(57)【要約】【課題】注湯時における温度の偏在を抑制することで湯漏れの発生を防止しつつ、鋳造巣がなく、かつ、寸法精度の高い高品質の鋳造品を製造することが可能なタイヤモールド鋳造用枠体を提供する。【解決手段】略円筒形状を有し、タイヤモールド用鋳型の周囲に配置されてタイヤモールドの鋳造に用いられるタイヤモールド鋳造用枠体である。外周に、均等間隔で複数本、好適には３本の湯口４Ａ〜４Ｃが設けられている。本発明においては、複数本の湯口のうち１本の湯口のみを注湯用湯口とし、残る湯口をダミー湯口とすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒形状を有し、タイヤモールド用鋳型の周囲に配置されてタイヤモールドの鋳造に用いられるタイヤモールド鋳造用枠体において、外周に、均等間隔で複数本の湯口が設けられていることを特徴とするタイヤモールド鋳造用枠体。
【請求項２】
前記湯口が３本以上である請求項１記載のタイヤモールド鋳造用枠体。
【請求項３】
前記複数本の湯口のうち１本の湯口のみを注湯用湯口とし、残る湯口をダミー湯口とする請求項１または２記載のタイヤモールド鋳造用枠体。
【請求項４】
ＪＩＳ  ＦＣＤ３５０〜ＦＣＤ４５０品であって、Ｃ含有量が２．５〜２．７重量％、Ｓｉ含有量が２．７〜２．８重量％、Ｍｇ含有量が０．０７〜０．０８重量％、Ｃｒ含有量が０．０３重量％以下、Ｎｉ含有量が０．０３重量％以下、Ｓ含有量が０．０３重量％以下、Ｐ含有量が０．０３重量％以下である球状化黒鉛鋳鉄からなる請求項１〜３のうちいずれか一項記載のタイヤモールド鋳造用枠体。
【請求項５】
表面にガス窒化処理が施され、深さ０．０１〜０．１０ｍｍの窒化層が形成されている請求項１〜４のうちいずれか一項記載のタイヤモールド鋳造用枠体。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタイヤモールド鋳造用枠体（以下、単に「枠体」とも称する）に関し、詳しくは、タイヤモールドを鋳造する際に鋳型とともに用いられるタイヤモールド鋳造用枠体に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤを製造するに際しては、成形された生タイヤに内側から圧力をかけて、その外表面を加熱された金型の内壁に密着させ、熱と圧力により生ゴムを加硫する加硫用モールド（以下、「タイヤモールド」と称する）が用いられる。このようなタイヤモールドは、一般に、金型内に溶湯を高温、低圧にて流し込むことにより鋳造を行う、重力鋳造法または低圧鋳造法により製造される。
【０００３】
図２に、タイヤモールド鋳造設備の（ａ）水平方向断面図および（ｂ）垂直方向断面図を夫々示す。図示する鋳造設備は、配列テーブル１上に、タイヤのトレッドパターンが転写されたタイヤモールド用鋳型２と、それを取り囲む略円筒状のタイヤモールド鋳造用枠体１３とを備えており、枠体１３に設けられた１本の湯口１４から鋳型２と枠体１３との間に溶湯５を流し込むことにより、タイヤモールドの鋳造が行われる。このうち鋳型については、一般に石膏製の崩壊型が用いられ、配列テーブルおよび枠体の素材としては、一般に鉄のむく素材が用いられている。タイヤモールドの鋳造設備に係る改良技術としては、例えば、特許文献１，２等に記載がある。
【特許文献１】特開２００６−１９８６５０号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特開２００６−２３１３７３号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、タイヤモールドの素材としては、一般に、アルミニウム（Ａｌ）合金が用いられる。鋳造に際して鋳造欠陥の発生を抑制するためには、このＡＬ合金を完全溶解充填する必要があるが、そのためには注湯温度７２０℃以上が必要であり、かつ、鋳造設備を温度３５０℃以上に予熱しておくことが必要となる。
【０００５】
しかしながら、図示するように、注湯部である湯口１４は従来より１本にて設けられているため、注湯時には湯口１４の近傍が高温となって、枠体１３内で温度の偏在が生ずることにより、枠体１３は大きな熱変形を受けてしまう。枠体１３が変形すると鋳造部の密閉性が確保できず、溶解ＡＬ合金が漏れる、いわゆる湯漏れが散発するおそれがある。これは注湯作業に危険を及ぼすことから、枠体１３の熱変形を防止するために注湯温度を下げる必要が生ずるが、注湯温度を下げるとＡＬ合金の完全溶解充填ができず、鋳造巣が発生するという別の問題が生じてしまう。
【０００６】
また、注湯時の湯口１４近傍における高温のために、枠体１３自体が熱塑性変形して断面楕円形に歪んでしまう場合もあり、この場合には、鋳造温度を下げても鋳造時の密閉が確保できず、湯漏れの問題が発生していた。さらに、注湯時における枠体１３内の温度の偏在によって、枠体３のみならず、鋳造凝固物についても形状均一性が保てない場合があり、寸法精度の高い鋳造が困難となっていた。
【０００７】
そこで本発明の目的は、注湯時における温度の偏在を抑制することで、湯漏れの発生を防止しつつ、鋳造巣がなく、かつ寸法精度の高い高品質の鋳造品を製造することが可能なタイヤモールド鋳造用枠体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は鋭意検討した結果、上記問題の本質が、１本の湯口を介して注湯を行うことに起因して、枠体内部で温度分布が偏在する点にあることを見出し、湯口を複数個とすることでこの温度分布の偏在を緩和できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明のタイヤモールド鋳造用枠体は、略円筒形状を有し、タイヤモールド用鋳型の周囲に配置されてタイヤモールドの鋳造に用いられるタイヤモールド鋳造用枠体において、外周に、均等間隔で複数本の湯口が設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の枠体において、前記湯口は、好適には３本以上にて設ける。また、本発明においては、前記複数本の湯口のうち１本の湯口のみを注湯用湯口とし、残る湯口をダミー湯口とすることができる。さらに、本発明の枠体は、ＪＩＳ  ＦＣＤ３５０〜ＦＣＤ４５０品であって、Ｃ含有量が２．５〜２．７重量％、Ｓｉ含有量が２．７〜２．８重量％、Ｍｇ含有量が０．０７〜０．０８重量％、Ｃｒ含有量が０．０３重量％以下、Ｎｉ含有量が０．０３重量％以下、Ｓ含有量が０．０３重量％以下、Ｐ含有量が０．０３重量％以下である球状化黒鉛鋳鉄からなるものとすることが好ましく、より好ましくは、表面にガス窒化処理が施され、深さ０．０１〜０．１０ｍｍの窒化層が形成されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、上記構成としたことにより、注湯時における枠体内での温度の偏在を抑制することで、湯漏れの発生を防止しつつ、鋳造巣がなく、かつ寸法精度の高い高品質の鋳造品を製造することが可能なタイヤモールド鋳造用枠体を実現することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１に、本発明のタイヤモールド鋳造用枠体の水平方向断面図を示す。本発明の枠体３は、図２に示すようなタイヤモールド鋳造設備において、タイヤモールド用鋳型２の周囲に配置されてタイヤモールドの鋳造に用いられるものであり、図示するように、略円筒形状を呈している。
【００１３】
本発明の枠体３においては、外周に、均等間隔で複数本の湯口、図示する例では３本の湯口４Ａ〜４Ｃが設けられている。従来１本だった湯口を複数本として、枠体３の外周に均等間隔で配置したことで、各湯口を介して、枠体３内の溶湯の熱を均一に逃がすことができ、これにより注湯時における枠体３内の温度分布の偏在を緩和することができるとともに、溶湯の凝固過程において枠体３の偏在熱による塑性変形を緩和させることができる。
【００１４】
より具体的には、複数本の湯口のうち１本の湯口のみを注湯用湯口として、残る湯口についてはダミー湯口とする。ダミー湯口を注湯用湯口と同じ形状として設けることで、注湯時には、結果的にダミー湯口にも溶湯が溜まることになって、これにより、上記温度の偏在緩和および枠体の塑性変形抑制の効果が得られる。したがって、本発明の枠体を用いても、注湯時の工程については従来と変える必要がない。
【００１５】
枠体３に設ける湯口の本数は、複数本とすることが必要であるが、対称配置の２本の湯口では楕円変形を促進することからあまり好ましくないため、好適には３本以上、例えば、３本〜８本の範囲内とすることができ、最も好適には３本とする。
【００１６】
また、枠体３の材質としては、耐熱性を得るためにＳｉ添加のＦｅ合金とし、熱クラック抑制のために球状化黒鉛鋳鉄を採用する。球状化黒鉛鋳鉄の中でも、ＪＩＳ  ＦＣＤ３５０〜ＦＣＤ４５０品、特にはＦＣＤ４５０品を用いることが好ましい。ＦＣＤ５００以上のＦｅ合金は、黒鉛球状化率９０％以上を得ることが困難であって片状黒鉛鋳鉄となり、ヒートクラックを発生させるおそれがあるため、採用してはならない。
【００１７】
また、耐熱性向上のために添加するＳｉに応じて黒鉛球状化率はＭｇ添加量で決まる。そこで、使用する球状化黒鉛鋳鉄は、組成的には、Ｃ含有量が２．５〜２．７重量％、Ｓｉ含有量が２．７〜２．８重量％、Ｍｇ含有量が０．０７〜０．０８重量％、Ｃｒ含有量が０．０３重量％以下、Ｎｉ含有量が０．０３重量％以下、Ｓ含有量が０．０３重量％以下、Ｐ含有量が０．０３重量％以下を満足することが好ましい。この組成を満足することで、黒鉛球状化率９０％以上を確保することができる。
【００１８】
さらに、枠体の熱塑性変形を抑制するためには、材料剛性を向上させることが必要である。そのため、本発明の枠体は、表面にガス窒化処理を施して、剛性を向上させることが好ましい。ガス窒化処理により枠体の表面には窒化層が形成されるが、その窒化層の深さは、好適には０．０１〜０．１０ｍｍとする。
【００１９】
ここで、本発明におけるガス窒化処理の条件は、例えば、枠体を、ＲＸガス（ＣＯ：２０％、Ｈ２：４０％、Ｎ２：４０％）とＮＨ３ガスとを１：１の混合比で混合したガス中にて、５５０℃の雰囲気温度で１８時間程度保持することにより行うことができ、その後、空冷することにより、処理済みの枠体３を得ることができる。
【００２０】
本発明の枠体は、外周に均等間隔で複数本の湯口が設けられているものであれば、それ以外の点については特に制限されるものではない。また、本発明の枠体は、いかなるタイヤモールド鋳造装置にも適用可能であり、この点についても特に制限はされない。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
（実施例）
図１に示すように、略円筒形状を有し、外周に、均等間隔で３本の湯口４Ａ〜４Ｃ（注湯用湯口：１本、ダミー湯口：２本）が設けられた枠体３を、ＪＩＳ  ＦＣＤ４５０品Ｃ含有量：２．６重量％、Ｓｉ含有量：２．８重量％、Ｍｇ含有量：０．０７５重量％、Ｃｒ含有量：０．０２重量％、Ｎｉ含有量：０．０１重量％、Ｓ含有量：０．０１重量％、Ｐ含有量：０．０１重量％である球状化黒鉛鋳鉄により作製した。また、枠体の表面に以下の条件でガス窒化処理を施して、深さ０．０１ｍｍの窒化層を形成した。
【００２２】
＜ガス窒化処理条件＞
雰囲気ガス：ＲＸガスとＮＨ３ガスとを１：１で混合した混合ガス
処理温度：５５０℃
処理時間：１６時間
【００２３】
（従来例）
図２（ａ）に示すように、湯口を１本とした以外は実施例と同様にして、従来例の枠体を作製した。
【００２４】
実施例および従来例で得られた枠体を用いて、以下の条件Ａ〜Ｃにて、鋳造を実施した。その結果を、湯漏れの有無、鋳造巣（引け巣）の有無および鋳造精度（楕円変形量）につき評価した。なお、押湯部とは、図２（ｂ）中の符号Ｘで示す部分であり、この部分に鋳造巣が発生しても鋳造物自体には影響しない。また、湯口に溜まる溶湯も押湯部となる。
【００２５】
＜条件Ａ〜Ｃ＞
条件Ａ：注湯温度７２０℃、枠体予熱温度３５０℃、内径１２００ｍｍのリング鋳造
条件Ｂ：注湯温度７００℃、枠体予熱温度３５０℃、内径１２００ｍｍのリング鋳造
条件Ｃ：注湯温度６８０℃、枠体予熱温度３５０℃、内径１２００ｍｍのリング鋳造
【００２６】
【表１】
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【００２７】
上記表１に示すように、実施例の湯口を３本設けた枠体を用いて鋳造を行うことで、湯漏れの発生を防止することができるとともに、従来例の枠体を用いた場合に比して鋳造巣の発生を抑制することができ、かつ、寸法精度の高いタイヤモールドを得ることが可能であることが確かめられた。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るタイヤモールド鋳造用枠体を示す水平方向断面図である。
【図２】タイヤモールド鋳造設備の一例を示す、（ａ）は水平方向断面図であり、（ｂ）は垂直方向断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  配列テーブル  
２  タイヤモールド用鋳型
３，１３  タイヤモールド鋳造用枠体
４Ａ〜４Ｃ，１４  湯口
１５  溶湯
【図１】
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【図２】
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