JP2016175252A - 空気入りタイヤの製造方法、タイヤ成形用金型及び空気入りタイヤ - 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際に、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、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】金型内に未加硫タイヤを装填し、未加硫タイヤを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、金型の内面にサイプを成形するためのブレード１５を植え込み、ブレード１５にその厚さ方向に貫通する少なくとも１つのベント孔１６を形成し、ベント孔１６からトレッド部２１の踏面までの距離ｄを１．０ｍｍ以上に設定すると共に、ブレード１５の少なくとも片面にベント孔１６からトレッド部２１の踏面まで延在するスリット１７を設ける。
【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、その製造方法に使用されるタイヤ成形用金型及びその製造方法によって得られる空気入りタイヤに関し、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、タイヤ成形用金型及び空気入りタイヤに関する。

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１〜３参照）。

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。サイプ成形用ブレードに形成されるベント孔をトレッド部の踏面から十分に離れた位置に配置すれば、トレッド部の欠損を抑えることが可能であるが、この場合、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。

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。

特許第２７５４０３６号公報 特開２００２−６７０４２号公報 特開２０１３−７５５９３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、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空気入りタイヤの製造方法は、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し、該ベント孔から前記トレッド部の踏面までの距離ｄを１．０ｍｍ以上に設定すると共に、前記ブレードの少なくとも片面に前記ベント孔から前記トレッド部の踏面まで延在するスリットを設けたことを特徴とするものである。

また、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、トレッド部にサイプを備え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、金型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し、該ベント孔から前記トレッド部の踏面までの距離ｄを１．０ｍｍ以上に設定すると共に、前記ブレードの少なくとも片面に前記ベント孔から前記トレッド部の踏面まで延在するスリットを設けたことを特徴とするものである。

更に、本発明の空気入りタイヤは、上述した空気入りタイヤの製造方法によって得られる空気入りタイヤであって、前記サイプの内壁面に前記ベント孔に対応するゴム柱と前記スリットに対応するゴム筋とを有し、前記ゴム柱が切断された状態にある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、ベント孔からトレッド部の踏面までの距離ｄを１．０ｍｍ以上とし、ベント孔をトレッド部の踏面から十分に離れた位置に配置することにより、ベント孔内に形成されるゴム柱が離型時に切断される際にトレッド部が欠損し難くなる。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。その一方で、ブレードの少なくとも片面にベント孔からトレッド部の踏面まで延在するスリットを設けることにより、ベント孔をトレッド部の踏面から離れた位置に配置した場合であっても、スリットがトレッド部の踏面からベント孔までの通気路として機能するので、これらスリット及びベント孔に基づいてブレードにより仕切られた空間同士の通気性を確保し、ゴム流れ不良による外観不良を防止することができる。

本発明において、ブレードの両面にスリットを設けることが好ましい。これにより、ブレードの両面においてスリットが通気路として機能するので、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。

また、スリットの深さｔとブレードの厚さＴとは０．２Ｔ≦ｔ≦０．８Ｔの関係を満足することが好ましい。このようにブレードの厚さＴに対してスリットの深さｔを規定することにより、ブレードの強度を確保しながらスリットを通気路として有効に機能させ、空気の滞留を防止することができる。

更に、スリットの幅ａとベント孔の直径φとは０．３φ≦ａ≦φの関係を満足することが好ましい。このようにベント孔の直径φに対してスリットの幅ａを規定することにより、スリットを通気路として有効に機能させ、空気の滞留を防止することができる。

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効果的に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。 本発明の空気入りタイヤの製造方法によって得られる空気入りタイヤのトレッドパターンの一例を示す展開図である。 金型の内面に植え込まれたブレードを示す断面図である。 図３のＸ−Ｘ矢視断面図である。 図３のブレードにより成形されたサイプを示す断面図である。

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。

図２は本発明の空気入りタイヤの製造方法によって得られる空気入りタイヤＴのトレッドパターンの一例を示すものである。図２に示すように、空気入りタイヤＴのトレッド部２１には、タイヤ周方向に延びる複数本の主溝２２と、タイヤ周方向に延びる１本の周方向細溝２３と、タイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝２４と、タイヤ幅方向に延びる複数本のサイプ２５とが形成されている。

上述した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、図１に示すように、主溝２２を成形するための溝成形骨１２や周方向細溝２３を成形するための溝成形骨１３やラグ溝２４を成形するための溝成形骨１４が設けられていると共に、図３及び図４に示すように、サイプ２５を成形するためのブレード１５が植え込まれている。ブレード１５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１６が形成されている。ベント孔１６は円筒形状を有している。

ベント孔１６からトレッド部２１の踏面（即ち、金型内面Ｓ）までの距離ｄは１．０ｍｍ以上に設定されている。つまり、従来は距離ｄが０．５ｍｍ程度であるが、ここでは距離ｄが従来よりも大きく設定されている。また、ブレード１６の両面にはそれぞれベント孔１６からトレッド部２１の踏面まで延在するスリット１７が配設されている。図３及び図４において、スリット１７はブレード１６の縁部まで延在するため、スリット１７の一部がセクターモールド５に埋め込まれた状態になっている。

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２１には、溝成形骨１２〜１４に基づいて主溝２２、周方向細溝２３及びラグ溝２４からなる所定の溝パターンが成形され、ブレード１５に基づいて所定のサイプ２５が成形される。

上述した空気入りタイヤＴの製造方法においては、サイプ２５を成形するためのブレード１５にベント孔１６を設けるにあたって、ベント孔１６からトレッド部２１の踏面（即ち、金型内面Ｓ）までの距離ｄを１．０ｍｍ以上とし、ベント孔１６をトレッド部２１の踏面から十分に離れた位置に配置することにより、ベント孔１６内に形成されるゴム柱２６（図５参照）が離型時に切断される際にトレッド部２１が欠損し難くなる。つまり、ベント孔１６がトレッド部２１の踏面付近にあると、離型時にゴム柱２６が引っ張られる際にトレッド部２１の踏面付近の部分が欠損し易くなるが、ベント孔１６をサイプ２５の深い位置に配置することで、ゴム柱２６の方が優先的に切断されるようになる。そのため、ベント孔１６内に形成されるゴム柱２６に起因するトレッド部２１の欠損を効果的に防止することができる。

その一方で、ブレード１５の両面にベント孔１６からトレッド部２１の踏面まで延在するスリット１７を設けることにより、ベント孔１６をトレッド部２１の踏面から離れた位置に配置した場合であっても、スリット１７がトレッド部２１の踏面からベント孔１６までの通気路として機能するので、これらスリット１７及びベント孔１６に基づいてブレード１５により仕切られた空間同士の通気性を確保し、ゴム流れ不良による外観不良を防止することができる。

而して、上述した製造方法によれば、サイプ２５の内壁面にベント孔１６に対応するゴム柱２６とスリット１７に対応するゴム筋２７とを有し、ゴム柱２６が切断された状態にある空気入りタイヤＴが成形される。このような空気入りタイヤＴでは、ゴム流れ不良による外観不良が少なく、かつベント孔１６内に形成されるゴム柱２６に起因するトレッド部２１の欠損が少ないという利点がある。

上述した空気入りタイヤＴの製造方法において、ベント孔１６からトレッド部２１の踏面までの距離ｄは１．０ｍｍ以上に設定することが必要であるが、この距離ｄが１．０ｍｍ未満であるとゴム柱２６に起因するトレッド部２１の欠損を生じ易くなる。特に、ベント孔１６からトレッド部２１の踏面までの距離ｄは１．０ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲に設定することが望ましい。

スリット１７の深さｔとブレード１５の厚さＴ（図４参照）とは、０．２Ｔ≦ｔ≦０．８Ｔの関係を満足すると良い。このようにブレード１５の厚さＴに対してスリット１７の深さｔを上記の如く規定することにより、ブレード１５の強度を確保しながらスリット１７を通気路として有効に機能させ、空気の滞留を防止することができる。ここで、スリット１７の深さｔが０．２Ｔよりも小さいと通気路の大きさが不十分になるため空気の滞留が起こり易くなり、逆に０．８Ｔよりも大きいとブレード１５の強度が低下し、ブレード１５の折損が懸念される。

また、ブレード１５の厚さｔは０．５ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲に設定すると良い。ブレード１５の厚さｔが０．５ｍｍよりも小さいとブレード１５の耐久性が不十分になり、逆に１．０ｍｍよりも大きいとブレード１５の加工性が低下する。

更に、スリット１７の幅ａとベント孔１６の直径φ（図３参照）とは、０．３φ≦ａ≦φの関係を満足すると良い。このようにベント孔１６の直径φに対してスリット１７の幅ａを上記の如く規定することにより、スリット１７を通気路として有効に機能させ、空気の滞留を防止することができる。ここで、スリット１７の幅ａが０．３φよりも小さいと通気路の大きさが不十分になるため空気の滞留が起こり易くなる。また、スリット１７の幅ａがφよりも大きい場合も、スリット１７内に未加硫ゴムが侵入し易くなるため空気の滞留が起こり易くなる。

ベント孔１６の直径φは０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲に設定すると良い。ベント孔１６の直径φが０．５ｍｍよりも小さいと空気の滞留が起こり易くなり、逆に２．０ｍｍよりも大きいと離型性が悪化する。

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２１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２１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１６及びスリット１７を備えたブレード１５を採用することにより、トレッド部２１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２１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。

上述した実施形態ではブレードの両面にベント孔からトレッド部の踏面まで延在するスリットを設けた場合について説明したが、本発明ではスリットをブレードの片面だけに設けるようにしても良い。但し、ゴム流れ不良による外観不良を効果的に防止するために、スリットをブレードの両面に設けることが望ましい。

また、上述した実施形態ではブレードにおいてスリットをベント孔からタイヤ径方向外側に向かって直線状に延在させた場合について説明したが、本発明ではスリットをタイヤ径方向に対して傾斜するように配置したり、或いは、スリットを湾曲した形状や屈曲した形状に加工したりすることも可能である。

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２５０％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にその厚さ方向に貫通するベント孔を形成し、ブレードの少なくとも片面にベント孔からトレッド部の踏面まで延在するスリットを設け、ベント孔からトレッド部の踏面までの距離ｄ、スリットの配置（ブレードの片面又は両面）、スリットの深さｔ、ブレードの厚さＴ、スリットの幅ａ、及び、ベント孔の直径φを表１のように設定した実施例１〜４の製造方法により空気入りタイヤを得た。

比較のため、ベント孔からトレッド部の踏面までの距離ｄを０．５ｍｍとし、ブレードからスリットを排除したこと以外は実施例１〜４と同じ条件とした従来例１の製造方法により空気入りタイヤを得た。また、ベント孔からトレッド部の踏面までの距離ｄを１．０ｍｍとしたこと以外は従来例１と同じ条件とした比較例１の製造方法により空気入りタイヤを得た。

上述した従来例１、比較例１及び実施例１〜４の製造方法によりそれぞれ１，０００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に併せて示した。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、従来例１との対比において、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大幅に低減されていた。これに対して、ブレードにスリットを付加せずにベント孔からトレッド部の踏面までの距離ｄを大きくした比較例１では、トレッド部の欠損の発生率が低減されるものの、外観不良の発生率が大きくなっていた。

１０ 金型
１５ ブレード
１６ ベント孔
１７ スリット
２１ トレッド部
２５ サイプ
２６ ゴム柱
２７ ゴム筋
Ｔ 空気入りタイヤ

Claims (10)

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し、該ベント孔から前記トレッド部の踏面までの距離ｄを１．０ｍｍ以上に設定すると共に、前記ブレードの少なくとも片面に前記ベント孔から前記トレッド部の踏面まで延在するスリットを設けたことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記ブレードの両面に前記スリットを設け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. 前記スリットの深さｔと前記ブレードの厚さＴとが０．２Ｔ≦ｔ≦０．８Ｔの関係を満足する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. 前記スリットの幅ａと前記ベント孔の直径φとが０．３φ≦ａ≦φの関係を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
5. 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１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
6. 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ためのタイヤ成形用金型において、金型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し、該ベント孔から前記トレッド部の踏面までの距離ｄを１．０ｍｍ以上に設定すると共に、前記ブレードの少なくとも片面に前記ベント孔から前記トレッド部の踏面まで延在するスリットを設けたことを特徴とするタイヤ成形用金型。
7. 前記ブレードの両面に前記スリットを設けたことを特徴とする請求項６に記載のタイヤ成形用金型。
8. 前記スリットの深さｔと前記ブレードの厚さＴとが０．２Ｔ≦ｔ≦０．８Ｔの関係を満足することを特徴とする請求項６又は７に記載のタイヤ成形用金型。
9. 前記スリットの幅ａと前記ベント孔の直径φとが０．３φ≦ａ≦φの関係を満足することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のタイヤ成形用金型。
10. 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によって得られる空気入りタイヤであって、前記サイプの内壁面に前記ベント孔に対応するゴム柱と前記スリットに対応するゴム筋とを有し、前記ゴム柱が切断された状態にあることを特徴とする空気入りタイヤ。

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