CN101683752A - 轮胎用模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够利用简便的构造而有效地抑制吐出物及缺陷的轮胎用模具。模具(2)具备：主体(18)、在贯穿该主体(18)的排气孔(22)内配置的排气孔塞(20)。排气孔塞(20)具有：具有通孔(28)的第一部件(24)、至少一部分配置在上述通孔(28)的内侧第二部件(26)。在上述第一部件(24)的上述通孔(28)与上述第二部件(26)之间存在微小的间隙(S1)。上述排气孔塞(20)的第一端面(44)露出于上述主体(18)的型腔面(10)。上述排气孔塞(20)的第二端面(46)露出于上述主体(8)的背面(12)。上述主体(18)内侧的气体，能够经过上述间隙(S1)被排到上述主体(18)的外侧。

Description

轮胎用模具

技术领域

本发明涉及轮胎用模具。

背景技术

在轮胎的硫化工序中一般要使用模具。模具被大致分为片模和两半模具。在硫化工序中，将预成形的生胎(也被称为未交联轮胎)放入模具中。该生胎在由模具和气袋所形成的型腔中被加压并且加热。生胎的橡胶组成物借助加压和加热而在型腔内流动。橡胶借助加热产生交联反应而得到轮胎。当加压时一旦在模具的型腔面和生胎之间残留气体，则会在轮胎的表面形成缺陷。缺陷使轮胎的品质降低。

模具上设置有排气孔。排气孔将型腔与外气连通。存在于生胎和型腔面之间的气体经过排气孔向外部排出，借助该排出方式来防止缺陷。

气体被排出后，一些橡胶组成物进入排气孔。该橡胶组成物在轮胎的表面形成吐出物。由于设置了多个排气孔，因此吐出物的数量很多。该吐出物使轮胎的外观性降低。虽然出于提高外观性的目的可以被切削或除去吐出物，然而该除去工作需要花费工夫。因失误有时会残留一部分的吐出物。

片模具有圆弧状的组合模。通过排列多个组合模来形成环状的型腔面。组合模的、与邻接的组合模的边界处被称为“分割面”。不仅是排气孔而且也经过该分割面排出气体。借助该排出方式来防止缺陷。由于经过该分割面排出气体，因此片模对抑制吐出物做出贡献。

专利文献1至7公开一种出于抑制由排气孔为起因的吐出物并且排出气体为目的的模具。

专利文献1：日本特表平5-504110号公报

专利文献2：日本特表2002-521237号公报

专利文献3：日本特开平9-141660号公报

专利文献4：日本特开2005-28589号公报

专利文献5：日本特开2006-168191号公报

专利文献6：日本特开2006-15626号公报

专利文献7：日本特开2007-45083号公报

专利文献1至6所记载的排气孔机构的构造复杂。当构造复杂时容易造成高成本。另外，可以说当构造复杂时动作不良的机率较高。对于抑制吐出物并且更可靠地排出气体的方面还存在改善的余地。多片模具对于吐出物的抑制是有效的，然而有时不能充分地排出距分割面较远位置的气体。另外，如果不是多片模具，则改进现有的金属型使其成为多片模具是不可能的。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够利用简单的构造有效地抑制吐出物及缺陷的轮胎用模具。

本发明涉及的轮胎用模具具备：主体、在贯穿该主体的排气孔内配置的排气孔塞。上述排气孔塞具有：第二部件、具有通孔的第一部件。上述第二部件的至少一部分，配置在上述通孔的内侧。在上述第一部件的上述通孔与上述第二部件之间存在微小的间隙S1。上述排气孔塞的第一端面露出于上述主体的型腔面。上述排气孔塞的第二端面露出于上述主体的背面。在该模具中，上述主体内侧的气体，能够经过上述间隙S1被排到上述主体的外侧。

优选地，上述第二部件具有大直径部和小直径部。优选地，上述小直径部配置在上述第一部件的上述通孔的内侧。优选地，上述小直径部的端面露出于上述主体的型腔面，上述大直径部的端面露出于上述主体的外表面。在上述通孔的内面与上述小直径部之间存在微小的间隙S1。在上述大直径部与上述主体之间存在微小的间隙S2。在该模具中，上述主体内侧的气体，能够经过上述间隙S1和上述间隙S2被排到上述主体的外侧。

优选地，上述第一部件的材质是不锈钢。优选地，上述第二部件的材质是铝合金或铝。

根据本发明的模具，排气孔塞具有第一部件和第二部件，将第二部件插入第一部件的通孔。在该第一部件的通孔与第二部件之间设置有微小的间隙。该排气孔塞的构造简单。在该排气孔塞中，能够可靠地确保用于排出气体的微小的间隙。该排气孔塞容易设置于现有的金属型。借助该模具就能够获得抑制吐出物及缺陷的轮胎。

附图说明

图1是表示作为本发明一个实施方式的模具的局部的俯视图。

图2是沿着图1的II-II线的剖面图。

图3是构成图1模具的组合模的立体图。

图4是排气孔塞的立体图。

图5是构成图4排气孔塞的第一部件的立体图。

图6是构成图4排气孔塞的第二部件的立体图。

图7是排气孔附近的主体的放大剖视图。

图8是表示作为变形例的第二部件的立体图。

图9是第二实施方式涉及的排气孔塞的立体图。

图10是构成图9排气孔塞的第一部件的立体图。

图11是构成图9排气孔塞的第二部件的立体图。

附图标号说明：2…模具；4…组合模；6…侧板；8…胎唇环；10…型腔面；12…背面；18…主体；20、66…排气孔塞；22…排气孔；24、68…第一部件；26、70…第二部件；28、72…通孔；30…第二部件的大直径部；32…第二部件的小直径部；36…排气孔的小直径孔部；38…排气孔的大直径孔部；44、74…排气孔塞的第一端面；46、80…排气孔塞的第二端面；50…第二部件的第一端面(小直径部的端面)；52…第二部件的第二端面(大直径部的端面)；54…第一部件的第二端面。

具体实施方式

下面，酌情参照附图，基于优选实施方式详细地说明本发明。

图1是表示本发明一个实施方式涉及的轮胎用模具2的局部的俯视图。图2是沿着图1的II-II线的剖面图。该模具2具备：多个胎面组合模4、上下一对侧板6和上下一对胎唇环8。组合模4的俯视下形状实质上为圆弧状。将多个组合模4连结成环状。组合模4的数量通常为3以上20以下。侧板6及胎唇环8实质上为环状。该模具2是所谓的“片模”。

图3是表示单个组合模4的立体图。该组合模4具备型腔面10、背面12及一对分割面14。分割面14构成与邻接的组合模4的边界。

组合模4具备主体18和排气孔塞20。主体18上设置有排气孔22。排气孔塞20被插入排气孔22。排气孔22贯穿主体18。排气孔22贯穿在型腔面10和背面22之间。虽未图示，然而型腔面10具备多个条状山部。该条状山部对应于轮胎胎面的沟。借助该条状山部在轮胎上形成胎面花纹。

主体18由铝合金构成并通过铸造而获得。排气孔22通过对铸造后的主体18进行开孔加工而形成。例如利用钻头来进行开孔加工。如图3所示，将排气孔塞20从主体18的背面12侧向排气孔22插入。例如，借助用锤子等敲击来完成排气孔塞20的插入。插入前的排气孔塞20的长度(轴向长度)长于排气孔22的长度(轴向长度)。插入后，排气孔塞20的第一端部从型腔面10向主体内部侧突出。突出的排气孔塞20的第一端部借助切削加工而被除去，将排气孔塞20的第一端面加工为型腔面10的一部分。

在使用了模具2的轮胎制造方法中，首先，可以通过预成形工序获得生胎。然后，在打开模具2并且气袋(未图示)收缩的状态下生胎被放入模具2。在该阶段中，生胎的橡胶组成物为未交联状态。接着，关闭模具2并使气袋膨胀。生胎被气袋按压于模具2的型腔面10并被加压。图2中表示该状态的生胎R。同时生胎R被加热。橡胶组成物通过加压和加热流动。橡胶通过加热产生交联反应而获得轮胎。生胎R加压及加热的工序，被称为硫化工序。

图4是排气孔塞20的立体图。排气孔塞20具有第一部件24和第二部件26。排气孔塞20仅仅由第一部件24及第二部件26构成。

图5是第一部件24的立体图，图6是第二部件26的立体图。

如图5所示，第一部件24为圆筒。第一部件24具有通孔28。第一部件24的中心轴线是直线。通孔28的中心轴线与第一部件24的中心轴线共通。

如图6所示，第二部件26具有大直径部30和小直径部32。大直径部30为圆柱。小直径部32为圆柱。大直径部30的外径大于小直径部32的外径。与大直径部30邻接设置有小直径部32。第二部件26仅仅由大直径部30和小直径部32构成。大直径部30和小直径部32的边界处存在台阶面34。台阶面34是平面。大直径部30的中心轴线与小直径部32的中心轴线为同一轴线。

第一部件24的中心轴线和第二部件26的中心轴线实质上共通。换而言之，第一部件24和第二部件26配置成大致同轴。

第一部件24的轴向长度，与第二部件26中小直径部32的轴向长度实质上相等。对于这些轴向长度的细节后述。

图7是排气孔22的剖视图。排气孔22的形状对应于排气孔塞20的外形。排气孔22具有小直径孔部36和大直径孔部38。小直径孔部36的孔径对应于第一部件24的外径。小直径孔部36的轴向长度与第一部件24的轴向长度实质上相等。大直径孔部38的孔径对应于大直径部30的外径。大直径孔部38的轴向长度与大直径部30的轴向长度实质上相等。

在本实施方式中，大直径部30的外径大于第一部件24的外径。其结果是，排气孔塞20具有大直径部40和小直径部42。大直径部40由第二部件26的大直径部30构成。小直径部42由第二部件26的小直径部32及第一部件24构成。小直径部42的外周面是第一部件24的外周面。这里大直径部30的外径也可以与第一部件24的外径相同。

将排气孔塞20从组合模4的背面12侧插入气孔22(参照图3)。在气孔22中，大直径孔部38是背面12侧，小直径孔部36是型腔面10侧。在排气孔塞20中，大直径部40是背面12侧，小直径部42是型腔面10侧。因此，能够将排气孔塞20从背面12侧插入。借助从从背面12侧插入，就会防止在插入(打进)作业中损伤型腔面10。

如图2所示，排气孔塞20的第一端面44露出于主体18的型腔面10。排气孔塞20的第二端面46露出于主体18的背面12。

这里，排气孔塞20的第一端面44，由第一部件24的第一端面48和第二部件26的第一端面50构成。另外，排气孔塞20的第二端面46是第二部件26的第二端面52。

第一部件24的第二端面54，与第二部件的台阶面34顶接。第二端面54上设置有凹部56(参照图5)。该凹部56成为气体的流路。对于气体的流动的细节后述。基于气体排出的观点，优选地，在第二端面54上设置凹或凸。或者，基于气体排出的观点，优选地，在台阶面34上设置凹或凸。

如上所述，将第一端面44加工为型腔面10的一部分。在插入排气孔塞20的过程中，将突出于型腔面10侧的部分切削加工。借助该切削加工形成第一端面44。

优选地，被插入的排气孔塞20，在背面12中利用焊接、粘结等来固定。然而，在进行焊接或粘结等时，需要预先留出排出气体的间隙。该间隙的细节后述。

基于气体排出性的观点，优选地，第二部件26中的小直径部32的外径D为0.5mm以上。基于容易进行型腔面10的加工及开孔加工的观点，优选地，外径D为10mm以下。

基于气体排出性的观点，优选地，第二部件26中的大直径部30的外径E为3mm以上。基于容易进行开孔加工的观点，优选地，外径E为15mm以下。

当考虑主体的厚度时，优选地，小直径部32的轴向长度F为5mm以上。基于气体排出性的观点，优选地，轴向长度F为50mm以下。

当考虑主体的厚度时，优选地，大直径部30的轴向长度G为5mm以上。基于气体排出性的观点，优选地，轴向长度G为80mm以下。

基于气体排出性的观点，优选地，第一部件24的外径H为1.5mm以下。基于容易进行型腔面10的加工及开孔加工的观点，优选地，外径H为12mm以下。

当考虑主体的厚度时，优选地，第一部件24的轴向长度I为5mm以上。基于气体排出性的观点，优选地，轴向长度I为50mm以下。

基于气体排出性的观点，优选地，通孔28的孔径J(mm)与上述外径D(mm)之差(J-D)为0.002mm以上，更优选为0.004mm以上。基于轮胎的外观性的观点，优选地，差(J-D)为0.20mm以下，更优选为0.16mm以下。

在本实施方式中，存在用于排出气体的间隙。基于易于理解的观点，在本申请中间隙被分为三类，即，间隙S1、间隙S2及间隙S3。

(1)间隙S1是第一部件与位于该第一部件内侧的第二部件之间的间隙。

(2)间隙S2是主体与第二部件之间的间隙。

(3)间隙S3是主体与第一部件之间的间隙。

在排气孔20中，间隙S1是小直径部32与通孔28之间的间隙。在排气孔20中，间隙S2是大直径部30和大直径孔部38之间的间隙。在排气孔20中，间隙S3是第一部件24与小直径孔部36之间的间隙。

在图2的实施方式中，主体18内侧的气体(空气)经过小直径部32与第一部件24之间的间隙S1，经过凹部56内，进而经过大直径孔部38和主体18之间的间隙S2而被排出。在本实施方式中，未必一定需要第一部件24和主体18之间的间隙S3。基于气体排出的难易程度的观点，优选设置该间隙S3。

这里，凹部56不是必需的。特别是在第一部件34及第二部件26是金属时，凹部56不是必需的。这是因为金属彼此的接触的气密性较低。

本实施方式的排气孔塞20，具有第一部件和配置于该第一部件的内侧的第二部件，因此能够可靠地确保间隙S1。另外，由于第一部件和第二部件的尺寸精度高，因此间隙S1的尺寸精度也高。特别是本实施方式的排气孔塞20，由于构成为圆筒形状及圆柱形状，因而尺寸精度高。因此，能够高精度地实现抑制吐出物和气体的排出。

图8是表示第二部件的变形例的立体图。该第二部件60，是将上述第二部件26在与中心轴线平行的平面分割而成的。当第一分割体62和第二分割体64在分割面顶接时，与上述第二部件26为相同形状。在排气孔塞20中，也可以代替第二部件26而使用第二部件60。第二部件60的分割面贯穿主体。气体能够穿过第二部件60的分割面。通过使用该第二部件60来提高气体的排出性能。第二部件的分割数不做限定，只要是2个以上即可。

图9是第二实施方式的排气孔塞66的立体图。排气孔塞66具有第一部件68和第二部件70。图10是第一部件68的立体图，图11是第二部件70的立体图。

第一部件68为圆筒。第二部件70为圆柱。第二部件70的外径在其全长的范围内是一定的。第一部件68的内径及外径，在其全长的范围内是一定的。第一部件68的轴向长度与第二部件70的轴向长度实质上相等。

第一部件68具有通孔72。在该通孔72中插入有第二部件70。第一部件68和第二部件70配置成实质上同轴。在本实施方式中，第二部件70的全部配置在通孔72的内侧。

排气孔塞66的第一端面74，由第一部件68的第一端面76和第二部件70的第一端面78构成。排气孔塞66的第二端面80，由第一部件68的第二端面82和第二部件70的第二端面84构成。

在使用该排气孔塞66时，排气孔(省略图示)为对应于排气孔塞66的外形的形状。供排气孔塞66用的排气孔，是笔直并且孔径一定的通孔。

在第一部件68和第二部件70之间，存在有微小的间隙S1。在本实施方式中，该间隙S1从型腔面10贯穿到背面12。因此，主体内侧的空气，只经过间隙S1，就被排到主体的外侧。

本实施方式的排气孔塞66，也具有第一部件和配置在该第一部件内侧的第二部件，因此能够可靠地确保间隙S1。另外，第一部件和第二部件的尺寸精度高，因此间隙S1的尺寸精度也高。特别是排气孔塞66由于构成为圆筒形状及圆柱形状，因而尺寸精度高。因此，能够高精度地实现抑制吐出物和气体的排出。

在使用了排气孔塞66的实施方式中，由于间隙S1贯穿主体，因此无需在第一部件68和主体之间的间隙。基于气体排出的难易程度的观点，优选设置该间隙S3。

上述排气孔塞20和排气孔塞66各自具有优点。在排气孔塞66中，具有作为高精度的间隙的间隙S1贯穿主体这样的优点。另一方面，在排气孔塞20中，具有插入时第二端面46的变形较少这样的优点。即，在将排气孔塞20插入排气孔22时，例如，用锤子等敲击排气孔塞20的第二端面46。该第二端面46是仅仅由第二部件26的大直径部30构成的单个构造。因此该第二端面46即使被敲击时也难于变形。借助难于变形的排气孔塞20，易于确保间隙的尺寸精度。

当间隙S1的宽度过大时变得易产生飞边。当间隙S1的宽度过小时则难于排出气体。基于气体排出的观点，优选地，间隙S1的宽度为0.001mm以上，更优选为0.002mm以上。基于轮胎外观性的观点，优选地，间隙S1的宽度为0.10mm以下，更优选为0.08mm以下。

如上所述，由于间隙S1是排气孔塞内部的间隙，因此尺寸精度易较高。借助较高的尺寸精度，从而能够更可靠地抑制吐出物。借助较高的尺寸精度，从而能够更可靠地抑制吐出物。借助较高的尺寸精度，能够更可靠地完成气体的排出。

如上所述，根据实施方式，设置间隙S2。例如在上述排气孔塞20时，设置间隙S2。当间隙S2的宽度过大时则易产生飞边。当间隙S2的宽度过小时则难于排出气体。基于气体排出的观点，优选地，间隙S2的宽度为0.001mm以上，更优选为0.002mm以上。基于轮胎外观性的观点，优选地，间隙S2的宽度为0.10mm以下，更优选为0.08mm以下。

如上所述，有时可以不设置间隙S3，然而优选设置间隙S3。间隙S1和间隙S3的并用，能够有效地抑制吐出物并且提高气体的排出性能。当间隙S3的宽度过大时则易产生飞边。当间隙S3的宽度过小时则难于排出气体。基于气体排出的观点，优选地，间隙S3的宽度为0.001mm以上，更优选为0.002mm以上。基于轮胎外观性的观点，优选地，间隙S3的宽度为0.10mm以下，更优选为0.08mm以下。

当反复使用模具2时，则型腔面10上附着有沉积物。该沉积物损害轮胎的品质。因此必须除去沉积物。除去方式通常采用喷丸处理。通过喷丸处理，排气孔塞20的角部产生微小的塑性变形。由于该塑性变形而产生飞边并堵塞间隙S1。产生了堵塞的模具2温度升高。由于升温而使得第一部件及第二部件膨胀。由于该膨胀，第二部件按压外侧的第一部件。由于该按压飞边被压坏，因而缝隙(间隙S1)再生。基于该间隙S1再生的观点，优选地，排气孔塞通过加热，能够膨胀使得间隙S1变窄。基于兼顾间隙的再生和气体的排出的观点，优选地，排气孔塞在400℃时的间隙S1为190℃时的间隙S1的一半以下。轮胎的硫化温度通常为190℃以下。

基于间隙S1的再生的观点，优选地，第二部件的线膨胀系数大于第一部件的线膨胀系数。根据该关系，在加热时飞边易被压坏易产生间隙S1的再生。基于间隙S1的再生的观点，优选排气孔塞的材质为金属。基于间隙S1的再生的观点，更优选第一部件的材质为不锈钢，并且第二部件的材质为铝合金或铝。

优选地，间隙S2通过加热能够再生。基于间隙S2的再生的观点，优选地，模具2通过加热，能够膨胀使得间隙S2变窄。基于兼顾间隙的再生和气体的排出的观点，优选地，排气孔塞在400℃时的间隙S2为190℃时的间隙S2的一半以下。可以通过考虑主体及排气孔塞的线膨胀系数等来制作这样的模具。

优选地，间隙S3通过加热能够再生。基于间隙S3的再生的观点，优选地，模具2通过加热，能够膨胀使得间隙S3变窄。优选地，排气孔塞在400℃时的间隙S3为190℃时的间隙S3的一半以下。可以通过考虑主体及排气孔塞的线膨胀系数等来制作这样的模具。

本发明所适用的模具的种类不做特别限定，可以适用于片模，也可以适用于两半模具。还可以将本发明适用于多片模具。在将本发明适用于片模的情况下，能够获得与经过分割面14(参照图3)排出气体的协同效应，更有效地抑制吐出物及缺陷。另外，本发明例如也能够适用于侧板。

实施例：

实施例及比较例：

作为实施例，制作了与上述第一实施方式的模具2具有同样构造的轮胎用模具的构成部件。模具为具有9个组合模的9片构造。借助模具成型的轮胎的尺寸为205/65R15HTR200。主体的材质为铝合金。排气孔塞的第一部件的材质为不锈钢(SUS303)。第一部件的材质为铝合金(A5052)。上述外径D为1.9mm、上述外径E为6mm、上述轴向长度F为15mm、上述轴向长度G为60mm、上述外径H为3mm、上述孔径J为2mm、上述轴向长度I为15mm。利用钻头进行开孔加工及锪孔加工，形成了排气孔。另外，将第二部件插入第一部件而装配了排气孔塞。利用锤子将该装配成的排气孔塞从主体的背面侧打进排气孔。然后，在主体的背面侧将排气孔塞与主体进行了局部焊接。以不堵塞排气孔塞和主体的间隙的方式完成焊接。接着，将从型腔面突出的排气孔塞削去，加工成排气孔塞的第一端面为型腔面的一部分。排气孔塞及排气孔，在一个组合模A上制作了22个位置。这22个位置，均设置在胎面的中心条状部成形的部分。

在该模具中，在与上述组合模A不同的组合模B上，完全未设置排气孔塞和排气孔。

在该模具的型腔面上实施了侧喷射。然后，将该模具以350℃加热4小时，进行了间隙的再生。

接下来，用该模具将15个轮胎成形，并通过目视确认有无缺陷。在利用上述组合模A成形的部分，15个轮胎全部未发现缺陷的产生。与此相对，在利用上述组合模B成形的部分产生了缺陷。

Claims (3)

1.一种轮胎用模具，具备：主体、在贯穿该主体的排气孔内配置的排气孔塞，

其中，所述排气孔塞具有第一部件和第二部件，

所述第一部件具有通孔，

所述第二部件的至少一部分配置在所述通孔的内侧，

在所述第一部件的所述通孔与所述第二部件之间，存在微小的间隙(S1)，

所述排气孔塞的第一端面露出于所述主体的型腔面，

所述排气孔塞的第二端面露出于所述主体的背面，

所述主体内侧的气体能够经过所述间隙(S1)被排到所述主体的外侧。

2.根据权利要求1所述的轮胎用模具，其中，

所述第二部件具有大直径部和小直径部，

所述小直径部配置在所述第一部件的所述通孔的内侧，

所述小直径部的端面露出于所述主体的型腔面，所述大直径部的端面露出于所述主体的外表面，

在所述通孔的内面与所述小直径部之间存在微小的间隙(S1)，

在所述大直径部与所述主体之间存在微小的间隙(S2)，

所述主体内侧的气体能够经过所述间隙(S1)和所述间隙(S2)被排到所述主体的外侧。

3.根据权利要求1或2所述的轮胎用模具，其中，

所述第一部件的材质是不锈钢，

所述第二部件的材质是铝合金或铝。

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