１１ｂ側に向けて一定の直径Ｄ３で所定長さＭ３延長する。筒面２３の直径Ｄ３は、筒面２１の直径Ｄ１及び後述の筒面２５の直径Ｄ５よりも小径に設定される。
縮径面２２は、筒面２３の端部から背面１１ｂに向けて、例えば円錐状に縮径しながら延長する。縮径面２２は、縮径面２２が縮径するときの角度で拡径する。
筒面２５は、縮径面２２の小径側の周縁から中空部Ｆの軸線ｏに沿って背面１１ｂ側に向けて所定長さＭ５延長し、背面１１ｂに開口する。筒面２５の直径Ｄ５は、少なくとも筒面２３の直径Ｄ３よりも小径となるように設定される。
本実施形態では、筒面２１の軸線、拡径面２４の軸線、筒面２３の軸線、縮径面２２の軸線、筒面２５の軸線は、同軸に設定される。
【００３８】
上記孔２０内に設けられることで中空部Ｆ形成する芯部材３０は、外形形状が概略上記孔２０の内周形状に沿う軸体として形成される。
すなわち、芯部材３０は、孔２０の筒面２１に沿う筒面３１と、拡径面２４に沿う拡径面３４と、筒面２３に沿う筒面３３と、縮径面２２に沿う縮径面３２と、筒面２５に沿う筒面３５とを備え、これらの各面３１乃至３５で直径寸法が拡縮する１つの連続した外周面３０ａを形成する。
【００３９】
筒面３１は、例えば軸線が中空部Ｆの軸線ｏに沿って環状に所定長さｍ１延長する。筒面３１の長さｍ１は、例えば筒面２１の長さＭ１と同じに設定される。つまり、筒面３１の長さｍ１は、例えば０．５ｍｍ以下に設定される。また、筒面３１の直径ｄ１は、所定寸法に設定される。孔２０の筒面２１との間で隙間寸法ｚ１を形成するように、筒面２１の直径Ｄ１よりも大径に設定される。芯部材３０の設計時における位置は、筒面３１側の端面３０ｔが、成型面１１ａより所定の突出量ｘで突出するように設定される。突出量ｘは、具体的には、孔２０の拡径面２４と後述の芯部材３０の拡径面３４との間の隙間寸法ｚ４に応じて設定される。端面３０ｔは、例えば、平面状、もしくは、孔２０が形成された成型面１１ａの接地面成型部１２に倣うように曲面状に形成される。
【００４０】
拡径面３４は、筒面３１の背面１１ｂ側の周縁から背面１１ｂに向け、例えば円錐状に拡径しながら延長する円錐面として形成される。拡径面３４は、孔２０の拡径面２４と対向するように設定され、拡径面２４との間で隙間寸法ｚ４を形成するように、孔２０の拡径面２４と平行に延長する。
筒面３３は、拡径面３４の大径側の周縁から背面１１ｂ側に向けて一定の直径ｄ３で所定長さ延長する。筒面２３の直径ｄ３は、筒面３１の直径ｄ１、及び後述の筒面３５の直径ｄ５よりも大径に設定される。また、筒面３３の長さｍ３は、孔２０の筒面２３の長さＭ３よりも短く設定される。
縮径面３２は、筒面３３の背面１１ｂ側の周縁から背面１１ｂに向けて、例えば円錐状に縮径しながら延長する円錐面として形成される。縮径面３２は、孔２０の縮径面２２と対向するように設定され、縮径面２２との間で隙間寸法ｚ２を形成するように、孔２０の縮径面２２と平行に延長する。
筒面３５は、縮径面２２の小径側の周縁から中空部Ｆの軸線ｏに沿って背面１１ｂ側に向けて延長し、背面１１ｂに開口する。筒面３５の直径Ｄ５は、少なくとも筒面３３の直径Ｄ３よりも小径となるように設定される。筒面３５の直径Ｄ５は、孔２０の筒面２５との間で隙間寸法ｚ５を形成するように設定される。
なお、本実施形態では、筒面３１の軸線、拡径面３４の軸線、筒面３３の軸線、縮径面３２の軸線、筒面３５の軸線は、同軸に設定される。芯部材３０の全体の軸線は、孔２０の全体の軸線と同軸である。
【００４１】
したがって、中空部Ｆは、流入部Ｆ１が筒面２１と筒面３１との間の環状隙間、拡径部Ｆ４が拡径面２４と拡径面３４との間の環状隙間、中間部Ｆ３が筒面２３と筒面３３との間の環状隙間、縮径部Ｆ２が縮径面２２と縮径面３２との間の環状隙間、排出部Ｆ５が筒面２５と筒面３５との間の環状隙間により構成される。この中空部Ｆは、成型面１１ａ側の成型空間と背面１１ｂの空間とを連通し、空気の流れを許容する排気流路となる。中空部Ｆを形成する流入部Ｆ１の隙間寸法ｚ１、縮径部Ｆ２の隙間寸法ｚ２、中間部Ｆ３の隙間寸法ｚ３、拡径部Ｆ４の隙間寸法ｚ４、排出部Ｆ５の隙間寸法ｚ５は、例えば、０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲で設定される。なお、上記隙間寸法ｚ１乃至ｚ５は、孔２０の内壁から軸線ｏに向けて、法線方向に延長した寸法である。以下の説明において流入部Ｆ１から排出部Ｆ５に至る各部Ｆ１乃至Ｆ５の隙間寸法ｚ１乃至ｚ５は、同一に設定するものとして説明するが、上記範囲内であれば適宜変更しても良い。
【００４２】
上述のように、排気手段１５としての中空部Ｆを形成するように、孔２０の孔壁２０ａと、芯部材３０の外周面３０ａとの間で所定寸法の環状の隙間を設けることにより、芯部材３０が、中空部Ｆの隙間分、図１１（ａ）に示すように孔２０の軸線ｍに対して軸線ｎが傾斜するように揺動したり、図１１（ｂ）に示すように孔２０の軸線ｍ方向に沿って移動したり、図１１（ｃ）に示すように孔２０の軸線ｍと平行に移動可能となる。
【００４３】
図１２（ａ），（ｂ）は、排気手段１５の動作を示す図である。上述したように、中空部Ｆは、トレッドモールド１１のタイヤ幅方向外側に設けられているため、中空部Ｆの軸線ｏが、傾斜した状態となり、中空部Ｆを形成する芯部材３０が、図１２（ａ），（ｂ）に示すように孔２０内において、中空部Ｆの隙間分下側に位置ずれする。
具体的には、図１２（ａ）に示すように、排出部Ｆ５が下向きの場合には、芯部材３０が中空部Ｆの隙間分、孔２０の下側に移動するとともに、芯部材３０が背面１１ｂ側に移動し、孔２０の縮径面２２と芯部材３０の縮径面３２とが接触した状態にある。これにより、断面環状に設計された中空部Ｆは、隙間の形状が完全な円環状から断面三日月状となって排気流路を維持している。また、孔２０の縮径面２２と芯部材３０の縮径面３２とが接触することで、芯部材３０が孔２０の背面１１ｂ側からの脱落を防止する脱落防止部を構成する。また、図１２（ｂ）に示すように、流入部Ｆ１が下向きの場合には、芯部材３０が中空部Ｆの隙間分、孔２０の下側に移動するとともに、芯部材３０が成型面１１ａ側に移動し、孔２０の拡径面２４と芯部材３０の拡径面３４とが接触した状態にある。これにより、断面環状に設計された中空部Ｆは、隙間の形状が完全な円環状から断面三日月状となって排気流路を維持している。また、孔２０の拡径面２４と芯部材３０の拡径面３４とが接触することで、芯部材３０が孔２０の成型面１１ａ側からの脱落を防止する脱落防止部を構成している。
【００４４】
図１３は、図１２（ａ）に示す状態におけるタイヤ加硫時の排気手段１５の作用を示す図である。以下、同図を用いて排気手段１５の作用について説明する。加硫開始直後では、図１３（ａ）に示すように、成型空間内に設けられた未加硫のタイヤＴの外表面Ｔａとトレッドモールド１１の成型面１１ａの接地面成型部１２との間に空気が介在した状態にある。この状態からタイヤＴの内表面Ｔｂ側に設けたブラダー５を膨張させることでタイヤＴは、トレッドモールド１１の成型面１１ａ方向に押圧され、当初タイヤＴの外表面Ｔａと成型面１１ａとの間に介在した空気が排気手段１５の中空部Ｆを経て背面１１ｂ側に徐々に排出される。
【００４５】
図１３（ｂ）に示すように、ブラダー５の膨張が進行して、タイヤＴの外表面Ｔａと成型面１１ａとの間からほとんどの空気が排出されると、タイヤＴの外表面Ｔａが芯部材３０の端面３０ｔに接する。そして、図１３（ｃ）に示すように、ブラダー５の押圧力がタイヤＴを成型面１１ａにさらに押し付けることで、孔２０の軸線ｍと芯部材３０の軸線ｎとが同軸となるように、芯部材３０を孔２０内へと押し込む。すなわち、芯部材３０の縮径面３２及び孔２０の縮径面２２がすり鉢状であるため、タイヤＴが芯部材３０の端面３０ｔを孔２０の軸線ｍ方向に押圧することで、芯部材３０が孔２０の縮径面２２に沿って移動し、孔２０の縮径面２２と芯部材３０の縮径面３２同士が接触して、中空部Ｆのうちの縮径部Ｆ２を閉鎖する。これにより、成型面１１ａ側から背面１１ｂ側への空気の流通が閉鎖される。
【００４６】
図１３（ｄ）に示すように、ブラダー５の押圧の継続により、タイヤＴがトレッドモールド１１に押し付けられる。このとき、中空部Ｆの流入部Ｆ１側から中空部Ｆ内にタイヤ表面のゴムが入り込もうとするが、ゴムが芯部材３０の端面３０ｔを加圧して中空部Ｆの縮径部Ｆ２を閉鎖しているため、拡径部Ｆ４及び中間部Ｆ３に残留した空気が、流入部Ｆ１に進入したゴムの流入部Ｆ１よりも奥への進入を制止する。そして、加硫成型が終了するまでの所定時間、流入部Ｆ１へのゴムの進入を抑止した状態が維持される。
【００４７】
このように、所期の空気の排出後に、タイヤＴが芯部材３０を背面１１ｂ方向に押圧し、孔２０の縮径面２２に芯部材３０の縮径面３２を押し付けて中空部Ｆの縮径部Ｆ２を塞ぐことにより、タイヤ成型時にタイヤＴの外表面Ｔａに形成されるスピューの高さを流入部Ｆ１の高さ分、例えば０．５ｍｍ程度に設定することができるので、従来タイヤの加硫成型後に設定されていたスピューの除去工程を無くすとともに、スピューの廃棄処分を不要とすることができる。
【００４８】
また、孔２０の筒面２１及び芯部材３０の筒面３１で形成される流入部Ｆ１の高さを調整することで、加硫成型後のタイヤＴの外表面Ｔａに形成されるスピューのはみ出し長さを抑制してタイヤＴの外観を向上させることができる。これにより、スピューを切除する工程が不要となるので、タイヤＴの生産にかかる工数のうち、スピューの廃棄に要する工数を無くすことができる。また、スピューの切除後のゴム残りがなくなることで、タイヤの初期性能を向上させることができる。
【００４９】
上記実施形態では、中空部Ｆを形成する際に、流入部Ｆ１の軸線と、拡径部Ｆ４の軸線と、中間部Ｆ３の軸線と、縮径部Ｆ２の軸線と、排出部Ｆ５の軸線とが、同軸上に設定されるとして説明したが、流入部Ｆ１、前記中間部Ｆ３及び排出部Ｆ５のうち少なくともいずれか１つに当該中空部Ｆの延長方向を変更する曲がり部を有するように形成しても良い。この場合においても、中空部Ｆを形成する孔２０の孔壁２０ａに沿って芯部材３０の外周面３０ａを形成するとともに、芯部材３０の端面３０ｔを成型面１１ａから突出するように形成しておくことで、ゴムばりの形成を抑制することができる。
【００５０】
図１４は、トレッドモールド１１の設計時に設定される排気手段１５の他の実施形態の断面図である。排気手段１５は、例えば、図１４に示すように中空部Ｆが曲がり部を有するように構成される。本実施形態の中空部Ｆは、成型面１１ａ側から背面１１ｂ側に貫通する間に、所定角度で屈曲する曲がり部が中間部Ｆ３に設けられる。すなわち、中空部Ｆは、成型面１１ａに開口する流入部Ｆ１の軸線ｏ１と、背面１１ｂに開口する排出部Ｆ５の軸線ｏ２とが、中間部Ｆ３において交差するように形成される。
【００５１】
本実施形態に係る中空部Ｆを形成する孔２０は、成型面１１ａに開口する筒面２１と、背面１１ｂに開口する筒面２５と、筒面２１と筒面２５とを接続する屈曲筒面２３とで形成される。筒面２１は、例えば成型面１１ａの法線方向に所定長さ延長し、モールドの厚さの範囲内で終端するように形成される。屈曲筒面２３は、筒面２１と連続し、筒面２１の軸線の向きを変えるように屈曲して形成される。すなわち、屈曲筒面２３は、筒面２１の軸線と同軸に延長する成型面側部２３Ａと、筒面２５と同軸に延長する背面側部２３Ｂとを有するように形成される。屈曲筒面２３の背面側部２３Ｂは、成型面側部２３Ａと交差して連続し、トレッドモールド１１の厚さの範囲内で終端するように形成される。筒面２５は、屈曲筒面２３の背面側部２３Ｂと連続し、背面１１ｂに開口する。
【００５２】
芯部材３０は、外形形状が孔２０の内周形状に沿うように、断面円形の軸状に形成される。中空部Ｆを形成する芯部材３０は、外周に筒面２１に沿う筒面３１と、屈曲筒面２３に沿う屈曲筒面３３と、筒面２５に沿う筒面３５とを備える。筒面３１は、筒面２１の軸線に沿って背面１１ｂ側に向けて所定長さ延長し、孔２０の筒面２１との間で所定寸法の環状の隙間を形成するように、筒面２１の内径よりも小径の外径に設定される。筒面３１の高さは、例えば筒面２１の高さ寸法よりも高くなるように設定される。芯部材３０の設計時における位置は、筒面３１側の端面３０ｔが、成型面１１ａより所定の突出量ｘで突出するように設定される。突出量ｘは、中空部Ｆの隙間寸法に応じて設定される。成型面１１ａよりも突出する端面３０ｔは、例えば、平面状、もしくは、孔２０が形成された成型面１１ａの接地面成型部１２に倣うように曲面状に形成される。
屈曲筒面３３は、孔２０の屈曲筒面２３の延長方向に沿って背面１１ｂ側に向けて所定長さ延長する。屈曲筒面３３は、孔２０の屈曲筒面２３の成型面側部２３Ａと対向し、所定の環状の隙間を形成する成型面側部３３Ａと、孔２０の屈曲筒面２３の背面側部２３Ｂと対向し、所定の環状の隙間を形成する背面側部３３Ｂとで構成される。筒面３５は、筒面２５の延長方向に沿って背面１１ｂ側に向けて延長する。筒面３５は、孔２０の筒面２５と対向し、筒面２５との間で所定の環状の隙間を形成するように設定される。芯部材３０は、筒面３１、屈曲筒面３３、筒面３５とで１つの連続する外周面３０ａが形成される。
【００５３】
したがって、中空部Ｆは、流入部Ｆ１が筒面２１と筒面３１との間の環状隙間、中間部Ｆ３が屈曲筒面２３と屈曲筒面３３との間の環状隙間、排出部Ｆ５が筒面２５と筒面３５との間の環状隙間により構成される。中空部Ｆを形成する流入部Ｆ１の隙間寸法ｚ１、中間部Ｆ３の隙間寸法ｚ３、排出部Ｆ５の隙間寸法ｚ５は、例えば、０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲で設定される。この中空部Ｆは、成型面１１ａ側の成型空間と背面１１ｂの空間とを連通し、空気の流れを許容する排気流路となる。
中空部Ｆの屈曲する角度は、上述のように設定される隙間寸法において、孔２０が芯部材３０から脱落しないように設定される。すなわち、芯部材３０は、外周面３０ａが孔２０の孔壁２０ａに接触することで孔２０からの脱落が防止されるように角度が設定される。
なお、上記隙間寸法ｚ１，ｚ３，ｚ５は、孔２０の孔壁２０ａから軸線ｎに向けて延長した法線方向の寸法である。以下の説明において流入部Ｆ１，中間部Ｆ３，排出部Ｆ５の隙間寸法ｚ１，ｚ３，ｚ５は、同一に設定するものとして説明するが、上記範囲内であれば適宜変更しても良い。
【００５４】
図１５（ａ），（ｂ）は、本実施形態に係る排気手段の動作を示す図である。図１５（ａ）に示すように、背面１１ｂが下向きの場合、中空部Ｆを形成する芯部材３０は、排気流路として設けられた中間部Ｆ３の背面側部及び排出部Ｆ５の隙間分背面１１ｂ側に落下するように移動する。また、図１５（ｂ）に示すように、中空部Ｆを形成する芯部材３０は、排気流路として設けられた中間部Ｆ３の成型面側部及び流入部Ｆ１の隙間分背面１１ｂ側に落下するように移動する。
【００５５】
以下、本実施形態の排気手段１５の動作について説明する。
図１６は、図１５（ｂ）に示す状態における排気手段１５のタイヤ加硫時の動作を示す。以下、同図を用いて排気手段１５の動作について説明する。加硫開始直後では、図１６（ａ）に示すように、成型空間内に設けられた未加硫のタイヤＴの外表面Ｔａとトレッドモールド１１の成型面１１ａの接地面成型部１２との間には、空気が介在した状態にある。この状態からタイヤＴの内表面Ｔｂ側に設けたブラダー５を膨張させることでタイヤＴは、トレッドモールド１１の成型面１１ａ方向に押圧され、当初タイヤＴの外表面Ｔａと成型面１１ａとの間に介在した空気が中空部Ｆを経て背面１１ｂ側に徐々に排出される。
【００５６】
図１６（ｂ）に示すように、ブラダー５の膨張が進行することにより、タイヤＴの外表面Ｔａと成型面１１ａとの間から空気を排出しつつタイヤＴの外表面Ｔａが芯部材３０の３０ｔに接し、押圧することで、芯部材３０が孔２０の背面１１ｂ側へと押し込められる。そして、図１６（ｃ）に示すように、さらにブラダー５の押圧力がタイヤＴを成型面１１ａに押し付けることで、芯部材３０が孔２０の孔壁２０ａに押し付けられた状態で背面１１ｂ側へと押し込められる。芯部材３０の外周面３０ａが、孔２０の孔壁２０ａに接触して芯部材３０の移動が停止する。このとき、中空部Ｆは、上側が閉じた三日月状の隙間から下側が閉じた三日月状の隙間へと変化した流路を形成して、成型面１１ａから背面１１ｂへの空気の流出を許容する。
【００５７】
さらに、ブラダー５の押圧の継続により、タイヤＴがトレッドモールド１１に押し付けられ、タイヤＴの表面側のゴムが、中空部Ｆの流入部Ｆ１に入り込もうとするが、流入部Ｆ１は、上述のような隙間寸法ｚ１で成型面１１ａに環状で開口しているため、孔２０の背面１１ｂ側の奥深くへの進入が抑制され、浅い位置に規制された状態で加硫が進行し、所定時間経過後に加硫成型が終了する。
【００５８】
このように、所期の空気の排出後に、タイヤＴが芯部材３０を背面１１ｂ方向に押圧することにより、タイヤ成型時にタイヤＴの外表面Ｔａにおけるスピューの形成を抑制することができる。
なお、本実施形態では、中間部Ｆ３に曲がり部２７を設けるものとして説明したが、流入部Ｆ１や排出部Ｆ５に設けても良い。すなわち、排気手段１５の他の実施形態として図１７に示すように構成しても良い。
【００５９】
図１７に示す中空部Ｆは、流入部Ｆ１に１つの曲がり部２７Ａ、中間部Ｆ３に２つの曲がり部２７Ｂ，２７Ｃと、排出部Ｆ５に曲がり部２７Ｄを設けた形態である。このように、筒状に延長する流入部Ｆ１と、筒状に延長する中間部Ｆ３と、筒状に延長する排出部Ｆ５とに曲がり部２７Ａ乃至２７Ｄを設けることにより、曲がり部２７Ａ乃至２７Ｄにおける孔２０の孔壁２０ａに芯部材３０の外周面３０ａが接触して芯部材３０の孔２０からの脱落を防止する脱落防止部となって、孔２０からの芯部材３０の抜け止めを防止しつつ、成型面１１ａ側の空気を背面１１ｂ側に排出するための中空部Ｆを確保することができる。
【００６０】
このような場合、中空部Ｆを形成する芯部材３０が孔２０から脱落しないようにするためには、流入部Ｆ１側の孔２０の孔壁２０ａに芯部材３０の外周面３０ａが接触し、排出部Ｆ５側の孔２０の孔壁２０ａに芯部材３０の外周面３０ａが同時に接触するように、孔２０及び芯部材３０を屈曲もしくは湾曲させれば良い。
【００６１】
また、中空部Ｆの他の実施形態として図１８に示すように球面状に形成しても良い。図１８に示す中空部Ｆは、外側部材としてのトレッドモールド１１のモールド本体に球面状に設けられた孔２０内に、孔壁２０ａの直径Ｄｋよりも小径の球体として芯部材３０が設けられる。この場合、芯部材３０の直径Ｄｓを成型面１１ａや背面１１ｂに開口する開口縁２０ｃ，２０ｄよりも径大に設定しておくことにより、孔２０からの芯部材３０の脱落を防止できる。この場合、成型面１１ａが下向き、或は背面１１ｂが下向きになると、芯部材３０が塞ぐ虞があるため、孔壁２０ａの開口縁２０ｃ、２０ｄの近傍に、孔壁２０ａから突出する突起部を設けることで、成型面１１ａから背面１１ｂに連通する排気流路を確保することができる。
【００６２】
また、各実施形態では、中空部Ｆの延長方向、具体的には、流入部Ｆ１，中空部Ｆ３，排出部Ｆ５の軸線方向と直交する方向の断面形状が、それぞれ円形のものとして説明したが、流入部Ｆ１、中間部Ｆ３、排出部Ｆ５の形状がそれぞれ異なっていても良い。
【００６３】
以上説明したように、本発明によれば、積層造型法により排気手段１５をモールドと一体に造型するため、従来のような後加工が不要となる。すなわち、タイヤＴを成型する上下のサイドモールド９，９及び複数のトレッドモールド１１には、例えば、総数で約１０００個程度の排気手段１５が必要とされる。この排気手段１５を従来のドリルによって形成した場合、１か所当たりの加工に要する時間を約３０秒〜５０秒とすれば、トータルで５００分〜８３０分の時間を短縮できることになる。
【００６４】
なお、上記実施形態では、タイヤを加硫成型するモールドを用いて説明したが、タイヤ製造におけるモールドに限定されず、クローラーや防振ゴム等の他のゴム物品を成型する際のモールドであっても良い。
【００６５】
また、上記実施形態では、立体形状物であるモールドを形成する粉末の金属粉末にレーザ光を照射して焼結するとして説明したが、このような通常のレーザ光の他に、半導体レーザの半導体によるＬＥＤの光等の光を照射することも可能であり、焼結する粉体の性質に応じて粉体を焼結させるための光を含むエネルギー源を用いれば良い。
【００６６】
また、モールドを構成する素材は、上述のような金属粉末に限らず、合成樹脂等の樹脂粉末や、無機物の焼結体であるセラミックスやセラミックス粉末、樹脂粉末とセラミックス粉末と金属粉末との混合物を用いた複合材料粉末等であっても良い。
【符号の説明】
【００６７】
９  サイドモールド、１１  トレッドモールド、１１ａ  成型面、１１ｂ  背面、
１２  接地面成型部、１５  排気手段、２０  孔、３０  芯部材、
Ｆ  中空部、Ｆ１  流入部、Ｆ２  縮径部、Ｆ３  中間部、Ｆ４  拡径部、
Ｆ５  排出部、Ｔ  タイヤ。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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