JP4733106B2

JP4733106B2 - ベントピース及び前記ベントピースが装着された金型

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Publication number: JP4733106B2
Application number: JP2007500559A
Authority: JP
Inventors: 孝重八木; 新一郎合田
Original assignee: T&k Corp
Current assignee: T&k Corp
Priority date: 2005-01-28
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2026-01-26
Also published as: CN100548607C; CN101107112A; US7654817B2; WO2006080378A1; JPWO2006080378A1; US20080258037A1

Description

本発明は、タイヤを始めとするゴム製品などの成型に使用される金型の内外を連通して金型内部からエアを排出するためのベントピースに関するものである。

一般に、タイヤを始めとするゴム製品などの成型に使用される金型には、成型品に気泡欠陥が生じることを防止するため、金型内部からエアを排出するためのベントホールが設けられている。ベントホールは、金型にその内外を連通する小径の孔を形成したものであり、金型内の原材料の流出を阻止するため、その内側開口を開閉する弁体を設けることがある（例えば特許文献１）。

図５に特許文献１に開示したベントホールの断面図を示す。ベントホール１０１は、金型１０２の内外を貫通する貫通孔１０３と、この貫通孔１０３の内端付近の挿入部（拡径部）に挿入された円筒状のベントピース１０４の中央孔１０５とからなり、ベントピース１０４の内端に、中央孔１０５を開閉する円板状の弁体１０６が取り付けられている。

ベントピース１０４は、挿入部への圧入やカシメ、熱膨張収縮を利用した締まり嵌め、接着材による接着などにより、金型１０２に固定される。
特開２００４−２９１６１５号公報（段落番号００１９〜００２１、図１）

ところが、上記のベントピースは、金型に形成された貫通孔の挿入部に、容易に取れないように固定されており、無理に取り外した場合には、挿入部にその孔径が大きくなるなどの損傷を生じさせるおそれがある。

そのため、成型品の原材料が詰まったり弁体が損傷したりしてベントピースの修理又は取替の必要が生じたときには、修理又は取替前のベントピースを装着していた元の挿入部にベントピースを再装着することなく、金型の別の部位に形成した新たな貫通孔の挿入部に修理又は取替後のベントピースを装着するようにしている。この場合、ベントピースの修理および取替に要するコストが高くなりやすく、また、その修理および取替の回数が限られることによって金型の寿命が短くなるおそれがある。

本発明は、金型に新たな挿入孔（貫通孔）を形成することなく、容易に修理および取替が可能なベントピースを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、金型の壁面を貫通する挿入孔に挿入されて金型の内外を連通する筒状とされ、金型内側に位置する一側端面にその中央孔の開口を開閉する弁体が取り付けられ、挿入孔への挿入状態で他側への移動を阻止するよう金型に係止する係止手段と、金型の外側から他側端部に螺合されるナットとが設けられたベントピースを提供するものである。

この構成によれば、筒状のベントピースの一側端面に弁体を取り付けて、その一側端面を金型内側に向けるようにして金型の挿入孔に挿入し、金型の外側からベントピースの他側端部にナットを螺合することにより、金型にベントピースを装着することができる。これにより、ベントピースを修理したり取り替えたりするとき、ナットを付け外しすることで、金型の挿入孔を損傷させることなく、金型にベントピースを容易に着脱することができる。

ここで、ナットを用いて金型の挿入孔にベントピースを装着するための構成について説明する。挿入孔に挿入したベントピースの他側端部に金型の外側からナットを螺合することにより、ベントピースを他側（金型外側）に移動させる力が生じると共に、その移動を係止手段が阻止する。これにより、ナットをしっかりと締め付けることで、ベントピースが金型に強固に固定される。

なお、ベントピースを挿入孔に挿入する手法として、ベントピースを金型の内側から挿入し、係止手段で移動が止まるまで押し込むようにすれば、係止手段の構造を簡単にすることができて好適であるが、ベントピースを金型の外側から挿入孔に挿入するようにしてもよい。この場合、挿入孔に挿入後、ベントピースをその中心軸周りに回転させるなどして、係止手段を機能させるようにすればよい。

係止手段として一側端部を皿ビス状に形成し、この皿ビス状の一側端部を金型の挿入孔の内側開口の周囲に形成したすり鉢状の凹部に嵌合させるのがよい。ここで、皿ビス状とは、半径方向外向きに突出すると共に、その他側面（軸方向中央側）にテーパを有する形状である。

この構成によれば、ナットを締め付けることにより、皿ビス状の一側端部のテーパが挿入孔の周囲のすり鉢状の凹部に圧接されるので、ベントピースを挿入孔よりも小径に設定して挿入しやすくしつつ、金型とベントピースとの間で、成型品の原材料が流出する隙間を塞ぐことができる。なお、係止手段としては、ベントピースの一側端部を皿ビス状に形成するもの以外にも、一側端部に円板状のフランジを形成するものや、ベントピース全体を円錐台状に形成するものなどを例示できる。

皿ビス状の一側端部の大きさは、金型の凹部への嵌合状態で、ベントピースの一側端面が金型内面よりも内向きに突出するように設定しておくのがよい。これにより、ベントピースの一側端部の他側面と金型の内面との間がベントピースおよび金型の境界部分となり、この境界部分がベントピースを抜き出すときに開くので、境界部分に異物が詰まった場合でも、ベントピースを抜き出しにくくならずにすむ。なお、ベントピースの一側端面がわずかに突出することにより、成型品に浅い凹部ができるが、これによって成型品の外観を美しくすることができる。

ベントピースを、一側端部を含むベントピース本体の他端に筒状の連結スリーブを連結して、この連結スリーブにナットを螺合する構成とする。そうすれば、連結スリーブの長さを調節することにより、ベントピース全体の長さを金型の部位ごとに異なる肉厚に対応させることができる。なお、皿ビス状の一側端部がない分、連結スリーブの方がベントピース本体よりも製作しやすく、その長さの調節が容易である。

一側端面に、弁体を位置決めするための位置決め用凹部を形成し、この位置決め用凹部の底面を中央が一側に突出する略円錐台状として、この底面に弁体をスポット溶接により取り付ける。そうすれば、位置決め用凹部の底面の傾斜に加えて、スポット溶接による溶接歪みによって、弁体を所定の角度の開状態に設定することができる。

以上の説明から明らかな通り、本発明によると、係止手段（皿ビス状の一側端部など）とナットとを用いてベントピースを金型の挿入孔に装着するので、ナットを付け外しすることで、金型の挿入孔を損傷させることなく、ベントピースを容易に着脱することができる。これにより、ベントピースを容易に修理したり取り替えたりすることができるので、そのコストが安くなる。また、ベントピースを修理したり取り替えたりする際に、金型に新たな挿入孔を形成する必要がなく、金型の寿命も長くすることができる。

本発明に係るベントピースの斜視図金型に装着したベントピースの軸方向断面図ベントピース本体の軸方向断面図ベントピースを装着した金型の断面図従来のベントホールの断面図

符号の説明

１ベントピース
２金型
３挿入孔
４ベントピース本体
５連結スリーブ
６中央孔
７弁体
８ナット
９一側端部
１０凹部
１１位置決め用凹部
１２他側端部（ベントピース）
１３一側端部（ベントピース）
１４他側端部（連結スリーブ）
１５凹部
１６溝
１７成型品
１８セクター
１９ａサイドプレート
１９ｂサイドプレート
２０縦リブ
２１横リブ

以下、本発明に係るベントピースを実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明に係るベントピースの斜視図、図２は金型に装着したベントピースの軸方向断面図である。図３はベントピース本体の軸方向断面図であり、（ａ）は全体の断面図、（ｂ）は一側端部付近の拡大断面図である。

ベントピース１は、金型２の内部からエアを排出してタイヤなどの成型品１７に気泡欠陥が生じることを防止するためのものであり、金型２の壁面を貫通する挿入孔３に挿入されて、金型２の内外を連通するものである。

このベントピース１は、例えば鋼製で筒状のベントピース本体４と、例えば鋼製でベントピース本体４に連結される長さ調節用の連結スリーブ５と、例えば鋼製でベントピース本体４の中央孔６への成型品１７の原材料の流出を阻止する円板状の弁体７と、これらを金型２に固定するためのナット８とを備えている。なお、ベントピース本体４、連結スリーブ５および弁体７は、鋼材以外にもステンレス鋼など、どのような素材から形成されたものであってもよい。

ベントピース本体４は、挿入孔３よりもわずかに小径（例えば直径３ｍｍ程度）に設定され、その長さを例えば自動旋盤で加工可能な範囲である１４ｍｍ程度、あるいは１４ｍｍを基準にして素材の硬さに応じて調整した長さに設定される。

ベントピース本体４の一側端部９は、半径方向外向きに突出（例えば直径４ｍｍ程度）すると共にその他側面にテーパ（例えば中心軸方向に対して４５°の傾斜角度）を有する皿ビス状に形成され、金型２の内面に係止してベントピース１の他側（金型２の外側）への移動を阻止する係止手段とされる。なお、一側端部９の直径、厚さおよびテーパの角度は、ベントピース本体４の素材の硬さに応じて調整すればよい。

一側端部９は、挿入孔３への挿入状態において、挿入孔３の内側開口の周囲に形成されたすり鉢状の凹部１０に嵌合される。凹部１０は、例えば挿入孔３と共に切削によって形成され、これに嵌合した一側端部９の一側端面が金型２の内面よりも内向きにＤ１（例えば０．１ｍｍ以下）だけ突出する大きさに設定される。これにより、成型品１７の表面に浅い凹部が形成され、成型品１７の外観がより美しくなる。

ベントピース本体４の一側端面には、弁体７を位置決めするための円形の位置決め用凹部１１が形成されて、この位置決め用凹部１１の底面に弁体７の周縁付近の一部がスポット溶接され、その弁体７がベントピース本体４の中央孔６の内側開口を開閉するようになっている。

位置決め用凹部１１の底面は、中央が一側に突出する略円錐台状とされ、その傾斜とスポット溶接したときの溶接変形とにより、弁体７の反対側の周縁付近を浮き上がらせ、成型品１７の原材料の硬さに応じた所望の開度で、弁体７を開状態に設定している。

位置決め用凹部１１の大きさは、一側端部９よりも小径で中央孔６（例えば直径０．６ｍｍ程度）よりも大径（例えば直径２．５ｍｍ程度）に設定される。また、位置決め用凹部１１の深さは、弁体７の周縁を引っ掛けることができ、かつ、開状態の弁体７が収まる深さ（Ｄ２、例えば０．３５ｍｍ程度）に設定される。

位置決め用凹部１１の底面の傾斜角度は、例えば軸方向に対して８５°〜９０°の範囲に設定される。また、弁体７は、中央孔６よりも大径で位置決め用凹部１１よりもわずかに小径（例えば直径２．４ｍｍ程度）とされる。これにより、弁体７と底面との最大間隔（Ｄ３）は、例えば０．１５ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲に設定され、金型２の内部からエアを排出しつつ、成型品１７の原材料の流出を阻止する。

ベントピース本体４の他側端部１２は、その中央孔６を他の部位よりも大径に形成され、この中央孔６の大径部分に連結スリーブ５の一側端部１３を螺合することにより、ベントピース本体４に連結スリーブ５を連結するようになっている。

連結スリーブ５は、例えば外径が３ｍｍ程度で中央孔が０．８ｍｍ程度の筒状とされ、その一側端部１３の外径は、ベントピース本体４の他側端部１２の中央孔６に螺合するよう、他の部位よりも小径に形成されている。連結スリーブ５の長さは、ベントピース本体４に連結して挿入孔３に挿入した状態で、その他側端部１４が挿入孔３の外側開口の周囲に形成された円形の凹部１５に突出するよう、金型２の肉厚に応じて調整される。

凹部１５に突出した連結スリーブ５の他側端部１４には、金型２の外側からナット８が螺合され、ベントピース本体４の一側端部９を金型２に係止し、かつ、ナット８を締め付けることにより、ベントピース１が金型２に固定される。

ナット８は、薄肉の丸形状ナットとされ、その他側面にドライバー用の溝１６を形成することにより、通常の六角ナットを用いる場合と比較して、凹部１５を極力小さくしている。これにより、金型２の背面に大きな穴を切削することによる金型２の熱伝導の悪化や、放熱が大きくなって金型２の温度が保てなくなることを防止し、成型品１７の製造上の不具合をなくすことができる。なお、ナット８の形状は特に限定されず、例えば内穴に六角又は適当な他の形状を切削加工した特殊ナットを採用して、その内穴に治具を挿入して着脱するようにしてもよい。

次に、ベントピース１を金型２に装着する手順を説明する。まず、ベントピース本体４の他側端部１２に連結スリーブ５の一側端部１３を螺合することにより、ベントピース本体４に連結スリーブ５を連結する。連結スリーブ５の他側端部１４を金型２の挿入孔３にその内側開口から挿入して、ベントピース本体４および連結スリーブ５を他方向に押し込む。ベントピース本体４の一側端部９が挿入孔３の内側開口の周囲の凹部１０に嵌合し、ベントピース１が軸方向および軸直角方向に位置決めされる。

ベントピース本体４の一側端部９が金型２に係止してベントピース１の他側への移動が規制される。連結スリーブ５の長さをベントピース１を装着する部位の金型２の肉厚に応じた長さに設定しておき、連結スリーブ５の他側端部１４を挿入孔３の外側開口の周囲の凹部１５に突出させる。他側端部１４にナット８を螺合してドライバーで締め付け、ベントピース１を金型２にしっかりと固定する。

損傷したベントピース１を修理又は取替する場合には、ドライバーでナット８を緩めて取り外し、金型２の外側から叩くなどして、ベントピース本体４および連結スリーブ５を挿入孔３の内側開口から抜き出す。ベントピース本体４の一側端部９が皿ビス状であるため、挿入孔３の内側開口との間に異物が詰まりにくく、挿入孔３から容易に抜き出すことができる。損傷したベントピース１を取り外した後、新しいベントピース１を同じ挿入孔３に同様の手順で装着する。

次に、この金型エア抜き構造を備えた金型について説明する。図４はベントピースを装着した金型の断面図である。図４に示すように、金型２は、タイヤの成型に使用されるものであり、タイヤの周面を成型するための例えば鋼製でリング状のセクター１８と、タイヤの側面を成型するための例えば鋼製でリング状の上下のサイドプレート１９ａ、１９ｂとから構成され、セクター１８の中央穴に上サイドプレート１９ａおよび下サイドプレート１９ｂを嵌め込むようにして組み立てられる。なお、金型２は、鋼材以外にもステンレス鋼など、どのような素材から形成されたものであってもよい。

セクター１８の内周面には、タイヤの縦溝および横溝を形成するための縦リブ２０および横リブ２１が形成されている。セクター１８の縦リブ２０および横リブ２１に干渉しない部位と、上下のサイドプレート１９ａ、１９ｂとに、それぞれ複数の挿入孔３が形成され、各挿入孔３にベントピース１が装着されている。

原材料としての生ゴム（グリーンタイヤ）およびブラダー（図示略）を内側に配置しつつ金型２を組み立て、ブラダーで内側から加熱加圧した生ゴムを金型２の内面に押圧することによりタイヤが成型される。

このとき、ベントピース１が金型２の内面と生ゴムとの間のエアを排出して、タイヤに気泡欠陥が形成されることを防止する。生ゴムが金型２の内面に達したときには、その生ゴムが弁体７を押さえることにより、弁体７がベントピース本体４の中央孔６の内側開口を閉じ、中央孔６への生ゴムの流出を阻止する。これにより、気泡欠陥および線香状の突起のない良好なタイヤが成型される。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、金型２は、タイヤを成型するものだけでなく、エアサスペンションを成型するものなど、どのようなものでもよい。成型される素材としては、ゴム以外にも、合成樹脂や金属など、どのようなものであってもよい。

連結スリーブ５を設けることなく、ベントピース本体４の長さを金型２の肉厚に対応させて変化させるようにしてもよい。ベントピース本体４の一側面を金型２の内面よりも内向きに突出させる代わりに後退させて、成型品１７の表面に低い凸部を形成し、成型品１７の異なる外観を得るようにしてもよい。

本発明のベントピースは、タイヤを始めとするゴム製品などを成型する際の気泡欠陥を防止するために、金型内部からエアを排出させるよう、金型に装着して内外を連通させるものとして使用することができる。

Claims

金型の壁面を貫通する挿入孔に挿入されて金型の内外を連通する筒状とされ、金型内側に位置する一側端面にその中央孔の開口を開閉する弁体が取り付けられ、前記挿入孔への挿入状態で他側への移動を阻止するよう金型に係止する係止手段と、金型の外側から他側端部に螺合されるナットとが設けられ、
前記係止手段として、一側端部が、半径方向外向きに突出すると共にその他側面にテーパを有する皿ビス状とされ、金型の前記挿入孔の内側開口の周囲に形成されたすり鉢状の凹部に嵌合されることを特徴とするベントピース。
一側端部は、金型の前記凹部への嵌合状態で、一側端面が金型内面よりも内向きに突出する大きさに設定されたことを特徴とする請求項１に記載のベントピース。
一側端部を含むベントピース本体の他端に筒状の連結スリーブが連結され、該連結スリーブに前記ナットが螺合されることを特徴とする請求項１に記載のベントピース。
金型の壁面を貫通する挿入孔に挿入されて金型の内外を連通する筒状とされ、金型内側に位置する一側端面にその中央孔の開口を開閉する弁体が取り付けられ、前記挿入孔への挿入状態で他側への移動を阻止するよう金型に係止する係止手段と、金型の外側から他側端部に螺合されるナットとが設けられ、
一側端面に、弁体を位置決めするための位置決め用凹部が形成され、該位置決め用凹部の底面は、中央が一側に突出する略円錐台状とされ、前記弁体がスポット溶接により取り付けられたことを特徴とするベントピース。
請求項１〜４のいずれかに記載のベントピースが装着されたことを特徴とする金型。