JP4295725B2 - 積層モールドの製造方法 - Google Patents

Description

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、複数の薄板をタイヤ幅方向またはタイヤ周方向に積層した積層薄板を備えた積層モールドの製造方法に関する。

従来、タイヤを形成する際には、第８図（ａ），（ｂ）に示すような、タイヤクラウン部の断面形状を有するクラウン部金型５１をホルダー５２に取付けたセクターモールド５３を複数個環状に連結した加硫金型５０を用い、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上記加硫金型５０の内壁に圧着させ、生ゴムを熱と圧力とで加硫する方法が行われている。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、第９図（ａ），（ｂ）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に保持したセクターモールド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。ここで、符号６１ｓは薄板６１の積層面、６１ｐはホルダ６２側の端面、６１ｑはタイヤ踏面に接する側の端面である。
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クターモールド６３を構成する。具体的には、第１０図に示すように、薄板材料６１ｚに直角にレーザー光を照射して上記薄板材料６１ｚの両端部をカットしてその断面形状を矩形状とし、これらの断面が矩形状の薄板６１ａをタイヤ幅方向に積層してトレッドパターン形成部を構成する。

しかしながら、上記方法では、薄板６１ａの断面が矩形状であるため、第９図（ａ）に示すように、各薄板６１の端面６１ｑを結んで形成されるクラウン部金型６１のタイヤ踏面に接する側のプロファイルは、上記矩形状の薄板６１ａの厚みに相当する段差を有する階段状のプロファイルとなってしまう。したがって、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。更に、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。
また、薄板をタイヤ周方向に積層する場合には、各薄板はタイヤ半径方向内側では互いに密着しているものの、半径方向外側では互いに隙間ができてしまうので、モールドの開閉時の動作が不安定なだけでなく、モールドの耐久性にも難があった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、タイヤの輪郭が、本来のタイヤプロファイルに対して階段状となることを抑制することのできる積層モールドの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の発明は、複数の薄板をタイヤ幅方向またはタイヤ周方向に沿って積層して成る積層薄板を備えた積層モールドの製造方法であって、上記各薄板のタイヤ踏面に接する側がタイヤクラウン部の形状に階段状の余肉を付けた形状になるように上記各薄板を積層した後、上記余肉をショットブラストにて除去するようにしたことを特徴とするものである。これにより、積層モールドのタイヤ踏面側を本来のタイヤプロファイルと全く同じ形状とすることが可能となるので、現行の鋳造型と同等の形状及び性能を有するタイヤを容易に得ることができる。なお、上記タイヤクラウン部形状は一般的には、タイヤ幅方向の形状を指すが、ここでは、タイヤ周方向の溝深さの変化などタイヤクラウン部の周方向のプロファイルも含むものとする。

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、投射材としてアルミナ粉を用いたことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の積層モールドの製造方法において、上記各薄板の境界部をマスキングした後ブラスト処理したことを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、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において、複数の薄板をタイヤ周方向に沿って積層する際に、上記各薄板の積層面に、上記薄板の板厚方向に突出する突起部を設けるとともに、上記突起部により上記薄板同士をその積層方向に当接させて、上記薄板同士の間隔を固定するようにしたことを特徴とするもので、これにより、上記薄板同士を確実に密着させることができるので、モールドの開閉の動作を安定させ、モールドの耐久性を更に向上させることが可能となる。

第１図は、本発明の実施の形態１に係る積層モールドに用いられるセクターモールドの構成を示す図である。
第２図は、本発明の実施の形態１に係る積層薄板の加工方法を示す図である。
第３図は、本発明に係る積層モールドに用いられるセクターモールドの他の構成を示す図である。
第４図は、第３図の積層モールドに用いる薄板の加工方法を示す図である。
第５図は、本発明による突起部を有する薄板の積層方法を示す図である。
第６図は、本発明による積層薄板の他の加工方法を示す図である。
第７図は、本発明の実施の形態２に係る薄板の加工方法を示す図である。
第８図は、従来の加硫金型の概要を示す図である。
第９図は、従来の積層モールドの概要を示す図である。
第１０図は、従来の薄板の加工方法を示す図である。

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。
実施の形態１．
第１図は、本発明の実施の形態１に係る積層モールドに用いられるセクターモールド１０の構成を示す図で、同図において、１１は複数枚の薄板１１ａをタイヤ幅方向に積層して成る積層薄板（クラウン部金型）、１２はこの積層薄板１１が取付けられるセクターモールドホルダー（以下、ホルダーという）である。本例では、上記積層薄板１１を作製する際に、第２図（ａ）に示すように、上記各薄板１１ａを、タイヤ踏面に接する側の端面１１ｑ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で積層し、積層後に、第２図（ｂ）に示すように、上記余肉を機械加工にて除去し、モールドのタイヤ踏面側を本来のタイヤプロファイルＬと全く同じ形状としたもので、これにより、従来、薄板１１ａの厚みに相当する段差を有する階段状のプロファイルとなっていた積層薄板１１のタイヤ踏面のプロファイルを、現行の鋳造型と完全に同等な滑らかな形状にすることができる。
したがって、このような積層薄板１１から成るクラウン部金型を、第１図に示すように、ホルダー１２に取付けてセクターモールド１０を構成し、このセクターモールド１０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有する積層モールドを構成することにより、加硫されたタイヤの外観が階段状となることを防ぐことができるので、現行の鋳造型を用いて加硫したタイヤと同等の性能を有するタイヤを低コストで、かつ短期間に製造することができる。

なお、上記実施の形態１では、複数枚の薄板１１ａをタイヤ幅方向に積層した場合について説明したが、これに限るものではなく、本発明は、第３図（ａ），（ｂ）に示すように、複数枚の薄板１３ａをタイヤ周方向に積層した積層薄板１３をホルダー１２に取付けたセクターモールド１０Ａを作製する場合にも適用可能である。このときには、第４図（ａ）に示すように、上記各薄板１３ａを、タイヤ踏面に接する側の端面１３ｑが、同図のラインＫに示すような、例えば、タイヤの溝深さのタイヤ周方向変化のような、タイヤ周方向におけるタイヤプロファイルを考慮して余肉を付けた状態で積層し、積層後に、第４図（ｂ）に示すように、上記余肉を機械加工にて除去し、モールドのタイヤ踏面側を本来のタイヤプロファイルＫと全く同じ形状とすればよい。

なお、複数枚の薄板１３ａをタイヤ周方向に積層する場合には、各薄板１３ａはタイヤ踏面側である半径方向内側では互いに密着しているものの、半径方向外側では隙間ができてしまうので、第５図（ａ），（ｂ）に示すように、上記各薄板１３ａの積層面１３ｓに、所定の間隔を隔てて上記薄板１３ａの板厚方向に突出する複数の突起部１４（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）を設けるとともに、第５図（ｃ）に示すように、上記突起部１４により上記薄板１３ａ，１３ａ同士をその積層方向に当接させて、上記薄板１３ａ，１３ａ同士の間隔を固定するようにすることが好ましい。これにより、上記薄板１３ａ，１３ａ同士を確実に密着させることができるので、モールドの開閉の動作を安定させ、モールドの耐久性を更に向上させることが可能となる。

このとき、上記突起部１４の突出量Ｈは、当然のことながら、半径方向外側にいくに従って高くなるように設定される。具体的には、上記突出量Ｈは、薄板１３ａの半径方向内端までの内径をＡ、半径方向外端までの内径をＢ、薄板１３ａの半径方向外端から突起部１４までの寸法距離をＣ、板厚をｔとしてときに以下の式（１）で表わせる。
突出量Ｈ＝｛π（Ｂ−２Ｃ）−πＡ｝／（πＡ／ｔ）‥‥（１）
なお、上記薄板１３ａに突起部１４を設ける場合には、金属板をプレス成形により作製することにより容易に上記突起部１４を形成することができる。また、上記薄板１３ａをプレス成形により作製する際には、加工性の点から、上記金属板の厚さ（薄板１３ａ）の厚さを０．１〜３ｍｍとすることが好ましい。

また、上記例では、余肉を機械加工にて除去した場合について説明したが、上記余肉の除去を、レーザー加工あるいはショットブラストにて行うようにしてもよい。ショットブラストは、第６図（ａ）に示すように、研磨砂等の細粒状の投射材１５ｐを圧縮空気に混入して圧送し、噴射ノズル１５を用いて、処理材である積層薄板１１の表面に吹き付けて、上記積層薄板１１の内面側を研磨するもので、このようなブラスト処理に用いられる投射材としては、上記研磨砂の他に、鉄，銅，鉛，アルミニウムなどの金属片やガラスビーズ、あるいはセラミック粉末など、処理材や付着物の種類に応じて、様々な材料が用いられているが、中でも、粒径が小さくかつ硬度の高いセラミック粉末用いることが望ましく、アルミナ粉を用いることが特に望ましい。

また、ショットブラストにて行う際には、第６（ｂ）図に示すように、薄板１１ａ，１１ａの境界部である段谷部１１ｋを、例えば、剥離性の塩化ビニル等のマスキング材１６をスプレーするなどして被覆した後、ブラスト処理を行うことが好ましい。これにより、ブラスト後の積層薄板１１のタイヤ踏面のプロファイルを確実に現行の鋳造型と同等な滑らかな形状にすることができる。更に、上記マスキングを行うことにより、上記薄板１１ａ，１１ａ間への投射材の粉末や破片の侵入を防ぐことができるとともに、上記各薄板１１ａ，１１ａ間の微少な隙間を確保することができるので、タイヤモールド時におけるエアー逃げの通路を確保することが可能となる。

実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、各薄板１１ａをタイヤプロファイルより余肉を付けた状態で積層した後、上記余肉を機械加工にて除去して、モールドのタイヤ踏面側を本来のタイヤプロファイルＬと全く同じ形状としたが、第７図（ａ）に示すように、レーザー発振器１７を備えたレーザー加工機１８を用いて、積層する各薄板１１ａのタイヤ踏面に接する側を、それぞれ、当該タイヤクラウン部のプロファイルに相当する角度とほぼ同じ角度になるようにテーパー加工を施した後、このテーパー加工された各薄板１１ａを積層して積層薄板（クラウン部金型）１１Ａを形成してもよい。これにより、第７図（ｂ）に示すように、簡単な加工で、モールドのタイヤ踏面側を本来のタイヤプロファイルＬに近似させることができる。なお、この場合には、積層薄板１１Ａのタイヤ踏面のプロファイルは、折れ線状になるが、積層する薄板１１ａの厚さや枚数を適宜設定すれば、加硫されたタイヤの外観を十分に滑らかにすることが可能である。
なお、上記テーパー加工については、レーザー加工に限らず、機械加工、あるいは上記ショットブラストにて行うことも可能である。

以上説明したように、本発明によれば、積層モールドを製造する際に、上記薄板を、タイヤ踏面に接する側がタイヤクラウン部の形状より余肉を付けた状態で積層した後、上記余肉をショットブラストにて除去するようにしたので、積層モールドのタイヤ踏面側を本来のタイヤプロファイルと同じかあるいは近い形状とすることができる。したがって、現行の鋳造型と同等の形状・性能を有するタイヤを低コストで、かつ短期間に製造することができる。

Claims (4)

1. 複数の薄板をタイヤ幅方向またはタイヤ周方向に沿って積層して成る積層薄板を備えた積層モールドを製造する際に、上記各薄板のタイヤ踏面に接する側がタイヤクラウン部の形状に階段状の余肉を付けた形状になるように上記各薄板を積層した後、上記余肉をショットブラストにて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。
2. 投射材としてアルミナ粉を用いた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。
3. 上記各薄板の境界部をマスキングした後ブラスト処理したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の積層モールドの製造方法。
4. 複数の薄板をタイヤ周方向に沿って積層する際に、上記各薄板の積層面に、上記薄板の板厚方向に突出する突起部を設けるとともに、上記突起部により上記薄板同士をその積層方向に当接させて、上記薄板同士の間隔を固定するようにした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。

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