轮胎硫化金属模具的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种轮胎硫化金属模具，所述轮胎硫化金属模具防止咬橡胶所导致的通风孔塞的功能不全，能够长时间维持排气性能。安装于在成形面上开口的排气孔中的通风孔塞具备在内部具有排气道的筒状阀壳和插入阀壳的阀杆。阀杆的头部具有面向型腔的顶面和与阀壳的开口部的内面相对的侧面。通过使填充物部分介于开口部的内面与头部的侧面之间，设置有粘着部和空隙部，所述粘着部将头部的顶面从开口部的顶面突出的阀杆固定在阀壳中，所述空隙部容许从型腔向排气道通气。
【专利说明】轮胎硫化金属模具
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种轮胎硫化金属模具和使用其的轮胎制造方法，所述轮胎硫化金属模具在与轮胎外表面接触的成形面的排气孔中安装有通风孔塞。
【背景技术】
[0002]在轮胎硫化成形中使用的轮胎硫化金属模具中，在与轮胎外表面接触的成形面上设置有多个排气孔，使得轮胎与成形面之间多余的空气排出至外部。此外，为了减少被称作渗出物—)的橡胶突起的形成，公知有安装在排气孔中的通风孔塞。在专利文献I?3中公开了一种通风孔塞，其通过弹簧对插入筒状阀壳中的阀杆加力，使其处于打开状态，通过轮胎外表面将该阀杆压下，使其处于闭合状态。
[0003]但是，在成形面的一部分上，例如在相当于轮胎胎面的接地端附近的所谓胎肩或胎侧的部位上，存在如下区域，即因气囊膨胀导致扩张变形的未硫化轮胎外表面没有从法线方向对成形面进行接触的区域。在该区域中存在以下情况，由于沿成形面流动的未硫化橡胶从侧方接近阀杆，尚未完全压下的阀杆在阀壳内倾斜，排气道的入口扩大，由于橡胶向阀壳内流入导致排气道闭塞。如果发生这种咬橡胶，则排气已经不可能，导致该通风孔塞功能不全。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本专利公开平成2-214616号公报
[0007]专利文献2:日本专利公开平成9-141660号公报
[0008]专利文献3:日本专利公开2011-116012号公报
实用新型内容
[0009](一)要解决的技术问题
[0010]本实用新型鉴于上述实际情况而完成，其目的在于提供一种轮胎硫化金属模具和使用其的轮胎制造方法，所述轮胎硫化金属模具防止由于咬橡胶导致的通风孔塞的功能不全，能够长时间维持排气性能。(二)技术方案
[0011]上述目的能够通过如下所述的本实用新型来实现。即，本实用新型的轮胎硫化金属模具具备成形面和通风孔塞，所述成形面与安置在型腔中的轮胎外表面接触，所述通风孔塞安装于在所述成形面上开口的排气孔中，在所述轮胎硫化金属模具中，所述通风孔塞具备在内部具有排气道的筒状阀壳和插入所述阀壳的阀杆，所述阀杆具有在所述阀壳的轴向上延伸的柱状主体部和设置在所述主体部顶端的头部，所述头部具有面向所述型腔的顶面和与所述阀壳的开口部内面相对的侧面，通过使填充物部分介于所述阀壳的开口部内面与所述阀杆的头部侧面之间，设置有粘着部和空隙部，所述粘着部将所述头部顶面从所述开口部顶面突出的所述阀杆固定在所述阀壳中，所述空隙部容许从所述型腔向所述排气道通气。[0012]在所述金属模具中，由于阀杆通过粘着部固定在阀壳中，因此，即使未硫化橡胶从侧方接近，阀杆也不会在阀壳内倾斜，排气道的入口不会扩大。尽管如此，通过填充物未介在的空隙部容许从型腔向排气道的通气。其结果，防止咬橡胶导致的通风孔塞的功能不全，能够长时间维持排气性能。此外，即使未硫化橡胶流入空隙部，通过形成粘着部的填充物阻止其继续流入，并且硫化成形结束后，流入橡胶附着在脱模的轮胎上而被去除，因此之后也可以进行通过空隙部的排气。
[0013]优选地，所述阀杆的头部形成为朝向所述型腔扩径的圆锥台状，所述阀壳的开口部内面以朝向所述型腔扩径的锥面形成。在该情况下，残留在成形的轮胎外表面上的流入橡胶形成为直径朝向外方变小的橡胶毛刺，因此轮胎外观品质的恶化被抑制。此外，按照阀杆相对于阀壳的轴向位置，阀壳的开口部内面与阀杆的头部侧面间的间隔变化，因此能够简便地设定具有所希望间隔的空隙部。
[0014]通过所述空隙部的间隔为0.1mm以上，虽然使未硫化橡胶变得容易流入空隙部，但能够相应地确保流入橡胶的厚度。其结果，防止流入橡胶在空隙部内破碎而残留，能够随着轮胎的脱模从空隙部圆滑地去除流入橡胶。并且，通过所述空隙部的间隔为0.3mm以下，防止附着在轮胎上的流入橡胶厚度变得过大，能够减轻轮胎外观品质的恶化。
[0015]在所述金属模具中，所述通风孔塞也可以具备将所述阀杆向所述型腔加力的加力元件。由于该金属模具中使用的通风孔塞也可以具备如上所述的加力元件，因此也可以利用具备阀壳和阀杆的现有的开闭式通风孔塞来构成。此外，如果是排气道通过加力元件对阀杆加力而开放的结构，则由于阀壳的开口部内面与阀杆的头部侧面之间变得容易夹入填充物，因此设置粘着部时的操作性优异。
[0016]所述粘着部的长度相对于所述阀壳的开口部内面的周长的比例优选为30?70%。通过该比例为30%以上，能够将阀杆比较坚固地固定在阀壳中，同时，容易通过填充物阻止未硫化橡胶流入空隙部的进行。此外，通过该比例为70%以下，确保空隙部的长度，促进从型腔向排气道通气，能够良好地维持排气性能。
[0017]所述阀杆的头部直径优选为3mm以下，由此能够抑制未硫化橡胶向空隙部的流入。即，在该直径大于3mm的情况下，沿阀杆头部外周的排气道的入口变长，呈现未硫化橡胶容易流入空隙部的倾向。另一方面，在维持排气性能上，所述阀杆的头部直径优选为Imm以上。
[0018]本实用新型的轮胎制造方法包含在上述轮胎硫化金属模具的型腔中安置未硫化轮胎，对该未硫化轮胎实施加热加压进行硫化的工序。根据该方法，防止如上所述的咬橡胶导致的通风孔塞的功能不全，提高排气性能，抑制发生残留空气，因此能够得到良好的轮胎外观。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为示意性表示本实用新型的轮胎硫化金属模具的一例的纵剖视图。
[0020]图2为用包含阀壳中心轴的平面截断的通风孔塞的剖视图。
[0021]图3为从轴向观察图2的阀壳的开口部的图。
[0022]图4为表示未硫化轮胎的外表面接近通风孔塞的样子的剖视图。
[0023]图5为表示未硫化轮胎的外表面接触成形面的样子的剖视图。[0024]图6为表示完成硫化成形的轮胎脱模的样子的剖视图。
【具体实施方式】
[0025]以下，参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。图1表示沿轮胎子午线剖面的轮胎硫化金属模具10的剖面，图2放大表示其主要部分。
[0026]如图1所示，轮胎硫化金属模具10具备与安置在型腔15中的轮胎T外表面接触的成形面I。为了将硫化成形时轮胎与成形面I之间多余的空气排出，在成形面I上设置有多个排气孔16，使金属模具10内部(型腔15)与外部间连通。如图2放大所示，在该成形面I上开口的排气孔16中安装有通风孔塞2。
[0027]作为成形面I的材料，例举铝材料。该铝材料的概念不仅包含纯铝类的材料,也包含铝合金，可以列举例如Al-Cu类、Al-Mg类、Al-Mg-Si类、Al-Zn-Mg类、Al-Mn类、Al-Si类。后述的阀壳3和阀杆4分别优选由不锈钢或S45C所代表的钢材构成，它们既可以是同种金属，也可以是不同种金属。
[0028]本实施方式的金属模具10具备胎面模部11、胎侧模部12、13和钢丝圈14，所述胎面模部11使轮胎的胎面部成形，所述胎侧模部12、13使轮胎的胎侧部成形，所述钢丝圈14嵌合轮胎的胎圈部。虽然省略了图示，但在胎面模部11的内面设置有凸状骨架部，其用于在轮胎的胎面上形成沟槽。在图1中绘制了在胎面模部11内面开口的一个排气孔16和在胎侧模部13内面开口的一个排气孔16，但实际上设置有多个在胎面模部11或胎侧模部
12、13的内面开口的排气孔16。
[0029]如图2所示，通风孔塞2具备在内部具有排气道21的筒状阀壳3和插入阀壳3的阀杆4。阀壳3嵌入圆形排气孔16中，相对于成形面I固定。阀壳3的开口部31的顶面31a面向型腔15。开口部31的顶面31a和头部42的顶面42a分别由平面形成。在阀壳3的下端部32上形成有通孔32a和内凸缘状的支撑部32b。
[0030]阀杆4具有在阀壳3的轴向上延伸的柱状主体部41和设置在主体部41顶端的头部42。头部42与主体部41 一体设置，使主体部41的型腔15侧的顶端向径向突出。此外，头部42具有面向型腔15的顶面42a和与阀壳3的开口部31的内面31b相对的侧面42b。在主体部41的下端形成比通孔32a直径大的限制器43，由此，阀杆4不会从阀壳3脱出。限制器43通过闭合切缝44而进行弹性变形，从而能够通过通孔32a。
[0031]排气道21形成在阀壳3的开口部31与阀杆4的头部42之间、阀壳3的主体与阀杆4的主体部41之间、通孔32a与主体部41之间。阀壳3的开口和阀杆4的头部42从轴向观察分别形成圆形，排气道21的入口以环状设置在开口部31的内面31b与头部42的侧面42b之间。但是，形成在开口部31与头部42之间的排气道21的一部分通过后述的填充物6闭塞。
[0032]如图2、图3所不，使填充物6部分地介于阀壳3的开口部31的内面31b与阀杆4的头部42的侧面42b之间，由此设置粘着部71和空隙部72，所述粘着部71将阀杆4固定在阀壳3中，所述空隙部72容许从型腔15向排气道21通气。阀杆4使头部42的顶面42a从开口部31的顶面31a突出。空隙部72使侧面42b从内面31b分开而设置，排气道21通过其与型腔15连通。因此，虽然粘着部71妨碍通气，但是可以通过空隙部72进行排气。
[0033]填充物6只要能够填充在开口部31的内面31b与头部42的侧面42b之间，并由此能够将阀杆4固定在阀壳3中，并没有特别限定。具体来说，作为填充物6，可以使用橡胶或树脂、金属、有机物等，但只要是橡胶或塑料、有机硅等弹性材料，由于容易在内面31b与侧面42b间夹入，因此使用性优异。填充物6只要不损害排气性能，不仅可以介于内面31b与侧面42b之间，也可以介于其里侧。例如，作为填充物6流入固化树脂来设置粘着部71时，即使存在该树脂流入内面31b的里侧的情况，只要排气性能不会受其损害即可。
[0034]在硫化成形时，如图4所示，即使沿成形面I流动的未硫化橡胶从侧方接近阀杆4，固定在阀壳3中的阀杆4也不会在阀壳3内倾斜，排气道21的入口不会扩大。伴随未硫化轮胎的外表面接近成形面的动作，型腔15内的空气通过排气孔16向金属模具10的外部排出。此时，通过空隙部72容许从型腔15向排气道21通气。其结果，防止咬橡胶导致的通风孔塞2的功能不全，能够长时间维持排气性能。
[0035]在未硫化轮胎的外表面接触成形面I的阶段，如图5所示，即使未硫化橡胶流入空隙部72，通过形成粘着部71的填充物6阻止其继续流入，能够防止流入空隙部72的流入橡胶FR到达里侧(例如到达加力元件5的位置)。然后，在完成硫化成形的轮胎脱模时，如图6所示，流入橡胶FR附着在轮胎T上而从空隙部72去除，因此之后也可以通过空隙部72进行排气。
[0036]由于通风孔塞2防止咬橡胶导致的功能不全，能够长时间维持排气性能，因此安装在设置于未硫化轮胎的外表面难以从法线方向接触的部位上的排气孔16中特别有效。作为该部位，可以列举例如相当于轮胎胎面接地端附近的所谓胎肩或胎侧的部位。
[0037]阀杆4使头部42的顶面42a从开口部31的顶面31a突出，并在该状态下固定在阀壳3中。在利用所谓弹簧放气7 U卜)构成的通风孔塞2中，该结构对通过填充物6设置粘着部71有用。此外，该结构对减少形成在轮胎表面上的凸部，抑制滚动阻力和噪声恶化也合适。以顶面31a为基准的顶面42a的突出量P设定为例如0.2?0.3_。开口部31的顶面31a相对于成形面I略微凹陷，但并不限定于此。
[0038]在本实施方式中，开口部31的顶面31a与头部42的顶面42a相互平行，但不限于此，也可以在顶面42a相对于顶面31a倾斜的状态下，将阀杆4固定在阀壳3中。在该情况下，如果顶面42a接触顶面31a或内面31b，则虽然部分地形成了空隙部72的间隔为零的部位，但由于该接触为点状，因此流入橡胶破碎的担心小，能够享有上述效果。
[0039]在本实施方式中，阀杆4的头部42形成为朝向型腔15扩径的圆锥台状，阀壳3的开口部31的内面31b以朝向型腔15扩径的锥面形成。根据该结构，附着在成形后的轮胎外表面上的流入橡胶FR形成为直径朝向外方变小的毛刺，因此，轮胎外观品质的恶化被抑制。此外，按照阀杆4相对于阀壳3的轴向位置，内面31b与侧面42b间的间隔变化，因此能够简便地设定具有所希望间隔的空隙部72。
[0040]空隙部72的间隔D7 (参照图4)优选设定为0.1?0.3mm,更优选设定为0.2?
0.3mmο如果间隔D7小于0.1mm,则虽然能够抑制少许未硫化橡胶向空隙部72的流入，但流入橡胶容易在空隙部72内破碎而残留，存在损害排气的危险。对此，如果间隔D7为0.1mm以上，则变得容易防止流入橡胶破碎，如果为0.2mm以上则更有效果。此外，通过将间隔D7设定为0.3mm以下来限制未硫化橡胶的流入量，抑制流入橡胶导致的轮胎外观的品质恶化。
[0041]从抑制流入橡胶在空隙部72内残留的观点出发，内面31b及侧面42b的一方或两方的算术平均粗糙度Ra优选为大于等于0.8 μ m且小于2.6 μ m，更优选为1.2?1.8 μ m。通过其大于等于0.8 μ m，流入空隙部72的橡胶的粘着性降低，在轮胎脱模时容易去除流入橡胶。此外，通过其小于2.6 μ m，流入空隙部72的橡胶的凹凸均匀化，抑制形成成为应力集中导致破碎的起点的橡胶的薄部分，能够减轻凹凸所导致的流入橡胶的去除阻力。算术平均粗糙度Ra由JIS B0601:2001所规定，其评价方式和步骤遵照JIS B0633:2001的规定。
[0042]从抑制与流入橡胶粘着的观点出发，优选对内面31b及侧面42b的一方或两方实施通过软氮化处理或气体软氮化处理、高频淬火等进行的表面处理。实施表面处理的部分优选具有显微维氏硬度为HmV350?650的范围内的表面硬度，更优选具有显微维氏硬度为HmV500以上的表面硬度。显微维氏硬度遵照JIS Z2244:2009的规定进行测定。
[0043]本实施方式的通风孔塞2具备将阀杆4向型腔15加力的加力元件5。但是，由于被粘着部71固定，因此阀杆4不会位移。加力元件5为环绕主体部41，且介于头部42与支撑部32b之间的螺旋弹簧，通风孔塞2利用所谓弹簧放气构成。即，如果未通过填充物6设置粘着部71，则其结构为，阀杆4作为开闭排气道21的阀芯起作用，通过加力元件5对阀杆4加力，排气道21开放，并且，通过侧面42b与内面31b接触，排气道21封闭。
[0044]如图3所示，内面31b在阀壳3的中心轴3A周围形成环状，且填充物6沿该圆周方向部分地(在本实施方式中为略半周)配置。在既良好地维持排气性能，又通过填充物6阻止流入空隙部72的未硫化橡胶继续流入的方面，沿内面31b的周长L31的粘着部71的长度L71相对于所述周长L31的比例L71/L31优选为30?70%，更优选为40?60%。观察用与阀壳3的轴向垂直相交的平面截断的剖面，例如在构成内面31b的锥面的轴向中央(图3的点划线的位置)上满足该关系。
[0045]根据本发明人的见解可知，排气道21的入口的圆周方向长度越长，呈现出未硫化橡胶越容易流入的倾向。加上该观点，如果也考虑未硫化橡胶的粘性等，则从轴向观察，形成圆形的头部42的直径D4优选为3_以下，由此，能够适度地抑制未硫化橡胶向空隙部72的流入。此外，在维持排气性能上，直径D4优选为Imm以上。
[0046]在上述实施方式中，示出了通过在圆周方向上连续延伸的填充物6设置一个粘着部71的例子，但也可以通过在圆周方向上间断地配置填充物来设置多个粘着部71。粘着部71的数量和大小没有特别限定，但从确保通过空隙部72的通气的观点出发，粘着部71优选设置在圆周方向的I?3个部位上。
[0047]使用所述金属模具10的轮胎制造方法包含在金属模具10的型腔15中安置未硫化轮胎，对该未硫化轮胎实施加热加压进行硫化的工序。轮胎通过称作气囊的橡胶袋膨胀而扩张变形，其外表面接触成形面I。在该过程中，轮胎与成形面I之间的空气通过通风孔塞2的排气道21排出至外部。此时，也可以通过吸引机对排气孔16内的空间进行吸引，提高排气性能。
[0048]上述的轮胎硫化金属模具除了如上所述构成排气孔和在其上安装的通风孔塞以夕卜，与通常的轮胎硫化金属模具同等，可以将任意公知的形状或材质、机构等采用到本实用新型中。
[0049]本实用新型不受上述实施方式的任何限定，可以在不脱离本实用新型主要内容的范围内进行各种改良变更。上述实施方式为具备胎面模部和一对胎侧模部的金属模具结构，但本实用新型并不限定于此，例如，也可以适用于在胎面模部的中央部分割成上下两部分的金属模具结构。此外，在上述实施方式中，加力元件为螺旋弹簧，但也可以取而代之利用碟形弹簧或板簧等。
[0050]附图标记说明
[0051]I成形面
[0052]2通风孔塞
[0053]3阀壳
[0054]4阀杆
[0055]5加力元件
[0056]6填充物
[0057]10轮胎硫化金属模具
[0058]15型腔
[0059]16排气孔
[0060]21排气道
[0061]31开口部
[0062]31a开口部顶面
[0063]31b开口部内面
[0064]41主体部
[0065]42头部
[0066]42a头部顶面
[0067]42b头部侧面
[0068]71粘着部
[0069]72空隙部
【权利要求】
1.一种轮胎硫化金属模具，其具备成形面和通风孔塞，所述成形面与安置在型腔中的轮胎外表面接触，所述通风孔塞安装于在所述成形面上开口的排气孔中，其特征在于， 所述通风孔塞具备在内部具有排气道的筒状阀壳和插入所述阀壳的阀杆， 所述阀杆具有在所述阀壳的轴向上延伸的柱状主体部和设置在所述主体部顶端的头部， 所述头部具有面向所述型腔的顶面和与所述阀壳的开口部内面相对的侧面， 通过使填充物部分介于所述阀壳的开口部内面与所述阀杆的头部侧面之间，设置有粘着部和空隙部，所述粘着部将所述头部顶面从所述开口部顶面突出的所述阀杆固定在所述阀壳中，所述空隙部容许从所述型腔向所述排气道通气。
2.根据权利要求1所述的轮胎硫化金属模具，其特征在于，所述阀杆的头部形成为朝向所述型腔扩径的圆锥台状，所述阀壳的开口部内面以朝向所述型腔扩径的锥面形成。
3.根据权利要求2所述的轮胎硫化金属模具，其特征在于，所述空隙部的间隔为0.1?0.3mmο
4.根据权利要求1所述的轮胎硫化金属模具，其特征在于，所述空隙部的间隔为0.1?0.3mmο
5.根据权利要求1?4中任一项所述的轮胎硫化金属模具，其特征在于，所述通风孔塞具备将所述阀杆向所述型腔加力的加力元件。
6.根据权利要求1?4中任一项所述的轮胎硫化金属模具，其特征在于，所述粘着部的长度相对于所述阀壳的开口部内面的周长的比例为30?70%。
7.根据权利要求5所述的轮胎硫化金属模具，其特征在于，所述粘着部的长度相对于所述阀壳的开口部内面的周长的比例为30?70%。
8.根据权利要求1?4中任一项所述的轮胎硫化金属模具，其特征在于，所述阀杆的头部直径为3mm以下。
9.根据权利要求5所述的轮胎硫化金属模具，其特征在于，所述阀杆的头部直径为3mm以下。
10.根据权利要求6所述的轮胎硫化金属模具，其特征在于，所述阀杆的头部直径为3mm以下。
11.根据权利要求7所述的轮胎硫化金属模具，其特征在于，所述阀杆的头部直径为3mm以下。
【文档编号】B29C35/02GK203765845SQ201420115505
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月13日 优先权日:2013年7月17日
【发明者】小原将明 申请人:东洋橡胶工业株式会社