輪胎硫化金屬模具的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種輪胎硫化金屬模具，所述輪胎硫化金屬模具防止咬橡膠所導致的通風孔塞的功能不全，能夠長時間維持排氣性能。安裝于在成形面上開口的排氣孔中的通風孔塞具備在內部具有排氣道的筒狀閥殼和插入閥殼的閥桿。閥桿的頭部具有面向型腔的頂面和與閥殼的開口部的內面相對的側面。通過使填充物部分介于開口部的內面與頭部的側面之間，設置有粘著部和空隙部，所述粘著部將頭部的頂面從開口部的頂面突出的閥桿固定在閥殼中，所述空隙部容許從型腔向排氣道通氣。
【專利說明】輪胎硫化金屬模具
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種輪胎硫化金屬模具和使用其的輪胎制造方法，所述輪胎硫化金屬模具在與輪胎外表面接觸的成形面的排氣孔中安裝有通風孔塞。
【背景技術】
[0002]在輪胎硫化成形中使用的輪胎硫化金屬模具中，在與輪胎外表面接觸的成形面上設置有多個排氣孔，使得輪胎與成形面之間多余的空氣排出至外部。此外，為了減少被稱作滲出物—)的橡膠突起的形成，公知有安裝在排氣孔中的通風孔塞。在專利文獻I?3中公開了一種通風孔塞，其通過彈簧對插入筒狀閥殼中的閥桿加力，使其處于打開狀態，通過輪胎外表面將該閥桿壓下，使其處于閉合狀態。
[0003]但是，在成形面的一部分上，例如在相當于輪胎胎面的接地端附近的所謂胎肩或胎側的部位上，存在如下區域，即因氣囊膨脹導致擴張變形的未硫化輪胎外表面沒有從法線方向對成形面進行接觸的區域。在該區域中存在以下情況，由于沿成形面流動的未硫化橡膠從側方接近閥桿，尚未完全壓下的閥桿在閥殼內傾斜，排氣道的入口擴大，由于橡膠向閥殼內流入導致排氣道閉塞。如果發生這種咬橡膠，則排氣已經不可能，導致該通風孔塞功能不全。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本專利公開平成2-214616號公報
[0007]專利文獻2:日本專利公開平成9-141660號公報
[0008]專利文獻3:日本專利公開號公報
實用新型內容
[0009](一)要解決的技術問題
[0010]本實用新型鑒于上述實際情況而完成，其目的在于提供一種輪胎硫化金屬模具和使用其的輪胎制造方法，所述輪胎硫化金屬模具防止由于咬橡膠導致的通風孔塞的功能不全，能夠長時間維持排氣性能。(二)技術方案
[0011]上述目的能夠通過如下所述的本實用新型來實現。即，本實用新型的輪胎硫化金屬模具具備成形面和通風孔塞，所述成形面與安置在型腔中的輪胎外表面接觸，所述通風孔塞安裝于在所述成形面上開口的排氣孔中，在所述輪胎硫化金屬模具中，所述通風孔塞具備在內部具有排氣道的筒狀閥殼和插入所述閥殼的閥桿，所述閥桿具有在所述閥殼的軸向上延伸的柱狀主體部和設置在所述主體部頂端的頭部，所述頭部具有面向所述型腔的頂面和與所述閥殼的開口部內面相對的側面，通過使填充物部分介于所述閥殼的開口部內面與所述閥桿的頭部側面之間，設置有粘著部和空隙部，所述粘著部將所述頭部頂面從所述開口部頂面突出的所述閥桿固定在所述閥殼中，所述空隙部容許從所述型腔向所述排氣道通氣。[0012]在所述金屬模具中，由于閥桿通過粘著部固定在閥殼中，因此，即使未硫化橡膠從側方接近，閥桿也不會在閥殼內傾斜，排氣道的入口不會擴大。盡管如此，通過填充物未介在的空隙部容許從型腔向排氣道的通氣。其結果，防止咬橡膠導致的通風孔塞的功能不全，能夠長時間維持排氣性能。此外，即使未硫化橡膠流入空隙部，通過形成粘著部的填充物阻止其繼續流入，并且硫化成形結束后，流入橡膠附著在脫模的輪胎上而被去除，因此之后也可以進行通過空隙部的排氣。
[0013]優選地，所述閥桿的頭部形成為朝向所述型腔擴徑的圓錐臺狀，所述閥殼的開口部內面以朝向所述型腔擴徑的錐面形成。在該情況下，殘留在成形的輪胎外表面上的流入橡膠形成為直徑朝向外方變小的橡膠毛刺，因此輪胎外觀品質的惡化被抑制。此外，按照閥桿相對于閥殼的軸向位置，閥殼的開口部內面與閥桿的頭部側面間的間隔變化，因此能夠簡便地設定具有所希望間隔的空隙部。
[0014]通過所述空隙部的間隔為0.1mm以上，雖然使未硫化橡膠變得容易流入空隙部，但能夠相應地確保流入橡膠的厚度。其結果，防止流入橡膠在空隙部內破碎而殘留，能夠隨著輪胎的脫模從空隙部圓滑地去除流入橡膠。并且，通過所述空隙部的間隔為0.3mm以下，防止附著在輪胎上的流入橡膠厚度變得過大，能夠減輕輪胎外觀品質的惡化。
[0015]在所述金屬模具中，所述通風孔塞也可以具備將所述閥桿向所述型腔加力的加力元件。由于該金屬模具中使用的通風孔塞也可以具備如上所述的加力元件，因此也可以利用具備閥殼和閥桿的現有的開閉式通風孔塞來構成。此外，如果是排氣道通過加力元件對閥桿加力而開放的結構，則由于閥殼的開口部內面與閥桿的頭部側面之間變得容易夾入填充物，因此設置粘著部時的操作性優異。
[0016]所述粘著部的長度相對于所述閥殼的開口部內面的周長的比例優選為30?70%。通過該比例為30%以上，能夠將閥桿比較堅固地固定在閥殼中，同時，容易通過填充物阻止未硫化橡膠流入空隙部的進行。此外，通過該比例為70%以下，確保空隙部的長度，促進從型腔向排氣道通氣，能夠良好地維持排氣性能。
[0017]所述閥桿的頭部直徑優選為3mm以下，由此能夠抑制未硫化橡膠向空隙部的流入。即，在該直徑大于3mm的情況下，沿閥桿頭部外周的排氣道的入口變長，呈現未硫化橡膠容易流入空隙部的傾向。另一方面，在維持排氣性能上，所述閥桿的頭部直徑優選為Imm以上。
[0018]本實用新型的輪胎制造方法包含在上述輪胎硫化金屬模具的型腔中安置未硫化輪胎，對該未硫化輪胎實施加熱加壓進行硫化的工序。根據該方法，防止如上所述的咬橡膠導致的通風孔塞的功能不全，提高排氣性能，抑制發生殘留空氣，因此能夠得到良好的輪胎外觀。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為示意性表示本實用新型的輪胎硫化金屬模具的一例的縱剖視圖。
[0020]圖2為用包含閥殼中心軸的平面截斷的通風孔塞的剖視圖。
[0021]圖3為從軸向觀察圖2的閥殼的開口部的圖。
[0022]圖4為表示未硫化輪胎的外表面接近通風孔塞的樣子的剖視圖。
[0023]圖5為表示未硫化輪胎的外表面接觸成形面的樣子的剖視圖。[0024]圖6為表示完成硫化成形的輪胎脫模的樣子的剖視圖。
【具體實施方式】
[0025]以下，參照附圖對本實用新型的實施方式進行說明。圖1表示沿輪胎子午線剖面的輪胎硫化金屬模具10的剖面，圖2放大表示其主要部分。
[0026]如圖1所示，輪胎硫化金屬模具10具備與安置在型腔15中的輪胎T外表面接觸的成形面I。為了將硫化成形時輪胎與成形面I之間多余的空氣排出，在成形面I上設置有多個排氣孔16，使金屬模具10內部(型腔15)與外部間連通。如圖2放大所示，在該成形面I上開口的排氣孔16中安裝有通風孔塞2。
[0027]作為成形面I的材料，例舉鋁材料。該鋁材料的概念不僅包含純鋁類的材料,也包含鋁合金，可以列舉例如Al-Cu類、Al-Mg類、Al-Mg-Si類、Al-Zn-Mg類、Al-Mn類、Al-Si類。后述的閥殼3和閥桿4分別優選由不銹鋼或S45C所代表的鋼材構成，它們既可以是同種金屬，也可以是不同種金屬。
[0028]本實施方式的金屬模具10具備胎面模部11、胎側模部12、13和鋼絲圈14，所述胎面模部11使輪胎的胎面部成形，所述胎側模部12、13使輪胎的胎側部成形，所述鋼絲圈14嵌合輪胎的胎圈部。雖然省略了圖示，但在胎面模部11的內面設置有凸狀骨架部，其用于在輪胎的胎面上形成溝槽。在圖1中繪制了在胎面模部11內面開口的一個排氣孔16和在胎側模部13內面開口的一個排氣孔16，但實際上設置有多個在胎面模部11或胎側模部
12、13的內面開口的排氣孔16。
[0029]如圖2所示，通風孔塞2具備在內部具有排氣道21的筒狀閥殼3和插入閥殼3的閥桿4。閥殼3嵌入圓形排氣孔16中，相對于成形面I固定。閥殼3的開口部31的頂面31a面向型腔15。開口部31的頂面31a和頭部42的頂面42a分別由平面形成。在閥殼3的下端部32上形成有通孔32a和內凸緣狀的支撐部32b。
[0030]閥桿4具有在閥殼3的軸向上延伸的柱狀主體部41和設置在主體部41頂端的頭部42。頭部42與主體部41 一體設置，使主體部41的型腔15側的頂端向徑向突出。此外，頭部42具有面向型腔15的頂面42a和與閥殼3的開口部31的內面31b相對的側面42b。在主體部41的下端形成比通孔32a直徑大的限制器43，由此，閥桿4不會從閥殼3脫出。限制器43通過閉合切縫44而進行彈性變形，從而能夠通過通孔32a。
[0031]排氣道21形成在閥殼3的開口部31與閥桿4的頭部42之間、閥殼3的主體與閥桿4的主體部41之間、通孔32a與主體部41之間。閥殼3的開口和閥桿4的頭部42從軸向觀察分別形成圓形，排氣道21的入口以環狀設置在開口部31的內面31b與頭部42的側面42b之間。但是，形成在開口部31與頭部42之間的排氣道21的一部分通過后述的填充物6閉塞。
[0032]如圖2、圖3所不，使填充物6部分地介于閥殼3的開口部31的內面31b與閥桿4的頭部42的側面42b之間，由此設置粘著部71和空隙部72，所述粘著部71將閥桿4固定在閥殼3中，所述空隙部72容許從型腔15向排氣道21通氣。閥桿4使頭部42的頂面42a從開口部31的頂面31a突出。空隙部72使側面42b從內面31b分開而設置，排氣道21通過其與型腔15連通。因此，雖然粘著部71妨礙通氣，但是可以通過空隙部72進行排氣。
[0033]填充物6只要能夠填充在開口部31的內面31b與頭部42的側面42b之間，并由此能夠將閥桿4固定在閥殼3中，并沒有特別限定。具體來說，作為填充物6，可以使用橡膠或樹脂、金屬、有機物等，但只要是橡膠或塑料、有機硅等彈性材料，由于容易在內面31b與側面42b間夾入，因此使用性優異。填充物6只要不損害排氣性能，不僅可以介于內面31b與側面42b之間，也可以介于其里側。例如，作為填充物6流入固化樹脂來設置粘著部71時，即使存在該樹脂流入內面31b的里側的情況，只要排氣性能不會受其損害即可。
[0034]在硫化成形時，如圖4所示，即使沿成形面I流動的未硫化橡膠從側方接近閥桿4，固定在閥殼3中的閥桿4也不會在閥殼3內傾斜，排氣道21的入口不會擴大。伴隨未硫化輪胎的外表面接近成形面的動作，型腔15內的空氣通過排氣孔16向金屬模具10的外部排出。此時，通過空隙部72容許從型腔15向排氣道21通氣。其結果，防止咬橡膠導致的通風孔塞2的功能不全，能夠長時間維持排氣性能。
[0035]在未硫化輪胎的外表面接觸成形面I的階段，如圖5所示，即使未硫化橡膠流入空隙部72，通過形成粘著部71的填充物6阻止其繼續流入，能夠防止流入空隙部72的流入橡膠FR到達里側(例如到達加力元件5的位置)。然后，在完成硫化成形的輪胎脫模時，如圖6所示，流入橡膠FR附著在輪胎T上而從空隙部72去除，因此之后也可以通過空隙部72進行排氣。
[0036]由于通風孔塞2防止咬橡膠導致的功能不全，能夠長時間維持排氣性能，因此安裝在設置于未硫化輪胎的外表面難以從法線方向接觸的部位上的排氣孔16中特別有效。作為該部位，可以列舉例如相當于輪胎胎面接地端附近的所謂胎肩或胎側的部位。
[0037]閥桿4使頭部42的頂面42a從開口部31的頂面31a突出，并在該狀態下固定在閥殼3中。在利用所謂彈簧放氣7 U卜)構成的通風孔塞2中，該結構對通過填充物6設置粘著部71有用。此外，該結構對減少形成在輪胎表面上的凸部，抑制滾動阻力和噪聲惡化也合適。以頂面31a為基準的頂面42a的突出量P設定為例如0.2?0.3_。開口部31的頂面31a相對于成形面I略微凹陷，但并不限定于此。
[0038]在本實施方式中，開口部31的頂面31a與頭部42的頂面42a相互平行，但不限于此，也可以在頂面42a相對于頂面31a傾斜的狀態下，將閥桿4固定在閥殼3中。在該情況下，如果頂面42a接觸頂面31a或內面31b，則雖然部分地形成了空隙部72的間隔為零的部位，但由于該接觸為點狀，因此流入橡膠破碎的擔心小，能夠享有上述效果。
[0039]在本實施方式中，閥桿4的頭部42形成為朝向型腔15擴徑的圓錐臺狀，閥殼3的開口部31的內面31b以朝向型腔15擴徑的錐面形成。根據該結構，附著在成形后的輪胎外表面上的流入橡膠FR形成為直徑朝向外方變小的毛刺，因此，輪胎外觀品質的惡化被抑制。此外，按照閥桿4相對于閥殼3的軸向位置，內面31b與側面42b間的間隔變化，因此能夠簡便地設定具有所希望間隔的空隙部72。
[0040]空隙部72的間隔D7 (參照圖4)優選設定為0.1?0.3mm,更優選設定為0.2?
0.3mmο如果間隔D7小于0.1mm,則雖然能夠抑制少許未硫化橡膠向空隙部72的流入，但流入橡膠容易在空隙部72內破碎而殘留，存在損害排氣的危險。對此，如果間隔D7為0.1mm以上，則變得容易防止流入橡膠破碎，如果為0.2mm以上則更有效果。此外，通過將間隔D7設定為0.3mm以下來限制未硫化橡膠的流入量，抑制流入橡膠導致的輪胎外觀的品質惡化。
[0041]從抑制流入橡膠在空隙部72內殘留的觀點出發，內面31b及側面42b的一方或兩方的算術平均粗糙度Ra優選為大于等于0.8 μ m且小于2.6 μ m，更優選為1.2?1.8 μ m。通過其大于等于0.8 μ m，流入空隙部72的橡膠的粘著性降低，在輪胎脫模時容易去除流入橡膠。此外，通過其小于2.6 μ m，流入空隙部72的橡膠的凹凸均勻化，抑制形成成為應力集中導致破碎的起點的橡膠的薄部分，能夠減輕凹凸所導致的流入橡膠的去除阻力。算術平均粗糙度Ra由JIS B0601:2001所規定，其評價方式和步驟遵照JIS B0633:2001的規定。
[0042]從抑制與流入橡膠粘著的觀點出發，優選對內面31b及側面42b的一方或兩方實施通過軟氮化處理或氣體軟氮化處理、高頻淬火等進行的表面處理。實施表面處理的部分優選具有顯微維氏硬度為HmV350?650的范圍內的表面硬度，更優選具有顯微維氏硬度為HmV500以上的表面硬度。顯微維氏硬度遵照JIS Z2244:2009的規定進行測定。
[0043]本實施方式的通風孔塞2具備將閥桿4向型腔15加力的加力元件5。但是，由于被粘著部71固定，因此閥桿4不會位移。加力元件5為環繞主體部41，且介于頭部42與支撐部32b之間的螺旋彈簧，通風孔塞2利用所謂彈簧放氣構成。即，如果未通過填充物6設置粘著部71，則其結構為，閥桿4作為開閉排氣道21的閥芯起作用，通過加力元件5對閥桿4加力，排氣道21開放，并且，通過側面42b與內面31b接觸，排氣道21封閉。
[0044]如圖3所示，內面31b在閥殼3的中心軸3A周圍形成環狀，且填充物6沿該圓周方向部分地(在本實施方式中為略半周)配置。在既良好地維持排氣性能，又通過填充物6阻止流入空隙部72的未硫化橡膠繼續流入的方面，沿內面31b的周長L31的粘著部71的長度L71相對于所述周長L31的比例L71/L31優選為30?70%，更優選為40?60%。觀察用與閥殼3的軸向垂直相交的平面截斷的剖面，例如在構成內面31b的錐面的軸向中央(圖3的點劃線的位置)上滿足該關系。
[0045]根據本發明人的見解可知，排氣道21的入口的圓周方向長度越長，呈現出未硫化橡膠越容易流入的傾向。加上該觀點，如果也考慮未硫化橡膠的粘性等，則從軸向觀察，形成圓形的頭部42的直徑D4優選為3_以下，由此，能夠適度地抑制未硫化橡膠向空隙部72的流入。此外，在維持排氣性能上，直徑D4優選為Imm以上。
[0046]在上述實施方式中，示出了通過在圓周方向上連續延伸的填充物6設置一個粘著部71的例子，但也可以通過在圓周方向上間斷地配置填充物來設置多個粘著部71。粘著部71的數量和大小沒有特別限定，但從確保通過空隙部72的通氣的觀點出發，粘著部71優選設置在圓周方向的I?3個部位上。
[0047]使用所述金屬模具10的輪胎制造方法包含在金屬模具10的型腔15中安置未硫化輪胎，對該未硫化輪胎實施加熱加壓進行硫化的工序。輪胎通過稱作氣囊的橡膠袋膨脹而擴張變形，其外表面接觸成形面I。在該過程中，輪胎與成形面I之間的空氣通過通風孔塞2的排氣道21排出至外部。此時，也可以通過吸引機對排氣孔16內的空間進行吸引，提高排氣性能。
[0048]上述的輪胎硫化金屬模具除了如上所述構成排氣孔和在其上安裝的通風孔塞以夕卜，與通常的輪胎硫化金屬模具同等，可以將任意公知的形狀或材質、機構等采用到本實用新型中。
[0049]本實用新型不受上述實施方式的任何限定，可以在不脫離本實用新型主要內容的范圍內進行各種改良變更。上述實施方式為具備胎面模部和一對胎側模部的金屬模具結構，但本實用新型并不限定于此，例如，也可以適用于在胎面模部的中央部分割成上下兩部分的金屬模具結構。此外，在上述實施方式中，加力元件為螺旋彈簧，但也可以取而代之利用碟形彈簧或板簧等。
[0050]附圖標記說明
[0051]I成形面
[0052]2通風孔塞
[0053]3閥殼
[0054]4閥桿
[0055]5加力元件
[0056]6填充物
[0057]10輪胎硫化金屬模具
[0058]15型腔
[0059]16排氣孔
[0060]21排氣道
[0061]31開口部
[0062]31a開口部頂面
[0063]31b開口部內面
[0064]41主體部
[0065]42頭部
[0066]42a頭部頂面
[0067]42b頭部側面
[0068]71粘著部
[0069]72空隙部
【權利要求】
1.一種輪胎硫化金屬模具，其具備成形面和通風孔塞，所述成形面與安置在型腔中的輪胎外表面接觸，所述通風孔塞安裝于在所述成形面上開口的排氣孔中，其特征在于， 所述通風孔塞具備在內部具有排氣道的筒狀閥殼和插入所述閥殼的閥桿， 所述閥桿具有在所述閥殼的軸向上延伸的柱狀主體部和設置在所述主體部頂端的頭部， 所述頭部具有面向所述型腔的頂面和與所述閥殼的開口部內面相對的側面， 通過使填充物部分介于所述閥殼的開口部內面與所述閥桿的頭部側面之間，設置有粘著部和空隙部，所述粘著部將所述頭部頂面從所述開口部頂面突出的所述閥桿固定在所述閥殼中，所述空隙部容許從所述型腔向所述排氣道通氣。
2.根據權利要求1所述的輪胎硫化金屬模具，其特征在于，所述閥桿的頭部形成為朝向所述型腔擴徑的圓錐臺狀，所述閥殼的開口部內面以朝向所述型腔擴徑的錐面形成。
3.根據權利要求2所述的輪胎硫化金屬模具，其特征在于，所述空隙部的間隔為0.1?0.3mmο
4.根據權利要求1所述的輪胎硫化金屬模具，其特征在于，所述空隙部的間隔為0.1?0.3mmο
5.根據權利要求1?4中任一項所述的輪胎硫化金屬模具，其特征在于，所述通風孔塞具備將所述閥桿向所述型腔加力的加力元件。
6.根據權利要求1?4中任一項所述的輪胎硫化金屬模具，其特征在于，所述粘著部的長度相對于所述閥殼的開口部內面的周長的比例為30?70%。
7.根據權利要求5所述的輪胎硫化金屬模具，其特征在于，所述粘著部的長度相對于所述閥殼的開口部內面的周長的比例為30?70%。
8.根據權利要求1?4中任一項所述的輪胎硫化金屬模具，其特征在于，所述閥桿的頭部直徑為3mm以下。
9.根據權利要求5所述的輪胎硫化金屬模具，其特征在于，所述閥桿的頭部直徑為3mm以下。
10.根據權利要求6所述的輪胎硫化金屬模具，其特征在于，所述閥桿的頭部直徑為3mm以下。
11.根據權利要求7所述的輪胎硫化金屬模具，其特征在于，所述閥桿的頭部直徑為3mm以下。
【文檔編號】B29C35/02GK203765845SQ201420115505
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月13日 優先權日:2013年7月17日
【發明者】小原將明 申請人:東洋橡膠工業株式會社