轮胎成型用模具的制造方法及轮胎成型用模具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有排气孔的轮胎成型用模具的制造方法以及轮胎成型用模具。
【背景技术】
[0002]通常，使用石膏铸模的铸造来制造轮胎成型用模具，该轮胎成型用模具用于硫化加工时的轮胎成型。在该轮胎成型期间，为了使轮胎的橡胶扩散至模具的每个角落，需要清除困在模具与轮胎之间的空气。因而，模具中形成有排气孔(通气孔)，以便通过该排气孔排出模具与轮胎之间的空气。另外，为了可靠地排出空气，例如，在一对模具中的数百至数千位置处形成均具有0.6mm至1.6mm的直径的排气孔。
[0003]通常，通过钻孔加工或放电加工来在模具中形成排气孔。因而，大量排气孔的形成会消耗大量的劳力，并且限制了排气孔的可形成的直径和长度。另一方面，已知用于通过铸包在模具的铸造金属中的线材来容易地形成排气孔的排气孔形成方法(参见专利文献I)。
[0004]在该现有技术中，在对布置有线材的铸模中的铸造金属进行铸造之后，通过将线材从铸造金属拉拔(withdrawn)出来形成排气孔。然而，在某些情况下，线材会受到接收自熔融金属的压力而以弯曲变形状态固定于铸造金属中。在这种情况下，由于排气孔也是弯曲的，所以降低了模具中形成的排气孔的精度。此外，如果排气孔被堵塞了，则通过细长工具(锥子等)来解决排气孔的堵塞。此时，工具会停止在排气孔的中间，或者在某些情况下，在将工具插入排气孔期间，工具会被损坏。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开平10-34658号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的问题
[0009]鉴于前述现有技术的问题作出本发明，并且本发明的目的是通过在铸造轮胎成型用模具期间抑制布置在铸模中的线材的弯曲变形而以高的精度形成模具的排气孔。
[0010]用于解决问题的方案
[0011]本发明为一种轮胎成型用模具的制造方法，该制造方法包括以下步骤:将熔融金属注入布置有线材的铸模的铸造空间；在铸造空间内在铸包有线材的情况下对轮胎成型用模具的铸造金属进行铸造；以及通过将线材从铸造金属拉出来形成排气孔；所述制造方法还包括以下步骤:通过使用由实验提前得到的表示在铸造空间内的线材的长度、线材的直径、线材相对于熔融金属的接触角度以及线材的归因于铸造的弯曲量之间的关系的关系式，由实际的线材的长度和直径的条件计算出线材的弯曲量在允许范围内的线材的接触角度；以及基于计算出的线材的接触角度，将线材布置在铸造空间内。
[0012]另外，本发明为一种轮胎成型用模具，其通过本发明的轮胎成型用模具的制造方法制造。
[0013]发明的效果
[0014]根据本发明，能够通过在铸造轮胎成型用的模具期间抑制布置在铸模中的线材的弯曲变形而以高的精度形成模具的排气孔。
【附图说明】
[0015]图1是示出第一实施方式的轮胎成型用模具的制造过程的截面图。
[0016]图2是示出通过线材来形成排气孔的过程的截面图。
[0017]图3是示出模具所使用的合金的组成的表。
[0018]图4是示出第一实施方式中的模具的铸造实验的结果的表。
[0019]图5示出比较弯曲量的实测值与预测值的曲线。
[0020]图6是示出在第二实施方式中如何布置线材的图。
[0021]图7是用于说明线材的拉出的图。
[0022]图8是示出第三实施方式中的线材的拉出实验的结果的表。
[0023]图9示出比较T/(DXL)与拉出成功率的曲线。
[0024]图10是用于说明发生氢气缺陷的图。
[0025]图11是示出第四实施方式中的铸造实验的结果的表。
【具体实施方式】
[0026]将通过参照附图来说明本发明的轮胎成型用模具(以下简称为模具)的制造方法以及通过该制造方法制得的模具的实施例方式。
[0027]以下将说明的各实施方式的模具均用于在轮胎硫化时成型轮胎，并且成型轮胎的至少胎面部。另外，模具为沿待成型的轮胎的轮胎周向分割成多个部分的分型模具，并且绕着轮胎的轴线(转动轴线)被以预定的分割角度分割。在硫化机中，多个模具绕着轮胎(未硫化轮胎)环状地配置，通过该多个模具将轮胎的胎面部成型为预定的形状。
[0028](第一实施方式)
[0029]图1是示出第一实施方式的模具I的制造过程的截面图，其中图1的(A)示出了当从侧方观察时的铸模10。图1的⑶是当从图1的(A)的Xl方向观察时的铸模10的截面图，图1的(C)和图1的⑶均是与图1的㈧对应的模具I (铸造金属2)的截面图。在图1的(A)、图1的⑶和图1的(C)中，通过双点划线来表示成为模具I的制品的部分(制品部)。图1的(A)所示的箭头M表示熔融金属3的表面(通过虚线示意性图示出)在铸模10中的移动方向。
[0030]如图所示，铸模10包括:主模U，其用于对模具！的铸造金属2进行成型；铸箱(molding flask) 12，其收纳主模11 ;以及炉(stoke) 13，用于储存恪融金属3。主模11被布置成直立于铸造金属2的侧方。在铸模10中，通过主模11和铸箱12形成用于对铸造金属2进行铸造的铸造空间14。在铸造空间14内布置有直线状的线材20。
[0031]主模11具有铸造金属2的成型面IlA并由石膏形成。线材20为用于在模具I中形成排气孔4的线状构件(例如，弹性钢线(spring steel wire))，并且布置在铸造空间14内的与排气孔4的位置对应的多个位置处。在组装铸模10之前(参见图1的(A)和图1的(B))，将线材20的基端部插入形成在主模11中的孔，使得多根线材20被以从成型面IIA突出的方式安装于主模11。在该状态下，组装了铸模10，并且对模具I的铸造金属2进行铸造。
[0032]在模具I (铸造金属2)的铸造期间，将合金熔融，并且在铸模10 (铸造空间14)中对合金的熔融金属3进行铸造。结果，熔融金属3被注入铸模10的布置有线材20的铸造空间14。随后，使熔融金属3在铸造空间14内凝固，并且对模具I的铸包有线材20的铸造金属2 (合金铸造金属)进行铸造。在通过铸模10对铸造金属2进行铸造之后(参见图1的(C))，从铸模10中取出铸造金属2，将多根线材20从铸造金属2拉出，从而在铸造金属2中形成了多个排气孔4。此后，对铸造金属2进行机加工，从而制得了待用于轮胎成型的模具I (参见图1的(D))。排气孔4从模具I的用于轮胎成型的表面形成至模具I的背表面，并且贯穿模具I。
[0033]图2是示出通过线材20来形成排气孔4的过程的截面图。
[0034]如图所示，将线材20的基端部21固定至铸模10 (主模11)，并且将线材20安装至铸模10(参见图2的(A))。结果，线材20以与悬臂相同的状态被铸模10支撑。另外，线材20由具有比熔融金属3的温度高的熔点的材料制成并具有涂布于线材20的表面的脱模剂22。脱模剂22为用于使线材20容易地从铸造金属2拉出的助剂，并且防止在铸造期间铸造金属2与线材20之间的接合。线材20的截面形状为圆形，并且脱模剂22均匀地涂布于整个线材20。
[0035]这里，在模具I的铸造期间，线材20受到接收自熔融金属3的压力P而弯曲(参见图2的(B))，并且在某些情况下，线材20中会发生弯曲变形(参见图2的(C))。该压力P由熔融金属3的界面张力以及形成于熔融金属3的表面膜(氧化膜等)引起，并且在熔融金属3与线材20接触的情况下该压力P作用于线材20。另外，随着熔融金属3的表面的移动，线材20受到压力P而弯曲，并且熔融金属3在线材20变形了的状态下凝固。在这种情况下，通过将线材20从铸造金属2拉出，形成弯曲的排气孔4 (参见图2的(D))。
[0036]与悬臂的弯曲表达式相同，线材20的弯曲量W(参见图2的(C))为线材20的在铸造空间14中的长度L (参见图2的(A))与线材20的在铸造空间14中的直径D的函数。另外，弯曲量W为线材20相对于熔融金属3的接触角度Θ与线材20的长度L的函数，并且还依赖于熔融金属