JP2015120293A - タイヤ成形金型用プラグ及びこれを用いたタイヤ成形金型 - Google Patents

Abstract

【課題】プラグの弁動作不良を防止し、ベアの発生を防止することを可能にしたタイヤ成形金型用プラグ及びこれを用いたタイヤ成形金型を提供する。【解決手段】タイヤ成形用金型に形成されたベントホールに着脱可能に装着する筒状の金属製のホルダと、このホルダに嵌合した金属製の栓部材とからなり、金属製のホルダは中央部に形成された排気筒部の底部に係止部と排気穴とが形成されると共に、排気筒部の上部にテーパー凹状の嵌合部が形成される一方で、排気筒部の側面にベントホールに接続する排気経路が形成され、栓部材は軸部の上部にホルダのテーパー凹状の嵌合部に嵌合する皿状のヘッド部が形成され、これらホルダと栓部材との間に栓部材を常時開弁方向に付勢する付勢手段が介在したタイヤ成形金型用プラグに対して、栓部材の開弁方向の動きに連動して栓部材をホルダに対して回転させる回転手段を設ける。【選択図】図１

Description

本発明はタイヤ成形金型用プラグ及びこれを用いたタイヤ成形金型に関し、更に詳しくは、プラグの弁動作不良を防止し、ベアの発生を防止することを可能にしたタイヤ成形金型用プラグ及びこれを用いたタイヤ成形金型に関する。

従来、タイヤ加硫工程で使用されるタイヤ成形金型には、タイヤ加硫成形時に金型内面と未加硫タイヤとの間に溜まった空気を金型外部に排気させるために、ベントホールと呼称される多数の細い排気穴が形成されている。このベントホールは、一般的に金型の空気が残り易い箇所に形成され、例えば、ビードリング、リムクッション、サイド部等に対応する金型の同一周上の８ヶ所以上に形成されており、周列数はタイヤ形状によって異なっている。また、タイヤトレッド部の溝に囲まれた金型のデザインブロック内にも、１箇所以上にベントホールが形成されている。

しかしながら、多数のベントホールを備えた金型を用いてタイヤを加硫成形すると、多数のベントホールに加硫ゴムが流れ込み、製品タイヤの表面には多数の髭状の突起（スピュー）が発生する。このため、タイヤ成形後のタイヤ仕上げ工程では、上記のスピューを切除する作業が不可欠となり、作業性及び生産性を阻害させるばかりか、切除したスピューの屑が多数散らばって作業環境を悪化させ、更に製品タイヤの外観を向上させることが難しいと言う問題があった。

そこで、各ベントホールに、ベントホールに着脱可能に装着されるホルダと、このホルダに嵌合した栓部材と、これらホルダと栓部材との間に介在して栓部材を常時開弁方向に付勢する弾性部材とからなるタイヤ成形金型用プラグを装着し、タイヤを加硫する前後においては、弾性部材の付勢力によってベントホールが解放され、タイヤ加硫時には、未加硫タイヤが弾性部材の付勢力に抗して栓部材を押し込むことでベントホールが閉鎖されるようにしたタイヤ加硫金型が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、このようなタイヤ成形金型用プラグとタイヤ加硫金型では、排出される空気中に含まれる油脂分等がプラグの内面に付着し、この油脂分を介してホルダと栓部材とが密着し、更には固着して、プラグの開閉不良が生じ易いという問題があった。特に、油脂分等が付着してプラグが開かなくなると、加硫回転数が増加する程、弁動作率が低下し、ベアが発生し易いという問題があった。

特開２００６−１６８２５３号公報

本発明の目的は、プラグの弁動作不良を防止し、ベアの発生を防止することを可能にしたタイヤ成形金型用プラグ及びこれを用いたタイヤ成形金型を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明のタイヤ成形金型用プラグは、タイヤ成形用金型に形成されたベントホールに着脱可能に装着する筒状の金属製のホルダと、このホルダに摺動可能に保持される金属製の栓部材とからなり、前記ホルダと前記栓部材との間に前記栓部材を常時開弁方向に付勢する付勢手段が介在したタイヤ成形金型用プラグにおいて、前記栓部材の開弁方向の動きに連動して前記栓部材を前記ホルダに対して回転させる回転手段を有することを特徴とする。

本発明のタイヤ成形金型用プラグでは、開弁する際に栓部材がホルダに対して回転するので、排出される空気中の油脂分等によって栓部材とホルダとが固着し難くなり、プラグの開弁／閉弁動作が良好になり、バルブとしての機能を維持することが可能になる。その結果、このタイヤ成形金型用プラグを装着したタイヤ成形金型を用いて製造された空気入りタイヤのベアを防止することができる。

本発明では、付勢手段が金属製の栓部材を開弁方向に付勢する弾性部材からなる仕様にすることもできる。これにより、簡単な構成で栓部材を開弁方向に付勢することが可能になる。

本発明では、回転手段が、ホルダ又は栓部材のいずれか一方に設けられたホルダ又は栓部材の軸方向に対して傾斜した溝と他方に設けられた突起との組み合わせからなり、栓部材の開弁方向への動きに伴って突起が溝に沿って動いて栓部材の少なくとも軸部がホルダに対して回転する仕様にすることもできる。これにより、付勢力を利用して栓部材を回転させることが可能になるため、プラグの構造が複雑化することを避けることができる。

或いは、回転手段が、外部力によって栓部材を回転させる機構からなる仕様にすることもできる。これにより、確実に栓部材を回転させることが可能になる。

本発明では、栓部材が閉弁時にホルダの金型内面側の端部を塞ぐヘッド部とヘッド部からホルダの他方の端部に向かって伸びる軸部とから構成され、これらヘッド部と軸部との間に一方向のみに回転力を伝達する一方で逆方向には空転する機構を介在させ、ヘッド部が栓部材が開弁方向に動くときにのみホルダに対して回転するようにした仕様にすることもできる。閉弁する際には、栓部材と未加硫タイヤとが接触しているため、その摩擦力によって栓部材が回転し難くなるので、このように開弁時にのみ栓部材のヘッド部を回転させ、閉弁時には栓部材のヘッド部が回転せずに直線的に動けるようにすることで、栓部材の開閉動作と固着防止効果とを効果的に両立することが可能になる。

本発明のタイヤ成形金型用プラグを、タイヤ加硫成形時に金型とタイヤとの間に溜まった空気を排出するための多数のベントホールに装着したタイヤ成形金型は、栓部材が回転することで排出される空気中の油脂分等によって栓部材とホルダとが固着することが防止されるので、タイヤ成形金型用プラグのバルブとしての機能が有効に発揮され、製造する空気入りタイヤのベアを効果的に防止することができる

本発明の実施形態からなるプラグをベントホールに装着したタイヤ成形金型 の一部拡大断面図である。 本発明の実施形態からなるプラグを構成するホルダの正面図である。 図２のＡ−Ａ矢視底面図である。 図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。 本発明の実施形態からなるプラグを構成する栓部材の正面図である。 図１においてプラグを閉じた状態を示す一部拡大断面図である。 本発明の別の実施形態からなる栓部材の正面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に例示するタイヤ成形金型において、１はタイヤ成形金型、２はベントホール、３はプラグを示す。

タイヤ成形金型１としては成形するタイヤに応じた様々な態様の一般的な金型を利用することができ、その構造は、後述の本発明のプラグ３が挿入される空気抜きのためのベントホール２を有していれば、特に限定されない。

ベントホール２は、図１の実施形態では、金型１の内面１ａから金型外部に向かって貫通する貫通孔として形成される。タイヤ加硫成形時に金型１とタイヤＴとの間に溜まった空気は、このベントホール２を介して金型１の外部に排出される。尚、ベントホール２は、後述の本発明のプラグ３が挿入可能なものであれば、その構造は特に限定されない。

プラグ３は、図１〜４に例示するように、ベントホール２に装着される円筒状のホルダ４と、このホルダ４に摺動可能に保持される栓部材５と、これらホルダ４と栓部材５との間に介在して、栓部材５を常時開弁方向に付勢する付勢手段６（弾性部材６Ａ）とから構成される。

ホルダ４は、ステンレス、アルミ合金等の耐熱性の金属材料により一体的に形成される。ホルダ４には、栓部材５を摺動可能に保持する排気筒部４ａが形成される。ホルダ４を長手方向に貫くように形成された排気筒部４ａに対して、ホルダ４の金型１の内面１ａ側の端部（図１における上端）には、テーパー凹状の嵌合部４ｂが形成される。閉弁時には、この嵌合部４ｂに後述の栓部材５のヘッド部５ａが嵌合する。このテーパー凹状の嵌合部４ｂの傾斜面の傾斜角度は、例えば５０°程度に形成されるが、この角度に限定されるものではない。一方、ホルダ４の他方の端部（図１における下端）には、ホルダ４の排気筒部４ａに対してホルダ４の中心に向かって鍔状に形成される係止部４ｃと、その中心部に排気穴４ｄとが形成される。

栓部材５は、ホルダ４と同様に、図５に例示する実施形態では、ステンレス、アルミ合金等の耐熱性の金属材料により一体的に形成される。この栓部材５には、図５に例示するように、閉弁時にホルダ４の嵌合部４ｂと組み合わされてプラグ３を閉じる皿状のヘッド部５ａと軸部５ｂとから構成される。尚、軸部５ｂは、ホルダ４と組み合わされた際にホルダ４の他方の端部（図１における下端）となる側に向かって延在している。このヘッド部５ａがホルダ４の嵌合部４ｂと当接する面の傾斜角度は、例えば５０°前後に形成されるが、この角度に限定されるものではない。軸部５ｂの長手方向の略中央部には、後述の付勢手段６（弾性部材６Ａ）の上限位置を規制する鍔状のストッパー５ｃが一体的に形成されている。更に栓部材５のヘッド部５ａと逆側の端部（軸部５ｂの先端）には、軸部５ｂよりも大径に構成された脱落防止ストッパー５ｄが一体的に設けられる。この脱落防止ストッパー５ｄは、ホルダ４の排気穴４ｄよりも径が大きく形成され、ホルダ４の係止部４ｃに対して引っ掛かることで、栓部材５が金型１の内面１ａ側に脱落することを防止している。

これらホルダ４が栓部材５と組み合わさってプラグ３を構成した際には、排出される空気は、嵌合部４ｂとヘッド部５ａとの隙間からプラグ３内に入り、排気筒部４ａと軸部５ｂとの隙間を経由して、排気穴４ｄと軸部５ｂの隙間からプラグ３の外に排出される。そのため、これら隙間のすべてにおいて、排気用の所定の間隔（少なくとも、０．０３ｍｍ程度）が保たれるようにして、排気効率を高めるようにしている。

図１の実施形態では、付勢手段６として、コイルバネ等の弾性部材６Ａが用いられている。付勢手段６（弾性部材６Ａ）は、ホルダ４の係止部４ｃと栓部材５のストッパー５ｃとの間に挿入され、栓部材５を常時開弁方向に附勢している。尚、付勢手段６としては、コイルバネ等の弾性部材６Ａの他、例えば、栓部材５のストッパー５ｃとホルダ４の係止部４ｃとの互いに対向する面どうしに磁石を対向するように配置して、これら磁石の反発力によって付勢することも可能である。

これらホルダ４、栓部材５、付勢手段６によって構成されたプラグ３において、金型１内へタイヤＴを挿入する前は、ホルダ４の嵌合部４ｂと、栓部材５のヘッド部５ａとの間には、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの隙間が形成され、タイヤ加硫時に空気は流れるが、ゴムが流れ込まないようになっている。そして、金型１内の空気は、上述のように、嵌合部４ｂとヘッド部５ａとの隙間からプラグ３内に入り、排気筒部４ａと軸部５ｂとの隙間を経由して、排気穴４ｄと軸部５ｂの隙間から金型１の外部に排気される。これに対して、金型１内にタイヤＴが挿入されると、図６に例示するように、タイヤＴの押圧力により栓部材５のヘッド部５ａが付勢手段６（弾性部材６Ａ）の付勢力（弾性力）に抗して排気筒部４ａ内側（図６の下側）に押圧されるので、これによりホルダ４の嵌合部４ｂに栓部材５のヘッド部５ａが密着してプラグ３が閉鎖される。

本発明では、このように構成されたプラグ３が、更に、栓部材５の開弁方向の動きに連動して栓部材５をホルダ４に対して回転させる回転手段７を有している。図１〜４の実施形態では、この回転手段７は、ホルダ４に設けられたホルダ４の軸方向に対して傾斜する溝７Ａと、栓部材５に設けられた突起７Ｂとの組み合わせから構成される。具体的には、ホルダ４の係止部４ｃに溝７Ａが形成され、栓部材５の軸部５ａの係止部４ｃと対向する位置に突起７Ｂが形成されている。溝７Ａが、ホルダ４の軸方向に対して傾斜しているため、栓部材５の開弁方向への動きに伴って突起７Ｂが溝７Ａに沿って動き、これにより栓部材５がホルダ４に対して回転することになる。このように回転手段７によって開弁時に栓部材５がホルダ４に対して回転するので、排出される空気中の油脂分等が栓部材５とホルダ４とに付着して栓部材５とホルダ４とが固着することを抑制し、プラグ３の開弁／閉弁動作を良好にすることができる。即ち、プラグ３のバルブとしての機能を良好に保つことができる。その結果、このタイヤ成形金型用プラグ３を装着したタイヤ成形金型１を用いて製造された空気入りタイヤのベアを防止することができる。

回転手段７として、上述の溝７Ａと突起７Ｂとの組み合わせを用いた場合、付勢手段６（弾性部材６Ａ）の付勢力を利用して栓部材５を回転させることが可能になるため、プラグ３の構造が複雑化することを避けることができる。図１〜４の実施形態では、溝７Ａはホルダ４の係止部４ｃの内周面の一部に形成されているが、全周に亘って設けて螺旋状にすることもできる。

図１〜４の実施形態では、ホルダ４に螺旋状の溝７Ａが設けられ、栓部材５に突起７Ｂが設けられているが、栓部材５に螺旋状の溝７Ａを設けてホルダ４に突起７Ｂを設けるようにしてもよい。また、この実施形態では、複数組（２組）の回転手段７（溝７Ａ及び突起７Ｂ）が設けられているが、その数は特に限定されない。

溝７Ａの傾斜角度は栓部材５を充分に回転させると共に、開弁／閉弁動作（栓部材５の軸方向の動き）を阻害しない角度であれば特に限定されない。例えば、０．５ｍｍの開弁方向への動きに対して４５°の回転角を与えるには、ホルダ４の軸方向に対する傾斜角度を５５．２°に設定するとよい。

回転手段７は、上述の溝７Ａと突起７Ｂとの組み合わせに限定されず、例えば、空気圧や電磁力等の外部力によって栓部材を回転させる機構（圧力モーターや電気モーター等）を用いることも可能である。

回転手段７によって、栓部材５が開弁方向に動く開弁時と栓部材５が閉弁方向に動く閉弁時の両方で栓部材５が回転するようにしても良いが、より好ましくは、開弁方向に動くときのみ栓部材５をホルダ４に対して回転させるようにするとよい。即ち、閉弁する際には、栓部材５と未加硫タイヤＴとが接触しているため、その摩擦力によって栓部材５が回転し難くなるので、開弁時にのみ栓部材５を回転させる一方で、閉弁時には栓部材５が回転せずに直線的に動けるようにすることで、栓部材５の開閉動作と固着防止効果とを効果的に両立することが可能になる。

このような挙動を可能にする方法としては、例えば、図７に例示するように、栓部材５のヘッド部５ａと軸部５ａとを別体で構成し、これらの間に一方向にのみ回転力を伝達し、逆方向には空転する機構８（所謂ワンウェイクラッチ）を介在させた仕様にすることができる。このように構成することで、一方向に回転する際にはヘッド部５ａと軸部５ｂとが共に回転し、逆方向に回転する際には軸部５ｂが回転しても未加硫タイヤＴと接触するヘッド部５ａにはその回転が伝達されず、ヘッド部５ａがホルダ４や未加硫タイヤＴに対して回転しなくなるので、上述の未加硫タイヤＴとヘッド部５ａとの間の摩擦による不具合が発生しなくなる。

上述のように構成された本発明のタイヤ成形金型用プラグ３を、タイヤ加硫成形時に金型１とタイヤＴとの間に溜まった空気を排出するための多数のベントホール２に装着したタイヤ成形金型１は、栓部材５が回転することで排出される空気中の油脂分等によって栓部材５とホルダ４とが固着することが防止されるので、タイヤ成形金型用プラグ３のバルブとしての機能が有効に発揮され、製造する空気入りタイヤのベアを効果的に防止することができる。

タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５ ９１Ｈの空気入りタイヤを加硫するに当たり、タイヤ加硫金型のベントホールに装着するタイヤ加硫金型用プラグとして、回転手段の有無、開弁時の回転の有無、閉弁時の回転の有無を表１のように異ならせた従来例１、実施例１〜２の３種類のプラグを使用した。

これら３種類のプラグが使用されるタイヤ加硫金型には、タイヤ１本当たり１０００個のベントホールが形成されている。いずれの例においても付勢手段としてはコイルバネを用い、回転手段としては、図１に例示するような傾斜溝（溝深さ０．３０ｍｍ、傾斜角度５５°）と突起（高さ０．２７ｍｍ）の組み合わせを用いた。実施例３は、開弁時にのみ回転するようにするために、図７に例示するような栓部材を用いた。即ち、栓部材の軸部とヘッド部とを別体で構成し、これらの間にワンウェイクラッチを挿入した。

これら３種類のプラグを使用して製造されたタイヤについて、下記の評価方法によりベア本数を評価し、その結果を表１に併せて示した。

ベア本数
各プラグを使用した金型においてそれぞれ試験タイヤを２０００本ずつ製造し、弁動作不良に起因するベアの有無を目視で判断し、ベアが発生したタイヤの本数を測定した。評価結果は、測定値を示した。この測定値が小さい程、ベアが発生した本数が少なく、弁動作不良の防止に優れていることを意味する。

表１から判るように、実施例１〜２はいずれも、従来例１に対してベアが発生したタイヤの本数を減少した。特に、栓部材が開弁方向に動くときにのみ栓部材がホルダに対して回転するように構成した実施例２は、ベアの発生を完全に防止することができた。

１ タイヤ成形金型
２ ベントホール
３ プラグ
４ ホルダ
４ａ 排気筒部
４ｂ 嵌合部
４ｃ 係止部
４ｄ 排気穴
５ 栓部材
５ａ ヘッド部
５ｂ 軸部
５ｃ ストッパー
５ｄ 脱落防止ストッパー
６ 付勢手段
６Ａ 弾性部材
７ 回転手段
７Ａ 溝
７Ｂ 突起
８ ワンウェイクラッチ
Ｔ タイヤ

Claims (6)

1. タイヤ成形用金型に形成されたベントホールに着脱可能に装着する筒状の金属製のホルダと、このホルダに摺動可能に保持される金属製の栓部材とからなり、前記ホルダと前記栓部材との間に前記栓部材を常時開弁方向に付勢する付勢手段が介在したタイヤ成形金型用プラグにおいて、
   前記栓部材の開弁方向の動きに連動して前記栓部材を前記ホルダに対して回転させる回転手段を有することを特徴とするタイヤ成形金型用プラグ。
2. 前記付勢手段が前記金属製の栓部材を開弁方向に付勢する弾性部材からなることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ成形金型用プラグ。
3. 前記回転手段が、前記ホルダ又は前記栓部材のいずれか一方に設けられた前記ホルダ又は前記栓部材の軸方向に対して傾斜した溝と他方に設けられた突起との組み合わせからなり、前記栓部材の開弁方向への動きに伴って前記突起が前記溝に沿って動いて前記栓部材の少なくとも前記軸部がホルダに対して回転することを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ成形金型用プラグ。
4. 前記回転手段が、外部力によって前記栓部材を回転させる機構からなることを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ成形金型用プラグ。
5. 前記栓部材が閉弁時に前記ホルダの金型内面側の端部を塞ぐヘッド部と該ヘッド部から前記ホルダの他方の端部に向かって伸びる軸部とから構成され、前記ヘッド部と前記軸部との間に一方向のみに回転力を伝達する一方で逆方向には空転する機構を介在させ、前記ヘッド部が前記栓部材が開弁方向に動くときにのみ前記ホルダに対して回転するようにしたことを特徴とする請求項１，２又は３に記載のタイヤ成形金型用プラグ。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のタイヤ成形金型用プラグを、タイヤ加硫成形時に金型とタイヤとの間に溜まった空気を排出するための多数のベントホールに装着したことを特徴とするタイヤ成形金型。

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