(57)【要約】【課題】  コア加硫成型方法による加硫成型時に、内型の構造を複雑化させることなくキャビティ容積の減少量を従来よりも少なくし、内型の変形やゴムのはみ出しによるバリの発生を抑制する。【解決手段】  タイヤの内面形状を規定する内型３を、鋳造可能な鉄・ニッケル系合金等の従来の鉄やアルミニウムよりも熱膨張係数の小さな材料で形成する。これにより、加硫成型時の温度上昇に伴う内型３の熱膨張量を少なくして、外型２の内面と内型３の外面間に形成されるキャビティ４の昇温による容積の減少量を少なくし、キャビティ４内に収納するグリーンタイヤ５の圧力上昇を抑制し、各金型２、３が受ける圧力を小さくする。【選択図】          図１
2007050596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの内面形状を規定する剛体の内型と、前記タイヤの外面形状を規定する剛体の外型とを備え、前記内型の外面と前記外型の内面との間に形成されるキャビティ内にグリーンタイヤを収納して加硫成型するタイヤ加硫成型金型であって、
前記内型が、２０℃〜２００℃における熱膨張係数が０．６×１０−６以上５×１０−６以下の材料からなることを特徴とするタイヤ加硫成型金型。
【請求項２】
請求項１に記載されたタイヤ加硫成型金型において、
前記内型は、鋳造可能な鉄・ニッケル系合金からなることを特徴とするタイヤ加硫成型金型。
【請求項３】
タイヤの内面形状を規定する剛体の内型と、前記タイヤの外面形状を規定する剛体の外型とを備え、前記内型の外面と前記外型の内面との間に形成されるキャビティ内にグリーンタイヤを収納して加硫成型するタイヤ加硫成型方法であって、
前記内型を２０℃〜２００℃における熱膨張係数が０．６×１０−６以上５×１０−６以下の材料で形成し、
該内型上にグリーンタイヤを形成する工程と、
前記外型と前記内型とを組み合わせてキャビティを形成し、前記グリーンタイヤを前記キャビティ内に収納する工程と、
前記キャビティ内で前記グリーンタイヤを加硫成型する工程と、
を有することを特徴とするタイヤ加硫成型方法。
【請求項４】
請求項３に記載されたタイヤ加硫成型方法において、
前記内型上に形成したグリーンタイヤを前記内型とともに加硫温度以下の所定温度まで予熱する工程と、
前記キャビティに収納した前記グリーンタイヤを所定の加硫温度まで加熱する工程とを有し、
前記キャビティを形成する前の前記外型を前記所定の加硫温度に保持しておくことを特徴とするタイヤ加硫成型方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤの製造装置及び製造方法に関し、特に、コア加硫成型方法による加硫成型時に、内型の変形やゴムのはみ出しを防止するタイヤ加硫成型金型及び加硫成型方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤは、一般に、未加硫ゴム等からなる各種のタイヤ構成部材を組み合わせて未加硫のグリーンタイヤ（生タイヤ）を成型し、加硫成型して所定の形状に成型される。従来、寸法精度の高い空気入りタイヤの製造方法として、タイヤの内面形状を規定する剛体の内型（コア）上にグリーンタイヤを形成した後、それらをタイヤの外面形状を規定する剛体の外型内に配置して加硫成型を行う、いわゆるコア加硫成型方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、このコア加硫成型方法に用いられるタイヤ加硫成型金型の要部断面図である。
この従来の加硫成型金型８０は、図示のように、タイヤの内側表面を成型する複数のセグメントからなる内型８１と、タイヤの外側表面を成型する複数のセグメント８６からなる外型８５とを備える。内型８１の外面８２は、成型するタイヤの内面形状に対応した形状に形成され、その内部８３は、加硫成型時に加熱・加硫媒体を封入又は循環させるため中空構造になっている。一方、外型８５の内面８７は、成型するタイヤのトレッドパターン等の外面形状に対応した形状に形成されており、これら内型８１と外型８５が組み合わさって、それらの間に製品タイヤの形状と略同一形状の空隙(キャビティ)８８が形成される。
【０００４】
このような加硫成型金型８０を用いて製品タイヤを製造する場合には、まず、複数のセグメントを組み立てて内型８１を形成し、その外面８２上にカーカスプライやベルト、トレッドゴム等のタイヤ構成部材を順次貼り合わせて製品タイヤの最終形状に近いグリーンタイヤを成型する。次に、このグリーンタイヤを内型８１とともにゴムの加硫が始まらない所定温度（１００℃前後）まで予熱する。この時、外型８５は、所定の加硫温度（１８０℃前後）まで昇温して保持しておく。次に、グリーンタイヤの周りに外型８５を構成する各セグメント８６を順次配置し、内型８１と外型８５を合体させて加硫成型金型８０を閉止し、キャビティ８８内にグリーンタイヤを収納する。その後、内型８１の内部８３等に加熱・加硫媒体を封入又は循環させて加硫成型し、所定形状の製品タイヤを製造する。
【０００５】
加硫成型終了後は、各セグメント８６を開いて内型８１と一体化した加硫済みタイヤを外型８５から取り出し、内型８１を構成するセグメントを分解して加硫済みタイヤから内型８１を分離する。新たにタイヤを成型する場合には、室温付近まで冷却した内型８１を再度組み立てて上記した手順を繰り返す。
【０００６】
以上説明したコア加硫成型方法によれば、タイヤの最終形状を規定する各金型８１、８５が全て剛体からなるため形状・寸法の精度が高く、膨張可能なブラダー等を用いた従来の方法で製造されるタイヤに比べて、ユニフォーミティに優れた空気入りタイヤを製造することができる。
【０００７】
しかしながら、この従来の加硫成型金型８０では、以下で説明するように、加硫成型時に内型８１が変形・破損したり、或いは各金型８１、８５間や各セグメント８６間に大きな隙間が生じたり、その隙間から未加硫ゴムがはみ出してバリが発生したりすることがある。
【０００８】
即ち、上記したように加硫成型金型８０の閉止時には、内型８１とグリーンタイヤの温度は予熱されて１００℃前後であるのに対し、外型８５の温度は、ほぼ加硫時の温度（１８０℃前後）である。この状態で加熱媒体を内型８１の内部８３等に供給すると、内型８１は、前記予熱温度から加硫温度まで８０℃前後昇温して大きく熱膨張するのに対し、外型８５は殆ど温度が変化せず熱膨張も生じない。従って、内型８１の温度の上昇に伴いキャビティ８８の容積が減少し、かつ、グリーンタイヤも昇温に伴い大きく熱膨張するため、キャビティ８８内のゴムの圧力が上昇する。
【０００９】
加えて、大きく移動させる必要がなく、温度も一定温度に保持されている外型８５は、比較的重量があり温度が変化しにくい、即ち、比較的密度が高く熱伝導率が低い鉄製でも良いが、これに対し、内型８１は、グリーンタイヤの成型装置と加硫成型装置との間を移動させ、かつ加硫媒体との熱交換により速やかに加硫温度まで昇温させる必要があるため、アルミニウム又はアルミニウム基材料で形成される場合が多い。これは、アルミニウムは、鉄に比べて密度が低い（鉄の約７．８ｇ／ｃｍ３に対し約２．７ｇ／ｃｍ３）ため、軽量で運搬等の取り扱いが容易であり、かつ、熱伝導率が高い（１００℃において、鉄の７２Ｗ／ｍ・Ｋに対し２４０Ｗ／ｍ・Ｋ）ため速やかに昇温できるからである。
【００１０】
しかし、アルミニウムは、鉄に比べて熱膨張係数が高く（２０℃〜２００℃において、鉄の１．１×１０−５に対し２倍の２．２×１０−５）、また、キャビティ８８内のタイヤ（ゴム）の熱膨張係数は１２．０×１０−５とさらに高いため、この場合には、上記した温度上昇に伴うキャビティ８８の容積の減少量がさらに大きくなり、キャビティ８８内の圧力もさらに上昇する。
【００１１】
従って、この従来の加硫成型金型８０では、この加硫成型時のキャビティ８８内の過大な圧力により、金型８１、８５間や各セグメント８６間に隙間ができてゴムがそこからはみ出し、又は内型８１に変形や破損が生じる恐れがある。ゴムがはみ出してバリが生じた場合には、製品タイヤの外観が損なわれるため、それらを除去する必要があり、また、内型８１に変形等が生じた場合には、その修理や再製作、或いは変形の程度によっては成型後のタイヤを廃棄する必要があるため、その分の工数やコスト等が無駄になるという問題が生じる。
【００１２】
以上のような問題を解消するため、温度の上昇に伴って内型８１の幅を減少させてキャビティ８８の容積を増加させ、キャビティ８８内の圧力の上昇を抑制するようにした加硫成型金型が知られている（特許文献２参照）。
【００１３】
図７は、この加硫成型金型８０の要部拡大断面図である。
この加硫成型金型８０の内型８１は、図６に示した従来の内型８１の構成に加えて、内部８３の径方向内側端部の開口部８４に、その開口幅を押し広げる弾性手段９０を有する。この弾性手段９０は、温度の上昇に伴って弾性力を低減するバネ部材９１により開口部８４の開口幅を広げているため、内型８１の幅は加硫時の温度上昇に伴って減少する。従って、キャビティ８８の容積も温度上昇に伴って増加するため、各金型８１、８５が受ける圧力を低下させることができ、上記したゴムのはみ出しや内型８１の変形等を抑制することができる。
【００１４】
しかしながら、この従来の加硫成型金型８０では、複数個の弾性手段９０を周方向に所定間隔で配置しなければならず、構造が複雑になるという問題がある。
【００１５】
【特許文献１】特開２０００−８４９３７号公報
【特許文献２】特開２００２−２６４１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、コア加硫成型方法による加硫成型時に、内型の構造を複雑化させることなく、キャビティ容積の減少量を従来よりも少なくし、内型の変形やゴムのはみ出しによるバリの発生を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１の発明は、タイヤの内面形状を規定する剛体の内型と、前記タイヤの外面形状を規定する剛体の外型とを備え、前記内型の外面と前記外型の内面との間に形成されるキャビティ内にグリーンタイヤを収納して加硫成型するタイヤ加硫成型金型であって、前記内型が、２０℃〜２００℃における熱膨張係数が０．６×１０−６以上５×１０−６以下の材料からなることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載されたタイヤ加硫成型金型において、前記内型は、鋳造可能な鉄・ニッケル系合金からなることを特徴とする。
請求項３の発明は、タイヤの内面形状を規定する剛体の内型と、前記タイヤの外面形状を規定する剛体の外型とを備え、前記内型の外面と前記外型の内面との間に形成されるキャビティ内にグリーンタイヤを収納して加硫成型するタイヤ加硫成型方法であって、前記内型を２０℃〜２００℃における熱膨張係数が０．６×１０−６以上５×１０−６以下の材料で形成し、該内型上にグリーンタイヤを形成する工程と、前記外型と前記内型とを組み合わせてキャビティを形成し、前記グリーンタイヤを前記キャビティ内に収納する工程と、前記キャビティ内で前記グリーンタイヤを加硫成型する工程と、を有することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項３に記載されたタイヤ加硫成型方法において、前記内型上に形成したグリーンタイヤを前記内型とともに加硫温度以下の所定温度まで予熱する工程と、前記キャビティに収納した前記グリーンタイヤを所定の加硫温度まで加熱する工程とを有し、前記キャビティを形成する前の前記外型を前記所定の加硫温度に保持しておくことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、タイヤ加硫成型金型の内型を、従来よりも低い熱膨張係数の材料で形成したため、内型の構造を複雑化させることなく、加硫成型時のキャビティ容積の減少量を従来よりも少なくでき、キャビティ内の圧力の上昇を抑制できる。従って、金型間の隙間や内型の変形の発生を防止でき、未加硫ゴムのはみ出しによるバリの発生を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明のタイヤ加硫成型金型の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態の加硫成型金型１の概略構成を示す断面図である。
【００２０】
この加硫成型金型１は、コア加硫成型方法によるタイヤの成型に使用され、図６に示す従来の加硫成型金型８０と同様に、タイヤの外面形状を規定する外型２と、外型２の内周部に形成された凹所内に収容されてタイヤの内面形状を規定する内型３とを備える。この加硫成型金型１は、図１に示すように、型を閉じたときに外型２の内面と内型３の外面の間に製品タイヤの形状と略同一形状のキャビティ４を形成し、このキャビティ４内にグリーンタイヤ５を配置して加硫成型を行う。
【００２１】
外型２は、アルミニウムや鉄等の金属の剛体からなり、径方向外側に配置されたトレッド形成用金型２１と、その上下に配置された上サイド金型２２及び下サイド金型２３とを備え、全体として内周部が凹状に形成された環状をなす。
【００２２】
トレッド形成用金型２１は、タイヤのトレッド部の外面形状を形成する成型面が内周面に形成され、その径方向内外へ移動可能な多数のセグメントから構成されている。これら各セグメントが組み合わさって全体として環状をなし、外型２の外周面を構成する。
【００２３】
上下サイド金型２２、２３は、それぞれ環状をなし、タイヤのサイドウォール部等の側面形状を形成する成型面が内面（上サイド金型２２では図の下面、下サイド金型２３では図の上面）に形成されている。これら上下サイド金型２２、２３は、それぞれ外型２の側面を構成し、その少なくとも一方は、キャビティ４内へのグリーンタイヤ５の挿入、及び加硫済みタイヤの取り出しを可能にするため、型開き方向へ移動可能になっている。
【００２４】
内型３は、タイヤの内面形状を形成する成型面が外面に形成された断面トロイダル状の金属の剛体からなる。
図２は、この内型３の平面図であり、図３は、図２のＣ―Ｃ矢視断面図である。
【００２５】
内型３は、図２、３に示すように、外面形状が全体として略ドーナツ状をなし、その径方向に移動可能な複数個（図では１０個）の弧状のセグメント３１、３２から構成されている。このセグメント３１、３２は、形状の異なる２種類のセグメント（扇形セグメント３１と等長セグメント３２）からなり、これらが周方向に交互に密着した状態で配置されて内型２を構成している。
【００２６】
扇形セグメント３１は、平面形状が径方向外側に向けて周長が次第に増加するのに対し、等長セグメント３２は、径方向外側に向けて周長が次第に減少、若しくは実質的に変化しない形状に形成されている。このような形状のセグメント３１、３２からなる内型３を加硫済みタイヤの内側から取り外すには、まず、各等長セグメント３２を順次径方向内側へ移動させてタイヤ中央部の円形孔から軸線方向に抜き出し、その後、各扇形セグメント３１を同様に順次径方向内側へ移動させて軸線方向に抜き出して行う。
【００２７】
また、これら各セグメント３１、３２の内部３３は、図３に示すように、中空構造になっており、各セグメント３１、３２が組み立てられると内部３３が連通してリング状の空間を形成する。加硫成型時には、この空間に加熱媒体を封入又は循環させて、内型３を加熱してグリーンタイヤを加硫成型する。
【００２８】
ここで、外型２が従来と同様にアルミニウムや鉄等の金属材料からなるのに対し、内型３は、上記した加硫成型時の温度上昇に伴うキャビティ４の容積の減少を抑制するため、それらよりも熱膨張係数の低い金属材料により形成している。なお、内型３は、タイヤの内面形状等に合わせて複雑な曲面形状を有するため、製造の容易性を考慮して鋳造成型することが多く、従って、内型３の材料は鋳造可能な材料であることが好ましい。
【００２９】
本実施形態の内型３は、熱膨張係数が２０℃〜２００℃において０．３×１０−５の鋳造可能な鉄・ニッケル系合金からなり、従来材料（例えば鉄の熱膨張係数１．１×１０−５やアルミニウムの熱膨張係数２．２×１０−５）に比べて熱膨張係数が低く、従って、従来の内型よりも温度上昇に伴う膨張量は少なくなる。なお、この合金の他の物性値は、比熱が０．４４Ｊ／ｇ・Ｋ、密度が７．８ｇ／ｃｍ３、１００℃での熱伝導率が７２Ｗ／ｍ・Ｋである。
【００３０】
以上の構成を有する加硫成型金型１を用いて空気入りタイヤを製造する手順について説明する。まず、冷間（室温程度）で内型３を組み立てて、その外面にカーカスプライやベルト、トレッドゴム等のタイヤ構成部材を順次貼り合わせて製品タイヤの最終形状に近いグリーンタイヤ５を成型する。次に、成型したグリーンタイヤ５を内型３とともに、ゴムが加硫しない所定の温度（約８０℃前後）まで昇温して予熱する。
【００３１】
次に、内型３とその表面のグリーンタイヤを下サイド金型２３の上に配置した後、上サイド金型２２とトレッド形成用金型２１を閉じて加硫成型金型１を閉止し、キャビティ４内にグリーンタイヤ５を収納する。このとき、外型２を構成する各金型２１、２２、２３の温度は、所定の加硫温度（約１５０℃前後）に保持しておく。その後、内型３の内部３３に加熱媒体を供給して加硫を開始する。加硫媒体の熱は内型３の内面から外面に伝わり、この熱と外型２からの熱でキャビティ４内のグリーンタイヤ５を加熱して加硫成型する。
【００３２】
加硫成型が終了したら、外型２の各金型２１、２２、２３を開いて加硫済みのタイヤと内型３を取り出し、内型３を分解して製品タイヤから分離する。新たなタイヤを成型する場合には、内型３を室温付近まで冷却した後、再度組み立てて上記した手順を繰り返す。
【００３３】
以上の加硫成型工程において、加硫温度に保持されている外型２は、温度がほぼ変化せず熱膨張しないのに対し、内型３は、予熱温度から加硫温度までの昇温で熱膨張するため、温度上昇に伴いキャビティ４の容積が次第に減少する。同時に、グリーンタイヤ５も温度上昇に伴い大きく熱膨張するため、グリーンタイヤ５が加圧されてキャビティ４内でゴムが流動するとともに、その表面が各金型２、３に押し付けられて製品タイヤの最終形状に成型される。
【００３４】
しかし、このキャビティ４内の圧力が過大になると、上記したように内型３の変形や、各金型間の隙間が開いてそこからゴムのはみ出し等が生じるが、本実施形態の内型３は従来よりも熱膨張係数の低い材料からなるため、温度上昇に伴う熱膨張量及び、それに伴うキャビティ４の容積の減少量が従来よりも少なくなる。従って、キャビティ４内の圧力の過大な上昇が抑制されて、上記各問題の発生も抑制される。
【００３５】
図４は、この加硫成型工程でのキャビティ４とタイヤ５の温度に対する容積又は体積（以下、ともに体積という）変化を模式的に示すグラフである。
【００３６】
なお、このグラフは、ＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ（２００４、日本自動車タイヤ協会規格）で定めるタイヤサイズ２７５／８０Ｒ２２．５のトラック・バス用ラジアルタイヤを加硫成型する場合を例に計算したもので、加硫成型金型１の各寸法は、４０℃前後の温度のときにキャビティ４とタイヤ５の体積が一致するように設定した。また、図には、比較のため従来多用されているアルミニウム製（熱膨張係数２．２×１０−５）の内型３を使用した場合のキャビティ４の体積変化（図の一点鎖線）についても示す。
【００３７】
図示のように、温度上昇に伴って、タイヤの体積は直線的に大きな傾きで増加するのに対し、キャビティ４の体積は直線的に小さな傾きで減少する。しかし、その減少の割合は、従来のアルミニウム製よりも本実施形態の鉄・ニッケル系合金製の内型３を使用した場合の方がより小さく、この内型３を使用することで、キャビティ４の温度上昇に伴う体積の減少を従来よりも少なくできることが分かる。
【００３８】
具体的には、アルミニウム製の内型３の場合には、室温付近の冷間ではキャビティ４の体積がタイヤ５の体積よりも大きく、例えば約２０℃ではキャビティ４がタイヤ５よりも約１．０％（約１９３ｃｃ）大きいが、約４０℃前後で逆転して、予熱温度（約８０℃）ではキャビティ４がタイヤ５よりも約１．５％（約２６１ｃｃ）小さくなり、加硫温度（約１５０℃）ではキャビティ４がタイヤ５よりも約５．２％（約９４２ｃｃ）小さくなる。
【００３９】
これに対し、本実施形態の鉄・ニッケル系合金製の内型３の場合には、予熱温度（約８０℃）では同じくキャビティ４がタイヤ５よりも約１．５％（約２６１ｃｃ）小さいが、加硫温度（約１５０℃）ではキャビティ４がタイヤ５よりも約４．５％（約８０７ｃｃ）小さい。即ち、この内型３により、従来よりも図の斜線で示す領域分だけ体積の差を小さくでき、例えば加硫温度ではキャビティ４の体積をアルミニウム製に比べて約０．７％（約１３５ｃｃ）大きくでき、従ってタイヤとの体積差をその分だけ小さくできる。
【００４０】
なお、図の一点鎖線で示す直線Ｔは、必要な加硫圧力を得るための最大キャビティ体積を示し、キャビティ４の体積がこの線よりも大きいときには、タイヤ５の体積との差が小さくなってキャビティ４内の圧力が低くなり、必要な加硫圧力が得られない。従って、図示のように、加硫温度（約１５０℃）において、アルミニウム製の内型３の場合には約５００ｃｃ程度、余計にゴムが圧縮されて圧力が高くなるが、内型３を鉄・ニッケル系合金にすることで、余分に圧縮するゴム量を約３６５ｃｃにでき、キャビティ４内の圧力を低くできる。
【００４１】
また、図５は、タイヤ加硫成型時の温度変化に対する各部の体積変化を示す他の例であり、比較のため内型３をアルミニウム（熱膨張係数２．２×１０−５）と球状黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ）（熱膨張係数１．１×１０−５〜１．２×１０−５）で制作した場合についても示す。
【００４２】
なお、この図の各数値は、ＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ（２００４、日本自動車タイヤ協会規格）で定めるタイヤサイズ２７５／７０Ｒ２２．５のトラック・バス用ラジアルタイヤを加硫成型する場合を例に計算したもので、加硫成型金型１の各寸法は、冷間（２５℃前後）の温度のときにキャビティ４とタイヤ５の体積が一致するように設定した。従って、図示のように、冷間時でのタイヤのゴム体積及びキャビティ４の体積（外型２の内容積から内型３の体積を引いた値）は共に１９４５０ｃｃであり、その差（収支）は０ｃｃである。
【００４３】
また、図の内型予熱時と加硫時の各体積（ｃｃ）は、冷間時のそれぞれの体積との差で示し、図には、その値の冷間時のタイヤゴム体積又はキャビティ体積（１９４５０ｃｃ）に対する割合（％）も示す。ここで、各値は、冷間時の体積に対しゴム過剰方向への変化、即ちゴムの膨張又はキャビティ４の減少方向への変化はプラス（＋）で示し、ゴム不足方向への変化、即ちゴムの縮小又はキャビティ４の膨張方向への変化はマイナス（−）で示す。
【００４４】
図示のように、内型予熱時には、内型３とグリーンタイヤ５は予熱温度（８０℃）まで昇温されるため、タイヤゴムは４９０ｃｃ（２．５２％）膨張する。また、各内型３も膨張するが、その膨張量は、アルミニウムの７０ｃｃ（０．３６％）やＦＣＤの３５ｃｃ（０．１８％）に対し、鉄・ニッケル系合金では１３ｃｃ（０．０７％）と小さくなっている。
【００４５】
これらに対し、外型２は、加硫温度（１５０℃）に加熱されているため、キャビティ４を大きくする方向に５８０ｃｃ（２．９％）膨張する。従って、それらの収支は、アルミニウム製及びＦＣＤ製の内型３ではタイヤゴムよりもキャビティ４が、それぞれ２０ｃｃ（０．１０％）及び５５ｃｃ（０．２８％）大きいのに対し、鉄・ニッケル系合金製の内型３では、タイヤゴムよりもキャビティ４が７７ｃｃ（０．４０％）大きく、最もキャビティ４の体積が大きいことが分かる。
【００４６】
また、加硫時には、内型３とグリーンタイヤ５は予熱温度から加硫温度（１５０℃）まで約７０℃昇温されるため、タイヤゴムは冷間時に対し１１４０ｃｃ（５．８６％）膨張する。また、各内型３も膨張するが、その膨張量は、アルミニウムの１６０ｃｃ（０．８２％）やＦＣＤの８０ｃｃ（０．４１％）に対し、鉄・ニッケル系合金では２５ｃｃ（０．１３％）と小さくなっている。
【００４７】
これらに対し、外型２は、加硫温度（１５０℃）に保持されているため、冷間時に対する膨張量は５８０ｃｃ（２．９％）と変化しない。従って、それらの収支は、アルミニウム製及びＦＣＤ製の内型３ではキャビティ４がタイヤゴムよりも、それぞれ７２０ｃｃ（３．７％）及び６４０ｃｃ（３．３％）小さいのに対し、鉄・ニッケル系合金製の内型３ではキャビティ４がタイヤゴムよりも５８５ｃｃ（３．０％）小さくなっており、キャビティ４とタイヤゴムとの体積差が最も小さいことが分かる。
【００４８】
このように、内型３を本実施形態の鉄・ニッケル系合金製にすることで、従来の内型３に比べて昇温に伴うキャビティ４の体積減少量を小さくでき、キャビティ４内のゴムの圧力上昇を抑制できることが分かる。
【００４９】
なお、内型３の熱膨張係数が小さいほど昇温に伴うキャビティ４の体積減少量をより小さくできる。しかし、使用温度である２０℃〜２００℃における熱膨張係数が５．０×１０−６以下であれば、温度上昇に伴う内型３の体積膨張が従来材料と比べて十分小さくなり、昇温に伴うキャビティ４の体積減少量を有効に抑制して、十分に本発明の効果が得られる。
【００５０】
表１に、このような熱膨張係数を有する鋳造可能な鉄・ニッケル系合金の他の例を示す。
【００５１】
【表１】
2007050596.tif 000003
【００５２】
内型３の材料には、このような各物性値を有する鉄・ニッケル系合金を使用することもでき、表１に示すように、その熱膨張係数は、最低値が合金１の０．６×１０−６であり最高値が合金４、５の３〜４×１０−６となっている。従って、内型３の熱膨張係数は、２０℃〜２００℃において０．６×１０−６以上５．０×１０−６以下であることが好ましい。
なお、本発明において、鋳造可能な鉄・ニッケル系合金とは、上記した各物性値、又は表１に代表的に表す各物性値を有する合金を言う。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態の加硫成型金型１は、鋳造可能な鉄・ニッケル系合金等の従来よりも熱膨張係数の小さな材料で形成したため、加硫成型時の温度上昇に伴う内型３の膨張量を従来よりも少なくできる。従って、内型３の構造を複雑化させることなく、加硫成型時のキャビティ４容積の減少量を従来よりも少なくでき、キャビティ４内の圧力の上昇を抑制できる。これにより、各金型２、３が受ける圧力が小さくなり、内型３の変形を抑制できるとともに、金型２、３及び各セグメント間等に隙間が発生するのを防止でき、未加硫ゴムのはみ出しによるバリの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本実施形態のタイヤ加硫成型金型の概略構成を示す断面図である。
【図２】本実施形態のタイヤ加硫成型金型の内型の平面図である。
【図３】図２のＣ―Ｃ矢視断面図である。
【図４】加硫成型工程でのキャビティとタイヤの温度に対する体積（容積）変化を模式的に示すグラフである。
【図５】タイヤ加硫成型時の温度変化に対する体積変化を示す図である。
【図６】コア加硫成型方法に用いられる従来のタイヤ加硫成型金型の要部断面図である。
【図７】従来の加硫成型金型の要部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１・・・加硫成型金型、２・・・外型、３・・・内型、４・・・キャビティ、５・・・グリーンタイヤ、２１・・・トレッド形成用金型、２２・・・上サイド金型、２３・・・下サイド金型、３１・・・扇形セグメント、３２・・・等長セグメント、３３・・・内部。
【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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【図６】
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【図７】
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