JP6527396B2 - タイヤ成形金型用のベントプラグ、並びにそれを用いたタイヤ成形金型及びタイヤ製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ加硫成形時のキャビティ内のエアーを排気させるタイヤ成形金型用のベントプラグ、並びにそれを用いたタイヤ成形金型及びタイヤ製造方法に関する。

タイヤ成形金型には、キャビティ面と生タイヤとの間のエアーを排気させるために多数本のベントホールが設けられている。しかしベントホールは、エアーを排気する反面、ゴムもまたベントホール内に流れ込むため、加硫されたタイヤの表面には髭状のスピューが発生してしまう。

そこで、下記の特許文献１には、ベントホール内へのゴムの流入を防止でき、スピューの切り取り作業を排除しうるベントプラグが提案されている。この提案のベントプラグａは、図５（Ａ）に示すように、排気路ｃ１を有する筒状のケースｃと、ケースｃ内に挿入される弁軸ｄとを具える。前記排気路ｃ１の前端部には、前方側（キャビティ側）に向かって拡径するコーン状の弁座面ｃ１ａが設けられる。また前記弁軸ｄは、排気路ｃ１内をのびる基軸部ｄ１の前端に、前方側に向かって拡径するコーン状の当接面ｄ２ａを有する頭部ｄ２を具える。

前記弁軸ｄはバネｅによって前方側に付勢され、弁座面ｃ１ａと当接面ｄ２ａとが離間することにより、キャビティ内のエアーが、排気路ｃ１に排気される。また排気の後、生タイヤが頭部ｄ２に接触することにより、弁座面ｃ１ａが閉じられゴムの流入が防止される。

しかし前記構造のベントプラグの場合、図５（Ｂ）に示すように、弁座面ｃ１ａが閉じる前に、ゴムの一部が弁座内に流入する傾向がある。その結果、弁座面ｃ１ａと当接面ｄ２ａとの間にゴムが付着し、それ以後、弁軸ｄが復帰できなくなってエアーが排気されなくなるという問題がある。

特開平０９−１４１６６０号公報

そこで本発明は、当接面にエアー排気溝を設けることを基本として、弁軸が復帰できなくなった場合にも、キャビティ内のエアーを確実に排気させることができ、成形不良を防止しうるタイヤ成形金型用のベントプラグ、並びにそれを用いたタイヤ成形金型及びタイヤ製造方法を提供することを課題としている。

本願第１の発明は、タイヤ成形用のキャビティを有するタイヤ成形金型のベントホールに取り付けられるベントプラグであって、
排気路を有する筒状をなし、前記ベントホール内に装着されるケースと、
前記ケース内に挿入される排気路開閉用の弁軸と、
前記弁軸を、キャビティ側に向く前方側に付勢し前記排気路を開放させる付勢手段とを具え、
しかも前記ケースは、前記排気路の前端部に、前方側に向かって拡径するコーン状の弁座面を具え、
かつ前記弁軸は、排気路内を軸心方向にのびる基軸部と、この基軸部の前端に膨設されるとともに前方側に向かって拡径するコーン状をなしかつ前記弁座面に当接することにより前記排気路の開口を閉じる当接面を有する頭部とを具えるとともに、
前記頭部は、前記当接面に、当接状態において前記キャビティと排気路とを導通させる少なくとも１本のエアー排気溝を有することを特徴としている。

本発明に係る前記タイヤ成形金型用のベントプラグでは、前記弁軸は、前記頭部の前端面と前記当接面とが交わるコーナー部に、前方側に向かって縮径する向きに傾斜するコーン状の面取り面を具えることが好ましい。

本発明に係る前記タイヤ成形金型用のベントプラグでは、前記弁軸は、前記頭部の前端面を、表面粗さ（Ra）が１．６μm以上の粗面としたことが好ましい。

本発明に係る前記タイヤ成形金型用のベントプラグでは、前記ケースと弁軸は、前記排気路に面する表面に、ゴム離型性を有するコーティング層が形成されることが好ましい。

本願第２の発明は、タイヤ成形金型であって、前記タイヤ成形金型用のベントプラグが、ベントホールに取り付けられたことを特徴としている。

本願第３の発明は、タイヤ製造方法であって、前記タイヤ成形金型を用いて生タイヤを加硫成形する工程を有することを特徴としている。

本発明は叙上の如く、弁軸の当接面に、弁座面との当接状態において、キャビティと排気路とを導通させる少なくとも１本のエアー排気溝を設けている。従って、弁軸が復帰できなくなった場合にも、キャビティ内のエアーを確実に排気させることができ、成形不良を防止しうる。またエアー排気溝は、その断面積を小さく設定することで、ゴムの通過を防止できるため、髭状のスピューの発生も抑制できる。

本発明のベントプラグが取り付けられたタイヤ成形金型の一実施例を概念的に示す断面図である。 ベントプラグを拡大して示す断面図である。 ベントプラグをキャビティ側から見た平面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は弁軸の頭部を拡大して示す断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は従来のベントプラグを示す部分断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態のタイヤ成形金型１は、タイヤ成形用のキャビティ２を有する金型本体３と、前記キャビティ２の表面２Ｓ（以下「キャビティ面２Ｓ」と言う場合がある。）で一端が開口しかつ他端が金型外に導通するベントホール４と、前記ベントホール４内に取り付けられるベントプラグ５とを具える。

そしてこのタイヤ成形金型１を用い、従来と同様、前記キャビティ２内に投入される生タイヤＴを加硫成形することで空気入りタイヤが製造される。

タイヤ成形金型１においては、金型本体３及びベントホール４として、特に規制されることがなく、従来と同構造のものが好適に採用しうる。従って、本明細書では、ベントプラグ５を主に説明する。

図２、４（Ａ）に示すように、ベントプラグ５は、前記ベントホール４内に装着されるケース６と、該ケース６内に挿入される排気路開閉用の弁軸７と、該弁軸７をキャビティ２側に向く前方側に付勢する付勢手段８とを具える。

本例では、前記ケース６の前端面６Ｓがキャビティ面２Ｓと面一になるように装着される場合が示される。ケース６は、筒状をなし、その中心孔６Ａがエアー排出用の排気路９を形成する。またケース６は、前記排気路９の前端部に、内周面が前方側に向かって拡径する向きに傾斜するコーン状の弁座面１０を具える。また排気路９の後端部には、内周面から半径方向内側に突出する係止部１１が配される。

前記弁軸６は、排気路８内を軸心方向にのびる基軸部１２と、この基軸部１２の前端に、例えば段差１４を介して膨設される頭部１３とを具える。この頭部１３には、外周面が前方側に向かって拡径する向きに傾斜するコーン状の当接面１５が配される。そして、当接面１５が弁座面１０と当接する当接状態Ｙ１（図示しない）において、排気路９が閉じられる。なお基軸部１２は、前記係止部１１を通って後方側にのびるとともに、その後端部には、係止部１１よりも大径なストッパ部１６が膨設される。

前記付勢手段８は、弁軸７を前方側に付勢することで、弁座面１０と当接面１５との間を離間させ、排気路９を開放させる。本例の弁軸７は、ストッパ部１６が係止部１１と当接して弁座面１０と当接面１５とが最も離間する最大離間状態Ｙ２と、前記当接状態Ｙ１との間を軸心方向に移動しうる。なお本例の付勢手段８は、基軸部１２に外挿されるコイルバネからなり、その前端が前記段差１４に係止されるとともに、後端が係止部１１に係止される。

そして本発明では、図３、４（Ａ）に示すように、前記当接面１５に、当接状態Ｙ１において前記キャビティ２と排気路９とを導通させる少なくとも１本のエアー排気溝２０が形成される。図３には、エアー排気溝２０を明確にするため、その開口部を灰色で示している。本例では、複数本（例えば８本）のエアー排気溝２０が周方向に隔設される場合が示される。このエアー排気溝２０は、エアーを通過させうる一方、ゴムの通過を防止しうることが必要である。そのため、エアー排気溝２０の溝巾Ｗ及び溝深さＤは、それぞれ０．０１〜０．０８mmの範囲に設定するのが好ましい。

このようなエアー排気溝２０を当接面１５に形成することで、弁座面１０と当接面１５との間にゴムが付着して弁軸７が復帰できなくなった場合にも、エアー排気溝２０からエアーを確実に排気することができる。

また本例では、前記ゴムの付着自体を抑制するために、頭部１３の前端面１３Ｓと当接面１５とが交わるコーナー部Ｐに、前方側に向かって縮径する向きに傾斜するコーン状の面取り面２１を形成している。なお前端面１３Ｓは、弁軸７の軸心と直角な平面、或いは平面に近似する円弧面にて形成される。

ここで、弁座面１０へのゴムの付着原因として、以下のことが推測される。図５（Ｂ）に示すように、生タイヤＴが頭部ｄ２と接触する際、弁軸ｄの軸心と直角方向Ｆにゴム流れが生じる場合がある。このとき、従来の如く頭部ｄ２に面取り面がない場合、当接面ｄ２ａに当たったゴムＧが、当接面ｄ２ａに沿って弁座内に流れ込み、弁座面ｃ１ａと当接面ｄ２ａとの間に付着して弁軸ｄの復帰不良を誘発する。

これに対して、本例では、図４（Ｂ）に示すように、頭部１３に面取り面２１が形成される。従って、Ｆ方向にゴム流れが生じる場合にも、ゴムＧを、面取り面２１及び前端面１３Ｓに沿って滑らかに誘導させることができ、ゴムＧが弁座内に流れ込むのを抑制することができる。面取り面２１の軸心方向の高さＨは、０．０５mm以上が好ましく、これを下回ると、上記効果が十分発揮されなくなる。また高さＨの上限は０．５mm以下さらには０．１mm以下が好ましく、これを越えると、製品タイヤの表面にリング状の痕が残って外観品質を低下させる傾向となる。なお面取り面２１の軸心方向に対する傾斜角度θは３０度以上、さらには４５度以上が好ましい。

また本例では、上記効果をさらに高めるために、前記頭部１３の前端面１３Ｓを、表面粗さ（算術平均粗さRa）が１．６μm以上の粗面２４で形成している。前端面１３Ｓが粗面２４でない場合、Ｆ方向のゴム流れ対して前端面１３Ｓとゴムとの摩擦抵抗が大となる。その結果、頭部１３がＦ方向側に付勢され、反Ｆ方向側（図では右側）では、弁座面１０と当接面１５との隙間Ｋ（図４（Ｂ）に示す）が大となるとともに、面取り面２１の後端縁２１ｅが前方側にせりあがる向きに弁軸７が傾斜する。そのため、隙間Ｋ内にゴムが流れ込み易くなる。これに対して、粗面２４とすることで、摩擦抵抗が小となり、隙間Ｋ及び弁軸７の傾斜を抑えることができる。従って、面取り面２１と併用することで、弁内へのゴムの流入をより効果的に抑制しうる。なお表面粗さ（Ra）の上限は５０μm以下が摩擦抵抗及び外観性の観点から好ましい。なお、前記面取り面２１を粗面２４とすることも好ましい。なお粗面化として、例えばブラスト処理、エッチング処理などの周知の表面処理が適宜採用しうる。

また前記粗面２４の表面に、ゴム離型性を有するコーティング層を形成することがさらに好ましく、これにより摩擦抵抗をより減少しうる。

コーティング層としては、フッ素系樹脂、シロキサン系樹脂等の離型性に優れた有機系材料が採用しうる。しかし耐摩耗性、硬度、離型性の観点から、前記有機系材料と、金属、セラミックス、化成皮膜といった無機材料とを組み合わせた複合皮膜、具体的には、ニッケル系金属皮膜、クロム系金属皮膜、アルミナ皮膜、化成皮膜、及び金属やセラミックの溶射皮膜中に、フッ素系樹脂、シロキサン系樹脂等の有機系材料を分散混合させた複合皮膜が好適に採用しうる。なおコーティング層の厚さとして、２〜５０μmが好適である。

また前記ケース６と弁軸７とにおいて、前記排気路９に面する表面に、それぞれ前記コーティング層を形成するのも好ましい。これによりケース６内にゴムが侵入した場合にも、このゴムがケース６内で堆積することなく排気路９の後端から排出することが可能となる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

１ タイヤ成形金型
２ キャビティ
４ ベントホール
５ ベントプラグ
６ ケース
７ 弁軸
８ 付勢手段
９ 排気路
１０ 弁座面
１２ 基軸部
１３ 頭部
１５ 当接面
２０ エアー排気溝
２１ 面取り面
２４ 粗面
Ｐ コーナー部

Claims (5)

1. タイヤ成形用のキャビティを有するタイヤ成形金型のベントホールに取り付けられるベントプラグであって、
   排気路を有する筒状をなし、前記ベントホール内に装着されるケースと、
   前記ケース内に挿入される排気路開閉用の弁軸と、
   前記弁軸を、キャビティ側に向く前方側に付勢し前記排気路を開放させる付勢手段とを具え、
   しかも前記ケースは、前記排気路の前端部に、前方側に向かって拡径するコーン状の弁座面を具え、
   かつ前記弁軸は、排気路内を軸心方向にのびる基軸部と、この基軸部の前端に設けられるとともに前方側に向かって拡径するコーン状をなしかつ前記弁座面に当接することにより前記排気路の開口を閉じる当接面を有する頭部とを具えるとともに、
   前記頭部は、前記当接面に、当接状態において前記キャビティと排気路とを導通させる少なくとも１本のエアー排気溝を有し、
   前記弁軸は、前記頭部の前端面と前記当接面とが交わるコーナー部に、前方側に向かって縮径する向きに傾斜するコーン状の面取り面を具えることを特徴とするタイヤ成形金型用のベントプラグ。
2. タイヤ成形用のキャビティを有するタイヤ成形金型のベントホールに取り付けられるベントプラグであって、
   排気路を有する筒状をなし、前記ベントホール内に装着されるケースと、
   前記ケース内に挿入される排気路開閉用の弁軸と、
   前記弁軸を、キャビティ側に向く前方側に付勢し前記排気路を開放させる付勢手段とを具え、
   しかも前記ケースは、前記排気路の前端部に、前方側に向かって拡径するコーン状の弁座面を具え、
   かつ前記弁軸は、排気路内を軸心方向にのびる基軸部と、この基軸部の前端に設けられるとともに前方側に向かって拡径するコーン状をなしかつ前記弁座面に当接することにより前記排気路の開口を閉じる当接面を有する頭部とを具えるとともに、
   前記頭部は、前記当接面に、当接状態において前記キャビティと排気路とを導通させる少なくとも１本のエアー排気溝を有し、
   前記弁軸は、前記頭部の前端面を、表面粗さ（Ra）が１．６μm以上の粗面としたことを特徴とするタイヤ成形金型用のベントプラグ。
3. 前記ケースと弁軸は、前記排気路に面する表面に、ゴム離型性を有するコーティング層が形成されることを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤ成形金型用のベントプラグ。
4. 請求項１〜３の何れかに記載されたタイヤ成形金型用のベントプラグが、ベントホールに取り付けられたことを特徴とするタイヤ成形金型。
5. 請求項４に記載されたタイヤ成形金型を用いて生タイヤを加硫成形する工程を有することを特徴とするタイヤ製造方法。

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