JP2012240220A - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サイプを成形するためのブレードにベント孔を設ける場合において、そのベント孔に基づいてゴム流れ不良による外観不良を効果的に防止すると共に、ベント孔内に形成されるゴム柱に起因するトレッド部の欠損を効果的に防止することを可能にした空気入りタイヤの製造方法を提供する。
【解決手段】金型１０内に未加硫タイヤＴを装填し、未加硫タイヤＴを金型１０の内面に向かって加圧しながら加熱して、トレッド部にサイプを備えた空気入りタイヤＴを成形する方法において、金型１０の内面にサイプを成形するためのブレード１３を植え込み、該ブレード１３にその厚さ方向に貫通する少なくとも１つのベント孔１４を形成すると共に、ベント孔１４をブレード１３の一方の面１３ａに開口する凹部１４ａとブレード１３の他方の面１３ｂに開口する凹部１４ｂと凹部１４ａ，１４ｂよりも狭く凹部１４ａ，１４ｂを互いに連通させる貫通部１４ｘとから構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、トレッド部にサイプを備えた空気入りタイヤを製造する方法に関し、更に詳しくは、サイプを成形するためのブレードにベント孔を設ける場合において、そのベント孔に基づいてゴム流れ不良による外観不良を効果的に防止すると共に、ベント孔内に形成されるゴム柱に起因するトレッド部の欠損を効果的に防止することを可能にした空気入りタイヤの製造方法に関する。

空気入りタイヤの外観を向上するために、金型の内面に形成されるベント孔を可及的に少なくすることが行われている。しかしながら、金型の内面に多数のサイプ成形用ブレードを植え込んだ場合、タイヤ加硫時にサイプ成形用ブレードにより仕切られた空間に空気が滞留し易くなり、空気入りタイヤのトレッド部にゴム流れ不良による外観不良を生じ易くなる。このような外観不良を防止するために、サイプ成形用ブレードにベント孔を形成し、ブレードにより仕切られた空間同士の通気性を確保することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ところが、サイプ成形用ブレードにベント孔を設けた場合、ベント孔内に形成されるゴム柱が離型時において円滑に切断される必要があるが、そのゴム柱が切断されずにブレードのベント孔内に留まった状態で離型が行われると、トレッド部が欠損してしまうことがある。

特に、近年では、自動車の燃費を改善するために、空気入りタイヤのトレッド部に低発熱性のゴムコンパウンドが使用されているが、このようなゴムコンパウンドは、その背反作用として、強度が低くなり、破断伸びが小さくなる傾向がある。そのため、この種のゴムコンパウンドをトレッドゴムコンパウンドとして採用した空気入りタイヤでは、トレッド部の欠損が益々生じ易くなっている。

また、サイプ成形用ブレードに設けるベント孔の寸法を小さくしてベント孔内に形成されるゴム柱を細くすれば、上述のようなトレッド部の欠損を防止することができる。しかしながら、サイプ成形用ブレードに設けるベント孔の寸法を小さくした場合、ゴムの流動時にサイプ成形用ブレードのベント孔が塞がれ易くなるため、外観不良を十分に防止することができないという問題がある。

特許第２７５４０３６号公報

本発明の目的は、サイプを成形するためのブレードにベント孔を設ける場合において、そのベント孔に基づいてゴム流れ不良による外観不良を効果的に防止すると共に、ベント孔内に形成されるゴム柱に起因するトレッド部の欠損を効果的に防止することを可能にした空気入りタイヤの製造方法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空気入りタイヤは、金型内に未加硫タイヤを装填し、前記未加硫タイヤを前記金型の内面に向かって加圧しながら加熱して、トレッド部にサイプを備えた空気入りタイヤを成形するようにした空気入りタイヤの製造方法において、前記金型の内面に前記サイプを成形するためのブレードを植え込み、該ブレードにその厚さ方向に貫通する少なくとも１つのベント孔を形成すると共に、前記ベント孔を前記ブレードの一方の面に開口する第１凹部と前記ブレードの他方の面に開口する第２凹部と前記第１凹部及び前記第２凹部よりも狭く前記第１凹部及び前記第２凹部を互いに連通させる貫通部とから構成したことを特徴とするものである。

本発明では、サイプを成形するためのブレードにベント孔を設けるにあたって、そのベント孔をブレードの一方の面に開口する第１凹部とブレードの他方の面に開口する第２凹部と第１凹部及び第２凹部よりも狭く第１凹部及び第２凹部を互いに連通させる貫通部とから構成したことにより、開口面積が相対的に広い第１凹部及び第２凹部がブレードの表面に露出し、金型内でのゴムの流動時にベント孔が塞がれ難くなる。そのため、ブレードで仕切られた空間同士の通気性を良好に確保し、ベント孔に基づいてトレッド部のゴム流れ不良による外観不良を効果的に防止することができる。しかも、第１凹部と第２凹部との間には第１凹部及び第２凹部よりも狭い貫通部が設けられているので、加硫時にベント孔内に形成されるゴム柱は貫通部に対応する部位が局部的に細くなり、その部位が離型時に円滑に切断される。そのため、ベント孔内に形成されるゴム柱に起因するトレッド部の欠損を効果的に防止することが可能になる。

本発明において、貫通部の開口面積を第１凹部の開口面積の３０％〜８０％かつ第２凹部の開口面積の３０％〜８０％とすることが好ましい。これにより、外観不良の防止効果とトレッド部の欠損の防止効果をより確実に享受することができる。

ブレードは複数枚の薄板の積層体から構成し、薄板の各々に貫通孔を形成し、これら貫通孔をブレードの面方向に沿ってずらして配置することでベント孔を形成することが好ましい。より具体的には、ブレードを２枚の薄板の積層体から構成し、薄板の各々に貫通孔を形成し、これら貫通孔をブレードの面方向に沿ってずらして配置することでベント孔を形成することができる。この場合、ブレードの一方の面に開口する貫通孔が第１凹部を構成し、ブレードの他方の面に開口する貫通孔が第２凹部を構成し、全ての貫通孔が重なった部位が貫通部となり、上述のようなベント孔を備えたブレードを容易に形成することができる。しかも、第１凹部と第２凹部とを連通させる貫通部には貫通孔のエッジが配置されるので、ベント孔内のゴム柱が切断され易くなる。

２枚の薄板の厚さをａ，ｂとし、ａ≦ｂとするとき、これら２枚の薄板の厚さａ，ｂの関係が０．６≦ａ／ｂ≦１．０であることが好ましい。これにより、外観不良の防止効果とトレッド部の欠損の防止効果をより確実に享受することができる。

本発明は、加硫後における１００℃での破断伸びが２００％〜３００％の範囲にあるゴム組成物を空気入りタイヤのトレッド部に採用した場合に好適である。低発熱性のゴム組成物は一般的に破断伸びが小さいが、このような破断伸びが小さいゴム組成物を空気入りタイヤのトレッド部に採用した場合、トレッド部の欠損が生じ易くなる傾向がある。これに対して、上述のようなベント孔を採用することにより、トレッド部の欠損を防止することができる。

本発明において、１００℃での破断伸びとは、ゴム試験片が引っ張りを受けて生じる引張り方向の変形割合であり、ゴム試験片の元の長さに対する破断時の長さの百分率（％）である。この破断伸びはＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して測定されるものである。

本発明の空気入りタイヤの製造方法で使用されるタイヤ加硫装置の一例を示す断面図である。 サイプを成形するためのブレードを示す側面図である。 図２のブレードに形成されたベント孔を拡大して示す側面図である。 図３のIV−IV矢視断面図である。 ベント孔を備えたブレードの変形例を示す側面図である。 図５のVI−VI矢視断面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の空気入りタイヤの製造方法で使用されるタイヤ加硫装置の一例を示し、図２〜図４はその要部を示すものである。図１に示すように、このタイヤ加硫装置は、空気入りタイヤＴを成形するための金型１０を備えている。金型１０は、タイヤＴのサイドウォール部を成形するための下側サイドプレート１及び上側サイドプレート２と、タイヤＴのビード部を成形するための下側ビードリング３及び上側ビードリング４と、タイヤＴのトレッド部を成形するための複数のセクターモールド５とを備え、そのキャビティ内に回転軸を鉛直方向にして装填された未加硫のタイヤＴを加硫成形するようになっている。加硫時において、タイヤＴの内側には円筒状に成形されたゴム製のブラダー６が挿入される。

ブラダー６の下端部は下側ビードリング３と下側クランプリング７との間に挟み込まれ、ブラダー６の上端部は鉛直方向に移動自在に構成された上側クランプリング８と補助リング９との間に挟み込まれている。そのため、閉型時には上側クランプリング８が図示のような下方位置に配置されることでブラダー６の膨張を許容する一方で、開型時には上側クランプリング８が上方位置に移動することでタイヤＴの内側からブラダー６が引き出されるようになっている。

上記タイヤ加硫装置には、ブラダー６の内部に加圧媒体を導入するための不図示の加圧媒体供給手段が設けられており、その加圧媒体の圧力に基づいて加硫時にタイヤＴを内側から金型１０の内面に向かって押圧するようになっている。加圧媒体としては、例えば、窒素ガスのような不活性ガスやスチームを使用することができる。

一方、下側サイドプレート１、上側サイドプレート２及びセクターモールド５の外部には熱源１１が配設されている。これら熱源１１は、その構造が特に限定されるものではないが、例えば、内部に空洞を設け、該空洞内にスチーム等の加熱媒体を導入するようにした構造を採用することができる。

上記タイヤ加硫装置において、金型１０を構成するセクターモールド５の内面には、タイヤ周方向に延びる主溝等の溝を成形するための溝成形骨１２が設けられていると共に、サイプを成形するためのブレード１３が植え込まれている。図２に示すように、ブレード１３にはその厚さ方向に貫通する少なくとも１つのベント孔１４が形成されている。

ベント孔１４は、図３及び図４に示すように、ブレード１３の一方の面１３ａに開口する凹部１４ａ（第１凹部）と、ブレード１３の他方の面１３ｂに開口する凹部１４ｂ（第２凹部）と、ブレード１３の側面視において凹部１４ａ，１４ｂよりも狭く凹部１４ａ，１４ｂを互いに連通させる貫通部１４ｘとから構成されている。

このようなブレード１３は、２枚の薄板２３ａ，２３ｂの積層体から構成されている。薄板２３ａ，２３ｂにはそれぞれ円形の貫通孔２４ａ，２４ｂが形成され、これら貫通孔２４ａ，２４ｂをブレード１３の面方向に沿ってずらして配置することでベント孔１４が形成されている。特に、複数の貫通孔２４ａ，２４ｂを金型１０の内面に沿う方向にずらすことが好ましい。この場合、ブレード１３の一方の面１３ａに開口する貫通孔２４ａが凹部１４ａを構成し、ブレード１３の他方の面１３ｂに開口する貫通孔２４ｂが凹部１４ｂを構成し、全ての貫通孔２４ａ、２４ｂが重なった部位が貫通部１４ｘとなる。但し、ブレード１３は一体物として成形することも可能である。

上述のように構成されるタイヤ加硫装置を用いて空気入りタイヤＴを製造する場合、金型１０内に未加硫のタイヤＴを装填し、未加硫のタイヤＴをブラダー６により金型１０の内面に向かって加圧しながら加熱して空気入りタイヤＴを成形する。これにより、加硫後の空気入りタイヤＴのトレッド部には、溝成形骨１２に基づいて所定の溝パターンが成形され、ブレード１３に基づいて所定のサイプが成形される。

上述した空気入りタイヤの製造方法においては、サイプを成形するためのブレード１３にベント孔１４を設けるにあたって、そのベント孔１４をブレード１３の一方の面１３ａに開口する凹部１４ａとブレード１３の他方の面１３ｂに開口する凹部１４ｂと凹部１４ａ，１４ｂよりも狭く凹部１４ａ，１４ｂを互いに連通させる貫通部１４ｘとから構成したことにより、開口面積が相対的に広い凹部１４ａ，１４ｂがブレード３の表面に露出し、金型１０内でのゴムの流動時にベント孔１４が塞がれ難くなる。そのため、ブレード１３で仕切られた空間同士の通気性を良好に確保し、ベント孔１４に基づいてトレッド部のゴム流れ不良による外観不良を効果的に防止することができる。

しかも、凹部１４ａ，１４ｂとの間には凹部１４ａ，１４ｂよりも狭い貫通部１４ｘが設けられているので、加硫時にベント孔１４内に形成されるゴム柱は貫通部１４ｘに対応する部位が局部的に細くなり、その部位が離型時に円滑に切断される。そのため、ベント孔１４内に形成されるゴム柱に起因するトレッド部の欠損を効果的に防止することができる。

上述した空気入りタイヤの製造方法において、貫通部１４ｘの開口面積は凹部１４ａの開口面積の３０％〜８０％かつ凹部１４ｂの開口面積の３０％〜８０％に設定されている。貫通部１４ｘ及び凹部１４ａ，１４ｂの開口面積とは、ブレード１３の側面視における貫通部１４ｘ及び凹部１４ａ，１４ｂの面積である（図３参照）。より具体的には、貫通部１４ｘの開口面積は１．０ｍｍ² 〜３．０ｍｍ² の範囲に設定し、凹部１４ａ，１４ｂの開口面積は２．０ｍｍ² 〜６．０ｍｍ² の範囲に設定すると良い。これにより、外観不良の防止効果とトレッド部の欠損の防止効果をより確実に享受することができる。貫通部１４ｘの開口面積が凹部１４ａ，１４ｂの開口面積の３０％より小さいと外観不良が発生し易くなり、逆に凹部１４ａ，１４ｂの開口面積の８０％より大きいとトレッド部の欠損が発生し易くなる。

ブレード１３の厚さｔは０．６ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲に設定すると良い。ブレード１３の厚さｔが０．６ｍｍよりも小さいとブレード１３の耐久性が不十分になり、逆に２．０ｍｍよりも大きいとブレード１３の加工性が低下する。

また、金型１０の内面からベント孔１４までの最短距離は０．５ｍｍ〜１．０ｍｍであると良い。ベント孔１４が金型１０の内面に近過ぎるとトレッド部の欠損を生じ易くなり、逆にベント孔１４が金型１０の内面から遠過ぎると外観不良が発生し易くなる。

ブレード１３を２枚の薄板２３ａ，２３ｂの積層体から構成し、薄板２３ａ，２３ｂに貫通孔２４ａ，２４ｂを形成し、これら貫通孔２４ａ，２４ｂをブレード１３の面方向に沿ってずらして配置することでベント孔１４を形成した場合、ベント孔１４を備えたブレード１３を容易に形成することができる。しかも、凹部１４ａ，１４ｂを互いに連通させる貫通部１４ｘには貫通孔２４ａ，２４ｂのエッジが配置されるので、ベント孔１４内のゴム柱が切断され易くなる。

２枚の薄板２３ａ，２３ｂの厚さをａ，ｂとし、ａ≦ｂとするとき、これら２枚の薄板２３ａ，２３ｂの厚さａ，ｂの関係は０．６≦ａ／ｂ≦１．０であると良い。これにより、外観不良の防止効果とトレッド部の欠損の防止効果をより確実に享受することができる。比ａ／ｂが０．６より小さいと凹部１４ａが相対的に浅くなるため外観不良が発生し易くなると共に、凹部１４ｂは相対的に深くなるためトレッド部の欠損が生じ易くなる。特に、ａ＝ｂとした場合、共通の薄板を使用することが可能になるため金型製作費用を低減することができる。

図５及び図６はベント孔を備えたブレードの変形例を示すものである。図５及び図６において、ブレード１３は、３枚の薄板２３ａ，２３ｂ，２３ｃの積層体から構成されている。薄板２３ａ，２３ｂ，２３ｃにはそれぞれ円形の貫通孔２４ａ，２４ｂ，２４ｃが形成され、これら貫通孔２４ａ，２４ｂ，２４ｃをブレード１３の面方向に沿ってずらして配置することでベント孔１４が形成されている。この場合、ブレード１３の一方の面１３ａに開口する貫通孔２４ａが凹部１４ａを構成し、ブレード１３の他方の面１３ｂに開口する貫通孔２４ｂが凹部１４ｂを構成し、全ての貫通孔２４ａ，２４ｂ，２４ｃが重なった部位が貫通部１４ｘとなる。なお、ブレード１３は、２枚又は３枚の薄板から構成することが望ましいが、それ以上の枚数の薄板からブレード１３を構成しても良い。但し、１枚の薄板の厚さは加工性と耐久性を確保するために０．３ｍｍ〜１．２ｍｍの範囲に設定すると良い。

上述した空気入りタイヤの製造方法において、空気入りタイヤＴの構成は特に限定されるものではないが、特に、空気入りタイヤＴのトレッド部に加硫後における１００℃での破断伸びが２００％〜３００％の範囲にあるゴム組成物を採用した場合に好適である。つまり、空気入りタイヤＴの転がり抵抗を低減するために、トレッドゴムコンパウンドとして、カーボンブラックの配合量を少なくした低発熱性のゴム組成物を採用した場合、そのような低発熱性のゴム組成物は破断伸びが小さくなる傾向があり、トレッド部の欠損が生じ易くなる傾向がある。

そこで、低発熱性のゴム組成物をトレッド部に採用した空気入りタイヤを製造するにあたって、上述のようなベント孔を採用することにより、トレッド部の欠損を防止することができる。勿論、１００℃での破断伸びが上記範囲から外れる場合においても、トレッド部の欠損を防止する効果が得られることは言うまでもない。

タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５であり、加硫後における１００℃での破断伸びが２８０％であるゴム組成物をトレッド部に採用し、そのトレッド部にサイプを含む溝パターンを設けた空気入りタイヤを製造するにあたって、サイプを成形するためのブレードの構造だけを表１のように異ならせた従来例１，２及び実施例１〜４の製造方法により空気入りタイヤを得た。

従来例１では、ブレードを１枚の薄板（厚さ：１．０ｍｍ）から構成し、該ブレードに直径１．０ｍｍの円形のベント孔を開口した。ベント孔の貫通部の開口面積は０．２５πｍｍ² である。

従来例２では、ブレードを１枚の薄板（厚さ：１．０ｍｍ）から構成し、該ブレードに直径０．６ｍｍの円形のベント孔を開口した。ベント孔の貫通部の開口面積は０．０９πｍｍ² である。

実施例１では、ブレードを２枚の薄板（厚さ：０．５ｍｍ／０．５ｍｍ）の積層体から構成し、薄板の各々に直径１．０ｍｍの円形の貫通孔を開口し、これら貫通孔をブレードの面方向に沿ってずらして配置することで第１凹部と第２凹部と貫通部からなるベント孔を形成した。ベント孔の貫通部の開口面積は０．０９πｍｍ² とした。

実施例２では、ブレードを３枚の薄板（厚さ：０．３ｍｍ／０．３ｍｍ／０．４ｍｍ）の積層体から構成し、薄板の各々に直径１．０ｍｍの円形の貫通孔を開口し、これら貫通孔をブレードの面方向に沿ってずらして配置することで第１凹部と第２凹部と貫通部からなるベント孔を形成した。ベント孔の貫通部の開口面積は０．０９πｍｍ² とした。

実施例３では、ブレードを２枚の薄板（厚さ：０．４ｍｍ／０．６ｍｍ）の積層体から構成し、薄板の各々に直径１．０ｍｍの円形の貫通孔を開口し、これら貫通孔をブレードの面方向に沿ってずらして配置することで第１凹部と第２凹部と貫通部からなるベント孔を形成した。ベント孔の貫通部の開口面積は０．０９πｍｍ² とした。

実施例４では、ブレードを２枚の薄板（厚さ：０．３ｍｍ／０．７ｍｍ）の積層体から構成し、薄板の各々に直径１．０ｍｍの円形の貫通孔を開口し、これら貫通孔をブレードの面方向に沿ってずらして配置することで第１凹部と第２凹部と貫通部からなるベント孔を形成した。ベント孔の貫通部の開口面積は０．０９πｍｍ² とした。

従来例１，２及び実施例１〜４において、金型内面からベント孔までの最短距離は０．５ｍｍに設定した。表１において、ベント孔の貫通部の開口面積は従来例１を１００とする指数にて示した。

上述した従来例１，２及び実施例１〜４の製造方法によりそれぞれ１０，０００本の空気入りタイヤを製造し、得られた空気入りタイヤについてトレッド部の欠損の発生状況及びゴム流れ不良による外観不良の発生状況を目視により検査し、トレッド部の欠損の発生率及び外観不良の発生率を求め、その結果を表１に示した。なお、トレッド部の欠損及び外観不良については厳格な判断を適用した。

表１から明らかなように、実施例１〜４の製造方法では、いずれもトレッド部の欠損の発生率及び外観不良の発生率が極めて低くなっていた。これに対して、ブレードに大きなベント孔を設けた従来例１の製造方法では、トレッド部の欠損の発生率が高くなっていた。また、ブレードに小さなベント孔を設けた従来例２の製造方法では、外観不良の発生率が高くなっていた。

１０ 金型
１３ ブレード
１４ ベント孔
１４ａ 凹部（第１凹部）
１４ｂ 凹部（第２凹部）
１４ｘ 貫通部
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ 薄板
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ 貫通孔
Ｔ 空気入りタイヤ

Claims (6)

1. 金型内に未加硫タイヤを装填し、前記未加硫タイヤを前記金型の内面に向かって加圧しながら加熱して、トレッド部にサイプを備えた空気入りタイヤを成形するようにした空気入りタイヤの製造方法において、前記金型の内面に前記サイプを成形するためのブレードを植え込み、該ブレードにその厚さ方向に貫通する少なくとも１つのベント孔を形成すると共に、前記ベント孔を前記ブレードの一方の面に開口する第１凹部と前記ブレードの他方の面に開口する第２凹部と前記第１凹部及び前記第２凹部よりも狭く前記第１凹部及び前記第２凹部を互いに連通させる貫通部とから構成したことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記貫通部の開口面積を前記第１凹部の開口面積の３０％〜８０％かつ前記第２凹部の開口面積の３０％〜８０％としたことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記ブレードを複数枚の薄板の積層体から構成し、前記薄板の各々に貫通孔を形成し、これら貫通孔を前記ブレードの面方向に沿ってずらして配置することで前記ベント孔を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. 前記ブレードを２枚の薄板の積層体から構成し、前記薄板の各々に貫通孔を形成し、これら貫通孔を前記ブレードの面方向に沿ってずらして配置することで前記ベント孔を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
5. 前記２枚の薄板の厚さをａ，ｂとし、ａ≦ｂとするとき、これら２枚の薄板の厚さａ，ｂの関係が０．６≦ａ／ｂ≦１．０であることを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤの製造方法。
6. 加硫後における１００℃での破断伸びが２００％〜３００％の範囲にあるゴム組成物を前記空気入りタイヤのトレッド部に採用したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。

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