JP2010137370A - ベントピース及び前記ベントピースを備えた加硫用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】 加硫時における加硫用金型内のエアを低コストで確実に排気する。
【解決手段】タイヤの加硫用金型のエア排気用のベントホール内に挿入して用いるベントピース２０であって、ベントピース２０の円筒体３０の排気路３２内に摺動自在に配置され、コイルスプリング３４によって前記加硫用金型内に突出する方向に付勢された作動軸３６と、作動軸３６の先端側にその中央部分が取り付けられ下端側は前記排気路３２と同心に配置された、前記排気路３２を閉鎖可能な大きさを有し、その中央部分から外方に向かって連続した切断片４４を形成するように切断された板状体とからなる。
【選択図】 図２

Description

本発明は加硫用金型、例えば未加硫タイヤを加硫成形する加硫用金型のエアを排気するためにベントホール内に配置して用いるベントピース、及び前記ベントピースをそのベントホール内に配置して備えた加硫用金型に関する。

一般に未加硫タイヤを加硫するには、アルミニウム合金もしくは鉄製のタイヤ加硫用金型が用いられる。生タイヤの加硫成形においては、このタイヤ加硫用金型内に未加硫のゴムタイヤ（生タイヤ）を配置して、これを内部に配置したブラダーを膨張させることで上記生タイヤを拡張し、その外表面をタイヤ成形金型の内面に圧着させて成形する。この加硫成形において、加硫用金型内に封じ込められた空気や加硫時に生ゴムから発生するガス（総称してここではエアという）は、タイヤ表面のベアやタイヤ内部のエア入りを発生させ、タイヤの外観品質や耐久性を低下させる。このため、加硫成形においてエアを抜くために従来から種々の方法が採られている。

その第１の方法は、ベントホールと称する円板の孔をタイヤ成形用金型のタイヤ外表面から金型外部に向けて多数貫通して形成し、それによってガスを排気するものである（特許文献１参照）。
この方法を用いることにより、加硫成形工程実行中に加硫用金型からエアを抜くことができる。しかし、ベントホール部分にエアと共に流れ込んだゴム（スピュー又はゴムバリ）は、成型品（ゴムタイヤ）と一体になって離型時にベントホールから引き出される。そのため、そのスピュー部分を除去（トリミング）するための後工程が必要となる。そのためこの方法はタイヤ成形の効率上の問題やコストが掛かるという問題がある。

第２の方法は、ベントホールにさらに小径の穴を持ったベントピースを埋め込むものである（特許文献２参照）。
この方法によるときは、ベントピースのエア排気路は小径でありゴムが流入し難いために上記スピューの発生を抑制することができる。しかし、この方法では、逆にエアの排気路が小径であることにより、加硫中に発生するガスやゴムの分解物の付着が生じると、それによって排気路が詰まり、エア排気不良が生じるという問題が生じる。そのため、定期的に清掃してエア排気路の付着物を除去しなければならない。定期的に加硫用金型の清掃を行うことは工数が掛かることに加え、生産を阻害する等の問題がある。

第３の方法は、タイヤ加硫用の金型を多数に分割し、分割金型を組み合わせたときに金型間に隙間（スリット）を空けておく方法である（特許文献３参照）。
この方法によるときは、上記のスピュー発生の問題や、排気路の閉塞の問題は生じない。しかし、この方法は金型の生産にコストが掛かるという別の問題がある。

第４の方法は開閉可能な弁（タペット弁）を用いるものである。即ち、ケーシング内に収納されたエア抜き弁を加硫用金型のエア抜き穴（ベントホール）に挿入したものである。この弁は加硫中に拡張する生タイヤ表面に押圧されて閉じ、離型時に再び開放するようにバネ付勢されたものである。（特許文献４参照）。
また、第４の方法における他の例では、タイヤ成形金型に形成したベントホールに、排気筒部側面に排気経路を形成した筒状の金属製のホルダと、このホルダに弾性部材を介して常時開弁方法に附勢された栓部材とから成るタイヤ成形プラグを装着し、常時所定の間隔を形成したホルダの嵌合部と栓部材のヘッド部を、金型内のタイヤの押圧力で閉鎖するようにしている（特許文献５参照）。
しかし、この第４の方法によるときは、成形型内のエアが完全に除去される前に弁が閉じることがあり、その場合は成形型内にエア残りが生じるため、成型品（タイヤ）の外観不良が生じる。

特許公開平５ −１３１４５１号公報 特許公開２００２−１１３７１９号公報 特許公開２００１−１５０４５５号公報 特許公開２００６−１６８２５３号公報 特許公開平９ −１４１６６０号公報

本発明は、従来の未加硫ゴムの加硫成形用金型における上記の問題を解決すべくなされたものであって、その目的は、簡易な構成により加硫用金型内に残留するエア等を確実に排気することが出来ると共に、ゴム詰まりがなく維持管理が容易なベントピース及び当該ベントピースを備えた加硫用金型を提供することである。

請求項１の発明はベントピースであって、加硫用金型のエア排気用のベントホール内に挿入して用いるベントピースであって、排気路を備えた筒体と、筒体の排気路内に摺動自在に配置され付勢手段によって前記加硫用金型内に突出する方向に付勢された軸部材と、前記軸部材の先端側に取り付けられた中央部分と前記筒体に取り付けられた周縁部とを有し、前記排気路と同心に配置されかつ前記排気路よりも大きく、前記中央部分から外方に向かって連続した切断片を形成するように切断された板状体と、からなることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載されたベントピースにおいて、前記板状体は、前記筒体の前記排気路の周りに設けられた凹所に配置され、前記軸部材が前記加硫用金型内に突出するとき前記加硫用金型内に延び出して前記切断片間を開き、かつ前記軸部材が拡張する未加硫ゴム製品に押されて前記付勢手段の付勢力に抗して前記ベントピース内に退却するのに伴い前記切断片間を閉塞しつつ前記凹所内に収容されることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２に記載されたベントピースにおいて、前記板状体が前記凹所内に収容されている状態において、前記切断片間の隙間は、ゴム粒子を通過させずしかしエアを通過させる間隔に維持されることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載されたベントピースにおいて、前記板状体は円板であって、その中央部分から渦巻き状の切断線に沿って切断されていることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載されたベントピースにおいて、前記軸部材は前記ベントホール内に配置されたコイルバネにその下端が連結されていることを特徴とする。
請求項６の発明は加硫用金型であって、請求項１ないし５のいずれかに記載されたベントピースを、加硫用金型に設けたベントホール内に装着したことを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成により加硫用金型内のエアを確実に排気出来ると共に、ゴム詰まりがなく維持管理が容易である。また、これに加え、構造が簡易で製作が容易であるのでコストを低減することができる。

本発明のベントピース及び加硫用金型を添付図面にしたがって実施形態に基づき説明する。
図１は、本願発明のベントピースを適用する加硫用金型の内面を展開して示した正面図である。加硫用金型１０の表面には、例えばタイヤのトレッドを形成するためのパターン１２が形成されており、そのパターンを構成する凸又は凹条１４に応じて従来と同様に、図示の例では各凸又は凹条１４間にベントホール１６が形成されている。

図２は本実施形態に係るベントピースを示し、図２Ａは、図１の各ベントホール１６内に挿入されるベントピースの断面図であり、図２Ｂはベントピースを構成する後述する円板の正面図である。
本実施形態に係るベントピース２０は、中心に例えば断面円形の排気路３２を有する筒体（ケーシング）ここでは円筒体３０と、上記排気路３２内に取り付けた付勢手段、例えばコイルスプリング３４と、コイルスプリング３４の上端に取り付けられた軸部材例えば金属性の丸棒からなる作動軸３６と、作動軸３６に取り付けられた金属製の板状体、ここでは円板４０とから成っている。
上記作動軸３６は上記円筒体３０内においてコイルスプリング３４により常に円筒体３０から外方、即ち加硫用金型内（つまり加硫用金型とブラダー間に形成されるキャビティ）に向かって突出するように付勢されている。

円板４０は、図２Ｂに示すように、その中央部分に上記作動軸３６が挿入可能な円板の孔４２が形成されていると共に、その孔４２から円板４０の外縁部近傍まで螺旋状の切断線に沿って例えばレーザ加工などにより切断して（或いは切り込みを入れて）、一連の螺旋状の切断片４４となるように構成されている。
この円板４０を上記作動軸３６に組み付けるに際して、上記円板の孔４２の周縁の切断片４４先端を例えば接着などの適宜の手段で作動軸３６の加硫用金型キャビティに向かう先端部に取り付け、他方、円板４０の外周縁部を、円筒体３０の加硫用金型内面側の表面に上記排気路３２と同心状に形成された凹所３８内に配置して、凹所３８の表面に例えば接着等の適宜の手段により取り付ける。
ここで凹所３８は、円板４０が収容されたとき、円板４０が、その切断片４４間に、エアは通すがゴム粒子は通過させないごく狭い空隙を残留させる余地を残して畳み込まれる深さに形成されている。円板４０の切断片４４が上記凹所３８内に完全に収容されたとき、円板４０とベントピース２０の加硫用金型側の表面は面一となり、例えば生タイヤを加硫したときにその表面に段差が生じることがない。

上記ベントピース２０は、例えば、図１の加硫用金型のベントホール１６に挿入（圧入）することで、ベントピース２０付き加硫用金型を形成することができる。加硫用金型に挿入されたベントピース２０の排気路３２中に挿入された作動軸３６は、コイルスプリング３４による付勢力により加硫用金型のキャビティに向かって突出し、それに伴って作動軸３６の先端部に固着された円板４０の切断片４４が螺旋状に開き、切断片４４間に隙間が生じる。
したがって、加硫用金型内のエアは、加硫時に加硫用金型内でブラダーの膨張にしたがって拡張された生タイヤにより圧縮され、図２Ａの破線で示すように、切断片４４間の隙間から円筒体３０の排気路３２を通して加硫用金型１０外に排気される。

図３は、円板がベントピースの凹所内に収容された状態を示す断面図である。
加硫が進行してやがて図３に示すように生タイヤＴが作動軸３６に当接して作動軸３６を押圧すると、作動軸３６は、円板４０の螺旋状に展開した切断片４４間の隙間を縮めながらコイルスプリング３４の弾発力に抗してベントピース２０の上記排気路３２中を、その上端がベントピース３０のキャビティ側の表面と面一になるまで退却する。

作動軸３６がベントピース２０の排気路３２中に完全に退却した状態では、円板４０は上記円筒体３０の厚み内に収納される。円板４０は、その状態で上記切断片４４間にゴム粒子は通過できないがエアは通過出来る隙間が残るよう構成されていることにより、ゴム粒子がベントピース２０の排気路３２に流入してこれを閉塞することがない。

加硫が終了し、加硫済みのタイヤが加硫用金型から除去されると、上記作動軸３６は、コイルスプリング３４の付勢力で再び加硫用金型のキャビティ内に突出し、同時に円板４０の切断片４４は螺旋状に展開して切断片４４間の隙間が再び拡大する。
これにより加硫中の生タイヤの膨張の初期から最終段階に至るまでの殆どの期間に渡って、拡開した上記切断片４４間の最大限に開いた隙間からベントピース２０の排気を行うことができる（図２Ａ参照）。
なお、生タイヤの最後の拡張段階で上記切断片４４間の隙間は縮小するが（図３参照）、その場合でもゴム粒子は通過させないがエアは通過できる隙間を残留させてあるため、加硫中の全期間に渡って加硫用金型内のエアを排出し続けることができる。

したがって、エア残りによる成型品（タイヤ）の不良の発生を完全に防止することができる。
なお、上記実施形態において、円板４０の形状は必ずしも必須ではなく、その形状は任意である。製作のし易さなどの問題はあるが、例えば図４に示すように、矩形板４０’としてその中心に作動軸３６の断面形状に合致した円板の孔４２を形成し、そこから円板と同様にその板体の外縁に向かって一条の切断線に沿って互いに並行に切断した切断片４４’を形成されたものであってもよい。また、切断片４４、４４’も必ずしも並行である必要はなく、要は、作動軸３６をスプリング等の付勢力により加硫用金型のキャビティに向けて突出させたとき、切断片間に大きな隙間ができ、作動軸３６を円筒体３０の排気路３２内に収容したときには、既に述べたように、エアは通すがゴム粒子は通さない隙間が形成できるものであればどのようなものでもよい。
その際、筒体（円筒体３０）の加硫用金型のキャビティに面する側の面に設けた凹所３８の形状は、切断片を備えた板状体の外形に合致させておくことにより、加硫された成型品（タイヤ）の表面にスピュー（ゴムバリ）が発生することを防止できる。

なお、板状体の中心に設けた円板の孔は必ずしも必要ではなく、例えば図５Ｂのように板状体、ここでは円板４０の中央部分４３近傍の位置を切断端として切断片４４を形成してもよい。この場合は、図示のように、円板４０の中央部分４３を作動軸３６の上端部に接着その他の方法で取り付ける。図５Ａはこの円板４０を取り付けたベントピースの図２Ａと同様の図である。
本実施形態のベントピース２０は以上のとおりであるが、その筒体（円筒体３０）は従来の加硫用金型に形成されたベントホール１６に合わせた形状に作成することにより、そのまま挿入することができるため、ベントホールを備えた加硫用金型に全て適用可能である。

また、板状体が加硫中の生タイヤに押されてベントピース内に収納された状態では、切断片間はエアのみが通過でき、ゴムの流入は阻止できるから、従来のようにベントピースがゴムで閉塞されることがないため、ゴム屑を除去する等の保守を必要とせず、仮にコイルスプリング３４が折損したり或いは切断片が外れたり折損した場合にも、新たなベントピース２０と取り替えるのみで簡単に修復することができる。

本願発明のベントピースを適用する加硫用金型の内面を展開して示した正面図である。 本実施形態に係るベントピースを示し、図２Ａは、各ベントホール内に挿入されるベントピースの断面図であり、図２Ｂはベントピースを構成する円板の正面図である。 円板がベントピースの凹所内に収容された状態を示す断面図である。 板状体の別の実施形態を示す平面図である。 別の本実施形態に係るベントピースを示し、図５Ａは、各ベントホール内に挿入されるベントピースの断面図であり、図５Ｂはベントピースを構成する円板の正面図である。

符号の説明

１０・・・加硫用金型、１２・・・パターン、１４・・・凸又は凹条、１６・・・ベントホール、２０・・・ベントピース、３０・・・円筒体、３２・・・排気路、３４・・・コイルスプリング、３６・・・作動軸、３８・・・凹所、４０・・・円板、４２・・・円板の孔、４４・・・切断片。

Claims (6)

1. 加硫用金型のエア排気用のベントホール内に挿入して用いるベントピースであって、排気路を備えた筒体と、筒体の排気路内に摺動自在に配置され付勢手段によって前記加硫用金型内に突出する方向に付勢された軸部材と、前記軸部材の先端側に取り付けられた中央部分と前記筒体に取り付けられた周縁部とを有し、前記排気路と同心に配置されかつ前記排気路よりも大きく、前記中央部分から外方に向かって連続した切断片を形成するように切断された板状体と、からなることを特徴とするベントピース。
2. 請求項１に記載されたベントピースにおいて、
   前記板状体は、前記筒体の前記排気路の周りに設けられた凹所に配置され、前記軸部材が前記加硫用金型内に突出するとき前記加硫用金型内に延び出して前記切断片間を開き、かつ前記軸部材が拡張する未加硫ゴム製品に押されて前記付勢手段の付勢力に抗して前記ベントピース内に退却するのに伴い前記切断片間を閉塞しつつ前記凹所内に収容されることを特徴とするベントピース。
3. 請求項２に記載されたベントピースにおいて、
   前記板状体が前記凹所内に収容されている状態において、前記切断片間の隙間は、ゴム粒子を通過させずしかしエアを通過させる間隔に維持されることを特徴とするベントピース。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載されたベントピースにおいて、
   前記板状体は円板であって、その中央部分から渦巻き状の切断線に沿って切断されていることを特徴とするベントピース。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載されたベントピースにおいて、
   前記軸部材は前記ベントホール内に配置されたコイルバネにその下端が連結されていることを特徴とするベントピース。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載されたベントピースを、加硫用金型に設けたベントホール内に装着したことを特徴とする加硫用金型。

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