JP4880422B2 - タイヤ成形用金型におけるピースの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、いわゆるバリアブルピッチを有する空気入りタイヤを成型するためのタイヤ成型用金型であって、該タイヤ成型用金型が、複数のピースからなるセグメントを有するいわゆる割モールド式の金型であるタイヤ成形用金型におけるピースの製造方法に関する。

空気入りタイヤの成型用金型には、いわゆる割モールド式と呼ばれる複数のピースからなるセグメントを複数有するタイプの金型がある。割モールド式の金型では、空気入りタイヤのトレッドパターンの場合、１のピースまたは複数のピース群にて、トレッドの最小繰り返しパターンの基本となるピッチを１種類作製すれば、前記ピースまたはピース群をピッチの繰り返しに必要な数だけ並べることにより、金型全体のパターンを作製することができる。

ところが、いわゆるバリアブルピッチ配列のトレッドパターンを有する空気入りタイヤの成型用金型では、通常のタイヤの場合と事情が異なり、従来、基本ピッチを１種類作製しただけでは、バリアブルピッチ配列のトレッドパターン全体の作製はできなかった。バリアブルピッチ配列とは、繰り返し単位のピッチ長を変化させた配列をいう。このような配列を行うことにより、ピッチ長に対応するピークレベルノイズが、複数の周波数成分に分散させられるので、耳障りなノイズの発生を抑えることができる。この際ピッチ長の異なるピッチの種類が多いほど、周波数分散効果が高くなる。

かかるバリアブルピッチ配列を成型するタイヤ成型用金型は、例えば４種類のバリエーションを与える場合、従来４種類の基本となるピッチを用意し、これをランダムに或いは周期的に配列してバリアブルピッチ配列用のタイヤ成型用金型としていた。しかし、基本ピッチの数を増大させることは、設計コストを含め、金型作製のコストが増大し、また作業時間が増加するという問題があった。そこで、基本ピッチの数をできるだけ減らしたバリアブルピッチ配列のタイヤ成型用金型がいくつか提案されている。例えば、特許文献１では、例えばセグメント（注：割モールド式金型の上記「セグメント」とは異なる意味である。）の基準点から両方の分割線まで周長（周長ａ，周長ｂ）の比（ａ：ｂ）が異なる２種類のセグメント（Ａ，Ｂ）を用意し、これらセグメントの組み合わせで、４種類のバリエーションのピッチ（ＡＡ，ＡＢ，ＢＡ，ＢＢ）を持つタイヤ成型用金型とする技術が示されている。
特開平１０−３０５７１３号公報

しかしながら、文献1の方法では、周長の比が異なるセグメントを持つことによって、斜め方向に伸びるラグ溝などは、その角度が異なってしまうため排水性などラグ溝本来必要とされる特性が犠牲にされる問題がある。また文献１の方法によっても２種類のセグメントを設計する必要があるという問題もある。
また文献１記載のセグメントを組み合わせて得られるピッチ（ＡＡ，ＡＢ，ＢＡ，ＢＢ）は、タイヤ周方向ピッチ長の異なるピッチであって、ピッチごとにピースとする場合、タイヤ周方向長さの異なるピースが配列されたセグメントを持つことになる。周方向セグメント長が決まった長さであるが、該セグメント長の中にぴたりとピースを収めるためには、ピース１つ１つがその寸法どおりに仕上がっている必要がある。すなわち、１のセグメントを構成する全部のピースの周方向ピース長の合計長さが、セグメント長と異なっていた場合、任意の一つのピースを取り替えるだけでは済まず、その調整には多大な労力が必要となる。

上記課題を解決するため、タイヤ周方向に繰り返されるブロック列の最小繰り返しパターンの単位を１ピッチとした場合に、前記各ピッチのタイヤ周方向のピッチ長さが異なるピッチを含むトレッドパターンを備えた空気入りタイヤを成型するタイヤ成型用金型であって、前記タイヤ成型用金型は、タイヤ周方向に分割された複数のセグメントで構成され、前記セグメントは、更に分割されたピースを備えているタイヤ成形用金型における前記ピースの製造方法において、本発明では、
前記ピースは、切削前ピースからタイヤ周方向両端面を切り出されて製造され、
前記切削前ピースは、そのタイヤ周方向両端に切削領域を有し、前記切削領域では、タイヤ周方向断面形状が同形状であって、
各ピースのタイヤ周方向幅を所定の長さに揃えるために、前記各切削前ピースから前記ピースを切り出す切削工程において、
切り出し後の各ピースのタイヤ周方向長さが等しく、かつ前記切削領域内に切り出し後のピースの周方向両端がいずれも含まれるように、各ピースの切り出し位置がタイヤ周方向に異なる２箇所以上に設定され、
設定された前記切り出し位置うち、いずれかの位置から前記ピースを切り出すことを最も主要な特徴とする。

本発明で製造された各ピースは、バリアブルピッチ用のタイヤ成型用金型に用いられるにも拘らず、タイヤ周方向ピース長さが同じであるので、バリアブルピッチ用以外のタイヤ成型用金型と同様にセグメントに取り付けることができ、更にいずれか一のピースが不良であった場合でも取替えが容易である。また本発明のピースの製造方法によれば、パターンの基本となる切削前ピースは、最低１種類の設計でも、バリアブルピッチ配列のタイヤ成型用金型を得ることができるので、金型設計コストを大幅に引き下げることができる。

本発明のピースの製造方法では、各ピースのタイヤ周方向幅を所定の長さに揃えるために、一般的に行われている前記各切削前ピースから前記ピースを切り出す切削工程に組み込むことのできる製造方法であるから、バリアブルピッチ用のピースを新たに製造するに当たって、余分な工程を増加させる必要がない。また切削前ピースからの各ピースの切り出し位置の設定数を増加させるだけで、バリアブルピッチを増加させることができるので、特にバリアブルピッチ種類の多い空気入りタイヤのタイヤ成型用金型に用いるピッチとして、コストを抑えて製造することができる。

さらに本発明の製造方法で製造されたピースを用いたタイヤ成型用金型で成形された空気入りタイヤでは、斜め方向のラグ溝などはピースによって角度を変化させる必要がないため、ラグ溝の排水特性を犠牲にすることなく、バリアブルピッチによる騒音防止効果を得ることができる。

以下図面を用いて説明するが、本発明は図面に示した様態に限るものではない。
本発明は、タイヤ周方向に分割された複数のセグメントで構成され、前記セグメントは、更に分割されたピースを備えているタイヤ成形用金型、いわゆる割モード式のタイヤ成型用金型のセグメントに用いられるピースの製造方法である。
また本発明で製造されたピースを備えたタイヤ成形用金型にて加硫成型されるタイヤは、タイヤ周方向に繰り返されるブロック列の最小繰り返しパターンの単位を１ピッチとした場合に、前記各ピッチのタイヤ周方向のピッチ長さが異なるピッチを含むトレッドパターンを備えた空気入りタイヤ、いわゆるバリアブルピッチ配列を持つ空気入りタイヤである。
すなわち本発明を簡単に言えば、バリアブルピッチ配列を持つ空気入りタイヤを成型するための、割りモード式金型に用いるピースの製造方法であり、また前記ピースを備えたタイヤ成型用金型、さらに前記金型を用いて加硫成型された空気入りタイヤの発明である。

本発明のピースの製造方法においては、タイヤ周方向長さが、本来のピースより若干長い切削前ピース１を成型し、該切削前ピースからピースを切り出すことによってピースが製造される。図１及び２には切削前ピース１のパターン面の例を示した。
本発明では、前記切削前ピース１の両端に切削領域Ｃを設ける。この切削領域Ｃにおいては、タイヤ周方向断面形状が同形状である。すなわち、切削領域Ｃにはタイヤ幅方向や斜め方向に伸びるラグ溝などを設けるための突起を設けない。したがってラグ溝などを形成するための突起は、切削領域Ｃ以外の部位に設ける。
なお、１ピース中の切削領域Ｃ以外のトレッド領域では、設けるパターン形状に特段の制限はない。ただし、本製造方法で得られたタイヤのトレッドパターンは、当該領域パターンが繰り返されることになるため、当該領域に表されたパターンが1ピッチとなり、或いは当該領域にｎ（ただしｎは２以上の整数）の繰り返しパターンが表された場合には、ｎピッチとなる。

図３は、図１の様態の切削前ピース１における切削領域Ｃを斜線にて示した図である。このような切削領域Ｃであれば、どの位置をピースのタイヤ周方向端面として切り出しても、セグメントにピースを配列させた場合に、ピースのトレッドを形成する形成するパターン形状について、隣接するピースと連続させることができる。

ただし、切削領域Ｃには、バリアブルピッチ仕様にするための領域の他に、余肉領域が含まれる。前記余肉領域は、ピースのタイヤ周方向長さを精度良く所定の長さに揃えるため、また端面形状を歪みのない平面にするために、切削が必要となる領域であり、一般のピース製造工程においても必要とされる領域である。この余肉領域確保に必要とされるタイヤ周方向幅は最低１ｍｍである。このため、本発明の製造方法においても、切削前ピース１のタイヤ周方向両端から１ｍｍ以内の範囲には、ピースの切り出し位置を設けないことが好ましい。

一方、バリアブルピッチ仕様にするための領域確保に必要とされるタイヤ周方向幅は、設計したピッチのピッチ長に対して１０〜１５％程度の幅である。ピッチ長は短いものであっても、通常２０ｍｍ以上であることが好ましいので、結局好ましい切削領域Ｃの最低必要なタイヤ周方向幅は、それぞれ１＋２０×０．１＝３ｍｍとなる。一方、ピッチ長が長いものは、最長６０ｍｍ程度であるので、結局好ましい切削領域Ｃの最大必要なタイヤ周方向幅は、それぞれ１＋６０×０．１５＝１０ｍｍとなる。１０ｍｍを超えて切削領域Ｃのタイヤ周方向幅を設けても問題ないが、通常は、余肉領域が増加するだけなので、コストの無駄である。以上より、好ましい切削領域Ｃのタイヤ周方向幅は、それぞれ３〜１０ｍｍである。なお、切削領域Ｃの好ましいタイヤ周方向幅は、ピッチ長さに依存するので、ピッチ長さが２０〜６０ｍｍの範囲外にあるときは、切削領域Ｃの好ましいタイヤ周方向幅も変化する。

切削前ピース１は、図１に示したように、最低１つの設計であっても、前記切削前ピース１から切り出されたピースを用いたタイヤ成型用金型をバリアブルピッチ配列用とすることができる。一方、切削前ピース１を２つ以上の設計とすることもできる。この場合、上述のとおり、切削領域Ｃのタイヤ周方向断面が同形状である限り、他の領域の設計パターンは自由である。ただし、例えばパターンが大きく異なる２つの切削前ピースを設計した場合、切り出し後のセグメントに各ピースを配列するに際して、一の設計から切り出したピースに隣接するピースは、他の設計から切り出したピースを配列する必要がある。これに対し、図２に示したようなラグ溝幅のみ変更するパターンであれば、２つの切削前ピース１を設計した場合でも各ピースをランダム配列することもできる。

本発明で用いる切削前ピース１の製造方法は、一般的な金型製造法を利用でき、特に制限されないが、例えば石膏鋳造法にて製造することができる。石膏鋳造法では、一般的に、まずトレッドパターンの反対パターンを持つゴム型（反転型）を作製し、これに石膏を流し込むことにより石膏型（正型）を作製する。この石膏型にアルミニウムなどの金属を流し込むことにより、タイヤ成型用金型が製造される。

このような石膏鋳造法でピースを製造する場合、成形による金型の収縮による歪や寸法狂いが生じるため、一般的に、切削前ピースにはその両端に予め余肉領域を設け、成型後に当該余肉領域を切削して完成ピースにする切削工程という後仕上げの工程を設けることが一般的である。本発明における各切削前ピースから前記ピースを切り出す工程は、この従来から存在する切削工程を利用することができるので、本発明の製造方法を行うに際して、新たな装置やスペースなどはほとんど不要である。

前記各切削前ピース１から前記ピース２Ａ，２Ｂを切り出す方法は、次の通り行う。
まず切り出し後の各ピース２Ａ，２Ｂのタイヤ周方向長さが等しくなるように設定する。切り出された各ピースのタイヤ周方向長さを一定の長さにそろえるためである。さらに前記切削領域内に切り出し後のピースの周方向端（ａ，ａ’，ｂ，ｂ’）が含まれるように設定する。切り出された各ピースのタイヤ周方向の両端面のパターン形状を一定の形状とするためである。このため切り出されるピースのいずれの周方向端（ａ，ａ’，ｂ，ｂ’）も切削領域に位置させる必要がある。また切削に際しては、余肉領域が切削されるように切り出し位置が設定される。
上記条件を満たす切り出し位置を、タイヤ周方向に異なる位置に、少なくとも２箇所設定する。図１の切削前ピースには、２種類のピース２Ａ及び２Ｂのそれぞれの切り出し位置（ａ，ａ’とｂ，ｂ’）を一点鎖線にて示した。各ピースは、設定された前記切り出し位置のうち、いずれかの位置（図１の例では、ａ-ａ’またはｂ-ｂ’のいずれか）から切り出される。設定された各位置で切り出されるピースの数はほぼ均等であることが好ましい。例えば図１の様態の場合、切り出し位置Ａで切り出されるピースの数と切り出し位置Ｂで切り出されるピースの数が、ほぼ同じであることが好ましい。

前記方法で切り出されたピースをセグメントに配置したタイヤ成型用金型は、いわゆるバリアブルピッチ配列の空気入りタイヤ成型用の金型となる。図４は、図１で示した切削前ピースを用いて本発明の製造方法で製造した２種類のピース（２Ａ，２Ｂ）を配列した例を示すパターン図である。ピースの配列方法としては、規則的に配列することもできるが、ピークノイズ低減のためにはランダムに配列することが好ましい。ランダム配列を選択した場合、ピースのうち、１のピースが不良だった場合、交換用のピースがいずれの位置で切り出したかを調べることなく、前記不良ピースと取り替えても、バリアブル配列のランダム性は失われないので、不良ピッチ交換を容易に行うことができる。

本発明で用いる切削前ピースのパターン面の例を示した図である。 本発明で用いる切削前ピースのパターン面の別の例を示した図である。 図１の様態の切削前ピースにおける切削領域を斜線にて示した図である。 本発明の製造方法で製造したピースを配列したパターン図である。

符号の説明

１ 切削前ピース
２Ａ ａ，ａ’を両端として切り出されたピース
２Ｂ ｂ，ｂ’を両端として切り出されたピース
ａ，ａ’，ｂ，ｂ’ 切り出し後のピースのタイヤ周方向端に相当する位置
Ｃ 切削領域

Claims (3)

1. タイヤ周方向に繰り返されるブロック列の最小繰り返しパターンの単位を１ピッチとした場合に、前記各ピッチのタイヤ周方向のピッチ長さが異なるピッチを含むトレッドパターンを備えた空気入りタイヤを成型するタイヤ成型用金型であって、前記タイヤ成型用金型は、タイヤ周方向に分割された複数のセグメントで構成され、前記セグメントは、更に分割されたピースを備えているタイヤ成形用金型における前記ピースの製造方法において、
   前記ピースは、切削前ピースからタイヤ周方向両端面を切り出されて製造され、
   前記切削前ピースは、そのタイヤ周方向両端に切削領域を有し、前記切削領域では、タイヤ周方向断面形状が同形状であって、
   各ピースのタイヤ周方向幅を所定の長さに揃えるために、前記各切削前ピースから前記ピースを切り出す切削工程において、
   切り出し後の各ピースのタイヤ周方向長さが等しく、かつ前記切削領域内に切り出し後のピースの周方向両端がいずれも含まれるように、各ピースの切り出し位置がタイヤ周方向に異なる２箇所以上に設定され、
   設定された前記切り出し位置うち、いずれかの位置から前記ピースを切り出すことを特徴とするタイヤ成形用金型におけるピースの製造方法。
2. 前記切削領域のタイヤ周方向幅をそれぞれ３〜１０ｍｍとする請求項１記載のタイヤ成形用金型におけるピースの製造方法。
3. 請求項１または２記載の製造方法で製造されたピースをセグメントに有するタイヤ成型用金型。

Images