(57)【要約】【課題】複雑な形状のピースを必要とするタイヤモールドであっても、ピースを精度よく作製して、寸法精度の高いタイヤモールドを作製するとともに、ノンスピュー性を確保するための微細な隙間を形成することができるピース式タイヤモールドの製造方法を提供する。【解決手段】ピース式タイヤモールドのセクターモールドに用いられるピース１５を作製する際に、機械加工により、タイヤ踏面プロファイルを形成した土台ピース１５Ａをまず作製し、この土台ピース１５Ａの上に、骨部１５Ｐやブレード１５Ｑなどのタイヤ踏面形状に対応する形状を有するパターンピース１５Ｂを、崩壊型である石膏鋳型を用いて低圧鋳造するようにした。【選択図】        図２
2004223529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ面に接する側にタイヤのトレッドパターンを形成するための突起部を有する複数種のピースを配置して成る複数個のセクターモールドを備えたピース式タイヤモールドの製造方法であって、上記ピースを作製する際に、機械加工、鋳造、放電加工、ＲＰ加工のいずれかにより、タイヤ踏面プロファイルを有する土台ピースを作製し、この土台ピース上に、タイヤ踏面形状に対応する形状を有するパターンピースを、重力鋳造または低圧鋳造により鋳造することを特徴とするピース式タイヤモールドの製造方法。
【請求項２】
上記パターンピースを、崩壊型鋳型を用いて作製することを特徴とする請求項１に記載のピース式タイヤモールドの製造方法。
【請求項３】
上記パターンピースの鋳造において、溶湯の注入圧を０．００９８１〜０．４９０５ＭＰａとしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のピース式タイヤモールドの製造方法。
【請求項４】
上記パターンピースを鋳造する際に、上記土台ピースの温度を１０〜４５０℃に保持ながら鋳造することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のピース式タイヤモールドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤを加硫成型するためのタイヤモールドの製造方法に関するもので、特に、タイヤのトレッド形成部に接する側にトレッドパターンを形成するための複数個のピースを備えたピース式タイヤモールドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤを形成する際には、成形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加硫金型（以下、タイヤモールドという）が用いられる。タイヤの加硫時には、タイヤ外表面とタイヤモールドとの間に空気が残留したり、加硫中の生タイヤからガスが発生し、これが製品タイヤの表面に微細な窪みを形成し、これが製品不良を発生させる。そこで、上記空気やガスを抜くために、タイヤモールドの成形面には、ベントホールなどの排気通路が設けられている。
しかし、上記ベントホールは、タイヤ加硫時にゴム材料が流れ出して、製品タイヤ表面にスピューと呼ばれる髭状のゴムの突起が形成されることから、成形後に、上記スピューを除去する作業が必要であった。
そこで、近年は、金型構造を工夫し、金型に微細な隙間から成るスリットを形成することで、上記ベントホールを用いることなく、上記空気やガスを排出するノンスピューのタイヤモールドが開発されている。
【０００３】
このようなタイヤモールドの１つとして、図７（ａ），（ｂ）に示すような、ピース式タイヤモールド５０がある（例えば、特許文献１参照）。このタイヤモールド５０は、タイヤサイド部に接する上，下モールド５１，５２と、ホルダー５３に固定された複数個のピース５４から成るセクターモールド５５をタイヤ周方向に沿って複数個配列して成る環状のトレッドパターン形成部５６とを備えたもので、上記各ピース５４の内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５４ｋが形成されている。これらのピース５４は、タイヤのトレッドパターンにより複数種類準備されるもので、通常は、金属製の鋳型に溶湯を高温・高圧にて流し込んで鋳造するダイカスト法にて鋳造し、機械加工にて必要寸法に加工した後、上記トレッドパターンにしたがって組合わされ、上記ホルダー５３に取付けられる。そして、上記各ピース５４に、図示しない排気通路に連通するスリット状のエア抜き溝を設けたり、各ピース５４間に微小な隙間を設けて、上記空気やガスを排出するようにしている。
また、上記ピース５４を複数回のショットに分けてダイカスト鋳造し、複数層のピースブロックから成るピース５４を構成し、上記ピースブロック間の鋳継ぎ部に、金属材料の凝固収縮による微細な隙間を形成することにより、上述したエア抜き溝や微小な隙間を精度よく形成する方法も提案されている（例えば、特許文献２，３参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１９８１４５号公報
【特許文献２】
特開２０００−２２９３２２号公報
【特許文献３】
特開２００１−１５０４５５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ダイカスト法では、設備が大がかりになるだけでなく、鋳造に加えて、サイプ鋳込み部の逃がし溝加工や細溝鋳出し部溝加工などの機械加工が必要であった。また、複雑形状である骨部、ブレードなど、アンダーカットがある鋳造品を金型から抜くことができないといった問題点があった。
【０００６】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、アンダーカットなど複雑な形状のピースを必要とするタイヤモールドであっても、ピースを精度よく作製して、寸法精度の高いタイヤモールドを作製するとともに、ノンスピュー性を確保するための微細な隙間を形成することができるピース式タイヤモールドの製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、タイヤ面に接する側にタイヤのトレッドパターンを形成するための突起部を有する複数種のピースを配置して成る複数個のセクターモールドを備えたピース式タイヤモールドの製造方法であって、上記ピースを作製する際に、機械加工、鋳造、放電加工、ＲＰ加工のいずれかにより、タイヤ踏面プロファイルを有する土台ピースを作製し、この土台ピース上に、タイヤ踏面形状に対応する形状を有するパターンピースを、重力鋳造または低圧鋳造により鋳造することを特徴とするものである。これにより、複雑形状である骨部、ブレード、微細なエア抜き溝などを精度よく形成するとともに、上記パターンピースを構成する金属あるいは合金材料の凝固収縮を利用して、ノンスピュー性を確保するための微細な隙間を容易に形成することが可能となる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のピース式タイヤモールドの製造方法において、例えば、石膏鋳型のような崩壊型鋳型内に上記土台ピースを設置し、この土台ピースと上記鋳型との空隙部にアルミニウムなどを基材とする軽合金を注入して上記パターンピースを鋳造するようにしたものである。
また、請求項３に記載の発明は、上記パターンピースの鋳造時における、溶湯の注入圧を０．００９８１〜０．４９０５ＭＰａとしたものである。
請求項４に記載の発明は、上記パターンピースを鋳造する際に、上記土台ピースの温度を１０〜４５０℃に保持ながら鋳造するようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るピース式タイヤモールド１０の構成を示す図で、同図において、１１，１２はタイヤサイド部に接する上，下モールド、１３は上記上，下モールド１１，１２間に介装されるトレッドパターン形成部である。このトレッドパターン形成部１３は、図２（ａ）に示すような、ホルダー１４と、このホルダー１４の内側に取付けられた複数個のピース１５とから成るセクターモールド１６をタイヤ周方向に沿って複数個配列したもので、上記各ピース１５はタイヤ面側に略円弧状の切欠部１５ａを有し、この切欠部１５ａの表面に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１５ｂが形成されている。本例では、上記ピース１５を作製する際に、図２（ｂ）に示すように、タイヤ踏面プロファイルを有する土台ピース１５Ａを機械加工により作製し、しかる後に、この土台ピース１５Ａ上に、タイヤの溝部となる骨部１５Ｐやサイプのように細い溝を作製する際に用いられるブレード１５Ｑなどのタイヤ踏面形状に対応する形状を有するパターンピース１５Ｂを鋳造により作製する。具体的には、石膏鋳型内に上記土台ピース１５Ａを設置し、これにアルミニウムを注入して、土台ピース１５Ａ上にパターンピース１５Ｂが積層されたピース１５を作製する。
石膏鋳型は、型抜きの必要のない崩壊型であるので、石膏鋳型を用いることにより、図３に示すような、複雑形状である骨部１５Ｐやブレード１５Ｑなどを直接鋳造することができる。
その後、上記作製されたそれぞれのピース１５を、加硫するタイヤのトレッドパターンにしたがって組合わせてホルダー１４に装着したセクターモールド１６を、上，下モールド１１，１２に組付けることにより、ピース式タイヤモールド１０を作製する。
【０００９】
次に、ピース１５の作製方法について説明する。
はじめに、作製するピースの設計図面に基づいて、パターンピース１５Ｂの石膏鋳型を作るためのモデル型を作製する。このとき、機械加工の負荷を最小限にするため、比較的加工し易い材料（ケミウッドなど）を用い、必要部品のみＮＣ工作機にて加工し、これらを共通コアフレームと呼ばれる、例えば、アルミ材質の型等にセットしてモデル型とすることが好ましいが、一体型として加工してもよい。次に、上記モデル型に液状ゴムを流し込んで固化させ、反転ゴム型（元型）を作製する。そして、上記ゴム型に発泡石膏または非発泡石膏、あるいは、発泡石膏と非発泡石膏との混合品をスラリー化して流し込み反応させることにより石膏の生鋳型を製作した後、これを乾燥して生鋳型の結晶水をとばして無水の乾燥鋳型（石膏鋳型）を作製する。
また、上記石膏鋳型の作製に並行して、機械加工により、タイヤ踏面プロファイルを形成した土台ピース１５Ａを作製する。このとき、図３に示すように、上記土台ピース１５Ａのタイヤ踏面プロファイルが加工された面に、上記骨部１５Ｐや上記ブレード１５Ｑを鋳造するための溝（部分鋳造用溝）１５ｐ，１５ｑを形成しておく。そして、上記石膏鋳型と土台ピース１５Ａとを用いてピース１５を鋳造する。このとき、鋳型が石膏であるため、型強度上の制約から、鋳造方法としては、低圧鋳造法、または、重力鋳造法を用いることが好ましい。
【００１０】
図４は、石膏鋳型２０を低圧鋳造機３０にセットした状態を示す要部断面図で、石膏鋳型２０は、図示しない溶湯坩堝を保持する炉本体フレーム３１上に設置されたベース鉄板３２上に設置される。次に、上記石膏鋳型２０の上面に上記土台ピース１５Ａを設置し、この土台ピース１５Ａの下面、すなわち、タイヤ踏面プロファイルが加工された面と石膏鋳型２０の空隙部とによりキャビティー２０Ｃを形成する。
次に、溶湯坩堝内に圧縮空気を送り、この圧縮空気のエア圧（０．００９８１〜０．４９０５ＭＰａ）により、上記坩堝内の溶融アルミニウム３４を給湯管（ストーク）３５から上記キャビティー２０Ｃに注入して固化させる。このとき、上記アルミニウム凝固収縮を利用して、鋳継部である土台ピース１５Ａとパターンピース１５Ｂとの間に、図３に示すような、ノンスピュー性を確保するための微細な隙間１５ｚを形成することができる。このとき、上記土台ピース１５Ａの温度を１０〜４５０℃の範囲で制御することにより、上記微細な隙間１５ｚの大きさを適宜制御することができる。
その後、石膏鋳型２０を壊して、土台ピース１５Ａ上にパターンピース１５Ｂが鋳造されたピース１５を取り出す。そして、上記取り出されたピース１５を機械加工にて必要寸法に仕上げ加工するとともに、図５または図６に示すような、上記微細な隙間１５ｚに連通するエア抜き溝１５ｍを加工した後、トレッドパターンにしたがって組合わせてセクターモールド１６とし、このセクターモールド１６を、上，下モールド１１，１２に組付けることにより、ピース式タイヤモールド１０を作製する。
【００１１】
このように、本実施の形態では、ピース式タイヤモールド１０のセクターモールド１６に用いられるピース１５を作製する際に、機械加工により、タイヤ踏面プロファイルを形成した土台ピース１５Ａをまず作製し、この土台ピース１５Ａの上に、タイヤ踏面形状に対応する形状を有するパターンピース１５Ｂを、崩壊型である石膏鋳型２０を用いて低圧鋳造するようにしたので、アンダーカットを有する複雑形状である骨部１５Ｐやブレード１５Ｑなどを有するピース１５を容易に作製することができる。また、上記パターンピース１５Ｂを構成するアルミニウムの凝固収縮を利用して、土台ピース１５Ａとパターンピース１５Ｂとの間に、エア抜き溝１５ｍに連通する微細な隙間１５ｚを形成することができるので、ノンスピュー性を確実に実現することができる。
【００１２】
なお、上記実施の形態では、土台ピース１５Ａの踏面プロファイル及び部分鋳造用溝を機械加工にて作製したが、鋳造、放電加工、あるいは、ＲＰ加工を用いてもよい。
また、上記例では、パターンピース１５Ｂを、崩壊型である石膏鋳型２０を用いて鋳造したが、砂型鋳型などの他の鋳型を用いてもよい。
また、鋳造法としては、上記低圧鋳造に代えて、重力鋳造などの注湯圧の低い他の鋳造法を用いることができる。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ピース式タイヤモールドのピースを作製する際に、機械加工、鋳造、放電加工、ＲＰ加工のいずれかにより、タイヤ踏面プロファイルを有する土台ピースを作製し、この土台ピース上に、タイヤ踏面形状に対応する形状を有するパターンピースを、重力鋳造または低圧鋳造により鋳造するようにしたので、複雑形状である骨部やブレード、更には、微細なエア抜き溝など容易に形成することができるとともに、ノンスピュー性を確保するための微細な隙間を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るピース式タイヤモールドの構成を示す図である。
【図２】本発明によるセクターモールドとピースの構成を示す図である。
【図３】本発明によるピースの構成を示す斜視図である。
【図４】本実施の形態に係る低圧鋳造機の概要を示す図である。
【図５】本実施の形態に係るエア抜き溝の一例を示す図である。
【図６】本実施の形態に係るエア抜き溝の他の例を示す図である。
【図７】従来のピース式タイヤモールドの構成を示す図である。
【符号の説明】
１０  ピース式タイヤモールド、１１  上モールド、１２  下モールド、
１３  トレッドパターン形成部、１４  ホルダー、１５  ピース、
１５Ａ  土台ピース、１５Ｂ  パターンピース、１５ａ  切欠部、
１５ｂ  突起部、１５ｍ  エア抜き溝、１５Ｐ  骨部、１５Ｑ  ブレード、
１５ｐ，１５ｑ  部分鋳造用溝、１５ｚ  隙間、１６  セクターモールド、
２０  石膏鋳型、２０Ｃ  キャビティー、３０  低圧鋳造機、
３１  炉本体フレーム、３２  ベース鉄板、３４  溶融アルミニウム、
３５  ストーク。
【図１】
2004223529.tif 000003
【図２】
2004223529.tif 000004
【図３】
2004223529.tif 000005
【図４】
2004223529.tif 000006
【図５】
2004223529.tif 000007
【図６】
2004223529.tif 000008
【図７】
2004223529.tif 000009