(57)【要約】【課題】タイヤ成形金型のスプリングベントユニットのバルブ部のストロークを大きくし開口面積を増やしながら、ゴム詰まりを押さえる。【解決手段】スプリングベントユニット１００は、バルブ９と、バルブ９が内部に設けられバルブ９の移動を案内するハウジングＨ１と、バルブ９とハウジングＨ１との間に配置され、バルブ９を付勢するスプリングＳとを含む。バルブ９は、タイヤ加硫成形の際に、ハウジングＨ１に沿って移動することによって開閉し、開いた状態の場合、金型の内部から外部へ空気を排出し、スプリングＳは、与えられる外力に対する縮み量の変化率が非線形のバネ定数を有し、バネ定数は、与えられる外力が大きいときの変化率よりも外力が小さいときの変化率の方が大きい。【選択図】図５
2017159514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブと、前記バルブが内部に設けられ前記バルブの移動を案内するハウジングと、前記バルブと前記ハウジングとの間に配置され、前記バルブを付勢するスプリングとを含み、
前記バルブは、タイヤ加硫成形の際に、前記ハウジングに沿って移動することによって開閉し、開いた状態の場合、金型の内部から外部へ空気を排出し、
前記スプリングは、与えられる外力に対する縮み量の変化率が非線形のバネ定数を有し、
前記バネ定数は、与えられる外力が大きいときの変化率よりも前記外力が小さいときの変化率の方が大きい
スプリングベントユニット。
【請求項２】
前記スプリングは、第１スプリング部および第２スプリング部を含み、
前記バネ定数は、前記第２スプリング部より前記第１スプリング部が低く、かつ
前記第１スプリング部および前記第２スプリング部を構成する線材間の距離である線間距離は、前記第２スプリング部より前記第１スプリング部が短く、
タイヤ加硫成型の際に与えられる外力により、
前記第１スプリング部は、構成する線材が線間接触した後は縮まず、
前記第２スプリング部は、構成する線材が、前記第１スプリング部が線間接触した後でも線間接触せずに縮む請求項１に記載のスプリングベントユニット。
【請求項３】
前記第１スプリング部と前記第２スプリング部との間に設けられた板部材をさらに含み、前記第１スプリング部の端部は前記板部材の一主面に接し、前記第２スプリング部の端部は前記板部材の他主面に接する請求項２に記載のスプリングベントユニット。
【請求項４】
前記第１スプリング部の端部と前記第２スプリング部の端部とが接続されて一体の前記スプリングになっている請求項２に記載のスプリングベントユニット。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれか１つに記載のスプリングベントユニットである第１スプリングベントユニットと、
バルブと、前記バルブが内部に設けられ前記バルブの移動を案内するハウジングと、前記バルブと前記ハウジングとの間に配置され、前記バルブを付勢する、前記第２スプリング部と同等のバネ定数を有するスプリングと、を含む第２スプリングベントユニットと、
複数のベントと、
を有し、
前記第１スプリングベントユニット及び前記第２スプリングベントユニットは、前記複数のベントにそれぞれ挿入され、
前記第１スプリングベントユニットのバルブは、前記第２スプリングベントユニットのバルブよりも、前記ハウジングに沿った長さが長いタイヤ成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプリングベントユニットおよびタイヤ成形金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤの加硫成形用金型には多数の排気孔が設けられており、加硫後のタイヤには排気孔から流れ出た髭状のベントが残るため、最後にベントカットの工程を経て出荷される。この髭状ベントを残らなくするために、排気孔に装着されるスプリングベント（ベントプラグ）が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
直径３［ｍｍ］程度のスプリングベント（以下、「ＳＶ」と適宜略称する）ユニットは、ハウジングとバネとバルブから構成される。加硫時において、通常は金型内の空気や生ゴムから発生するガス（以降、これらを総称して空気と呼ぶ）を逃がすが、空気が抜け切りグリーンタイヤが当るとバルブが閉じるので、ゴムが流れて行かず、髭状のゴムがタイヤ表面に残ることもない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１３７３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、ＳＶユニットのバルブ部のストローク量は極小さく設定されている。ストローク量が大きい（＝開口面積が大きい）と、その隙間から空気だけでなくゴムが流れていき、中のハウジング内のスプリングにゴムが引っかかりＳＶの動作不良を招く可能性があるためである。このため、ＳＶユニットは、無負荷の状態においても僅かな隙間しか開いておらず、空気抜けの点で改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、バルブ部のストロークを大きくし開口面積を増やしながら、ゴム詰まりを押さえることのできるスプリングベントユニットおよびタイヤ成形金型を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様によるスプリングベントユニットは、バルブと、前記バルブが内部に設けられ前記バルブの移動を案内するハウジングと、前記バルブと前記ハウジングとの間に配置され、前記バルブを付勢するスプリングとを含み、前記バルブは、タイヤ加硫成形の際に、前記ハウジングに沿って移動することによって開閉し、開いた状態の場合、金型の内部から外部へ空気を排出し、前記スプリングは、与えられる外力に対する縮み量の変化率が非線形のバネ定数を有し、前記バネ定数は、与えられる外力が大きいときの変化率よりも前記外力が小さいときの変化率の方が大きい。
【０００８】
前記スプリングは、第１スプリング部および第２スプリング部を含み、前記バネ定数は、前記第２スプリング部より前記第１スプリング部が低く、かつ前記第１スプリング部および前記第２スプリング部を構成する線材間の距離である線間距離は、前記第２スプリング部より前記第１スプリング部が短く、タイヤ加硫成型の際に与えられる外力により、前記第１スプリング部は、構成する線材が線間接触した後は縮まず、前記第２スプリング部は、構成する線材が、前記第１スプリング部が線間接触した後でも線間接触せずに縮むことが望ましい。
【０００９】
前記第１スプリング部と前記第２スプリング部との間に設けられた板部材をさらに含み、前記第１スプリング部の端部は前記板部材の一主面に接し、前記第２スプリング部の端部は前記板部材の他主面に接するようにしてもよい。
【００１０】
前記第１スプリング部の端部と前記第２スプリング部の端部とが接続されて一体の前記スプリングになっていることが望ましい。
【００１１】
本発明の一態様によるタイヤ成形金型は、上記のスプリングベントユニットである第１スプリングベントユニットと、バルブと、前記バルブが内部に設けられ前記バルブの移動を案内するハウジングと、前記バルブと前記ハウジングとの間に配置され、前記バルブを付勢する、前記第２スプリング部と同等のバネ定数を有するスプリングと、を含む第２スプリングベントユニットと、複数のベントと、を有し、前記第１スプリングベントユニット及び前記第２スプリングベントユニットは、前記複数のベントにそれぞれ挿入され、前記第１スプリングベントユニットのバルブは、前記第２スプリングベントユニットのバルブよりも、前記ハウジングに沿った長さが長い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかるスプリングベントユニットは、バルブの開口面積を増やしながら、ゴム詰まりを押さえることのできるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、空気入りタイヤの子午断面図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るタイヤ加硫成形用金型の側面図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係るタイヤ加硫成形用金型の子午断面図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係るＳＶユニットの例を示す斜視図である。
【図５】図５は、ＳＶユニットをベントに挿入した状態を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、ＳＶユニットの動作例を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、ＳＶユニットの動作例を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、ＳＶユニットの動作例を示す図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、ＳＶユニットの動作例を示す図である。
【図７】図７は、ＳＶユニット内のスプリングＳのバネ定数の特性の例を示す図である。
【図８】図８は、加硫開始からの経過時間に対する、バルブの先端部とハウジングとの開口面積の変化の例を示す図である。
【図９】図９は、バネ定数が非線形特性を有するスプリングを備えたＳＶユニットと、バネ定数が線形特性を有するスプリングを備えたＳＶユニットとを混在させたタイヤ成形金型の例の一部を示す図である。
【図１０】図１０は、第１スプリング部と第２スプリング部との間に板部材を設ける場合の例を示す図である。
【図１１】図１１は、板部材の例を示す斜視図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、円錐コイルスプリングを用いたＳＶユニットの動作例を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、円錐コイルスプリングを用いたＳＶユニットの動作例を示す図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、円錐コイルスプリングを用いたＳＶユニットの動作例を示す図である。
【図１２Ｄ】図１２Ｄは、円錐コイルスプリングを用いたＳＶユニットの動作例を示す図である。
【図１３】図１３は、円錐コイルスプリングのバネ定数の例を示す図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、テーパーコイルスプリングを用いたＳＶユニットの動作例を示す図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、テーパーコイルスプリングを用いたＳＶユニットの動作例を示す図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、テーパーコイルスプリングを用いたＳＶユニットの動作例を示す図である。
【図１４Ｄ】図１４Ｄは、テーパーコイルスプリングを用いたＳＶユニットの動作例を示す図である。
【図１５】図１５は、テーパーコイルスプリングのバネ定数の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明にかかるスプリングベントユニットおよびタイヤ成形金型の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【００１５】
本発明の形態に係るスプリングベントユニットおよびタイヤ成形金型によって得られる空気入りタイヤについて説明する。図１は、空気入りタイヤの子午断面図である。
【００１６】
以下の説明において、タイヤ径方向とは、空気入りタイヤ１の回転軸（図示せず）と直交する方向をいい、タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向において回転軸に向かう側、タイヤ径方向外側とはタイヤ径方向において回転軸から離れる側をいう。また、タイヤ周方向とは、前記回転軸を中心軸とする周り方向をいう。また、タイヤ幅方向とは、前記回転軸と平行な方向をいい、タイヤ幅方向内側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面（タイヤ赤道線）ＣＬに向かう側、タイヤ幅方向外側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面ＣＬから離れる側をいう。タイヤ赤道面ＣＬとは、空気入りタイヤ１の回転軸に直交するとともに、空気入りタイヤ１のタイヤ幅の中心を通る平面である。タイヤ幅は、タイヤ幅方向の外側に位置する部分同士のタイヤ幅方向における幅、つまり、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道面ＣＬから最も離れている部分間の距離である。タイヤ赤道線とは、タイヤ赤道面ＣＬ上にあって空気入りタイヤ１のタイヤ周方向に沿う線をいう。本実施の形態では、タイヤ赤道線にタイヤ赤道面と同じ符号「ＣＬ」を付す。
【００１７】
本実施の形態の空気入りタイヤ１は、図１に示すようにトレッド部２と、その両側のショルダー部３と、各ショルダー部３から順次連続するサイドウォール部４およびビード部５とを有している。また、この空気入りタイヤ１は、カーカス層６と、ベルト層７と、ベルト補強層８とを備えている。
【００１８】
トレッド部２は、ゴム材（トレッドゴム）からなり、空気入りタイヤ１のタイヤ径方向の最も外側で露出し、その表面が空気入りタイヤ１の輪郭となる。トレッド部２の外周表面、つまり、走行時に路面と接触する踏面には、トレッド面２１が形成されている。トレッド面２１は、タイヤ周方向に沿って延在し、タイヤ幅方向に複数（本実施の形態では４本）並ぶ主溝２２が設けられている。そして、トレッド面２１は、これら複数の主溝２２により、タイヤ周方向に沿って延び、タイヤ赤道線ＣＬと平行なリブ状の陸部２３が複数形成されている。また、トレッド面２１は、各陸部２３において、タイヤ周方向（主溝２２）に交差して延在する副溝２４が設けられている。副溝２４は、溝幅が１ｍｍ以上のものである。陸部２３は、副溝２４によってタイヤ周方向で複数に分けられている。副溝２４は、トレッド部２のタイヤ幅方向最外側でタイヤ幅方向外側に開口して形成されている。また、副溝２４は、主溝２２に連通している形態、または主溝２２に連通していない形態がある。
【００１９】
ショルダー部３は、トレッド部２のタイヤ幅方向両外側の部位である。また、サイドウォール部４は、空気入りタイヤ１におけるタイヤ幅方向の最も外側に露出したものである。また、ビード部５は、ビードコア５１とビードフィラー５２とを有する。ビードコア５１は、スチールワイヤであるビードワイヤをリング状に巻くことにより形成されている。ビードフィラー５２は、カーカス層６のタイヤ幅方向端部がビードコア５１の位置で折り返されることにより形成された空間に配置されるゴム材である。
【００２０】
カーカス層６は、各タイヤ幅方向端部が、一対のビードコア５１でタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に折り返され、かつタイヤ周方向にトロイド状に掛け回されてタイヤの骨格を構成するものである。このカーカス層６は、タイヤ周方向に対する角度がタイヤ子午線方向に沿いつつタイヤ周方向にある角度を持って複数並設されたカーカスコード（図示せず）が、コートゴムで被覆されたものである。カーカスコードは、有機繊維（ポリエステルやレーヨンやナイロンなど）からなる。このカーカス層６は、少なくとも１層で設けられている。
【００２１】
ベルト層７は、少なくとも２層のベルト７１，７２を積層した多層構造をなし、トレッド部２においてカーカス層６の外周であるタイヤ径方向外側に配置され、カーカス層６をタイヤ周方向に覆うものである。ベルト７１，７２は、タイヤ周方向に対して所定の角度（例えば、２０度〜３０度）で複数並設されたコード（図示せず）が、コートゴムで被覆されたものである。コードは、スチールまたは有機繊維（ポリエステルやレーヨンやナイロンなど）からなる。また、重なり合うベルト７１，７２は、互いのコードが交差するように配置されている。
【００２２】
ベルト補強層８は、ベルト層７の外周であるタイヤ径方向外側に配置されてベルト層７をタイヤ周方向に覆うものである。ベルト補強層８は、タイヤ周方向に略平行（±５度）でタイヤ幅方向に複数並設されたコード（図示せず）がコートゴムで被覆されたものである。コードは、スチールまたは有機繊維（ポリエステルやレーヨンやナイロンなど）からなる。図１で示すベルト補強層８は、ベルト層７のタイヤ幅方向端部を覆うように配置されている。ベルト補強層８の構成は、上記に限らず、図には明示しないが、ベルト層７全体を覆うように配置された構成、または、例えば２層の補強層を有し、タイヤ径方向内側の補強層がベルト層７よりもタイヤ幅方向で大きく形成されてベルト層７全体を覆うように配置され、タイヤ径方向外側の補強層がベルト層７のタイヤ幅方向端部のみを覆うように配置されている構成、あるいは、例えば２層の補強層を有し、各補強層がベルト層７のタイヤ幅方向端部のみを覆うように配置されている構成であってもよい。すなわち、ベルト補強層８は、ベルト層７の少なくともタイヤ幅方向端部に重なるものである。また、ベルト補強層８は、帯状（例えば、幅１０［ｍｍ］）のストリップ材をタイヤ周方向に巻き付けて設けられている。
【００２３】
本実施形態に係るタイヤ加硫成形用金型について説明する。図２は、第１実施形態に係るタイヤ加硫成形用金型の側面図である。図３は、第１実施形態に係るタイヤ加硫成形用金型の子午断面図（図２のＡ−Ａ断面図）である。
【００２４】
以下の説明において、タイヤ径方向、タイヤ周方向、タイヤ幅方向、タイヤ赤道面ＣＬは、上述した空気入りタイヤ１に準ずる。
【００２５】
タイヤ成形金型１０１は、上述した空気入りタイヤ１を加硫成形するためのものである。図２及び図３に示すように、タイヤ成形金型１０１は、金型本体として、セクタ１０１Ａ、サイドプレート１０１Ｂと、ビードリング１０１Ｃとにより構成されている。
【００２６】
セクタ１０１Ａは、空気入りタイヤ１のトレッド部２を成形するための金型であり、円環がタイヤ周方向に複数（例えば、図２に示す８個以上）で等分割され、合わせ部１０１Ｄにおいて相互に突き合わされる分割金型として構成されている。セクタ１０１Ａは、図３に示すように、その内面に、トレッド面２１を形成するための基準面１２１を有する。基準面１２１は、タイヤ周方向に沿って延在し、タイヤ幅方向に複数（本実施の形態では４本）並ぶ主突出部１２２が設けられている。主突出部１２２は、主溝２２をトレッド部２に形成するためのものである。そして、基準面１２１は、これら複数の主突出部１２２により、タイヤ周方向に沿って延び、タイヤ赤道線ＣＬと平行な凹部１２３が複数形成されている。また、基準面１２１は、各凹部１２３において、タイヤ周方向（主突出部１２２）に交差して延在する副突出部１２４が設けられている。副突出部１２４は、副溝２４をトレッド部２に形成するためのものであり、その突出幅が１ｍｍ以上のものである。凹部１２３は、副突出部１２４によってタイヤ周方向で複数に分けられている。副突出部１２４は、主突出部１２２に連通している形態、または主突出部１２２に連通していない形態がある。
【００２７】
また、セクタ１０１Ａは、空気入りタイヤ１の加硫成形時の空気抜きのための排気孔であるベント１１０を有する。ベント１１０は、セクタ１０１Ａをタイヤ径方向で貫通して設けられている。ベント１１０は、内径が大きくなっている内壁面１０２を有する。ベント１１０の内径が変化する部分は段差部１０２Ａとなる。
【００２８】
サイドプレート１０１Ｂは、空気入りタイヤ１のショルダー部３およびサイドウォール部４を成形するための金型である。サイドプレート１０１Ｂは、各セクタ１０１Ａに対して合わせ部１０１Ｅにおいて相互に突き合わされる分割金型として構成されている。また、ビードリング１０１Ｃ（図３では省略）は、空気入りタイヤ１のビード部５を成形するための金型である。
【００２９】
（ＳＶユニット）
ベント１１０には、ＳＶユニット１００が挿入される。図４は、第１実施形態に係るＳＶユニットの例を示す斜視図である。図４の右側がタイヤ表面側である。図５は、ＳＶユニット１００をベント１１０に挿入した状態を示す図である。図５は、説明の便宜上、図３とは上下が逆に作図してある。すなわち、図５の上側がタイヤ表面側である。
【００３０】
ＳＶユニット１００は、図４に示すように、ハウジングＨ１と、バルブ９と、バネ（スプリング）Ｓとを含む。バルブ９は、軸部９１と、バネ止め部９２とを有する。バルブ９の軸部９１は、ハウジングＨ１に案内されて、ハウジングＨ１の長手方向に沿って矢印Ｙ１の方向に移動することができる。バルブ９は、長手方向のタイヤ成形金型１０１の外側の端部が先端部９０となり、タイヤ表面側の端部が外側面９３となる。バネ止め部９２は、軸部９１の外側面９３側に設けられている。ここで、バルブ９が閉じた状態になるのは、バルブ９の外側面９３とハウジングＨ１の内側面１２とが当接している状態である。バルブ９が開いた状態になるのは、バルブ９の外側面９３とハウジングＨ１の内側面１２とが当接していない状態である。
【００３１】
ハウジングＨ１は、中空の略円筒形である。ハウジングＨ１は、バルブ９の軸部９１が通る貫通孔１１を有する。バルブ９及びスプリングＳは、ハウジングＨ１の内部に設けられている。スプリングＳは、線間距離が異なる２種類のスプリング、例えば、第１スプリング部Ｓ１と第２スプリング部Ｓ２とを含む。第１スプリング部Ｓ１および第２スプリング部Ｓ２は、例えば、コイルバネである。本例では、第１スプリング部Ｓ１の端部と第２スプリング部Ｓ２の端部とが接続されて一体のスプリングＳになっている。線間距離の短い第１スプリング部Ｓ１は、線間距離の長い第２スプリング部Ｓ２よりも先に線間が密着して固定され、縮まなくなる。
【００３２】
スプリングＳは、バルブ９の軸部９１の周囲かつ、ハウジングＨ１の内部に設けられる。スプリングＳは、バルブ９とハウジングＨ１との間に配置される。スプリングＳは、一端がバネ止め部９２の先端部９０側の面に接し、他端が貫通孔１１の内側の絞りが形成されている部分に接する。スプリングＳの外径は、貫通孔１１の内径より大きいため、ハウジングＨ１からスプリングＳが脱落することはない。
【００３３】
図５に示す状態は、タイヤ成形金型１０１にグリーンタイヤが設置されていない状態であり、バルブ９に外力が作用していない。バルブ９に外力が作用していない状態では、スプリングＳはバネ止め部９２が貫通孔１１から遠ざかる方向（矢印Ｙ２の逆の方向）に付勢する。このため、バルブ９の先端部９０がハウジングＨ１に接して貫通孔１１を塞いでいる。
【００３４】
図６Ａから図６Ｄは、ＳＶユニット１００の動作例を示す図である。図６Ａから図６Ｄは、説明の便宜上、図３とは上下が逆に作図してある。すなわち、図６Ａから図６Ｄの上側がタイヤ表面側である。
【００３５】
図６Ａに示すように、バルブ９の先端部９０がグリーンタイヤ３００に接触していない場合（離れている場合）、ＳＶユニット１００の先端部９０はハウジングＨ１に接触した状態である。図６Ａに示す状態では、バルブ９に外力が作用していない。バルブ９に外力が作用していない状態では、スプリングＳはバネ止め部９２が貫通孔１１から遠ざかる方向に付勢する。このため、バルブ９の先端部９０がハウジングＨ１に接して貫通孔１１を塞いでいるが、バルブ９は開いた状態である。この状態では、図示しない空気流入口（排気口）により、ＳＶユニット１００を空気が通ることができる。
【００３６】
図６Ｂおよび図６Ｃは、バルブ９が開いた状態を示す。ＳＶユニット１００は、バルブ９の先端部９０が貫通孔１１を塞いでいる状態において、図６Ｂに示すように、バルブ９の先端部９０がグリーンタイヤ３００に接触することにより、タイヤ成形金型１０１の内側から外側に向かって矢印Ｙ２の方向にバルブ９に外力が加えられると、バルブ９の軸部９１がハウジングＨ１に沿って矢印Ｙ２の方向に移動する。ＳＶユニット１００は、バルブ９の軸部９１が矢印Ｙ２の方向に移動すると、バルブ９の先端部９０がハウジングＨ１から離れて、貫通孔１１を開放する。この状態ではスプリングＳが圧縮され、バルブ９はスプリングＳの復元力によってバネ止め部９２が貫通孔１１から遠ざかる方向（矢印Ｙ２の逆の方向）に付勢される。
【００３７】
ＳＶユニット１００は、貫通孔１１の開放後、図６Ｃに示すように、グリーンタイヤ３００がバルブ９の先端部９０に接触した状態でベント１１０にさらに近づくことにより、バルブ９の軸部９１がさらに矢印Ｙ２の方向に移動し、貫通孔１１は開放した状態のままである。
【００３８】
その後、図６Ｄに示すように、バルブ９の軸部９１がさらに矢印Ｙ２の方向に移動すると、バルブ９の外側面９３とハウジングＨ１の内側面１２とが当接する。これにより、バルブ９は閉じた状態になり、空気の排出が終了となる。
【００３９】
（スプリングのバネ定数）
ここで、スプリングＳのバネ定数は、第２スプリング部Ｓ２より第１スプリング部Ｓ１が低い。バネ定数は、外力に対する縮み量を示す定数である。第１スプリング部Ｓ１のバネ定数は、第２スプリング部Ｓ２のバネ定数より十分に小さいことが望ましい。例えば、第１スプリング部Ｓ１のバネ定数は０．０２５から０．２５［Ｎ／ｍｍ］であり、第２スプリング部Ｓ２のバネ定数は０．１から０．８［Ｎ／ｍｍ］である。
【００４０】
また、スプリングＳの線間距離は、第２スプリング部Ｓ２より第１スプリング部Ｓ１が短い。線間距離は、第１スプリング部Ｓ１、第２スプリング部Ｓ２を構成する、各線材間の距離である。
【００４１】
第１スプリング部Ｓ１は、タイヤ加硫成型の際に与えられる外力によって縮み、図６Ａの状態および図６Ｂの状態では線間接触していないのでさらに縮むことができる。第２スプリング部Ｓ２もタイヤ加硫成型の際に与えられる外力によって縮み、図６Ａの状態および図６Ｂの状態では線間接触していないのでさらに縮むことができる。
【００４２】
さらに外力が与えられ、図６Ｃの状態になると、第１スプリング部Ｓ１は線間接触している。したがって、図６Ｃの状態では、第１スプリング部Ｓ１はさらに縮むことができない。一方、第２スプリング部Ｓ２は図６Ｃの状態でも線間接触していないのでさらに縮むことができ、図６Ｄの状態になるまで縮む。
【００４３】
このように、第１スプリング部Ｓ１は、構成する線材が線間接触した後は縮まず、第２スプリング部Ｓ２は、構成する線材が、第１スプリング部Ｓ１が線間接触した後でも線間接触せずに縮む。このため、スプリングＳは、図７に示す特性のバネ定数を有する。図７は、ＳＶユニット内のスプリングＳのバネ特性の例を示す図である。図７に示すように、与えられる外力Ｐが小さいと第１スプリング部Ｓ１および第２スプリング部Ｓ２が縮むため、スプリングＳの縮み量δの変化率が大きい。外力Ｐ１に対する縮み量δ１を超えると、第１スプリング部Ｓ１は線間接触して縮むことができず、バネ定数の高い第２スプリング部Ｓ２が縮むことができる。外力Ｐ１よりも大きな外力に対しては縮み量δの変化率が低下する。このように、第１スプリング部Ｓ１および第２スプリング部Ｓ２からなるスプリングＳのバネ定数は、外力Ｐに対する縮み量δの変化率が非線形となる。
【００４４】
図８は、加硫開始からの経過時間に対する、バルブ９の先端部９０とハウジングＨ１との開口面積の変化の例を示す図である。図８に示すように、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの加硫開始直後は、グリーンタイヤ３００は先端部９０に接触しないため、先端部９０とハウジングＨ１との開口面積は変化しない。
【００４５】
時刻ｔ１において、グリーンタイヤ３００が先端部９０に接触すると、その後は開口面積が低下する。時刻ｔ１から時刻ｔ２までは第１スプリング部Ｓ１および第２スプリング部Ｓ２が縮むため、開口面積が大きく低下する。その後、時刻ｔ２において、第１スプリング部Ｓ１が線間接触し、第１スプリング部Ｓ１が縮まなくなる。このため、時刻ｔ２から時刻ｔ３までは第２スプリング部Ｓ２が縮むことになり、開口面積は時刻ｔ１から時刻ｔ２までよりも緩やかに低下する。
【００４６】
第１スプリング部Ｓ１が時刻ｔ２において線間接触し固定されることにより、バルブ開口面積は図８に示すように非線形な特性となる。このような特性によって、大きく開いていたバルブは、グリーンタイヤ３００の当たり始めは開口面積の低下率が大きく、開口面積が素早く小さくなる。このため、ハウジングＨ１内へのゴムの流入を防止できる。
【００４７】
その後、第１スプリング部Ｓ１が線間接触した時刻ｔ２以降は、第２スプリング部Ｓ２によってバルブの開口面積の低下率が小さくなり、開口面積が徐々に小さくなる。このように、スプリングＳは、時間を掛けて縮むので、ゴムの流入を防止しつつ空気を確実に排出することができる。
【００４８】
（加硫成形）
加硫成形の際、タイヤ成形金型１０１は、すべてのベント１１０について、バネ定数が非線形特性を有するＳＶユニット１００を挿入した状態となる。この際、バネ定数が線形特性を有するスプリングを備えたＳＶユニットを１つのタイヤ成形金型１０１に混在させてもよい。図９は、バネ定数が非線形特性を有するスプリングＳを備えたＳＶユニット１００と、バネ定数が線形特性を有するスプリングＳａを備えたＳＶユニット（以降、通常ＳＶユニットと呼ぶことがある）２００とを混在させたタイヤ成形金型１０１の例の一部を示す図である。グリーンタイヤは、このように、ＳＶユニット１００、２００が挿入されたタイヤ成形金型１０１に設置された状態で加硫成形される。
【００４９】
このとき、タイヤ成形金型１０１は、第１のＳＶユニット１００と、バルブ９ａと、バルブ９ａが内部に設けられバルブ９ａの移動を案内するハウジングＨ２と、バルブ９ａとハウジングＨ２との間に配置され、バルブ９ａを付勢する、第２スプリング部Ｓ２と同等のバネ定数を有するスプリングＳａと、を含む第２のＳＶユニット２００と、複数のベント１１０、１１２とを有する。また、タイヤ成形金型１０１は、ＳＶユニット１００、ＳＶユニット２００は、ベント１１０、１１２にそれぞれ挿入され、ＳＶユニット１００のバルブ９は、ＳＶユニット２００のバルブ９ａよりも、ハウジングＨ１に沿った長さが長い。
【００５０】
図９に示すＳＶユニット１００は、グリーンタイヤがバルブ９の先端部９０に接触して外力が与えられることにより、軸部９１が矢印Ｙ２の方向に移動する。同様に、ＳＶユニット２００は、グリーンタイヤ３００がバルブ９ａの先端部９０ａに接触して外力が与えられることにより、軸部９１ａが矢印Ｙ２の方向に移動する。
【００５１】
図９に示すように、ＳＶユニット１００の軸部９１は、ＳＶユニット２００の軸部９１ａよりも長い。このため、ＳＶユニット１００は、バルブのストローク量ＳＴ１がＳＶユニット２００のバルブのストローク量ＳＴ２よりも大きい。したがって、ＳＶユニット１００は、加硫成形の際に開口面積および開口している時間がＳＶユニット２００よりも大きくなり、加硫成形の際、空気を効率良く排出することができる。なお、ストローク量ＳＴ１は例えば０．５から１．５［ｍｍ］、ストローク量ＳＴ２は例えば０．１から０．５［ｍｍ］である。
【００５２】
加硫成形の際、ＳＶユニット１００を介して空気がタイヤ成形金型１０１の外に排出される。この状態は、上記の図６Ｂおよび図６Ｃに示すように、バルブ９が開いた状態であり、貫通孔１１は金型内の空気を排出する排気口となる。タイヤ成形金型１０１内の空気はハウジングＨ１の内部を通り、貫通孔１１から排出される。その後、空気が抜け切り、バルブ９にグリーンタイヤ３００が当ると、図９に示すように、バルブ９の軸部９１がハウジングＨ１に沿って矢印Ｙ２の方向に移動し、バルブ９は閉じた状態になる。バルブ９が閉じた状態では、タイヤ成形金型１０１のタイヤ表面側と、ハウジングＨ１、バルブ９のタイヤ表面側とに段差がなくなり、面一になる。
【００５３】
バルブ９が閉じた状態では、バルブ９の外側面９３とハウジングＨ１の内側面１２とが当接する。このため、図９の状態ではハウジングＨ１とバルブ９との隙間にゴムが流れて行くことはなく、髭状のゴムがタイヤ表面に残ることはない。
【００５４】
（変形例１）
上記は、第１スプリング部Ｓ１の端部と第２スプリング部Ｓ２の端部とが接続されて一体のスプリングＳになっている場合について説明した。スプリングＳの構造は、上記に限定されず、第１スプリング部Ｓ１と第２スプリング部Ｓ２とが別体になっていてもよい。その場合、スペーサとして、第１スプリング部Ｓ１と第２スプリング部Ｓ２との間に板部材を設けてもよい。図１０は、第１スプリング部Ｓ１と第２スプリング部Ｓ２との間に板部材を設ける場合の例を示す図である。図１０に示すように、ＳＶユニット１００ａは、第１スプリング部Ｓ１と第２スプリング部Ｓ２との間に板部材１０を備える。
【００５５】
図１１は、板部材１０の例を示す斜視図である。図１１に示すように、本例の板部材１０は、径が異なる３つの円板部１０ａ、１０ｂおよび１０ｃが重なった構造である。円板部１０ｂは、その主面の一方が円板部１０ａに接続される。円板部１０ｂは、その主面の他方が第１スプリング部Ｓ１の端部に接続される。円板部１０ｂの外径Ｄｂは、第１スプリング部Ｓ１の端部の内径にほぼ等しい。円板部１０ｃは、その主面の一方が円板部１０ａに接続される。円板部１０ｃは、その主面の他方が第２スプリング部Ｓ２の端部に接続される。円板部１０ｃの外径Ｄｃは、第２スプリング部Ｓ２の端部の内径にほぼ等しい。円板部１０ａの外径Ｄａは、外径Ｄｂおよび外径Ｄｃよりも大きい。
【００５６】
図１０に戻り、第１スプリング部Ｓ１の端部と円板部１０ｂとが嵌合し、第２スプリング部Ｓ２の端部と円板部１０ｃとが嵌合し、第１スプリング部Ｓ１と、板部材１０と、第２スプリング部Ｓ２とが確実に密着した状態になる。これにより、第１スプリング部Ｓ１および第２スプリング部Ｓ２の端部同士がズレないように固定することができる。このため、別々に用意した第１スプリング部Ｓ１と第２スプリング部Ｓ２とを用いて、実質的に１つのスプリングＳを形成することができる。
【００５７】
したがって、スプリング部同士の間に板部材１０を挟むことにより、図４および図５を参照して説明した、第１スプリング部Ｓ１および第２スプリング部Ｓ２によるスプリングＳと同様の作用を得ることができる。板部材１０を設けることにより、スプリング部同士のズレを防止し、別々に用意した第１スプリング部Ｓ１と第２スプリング部Ｓ２とを用いた場合でも軸部９１の矢印Ｙ２の方向またはその逆方向へのスムーズな移動を実現できる。
【００５８】
（変形例２）
スプリングＳの代わりに、円錐コイルスプリングを用いてＳＶユニットを実現してもよい。円錐コイルスプリングは、スプリングの外径がスプリングの長さ方向に徐々に変化するスプリングである。円錐コイルスプリングは、バネ定数が非線形特性である。
【００５９】
図１２Ａから図１２Ｄは、円錐コイルスプリングを用いたＳＶユニット１００ｂの動作例を示す図である。図１２Ａから図１２Ｄは、説明の便宜上、図３とは上下が逆に作図してある。すなわち、図１２Ａから図１２Ｄの上側がタイヤ表面側である。ＳＶユニット１００ｂの動作は、図６Ａから図６Ｄを参照して説明したＳＶユニット１００の動作と同様である。
【００６０】
図１２Ａに示す状態では、貫通孔１１は塞がれている。図１２Ｂに示す状態では、バルブ９の軸部９１が矢印Ｙ２の方向に移動し、貫通孔１１を開放する。図１２Ｃに示す状態では、バルブ９の軸部９１がさらに矢印Ｙ２の方向に移動し、貫通孔１１は開放した状態のままである。図１２Ｄに示す状態では、バルブ９の軸部９１がさらに矢印Ｙ２の方向に移動し、バルブ９の外側面９３とハウジングＨ１の内側面１２とが当接する。これにより、バルブ９は閉じた状態になり、空気の排出が終了となる。
【００６１】
図１３は、円錐コイルスプリングであるスプリングＳｂのバネ定数の例を示す図である。図１３に示すように、スプリングＳｂは、与えられる外力Ｐが大きくなるにしたがって縮み量δの変化が小さくなる。スプリングＳｂは、外力Ｐが小さい場合はスプリングＳｂの縮み量δの変化率が大きく、外力Ｐが大きい場合はスプリングＳｂの縮み量δの変化率が小さい。このように、スプリングＳｂのバネ定数は、外力Ｐに対する縮み量δの変化率が非線形となる。
【００６２】
なお、図１２Ａから図１２Ｄに示すＳＶユニット１００ｂと、図９に示すＳＶユニット２００とが、１つの加硫成形金型において混在していてもよい。
【００６３】
（変形例３）
スプリングＳの代わりに、テーパーコイルスプリングを用いてＳＶユニットを実現してもよい。テーパーコイルスプリングは、スプリングを形成する線材の径がスプリングの長さ方向に徐々に変化するスプリングである。テーパーコイルスプリングは、バネ定数が非線形特性である。
【００６４】
図１４Ａから図１４Ｄは、テーパーコイルスプリングを用いたＳＶユニット１００ｃの動作例を示す図である。図１４Ａから図１４Ｄは、説明の便宜上、図３とは上下が逆に作図してある。すなわち、図１４Ａから図１４Ｄの上側がタイヤ表面側である。ＳＶユニット１００ｃの動作は、図６Ａから図６Ｄを参照して説明したＳＶユニット１００の動作と同様である。
【００６５】
図１４Ａに示す状態では、貫通孔１１は塞がれている。図１４Ｂに示す状態では、バルブ９の軸部９１が矢印Ｙ２の方向に移動し、貫通孔１１を開放する。図１４Ｃに示す状態では、バルブ９の軸部９１がさらに矢印Ｙ２の方向に移動し、貫通孔１１は開放した状態のままである。図１４Ｄに示す状態では、バルブ９の軸部９１がさらに矢印Ｙ２の方向に移動し、バルブ９の外側面９３とハウジングＨ１の内側面１２とが当接する。これにより、バルブ９は閉じた状態になり、空気の排出が終了となる。
【００６６】
図１５は、テーパーコイルスプリングであるスプリングＳｃのバネ定数の例を示す図である。図１５に示すように、スプリングＳｃは、与えられる外力Ｐが大きくなるにしたがって縮み量δの変化が小さくなる。スプリングＳｃは、外力０から外力Ｐ１まではスプリングＳｃを形成する線材の径が小さい部分が縮むため縮み量の変化率が大きい。外力Ｐ１に対する縮み量δ１を超え、外力Ｐ１から外力Ｐ２まではスプリングＳｃを形成する線材の径が中程度の部分が縮むため縮み量の変化率は中程度である。外力Ｐ２に対する縮み量δ２を超え、外力Ｐ２より大きな外力に対してはスプリングＳｃを形成する線材の径が大きい部分が縮むため縮み量の変化率が小さい。このように、スプリングＳｃのバネ定数は、外力Ｐに対する縮み量δの変化率が非線形となる。
【００６７】
なお、図１４Ａから図１４Ｄに示すＳＶユニット１００ｃと、図９に示すＳＶユニット２００とが、１つの加硫成形金型において混在していてもよい。
【００６８】
（実施例）
トレッド部に横浜ゴム株式会社製のメジャーなサマーパターンを有する、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５のタイヤ１０,０００本を、ＳＶユニットを用いる各金型で生産した。各金型のトレッド部のＳＶユニットの個数は、１，５００個とした。なお、規定生産回数ごとに、金型のモールドの洗浄を行った。
【００６９】
通常ＳＶユニットのみを有する金型を「基準」とし、通常ＳＶユニットのバルブのストローク量を増やして開口量を大きくしたＳＶユニット１００のみを有する金型を「比較例」とし、上記実施形態にかかるスプリングＳを採用したＳＶユニット１００のみを有する金型を「実施例１」とした。「実施例１」では、ＳＶユニット全数がスプリングＳを採用したＳＶユニット１００である。また、スプリングＳを採用したＳＶユニットと通常ＳＶユニットとを混在させた金型を「実施例２」とした。「実施例２」では、ＳＶユニット全数のうちの１／３がスプリングＳを採用したＳＶユニット１００であり、ＳＶユニット全数のうちの２／３が通常ＳＶユニットである。
【００７０】
表１には、「基準」、「比較例」、「実施例１」および「実施例２」の金型について、外力を与えない無荷重状態でのバルブの開口量を指数で示す。指数が大きいほど開口量が大きいことを示す。これらの金型について、下記の（１）および（２）を調査した。
（１）トレッド部ライト故障発生回数
タイヤ空気溜まりに起因する、トレッド部のライト故障の発生回数を調べた。ライト故障の発生回数を表１に示す。
（２）オーバフロー箇所
２０００本のタイヤを生産するごとに１本のタイヤを抜き取り調査した。抜き取った１本のタイヤについて、基準以上のオーバフローが生じている箇所を数えた。抜き取り調査した５本のタイヤのオーバフローの箇所の合計を表１に示す。
【００７１】
表１に示すように、実施例１、実施例２のいずれも、トレッド部のライト故障が発生せず、かつ、オーバフローが生じていない。このことから、スプリングＳを採用したＳＶユニット１００を用いることによって、トレッド部のライト故障およびオーバフローを防止できることが分かる。
【００７２】
【表１】
2017159514.tif 000003
【符号の説明】
【００７３】
１  空気入りタイヤ
２  トレッド部
３  ショルダー部
４  サイドウォール部
９、９ａ  バルブ
１０  板部材
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  円板部
１１  貫通孔
２１  トレッド面
９０、９０ａ  先端部
９１、９１ａ  軸部
９２  バネ止め部
９３  外側面
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、２００  スプリングベントユニット
１０１  タイヤ成形金型
１１０  ベント
３００  グリーンタイヤ
ＣＬ  タイヤ赤道面
Ｈ１、Ｈ２  ハウジング
Ｓ、Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ  スプリング
Ｓ１  第１スプリング部
Ｓ２  第２スプリング部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2017159514.tif 000016
【図１１】
2017159514.tif 000017
【図１２Ａ】
2017159514.tif 000018
【図１２Ｂ】
2017159514.tif 000019
【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
2017159514.tif 000021
【図１３】
2017159514.tif 000022
【図１４Ａ】
2017159514.tif 000023
【図１４Ｂ】
2017159514.tif 000024
【図１４Ｃ】
2017159514.tif 000025
【図１４Ｄ】
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【図１５】
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