JP6629585B2 - タイヤ加硫成型金型 - Google Patents

Description

本発明はタイヤ加硫成型金型に関する。

空気入りタイヤの加硫成型に用いられるタイヤ加硫成型金型には、金型内部と金型外部とを連通する複数のプラグ取付け孔が設けられている。これらのプラグ取付け孔には通気孔を有するベントプラグが嵌合されている。加硫成型の際は、金型内部の空気がこのベントプラグの通気孔を通って金型外部へ逃げる。

ところで、ベントプラグには筒状部材のみからなるものがあり、そのベントプラグでは筒状部材の内径側の空間が通気孔となっている。筒状部材のみからなるベントプラグを用いて加硫成型がなされると、金型内部の空気がベントプラグの通気孔を通って金型外部へ逃げた後、流動性のあるゴムが通気孔に侵入する。その結果、加硫成型後の空気入りタイヤの表面には通気孔に侵入したゴムからなる不必要な突起（スピュー）が形成される。

スピューの発生を防ぐために、筒状で内径側の空間が通気孔となるハウジングと、通気孔に挿入されるステムとを備えるベントプラグが用いられる場合がある（例えば特許文献１〜３参照）。このベントプラグでは、常時ステムが金型内側に付勢されて通気孔が開放状態となっているが、加硫成型時にゴムがベントプラグに到達して金型内側からステムを押すと、ステムがハウジングの通気孔を閉塞する。そのため通気孔へゴムが侵入しにくく、スピューが発生しにくい。

特開２０１５−２０２９７号公報 特開２０１４−２１０３５６号公報 特開２０１４−５８０４６号公報

しかしハウジングとステムとを備えるベントプラグが用いられても、ゴムがベントプラグに接近する方向次第では、ハウジングとステムとの間にゴムが侵入する場合がある。その場合、加硫成型が終わってタイヤ加硫成型金型から空気入りタイヤが取り出されるときに、ハウジングとステムとの間に侵入して成型されたゴムがちぎれ、ハウジングとステムとの間の一部にゴムが残ってしまうことがある。すると、ステムが通気孔を閉塞することができなくなり、ベントプラグが機能しなくなってしまう。

そこで本発明は、ベントプラグのハウジングとステムとの間に侵入したゴムを取り除くことができるタイヤ加硫成型金型を提供することを課題とする。

実施形態のタイヤ加硫成型金型は、タイヤ表面を成型する成型面を有する成型部材と、前記成型部材に設けられ金型内部と金型外部とを連通するプラグ取付け孔と、前記プラグ取付け孔に嵌合されたベントプラグとを備え、前記ベントプラグが、筒状で内径側に金型内部から金型外部への通気孔を有するハウジングと、前記ハウジングの内径側に挿入され前記通気孔を開閉するステムとを備え、前記ハウジングの前記通気孔を形成する面のうち前記成型面から連続する面が、前記通気孔の閉塞時に前記ステムと接触する接触面であるタイヤ加硫成型金型において、前記接触面に沿って、前記成型面から前記ハウジングの深さ方向に延びるゴムの誘導凹溝が設けられたことを特徴とする。

実施形態のタイヤ加硫成型金型では、誘導凹溝に侵入してそこで成型されたゴムがタイヤ表面からちぎれにくい。そのため、タイヤ加硫成型金型から空気入りタイヤが取り出されるときに、その空気入りタイヤと一緒に、ハウジングとステムとの間に侵入したゴムが取り除かれる。

実施形態のタイヤ加硫成型金型１０の軸方向の断面図。 実施形態のベントプラグ３０の軸方向の断面図。 実施形態のベントプラグ３０のハウジング４０を金型内側から見た図。 実施形態におけるステム５０が挿入されたハウジング４０の図３のＡ−Ａでの部分断面図。 図４における周状凹溝４８付近の拡大断面図。 変更例の誘導凹溝１４７を金型内側から見た図。 変更例の周状凹溝１４８付近のベントプラグ軸方向の断面図。

本実施形態について図面に基づき説明する。なお図面は説明のために誇張されて描かれている場合がある。

図１に本実施形態のタイヤ加硫成型金型１０を示す。タイヤ加硫成型金型１０は、周上に並べられた複数のセクター１２と、複数のセクター１２が形成する円周の軸方向両側に設けられた一対のサイドプレート１４と、同じく一対のビードリング１６とを備える。セクター１２、サイドプレート１４、ビードリング１６は、空気入りタイヤを成型する成型部材であり、これらの金型内側の面はタイヤ表面を成型する成型面１８である。複数のセクター１２は主にタイヤのトレッド部を、一対のサイドプレート１４はタイヤのサイド部を、一対のビードリング１６はタイヤのビード部を、それぞれ成型する。セクター１２の材料は、限定されないが、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金（例えばＡｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｓｉ系の合金）である。またサイドプレート１４及びビードリング１６の材料は、限定されないが、例えば、一般構造用圧延鋼材（例えばＳＳ４００）等の鋼材である。サイドプレート１４の材料とビードリング１６の材料とは同じであっても良いし異なっても良い。

成型部材であるセクター１２及びサイドプレート１４には複数のプラグ取付け孔２０が設けられている。プラグ取付け孔２０は断面円形で金型内側から金型外側に向かって延びている孔である。プラグ取付け孔２０は成型面１８及び金型外側の面に開口している。従ってプラグ取付け孔２０によって金型内部と金型外部とが連通している。通常、プラグ取付け孔２０は成型面１８のうち加硫成型の際に最後まで空気が残る場所に開口している。このプラグ取付け孔２０にベントプラグ３０が嵌合されている。

図２に示すように、ベントプラグ３０は、筒状で内径側に通気孔３２を有するハウジング４０と、ハウジング４０の内径側に挿入され通気孔３２を開閉するステム５０とを備える。なお図２において、上側が金型内側、下側が金型外側である。ハウジング４０の外径がプラグ取付け孔２０の内径より僅かに大きいため、ベントプラグ３０がプラグ取付け孔２０に嵌合可能となっている。

ハウジング４０の通気孔３２は金型内部と金型外部とを連通している。ハウジング４０の金型内側端面４２は、ハウジング４０が設けられている成型部材の成型面１８と同一面上にあり、成型面１８の一部となっている。ただし、ハウジング４０の金型内側端面４２とその周囲の成型面１８との間には、外観上問題とならない段差、例えば０．１ｍｍ以下の段差があっても良い。ハウジング４０の内径面すなわち通気孔３２を形成する面のうち、ハウジング４０の金型内側端面４２からハウジング４０の深さ方向へ（すなわち金型外側へ）連続する面は、ベントプラグ３０の通気孔３２の閉塞時にステム５０と接触する接触面４４である。接触面４４は金型外側に向かって径が小さくなるようにテーパ面となっている。よって接触面４４はベントプラグ軸方向に対して傾斜している。ハウジング４０の内径面のうち接触面４４から金型外側へ連続する面は径が一定となっている。ハウジング４０の金型外側の端部又はその近傍部分には、ハウジング４０の内径側に突出する突起４６が設けられている。この突起４６の場所ではハウジング４０の内径が小さくなっている。

ステム５０は、成型面１８の一部である金型内側端面５２を備える頭部５４と、頭部５４から金型外側へ連続する第一胴部５６と、第一胴部５６からさらに金型外側へ連続する第二胴部５７とを備える。これらの外径は、頭部５４、第一胴部５６、第二胴部５７の順に大きい。頭部５４の外径面５３は通気孔３２の閉塞時にハウジング４０の接触面４４と接触する面である。頭部５４の外径面５３は金型外側に向かって径が小さくなるようにテーパ面となっている。よって外径面５３はベントプラグ軸方向に対して傾斜している。外径面５３の傾斜角は接触面４４の傾斜角と一致する。第二胴部５７の金型外側の端部又はその近傍部分には、プラグ取付け孔２０の内径面に向かって突出する突起５８が設けられている。突起５８の場所におけるステム５０の外径は、突起４６の場所におけるハウジング４０の内径よりも大きい。また、第一胴部５６及び第二胴部５７の外径はハウジング４０の内径より小さく、第一胴部５６及び第二胴部５７の外径面とハウジング４０の内径面との間に隙間ができ、この隙間を空気が通ることができる。

ハウジング４０の突起４６とステム５０の第一胴部５６との間にはベントプラグ３０の一部としてバネ３４（バネ３４の代わりに別の弾性部材が設けられていても良い）が設けられている。バネ３４はステム５０を金型内側に向かって付勢している。そのため、ステム５０に対してこれを金型外側へ押す力が働いていないときは、ステム５０の頭部５４の金型内側端面５２はハウジング４０の金型内側端面４２よりも金型内側へ突出し、ハウジング４０の接触面４４とステム５０の頭部５４の外径面５３との間に隙間（この隙間を「接触面４４とステム５０との隙間」とする）ができ、通気孔３２が開放状態となっている。なお「開放状態」とはステム５０に対してこれを金型外側へ押す力が働いていない状態を指すものとする。通気孔３２の開放状態では、金型内部の空気が、接触面４４とステム５０との隙間を通過して、ベントプラグ３０より金型外側へ抜けて、金型外部へ逃げることができる。なお通気孔３２の開放状態では、ベントプラグ３０への空気の入口である、ハウジング４０とステム５０との間の空間の成形面１８に対する開口端は、リング状である。通気孔３２の開放状態における接触面４４とステム５０との隙間の長さＭ（すなわち接触面４４に垂直な方向の距離）は、０．０４ｍｍ≦Ｍ≦０．３０ｍｍであることが望ましく、０．２０ｍｍ≦Ｍ≦０．３０ｍｍであることがより望ましい（図５参照）。

そして、ステム５０がバネ３４の付勢力に抗して金型外側へ押されると、ハウジング４０の接触面４４とステム５０の頭部５４の外径面５３とが接触して接触面４４とステム５０との隙間が閉じる。すると、金型内部の空気が金型外部へ逃げることができなくなる。また、接触面４４とステム５０との隙間には流動性のあるゴムが侵入しにくくなる。

ステム５０の突起５８はハウジング４０の突起４６より金型外側にある。そして前記のように、突起５８の場所におけるステム５０の外径が、突起４６の場所におけるハウジング４０の内径よりも大きい。そのため、突起５８が金型外側から突起４６に当たると、ステム５０はそれ以上金型内側へ移動できない。よってステム５０はハウジング４０から金型内側へ抜け落ちない。

図３、図４に示すように、ハウジング４０の接触面４４に沿って、成型面１８の一部である金型内側端面４２からハウジング４０の深さ方向に延びる１又は２本以上のゴムの誘導凹溝４７が設けられている。誘導凹溝４７の本数は限定されないが、複数本であることが望ましく、４本以上であることがより望ましい。また、複数本の誘導凹溝４７は、接触面４４の周方向に等間隔で配されていることが望ましい。誘導凹溝４７の金型内側の端部は成型面１８（金型内側端面４２）に達している。また誘導凹溝４７の金型外側の端部は接触面４４の範囲内で終端している。誘導凹溝４７の成型面１８に平行な方向の断面上での形状は、限定されないが、図３では長方形である。通気孔３２が閉塞状態になると、誘導凹溝４７の金型内側の端部のみが成型面１８に開口する。

また図３〜図５に示すように、ハウジング４０の接触面４４に沿って、誘導凹溝４７と交わって周状に延びる周状凹溝４８が設けられている。より詳細には、周状凹溝４８は、誘導凹溝４７の金型外側の端部と交わり、接触面４４の周方向に１周している。周状凹溝４８が設けられている場所の、ハウジング４０の金型内側端面４２からの深さ（ベントプラグ軸方向の長さ）Ｐは、接触面４４の金型内側の端部から金型外側の端部までの深さＱの２０％以上５０％以下の深さであることが望ましい。

周状凹溝４８のベントプラグ軸方向の断面上での形状は、限定されないが、開口端４８ａよりも底部４８ｂにおいて幅が狭い（すなわち接触面４４に平行な方向の長さが短い）形状であることが望ましい。図４、図５では、周状凹溝４８のベントプラグ軸方向の断面上での形状は、半円形である。

また、周状凹溝４８の接触面４４に垂直な方向の深さＬ（すなわち周状凹溝４８の開口端４８ａから底部４８ｂまでの接触面４４に垂直な方向の深さ）は、０．１０ｍｍ≦Ｌ≦０．０３ｍｍであることが望ましい。ただし、周状凹溝４８の接触面４４に垂直な方向の深さＬは、通気孔３２の開放状態における接触面４４とステム５０との隙間の長さＭより浅いことが望ましい（図５参照）。

また、周状凹溝４８の開口端４８ａの幅Ｎ（すなわち接触面４４に平行な方向の長さ）は、接触面４４のベントプラグ軸方向の断面上での長さＯの１０％以上５０％以下の長さであることが望ましい（図５参照）。

ハウジング４０及びステム５０の材料は、限定されないが、例えば一般構造用圧延鋼材（例えばＳＳ４００）等の鋼材や銅等が用いられる。ハウジング４０の材料とステム５０の材料とは同じであっても良いし異なっても良い。

ベントプラグ３０が設けられたタイヤ加硫成型金型１０で空気入りタイヤの加硫成型が行われる際は、タイヤ加硫成型金型１０の内部に未加硫タイヤがセットされる。そして、セットされた未加硫タイヤの内側に配置されている図示しないブラダーが膨張し、未加硫タイヤの表面が成型面１８に押し当てられる。またセクター１２等の成型部材が加硫成型温度に保持される。すると、タイヤ加硫成型金型１０の内部に残っていた空気は、開放状態になっている通気孔３２を通ってタイヤ加硫成型金型１０の外部へ逃げる。それとともに未加硫タイヤの流動性のあるゴムがベントプラグ３０に接近する。

ゴムがベントプラグ軸方向からベントプラグ３０に到達した場合、まずゴムがステム５０の５２を押し、通気孔３２が閉塞状態になる。次に、ゴムが誘導凹溝４７に侵入し、続いて周状凹溝４８に侵入し、そこで侵入が止まる。侵入したゴムは誘導凹溝４７内及び周状凹溝４８内で成型される。従って、ハウジング４０とステム５０との間で成型されるゴムは、誘導凹溝４７内で成型されるゴムと、周状凹溝４８内で成型されるゴムとからなる。

また、ゴムが成形面１８に沿う方向からベントプラグ３０に到達した場合、ゴムは、ステム５０の金型内側端面５２を押す前に、ハウジング４０とステム５０との間に侵入する。その後、ゴムがステム５０の金型内側端面５２を押すが、多くの場合、通気孔３２は完全には閉塞状態にはならない。その結果、ゴムは、誘導凹溝４７内と、周状凹溝４８内と、接触面４４とステム５０との隙間（ただし主に周状凹溝４８より金型内側の部分）とに侵入する。従って、ハウジング４０とステム５０との間で成型されるゴムは、誘導凹溝４７内で成型されるゴムと、周状凹溝４８内で成型されるゴムと、接触面４４とステム５０との隙間で成型されるゴムとからなる。

いずれの場合も、加硫成型後に空気入りタイヤがタイヤ加硫成型金型１０から取り出されるとき、ハウジング４０とステム５０との間で成型されたゴムが、成形面で成型されたタイヤ表面に引っ張られる。そのとき、誘導凹溝４７内で成型されたゴムが太くてちぎれにくい補強部の役割を果たし、ハウジング４０とステム５０との間で成型されたゴム全体が、ちぎれずに引っ張り出される。

以上のように、本実施形態のタイヤ加硫成型金型１０では、ハウジング４０とステム５０との間にゴムが侵入しても、タイヤ加硫成型金型１０から空気入りタイヤが取り出されるときに、誘導凹溝４７内で成型されたゴムが補強部の役割を果たして、ハウジング４０とステム５０との間で成型されたゴム全体がちぎれることなく引っ張り出され取り除かれる。なお、誘導凹溝４７が複数本、特に４本以上設けられていれば、その効果が大きい。

また、ハウジング４０とステム５０との間の空間の成形面１８に対する開口端がリング状であるため、ハウジング４０とステム５０との間に侵入したゴムはリング状に成型され易い。ハウジング４０とステム５０との間に侵入したゴムがリング状に成型された場合、成形面で成型されたタイヤ表面と、ハウジング４０とステム５０との間で成型されたゴムとがリング状につながっているため、ハウジング４０とステム５０との間で成型されたゴムがちぎれにくい。そのため、タイヤ加硫成型金型１０から空気入りタイヤが取り出されるときに、ハウジング４０とステム５０との間で成型されたゴム全体がちぎれることなく取り除かれる。

また、誘導凹溝４７と交わり、接触面４４の周方向に１周する周状凹溝４８が設けられているため、誘導凹溝４７に侵入したゴムが周状凹溝４８内を周方向に移動でき、ハウジング４０とステム５０との間に侵入したゴムが特にリング状に成型され易い。そのため効果が顕著になる。

また、周状凹溝４８の接触面４４に垂直な方向の深さＬが、通気孔３２の開放状態における接触面４４とステム５０との隙間の長さＭより浅い場合、接触面４４とステム５０との隙間に侵入しそこで成型されたゴムの厚みが十分確保され、しかも周状凹溝４８に侵入しそこで成型されたゴムの厚みが厚過ぎない。そのため、ハウジング４０とステム５０との間で成型されたゴムが金型内側へ引っ張られたときに、接触面４４とステム５０との隙間で成型されたゴムの部分でちぎれにくく、しかも周状凹溝４８内で成型されたゴムが周状凹溝４８から抜け易い。特に、通気孔３２が開放状態のままハウジング４０とステム５０との間にゴムが侵入したとすると、接触面４４とステム５０との隙間に侵入しそこで成型されたゴムの厚みが十分確保され、ゴムがちぎれにくい。

また、周状凹溝４８がベントプラグ軸方向の断面上で開口端４８ａよりも底部４８ｂにおいて幅が狭い形状であれば、周状凹溝４８内で成型されたゴムは、金型内側へ引っ張られたときに引っ掛かりなく周状凹溝４８から抜け易い。

また、周状凹溝４８が設けられている場所の、ハウジング４０の金型内側端面４２からの深さが、接触面４４の金型内側の端部から金型外側の端部までの深さの２０％以上であれば、ハウジング４０とステム５０との間に侵入したゴムが周状凹溝４８より金型外側までは侵入しにくい。また、周状凹溝４８が設けられている場所の、ハウジング４０の金型内側端面４２からの深さが、接触面４４の金型内側の端部から金型外側の端部までの深さの５０％以下であれば、周状凹溝４８と成型面１８とが遠過ぎないため、ハウジング４０とステム５０との間で成型されたゴムが金型内側から引っ張られたときに、周状凹溝４８内で成型されたゴムが周状凹溝４８から抜け易い。

また、周状凹溝４８の開口端４８ａの幅Ｎが接触面４４のベントプラグ軸方向の断面上での長さＯの１０％以上であれば、周状凹溝４８に多くのゴムが溜まることができ、周状凹溝４８による効果が大きい。また、周状凹溝４８の開口端４８ａの幅Ｎが接触面４４のベントプラグ軸方向の断面上での長さＯの５０％以下であれば、成型された空気入りタイヤにおいて周状凹溝４８内で成型されたゴムが目立たず、外観品質に大きな影響を与えない。

以上の実施形態に対して、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々な変更、置換、省略等を行うことができる。変更例の誘導凹溝１４７を図６に、変更例の周状凹溝１４８を図７に示す。ハウジング４０の金型内側端面４２に平行な方向の断面上における誘導凹溝１４７の形状は、図６（ａ）に示すように溝底が頂点の１つとなる三角形であっても良いし、図６（ｂ）に示すように半円形であっても良い。また、図示しないが、接触面４４に周状凹溝４８が無くても良い。また、周状凹溝１４８のベントプラグ軸方向の断面上での形状として、様々な変更例が挙げられる。開口端４８ａよりも底部４８ｂにおいて幅が狭い形状の変更例としては、図７（ａ）に示す溝底が頂点の１つとなる三角形（同図のように頂点は丸められていても良い）や、図７（ｂ）に示す底部４８ｂが短い方の底辺となる台形等が挙げられる。また別の変更例として、図７（ｃ）に示す長方形が挙げられる。

１０…タイヤ加硫成型用金型、１２…セクター、１４…サイドプレート、１６…ビードリング、１８…成型面、２０…プラグ取付け孔、３０…ベントプラグ、３２…通気孔、３４…バネ、４０…ハウジング、４２…金型内側端面、４４…接触面、４６…突起、４７…誘導凹溝、４８…周状凹溝、４８ａ…開口端、４８ｂ…底部、５０…ステム、５２…金型内側端面、５３…外径面、５４…頭部、５６…第一胴部、５７…第二胴部、５８…突起、１４７…誘導凹溝、１４８…周状凹溝

Claims (4)

1. タイヤ表面を成型する成型面を有する成型部材と、前記成型部材に設けられ金型内部と金型外部とを連通するプラグ取付け孔と、前記プラグ取付け孔に嵌合されたベントプラグとを備え、前記ベントプラグが、筒状で内径側に金型内部から金型外部への通気孔を有するハウジングと、前記ハウジングの内径側に挿入され前記通気孔を開閉するステムとを備え、前記ハウジングの前記通気孔を形成する面のうち前記成型面から連続する面が、前記通気孔の閉塞時に前記ステムと接触する接触面であるタイヤ加硫成型金型において、
   前記接触面に沿って、前記成型面から前記ハウジングの深さ方向に延びるゴムの誘導凹溝が設けられた、タイヤ加硫成型金型。
2. 前記接触面に沿って、前記誘導凹溝と交わって周状に延びる周状凹溝が設けられた、請求項１に記載のタイヤ加硫成型金型。
3. 前記周状凹溝の前記接触面に垂直な方向の深さが、前記ベントプラグの開放状態における前記接触面と前記ステムとの前記接触面に垂直な方向の距離より浅い、請求項２に記載のタイヤ加硫成型金型。
4. 前記周状凹溝が、前記ベントプラグの軸方向の断面上で、開口端よりも底部において幅の狭い形状である、請求項２又は３に記載のタイヤ加硫成型金型。

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