(57)【要約】【課題】開口部の隙間でのゴムカスの堆積を低減できるベントプラグ、タイヤ加硫金型及びタイヤの製造方法を提供する。【解決手段】タイヤ加硫金型の成形面１で開口する排気孔１６に装着されるベントプラグ２において、排気路２１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、排気路２１を開閉する弁体となるステム４と、排気路２１を開放するようにステム４をキャビティ１５に向けて付勢するコイル状のスプリング５とを備え、ステム４は、柱状の胴部４１と、ハウジング３の開口部３１の弁座３２に接することにより排気路２１を閉鎖する頭部４２とを有し、軸方向に沿った移動に応じて回転するように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ加硫金型の成形面で開口する排気孔に装着されるベントプラグにおいて、
排気路を内部に有する筒状のハウジングと、
前記ハウジングに挿入され、前記排気路を開閉する弁体となるステムと、
前記排気路を開放するように前記ステムをキャビティに向けて付勢するコイル状のスプリングとを備え、
前記ステムが、柱状の胴部と、前記ハウジングの開口部の弁座に接することにより前記排気路を閉鎖する頭部とを有し、軸方向に沿った移動に応じて回転するように構成されていることを特徴とするベントプラグ。
【請求項２】
前記胴部及び前記ハウジングのうち一方には、径方向に突出したガイド突起が設けられており、他方には、前記ガイド突起が嵌入され且つ軸方向に対して傾斜して延びるガイド溝が設けられており、
軸方向に沿って前記ステムが移動すると、前記ガイド突起及び前記ガイド溝のガイド作用によって前記ステムが回転するように構成されている請求項１に記載のベントプラグ。
【請求項３】
前記ガイド突起が前記胴部に設けられており、前記ガイド溝が前記ハウジングに設けられており、
前記キャビティに近い方の前記スプリングの端部の位置が前記ガイド突起によって規制されている請求項２に記載のベントプラグ。
【請求項４】
前記ガイド突起が、前記ハウジング及び前記ステムとは別個の部材であるピンで形成されており、
前記ピンは、前記ハウジングに前記ステムを挿入した状態で、前記ステムまたは前記ハウジングに取り付け可能に構成されている請求項２または３に記載のベントプラグ。
【請求項５】
キャビティにセットされたタイヤの外表面に接する前記成形面と、前記成形面で開口する前記排気孔に装着された請求項１〜４いずれか１項に記載のベントプラグとを備えたタイヤ加硫金型。
【請求項６】
請求項１〜４いずれか１項に記載のベントプラグを備えたタイヤ加硫金型のキャビティに未加硫タイヤをセットし、その未加硫タイヤに加熱加圧を施して加硫を行う工程を含むタイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの外表面に接する成形面の排気孔に装着されるベントプラグと、そのベントプラグを備えたタイヤ加硫金型と、それを用いたタイヤの製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤ加硫金型では、タイヤの外表面を成形する成形面に多数の排気孔が設けられている。排気孔は、金型の内部と外部に通じ、加硫成形時にタイヤの外表面と成形面との間の空気を排出させ、それによりベアと呼ばれる凹み傷の発生を防止する。加硫成形時にはタイヤの外表面のゴムが排気孔に流入するため、加硫済みタイヤの外表面には、スピューと呼ばれる多数のゴム突起が形成される。
【０００３】
一方で、排気孔にベントプラグを装着することによりスピューの形成を防ぐ手法が知られている。特許文献１には、筒状のハウジングに挿入されたステムをスプリングが付勢することで開状態となり、そのステムをタイヤの外表面が押し下げることで閉状態となるベントプラグ（スプリングベントとも呼ばれる）が開示されている。この種のベントプラグでは、ハウジングの開口部にテーパ形状の弁座が設けられており、その弁座にステムの頭部が着座することで閉状態となる。
【０００４】
タイヤの加硫成形を繰り返し実行すると、開口部におけるハウジングの弁座とステムの頭部との隙間にゴムカスが付着することがある。更に、その開口部の隙間でゴムカスが堆積すると、開状態から閉状態に至るまでのステムのストロークが短くなり、所期のタイミングよりも早いタイミングで閉状態になるため、空気が十分に排出されない恐れがある。加えて、ゴムカスの粘着によりステムの頭部が弁座から離れにくくなるため、閉状態から開状態への復帰が妨げられる。
【０００５】
特許文献１では、開口部の隙間で堆積したゴムカスを除去するのに用いられる洗浄方法と洗浄装置が提案されている。但し、これは、タイヤの加硫成形を繰り返し実行した後のメンテナンス作業で使用される洗浄技術であり、加硫成形工程におけるゴムカスの堆積を低減しうるものではない。そのため、タイヤの加硫成形を繰り返す過程で、開口部の隙間にゴムカスが堆積し始めても、それを抑えることができず、上述した不具合の発生を避けられない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−２０２６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、開口部の隙間でのゴムカスの堆積を低減できるベントプラグ、タイヤ加硫金型及びタイヤの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係るベントプラグは、タイヤ加硫金型の成形面で開口する排気孔に装着されるベントプラグにおいて、排気路を内部に有する筒状のハウジングと、前記ハウジングに挿入され、前記排気路を開閉する弁体となるステムと、前記排気路を開放するように前記ステムを前記キャビティに向けて付勢するコイル状のスプリングとを備え、前記ステムが、柱状の胴部と、前記ハウジングの開口部の弁座に接することにより前記排気路を閉鎖する頭部とを有し、軸方向に沿った移動に応じて回転するように構成されているものである。かかる構成によれば、ベントプラグの開閉動作に応じてステムが回転し、そのステムの頭部によって弁座が擦られるため、ハウジングの弁座とステムの頭部との隙間、即ち開口部の隙間でのゴムカスの堆積を低減できる。
【０００９】
前記胴部及び前記ハウジングのうち一方には、径方向に突出したガイド突起が設けられており、他方には、前記ガイド突起が嵌入され且つ軸方向に対して傾斜して延びるガイド溝が設けられており、軸方向に沿って前記ステムが移動すると、前記ガイド突起及び前記ガイド溝のガイド作用によって前記ステムが回転するように構成されていることが好ましい。かかる構成によれば、ガイド突起及びガイド溝のガイド作用によってステムを回転させることができる。
【００１０】
前記ガイド突起が前記胴部に設けられており、前記ガイド溝が前記ハウジングに設けられており、前記キャビティに近い方の前記スプリングの端部の位置が前記ガイド突起によって規制されていることが好ましい。かかる構成によれば、スプリングが開口部から遠ざけて配置されるので、ハウジング内へ流入したゴムがスプリングに絡み付く、いわゆるゴム噛みの発生を防いで、ベントプラグが動作不良を起こさないようにできる。
【００１１】
前記ガイド突起が、前記ハウジング及び前記ステムとは別個の部材であるピンで形成されており、前記ピンが、前記ハウジングに前記ステムを挿入した状態で、前記ステムまたは前記ハウジングに取り付け可能に構成されていることが好ましい。これにより、上記の如きガイド突起を有するベントプラグの組み立てが容易になる。
【００１２】
本発明に係るタイヤ加硫金型は、キャビティにセットされたタイヤの外表面に接する前記成形面と、前記成形面で開口する前記排気孔に装着された上記のベントプラグとを備えたものである。かかる構成によれば、ベントプラグの開閉動作に伴って上記の如くステムを回転させて、ベントプラグの開口部の隙間におけるゴムカスの堆積を低減できる。
【００１３】
本発明に係るタイヤの製造方法は、上記のベントプラグを備えたタイヤ加硫金型のキャビティに未加硫タイヤをセットし、その未加硫タイヤに加熱加圧を施して加硫を行う工程を含むものである。かかる方法によれば、ベントプラグの開閉動作に伴って上記の如くステムを回転させて、ベントプラグの開口部の隙間におけるゴムカスの堆積を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るベントプラグを備えたタイヤ加硫金型の一例を概略的に示す縦断面図
【図２】排気孔に装着された開状態のベントプラグを示す断面図
【図３】排気孔に装着された閉状態のベントプラグを示す断面図
【図４】ステムの胴部の一部及び頭部を示す斜視図
【図５】（Ａ）開状態にあるベントプラグの正面図と（Ｂ）ステムの横断面図
【図６】（Ａ）閉状態にあるベントプラグの正面図と（Ｂ）ステムの横断面図
【図７】別実施形態におけるベントプラグの正面図
【図８】別実施形態におけるベントプラグの断面図
【図９】図８のＣ−Ｃ矢視断面図
【図１０】図８に示したステムの正面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は、タイヤ子午線断面に沿ったタイヤ加硫金型１０（以下、単に「金型１０」と呼ぶ場合がある）の断面を示す。この金型１０は型閉め状態にある。タイヤＴは、タイヤ幅方向を上下に向けてセットされる。図１において、左方向はタイヤ径方向外側、右方向はタイヤ径方向内側である。図２は、図１の要部を拡大して示しており、上方向がタイヤ径方向内側、下方向がタイヤ径方向外側である。
【００１７】
金型１０は、キャビティ１５にセットされたタイヤＴの外表面に接する成形面１を備える。成形面１には、金型１０の内部（キャビティ１５）と外部とを連通させる排気孔１６が設けられている。加硫成形時には、この排気孔１６を通じてタイヤＴと成形面１との間の空気が排出される。図２に拡大して示すように、その成形面１で開口する排気孔１６にベントプラグ２が装着されている。
【００１８】
成形面１の素材としては、アルミニウム材が例示される。このアルミニウム材は、純アルミ系の素材のみならずアルミニウム合金を含む概念であり、例えばＡｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｓｉ系が挙げられる。ベントプラグ２を構成する後述のハウジング３とステム４は、それぞれステンレスやＳ４５Ｃに代表される鋼材からなることが好ましく、これらは同種金属でもよいが異種金属でも構わない。
【００１９】
金型１０は、タイヤのトレッド部を成形するトレッド型部１１と、タイヤのサイドウォール部を成形するサイド型部１２，１３と、タイヤのビード部が嵌合されるビードリング１４，１４とを備える。成形面１は、トレッド型部１１の内面と、サイド型部１２，１３の内面とを含んでいる。図示を省略しているが、トレッド型部１１の内面には、タイヤのトレッド面に溝を形成するための凸状の骨部が設けられている。図１では、トレッド型部１１の内面で開口する１本の排気孔１６しか描いていないが、実際には、トレッド型部１１やサイド型部１２，１３の内面で開口する多数の排気孔が設けられている。
【００２０】
図２に示すように、ベントプラグ２は、排気路２１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、排気路２１を開閉する弁体となるステム４と、排気路２１を開放するようにステム４をキャビティ１５に向けて付勢するコイル状のスプリング５とを備える。ハウジング３は、成形面１に対して固定されている。より具体的に、ハウジング３は、締まり嵌めによって排気孔１６に圧入されている。ハウジング３の開口部３１には、テーパ形状の弁座３２が設けられている。キャビティ１５から遠い方のハウジング３の端部３３には、貫通孔３４と、内鍔状の支持部３５とが設けられている。
【００２１】
ステム４は、柱状の胴部４１と、胴部４１に一体的に連結された頭部４２とを有する。胴部４１は、全体として軸方向に延びた円柱状に形成されている。スプリング５は、胴部４１に外挿されている。頭部４２は、ハウジング３の開口部３１の弁座３２に接することにより排気路２１を閉鎖する。キャビティ１５から遠い方の胴部４１の端部には、貫通孔３４より大径のストッパー４３が設けられている。ステム４は、このストッパー４３の作用によりハウジング３から抜け出ない。ストッパー４３は、スリット４４を閉じるように弾性変形させることで、貫通孔３４を通過できる。
【００２２】
図２では排気路２１が開放されており、ベントプラグ２は開状態にある。開状態では、スプリング５によって押し上げられたステム４の頭部４２が弁座３２から離れている。ベントプラグ２が開状態にある間は、タイヤの外表面が成形面１に接近する動作に伴って、キャビティ１５内の空気が排気路２１を介して金型１０の外部へ排出される。この排気路２１は、ベントプラグ２の開口部の隙間（即ち、弁座３２と頭部４２との隙間）から、胴部４１の周囲及び貫通孔３４を通るようにして形成される。
【００２３】
図３では排気路２１が閉鎖されており、ベントプラグ２は閉状態にある。閉状態では、タイヤの外表面Ｔｓによって押し下げられたステム４の頭部４２が弁座３２に着座する。頭部４２の側面は、弁座３２に対応したテーパ形状に形成されている。本実施形態では、閉状態において、キャビティ１５に面した頭部４２の頂面４２ｔがハウジングの頂面３１ｔと面一に配置されているが、これに限られない。タイヤの外表面Ｔｓが成形面１から離れると、スプリング５によってステム４が押し上げられ、図２で示した開状態となる。
【００２４】
上記のように、ステム４は、ベントプラグ２の開閉動作に応じて軸方向に沿って移動する。また、このベントプラグ２は、その軸方向に沿った移動に応じてステム４が回転するように構成されている。これにより、弁座３２に頭部４２が着座する間際、及び、弁座３２から頭部４２が離れる間際に、弁座３２が頭部４２によって擦られるため、ベントプラグ２の開口部の隙間でのゴムカスの堆積を低減できる。ステム４の頭部４２が弁座３２を擦る動作は、ベントプラグ２の開閉動作の度に行われ、ゴムカスの堆積の進行を遅らせることができる。
【００２５】
加硫成形後のタイヤを脱型する際、そのタイヤの外表面がステムの頂面に密着することによりステムが引っ張り上げられ、それによってハウジングからステムが抜け出てしまう、いわゆるステム抜けを起こすことがある。これに対し、本実施形態のベントプラグ２によれば、軸方向に沿ったステム４の移動に応じてステム４が回転するため、外表面Ｔｓから頂面４２ｔが剥離しやすくなり、ステム抜けを防ぐ効果が得られる。
【００２６】
図４は、ステム４の胴部４１の一部及び頭部４２を示す斜視図である。図５は、（Ａ）開状態にあるベントプラグ２の正面図、及び、そのＡ−Ａ矢視断面に沿ったステム４の横断面図である。図６は、（Ａ）閉状態にあるベントプラグ２の正面図、及び、そのＢ−Ｂ矢視断面に沿ったステム４の横断面図である。図２で示したベントプラグ２のステム４は、図５（Ｂ）のａ−ａ矢視断面に相当する。図３で示したベントプラグ２のステム４は、図６（Ｂ）のｂ−ｂ矢視断面に相当する。したがって、図２，３は、互いに異なる角度で切断した断面図を示している。
【００２７】
図４〜６に示すように、本実施形態では、ステム４の胴部４１に、ベントプラグ２の径方向に突出したガイド突起６が設けられている。ハウジング３には、ガイド突起６が嵌入され、且つ、ベントプラグ２の軸方向に対して傾斜して延びるガイド溝７が設けられている。ベントプラグ２は、軸方向に沿ってステム４が移動すると、ガイド突起６及びガイド溝７のガイド作用によってステム４が回転するように構成されている。ガイド溝７は、径方向にハウジング３を貫通するスリット状に形成されているが、ガイド突起６が嵌入されるものであれば、これに限られない。
【００２８】
ステム４は、ベントプラグ２の開閉動作に伴って、その軸線４Ｃを中心にして回転する。ステム４の回転角θ（図６（Ｂ）参照）は、特に限定されるものではないが、１５度以上であることが好ましく、３０度以上であることがより好ましく、４５度以上であることが更に好ましい。ステム４の回転角θは、例えば、軸方向に沿ったステム４の移動ストロークや、ガイド溝７の傾斜角度を調整することにより適宜に設定できる。
【００２９】
スプリング５は、ガイド突起６と支持部３５との間に介在し、ステム４をキャビティ１５に向けて付勢している。キャビティ１５に近い方のスプリング５の端部の位置は、ガイド突起６によって規制されている。加硫成形工程では、ハウジング内へ流入した未加硫ゴムがスプリングに絡み付いてゴム噛みを起こし、ベントプラグの動作不良の原因になることがある。しかし、本実施形態によれば、スプリング５の端部の位置をガイド突起６で規制することにより、開口部３１からスプリング５を遠ざけられるため、ゴム噛みの発生を防いで、ベントプラグ２が動作不良を起こさないようにできる。
【００３０】
ガイド突起６は、ステム４の軸線４Ｃを挟んだ位置に一対で設けられている。ガイド溝７は、ガイド突起６に対応した位置に一対で設けられている。即ち、ハウジング３には、一対のガイド突起６，６に対応した一対のガイド溝７，７が設けられている。このため、ステム４の軸線４Ｃを挟んだ二箇所で、ガイド突起６とガイド溝７とのガイド作用が奏される。その結果、ステム４の姿勢が安定し、ステム４を軸方向に移動させながら回転させるうえで都合がよい。
【００３１】
ガイド突起６は、ハウジング３及びステム４とは別個の部材であるピン６０で形成されている。ピン６０は、ステム４に形成された挿通孔４５に挿通され、ステム４から突出した部分によってガイド突起６を形成する。ピン６０は、ハウジング３にステム４を挿入した状態で、そのステム４に取り付け可能に構成されている。具体的には、ハウジング３にステム４を挿入した後で、ガイド溝７を通じてピン６０を挿通孔４５に挿通でき、それによりガイド突起６がガイド溝７に嵌入される。このため、ガイド突起６がステム４と一体的に形成されている場合と比べて、ベントプラグ２の組み立てが容易になる。
【００３２】
この金型１０を用いたタイヤの製造方法は、金型１０のキャビティ１５に未加硫タイヤをセットし、その未加硫タイヤに加熱加圧を施して加硫を行う工程（加硫成形工程）を含む。タイヤは、ブラダーと呼ばれるゴムバッグの膨張によって拡張変形し、その外表面が成形面１に押し当たる。その過程で、タイヤと成形面１との間の空気が、ベントプラグ２の排気路２１を通じて外部に排出される。このとき、排気孔１６内の空間を吸引機により吸引し、排気性能を高めてもよい。この金型１０を用いてタイヤの加硫成形を繰り返し実行する過程では、ベントプラグ２の開閉動作に伴ってステム４が回転するので、ベントプラグ２の開口部の隙間におけるゴムカスの堆積を低減できる。
【００３３】
本実施形態では、上記の如きベントプラグ２が、成形面１としてのトレッド型部１１の内面で開口する排気孔１６に装着されているが、これに代えて、または加えて、サイド型部１２（及び／またはサイド型部１３）の内面で開口する排気孔に装着することも可能である。
【００３４】
本実施形態では、トレッド型部１１と一対のサイド型部１２，１３とを備えた金型構造を例示したが、これに限定されず、例えばトレッド型部の中央部で上下に二分割された金型構造であってもよい。
【００３５】
図７〜１０に、それぞれベントプラグ２の変形例を示す。これらは、以下に説明する構成の他は、前述の実施形態と同様の構成及び作用であるので、共通点を省略して主に相違点について説明する。また、既出の構成と同一の構成については、同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００３６】
前述の実施形態では、ガイド溝７が一定の勾配で傾斜する例を示したが、これに限られない。例えば図７のように、軸方向に対するガイド溝７の傾斜角度を変化させてもよい。図７では、ベントプラグ２が開状態にあり、閉状態におけるガイド突起６の位置を破線で示している。この例では、軸方向に対するガイド溝７の傾斜角度が、開口部３１に近い方の端部では相対的に小さく、それ以外の部分では相対的に大きい。かかる構成によれば、ベントプラグ２を閉じるときのステム４の動き出しの抵抗を軽減して、ステム４の回転を円滑に始動することができる。
【００３７】
前述の実施形態では、ステム４の胴部４１にガイド突起６が設けられ、ハウジング３にガイド溝７が設けられている例を示したが、これらを逆にすることも可能である。即ち、ハウジング３にガイド突起を設けるとともに、ステム４の胴部４１にガイド溝を設けた構造でも構わない。要するに、ステム４の胴部４１及びハウジング３のうち一方にガイド突起６が設けられ、その他方にガイド溝７が設けられている態様でよい。但し、ステム４の胴部４１にガイド突起を設け、ハウジング３にガイド溝を設けた構造であれば、比較的簡易な加工で済むため実用的である。
【００３８】
図８〜１０の例では、ハウジング３にガイド突起８が設けられ、胴部４１にガイド溝９が設けられている。ベントプラグ２は、軸方向に沿ってステム４が移動すると、ガイド突起８及びガイド溝９のガイド作用によってステム４が回転するように構成されている。スプリング５は、ガイド突起８と頭部４２との間に介在し、ステム４をキャビティ１５に向けて付勢する。キャビティ１５から遠い方のスプリング５の端部の位置は、ガイド突起８によって規制されている。ガイド突起８は、ステム４の軸線を挟んだ位置に一対で設けられており、ガイド溝９は、それらに対応した位置に一対で設けられている。
【００３９】
ガイド突起８は、ハウジング３及びステム４とは別個の部材であるピン８０で形成されている。ピン８０は、ハウジング３の側面に形成された挿通孔３６に挿通され、ハウジング３の内面から突出した部分によってガイド突起８を形成する。ピン８０は、ハウジング３にステム４を挿入した状態で、ハウジング３に取り付け可能に構成されている。具体的には、ハウジング３にステム４を挿入した後、ピン８０を挿通孔３６に挿通することで、ガイド突起８がガイド溝９に嵌入される。そのため、ガイド突起８がステム４と一体的に形成されている場合と比べて、ベントプラグ２の組み立てが容易になる。
【００４０】
上述したタイヤ加硫金型は、排気孔に装着されるベントプラグを上記の如く構成したこと以外は、通常のタイヤ加硫金型と同等であり、従来公知の形状や材質、機構などが何れも本発明に採用することができる。
【００４１】
本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１    成形面
２    ベントプラグ
３    ハウジング
４    ステム
５    スプリング
６    ガイド突起
７    ガイド溝
８    ガイド突起
９    ガイド溝
１０  タイヤ加硫金型
１５  キャビティ
１６  排気孔
２１  排気路
３１  開口部
３２  弁座
４１  胴部
４２  頭部
６０  ピン
８０  ピン
【図１】
2020066180.tif 000003
【図２】
2020066180.tif 000004
【図３】
2020066180.tif 000005
【図４】
2020066180.tif 000006
【図５】
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【図６】
2020066180.tif 000008
【図７】
2020066180.tif 000009
【図８】
2020066180.tif 000010
【図９】
2020066180.tif 000011
【図１０】
2020066180.tif 000012