JP7175394B2 - 排気装置及びタイヤ金型 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ加硫加工の技術分野に関するものであり、特に、排気装置及びタイヤ金型に関するものである。

現在、タイヤの生産過程は、大体、流体または半流体状態のゴム材料をタイヤ金型に注入し、ゴム材料がタイヤ金型において一連の工程によりタイヤブランク成形を行うものである。タイヤブランクの成形後には、タイヤのブランクを加硫処理する必要がある。加硫処理では、タイヤ金型の内腔内の空気を排出する必要がある。現在、一般に使用される方法では、タイヤ金型に排気孔を設けて、タイヤ金型内の空気を該排気孔により直接に排出する。

しかし、このような手法には、いくつかの問題がある。その１つは、タイヤ金型から空気を排出する過程中に、タイヤを形成するための流体または半流体状態のゴム材料もこの排気孔から一部だけ押し出されることである。あるスノータイヤの金型では、排気孔の数が５０００以上ないし一万以上になる。これらの押し出されたゴム材料により、タイヤ上にゴム毛が形成されることなる。最終的なタイヤ製品の品質を保証するためには、タイヤに形成されたゴム毛を除去するための追加工程を提供する必要があるので、タイヤの製造工程が複雑になる。

タイヤ製品にゴム毛が発生することを避けるために、タイヤ金型用の排気装置が開発されている。中国特許出願番号がＣＮ２００９２０２８３５５０．３である文献を例として、図１８を参照するように、この排気装置は、スリーブ本体１｀と、軸部材２｀と、バネ３｀とを備え、軸部材２｀の後端には、溝口２２｀を開けることにより２つの制限部２１｀が形成され、溝口２２｀の開度を変化させて２つの制限部２１｀を径方向に変形させることにより、軸部材２｀をスリーブ本体１｀に着脱する。バネ３｀及び軸部材２｀は、スリーブ本体１｀の内腔に収容され、バネ３｀が軸部材２｀に付勢力を与えることにより、コアキャップ２３｀とスリーブ本体１｀との間に隙間ができ、タイヤ金型内の空気が隙間により排出される。タイヤ金型内の全ての空気が排出された後には、ゴム材料がコアキャップ２３｀に押し付けられることにより、バネ３｀の付勢力に抗してコアキャップ２３｀とスリーブ本体１｀との間の隙間が閉じられ、ゴム材料の押出が阻止される。

以上のような構造の排気装置には、いくつかの問題がある。その一、制限部２１｀は、例えば、軸部材２｀の熱処理時や軸部材２｀の着脱時などに変形しやすいので、コアキャップ２３｀の閉鎖ストローク精度が悪く、且つ軸部材２｀が偏芯しやすく、ゴム材料がスリーブ本体１｀内に入りやすくになることにより、排気孔の詰まりが招かれ、更にタイヤの加硫品質に影響して、コアキャップ２３｀の閉鎖ストローク精度が悪いという問題を一層に激化させ、また、バネ３｀の弾性力によりコアキャップ２３｀の閉鎖ストロークが大きくなる傾向がある。その二、軸部材２｀は、堅固度が悪く、脱落しやすい。その三、制限部２１｀は、強度が悪く、軸部材２｀の着脱時に、制限部２１｀の根元に亀裂や破断が発生しやすい。

要するに、タイヤ金型の分野においては、以上の従来技術における排気装置に存在する課題を解決するように、その排気装置をさらに改善する需要が依然として存在している。

本発明は、従来技術における上述の課題を緩和するための排気装置及びタイヤ金型を提供することを目的とする。
第１方面において、本発明は、コア軸と、コア軸に外挿されたスリーブケースとを備え、スリーブケースとコア軸との間に排気通路が形成され、スリーブケースが吸気端と排気端とを有する排気装置であって、コア軸は、一端が軸ヘッドに接続され他端が軸端部材に接続される軸本体を備え、軸端部材には、軸端部材を貫通し、軸ヘッドから離れる一端を閉塞する貫通溝が設けられ、軸端部材は、コア軸を軸方向において制限するためのものであって、収縮及び反発によってスリーブケースおよびコア軸を組付けるためのものである排気装置を提供する。

さらに、軸端部材は、第１軸セグメント部と第１案内部とを備え、第１軸セグメント部は、軸本体と第１案内部との間に接続され、貫通溝は、第１軸セグメント部と第１案内部とを貫通し、第１案内部は、第１軸セグメント部に接続する一端より第１軸セグメント部から離れる一端までの径方向寸法が逓減する。

さらに、第１案内部は、外壁面がテーパ面であり、テーパ角αの範囲が２０度～９０度である。

さらに、コア軸が吸気端からスリーブケースに挿入され且つ第１案内部の外壁面がスリーブケースに当接した場合、軸ヘッドから離れる貫通溝の一端と当接点との軸方向距離Ｌ１は、貫通溝の軸方向長さ値Ｌの１０％～６０％である。

さらに、軸ヘッドに近接する貫通溝の一端は軸本体に延在し、軸端部材は、収縮及び反発によってコア軸をスリーブケースから取り外すためのものでもあり、貫通溝は、排気通路と排気装置の外部とを連通する。

さらに、軸端部材は、軸本体と第１軸セグメント部との間に接続される第２案内部をさらに備え、第２案内部は、軸本体に接続する一端より軸本体から離れる一端までの径方向寸法が逓増する。

更に、第２案内部は、外壁面がテーパ面であり、テーパ角βの範囲が３０度～１１０度である。

さらに、排気装置が組み付けられた状態にある場合、第２案内部がスリーブケースに当接し、軸ヘッドから離れる貫通溝の一端と当接点との軸方向距離Ｌ２は、貫通溝の軸方向長さ値Ｌの２５％～７５％である。

さらに、スリーブケースの排気端には、スリーブケースの排気端部に、外から内に向かって径方向寸法が逓減する開口部を形成させるための案内面が設けられる。

さらに、案内面は、テーパ面であり、テーパ角θの範囲が３０度～１１０度である。

さらに、排気装置が組み付けられた状態にある場合、軸ヘッドに向ける第１軸セグメント部の一端が案内面に当接し、軸ヘッドから離れる貫通溝の一端と当接点との軸方向距離Ｌ２は、貫通溝の軸方向長さ値Ｌの２５％～７５％である。さらに、拡張状態にある第１軸セグメント部の直径とスリーブケースの排気端の内径との差をａとすると、貫通溝の幅値Ｗの範囲が３ａ～１０ａである。

さらに、拡張状態にある第１軸セグメント部の直径とスリーブケースの排気端の内径との差値の範囲が０．０４ｍｍ～０．１ｍｍである。

さらに、貫通溝の軸方向長さ値Ｌと貫通溝の幅値Ｗ寸法との比率値の範囲が５～２０である。

さらに、軸ヘッドから離れる第１案内部の一端には、延在部が接続される。

さらに、軸端部材の外壁面は、円弧面を備える。

さらに、スリーブケースと軸本体との間には、弾性素子が設けられ、コア軸は、軸方向おいて第１位置と第２位置とを有し、第１位置において、軸ヘッドとスリーブケースとの間には、排気通路と排気装置の外部とを連通する吸気隙間が形成され、軸端部材がスリーブケースに当接し、第２位置において、軸ヘッドがスリーブケースに当接し、弾性素子は、コア軸が第２位置から第１位置に向かって移動する傾向を持たせるためのものである。

さらに、軸端部材は、軸ヘッドをスリーブケースに当接させるように、軸ヘッドから軸端部材に向かう力をコア軸に与えるためのものでもあり、軸ヘッドとスリーブケースとの間には、排気通路と排気装置の外部とを連通する吸気間隔または吸気口がある。

第２方面において、本発明は、第１方面に提供された排気装置を備え、排気装置を設置する排気孔が設けられるタイヤ金型を提供する。

本発明の実施例は、コア軸と、コア軸に外挿されたスリーブケースとを備え、スリーブケースとコア軸との間に排気通路が形成され、スリーブケースが吸気端と排気端とを有する排気装置であって、コア軸は、一端が軸ヘッドに接続され他端が軸端部材に接続される軸本体を備え、軸端部材には、軸端部材を貫通し、軸ヘッドから離れる一端を閉塞する貫通溝が設けられ、軸端部材は、コア軸を軸方向において制限するためのものであって、収縮及び反発によってスリーブケースおよびコア軸を組付けるためのものでもある排気装置により、排気通路により排気を行い、軸ヘッドによってゴム材料が排気通路に入ることを阻止することで、排気通路の閉塞及びゴム毛の形成を避け、軸端部材の収縮及び反発によってコア軸をスリーブケースに挿設することで、コア軸の組付けを容易に実現することができ、軸ヘッドの閉鎖ストロークの精度が高く、コア軸の堅固度が良く、コア軸が偏芯しにくく、軸端部材が破断しにくいような有益効果をもたらす。

本発明の上述の目的、特徴、および利点をより明確に理解するために、以下に好ましい実施例を挙げ、添付図面に合わせて以下に詳細に説明する。

本発明の発明を実施するための形態又は関連技術における技術案をより明確に説明するために、以下では、発明を実施するための形態又は関連技術の説明に必要な添付図面について簡単に説明するが、以下の説明における添付図面が本発明の一部の実施形態であり、当業者にとって、創造的な労働付かなく、これらの添付図面から他の添付図面を得られることは自明である。
本発明の実施例１によるコア軸が第１位置にある時の排気装置の構成模式図である。 本発明の実施例１によるコア軸が第２位置にある時の排気装置の構成模式図である。 本発明の実施例１による排気装置のコア軸の構成模式図である。 図１におけるＡ位置の拡大模式図一である。 図１におけるＡ位置の拡大模式図二である。 図１におけるＢ位置の拡大模式図である。 本発明の実施例１による排気装置の組立模式図である。 本発明の実施例１による排気装置のコア軸の取り外し模式図である。 図４におけるＸ－Ｘでの断面図一である。 図４におけるＸ－Ｘでの断面図二である。 図４におけるＸ－Ｘでの断面図三である。 本発明の実施例２による排気装置の構成模式図である。 図１２におけるＣ位置の拡大模式図である。 本発明の実施例３による排気装置の構成模式図である。 図１４におけるＤ位置の拡大模式図である。 本発明の実施例４によるタイヤ金型の構成模式図である。 図１６におけるＥ位置の拡大模式図である。 従来技術における排気装置の構成模式図である。

１｀－スリーブ本体、２｀－軸部材、２１｀－制限部、２２｀－溝口、２３｀－コアキャップ、３｀－バネ、１００－スリーブケース、１０１－排気通路、１０２－吸気隙間、１０３－吸気端、１０４－排気端、１１０－制限凸環、１１１－案内面、１１２－内腔段差部、２００－コア軸、２１０－軸本体、２２０－貫通溝、２３０－軸ヘッド、２３１－環溝、２３２－気溝、２４０－第２軸セグメント部、２５０－軸端部材、２５１－第１軸セグメント部、２５２－第１案内部、２５３－第２案内部、２５４－延在部、２６０－軸肩、３００－弾性素子、４００－腔型部品、４１０－排気孔、５００－タイヤブランク。

以下、添付図面に基づいて本発明の技術案を明確且つ詳細に説明するが、説明された実施例が本発明の全ての実施例ではなく一部の実施例であることは自明である。当業者が本発明における実施例に基づいて創造的な労働付かなく得られた他の全ての実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属する。

なお、本発明の説明において、「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「外」等の用語が示す方位または位置関係は、添付図面に示す方位または位置関係に基づくものであり、装置または素子が特定の方位を有し特定の方位で構成・操作しなければならないことを示したり暗示したりするものではなく、単に本発明の説明の便宜及び簡略化を図るためのものであるので、本発明を限定するものとして理解されない。また、「第１」、「第２」という用語は、単に記述のために用いられるものであり、相対的重要性を示したり暗示したりするものとして理解されない。

なお、本発明の説明において、特に明示的な規定や限定がない限り、「取付け」、「繋がり」、「接続」という用語は、広義に捉えるべきであり、例えば、固定的な接続、着脱可能な接続、または一体的な接続であってもよく、機械的な接続または電気的な接続であってもよく、直接的な繋がり、中間媒体を経由する間接的な接続、または２つの素子内部の連通であってもよい。当業者にとっては、具体的な場合に応じて本発明における上記の用語の具体的な意味を理解することができる。

＜実施例１＞
図１、図２、図３及び図６に示すように、本発明の実施例による排気装置は、コア軸２００と、コア軸２００に外挿されたスリーブケース１００とを備え、スリーブケース１００とコア軸２００との間に排気通路１０１が形成され、スリーブケース１００は、吸気端１０３と排気端１０４とを有し、コア軸２００は、一端が軸ヘッド２３０に接続され他端が軸端部材２５０に接続される軸本体２１０を備え、軸端部材２５０には、軸端部材２５０を貫通し、軸ヘッド２３０から離れる一端を閉塞する貫通溝２２０が設けられ、軸端部材２５０は、コア軸２００を軸方向に制限するためのものであって、収縮及び反発によってスリーブケース１００およびコア軸２００を組付けるためのものである。そのうち、軸本体２１０、軸ヘッド２３０及び軸端部材２５０を一体成形することにより、部品点数を削減し、排気装置の故障率を低減することができる。貫通溝２２０は、軸端部材２５０の軸方向に延び、軸ヘッド２３０から離れる一端が閉塞され、即ち、軸本体２１０から離れる軸端部材２５０の一端まで貫通しない。貫通溝２２０は、軸ヘッド２３０から離れる一端が閉塞されることにより、機械加工、熱処理等の工程における応力解放等の原因による軸端部材２５０の塑性変形が減少され、コア軸２００の閉鎖ストロークＨの安定、高精度が保証される。そして、軸端部材２５０が径方向の圧力によって収縮する際に、軸端部材２５０に沿った軸方向貫通溝２２０の両端部が何れも支持作用を有することにより、軸端部材２５０が径方向の圧力を何度も受けた後に疲労破壊や塑性変形が発生することを回避できる。さらに、軸端部材２５０が弾性力により反発してスリーブケース１００の排気端１０４に当接できることは、確保される。軸端部材２５０は、剛性が良く、コア軸２００を安定して制限することができる。コア軸２００は、閉鎖ストロークＨが安定し、精度が高く、偏芯しにくい。且つ、軸端部材２５０は、貫通溝２２０で押圧された後に破断しない。軸端部材２５０が収縮する際に、弾性力により支持された貫通溝２２０の開度が増大する傾向にあるので、コア軸２００の取付け完了後に、軸端部材２５０内での軸本体２１０の軸方向運動ストロークを制限することができる。具体的には、軸ヘッド２３０の断面は、円形または多角形形状とされ、スリーブケース１００の吸気端１０３には、軸ヘッド２３０に合わせる開口が設けられており、軸ヘッド２３０とスリーブケース１００との間に排気通路１０１と連通する吸気隙間１０２を形成することが可能である。金型の内腔のガスは、タイヤの加硫時に、軸ヘッド２３０とスリーブケース１００との間の吸気隙間１０２を介して排気通路１０１に流入し、さらに金型の外部へ排出することができ、軸ヘッド２３０がスリーブケース１００に当接した後に、吸気隙間１０２が閉塞され、排気通路１０１へのゴム材料の進入が阻止される。軸ヘッド２３０は、一端が軸本体２１０に接続され、軸本体２１０に接続された一端より軸本体２１０から離れる一端まで軸ヘッド２３０の径方向寸法が逓増する。好ましくは、軸ヘッド２３０の外壁面がテーパ面であり、スリーブケース１００の吸気端１０３には、軸ヘッド２３０に係合するテーパ孔が開けられている。

スリーブケース１００と軸本体２１０との間には、弾性素子３００が設けられ、コア軸２００は、軸方向において第１位置と第２位置とを有する。弾性素子３００は、コア軸２００が第２位置から第１位置に向かって移動する傾向にあるように、コア軸２００を付勢する。第２位置から第１位置までのコア軸２００の軸方向距離は、コア軸２００の閉鎖ストロークＨである。第１位置において、軸ヘッド２３０とスリーブケース１００とは離間し、軸ヘッド２３０とスリーブケース１００との間には、排気通路１０１と排気装置の外部とを連通する吸気隙間１０２が形成され、また、軸端部材２５０がスリーブケース１００の排気端１０４に当接することにより、付勢力によるコア軸２００のさらなる移動が阻止される。第２位置において、軸ヘッド２３０がスリーブケース１００の吸気端１０３に当接することにより、排気通路１０１の一端が閉鎖される。

さらに、弾性素子３００は、バネであってもよい。バネは、以下のようにコア軸２００に設けられコア軸２００に対して付勢力を付与する。即ち、スリーブケース１００内腔には、内腔段差部１１２が形成され、バネは、軸本体２１０に外挿されてもよく、その一端が内腔段差部１１２に当接し、他端が軸ヘッド２３０に当接し、又はコア軸２００の適当な位置に形成された軸肩２６０に当接する。軸ヘッド２３０と軸本体２１０との間には、軸本体２１０よりも大径の第２軸セグメント部２４０が接続され、コア軸２００には、軸肩２６０が形成され、第２軸セグメント部２４０は、コア軸２００の安定性及びスリーブケース１００との同軸度の向上に寄与する。スリーブケース１００の排気端１０４には、スリーブケース１００の内腔が段付き状になるように制限凸環１１０が設けられ、スリーブケース１００の内腔には、内腔段差部１１２が形成されている。

本実施例では、スリーブケース１００の排気端１０４の内径は、制限凸環１１０の内径に相当し、制限凸環１１０の内径は、軸本体２１０の直径よりも大きく、拡張状態にある軸端部材２５０の直径よりも小さい。制限凸環１１０は、軸端部材２５０と協働してコア軸２００を軸方向において制限する。軸端部材２５０は、外力により弾性変形して径方向寸法を小さくするように配置される。軸端部材２５０が収縮状態にある場合、軸端部材２５０の径方向寸法が小さくなることにより、コア軸２００がスリーブケース１００の内腔を通過できるようになる。軸端部材２５０は、スリーブケース１００の内腔を通過した後に、変形量が無くして拡張状態（または、自然状態と称する）になり、拡張状態の軸端部材２５０によってコア軸２００を軸方向において制限することにより、コア軸２００の組立が達成される。

図１及び図４に示すように、排気装置が組み立てられた状態では、軸端部材２５０は、制限凸環１１０から張り出すとともに、制限凸環１１０側に当接する。軸端部材２５０は、第１軸セグメント部２５１と第１案内部２５２とを備え、第１軸セグメント部２５１は、軸本体２１０と第１案内部２５２との間に接続され、貫通溝２２０は、第１軸セグメント部２５１と第１案内部２５２とを貫通し、第１案内部２５２は、第１軸セグメント部２５１に接続する一端より第１軸セグメント部２５１から離れる一端までの径方向寸法が逓減する。コア軸２００をスリーブケース１００の内腔に挿入する時には、第１案内部２５２の外壁面が案内作用をなす。コア軸２００をスリーブケース１００に挿入する過程において、第１案内部２５２が制限凸環１１０に当接し、スリーブケース１００が軸端部材２５０に径方向の圧力を与え、軸端部材２５０が弾性変形し、軸端部材２５０の径方向の寸法が小さくなるので、軸端部材２５０がスリーブケース１００の内腔を通過でき、軸本体２１０の取り付けが容易になる。

好ましくは、第１案内部２５２の外壁面は、テーパ面、斜面、円弧面等であってもよく、好ましくは、テーパ面を有する。第１案内部２５２のテーパ角αの範囲は２０度～９０度であり、より好ましくは２０度～４５度である。そのうち、第１案内部２５２の母線とコア軸２００の軸線がなす角度は、１０度、１５度、２０度としてもよい。軸本体２１０をスリーブケース１００の内腔に挿入する過程において、第１案内部２５２の側壁が制限凸環１１０に当接して相対的に摺動し、案内の作用をなす。第１案内部２５２が径方向の押圧力を受けると、貫通溝２２０の開度が小さくなり、軸端部材２５０が押圧される方向に収縮することにより、コア軸２００のスリーブケース１００への挿入が容易になり、コア軸２００の取付け時の抵抗が小さくなる。

図５に示すように、他の実施例において、軸端部材２５０は略球体または楕円体を含んでもよく、軸端部材２５０の外壁面は円弧面を備え、貫通溝２２０は、軸端部材２５０が収縮・反発できるように、軸端部材２５０を貫通する。

図７に示すように、コア軸２００がスリーブケース１００に挿入され且つ第１案内部２５２の外壁面がスリーブケース１００の制限凸環１１０に当接した場合、軸ヘッド２３０から離れる貫通溝２２０の一端と当接点との軸方向距離Ｌ１は、貫通溝２２０の軸方向長さ値Ｌの１０～６０％である。具体的には、軸ヘッド２３０から離れる貫通溝２２０の一端と当接点との軸方向距離Ｌ１は、貫通溝２２０の軸方向長さ値Ｌの２０％、３５％、４０％、４５％であってもよく、軸端部材２５０の径方向収縮による内部応力を低減することができる。

さらに、軸端部材２５０は、第１案内部２５２に接続する延出部２５４をさらに備える。軸端部材２５０が径方向圧力を受けて収縮する際に、延在部２５４は、支持作用を有するので、軸端部材２５０の強度、剛性が向上し、コア軸２００の堅固度、コア軸２００の閉鎖ストロークＨの安定、高精度が保証され、且つ軸端部材２５０が径方向圧力を何度も受けた後に弾性疲労が発生したり破断が発生したりすることが回避される。また、延出部２５４を設けることで、パンチロッドによりコア軸２００を押し出すことも容易になる。図１および図８に示すように、排気装置が取り付けられた状態にある場合、延出部２５４の後端からスリーブケース１００の排気端１０４までの距離Ｅ１は、軸ヘッド２３０から離れる第１軸セグメント部２５１の一端より制限凸環１１０の内側までの距離Ｅ２よりも大きいので、コア軸２００の取り外しが容易になる。延出部２５４は、円柱体であってもよい。いくつかの実施の形態において、第１案内部２５２の軸方向長さ値は、軸端部２５０が径方向の圧力によって収縮する時に第１案内部２５２の一端が支持作用をなすように、適切に延長されてもよい。好ましくは、軸ヘッド２３０から離れる軸端部材２５０の一端と、軸ヘッド２３０から離れる貫通溝２２０の一端との軸方向長さ値は、よりよい支持作用をなすように、貫通溝２２０の幅の２倍以上である。

図１、図２及び図３に示すように、貫通溝２２０の開口形状は、矩形であってもよく、両端にＲ面取りを施した長尺状であってもよいが、軸端部材２５０の収縮時に応力集中が発生するのを回避するために、両端にＲ面取りを施した長尺状とすることが好ましい。貫通溝２２０の加工方法は、機械加工又はレーザ加工であってもよい。いくつかの実施形態において、軸ヘッド２３０から離れる貫通溝２２０の一端は、延在部２５４に延びてもよく、貫通溝２２０の延在長さを増大させることによって、軸端部材２５０が径方向に圧縮される時に貫通溝２２０の側壁が受ける曲げ応力を低減させる。

好ましくは、コア軸２００の軸方向に沿った貫通溝２２０の軸方向長さ値Ｌと貫通溝２２０の幅値Ｗ寸法との比率値の範囲は、好ましくは、５以上であり、より好ましくは、５～２０である。そのうち、貫通溝２２０の長さ値Ｌと貫通溝２２０の幅値Ｗとの比率値は、６、８、１０、１２、１４、１６、１８であってもよい。貫通溝２２０の長さと幅の比率値を増大することにより、貫通溝２２０の幅寸法の収縮による曲げ応力を低減することができ、ひいては、貫通溝２２０の収縮によるコア軸２００の破断を回避することができる。

好ましくは、貫通溝２２０の深さ方向はコア軸２００の径方向であり、貫通溝２２０の長さ方向はコア軸２００の軸方向であり、これにより、貫通溝２２０の加工が容易になり、軸端部材２５０が径方向に押圧された時に均一に変形して破損しにくい。

さらに、軸ヘッド２３０に近接する貫通溝２２０の一端は、軸本体２１０に延在してもよく、軸端部材２５０は、収縮及び反発によってコア軸２００をスリーブケース１００から取り外すためのものでもあり、貫通溝２２０は、排気通路１０１と排気装置の外部とを連通する。排気時には、貫通溝２２０を介して排気通路１０１内のガスを排出することができる。タイヤ金型といったデバイスのメンテナンス時には、コア軸２００をスリーブケース１００の内腔から取り外すことが可能である。これにより、コア軸２００及びスリーブケース１００の内壁を洗浄でき、洗浄完了後にコア軸２００を再度スリーブケース１００に取り付けることができ、排気装置全体を取り外す必要がない。これにより、タイヤ金型の気孔が損傷し、孔径が大きくなり、スリーブケース１００が損傷して排気装置を新たに設置する必要があるという問題が回避され、排気装置を繰り返して使用でき、摩耗したコア軸２００を交換することもできる。また、金型損傷の低減に有利であり、金型の使用寿命を延長することができる。

なお、いくつかの実施例において、スリーブケース１００に気孔を開けて排気してもよく、例えば、スリーブケース１００の外壁を貫通するように気孔を設ける。

図１～図４を続けて参照すると、第１軸セグメント部２５１と軸本体２１０との間には、第１軸セグメント部２５１に接続する一端から軸本体２１０に接続する一端までの径方向寸法が逓減する第２案内部２５３が接続されてもよい。軸本体２１０をスリーブケース１００の内腔に取付ける時に、第２案内部２５３がスリーブケース１００の排気端１０４での制限凸環１１０に当接することで、軸本体２１０、軸端部材２５０、及びスリーブケース１００が同軸となり、コア軸２００が偏芯しにくくなる。コア軸２００を取り外す際に、第２案内部２５３は、スリーブケース１００の排気端１０４での制限凸環１１０と相対的に摺動することにより、案内作用をなし、取り外し抵抗が小さくなる。

好ましくは、第２案内部２５３の外壁面は、テーパ面、斜面、円弧面等であってもよく、好ましくは、テーパ面である。第２案内部２５３のテーパ角βの範囲は、３０度～１１０度であり、より好ましくは、８０度～１００度、例えば８０度、９０度、１００度である。これにより、軸端部材２５０がコア軸２００をよりよく制限でき、コア軸２００の堅固度、安定度が高く、コア軸２００の取り外しが比較的に容易になる。

制限凸環１１０の内径値Φ１は、軸本体２１０の直径よりも大きく、且つ、拡張状態にある第１軸セグメント部２５１の直径値Φ２よりも小さい。そのうち、制限凸環１１０は、スリーブケース１００と一体成形され、スリーブケース１００の軸線に近づく方向に延在している。コア軸２００をスリーブケース１００に挿入する時には、軸端部材２５０の第１案内部２５２の外壁面が、制限凸環１１０において軸ヘッド２３０に近接する側に当接し、軸本体２１０をスリーブケース１００に挿入した後には、軸端部材２５０の第２案内部２５３が、制限凸環１１０において軸ヘッド２３０から離れる側に当接し、排気の際には、排気通路１０１内のガスが軸本体２１０と制限凸環１１０との間の間隔を流通してから、貫通溝２２０を介して排出することができる。

図４に示すように、拡張状態にある第１軸セグメント部２５１の直径値Φ２と制限凸環１１０の内径値Φ１との差をａとすると、貫通溝２２０の幅寸法値Ｗの範囲は、３ａ以上であり、好ましくは３ａ～１０ａである。軸端部材２５０は、径方向の圧力を受けて径方向の寸法がａだけ小さくなると、制限凸環１１０を通過できるようになり、コア軸２００の着脱が可能になる。軸端部材２５０の径方向の収縮は、貫通溝２２０の幅寸法の収縮によって達成され、貫通溝２２０の幅寸法値Ｗの範囲は、好ましくは３ａ～１０ａであり、例えば、貫通溝２２０の幅寸法値Ｗを４ａ、５ａ、６ａ、７ａ、８ａ、又は９ａにしてもよく、貫通溝２２０の幅寸法に十分な収縮代を持たせる。

さらに、拡張状態にある第１軸セグメント部２５１の直径値Φ２と制限凸環１１０の内径値Φ１との差値ａの範囲は、０．０４ｍｍ～０．１ｍｍ、好ましくは０．０６ｍｍ～０．０８ｍｍである。例えば、拡張状態にある軸端部材２５０の直径値Φ２と制限凸環１１０の内径値Φ１との差は、０．０６ｍｍ、０．０７ｍｍ、０．０８ｍｍとしてもよい。軸端部材２５０は、拡張状態においては、コア軸２００がスリーブケース１００から脱出することを回避できる。コア軸２００の堅固度はよく、コア軸２００の閉鎖ストロークＨは安定する。また、軸端部材２５０は、径方向収縮状態においては、制限凸環１１０を通過して軸本体２１０の着脱を達成でき、コア軸２００の着脱が比較的に容易になる。そのうち、第１軸セグメント部２５１の高さは、好ましくは２ｍｍ未満である。コア軸２００の着脱際に、第１軸セグメント部２５１と制限凸環１１０の内壁との接触面積がより小さくなり、接触時間がより短くなり、コア軸２００の着脱が容易になる。

図１、図８を参照すると、排気装置が組み付けられた状態にある場合、第２案内部２５３がスリーブケース１００の制限凸環１１０に当接し、軸ヘッド２３０から離れる貫通溝２２０の一端と当接点との軸方向距離Ｌ２は、貫通溝２２０の軸方向長さ値Ｌの２５～７５％であり、好ましくは３０％～４５％、５５％～７０％である。当接点が貫通溝２２０の軸方向中点の一方側に位置し、軸端部材２５０がコア軸２００に対してより安定した制限作用をなし、コア軸２００の安定度及び堅固度がよく、コア軸２００の閉鎖ストロークＨが安定し、コア軸２００が脱落しにくく、また、コア軸２００は外力によりスリーブケース１００から比較的に容易に離脱できる。例えば、排気装置が組み付けられた状態にある場合、第２案内部２５３がスリーブケース１００の制限凸環１１０に当接し、軸ヘッド２３０から離れる貫通溝２２０の一端と当接点との軸方向距離Ｌ２が貫通溝２２０の軸方向長さ値Ｌに対しての比率値は、３０％、３５％、４０％、５５％、６０％、６５％としてもよい。

なお、本実施例でいう「貫通溝２２０が軸端部材２５０を貫通する」とは、「貫通溝２２０は、単一の直線方向に沿って軸端部材２５０を貫通する」という狭義の意味ではなく、「貫通溝２２０は、軸端部材２５０の周方向に沿って配置する複数、例えば２つ、３つ、４つの開口を有する」という広義の意味である。そのうち、貫通溝２２０は、軸端部材２５０の径方向に貫通しているので、軸端部材２５０が径方向の圧力を受けると、貫通溝２２０の幅寸法が小さくなり、軸端部材２５０の径方向の寸法が収縮し、貫通溝２２０の両側の軸端部材２５０の変形量が均一になる。図９～図１１に示すように、貫通溝２２０は、直接コア軸２００の径方向に沿って軸端部材２５０を貫通することができる。貫通溝２２０は、周方向に均一に配置された複数、例えば、３つ、４つのサブ溝を備えてもよく、複数のサブ溝は、深さがコア軸２００の半径に相当し、且つコア軸２００の内部と相互に連通する。

図７に示すように、排気装置の組み立て過程は、まず、バネを軸本体２１０に外挿する工程と、続いて、コア軸２００をスリーブケース１００の一端からスリーブケース１００の内腔に挿入する工程と、スリーブケース１００の軸方向に沿って軸ヘッド２３０に押圧力Ｆ１を与え、軸端部材２５０が径方向に押圧されて収縮するように第１案内部２５２を制限凸環１１０の内側に当接させ、さらに軸端部材２５０を制限凸環１１０に乗り越えさせ、軸端部材２５０の変形を無くし、バネにより制限凸環１１０の外側に当接させる工程と、を備える。

図８に示すように、排気装置のコア軸２００の取り外し工程は、コア軸２００の後端でコア軸２００に押圧力Ｆ２を与えたりコア軸２００の軸ヘッド２３０からコア軸２００に引張力を与えたりして、軸端部材２５０を径方向に押圧して収縮させ、さらに、軸端部材２５０を制限凸環１１０に乗り越えさせ、軸端部材２５０の変形を無くし、コア軸２００をスリーブケース１００から離脱させる工程を備える。

＜実施例２＞
図１２、１３に示すように、本実施例と実施例１との相違点は、「スリーブケース１００の軸方向に沿った制限凸環１１０の外側には、案内面１１１が設けられ、案内面１１１は、スリーブケース１００の排気端１０４に、外から内に向かって径方向寸法が逓減する開口部を形成させるためのものである」ことにある。

第１軸セグメント部２５１と軸本体２１０との間には、段階が形成され、排気装置が取り付けられた時に、軸ヘッド２３０に近接する第１軸セグメント部２５１の一端の外縁辺は、案内面１１１に当接する。コア軸２００をスリーブケース１００の内腔から取り外す過程において、軸端部材２５０が第２案内面１１１に沿って摺動することにより、第２案内面１１１が軸端部材２５０に対して案内作用をなす。さらに、案内面１１１は、テーパ面、斜面、円弧面等であってもよく、好ましくはテーパ面である。案内面１１１のテーパ角θの範囲は、３０度～１１０度である。これにより、軸端部材２５０は、コア軸２００をよりよく制限でき、コア軸２００の堅固度、安定度がより良くになり、コア軸２００の取り外しが比較的に容易になる。

なお、第１軸セグメント部２５１と軸本体２１０との間には、テーパ面を介して接続されてもよい。排気装置が取り付けられた時に、軸ヘッド２３０に近接する第１軸セグメント部２５１の一端の外縁辺が案内面１１１に当接するか、又は、テーパ面が案内面１１１に当接する。

＜実施例３＞
図１４、図１５に示すように、本実施例と実施例１、２との相違点は、「軸端部材２５０は、軸ヘッド２３０をスリーブケース１００に当接させるように、軸ヘッド２３０から軸端部材２５０に向かう力をコア軸２００に与えるためのものでもあり、軸ヘッド２３０とスリーブケース１００との間には、排気通路１０１と排気装置の外部とを連通する吸気間隔または吸気口がある」ことにある。

一つの実施の形態において、軸ヘッド２３０の外壁面には、周方向に延びる環溝２３１が設けられ、環溝２３１において軸端部材２５０に近接する側には、複数の気溝２３２が設けられ、環溝２３１において軸端部材２５０に近接する側では、軸ヘッド２３０がスリーブケース１００に当接し、環溝２３１において軸端部材２５０から離れる側では、軸ヘッド２３０がスリーブケース１００から離間して、環溝２３１と排気装置の外部とを連通する吸気間隔が形成され、気溝２３２が環溝２３１と排気通路１０１とを連通する。好ましくは、吸気間隔の幅値ｔは、ゴム材料が吸気間隔に入らないように、０．０１ｍｍ～０．０６ｍｍである。あるいは、軸ヘッド２３０の外壁面には、コア軸２００の周方向に周回するように設置し、排気通路１０１と排気装置の外部とを連通するいくつかの排気溝２３２が設けられている。排気溝２３２の開口の径方向寸法は、好ましくは０．０１ｍｍ～０．０６ｍｍである。あるいは、軸ヘッド２３０の外壁面またはスリーブケース１００には、リブが設けられ、軸ヘッド２３０とスリーブケース１００とは、リブにより接続され、軸ヘッド２３０とスリーブケース１００との間には、排気通路１０１と排気装置の外部とを連通する吸気間隔が形成されてもよい。

本発明の上記好ましい実施例の構造設計により、排気装置が優れた技術効果を達成する。その一、本発明による排気装置のコア軸２００の閉鎖ストロークＨが安定し精度が高く、本発明による排気装置は、１５００本以内の加硫タイヤのコア軸２００の閉鎖ストロークＨの公差を±０．０５ｍｍに維持することができるが、従来技術における排気装置の初期閉鎖ストローク公差が一般的に±０．１５ｍｍであり、３００～４００本のタイヤを加硫させた後、排気装置の閉鎖ストローク公差が±０．２５ｍｍ以上になってしまうので、使用要求を満たせず、ゴム材料が排気装置内に入りやすく、タイヤ金型の洗浄頻度が高くなる。その二、本発明による排気装置は、コア軸２００とスリーブケース１００との同軸度がよく、軸端部材２５０がコア軸２００を安定して制限し、軸端部材２５０がスリーブケース１００に対して周方向に当接・係合可能であり、コア軸２００とスリーブケース１００との同軸度がよい。その三、本発明による排気装置は、コア軸２００の堅固度がよく、軸端部材２５０には、両端が閉塞する貫通溝２２０が開けられ、軸端部材２５０の剛性が従来技術より良く、軸端部材２５０が変形しにくく、コア軸２００の堅固度が良く、コア軸２００が脱落しにくく、コア軸の脱落率が０．０１％以下に低下しているが、図１８に示す従来技術におけるコア軸の脱落率が０．０５％以上になる。その四、本発明による排気装置は、寿命が長く、従来技術における排気装置の制限部２１｀の根元部に亀裂が生じやすいので、１回目の組立時に、限位部２１｀の破断率が１～２％に達し、特に、軸部材２｀の後端溝口２２｀を加工する場合、加工精度により、２つの制限部２１｀の厚さを一致させるように制御することが困難であるので、軸部材２｀の着脱際に、２つの制限部２１｀の変形量が等しくなく、制限部２１｀に弾性疲労が発生しやすく、かつ制限部２１｀の根元部に亀裂、破断が発生しやすい一方、本発明による排気装置は、図１８に示す従来技術に比べてコア軸の破断率が８０％以上低減された。

＜実施例４＞
図１６及び図１７に示すように、本発明の実施例によるタイヤ金型は、上記実施例による排気装置を備え、タイヤ金型には、排気装置を嵌め込む排気孔４１０が備えられる。そのうち、タイヤ金型は、腔型部品４００を備え、排気孔４１０は、腔型部品４００の外部と内腔とを連通し、排気装置の軸ヘッド２３０は、内腔へ向け、且つタイヤブランク５００に当接可能であり、タイヤブランク５００と金型との間のガスは、排気装置によってタイヤ金型の外部へ排出可能である。

タイヤ金型で加硫されたタイヤは、ゴム毛がなく、外観が美しい。タイヤ金型を洗浄する時、コア軸２００のみを取り外すだけでよく、洗浄完了後にコア軸２００をスリーブケース１００に取り付けることが可能になる。これにより、排気装置全体を取り外す必要がなく、タイヤ金型の排気孔４１０が損傷したり、孔径が大きくなったり、スリーブケース１００が損傷したりして排気装置を新たに設置する必要があるという問題が回避され、排気装置を繰り返して使用でき、摩耗したコア軸２００を交換することもできる。また、金型損傷の低減に有利であり、金型の使用寿命を延長することができる。また、本発明による排気装置のコア軸２００の閉鎖ストロークＨが安定し、精度が高く、コア軸２００が偏芯しにくく、本発明による排気装置のタイヤ金型を使用する場合、金型洗浄頻度が約３０％低減される。

最後に、上記の各実施例は、単に本発明の技術案を説明するためのものであり、それを限定するものではない。前述の各実施例を参照して本発明を詳細に説明したが、当業者であれば、前述の各実施例に記載された技術案を変更し、又はそのうちの一部若しくは全部の技術特徴を均等に置き換えることができ、これらの変更又は置換が、対応の技術案の本質を本発明の各実施例の技術案の範囲から逸脱させるものではないと理解すべきである。

Claims (19)

1. コア軸（２００）と、前記コア軸（２００）に外挿されたスリーブケース（１００）とを備え、前記スリーブケース（１００）と前記コア軸（２００）との間に排気通路（１０１）が形成され、前記スリーブケース（１００）が吸気端（１０３）と排気端（１０４）とを有する排気装置であって、
   前記コア軸（２００）は、一端が軸ヘッド（２３０）に接続され他端が軸端部材（２５０）に接続される軸本体（２１０）を備え、前記軸端部材（２５０）には、前記軸端部材（２５０）を貫通する貫通溝（２２０）が設けられ、前記軸ヘッド（２３０）の径方向寸法は、前記軸本体（２１０）より大きく、前記軸ヘッド（２３０）から離れる前記貫通溝（２２０）の一端は閉塞されており、
   前記軸端部材（２５０）は、前記コア軸（２００）を軸方向において制限するためのものであって、収縮及び反発によって前記スリーブケース（１００）および前記コア軸（２００）を組付けるためのものであることを特徴とする排気装置。
2. 前記軸端部材（２５０）は、第１軸セグメント部（２５１）と第１案内部（２５２）とを備え、
   前記第１軸セグメント部（２５１）は、前記軸本体（２１０）と前記第１案内部（２５２）との間に接続され、前記貫通溝（２２０）は、前記第１軸セグメント部（２５１）と前記第１案内部（２５２）とを貫通し、
   前記第１案内部（２５２）は、前記第１軸セグメント部（２５１）に接続する一端より前記第１軸セグメント部（２５１）から離れる一端までの径方向寸法が逓減することを特徴とする請求項１に記載の排気装置。
3. 前記第１案内部（２５２）は、外壁面がテーパ面であり、テーパ角αの範囲が２０度～９０度であることを特徴とする請求項２に記載の排気装置。
4. 前記コア軸（２００）が前記吸気端（１０３）から前記スリーブケース（１００）に挿入され且つ前記第１案内部（２５２）の外壁面が前記スリーブケース（１００）に当接した場合、前記軸ヘッド（２３０）から離れる前記貫通溝（２２０）の一端と当接点との軸方向距離Ｌ１は、前記貫通溝（２２０）の軸方向長さ値Ｌの１０％～６０％であることを特徴とする請求項３に記載の排気装置。
5. 前記軸ヘッド（２３０）に近接する前記貫通溝（２２０）の一端は前記軸本体（２１０）に延在し、前記軸端部材（２５０）は、収縮及び反発によって前記コア軸（２００）を前記スリーブケース（１００）から取り外すためのものでもあり、前記貫通溝（２２０）は、前記排気通路（１０１）と前記排気装置の外部とを連通することを特徴とする請求項２に記載の排気装置。
6. 前記軸端部材（２５０）は、前記軸本体（２１０）と前記第１軸セグメント部（２５１）との間に接続される第２案内部（２５３）をさらに備え、前記第２案内部（２５３）の径方向寸法は、前記軸本体（２１０）より大きいことを特徴とする請求項５に記載の排気装置。
7. 前記第２案内部（２５３）は、外壁面がテーパ面であり、テーパ角βの範囲が３０度～１１０度であることを特徴とする請求項６に記載の排気装置。
8. 前記排気装置が組み付けられた状態にある場合、前記第２案内部（２５３）が前記スリーブケース（１００）に当接し、前記軸ヘッド（２３０）から離れる前記貫通溝（２２０）の一端と当接点との軸方向距離Ｌ２は、前記貫通溝（２２０）の軸方向長さ値Ｌの２５％～７５％であることを特徴とする請求項７に記載の排気装置。
9. 前記スリーブケース（１００）の排気端（１０４）には、前記スリーブケース（１００）の排気端部（１０４）に、外から内に向かって径方向寸法が逓減する開口部を形成させるための案内面（１１１）が設けられることを特徴とする請求項５に記載の排気装置。
10. 前記案内面（１１１）は、テーパ面であり、テーパ角θの範囲が３０度～１１０度であることを特徴とする請求項９に記載の排気装置。
11. 前記排気装置が組み付けられた状態にある場合、前記軸ヘッド（２３０）の方を向く前記第１軸セグメント部（２５１）の一端が前記案内面（１１１）に当接し、前記軸ヘッド（２３０）から離れる前記貫通溝（２２０）の一端と当接点との軸方向距離Ｌ２は、前記貫通溝（２２０）の軸方向長さ値Ｌの２５％～７５％であることを特徴とする請求項１０に記載の排気装置。
12. 拡張状態にある前記第１軸セグメント部（２５１）の直径と前記スリーブケース（１００）の排気端（１０４）の内径との差をａとすると、前記貫通溝（２２０）の幅値Ｗの範囲が３ａ～１０ａであることを特徴とする請求項２に記載の排気装置。
13. 拡張状態にある前記第１軸セグメント部（２５１）の直径と前記スリーブケース（１００）の排気端（１０４）の内径との差値の範囲が０．０４ｍｍ～０．１ｍｍであることを特徴とする請求項１２に記載の排気装置。
14. 前記貫通溝（２２０）の軸方向長さ値Ｌと前記貫通溝（２２０）の幅値Ｗとの比率値の範囲が５～２０であることを特徴とする請求項１に記載の排気装置。
15. 前記軸ヘッド（２３０）から離れる前記第１案内部（２５２）の一端には、延在部（２５４）が接続されることを特徴とする請求項２に記載の排気装置。
16. 前記軸端部材（２５０）の外壁面は、円弧面を備えることを特徴とする請求項１に記載の排気装置。
17. 前記スリーブケース（１００）と前記軸本体（２１０）との間には、弾性素子（３００）が設けられ、
    前記コア軸（２００）は、軸方向おいて第１位置と第２位置とを有し、
    前記第１位置において、前記軸ヘッド（２３０）と前記スリーブケース（１００）との間には、前記排気通路（１０１）と前記排気装置の外部とを連通する吸気隙間（１０２）が形成され、前記軸端部材（２５０）が前記スリーブケース（１００）に当接し、
    前記第２位置において、前記軸ヘッド（２３０）が前記スリーブケース（１００）に当接し、
    前記弾性素子（３００）は、前記コア軸（２００）が前記第２位置から前記第１位置に向かって移動する傾向を持たせるためのものであることを特徴とする請求項１～１６の何れか１項に記載の排気装置。
18. 前記軸端部材（２５０）は、前記軸ヘッド（２３０）を前記スリーブケース（１００）に当接させるように、前記軸ヘッド（２３０）から前記軸端部材（２５０）に向かう力を前記コア軸（２００）に与えるためのものでもあり、
    前記軸ヘッド（２３０）と前記スリーブケース（１００）との間には、前記排気通路（１０１）と前記排気装置の外部とを連通する吸気間隔または吸気口があることを特徴とする請求項１～１６の何れか１項に記載の排気装置。
19. 請求項１～１８の何れか１項に記載の排気装置を備え、前記排気装置を設置する排気孔（４１０）が設けられることを特徴とするタイヤ金型。

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