(57)【要約】【課題】タイヤ加硫用金型において、加硫成形時毎に排気通路内の汚れを自動的清掃することで、別途の清掃作業を無くすか、その負担を大幅に低減する。【解決手段】  排気通路を有する加硫用金型であって、前記排気経路３ａに断面を音速ノズル形状に形成したベントピース８を備える。ベントピース８は、０．０５から０．２ｍｍの径を有するスロートと、入口からスロート部までの上記絞り部８ｂと、スロート部８ｃに続くデフィーザ部８ｄと、デフューザ部に続く円筒部８ｅを有し、加硫時における排気によりベントピース８を通るエアを音速にして、その衝撃波で排気通路の汚れを剥離して排出する。【選択図】          図２
2009119698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路を有する加硫用金型であって、
前記排気経路に、少なくとも上流側からノズル入口、ノズル入口から下流側に向かって縮径する絞り部と、絞り部の終端に位置するスロートと、スロートの下流側に続く拡径部からなる音速ノズル形状に形成した排気用ベントピースを備えていることを特徴とする加硫用金型。
【請求項２】
請求項１に記載された加硫用金型において、
前記排気用ベントピースの断面形状は、上記スロート直径をＤとしたとき、ノズル入口からスロート部までの曲率半径が１．９Ｄ〜２．１Ｄの範囲にあることを特徴とする加硫用金型。
【請求項３】
請求項２に記載された加硫用金型において、
前記排気用ベントピースの断面形状は、前記スロート下流側に中心角で３°以上の前記曲率半径と同じ曲率半径の回り込み部分と、回り込み部分と連続して前記拡径部が続き、拡径部の断面形状は、長さが３Ｄ以上で開き角が３°〜３０°の範囲にあることを特徴とする加硫用金型。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載された加硫用金型において、
前記ベントピースが前記拡径部続き、拡径部の拡径された径よりも大径の一定の径で下流側に延びる円筒部を有することを特徴とする加硫用金型。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載された加硫用金型において、
前記スロートの直径Ｄは、０．０５mm〜０．２mmの範囲であることを特徴とする加硫用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気用ベントピースを備えた加硫用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加硫成形において、例えばタイヤ加硫の際にエア残りにより発生するベアと呼ばれる製品不良を防止するため、加硫用金型に穿孔を施し、未加硫タイヤとセクターモールドとの間に封じ込まれるか又はタイヤから発生した空気その他のガスを、貫通孔（ベントホール）で金型外に排出している。
その際、中心部に小径の穴や隙間を設けた小径部品（ベントピース）を貫通孔に付設して排気を行っている。
【０００３】
例えば、図２に示す加硫用金型（特許文献１参照）では、金型のタイヤトレッド部を成形する部分に、多数の分割された金型のピース３が配置されており、この金型ピース３には、未加硫タイヤ４との間のエアー等のガスを抜くための多数のベントホール３ａ（配置通路）が形成されている。
ところが、ベントホール３ａの内面は加硫中に発生するガスやゴム分解物の付着によって汚れエア排気不良を引き起こすため、定期的に清掃する必要があるが、この清掃作業には工数が掛かり生産を阻害するなどの問題がある。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載されたタイヤの加硫用金型では、排気通路（ベントホール）３ａに、長手方向に熱膨張率の小さな耐熱性非接着材（例えば、ステンレス）と熱膨張率が大きな耐熱性非接着材（例えば、フッ素系ポリテトラフルオロエチレン）で形成した円筒状のベントピース５を、加硫用金型の内面側に熱膨張率が小さい材料を位置させて埋設して、熱膨張率の差によってタイヤ加硫時に生じるタイヤのひげ状の突起物（スピュー）が先細り形状に形成されるようにして、タイヤ離型時に完全に離型できるようにして排気通路の詰まりを防止している。
【０００５】
このベントピース５は、上述のようにスピューの形状を離型し易い形状にする機能を有するため、上記排気通路３ａの汚れを防止する機能があり、そのため、排気通路の清掃間隔をある程度長くすることはできる。
しかしながら、このベントピース５は付着した汚れを落とす機能はないから、一旦付着した汚れを除去することはできない。
【特許文献１】特開平５−１３８６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の問題を解消すべくなされたものであって、その目的は、排気通路内の汚れを積極的に除去して、加硫用金型における排気通路等の清掃のためのメンテナンスを廃止するか或いはメンテナンス期間を大幅に延長できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明は、排気通路を有する加硫用金型であって、前記排気経路に、少なくとも上流側からノズル入口、ノズル入口から下流側に向かって縮径する絞り部と、絞り部の終端に位置するスロートと、スロートの下流側に続くデフューザからなる音速ノズル形状に形成した排気用ベントピースを備えていることを特徴とする加硫用金型である。
本願発明は、この特徴構成により、加硫初期に膨張する生タイヤと加硫用金型との間のエアが排気通路から排気される際に、ベントピースを通るエアを亜音速から音速にまで速め、エアの流れが音速に達するときの衝撃波によって堆積した汚れを剥離して排出し、汚れが堆積するのを防止する。
従って、加硫が行われる毎に排気経路中の汚れを排出することができる。
【発明の効果】
【０００８】
加硫用金型の排気通路における経時的な汚れの堆積を防止するほか、排気通路の清掃のためのメンテナンスを廃止するか或いはメンテナンス期間を大幅に延長することができる。
また、本加硫用金型は、汚れ付着による排気経路の閉塞、排気能力の低下が起き難く、エア残りによる製品不良も発生し難く、従って生産性も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施形態を説明する前に、まず、本発明がベントピースとして音速ノズルを用いることについて説明する。
通常、音速ノズルは高精度な流量計測が可能な流量計として利用されるが、音速ノズルの上下流の圧力比によって、つまり、空気流を通す管路中にスロート付きの音速ノズルを配置して、上流側の圧力をＰｕ、下流側の圧力をＰｄとするとき、上流側の圧力をＰｕと下流側圧力Ｐｄとの比（Ｐｄ／Ｐｕ）が臨界圧力比以下になると、流体に音速維持範囲が得られること、及び音速発生の際に衝撃波が生じることが知られている。
【００１０】
そこで、本発明は、ベントピースの排気口の断面形状に上記音速ノズルのそれを取り入れることで、衝撃波を利用して管路（排気通路）内の汚れのセルフクリーニングを可能にして、確実な排気を維持できるようにするものである。
【００１１】
本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の加硫用金型に用いるベントピースの１実施形態を示す断面図である。
本実施形態に係るベントピース８は、円筒状をなし加硫用金型３の排気通路３ａに合わせて加硫用金型に埋め込み配置されている。ベントピース８は、上流側から入口８ａ、入口８ａ部分から下流側に向かって縮径する絞り部（縮径部）８ｂと、絞り部８ｂの終端に位置するスロート８ｃと、スロート８ｃの下流側に続く拡径部８ｄと、拡径部８ｄの終端から一定の径で下流側に延びる円筒部８ｅとから成る音速ノズルの構造となっている。
【００１２】
ここで、絞り部８ｂは、図１に示すように、断面形状がノズルのスロートの直径をＤとして、入口からスロート８ｃまでの上記絞り部８ｂの断面形状は、曲率半径が０．５から５．９Ｄの範囲の円弧であり、好ましくは１．９〜２．１Ｄの範囲で縮径されてスロート８ｃに至る。スロート８ｃの後方の拡径部８ｄは、絞り部８ｂと同じ曲率半径の円弧の回り込み部を絞り部８ｂと同じ中心として中心角３°以上持つと共に、この回り込み部分と滑らかにつながった開き角度が３〜３０°の範囲内、好ましくは図１に示す状態において、片側が３〜６°の範囲内で傾斜し、３Ｄ以上の長さを有する円錐体形状の拡径部８ｄ、即ちデフューザからなっている。
なお、デフューザ８ｄは音速維持範囲を広くする機能を持ち、円筒部８ｅはガスを減圧する逃がし部になる。
【００１３】
スロート径Ｄは好ましくは０．０５から０．２ｍｍであるが、その理由は、例えば、スロート径Ｄを０．２ｍｍとしたとき、スロート上流の開口部をスロート径の５倍にすると、開口径は１ｍｍになる。これ以上開口径を大きくすると、例えばベントスピューカット痕が大きくなり、加硫後のタイヤの外観として従来品と大差なくなるだけではなく、スロート部に流れ込んだゴムの加硫に時間が掛かり、必要以上に長いスピューを形成すると共に、加硫終了時にはスロート下流側に形成された加硫ゴム部分がアンカーとなり、タイヤを取り出す際等にスロート部で千切れてしまい、ベントピース８や排気経路３ａを塞いでしまう恐れがあるからである。
【００１４】
このため、スロート上流の径をできるだけ絞ることで、ゴムに対する熱の入りを良くし加硫を早め、外観を保つと共に、千切れを防止することができる。
なお、開口径が０．１ｍｍ未満では、逆に開口径が小さすぎて排気が十分に行われないことが起こり得ると共に、流動するゴムで容易に閉塞されるため好ましくない。そのため、開口径は０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。
ここで、上下流の圧力差は、加硫初期のブラダー内に加熱媒体を圧入することで、加硫用金型内の生タイヤが急激に膨張し、生タイヤと加硫用金型間のエアが圧縮されることで発生する。
【００１５】
ベントピース（音速ノズル）８の音速維持範囲は、スロート部４ｂの開口比（開口径との比）やその形状および拡径部（デフューザ）８ｄの開き角等によって異なるが、いずれの音速ノズルにおいても上流側圧力Ｐｕと下流側圧力Ｐｄとの比（Ｐｄ／ｄｕ）が臨界圧力比以下になると音速維持範囲が得られる。
【００１６】
本実施形態に係る加硫用金型では、例えば図１に示すように、上記構成のベントピース８がタイヤの加硫用金型に設けた排気通路３ａ内に配置されている。配置としては、例えば、踏面部分に当たる加硫用金型の場合、骨などで区画されるブロック内で、最もエアが溜まり易い部分に上記ベントピースを配置してエアを排気するのが好ましいが、タイヤのサイドウォール形成部分でもよく、加硫用金型において従来の排気通路が配置されている部分に配置することで、従来の排気手段（ベントピース）に容易に置換することができる。
【００１７】
本実施形態に係る加硫用金型では、その中にグリーンタイヤを配置して加硫すると、加硫初期の段階でグリーンタイヤが加熱膨張し、タイヤ外面と金型内面間の空気や加硫中にグリーンタイヤから発生するガスは、圧縮されて音速ノズルであるベントピース８内を矢印Ｑ方向に流れる。
続いて、ベントピース８の上流側圧力がグリーンタイヤの膨張に伴って上昇し、下流側圧力との比が上記臨界圧力比以下になると、スロート８ｃを流れる気体の流速は音速に達し、デフューザ８ｄでの流れは超音速断熱流となって衝撃波が発生し、衝撃波はベントピース８の後部に伝播される。この衝撃波によりベントピース８及び排気通路３ａの内壁に堆積した汚れが剥離して高速のエアで排出される。
【００１８】
以上、本発明の実施形態に係る加硫用金型について説明したが、本加硫用金型は、音速ノズルを備えたベントピースを用いたことにより、各加硫成形毎に、グリーンタイヤが膨張する加硫初期段階において、排気の音速到達時に発生する衝撃波で排気路の清掃が行われ、前回の加硫成形時に付着した汚れをその度毎に除去することができる。そのため、ベントノズル等の清掃を廃止するか、廃止しないまでもその間隔を長くして実質的に廃止に近い状態にすることができる。
また、ベントピースの各部の形状を上記のように規定したことにより、確実に超音速が得られると共にベントスピューカット痕も小さく外観に優れたタイヤを安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る加硫用金型のベントピースの断面図である。
【図２】従来のベントピースを取り付けた加硫用金型の断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１・・・上型モールド、２・・・下型モールド、３・・・セクターモールド、３ａ・・・ベントホール、４・・・未加硫タイヤ、５、８・・・ベントピース、８ａ・・・ベントピース入口、８ｂ・・・縮径部、８ｃ・・・スロート、８ｄ・・・拡径部（デフィーザ部）、８ｅ・・・円筒部。
【図１】
2009119698.tif 000003
【図２】
2009119698.tif 000004