JP6294762B2 - ベントピース、それを備えたタイヤ加硫金型、及びこのタイヤ加硫金型を用いて製造されたタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ加硫金型のベント流路に装着されるベントピース、それを備えたタイヤ加硫金型、及びこのタイヤ加硫金型を用いて製造されたタイヤに関する。

従来から、タイヤ加硫金型のベント流路に装着されるベントピースに関する技術が、種々提案されている。

例えば、下記特許文献１では、シリンダー筒の内側壁で、プラグを移動可能に保持し、ベント流路を開閉するベントピースが開示されている。

特開２０１２−１３９８３０号公報

しかしながら、上記特許文献１に示されるベントピースでは、シリンダー筒とプラグとの隙間に侵入したゴムが上記隙間内に残存することで、プラグの円滑な移動が阻害され、ベント流路が閉止状態のまま機能しなくなるおそれがある。このような場合、次の生タイヤを加硫する際に、生タイヤとタイヤ加硫金型との間に閉じ込められた空気がベント流路から十分に排出されず、仕上げタイヤに外観不良が生ずるおそれがある。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、プラグの円滑な移動を確保することにより、ベント流路の正常な開閉を維持し、仕上げタイヤの外観不良を抑制できるベントピース等を提供することを主たる目的としている。

本発明の第１発明は、一端がタイヤ加硫金型のキャビティ空間に連通し、かつ、他端が前記タイヤ加硫金型の外部空間に連通するベント流路に装着されるベントピースであって、前記ベント流路の前記一端側に装着され、かつ、軸方向にのびる貫通孔を有するシリンダー筒と、前記貫通孔に、軸方向に移動可能に装填されたプラグとを備え、前記シリンダー筒は、第１座面を有し、前記プラグは、前記第１座面に対向する第２座面を有し、かつ前記第２座面が前記第１座面に接触して前記ベント流路を閉じる閉止位置と、前記第１座面から離間して前記ベント流路を開く開放位置とに移動可能であり、前記第１座面又は前記第２座面の少なくとも一方の少なくとも一部に、摩擦を低減するための皮膜が形成されていることを特徴とする。

本発明に係る前記ベントピースにおいて、前記第１座面及び前記第２座面の両方に、前記皮膜が形成されていることが望ましい。

本発明に係る前記ベントピースにおいて、前記第２座面は、前記キャビティ空間側から前記外部空間側に向かってテーパー状に形成され、前記第１座面は、前記第２座面に対応するすり鉢状に形成されていることが望ましい。

本発明に係る前記ベントピースにおいて、前記皮膜は、フッ素樹脂を含んでいることが望ましい。

本発明に係る前記ベントピースにおいて、前記皮膜の内側に、めっき層が形成されていることが望ましい。

本発明に係る前記ベントピースにおいて、前記めっき層は、ニッケルを含んでいることが望ましい。

本発明に係る前記ベントピースにおいて、前記プラグを前記開放位置へと付勢する付勢手段をさらに備えることが望ましい。

本発明に係る前記ベントピースにおいて、前記プラグは、前記開放位置と前記閉止位置との間の最大ストロークが２mm以下であることが望ましい。

本発明の第２発明は、前記ベントピースを備えたことを特徴とするタイヤ加硫金型である。

本発明の第３発明は、前記タイヤ加硫金型を用いて製造されたことを特徴とするタイヤである。

本発明の第１発明に係るベントピースは、タイヤ加硫金型のベント流路の一端側に装着されるシリンダー筒と、シリンダー筒の貫通孔に、軸方向に移動可能に装填されたプラグとを備える。シリンダー筒は、第１座面を有し、プラグは、第１座面に対向する第２座面を有する。プラグは、第１座面から離間してベント流路を開く開放位置から第２座面が第１座面に接触してベント流路を閉じる閉止位置に、移動可能である。加硫初期の開放位置では、生タイヤとタイヤ加硫金型との間に閉じ込められた空気が、ベント流路からタイヤ加硫金型の外部空間に排出される。その後、生タイヤの膨張に伴い、プラグが閉止位置に移動して、スピューゴムの発生が抑制される。

さらに、上記ベントピースでは、第１座面又は第２座面の少なくとも一方の少なくとも一部に、摩擦を低減するための皮膜が形成されているので、プラグが閉止位置にある状態で第１座面と第２座面との隙間に侵入した薄膜状のスピューゴムと皮膜との間の摩擦が低減される。従って、薄膜状のスピューゴムは、加硫タイヤの離型時に、第１座面又は第２座面から容易に離脱して、上記隙間から排出される。これにより、プラグの円滑な移動が確保され、ベント流路の正常な開閉が維持され、仕上げタイヤの外観不良を抑制することが可能となる。

本発明の第２発明に係るタイヤ加硫金型では、上記ベントピースを備えているので、上記と同様に、プラグの円滑な移動が確保され、ベント流路の正常な開閉が維持され、仕上げタイヤの外観不良を抑制することが可能となる。

本発明の第３発明に係るタイヤでは、外観不良の発生の少ないタイヤを製造することが可能となる。

本発明のベントピースの一実施形態を部分的に破断して示す斜視図である。 上記ベントピースに備えられるシリンダー筒を示す斜視図である。 上記ベントピースに備えられるプラグを示す斜視図である。 上記ベントピースの加硫初期における状態を示す断面図である。 図４の別の断面図である。 生タイヤを加硫成形する状態での上記ベントピースを示す断面図である。 タイヤ加硫金型から加硫タイヤが取り外される状態での上記ベントピースを示す断面図である。 上記プラグの開放位置と閉止位置を示す断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態のベントピース１の構成を示す斜視図である。図１に示されるように、本実施形態のベントピース１は、タイヤ加硫金型１００に形成されているベント流路１１０に装着される。

ベント流路１１０の一端１１０ａは、タイヤ加硫金型１００のキャビティ空間１０１に連通している。ベント流路１１０の他端１１０ｂは、タイヤ加硫金型１００の外部空間１０２に連通している。ベント流路１１０は、タイヤ加硫金型１００の型閉め直後の加硫初期において、生タイヤとタイヤ加硫金型１００との間に閉じ込められた空気をタイヤ加硫金型１００の外部空間１０２に排出する。

ベントピース１は、ベント流路１１０の一端１１０ａ側に装着されるシリンダー筒２と、シリンダー筒２に装填されるプラグ５とを備える。

図２は、シリンダー筒２の構成を示している。シリンダー筒２は、貫通孔２１を有している。貫通孔２１は、シリンダー筒２の軸方向にのびて形成されている。図１に示されるように、本実施形態では、ベント流路１１０と貫通孔２１とが同軸かつ平行にのびている。シリンダー筒２は、ベント流路１１０の一端１１０ａ側に、第１座面２２を有している。

図３は、プラグ５の構成を示している。プラグ５は、シリンダー筒２の内側壁２ａによって、貫通孔２１の軸方向に移動可能に支持されている。プラグ５は、シリンダー筒２に支持される軸部５１と、軸部５１の先端部に形成された頭部５２と、図２に示される第１座面２２に対向する第２座面５３とを有している。

プラグ５は、第２座面５３が第１座面２２に接触して、ベント流路１１０を閉じる閉止位置と、第２座面５３が第１座面２２から離間して、ベント流路１１０を開く開放位置とに移動可能に構成されている。図１では、プラグ５が開放位置にある状態が示されている。

図２に示されるように、シリンダー筒２の第１座面２２には、加硫時に生タイヤからはみ出して、第１座面２２と第２座面５３との隙間に侵入したスピューゴムと、第１座面２２との摩擦を低減するための皮膜２５が形成されている。皮膜２５は、第１座面２２からシリンダー筒２の内側壁２ａに亘って形成されていてもよい。

本実施形態では、第１座面２２に、例えば、樹脂からなる皮膜２５が形成されている。かかる樹脂からなる皮膜２５は、例えば、塗装等の手法により、第１座面２２の表面に容易に形成できる。

より具体的には、スピューゴムとの摩擦を低減するために、皮膜２５にフッ素樹脂が適用されるのが望ましい。フッ素樹脂は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン等から選択される。

図３に示されるように、プラグ５の第２座面５３には、スピューゴムと第２座面５３との摩擦を低減するための皮膜５４が形成されている。皮膜５４は、第２座面５３からシリンダー筒２の軸部５１に亘って形成されていてもよい。皮膜５４の材料については、上記皮膜２５と同様であるので、その説明が省略される。

ベントピース１では、第１座面２２に皮膜２５が、第２座面５３に皮膜５４が、それぞれ形成されているので、プラグ５が閉止位置にある状態で第１座面２２と第２座面５３との間の微小な隙間に侵入した薄膜状のスピューゴムと皮膜２５及び５４との間の摩擦が低減される。従って、薄膜状のスピューゴムは、加硫タイヤの離型時に、第１座面２２及び第２座面５３から容易に離脱して、上記隙間から排出される。これにより、プラグ５の円滑な移動が確保され、ベント流路１１０の正常な開閉が維持され、仕上げタイヤの外観不良を抑制することが可能となる。

図１等に示されるように、本実施形態では、第１座面２２に皮膜２５が形成され、かつ第２座面５３に皮膜５４が形成されている。しかしながら、第１座面２２又は第２座面５３のうち、少なくとも一方に、皮膜２５又は皮膜５４が形成されていればよい。このような変形例であっても、皮膜２５又は皮膜５４による摩擦の低減効果は、限定的に得られる。

本実施形態では、第１座面２２の全体に皮膜２５が形成されているのが望ましい。しかしながら、第１座面２２の少なくとも一部に皮膜２５が形成されていればよい。第１座面２２の皮膜２５についても、同様である。このような変形例であっても、皮膜２５又は皮膜５４による摩擦の低減効果は、限定的に得られる。

図２及び図３では、皮膜２５及び皮膜５４の一部が破断されて、その内側が示されている。図２に示されるように、第１座面２２の外側かつ皮膜２５の内側には、めっき層２６が形成されている。めっき層２６は、皮膜２５の密着性を高める。また、めっき層２６によって第１座面２２が平滑化されることにより、スピューゴムと皮膜２５との間の摩擦が一層低減される。めっき層２６は、ニッケルを含む金属によってなるのが望ましい。ニッケルを含むめっき層２６は、第１座面２２をより一層平滑化し、スピューゴムと皮膜２５との間の摩擦の低減に寄与する。

同様に、図３に示されるように、第２座面５３の外側かつ皮膜５４の内側には、めっき層５５が形成されている。めっき層５５は、皮膜５４の密着性を高める。また、めっき層５５によって第２座面５３が平滑化されることにより、スピューゴムと皮膜５４との間の摩擦がより低減される。上記と同様に、めっき層５５は、ニッケルを含む金属によってなるのが望ましい。

図３に示されるように、第２座面５３は、キャビティ空間１０１側から外部空間１０２側に向かって細くなるテーパー状に形成されている。一方、図２に示されるように、第１座面２２は、第２座面５３に対応するすり鉢状に形成されている。第１座面２２と第２座面５３とが当接することにより、ベント流路１１０が閉止状態とされる。

図１に示されるように、ベントピース１は、プラグ５をキャビティ空間１０１側の開放位置へと付勢するコイルばね７をさらに備えている。コイルばね７は、プラグ５の軸部５１の周囲に巻き回されている。プラグ５をキャビティ空間１０１側の開放位置へと付勢しうる構成であれば、他の付勢手段が適用されていてもよい。例えば、コイルばね以外のばねや、ゴム等の弾性体が適用されていてもよい。

図２に示されるように、シリンダー筒２は、内側壁２ａに、第１係止部２７と、通気部２８とを有する。

第１係止部２７は、シリンダー筒２の内側壁２ａでの軸方向の一部が内方に突出して形成されている。第１係止部２７は、内側壁２ａの周方向の全体に亘って形成されているが、上記周方向の一部に形成されていてもよい。シリンダー筒２の内側壁２ａに第１係止部２７が形成されることにより、貫通孔２１は、軸方向に配列された第１孔部２１ａと、第２孔部２１ｂと、第３孔部２１ｃとによって構成される。第１孔部２１ａは、第１座面２２に開口している。第２孔部２１ｂは、第１係止部２７によって囲まれている。これにより、第２孔部２１ｂの内径は、第１孔部２１ａ及び第３孔部２１ｃの内径よりも小さい。第３孔部２１ｃは、シリンダー筒２の端面２ｃに開口している。

通気部２８は、シリンダー筒２の内側壁２ａに形成されている。通気部２８は、シリンダー筒２の軸方向に沿って複数形成されている。通気部２８は、プラグ５がシリンダー筒２に装填されて開放位置にある状態で、第１座面２２と第２座面５３との隙間と、貫通孔２１の第１孔部２１ａとを連通させる。通気部２８の位置、個数及び形状は、それぞれ任意に設定される。内側壁２ａと軸部５１との間の隙間で十分な通気性が確保できる場合は、通気部２８が省略されていてもよい。

図３に示されるように、プラグ５の軸部５１は、第１軸部５６と、第２軸部５７とを有している。第１軸部５６は、第２座面５３から、軸方向に連続して形成されている。第１軸部５６は、貫通孔２１の第１孔部２１ａに収容される。

第２軸部５７は、第１軸部５６の端面５６ａから、軸方向に突出して形成されている。第２軸部５７の外径は、第１軸部５６の外径よりも小さく、第２軸部５７の径方向の外側に図１に示されるコイルばね７が装着される。第２軸部５７及びコイルばね７は、貫通孔２１の第１孔部２１ａに収容される。

既に述べたように、プラグ５は、シリンダー筒２の軸方向に移動可能されている。従って、第１孔部２１ａ、第２軸部５７及びコイルばね７の間では、空気の流通が可能な程度の隙間が生じている。

コイルばね７の一端は、第１軸部５６の端面５６ａと当接し、他端は、図２に示される第１係止部２７の第１端面２７ａと当接する。これにより、コイルばね７は圧縮されて、付勢力を発生する。

図３に示されるように、プラグ５は、平板部５８をさらに有している。平板部５８は、第２軸部５７の先端から、さらに軸方向に延出されて形成されている。平板部５８は、貫通孔２１の第２孔部２１ｂ及び第３孔部２１ｃに収容される。

第１軸部５６と第２軸部５７とを、又は、第２軸部５７と平板部５８とを別部品により構成することも可能である。これらの部品は、例えば、ねじ等によって組立てることができる。図１に示されるように、平板部５８の先端は、シリンダー筒２から突出しており、シリンダー筒２又は第１軸部５６に対して回転させることが可能である。

平板部５８は、先端側に突出部５９を有している。突出部５９は、軸部５１の径方向に突出する。突出部５９は、貫通孔２１の第３孔部２１ｃに収容される。

図１に示されるように、プラグ５が開放位置にある状態で、突出部５９の端面５９ａは、第１係止部２７の第２端面２７ｂと当接する。これにより、シリンダー筒２の端面２ｂに対するプラグ５の頭部５２の突出量が制限される。

図４及び図５は、タイヤ加硫金型１００が閉じられた加硫初期におけるベントピース１を示している。図４は、平板部５８に平行な断面であり、図５は、平板部５８に垂直かつ通気部２８を含む断面である。加硫初期では、生タイヤ２００とタイヤ加硫金型１００のタイヤ成形面１００ａとの間に隙間が生じ、空気が閉じ込められている。

このとき、図４に示されるように、端面５９ａと第２端面２７ｂとの当接によって、シリンダー筒２の端面２ｂに対するプラグ５の頭部５２の突出量が制限されているので、生タイヤ２００とタイヤ成形面１００ａとは、離間している。

さらに、図５に示されるように、第１座面２２と第２座面５３との間には、隙間３０が生じているので、タイヤ加硫金型１００のキャビティ空間１０１と外部空間１０２とは、隙間３０、通気部２８、貫通孔２１及びベント流路１１０を介して連通状態にある。すなわち、プラグ５が開放位置にある。従って、生タイヤ２００とタイヤ加硫金型１００のタイヤ成形面１００ａとの隙間に閉じ込められた空気は、矢印Ａ１乃至Ａ３に示されるように、隙間３０、通気部２８、貫通孔２１及びベント流路１１０を順次通って、外部空間１０２に排出される。これにより、仕上げタイヤの外観不良が抑制される。

図６には、タイヤ加硫金型１００によって生タイヤ２００が加硫成形される状態でのベントピース１が示されている。加硫時の生タイヤ２００には、内面から外方に大きな圧力が付与され、生タイヤ２００は、矢印Ｂに示されるように、膨張する。生タイヤ２００の膨張に伴い、生タイヤ２００は、プラグ５の頭部５２と当接する。さらに生タイヤ２００は、膨張し、プラグ５をベント流路１１０の他端１１０ｂ側に押圧する。これにより、プラグ５は、第１座面２２と第２座面５３とが当接するまで、他端１１０ｂ側に移動する。第１座面２２と第２座面５３とが当接すると、タイヤ加硫金型１００のキャビティ空間１０１と外部空間１０２との連通状態は、解除される。すなわち、プラグ５は閉止位置に移動する。

このように、プラグ５の移動によって、第１座面２２と第２座面５３とが当接し、ベント流路１１０が閉鎖されるので、スピューゴムの発生が抑制される。しかしながら、微視的にみると、第１座面２２と第２座面５３との間には、わずかな隙間が生じているので、加硫時の生タイヤ２００の内面から外方に大きな圧力が付与されると、図６中破線にて示されるように、薄膜状のスピューゴム２０１が発生する。

図７は、タイヤ加硫金型１００から加硫タイヤ３００が取り外される状態でのベントピース１が示されている。図６に示される生タイヤ２００は、加硫タイヤ３００となって、矢印Ｃに示されるように、離型される。加硫タイヤ３００の離型に伴い、スピューゴム３０１は、加硫タイヤ３００と一体に離型される。本実施形態では、第１座面２２に皮膜２５が、第２座面５３に皮膜５４がそれぞれ形成されているので、スピューゴム３０１と第１座面２２及び第２座面５３との間の摩擦が低減されている。従って、スピューゴム３０１は、第１座面２２及び第２座面５３から容易に離脱される。なお、加硫タイヤ３００の表面から突出するスピューゴム３０１は、突出量が小さいので、加硫タイヤ３００の外観性能にほとんど影響を及ぼさない。

図８では、開放位置のプラグ５が実線にて、閉止位置のプラグ５が破線にて示されている。第１座面２２と第２座面５３との隙間に生ずるスピューゴム３０１を抑制するために、プラグ５の開放位置と閉止位置との間の最大ストロークＳは、２mm以下が望ましい。上記最大ストロークＳが２ｍｍを超える場合、図７に示されるスピューゴム３０１の最大突出量Ｈが大きくなるため、スピューゴム３０１が第１座面２２又は第２座面５３に固着し、第１座面２２と第２座面５３との隙間に詰まって、プラグ５の円滑な移動が阻害されるおそれがある。

以上、本発明のベントピース１及びそれを備えたタイヤ加硫金型１００が詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。

図１の基本構造をなすベントピースが試作され、比較例及び実施例１乃至５のベントピースが一つのタイヤ加硫金型に装着された。このタイヤ加硫金型によって、１５００本のタイヤが加硫された後に、各ベントピースの動作状態がテストされた。テスト方法は、以下の通りである。

＜全閉固着発生率＞
比較例及び実施例１乃至５のベントピースについて、スピューゴムが第１座面及び第２座面に密着して、プラグが全閉状態の閉止位置で固着してるベントピースの数が数えられた。結果は、発生率（％）で表され、数値が小さい程、プラグの移動が良好で、空気の排出性能に優れていることを示す。

＜不完全閉止発生率＞
比較例及び実施例１乃至５のベントピースについて、第１座面と第２座面との間にスピューゴムが挟まって、プラグが閉止位置まで移動できないベントピースの数が数えられた。結果は、発生率（％）で表され、数値が小さい程、プラグの移動が良好で、空気の排出性能に優れていることを示す。

表１から明らかなように、実施例のベントピースは、比較例に比べて、プラグの移動が良好で、空気の排出性能が有意に向上していることが確認できた。

１ ベントピース
２ シリンダー筒
５ プラグ
７ コイルばね（付勢手段）
２１ 貫通孔
２２ 第１座面
２５ 皮膜
２６ めっき層
５３ 第２座面
５４ 皮膜
５５ めっき層
１００ タイヤ加硫金型
１０１ キャビティ空間
１０２ 外部空間
１１０ ベント流路
３００ 加硫タイヤ

Claims (10)

1. 一端がタイヤ成形面を有するタイヤ加硫金型のキャビティ空間に連通し、かつ、他端が前記タイヤ加硫金型の外部空間に連通するベント流路に装着されるベントピースであって、
   前記ベント流路の前記一端側に装着され、かつ、軸方向にのびる貫通孔を有するシリンダー筒と、
   前記貫通孔に、軸方向に移動可能に装填されたプラグとを備え、
   前記シリンダー筒は、第１座面を有し、
   前記プラグは、前記第１座面に対向する第２座面を有し、かつ前記第２座面が前記第１座面に接触して前記ベント流路を閉じる閉止位置と、前記第１座面から離間して前記ベント流路を開く開放位置とに移動可能であり、
   前記第１座面又は前記第２座面の少なくとも一方の少なくとも一部に、摩擦を低減するための皮膜が形成され、前記タイヤ成形面には、前記被膜が形成されていないことを特徴とするベントピース。
2. 前記第１座面及び前記第２座面の両方に、前記皮膜が形成されている請求項１記載のベントピース。
3. 前記第２座面は、前記キャビティ空間側から前記外部空間側に向かってテーパー状に形成され、
   前記第１座面は、前記第２座面に対応するすり鉢状に形成されている請求項１又は２に記載のベントピース。
4. 前記皮膜は、フッ素樹脂を含んでいる請求項１乃至３のいずれかに記載のベントピース。
5. 前記皮膜の内側に、めっき層が形成されている請求項１乃至４のいずれかに記載のベントピース。
6. 前記めっき層は、ニッケルを含んでいる請求項５記載のベントピース。
7. 前記プラグを前記開放位置へと付勢する付勢手段をさらに備える請求項１乃至６のいずれかに記載のベントピース。
8. 前記プラグは、前記開放位置と前記閉止位置との間の最大ストロークが２mm以下である請求項１乃至７のいずれかに記載のベントピース。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の前記ベントピースを備えたことを特徴とするタイヤ加硫金型。
10. 請求項９記載の前記タイヤ加硫金型を用いて製造されたことを特徴とするタイヤ。

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