专利名称：叶片的植入方法、轮胎硫化模具及叶片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在轮胎硫化模具中后植入叶片并将其固定的方法，该轮胎硫化模具是形成有用于在模具的模腔内侧面形成胎面花纹的突起部的模具。
背景技术：
在成形轮胎时，对已成型的生胎的内侧施加压力而使上述生胎外表面压接到已被加热的模具内壁上，然后使用由加热和加压对生橡胶进行硫化的模具(以下称为轮胎硫化用模具)。在这种轮胎硫化用模具的模腔内侧面(轮胎胎面侧)形成有多个用于形成胎面花纹的突起部(成形骨架)，在该突起部之间的槽部植入有用于在胎面的接地部形成刀槽花纹的叶片。
以往，作为将叶片植入到轮胎硫化用模具中并将其固定的方法，通常是采用下述方法将叶片固定到模具上，即或者是在通过机械加工形成用于在模具的轮胎胎面侧上植入叶片的细槽，将叶片插入该细槽后对其进行焊接；或者是从上述插入了叶片的斜侧方到上述叶片打孔，在将固定用的销打入上述孔内后，对上述销的打入部进行堆焊。
另一方面，提出一种不必使用工具，而从根据要制造的轮胎的三维图像制造轮胎硫化模具的方法(例如，参照日本特开平10-244540号公报)。该方法是使用由激光对由金属材料或陶瓷材料构成的可烧结的粉末进行加热·烧结并层叠该粉末的粉末烧结法，来制造模具的至少一部分或全部。作为其装置例如使用如图6所示的激光烧结装置50。在该激光烧结装置50中，在保持容器51内预先收纳了平均粒子尺寸为30～100μm的粉末粒子52，使上述保持容器51内的托板53向上方移动规定量，取出厚度为0.2～0.5mm的粉末层52L后，由分配叶片54将该粉末层52L向与保持容器51相邻设置的回收室55输送；通过对已被输送到上述回收室55内的粉末层52L照射来自局部加热装置即激光装置56的激光束56z，对其进行加热，一边烧结上述粉末粒子52一边对其进行层叠，从而形成层叠烧结体；由电子控制装置57根据被预先存储的轮胎CAD图像来控制反射镜58的方向来扫描上述激光束56z，从而在由规定的轮廓设定了边界的区间内对上述粉末层52L进行烧结，该反射镜58控制上述激光束56z的光路。由此，可以形成具有上述规定轮廓形状的层叠烧结体的层，所以通过反复进行上述那样的工序，可以容易地制造如下的轮胎硫化模具，该轮胎硫化模具形成有难以进行机械加工的通气口和排气通路等具有微小直径的穴部、孔部、或形成有成为凹槽(under cut(难以从表面加工的位置))的槽部。
发明内容
但是，在上述以往的叶片固定方法中，由于上述叶片的固定位置是模具的槽部，特别是当胎面花纹复杂时，对用于植入上述叶片的细槽和用于穿过固定销的孔等进行加工和焊接等作业变得困难；而且，由于焊接后必须对从上述模具凸出的焊接部分进行磨削来进行表面精加工，所以作业效率很差。另外，即使是在品质方面，不仅叶片的固定位置不稳定，而且当没有完全固定叶片时，可能导致叶片脱落，所以需要设置检测工序来检测上述叶片是否脱落。
因此，可以认为如果使用上述粉末烧结法来制造轮胎硫化模具，即使胎面花纹复杂，仍可以容易地形成上述槽部、用于穿过有固定销的孔等。此时，由于不能省略焊接作业和焊接后的表面精加工，所以不能大幅度地提高作业效率。另外，对于叶片的脱落，由于可以认为叶片固定方法本身存在的问题，所以在现阶段难以省略检测工序。
本发明是鉴于上述以往的问题而提出的，其目的在于提供一种即使胎面花纹复杂，也能容易且可靠地植入叶片并将其固定的方法。
本发明人经过仔细研究，有如下发现，并完成了本发明。即，通过用金属等具有弹性的材料来构成叶片，预先将上述叶片的植入侧弯折，如果将叶片插入到比叶片的厚度大些的细槽内，插入后，由于上述叶片朝要张开的方向产生变形，所以如果在叶片植入用的细槽内设置卡定上述叶片的弯折部的部位，就可以确实地将上述叶片固定在叶片植入用槽内。
即，本申请的技术方案1的发明是一种将叶片植入轮胎硫化模具并将其固定的方法，其特征在于通过对可烧结的粉末进行加热·烧结并将其层叠的粉末烧结法，来制造模具的至少包括叶片植入槽的部分，并且，在上述叶片植入槽的底部侧设置宽度比上述槽的槽宽度大的台阶部；将叶片植入到该植入槽内，该叶片形成有在植入侧与叶片一体形成且相对于叶片表面仅弯折规定角度的弯折部。
技术方案2的发明采用了技术方案1所述的叶片的植入方法，其特征在于在上述叶片的植入侧设置了其植入一侧未被切的切口，将被上述切口部包围的部分弯折后，将上述叶片植入到上述植入槽内。
技术方案3的发明是使用了技术方案1或2所述的叶片的植入方法的轮胎硫化模具；通过对可烧结的粉末加热·烧结并将其层叠的粉末烧结法，来制造模具的至少包括叶片植入槽部分；并且，在上述叶片植入槽的底部侧设置宽度比上述槽的槽宽度大的台阶部。
技术方案4的发明采用了技术方案3所述的轮胎硫化模具，其特征在于使金属或合金熔渗到构成上述模具的烧结体的气孔内。
另外，技术方案5的发明使用技术方案1或2所述的叶片的植入方法，其特征在于该叶片在其叶片植入侧形成了与叶片一体化且相对于叶片表面仅弯折规定角度的弯折部。
技术方案6的发明采用了技术方案5所述的叶片，其特征在于在该叶片的植入侧设置了其植入一例未被切的切口，将被上述切口部包围的部分弯折而形成了上述弯折部。
采用本发明，在形成于模具的轮胎胎面侧的叶片植入槽的底部侧设置宽度比上述槽的槽宽度大的台阶部；并且，例如在该植入槽植入具有弯折部的叶片，该弯折部是在该植入侧设置了其植入一侧未被切的切口后将被上述切口部包围的部分弯折、在植入侧与叶片一体化且相对叶片的表面仅弯折规定角度而成的。因此，在植入后，上述弯折部分翘曲而卡定在上述台阶部上，将叶片确实地固定在上述植入槽内。因而，不必进行叶片的固定加工，就可以将叶片确实地固定在上述植入槽内。
另外，上述台阶部相对于植入槽形成在凹槽的位置，通过对可烧结的粉末进行加热·烧结并将其层叠的粉末烧结法，来制造模具的至少包括上述植入槽的部分，所以可以容易地形成具有上述台阶部的植入槽，并且不需要槽加工等额外的加工工序。
图1是本发明的最佳实施方式的轮胎硫化模具的概略截面图。
图2是表示本最佳实施方式的叶片的立体图。
图3是表示熔渗装置的概要的示意图。
图4(a)、(b)是表示本最佳实施方式的叶片的植入方法的图。
图5(a)、(b)是表示本最佳实施方式的叶片另一个例子的图。
图6是表示在粉末烧结法中使用的激光烧结装置的概略结构的图。
符号说明10轮胎硫化模具11上模型12下模型13支座14模具构件14a轮胎形成面(胎面压花面)15突起部16槽部17叶片植入槽17a打入槽部17b台阶部17n卡定部20叶片21叶片主体21k切口22弯折部30熔渗装置31收纳容器32熔渗金属供给装置33活塞34金属溶液导入口35金属溶液通路T金属
具体实施例方式
下面，根据附图详细说明本发明的最佳实施方式。
图1是本实施方式的轮胎硫化模具10的概略截面图。该模具10是沿轮胎圆周方向将多个扇形模具部件配置成环状而构成的，该扇形模具部件由与胎边部接触的上、下模型11、12和多个固定于支座13上的模具构件14构成；成为上述各模具构件14的凹部的胎面压花面14a成为轮胎形成面，即成为紧贴硫化的生胎的橡胶部分。在该轮胎形成面(胎面压花面)14a上形成有多个与轮胎胎面的槽部相对应的突起部15(成形骨架)，在该突起部15之间的槽部16上形成有细槽(以下称为叶片植入槽)17，该细槽17用于植入叶片20，该叶片20用于在胎面的接地部形成刀槽花纹。该叶片植入槽17具有打入槽部17a，其从上述模具构件14的轮胎形成面14a向支座13侧延长，并且是直槽；台阶部17b，其与上述打入槽部17a相连通地设在该打入槽部17a的底部侧。该台阶部17b设置成向与上述打入槽部17a的延长方向垂直的方向突出，且其宽度比上述打入槽部17a的槽宽度大。
上述台阶部17b相对于上述打入槽部17a不仅是形成在凹槽的位置，而且由于上述打入槽部17a的槽宽度窄，所以上述那样的叶片植入槽17非常难以通过以往的机械加工或电火花加工来形成，但在本最佳实施方式中，由于是通过对上述可烧结的粉末进行加热·烧结并将其层叠的粉末烧结方法来制造上述各模具构件14，所以可容易地形成具有上述台阶部17b的植入槽17。
另外，图2是表示被植入到上述各模具构件14的叶片植入槽17内的叶片20的结构的立体图。在本例中，叶片20在矩形板状的叶片主体21的植入侧设置大致“コ”字形的切口21k，使用钳子等将被上述切口21k包围的部分相对于上述叶片主体21的表面仅弯折规定的角度而使其发生塑性变形，从而形成弯折部22。另外，上述切口21k例如可通过激光加工或电火花加工来形成。
通过用金属等具有弹性的构件构成上述叶片主体21，上述弯折部22成为所谓的弹簧，所以当使上述弯折部22从弯折了的部位向叶片主体21侧或其相反侧变形时，如果变形量在弹性变形的范围内，上述弯折部22会通过弹簧的弹性回复力回复到上述弯折了的部位。
下面，说明本发明的叶片植入方法。
首先，使用与上述图6所示的激光烧结装置50相同结构的烧结装置，根据预先设定了的模具构件14的3D-CAD图像，用局部加热装置即激光束对平均粒径为10～80μm的可烧结的金属粉末(例如SUS粉末)进行加热，使其层叠间距为0.02mm～0.2mm地成型，通过将其层叠3000～5000层，制造出具有叶片植入槽17和多个突起部15的模具构件14，上述突起部15用于成形轮胎的槽部，上述叶片植入槽17形成在上述两个突起部15之间的槽部16。
上述叶片植入槽17的台阶部17b相对于打入槽部17a，形成在凹槽的位置，虽难以通过机械加工形成，但通过使用上述粉末烧结法就可容易地形成。另外，因粉末烧结法的详细说明与上述以往的例子相同，所以在此省略其说明。
本实施例中，例如图3所示，还在将上述制造出的模具构件14投入到的熔渗装置30的收纳容器31内后，将熔化温度比构成上述模具构件14的SUS的熔化温度低的金属T(例如铜)加热到其熔点以上的温度之后，用活塞33将熔渗金属供给装置32中收纳的熔融金属T加压输送到与上述收纳容器31的金属溶液导入口34连通的金属溶液通路35中，从而将其导入上述收纳容器31内，使上述金属T熔渗到构成上述模具构件14的烧结体的气孔内。另外，作为使上述金属T熔渗的方法，也可预先准备收纳有熔化了的金属T的容器，使预加热至规定温度的上述模具构件14浸渍在该容器中。
然后，如图4(a)、(b)所示，将上述叶片20植入到上述叶片植入槽17中。在叶片20被打入到上述植入槽17中时，由于打入槽部17a的槽宽度与叶片主体21的厚度大致相同，所以上述弯折部22被上述打入槽部17a的内壁向叶片主体21侧挤压而产生变形后，返回到叶片主体21的上述大致“コ”字形的切口21k内。从而，由于叶片主体21和弯折部22成为大致一片板，所以可以容易地将叶片20打入到叶片植入槽17中。
当叶片20被打入到叶片植入槽17的深处时，由于整个上述弯折部22进入到宽度比上述叶片主体21的厚度大的台阶部17b内，所以弯折部22成为将要返回到原来的位置而张开的状态。因此，在施加要将上述叶片20拔出的作用力时，上述弯折部22卡到上述台阶部17b的轮胎形成面侧的边缘即卡定部17n上，成为锁定状态。因而，即使在打入上述叶片20后不进行焊接等固定上述叶片20的作业，仍可将上述叶片20固定到上述叶片植入槽17内。
另外，在上述叶片20中，由于在打入时成为大致一片板，所以上述打入槽部17a的槽宽度只要与以往的细槽的槽宽度同样地形成得比上述叶片20的厚度大些即可。此时，叶片20和打入槽部17a之间的间隙的大小优选为10μm以下，由此，叶片植入槽17和叶片20之间不会产生松动，所以可以将上述叶片20确实地固定到上述叶片植入槽17内。另外，也可以抑制橡胶在硫化时溢出。
这样，采用本最佳实施方式，在轮胎硫化模具10的模具构件14上形成叶片植入槽17，该叶片植入槽17具有由直槽构成的打入槽部17a和设在该打入槽部17a的底部侧且宽度比上述打入槽部17a的槽宽度大的台阶部17b，并且，通过将叶片20植入到该植入槽17内，从而即使在施加想将上述叶片20拔出的作用力时，由于上述弯折部22因翘曲而被上述台阶部17b的卡定部17n锁定，所以不仅可以将上述叶片20确实地固定在上述叶片植入槽17内，同时还可以确实地防止叶片脱落。上述叶片20是在矩形板状的叶片主体21的植入侧设置大致“コ”字形的切口21k，使被上述切口21k包围的部分弯折而形成有弯折部22。
另外，由于是通过对可烧结的粉末加热·烧结并将其层叠的粉末烧结法来制造上述模具构件14，所以相对于打入槽部17a，可以容易地形成具有形成于凹槽的台阶部17b的叶片植入槽17。
另外，在上述最佳实施方式中，虽然说明了在叶片主体21的植入侧设置大致“コ”字形的切口21k而形成有弯折部22的叶片20，但本发明并不限定于此。例如，如图5(a)所示，使用使弯折部22a为梯形的叶片20A，或者如图5(b)所示，使用设置了多个长方形的弯折部22b的叶片20B，也能得到相同的效果。
另外，本发明的叶片的植入方法并不限定于在植入图2或图5中所示的矩形板状的叶片20、20A、20B时使用，也可以适用于植入L字形叶片、圆弧状弯折的叶片等其他形状和种类的叶片。
另外，上述例子中，虽使用粉末烧结法制造整个模具构件14，但也可通过粉末烧结法来制造上述模具构件14的含有叶片植入槽17的部分、或模具的内壁形状复杂的部分、以及具有细小通气口和排气通路的部分，也可以使用以往的铸造法等方法制造其他部分后再将它们组装在一起。
产业可利用性这样，采用本发明，可以将叶片确实地固定在形成有突起部的轮胎硫化模具内，该突起部用于在模具的模腔内面侧形成胎面花纹。所以可以提高质量，同时由于不需要额外的加工，所以可以大幅度地减少工时。
权利要求
1.一种叶片的植入方法，该叶片的植入方法将叶片植入到轮胎硫化模具内并将其固定，其特征在于，通过对可烧结的粉末进行加热·烧结并对其进行层叠的粉末烧结法，来制造模具的至少包括叶片植入槽的部分；并且，在上述叶片植入槽的底部侧设置宽度比上述槽的槽宽度大的台阶部；将叶片植入到该植入槽内，该叶片形成有在植入侧与叶片一体化且相对于叶片表面仅弯折规定角度的弯折部。
2.根据权利要求1所述的叶片的植入方法，其特征在于，在上述叶片的植入侧设置了其植入一侧未被切的切口，将被上述切口部包围的部分弯折后，将上述叶片植入到上述植入槽内。
3.一种轮胎硫化模具，该轮胎硫化模具用于权利要求1或2所述的叶片的植入方法，其特征在于，通过对可烧结的粉末进行加热·烧结并对其进行层叠的粉末烧结法，来制造模具的至少包括叶片植入槽的部分；并且，在上述叶片植入槽的底部侧设置宽度比上述槽的槽宽度大的台阶部。
4.根据权利要求3所述的轮胎硫化模具，其特征在于，使金属或合金熔渗到构成上述模具的烧结体的气孔内。
5.一种叶片，该叶片用于权利要求1或2所述的叶片的植入方法，其特征在于，该叶片在其叶片植入侧形成有与叶片一体化且相对于叶片表面仅弯折规定角度的弯折部。
6.根据权利要求5所述的叶片，其特征在于，在该叶片的植入侧设置了其植入一侧未被切的切口，将被上述切口部包围的部分弯折而形成了上述弯折部。
全文摘要
本发明提供一种叶片的植入方法、轮胎硫化模具及叶片。即使在胎面花纹复杂的情况，为了能方便且确实地植入叶片，通过对可烧结的粉末进行加热·烧结并对其进行层叠的粉末烧结法，来制造轮胎硫化模具的模具构件(14)。并且，在模具构件(14)上形成叶片植入槽(17)，该植入槽(17)具有由直槽构成的打入槽部(17a)、和设于该打入槽部(17a)的底部侧且宽度比上述打入槽部(17a)的槽宽度大的台阶部(17b)。将在矩形板状的叶片主体(21)的植入侧形成有弯折部(22)的叶片(20)植入到该植入槽(17)内。
文档编号B29C33/02GK1921995SQ20058000609
公开日2007年2月28日 申请日期2005年2月25日 优先权日2004年2月27日
发明者田中英明, 岩本晓英 申请人:株式会社普利司通