JP2013540626A - サイプ付きタイヤトレッド、及び、サイプ付きタイヤトレッドを作製する方法 - Google Patents

Abstract

あるトレッド形状を有するタイヤ、及び、そのようなタイヤ用のトレッドを作製する方法が提供される。より具体的には、タイヤ、及び、厚さが最小であり得て、幾何学形状、密度、及び輪郭線が変化するサイプを備えたトレッド部分を有するタイヤを作製する方法が提供され得る。サイプは、その上、トレッドが一定期間摩り切れる後まで隠れ得る。
【選択図】図３

Description

本発明は、あるトレッド形状を備えたタイヤ、及び、そのようなタイヤを作製する方法、特に、厚さが最小であり得る、及び／又は、一定期間のトレッド摩耗後まで隠れ得る、サイプを備えたトレッド部分を有するタイヤに関する。

タイヤトレッドは、通常、性能を向上させ得る、並びに、トレッドの美しさを際立たせ得る、様々な形状を備えている。例えば、トレッドは、トレッド及び／又は肋材のブロック、横方向及び周囲方向に沿った細長溝、及び／又は、様々な寸法の開口部を含み得る。これらの形状は、タイヤの装着性、取り扱い、制動性、顧客へのアピール、及び、他の特徴も向上させることができる。

サイプは、タイヤトレッドに加えられることの多い別の形状である。サイプは、本発明で用いる場合、幅が２ｍｍ未満のトレッド内の細長溝である。タイヤの美しさに加えて、サイプを利用して、例えば、湿った路面及び雪の路面での摩擦を向上させることができる。例えば、様々な種類及び方位のサイプを肋材及び／又はタイヤブロックに、様々な構成で加えて、雨又は雪の路面を捉えるタイヤの能力を向上させ得る。しかしながら、サイプにより、通常、タイヤの転がり抵抗が増し、特に、サイプを増すことでタイヤトレッドの剛性が弱くなるにつれて、その転がり抵抗が増す。この影響は、トレッド内に作製される個別のサイプの幅を狭くすることにより部分的に対処することができる。

従来の取り組みでは、サイプは、硬化プロセス中にタイヤに加えられる。より具体的には、最初に、未硬化のタイヤ（即ち、生タイヤ）が、タイヤ成形ドラム上に、積層プロセスで作り出され、工程では、材料シートが、例えば、ビードコア、ベルト等の他の部品、及び／又は、他の部品と共に加えられる。トレッドバンドが、トレッド領域に与えられる。その材料は、初期に平らな表面を与えるが、最終的にビードを一体的に移動させて円環のタイヤ形状を形成する、成形ドラムに続いて貼り付けられる。

次に、結果として得られる生タイヤは、加硫プレス内に置かれ、熱及び圧力を利用して、タイヤゴム成分を硬化し、ゴム成分を一体的に結合させる。この加硫工程の間、プレスの壁は、生タイヤの未硬化のトレッドの中にサイプを与える複雑な成形要素を備え得る。例えば、フィン状の金属突起物をトレッド形成部分内のタイヤプレスの壁に加えて、圧力及び熱によりトレッドを硬化する際に、トレッドにサイプ及び他の細かな部分を与え得る。

サイプがトレッドに沿っているタイヤの従来の製造には、ある課題があり、成形プロセスの性質が、硬化プレスの壁上へのフィン状の金属突起物の挿入を利用してタイヤトレッドに加えられ得るサイプの形状及び構成を制限する。従来のタイヤプレスは、トレッド内の外面から延びるサイプを作り出すことができるが、トレッドが一定期間摩り切れた後にのみ現れるタイヤトレッド内のサイプ、即ち、隠れたサイプを作り出すことができない。同様に、トレッドの最内部分から外に向かって半径方向に延びるサイプを作り出すことができるが、従来の方法は、トレッドの底部及び頂部から隠れているサイプを作り出すことができない、即ち、従来の方法は、トレッドの半径方向で最も内側の表面又は半径方向で最も外側の表面から延びていないサイプを作り出すことができない。加えて、通常の成形技術を利用した極めて薄いサイプの作製は、そのようなサイプを作製するのに必要とされるコア及び／又はフィン等の成形要素の脆弱性に由来する困難な点を伴う。

従って、タイヤ、及び、サイプ付きのタイヤを作製する方法は、有用であり得る。より具体的には、サイプの幅が極めて薄い及び／又はサイプが隠れたタイヤを構成するのに利用され得る方法は、特に、有益であり得る。様々な幾何学形状、密度、及び深さのサイプを作り出すのにも利用することができ、尚も、転がり抵抗を向上させるように剛性を調節し得るような方法も、有用であり得る。

本発明の態様及び利点は、以下の記述で部分的に説明されることになる、又は、本発明の実施により習得され得る。

一模範的態様では、タイヤのトレッド部分を作製する方法が与えられる。その方法は、以下の工程：未硬化タイヤゴム層を表面上に配置することと、未硬化タイヤゴム層を切削して、未硬化タイヤゴム層内に既定の形の少なくとも１つの切込みを作り出すことと、未硬化タイヤゴム層の全てを硬化せずに、切込みに隣接する未硬化タイヤゴム層の一部分を硬化することと、既定の厚さを有するトレッド部分が形成され、切込みにより未硬化タイヤゴムの隣接層内に少なくとも１つのサイプが作り出されるまで、１つ以上の追加の未硬化タイヤゴム層を利用して、層を配置し、層を切削し、層の一部を硬化する工程を繰り返すことと、未硬化タイヤゴム層内の切込みを消去せずに、未硬化タイヤゴム層の残りを硬化することとを含む。切削工程及び硬化工程は、個別に実行されても、同時に実行されてもよい。

実例として、タイヤのトレッド部分を作製するこの模範的方法の工程の間、切込みに隣接する、硬化される未硬化タイヤゴム層の一部分の量は、未硬化タイヤゴム層の残りを硬化する工程の間に切込みが消去されるのを防止するのに必要とされる最小量であり得る。

模範的作製方法の一部として、未硬化タイヤゴム層は、タイヤ成形ドラムにより支えられる表面上に配置され得る。代わりに、未硬化タイヤゴム層は、タイヤ中間体上に配置されてもよい。そのように、トレッド部分の残りを硬化する工程は、トレッド部分とタイヤ中間体とを加硫プレス内に配置することを含み得る。

硬化工程は、未硬化タイヤゴム層の一部の温度を、その硬化温度以上に上げることを含み得る。

繰り返し工程の間、切削工程により作り出される少なくとも１つの切込みの位置が、例えば、所望によりサイプの断面の幾何学形状又は輪郭線に影響を与えるように、未硬化タイヤゴムの後続層の上の異なる位置に移動し得る。

未硬化タイヤゴム層を切削し、少なくとも１つの切込みを作り出す工程は、未硬化タイヤゴム層に沿って複数の切込みを作り出すことを含み得る。

繰り返し工程を利用して、未硬化タイヤゴム層にわたり複数のサイプも作り出し得る。

硬化工程からのトレッド部分は、踏面付け直し操作の一部としてタイヤに踏面を付け直すように、磨かれたタイヤに貼り付けられ得る。又は、トレッド部分は、新たなタイヤを提供するように、タイヤ中間体と共に硬化され得る。

本発明のこの模範的方法を利用して、初期では視界から隠れており、トレッドが一定量摩り切れた後に目に見えるようになる及び／又は有効になるようなサイプを作り出し得る。

本発明の別の模範的実施形態では、あるトレッド形状を有するタイヤが提供される。このタイヤは、複数のゴム材層を有するトレッド部分を含む。少なくとも１つのサイプは、複数のゴム材料層の少なくとも一部の各々の層内に個別に作り出された切込みにより形成される。ゴム材料層は、硬化により、少なくとも１つのサイプを消去せずに、共に結合される。

少なくとも１つのサイプは、タイヤを使用することによりトレッドが一定量摩り切れる後まで少なくとも１つのサイプが隠れているように、１つ以上のゴム材料により覆われ得る。少なくとも１つのサイプは、複数のゴム材料層の少なくとも一部の各々の層内に個別に作り出された複数の切込みにより作り出された複数のサイプを含み得る。複数のサイプは、トレッド部分をタイヤの円環断面に沿って見れば、外観でＹ形の輪郭線を作り出し得る。その代わりに、又は、それに加えて、複数のサイプは、トレッド部分をタイヤの円環断面に沿って見れば、様々な深さのものであり得る。複数のサイプを作り出す複数の切込みは、タイヤの円環断面に沿って見られるようなトレッド部分の深さに応じて、密度が変化し得る。複数のサイプは、トレッド部分をタイヤの円環断面に沿って見れば、外観で非線形の輪郭線を作り出し得る。

本発明のこれらの及び他の特徴、態様及び利点は、以下の記述及び付属の請求項を参照することで、より良く理解されることになる。本明細書に組み込まれており、本発明の一部を構成する、付属の図面は、本発明の実施形態を示し、本記述と共に、本発明の原理を説明するのに用いられる。

本発明の最良の形態を含み、当業者に向けられた、本発明の完全で有効な開示は、付属の図面を参照する明細書内で説明される。

タイヤのトレッド部分を構成するのに利用される連続する材料層内に切込みが作製される、本発明の模範的方法を示す。 トレッドの一部の円環断面に沿って見られるような本発明によるトレッドの模範的実施形態を示す。 トレッドの一部の円環断面に沿って見られるような、本発明によるトレッドの別の模範的実施形態を示す。

本発明は、あるトレッド形状を有するタイヤを与え、そのようなトレッド形状を有するタイヤを作製する方法を与える。より具体的には、本発明は、極めて最小限の厚さと複雑な幾何学形状とを有し、タイヤを使用することによりトレッドが一定量摩り切れるまで視覚から隠れたままであり得る、サイプを備えたタイヤを作製することを与える。本発明を記述する目的のために、ここでは、本発明の実施形態及び方法を詳しく参照し、その１つ以上の実施例が、図面中に又は図面を用いて示される。各々の実施例は、本発明の説明として与えられ、本発明を限定するものではない。実際に、本発明では、本発明の範囲又は趣旨から逸脱せずに様々な修正及び変更を行うことができることが当業者に明らかになる。例えば、一実施形態の一部として図示又は記載される形状又は工程を別の実施形態又は工程と共に利用して、更に別の実施形態又は方法を作り出すことができる。そのように、本発明が、付属の請求項及びそれらの均等物の範囲内にあるような修正及び変更を包含することを意図している。

図１は、本発明の模範的方法を記述するのに利用されることになる図表を与える。層１１５は、タイヤのトレッド部分を構成するのに利用されることになるタイヤゴムシートである。「未硬化の」又は「生の」は、本明細書で用いられる場合、圧力及び熱を加えてゴム内の高分子鎖を架橋させる周知のプロセスにより、タイヤゴムが加硫されていないことを意味する。「タイヤゴム」は、本明細書で用いられる場合、天然ゴムのみに限定されず、代わりに、数多くのゴム調合物、他の重合体、カーボンブラック、及び、トレッド部分等のタイヤの要素を形成し、作り出すのに利用され得る材料を指す。「トレッド部分」は、本明細書で用いられる場合、タイヤの外周上に配置され、タイヤが回転する際に地面と接触することを意図された、タイヤゴムの一部を指す。トレッド部分は、例えば、車両、及び、タイヤの意図される用途に応じて、様々な厚さ及び幅を有し得る。

タイヤゴムの追加層１２０及び１２５は、層１１５の下に現れる。これらの層は、続いて、互いに対して配置され（即ち、積層され）、所望の厚さのトレッド部分を作り出す。例えば、層１１５、１２０、及び１２５は、タイヤ成形ドラム上に、又は、タイヤ成形ドラム上に配置されているベルト又はカーカス等のタイヤ中間体上に配置され得る。代わりに、タイヤ成形ドラム上に配置される代わりに、層１１５、１２０、１２５は、トレッドベルトのみを作り出すのに用いられる組立表面上に配置されてもよい。当業者に理解されるように、トレッドベルトは、例えば、タイヤに踏面を付け直すために、磨かれたタイヤ上に配置することができる。図１には、層１１５、１２０、及び１２５の一部のみが示され、そのような層が、例えば、地面に接触するようにタイヤの円周のまわり延びるのに必要とされるような一定の長さ及び幅で延び得ることが同業者により理解される。そのような利用される層１１５、１２０、及び１２５の数は、トレッド部分の厚さを定めるのに役立つことになる。

層１１５及び１２０に対して示されるように、そのような層は、切削又は切込み１３０を含む。切込み１３０は、本明細書で用いられる場合、単に、タイヤゴム層内に作製される小さな細長溝又は経路である。切込み１３０は、直線として示されているが、必要に応じて様々な既定の形状で与えられ、所望のサイプを作り出すことができる。例えば、様々な曲線、角度、及び他の特徴が、切込み１３０の形状に加えられ得る。

切込み１３０を作り出すために、図１に示されるように、加熱されたナイフ又は刃１００が層１１５に対して挿入される。刃１００は、例えば、矢印により図示されるように、層１１５に押し付けることにより、層１１５を通り抜ける比較的薄い金属要素である。刃１００の形状は、結果として得られる切込み１３０の形状を定める。

重要なこととして、刃１００を押し付ける前、層１１５、１２０及び１２５は、未硬化のタイヤゴムである。刃１００は、例えば、圧して刃１００と接触することで層１１５を切削する間に十分な熱が層１１５に移り、切込み１３０に隣接する層１１５の一部を硬化させるような温度に加熱される。刃１００により与えられる熱量は、層１１５全体を硬化させず、むしろ、切込み１３０に隣接する層１１５の一部分のみが、刃１００からの熱により硬化される。より具体的には、実例として、硬化されるべき層１１５の最小部分は、単に、層１１５、１２０、及び１２５を共に結合させる及び／又はタイヤの他の要素と結合させるのに用いられる後続の硬化工程の間に（以下に詳しく考察される）切込み１３０が消去されるのを防止するような大きさである。この最小限の量を上回る部分が硬化されてもよいが、但し、後続の硬化工程の間に、層１１５、１２０、及び１２５を尚も共に結合させ得るという条件である。例えば、一模範的実施形態では、刃１００は、摂氏約１８０〜２６０度の範囲の温度に加熱される。

刃１００は、実例として与えられていると理解されるべきであり、様々な他の形状の刃１００が用いられてもよい。加えて、当業者に理解されるように、本明細書に開示される教示内容を用いて、他の工具又は技術を用いて、切込み１３０を作り出し、切込み１３０に隣接するそれ以外では未硬化のタイヤゴム層の一部を硬化させ得る。例えば、硬化は、硬化工程後に化学的に行われ得る。又は、切込みに近い領域は、加熱要素を利用して切込みを作り出した後に焼灼され得る。当業者に理解されるように、本明細書で開示される教示内容を用いて、他の技術が利用されてもよい。

未硬化タイヤゴム層を互いの上に配置し、記載されたように層の一部を硬化する間に１つ以上の層を切削することで切込みを作り出すプロセスを繰り返すことにより、様々な未硬化タイヤゴム層内に切込み１３０を積層させることから、サイプを構成することができる。重要なこととして、切込み１３０の形状を変え、後続の追加の層１１５、１２０、及び１２５内の切込み１３０の相対位置を変えることにより、複数の複雑な幾何学形状のサイプ及び様々な厚さを作り出すことできる。

例えば、ここでは、図２を参照して、円環断面に沿って見られるような、トレッドの部分１６５の模範的実施形態が与えられている。トレッド部分１６５は、前に記載されたような切込み１３０を備えた層１３５及び１５０を含む。層１３５は、トレッド部分１６５の外部に向かうのに対し、層１５０は、トレッド部分１６５の内部に向かう。「内」及び「外」は、トレッド部分１６５がタイヤ上の適所にある場合に、前記層が有し得る半径方向の位置を指すと理解される。

様々な層１３５及び１５０内の切込み１３０は、サイプ１４０、１４５、１５５、及び１６０を形作る。より具体的には、サイプ１４０及び１４５は、層１３５及び１５０の間で切込み１３０を隣接させる及び／又は積層することにより形成される。同様に、サイプ１５５及び１６０は、層１５０内で切込み１３０を隣接させることにより形成される。切込み１３０が切削され、層１３５及び１５０内でその切込みに隣接するタイヤゴムも硬化されたので、切込み１３０は、トレッド部分１６５が続いて硬化される際に消去されないことになる。そのような硬化工程は、層１３５及び１５０を硬化し、互いに対して及び／又はタイヤ中間体に対して接合するためのタイヤプレス内の配置を含む。代わりに、当業者により理解されるように、層１３５及び１５０を硬化して、踏面付け直し操作の一部として磨かれたタイヤ上に配置するためのトレッドバンドを作り出し得る。

更に図２を参照して、内部層１５０でのみサイプ１５５及び１６０が含まれ、外部層１３５では含まれないことに留意するべきである。従って、トレッド部分１６５を有するタイヤの初期では、サイプ１４０及び１４５のみが、目に見えて、タイヤの使用中に摩擦を向上させるのに有効である。タイヤが使用され、トレッドが摩り切れるにつれて、層１３５は、ゆっくりと取り除かれ、最終的に、サイプ１５５及び１６０が現れる。従って、これらのサイプ１５５及び１６０は、摩擦を向上させ、他方では、同時に、トレッド部分１６５の剛性が、転がり抵抗への望まれない影響を最小限にするように、トレッド深さに応じて調節される。そのように、本発明により、タイヤの設計及び構成内のトレッド深さに応じて、サイプの数、位置、密度、及び輪郭線を、より広範囲で調節することができる。加えて、切込み１３０は、ほぼゼロの厚さで構成することができ、そのため、転がり抵抗からのエネルギー損失を更に最小限にすることができる。

図３は、円環断面に沿って見られるような、トレッド部分１７５の別の模範的実施形態を与えている。トレッド部分１７５は、外層１７０及び内層１８５から作り出される。特に、トレッド部分１７５は、図２に示されるように、トレッド部分１６５よりも厚い。所望により、意図される用途に応じて、他の厚さを利用してもよい。

トレッド部分１７５は、前に記載されたように、連続して互いの上に配置又は積層されている未硬化タイヤゴム層１７０及び１８５から構成される。切込み１３０は、後続の硬化で切込み１３０が消去されるのを防止するように、層１７０及び１８５の一部を硬化する間、前記層に食い込んでいる。トレッド部分１７５は、サイプ１８０と一対のサイプ１９５とを含む。図３に見られるように、サイプ１８０及び１９５は、非線形の輪郭線又はＹ形の輪郭線を作り出す（線形サイプ１４０、１４５、１５５、及び１６０を示す図２とは異なる）。そのような効果は、連続層１７０及び１８５を加えることによりトレッド部分１７５が構成される時に、切込み１３０の層に沿って相対位置を変えることにより実現される。

トレッド部分１７５を有するタイヤが利用される場合、初期には、サイプ１８０のみが、目に見え、例えば、湿った路面及び雪の路面での摩擦をもたらすのに有効である。しかしながら、トレッド部分１７５が消耗し、層１７０が取り除かれるについて、一対のサイプ１９５が、露出され、摩擦性能を向上させるのに有効になる。加えて、一対のサイプ１９５間の間隔は、使用中に層１８５がトレッド部分１７５から取り除かれるにつれて、増すことになる。

図２及び図３に与えられる実施形態は、単に、実例としてのものであり、本明細書に記載される教示内容を利用して、例えば、サイプの深さ、形状、数、及び密度の他の異なる形態が、本発明で作り出され得ると理解される。より具体的には、本内容は、特定の模範的実施形態及びその方法に対して詳しく記載されているが、当業者が、上述のことを理解した後に、そのような実施形態の代替、変異形、及び均等物を容易に作り出し得ることは、明らかである。従って、本開示の範囲は、限定するものとしてではなく、実例としてのものであり、本内容の開示は、当業者に容易に明らかになるように、本内容の修正、変更及び／又は追加を含むことを消去しない。

Claims (19)

1. タイヤのトレッド部分を作製する方法であって、以下の工程：
   未硬化タイヤゴム層を表面上に配置することと、
   前記未硬化タイヤゴム層を切削して、前記未硬化タイヤゴム層内に既定の形の少なくとも１つの切込みを作り出すことと、
   前記未硬化タイヤゴム層の全てを硬化せずに、前記切込みに隣接する前記未硬化タイヤゴム層の一部分を硬化することと、
   既定の厚さを有する前記トレッド部分が形成され、切込みにより前記未硬化タイヤゴムの隣接層内に少なくとも１つのサイプが作り出されるまで、１つ以上の追加の未硬化タイヤゴム層を利用して層を配置し、前記層を切削し、前記層の一部を硬化する前記工程を繰り返すことと、
   前記未硬化タイヤゴム層内の切込みを消去せずに、前記未硬化タイヤゴム層の残りを硬化することと
   を含む、方法。
2. 前記配置工程の表面が、タイヤ成形ドラムにより支えられる、請求項１に記載のタイヤのトレッド部分を作製する方法。
3. 前記配置工程の表面が、タイヤ中間体により与えられる、請求項１に記載のタイヤのトレッド部分を作製する方法。
4. 前記トレッド部分の残りを硬化する前記工程が、前記トレッド部分と前記タイヤ中間体とを加硫プレス内に配置することを含む、請求項３に記載のタイヤのトレッド部分を作製する方法。
5. 前記切削工程が、前記未硬化タイヤゴム層の一部分の温度を、その硬化温度以上に上げることを含む、請求項１に記載のタイヤのトレッド部分を作製する方法。
6. 前記繰り返し工程の間に、前記切削工程により作り出される前記少なくとも１つの切込みの位置が、前記未硬化タイヤゴムの後続層の上の異なる位置に移動する、請求項１に記載のタイヤのトレッド部分を作製する方法。
7. 前記未硬化タイヤゴム層を切削する前記工程が、前記未硬化タイヤゴム層に沿って複数の切込みを作り出すことを含む、請求項１に記載のタイヤのトレッド部分を作製する方法。
8. 前記繰り返し工程が、前記未硬化タイヤゴム層にわたり複数のサイプを作り出す、請求項７に記載のタイヤのトレッド部分を作製する方法。
9. 前記硬化工程からの前記トレッド部分が、前記タイヤに踏面を付け直すように、磨かれたタイヤに貼り付けられる、請求項１に記載のタイヤのトレッド部分を作製する方法。
10. 前記トレッド部分が、トレッドが一定量摩り切れるまで視覚から隠れているサイプを有する、請求項１に記載のタイヤのトレッド部分を作製する方法。
11. 前記切込みに隣接する、硬化される前記未硬化タイヤゴム層の一部分の量が、少なくとも、前記未硬化タイヤゴム層の残りを硬化する工程の間に前記切込みが消去されるのを防止するのに必要とされる最小量である、請求項１に記載のタイヤのトレッド部分を作製する方法。
12. 前記切削工程及び前記硬化工程が、同時に実行される、請求項１に記載のタイヤのトレッド部分を作製する方法。
13. トレッド形状を有するタイヤであって、前記タイヤが、
    複数のゴム材料層を含むトレッド部分と、
    前記複数のゴム材料の少なくとも一部分の各々の層内に個別に作り出された切込みにより形成される少なくとも１つのサイプと
    を含み、
    前記ゴム材料層が、硬化により、前記少なくとも１つのサイプを消去せずに、共に結合される、
    タイヤ。
14. 前記タイヤを使用することによりトレッドが一定量摩り切れる後まで前記少なくとも１つのサイプが隠れているように、前記少なくとも１つのサイプが、１つ以上のゴム材料により覆われている、請求項１３に記載のトレッド形状を有するタイヤ。
15. 前記少なくとも１つのサイプが、前記複数のゴム材料層の少なくとも一部分の各々の層内に個別に作り出された複数の切込みにより作り出された複数のサイプを含む、請求項１３に記載のトレッド形状を有するタイヤ。
16. 前記複数のサイプが、前記トレッド部分を前記タイヤの円環断面に沿って見れば、外観でＹ形の輪郭線を作り出す、請求項１５に記載のトレッド形状を有するタイヤ。
17. 前記複数のサイプが、前記トレッド部分を前記タイヤの円環断面に沿って見れば、様々な深さのものである、請求項１５に記載のトレッド形状を有するタイヤ。
18. 前記複数のサイプを作り出す前記複数の切込みの密度が、前記タイヤの円環断面に沿って見られるようなトレッド部分の深さに応じて変化する、請求項１５に記載のトレッド形状を有するタイヤ。
19. 前記複数のサイプが、前記トレッド部分を前記タイヤの円環断面に沿って見れば、外観で非線形の輪郭線を作り出す、請求項１５に記載のトレッド形状を有するタイヤ。

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