JP4295642B2 - 積層モールドの製造方法 - Google Patents
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Description
上記クラウン部金型51は、通常、鋳造により実現するが、このような鋳造型は型製造に手間がかかるだけでなく、材料コストも高いことから、近年、低コスト・短納期化を目的として、鋳造型である上記クラウン部金型51に代えて、図6に示すような、薄板61aを積層して成る積層薄板から成るクラウン部金型61をホルダー62に保持したセグメント63をタイヤ周方向に沿って複数個配列して環状のトレッドパターン形成部を構成した積層モールドが用いられるようになってきている。
上記薄板61aは、自動化、スピードアップの観点から、一般的には、2DCAMによるレーザー加工により加工される。そして、これらの薄板61aを積層したクラウン部金型61をホルダー62に取付けて、積層薄板をクラウン部の金型としたセグメント63を構成する。ところで、上記薄板61aは、薄板材料に直角にレーザー光を照射して両端部をカットした矩形状の薄板であることから、上記タイヤ踏面には、上記矩形状の薄板61aの厚みに相当する段差が残ってしまい、このため、加硫されたタイヤの外観が悪化するだけでなく、性能面においても、現行の鋳造型を用いて加硫したタイヤよりも低下してしまうといった問題点があった。また、タイヤ踏面に鋭角部が多いと耐久性等も悪化することが懸念される。そこで、エンドミルなどの工具を用いたフライス加工や、放電電極を用いた電極加工により、上記段差部を滑らかに加工する方法が行われている。
また、上記加工法は、加工時間を多く必要とするため、積層モールドのメリットである短納期製作に対して不利である。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の積層モールドの製造方法において、セラミック系の材料から成る細粒状の投射材を用いて、上記積層薄板をブラスト研削加工することを特徴とするものである。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の積層モールドの製造方法において、上記投射材の粒径を80〜200μmとしたことを特徴とするものである。
このとき、上記投射材の噴射圧力、投射距離、投射時間、あるいは投射方向などの投射条件をタイヤ踏面の形状に応じて変更し、段差研削量を制御しながらブラスト研削加工すれば、積層薄板のタイヤ踏面に接する側をタイヤクラウン部の形状に対応する形状に更に近づけることができる。
また、一旦積層を分解して、上記薄板に発生したバリやカエリなどの突起物を除去した後、再度上記薄板を積層するようにすれば、薄板間の隙間からのエアー抜きを更に確実に行うことができる。
図1は、本最良に係る積層プレート方式のタイヤ加硫金型(積層モールド)に使用される積層薄板の加工方法を示す模式図で、本例では、各セグメントの積層薄板毎にブラスト研削加工を行う。同図において、11は複数枚の薄板12を積層して成る積層薄板、20は投射材供給手段21に収納された投射材22をコンプレッサ23から圧送される圧縮空気に混入させて圧送する投射材供給装置、30は基台31上に設けられた回転・移動手段32と、この回転・移動手段32に取付けられたノズル保持手段33に搭載された噴射ノズル34とを備え、上記投射材供給装置20から圧送された投射材22を上記噴射ノズル34から噴射して上記積層薄板11のタイヤ踏面側をブラスト研削加工する投射材噴射装置、40は上記投射材噴射装置20を制御して、上記噴射ノズル34からの投射材22の噴射圧力や投射時間を制御するとともに、上記回転・移動手段32を駆動して上記噴射ノズル34の位置を制御し、上記投射材22の投射距離や投射方向を制御する制御装置である。積層モールドは、タイヤ踏面に接する側がブラスト研磨処理された積層薄板11をホルダー13に組付けてセグメント10を組上げ、このセグメント10を複数個環状に連結して作製される。
本例では、上記投射材22として、アルミナ、炭化ケイ素などのセラミック系の粒子を用いている。上記粒子の大きさとしては、#80〜#120の篩で選別された、粒子径が80〜200μm程度の大きさものを用いることが望ましい。すなわち、上記粒子径が
200μmを超えると研削効率は向上するが面荒れが発生し、タイヤの表面状態に悪影響を及ぼす。一方、上記粒子径が80μmに満たない場合には、研削効率が低下するため、ブラスト研磨処理を短時間で行うことが困難となる。
まず、図2(a)に示すように、上記各薄板12を、タイヤ踏面に接する側が、同図のラインLに示すようなタイヤクラウン部の形状(タイヤプロファイル)より余肉を付けた状態に加工して積層した積層薄板11を治具41に取付けた後、上記図1に示すように、上記積層薄板11に噴射ノズル34から上記投射材22を投射して、上記余肉を除去することにより、図2(b)に示すように、タイヤ踏面に接する面12Sのプロファイルを、上記ラインLにほぼ近い、本来のタイヤプロファイルとほぼ同じ形状に加工する。なお、上記のように、治具41を用いず、積層薄板11をホルダー13に直接取付けてブラスト研削加工してもよい。
ところで、積層薄板11のタイヤ踏面に接する側は自由曲面であるため、積層薄板11の各薄板12,12間の段差量の大きさは一定ではない。そこで、本例では、制御装置40により、上記段差部の大きさに応じて、上記噴射ノズル34からの投射材22の投射方向を制御するとともに、上記投射材22の噴射圧力や投射時間、あるいは、投射距離を制御しながら上記投射材22を積層薄板11に投射するようにしている。例えば、投射材22の投射方向を上記ラインLにほぼ垂直になるように傾斜させるとともに、セグメント10のタイヤショルダー部に対応する箇所のような段差の大きい箇所では投射時間を長くして研削量を多くし、逆に、タイヤのセンタートレッドに近い段差の小さな箇所では投射時間を短くして研削量を少なくするように制御することにより、タイヤ踏面に接する面12Sのプロファイルを、上記ラインLにほぼ近い形状に加工する。なお、噴射圧力を大きくしたり、投射距離を小さくするなどしても研削量を多くすることができる。また、投射時間、噴射圧力、投射距離を組合わせたり、これらのパラメータを全て用いて研削量を制御するようにしてもよい。
なお、上記加工バリやカエリなどの除去を行うときでも、必ずしも全ての薄板12について行う必要はなく、エアー溜りの生じ易い箇所の薄板12や、単位時間当たりの研削量が多かった箇所の薄板12についてのみ行えば十分である。
また、上記マスキング15に代えて、図4に示すように、上記薄板12,12間にシム材16を挟み込んで積層し、しかる後にブラスト研削加工しても同様の効果を得ることができる。すなわち、上記シム材16は段差部を小さくするとともに、薄板12,12間の開口部を覆うので、薄板12,12との境界部がより滑らかに研削されるとともに、上記隙間への投射材22や研削された薄板12の破片の侵入を防ぐことができる。なお、上記シム材16もブラスト研削加工後には除去する。
また、投射材としては、粒度が#100のアルミナを使用し、これを積層薄板表面から約100mm離れた位置から、噴射圧力0.5MPaで上記積層薄板に投射した。このとき、タイヤショルダー部などの段差の大きい箇所では研削時間を多くし、タイヤセンター部などの段差の比較的ない箇所で少なくした。具体的には、噴射ノズルをタイヤ周方向に、周期が15〜30秒の振り子運動させ、上記ノズルの往復回数を増減させることにより研削時間を変更した。その結果、0.5mm以上の段差量を0.01mm以下まで平滑に加工することができ、目標とする形状を得ることができるとともに、積層薄板を用いて作製した積層モールドにより、実際にタイヤを加硫したところ、ベアなどの発生のないタイヤを得ることができ、エアー抜きが確実に行われていたことが確認された。
また、上記積層薄板を一旦分解した後、エアー溜りとなる箇所の薄板についてバリ取りを行い、再度組上げて作製した積層モールドを用いて、実際にタイヤを加硫したところ、ベアなどの発生を更に抑制することができることが確認された。
20 投射材供給装置、21 投射材供給手段、22 投射材、23 コンプレッサ、
30 投射材噴射装置、31 基台、32 回転・移動手段、33 ノズル保持手段、
34 噴射ノズル、40 制御装置、41 治具。
Claims (5)
- 複数の薄板を、タイヤ踏面に接する側をタイヤクラウン部の形状に対応する形状よりも余肉を付けた状態に加工して積層した後、上記余肉をブラスト研削加工により除去する積層モールドの製造方法において、上記薄板間にシム材を挟み込んで上記薄板を積層した後、上記積層された積層薄板をブラスト研削加工し、その後、上記シム材を除去するようにしたことを特徴とする積層モールドの製造方法。
- セラミック系の材料から成る細粒状の投射材を用いて、上記積層薄板をブラスト研削加工することを特徴とする請求項1に記載の積層モールドの製造方法。
- 上記投射材の粒径を80〜200μmとしたことを特徴とする請求項2に記載の積層モールドの製造方法。
- 上記積層された薄板間の段差の大きさに応じて、上記投射材の噴射圧力、噴射距離、投射時間、及び、投射方向のいずれか1つまたは複数を変更しながらブラスト研削加工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積層モールドの製造方法。
- ブラスト研削加工後に、一旦積層を分解して、上記薄板に発生したバリあるいはカエリを除去した後、再度上記薄板を積層して積層モールドを組上げるようにしたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の積層モールドの製造方法。
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