JP2017113895A - タイヤ加硫成型金型 - Google Patents

Abstract

【課題】成型面より窪んだ凹溝が設けられそこにスプリングベントが設けられたタイヤ加硫成型金型であって、凹溝からスプリングベントの通気孔への空気の流れが阻害されないものを提供する。【解決手段】タイヤ表面を成型する成型面１８と、成形面１８より窪んだ凹溝２２ａと、凹溝２２ａの場所に設けられ金型内部と金型外部とを連通するプラグ取付け孔２０と、プラグ取付け孔２０に嵌合されたベントプラグ３０とを備え、ベントプラグ３０が、筒状で内径側に凹溝２２ａ内部から金型外部への通気孔を有するハウジング４０と、ハウジング４０の内径側に挿入され通気孔を開閉するステム５０とを備え、ハウジング４０の金型内側端面４２が成型面１８より金型外側にある。【選択図】図４

Description

本発明はタイヤ加硫成型金型に関する。

空気入りタイヤの加硫成型に用いられるタイヤ加硫成型金型であって、その内面側にタイヤ周方向やタイヤ径方向に延びる成型面より窪んだ凹溝が形成され、その凹溝の場所に金型内部と金型外部とを連通するプラグ取付け孔が設けられ、プラグ取付け孔にベントプラグが嵌合されたものが存在する。ベントプラグは金型内部の空気を金型外部へ排出するものであり、凹溝は金型内部の空気をベントプラグへ向かって流すものである。

ベントプラグには、筒状部材のみからなり、その内径側の空間が通気孔となっているものがある。筒状部材のみからなるベントプラグを用いて加硫成型がなされると、金型内部の空気がベントプラグの通気孔を通って金型外部へ排出された後、通気孔にゴムが侵入する。その結果、加硫成型後のタイヤ表面には通気孔に侵入したゴムからなる不要な突起（スピュー）が形成される。上記のように凹溝の場所にこのベントプラグが設けられていると、タイヤ表面には凹溝に侵入したゴムからなる凸部の上にさらにスピューが高く突出し、外観上等の問題があった。

ところで、スピューの発生を防ぐための一般的な手段として、筒状で内径側に金型内部から金型外部への通気孔を有するハウジングと、ハウジングの内径側に挿入され通気孔を開閉するステムとを備えるベントプラグが用いられる場合がある（例えば特許文献１、２参照）。このベントプラグをスプリングベントと言う。このスプリングベントでは、ステムが弾性部材によって金型内側に付勢されてハウジングとステムとの隙間が開き通気孔が開状態となっている。しかし加硫成型時にゴムがベントプラグに到達して金型内側からステムを押すと、ハウジングとステムとの隙間が閉じ通気孔が閉状態となる。そのため通気孔へゴムが侵入しにくく、スピューが発生しにくい。

そこで従来から、図１０に示すように、スプリングベント２３０が凹溝２２２の場所に設けられたタイヤ加硫成型金型が使用されていた。このタイヤ加硫成型金型では、ハウジング２４０の金型内側端面２４２と成型面２１８とが同一面になるように、スプリングベント２３０が設けられていた。

なお特許文献１では、ハウジングの中心線が成型面に対して傾斜して設けられ、ハウジングが成型面よりも金型外側に設定されているものが提案されている。また特許文献２では、通気孔の閉塞状態において、ステムが成型面よりも金型外側に設定されたものが提案されている。

特開２０１３−１４４５１１号公報 国際公開第２００６／０７０４１１号

しかし従来は、図１０に示すようにハウジング２４０の金型内側端面２４２と成型面２１８とが同一面になっていたため、凹溝２２２からスプリングベント２３０の通気孔２３２への空気の流れがハウジング２４０によって阻害されていた。そのため、金型内部に空気が残り、そのことがベア（金型内部に空気が残留していたために発生する、タイヤ表面の一部の欠損）の発生の原因となっていた。

なお、ベントプラグが筒状部材のみからなるものであれば、ベントプラグの凹溝内へ突出している部分を削ることにより、凹溝からベントプラグの通気孔への空気の流れを確保することが可能である。しかしベントプラグがスプリングベント２３０である場合は、スプリングベント２３０の凹溝２２２内へ突出している部分を削ると、通気孔２３２を閉塞するためのハウジング２４０とステム２５０との接触面２４４、２５３を削ることになる。すると通気孔２３２が閉塞できなくなってしまう。従ってスプリングベント２３０を削って凹溝２２２から通気孔２３２への空気の流れを確保することはできない。

本発明は、以上の実情に鑑みてなされたものであり、成型面より窪んだ凹溝が設けられ凹溝の場所にスプリングベントが設けられたタイヤ加硫成型金型であって、凹溝からスプリングベントの通気孔への空気の流れが阻害されないタイヤ加硫成型金型を提供することを課題とする。

実施形態のタイヤ加硫成型金型は、タイヤ表面を成型する成型面と、前記成形面より窪んだ凹溝と、前記凹溝の場所に設けられ金型内部と金型外部とを連通するプラグ取付け孔と、前記プラグ取付け孔に嵌合されたベントプラグとを備え、前記ベントプラグが、筒状で内径側に前記凹溝内部から金型外部への通気孔を有するハウジングと、前記ハウジングの内径側に挿入され前記通気孔を開閉するステムとを備えるタイヤ加硫成型金型において、前記ハウジングの金型内側の端面が前記成型面より金型外側にあることを特徴とする。

本実施形態のタイヤ加硫成型金型では、ハウジングの金型内側の端面が成型面より金型外側にあるため、凹溝からスプリングベントの通気孔への空気の流れが阻害されない。

実施形態のタイヤ加硫成型金型１０の軸方向の断面図。 サイドプレート１４の成形面１８の一部を図１の矢印Ｅ方向から見た図。 スプリングベント３０の軸方向の断面図。 図２のＡ−Ａでの断面図。 図２のＢ−Ｂでの断面図。 図２のＣ−Ｃ及びＤ−Ｄでの断面図。 ０．４×Ｍ＝Ｌのときのハウジング４０の金型内側端面４２付近のハウジング軸方向の断面図。 １．２×Ｍ＝Ｌのときのハウジング４０の金型内側端面４２付近のハウジング軸方向の断面図。 サイドプレート１４の凹部１１４を金型内側から見た図。 （ａ）従来のタイヤ加硫成型金型のスプリングベント２３０付近を金型内側から見た図。（ｂ）（ａ）のＩ−Ｉでの断面図。

本実施形態について図面に基づき説明する。なお図面は説明のために誇張されて描かれている場合がある。

図１に本実施形態のタイヤ加硫成型金型１０を示す。タイヤ加硫成型金型１０は、周上に並べられた複数のセクター１２と、複数のセクター１２が形成する円周の軸方向両側に設けられた一対のサイドプレート１４と、図示しない一対のビードリングとを備える。サイドプレート１４はタイヤ内側から見ると幅の広いリング状となっている。加硫成型時には図中に破線で示すようにタイヤ加硫成型金型１０内に未加硫タイヤ１１がセットされる。セクター１２、サイドプレート１４、ビードリングは、空気入りタイヤを成型する成型部材であり、これらの金型内側の面はタイヤ表面を成型する成型面１８である。複数のセクター１２は主に空気入りタイヤのトレッド部を、一対のサイドプレート１４は空気入りタイヤのサイド部を、一対のビードリングは空気入りタイヤのビード部を、それぞれ成型する。セクター１２の材料は、限定されないが、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金（例えばＡｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｓｉ系の合金）である。またサイドプレート１４及びビードリングの材料は、限定されないが、例えば、一般構造用圧延鋼材（例えばＳＳ４００）等の鋼材である。サイドプレート１４の材料とビードリングの材料とは同じであっても良いし異なっても良い。

図２に示すように、成型部材の例えばサイドプレート１４の金型内側には、成型面１８より窪んだ複数本の凹溝が設けられている。通常凹溝は加硫成型時に最後まで空気が残り易い場所に設けられている。凹溝にはサイドプレート１４の周方向に延びる周方向凹溝２２ａと、サイドプレート１４の径方向に延びる径方向凹溝２２ｂとが存在する。ここで、サイドプレート１４の周方向は、タイヤ加硫成型金型１０で加硫成型される空気入りタイヤのタイヤ周方向と一致し、サイドプレート１４の径方向は、タイヤ加硫成型金型１０で加硫成型される空気入りタイヤのタイヤ径方向と一致する。なお、図２には周方向凹溝２２ａ及び径方向凹溝２２ｂはそれぞれ１本ずつしか描かれていないが、いずれも２本以上あっても良い。周方向凹溝２２ａと径方向凹溝２２ｂとは交差している。凹溝の幅Ｊは、例えば０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。また凹溝の深さは、例えば０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。

凹溝の場所にはプラグ取付け孔２０が設けられている。プラグ取付け孔２０は断面円形で金型内側から金型外側に向かって延びている孔である。図１に破線で例示するように、プラグ取付け孔２０はサイドプレート１４の成型面１８及び金型外側の面に開口している。従ってプラグ取付け孔２０によって金型内部と金型外部とが連通している。プラグ取付け孔２０が設けられている場所は、例えば図２に示すように、周方向凹溝２２ａと径方向凹溝２２ｂとが十字に交差している場所Ｆや、周方向凹溝２２ａや径方向凹溝２２ｂの終端している場所Ｇや、周方向凹溝２２ａや径方向凹溝２２ｂの延長方向の途中の場所Ｈや、図示しないが周方向凹溝２２ａと径方向凹溝２２ｂとがＴ字に交差している場所等である。「凹溝の場所にはプラグ取付け孔２０が設けられている」とは、このような凹溝の幅方向の少なくとも一部と、プラグ取付け孔２０の少なくとも一部とが重なるように設けられていることである。ただし図示するように、プラグ取付け孔２０が、凹溝の幅方向全体と重なるように（言い換えれば、プラグ取付け孔２０が凹溝の溝底面を分断して）設けられていることが望ましい。

これらのプラグ取付け孔２０にはベントプラグの一種であるスプリングベント３０が嵌合されている。図３に示すように、スプリングベント３０は、筒状で内径側に通気孔３２を有するハウジング４０と、ハウジング４０の内径側に挿入され通気孔３２を開閉するステム５０とを備える。なお図３において、上側が金型内側、下側が金型外側である。ハウジング４０の外径がプラグ取付け孔２０の内径より僅かに大きいため、スプリングベント３０がプラグ取付け孔２０に嵌合可能となっている。

ハウジング４０の通気孔３２は、プラグ取付け孔２０と同方向へ延びており、金型内部と金型外部とを連通している。ハウジング４０の内径面すなわち通気孔３２を形成する面のうち、ハウジング４０の金型内側端面４２からハウジング４０の深さ方向へ（すなわち金型外側へ）連続する面は、金型外側に向かって径が小さくなるようにテーパ面となっている。このテーパ面は通気孔３２の閉塞時にステム５０と接触する接触面４４である。また、ハウジング４０の内径面のうち接触面４４から金型外側へ連続する面（中間内径面４５とする）は、径が一定となっている。さらに、ハウジング４０の金型外側の端部付近では、中間内径面４５よりも内径が小さくなった小径部４６が設けられている。ハウジング４０の直径は、限定されないが、例えば１．６ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である。

ステム５０は、その金型内側端面５２を備える頭部５４と、頭部５４から金型外側へ連続する第一胴部５６と、第一胴部５６からさらに金型外側へ連続する第二胴部５７と、第二胴部５７から連続する先端部５８とを備える。頭部５４の外径面５３は金型外側に向かって径が小さくなるようにテーパ面となっている。この外径面５３は通気孔３２の閉塞時にハウジング４０の接触面４４と接触する面である。

第一胴部５６及び第二胴部５７の外径はハウジング４０の中間内径面４５の内径より小さく、第一胴部５６及び第二胴部５７の外径面とハウジング４０の中間内径面４５との間に隙間ができている。また、第二胴部５７は、第一胴部５６よりも外径が小さく、その一部がハウジング４０の小径部４６の内径側に位置している。第二胴部５７と小径部４６との間には、図示しない通気部が設けられている。このような構造のため、ステム５０の頭部５４の外径面５３とハウジング４０の接触面４４との間に入った空気は、第一胴部５６及び第二胴部５７の外径面と中間内径面４５との間を通過し、さらに第二胴部５７と小径部４６との間の通気部を通過し、スプリングベント３０より金型外側へ排出される。

ステム５０の先端部５８はその外径側頂点５９においてハウジング４０の小径部４６よりも外径が大きくなっている。そして先端部５８は、ハウジング４０の小径部４６より金型外側にあるため、小径部４６より金型内側へ行くことができない。これによりステム５０がハウジング４０から金型内側へ抜け落ちないようになっている。

ハウジング４０の小径部４６とステム５０の第一胴部５６との間にはスプリングベント３０の一部としてバネ３４（バネ３４の代わりに別の弾性部材が設けられていても良い）が設けられている。バネ３４はステム５０を金型内側に向かって付勢している。そのため常時、ステム５０の頭部５４の金型内側端面５２はハウジング４０の金型内側端面４２よりも金型内側へ突出しており、ハウジング４０の接触面４４とステム５０の頭部５４の外径面５３との間に隙間ができ、通気孔３２が開放状態となっている。通気孔３２の開放状態では金型内部の空気が通気孔３２を通過して金型外部へ排出される。

一方、ステム５０がバネ３４の付勢力に抗して金型外側へ押されると、ハウジング４０の接触面４４とステム５０の頭部５４の外径面５３とが接触してこれらの間の隙間が閉じ、通気孔３２が閉塞状態となる。すると、金型内部の空気が金型外部へ排出されなくなる。

なお、ハウジング４０及びステム５０の材料は、限定されないが、例えば一般構造用圧延鋼材（例えばＳＳ４００）等の鋼材や銅等が用いられる。ハウジング４０の材料とステム５０の材料とは同じであっても良いし異なっても良い。

図４〜図６に示すように、ハウジング４０の金型内側端面４２は、成型面１８よりも金型外側にあり、凹溝の溝底２４に近くなっている。そのため、未加硫タイヤの表面が成型面１８に接した状態では、未加硫タイヤの表面とハウジング４０の金型内側端面４２との間に隙間ができており、この隙間を空気が通過することができる。ハウジング４０の金型内側端面４２の成型面１８からの深さＬと、前記凹溝の深さＭとの関係は、０．４×Ｍ≦Ｌ≦１．２×Ｍであることが望ましい（図７、図８参照）。図７は０．４×Ｍ＝Ｌのときの凹溝の溝底２４とハウジング４０の金型内側端面４２との関係を、図８は１．２×Ｍ＝Ｌのときの凹溝の溝底２４とハウジング４０の金型内側端面４２との関係を、それぞれ示している。ちなみに図４、図５ではハウジング４０の金型内側端面４２の成型面１８からの深さＬと前記凹溝の深さＭとが一致している。

スプリングベント３０が設けられたタイヤ加硫成型金型１０で空気入りタイヤの加硫成型が行われる際は、タイヤ加硫成型金型１０の内部に未加硫タイヤがセットされ、サイドプレート１４等の成型部材が加硫成型温度に保持される。そして、セットされた未加硫タイヤの内側に配置されている図示しないブラダーが膨張し、未加硫タイヤの表面が成型面１８に押し当てられる。すると、タイヤ加硫成型金型１０の内部に残っていた空気は、凹溝内へ押しやられ、凹溝内をスプリングベント３０の方向へ流れる。

ここで、上記のように未加硫タイヤの表面とハウジング４０の金型内側端面４２との間の隙間を空気が通過することができるため、スプリングベント３０の周辺に到達した空気は、この隙間を通過して、スプリングベント３０から金型外部へ排出される。未加硫タイヤのゴムがスプリングベント３０に向かって流動しステム５０を金型外側へ押すと、通気孔３２が閉塞状態になり、空気の金型外部への排出が終わる。

このように、本実施形態のタイヤ加硫成型金型１０では、ハウジング４０の金型内側端面４２が、成形面１８より金型外側にあるため、凹溝から通気孔３２への空気の流れが阻害されない。そのためタイヤ表面にベアが発生しにくい。

ここで、ハウジング４０の金型内側端面４２の成形面１８からの深さＬが、凹溝の深さＭの０．４倍以上であれば、未加硫タイヤの表面とハウジング４０の金型内側端面４２との間の隙間が十分確保され、凹溝から通気孔３２へ空気が通過し易い。また、ハウジング４０の金型内側端面４２の成形面１８からの深さＬが、凹溝の深さＭの１．２倍以下であれば、凹溝の溝底２４からハウジング４０の金型内側端面４２までの部分にゴムが侵入したとしても、そのことにより外観品質に影響を与えるほどの突起はタイヤ表面に形成されない。

また、周方向凹溝２２ａと径方向凹溝２２ｂとが交差している場所には凹溝内を流れて来た空気が集まり易いが、その場所にこのようにスプリングベント３０が設けられているため、多くの空気がスムーズに金型外部へ排出される。

以上の実施形態に対して、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々な変更、置換、省略等を行うことができる。例えば、タイヤ表面には文字や記号等が凸部として形成されるが、成型部材には、この凸部をタイヤ表面に形成するための凹部が設けられている。しかしこの凹部には加硫成型の際に空気が残り易い。そこでこの凹部に上記実施形態と同様の凹溝が設けられ、その凹溝の場所に上記と同様にスプリングベント３０が設けられても良い。

図９には、タイヤサイド部に文字や記号等を表す凸部を形成するための、サイドプレート１４に設けられた凹部１１４が示されている。凹部１１４にはその底面１１５の隅部を一周する凹溝１２２ａが設けられている。底面１１５の隅部にプラグ取付け孔を形成することが困難なため、凹溝１２２ａから連続し底面１１５の中央側へ延びる誘導凹溝１２２ｂが設けられ、誘導凹溝１２２ｂの端部の場所にスプリングベント３０が設けられている。このスプリングベント３０は、そのハウジングの金型内側端面が成形面より金型外側に位置するように設けられている。これにより、空気が残り易い凹部１１４の隅部から金型外側へ空気を排出することができる。

表１の比較例及び実施例のタイヤ加硫成型金型を用いて空気入りタイヤの加硫成型を行い、ベアの有無を確認した。いずれのタイヤ加硫成型金型にも上記実施形態のものと同じ凹溝が設けられ、その凹溝の場所にスプリングベントが設けられた。比較例１では、図１０と同じく、スプリングベントのハウジングの金型内側端面が成形面と一致していた。実施例１では、ハウジングの金型内側端面の成型面からの深さが、凹溝の深さの半分であった。実施例２では、図４、図５と同じく、ハウジングの金型内側端面の成型面からの深さと、凹溝の深さとが一致していた。

結果は表１の通りで、比較例１ではベアが発生したのに対し、実施例１及び実施例２ではベアが発生しなかった。このことから、比較例１のタイヤ加硫成型金型では加硫成型時にその内部に空気が残り、実施例１、２のタイヤ加硫成型金型では加硫成型時にその内部に空気が残らなかったことが確認できた。

１０…タイヤ加硫成型用金型、１１…未加硫タイヤ、１２…セクター、１４…サイドプレート、１８…成型面、２０…プラグ取付け孔、２２ａ…周方向凹溝、２２ｂ…径方向凹溝、２４…溝底、３０…スプリングベント、３２…通気孔、３４…バネ、４０…ハウジング、４２…金型内側端面、４４…接触面、４５…中間内径面、４６…小径部、５０…ステム、５２…金型内側端面、５３…外径面、５４…頭部、５６…第一胴部、５７…第二胴部、５８…先端部、５９…外径側頂点、
１１４…凹部、１１５…底面、１２２ａ…凹溝、１２２ｂ…誘導凹溝
２１８…成型面、２２２…凹溝、２３０…スプリングベント、２３２…通気孔、２４０…ハウジング、２４２…金型内側端面、２４４…接触面、２５０…ステム、２５３…接触面

Claims (3)

1. タイヤ表面を成型する成型面と、前記成形面より窪んだ凹溝と、前記凹溝の場所に設けられ金型内部と金型外部とを連通するプラグ取付け孔と、前記プラグ取付け孔に嵌合されたベントプラグとを備え、前記ベントプラグが、筒状で内径側に前記凹溝内部から金型外部への通気孔を有するハウジングと、前記ハウジングの内径側に挿入され前記通気孔を開閉するステムとを備えるタイヤ加硫成型金型において、
   前記ハウジングの金型内側の端面が前記成型面より金型外側にあるタイヤ加硫成型金型。
2. 前記ハウジングの金型内側の端面の前記成形面からの深さＬと、前記凹溝の深さＭとの関係が、
   ０．４×Ｍ≦Ｌ≦１．２×Ｍ
   である、請求項１に記載のタイヤ加硫成型金型。
3. タイヤサイド部を成型する成型面にタイヤ周方向に延びる前記凹溝とタイヤ径方向に延びる前記凹溝とが設けられ、タイヤ周方向に延びる前記凹溝とタイヤ径方向に延びる前記凹溝とが交差する場所に前記ベントプラグを備える、請求項１又は２に記載のタイヤ加硫成型金型。

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