JP6558718B2 - エア排出機構およびモールド - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤの加硫成形において用いられるエア排出機構および前記エア排出機構を備えたモールドに関する。

空気入りタイヤの加硫成形においては、タイヤ加硫成形用のモールドが用いられており、このモールドの成形面には、タイヤと成形面との間のエア溜まりにより製品タイヤにベアが生じないように、タイヤと成形面との間のエアを抜く所謂ベントホールが、エア排出機構として多数設けられている。

このベントホール内に、加硫成形中のゴムが流入すると、製品タイヤに小突起（スピュー）が形成されて外観を損なわせる恐れがあるため、従来より、スプリングの復元力を利用したバルブがベントホールに嵌め込まれたスプリングベントなどが設けられている（例えば、特許文献１）。

図４はスプリングベントの斜視図であり、図５はスプリングベントの動作を説明する図である。なお、図４では内部構造を示すためにホルダー５３の一部を切欠している。

図４、５に示すように、このスプリングベントは、モールドＭのベントホールＭ１に嵌め込まれる円筒状のホルダー５３と、ホルダー５３の軸方向に沿って移動可能な弁体５２と、タイヤ側（図５の上方）に向かって弁体５２を付勢するスプリング５５とを備えており、加硫成形の初期において弁体５２とホルダー５３との隙間からエアを排出する一方で、加硫成形の中期にタイヤのゴムが成形面に接触して弁体５２の上面を押圧すると、ホルダー５３の開口端に形成された弁座５６に弁体５２が着座してホルダー５３内へのゴムの流入を防止する。そして、加硫成形完了後、モールドが開状態になるとスプリング５５の復元力により弁体５２が弁座５６から離れて元の位置に戻ることにより再び隙間を形成する。

特開２００１−２０５６３８号公報

しかしながら、このようなスプリングベントを設けていても、加硫成形中のホルダー内へのゴムの流入は未だ十分に防止することができておらず、ホルダー内にゴムが流入した場合、流入したゴムがスプリングに固着することがあり、固着がひどくなるとスプリングが復元力を発揮することができなくなり、弁体を元の位置に戻すことができないという動作不良が発生する。

そして、このような動作不良が生じると、加硫成形初期のエアの排出が困難となってエア溜りの発生により加硫成形後のタイヤに外観不良が生じやすくなるため、製造を中断してモールドの清掃を行い固着したゴムを取り除く必要があり、生産性が低下する。

そこで、本発明は、タイヤの加硫成形に際して、加硫成形中のゴムの流入によるエア排出機構の動作不良の発生を防止して、生産性を低下させることなく、外観が優れたタイヤを効率的に製造することができるエア排出技術を提供することを課題とする。

本発明者は、鋭意検討を行い、以下に記載する発明により上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

請求項１に記載の発明は、
モールドの成形面に設けられた複数のベントホールの各々に取り付けられており、タイヤの加硫成形に際してタイヤとモールドの成形面との間のエアを排出するエア排出機構であって、
前記ベントホールに嵌め込まれており、両端部が開口した筒状のホルダーと、
前記ホルダーの前記成形面側の開口部と嵌合するように設けられ、前記ホルダーの軸方向に沿って往復動する弁体とを備えており、
前記弁体の下面および前記ホルダー内のモールド外面側に一対の磁石が、同じ磁極が対向するように設けられており、
前記弁体の下面に設けられた磁石の外周面に、前記ホルダーの軸方向に沿った溝が複数形成されており、
前記ホルダーの成形面側の内壁面に、複数の前記溝に対応する凸条のレールが形成されて、
さらに前記磁石の前記溝の下側の終端にストッパーが形成され、
前記ホルダーの前記凸条のレールが前記ストッパーに当接することにより前記磁石が係止されるように構成されていることを特徴とするエア排出機構である。

請求項２に記載の発明は、
モールドの成形面に設けられた複数のベントホールの各々に取り付けられており、タイヤの加硫成形に際してタイヤとモールドの成形面との間のエアを排出するエア排出機構であって、
前記ベントホールに嵌め込まれており、両端部が開口した筒状のホルダーと、
前記ホルダーの前記成形面側の開口部と嵌合するように設けられ、前記ホルダーの軸方向に沿って往復動する弁体とを備えており、
前記弁体の下面および前記ホルダー内のモールド外面側に一対の磁石が、同じ磁極が対向するように設けられており、
前記ホルダーの成形面側の内壁面に、凸条のレールが形成されており、
前記磁石には前記ホルダー内壁面に入る小径部が形成され、前記小径部の下端には前記小径部より大径のストッパーが設けられており、
前記ホルダーの前記凸条のレールが前記ストッパーに当接することにより前記磁石が係止されるように構成されていることを特徴とするエア排出機構である。

請求項３に記載の発明は、
前記磁石が、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石のいずれかであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエア排出機構である。

請求項４に記載の発明は、
前記ホルダー内のモールド外面側に設けられた磁石が、前記ホルダーの内径と略同等の外径を有する筒状の磁石であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のエア排出機構である。

請求項５に記載の発明は、
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のエア排出機構が、成形面に複数設けられていることを特徴とするタイヤ加硫成形用のモールドである。

本発明によれば、タイヤの加硫成形に際して、加硫成形中のゴムの流入によるエア排出機構の動作不良の発生を防止して、生産性を低下させることなく、外観が優れたタイヤを効率的に製造することができるエア排出技術を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るエア排出機構の分解斜視図である。 本実施の形態に係るエア排出機構の動作を説明する図である。 本発明の他の実施の形態に係るエア排出機構の分解斜視図である。 スプリングベントの斜視図である。 スプリングベントの動作を説明する図である。

１．発明に至る経緯
本発明者は、図４および図５に示すようなスプリングベントを用いた従来のエア排出機構において、加硫成形中のゴムの流入による動作不良の発生を防止するためにスプリングにゴムを固着させない技術について種々の検討を行ったが、十分な効果を得ることができなかった。

そこで、本発明者は発想を転換し、スプリングを用いることなく弁体を付勢することができれば、ゴムのスプリングへの固着が発生せず、定常的に復元力を発揮させることができると考え、実験と検討を行った。

その結果、スプリングベントを用いた従来のエア排出機構に替えて、一対の磁石による反発力を利用した磁気ばねにより、タイヤ側に弁体を付勢させて復元力を生じさせる構造のエア排出機構に想い至り、本発明を完成させるに至った。

このような構造のエア排出機構の場合、一対の磁石を反発させて復元力を生じさせているため、ホルダー内にゴムが流入して磁石に固着しても磁気ばねによる復元力は損なわれず、動作不良の発生を十分に防止することができ、エア排出機構の動作不良に伴う生産性の低下を招くことがない。

２．本実施の形態に係るエア排出機構
次に、上記した本発明の一実施の形態に係るエア排出機構を説明する。

図１は本実施の形態に係るエア排出機構の分解斜視図であり、（ａ）は磁石２２と一体化された弁体２１、（ｂ）はモールド外面側の磁石３０、（ｃ）はホルダー４を示す図である。図２は本実施の形態に係るエア排出機構の動作を説明する図であり、（ａ）は開弁状態、（ｂ）は閉弁状態を示す図である。なお、図２の上方はタイヤがセットされるモールドの成形面側を示しており、下方はモールドの外面側を示している。

図２に示すように、本実施の形態に係るエア排出機構は、従来と同様に、ベントホールＭ１に嵌め込まれて両端部が開口した筒状のホルダー４を備えていると共に、ホルダー４の上方、即ち、モールドＭの成形面Ｍ２側の開口部に形成された弁座４３と嵌合するように設けられてホルダーの軸方向に沿って往復動する弁体２１を備えている。なお、本実施の形態のエア排出機構は、モールドＭの成形面Ｍ２に複数設けられている。

しかし、本実施の形態においては、弁体２１の下面およびホルダー４の下方、即ち、モールドの外面側に一対の磁石２２、３０が対向して設けられており、この一対の磁石が、互いに反発するように同じ磁極が向かい合っている点において従来と異なる。

本実施の形態の弁体２１は、この一対の磁石２２、３０の反発力により形成される磁気ばねによってタイヤ側に向かって付勢されている。このように、スプリングに替えて、一対の磁石２２、３０による磁気ばねを利用することにより、ホルダー４内にゴムが流入しても、ゴムの固着による動作不良の発生を防止することができ、また、従来のスプリングベントにおいてスプリングが占めていた空間もエアの抜け道として利用することができるため、効率よくエア抜けを行うことができる。

以下、本実施の形態に係るエア排出機構の構造を具体的に説明する。

ホルダー４は、両端部に開口部が形成された筒状の部材であり、外径がモールドＭのベントホールＭ１の孔径と略等しくなるように構成されている。また、ホルダー４の上方（成形面Ｍ２側）の端面は、外径側がモールドＭの成形面Ｍ２と面一になっており、内径側に向かって下るように傾斜している。このときの傾斜面が弁体２１を着座させるための弁座４３となる。

弁体２１は、円錐台を逆向きにした形状の部材であり、弁体２１の外周面はホルダー４の弁座４３に対応して傾斜しており、弁体２１の上面をゴムが押圧した際に、弁体２１の外周面が弁座４３に着座してホルダー４の開口部に嵌合して、モールドＭの成形面と面一となるように構成されている。

本実施の形態においては、上記したように、従来のスプリングベントにおけるスプリングに替えて、一対の磁石２２、３０が設けられており、この磁石２２、３０の反発力により磁気ばねが形成されて、弁体２１が上方に向かって付勢されている。具体的には、弁体２１の下面に磁石２２が設けられている一方で、この弁体２１の磁石２２に対向するように、図１におけるホルダー４内の下方（モールドの外面側）に磁石３０が設けられている。この磁石２２としては、例えば、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石などを用いることが好ましい。

弁体２１側の磁石２２は円柱状の部材であり、外周面にホルダー４の軸方向に沿った溝２３が２本形成されている。また、ホルダー４内に流入したエアを適切に排出できるように、磁石２２の外径はホルダー４の内径よりも小さくなるように構成されている。

そして、ホルダー４の内壁面には、弁体２１側の磁石２２の溝２３に対応する凸条のレール４２が複数形成されており、磁石２２の溝２３にホルダー４のレール４２が嵌め込まれている。これにより、磁石２２と共に弁体２１をホルダー４の軸方向に沿って往復動させることができる。

一方、ホルダー４内の下側（モールド外面側）の端部には、ホルダー４内に流入したエアをモールドＭ外部に排気するための排気孔３１を有した筒状の磁石３０が設けられている。なお、排気孔３１を有する筒状の磁石３０に替えて、下側に円柱状の磁石を設け、円柱状の磁石の外周とホルダー４の内周との間に隙間を形成させてもよい。

そして、本実施の形態においては、この一対の磁石２２、３０が互いに反発してホルダー４の軸方向に沿った反発力が生じるように、同じ磁極（即ち、Ｎ極同士若しくはＳ極同士）が向かい合うように磁石２２、３０が対向して設けられている。

本実施の形態においては、この磁石２２、３０同士の反発力により、磁石２２が取り付けられた弁体２１が上方に向かって付勢される。これにより、加硫成形初期の弁体２１がタイヤに押圧されていない際には、図２（ａ）に示すように、弁体２１とホルダー４の弁座４３とが離間して、エアを排気するための隙間が形成される。このとき、従来のスプリングベントのように、エアの通り道であるホルダー４内にスプリングなどの内部機構が設けられていないため、従来よりも効率よくエアを外部に排出することができる。

そして、本実施の形態においても、従来と同様に、タイヤに弁体２１の上面が押圧されると、図２（ｂ）図に示すように弁体２１がホルダー４の弁座４３に着座するため、弁体２１と弁座４３との隙間からタイヤのゴムがホルダー４内に流入することを抑制することができる。

そして、本実施の形態に係るエア排出機構によれば、従来のスプリングベントのスプリングのような内部機構がホルダー４内に設けられておらず、一対の磁石２２、３０の反発力により弁体２１を付勢しているため、ホルダー４内にゴムが流入しても、弁体２１の復元力が失われることがない。この結果、加硫成形中のゴムの流入による動作不良の発生を適切に防止できるため、モールドの清掃による生産性の低下を生じさせることなく、外観が優れたタイヤを効率的に製造することができる。

具体的に、本発明者は、本実施の形態に係るエア排出機構を備えたモールドを用いてタイヤの加硫成形を連続して繰り返し、動作不良を起こしているエア排出機構の数を計測すると共に、最後に加硫成形を行ったタイヤの外観を目視で観察して、エア溜まりに起因したベアやゴムの流入に起因したスピューにより外観不良が発生した箇所の数を測定した。

その結果、図４、５に示すようなスプリングを有する従来型のスプリングベント（Ａｌｌｉｇａｔｏｒ社製一体型バルブ）を備えたモールドを用いた場合に比べて動作不良の発生数および外観不良の発生数が大幅に低減されていることが確認できた。

また、図１および図２に示すように、本実施の形態においては、弁体２１側の磁石２２の溝２３の下側の終端にストッパー２４が形成されている。このストッパー２４にホルダー４の凸条のレール４２が当たって磁石２２が係止されることにより、弁体２１の軸方向における往復動を制限することができるため、一対の磁石２２、３０の反発力によって弁体２１がホルダー４外に飛び出すことを防止できる。

また、本実施の形態に係るエア排出機構は、アルミニウム合金などの非磁性体の素材で構成されたモールドに用いることが好ましい。この場合、磁石２２、３０がモールドＭに引きつけられて弁体２１が誤作動することを適切に抑制することができる。

３．他の実施の形態に係るエア排出機構
図３は本発明の他の実施の形態に係るエア排出機構の分解斜視図であり、（ａ）は磁石２２と一体化された弁体２１、（ｂ）はホルダー４を示す図である。なお、本実施の形態において、モールド外面側の磁石は、図１（ｂ）に示す上記した実施の形態と同じ形状であるため図示を省略している。

本実施の形態の弁体２１側の磁石２２には、上記した実施の形態における複数の溝２３（図１（ａ）参照）の代わりに、ストッパー２４よりも径が小さな小径部２５が形成されており、この小径部２５にホルダー４のレール４２が嵌め込まれる。このような場合であっても、上記した実施の形態と同様に、ホルダー４の軸方向に沿って往復動可能に弁体２１をホルダー４に取り付けることができる。

また、本実施の形態においては、凸条のレール４２が３つ形成されている。このように、凸条のレール４２を３つ以上形成し、各々のレール４２を弁体２１に嵌め込むことにより、弁体２１がホルダー４の径方向にブレることを確実に防止することができる。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

４、５３ ホルダー
２１、５２ 弁体
２２、３０ 磁石
２３ 溝
２４ ストッパー
２５ 小径部
３１ 排気孔
４２ レール
４３、５６ 弁座
５５ スプリング
Ｍ モールド
Ｍ１ ベントホール
Ｍ２ 成形面

Claims (5)

1. モールドの成形面に設けられた複数のベントホールの各々に取り付けられており、タイヤの加硫成形に際してタイヤとモールドの成形面との間のエアを排出するエア排出機構であって、
   前記ベントホールに嵌め込まれており、両端部が開口した筒状のホルダーと、
   前記ホルダーの前記成形面側の開口部と嵌合するように設けられ、前記ホルダーの軸方向に沿って往復動する弁体とを備えており、
   前記弁体の下面および前記ホルダー内のモールド外面側に一対の磁石が、同じ磁極が対向するように設けられており、
   前記弁体の下面に設けられた磁石の外周面に、前記ホルダーの軸方向に沿った溝が複数形成されており、
   前記ホルダーの成形面側の内壁面に、複数の前記溝に対応する凸条のレールが形成されて、
   さらに前記磁石の前記溝の下側の終端にストッパーが形成され、
   前記ホルダーの前記凸条のレールが前記ストッパーに当接することにより前記磁石が係止されるように構成されていることを特徴とするエア排出機構。
2. モールドの成形面に設けられた複数のベントホールの各々に取り付けられており、タイヤの加硫成形に際してタイヤとモールドの成形面との間のエアを排出するエア排出機構であって、
   前記ベントホールに嵌め込まれており、両端部が開口した筒状のホルダーと、
   前記ホルダーの前記成形面側の開口部と嵌合するように設けられ、前記ホルダーの軸方向に沿って往復動する弁体とを備えており、
   前記弁体の下面および前記ホルダー内のモールド外面側に一対の磁石が、同じ磁極が対向するように設けられており、
   前記ホルダーの成形面側の内壁面に、凸条のレールが形成されており、
   前記磁石には前記ホルダー内壁面に入る小径部が形成され、前記小径部の下端には前記小径部より大径のストッパーが設けられており、
   前記ホルダーの前記凸条のレールが前記ストッパーに当接することにより前記磁石が係止されるように構成されていることを特徴とするエア排出機構。
3. 前記磁石が、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石のいずれかであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエア排出機構。
4. 前記ホルダー内のモールド外面側に設けられた磁石が、前記ホルダーの内径と略同等の外径を有する筒状の磁石であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のエア排出機構。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のエア排出機構が、成形面に複数設けられていることを特徴とするタイヤ加硫成形用のモールド。

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