JP4839848B2 - 空気入りタイヤ、タイヤ用セクショナル型モールド及び空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤ、該空気入りタイヤを製造するのに使用するタイヤ用セクショナル型モールド、及び該モールドを用いて製造される空気入りタイヤの製造方法に関し、更に詳しくは、タイヤ周方向溝の溝底で発生するクラックを抑制するようにした空気入りタイヤ、タイヤ用セクショナル型モールド及び空気入りタイヤの製造方法に関する。

一般に、空気入りタイヤは、リム組み時のエアー充填性を維持するため、リム組前のタイヤの左右のビード部間隔（以下、ビードベース幅と言う）が、組み付けられるホイールのリム幅を超える幅で設計されており、この傾向は特にチューブレスタイヤにおいて顕著である。

このようなタイヤがリム組みされると、図１０に示すように、ビードベース間隔Ｂｓがリム幅Ｒｗと一致するように狭まり、それに伴いタイヤ内面２１の曲率半径Ｒが小さくなろうとするため、センター側とショルダー側で径差の大きいトレッド面２２には左右に引張る力Ｆ１，Ｆ２が発生する。更に、空洞部２３内に内圧が付与されると、トレッド面２２のセンター部２２ａの外径成長により、左右に引張る力Ｆ１，Ｆ２が大きくなる。特に、ベルト層の内圧分担率が高い偏平タイヤではこの傾向がより大きい。

その結果、トレッド面２２に形成された周方向溝２４が左右に拡がり、特に周方向溝２４のショルダー側に位置する溝壁面２４ａと溝底面２４ｂとの接点部ａに応力が集中することとなる。

他方、分割した複数のセクターを環状に連接してトレッド面を成型するセクショナル型モールドを用いて製造した空気入りタイヤは、連接するセクター間の微妙なズレや繰り返し使用によって生じるセクター間の隙間により、セクターの連接位置に段差やオーバーフローが発生し易い。このような段差やオーバーフローが周方向溝２４の溝底に発生すると、その部分に応力集中が発生し易くなる。

上記のような空気入りタイヤ、特に高い荷重が負荷される重荷重用空気入りタイヤが、比較的低い空気圧で使用されると、周方向溝の溝底への応力が増大する一方、発熱増加によりゴム物性の低下が促進される。その結果、周方向溝２４のセクター連接部位に位置する接点部ａにクラックが発生し、これが起点となりクラックが周方向へ更には径方向へ成長し、タイヤの耐久性を低下させるという問題があった。

従来、前者の接点部ａに応力が集中する問題に対しては、応力に対してゴム物性の抗力を高めたゴムを使用することで対処するようにしている。また、後者の周方向溝の溝底に段差やオーバーフローに起因するクラックが発生する問題に対しては、セクターの分割面を工夫することによりクラックの発生を抑制するようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−００１５５０号公報

本発明の目的は、セクショナル型モールドを用いて製造される空気入りタイヤにおいて、周方向溝のセクター連接部位に位置する溝底でのクラックの発生を抑制することが可能な空気入りタイヤ、タイヤ用セクショナル型モールド及び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本発明の空気入りタイヤは、トレッド面にタイヤ周方向に延在する周方向溝を有し、セクショナル型モールドの分割した複数のセクターを環状に連接して前記トレッド面を成型してなる空気入りタイヤであって、前記周方向溝の両溝壁面の内、少なくともショルダー側に位置する溝壁面において、前記セクターの連接部に位置する溝壁面領域にのみ凹部を設け、該凹部がタイヤ周方向に延在する幅１ｍｍ以下の切り込みからなり、該切り込みを前記周方向溝の溝深さｄの２０％の位置から７０％の位置までの範囲に配置したことを特徴とする。

本発明のタイヤ用セクショナル型モールドは、分割された複数のセクターを有し、タイヤ周方向に延在する周方向溝を有するトレッド面を、トレッド成型面に周方向溝成形突条を突設した前記複数のセクターを環状に連接して成型するタイヤ用セクショナル型モールドであって、前記周方向溝成形突条の両側壁面の内、少なくともタイヤショルダー側に位置する側壁面において、前記セクターの連接部に位置する側壁面領域にのみ凸部を突設し、該凸部がタイヤ周方向に延在する厚さ１ｍｍ以下の切り込み成形刃からなり、該切り込み成形刃を前記周方向溝成形突条の高さｈの３０％の位置から８０％の位置までの範囲に配置したことを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤの製造方法は、グリーンタイヤをタイヤ用セクショナル型モールド内で加硫して空気入りタイヤを製造する際に、上記タイヤ用セクショナル型モールドを用いることを特徴とする。

上述した本発明によれば、クラックが発生し易い、セクターの連接部に位置するショルダー側の溝壁面領域にのみ凹部を設けることにより、左右に引張る力がトレッド面に作用した際に、凹部が位置する溝壁部分が開くので、セクターの連接箇所に位置するショルダー側の溝壁面領域と溝底面との接点部分に集中していた応力を凹部が位置する溝壁部分に分散させ、接点部分に作用する引張り応力を低減することが可能になる。

従って、周方向溝のセクター連接箇所に位置する接点部分にクラックが発生するのを抑制することができ、それにより周方向溝の溝底に発生するクラックに起因するタイヤの耐久性低下の改善が可能になる。

以下、本発明の実施の形態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一実施形態を示し、トレッド面１には、タイヤ周方向ＴＣに延在する複数の周方向溝２が設けられている。タイヤセンター側に位置する２本の周方向溝２Ａ間には、タイヤ幅方向に延在する横溝３がタイヤ周方向ＴＣに所定の間隔で配置され、周方向溝２Ａと横溝３によりブロック（陸部）４が区画形成されている。２本の周方向溝２Ａのタイヤ幅方向外側には、それぞれリブ（陸部）５が区分形成されている。

この空気入りタイヤは、図２に示すセクショナル型モールドの分割した複数のセクター１１を環状に連接してトレッド面１を成型してなるタイヤであって、Ｐがセクター１１の分割面１１ｐの連接位置に対応する位置である。

上記周方向溝２の両溝壁面２Ｘ，２Ｙの内、図３，４に示すように、少なくともショルダー側に位置する溝壁面２Ｙにおいて、セクター１１，１１の連接部１１ａ，１１ａに位置する溝壁面領域２Ｙａにのみ凹部６が設けられている。凹部６は、溝壁面２Ｙに沿ってタイヤ周方向ＴＣに延在する１本の切り込み７から形成されている。

このようなトレッド面１を有する空気入りタイヤを成型するタイヤ用セクショナル型モールドは、両サイドウォール面を成型する上型と下型（不図示）、及びこの上型と下型との間に配置され、トレッド面１を成型する複数に分割された図２に示すセクター１１を備えている。各セクター１１は、トレッド成型面１１Ｘ上に周方向溝２を成形するための周方向溝成形突条１２と横溝３を成形するための横溝成形突条１３を突設した構成になっている。

各周方向溝成形突条１２の両側壁面１２Ｘ，１２Ｙの内、少なくとも成型されるタイヤのショルダー側に位置する側壁面１２Ｙにおいて、図５，６に示すように、各セクター１１の連接部１１ａに位置する側壁面領域１２Ｙａにのみ凸部１３が突設してある。凸部１３は、側壁面１２Ｙに沿ってタイヤ周方向ＴＣに延在する切り込み成形刃１４から構成されている。

このように構成されるタイヤ用セクショナル型モールド内にグリーンタイヤを搬入した後、セクター１１を分割面１１ｐが接触するようにして環状に連接してグリーンタイヤをタイヤ用セクショナル型モールド内にセットし、次いで加硫することにより上述した空気入りタイヤが製造される。

タイヤに発生するクラックは、引張り応力と破断抗力の大小関係が、引張り応力＞破断抗力となった場合に生じるが、上述した本発明では、クラックが発生し易い、セクター１１，１１の連接部１１ａ，１１ａに位置するショルダー側の溝壁面領域２Ｙａにのみ凹部６を設けることにより、左右に引張る力Ｆ１，Ｆ２がトレッド面１に作用した際に、凹部６が位置する溝壁部分が開くので、セクター１１の連接箇所に位置するショルダー側の溝壁面領域２Ｙａと溝底面２ｇとの接点部分ｂに集中していた応力を凹部６が位置する溝壁部分に分散させ、接点部分ｂに作用する引張り応力を低減することができる。

そのため、周方向溝２の接点部分ｂにクラックが発生するのを抑制することができ、従って、周方向溝２の溝底に発生するクラックに起因するタイヤ耐久性の低下を改善することができる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、凹部６を構成する切り込み７の幅ｍとしては、１ｍｍ以下にするのが好ましく、これにより耐偏摩耗性を維持しながら周方向溝２の溝底でのクラックの発生を抑制することができる。幅ｍの下限値としては、切り込みが形成できる範囲であればいずれの値であってもよいが、現実的には０．５ｍｍ程度である。

溝壁面領域２Ｙａに設ける切り込み７は、好ましくは、周方向溝２の溝深さｄの２０％の位置Ｐ１から７０％の位置Ｐ２までの範囲Ｚに設けるのがよく、これにより周方向溝２の溝底でのクラックの発生をより効果的に抑制することができる。また、７０％の位置Ｐ２よりトレッド面１側になると、切り込み７が成長（切り込み７からクラックが発生）する問題が起こり易くなる。

切り込み７の深さｄｓとしては、２ｍｍ以上にするのが周方向溝２の溝底でのクラックの発生をより効果的に抑制する上で好ましい。上限値としては、切り込み７にクラックが発生するのを抑制するため、５ｍｍ以下にするのがよい。なお、ここで言う深さｄｓは、図４に示すように、溝壁面２Ｙに開口する切り込み７の開口７ａから底７ｂまでを直線で測った長さである。

切り込み７のタイヤ周方向長さｗと周方向溝２の溝深さｄの比ｗ／ｄとしては、０．６〜４．０の範囲にするが、周方向溝２の溝底でのクラックの発生をより効果的に抑制する上でよい。また、比ｗ／ｄが４．０を超えると、切り込み７が成長する問題が発生し易くなる。

タイヤ軸（不図示）と直交する平面Ｓに対する切り込み７の溝底側での切り込み角度θとしては、切り込み成形刃１４の離型性の点から７５°以下、好ましくは６０°以下にするのがよい。下限値としては、離型時に切り込み７より溝底側の部分がもげるのを抑制するため、１５°以上、好ましくは３０°以上にするのがよい。

切り込み７の底７ｂは、好ましくは、図７に示すように、鋭角のエッジがない断面円弧状などに形成するのが好ましい。また、切り込み７の開口７ａに面する陸部のエッジ部ｘを面取りするようにしてもよい。

上記実施形態では、切り込み７を各溝壁面領域２Ｙａに１本設けたが、２本以上複数本を溝深さ方向に並設するようにしてもよい。その場合、各々の切り込み７の幅が１ｍｍを超えないようにする。

また、上記切り込み７は、図３に示すように、周方向溝２の周方向に延在する溝底に平行に延設する代わりに、図８に示すように、周方向溝２の周方向に延在する溝底に対して傾斜して延在するようにしてもよい。

上記空気入りタイヤを製造するのに使用する本発明のタイヤ用セクショナル型モールドにおいて、凸部１３を構成する切り込み成形刃１４の厚さｔとしては、１ｍｍ以下にするのが、上述した切り込み７の幅ｍと同様の理由からよい。厚さｔの下限値としては、切り込み７が形成できる範囲であればいずれの値であってもよいが、現実的には、０．５ｍｍ程度である。

側壁面領域１２Ｙａに突設する切り込み成形刃１４は、周方向溝成形突条１２の高さｈの３０％の位置Ｐ１’から８０％の位置Ｐ２’までの範囲Ｚ’に設けるのが、上述した切り込み７の範囲Ｚと同様の理由でよい。

切り込み成形刃１４の高さｈｓとしては、２ｍｍ以上にするのが周方向溝２の溝底でのクラックの発生をより効果的に抑制する上で好ましい。上限値としては、切り込み７にクラックが発生するのを抑制するため、５ｍｍ以下にするのがよい。なお、ここで言う高さｈｓは、図５に示すように、側壁面１２Ｙに接する切り込み成形刃１４の基端１４ａから突端１４ｂまでを直線で測った長さである。

各切り込み成形刃１４の周方向長さｗｓと周方向溝成形突条１２の高さｈの比ｗｓ／ｈとしては、０．３〜２．０の範囲にするのが上述した比ｗ／ｄと同様の理由からよい。

環状に連接した複数のセクターの中心軸と直交する平面Ｋに対する切り込み成形刃１４の周方向溝成形突条頂部側での突出角度αとしては、上述した切り込み角度θと同様の理由から１５°〜７５°、好ましくは３０°〜６０°の範囲にするのがよい。

切り込み成形刃１４の突端部１４ｃは、好ましくは、図９に示すように、鋭角のエッジがない断面円弧状などの面取り面ｃを有するようにするのがよい。

上記実施形態では、切り込み成形刃１４を各側壁面領域１２Ｙａに１本設けたが、２本以上複数本を高さ方向に並設するようにしてもよい。その場合、各々の切り込み成形刃１４の厚さが１ｍｍを超えないようにする。

また、切り込み成形刃１４は、図６に示すように、周方向溝成形突条１２の環状に延在する突端１２ａに平行に延設する代わりに、周方向溝成形突条１２の環状に延在する突端１２ａに対して傾斜して延在するようにしてもよい。

本発明は、特にトラックやバスなどの重荷重車両に用いられる重荷重用空気入りタイヤで、更に偏平率が７０％以下のものに好ましく用いることができるが、当然のことながらそれに限定さず、乗用車用など他の用途の空気入りタイヤにも好適に用いることができる。

タイヤサイズを２７５／７０Ｒ２２．５、トレッドパターンを図１で共通にし、９分割したセクターを有するセクショナル型モールドを用いて、表１に示す各仕様（従来例、実施例１〜１０、参考例１〜２及び比較例）を有する試験タイヤを作製した。各試験タイヤにおいて、切り込みの幅は０．８ｍｍ、切り込み角度θは４５°で共通である。

これら各試験タイヤをリムに装着し、ＪＡＴＭＡに規定される最大負荷能力に対応する空気圧の８０％の内圧を付与してトラックのドライブ軸に装着し、舗装されたテストコースを５万ｋｍ走行した後、周方向溝のセクター連接部に位置する溝底でのクラックの発生率及び切り込みの成長率を調べたところ、表１に示す結果を得た。

表１から、本発明タイヤは、周方向溝のセクター連接部位に位置する溝底でクラックが発生するのを効果的に抑制できることがわかる。

また、切り込みを周方向溝の溝深さｄの２０〜７０％の範囲、切り込みの深さｄｓを２ｍｍ以上、比ｗ／ｄを０．６〜４．０の範囲にすることにより、周方向溝の溝底でのクラックの発生をより効果的に抑制できることがわかる。

本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示すトレッド面の要部展開図である。 図１の空気入りタイヤを製造するのに使用されるタイヤ用セクショナル型モールドの連接したセクターの部分を内側から見た図である。 周方向溝のショルダー側に位置する溝壁の一例を示す拡大部分斜視図である。 図３において、位置Ｐに沿って切断した拡大断面図である。 分割面側から見たセクターの一例を示す要部拡大図である。 図５の右方向から見たセクターの連接部分の図である。 切り込みの他の例を示す拡大断面図である。 切り込みの更に他の例を示す斜視図である。 切り込み成形刃の他の例を示す拡大断面図である。 リムに装着した空気入りタイヤの断面図である。

符号の説明

１ トレッド面
２ 周方向溝
２Ｘ，２Ｙ 溝壁面
２Ｙａ 溝壁面領域
６ 凹部
７ 切り込み
１１ セクター
１１Ｘ トレッド成型面
１１ａ 連接部
１１ｐ 分割面
１２ 周方向溝成形突条
１２Ｘ，１２Ｙ 側壁面
１２Ｙａ 側壁面領域
１３ 凸部
１４ 切り込み成形刃
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ１’，Ｐ２’位置
ＴＣ タイヤ周方向
Ｚ，Ｚ’範囲
ｍ 幅
ｔ 厚さ

Claims (9)

1. トレッド面にタイヤ周方向に延在する周方向溝を有し、セクショナル型モールドの分割した複数のセクターを環状に連接して前記トレッド面を成型してなる空気入りタイヤであって、
   前記周方向溝の両溝壁面の内、少なくともショルダー側に位置する溝壁面において、前記セクターの連接部に位置する溝壁面領域にのみ凹部を設け、該凹部がタイヤ周方向に延在する幅１ｍｍ以下の切り込みからなり、該切り込みを前記周方向溝の溝深さｄの２０％の位置から７０％の位置までの範囲に配置した空気入りタイヤ。
2. 前記切り込みの深さｄｓが２ｍｍ〜５ｍｍである請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記切り込みのタイヤ周方向長さｗと前記周方向溝の溝深さｄの比ｗ／ｄを０．６〜４．０にした請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. タイヤ軸と直交する平面に対する前記切り込みの溝底側での切り込み角度θを１５°〜７５°にした請求項１，２または３に記載の空気入りタイヤ。
5. 分割された複数のセクターを有し、タイヤ周方向に延在する周方向溝を有するトレッド面を、トレッド成型面に周方向溝成形突条を突設した前記複数のセクターを環状に連接して成型するタイヤ用セクショナル型モールドであって、
   前記周方向溝成形突条の両側壁面の内、少なくともタイヤショルダー側に位置する側壁面において、前記セクターの連接部に位置する側壁面領域にのみ凸部を突設し、該凸部がタイヤ周方向に延在する厚さ１ｍｍ以下の切り込み成形刃からなり、該切り込み成形刃を前記周方向溝成形突条の高さｈの３０％の位置から８０％の位置までの範囲に配置したタイヤ用セクショナル型モールド。
6. 前記切り込み成形刃の高さｈｓが２ｍｍ〜５ｍｍである請求項５に記載のタイヤ用セクショナル型モールド。
7. 前記切り込み成形刃の周方向長さｗｓと前記周方向溝成形突条の高さｈの比ｗｓ／ｈを０．３〜２．０にした請求項５または６に記載のタイヤ用セクショナル型モールド。
8. 環状に連接した複数のセクターの中心軸と直交する平面に対する前記切り込み成形刃の周方向溝成形突条頂部側での突出角度αを１５°〜７５°にした請求項５，６または７に記載のタイヤ用セクショナル型モールド。
9. グリーンタイヤをタイヤ用セクショナル型モールド内で加硫して空気入りタイヤを製造する際に、請求項５乃至８のいずれか１項に記載のタイヤ用セクショナル型モールドを用いる空気入りタイヤの製造方法。

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