JPH11333846A - 成形金型のベントホ―ル開閉弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成型室の清掃を容易にする。 【解決手段】 成形室を有する成形金型のベントホール
を開閉するベントホール開閉弁装置であって、ベントホ
ールＨが設けられたベント基体１と、前記ベントホール
Ｈの閉止時に金型内面と略面一に位置しうる上端面８を
有するとともに前記ベントホールＨを開くために第１の
手段Ｓ１によって移動しうる開閉弁本体２と、前記ベン
トホールＨを閉じるために設けられた第２の手段Ｓ２と
を含み、成型金型が実質的に成型温度となる高温状態に
おいて、ベントホールＨは、第１の手段Ｓ１により開放
されるとともに成形室内の成形材料が開閉弁本体２の上
端面８に接触し該開閉弁本体２を押し込むことにより閉
止される一方、成型金型が成型温度よりも低温の状態に
おいて、前記ベントホールＨは、前記第２の手段Ｓ２に
より閉止され前記成型室内の清掃を容易とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加硫ゴム又は他の
成形物を形成するために用いられる成形金型、限定され
ることはないが特にタイヤ成形金型に好適に採用される
成形金型のベントホール開閉弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】タイヤ等のゴム製品を金型成形する際、
熱せられた金型に接触してタイヤ表面が初期に加熱され
ることにより、該タイヤ表面のゴムの粘性が下がり、金
型の内部圧力の影響の下で、ゴムの部分的な流れが発生
する。又、金型には、生タイヤのカーカスと熱せられた
金型内面との間に滞留する空気を逃がすためのベントホ
ールが設けられ、これにより加硫タイヤの表面のあらゆ
る部分が金型に接触し、金型の細部模様を完全に刻印し
たタイヤが加硫成形される。

【０００３】タイヤ成形金型のベントホールは、通常、
金型内面と直角に金型壁部を貫通する小径の孔からな
る。近年、最も代表的なベントホールは、金型壁部を貫
通する前記孔にチューブを差し込むことにより形成され
るいわゆる「インサートベント」である。又、滞留した
空気がベントホールから逃されると、すぐにゴムが該ベ
ントホール内に流れ始める。しかしながら、ベントホー
ルの直径が小さいため、ゴムは瞬時に硬化してベントホ
ールをふさぐ栓となり、金型をシールする。タイヤの加
硫成形が完了すると、タイヤ表面に依然として残ってい
るゴムの栓は、タイヤを脱型したときにベントホールか
ら引き抜かれる。

【０００４】このようなゴムの栓、又は通常呼ばれてい
る「スピューピップ」は、成形されたタイヤの外観を著
しく損ねるため、従来、切り取りにより取り除かれてい
る。しかし、この切り取り作業には多大の労力と時間と
がかかり、タイヤの製造コストを増大させている。

【０００５】又、タイヤが脱型するとき、加硫されたス
ピューピップがちぎれてベントホール内に残り、該ベン
トホールを塞ぐという問題がある。かかる際には、塞が
れたベントホールが直ぐには確認できず、その後の成形
物の品質を低下させる原因になるという問題点も生じて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような問題点を解
決するために、いわゆる「スピューレスベント」が提案
されており、このスピューレスベントは、滞留した空気
を逃すものの、ゴムのベントホール内への流れを防止す
るために閉止する。

【０００７】米国特許第４４９２５５４号及び米国特許
第４３４７２１２号は、このようなスピューレスベント
を例示しており、これらのベントは、コイルバネにより
常時は開放状態で保持され空気の通過を許容するバルブ
を具える。このバルブは、その頭部がゴムの流動により
コイルバネに逆らって移動し、バルブシートに着座する
ことによりベントホールを閉止する。

【０００８】しかしながら、これらのベントを含む成型
金型は、その清掃に関して問題を有している。成型金型
は、成型室の表面に焼き付いた成型材料の堆積物を除去
するために定期的な清掃が要求され、これにより優れた
成型品の表面形成が保証される。清掃は、通常、プラス
チックグリッドのような軽い研掃材を成型室などの表面
へ噴射することにより行われる。そのようなグリッド
は、乾いた状態又は水の流れを利用したウエット状態で
使用される。ところが、従来のベントホールは、金型の
清掃作業の間には開放されているため、そのような研掃
材や除去された残骸がベントホールへと入り込み該ベン
トホールを塞ぐことが起こりうる。そして、そのような
成型金型で成型を始めるときには、ベントホールの封鎖
により、不完全な成型品しか成型し得ないことは明らか
である。

【０００９】本発明は、かかる問題点を解決するために
案出されたものであって、上述のような清掃中における
ベントホールの閉塞等を防止しうるスピューレスベント
である成形金型のベントホール開閉弁装置の提供を目的
としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１記
載の発明は、成形室を有する成形金型のベントホールを
開閉するベントホール開閉弁装置であって、ベントホー
ルが設けられたベント基体と、前記ベントホールの閉止
時に前記成形室を囲む金型内面と略面一に位置しうる上
端面を有するとともに前記ベントホールを開くために前
記ベント基体に対する移動を引き起こす第１の手段によ
って移動しうる開閉弁本体と、前記ベントホールを閉じ
るために設けられた第２の手段とを含み、前記成型金型
が実質的に成型温度となる高温状態において、前記ベン
トホールは、前記第１の手段により開放されるとともに
成形室内の成形材料が前記開閉弁本体の前記上端面に接
触し該開閉弁本体を押し込むことにより閉止される一
方、前記成型金型が前記成型温度よりも低温の低温状態
において、前記ベントホールは、前記第２の手段により
閉止されることにより前記成型室内の清掃を容易とする
ことを特徴としている。

【００１１】このため、本発明によれば、成型金型が高
温状態のときには、ベントホールは開放され、その後、
成型室内の成型品が開閉弁本体の上端面へ衝突すること
により閉じられるが、開閉弁本体は、清掃する状況の如
く成型金型の低温状態のときにもベントホールを閉じ
る。このため、例えば清掃用の研掃材を成型室表面に噴
射しても、研掃材や成型残骸等がベントホールに目詰ま
りするのを効果的に防止し、成型金型清掃後においても
精度の良い成型が可能となる。

【００１２】ここで、前記高温状態とは、成型金型が成
型する品物の実質的な成型温度にあることを意味し、前
記低温状態とは、成型金型が前記成型温度よりも実質的
に低いことを意味している。例えば、タイヤ成型金型の
場合には、前記成型温度は約１８０℃である。

【００１３】前記第１の手段は、その温度に依存してベ
ントホールの開放、閉止の両方に作動する一つの複合し
たバネを含むことができるし、或いは、一つはベントホ
ールを開き、もう一方はベントホールを閉じるようなそ
れぞれ独立した２以上のバネ手段を含むこともできる。
つまり、前記第１の手段、第２の手段は、構成上一体を
なすか又は別体であるかを問わない。

【００１４】例えば、そのようなバネ手段は、温度に応
じた形状変化によってバネ作用を発揮しうる「形状記憶
合金（Shape Memory Alloy）」又は「ＳＭＡ」と称され
る金属で構成することができる。典型的に、そのような
形状記憶合金は、例えば９０〜１２０℃の温度範囲で形
状変化をなし、それらは、例えば気温下での一つの形状
と、例えばタイヤの成型温度である約１８０℃下での別
の形状との間を切り変えまた変化するのに最適である。

【００１５】またベントホールは、好ましくは、型成形
されうるプラスチック材料から形成されることが好まし
い。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の一形態を図面
に基づき説明する。図１、図２、図３には、本発明の成
形金型のベントホール開閉弁装置（以下、単に開閉弁装
置という）の実施形態を例示している。図１は、本実施
形態の開閉弁装置の縦断面図、図２は、そのＡ−Ａ’視
断面図である。また開閉弁装置５０として、例えば図５
に示す如く、タイヤ成形金型５２のサイドウォール部成
型部５１に位置して設置される。

【００１７】開閉弁装置は、本例では上端面３を成形金
型の成形室を囲む内面に面一に配設されるとともに、底
端面６は、外気の雰囲気で開口し、これらの間に残留空
気の排出を容易にする閉止可能な通路であるベントホー
ルＨを形成する。

【００１８】また本例の開閉弁装置は、例えばベント基
体１と、その中をスライド可能に配された開閉弁本体２
と、ベントホールＨを開放、閉止するために前記ベント
基体２に対して前記開閉弁本体２を移動させる第１、第
２のバネ手段Ｓ１、Ｓ２とを含むものが例示される。

【００１９】前記ベント基体１は、例えば、その内部を
通るベントホールＨを形成するように両端が開放された
チューブ形状をなす。また、本例ではその内部には、前
記開閉弁本体２と同軸に位置しその動きを案内しうるよ
う部分的に内径を減じた絞り部６が設けられる。成型金
型の成型室を囲む内面に面一に配されたベント基体１の
上端面３の近傍には、底端面６に向かって内径を減じた
円錐面からなる着座面４が形成される。

【００２０】また本例の開閉弁本体２は、その上部に弁
ガサ３１を、その下部に円柱状のロッド形状をなす弁軸
３２を一体に具えたものを例示し、該弁ガサ３１、弁軸
３２ともに前記ベント基体１と同軸に配されている。前
記ベント基体１の前記上端面３の領域近傍において、前
記弁ガサ３１は、下に向かって径を減じる円錐面からな
る着座面５を有する円錐台の形状をなし、該着座面５
は、ベント基体１の上端面３の領域内部に形成された円
錐面からなる前記着座面４に着座して互いにかみ合う形
状を呈する。そして、ベントホールＨの閉止は、ベント
基体１の中への開閉弁本体２の下移動により、相互に補
ってかみ合う円錐面からなるベント基体１の着座面４と
開閉弁本体２の着座面５とがかみ合うことにより行われ
る。

【００２１】図１に示すベントホールＨの開放状態にお
いて、前記上端面３からの空気排気通路は、互いに補う
前記円錐面４、５の間に形成され、図２の断面図に示さ
れるスロット７ｓを経由して前記絞り部６を通り、そし
てそこから残りの内孔部７を経由する。

【００２２】図３に示すベントホールＨの閉止状態にお
いて、前記空気排気通路は、成形室内の成形材料が前記
開閉弁本体２の前記上端面８に接触する結果として該開
閉弁本体２をベント基体１の中へ押し込む移動により、
互いに補う円錐面４、５がかみ合って着座することで閉
止される。

【００２３】ベントホールＨの開閉弁装置の作動につい
て、前記バネ手段Ｓ１、Ｓ２は、次のように作用する。
前記第１のバネ手段Ｓ１は、本例では開閉弁本体２の弁
ガサ３１の内端面９と、ベント基体１の絞り部６の本例
では上端面１０との間に介在し、ベントホールＨを開放
すべく図１の矢印Ｏによって示される方向に、開閉弁本
体２をベント基体１から外側へ偏らせて付勢するのに役
立つ。

【００２４】前記第２のバネ手段Ｓ２は、本例では開閉
弁本体２の軸体３２の下端部に固定された環状のつば片
１１と、ベント基体１の絞り部６の本例では下端面１２
との間に介在し、ベントホールを閉止するために図１の
矢印Ｃによって示される方向に、開閉弁本体２をベント
基体１の内側へ最小の付勢力で偏らせて付勢するのに役
立つ。また例えば環状のつば片１１の装着は、例えば最
初に開閉弁本体２をベント基体１の中に組み入れた後、
図に示される如く第２のバネ手段Ｓ２とつば片１１と
が、開閉弁本体２の下端部に組み込まれて行われる。ま
たつば片１１は、ベントホール内Ｈを移動しうるよう、
その外縁と本例では前記内孔部７の内面との間に小隙間
を介在させる。

【００２５】前記第１のバネ手段Ｓ１は、本例では形状
記憶合金から構成される。このような材料は、特定形状
とその変形形状とを示す特性を持っている。しかしなが
ら、臨界温度又は形状回復温度を超えて加熱すると、変
形形状を初期の特定形状に回復させることができる。

【００２６】とりわけこの実施形態では、前記第１のバ
ネ手段Ｓ１は、８０〜１２０℃の範囲に臨界温度を持っ
ている形状記憶合金が採用される。線材状に形成された
このような材料は、図１に示されるように、ベントホー
ルＨの開放状態のときに、前記内端面９と上端面１０と
の間の距離に等しい初期長さｌ１を有する螺旋状のコイ
ルバネに形成されている。

【００２７】ゴムタイヤ成型中のベントホールＨの作動
に際しては、成型室内で滞留した空気は、成型室内のゴ
ムが前記開閉弁本体２の前記上端面８に接触し、前記着
座面４、５との間の空気排気路を閉止するように該着座
面４、５が互いにかみ合って着座するよう該開閉弁本体
２をベント基体１へ押し込むことにより閉止されるまで
開放されているベントホールＨから排気される。また、
ベントホールＨに接近するゴムの流れの動作は、図３に
示されるように、前記第１のバネ手段Ｓ１を押し込み、
それを初期の長さよりも短い第２の長さｌ２へと変形さ
せる。

【００２８】成型及び加硫が完了した後、その成型金型
は、前記臨界温度よりも低い温度に冷却され、タイヤが
脱型される。タイヤが成型室から脱型された後、ベント
ホールは、前記第１のバネ手段Ｓ１の塑性的な変形効果
と、このような状態でベントホールＨを閉じ続けるだけ
に必要な最小のバネ付勢力を供給する前記第２のバネ手
段Ｓ２の付勢動作とによって、閉止状態を維持する。

【００２９】しかしながら、次の成型工程のための準備
において成型金型を再度加熱している間、成型金型がも
う一度、前記形状記憶合金の臨界温度に到達すれば、前
記第１のバネ手段Ｓ１は、再びその本来の特定形状へと
復元し、このため、圧縮されていた螺旋状のコイルバネ
は、前記第２の長さｌ２からその元の長さｌ１へとの
び、新しい成型工程の準備としてベントホールＨを開放
するように開閉弁本体２を前記第２のバネ手段の最小の
付勢力に逆らってベント基体１から外側へと移動させ
る。

【００３０】このように本実施形態のベントホールＨの
開閉弁装置の作動の中で、一度閉止されたベントホール
Ｈは、前記第１のバネ手段Ｓ１の形状記憶合金の臨界温
度又は形状回復温度に加熱されるまで、その閉止状態を
持続しうる。従って、要求され数の成型が完了した後、
成型金型は、ベントホールＨを閉じたままとして保守点
検、清掃等のために取り出ししうる。このため、例えば
清掃用の研掃材を成型室表面に噴射しても、研掃材や成
型残骸等がベントホールＨに目詰まりするのを効果的に
防止し、成型金型清掃後においても精度の良い成型が可
能となる。

【００３１】他の実施形態では、前記第１のバネ手段Ｓ
１は、上記のものとは異なる構成を採用することができ
る。例えば、形状記憶合金からなるバネは、長い第１の
長さと、それよりも短い第２の長さとの間を温度だけに
反応して変形ないし切り換えることができる。このた
め、例えば高温状態において、第１のバネ手段は、初期
の長さｌ１を有し、また低温状態において前記バネ手段
は、ベントホールＨが閉じた状態を表す長さｌ２よりも
わずかに短いか又はそれにほぼ等しい小長さｌ３へと縮
ませることができる。このため、ベントホールＨが閉じ
られたときには、第２のバネ手段Ｓ２は、単に開閉弁本
体２の弛みやガタを拘束するためだけに機能する。この
ように、この実施形態では、ベントホールＨは、温度に
対応して開閉する結果、低温状態でのベントホールの閉
止を与えるために、成型品物とともに成型金型をその場
で冷却する必要はない。換言すれば、高温状態で成型品
物を脱型しても、低温状態においてベントホールＨの閉
止状態が与えられる。

【００３２】さらに他の実施形態において、第１のバネ
手段Ｓ１の各々の両端部は、第１のバネ手段Ｓ１が、開
閉弁本体２をベントホールＨを開放するだけでなく閉止
移動するように、前記ベント基体１と開閉弁本体２とに
それぞれ固定して取り付けすることができ、この例では
第２のバネ手段Ｓ２を省略することもできる。

【００３３】これらの実施形態では、第１のバネ手段Ｓ
１の形状記憶合金として２つの形状をとり得たものを用
いたが、温度操作可能な膜状のダイアフラムや他の板状
バネ形状など種々の形状のバネ手段を用いることがで
き、またバイメタル或いはその類似物からなるバネ手段
を用いることが可能である。

【００３４】図４、図６には、バネ手段の他の実施形態
が示されている。図４に示した開閉弁本体２１を作動さ
せるバネ手段Ｓ１、Ｓ２は、本例では、複数の脚状のバ
ネ片２３から構成されている。図４（Ａ）の開放状態の
開閉弁装置の縦断面図に示す如く、前記バネ片２３は、
ベント基体２１のベントホール２７の内壁面に設けられ
た１又は複数の溝２５に嵌入される。図４（Ｃ）は図４
（Ａ）のＡ−Ａ’線断面図であり、本例では、ベント基
体２１の内部に等間隔でかつ成形金型からの空気を逃が
すための通路２６を形成して配される３枚の前記バネ片
２３を例示している。

【００３５】これらのバネ片２３各々は、例えば異なる
熱膨張率を有する金属を複合ないし積層したバイメタル
から構成することができる。前記低温状態において、前
記バネ片２３は、図４（Ｂ）に示すようにベントホール
２７を閉止するように開閉弁本体２２をベント基体２１
の中に付勢する形状をとる。また前記高温状態におい
て、バネ片２３は、その膨張差により、図４（Ａ）に示
すようにベントホール２７を開放するように開閉弁本体
２１をベント基体２２の外側に付勢する如く作用する。
なお各バネ片２３に同一のバイメタルを用いても良い
し、また異なるものを用いても良い。

【００３６】また成型室内のゴムが開閉弁本体２２を押
すとき、バネ片２３は、図４（Ｂ）のように、再びベン
トホール２７を閉止するように自らの（バイメタルの）
撓みに基づく前記付勢力に逆らって変形する。冷却中か
つ加硫済みのタイヤが脱型された際には、バネ片２３
は、再び高温状態に加熱されるまでベントホール２７を
閉じ続けるよう設定されている。

【００３７】この第２の実施形態において、前記バネ片
２３は、ベント基体２１の内壁面に設けられた前記溝２
５に嵌入されるが、このバネ片２３をベント基体２１と
も一体に形成しても良く、この場合、前記溝２５を省略
できる。このような実施形態は、図６（Ａ）〜（Ｃ）に
示される。本例では、上述のように機能する温度操作可
能なバネ手段６３は、前記ベントホールＨの内部に、前
記ベント基体１の前記底端面６近傍で該ベント基体１の
ベントホールＨの内壁面１５からベントホールＨの径方
向内方に突出することにより、このベント基体１に一体
に設けられ、本例では、バネ手段６３の突出縁が前記開
閉弁本体２の弁軸３２に凹設された環状の溝６９に嵌入
することにより、この開閉弁本体２にかみ合う。

【００３８】なお前記バネ片６９は、脚状の他、前記ベ
ント基体１の前記内壁面１５から突出しかつ中心部に孔
部を設けたディスク状の突出体に置換することも可能で
ある。

【００３９】上述した実施形態において、開閉弁装置の
ベントホールＨの閉止状態において、ベント基体１の上
端面３と開閉弁本体３の上端面８とは、平坦な面を形成
している。図７に示す他の実施形態では、ベント基体１
の上端面３は、ベントホールの閉止状態において、本例
では横断面が半円状をなして環状をなすセミトロイドに
形成され開閉弁本体２の上端面８よりも隆起した隆起部
７ｏが設けられているものを例示している。このような
隆起部７ｏは、開閉弁装置を成型金型に装着する際の押
し込み面又は打撃面を提供するのに役立ち、そして、隆
起部７ｏは装着後に、成型室表面と同じ高さの上端面を
残して取り除かれ、良好な成型面を構成しうる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
成型金型が高温状態のときには、ベントホールは開放さ
れ、その後、成型室内の成型品が開閉弁本体の上端面へ
衝突することにより閉じられるが、開閉弁本体は、清掃
する状況の如く成型金型の低温状態のときにもベントホ
ールを閉じる。このため、例えば成型金型の清掃の際、
清掃用の研掃材を成型室表面に噴射しても、研掃材や成
型室から剥がれ落ちた残骸等がベントホールに目詰まり
するのを効果的に防止し、成型金型清掃後においても精
度の良い成型が可能となる。

【００４１】また高温状態のときにベントホールを開放
する前記第１の手段には、形状記憶合金やバイメタルな
どからなるバネ手段を含むことができ、これにより温度
変化を利用して前記ベントホールの開閉を容易になしう
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態を示す成形金型のベントホール開閉
弁装置の断面図である。

【図２】そのＡ−Ａ’視断面図である。

【図３】図１のベントホールを閉止した状態を示す断面
図である。

【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の成形金型のベント
ホール開閉弁装置の他の実施形態を示す縦断面図、
（Ｃ）は（Ａ）のＡ−Ａ’視断面図である。

【図５】本発明の成形金型のベントホール開閉弁装置が
タイヤ成形金型のサイドウォール部に配置された例を示
す断面図である。

【図６】（Ａ）、（Ｃ）は本発明の他の実施形態を示す
縦断面図、（Ｂ）はその平面図である。

【図７】本発明の他の実施形態を示す成形金型のベント
ホール開閉弁装置の断面図である。

【符号の説明】

１ ベント基体 ２ 開閉弁本体 ３ バネ手段 ５ 開閉弁本体の着座面 ６ ベント基体の着座面 ７ ベントホール １２ 開閉弁本体の上端面 Ｓ１ 第１のバネ手段 Ｓ２ 第２のバネ手段

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】成形室を有する成形金型のベントホールを
   開閉するベントホール開閉弁装置であって、 ベントホールが設けられたベント基体と、 前記ベントホールの閉止時に前記成形室を囲む金型内面
   と略面一に位置しうる上端面を有するとともに前記ベン
   トホールを開くために前記ベント基体に対する移動を引
   き起こす第１の手段によって移動しうる開閉弁本体と、 前記ベントホールを閉じるために設けられた第２の手段
   とを含み、 前記成型金型が実質的に成型温度となる高温状態におい
   て、前記ベントホールは、前記第１の手段により開放さ
   れるとともに成形室内の成形材料が前記開閉弁本体の前
   記上端面に接触し該開閉弁本体を押し込むことにより閉
   止される一方、 前記成型金型が前記成型温度よりも低温となる低温状態
   において、前記ベントホールは、前記第２の手段により
   閉止されることにより前記成形室内の清浄を容易とする
   ことを特徴とする成形金型のベントホール開閉弁装置。
2. 【請求項２】前記高温状態のときにベントホールを開放
   する前記第１の手段は、形状記憶合金からなるバネ手段
   を含んでなる請求項１記載の成形金型のベントホール開
   閉弁装置。
3. 【請求項３】前記バネ手段は、前記低温状態よりも高温
   状態のときの長さが大である請求項２記載の成形金型の
   ベントホール開閉弁装置。
4. 【請求項４】前記バネ手段が長さを減じたときに、前記
   ベントホールを閉止する閉止用のバネ手段を含んでなる
   請求項３記載の成形金型のベントホール開閉弁装置。
5. 【請求項５】前記第１の手段は、温度によって形状変化
   を操作しうるバイメタルからなるバネ手段を含むことを
   特徴とする請求項１乃至４のいずれか１記載の成形金型
   のベントホール開閉弁装置。
6. 【請求項６】前記ベント基体は、管状体をなし、かつそ
   の内部に前記開閉弁本体を配したたことを特徴とする請
   求項１乃至５のいずれか１記載の成形金型のベントホー
   ル開閉弁装置。
7. 【請求項７】前記ベント基体と前記開閉弁本体との間に
   弁座部が形成されるとともに、前記弁座部は、ベントホ
   ールを閉止した際に互いに着座してかみ合うベント基体
   の着座面と、開閉弁本体の着座面とからなることを特徴
   とする請求項１乃至６のいずれか１記載の成形金型のベ
   ントホール開閉弁装置。
8. 【請求項８】前記ベント基体及び開閉弁本体の前記着座
   面は、円錐面であることを特徴とする請求項７記載の成
   形金型のベントホール開閉弁装置。