轮胎硫化成型模具的制作方法

技术领域

本发明涉及一种轮胎硫化成型模具。

背景技术：

存在一种轮胎硫化成型模具，其用于充气轮胎的硫化成型，其内面侧形成有在轮胎周向、轮胎径向上延伸的从成型面凹陷的凹槽，该凹槽处设置有将模具内部与模具外部连通的塞安装孔，通风孔塞(Vent plug)与塞安装孔嵌合。通风孔塞用于将模具内部的空气向模具外部排出，凹槽用于使模具内部的空气流向通风孔塞。

关于通风孔塞，存在仅由筒状部件组成，并且其内径侧的空间为通气孔的类型。若使用仅由筒状部件组成的通风孔塞进行硫化成型，则模具内部的空气通过通风孔塞的通气孔向模具外部排出后，橡胶会侵入通气孔内。其结果是，在硫化成型后的轮胎表面上形成有由侵入通气孔的橡胶形成的不必要的突起(溢料(spew))。若如上所述在该凹槽处设置该通风孔塞，则在轮胎表面上，在侵入凹槽的橡胶形成的凸部之上溢料会突出得很高，造成外观上的等问题。

然而，作为用于防止发生溢料的一般手段，有时使用通风孔塞，该通风孔塞具备：为筒状且在内径侧具有从模具内部向模具外部的通气孔的筒状壳体、以及插入壳体的内径侧并用于开关通气孔的阀杆(stem)(例如参照日本专利公开2015-16609号公报、国际公开第2006/070411号)。将该通风孔塞称为弹簧排气件(Spring vent)。该弹簧排气件中，阀杆通过弹性部件向模具内侧施力，打开壳体与阀杆的间隙，使通气孔成为打开状态。然而硫化成型时若橡胶到达通风孔塞并从模具内侧推压阀杆，则壳体与阀杆的间隙关闭，使通气孔成为关闭状态。因此橡胶不易流入通气孔，不易发生溢料。

因此，一直以来，使用如图10所示在凹槽222处设置有弹簧排气件230的轮胎硫化成型模具。在该轮胎硫化成型模具中，以使壳体240的模具内侧端面242与成型面218为同一面的方式设置弹簧排气件230。

此外，专利公开2015-16609号公报中提出了如下方案：壳体的中心线相对成型面倾斜设置，壳体设定在比成型面更靠模具外侧。另外国际公开第2006/070411号中提出了如下方案：在通气孔关闭的状态下，阀杆设定在比成型面更靠模具外侧。

技术实现要素：

然而，以往如图10所示，壳体240的模具内侧端面242与成型面218为同一面，因此从凹槽222向弹簧排气件230的通气孔232的空气流动被壳体240所阻碍。因此，模具内部有空气残留，这会导致缺失(bare)(由于模具内部残留有空气而产生的、轮胎表面的局部缺损)的发生。

此外，若通风孔塞仅由筒状部件组成，则通过削除通风孔塞向凹槽内突出的部分，便能够确保从凹槽的向通风孔塞的通气孔的空气流动。然而在通风孔塞为弹簧排气件230的情况下，若削除弹簧排气件230的向凹槽222内突出的部分，则会削除用于关闭通气孔232的壳体240与阀杆250的接触面244、253。这样，通气孔232会无法关闭。因此削除弹簧排气件230无法确保从凹槽222向通气孔232的空气流动。

本发明是鉴于以上实际情况而完成的，其技术问题在于，提供一种轮胎硫化成型模具，其设置有从成型面凹陷的凹槽，且在凹槽处设置有弹簧排气件，该轮胎硫化成型模具不会阻碍从凹槽向弹簧排气件的通气孔的空气流动。

实施方式的轮胎硫化成型模具的特征在于，其具备：使轮胎表面成型的成型面、从所述成型面凹陷的凹槽、设置于所述凹槽处的将模具内部与模具外部连通的塞安装孔、以及与所述塞安装孔嵌合的通风孔塞，所述通风孔塞具备：为筒状且在内径侧具有从所述凹槽内部向模具外部的通气孔的壳体，以及插入所述壳体的内径侧并用于开关所述通气孔的阀杆，在所述轮胎硫化成型模具中，所述壳体的模具内侧的端面处于比所述成型面更靠模具外侧。

在本实施方式的轮胎硫化成型模具中，由于壳体的模具内侧的端面处于比成型面更靠模具外侧，因此从凹槽向弹簧排气件的通气孔的空气流动不会受阻碍。

附图说明

图1是实施方式的轮胎硫化成型模具10的轴向截面图。

图2是从图1的箭头E方向观察侧板14的成型面18的一部分的图。

图3是弹簧排气件30的轴向截面图。

图4是图2中的A-A的截面图。

图5是图2中的B-B的截面图。

图6是图2中的C-C和D-D的截面图。

图7是0.4×M＝L时的壳体40的模具内侧端面42附近的壳体轴向的截面图。

图8是1.2×M＝L时的壳体40的模具内侧端面42附近的壳体轴向的截面图。

图9是从模具内侧观察侧板14的凹部114的图。

图10中的(a)是从模具内侧观察现有的轮胎硫化成型模具的弹簧排气件230附近的图。图10中的(b)是(a)中的I-I的截面图。

具体实施方式

基于附图对本实施方式进行说明。此外，附图为了方便说明会存在夸张描写的情况。

图1表示本实施方式的轮胎硫化成型模具10。轮胎硫化成型模具10具备：在外周上排列的多个扇形体12、在多个扇形体12所形成的圆周的轴向两侧设置的一对侧板14、以及未图示的一对钢圈(bead ring)。侧板14若从轮胎内侧观察则呈宽度较宽的环状。在硫化成型时如图中虚线所示，轮胎硫化成型模具10内安置有未硫化轮胎11。扇形体12、侧板14以及钢圈是使充气轮胎成型的成型部件，它们的模具内侧的面为使轮胎表面成型的成型面18。多个扇形体12主要用于使充气轮胎的胎面部成型，一对侧板14用于使充气轮胎的胎侧部成型，一对钢圈用于使充气轮胎的胎圈部成型。扇形体12的材料并不受限，可例如为铝或铝合金(例如Al-Cu类、Al-Mg类、Al-M类、Al-Si类的合金)。另外，侧板14和钢圈的材料并不受限，可例如为一般结构用的轧制钢材(例如SS400)等钢材。侧板14的材料和钢圈的材料可以相同也可以不同。

如图2所示，在成型部件的例如侧板14的模具内侧，设置有从成型面18凹陷的多条凹槽。凹槽通常设置在硫化成型时到最后容易残留空气的地方。对于凹槽，存在有在侧板14的周向上延伸的周向凹槽22a、以及在侧板14的径向上延伸到径向凹槽22b。在此，侧板14的周向与在轮胎硫化成型模具10中硫化成型的充气轮胎的轮胎周向一致，侧板14的径向与在轮胎硫化成型模具10中硫化成型的充气轮胎的轮胎径向一致。此外，图2中周向凹槽22a及径向凹槽22b分别只画出一条，但也可以都为两条以上。周向凹槽22a与径向凹槽22b交叉。凹槽的宽度J例如为0.3mm以上1.0mm以下。另外，凹槽的深度例如为0.3mm以上1.0mm以下。

在凹槽处设置有塞安装孔20。塞安装孔20是截面为圆形且从模具内侧向模具外侧延伸的孔。如图1中虚线所例示，塞安装孔20在侧板14的成型面18及模具外侧的面上开口。因此，通过塞安装孔20将模具内部与模具外部连通。设置有塞安装孔20的位置例如如图2所示，是周向凹槽22a与径向凹槽22b的十字交叉处F；周向凹槽22a、径向凹槽22b的终端处G；周向凹槽22a、径向凹槽22b的延长方向的中途处H；未图示的周向凹槽22a与径向凹槽22b的T字交叉处等。“凹槽处设置有塞安装孔20”是指，以使这样的凹槽的宽度方向的至少一部分与塞安装孔20的至少一部分重叠的方式设置。但是如图所示，塞安装孔20优选以与凹槽的宽度方向整体重叠的方式(换言之，塞安装孔20分割凹槽的槽底面)设置。

这些塞安装孔20中嵌合有作为通风孔塞的一种的弹簧排气件30。如图3所示，弹簧排气件30具备：为筒状且在内径侧具有通气孔32的壳体40、以及插入壳体40的内径侧并用于开关通气孔32的阀杆50。此外，在图3中，上侧为模具内侧，下侧为模具外侧。壳体40的外径比塞安装孔20的内径稍大一些，因此弹簧排气件30可以与塞安装孔20嵌合。

壳体40的通气孔32与塞安装孔20在相同方向上延伸，将模具内部与模具外部连通。壳体40的内径面即形成有通气孔32的面中，从壳体40的模具内侧端面42向壳体40的深度方向(即向模具外侧)连续的面，形成为趋向模具外侧半径逐渐变小的锥面。该锥面为在通气孔32关闭时与阀杆50接触的接触面44。另外，壳体40的内径面中，从接触面44向模具外侧连续的面(作为中间内径面45)的直径一定。进一步地，在壳体40的模具外侧的端部附近，设置有内径比中间内径面45更小的小径部46。壳体40的直径并不受限，例如为1.6mm以上4.0mm以下。

阀杆50具备：具备其模具内侧端面52的头部54、从头部54向模具外侧连续的第一躯干部56、从第一躯干部56进一步向模具外侧连续的第二躯干部57、以及从第二躯干部57连续的前端部58。头部54的外径面53形成为趋向模具外侧半径逐渐变小的锥面。该外径面53是在通气孔32关闭时与壳体40的接触面44接触的面。

第一躯干部56及第二躯干部57的外径比壳体40的中间内径面45的内径更小，第一躯干部56及第二躯干部57的外径面与壳体40的中间内径面45之间存在间隙。另外，第二躯干部57的外径比第一躯干部56更小，其一部分位于壳体40的小径部46的内径侧。第二躯干部57与小径部46之间，设置有未图示的通气部。由于这样的结构，进入阀杆50的头部54的外径面53与壳体40的接触面44之间的空气，可以通过第一躯干部56及第二躯干部57的外径面与中间内径面45之间，进一步通过第二躯干部57与小径部46之间的通气部，通过弹簧排气件30向模具外侧排出。

阀杆50的前端部58的外径在其外径一侧顶点59处比壳体40的小径部46更大。而且，由于前端部58比壳体40的小径部46更靠模具外侧，因此，无法向比小径部46更靠模具内侧行进。由此使得阀杆50不会从壳体40向模具内侧脱落。

在壳体40的小径部46与阀杆50的第一躯干部56之间，设置有作为弹簧排气件30一部分的弹簧34(也可以设置其他弹性部件来代替弹簧34)。弹簧34向模具内侧对阀杆50施力。因此，在平时，阀杆50的头部54的模具内侧端面52比壳体40的模具内侧端面42更向模具内侧突出，壳体40的接触面44与阀杆50的头部54的外径面53之间存在间隙，通气孔32处于开放状态。在通气孔32处于开放状态下，模具内部的空气通过通气孔32向模具外部排出。

另一方面，若阀杆50抵抗弹簧34的作用力而向模具外侧推压，则壳体40的接触面44与阀杆50的头部54的外径面53接触而关闭他们之间的间隙，使通气孔32成为关闭状态。这样，模具内部的空气就无法向模具外部排出。

此外，壳体40及阀杆50的材料并不受限，可以使用例如一般结构用的轧制钢材(例如SS400)等钢材、铜等。壳体40的材料与阀杆50的材料可以相同也可以不同。

如图4～图6所示，壳体40的模具内侧端面42处于比成型面18更靠模具外侧，靠近凹槽的槽底24。因此，未硫化轮胎的表面与成型面18相接的状态下，未硫化轮胎的表面与壳体40的模具内侧端面42之间存在间隙，空气能够通过该间隙。壳体40的模具内侧端面42从成型面18起的深度L与所述凹槽的深度M的关系优选为0.4×M≤L≤1.2×M(参照图7、图8)。图7示出了0.4×M＝L时凹槽的槽底24与壳体40的模具内侧端面42之间的关系，图8示出了1.2×M＝L时凹槽的槽底24与壳体40的模具内侧端面42之间的关系。另外，图4、图5中，壳体40的模具内侧端面42从成型面18起的深度L与所述凹槽的深度M一致。

在使用设置有弹簧排气件30的轮胎硫化成型模具10进行充气轮胎的硫化成型时，在轮胎硫化成型模具10的内部安置未硫化轮胎，侧板14等成型部件保持在硫化成型温度。然后，配置在安置好的未硫化轮胎内侧的未图示的胶囊膨胀，将未硫化轮胎的表面推抵至成型面18。这样，残留在轮胎硫化成型模具10内部的空气，被挤向凹槽内，在凹槽内朝向弹簧排气件30的方向流动。

在此，如上所述，由于空气能够通过未硫化轮胎的表面与壳体40的模具内侧端面42之间的间隙，因此到达弹簧排气件30周边的空气通过该间隙，从弹簧排气件30向模具外部排出。若未硫化轮胎的橡胶向弹簧排气件30流动而将阀杆50向模具外侧推压，则通气孔32成为关闭状态，制止空气向模具外部的排出。

这样，在本实施方式的轮胎硫化成型模具10中，由于壳体40的模具内侧端面42处于比成型面18更靠模具外侧，因此不会阻碍从凹槽向通气孔32的空气流动。因此，在轮胎表面不易发生缺失。

在此，壳体40的模具内侧端面42从成型面18起的深度L若为凹槽的深度M的0.4倍以上，则可充分确保未硫化轮胎的表面与壳体40的模具内侧端面42之间的间隙，空气容易从凹槽通向通气孔32。另外，壳体40的模具内侧端面42从成型面18起的深度L若为凹槽的深度M的1.2倍以下，则即使橡胶侵入了从凹槽的槽底24到壳体40的模具内侧端面42的部分，也不会由此在轮胎表面形成对外观品质造成影响的程度的突起。

另外，周向凹槽22a与径向凹槽22b交叉处容易聚集在凹槽内流动来的空气，但由于该处如上所述般设置有弹簧排气件30，大部分空气会流畅地向模具外部排出。

对于上述实施方式，在不脱离发明主旨的范围内可以进行各种变更、置换、省略等。例如，轮胎表面上形成文字、记号等凸部，可在成型部件上设置有用于在轮胎表面形成该凸部的凹部。但是，该凹部在硫化成型时容易残留空气。因此也可以在该凹部设置与上述实施方式相同的凹槽，在该凹槽处设置与上述相同的弹簧排气件30。

图9示出了用于在轮胎侧部上形成表示文字、记号等的凸部的、设置于侧板14的凹部114。在凹部114设置有绕其底面115的角部一周的凹槽122a。由于底面115的角部难以形成塞安装孔，因此设置有从凹槽122a连续向底面115中央侧延伸的诱导凹槽122b，在诱导凹槽122b的端部处设置有弹簧排气件30。该弹簧排气件30以其壳体的模具内侧端面位于比成型面更靠模具外侧的方式设置。由此，能够将空气从容易残留空气的凹部114的角部向模具外侧排出。

使用表1的比较例及实施例的轮胎硫化成型模具进行充气轮胎的硫化成型，并确认有无缺失。任一轮胎硫化成型模具都设置有与上述实施方式相同的凹槽，在该凹槽处设置有弹簧排气件。在比较例1中，与图10相同地，弹簧排气件的壳体的模具内侧端面与成型面一致。在实施例1中，壳体的模具内侧端面从成型面起的深度为凹槽的深度的一半。在实施例2中，与图4、图5相同地，壳体的模具内侧端面从成型面起的深度与凹槽的深度一致。

结果如表1所示，相对于比较例1中发生了缺失，实施例1及实施例2中没有发生缺失。因此可以确认，使用比较例1的轮胎硫化成型模具进行硫化成型时其内部有空气残留，使用实施例1、2的轮胎硫化成型模具进行硫化成型时其内部没有空气残留。

(表1)