JP6880817B2

JP6880817B2 - 加硫金型

Info

Publication number: JP6880817B2
Application number: JP2017031315A
Authority: JP
Inventors: 勇太宮越
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2016-05-31
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2021-06-02
Anticipated expiration: 2037-02-22
Also published as: JP2017213858A

Description

本発明は、ゴム材料を加硫成形するための加硫金型に関する。

例えば、下記特許文献１には、空気排出用のベント流路と、ベント流路内に固定されかつベント流路を開閉するための弁部材とを有する加硫金型が提案されている。弁部材は、バネでベント流路を開く向きに付勢された弁体を有する。この弁体は、ゴム材料に押されて弁座と当接してベント流路を閉じるまでの間、金型内の空気を排出し、成形不良等を防止することができる。

しかしながら、特許文献１の弁部材は、ベント流路が開いた状態において、弁体が、成形面よりも加硫成形の対象であるゴム材料側に突出している。このような弁部材は、弁体と弁座との間に可塑化して流動したゴムが流入し易く、ひいては、加硫初期にベント流路の詰まりを招き易い傾向があった。

特開２０１５−２２１５４５号公報

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、弁部材の構造を改善することを基本として、ベント流路の詰まりを抑制し得る加硫金型を提供することを主たる目的としている。

本発明は、ゴム材料を加硫成形するための成形面を具えた加硫金型であって、一端が前記成形面で開口するベント流路と、前記ベント流路内の前記成形面側に固定されかつ前記ベント流路を開閉するための弁部材とを含み、前記弁部材は、前記成形面側に弁座を有する中心孔を具えた外筒部と、前記外筒部の前記中心孔にスライド可能に支持された弁体と、前記弁体を前記弁座から離れる向きに付勢するバネ部材とを有し、前記弁体は、前記弁座から離間して前記ベント流路を開く開状態と、前記金型内に配されたゴム材料に押されて前記弁座と当接し、前記ベント流路を閉じる閉状態とに移動可能であるとともに、前記開状態において、前記弁体は、前記成形面よりも凹んで位置することを特徴としている。

本発明の加硫金型において、前記外筒部の前記成形面側の端面は、前記成形面と滑らかに連続するのが望ましい。

本発明の加硫金型は、前記開状態において、前記弁体は、前記外筒部の前記端面よりも凹んで位置するのが望ましい。

本発明の加硫金型は、前記開状態において、前記弁体は、前記成形面から０．５〜１．０mmの深さで凹んでいるのが望ましい。

本発明の加硫金型において、前記外筒部の前記成形面側の端面は、前記成形面よりも凹んで位置するのが望ましい。

本発明の加硫金型は、前記開状態において、前記弁体の前記成形面側の頭面は、前記成形面から前記外筒部の前記端面と同じ深さで凹んで位置するのが望ましい。

本発明の加硫金型は、前記開状態において、前記弁体は、前記成形面から０．３mm以下の深さで凹んでいるのが望ましい。

本発明の加硫金型の弁部材は、成形面側に弁座を有する中心孔を具えた外筒部と、外筒部の前記中心孔にスライド可能に支持された弁体と、弁体を前記弁座から離れる向きに付勢するバネ部材とを有している。弁体は、弁座から離間してベント流路を開く開状態と、金型内に配されたゴム材料に押されて弁座と当接し、ベント流路を閉じる閉状態とに移動可能である。

このような弁部材は、加硫成形時、弁体がゴム材料に押されるまでの間、ベント流路が開いた状態を維持し、金型内の空気を、金型外部へと排出することができる。また、弁部材は、前記開状態において、弁体が、成形面よりも凹んで位置する。これにより、弁体は、ゴム材料が弁体と弁座との間に入り込む前に、ゴム材料に押されて弁座と当接することができる。従って、弁体が閉じる前のベント流路内へのゴムの流入が効果的に抑制される。

本発明の一実施形態の加硫金型の断面図である。本実施形態の弁部材の斜視図である。図２の弁部材の断面図である。図３の外筒部の断面図である。（ａ）は、開状態の弁体の拡大断面図であり、（ｂ）は、閉状態の弁体の拡大断面図である。（ａ）及び（ｂ）は、加硫成形中のゴム材料と弁体との関係を示す部分拡大断面図である。本発明の他の実施形態の弁部材の断面図である。（ａ）及び（ｂ）は、図７で示される実施形態における、加硫成形中のゴム材料と弁体との関係を示す部分拡大断面図である。

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には、本実施形態の加硫金型１の断面図が示されている。図１に示されるように、本実施形態の加硫金型１は、ゴム材料として、例えば、タイヤ２を加硫成形するものが示されている。但し、ゴム材料としては、タイヤ以外にも種々のものが適用され得る。本実施形態の加硫金型１は、例えば、タイヤ２のトレッド部を成形するトレッドセグメント１ａ、タイヤ２のサイドウォール部を成形するサイドウォールセグメント１ｂ、及び、タイヤ２のビード部を成形するビードリング１ｃを含んでいる。

加硫金型１は、その内側に、タイヤ２の外面２ｓを成形する成形面４を具えている。未加硫のタイヤ２は、加硫金型１内で加熱されるとともに、内側から、膨張したブラダー３によって成形面４側に押圧される。これにより、タイヤの各部を構成するゴムが加硫成形される。

加硫金型１は、一端６が成形面４で開口するベント流路５を含んでいる。ベント流路５の他端７は、金型外部に連通している。ベント流路５は、加硫成形時、生タイヤ２と加硫金型１との空気を金型外部に排出し、タイヤ２と成形面４との間の空気の残留によるベア等の成形不良を抑制することができる。

ベント流路５には、弁部材１０が配されている。

図２には、本実施形態の弁部材１０の斜視図が示されている。図３には、本実施形態の弁部材１０の断面図が示されている。図２及び図３に示されるように、弁部材１０は、ベント流路５の成形面４側に固定されている。弁部材１０は、外筒部１１と、弁体１２と、弁体１２を付勢するバネ部材１３とを含んでいる。

図４には、外筒部１１の断面図が示されている。図４に示されるように、外筒部１１は、ベント流路５の成形面４側の開口部に固定されている。外筒部１１は、ベント流路５の長さ方向に貫通する中心孔１５を具えている。

中心孔１５は、ベント流路５の成形面４側に弁座１６を有している。弁座１６は、例えば、ベント流路５の他端側（図２乃至図４では下側）に向かって内径が漸減している。これにより、弁座１６は、例えば、円錐状の第１テーパ面１８を含んでいる。

本実施形態の中心孔１５は、さらに、弁座１６と成形面４側の端縁１７との間の外孔部２１と、弁座１６の前記他端側に設けられた孔本体部２２とを含んでいる。

外孔部２１は、例えば、端縁１７から一定の内径Ｌ１で前記他端側にのびている。成形されるゴム部材のベント流路５の跡を小さくするために、外孔部２１の内径Ｌ１は、例えば、５．０mm以下であるのが望ましい。

孔本体部２２は、例えば、ベント流路５の長さ方向にのびている。孔本体部２２は、例えば、部分的に小さい内径を有する小径部２３を含んでいる。小径部２３は、例えば、外筒部１１の内壁が部分的に突出した突部４５で構成されている。

図３に示されるように、弁体１２は、外筒部１１の中心孔１５にスライド可能に支持されている。弁体１２は、例えば、ベント流路５の長さ方向に沿ってのびる軸部分３１と、軸部分３１の成形面４側に設けられた弁本体３２とを有している。

軸部分３１は、例えば、小径部２３よりも成形面４側に配された第１部分３３と、小径部２３よりも前記他端側に配された第２部分３４と、第１部分３３と第２部分３４とをつなぐ第３部分とを含んでいる。第１部分３３は、例えば、孔本体部２２の内径よりも僅かに小さい外径を有する。第２部分３４は、小径部２３よりも大きい幅を有し、弁体１２が成形面４側に抜けるのを防止している。第３部分３５は、小径部２３の内径よりも僅かに小さい幅を有し、小径部２３内を通ることができる。本実施形態の第２部分３４及び第３部分３５は、例えば、空気を通り易くするために、板状に構成されているのが望ましい。

弁本体３２は、第１部分３３の成形面側に設けられている、弁本体３２は、例えば、成形面４側に配された頭面４３と、頭面４３から前記他端側に向かって外径が漸減する第２テーパ面４４とを有する円錐状である。頭面４３は、例えば、平らな円形状である。第２テーパ面４４は、弁座１６の第１テーパ面１８と当接可能な形状で構成されている。

本実施形態のバネ部材１３は、例えば、コイルバネが用いられている。バネ部材１３は、例えば、外筒部１１と弁体１２との間に設けられ、軸部分３１及び前記突部４５に反発力を付与し、ひいては弁体１２を弁座１６から離れる向きに付勢している。

弁体１２は、バネ部材１３によって付勢され、無負荷の状態では、弁本体３２と弁座１６との間に間隙ができるように支持されている。これにより、図５（ａ）に示されるように、弁体１２は、ベント流路５を開く開状態となる。また、弁体１２は、弁本体３２の頭面４３が押されることにより、前記他端側にスライドする。これにより、図５（ｂ）に示されるように、弁体１２は、ベント流路５を閉じる閉状態になる。つまり弁体１２は、開状態と閉状態とに移動可能である。このような弁部材１０は、加硫成形時、弁体１２がゴム材料に押されるまでの間、ベント流路５が開いた状態を維持し、金型内の空気を、金型外部へと排出することができる。

図３に示されるように、前記開状態において、弁体１２は、成形面４よりも凹んで位置する。

図６（ａ）及び（ｂ）には、加硫成形中のゴム材料Ｇと弁体１２との関係を示す部分拡大断面図が示されている。図６（ａ）及び（ｂ）に示されるように、弁体１２が成形面４よりも凹んでいるため、加硫成形時、ゴム材料Ｇは、十分に成形面４に接触した後、さらにベント流路５の開口部８の中へ進入し、弁体１２側に入り込む。このとき、ゴム材料Ｇは、開口部８の中央部から入り込む。このため、弁体１２は、ゴム材料Ｇが弁体１２と弁座１６との間に入り込む前に、ゴム材料Ｇに押されて弁座１６と当接することができる。従って、弁体１２は、ゴム材料Ｇと成形面４との間の空気を十分に排出した後、閉じる。この際、ベント流路５内へのゴムの流入も効果的に抑制される。

本実施形態では、弁体１２が成形面４よりも凹んでいるため、成形されるゴム材料の外面には、凹部の反転模様に相当する凸部が形成される。凸部の外径を小さくするために、図３に示されるように、外筒部１１の成形面４側の端面１９は、成形面４と滑らかに連続しているのが望ましい。また、開状態においても、弁体１２は、勿論、外筒部１１の端面１９よりも凹んで位置する。

本実施形態では、開状態において、弁体１２は、例えば、成形面４から０．３〜２．０mmの深さｄ１で凹んでいるのが望ましい。前記深さｄ１が０．３mmよりも小さい場合、弁体１２と弁座１６との間にゴムが入り込むおそれがある。前記深さ２．０mmよりも大きい場合、タイヤの外面に大きな凸部が形成されるおそれがある。このような観点から、開状態において、前記ｄ１は、０．５〜１．０mmであるのがより望ましい。

図５（ｂ）に示されるように、閉状態において、成形面４から頭面４３までの深さｄ２は、例えば、１．０〜２．５mmであるのが望ましい。これにより、タイヤの外面の悪化を抑制することができる。

図７には、本発明の他の実施形態の加硫金型の弁部材１０の断面図が示されている。図７において、上述した実施形態と共通する構成には、同一の符号が付されている。図７に示されるように、この実施形態では、外筒部１１の成形面４側の端面１９は、成形面４よりも凹んで位置している。

発明者等は、種々の実験により、外筒部１１の端面１９を凹ませることにより、外筒部１１と弁体１２との間にゴムが入り込むのをさらに抑制できることを見出した。これは、図８（ａ）及び（ｂ）に示されるように、成形面４のエッジ４６と外筒部１１の端面１９のエッジ４７がベント流路の深さ方向に位置ずれすることにより、ゴム材料Ｇが外筒部４７の端面のエッジ４７と弁体１２のエッジ４８との間に入り込む前に、ゴム材料Ｇが弁体１２を確実に押すことができるためと考えられる。

従って、この実施形態では、例えば、弁体１２の成形面４からの深さｄ１をより小さくすることができ、ひいてはゴム材料に形成される凸部の高さをより小さくすることができる。

望ましい態様では、開状態において、弁体１２の成形面４側の頭面４３は、成形面４から外筒部１１の端面１９と同じ深さで凹んで位置している。さらに望ましい態様では、弁体１２の頭面４３の全体と、外筒部１１の端面の全体とが、同じ深さで構成され、これらが同一平面上に配されている。これにより、外筒部１１と弁体１２との間にゴム材料が入り込むのをさらに抑制することができる。また、このような弁部材１０は、製造時、弁体１２が外筒部１１に取り付けられ易くなり、その製造コストを低減するのに役立つ。

この実施形態では、開状態において、弁体１２は、例えば、成形面４から０．３mm以下の深さで凹んでいるのが望ましい。これにより、ゴム材料の外面に形成される凸部が小さくなり、ひいては成形後のゴム材料の美観が高められる。

以上、本発明の一実施形態の加硫金型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得る。

実施例として、図３で示される弁部材を有する加硫金型が試作された。実施例は、成形面から弁体までの深さｄ１が０よりも大きい。比較例１及び２として、開状態において、弁体が成形面よりも突出している（即ち、深さｄ１＜０である）加硫金型が試作された。各加硫金型を用いて、ベント流路の詰まりを原因とする傷が発生するまでの製造個数が測定された。テスト方法は、以下の通りである。

＜傷が発生するまでの製造個数＞
各加硫金型で連続してタイヤが１０００個製造され、外面にベント流路の詰まりを原因とする傷が発生し始めた時点での製造個数が測定された。数値が大きい程、長時間ベント流路の詰まりを抑制できることを示す。
テストの結果が表１に示される。

表１に示されるように、実施例では、比較例よりも前記傷の発生が効果的に抑制されていることが確認できた。

さらに、他の実施例として、図７で示される弁部材を有する加硫金型が試作された。これらの実施例では、外筒部の端面が成形面よりも凹んでおり、かつ、弁体の頭面が、外筒部の端面と同じ深さで凹んでいる。これらの加硫金型を用いて、上記同様、外面にベント流路の詰まりを原因とする傷が発生するまでの製造個数が測定された。
テストの結果が表２に示される。

表２に示されるように、図７に示される実施例では、上述の効果を得ながら、成形面から弁体までの深さｄ１をより小さくできることが確認できた。

４成形面
５ベント流路
１０弁部材
１１外筒部
１２弁体
１３バネ部材
１５中心孔
１６弁座

Claims

ゴム材料を加硫成形するための成形面を具えた加硫金型であって、
一端が前記成形面で開口するベント流路と、前記ベント流路内の前記成形面側に固定されかつ前記ベント流路を開閉するための弁部材とを含み、
前記弁部材は、前記成形面側に弁座を有する中心孔を具えた外筒部と、前記外筒部の前記中心孔にスライド可能に支持された弁体と、前記弁体を前記弁座から離れる向きに付勢するバネ部材とを有し、
前記弁体は、前記弁座から離間して前記ベント流路を開く開状態と、前記金型内に配されたゴム材料に押されて前記弁座と当接し、前記ベント流路を閉じる閉状態とに移動可能であるとともに、
前記開状態において、前記弁体は、前記成形面よりも凹んで位置し、
前記外筒部の前記成形面側の端面は、前記成形面と滑らかに連続することを特徴とする加硫金型。
前記開状態において、前記弁体は、前記外筒部の前記端面よりも凹んで位置する請求項１記載の加硫金型。
ゴム材料を加硫成形するための成形面を具えた加硫金型であって、
一端が前記成形面で開口するベント流路と、前記ベント流路内の前記成形面側に固定されかつ前記ベント流路を開閉するための弁部材とを含み、
前記弁部材は、前記成形面側に弁座を有する中心孔を具えた外筒部と、前記外筒部の前記中心孔にスライド可能に支持された弁体と、前記弁体を前記弁座から離れる向きに付勢するバネ部材とを有し、
前記弁体は、前記弁座から離間して前記ベント流路を開く開状態と、前記金型内に配されたゴム材料に押されて前記弁座と当接し、前記ベント流路を閉じる閉状態とに移動可能であるとともに、
前記開状態において、前記弁体は、前記成形面から０．５〜１．０mmの深さで凹んでいることを特徴とする加硫金型。
ゴム材料を加硫成形するための成形面を具えた加硫金型であって、
一端が前記成形面で開口するベント流路と、前記ベント流路内の前記成形面側に固定されかつ前記ベント流路を開閉するための弁部材とを含み、
前記弁部材は、前記成形面側に弁座を有する中心孔を具えた外筒部と、前記外筒部の前記中心孔にスライド可能に支持された弁体と、前記弁体を前記弁座から離れる向きに付勢するバネ部材とを有し、
前記弁体は、前記弁座から離間して前記ベント流路を開く開状態と、前記金型内に配されたゴム材料に押されて前記弁座と当接し、前記ベント流路を閉じる閉状態とに移動可能であるとともに、
前記開状態において、前記弁体は、前記成形面よりも凹んで位置し、
前記外筒部の前記成形面側の端面は、前記成形面よりも凹んで位置し、
前記開状態において、前記弁体の前記成形面側の頭面は、前記成形面から前記外筒部の前記端面と同じ深さで凹んで位置することを特徴とする加硫金型。
前記開状態において、前記弁体は、前記成形面から０．３mm以下の深さで凹んでいる請求項４記載の加硫金型。