JP2018012275A - ベントピース - Google Patents

Abstract

【課題】 加硫時に空気やガスを抜きつつベントホールにゴムが流れ込むことを防止することによってスピューが形成されることを防止する、ベントホールに挿入されるベントピースを提供することである。
【解決手段】 本発明のベントピースは、加硫成形用金型に設けられた気抜きのためのベントホールに挿入されるベントピースであって、筒状部材と、筒状部材の上端より所定の長さ分だけ下方位置に充填される焼結材とを備え、筒状部材は、当該筒状部材の上端から焼結材が充填される最上位置まで所定の長さの上端凸部を形成し、上端凸部は、ベントホールに当該ベントピースを挿入した際、加硫成形用金型の表面から突出するように構成されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、加硫成形用金型に設けられた気抜きのためのベントホールに挿入されるベントピースに関し、より特定的には、焼結材が充填されたベントピースに関する。

一般的に、タイヤは、タイヤ加硫成形用金型に配置された生タイヤに熱と圧力をかけて当該生タイヤを拡張させ、加熱したタイヤ加硫成形用金型の内表面に生タイヤ外表面を圧着させることによって成形される。

その際、タイヤ加硫成形用金型内に封じ込められた空気や加硫時に生タイヤから発生するガスは、タイヤに皺やクラックを発生させる原因となり、タイヤの耐久性等の品質を低下させる。

このような空気やガスを抜くために、タイヤ加硫成形用金型には、複数のベントホールが形成されているが、当該ベントホールは空気やガスを抜くことができる一方で、当該ベントホールにゴムが流れ込んでしまうことがある。

その結果、ベントホールに流れ込んだゴムは、タイヤにスピュー（ヒゲのようなもの）を形成してしまう。タイヤに形成されたスピューは、タイヤの外観を損ねるため切除する必要があり、この切除作業により、タイヤ製造にかかる製造期間が長くなったり、製造コストが大きくなったり種々の問題がある。

そこで、例えば、加硫時にベントホールにゴムが流れ込むことを防止しつつ、空気やガスは抜けるように、通気孔と排出孔と多孔質体から構成されるベントピースをベントホールに挿入することが提案されている（特許文献１）。

特開２００７−６２２３５号公報

しかしながら、特許文献１に記載のベントピースでは、多孔質体によってゴムが流れこむことを防止できるが、通気孔にはゴムの一部が流れ込んで、その結果、タイヤにスピューが形成される。短いというもののタイヤにスピューが形成されて、当該スピューはタイヤの美感を損ねてしまうため、例えば、タイヤ側面にメーカー名称を表示し、タイヤのデザイン性を重視する場合などは、当該スピューをトリミングする作業が発生してしまうという問題がある。

それ故に、本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、本発明の目的の１つは、加硫時に空気やガスを抜きつつベントホールにゴムが流れ込むことを防止することによってスピューが形成されることを防止する、ベントホールに挿入されるベントピースを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも以下のような構成を備え、もしくは手順を実行する。なお、以下の説明において、本発明の理解を容易にするために図面に示されている符号等を付記する場合があるが、本発明の各構成要素は、図面に示されているものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。

本発明の一局面に係るベントピースは、加硫成形用金型に設けられた気抜きのためのベントホールに挿入されるベントピースであって、筒状部材と、筒状部材の上端より所定の長さ分だけ下方位置に充填される焼結材とを備え、筒状部材は、当該筒状部材の上端から焼結材が充填される最上位置まで所定の長さの上端凸部を形成し、上端凸部は、ベントホールに当該ベントピースを挿入した際、加硫成形用金型の表面から突出するように構成されていることを特徴とする。
かかる構成により、本発明の一局面に係るベントピースは、加硫時に空気やガスを抜きつつベントホールにゴムが流れ込むことを防止することによってスピューが形成されることを防止することができる。その結果、スピューをトリミングする作業が発生しないため、生産効率が上がるとともに、生産コストを軽減させることにも繋がる。

また、好ましくは、筒状部材は、上端開口部よりも下端開口部の方が小さいことを特徴とする。
かかる構成により、筒状部材に充填された焼結材が、たとえ上端開口部から負荷が掛かった場合であっても下端開口部から抜け難く、また、ベントホールに挿入したベントピースを取り出す際に、円筒部材によって下端開口部の周囲が覆われているため、例えば、棒状のものを用いて下端側からベントピースを突いて容易に取り出すことができる。

また、好ましくは、下端開口部の径は、上端開口部の径の２０〜９０％であることを特徴とする。
かかる構成により、筒状部材に充填された焼結材が、たとえ上端開口部から負荷が掛かった場合であっても下端開口部からより抜け難くなり、また、ベントホールに挿入したベントピースを取り出す際に、円筒部材によって下端開口部の周囲がある程度の幅を有して覆われているため、例えば、棒状のものを用いて下端側からベントピースを突いて容易に取り出すことができる。

また、好ましくは、筒状部材は、当該筒状部材の上端から焼結材が充填される最下位置までの上部領域と、焼結材が充填される最下位置から当該筒状部材の下端までの下部領域とから構成されており、当該上部領域の空洞径は当該下部領域の空洞径よりも小さいことを特徴とする。
かかる構成により、筒状部材内部において、当該筒状部材のうち上部領域の肉厚よりも下部領域の肉厚の方が厚いため、筒状部材に充填された焼結材が下端開口部から抜け難く、また、ベントホールに挿入したベントピースを取り出す際に、円筒部材によって下端開口部の周囲がある程度の幅を有して覆われているため、例えば、棒状のものを用いて下端側からベントピースを突いて容易に取り出すことができる。

また、好ましくは、所定の長さは、筒状部材の上端開口部の径の１／２以下であることを特徴とする。
かかる構成により、ベントホールに当該ベントピースを挿入した際、所定の長さ分の上端凸部が加硫成形用金型の表面から突出している。そして、当該上端凸部を圧潰または叩潰して、ベントホールとベントピースとの隙間を埋めるとともに、ベントピースを加硫成形用金型に取り付けるが、その際、圧潰または叩潰される上端凸部の長さが上端開口部の径の１／２以下であるため、少なくとも上端開口部を塞ぐことはなく、加硫時に空気やガスを確実に抜くことができる。

また、好ましくは、筒状部材および焼結材は、金属であることを特徴とする。
かかる構成により、加硫時に焼結材が溶解することがなく、焼結材の気孔を塞ぐことがないため、空気やガスを確実に抜くことができる。

また、好ましくは、焼結材は、３次元的に組み合わされた気孔構造を有する連通孔により構成されていることを特徴とする。
かかる構成により、入口と出口とが無数に存在するようになるため、一方向や規則的に設けられた気孔構造よりも、加硫時に空気やガスを抜きつつベントホールにゴムが流れ込むことを防止することができる。

また、本発明の一局面に係る加硫成形用金型は、ゴムまたは樹脂で生成される対象物を形成するための加硫成形用金型であって、気抜きのためのベントホールと、ベントホールに挿入されたベントピースとを備え、ベントピースは、筒状部材と、筒状部材の上端より所定の長さ分だけ下方位置に充填される焼結材とを備え、筒状部材は、当該筒状部材の上端から焼結材が充填される最上位置まで所定の長さの上端凸部を形成し、上端凸部は、加硫成形用金型の表面から突出するように構成されていることを特徴とする。
かかる構成により、本発明の一局面に係る加硫成形用金型は、ベントホールに上端凸部を有し焼結材が充填されたベントピースが挿入されていることにより、加硫時に空気やガスを抜きつつベントホールにゴムが流れ込むことを防止することによってスピューが形成されることを防止することができる。その結果、スピューをトリミングする作業が発生しないため、生産効率が上がるとともに、生産コストを軽減させることにも繋がる。

また、本発明の一局面に係るベントピース取り付け方法は、加硫成形用金型に設けられた気抜きのためのベントホールに、筒状部材と当該筒状部材の上端より所定の長さ分だけ下方位置に充填される焼結材を備えたベントピースを取り付けるベントピース取り付け方法であって、ベントホールにベントピースを挿入し、ベントホールに挿入されたベントピースのうち、加硫成形用金型の表面から突出する筒状部材の上端凸部を圧潰または叩潰し、加硫成形用金型の表面上に圧潰または叩潰された筒状部材の上端凸部の一部を研削する。
かかる構成により、本発明の一局面に係るベントピース取り付け方法は、ベントホールに挿入されたベントピースの上端凸部を圧潰または叩潰し、加硫成形用金型の表面上に圧潰または叩潰された上端凸部の一部を研削することにより、加硫時に空気やガスを抜きつつベントホールにゴムが流れ込むことを防止することによってスピューが形成されることを防止することができる。その結果、スピューをトリミングする作業が発生しないため、生産効率が上がるとともに、生産コストを軽減させることにも繋がる。

以上のように、本発明によれば、加硫時に空気やガスを抜きつつベントホールにゴムが流れ込むことを防止することによってスピューが形成されることを防止する、ベントホールに挿入されるベントピースを実現することができる。
その結果、スピューをトリミングする作業が発生しないため、生産効率が上がるとともに、生産コストを軽減させることにも繋がる。

本発明の一実施形態に係るベントピース１００を示す外観斜視図である。 本発明の一実施形態に係るベントピース１００の内部構造を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るベントピース１００の内部構造を示す断面図である。 ベントホールを備えた加硫成形用金型にベントピースを取り付ける、本発明の一実施形態に係るベントピース取り付け方法２００の手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るベントピース１００を、ベントホールを備えた加硫成形用金型に取り付ける様子を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施形態は、あくまで、本発明を実施するための具体的な一例を挙げるものであって、本発明を限定的に解釈させるものではない。

［ベントピースの構造］
図１は、本発明の一実施形態に係るベントピース１００を示す外観斜視図であり、図２は、本発明の一実施形態に係るベントピース１００の内部構造を示す斜視図である。図１および図２において、ベントピース１００は、円筒状部材１１０と焼結材１２０とを備えており、円筒状部材１１０の内部に焼結材１２０が充填されている。

円筒状部材１１０は、概ね外観は円柱形状であって、元々、内部は空洞であり、上端は下端よりも大きく開口している。

具体的には、円筒状部材１１０は、焼結材１２０が充填される上部領域の肉厚は、焼結材１２０が充填されない下部領域の肉厚よりも薄く形成されており、当該上部領域と下部領域との境界部分の段差がある。換言すれば、当該段差は焼結材１２０が下端方向に抜け落ちることなくストッパーの機能を果たしているとも言える。

また、円筒状部材１１０は、上部領域と下部領域とで異なる肉厚としているが、上述した焼結材１２０が下端方向に抜けることを防止するストッパー機能を果たすのであれば、均一の肉厚でも構わない。例えば、下方が先細り形状の略円錐形状または円錐台形状等、上端が下端よりも大きく開口している形状であればその他の形状であっても構わない。

さらには、円筒状部材１１０の外観を円柱形状としているが、円柱形状に限定されるものではなく、ベントホールの形状に合うのであれば、円筒状部材１１０は、四角柱形状、四角錐形状、四角錐台形状や、円形に近いその他多角柱形状、多角錐形状、多角錐台形状等であっても構わない。

焼結材１２０は、加硫時に空気やガスを抜きつつゴムが流れ込むことを防止する機能を有するため、焼結材１２０と円筒状部材１１０との間に隙間が存在してしまうと、当該隙間からゴムが流れ込むおそれがある。このため、焼結材１２０は、円筒状部材１１０の内径に隙間なく配置されるように構成されることが好ましいが、後述するように、円筒状部材１１０の上端凸部を圧潰または叩潰することによって、焼結材１２０と円筒状部材１１０との隙間からゴムが流れ込まないようにすることができる。

焼結材１２０は、３次元的に組み合わされた気孔構造を有する連通孔により構成されていることが好適であり、一方向や規則的に設けられた気孔構造よりも、入口と出口とが無数に存在するような構造となる。

なお、焼結材は１２０、加硫時に空気やガスを抜きつつゴムが流れ込むことを防止する機能を有すれば、どのようなものでも構わないが、自動車のタイヤを製造する際の一例として、０．５〜２００ミクロンの異物を８０％以上遮断するような気孔構造を有するものが好ましい。

さらに、ベントピース１００の構造について詳しく説明する。
図３は、本発明の一実施形態に係るベントピース１００の内部構造を示す断面図である。図３において、ベントピース１００は、円筒状部材１１０と焼結材１２０とを備えており、そのうち、円筒状部材１１０は、上端開口部１１１と、下端開口部１１２と、上部領域１１３と、下部領域１１４とを有する。さらに、上部領域１１３は、上端凸部１１３Ａを含む構成となっている。

上部領域１１３の肉厚は、下部領域１１４の肉厚よりも薄く形成されているため、上端開口部１１１は、下端開口部１１２よりも大きい構成となっている。

これにより、上部領域１１３と下部領域１１４との境界部分に段差があるため、焼結材１２０が下端方向に抜け落ちることなくストッパーの機能を果たしている。

また、メンテナンス等の際に、ベントホールに挿入したベントピース１００を取り出す場合、下端開口部１１２周囲に肉厚があるため、例えば、棒状のものを用いて下端側からベントピース１００（円筒状部材１１０の下端の肉厚部分）を突いて容易に取り出すことができる。

なお、ベントピース１００の形状、大きさ、材料、その他タイヤ生産機械の状況、生産環境、上記棒状の形状および材料にも依るが、概ね下端開口部１１２の径が上端開口部１１１の径の２０〜９０％程度であれば、棒状のものを用いて下端側からベントピース１００を突いて効率良く容易に取り出すことができる。一例として、上端開口部１１１の径が４ｍｍ程度ある場合、下端開口部１１２の径を１〜３ｍｍ程度に構成することが好ましい。

上端凸部１１３Ａは、円筒状部材１１０の上部領域１１３の上端部分であって、円筒状部材１１０の上端から焼結材１２０が充填される最上位置までの部分である。上端凸部１１３Ａは、ベントホールにベントピース１００を挿入した際、加硫成形用金型の表面から突出する部分であって、後述するように、ベントホールにベントピース１００を挿入した後、圧潰または叩潰される部分である。換言すれば、ベントホールにベントピース１００を挿入した際、焼結材１２０の上面は、加硫成形用金型の表面と面一となり、上端凸部１１３Ａは、加硫成形用金型の表面から突出することとなる。

上端凸部１１３Ａは、ベントホールにベントピース１００を挿入した後、圧潰または叩潰される部分であるところ、変形する状況に拠って、上端開口部１１１を塞いでしまうおそれがある。そのため、上端凸部１１３Ａの長さは、圧潰または叩潰された後であっても、上端開口部１１１を塞いで加硫時に空気やガスを抜けなくならないように、上端開口部１１１の径の１／２以下程度に構成するようにする。

上述したように、ベントピース１００によれば、加硫時に空気やガスを抜きつつベントホールにゴムが流れ込むことを防止することによってスピューが形成されることを防止する、ベントホールに挿入されるベントピースを実現することができる。
その結果、スピューをトリミングする作業が発生しないため、生産効率が上がるとともに、生産コストを軽減させることにも繋がる。

また、ベントピース１００は、例えば、ステンレス、チタン、アルミニウム、ブロンズ（青銅）、銅およびニッケル等の金属材料で構成され、防錆、材料コストや市場流通量を鑑みると、ステンレス、アルミニウムやブロンズ（青銅）等が好適である。円筒状部材１１０および焼結材１２０は、コストや取扱いの容易程度を鑑みると、同一の材料で構成されることが好ましいが、用途や状況に応じて異なる材料で構成されても構わない。

特に、円筒状部材１１０および焼結材１２０を金属材料で構成することによって、特に、加硫時に焼結材１２０の気孔を塞ぐことがないため、空気やガスを確実に抜くことができる。

また、ベントピース１００における円筒状部材１１０のサイズは、タイヤを生産する場合、その加硫成形用金型や加硫成形用金型のベントホールの大きさおよび形状にも依るが、概ね径は０．５〜１０ｍｍであって、長さは３〜２５ｍｍ程度である。

さらに、焼結材１２０のサイズも円筒状部材１１０のサイズに基づくものとなるが、円筒状部材１１０の長さ方向については、焼結材１２０は、最下端直前までほとんど充填されていても構わないが、材料コスト、生産の容易性および生産効率を鑑みると、円筒状部材１１０の長さの２０％〜８０％程度充填されていることが好ましく、概ね５０％程度が最適である。

なお、ベントピース１００は、加硫成形用金型に設けられた気抜きのためのベントホールに挿入されて使用されるところ、新しく加硫成形用金型を製造した際にベントホールに予めベントピース１００を取り付けて、ベントピース取り付け済みの加硫成形用金型としても構わないし、既存の加硫成形用金型にベントピース１００を取り付けて使用しても構わない。

さらに、近年では、同一の加硫成形用金型を用いて色違いのタイヤ（製品）を生産することもある。ベントピース１００を用いれば、加硫成形用金型の表面およびベントピース１００内部に使用したゴムが残ることがないため、次に色違いのタイヤを生産する場合であっても、前回に使用した色違いゴムが混ざったタイヤが生産されることはない。

［ベントピースの取り付け方法］
次に、加硫成形用金型に設けられた気抜きのためのベントホールにベントピースを取り付ける方法について説明する。

図４は、ベントホールを備えた加硫成形用金型にベントピースを取り付ける、本発明の一実施形態に係るベントピース取り付け方法２００の手順を示すフローチャートであり、図５は、本発明の一実施形態に係るベントピース１００を、ベントホールを備えた加硫成形用金型に取り付ける様子を示す図である。

図４において、ベントピース取り付け方法２００は、ベントピース挿入工程Ｓ２１０と、上端凸部圧潰／叩潰工程Ｓ２２０と、上端凸部研削工程Ｓ２３０とが実行される。

ベントピース挿入工程Ｓ２１０において、ベントホールにベントピースを挿入する（図５（ａ）状態→（ｂ）状態）。図５（ｂ）に示すように、ベントホールに挿入されたベントピースのうち、焼結材の上面は加硫成形用金型の表面と面一となり、上端凸部は加硫成形用金型の表面から突出している。

ここで、ベントホールとベントピースとの間に隙間ができないように、ベントホールとベントピースは略同一径とすることが好ましいが、製造・部品バラツキ等によって完全一致させることが困難な場合もある。そのため、ベントピースの材料にもよるが、若干変形することも考慮して、ベントホールにベントピースを圧入して取り付けるようにすればよい。

また、ここでは、ベントピースは円柱形状としているが、ベントピースをベントホールに挿入しやすいように下部領域を細くしたり、円錐形状や円錐台形状としたりしても構わない。ただし、加硫時にベントホールとベントピースとの隙間にゴムが流れ込まないように、上端部は圧入するようにすることが好ましい。

上端凸部圧潰／叩潰工程Ｓ２２０において、ベントホールに挿入されたベントピースのうち、加硫成形用金型の表面から突出する円筒状部材の上端凸部を圧潰または叩潰する（図５（ｃ）状態）。このように、圧潰または叩潰された円筒状部材の上端凸部は、ベントホールとベントピースとの上端部の隙間を埋めるとともに、ベントピースを加硫成形用金型に固着する機能を果たしている。

上端凸部研削工程Ｓ２３０において、加硫成形用金型の表面上に圧潰または叩潰された円筒状部材の上端凸部の一部を研削する（図５（ｄ）状態）。圧潰または叩潰された円筒状部材の上端凸部が大きく突出していると、生成されるタイヤ（製品）の形状にも影響があるため、余剰分は研削するようにしている。これにより、生成されるタイヤの表面が凹んだ形状になることを回避することができる。

以上のように、本発明の一実施形態に係るベントピース１００およびベントピース取り付け方法２００によれば、加硫時に空気やガスを抜きつつベントホールにゴムが流れ込むことを防止することによってスピューが形成されることを防止する、ベントホールに挿入されるベントピースを実現することができる。その結果、スピューをトリミングする作業が発生しないため、生産効率が上がるとともに、生産コストを軽減させることにも繋がる。

以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明は、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。

本発明は、加硫成形用金型に用いられるベントピース等に利用可能であって、特に、加硫時の空気やガス抜き等に有用である。

１００ ベントピース
１１０ 円筒状部材
１１１ 上端開口部
１１２ 下端開口部
１１３ 上部領域
１１３Ａ 上端凸部
１１４ 下部領域
１２０ 焼結材
２００ ベントピース取り付け方法
Ｓ２１０ ベントピース挿入工程
Ｓ２２０ 上端凸部圧潰／叩潰工程
Ｓ２３０ 上端凸部研削工程

Claims (9)

1. 加硫成形用金型に設けられた気抜きのためのベントホールに挿入されるベントピースであって、
   筒状部材と、
   前記筒状部材の上端より所定の長さ分だけ下方位置に充填される焼結材とを備え、
   前記筒状部材は、当該筒状部材の上端から前記焼結材が充填される最上位置まで所定の長さの上端凸部を形成し、
   前記上端凸部は、前記ベントホールに当該ベントピースを挿入した際、前記加硫成形用金型の表面から突出するように構成されていることを特徴とする、ベントピース。
2. 前記筒状部材は、上端開口部よりも下端開口部の方が小さいことを特徴とする、請求項１に記載のベントピース。
3. 前記下端開口部の径は、前記上端開口部の径の２０〜９０％であることを特徴とする、請求項２に記載のベントピース。
4. 前記筒状部材は、当該筒状部材の上端から前記焼結材が充填される最下位置までの上部領域と、前記焼結材が充填される最下位置から当該筒状部材の下端までの下部領域とから構成されており、当該上部領域の空洞径は当該下部領域の空洞径よりも小さいことを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のベントピース。
5. 前記所定の長さは、前記筒状部材の上端開口部の径の１／２以下であることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のベントピース。
6. 前記筒状部材および前記焼結材は、金属であることを特徴とする、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のベントピース。
7. 前記焼結材は、３次元的に組み合わされた気孔構造を有する連通孔により構成されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のベントピース。
8. ゴムまたは樹脂で生成される対象物を形成するための加硫成形用金型であって、
   気抜きのためのベントホールと、
   前記ベントホールに挿入されたベントピースとを備え、
   前記ベントピースは、
   筒状部材と、
   前記筒状部材の上端より所定の長さ分だけ下方位置に充填される焼結材とを備え、
   前記筒状部材は、当該筒状部材の上端から前記焼結材が充填される最上位置まで所定の長さの上端凸部を形成し、
   前記上端凸部は、前記加硫成形用金型の表面から突出するように構成されていることを特徴とする、加硫成形用金型。
9. 加硫成形用金型に設けられた気抜きのためのベントホールに、筒状部材と当該筒状部材の上端より所定の長さ分だけ下方位置に充填される焼結材を備えたベントピースを取り付けるベントピース取り付け方法であって、
   前記ベントホールに前記ベントピースを挿入し、
   前記ベントホールに挿入された前記ベントピースのうち、前記加硫成形用金型の表面から突出する前記筒状部材の上端凸部を圧潰または叩潰し、
   前記加硫成形用金型の表面上に圧潰または叩潰された前記筒状部材の上端凸部の一部を研削する、ベントピース取り付け方法。
   
   

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