JP2011148235A - タイヤ成形用金型及び空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】３次元構造のサイプを有するタイヤにおいて氷上性能を維持すると共に操縦安定性を向上するようにしたタイヤ成形用金型及び空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部に複数のブロック４を区画し、このブロック４に複数本のサイプ５を設けた空気入りタイヤを成形するためのタイヤ成形用金型において、サイプ５を形成するサイプブレード１を金型内面に配置し、サイプ５がブロック４内部でタイヤ径方向の少なくとも１箇所でサイプ厚さ方向に屈曲してサイプ幅方向に連なる屈曲部６を形成するようにサイプブレード１を屈曲させると共に、サイプ５の屈曲部６に対応するサイプブレード１の屈曲線２上の少なくとも１箇所に穴３または凹部３’を設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、タイヤ成形用金型及び空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、氷上性能を維持すると共に操縦安定性を向上するようにしたタイヤ成形用金型及び空気入りタイヤに関する。

氷雪路用の空気入りタイヤは、トレッド面に多数のサイプを設け、このサイプによる吸水効果やエッジ効果によって氷上性能を向上している。一方で、サイプ数が増加するとブロック剛性が低下し、ブロックが倒れ込むようになるため、吸水効果やエッジ効果が充分に得られず、更に、接地性が悪化して操縦安定性が悪くなるという問題があった。そのため、ブロック剛性を確保しブロックの倒れ込みを抑制するために、サイプをタイヤ径方向にも屈曲する３次元構造にすることが為されている（例えば、特許文献１参照。）。

このような３次元構造のサイプは、屈曲の頂点付近で隣り合うサイプの内壁同士が接触し、倒れ込みを抑制するようにしているものの、サイプの内壁同士が接触するためサイプの溝容積が減少して吸水性が低下するという問題があった。

また、屈曲をより大きくすることで倒れ込み抑制の優れた効果を得ることが出来るものの、屈曲が大きいと加硫の際に屈曲部にエア溜まりが発生し加硫故障の原因になり、更に、大きく屈曲したサイプを成形するための金型自体の加工精度がよくないため、所期の性能が充分に得られないという問題があった。

特開２００８−４９９７１号公報

本発明の目的は、上述する問題点を解決するもので、３次元構造のサイプを有するタイヤにおいて氷上性能を維持すると共に操縦安定性を向上するようにしたタイヤ成形用金型及び空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明のタイヤ成形用金型は、トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の縦溝とタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝とを設け、これら縦溝と横溝によって複数のブロックを区画し、該ブロックに複数本のサイプを設けた空気入りタイヤを成形するためのタイヤ成形用金型において、前記サイプを形成するサイプブレードを金型内面に配置し、前記サイプがブロック内部でタイヤ径方向の少なくとも１箇所でサイプ厚さ方向に屈曲してサイプ幅方向に連なる屈曲部を形成するように前記サイプブレードを屈曲させると共に、前記サイプの屈曲部に対応する前記サイプブレードの屈曲線上の少なくとも１箇所に穴または凹部を設けたことを特徴とする。

また、上述する構成において、更に、以下（１）〜（４）に記載するように構成することが好ましい。

（１）前記穴または凹部を前記サイプブレードの深さ方向及び幅方向と直交する方向から見たときの形状が前記サイプブレードの深さ方向に長い形状であるようにする。
（２）前記穴または凹部を前記サイプブレードの深さ方向及び幅方向と直交する方向から見たときの形状が多角形であり、該多角形の１つの頂点が他の頂点よりもタイヤ中心側に位置するようにする。
（３）前記穴または凹部を前記サイプブレードの深さ方向及び幅方向と直交する方向から見たときの形状が前記サイプブレードの屈曲線に沿う方向に長い形状であるようにする。
（４）前記サイプブレードの屈曲線を挟んだ一対の傾斜面の狭角側に、これら一対の傾斜面の両方に跨る支持部を付設する。

また、上述の構成のタイヤ成形用金型で製造した空気入りタイヤは、前記サイプがブロック内部でタイヤ径方向の少なくとも１箇所でサイプ厚さ方向に屈曲してサイプ幅方向に連なる屈曲部を形成すると共に、該屈曲部に前記穴または凹部に対応する突起を形成することが好ましい。

本発明によれば、トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の縦溝とタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝とを設け、これら縦溝と横溝によって複数のブロックを区画し、該ブロックに複数本のサイプを設けた空気入りタイヤを成形するためのタイヤ成形用金型において、前記サイプを形成するサイプブレードを金型内面に配置し、前記サイプがブロック内部でタイヤ径方向の少なくとも１箇所でサイプ厚さ方向に屈曲してサイプ幅方向に連なる屈曲部を形成するように前記サイプブレードを屈曲させると共に、前記サイプブレードの屈曲線上の少なくとも１箇所に穴または凹部を設けたので、サイプブレードの屈曲部分が曲げ易くなるため加工性が向上し、サイプのエッジをよりシャープにすることが出来、更に、加硫時には穴または凹部からエアが抜けるので屈曲部分の先端にエアが溜まることを抑制することが出来、加硫故障を減少することが出来る。また、このタイヤ成形用金型によって成形されたタイヤにおいて、金型の穴または凹部に相当する部分に突起が形成されるため、この突起がブロックが倒れ込んだ際に支えになってサイプの潰れが防止でき、サイプの溝容積が維持でき、吸水性を維持することが出来る。

本発明のタイヤ成形用金型の一例を示す断面図である。 本発明の実施形態からなるタイヤ成形用金型のサイプブレードの斜視図である。 図１のタイヤ成形用金型を用いて成形した空気入りタイヤのブロックを一部を切断して示す模式図である。 （ａ）は、本発明の他の実施形態からなるタイヤ成形用金型のサイプブレードの斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の凹部を含む縦方向断面図である。 図４のタイヤ成形用金型を用いて成形した空気入りタイヤのブロックの一部を切断して示す模式図である。 本発明の更に他の実施形態からなるタイヤ成形用金型のサイプブレードの側面図及び正面図である。 本発明の更に他の実施形態からなるタイヤ成形用金型のサイプブレードの側面図及び正面図である。 本発明の更に他の実施形態からなるタイヤ成形用金型のサイプブレードの側面図及び正面図である。 本発明の更に他の実施形態からなるタイヤ成形用金型のサイプブレードの斜視図である。 本発明のタイヤ成形用金型を用いて成形した空気入りタイヤのブロックの他の例を一部を切断して示す模式図である。 （ａ）〜（ｃ）は従来のタイヤ成形用金型のサイプブレードの例を示す断面図であり、（ａ）は穴または凹部を有さない例、（ｂ）は屈曲線よりもタイヤ表面側に穴または凹部を有する例、（ｃ）は屈曲線よりもタイヤ中心側に穴または凹部を有する例である。

図１は、本発明のタイヤ成形用金型の一例を示す。タイヤ成形用金型１０は、タイヤＴのトレッド部を成形するセクター１１と、タイヤＴのサイド部を成形する上下のサイドプレート１２，１３と、ビード部を成形する上下のビードリング１４，１５とで構成され、この金型１０内で、点線で示すようにタイヤＴが成形される。また、セクター１１の内面には、トレッド面の溝を成形するための凸部１１ａや、陸部を成形するための溝１１ｂが設けられている。そして、金型１０の内面、即ち、陸部を成形するための溝１１ｂの底にサイプブレード１が設けられている。

図２は本発明のタイヤ加硫用金型のサイプブレードを拡大して示す斜視図であり、図３はこのタイヤ加硫用金型により成形されたブロックの一部を切断して示す模式図である。図２に示すように、サイプブレード１はサイプブレード１の深さ方向の中央付近で屈曲し、サイプブレード１の幅方向に延長する屈曲線２が形成されている。また、この屈曲線２上の少なくとも１箇所に穴３が設けられている。そして、図３に示すように、このサイプブレード１によって成形されるサイプ５は、ブロック４の内部でタイヤ径方向の少なくとも１箇所でサイプ厚さ方向に屈曲してタイヤ幅方向に連なる屈曲部６を形成している。この屈曲部６には、サイプブレード１の穴３に対応するようにサイプ５の両壁面から突き出る突起７が形成されている。

図２の実施例では、サイプブレード１にはサイプブレード１を貫通する穴３が形成されているが、穴３の代わりに、図４に示すように、サイプブレード１を貫通しない凹部３’を設けるようにしてもよい。このように凹部３’を有するサイプブレード１を用いた場合は、図５に示すように、サイプ５がブロック４の内部でタイヤ径方向の少なくとも１箇所でサイプ厚さ方向に屈曲してタイヤ幅方向に連なる屈曲部６を形成するようになり、かつ、この屈曲部６に、サイプブレード１の凹部３’に対応するようにサイプ５の一方の壁面から突き出る突起７が形成される。

このように穴３または凹部３’を設けることで、加硫時にこの穴３または凹部３’からエアが抜けるため、サイプブレード１の屈曲箇所にエアが溜まり加硫故障を起こすことを防止することが出来る。また、このように穴３または凹部３’を設けることで、金型の加工時にサイプブレード１を折り曲げ易くなるので、サイプブレード１の折り曲げ角度の設計自由度が向上する。そのため、成形されるサイプ５において、屈曲部６のエッジを従来よりも鋭く製造することが出来るようになる。サイプ５の屈曲部６を鋭いエッジにすることで、サイプ５の屈曲部６の引っ掛かりがよくなり、ブロック４の倒れ込みを抑制することが出来る。また、穴３または凹部３’に対応して形成された突起７が、ブロック４が倒れ込むときに、サイプ５の内壁同士の滑りを抑制するのでブロック４が過度に倒れ込むことを防止することが出来る。更に、この突起７が支えになりサイプ５の溝が維持されるので、ブロック４の倒れ込みによってサイプ５が潰れて吸水性能が低下することを防ぐことが出来る。

このとき、図６に示すように、穴３または凹部３’をサイプブレード１の深さ方向及び幅方向と直交する方向から見たときの形状がサイプブレード１の深さ方向に長い形状であるようにすることが出来る。このように構成することで、タイヤ加硫後に金型からタイヤを取り出す際のサイプブレード１の抜け易さが良好になる。特に、サイプブレード１に穴３を設ける場合は、タイヤを金型から取り出す際に穴３の中のゴム柱を切断することが必要であるが、上記形状を採用することで切断すべきゴム柱の幅が狭くなるので離型性が向上する。この穴３または凹部３’の形状は、例えば、図６に示すように、サイプブレード１の深さ方向に長い楕円形状や長方形状に形成することが出来るが、上述のようにサイプブレード１の深さ方向に長い形状であれば特に限定されない。

また、図７に示すように、穴３または凹部３’をサイプブレード１の深さ方向及び幅方向と直交する方向から見たときの形状が多角形であり、この多角形の１つの頂点が他の頂点よりもタイヤ中心側に位置するようにすることが出来る。つまり、穴３または凹部３’を多角形の１つの頂点がタイヤ中心側に向かって凸になるように配置することが出来る。このように構成した場合も、図６の実施形態と同様に、金型からタイヤを取り出す際のサイプブレード１の抜け易さが良好になる。特に、サイプブレード１に穴３を設ける場合、幅が最も狭い頂点から徐々に幅が広い方に向かってゴム柱を切断することになるので離型性が向上する。この穴３または凹部３’の形状は、例えば、図７に示すように一辺が屈曲線２上に乗り、その辺に対向する頂点がタイヤ中心側に位置するようにした三角形状や、対角線が屈曲線２上に乗った四角形状に形成することが出来るが、その形状は特に限定されない。

また、図８に示すように、穴３または凹部３’をサイプブレード１の深さ方向及び幅方向と直交する方向から見たときの形状がサイドプレート１の屈曲線２に沿う方向に長い形状であるようにすることが出来る。このように構成することで、サイドプレート１の屈曲する部分の量を減らすことが出来るため、加工時にサイプブレード１が折り曲げ易くなり、複雑な折り曲げ形状を有するサイプブレード１の作成が可能になる。また、加工が容易になるのでサイプブレード１をより鋭く折り曲げることが可能になり、サイプ５の屈曲部６のエッジをより鋭いものにすることが出来る。そのため、成形されたタイヤに負荷がかかった際に屈曲部６の引っ掛かりが良くなり、ブロックの倒れ込みを更に効果的に抑制することが可能になる。この穴３または凹部３’の形状は、例えば、図８に示すように、屈曲線２に沿う方向に長い楕円形や長方形に形成することが出来るが、上述のようにサイプブレードの深さ方向に長い形状であれば特に限定されない。

尚、上述の離型性とサイプブレードの加工性とを両立する形態としては、図７に示す穴３または凹部３’の形状が多角形の場合が挙げられる。この場合は、上述のように、幅が最も狭い頂点から徐々に幅が広い方に向かってゴム柱を切断することになるので離型性が向上するが、更に、最も幅が広くなる部分を屈曲線２に沿うように配置すればサイプブレード１の加工性も同時に向上することが出来る。

また、図９に示すように、サイプブレード１の屈曲線２を挟んだ一対の傾斜面１ａ，１ａの狭角側に、これら一対の傾斜面１ａ，１ａの両方に跨る支持部８を付設することが好ましい。このような支持部８を設けることで、サイプブレード１の強度が向上し、繰り返し使用した際の耐久性が向上する。

この支持部８としては、一対の傾斜面１ａ，１ａの両方に垂直な平板状の突起８ａを設けることが出来る。このような突起８ａを設けることで、ブロック４にはこの突起８ａに対応する溝が形成されるため、サイプ５の溝体積の低下を抑制して吸水性能を維持することが出来る。この突起８ａは、サイプブレード１を加工したのち、溶融や接着などにより取り付けることが出来る。また、この突起８ａの形状は、図９の平板状に限定されず、例えば傾斜面１ａ，１ａのそれぞれに面が１面ずつ接した三角錐状など、どのような形状であってもよい。

また、支持部８として、サイプブレード１の加工時にサイプブレード１の屈曲線２上の一部を狭角側に折り込んで、図９の８ｂに示すような突起を形成するようにしてもよい。このような突起８ｂを形成することで、この突起８ｂによりサイプ５内に成形される凹部と、突起８ｂの裏側の凹みによりサイプ５内に成形される凸部とが互いに係合するようになるので、ブロック４がサイプの幅方向にずれることを抑制することが出来る。このような突起８ｂの形状としては、サイプブレード１自体を折り込むことによって、狭角側の突起８ｂとその裏側の凹みとが形成されていればどのような形状であってもよい。

これら支持部８（突起８ａ，８ｂ）は、上述の目的に応じた形状であれば、どのような形状のものを、いくつ設けても構わない。

本発明のタイヤ成形用金型を用いて製造された空気入りタイヤは、図３、図５に示すように、サイプ５がブロック４の内部でタイヤ径方向の少なくとも１箇所でサイプ厚さ方向に屈曲してサイプ幅方向に連なる屈曲部６を形成すると共に、この屈曲部６にサイプブレード１の穴３または凹部３’に対応する突起７が形成されている。このように構成することで、上述のように、ブロック４が倒れ込むときに、突起７がサイプ５の内壁同士の滑りを抑制するのでブロック４が過度に倒れ込むことを防止すると共に、この突起７が支えになりサイプ５の溝が潰れないように維持されるので、吸水性能が低下することを防ぐことが出来る。

図３、図５の実施形態では、サイプ５はトレッド面状で直線状に形成されているが、本発明のサイプ５の形状は、ブロック４の内部において、タイヤ径方向の１箇所でサイプ厚さ方向に屈曲してサイプ幅方向に連なる屈曲部６を形成するようになっていれば、どのような形状であっても構わない。例えば、図１０に示すように、トレッド面においてもサイプ５がジグザグ状に屈曲するようにした３次元構造にしてもよい。

また、図示の例は、いずれもサイプ５がブロック４内で終端しているが、ブロック４内で終端せずに溝に対して開口するサイプであっても構わない。

上述の説明では、タイヤ幅方向に延びるサイプ５に対して、その屈曲部６がブロック４の内部でタイヤ径方向の少なくとも１箇所でサイプ厚さ方向（タイヤ周方向）に屈曲してサイプ幅方向（タイヤ幅方向）に連なる場合を例示したが、本発明はこの場合に限定されるものではない。例えば、タイヤ周方向に延びるサイプ５に対して、その屈曲部６がブロック４の内部でタイヤ径方向の少なくとも１箇所でサイプ厚さ方向（タイヤ幅方向）に屈曲してサイプ幅方向（タイヤ周方向）に連なるようにしてもよい。また、サイプ５がタイヤ幅方向に延びる場合において、サイプ５の延長方向はタイヤ幅方向に対して傾斜していてもよい。

タイヤ成形用金型において、サイプブレードを、幅が２０ｍｍ、高さが６ｍｍ、厚みが０．５ｍｍで共通にし、高さ方向の中心で幅方向に屈曲線が延長するように屈曲させた。このサイプブレードに対して穴を設けない従来例１、直径１ｍｍの穴をサイプブレードを貫通するように設け、この穴の配置を異ならせた従来例２，３及び実施例１の４種類のタイヤ成形用金型を製作した。尚、１個のブロックに対してサイプは３本形成されるようにした。

従来例１は図１１（ａ）のように穴を設けない例であり、従来例２は図１１（ｂ）のように屈曲部よりタイヤ表面側に穴を配置した例、従来例３は図１１（ｃ）のように屈曲部よりタイヤ中心側に穴を配置した例である。実施例１は図２のように屈曲線上に穴を配置した例である。

これら４種類のタイヤ成形用金型を用いて製造した４種類の空気入りタイヤについて、下記の方法で加硫故障発生率、サイプ体積減少率、ブロック単体剛性を評価した。

尚、上述の製造したタイヤはタイヤサイズが２０５／５５Ｒ１６である。

加硫故障発生率
各試験タイヤを１０本ずつ加硫し、エア溜まりによる屈曲部付近の加硫故障の有無を目視により調べた。評価結果は、各試験タイヤの総サイプ数に対する加硫故障が発生したサイプの個数の割合を百分率で表した。

サイプ体積減少率
各試験タイヤに荷重を負荷して駆動したときのサイプの体積の減少率をシミュレーションにより調べた。評価結果は、各試験タイヤに荷重を負荷しないときのサイプ体積に対するサイプ体積の減少量を百分率で表した。このサイプ体積減少率が小さいほど氷上性能が優れていることを意味する。

ブロック単体剛性
タイヤブロックを模擬した１００ｍｍ四方のゴム片を、路面を模擬した平面状に押し付け、水平方向へ力を加えたときの力と、その方向への水平偏移量との比をブロック単体剛性として測定した。評価結果は、従来例１のブロック剛性の値を１００とする指数で表した。この指数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを意味する。

従来例１が基準である。従来例２，３は、穴を有するものの配置が適切でないためエアが抜ける効率が悪く、加硫故障発生率の改善効果が殆んど得られなかった。また、タイヤに突起は形成されてもサイプ潰れを抑制する効果は充分ではなく、体積減少率も僅かにしか低下しなかった。また、ブロック単体剛性は４ポイント又は２ポイントの向上に留まった。実施例１は、屈曲線上に穴を設けたことで、加硫故障発生率及びサイプ体積減少率を大幅に減少し、ブロック単体剛性を大幅に向上した。

１ サイプブレード
２ 屈曲線
３ 穴
３’凹部
４ ブロック
５ サイプ
６ 屈曲部
７ 突起

Claims (6)

1. トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の縦溝とタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝とを設け、これら縦溝と横溝によって複数のブロックを区画し、該ブロックに複数本のサイプを設けた空気入りタイヤを成形するためのタイヤ成形用金型において、
   前記サイプを形成するサイプブレードを金型内面に配置し、前記サイプがブロック内部でタイヤ径方向の少なくとも１箇所でサイプ厚さ方向に屈曲してサイプ幅方向に連なる屈曲部を形成するように前記サイプブレードを屈曲させると共に、前記サイプの屈曲部に対応する前記サイプブレードの屈曲線上の少なくとも１箇所に穴または凹部を設けたタイヤ成形用金型。
2. 前記穴または凹部を前記サイプブレードの深さ方向及び幅方向と直交する方向から見たときの形状が前記サイプブレードの深さ方向に長い形状である請求項１に記載のタイヤ成形用金型。
3. 前記穴または凹部を前記サイプブレードの深さ方向及び幅方向と直交する方向から見たときの形状が多角形であり、該多角形の１つの頂点が他の頂点よりもタイヤ中心側に位置する請求項１に記載のタイヤ成形用金型。
4. 前記穴または凹部を前記サイプブレードの深さ方向及び幅方向と直交する方向から見たときの形状が前記サイプブレードの屈曲線に沿う方向に長い形状である請求項１に記載のタイヤ成形用金型。
5. 前記サイプブレードの屈曲線を挟んだ一対の傾斜面の狭角側に、これら一対の傾斜面の両方に跨る支持部を付設した請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ成形用金型。
6. 請求項１〜５に記載のタイヤ成形用金型で製造した空気入りタイヤであって、前記サイプがブロック内部でタイヤ径方向の少なくとも１箇所でサイプ厚さ方向に屈曲してサイプ幅方向に連なる屈曲部を形成すると共に、該屈曲部に前記穴または凹部に対応する突起を形成した空気入りタイヤ。

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