(57)【要約】【課題】ステムの脱落防止とメンテナンスの利便性に優れたタイヤ加硫金型、タイヤの製造方法、排気プラグ及び排気プラグの製造方法を提供する。【解決手段】タイヤの外表面を成形するタイヤ成形面１ａに、空気を排出するためのベントホール５が設けられ、ベントホール５に装着された排気プラグ６が、ベントホール５に嵌入される筒状のハウジング７と、ハウジング７に挿通される棒状のステム８とを備える。ステム８は、ベントホール５の軸方向に延びる胴部８１と、タイヤ成形面１ａに露出する頭部８２とを有する。排気プラグ６には、ハウジング７の内側面にステム８の頭部８２の側面が部分的に溶接され、ステム８をハウジング７に固定する溶接部１１と、ハウジング７の内側面からステム８の頭部８２の側面が離れていて、加硫成形時に排出される空気が通過する隙間部１２とが設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの外表面を成形するタイヤ成形面に、空気を排出するためのベントホールが設けられたタイヤ加硫金型において、
前記ベントホールに装着された排気プラグが、前記ベントホールに嵌入される筒状のハウジングと、前記ハウジングに挿通される棒状のステムとを備え、
前記ステムが、前記ベントホールの軸方向に延びる胴部と、前記タイヤ成形面に露出する頭部とを有し、
前記ハウジングの内側面に前記ステムの頭部の側面が部分的に溶接され、前記ステムを前記ハウジングに固定する溶接部と、前記ハウジングの内側面から前記ステムの頭部の側面が離れていて、加硫成形時に排出される空気が通過する隙間部とが、前記排気プラグに設けられていることを特徴とするタイヤ加硫金型。
【請求項２】
前記ステムの頭部が、前記タイヤ成形面に向かって拡径する円錐台状に形成され、
前記ステムの頭部の側面に対向する前記ハウジングの内側面が、前記タイヤ成形面に向かって拡径するテーパ面で形成されている請求項１に記載のタイヤ加硫金型。
【請求項３】
前記ステムの頭部が、周方向の複数箇所で前記ハウジングの内側面に接触する形状を有し、その接触箇所に前記溶接部が設けられている請求項１又は２に記載のタイヤ加硫金型。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１項に記載のタイヤ加硫金型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。
【請求項５】
タイヤ加硫金型のタイヤ成形面に設けられたベントホールに装着される排気プラグにおいて、
前記ベントホールに嵌入される筒状のハウジングと、前記ハウジングに挿通される棒状のステムとを備え、
前記ステムが、前記ベントホールの軸方向に延びる胴部と、前記タイヤ成形面に露出する頭部とを有し、
前記ハウジングの内側面に前記ステムの頭部の側面が部分的に溶接され、前記ステムを前記ハウジングに固定する溶接部と、前記ハウジングの内側面から前記ステムの頭部の側面が離れていて、加硫成形時に排出される空気が通過する隙間部とが設けられていることを特徴とする排気プラグ。
【請求項６】
請求項５に記載の排気プラグを構成するに際し、前記ハウジングに前記ステムを挿通してスポット溶接又はロウ付けにより前記溶接部を設ける排気プラグの製造方法。
【請求項７】
前記ステムの頭部又はそれに対向する前記ハウジングの内側面に微小突起を形成して、前記ハウジングに挿通した前記ステムの頭部が前記ハウジングの内側面に前記微小突起で接触した状態とし、その微小突起の箇所に前記溶接部を設ける請求項６に記載の排気プラグの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの外表面を成形するタイヤ成形面にベントホールが設けられたタイヤ加硫金型と、それを用いたタイヤの製造方法と、タイヤ加硫金型に装着される排気プラグと、その排気プラグの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤ加硫金型には、タイヤの外表面を成形するタイヤ成形面に複数のベントホールが設けられている。タイヤの加硫成形では、未加硫タイヤとタイヤ成形面との間の空気がベントホールを通じて排出され、それによりライトネス又はベアと呼ばれる凹み傷の形成が抑制される。また、スピューと呼ばれるゴム突起の形成を低減するため、筒状のハウジングに棒状のステムが挿通された排気プラグを利用して、ベントホールへのゴムの流入を防ぐ機構が知られている（例えば特許文献１，２）。
【０００３】
図８に示した排気プラグ２６は、ベントホール２５に嵌入されたハウジング２７と、それに挿通されたステム２８を備える。ステム２８は、スプリング２１によりタイヤ成形面２９側へ付勢されるが、ストッパー２２の作用により抜け出ない。ストッパー２２は、スリット２３を閉じるようにステム２８を弾性変形させることで、ハウジングの孔２７ａを通過できる。かかる排気プラグ２６では、スプリング２１の付勢などに伴ってスリット２３が勝手に閉じ変形し、ハウジング２７からステム２８が脱落する恐れがある。ステムの脱落は、意図しないスピューの発生やタイヤの外観不良を引き起こすために具合が悪い。
【０００４】
一方で、ハウジングに対してステムを着脱不可に固定すると、ステムの脱落による問題は生じないものの、金型のメンテナンスにおいて都合が悪い。即ち、ハウジングからステムを取り外せないために、目詰まりを起こした堆積物を除去するためのドリル作業（「錐通し」と呼ばれる。）や、金型を洗浄するためのショットブラストの適用に支障を来たす場合がある。したがって、メンテナンスの利便性を高めるうえでは、ステムを着脱できる構造にすることが望まれる。
【０００５】
また、ハウジングの外径は、それが嵌入されるベントホールの径よりも少し大きく設定されており、ハウジングの嵌入に応じて、ベントホールは塑性変形を起こして拡径する。そのため、メンテナンスの度にハウジングを着脱すると、メンテナンス後のベントホールに再嵌入したハウジングが安定せず、将来的にステムがハウジングと共に脱落する恐れがある。よって、ステムの脱落を適切に防ぐうえでは、ハウジングからステムを取り外し可能に構成にする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１４１６６０号公報
【特許文献２】特開２００７−６２０１７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、ステムの脱落防止とメンテナンスの利便性に優れたタイヤ加硫金型、タイヤの製造方法、排気プラグ及び排気プラグ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、本発明に係るタイヤ加硫金型は、タイヤの外表面を成形するタイヤ成形面に、空気を排出するためのベントホールが設けられたタイヤ加硫金型において、前記ベントホールに装着された排気プラグが、前記ベントホールに嵌入される筒状のハウジングと、前記ハウジングに挿通される棒状のステムとを備え、前記ステムが、前記ベントホールの軸方向に延びる胴部と、前記タイヤ成形面に露出する頭部とを有し、前記ハウジングの内側面に前記ステムの頭部の側面が部分的に溶接され、前記ステムを前記ハウジングに固定する溶接部と、前記ハウジングの内側面から前記ステムの頭部の側面が離れていて、加硫成形時に排出される空気が通過する隙間部とが、前記排気プラグに設けられているものである。
【０００９】
この金型では、ステムが溶接によってハウジングに固定されているため、ステムの脱落を適切に防止できる。それでいて、加硫成形時の未加硫タイヤとタイヤ成形面との間の空気は隙間部を通じて排出されるため、タイヤの加硫成形に支障を来たさない。溶接部は部分的に設けられているため、胴部を軸方向から突き上げて衝撃を与えるなどすれば、ハウジングからステムが取り外される、また、溶接を施すことで、ステムが再びハウジングに取り付けられる。このようにしてステムの着脱が可能であるため、メンテナンスの利便性に優れる。
【００１０】
ステムをハウジングに固定するための溶接としては、ハウジングやステムを溶融して接合する融接、ハウジングにステムを加圧して接合する圧接、及び、ハウジングやステムを溶融せずに、ロウ材を溶かして一種の接着剤として用いるロウ付けの何れもが使用可能である。
【００１１】
本発明のタイヤ加硫金型では、前記ステムの頭部が、前記タイヤ成形面に向かって拡径する円錐台状に形成され、前記ステムの頭部の側面に対向する前記ハウジングの内側面が、前記タイヤ成形面に向かって拡径するテーパ面で形成されているものが好ましい。これにより、ハウジングに対するステムの軸方向の位置決めが簡単になる。また、ステムの頭部がタイヤ成形面から突出しないように、テーパ面を削ることでステムの軸方向位置を微調整できる。その結果、溶接部を設ける際の作業性が向上するとともに、タイヤの外観品質のバラツキが抑えられる。
【００１２】
本発明のタイヤ加硫金型では、前記ステムの頭部が、周方向の複数箇所で前記ハウジングの内側面に接触する形状を有し、その接触箇所に前記溶接部が設けられているものでもよい。これにより、溶接部と隙間部を簡単に設けることができる。即ち、ステムの頭部がハウジングの内側面と接触する箇所に溶接を施すことで溶接部が設けられ、その溶接部と隣接する溶接部との間に隙間部が設けられる。
【００１３】
本発明に係るタイヤの製造方法は、上述したタイヤ加硫金型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、加硫成形時の未加硫タイヤとタイヤ成形面との間の空気が隙間部を通じて排出されるとともに、ステムの脱落が適切に防止されるため、タイヤの外観不良を良好に防ぐことができる。
【００１４】
本発明に係る排気プラグは、タイヤ加硫金型のタイヤ成形面に設けられたベントホールに装着される排気プラグにおいて、前記ベントホールに嵌入される筒状のハウジングと、前記ハウジングに挿通される棒状のステムとを備え、前記ステムが、前記ベントホールの軸方向に延びる胴部と、前記タイヤ成形面に露出する頭部とを有し、前記ハウジングの内側面に前記ステムの頭部の側面が部分的に溶接され、前記ステムを前記ハウジングに固定する溶接部と、前記ハウジングの内側面から前記ステムの頭部の側面が離れていて、加硫成形時に排出される空気が通過する隙間部とが設けられているものである。
【００１５】
この排気プラグでは、ステムが溶接によってハウジングに固定されているため、ステムの脱落を適切に防止できる。それでいて、加硫成形時の未加硫タイヤとタイヤ成形面との間の空気は隙間部を通じて排出されるため、タイヤの加硫成形に支障を来たさない。溶接部は部分的に設けられているため、胴部を軸方向から突き上げて衝撃を与えるなどすれば、ハウジングからステムが取り外される、また、溶接を施すことで、ステムが再びハウジングに取り付けられる。このようにしてステムの着脱が可能であるため、メンテナンスの利便性に優れる。
【００１６】
本発明に係る排気プラグの製造方法は、上記の排気プラグを構成するに際し、前記ハウジングに前記ステムを挿通してスポット溶接又はロウ付けにより前記溶接部を設けるものである。これにより、溶接部を簡便に設けることができる。スポット溶接によれば、ハウジングにステムを接触させつつ電流を流し、その抵抗熱でハウジングやステムを溶かすことで接合がなされる。
【００１７】
本発明の排気プラグの製造方法では、前記ステムの頭部又はそれに対向する前記ハウジングの内側面に微小突起を形成して、前記ハウジングに挿通した前記ステムの頭部が前記ハウジングの内側面に前記微小突起で接触した状態とし、その微小突起の箇所に前記溶接部を設けるものでもよい。
【００１８】
これにより、ハウジングの内側面にステムの頭部が微小な領域で接触するため、溶接部を部分的に設けるうえで都合が良い。特にスポット溶接を利用する場合には、電流を過度に大きくせずとも抵抗熱が得られるため、溶接作業が簡単になる。微小突起は、例えば、ポンチの打撃により周囲が盛り上がったクレーターを形成したり、レーザー溶接により肉を盛ったりすることで形成される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るタイヤ加硫金型の一例を示す縦断面図
【図２】タイヤ成形面に現れる排気プラグを示す正面図
【図３】図１のＸ部を拡大して示したベントホールの断面図
【図４】本発明の別実施形態における排気プラグの正面図
【図５】本発明の別実施形態における排気プラグの正面図
【図６】微小突起を形成したステムの頭部を示す斜視図
【図７】図６のステムをハウジングに挿通したときの断面図
【図８】従来のベントホールを示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１に示したタイヤ加硫金型１０は、タイヤのトレッド部に当接するトレッド型部１と、タイヤのサイドウォール部に当接するサイド型部２，３と、タイヤのビード部が嵌合されるビードリング４とを備える。図示を省略しているが、タイヤの外表面を成形するタイヤ成形面１ａには、溝部を形成するための凸部と、陸部を形成するための凹部が設けられている。タイヤの加硫成形では、その凹凸形状に対応したトレッドパターンがトレッド面に形成される。
【００２２】
図２，３のように、タイヤ成形面１ａには、加硫成形時に未加硫タイヤとタイヤ成形面１ａとの間の空気を排出するためのベントホール５が設けられている。図３は、図２のＡ−Ａ矢視に沿った断面図であり、上側がタイヤ径方向内側に相当し、下側がタイヤ径方向外側に相当する。ベントホール５には、排気プラグ６が装着されている。排気プラグ６は、ベントホール５に嵌入される筒状のハウジング７と、そのハウジング７に挿通される棒状のステム８とを備えている。排気プラグ６はスプリングのような弾性体を内蔵せず、ハウジング７とステム８の胴部８１との間には空虚な間隙がある。
【００２３】
タイヤ成形面１ａ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。ハウジング７とステム８は、それぞれステンレスやＳ４５Ｃに代表される鉄系・鋼系などの金属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。
【００２４】
ステム８は、ベントホール５の軸方向に延びる胴部８１と、タイヤ成形面１ａに露出する頭部８２とを有する。頭部８２は、胴部８１のタイヤ成形面１ａ側に連なり、胴部８１よりも太く（径方向寸法が大きく）形成されている。頭部８２の上面は、タイヤ成形面１ａと略面一に配置され、その面積はハウジング７の開口面積よりも小さい。胴部８１は、円柱状に形成されている。頭部８２は、タイヤ成形面１ａに向かって拡径する円錐台状に形成されている。頭部８２の側面に対向するハウジング７の内側面は、タイヤ成形面１ａに向かって拡径するテーパ面７ａで形成されている。
【００２５】
排気プラグ６には、ハウジング７の内側面にステム８の頭部８２の側面が部分的に溶接され、ステム８をハウジング７に固定する溶接部１１と、ハウジング７の内側面からステム８の頭部８２の側面が離れていて、加硫成形時に排出される空気が通過する隙間部１２とが設けられている。ベントホール５内の空間は、隙間部１２を介してタイヤ成形面１ａに面する空間と連通している。溶接部１１は、周方向の複数箇所（本実施形態では２箇所）に設けられ、それらの間に隙間部１２が設けられている。
【００２６】
ステム８はハウジング７に溶接で一体的に固定されているため、ステム８が脱落してタイヤ成形面１ａに混入することはなく、意図しないスピューの発生やタイヤの外観不良を適切に防止できる。溶接部１１の数や大きさは特に限定されないが、作業の煩雑化を避ける観点から、溶接部１１は周方向の１〜３箇所に設けられることが好ましい。また、この金型１０では、加硫成形時の余分な空気が隙間部１２を通じて排出されるため、タイヤの加硫成形に支障を来たさない。隙間部１２の最大幅Ｗ１２は、ゴムの流入を抑えるうえで０．１ｍｍ以下が好ましく、０．０４ｍｍ以下が更に好ましい。
【００２７】
ステム８は溶接部１１のみで支持されており、胴部８１を軸方向から突き上げて衝撃を与えるなどすれば、溶接界面がせん断破壊されてステム８がハウジング７から取り外される。ステム８の取り外しを簡単にし、また排気性能を確保するうえで、溶接部１１の長さＬ１１の合計は、ベントホール５の内周面の長さ（２×Ｌ１１＋２×Ｌ１２）の３０％以下が好ましく、１０％以上がより好ましい。長さＬ１１，Ｌ１２は、それぞれ溶接部１１，隙間部１２をベントホール５の内周面へ投影したときの周方向長さである。
【００２８】
本実施形態では、ステム８の軸長がハウジング７の軸長よりも大きく、ハウジング７から突出しているステム８の下端を軸方向に叩くことで溶接を外しやすい。一方、排気性能を高めるために、ステム８の軸長をハウジング７の軸長よりも小さくし、空気の流通抵抗の低減を図っても構わない。その場合、ハウジング７内のステム８の下端を叩くための細軸状の治具を用意すれば、溶接を簡単に外すことができる。
【００２９】
ハウジング７からステム８を取り外すことにより、錐通しによって目詰まりを起こした堆積物を除去したり、ショットブラストによって金型１０を洗浄したりできる。錐通しの作業性を高めるうえで、胴部８１に対向するハウジング７の内側面は、径方向を一定にして軸方向に延びることが好ましい。メンテナンス後の金型１０の使用に際しては、溶接を施すことでステム８が再びハウジング７に取り付けられる。このようにしてステム８は着脱可能であり、メンテナンスの利便性に優れたものとなる。
【００３０】
本実施形態では、ステム８の頭部８２が、周方向の複数箇所でハウジング７の内側面に接触する形状を有する。そして、その接触箇所に溶接部１１が設けられ、残りが隙間部１２として設けられている。具体的には、ハウジング７の開口が円形であるのに対して、頭部８２の上面は楕円形であり、ベントホール５の周方向において相対する２箇所で頭部８２がハウジング７の内側面に接触し、その接触箇所に溶接部１１を設けている。この他にも、例えば図４のような形状により複数の溶接部１１を設けることができる。
【００３１】
図４において、（Ａ）は、ハウジング７の開口を円形とし、ステム８の頭部８２を四角形とした例である。ハウジング７にステム８が４箇所で接触しており、この全て又は一部の箇所に溶接部１１が設けられる。四角形に代えて、他の多角形も採用可能である。（Ｂ）は、ハウジング７の開口を円形とし、ステム８の頭部８２を、四角形の相対する一対の辺を外向きに湾曲させた形状とした例である。相対する２箇所に溶接部１１が設けられている。（Ｃ）は、ハウジング７の開口を楕円形とし、ステム８の頭部８２を円形とした例である。相対する２箇所に溶接部１１が設けられている。
【００３２】
図４において、（Ｄ）は、ハウジング７の開口を局部的に内周側へ突出させ、ステム８の頭部８２を円形とした例である。ハウジング７にステム８が４箇所で接触しており、この全て又は一部の箇所に溶接部１１が設けられる。（Ｅ）は、ハウジング７の開口を四角形とし、ステム８の頭部８２を円形とした例である。四角形に代えて、他の多角形も採用可能である。（Ｆ）は、ハウジング７の開口を円形とし、ステム８の頭部８２を星形にした例である。ハウジング７にステム８が８箇所で接触しており、この全て又は一部の箇所に溶接部１１が設けられる。
【００３３】
溶接部１１は、周方向の１箇所だけに設けられるものでも構わない。図５は、ハウジング７の開口を円形とし、ステム８の頭部８２をそれよりも小さい円形とした例である。（Ａ）では、ハウジング７に対してステム８が偏心的に配置され、それらが接触する１箇所にスポット溶接で溶接部１１を設けている。（Ｂ）では、ハウジング７に対してステム８が同心的に配置されるとともに、ハウジング７とステム８との間に部分的にロウが入り込んでいて、ロウ付けによる溶接部１１が１箇所に設けられている。
【００３４】
排気プラグ６は、ハウジング７にステム８を挿通し、溶接部１１を部分的に設けることによって製造される。ハウジング７の内側面とステム８の頭部８２の側面とは、各種の方法によって溶接可能であるが、溶接部１１を簡便に設けるうえでは、抵抗溶接（特にスポット溶接）又はロウ付けが好ましい。
【００３５】
スポット溶接を施す際には、例えば、ハウジング７の内側面にステム８の頭部８２が接触する状態で、ステム８の頭部８２に電極を当てるとともに、ハウジング７又はそれを嵌入したベントホールを有する部材にアースを接続し或いは電極を当て、電流を流したときに生じる抵抗熱で接触箇所を加熱溶融して接合する。ロウ付けの場合には、例えば、ハウジング７の内側面とステム８の頭部８２の側面との間に金属ワイヤを配置したうえで、上記の如く電流を流し、その抵抗熱で金属ワイヤを加熱溶融して接合する。
【００３６】
図６に示したステム８は、頭部８２の側面に微小突起８３，８４が形成されている。微小突起８３は、頭部８２の上面の角を叩いて変形させたものであり、微小突起８４は、ポンチの打撃により形成したクレーターの周囲が盛り上がったものである。ハウジング７に挿通したステム８の頭部８２の側面は、図７のようにハウジング７の内側面に微小突起８３，８４で接触した状態となり、その微小突起８３，８４の箇所に溶接部が設けられる。微小突起は、頭部８２に対向するハウジング７の内側面に形成してもよい。
【００３７】
この金型１０を用いたタイヤの製造方法は、不図示の未加硫タイヤを金型１０にセットし、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。未加硫タイヤはタイヤ軸方向が上下となるようにセットされ、金型１０を型締めした後、ブラダーと呼ばれるゴムバッグを膨張させて未加硫タイヤを拡張変形し、その未加硫タイヤの外表面をタイヤ成形面１ａに押し当てる。その過程で、未加硫タイヤとタイヤ成形面１ａとの間の空気は、ベントホール５に装着された排気プラグ６の隙間部１２を通じて排出される。このとき、吸引機によってベントホール５内の空間を吸引し、排気性能を高めてもよい。
【００３８】
上述したタイヤ加硫金型は、ベントホールに装着される排気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などが何れも本発明に採用することができる。前述の実施形態では、トレッド型部と一対のサイド型部とを備えた金型構造を示したが、本発明では、トレッド型部の中央部に分割面を有して上下に二分される金型構造であっても構わない。
【００３９】
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】
【００４０】
１ａ  タイヤ成形面
５    ベントホール
６    排気プラグ
７    ハウジング
８    ステム
１０  タイヤ加硫金型
１１  溶接部
１２  隙間部
８１  胴部
８２  頭部
８３  微小突起
８４  微小突起
【図１】
2014058046.tif 000003
【図２】
2014058046.tif 000004
【図３】
2014058046.tif 000005
【図４】
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【図５】
2014058046.tif 000007
【図６】
2014058046.tif 000008
【図７】
2014058046.tif 000009
【図８】
2014058046.tif 000010