JP2015193176A - 金型及び空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ベントホールの排気口と弁部材との間への成形材料の浸入を防止する。【解決手段】金型内面２２に開口する排気口２６を備えたベントホール２４と、該排気口２６を開閉するものであって開状態から成形材料１００により押圧されて閉状態となる弁部材２８とを備えた金型１０において、排気口２６の周りに弁部材２８を取り囲む周壁５２を設け、該周壁５２を、金型内面２２から突出し、かつ、開状態における弁部材２８の先端位置２９よりも高く形成する。【選択図】図２

Description

本発明は、金型及び空気入りタイヤの製造方法に関し、より詳細には、未加硫タイヤなどの成形材料と金型との間に溜まった空気を排気するためのベントホールを備えた金型、及び、該金型を用いた空気入りタイヤの製造方法に関するものである。

ゴム製品などの成型に用いられる金型には、金型内部の空気を排気するためのベントホールが設けられている。例えば、タイヤ加硫用金型には、未加硫タイヤと金型との間に存在する空気を排気するために、ベントホールと称される多数の細い排気穴が形成されている。これらのベントホールには加硫成形中にゴム材料が流れ込んでスピューと称される髭状の突起が形成されるため、別途除去工程が必要となる。そこで、ベントホールからの排気を可能にしつつ、ゴム材料の流れ込みを抑制するために、ベントホールの開口（即ち、排気口）を開閉する弁部材をベントホールに組み込むことが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

このような弁部材を備えたベントホールでは、上記排気口と弁部材との間にゴム等の成形材料が浸入して、弁部材の作動不良の要因となるため、かかる成形材料の浸入を抑制することが求められる。そのため、例えば、特許文献１では、弁部材の閉状態において、弁部材の先端面（上端面）が金型内面よりも後退するように配置させることが提案されている。また、特許文献２では、金型内面に凹部を設け、該凹部の底面にベントホールの排気口を設けるとともに該排気口を開閉する弁体（弁部材）を該凹部に内設しており、弁体を金型内面から後退させた位置に設けることにより、弁体の裏面側への成形材料の回り込みを阻止することが開示されている。

これら特許文献１，２に開示の構成では、弁部材の先端面が金型内面から後退しており閉状態において凹状部が形成されるため、加硫成形後のタイヤ表面に凸部が形成されてしまい、タイヤのノイズ性能や転がり抵抗性能に悪影響を与える。

国際公開第２００６／０７０４１１号 特開２００４−２９１６１５号公報

本発明は、以上の点に鑑みなされたものであり、ベントホールの排気口と弁部材との間への成形材料の浸入を防止することを目的とする。

本発明に係る金型は、金型内面に開口する排気口を備えたベントホールと、前記排気口を開閉する弁部材であって開状態から成形材料により押圧されて閉状態となる弁部材とを備え、前記排気口の周りに前記弁部材を取り囲む周壁が設けられ、前記周壁が、前記金型内面から突出しかつ開状態における前記弁部材の先端位置よりも高く形成されたものである。

本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、該金型内に未加硫タイヤをセットし、未加硫タイヤと金型との間に溜まった空気を前記ベントホールで排気しながら未加硫タイヤを加硫成形するものである。

本発明によれば、上記周壁を設けたことにより、弁部材の側方からの成形材料の浸入が遮られ、排気口と弁部材との間への成形材料の浸入を防止することができる。また、該周壁は金型内面から突出して設けられているので、成形品には周壁による凸部は形成されず、そのため、例えばタイヤの加硫成形に用いた場合にノイズ性能や転がり抵抗性能への悪影響を抑えることができる。

一実施形態に係るタイヤ加硫用金型の断面図である。 同金型の排気構造を示す断面図である。 同排気構造の弁部材開状態での要部拡大断面図である。 同排気構造の弁部材閉状態での要部拡大断面図である。 曲面状の金型内面位置での排気構造を示す要部拡大断面図である。 同排気構造の周壁を示す斜視図である。 同金型の陸部形成用凹部の平面図である。 他の実施形態に係る金型の排気構造を示す断面図である。 更に他の実施形態に係る金型の排気構造を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、一実施形態に係るタイヤ加硫用金型１０の断面図である。この金型１０は、タイヤのトレッド部を成形するための環状のトレッド型部１２と、タイヤのサイドウォール部を成形するための上下一対のサイド型部１４，１４を備え、不図示のビードリング等とともに空気入りタイヤの成形空間であるキャビティ１１を形成する。トレッド型部１２の内周面であるトレッド成形面１３には、トレッド部の縦溝及び横溝を形成するための縦リブ１６及び横リブ１８が設けられ、これら縦リブ１６及び横リブ１８で区画された領域が、トレッド部にブロックなどの陸部を形成するための陸部形成用凹部２０となっている。

トレッド成形面１３を含む金型内面２２には、金型１０の外部に連通するエア抜き用のベントホール２４が設けられている。ベントホール２４は、トレッド型部１２の内周面だけでなく、サイド型部１４におけるサイドウォール成形面１５にも、それぞれ複数設けられている。

図２に示すように、実施形態の排気構造は、金型内面２２に開口する排気口２６を備えたベントホール２４と、該排気口２６を開閉する弁部材２８とを備える。排気口２６は、キャビティ１１内の空気を排出するための開口であり、ベントホール２４に空気を導き入れるための入口に相当する。

弁部材２８は、金型１０の内側（図２では上方）に向かって付勢されることで、排気口２６を開放する開状態となり、また、タイヤ加硫成形時に未加硫タイヤのゴム材料により先端面２９（即ち、上端面）が上記付勢力に抗して金型１０の外側（図２では下方）に向かって押圧されることで、排気口２６を閉鎖する閉状態となる。この例では、該先端面２９が、開状態における弁部材２８の先端位置となり、また、閉状態において成形材料により押圧される被押圧面となる。

この例では、排気構造は、ベントホール２４の金型内面２２側の端部に設けられた挿入穴３０と、挿入穴３０内に装着されたプラグ３２とで構成されている。挿入穴３０は、金型１０に設けられた金型内面２２に開口する円柱面状の穴部である。プラグ３２は、挿入穴３０に嵌着される筒状のホルダ３４と、ホルダ３４内に摺動可能に取り付けられた弁部材２８と、ホルダ３４内に収納された弾性部材としてのコイルバネ３６とを備えてなる。

ホルダ３４は、円筒状をなして、その中空部３８がベントホール２４の一部を構成しており、中空部３８のキャビティ１１側への開口端部が上記排気口２６となっている。該開口端部には、キャビティ１１側ほど開口面積が漸次大きくなる逆テーパ状の弁座４０が設けられている。また、排気口２６側の反対側の端部には、内向きに突出する係止部４２が設けられ、その内側に排気経路が確保されている。

弁部材２８は、軸部材（ステム）の両端部にそれぞれヘッド部４４と係止突起４６を設けた構造を有している。ヘッド部４４は、ホルダ３４の逆テーパ状の弁座４０に嵌合して排気口２６を閉鎖できるように先端ほど漸次径大の逆向きのテーパ４８を備え、キャビティ１１に面する先端面２９が平面状に形成されている。係止突起４６は、ホルダ３４の係止部４２の内側を貫通する弁部材２８の抜け止めとなる凸部である。弁部材２８は、コイルバネ３６の内側に挿通された状態で、コイルバネ３６がヘッド部４４と係止部４２との間で挟持されるようにして、ホルダ３４に取り付けられており、すなわち、弁部材２８はコイルバネ３６を介して軸方向に往復動可能に装着されている。弁部材２８は、係止突起４６がホルダ３４の係止部４２に係止されるまでを限度して、コイルバネ３６の弾性力によりキャビティ１１側に向けて付勢され、図３に示すように、通常の状態ではヘッド部４４のテーパ４８とホルダ３４の弁座４０との間に隙間５０が形成されている。

上記のような排気構造において、本実施形態のものでは、図２，３に示すように、排気口２６の周りに弁部材２８を取り囲む周壁５２が設けられている。周壁５２は、弁部材２８のヘッド部４４を取り囲む円筒状をなす薄肉板状の壁部であり、排気口２６と弁部材２８との間に形成された上記隙間５０への側方からのゴム材料の浸入を遮る。排気口２６からの排気を可能にしつつ、上記隙間５０への側方からのゴム材料の浸入を有効に防止するために、周壁５２は、弁部材２８のヘッド部４４を通気用の隙間５４をおいて取り囲む。周壁５２は、金型内面２２からキャビティ１１内に突出して形成されており、かつ、その上端５２Ａが開状態における弁部材２８の先端面（即ち、先端位置）２９よりも高く（即ち、金型内面２２からの距離が大きく）形成されている。周壁５２は、この例では、ホルダ３４の上記排気口２６側の端部に一体に設けられている。

周壁５２の突出高さは、特に限定しないが、弁部材２８の先端面２９からの高さＨが０．１〜０．５ｍｍであることが好ましく、より好ましくは、該高さＨは０．３〜０．５ｍｍである。また、周壁５２の厚みＴは、特に限定しないが、０．１〜０．３ｍｍであることが好ましく、このような範囲に設定すれば、周壁５２によってタイヤ表面に形成される微細な円形切れ込みによるタイヤ性能や外観への影響を低減しつつ、周壁５２の剛性不足を回避することができる。

図４に示すように、閉状態における弁部材２８の先端面（即ち、未加硫タイヤ１００による被押圧面）２９は、金型内面２２と面一に設定されている。すなわち、弁部材２８のヘッド部４４が排気口２６を閉じた状態において、ヘッド部４４の上面である先端面２９はその周りの金型内面２２と同一平面上に位置している。なお、先端面２９が金型内面２２と面一とは、平面状の金型内面２２にベントホール２４を設ける場合には、上記のように同一平面上に位置することを意味するが、タイヤショルダー部のような曲面状のタイヤ表面を成形する位置では次の通りである。すなわち、図５に示すように、曲面状の金型内面２２にベントホール２４を設ける場合、排気口２６を形成する範囲内における金型内面２２の仮想面２２Ａを考え、該仮想面２２Ａの最高点５６と最低点５８との間に先端面２９が位置するときを、先端面２９が金型内面２２と面一にあるという。本発明における「面一」にはかかる態様も含まれる。

図３及び図６に示すように、周壁５２には、軸方向に延びる通気用の切れ込み６０が設けられている。かかる切れ込み６０を設けることにより、周壁５２を設けたものでありながら、ベントホール２４での排気性を向上して残留エアによるベアを低減することができる。この例では、切れ込み６０は、周壁５２の周方向における一箇所に設けているが、２箇所以上に設けてもよい。また、切れ込み６０の高さは、ベントホール２４による排気性の点からは周壁５２の高さ全体で設けることが好ましいが、周壁５２の上部側のみに設けてもよい。切れ込み６０の幅Ｗは、特に限定しないが、ゴム材料の浸入を抑えるため、０．１ｍｍ以下が好ましく、例えば０．０５〜０．１ｍｍとしてもよい。

周壁５２の周方向における切れ込み６０の形成位置は、特に限定されない。例えば、ベントホール２４は、上記陸部形成用凹部２０に設ける場合、図７に示すように、当該凹部２０の各角部６２に設けられる。このような角部６２に設けられたベントホール２４のための周壁５２に切れ込み６０を設ける場合、切れ込み６０は各角部６２の頂部６２Ａ側に向けて開口する位置に設けることが好ましい。この場合、加硫成形時にゴム材料は凹部２０の中央部から各角部６２に向かって充填されていくので、ゴム材料の浸入を防止しつつ充填の最終段階まで切れ込み６０を利用した排気が可能となる。

以上よりなる金型１０を用いて空気入りタイヤを製造する際には、金型１０内に未加硫タイヤ（グリーンタイヤ）をセットして型閉めした後、内側に配置した不図示のブラダーを膨張させて、未加硫タイヤを金型内面２２に押し当て、加熱状態に保持することにより未加硫タイヤが加硫成形される。

その際、本実施形態では、未加硫タイヤと金型１０との間に溜まった空気を上記ベントホール２４で排気しながら未加硫タイヤを加硫成形する。詳細には、未加硫タイヤを金型内面２２に押し当てる際、初期段階では、図３に示すように弁部材２８は排気口２６に対して開放位置にあるので、ヘッド部４４と弁座４０との隙間５０を通じてキャビティ１１内の空気がベントホール２４へ流れ込み、金型１０外部へ排気される。その後、未加硫タイヤが金型内面２２に達したときには、図４に示すように、未加硫タイヤ１００が弁部材２８の先端面２９を押圧することにより、弁部材２８が押し込まれて隙間５０がなくなり、排気口２６が閉鎖されるので、ベントホール２４へのゴム材料の浸入が阻止される。

このとき、本実施形態であると、ベントホール２４には弁部材２８を取り囲む周壁５２が設けられているので、弁部材２８の側方からのゴム材料の浸入が遮られる。すなわち、ゴム材料は、弁部材２８に対して先端面２９がある上方からのみ流入するように流入方向が制限され、金型内面２２に沿った横からの浸入が周壁５２により遮られる。そのため、排気口２６と弁部材２８との間への成形材料の浸入を防止することができ、浸入による弁部材２８の作動不良を低減することができる。

また、本実施形態であると、該周壁５２が金型内面２２から突出して設けられているので、タイヤ表面には周壁５２による微細な円形切れ込みは形成されるものの、周壁５２では凸部は形成されないので、タイヤ表面に形成された凸部によるノイズ性能や転がり抵抗性能の悪化を抑えることができる。

また、本実施形態であると、閉状態における弁部材２８の先端面２９が金型内面２２と面一に設定されているので、ベントホール２４によりタイヤ表面に凸部が形成されず、ノイズ性能や転がり抵抗性能の悪化をより一層抑えることができる。なお、本実施形態では、閉状態における弁部材２８の先端面２９を金型内面２２と面一としたが、該先端面２９は金型内面２２から突出した位置に設定してもよい。突出した位置でも、タイヤ表面には凸部が形成されないので、ノイズ性能や転がり抵抗性能の悪化を抑える効果が得られる。

上記実施形態では、周壁５２をホルダ３４の端部に一体に設けたが、周壁５２はホルダ３４とは別部品で構成してもよい。

図８は、その一例を示したものであり、ホルダ３４に外嵌する外筒部材６４を設け、該外筒部材６４の端部で周壁５２を構成している。詳細には、排気口２６を形成するホルダ３４の一端面は金型内面２２と面一に配置されている。外筒部材６４は、ホルダ３４の上端部に外嵌する円筒状をなし、金型１０の挿入穴３０の壁面とホルダ３４との間に挟持固定されている。そして、外筒部材６４の一端が金型内面２２からキャビティ１１内に突出しており、該突出端部により弁部材２９を取り囲む周壁５２が形成されている。

このように周壁５２をホルダ３４と別部品で構成することにより、ホルダ３４自体に周壁５２を設ける場合に比べて、専用品を制作せずに、汎用品を流用することができる。また、このように周壁５２を外筒部材６４で構成する態様であると、周方向の一箇所に軸方向に延びるスリットが設けられた断面Ｃ字型の筒体を外筒部材６４として用いることにより、周壁５２に上記切れ込み６０を容易に設けることができる。かかる断面Ｃ字型の外筒部材６４であると、金型１０の挿入穴３０に外筒部材６４を挿入した後に、その内側にホルダ３４をカシメ入れることで、周壁５２を持つベントホール２４を形成することができるので、ホルダ本体周囲の隙間を埋め、はみ出しを低減することができる。

周壁５２は、また金型１０自体に形成してもよい。例えば、図９に示す例では、周壁５２は、挿入穴３０の開口周縁部において金型内面２２から一体に突設されている。上記実施形態のように周壁５２をホルダ３４や外筒部材６４に設ける場合、これらを金型１０の挿入穴３０に装着する際に、切れ込み６０の周方向位置を正確に位置決めして取り付けるのは必ずしも容易ではなく、取り付け工数が大きい。これに対し、周壁５２を金型１０自体に形成する場合、金型１０の製造時に、切れ込み６０を周方向の所定位置に持つ周壁５２を形成すればよく、ホルダ３４の取り付け時に回転方向の位置決めが不要となるので、取り付け工数を低減することができる。

なお、上記実施形態では、弁部材２８として、コイルバネ３６を介して軸方向に往復動可能な構成としたが、弁部材の構成はこれに限定されるものではなく、排気口を開閉可能なものであれば、弾性変形可能な円板状の弁体で構成してもよい。

また、金型は、タイヤ加硫用に限定されるものではなく、防振ゴム部材等の各種成形品のための成形型であってもよく、また成形材料としてもゴム材料には限定されず、合成樹脂などであってもよい。

以上の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

１０…金型、１１…キャビティ、２０…陸部形成用凹部、２２…金型内面、２４…ベントホール、２６…排気口、２８…弁部材、２９…先端面、５２…周壁、６０…切れ込み、６２…角部、６２Ａ…頂部、１００…未加硫タイヤ

Claims (7)

1. 金型内面に開口する排気口を備えたベントホールと、前記排気口を開閉する弁部材であって開状態から成形材料により押圧されて閉状態となる弁部材とを備え、
   前記排気口の周りに前記弁部材を取り囲む周壁が設けられ、前記周壁が、前記金型内面から突出しかつ開状態における前記弁部材の先端位置よりも高く形成されたことを特徴とする金型。
2. 閉状態における成形材料による前記弁部材の被押圧面が前記金型内面と面一又は前記金型内面から突出した位置にある請求項１記載の金型。
3. 前記周壁の周方向における少なくとも一箇所に通気用の切れ込みが設けられた請求項１又は２記載の金型。
4. 前記周壁の厚みが０．１〜０．３ｍｍである請求項１〜３のいずれか１項に記載の金型。
5. タイヤ加硫用金型である請求項１〜４のいずれか１項に記載の金型。
6. トレッド成形面に陸部形成用の凹部が設けられ、前記凹部の角部に前記ベントホールが設けられ、前記角部に設けられた前記ベントホールのための前記周壁に軸方向に延びる通気用の切れ込みが設けられ、前記切れ込みが前記角部の頂部側に向けて開口する位置に設けられたことを特徴とする請求項５記載の金型。
7. 請求項５又は６記載の金型内に未加硫タイヤをセットし、未加硫タイヤと金型との間に溜まった空気を前記ベントホールで排気しながら未加硫タイヤを加硫成形することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。

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