(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型内面で囲まれる成形室にベントホールを形成するためのベントホール開閉弁であって、
金型に設けられ金型の外部から前記成形室に通じる取付け孔に、内端面を前記金型内面に揃えて嵌着できかつ内外に連通するとともに前記内端面から離れた位置に、弁孔を囲みかつ後方に向く弁座を介在させた導孔を有する管状のベント基体と、
前記導孔内に配され前記弁座と接離することにより前記導孔を開閉しうる球状の弁体と、
前記導孔内に配されかつ内端で前記弁体を弁座に向けて付勢するとともに後端を前記ベント基体で支持されるバネ体とからなり、
かつ前記弁座は、前記弁孔から弁座外周縁に向かって後方に傾く弁座面を有し、かつ前記導孔は、前記内端面を最大径とし前記弁孔に向かって縮径するゴム溜め部が設けられたことを特徴とするベントホール開閉弁。
【請求項２】
前記ベント基体は、その外径Ｄ０が１．５〜４．０mm、前記導孔は弁座面よりも後方の主導孔部の内径Ｄｄをベント基体の前記外径Ｄ０の０．４〜０．８倍、かつ導孔の内端面の前記最大径Ｄｂは０．６〜２．０mm、しかも前記弁孔の内径Ｄａは前記最大径Ｄｂの０．５〜０．８倍であることを特徴とする請求項１記載のベントホール開閉弁。
【請求項３】
前記ゴム溜め部は、その長さＨが０．５〜５．０mm、かつゴム溜め部の傾斜面の導孔中心線に対する角度θ１は５゜〜７０゜、前記弁座面の導孔中心線に対する角度θ２は１５゜〜７５゜であることを特徴とする請求項１又は２記載のベントホール開閉弁。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のベントホール開閉弁を具えてなる成形金型であって、前記取付け孔が形成されたことを特徴とする成形金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ等のゴム製品の加硫成形に好適に採用でき、開閉動作の信頼性を高めるとともに、成形金型のメンテナンスを容易としたベントホール開閉弁及びそれを具えた成形金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
成形金型を用いてタイヤを加硫成形する場合、タイヤ形状を精度良く形成するために、金型内面とタイヤ生カバーとの間に閉じ込められる空気（残留空気という場合がある）を効率よく排気させることが必要であり、そのために成形金型の金型内面には、多数のベントホールが設けられている。
【０００３】
このタイヤ成形金型のベントホールは、通常、金型本体を貫通する小径な孔からなる。しかし該ベントホールは、残留空気を排気する反面、ゴムもまたベントホール内に流れ込むため、成形されたタイヤ表面には、多数のスピュー（円柱状のばり）が剛毛状に形成されることとなる。なおスピューは、タイヤの外観性を著しく損ねるため、従来、カッターを用いたトリミング装置等によって短く切り取られているが、この切り取り作業には多大な労力と時間を要し、しかもトリミング装置の設備費および維持費なども必要になるなど、製造コストの増加原因となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、近年、残留空気を排気するものの、ゴムのベントホール内への流入を防止でき、スピューの切り取り作業を排除しうる開閉弁が提案されており、その代表的なものとして、例えば図５に示す構造の開閉弁、および米国特許第４７５９７０１号で開示する如き図６の構造の開閉弁が広く知られている。
【０００５】
なお前者のものは、成形室ａ側に向くコーン状の弁座ｂを具え、常時は、弁体ｃが成形室ａ側に突出して弁孔ｂ１を開放せしめ、残留空気を排気する。又排気によりタイヤ生カバーが金型内面に密着する際には、このタイヤ生カバー自体が弁体ｃを押上げるため、弁孔ｂ１は自動的に閉じ、ゴムのベントホールｄ内への流入が阻止される。
【０００６】
しかしこの構造のものは、弁孔ｂ１が閉止する際、弁座ｂと弁体ｃとの間でゴムが薄膜状に噛込むため、開閉弁を清掃するためのメンテナンスが頻繁に要求される。しかも、金型内面は、所謂ショットブラスト等によって定期的に清浄化されるが、このとき弁孔ｂ１が開口しているため、清浄用の微粒子体（例えばプラスチックグリッド等の研掃材）がベントホールｄ内に入り込み、バネ機構ｅの動作不良を誘発させるという問題がある。
【０００７】
他方、後者のものは、後方に向く平面状の弁座ｂを具え、常時は、円板状の弁体ｃが弁座ｂと圧接することにより弁孔ｂ１を閉止する。なお弁孔ｂ１は、小径な連通孔ｆを介して成形室ａに導通する。そして、成形時、残留空気はその内圧上昇により前記弁体ｃを押し上げ、弁孔ｂ１を開くことによって排気される。
【０００８】
しかしこの構造のものは、連通孔ｆ内の容積が非常に小であるため、弁孔ｂ１を閉じるタイミングにシビアとなり、閉止のタイミングが遅れて弁座ｂと弁体ｃとの間でゴム噛込みが起こりやすい。しかも前記弁体ｃは円盤状をなすため、上下への平行移動が難しく、従って開閉のタイミングにバラツキが生じるなど弁動作が不安定となりやすく、前記ゴム噛込みの発生をいっそう助長する傾向となる。又この構造は、弁孔ｂ１が常時は閉止しているため、ショットブラスト時の微粒子体がベントホールｄ内に浸入することは阻止できるが、微粒子体が連通孔ｆ内に滞留して目詰まりを起こしやすいという問題がある。従って、ゴム噛込みの除去、および微粒子体の目詰まりの除去を行うためのメンテナンスの頻度は依然高いものであった。
【０００９】
そこで本発明は、弁座と弁体との間でのゴム噛込みの発生、および微粒子体のベントホール内への浸入や目づまり等の発生を効果的に抑制でき、開閉動作の安定性や信頼性を高めるとともに、メンテナンスの頻度を著減しうるベントホール開閉弁及びそれを具えた成形金型の提供を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願の第１発明は、金型内面で囲まれる成形室にベントホールを形成するためのベントホール開閉弁であって、
金型に設けられ金型の外部から前記成形室に通じる取付け孔に、内端面を前記金型内面に揃えて嵌着できかつ内外に連通するとともに前記内端面から離れた位置に、弁孔を囲みかつ後方に向く弁座を介在させた導孔を有する管状のベント基体と、
前記導孔内に配され前記弁座と接離することにより前記導孔を開閉しうる球状の弁体と、
前記導孔内に配されかつ内端で前記弁体を弁座に向けて付勢するとともに後端を前記ベント基体で支持されるバネ体とからなり、
かつ前記弁座は、前記弁孔から弁座外周縁に向かって後方に傾く弁座面を有し、かつ前記導孔は、前記内端面を最大径とし前記弁孔に向かって縮径するゴム溜め部が設けられたことを特徴としている。
【００１１】
なお前記ベント基体は、その外径Ｄ０が１．５〜４．０mm、前記導孔は弁座面よりも後方の主導孔部の内径Ｄｄをベント基体の前記外径Ｄ０の０．４〜０．８倍、かつ導孔の内端面の前記最大径Ｄｂは０．６〜２．０mm、しかも前記弁孔の内径Ｄａは前記最大径Ｄｂの０．５〜０．８倍であることが好ましい。
【００１２】
又前記ゴム溜め部は、その長さＨが０．５〜５．０mm、かつゴム溜め部の傾斜面の導孔中心線に対する角度θ１は５゜〜７０゜、前記弁座面の導孔中心線に対する角度θ２は１５゜〜７５゜であることが好ましい。
【００１３】
又本願の第２発明は、前記第１発明のベントホール開閉弁を具えてなる成形金型であって、前記取付け孔が形成されたことを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本願の第１発明であるベントホール開閉弁の実施の一形態を、第２発明である成形金型の実施の一形態とともに、図面に基づき説明する。なお図１は、本願の成形金型１がタイヤを加硫成形するためのタイヤ金型である場合を例示している。
【００１５】
図において、成形金型１は、本例では、周方向に複数分割可能ないわゆる割りモールドタイプの金型であって、サイドウォール形成用の上下のサイドモールド２Ｕ、２Ｌと、周方向に分割されるトレッド形成用の複数のセグメント３とからなり、上下のサイドモールド２Ｕ、２Ｌとセグメント３との各割面が当接することによって、金型内面Ｓで囲む成形室Ｒを形成する。
【００１６】
又前記成形室Ｒは、タイヤ輪郭形状と実質的に等しい輪郭形状をなし、トレッド成形面部Ｓ１、サイドウォール成形面部Ｓ２、およびビード成形面部Ｓ３から形成される。
【００１７】
そして、この成形金型１には、金型外部から成形室Ｒに通じる取付け孔４が形成されるとともに、各取付け孔４内には、ベントホール開閉弁５（以下開閉弁５という）が取付けられる。なお取付け孔４は、金型内面Ｓと略直角に形成される直線孔であり、少なくとも前記トレッド成形面部Ｓ１を含んだ金型内面Ｓで開口するように形成される。
【００１８】
次に前記開閉弁５は、図２に示すように前記取付け孔４に嵌着される管状のベント基体６と、その中心孔である両端開放の導孔７内に配されこの導孔７を開閉する弁体９と、該弁体９を閉じる側に付勢するバネ体１０とから構成される。
【００１９】
前記ベント基体６は、その内端面６Ｓを前記金型内面Ｓに揃えて略面一状に固定され、従って、前記導孔７は、金型内面Ｓで開口するとともに、その後方に連なる前記取付け孔４と協同して前記成形室Ｒ内の残留空気を金型外部に排気しうるベントホール１１を形成する。
【００２０】
又前記導孔７は、前記内端面６Ｓから離れた位置に、後方に向く弁座１２を設けており、この弁座１２は、最小径をなす弁孔１３から弁座外周縁１２Ｅに向かって後方に傾くコーン状の弁座面１４を具えている。
【００２１】
又前記弁座面１４の後方側には導孔７の本体をなす主導孔部７Ａが連なるとともに、この弁座面１４の前方側（内方側）には、前記内端面６Ｓで最大径をなし前記弁孔１３に向かって縮径するコーン状のゴム溜め部１５が連接される。このゴム溜め部１５の長さＨ、すなわち金型内面Ｓから弁孔１３までの距離は、本例では、０．５〜５．０ｍｍの範囲であって、又該ゴム溜め部１５をなす傾斜面１５Ｓは、前記導孔中心線に対して５゜〜７０゜の角度θ１で傾斜している。
【００２２】
次に、前記弁体９は球状をなし、その直径ＤＡは、当然ではあるが、前記主導孔部７Ａの内径Ｄｄより小かつ前記弁孔１３の内径Ｄａよりも大である。これによって、弁体９は主導孔部７Ａ内で円滑に前後動でき、又弁座面１４に対しては安定な姿勢で着座しうるため、開閉のタイミングを均一とした安定な弁動作が確保される。なお安定な着座のために、本例では、前記弁座面１４の導孔中心線に対する角度θ２を１５゜〜７５゜としている。
【００２３】
又前記弁体９では、閉止状態においてはその内端が前記内端面６Ｓから突出しないことがタイヤ外観上好ましい。
【００２４】
又バネ体１０は、前記主導孔部７Ａ内に配される、本例ではコイルバネからなり、その内端で前記弁体９を弁座１２に向けて付勢するとともに後端を前記ベント基体６で支持される。本例では、ベント基体６の後端近傍には、このベント基体６をカシメることにより導孔７の内径を部分的に減じた絞り部１６を一体に設けてなり、この絞り部１６によって前記バネ体１０の後端を係止している。
【００２５】
然して、前記開閉弁５は、弁体９がバネ体１０により付勢され、常時は、弁孔１３を閉止する。又成形時、タイヤ生カバーＴは成形圧力によって金型に沿って押し付けられ、図３に示すように、金型内面Ｓに密着する直前においては、金型内面Ｓとタイヤ生カバーＴとの間に閉じ込められた残留空気は、その空気圧が上昇することによってバネ体１０の付勢力に逆らって弁体９を押し上げ、残留空気を外部に排気する。
【００２６】
又図４に示すように、タイヤ生カバーＴが金型内面Ｓに密着した時点では、前記残留空気は排出されているため、その空気圧は下がり、バネ体１０による付勢力が勝ることによって弁体９を押し下げ、弁孔１３を閉止する。この状態において、ゴムはゴム溜め部１５内にある程度充填されてスピュー１７を形成するが、このスピュー１７は前記長さＨ以下であり、従って、外観上はトリミング不要の細くかつ短いスピューが残るだけで商品として許容できる範囲のものを得ることができる。
【００２７】
又前記弁体９が球状をなすため、コーン状の弁座面１４に対して安定な姿勢で着座でき、誤差の少ない一定のタイミングでの開閉動を可能にする。他方、ベアなどの成形不良と弁座１２内でのゴム噛込みとの双方を避けるためには、ゴムがゴム溜め部１５に入り始めてから完全に充填されるまでの間で弁体９を閉じることが重要であるが、ゴム溜め部１５の容積が比較的大きいため、閉止のタイミングに時間的余裕が生まれる。従って、ゴム噛込みをより確実に防止でき、開閉動作の信頼性を高めうる。
【００２８】
又ショットブラスト等による金型１のクリーニングが行われた場合にも、弁孔１３が閉じられているため、清浄用の微粒子体が内部に浸入することを阻止できる。又ゴム溜まり部１５に吹き付けられる微粒子体は、ゴム溜まり部１５が角度θ１の傾斜面１５Ｓで形成されているため、この傾斜面１５Ｓに沿って容易に脱落でき滞留による目詰まりの発生を防止できる。仮に、傾斜面１５Ｓにオイル成分等の介在によって微粒子体が付着した場合にも、エアーブロー等で容易に除去できる。
【００２９】
ここで前記開閉弁５では、排気性と強度等との観点から、前記ベント基体６の外径Ｄ０を１．５〜４．０mm、かつ前記主導孔部７Ａの内径Ｄｄを前記外径Ｄ０の０．４〜０．８倍とするのが良い。
【００３０】
又導孔７の前記最大径Ｄｂは、０．６〜２．０mm、かつ前記弁孔１３の内径Ｄａは、前記最大径Ｄｂの０．５〜０．８倍であることが好ましい。これは、前記最大径Ｄｂが０．６mm未満では、ゴム溜め部１５の容積確保が難しく、かつゴム溜め部１５内で微粒子体が滞留する傾向となり、逆に２．０mmを越えると、スピュー１７が太すぎ見映えの低下、およびタイヤの接地性の低下を招いてしまうからである。又内径Ｄａが０．５×Ｄｂ未満では、排気性を充分確保することが難しく、逆に０．８×Ｄｂを越えるとスピュー１７が太すぎとなり、かつ傾斜面１５Ｓの角度θ１が減じて微粒子体の滞留傾向及びその除去が難しくなる。なお同様の理由により前記角度θ１は１５゜〜７５゜が好ましい。
【００３１】
又ゴム溜め部１５の前記長さＨは、０．５〜５．０mmが好ましく、０．５mm未満では、閉止のタイミングに対する時間的余裕がなくなり、ゴム噛込みの傾向となる。又スピュー１７は前記長さＨ以下ではあるが、この長さＨが５mmを越えるとスピュー１７も長寸化傾向となるため、見映えの低下を招く結果となる。
【００３２】
なお表１に、開閉弁５における寸法の好ましい一例を開示する。なお表中のＬは開閉弁１の全長（図２に示す）であって、１０〜４０mmが一般的である。
【００３３】
【表１】
0004279966.tif 000002
【００３４】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、例えば成形金型として、タイヤ赤道面と平行な割面を有する上下のモールドのみからなる所謂２ピースモールドタイプの金型として構成することもできるなど種々の態様に変形して実施しうる。又ベントホール開閉弁は、タイヤ以外の他のゴム製品の成形金型にも好適に採用できる。
【００３５】
【発明の効果】
本願発明のベントホール開閉弁は、叙上の如く構成しているため、弁座と弁体との間でのゴム噛込みの発生、および微粒子体のベントホール内への浸入や目づまり等の発生を効果的に抑制でき、開閉動作の安定性や信頼性を高めるとともに、メンテナンスの頻度を著減しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の成形金型の断面図である。
【図２】それに取付くベントホール開閉弁の一例を示す断面図である。
【図３】ベントホール開閉弁の作用を説明する開放状態の断面図である。
【図４】ベントホール開閉弁の作用を説明する閉止状態の断面図である。
【図５】従来の開閉弁の一例を示す断面図である。
【図６】従来の開閉弁の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
４  取付け孔
５  ベントホール開閉弁
６  ベント基体
６Ｓ  内端面
７  導孔
７Ａ  主導孔部
９  弁体
１０  バネ体
１１  ベントホール
１２  弁座
１２Ｅ  弁座外周縁
１３  弁孔
１４  弁座面
１５  ゴム溜め部
１５Ｓ  傾斜面
Ｓ  金型内面
Ｒ  成形室
【図１】
0004279966.tif 000003
【図２】
0004279966.tif 000004
【図３】
0004279966.tif 000005
【図４】
0004279966.tif 000006
【図５】
0004279966.tif 000007
【図６】
0004279966.tif 000008