JP7518713B2 - ベントピース - Google Patents

Description

本開示は、タイヤ加硫金型に装着されるベントピースに関する。

空気入りタイヤの加硫に用いる金型には、エアを逃がすために、タイヤに接する成形面にベントホールが形成される。ベントホールへのゴムの流入を阻止するために、ベントホールには、ベントホールを開閉するためのベントピースが取り付けられる。ベントピースは、ハウジングと、ハウジング内に配置される弁体としてのステムと、ステムを押し出すコイルバネと、を有する（特許文献１，２参照）。

ところが、ステムとハウジングの間に侵入したゴムの残渣によって、ステムが閉じたまま動かず、ベントホールが閉じた状態になる場合がある。ステムの固着を解消するために、超音波振動器をステムに接触させてステムを振動させて詰まりを除去することが行われている。

特開２０１５－５１６１１号公報 特開２０１５－１２０９３号公報

本開示は、ステムの固着が解消されやすくなるベントピースを提供する。

本開示のベントピースは、排気路を内部に有する筒状のハウジングと、前記ハウジングの前記排気路に挿入され、前記排気路を開閉するステムと、前記排気路を開放する方向に前記ステムを付勢するコイルバネと、を備え、前記ステムが、前記コイルバネに挿入される柱状の胴体と、前記排気路を開閉するヘッドと、を有し、前記ヘッドは、ヘッド軸に直交する断面形状が円形であり、前記胴体は、少なくとも２つの偏心部を有する。

第１実施形態のベントピースを示す断面図。 第１実施形態のステムを示す側面図。 図２におけるＡ１－Ａ１部位を示す断面図。 図２におけるＡ２－Ａ２部位を示す断面図。 図２におけるＡ３－Ａ３部位を示す断面図。 図２におけるＡ４－Ａ４部位を示す断面図。 第１実施形態においてヘッド軸に直交する投影面に投影した各重心を示す図。 第１変形例のステムを示す側面図。 第２変形例のステムを示す側面図。 図９におけるＡ５－Ａ５部位断面とともに投影した重心を示す断面図。

＜第１実施形態＞
図１に示すように、タイヤ加硫用金型１は、タイヤに接する成形面１０と、成形面１０に形成されたベントホール１１と、を有する。ベントホール１１は、金型１の内部から外部に向かう貫通孔である。タイヤ加硫成型時に、金型１の成形面１０とタイヤとの間に溜まった空気が、ベントホール１１を介して金型１の外部に排出される。ベントホール１１は、ベントピース２が装着可能であればその形状は限定されない。

図１に示すように、ベントホール１１には、ベントホール１１を開閉するためのベントピース２が装着される。ベントピース２は、ハウジング３と、ステム４と、コイルバネ５と、を有する。ハウジング３は、ベントホール１１に装着され且つ排気路３０を内部に有する。ステム４は、ハウジング３の排気路３０に挿入され且つ排気路３０を開閉する弁体となる。コイルバネ５は、排気路３０を開放する方向にステム４を付勢する付勢部材である。ステム４は、コイルバネ５が挿入される柱状の胴体４０と、ハウジング３の内面に接触して排気路３０を開閉するヘッド４１と、を有する。ヘッド４１は、胴体４０よりも外径が大きい。ヘッド４１は、ハウジング３に対するステム４の回転を許容するために、ヘッド軸ＣＬに直交する断面形状が円形である。ヘッド４１は、ヘッド軸ＣＬを対称軸とする線対称に形成されている。ヘッド４１のヘッド軸ＣＬに直交する断面形状は、ヘッド軸ＣＬを中心とする点対称の形状である。

本明細書において、ヘッド軸ＣＬに平行な方向であるヘッド軸方向ＡＤに沿って、金型内側（ステム４のヘッド４１側）を第１側ＡＤ１とし、金型外側（ステム４のヘッド４１から遠い側）を第２側ＡＤ２と表記する。ハウジング３の第２側ＡＤ２の端部には、筒部の内径が狭く変化する第１バネ止め部３１が形成されている。第１バネ止め部３１の内径は、コイルバネ５の外径よりも小さく、そのため、コイルバネ５の引っかかりとなる。胴体４０は、抜け止め部４０ａと、第２バネ止め部４０ｂと、を有する。抜け止め部４０ａは、ハウジング３の第２側ＡＤ２の端の内径よりも大きい外径を有し、ステム４がハウジング３から抜けることを抑制する。第２バネ止め部４０ｂは、抜け止め部４０ａとヘッド４１との間に位置しており、コイルバネ５の内径よりも大きい外径を有し、コイルバネ５の引っかかりとなる。図示しないが、ハウジング３の第２側ＡＤ２の端から第１側ＡＤ１に向けて、ヘッド軸ＣＬに平行なスリットが設けられている。このスリットによって、ステム４をハウジング３に装着する際に、ハウジング３の第２側ＡＤ２の端部が変形することが許容され、ステム４の抜け止め部４０ａが第１バネ止め部３１を超えて、抜け止め部４０ａと第１バネ止め部３１とが嵌り合い関係になる。

ステムの固着を解消するために、振動器をステムに当ててステムを振動させることが考えられる。その際、はじめは、振動器の周波数を低く設定することが考えられるが、ステムの固着が解消されない場合には、振動器の周波数を高くする必要がある。振動器の周波数が高くなるほど、操作が難しく、金型を傷つけるおそれがあり、作業が難しくなる。そこで、次の構成を採用している。

図２は、ステム４を示す側面図である。図３は、図２におけるＡ１－Ａ１部位を示す断面図である。図４は、図２におけるＡ２－Ａ２部位を示す断面図である。図５は、図２におけるＡ３－Ａ３部位を示す断面図である。図６は、図２におけるＡ４－Ａ４部位を示す断面図である。図２に示すように、胴体４０は、少なくとも２つの偏心部４３ａ，４３ｂ，４３ｃを有する。図２に示すように、胴体４０が、少なくとも１つの同心部４２ａ，４２ｂ，４２ｃを有してもよい。図３に示すように、各同心部４２ｃ，４２ｃは、それぞれ共通のヘッド軸ＣＬを中心に線対称に形成され、ヘッド軸ＣＬに直交する断面における重心がヘッド軸ＣＬ上に位置する。

図２の例では、胴体４０に３つの偏心部４３ａ，４３ｂ，４３ｃが設けられているが、胴体４０に２つ以上の偏心部があれば、偏心部の数を適宜変更可能である。偏心部４３ａ，４３ｂ，４３ｃは、図４～６に示すように、同心部４２ｃの外周面４０ｃ（円形）と同じ径の外周面４０ｃを有し、円形の外周面４０ｃよりも凹む凹部４４を有する。凹部４４によってヘッド軸ＣＬに直交する断面形状がヘッド軸ＣＬを中心とする線対称形状ではなく、それゆえ、ヘッド軸ＣＬと異なる位置に重心ｇ１，ｇ２，ｇ３が位置する。凹部４４の径方向の寸法Ｄ１は、胴体４０における抜け止め部４０ａと第２バネ止め部４０ｂとの間の円柱部位（同心部４２ｃ）の外径Ｒ１の２５％以下であることが好ましい。Ｄ１＞Ｒ１×２５％であると、胴体４０の耐久性が損なわれるためである。円柱部位（同心部４２ｃ）の外径Ｒ１は、コイルバネ５の内径よりも小さい。

このように、偏心部４３ａ，４３ｂ，４３ｃそれぞれの重心ｇ１，ｇ２，ｇ３が、ヘッド軸ＣＬから異なる位置にずれているので、ヘッド４１に振動器で振動を与えた場合に、偏心部よってステム４に回転モーメントが発生しやすくなる。

図２に示すように、少なくとも２つの偏心部４３ａ，４３ｂ，４３ｃは、互いにヘッド軸方向ＡＤに重なっていない。または、各偏心部４３ａ，４３ｂ，４３ｃのヘッド軸ＣＬに直交する断面形状は、ヘッド軸方向ＡＤの所定長さ（Ｌ２）分連続して同一である。これは、ステム４の胴体４０に螺旋状凹部又は螺旋状突起が形成され重心の変動が緩やかである構成を除くためであり、各偏心部による重心の変動を急激に変えるためである。

図２に示す例では、各偏心部４３ａ，４３ｂ，４３ｃが、互いにヘッド軸方向ＡＤに離れており、偏心部４３ａ，４３ｂ，４３ｃの間に同心部４２ｃが配置されている。同心部４２ｃの重心がヘッド軸ＣＬ上にある。これにより、重心がヘッド軸ＣＬから偏心していることによるステム４の揺れを大きくすることが可能となる。勿論、これに限定されない。例えば、図８に示す変形例のように、偏心部４３ａ，４３ｂ，４３ｃが、互いにヘッド軸方向ＡＤに重ならないが、ステム４の剛性が確保できれば、偏心部４３ａ，４３ｂ，４３ｃが互いにヘッド軸方向ＡＤに隣接していてもよい。すなわち各偏心部４３ａ，４３ｂ，４３ｃの間に同心部４２ｃが存在しないようにしてもよい。

図２に示すように、偏心部４３ａ，４３ｂ，４３ｃのヘッド軸方向ＡＤの寸法Ｌ２は、ヘッド軸方向ＡＤの寸法Ｌ１の２０％以上であることが好ましい。偏心による回転モーメントを発生させる効果を適切に発揮させるためである。

図２に示すように、各々の偏心部４３ａ，４３ｂ，４３ｃの間に同心部４２ｃが存在する場合には、当該同心部４２ｃのヘッド軸方向ＡＤの寸法Ｌ３は、ヘッド軸方向ＡＤの寸法Ｌ１の１０％以上であることが好ましい。ステムの剛性を確保するためである。また、Ｌ３＜Ｌ２であることが好ましい。偏心部４３ａ，４３ｂ，４３ｃが離れすぎると回転モーメントが伝わりにくくなるからである。

図２に示す実施例は、各々の偏心部４３ａ，４３ｂ，４３ｃの重心ｇ１，ｇ２，ｇ３を、ヘッド軸ＣＬに直交する投影面に向けてヘッド軸ＣＬに平行に投影した場合に、図７に示すように、投影面において各重心ｇ１，ｇ２，ｇ３を結ぶ線がヘッド軸ＣＬを通らない。これにより、投影面において各重心ｇ１，ｇ２，ｇ３を結ぶ線がヘッド軸ＣＬを通る構成（図１０参照）に比べて、回転モーメントを発生させやすくなる。また、３つの偏心部４３ａ，４３ｂ，４３ｃの重心ｇ１，ｇ２，ｇ３は、互いに１２０度ずつずれている。勿論、各重心の投影面における角度は、ランダムな角度でもよいし、一定角度でもよい。

＜変形例＞
（１）図２に示す例では、偏心部４３ａ，４３ｂ，４３ｃの間に同心部４２ｃが配置されているが、これに限定されない。例えば、図８に示す第１変形例のように、偏心部４３ａ，４３ｂ，４３ｃが、互いにヘッド軸方向ＡＤに重ならないが、偏心部４３ａ，４３ｂ，４３ｃが互いにヘッド軸方向ＡＤに隣接していてもよい。すなわち各偏心部４３ａ，４３ｂ，４３ｃの間に同心部４２ｃが存在しない、としてもよい。なお、図８における断面部位Ａ１、Ａ２，Ａ３は、同一符号部分は第１実施形態と同じ符号を付して図示を省略する。

（２）図９及び図１０に示す第２変形例のように、胴体４０が２つの偏心部４３ａ，４３ｄを有するようにしてもよい。図９は、ステム４の側面図である。図１０は、図９におけるＡ５－Ａ５部位を示す断面図であり、第１偏心部４３ａの重心ｇ１を投影して示す。図１０に示すように第１偏心部４３ａの重心ｇ１と、第２偏心部４３ｄの重心ｇ４とをヘッド軸ＣＬに直交する投影面に投影した場合に、投影面において重心ｇ１と重心ｇ４を結ぶ線が、ヘッド軸ＣＬを通っている。

（３）図１～図１０の例では、偏心部を形成するために凹部を設けているが、凹部ではなく、突部を設けてもよい。突部を設ける場合には、突部の外径は、コイルバネ５の内径よりも小さいことが好ましい。
（４）偏心部を形成するために凹部と突部の両方を設けるとしてもよい。凹部と突部の両方を設けると、投影面において偏心部の重心をヘッド軸ＣＬからより離すことができ、回転モーメントの発生しやすさを向上させることが可能となる。

以上、本実施形態のベントピースのように、排気路３０を内部に有する筒状のハウジング３と、ハウジング３に挿入されるステム４と、排気路３０を開放する方向にステム４を付勢するコイルバネ５（付勢部材）と、を備え、ステム４が、柱状の胴体４０と、排気路３０を開閉するヘッド４１と、を有し、ヘッド４１は、ヘッド軸ＣＬに直交する断面形状が円形であり、胴体４０は、少なくとも２つの偏心部（４３ａ，４３ｂ，４３ｃ；４３ａ，４３ｄ）を有し、偏心部それぞれは、凹部４４及び突部の少なくともいずれかを有する。

ヘッド４１が、ヘッド軸ＣＬに直交する断面形状が円形に形成されているので、ステム４が回転可能になる。ステム４の胴体４０に少なくとも２つの偏心部（４３ａ，４３ｂ，４３ｃ；４３ａ，４３ｄ）が設けられ、偏心部の重心（ｇ１，ｇ２，ｇ３，ｇ４）はヘッド軸ＣＬから偏心しているので、振動器でステム４に振動を加えたときに、ステム４に回転モーメントが発生し、ステム４の固着が解消されやすくなる。

特に限定されないが、本実施形態のように、ヘッド軸ＣＬに直交する断面形状における重心（ｇ１，ｇ２，ｇ３，ｇ４）がヘッド軸ＣＬと異なる位置に位置し、ヘッド軸ＣＬに直交する断面において少なくとも２つの偏心部（４３ａ，４３ｂ，４３ｃ；４３ａ，４３ｄ）の各重心（ｇ１，ｇ２，ｇ３，ｇ４）は互いに位置が異なる、としてもよい。

特に限定されないが、本実施形態のように、偏心部（４３ａ，４３ｂ，４３ｃ；４３ａ，４３ｄ）それぞれのヘッド軸ＣＬに直交する断面形状は、ヘッド軸方向ＡＤの所定長さ分連続して同一である、としてもよい。このように、偏心部（４３ａ，４３ｂ，４３ｃ；４３ａ，４３ｄ）それぞれのヘッド軸ＣＬに直交する断面形状が、ヘッド軸方向ＡＤの所定長さ分連続して同一であるので、ステム４のヘッド４１から胴体４０の先端に向かって、重心の位置が所定長さ継続した後で、重心が急激に変わることになり、回転モーメントを効果的に発生させやすくなり、ステム４の固着が解消されやすくなる。

特に限定されないが、図２及び図９のいずれかに示す実施形態のように、少なくとも２つの偏心部（４３ａ，４３ｂ，４３ｃ；４３ａ，４３ｄ）は、互いにヘッド軸方向ＡＤに離れている、としてもよい。

この構成によれば、偏心部が互いにヘッド軸方向ＡＤに隣接している場合に比べて、重心の偏りによるステム４の振れが大きくなるので、より大きな回転モーメントを発生させ、ステム４の固着が解消されやすくなる。

特に限定されないが、図２に示す実施形態のように、前記少なくとも２つの偏心部（４３ａ，４３ｂ，４３ｃ）のヘッド軸方向ＡＤの離間距離Ｌ３は、凹部４４及び突部の少なくともいずれかのヘッド軸方向ＡＤの寸法Ｌ２よりも小さい、としてもよい。

少なくとも２つの偏心部が、ヘッド軸方向ＡＤに離れすぎると、回転モーメントが伝わりにくくなる。よって、上記構成によれば、少なくとも２つの偏心部をヘッド軸方向ＡＤの適度な距離に配置して、適切に回転モーメントを発生させ、より一層ステム４の固着が解消されやすくなる。

特に限定されないが、図７に示す実施形態のように、少なくとも２つの偏心部（４３ａ，４３ｂ，４３ｃ）の重心（ｇ１，ｇ２，ｇ３）は、ヘッド軸ＣＬに直交する投影面に投影した場合に、投影面において各重心（重心ｇ１，ｇ２，ｇ３）を結ぶ線がヘッド軸ＣＬを通らない、としてもよい。

図１０に示すように、投影面において重心ｇ１，ｇ４を結ぶ線がヘッド軸ＣＬを通る状態であると、重心ｇ１，ｇ４が軸ＣＬを挟んで反対側にあり、回転モーメントが伝わりにくい。これに対して、各重心（ｇ１，ｇ２，ｇ３）を結ぶ線がヘッド軸ＣＬを通らなければ、各重心を結ぶ線がヘッド軸ＣＬを通る構成に比べて、回転モーメントを伝えやすくなり、より一層ステム４の固着が解消されやすくなる。

特に限定されないが、図２～図７に示す実施形態のように、偏心部は、３つあり、３つの偏心部（４３ａ，４３ｂ，４３ｃ）は、それぞれ凹部及び突部のうち前記凹部４４のみを有し、３つの偏心部（４３ａ，４３ｂ，４３ｃ）の重心（ｇ１，ｇ２，ｇ３）は、ヘッド軸ＣＬに直交する投影面において互いに１２０度ずつずれている、としてもよい。

偏心部を凹部のみで形成すると、小さな部品であるステムを製造しやすく、また、偏心部が突起で構成される場合に比べて、コイルバネ５が突起に引っ掛かることを抑制できる。また、ステム４の一般的なサイズにおいて、偏心部が３つであることが、耐久性および回転モーメントを発生させる好ましい数である。

以上、本開示の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

（１）例えば、本実施形態では、付勢部材はコイルバネ５であるが、これに限定されない。例えば、板バネでもよく形状は限定されない。また、コイルバネ５は金属製であるが、他の材料で形成されていてもよい。

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

３…ハウジング、３０…排気路、４…ステム、４０…胴体、４１…ヘッド、４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ…偏心部、４４…凹部、５…コイルバネ（付勢部材）、ＣＬ…ヘッド軸、ｇ１，ｇ２，ｇ３，ｇ４…重心。

Claims (2)

1. 排気路を内部に有する筒状のハウジングと、
   前記ハウジングの前記排気路に挿入されるステムと、
   前記排気路を開放する方向に前記ステムを付勢する付勢部材と、を備え、
   前記ステムが、柱状の胴体と、前記排気路を開閉するヘッドと、を有し、
   前記ヘッドは、ヘッド軸に直交する断面形状が円形であり、
   前記胴体は、少なくとも２つの偏心部を有し、
   前記偏心部それぞれは、凹部及び突部の少なくともいずれかを有し、
   前記偏心部それぞれの前記ヘッド軸に直交する断面形状は、ヘッド軸方向の所定長さ分連続して同じである、ベントピース。
2. 排気路を内部に有する筒状のハウジングと、
   前記ハウジングの前記排気路に挿入されるステムと、
   前記排気路を開放する方向に前記ステムを付勢する付勢部材と、を備え、
   前記ステムが、柱状の胴体と、前記排気路を開閉するヘッドと、を有し、
   前記ヘッドは、ヘッド軸に直交する断面形状が円形であり、
   前記胴体は、少なくとも２つの偏心部を有し、
   前記偏心部それぞれは、凹部及び突部の少なくともいずれかを有し、
   前記偏心部は、３つあり、３つの前記偏心部は、それぞれ前記凹部及び前記突部のうち前記凹部のみを有し、前記３つの偏心部の重心は、前記ヘッド軸に直交する投影面において互いに１２０度ずつずれている、ベントピース。