特許 6651343 加硫成型金型のベントプラグ及び加硫成型金型

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6651343

(24)【登録日】2020年1月24日

(45)【発行日】2020年2月19日

(54)【発明の名称】加硫成型金型のベントプラグ及び加硫成型金型

(51)【国際特許分類】

   B29C 33/10 20060101AFI20200210BHJP

   B29C 33/02 20060101ALI20200210BHJP

   B29C 35/02 20060101ALI20200210BHJP

   B29L 30/00 20060101ALN20200210BHJP

【ＦＩ】

   B29C33/10

   B29C33/02

   B29C35/02

   B29L30:00

【請求項の数】5

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-242434(P2015-242434)

(22)【出願日】2015年12月11日

(65)【公開番号】特開2017-105126(P2017-105126A)

(43)【公開日】2017年6月15日

【審査請求日】2018年10月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003148

【氏名又は名称】ＴＯＹＯ ＴＩＲＥ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076314

【弁理士】

【氏名又は名称】蔦田 正人

(74)【代理人】

【識別番号】100112612

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲士

(74)【代理人】

【識別番号】100112623

【弁理士】

【氏名又は名称】富田 克幸

(74)【代理人】

【識別番号】100124707

【弁理士】

【氏名又は名称】夫 世進

(74)【代理人】

【識別番号】100163393

【弁理士】

【氏名又は名称】有近 康臣

(74)【代理人】

【識別番号】100189393

【弁理士】

【氏名又は名称】前澤 龍

(72)【発明者】

【氏名】新山 陽介

(72)【発明者】

【氏名】古谷 弘幸

【審査官】 関口 貴夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２０５６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２５２７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２５２１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２５２１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３３４８７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ３３／００−３３／７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加硫成型金型の成型部材に設けられた金型内側から金型外側へ連通するプラグ取付け孔に嵌合される中空円筒状のベントプラグにおいて、
外径面に凹部が設けられ、前記凹部のベントプラグ長手方向両側に、外径が同一で、それぞれプラグ取付け孔へ嵌合される嵌合部が設けられ、
前記凹部を形成する金型外側となる側壁と金型内側となる側壁とが設けられ、前記金型外側となる側壁が前記嵌合部の外径面との間で面取りの無い角部を形成し、前記金型内側となる側壁が前記嵌合部の外径面との間で面取り部を形成する、加硫成型金型のベントプラグ。

【請求項2】

前記成型部材の材料よりも硬度が大きく熱膨張率が小さい材料からなる、請求項１に記載の加硫成型金型のベントプラグ。

【請求項3】

前記凹部がベントプラグ周方向に一周している、請求項１又は２に記載の加硫成型金型のベントプラグ。

【請求項4】

前記凹部のベントプラグ長手方向の長さが、前記嵌合部のベントプラグ長手方向の長さより短い、請求項１〜３のいずれか１項に記載の加硫成型金型のベントプラグ。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項に記載の加硫成型金型のベントプラグがプラグ取付け孔に嵌合された加硫成型金型。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は加硫成型金型のベントプラグ及び加硫成型金型に関する。

【背景技術】

【0002】

ゴム製品の加硫成型に用いられる加硫成型金型には、金型内側から金型外側へ連通する複数のプラグ取付け孔が設けられている。これらのプラグ取付け孔には中空円筒状のベントプラグが嵌合されている（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。加硫成型の際は、金型内側の空気がこのベントプラグを通って金型外側へ逃げる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭６１−２５２１１２号公報

【特許文献2】実開平６−４２１２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このベントプラグは、プラグ取付け孔に嵌合しているだけであるため、プラグ取付け孔から抜けて金型内側に落ちてしまったり、金型から加硫成型後のゴム製品が取り出されるときにゴム製品に付着して抜けてしまったりするという問題があった。

【0005】

これを防ぐためには、ベントプラグの外径をプラグ取付け孔の内径よりも相当大きくし、ベントプラグをプラグ取付け孔にきつく嵌め込むという方法が考えられる。しかしそのようにすると、ベントプラグをプラグ取付け孔に嵌合させるときにベントプラグを強く打ち込むことが必要になり、金型が変形するおそれがある。そのためこの方法は良い解決策ではなかった。

【0006】

本発明は以上の実情に鑑みてなされたものであり、プラグ取付け孔から抜けにくい加硫成型金型のベントプラグ及びそれを用いた加硫成型金型を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態の加硫成型金型のベントプラグは、加硫成型金型の成型部材に設けられた金型内側から金型外側へ連通するプラグ取付け孔に嵌合される中空円筒状のベントプラグにおいて、外径面に凹部が設けられ、前記凹部のベントプラグ長手方向両側に、外径が同一で、それぞれプラグ取付け孔へ嵌合される嵌合部が設けられたことを特徴とする。また実施形態の加硫成型金型は、前記ベントプラグがプラグ取付け孔に嵌合され、前記凹部を形成する金型外側となる側壁と金型内側となる側壁とが設けられ、前記金型外側となる側壁が前記嵌合部の外径面との間で面取りの無い角部を形成し、前記金型内側となる側壁が前記嵌合部の外径面との間で面取り部を形成することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

実施形態の加硫成型金型のベントプラグは、その嵌合部がプラグ取付け孔にしっかりと嵌合され、さらに、その凹部にプラグ取付け孔の内径面が内径側に熱膨張して入り込むため、プラグ取付け孔から抜けにくい。またこのベントプラグがプラグ取付け孔に嵌合された加硫成型金型は、ベントプラグが抜けにくい。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態のタイヤ加硫成型金型１０の軸方向の断面図。

【図2】実施形態のベントプラグ３０のベントプラグ長手方向の断面図。

【図3】図２のＸ−Ｘでの断面図。

【図4】実施形態のベントプラグ３０の凹部４０周辺部分のベントプラグ長手方向の断面図。

【図5】変更例のベントプラグの凹部周辺部分のベントプラグ長手方向の断面図。

【図6】変更例のベントプラグの図２のＸ−Ｘに相当する位置での断面図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

実施形態の加硫成型金型について図面に基づき説明する。なお図５〜図６において、図１〜図４と共通する部分には図１〜図４の符号と同じ符号が付してある。本実施形態では加硫成型金型として空気入りタイヤの加硫成型に用いられるタイヤ加硫成型金型１０を例示する。

【0011】

図１に本実施形態のタイヤ加硫成型金型１０を示す。タイヤ加硫成型金型１０は、周上に並べられた複数のセクター１２と、複数のセクター１２が形成する円周の軸方向両側に設けられた一対のサイドプレート１４と、同じく一対のビードリング１６とを備える。セクター１２、サイドプレート１４、ビードリング１６は、空気入りタイヤを成型する成型部材である。複数のセクター１２は主にタイヤのトレッド部を、一対のサイドプレート１４はタイヤのサイド部を、一対のビードリング１６はタイヤのビード部を、それぞれ成型する。セクター１２の材料は、限定されないが、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金（例えばＡｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｓｉ系の合金）である。またサイドプレート１４及びビードリング１６の材料は、限定されないが、例えば、一般構造用圧延鋼材（例えばＳＳ４００）等の鋼材である。サイドプレート１４の材料とビードリング１６の材料とは同じであっても良いし異なっても良い。セクター１２、サイドプレート１４、ビードリング１６は、加硫成型時には、図示しない電気ヒータや高温蒸気により加硫成型温度（例えば１３０〜２００℃のうちのいずれかの温度）に熱せられる。

【0012】

成型部材であるセクター１２及びサイドプレート１４には複数のプラグ取付け孔２０が設けられている。プラグ取付け孔２０は断面円形で金型内側から金型外側に向かって延びている孔である。プラグ取付け孔２０はセクター１２及びサイドプレート１４の金型内側の面（成型面）及び金型外側の面に開口している。従ってプラグ取付け孔２０によって金型内側の空間と金型外側の空間とが連通している。プラグ取付け孔２０は成型面のうち加硫成型の際に最後まで空気が残る場所に開口している。

【0013】

このプラグ取付け孔２０に中空円筒状のベントプラグ３０が嵌合されている。ベントプラグ３０の長手方向（ベントプラグ長手方向）はプラグ取付け孔２０の延びる方向と一致している。

【0014】

図２に示すように、ベントプラグ３０の外径は、その長手方向のほとんどの領域において一定であるが、前端部３６側（図２の左側）の所定長さの範囲内では、前端部３６側に行くほど外径が小さくなるテーパ状となっている。ベントプラグ３０のこの範囲内の部分をテーパ部３１とする。ベントプラグ３０の外径は、限定されないが、例えば２．３〜３．０ｍｍである。

【0015】

ベントプラグ３０にはその長手方向に延びる通気孔３２が開けられている。通気孔３２はベントプラグ３０の後端部３４及び前端部３６において開口している。そのため、通気孔３２を通過してベントプラグ３０の後端部３４側から前端部３６側へ（またその逆へも）空気が流れる。通気孔３２の内径は、限定されないが、例えば０．６ｍｍ程度である。なお、後端部３４はベントプラグ３０がプラグ取付け孔２０に嵌合したときに金型内側になる方の端部で、前端部３６はベントプラグ３０がプラグ取付け孔２０に嵌合したときに金型外側になる方の端部である。

【0016】

また、ベントプラグ３０の後端部３４から前端部３６側に向かって窪んでいる座ぐり部３３が設けられている。座ぐり部３３は前端部３６側に行くほど内径が小さくなるテーパ状となっている。座ぐり部３３はその前端部３６側の端部において通気孔３２と連続している。通気孔３２の中心軸と座ぐり部３３の中心軸とは一致している。座ぐり部３３の深さＬ（座ぐり部３３のベントプラグ長手方向の長さ）は、限定されないが、例えば１．０ｍｍ程度である。

【0017】

ベントプラグ３０の外径面側には凹部４０が設けられている。図３に示すように、本実施形態における凹部４０はベントプラグ３０の周方向（ベントプラグ周方向）に一周している。ベントプラグ３０は、凹部４０のベントプラグ長手方向両側では外径が同一となっている。この凹部４０のベントプラグ長手方向両側の部分は、プラグ取付け孔２０へ嵌合される嵌合部４６、４７である。ベントプラグ３０の外径は、後端部３４側の嵌合部４６（後側の嵌合部４６とする）において一定であり、前端部３６側の嵌合部４７（前側の嵌合部４７とする）においても一定である。そして後側の嵌合部４６と前側の嵌合部４７の外径は同じである。嵌合部４６、４７の外径はプラグ取付け孔２０の内径より僅かに大きい。ベントプラグ３０がプラグ取付け孔２０に嵌合すると、後側の嵌合部４６の外径面４６ａ及び前側の嵌合部４７の外径面４７ａは、プラグ取付け孔２０の内径面に接する。

【0018】

凹部４０のベントプラグ長手方向の長さＭ（図２参照）は、後側の嵌合部４６のベントプラグ長手方向の長さよりも短く、また前側の嵌合部４７のベントプラグ長手方向の長さよりも短い。より好ましい形態としては、凹部４０のベントプラグ長手方向の長さＭは、ベントプラグ３０の後端部３４から凹部４０の金型内側端部４０ａまでの長さの２０％以上４０％以下の長さである。

【0019】

図２の凹部４０付近を拡大した図４に示すように、凹部４０は前端部３６側の側壁（前側の側壁４１ａとする）と後端部３４側の側壁（後側の側壁４１ｂとする）と底面４１ｃとにより形成されている。前側の側壁４１ａは前側の嵌合部４７の外径面４７ａとの間で面取りの無い角部４２を形成している。図２及び図４の実施形態では、前側の側壁４１ａと前側の嵌合部４７の外径面４７ａとは直角に交わっている。一方、後側の側壁４１ｂは後側の嵌合部４６の外径面４６ａとの間で面取り部４４を形成している。面取り部４４は、図２及び図４ではベントプラグ長手方向の断面上で曲線を描いているが、図５（ａ）に示す面取り部１４４のようにベントプラグ長手方向の断面上で直線を描くものであっても良い。

【0020】

ここで面取り部とは、図４のように後側の側壁４１ｂの少なくともベントプラグ径方向外側の部分がベントプラグ長手方向の断面上で曲線を描く場合は、その曲線を描く部分のことである。また面取り部とは、図５（ａ）のように後側の側壁４１ｂの少なくともベントプラグ径方向外側の部分がベントプラグ長手方向の断面上で直線を描く場合であって、その直線を描く部分と後側の嵌合部４６の外径面４６ａとのなす角が、前側の側壁４１ａと前側の嵌合部４７の外径面４７ａとのなす角より大きい場合は、その直線を描く部分のことである。

【0021】

面取り部４４の深さＮ（すなわちベントプラグ径方向の長さ、図４参照）は、凹部４０の深さＯ（図４参照）の０．５倍以上１．０倍以下であることが望ましい。つまり、凹部４０の後側の側壁４１ｂは、そのベントプラグ径方向外側の半分以上の部分が面取り部４４となっていることが望ましく、図５（ｂ）に示すように後側の側壁４１ｂ全体が面取り部２４４となっていても良い。なお凹部４０のベントプラグ径方向の深さは、限定されないが、例えば０．０５ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下である。

【0022】

凹部４０は、ベントプラグ３０の後端部３４から、ベントプラグ長手方向に、座ぐり部３３の深さＬの２倍以上の長さだけ離れていることが望ましい。また凹部４０は、後側の嵌合部４６の後端部３４側の端部４６ｂと前側の嵌合部４７の前端部３６側の端部４７ｂとの中心より後端部３４側にあることが望ましい。

【0023】

ベントプラグ３０は、それが設けられる成型部材の材料よりも硬度が大きく熱膨張率が小さい材料からなることが望ましい。例えば、ＳＳ４００であればアルミニウムよりも硬度が大きく熱膨張率が小さい。そこで、アルミニウム製のセクター１２にベントプラグ３０が設けられる場合は、ベントプラグ３０の材料の１つの候補としてＳＳ４００が挙げられる。

【0024】

以上の構造のベントプラグ３０は、まずそのテーパ部３１がプラグ取付け孔２０に金型内側から入れられ、次にハンマー等で通気孔３２に完全に納まるまで打ち込まれる。その結果ベントプラグ３０は締め付けられるようにしてプラグ取付け孔２０に嵌合する。

【0025】

ベントプラグ３０が設けられたタイヤ加硫成型金型１０で空気入りタイヤの加硫成型が行われる際は、タイヤ加硫成型金型１０の内部に未加硫タイヤがセットされる。そして、セットされた未加硫タイヤの内側に配置されている図示しないブラダーが膨張し、未加硫タイヤの表面が成型面に押し当てられる。またセクター１２等の成型部材が上記の加硫成型温度に保持される。すると、タイヤ加硫成型金型１０の内部に残っていた空気は、ベントプラグ３０の通気孔３２を通ってタイヤ加硫成型金型１０の外部へ逃げる。その後続けて、未加硫タイヤのゴムがベントプラグ３０の通気孔３２に侵入する。加硫成型後の空気入りタイヤの表面には通気孔３２に侵入したゴムからなるヒゲ状のスピューが形成されている。スピューの根元は、テーパ状の座ぐり部３３に侵入したゴムからなる部分で太くなって補強されている。そのため加硫成型後にタイヤ加硫成型金型１０から空気入りタイヤを取り出すと、スピューが根元で切れずに通気孔３２から抜き出される。ベントプラグ３０の通気孔３２がゴムで詰まった場合は、ベントプラグ３０が交換される。

【0026】

ここで、ベントプラグ３０がプラグ取付け孔２０に嵌合されてセクター１２等の成型部材及びベントプラグ３０が上記の加硫成型温度に上昇すると、成型部材が熱膨張し、プラグ取付け孔２０の内径面が内径側に膨らんで、ベントプラグ３０の凹部４０に入り込む。するとベントプラグ３０がプラグ取付け孔２０から抜けにくくなる。また、成型部材及びベントプラグ３０の温度上昇が何度も行われると、プラグ取付け孔２０の内径面が内径側に膨らんだ状態が常態化し、常温においてもベントプラグ３０がプラグ取付け孔２０から抜けにくくなる。

【0027】

本実施形態のベントプラグ３０が奏する効果は次の通りである。本実施形態のベントプラグ３０には凹部４０が設けられ、凹部４０のベントプラグ長手方向両側には外径が同一の嵌合部４６、４７が設けられているため、まず、嵌合部４６、４７がプラグ取付け孔２０にしっかりと嵌合される。さらに、凹部４０にはプラグ取付け孔２０の内径面が内径側に熱膨張して入り込むため、ベントプラグ３０はプラグ取付け孔２０の内部でベントプラグ長手方向に移動しにくくなる。これらのことから本実施形態のベントプラグ３０はプラグ取付け孔２０から抜けにくくなる。また、このようにベントプラグ３０はプラグ取付け孔２０から抜けにくいため、ベントプラグ３０の外径をプラグ取付け孔２０の内径より相当大きくしてベントプラグ３０をプラグ取付け孔２０に強く打ち込む必要が無い。そのためベントプラグ３０が打ち込まれてもプラグ取付け孔２０の周辺部分は変形しにくい。

【0028】

また、凹部４０の後側の側壁４１ｂが後側の嵌合部４６の外径面４６ａとの間で面取り部４４を形成しているため、面取り部４４が無い場合と比較して、ベントプラグ３０がプラグ取付け孔２０に対して金型外側に向かって打ち込まれる際に、後側の側壁４１ｂとプラグ取付け孔２０の内径面との間で引っ掛かりが生じにくい。そのためベントプラグ３０がプラグ取付け孔２０に対してスムーズに打ち込まれる。一方、前側の側壁４１ａが前側の嵌合部４７の外径面４７ａとの間で面取りの無い角部４２を形成しているため、ベントプラグ３０がプラグ取付け孔２０に嵌合している状態では、この角部４２とプラグ取付け孔２０の内径面との間に引っ掛かりが生じている。そのためベントプラグ３０はプラグ取付け孔２０から金型内側へ抜けにくい。ここで、凹部４０がベントプラグ周方向に一周しているため、角部４２とプラグ取付け孔２０の内径面との引っ掛かりの効果が大きい。

【0029】

また、ベントプラグ３０の硬度がプラグ取付け孔２０が形成されているセクター１２等の成型部材の硬度よりも大きいため、ベントプラグ３０はプラグ取付け孔２０を押し広げながらスムーズに打ち込まれ、しかもベントプラグ３０の通気孔３２が潰れない。またセクター１２等の成型部材の熱膨張率がベントプラグ３０の熱膨張率よりも大きいため、ベントプラグ３０の凹部４０にプラグ取付け孔２０の内径面が内径側に熱膨張して入り込み易い。

【0030】

また、凹部４０のベントプラグ長手方向の長さＭが、後側の嵌合部４６のベントプラグ長手方向の長さよりも短く、また前側の嵌合部４７のベントプラグ長手方向の長さよりも短いため、嵌合部４６、４７のプラグ取付け孔２０への嵌合のための長さが十分確保され、ベントプラグ３０がプラグ取付け孔２０から抜けにくい。

【0031】

また本実施形態のタイヤ加硫成型金型１０は、そのプラグ取付け孔２０に上記の特徴を有するベントプラグ３０が嵌合しているため、ベントプラグ３０が抜ける不具合が生じにくい。

【0032】

また凹部４０が、ベントプラグ３０の後端部３４から、ベントプラグ長手方向に、座ぐり部３３の深さＬの２倍以上の長さだけ離れていれば、凹部４０の周辺及び座ぐり部３３の周辺においてベントプラグ３０の厚みが十分確保される。また、凹部４０のベントプラグ径方向の深さが０．０５ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下であれば、凹部４０の上記効果を奏するために必要な深さが十分確保され、また凹部４０が深過ぎることなく凹部４０のベントプラグ径方向内側でベントプラグ３０の厚みが確保され強度が確保される。

【0033】

以上の実施形態に対して、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々な変更、置換、省略等を行うことができる。まず、本実施形態のベントプラグ３０は、空気入りタイヤだけでなく、様々なゴム製品の加硫成型金型に用いることができる。

【0034】

また、ベントプラグの凹部の形状は、上記実施形態のものに限定されない。例えば、図５（ｃ）に示す凹部２４０のように、凹部には面取り部が無いものも含まれる。ちなみに図５（ｃ）の凹部２４０の形状は、長手方向の断面上で面取り部の無い矩形である。また図５（ｄ）に示す凹部３４０の形状は、長手方向の断面上で半円形である。このようにベントプラグの凹部には様々な形状のものが含まれる。

【0035】

また、ベントプラグの凹部は、上記実施形態のようにベントプラグ周方向に一周していなくても良い。例えば図６に示す凹部４４０のように、凹部はベントプラグ周方向の複数箇所（４箇所以上が望ましい）に設けられていても良い。その場合、凹部とプラグ取付け孔の内面との引っ掛かりが均等に生じるように、複数の凹部はベントプラグ周方向に等間隔で設けられていることが望ましい。またベントプラグの周方向に一周する凹部が２本以上設けられていても良い。

【符号の説明】

【0036】

１０…タイヤ加硫成型金型、１２…セクター、１４…サイドプレート、１６…ビードリング、２０…プラグ取付け孔、３０…ベントプラグ、３１…テーパ部、３２…通気孔、３３…座ぐり部、３４…後端部、３６…前端部、４０…凹部、４０ａ…凹部４０の金型内側端部、４１ａ…前側の側壁、４１ｂ…後側の側壁、４１ｃ…底面、４２…角部、４４…面取り部、４６…後側の嵌合部、４６ａ…嵌合部４６の外径面、４６ｂ…嵌合部４６の後端部３４側の端部、４７…前側の嵌合部、４７ａ…嵌合部４７の外径面、４７ｂ…嵌合部４７の前端部３６側の端部、１４４…面取り部、２４０…凹部、２４４…面取り部、３４０…凹部、４４０…凹部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】