(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの表面形状の一部をその表面形状として有する鋳型を形成し、前記鋳型を鋳枠で囲い、その間隙に溶湯を流し込み硬化させることによって前記鋳型の反転形状である粗型部分金型を形成し、前記粗型部分金型から製品部分が残るように余剰部分を除去して精型部分金型を形成し、タイヤ成形時に前記精型部分金型を全体的に組み合わせて全体金型として用いられるタイヤ成形用金型を製造する方法であって、
前記タイヤの表面形状に対応して、表面に溝を有する前記鋳型を形成し、前記溝の、前記鋳型の反転型として形成する前記粗型部分金型における前記余剰部分に対応する領域の所定箇所に板状部材を配設し、前記板状部材が前記鋳型の前記溝に配設された状態で前記鋳型を鋳枠で囲い、その間隙に前記溶湯を流し込み前記板状部材を前記粗型部分金型に鋳包ませ、前記溶湯が硬化した後に前記板状部材を抜き取り、抜き取った後に形成された前記板状部材の反転形状であるスリット（隙間）によって前記製品部分と前記余剰部分とに分断された、前記溝の反転形状である突起を有する前記粗型部分金型を形成することを含むことを特徴とするタイヤ成形用金型の製造方法。
【請求項２】
前記板状部材が、前記粗型部分金型を形成する前記溶湯と融着しない材料から構成された請求項１に記載のタイヤ成形用金型の製造方法。
【請求項３】
前記溝の、前記粗型部分金型の余剰部分を除去した後に前記粗型部分金型に加工代分が残るような所定箇所に、前記板状部材を配設する請求項１又は２に記載のタイヤ成形用金型の製造方法。
【請求項４】
タイヤの表面形状の一部をその表面形状として有する鋳型を形成し、前記鋳型を鋳枠で囲い、その間隙に溶湯を流し込み硬化させることによって前記鋳型の反転形状である粗型部分金型を形成し、前記粗型部分金型から製品部分が残るように余剰部分を除去して精型部分金型を形成し、タイヤ成形時に前記精型部分金型を全体的に組み合わせて全体金型として用いられるタイヤ成形用金型を製造する方法であって、
前記タイヤの表面形状に対応して、表面に溝を有する前記鋳型を形成し、前記溝の、前記鋳型の反転型として形成する前記粗型部分金型における前記余剰部分に対応する領域の所定箇所に充填材を充填し、前記充填材が前記鋳型の前記溝に充填された状態で前記鋳型を鋳枠で囲い、その間隙に前記溶湯を流し込み硬化させることによって、前記製品部分には前記溝の反転形状である突起を有し、かつ前記余剰部分には突起を有しない粗型部分金型を形成することを含むことを特徴とするタイヤ成形用金型の製造方法。
【請求項５】
前記充填材が、前記鋳型を構成する鋳型材と同一の材料から構成された請求項４に記載のタイヤ成形用金型の製造方法。
【請求項６】
前記溝の、前記粗型部分金型の余剰部分を除去した後に前記粗型部分金型に仕上げ加工代分が残るような所定箇所に、前記充填材を充填する請求項４又は５に記載のタイヤ成形用金型の製造方法。
【請求項７】
タイヤの表面形状の一部をその表面形状として有する鋳型を形成し、前記鋳型を鋳枠で囲い、その間隙に溶湯を流し込み硬化させることによって前記鋳型の反転形状である粗型部分金型を形成し、前記粗型部分金型から製品部分が残るように余剰部分を除去して精型部分金型を形成し、タイヤ成形時に前記精型部分金型を全体的に組み合わせて全体金型として用いられるタイヤ成形用金型を製造する方法であって、
前記タイヤの表面形状に対応して、表面に溝を有する前記鋳型を形成し、前記溝の、前記鋳型の反転型として形成する前記粗型部分金型における前記余剰部分に対応する領域の幅を拡張し、前記溝の幅が拡張された前記鋳型を鋳枠で囲い、その間隙に前記溶湯を流し込み硬化させることによって、前記製品部分には前記溝の反転形状である突起を有し、かつ前記余剰部分には幅の拡張された前記溝の反転形状である幅の広い突起を有する前記粗型部分金型を形成することを含むことを特徴とするタイヤ成形用金型の製造方法。
【請求項８】
前記粗型部分金型の余剰部分の除去時の仕上げ加工代分が残るように、前記溝の幅を拡張する請求項７に記載のタイヤ成形用金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ成形用金型の製造方法に関する。さらに詳しくは、タイヤ成形用金型を精密鋳造法を用いて製造する方法において、粗型部分金型の製品部分の表面形状を破損することなく余剰部分を除去し、所定の表面形状を有するタイヤを成形することのできる金型を、簡易かつ効率的に低コストで製造することができるタイヤ成形用金型の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤ成形用金型は、そのデザインがシャープな凹形状コーナー部やアンダーカット形状等を有する複雑なものであることから機械加工製法では作製が困難な場合が多く、鋳造製法によることが一般的であり、中でも、アルミニウム合金、鋳鉄、鋳鋼製のものが一般的によく使用されている。特に、タイヤのデザイン形状に、「サイプ」と呼ばれる、幅が０．１〜３．０ｍｍ程度の溝が多数形成されている場合（具体的には、スタッドレスタイヤ等がこれに該当する）においては、機械加工製法では対応することができないため、この傾向が顕著なものとなる。
【０００３】
タイヤ成形用金型は大別すると、上下一体型タイプ（セクショナルモールドタイプ）と上下分割型タイプ（２ピースモールドタイプ）との二つのタイプがある。上下一体型タイプは、タイヤ成形後の部分金型からの脱型時のアンダーカット量が少なくなる分だけ、上下分割型タイプよりも複雑なデザインに対応し易く、寸法精度面でも、真円度、上下型半径差特性等が優れているが、上下分割型タイプと比較して機械加工すべき面が増えることに起因して、コスト高になり易いという面も持っている。これらの特徴を踏まえて、どちらのタイプの金型分割方式を採用するかが決定される。
【０００４】
鋳造製法で、これらの金型を作製する場合には、どちらのタイプも基本的に次のような工程を経ることになる。例えば、図１５に示すように、上下分割型タイプを用いた場合、従来のタイヤ成形用金型の製造方法では、所望のタイヤ形状を円周方向に数分割した大きさの基本形状であるマスターモデル１０１を形成し（図１５（ａ））、マスターモデル１０１の反転形状であるゴム型１０２を形成し（図１５（ｂ））、ゴム型１０２を用いて、その反転形状である部分鋳型１０３を必要個数形成し（図１５（ｃ））、各部分鋳型１０３を乾燥（焼成）させ、これを組み立てることができるように端面を切断する角度加工を行い（図１５（ｄ））、各部分鋳型１０３を組み立てることで１リング分の全体鋳型１０４を形成する（図１５（ｅ））。このようにして形成された全体鋳型１０４を、定盤１０８上に設置し、鋳枠１０５で囲い、全体鋳型１０４と鋳枠１０５との間隙に合金溶湯１０６を流し込み（図１５（ｆ））、合金溶湯１０６を硬化させることによって、所望のタイヤ形状の反転形状を有する粗型部分金型１０７を形成し（図１５（ｇ））、これらの粗型部分金型１０７の製品部分を残すように余剰部分を除去し精型部分金型１０９を形成し、タイヤ成形時に精型部分金型１０９を全体的に組み合わせて全体金型として用いられるタイヤ成形用金型１１０を製造していた（図１５（ｈ））。
【０００５】
このようにして鋳造されたタイヤ成形用金型は、最終工程で加硫機（タイヤ成形機）に取り付けるための機械加工により余剰部分を除去することになるが、タイヤ成形用金型のいわゆる割位置（図１５（ｈ）に示すような、精型部分金型１０９が分割される面）においては、タイヤ成形用金型の意匠面部も機械加工されることになる。通常、この割位置面部の加工方法としては、上下一体型タイプは主にフライス盤、上下分割型タイプは主に旋盤が用いられている。
【０００６】
このような機械加工によって粗型部分金型の余剰部分を除去する際に、粗型部分金型の加工面（割位置面）の意匠面部分に、プロファイル面から大きく突出し、かつ幅の狭い鋳出し骨形状のような突起が存在すると、この突起を破損してしまうことがあるという問題があった。
【０００７】
例えば、図１６（ａ）に示すように、意匠面部分に幅の狭い突起２０２を有する粗型部分金型２０１を形成し、この粗型部分金型２０１の余剰部分２０３を除去する場合は、図１６（ｂ）に示すように、フライス盤等の回転刃２０４を回転させて粗型部分鋳型２０１の余剰部分２０３を除去する場合であっても、また、図１６（ｃ）に示すように、粗型部分金型２０１を回転させて旋盤等の固定刃２０５を用いて余剰部分２０３を除去する場合であっても、図１６（ｄ）に示すように、加工面の突起２０２に作用する負荷が粗型部分金型２０１の材料強度を超えたときに破損が生じる。
【０００８】
このような突起に掛かる負荷は、余剰部分を切削する際の粗型部分金型を一度に送り込む切削量に比例するために、粗型部分金型の切削量を小さくし、何パスかに分けることによって破損を回避することができる。しかし、粗型部分金型の余剰部分の切削量を小さくすると、加工工数が増加してしまうことから、通常は、余剰部分の切削量は可能な限り大きくして加工効率を向上させ、最終の仕上げ段階においてのみ切削量を小さくするという対応が採られているが、どの程度の切削量であれば突起が破損しないかということを定量的に予測することは困難であり、依然として突起の破損が生じたり、充分に加工効率を向上させることができていないというのが現状である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、タイヤ成形用金型を精密鋳造法を用いて製造する方法において、粗型部分金型の製品部分の表面形状を破損することなく余剰部分を除去し、所定の表面形状を有するタイヤを成形することのできる金型を、簡易かつ効率的に低コストで製造することができるタイヤ成形用金型の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明は、以下のタイヤ成形用金型を提供するものである。
【００１１】
［１］  タイヤの表面形状の一部をその表面形状として有する鋳型を形成し、前記鋳型を鋳枠で囲い、その間隙に溶湯を流し込み硬化させることによって前記鋳型の反転形状である粗型部分金型を形成し、前記粗型部分金型から製品部分が残るように余剰部分を除去して精型部分金型を形成し、タイヤ成形時に前記精型部分金型を全体的に組み合わせて全体金型として用いられるタイヤ成形用金型を製造する方法であって、前記タイヤの表面形状に対応して、表面に溝を有する前記鋳型を形成し、前記溝の、前記鋳型の反転型として形成する前記粗型部分金型における前記余剰部分に対応する領域の所定箇所に板状部材を配設し、前記板状部材が前記鋳型の前記溝に配設された状態で前記鋳型を鋳枠で囲い、その間隙に前記溶湯を流し込み前記板状部材を前記粗型部分金型に鋳包ませ、前記溶湯が硬化した後に前記板状部材を抜き取り、抜き取った後に形成された前記板状部材の反転形状であるスリット（隙間）によって前記製品部分と前記余剰部分とに分断された、前記溝の反転形状である突起を有する前記粗型部分金型を形成することを含むことを特徴とするタイヤ成形用金型の製造方法（以下、「第一の発明」ということがある）。
【００１２】
［２］  前記板状部材が、前記粗型部分金型を形成する前記溶湯と融着しない材料から構成された［１］に記載のタイヤ成形用金型の製造方法。
【００１３】
［３］  前記溝の、前記粗型部分金型の余剰部分を除去した後に前記粗型部分金型に加工代分が残るような所定箇所に、前記板状部材を配設する［１］又は［２］に記載のタイヤ成形用金型の製造方法。
【００１４】
［４］  タイヤの表面形状の一部をその表面形状として有する鋳型を形成し、前記鋳型を鋳枠で囲い、その間隙に溶湯を流し込み硬化させることによって前記鋳型の反転形状である粗型部分金型を形成し、前記粗型部分金型から製品部分が残るように余剰部分を除去して精型部分金型を形成し、タイヤ成形時に前記精型部分金型を全体的に組み合わせて全体金型として用いられるタイヤ成形用金型を製造する方法であって、前記タイヤの表面形状に対応して、表面に溝を有する前記鋳型を形成し、前記溝の、前記鋳型の反転型として形成する前記粗型部分金型における前記余剰部分に対応する領域の所定箇所に充填材を充填し、前記充填材が前記鋳型の前記溝に充填された状態で前記鋳型を鋳枠で囲い、その間隙に前記溶湯を流し込み硬化させることによって、前記製品部分には前記溝の反転形状である突起を有し、かつ前記余剰部分には突起を有しない粗型部分金型を形成することを含むことを特徴とするタイヤ成形用金型の製造方法（以下、「第二の発明」ということがある）。
【００１５】
［５］  前記充填材が、前記鋳型を構成する鋳型材と同一の材料から構成された［４］に記載のタイヤ成形用金型の製造方法。
【００１６】
［６］  前記溝の、前記粗型部分金型の余剰部分を除去した後に前記粗型部分金型に仕上げ加工代分が残るような所定箇所に、前記充填材を充填する［４］又は［５］に記載のタイヤ成形用金型の製造方法。
【００１７】
［７］  タイヤの表面形状の一部をその表面形状として有する鋳型を形成し、前記鋳型を鋳枠で囲い、その間隙に溶湯を流し込み硬化させることによって前記鋳型の反転形状である粗型部分金型を形成し、前記粗型部分金型から製品部分が残るように余剰部分を除去して精型部分金型を形成し、タイヤ成形時に前記精型部分金型を全体的に組み合わせて全体金型として用いられるタイヤ成形用金型を製造する方法であって、前記タイヤの表面形状に対応して、表面に溝を有する前記鋳型を形成し、前記溝の、前記鋳型の反転型として形成する前記粗型部分金型における前記余剰部分に対応する領域の幅を拡張し、前記溝の幅が拡張された前記鋳型を鋳枠で囲い、その間隙に前記溶湯を流し込み硬化させることによって、前記製品部分には前記溝の反転形状である突起を有し、かつ前記余剰部分には幅の拡張された前記溝の反転形状である幅の広い突起を有する前記粗型部分金型を形成することを含むことを特徴とするタイヤ成形用金型の製造方法（以下、「第三の発明」ということがある）。
【００１８】
［８］  前記粗型部分金型の余剰部分の除去時の仕上げ加工代分が残るように、前記溝の幅を拡張する［７］に記載のタイヤ成形用金型の製造方法。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明（第一の発明〜第三の発明）のタイヤ成形用金型の製造方法の実施の形態を、図面を参照しつつ具体的に説明する。また、図示において上下対称の鋳型を説明する際には、鋳型の下半分を点線で示し、その部分の説明を省略することがある。
【００２０】
＜第一の発明＞  第一の発明は、タイヤの表面形状の一部をその表面形状として有する鋳型を形成し、前記鋳型を鋳枠で囲い、その間隙に溶湯を流し込み硬化させることによって前記鋳型の反転形状である粗型部分金型を形成し、前記粗型部分金型から製品部分が残るように余剰部分を除去して精型部分金型を形成し、タイヤ成形時に前記精型部分金型を全体的に組み合わせて全体金型として用いられるタイヤ成形用金型を製造する方法であって、前記タイヤの表面形状に対応して、表面に溝を有する前記鋳型を形成し、前記溝の、前記鋳型の反転型として形成する前記粗型部分金型における前記余剰部分に対応する領域の所定箇所に板状部材を配設し、前記板状部材が前記鋳型の前記溝に配設された状態で前記鋳型を鋳枠で囲い、その間隙に前記溶湯を流し込み前記板状部材を前記粗型部分金型に鋳包ませ、前記溶湯が硬化した後に前記板状部材を抜き取り、抜き取った後に形成された前記板状部材の反転形状であるスリット（隙間）によって前記製品部分と前記余剰部分とに分断された、前記溝の反転形状である突起を有する前記粗型部分金型を形成することを含むことを特徴とする。
【００２１】
このように構成することによって、タイヤ成形用金型を精密鋳造法を用いて製造する方法において、粗型部分金型の製品部分の表面形状を破損することなく余剰部分を除去し、所定の表面形状を有するタイヤを成形することのできる金型を、簡易かつ効率的に低コストで製造することができる。
【００２２】
例えば、まず、図１（ａ）に示すように、溝２、３を有するタイヤの表面形状の一部をその表面形状として有する鋳型１を形成する。この鋳型１には、その反転形状である粗型部分金型５（図１（ｄ）参照）における製品部分に対応する領域１０’と、余剰部分に対応する領域９’とが存在する。
【００２３】
次に、図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、鋳型１の反転型として形成する粗型部分金型５（図１（ｄ）参照）の余剰部分を除去する工程において、加工面に破損が生じる恐れのある部位を推測する。図１（ｂ）においては、鋳型１の溝２がこれに該当し、溝２の、鋳型１の反転型として形成する粗型部分金型５（図１（ｄ）参照）における余剰部分に対応する領域９’の所定箇所に、板状部材４を配設する。このとき、溝２の、粗型部分金型５（図１（ｄ）参照）の余剰部分を除去した後に粗型部分金型５（図１（ｄ）参照）の仕上げ加工代分が残るような所定箇所に、板状部材４を配設することが好ましい。さらに、鋳造の収縮にはバラツキがあるために、予定される収縮分に対して過不足が発生する分も見越して設定しておくことが好ましい。また、板状部材４は、粗型部分金型５（図１（ｄ）参照）を形成する合金溶湯と融着しない材料から構成されることが好ましい。
【００２４】
次に、板状部材４が鋳型１の溝２に配設された状態で、鋳型１を鋳枠（図示せず）で囲い、その間隙に合金溶湯を流し込み、図１（ｄ）に示すように、板状部材４を粗型部分金型５に鋳包ませる。
【００２５】
次に、図１（ｅ）に示すように、合金溶湯が硬化した後に板状部材４を抜き取り、抜き取った後に形成された板状部材４の反転形状であるスリット７（隙間）によって製品部分１０と余剰部分９とに分断された、溝２（図１（ａ）参照）の反転形状である突起６を有する粗型部分金型５を形成する。
【００２６】
図２（ａ）に示すように、粗型部分金型５の突起６にはスリット７（隙間）が存在するために、フライス盤等の回転刃１３によって余剰部分９を除去する際に発生する過大な負荷が、製品部分１０側の突起６まで伝達することはない。
【００２７】
また、図２（ｂ）に示すように、仮に、余剰部分９側の突起６が破損したとしても、余剰部分９側の突起６のみが破損し、製品部分１０側の突起６の破損を防止することができる。
【００２８】
また、図２（ｃ）及び（ｄ）に示すように、粗型部分金型５の加工代分として残された余剰部分９のわずかな突起６を回転刃１３で除去する場合は、一回の切削量を小さくし破損を防止するこができる。
【００２９】
このように構成することによって、粗型部分金型５の製品部分１０の表面形状を破損することなく余剰部分９を除去し、図２（ｅ）に示すような、所定の表面形状を有するタイヤを成形することのできる精型部分金型８を、簡易かつ効率的に低コストで製造することができる。
【００３０】
これまで、上下一体型タイプのタイヤ成形用金型の製造方法について図１及び２を用いて説明したが、上下分割型タイプのタイヤ成形用金型も同様の方法を用いて製造することができる。例えば、図３（ａ）に示すように、溝１２を有するタイヤの表面形状の一部をその表面形状として有する鋳型１１を形成する。この鋳型１１には、その反転形状である粗型部分金型１５（図３（ｃ）参照）における製品部分に対応する領域２０’と、余剰部分に対応する領域１９’とが存在する。
【００３１】
次に、図３（ｂ）に示すように、鋳型１１の反転型として形成する粗型部分金型１５（図３（ｃ）参照）の余剰部分を除去する工程において、形状に破損が生じる恐れのある溝１２に板状部材１４を配設する。このとき、溝１２の、粗型部分金型１５（図３（ｃ）参照）の余剰部分を除去した後に粗型部分金型１５（図３（ｃ）参照）の仕上げ加工代分が残るような所定箇所に、板状部材１４を配設することが好ましい。さらに、鋳造の収縮にはバラツキがあるために、予定収縮分に対して過不足が発生する分も見越して設定しておくことが好ましい。また、板状部材１４は、粗型部分金型１５（図３（ｃ）参照）を形成する合金溶湯と融着しない材料から構成されることが好ましい。
【００３２】
次に、板状部材１４が鋳型１１の溝１２に配設された状態で、鋳型１１を鋳枠（図示せず）で囲い、その間隙に合金溶湯を流し込み、板状部材１４を粗型部分金型１５（図３（ｃ）参照）に鋳包ませ、合金溶湯が硬化した後に板状部材４を抜き取ることによって、図３（ｃ）に示すような、抜き取った後に形成された板状部材１４（図３（ｂ）参照）の反転形状であるスリット１７（隙間）よって、製品部分２０と余剰部分１９とに分断された、溝１２（図３（ａ）参照）の反転形状である突起１６を有する粗型部分金型１５を形成する。粗型部分金型１５の突起１６にはスリット１７（隙間）が存在するために、旋盤等の固定刃１８によって余剰部分１９を除去する際に発生する過大な負荷を、製品部分２０側の突起１６まで伝達することはない。このように構成することによって、図１及び２に示したタイヤ成形用金型の製造方法と同様に、タイヤ成形用金型を精密鋳造法を用いて製造する方法において、粗型部分金型の製品部分の表面形状を破損することなく余剰部分を除去し、所定の表面形状を有するタイヤを成形することのできる精型部分金型を、簡易かつ効率的に低コストで製造することができる。
【００３３】
また、第一の発明によれば、板状部材を粗型部分金型に鋳包ませることによって、突起（鋳出し骨等）部分の合金溶湯の凝固・冷却速度が他の部位と比較して早くなる。例えば、板状部材に金属材を用いた場合は、鋳型材（石膏やセラミック材等）よりも板状部材の方が抜熱スピードが速いため、板状部材周辺の合金溶湯の凝固が早く完結する。これにより、突起（鋳出し骨等）部分の金属組織（結晶粒）が他の部位より微細化され、耐力、破断強度が上昇することになる。このように破損し易い突起（鋳出し骨等）部分の母材強度が向上することによって、さらに余剰部分を除去する際の粗型部分金型の破損を防止することができる。板状部材を粗型部分金型に鋳包ませて形成することは、前述したように、板状部材の反転形状であるスリット（隙間）よって製品部分と余剰部分とに分断された溝の反転形状である突起を有する粗型部分金型を形成することの他に、結晶粒の微細化による母材の強度を上昇させるという効果をあげることもできる。したがって、板状部材は鋳造時の合金溶湯からの抜熱スピードが早く、抜熱量が大きい材料から構成することが好ましい。このような材料は、熱伝導率の高い材質であって、かつ、なるべく重い材質、例えば、アルミ合金鋳造の場合は、銅合金を用いて可能な限り肉厚の厚い板状部材を形成し、また、鉄系合金の鋳造の場合は、銅合金を用いるのは困難であるため純度の高い鋼材やニッケル合金材を用いることが好ましい。
【００３４】
また、第一の発明において、加工面（割位置面）を平面として説明したが、曲面の場合であっても同様に構成することができる。
【００３５】
このように第一の発明によれば、タイヤ成形用金型を精密鋳造法を用いて製造する方法において、粗型部分金型の製品部分の表面形状を破損することなく余剰部分を除去し、所定の表面形状を有するタイヤを成形することのできる金型を、簡易かつ効率的に低コストで製造することができる。
【００３６】
＜第二の発明＞  第二の発明は、タイヤの表面形状の一部をその表面形状として有する鋳型を形成し、前記鋳型を鋳枠で囲い、その間隙に溶湯を流し込み硬化させることによって前記鋳型の反転形状である粗型部分金型を形成し、前記粗型部分金型から製品部分が残るように余剰部分を除去して精型部分金型を形成し、タイヤ成形時に前記精型部分金型を全体的に組み合わせて全体金型として用いられるタイヤ成形用金型を製造する方法であって、前記タイヤの表面形状に対応して、表面に溝を有する前記鋳型を形成し、前記溝の、前記鋳型の反転型として形成する前記粗型部分金型における前記余剰部分に対応する領域の所定箇所に充填材を充填し、前記充填材が前記鋳型の前記溝に充填された状態で前記鋳型を鋳枠で囲い、その間隙に前記溶湯を流し込み硬化させることによって、前記製品部分には前記溝の反転形状である突起を有し、かつ前記余剰部分には突起を有しない粗型部分金型を形成することを含むことを特徴とする。
【００３７】
このように構成することによって、タイヤ成形用金型を精密鋳造法を用いて製造する方法において、粗型部分金型の製品部分の表面形状を破損することなく余剰部分を除去し、所定の表面形状を有するタイヤを成形することのできる金型を、簡易かつ効率的に低コストで製造することができる。
【００３８】
例えば、まず、図４（ａ）に示すように、溝２２、２３を有するタイヤの表面形状の一部をその表面形状として有する鋳型２１を形成する。この鋳型２１には、その反転形状である粗型部分金型２５（図４（ｄ）参照）における製品部分に対応する領域３０’と、余剰部分に対応する領域２９’とが存在する。
【００３９】
次に、図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、鋳型２１の反転型として形成する粗型部分金型２５（図４（ｄ）参照）の余剰部分を除去する工程において、加工面に破損が生じる恐れのある部位を推測する。図４（ｂ）においては、鋳型２１の溝２２がこれに該当し、溝２２の、鋳型２１の反転型として形成する粗型部分金型２５（図４（ｄ）参照）における余剰部分に対応する領域２９’の所定箇所に、充填材２４を充填する。このとき、溝２２の、粗型部分金型２５（図４（ｄ）参照）の余剰部分の除去した後に粗型部分金型２５（図４（ｄ）参照）の仕上げ加工代分が残るような所定箇所に、充填材２４を充填することが好ましい。さらに、鋳造の収縮にはバラツキがあるために、予定収縮分に対して過不足が発生する分も見越して設定しておくことが好ましい。また、充填材２４は、粗型部分金型２５（図４（ｄ）参照）を構成する鋳型材と同一の材料から構成されることが好ましい。
【００４０】
次に、鋳型２１を鋳枠（図示せず）で囲い、その間隙に合金溶湯を流し込み硬化させることによって、図４（ｄ）に示すように、製品部分３０には溝２２（図３（ｃ）参照）の反転形状である突起２６を有し、かつ余剰部分２９は突起を有しない粗型部分金型２５を形成する。
【００４１】
図４（ｅ）に示すように、この粗型部分金型２５は余剰部分２９に突起２６を有していないため、フライス盤等の回転刃２７によって余剰部分２９を除去する際に発生する過大な負荷が製品部分３０側の突起２６まで伝達することはない。
【００４２】
このように構成することによって、粗型部分金型２５の製品部分３０の表面形状を破損することなく余剰部分２９を除去し、図４（ｆ）に示すような、所定の表面形状を有するタイヤを成形することのできる精型部分金型２８を、簡易かつ効率的に低コストで製造することができる。
【００４３】
これまで、上下一体型タイプのタイヤ成形用金型の製造方法について図４を用いて説明したが、上下分割型タイプのタイヤ成形用金型も同様の方法を用いて製造することができる。
【００４４】
また、余剰部分に対応する領域に形成された溝に、充填材を個々に充填するのではなく、充填材としてダミー鋳型を用いることによって第二の発明を実施することができる。例えば、図５（ａ）に示すように、溝３２、３３を有するタイヤの表面形状の一部をその表面形状として有する鋳型３１を形成する。この鋳型３１には、その反転形状である粗型部分金型（図示せず）における製品部分に対応する領域４０’と、余剰部分に対応する領域３９’とが存在する。
【００４５】
次に、図５（ｂ）に示すように、鋳型３１の反転型として形成する粗型部分金型における余剰部分に対応する領域３９’を除去する。このとき、溝３２の、粗型部分金型（図示せず）の余剰部分を除去した後に粗型部分金型（図示せず）の仕上げ加工代３８分が残るように除去することが好ましい。
【００４６】
次に、図５（ｃ）に示すように、図５（ｂ）で除去した部分に相当するダミー鋳型３４を形成する。ダミー鋳型３４はプロファイル面形状を有しているが、前述した溝３２、３３（図５（ａ）参照）は形成されていない。
【００４７】
次に、図５（ｄ）に示すように、鋳型３１にダミー鋳型３４を貼り付ける。
【００４８】
このように構成することによって、図５（ｅ）及び（ｆ）に示すように、粗型部分金型における余剰部分に対応する領域３９’に形成された溝３２及び３３が塞がれた状態の鋳型３１を形成する。この後、前述した図４（ｄ）及び（ｅ）と同様の工程を経ることによって、粗型部分金型の製品部分の表面形状を破損することなく余剰部分を除去し、所定の表面形状を有するタイヤを成形することのできる精型部分金型を、簡易かつ効率的に低コストで製造することができる。また、このようにダミー鋳型を用いることによって、加工面に破損の恐れのある部位が多数存在する場合において容易に対応することができる。
【００４９】
また、このようなダミー鋳型は、本体の原型作製時に溝形状を持たないプロファイル面のみの原型を必要角度より大きく形成し、これから切り出して作製したダミー原型を、ゴム型・鋳型と反転を繰り返すことで、簡単に作製することができる。
【００５０】
また、このようなダミー鋳型は、必ずしもプロファイル面を有する必要はなく、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、単に直方体の板形状のものをダミー鋳型３４として、鋳型３１に貼り付けてもよい。
【００５１】
また、第二の発明において、加工面（割位置面）を平面として説明したが、曲面の場合であっても同様に構成することができる。
【００５２】
＜第三の発明＞  第三の発明は、タイヤの表面形状の一部をその表面形状として有する鋳型を形成し、前記鋳型を鋳枠で囲い、その間隙に溶湯を流し込み硬化させることによって前記鋳型の反転形状である粗型部分金型を形成し、前記粗型部分金型から製品部分が残るように余剰部分を除去して精型部分金型を形成し、タイヤ成形時に前記精型部分金型を全体的に組み合わせて全体金型として用いられるタイヤ成形用金型を製造する方法であって、前記タイヤの表面形状に対応して、表面に溝を有する前記鋳型を形成し、前記溝の、前記鋳型の反転型として形成する前記粗型部分金型における前記余剰部分に対応する領域の幅を拡張し、前記溝の幅が拡張された前記鋳型を鋳枠で囲い、その間隙に前記溶湯を流し込み硬化させることによって、前記製品部分には前記溝の反転形状である突起を有し、かつ前記余剰部分には幅の拡張された前記溝の反転形状である幅の広い突起を有する前記粗型部分金型を形成することを含むことを特徴とする。
【００５３】
このように構成することによって、タイヤ成形用金型を精密鋳造法を用いて製造する方法において、粗型部分金型の製品部分の表面形状を破損することなく余剰部分を除去し、所定の表面形状を有するタイヤを成形することのできる金型を、簡易かつ効率的に低コストで製造することができる。
【００５４】
例えば、まず、図７（ａ）に示すように、溝４２、４３を有するタイヤの表面形状の一部をその表面形状として有する鋳型４１を形成する。この鋳型４１には、その反転形状である粗型部分金型４５（図７（ｄ）参照）における製品部分に対応する領域５０’と、余剰部分に対応する領域４９’とが存在する。
【００５５】
次に、図７（ｂ）及び（ｃ）に示すように、鋳型４１の反転型として形成する粗型部分金型４５（図７（ｄ）参照）の余剰部分を除去する工程において、加工面に破損が生じる恐れのある部位を推測する。図７（ｂ）においては、鋳型４１の溝４２がこれに該当し、溝４２の、鋳型４１の反転型として形成する粗型部分金型４５（図７（ｄ）参照）における余剰部分に対応する領域４９’の幅を拡張する。このとき、粗型部分金型４５（図７（ｆ）参照）の余剰部分の除去時の仕上げ加工代分が残るように溝４２の幅を拡張することが好ましい。さらに、鋳造の収縮にはバラツキがあるために、予定収縮分に対して過不足が発生する分も見越して設定しておくことが好ましい。また、拡張後の溝４２’の幅Ｗは、溝４２の深さＨ以上の寸法とすることが好ましい。
【００５６】
次に、図７（ｄ）に示すように、鋳型４１（図７（ｃ）参照）を鋳枠で囲い、その間隙に合金溶湯を流し込み硬化させることによって、製品部分５０には溝４２（図７（ｃ）参照）の反転形状である突起４６を有し、かつ余剰部分４９には拡張後の溝４２’（図７（ｃ）参照）の反転形状である幅の広い突起４７を有する粗型部分金型４５を形成する。
【００５７】
図７（ｅ）に示すように、フライス盤等の回転刃４４によって余剰部分４９を除去する際に発生する過大な負荷を粗型部分鋳型４５の幅の広い突起４７によって吸収し、製品部分５０側の突起４６の破損を防止することができる。
【００５８】
このように構成することによって、粗型部分金型４５の製品部分５０の表面形状を破損することなく余剰部分４９を除去し、図７（ｆ）に示すような、所定の表面形状を有するタイヤを成形することのできる精型部分金型４８を、簡易かつ効率的に低コストで製造することができる。
【００５９】
これまで、上下一体型タイプのタイヤ成形用金型の製造方法について図７を用いて説明したが、上下分割型タイプについても同様の方法を用いることができる。
【００６０】
また、余剰部分に対応する領域に形成された溝の幅を個々に拡張するのではなく、ダミー鋳型を用いることによって溝の幅をまとめて拡張してもよい。例えば、図８（ａ）に示すように、溝５２、５３を有するタイヤの表面形状の一部をその表面形状として有する鋳型５１を形成する。この鋳型５１には、その反転形状である粗型部分金型における製品部分に対応する領域６０’と、余剰部分に対応する領域５９’とが存在する。
【００６１】
次に、図８（ｂ）に示すように、鋳型５１の、その反転形状の粗型部分金型における余剰部分に対応する領域５９’を除去する。このとき、粗型部分金型の余剰部分の除去時の仕上げ加工代５８分が残るように除去することが好ましい。
【００６２】
次に、図８（ｃ）に示すように、図８（ｂ）で除去した部分に相当するダミー鋳型５４を作製する。このダミー鋳型５４はプロファイル面形状を除去するように形成されている。
【００６３】
次に、図８（ｄ）に示すように、鋳型５１にダミー鋳型５４を貼り付ける。
【００６４】
このように構成することによって、図８（ｅ）に示すように、粗型部分金型における余剰部分に対応する領域５９’のプロファイル面形状をすべて除去した状態の鋳型５１を得ることができる。この後、前述した図７（ｄ）及び（ｅ）と同様の工程を経ることによって、粗型部分金型の製品部分の表面形状を破損することなく余剰部分を除去し、所定の表面形状を有するタイヤを成形することのできる精型部分金型を、簡易かつ効率的に低コストで製造することができる。また、このようにダミー鋳型を用いることによって、加工面に破損の恐れのある部位が多数存在する場合においても容易に対応することができる。
【００６５】
また、このようなダミー鋳型は、本体の原型作製時に、溝形状を持たないプロファイル面のみの原型を必要角度より大きく形成し、これから切り出して作製したダミー原型を、ゴム型・鋳型と反転を繰り返し、このダミーのプロファイル面のみを一度に除去することで容易に作製することができる。
【００６６】
また、第三の発明において、加工面（割位置面）を平面として説明したが、曲面の場合であっても同様に構成することができる。
【００６７】
以上説明したように、第一及び第二の発明は、粗型部分金型の製品部分の突起を、余剰部分の突起と切り離した状態で形成し、製品部分の突起に負荷が伝達しないように構成されたタイヤ成形用金型の製造方法であり、逆に、第三の発明は、余剰部分の突起の幅を広くし負荷を吸収させることで、製品部分の突起に負荷が伝達しないように構成されたタイヤ成形用金型の製造方法である。どちらの場合であっても、このように構成することによって、タイヤ成形用金型を精密鋳造法を用いて製造する方法において、粗型部分金型の製品部分の表面形状を破損することなく余剰部分を除去し、所定の表面形状を有するタイヤを成形することのできる金型を、簡易かつ効率的に低コストで製造することができる。
【００６８】
【実施例】
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によっていかなる制限を受けるものではない。全実施例を通じて、図９に示すような、上下のデザインが対称に構成された上下一体型の鋳型６１を用いた。この鋳型６１を構成する鋳型材としては、非発泡石膏（（株）ノリタケジプサム製  商品名：Ｇ−６）を用い、鋳型６１を形成する場合の調合条件は、非発泡石膏：水＝１００：６０（重量比）とした。また、鋳型６１の反転形状である粗型部分金型を構成する鋳造合金材としては、ＪＩＳ規格鋳造用アルミニウム合金（ＡＣ４Ｃ：Ｓｉ７重量％、Ｃｕ０．８重量％、Ｍｇ０．４重量％、残Ａｌ）を用いた。この鋳型６１は、全体の高さが３４０ｍｍ、製品部分の高さが２５９．５ｍｍ、成形するタイヤの最大外周がＲ５２６．３、最小外周がＲ４７２．５であり、左右に余剰部分を２０ｍｍずつ有している。また、この表面形状には、幅２．１ｍｍ、深さ１５．１ｍｍの第二リブ６２（溝）と、幅１３．２ｍｍ、深さ１４．９ｍｍの第一リブ６３（溝）とが上下に一本ずつ形成されている。このように構成された鋳型６１を、結晶水除去、乾燥後に、前述したＪＩＳ規格鋳造用アルミニウム合金を用いて鋳造して、図１０に示すような、粗型部分金型６５（最小肉厚６０ｍｍ）を作製し、この粗型部分金型６５の余剰部分の除去はフライス盤７１によって実施された。フライス盤７１は、高速度鋼から形成された直径φ２００ｍｍの回転刃７２を十枚有し、刃回転数は１３００ｒ．ｐ．ｍ．、加工送りスピードは８００ｍｍ／ｍｉｎとし、加工面に潤滑油として白灯油を塗布した。
【００６９】
実施例１
実施例１は、まず、図１１に示すような、ＳＵＳ３０４製の板状部材６４（縦１０ｍｍ、横３０ｍｍ、幅１ｍｍの板）を作製した（破線部は、後の工程で鋳型に埋設される位置を示している）。
【００７０】
次に、図１２に示すように、溝６２の、鋳型６１の反転型として形成する粗型部分金型６５（図１０参照）における余剰部分に対応する領域６９’の所定箇所に板状部材６４を配設した。このとき、溝６２は、鋳型６１の加工面６８から余剰部分に対応する領域６９’側に０．３ｍｍの位置に配設し、これを一個の鋳型６１につき上下左右の四箇所で実施した。以降は、図１（ｃ）〜図２（ｆ）に示したような工程を経て、図１０に示すように、粗型部分金型６５を形成し、その余剰部分をフライス盤７１で除去した。粗型部分金型６５の余剰部分の１パス当りの加工肉厚は、開始時には１ｍｍに設定し、仕上げ加工代が０．５ｍｍになった時点で、１パス当りの加工肉厚を０．５ｍｍに変更し対応した。このようにして加工された精型部分金型は、突起等の表面形状に破損を生じることはなかった。
【００７１】
実施例２
実施例２は、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、溝６２の、鋳型６１の反転型として形成する粗型部分金型６５（図１０参照）における余剰部分に対応する領域６９’の所定箇所に、図１３（ｃ）に示すように、充填材６６を充填した。充填材６６は、鋳型６１を構成する鋳型材と同一の材料から構成され、鋳型６１の加工面６８から余剰部分に対応する領域６９’側に０．３ｍｍの位置から余剰部分に対応する領域６９’の溝６２の全域に渡って充填した。これを一個の鋳型６１につき上下左右の四箇所で実施した。以降は、図４（ｃ）〜（ｆ）に示したような工程を経て、図１０に示すように、粗型部分金型６５を形成し、その余剰部分をフライス盤７１で除去した。粗型部分金型６５の余剰部分の１パス当りの加工肉厚は、開始時には１ｍｍに設定し、仕上げ加工代が０．５ｍｍになった時点で、１パス当りの加工肉厚を０．５ｍｍに変更し対応した。このようにして加工された精型部分金型は、突起等の表面形状に破損を生じることはなかった。
【００７２】
実施例３
実施例３は、図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、溝６２の、鋳型６１の反転型として形成される粗型部分金型６５（図１０参照）における余剰部分に対応する領域６９’の幅を、図１４（ｃ）に示すように、鋳型６１の加工面６８から余剰部分に対応する領域６９’側に０．３ｍｍの位置から、幅２０ｍｍ、深さ１６ｍｍとなるように拡張した。これを一個の鋳型６１につき上下左右の四箇所で実施した。以降は、図７（ｃ）〜（ｆ）に示したような工程を経て、図１０に示すように、粗型部分金型６５を形成し、その余剰部分をフライス盤７１で除去した。粗型部分金型６５の余剰部分の１パス当りの加工肉厚は、開始時には１ｍｍに設定し、仕上げ加工代が０．５ｍｍになった時点で、１パス当りの加工肉厚を０．５ｍｍに変更し対応した。このようにして加工された精型部分金型は、突起等の表面形状に破損を生じることはなかった。
【００７３】
比較例
図９に示したままの状態の鋳型６１を用いて、図１０に示すような、粗型部分金型６５を形成し、その余剰部分をフライス盤７１で除去した。実施例１〜３と同様の加工条件で実施したところ、余剰部分の仕上げ加工代が０．５ｍｍに達する前に、粗型部分金型６５の余剰部分に形成された突起（鋳出し骨）の一部が付け根から破損してしまい、製品部分に形成された突起も湾曲するように変形してしまった。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によって、タイヤ成形用金型を精密鋳造法を用いて製造する方法において、粗型部分金型の製品部分の表面形状を破損することなく余剰部分を除去し、所定の表面形状を有するタイヤを成形することのできる金型を、簡易かつ効率的に低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明（第一の発明）のタイヤ成形用金型の製造方法の一の実施の形態を工程順に模式的に示す斜視図である。
【図２】  図１に示す工程以降のタイヤ成形用金型の製造方法を工程順に模式的に示す斜視図である。
【図３】  本発明（第一の発明）のタイヤ成形用金型の製造方法の他の実施の形態を工程順に模式的に示す斜視図である。
【図４】  本発明（第二の発明）のタイヤ成形用金型の製造方法の一の実施の形態を工程順に模式的に示す斜視図である。
【図５】  本発明（第二の発明）のタイヤ成形用金型の製造方法の他の実施の形態を工程順に模式的に示す斜視図である。
【図６】  本発明（第二の発明）のタイヤ成形用金型の製造方法の他の実施の形態を工程順に模式的に示す斜視図である。
【図７】  本発明（第三の発明）のタイヤ成形用金型の製造方法の一の実施の形態を工程順に模式的に示す斜視図である。
【図８】  本発明（第三の発明）のタイヤ成形用金型の製造方法の他の実施の形態を工程順に模式的に示す斜視図である。
【図９】  本発明のタイヤ成形用金型の製造方法の各実施例に用いられる鋳型を示す斜視図である。
【図１０】  本発明のタイヤ成形用金型の製造方法の各実施例における、粗型部分鋳型をフライス盤で加工する工程を模式的に示す斜視図である。
【図１１】  本発明（第一の発明）のタイヤ成形用金型の製造方法の実施例１に用いられる板状部材を示す斜視図である。
【図１２】  本発明（第一の発明）のタイヤ成形用金型の製造方法の実施例１における、鋳型の溝（リブ）に板状部材を配設する工程を模式的に示す斜視図である。
【図１３】  本発明（第二の発明）のタイヤ成形用金型の製造方法の実施例２における、鋳型の溝（リブ）に充填材を充填する工程を模式的に示す斜視図である。
【図１４】  本発明（第三の発明）のタイヤ成形用金型の製造方法の実施例３における、鋳型の溝（リブ）の幅を拡張する工程を模式的に示す斜視図である。
【図１５】  従来のタイヤ成形用金型の製造方法を工程順に示す説明図である。
【図１６】  従来のタイヤ成形用金型の製造方法における、粗型部分金型の余剰部分を除去する工程を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…部分鋳型、２，３…溝、４…板状部材、５…粗型部分金型、６…突起、７…スリット、８…精型部分金型、９…余剰部分、９’…粗型部分金型における余剰部分に対応する領域、１０…製品部分、１０’…粗型部分金型における製品部分に対応する領域、１１…部分鋳型、１２…溝、１３…回転刃、１４…板状部材、１５…粗型部分金型、１６…突起、１７…スリット、１８…固定刃、１９…余剰部分、１９’…粗型部分金型における余剰部分に対応する領域、２０…製品部分、２０’…粗型部分金型における製品部分に対応する領域、２１…部分鋳型、２２，２３…溝、２４…充填材、２５…粗型部分金型、２６…突起、２７…回転刃、２８…精型部分金型、２９…余剰部分、２９’…粗型部分金型における余剰部分に対応する領域、３０…製品部分、３０’…粗型部分金型における製品部分に対応する領域、３１…部分鋳型、３２，３３…溝、３４…ダミー鋳型、３５…粗型部分金型、３８…加工代、３９’…粗型部分金型における余剰部分に対応する領域、４０’…粗型部分金型における製品部分に対応する領域、４１…部分鋳型、４２，４３…溝、４２’…拡張後の溝、４４…回転刃、４５…粗型部分金型、４６…突起、４７…幅の広い突起、４８…精型部分金型、４９…余剰部分、４９’…粗型部分金型における余剰部分に対応する領域、５０…製品部分、５０’…粗型部分金型における製品部分に対応する領域、５１…部分鋳型、５２，５３…溝、５４…ダミー鋳型、５８…加工代、５９’…粗型部分金型における余剰部分に対応する領域、６０’…粗型部分金型における製品部分に対応する領域、６１…部分鋳型、６２，６３…溝（リブ）、６４…板状部材、６５…粗型部分金型、６６…充填材、６８…加工面、６９’…粗型部分金型における余剰部分に対応する領域、７１…フライス盤、７２…回転刃。
【図１】
0003853222.tif 000002
【図２】
0003853222.tif 000003
【図３】
0003853222.tif 000004
【図４】
0003853222.tif 000005
【図５】
0003853222.tif 000006
【図６】
0003853222.tif 000007
【図７】
0003853222.tif 000008
【図８】
0003853222.tif 000009
【図９】
0003853222.tif 000010
【図１０】
0003853222.tif 000011
【図１１】
0003853222.tif 000012
【図１２】
0003853222.tif 000013
【図１３】
0003853222.tif 000014
【図１４】
0003853222.tif 000015
【図１５】
0003853222.tif 000016
【図１６】
0003853222.tif 000017