JP4980613B2 - 改良されたタイバーを備えた空気タイヤ、タイヤ製造方法、および金型 - Google Patents

Description

本発明は、空気タイヤに関し、特に、タイバーを使用した改良されたタイヤトレッド構造に関する。

従来のタイヤ構造は、タイヤトレッドを複数のブロック要素に分割する周方向と横方向とに延びる複数の溝を備えたトレッドを利用している。溝は、ハイドロプレーニングを防止し、また、雪道や泥道や濡れた路面状態でのトラクションを改善するために、トレッドの下から排水する。しかし、構造によっては、トレッドブロックが小さいために、タイヤの剛性が低下し、それによって性能が影響を受け、またトレッドの偏摩耗を引き起こすことがある。この問題に対する一つの解決策は、トレッドブロックを隣接するトレッドブロックにタイバーで連結することによって、小さいトレッドブロックを補強することであった。タイバーは、通常溝の底部に形成されており、トレッドブロックの頂部まで完全には延びていない。

タイバーは、ハンドリングを改良し、偏摩耗を減少させるのに役立つ一方で、タイバーが溝の底部にあるため、最適な性能は実現されない。具体的には、このタイバーの構成は、タイバーが必要とされるトレッドブロックの上端部を補強しておらず、そのため、新品時のタイヤの剛性の増加は限定的であるに過ぎない。また、タイバーを溝の底部に設けると、タイヤが使用によって摩耗していくにつれて、トレッドブロックの剛性が過度に大きくなる傾向がある。さらに、タイバーが溝の底部にあるため、溝の排水機能が妨げられる。

そのため、従来技術のこれらの欠点およびその他の欠点を克服する、改良されたタイヤトレッド構造に対する要求がある。

本発明は、新品時の剛性を高めるように、トレッドブロックの上部の間を延びるタイバーによって補強されたトレッドブロックを備えたタイヤ構造を提供する。タイバーは、トレッドの摩耗に従い小さくなるので、タイヤの寿命にわたってトレッド剛性の増加に寄与することはない。一実施態様では、タイヤブロックは、タイヤの外表面の内方に形成された複数の周方向溝と横方向溝とによって形成されている。タイヤは、トレッドブロックの少なくとも２つの間を延びる少なくとも１つのタイバーを有している。タイバーは、周方向溝または横方向溝の少なくとも１つを横切って延び、かつ、溝底面から離間している。そのため、タイバーは、タイヤの摩耗に従いトレッドブロックとともに摩耗して消滅する。さらに、タイバーは溝底面まで延びていないため、本発明のタイバーは、溝がタイヤのトレッドから外部に排水することを妨げない。

他の実施態様では、本発明のタイヤは、トレッドを形成する少なくとも１つの第１の成型部材と、タイバーを形成する少なくとも１つの第２の成型部材とを備えた金型の中で成型される。第２の成型部材は、第１の成型部材と第２の成型部材とを成型されたタイヤから別々に取り外せるように、第１の成型部材から分離可能である。第２の成型部材は、形成されたタイバーが、形成された溝底面から離間するように、形成された溝底面まで延びる溝接触部を有している。他の実施態様では、第２の成型部材は、第１の成型部材が成型されたタイヤから取り外されたときに、第２の成型部材が成型されたタイヤから自動的に外れやすくなるように、第１の成型部材に弾性的に結合している。

本発明の特徴と目的は、図面と連携した以下に述べる「発明を実施するための最良の形態」から、より容易に明確になるであろう。

添付の図面は本発明の実施形態を示しており、上述した「課題を解決するための手段」および以下に述べる「発明を実施するための最良の形態」と共に、本発明を説明する役割を有している。

本明細書で用いられることのある用語の定義を以下に示す。

「軸方向の」および「軸方向に」は、タイヤの回転軸に平行なラインまたは方向を指す。

「ブロック要素」および「トレッドブロック」は、周方向溝またはショルダと、横方向に延びる一対の溝とによって定められるトレッド要素を指す。

「周方向」は、環状のトレッドの表面の周囲に沿って延びる、軸方向に垂直なラインまたは方向を意味する。

「溝」は、トレッド内の長く延びた空間領域を意味する。溝は、トレッドの周りを周方向または横方向に延びていてもよく、まっすぐに、曲線を描いて、またはジグザグに延びていてもよい。周方向および横方向に延びる溝は、共通の部分を有することもある。「溝の幅」は、トレッドにおいて、溝または（「溝の幅」が問題となっている）溝部分が占める表面積を、当該溝の長さまたは当該溝部分の長さで割ったものに等しい。したがって、溝の幅はその長さ全体についての平均幅である。溝は、タイヤ内でさまざまな深さを有していてもよい。溝深さはトレッドの円周に沿って変わることもあるし、一つ一つの溝の深さは一定で、タイヤの他の溝の深さと異なることもある。

「横方向の」は、軸方向を意味する。

「半径方向の」および「半径方向に」は、半径方向にタイヤの回転軸に向かい、または半径方向に回転軸から離れる向きを指す。

「タイバー」は、余分な厚さを有しているゴムを指す。従来は溝の底部に設けられていたため、余分なゴムが存在している部位の溝深さは、他の全ての部位の溝深さよりも浅くなる。タイバーによって、溝によって分離された２つのトレッドブロックの独立した動きが制限されるため、トレッドブロックが安定する。

図１，２は、本発明の代表的なタイヤ１０を示している。タイヤ１０は、当分野で知られているように、カーカス補強プライ１６および１つ以上のベルト１８の周囲に形成された、トレッド１２とサイドウォール１４とを有している。カーカス補強プライ１６は、周方向に延びるビードコア２２の周りに巻き付けられてタイヤ１０のリム嵌め合わせ部２４を構成する、互いに向かい合う端部２０を有している。タイヤトレッド１２は、タイヤ１０の周りを周方向に延びており、タイヤの外表面３４の内方に形成された複数の周方向溝３０と横方向溝３２とを有している。周方向溝３０および横方向溝３２は、少なくとも１つの溝深さＤで外表面３４の内方に延びて、少なくとも１つの溝底面３６を定めている。本明細書では、一種類の溝底面だけを示し説明するが、１つ以上の周方向溝３０および横方向溝３２をさまざまな溝深さで形成し、それによってさまざまな溝底面を形成できることが理解されよう。周方向溝３０および横方向溝３２は、タイヤの周囲の周りを延びる複数のトレッドブロック３８を形成している。タイヤ１０はさらに、隣接するトレッド３８の間を延びる少なくとも１つのタイバー４０を有している。タイバー４０は、周方向溝３０を横切って延びていてもよく、横方向溝３２を横切って延びていてもよい。また、図１に示すように、互いに斜め方向に位置するトレッドブロック３８Ａ，３８Ｂの間を延びるタイバー４０Ａが、周方向溝３０と横方向溝３２の両者を横切って延びていてもよい。

タイバー４０は、溝底面３６に向かって延びているが、溝底面３６からは離間している。一実施形態では、タイバー４０と溝底面３６との間の空間によって、水をトレッド１２の外側に導くことのできる経路が実現される。タイバー４０は、タイヤ１０の外表面３４から延びていてもよいし、図２に示すタイバー４０Ｃのように、タイヤ１０の外表面３４から距離Ｓだけ離れていてもよい。

図１，２に示すように、タイバー４０は、トレッドブロック３８上の任意の位置に配置し、隣接するトレッドブロック３８の間を延びるようにすることができる。たとえば、タイバー４０は、周方向溝３０と横方向溝３２とによって定められるトレッドブロック３８の側面４２から、側面４２とともに延びる(co-extensive)ように配置してもよい（たとえばタイバー４０Ｂ，４０Ｄ，４０Ｅ）。また、タイバー４０は、タイバー４０Ｃで示すように、トレッドブロック３８の両側の側面４２の間の中央に配置してもよい。タイバー４０はまた、おおむね周方向に延びていてもよいし、おおむね横方向に延びていてもよいし、前述したトレッドブロック３８Ａ，３８Ｂのように、互いに斜め方向に位置するトレッドブロックを連結するように、トレッド１２を実質的に斜め方向に延びていてもよい。

ここで図３〜５を参照すると、タイバー４０をタイヤ１０内に容易に形成できる、本発明の金型の代表的な構成を示している。金型５０は、当分野で知られているように、構造部材とエラストマ材料とを受け入れてタイヤを成型するようにされた、クラムシェル形式の金型とすることができる。図３〜５は、図２に示すトレッド１２の付近のタイヤ１０の部分を形成する、金型５０の一部分を示している。図示している実施形態では、金型５０は、半径方向内向きに延び、タイヤトレッド１２の周方向溝と横方向溝とを定める複数の突起５４（破線で示している）を備えた、第１の成型部材５２を有している。金型５０は、さらに、第１の成型部材５２と結合するようにされ、かつ、第１の成型部材５２によって形成される周方向溝３０および横方向溝３２によって定められる少なくとも２つの互いに隣接するトレッドブロック３８間に設けられる少なくとも１つのタイバー４０を形成する、少なくとも１つの第２の成型部材５６を有している。

図４に最もわかりやすく示すように、第１の成型部材５２は、タイバー４０を形成する好ましい位置に、第２の成型部材５６を受け入れるようにその大きさおよび形状が設定された凹部５８を有している。第２の成型部材５６は、第２の成型部材５６を第１の成型部材５２内に形成された凹部５８内に偏位させるように、ばね６０などによって第１の成型部材５２に弾性的に結合されている。第２の成型部材５６は、タイバー４０を形成するようにその大きさおよび形状が設定された空洞６２を有している。空洞６２は、タイバー４０がタイヤトレッド１２の外表面３４を越えて延びることのないように、図３の仮想線６６で示す、タイヤトレッド１２の外表面３４に対応する上縁部６４を有している。あるいは、空洞６２の上縁部６４は、第１の成型部材５２においてタイヤの外表面３４を定める部分から下方に一定の距離だけ離れて配置されていてもよく、それによって、図２においてタイバー４０Ｃについて図示し説明したように、タイバー４０は外表面３４から離れて配置される。第２の成型部材５６は、さらに、成型されたタイバー４０が溝底面３６から離間するように、タイバー４０の下方を溝底面３６に向けて延びる溝接触部６８を有している。

トレッドブロック３８およびタイバー４０が形成されると、金型５０が開いて、成型されたタイヤ１０を取り外すことができるようになる。金型５０が開くと、図４に示すように、第１の成型部材５２は、成型されたタイヤ１０から取り外される。第１，第２の成型部材５２，５６の間の結合部分６０の弾性的性質のため、第２の成型部材５６が引き続いてタイヤ１０から取り外されるまでに短い時間遅れがある。特に、第１の成型部材５２が成型されたタイヤ１０から取り外されると、第２の成型部材５６は第１の成型部材５２に形成された凹部５８からずらされ、第１の成型部材５２が第２の成型部材５６が取り外されるのに十分な距離だけ動くまで、成型されたタイヤ１０内にとどまる。たとえば、第２の成型部材５６は、図４に示す矢印７０の方向などに、第１の成型部材５２によって形成された溝に沿って動かすことによって、形成されたタイバー４０から、第１の成型部材５２と連結されたまま分離する(articulate away)ことができる。第２の成型部材５６は、その後、図５に示すように、第１の成型部材５２内の凹部５８内に引き込まれ、金型５０が次のタイヤを作る準備が整う。

図６は、本発明の他の構成の、タイヤ１０の成型用の金型５０Ａを示しており、第２の成型部材５６は２つの部材５６Ａ，５６Ｂを有している。図６の金型の構成は、図３〜５を参照して上述した構成と同様であり、同様の特徴には類似する符号を付している。しかし、本発明のタイバー４０を作るために、他のさまざまな金型の構成を利用できることが理解されるであろう。

本発明の他の実施形態では、たとえば前述の金型５０，５０Ａを利用してタイヤ１０を作る方法は、タイヤトレッド１２内に複数のトレッドブロック３８を形成する、複数の周方向溝３０と横方向溝３２とを備えたタイヤトレッド１２を成型するステップと、タイバー４０が周方向溝３０または横方向溝３２の少なくとも１つを横切って延び、かつ、その周方向溝３０または横方向溝３２によって定められる対応する溝底面３６から離間するように、トレッドブロック３８の少なくとも２つの間に、少なくとも１つのタイバー４０を形成するステップとを有している。別の実施形態では、この方法は、第１の成型部材５２によってタイヤトレッド１２を形成するステップと、第１の成型部材５２から分離可能な第２の成型部材５６によってタイバー４０を形成するステップと、第１の成型部材５２を成型されたタイヤ１０から取り外すステップと、第２の成型部材５６を成型されたタイヤ１０から取り外すステップとを有している。

本発明による代表的なタイヤの、部分的に断面を示す斜視図である。 図１のタイヤトレッドの詳細断面図である。 本発明による、タイヤ成型用の代表的な金型部材およびタイヤ成型方法を示す模式図である。 本発明による、タイヤ成型用の代表的な金型部材およびタイヤ成型方法を示す模式図である。 本発明による、タイヤ成型用の代表的な金型部材およびタイヤ成型方法を示す模式図である。 本発明による、タイヤ成型用の他の代表的な金型部材を示す模式図である。

符号の説明

１０ タイヤ
１２ トレッド
３０ 周方向溝
３２ 横方向溝
３４ 外表面
３６ 溝底面
３８，３８Ａ，３８Ｂ トレッドブロック
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ，４０Ｅ タイバー
４２ 側面
５０，５０Ａ 金型
５２ 第１の成型部材
５４ 突起
５６，５６Ａ，５６Ｂ 第２の成型部材
５８ 凹部
６０ ばね（結合部分）
６２ 空洞
６４ 上縁部
６８ 溝接触部

Claims (1)

1. 複数の周方向溝と、複数の横方向溝と、該複数の周方向溝および該横方向溝によって形成される複数のトレッドブロックとを有するタイヤトレッドであって、該複数の周方向溝および該横方向溝は少なくとも１つの溝底面まで延びているタイヤトレッドを形成する、少なくとも１つの第１の成型部材と、
   前記トレッドブロックの少なくとも２つの間に少なくとも１つのタイバーを形成するようにされ、形成された該タイバーが、形成された前記溝底面から離間するように、形成された前記溝底面まで延びる溝接触部を有している、少なくとも１つの第２の成型部材と、
   を有し、
   前記第１の成型部材と前記第２の成型部材は、弾性的に結合されており、
   形成された前記タイヤトレッドから第１の成型部材が取り外されてから、形成された前記タイバーから自動的に第２の成型部材が取り外されるまでに時間遅れがある、タイヤ製造用の金型。

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