轮胎硫化模具及轮胎的制造方法与流程

本发明涉及一种在与轮胎外表面相接的成型面的排气孔中装设有通风孔塞(ventplug)的轮胎硫化模具、以及使用该轮胎硫化模具的轮胎的制造方法。

背景技术：

在轮胎硫化模具中，在与轮胎外表面相接的成型面上设置许多排气孔，使得将轮胎与成型面之间的多余空气向外部排出。如专利文献1公开的那样，有时在排气孔中装设通风孔塞，由此来减少被称为溢料(spew)的橡胶突起的形成。另外，如专利文献2～5公开的那样，已知一种通风孔塞(弹簧通风孔(springvent))，其通过由弹簧对插入筒状壳体(housing)中的杆(stem)施力从而成为开状态，通过由轮胎的外表面对该杆进行推压从而成为闭状态。

在弹簧通风孔中，在对杆进行推压之前，从侧方流过来的未硫化橡胶会从壳体与杆的间隙流入内部，存在该壳体内的流入橡胶缠绕于弹簧即所谓的“咬胶”的问题。当发生咬胶时，则无法在对完成了硫化成型的轮胎进行脱模时将流入橡胶除去，而残留于壳体内的流入橡胶会妨碍弹簧的动作，因此会成为通风孔塞的工作不良的原因。基于这种情况，一直以来强烈希望提出能够抑制咬胶的发生的技术方案。

在专利文献2中记载了一种通风孔塞(弹簧通风孔)，其由凸面形成杆的顶面，并且将处于闭状态的杆的顶面配置于从成型面起略微下沉的位置。但是，在该通风孔塞中，由于以与该凸面对应的凹面为顶面的突起形成于轮胎的外表面，因此可能由于该形状的突起醒目而给轮胎的外观带来不协调的感觉。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：英国专利第922788号说明书

专利文献2：国际公开第2006/070411号

专利文献3：日本专利公开2015-009544号公报

专利文献4：日本专利公开2015-024501号公报

专利文献5：日本专利公开2015-051611号公报

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于，提供一种能够抑制咬胶的发生并能够确保轮胎的外观品质的轮胎硫化模具、使用该轮胎硫化模具的轮胎的制造方法。

(二)技术方案及有益效果

上述目的可以由如下所述的本发明实现。即，本发明的轮胎硫化模具，其具备与安置于模腔中的轮胎的外表面相接的成型面、以及在开口于所述成型面的排气孔中装设的通风孔塞，在所述轮胎硫化模具中，所述通风孔塞具备：在内部具有排气路的筒状的壳体；插入所述壳体中，成为使所述排气路开闭的阀体的杆；为使所述排气路开放而对所述杆朝向所述模腔施力的施力部件，所述杆具有：在所述壳体的轴向上延伸的柱状的主体部；通过与所述壳体的开口部的内表面相接来关闭所述排气路的头部，所述壳体的开口部的顶面和所述杆的头部的顶面分别由平面形成，所述壳体的开口部的顶面、和在所述排气路关闭状态下的所述杆的头部的顶面，都比所述成型面更靠近模腔相反侧配置。

在该模具中，由于壳体的开口部的顶面、和在关闭状态下的杆的头部的顶面，都比成型面更靠近模腔相反侧配置，因此从侧方流过来的未硫化橡胶，并不是容易从侧方而是容易从上方(模腔侧)与杆的头部接触。其结果是，能够减少流入橡胶，抑制咬胶的发生。此外，由于壳体的开口部的顶面和杆的头部的顶面分别由平面形成，因此形成于轮胎外表面的突起形成为不醒目的形状，有助于确保轮胎的外观品质。

优选地，在所述排气路关闭状态下的所述杆的头部的顶面与所述壳体的开口部的顶面配置于一个面。根据该结构，不会在形成于轮胎外表面的突起的顶面形成台阶、筋，因此能够更好地确保轮胎的外观品质。

优选地，在所述排气路开放状态下的所述杆的头部的顶面与所述成型面配置于一个面，或者比所述成型面更靠近模腔相反侧配置。根据该结构，由于使得从侧方流过来的未硫化橡胶更加切实地从上方(模腔侧)与杆的头部接触，因此能够有效地抑制咬胶的发生。

优选地，将所述排气孔的内周面与所述成型面相连的边缘部由弯曲面或者倾斜面形成。根据该结构，能够预防产生以形成于轮胎外表面的突起的根部为起点的裂纹，防止轮胎的外观品质的恶化。

优选地，所述壳体的开口部的顶面与所述排气孔的内周面和所述弯曲面或所述倾斜面的边界一致，或者比所述边界更靠近模腔相反侧配置。由此，形成于轮胎外表面的突起的侧面变得平滑而形成不醒目的形状，因此在确保轮胎的外观品质的方面是有益的。

本发明的轮胎的制造方法包含：向上述的轮胎硫化模具的模腔安置未硫化轮胎，并对该未硫化轮胎实施加热加压来进行硫化的工序。根据该方法，能够如上述那样抑制咬胶的发生，防止通风孔塞的工作不良，并且能够获得良好的轮胎外观。

附图说明

图1是概略性地表示本发明的轮胎硫化模具一例的纵截面图。

图2是表示通风孔塞处于开状态下的轮胎硫化模具的主要部位的截面图。

图3是表示通风孔塞处于闭状态下的轮胎硫化模具的主要部位的截面图。

图4中的(a)是表示另一实施方式中的轮胎硫化模具的主要部位的截面图，图4中的(b)是形成于轮胎外表面的突起的立体图。

图5中的(a)是表示又一实施方式中的轮胎硫化模具的主要部位的截面图，图5中的(b)是形成于轮胎外表面的突起的立体图。

附图标记说明

1-成型面；2-通风孔塞；3-壳体；4-杆；5-弹簧(施力部件的一例)；7-弯曲面；8-倾斜面；10-轮胎硫化模具；15-模腔；16-排气孔；21-排气路；31-开口部；41-主体部；42-头部。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1示出了轮胎硫化模具10的沿轮胎子午线截面的截面，图2、3放大表示了其主要部位。

如图1所示，轮胎硫化模具10具备与安置于模腔15中的轮胎t的外表面相接的成型面1。为了在硫化成型时将轮胎与成型面1之间的多余的空气排出，在成型面1上设置有使模具10的内部(模腔15)与外部连通的许多排气孔16。如图2放大表示的那样，在开口于该成型面1的排气孔16中装设有通风孔塞2。通风孔塞2构成为所谓的弹簧通风孔。

作为成型面1的原材料，可例示出铝材。该铝材不限于纯铝类的原材料，是包含铝合金的概念，例如可举出al-cu类、al-mg类、al-mg-si类、al-zn-mg类、al-mn类、al-si类。后述的壳体3和杆4分别优选由不锈钢、以s45c为代表的钢材制成，它们既可以是同种类的金属，也可以是不同种类的金属。

本实施方式的模具10具备：使轮胎胎面部成型的胎面模部11；使轮胎胎侧部成型的胎侧模部12、13；嵌合轮胎胎圈部的胎圈环14。虽然省略了图示，在胎面模部11的内表面设置有用于在轮胎胎面形成槽的凸状骨部。虽然在图1中描绘了开口于胎面模部11内表面的一个排气孔16、和开口于胎侧模部13内表面的一个排气孔16，但是实际上设置有在胎面模部11、胎侧模部12、13的内表面开口的许多排气孔16。

如图2所示，通风孔塞2具备：在内部具有排气路21的筒状的壳体3；插入壳体3中，成为使排气路21开闭的阀体的杆4；作为为使排气路21开放而对杆4朝向模腔15施力的施力部件的弹簧5。壳体3嵌入为圆孔的排气孔16中，相对于成型面1进行了固定。壳体3的开口部31具有面向模腔15的顶面31a。在壳体3的下端部32形成有贯通孔32a及内凸缘状的支承部32b。

杆4具有：在壳体3的轴向上延伸的柱状的主体部41；通过与壳体3的开口部31的内表面31b相接来关闭排气路21的头部42。主体部41插入弹簧5中，在其下端设置有直径大于贯通孔32a的止挡部43。止挡部43以关闭缝隙(slit)44的方式发生弹性变形，从而可以通过贯通孔32a。头部42与主体部41的上端一体地连结。在头部42形成有面向模腔15的顶面42a、以及与开口部31的内表面31b相对的侧面42b。

弹簧5以围绕主体部41的方式配置，夹设在头部42与支承部32b之间，对杆4施力。虽然在本实施方式中，作为施力部件，使用线圈状的弹簧，但是并不限定于此，例如也可以利用碟簧、板簧等。

图2所示的通风孔塞2处于排气路21开放的状态(以下称为“开状态”)。在通风孔塞2处于开状态的期间，伴随着轮胎的外表面与成型面1接近的动作，模腔15内的空气经由排气路21向模具10的外部排出。当轮胎的外表面推压杆4时，则如图3那样，头部42与壳体3的开口部31的内表面31b相接，将排气路21关闭。图3所示的通风孔塞2处于排气路21关闭的状态(以下称为“闭状态”)。

如图2、3那样，壳体3的开口部31的顶面31a、和杆4的头部42的顶面42a分别由平面形成。另外，壳体3的开口部31的顶面31a、和在排气路21关闭状态下的杆4的头部42的顶面42a，都比成型面1更靠近模腔相反侧(图2、3的下侧)配置。因此，从侧方流过来的未硫化橡胶，并不是容易从侧方而是容易从模腔15侧(图2、3的上侧)与头部42接触，能够减少流入橡胶，抑制咬胶的发生。而且，形成于轮胎外表面的突起形成为不醒目的形状，因此有助于确保外观品质。

另外，如上所述，顶面31a和在闭状态下的顶面42a，比成型面1更靠近模腔相反侧配置，因此在轮胎的外表面与成型面1相接的阶段，尚有推压杆4的余地。即，通过将与成型面1相接的轮胎的外表面进一步压入模腔相反侧，会完全地推压杆4而成为闭状态。因此，与以往的轮胎硫化模具相比，能够获得更长期的排出空气的效果，减少残留空气，从而有助于提高轮胎的外观品质。

壳体3的埋设深度d是以沿着成型面1的法线方向(图3的上下方向)从成型面1到壳体3的开口部31的顶面31a为止的距离进行测定的。埋设深度d例如设定为0.1mm以上，但是从提高咬胶的抑制效果方面考虑，优选为0.3mm以上。另外，为了避免突起给轮胎的外观带来不协调的感觉，优选埋设深度d为1mm以下。从抑制产生以突起的根部为起点的裂纹方面考虑，优选将埋设深度d设为0.8mm以下，更加优选为0.6mm以下。

在本实施方式中，如图3那样，在排气路21关闭状态下的杆4的头部42的顶面42a与壳体3的开口部31的顶面31a配置于一个面。即，在闭状态下，顶面42a与顶面31a配置在同一平面上。另外，在闭状态下，杆4的头部42和壳体3的开口部31形成锥状的接触区域，该接触区域的外缘6设定在开口部31的顶面31a上。根据该结构，不会在形成于轮胎外表面的突起的顶面形成台阶、筋，因此能够更好地确保轮胎的外观品质。

在本实施方式中，如图2那样，在排气路21开放状态下的杆4的头部42的顶面42a，比成型面1更靠近模腔相反侧配置。由此，使得从侧方流过来的未硫化橡胶不会与头部42横向接触，而是更加切实地从模腔15侧与杆4的头部42接触，能够有效地抑制咬胶的发生。虽然通过在开状态下的顶面42a与成型面1配置于一个面也能够获得同样的效果，但是上述这样的向模腔相反侧的配置方式对于咬胶的抑制效果方面更加优异。

在该模具10中，开口部31的顶面31a、和在闭状态下的头部42的顶面42a，比成型面1更靠近模腔相反侧配置，因此在成型面1上形成如图3描绘的那样的凹陷。虽然在硫化成型后的轮胎的外表面上，会由在该凹陷中填充的橡胶形成突起，但是由于突起形成为比较不醒目的形状，因此能够确保轮胎的外观品质。

但是，虽然也受到橡胶的配方的影响，但若由于行驶时的变形反复作用而在突起发生应力集中，则有可能产生以该突起的根部为起点的微细的裂纹，存在因该裂纹而损害轮胎的外观品质的情况。尤其是在胎侧面那样的轮胎的非接地面上形成的突起，不会随着行驶而消失，因此存在产生裂纹的可能性。根据这种情况，优选在本发明的轮胎硫化模具中具备能够预防产生以突起的根部为起点的裂纹的结构。

图4中的(a)示出了将排气孔16的内周面与成型面1相连的边缘部由弯曲面7形成的例子。弯曲面7相对于排气孔16的内周面和成型面1双方顺滑地相连。弯曲面7的曲率半径r例如是0.2～1.0mm(r0.2～r1.0)。根据该结构，如图4中的(b)那样，在轮胎的外表面形成根部弯曲的形状的突起70，能够缓和对该突起70的根部的应力集中，因此能够预防裂纹的产生，防止轮胎的外观品质的恶化。

在此情况下，优选壳体3的开口部31的顶面31a与排气孔16的内周面和弯曲面7的边界7b一致，或者比边界7b更靠近模腔相反侧配置，若从中做一选择的话，优选为前者。由此，形成于轮胎外表面的突起的侧面变得平滑而形成不醒目的形状，因此对于确保轮胎的外观品质的方面是有益的。图4中的(a)示出了顶面31a与边界7b一致的例子。边界7b也是排气孔16的直径尺寸不发生变化的部分和发生变化的部分的边界。

图5中的(a)示出了将排气孔16的内周面与成型面1相连的边缘部由倾斜面8形成的例子。倾斜面8相对于排气孔16的内周面和成型面1双方倾斜。倾斜面8例如以与c0.2～c1.0的c倒角相当的大小形成。根据该结构，如图5中的(b)那样，在轮胎的外表面形成根部倾斜的形状的突起80，能够缓和对该突起80的根部的应力集中，因此能够预防裂纹的产生，防止轮胎的外观品质的恶化。

在此情况下，也优选壳体3的开口部31的顶面31a与排气孔16的内周面和倾斜面8的边界8b一致，或者比边界8b更靠近模腔相反侧配置，若从中做一选择的话，优选为前者。由此，形成于轮胎外表面的突起的侧面变得平滑而形成不醒目的形状，因此对于确保轮胎的外观品质的方面是有益的。图5中的(a)示出了顶面31a与边界8b一致的例子。边界8b也是排气孔16的直径尺寸不发生变化的部分和发生变化的部分的边界。

使用该模具10的轮胎的制造方法包含：向模具10的模腔15安置未硫化轮胎，并对该未硫化轮胎实施加热加压来进行硫化的工序。轮胎通过被称为气囊的橡胶袋的膨胀而扩张变形，其外表面压接于成型面1。在该过程中，轮胎与成型面1之间的空气经过通风孔塞2的排气路21向外部排出。此时，也可以利用吸引机对排气孔16内的空间进行吸引，提高排气性能。

上述的轮胎硫化模具除了使通风孔塞的周边构造如上述所述构成以外，其他与通常的轮胎硫化模具是同等的，以往公知的形状、材质、机构等都可以在本发明中采用。

本发明不受上述实施方式的任何限定，在不脱离本发明宗旨的范围内可以进行各种改良变更。在上述实施方式中，是具备胎面模部和一对胎侧模部的模具构造，但是本发明并不限定于此，例如也可以适用于在胎面模部的中央部分为上下两部分的模具构造。

(实施例)

为了具体地表示本发明的结构和效果，实施轮胎的硫化成型来确认缺失(bare)、裂纹及表面凹凸的发生状况。

缺失的发生状况

基于多个参评者(paneler)的感官评价，对硫化成型后的轮胎的外表面确认被称为缺失的橡胶缺损，将外观品质达不到容许等级的情况评价为“×”，将确认到若干的缺失而外观品质达到容许等级的情况评价为“△”，将未确认到缺失而外观品质没有问题的情况评价为“○”。在由于咬胶引起通风孔塞工作不良的情况下，会由于残留空气而形成缺失，因此该缺失的发生状况可以成为咬胶的抑制效果的指标。

裂纹的产生状况

对硫化成型后的轮胎上负荷规格载荷及规格气压，进行在臭氧浓度0.03ppm下、在滚筒上行驶30000km的台架试验。对于该试验后的轮胎，将在形成于轮胎外表面的突起的根部产生了微细裂纹的情况评价为“×”，将确认产生了成为微细裂纹征兆的皱纹的情况评价为“△”，将既未确认到微细裂纹也未确认到皱纹的情况评价为“○”。

表面凹凸的状况

基于10位参评者的感官评价，对于硫化成型后的轮胎的外表面的凹凸(起因于突起的凹凸)，将具有明确的不协调感觉的情况评价为“×”，将如果被指出则有不协调感觉的情况评价为“△”，将不介意凹凸的情况评价为“○”。

除了表1示出的规格以外，各例的结构是共通的，在所有例子中都使用了如图2那样在闭状态下的杆的头部的顶面与壳体的开口部的顶面配置于一个面的弹簧通风孔。另外，在实施例1～4中分别采用了将在闭状态下的杆的头部的顶面比成型面更靠近模腔相反侧配置的结构。将评价结果示出于表1。

(表1)

如表1所示，在实施例1～4中，与比较例1、2相比，缺失的发生减少，可评价为咬胶的发生得到了抑制。另外，在实施例1中，虽然在突起的根部确认到微细裂纹，但是在对边缘部的形状进行了改变的实施例2～4中该问题得到了改善。