JP5122936B2 - タイヤトレッドの中に隠れ溝または表面タイバーを製造するための可撓性の成型用器具 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの成型に関し、詳細にはタイヤについてのトレッドの成型に関する。

本出願は、２００６年１２月２１日に出願された米国仮出願６０／８７６２１０の利益を主張すると共にそれを参照によって組み込むものである。

サイプ、トレッドブロックおよび溝などのタイヤトレッド上の起伏（ｒｅｌｉｅｆ）中のトレッド要素は、横方向と周方向の両方で道路に対するタイヤのトラクションまたはアドヒージョンにおいて根本的な役割を果たす。トラクションは、濡れた道路または雪の道路を走行するときに特に重要である。濡れた状況においては、溝は水を捕らえて排出するための排水路として働き、それによりトレッドブロックが道路と接触していることを可能にする。加えて、表面タイバー（ｓｕｒｆａｃｅ ｔｉｅ ｂａｒ）は、タイヤが新しいとき有益であり、良好なハンドリング性能を確かなものとすることを助ける。

トレッドの量は、タイヤが磨耗するにつれて、路面との摩擦接触のために減少する。タイヤの溝の量は、タイヤが磨耗するにつれて減少する。タイヤが磨耗するにつれて、トレッドブロックの高さは低くされると共にタイバーはもはや必要ではなくなるので、タイバーも磨耗することが望まれる。しまいには、タイヤは交換を必要とすることになる。

隠れ溝（ｓｕｎｋｅｎ ｇｒｏｏｖｅ）の使用によって劣化するトレッド状態を解決しようとする試みは、当技術分野で知られている。隠れ溝は、製造における制約により、概してショルダ領域に対して垂直に向けられる。典型的には成型用要素（ｍｏｌｄｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）を使用して隠れ溝を形成するが、この成型用要素は、タイヤが一旦硬化されてしまうとタイヤから取り外すことがしばしば困難である。隠れ溝を製作するためには、成型用要素は、硬化されていないまたはグリーンラバー（ｇｒｅｅｎ ｒｕｂｂｅｒ）のトレッドを貫くのに十分な剛性である必要があるが、硬化されたタイヤからタイヤを損傷することなく抜き取られるのに十分な可撓性である必要がある。別の要求には、隠れ溝は効果的であるのに十分な大きさおよび厚さであることを必要とするということがあり、それによって成型用要素がとても堅くなり、それにより成型用要素の抜き取りがタイヤトレッドを損傷させることにもなり、またはその要素自体が疲労破壊によって壊れることにもなろう。したがって、上述の不利を有しない隠れ溝および表面タイバーを形成する方法および機器を有することが望まれている。

タイヤトレッドの中に隠れ溝または表面タイバーを形成するための型および成型用器具が提供される。成型用器具は、可撓性部材に結合される１つまたは複数の剛性要素を含む。可撓性部材は、可撓性材料から形成され、好ましくは超合金またはハイパー弾性（ｈｙｐｅｒｅｌａｓｔｉｃ）材料である。成型用器具は、磁石をさらに含んでよい。可撓性部材の一部は、型の起伏形成要素（ｒｅｌｉｅｆ ｆｏｒｍｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ。起伏要素もしくは溝形成要素ともいう）の第１の表面と接触して配置され、剛性要素は、起伏形成要素の第２の表面と対合接触（ｍａｔｉｎｇ ｃｏｎｔａｃｔ）している対合表面（ｍａｔｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ）を有する。型は、第１の起伏形成要素に近接して（ａｄｊａｃｅｎｔ）配置される第２の起伏形成要素をさらに備えてよく、剛性要素は、前記第２の起伏形成要素の表面と対合接触している外面をさらに含む。

本発明により、タイヤの中に隠れ溝を形成するための成型用器具であって、１つまたは複数の剛性要素と可撓性部材とを備え、前記１つまたは複数の剛性要素は前記可撓性部材に接続されている、成型用器具が提供される。
ただし本発明では、上記成型用器具は型に用いられる。そして、可撓性部材は型に接続される第一の端部と、支持されていない第二の端部とを有する。また、剛性要素は、特に、可撓性部材の支持されていない第二の端部に接続されている。

前記可撓性部材は、スーパー弾性合金から形成されることが好ましい。

前記可撓性部材は、伸び５％以上の弾性限界を有する材料から形成されることが好ましい。

前記可撓性部材は、伸び１０％以上の弾性限界を有する材料から形成されることがより好ましい。

前記剛性要素は、正方形または長方形の断面形状を有することができる。

前記剛性要素は、丸い断面形状を有することができる。

本発明により、トレッドを成型するための型表面と、成型されるエラストマー化合物の中に埋め込みになるように前記型表面から突出する成型用器具とを備える、タイヤのエラストマー化合物製トレッドバンドを成型するための型であって、
前記成型用器具は剛性要素および可撓性部材を備え、
前記剛性要素は前記可撓性部材に接続されており、
型は起伏形成要素を有しており、
前記可撓性部材の一部は前記起伏形成要素の第１の表面と接触して配置され、
前記剛性要素は前記起伏形成要素の第２の表面と対合接触している対合表面を有する型が提供される。
ただし本発明では、上記可撓性部材は型に接続される第一の端部と、支持されていない第二の端部とを有する。また、剛性要素は、特に、可撓性部材の支持されていない第二の端部に接続されている。

上記型において、前記可撓性部材は、スーパー弾性合金から形成されることが好ましい。

上記型において、前記可撓性部材は、伸び５％以上の弾性限界を有する材料から形成されることが好ましい。

上記型において、前記可撓性部材は、伸び１０％以上の弾性限界を有する材料から形成されることが好ましい。

上記型において、前記成型用器具は、前記可撓性部材に装着される複数の剛性要素を備えることが好ましい。

前記型は、第１の前記起伏形成要素に近接して配置される第２の起伏形成要素をさらに備えており、前記剛性要素は、前記第２の起伏形成要素の表面と対合接触している外面を含むことが好ましい。

上記型において、前記成型用器具は、磁石をさらに備えることが好ましい。

前記剛性要素の外面は、前記第２の起伏形成要素の表面と互いに組み合うために円錐形であることが好ましい。

前記第２の起伏形成要素の表面は、前記成型用器具を係合するための磁石を有することが好ましい。

本発明により、上述の不利を有せずに隠れ溝および表面タイバーを形成することが可能になる。

例を挙げ、添付図面を参照して本発明を説明することにする。

図１は、タイヤトレッドの中に隠れ溝または表面タイバーを成型するのに適した成型用器具１０の第１の実施形態を例示する。隠れ溝は、タイヤの新しいトレッドの表面の下側に配設される細長い空所区域であり、この区域はタイヤが新しいときは見ることができず、使用の間にタイヤトレッドが磨耗されるにつれて隠れ溝が露出されるというものである。表面タイバーが擦り減ると露出される隠れ溝が、表面タイバーの下に配設されてよい。

成型用器具１０は、遠位端（ｄｉｓｔａｌ ｅｎｄ）１１および適宜の（ｏｐｔｉｏｎａｌ）中間部１３を有する可撓性部材５と、第２の端部１４に設けられる１つまたは複数の成型用要素１２とを含む。遠位端１１は、隠れ溝を形成するために任意の所望の方向にタイヤ型（ｔｉｒｅ ｍｏｌｄ）の部分２に装着されてよい。要素１２は、任意の所望の大きさでよいが、例えば長さ約１ｍｍ〜約１０ｍｍ、好ましくは長さ約４ｍｍ〜約１０ｍｍ、高さ約１ｍｍ〜約４ｍｍ、好ましくは２ｍｍ〜４ｍｍ、および奥行き約５ｍｍ〜約８ｍｍ、好ましくは６ｍｍ〜８ｍｍであってよい。要素１２は、正方形または長方形のブロックなどの任意の所望の断面形状を有してよい。しかし、要素１２はブロック形状に限定されず、湾曲していてよくまたは丸い断面形状を有してよい。要素１２の奥行きおよび厚さは変化できる。加えて、成型用器具１０の長手軸は、直線状である必要はなく、例えば曲線形状または他の任意の所望の形状などの直線状でないものであってよい。

要素１２は、例えば鉄鋼、アルミニウムまたは他の任意の適した材料などの金属などの剛体材料で製作される。要素１２は、硬質ポリマーまたは焼結材料で製作されてもよい。

可撓性部材５は、型での使用に適していることが当業者によって知られている金属または任意の適した可撓性材料で製作されてよい。可撓性部材５の全部または一部だけは、ニッケルチタン合金、ＣｕＺｎＡｌ、ＣｕＡｌＮｉおよびＣｕＡｌＢｅを含むがそれに限定されない形状記憶合金などの弾性材料、非常に高弾性の材料、ハイパー弾性材料またはスーパー弾性（ｓｕｐｅｒｅｌａｓｔｉｃ）材料を含んでよい。可撓性部材５は、伸び約５％以上、より好ましくは１０％以上の弾性限界を有することが好ましい。

上述した成型用器具１０は、共に組み立てられた別個の部材５および要素１２で形成されてよく、または放電加工の切断（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｅｒｏｓｉｏｎ ｃｕｔｔｉｎｇ）などにより１個の一体のユニットとして形成されてよい。部材５および要素１２は、互いに接続されてよく、または中間部材を介して接続されてよい。要素１２は、低摩擦材料でコートされてよく、または要素１２を覆う適宜の（ｏｐｔｉｏｎａｌ）低摩擦保護層（図示せず）を有してよい。

図２は、タイヤ型２の上部と共に使用されている成型用器具１０の一例を示す。成型用器具１０は、硬化前のグリーンタイヤ（ｇｒｅｅｎ ｔｉｒｅ）のトレッド３の中に埋め込まれている。成型用器具１０は、タイヤ型２に対して任意の所望の方向に装着されてよく、その結果、例えば隠れ溝は、周方向に、軸方向にまたは他の任意の所望の形態に配向されてよい。成型用器具は、トレッドのクラウン（ｃｒｏｗｎ）部分に対応する型の部分の中に装着されてよく、または側壁（ｓｉｄｅｗａｌｌ）に対応する型の部分の中に設けられてよい。タイヤ型２は、タイヤトレッドの中に溝３４それぞれを成型するための起伏要素（ｒｅｉｅｆ ｅｌｅｍｅｎｔ）２４を有する内側表面２２を有する。成型用器具１０は、好ましくは溝から成型用器具１０を抜き取ることが可能となるように起伏要素２４に近接して装着される。好ましくは、成型用要素１２は、それが加硫前のグリーンタイヤに入るときに成型用器具１０に対して構造的支持を与えるように起伏要素２４と近接および接触して設けられる。可撓性部材は、起伏要素２４の外形と適合するように予備形成された屈曲部１３を有することが好ましい。成型用器具が硬化されたトレッド３から抜き取られると表面タイバー３６および隠れ溝部分３８が形成される（図３）。

図４は、可撓性部材５が直線であることを除いて成型用器具１０と同様である成型用器具４０の第２の実施形態である。図５Ａは、起伏要素２４の下面４２に装着される成型用器具４０を例示しており、起伏要素２４の側壁４４は、成型用要素１２の側壁と接触している。起伏要素は、硬化前のグリーンタイヤの中に挿入される間に構造的支持を成型用器具に与える。図５Ｂは、好ましくは追加の起伏要素２４が使用され、その結果、成型用要素１２の両方の側壁が起伏要素２４Ａおよび２４Ｂの対向した壁と係合されることを除いて、図５Ａと同様である。図６Ａおよび図６Ｂは、グリーンタイヤから抜き取った後の、図５Ａおよび図５Ｂ中に示される成型用器具４０をそれぞれ例示する。表面タイバー３６および下方の隠れ溝３８は、成型用器具が硬化されたタイヤから取り外されると形成される。図７Ａおよび図８Ａは新しいタイヤトレッドを例示しており、丸で囲んだ部分は表面タイバー３６を例示しており、この表面タイバー３６は周方向または軸方向に向けられてよい。図７Ｂおよび８Ｂは磨耗したタイヤトレッド例示しており、丸で囲んだ部分は新しい溝３８を露呈するトレッドの部分を例示しており、これは周方向または軸方向に向けられてよい。

図９は、成型用器具１０、４０の第３の実施形態を例示しており、成型用器具１０は、成型用器具が２つ以上の可撓性部材５を有することを除いて上述と同様である。

図１０は、成型用器具１０、４０の第４の実施形態を例示しており、型２の上部は２つの溝形成要素２４Ａおよび２４Ｂを有し、それらは互いに近接して設けられている。成型用器具１０、４０は、成型用要素１２が溝形成要素２４Ａ、２４Ｂの対向した壁４６、４８と当接する端壁４５、４４を有するように配置される。好ましくは、成型用要素の端壁４４は、溝形成要素２４Ｂと互いに係合するように円錐形である。さらに好ましくは、成型用要素１２は、溝形成要素２４Ｂとの接触を確かなものとするための磁石を有する。代替として磁石は、溝形成要素２４Ｂの中に設けられてよい。

本明細書で与えられる本発明の説明に照らせば本発明の変形が可能である。主題発明を例示する目的で、ある代表的な実施形態および詳細を示してきたが、本主題発明の範囲から逸脱することなく様々な変更および修正がそこでなされ得ることは当業者には明らかであろう。したがって、説明した具体的な実施形態の中で変更がなされ得、それは別に添付した特許請求の範囲によって画定される本発明の十分に所期の範囲内となるものであることを理解されたい。

隠れ溝および表面タイバーを成型するための成型用器具の概略側面図である。 タイヤ型の中で共に使用されている図１の成型用器具の側面図である。 タイヤ型から抜き取る間の図２の成型用器具の概略側面図である。 成型用器具の第２の実施形態の概略側面図である。 グリーンタイヤを加硫している間のタイヤ型の一部の中で共に使用されている図４の成型用器具の側面図である。 グリーンタイヤを加硫している間のタイヤ型の一部の中で共に使用されている図４の成型用器具の側面図である。 硬化されたタイヤトレッドの一部から抜き取られている成型用器具を例示する図である。 硬化されたタイヤトレッドの一部から抜き取られている成型用器具を例示する図である。 丸で囲んだ部分が様々な向きの持ち上げられたタイバーを示している、新しいタイヤトレッドを例示する図である。 丸で囲んだ部分が磨耗により現在露出されている隠れ溝を示している、磨耗したトレッドを例示する図である。 丸で囲んだ部分が様々な向きの持ち上げられたタイバーを示している、新しいタイヤトレッドを例示する図である。 丸で囲んだ部分が磨耗により現在露出されている隠れ溝を示している、磨耗したトレッドを例示する図である。 成型用器具の第３の実施形態の図である。 型および成型用器具の第４の実施形態の図である。

符号の説明

２ タイヤ型（の部分）
３ トレッド
５ 可撓性部材
１０ 成型用器具
１１ 遠位端
１２ 成型用要素
１３ 中間部（屈曲部）
１４ 第２の端部
２２ 内側表面
２４ 起伏（形成）要素（溝形成要素）
２４Ａ 起伏（形成）要素（溝形成要素）
２４Ｂ 起伏（形成）要素（溝形成要素）
３４ 溝
３６ 表面タイバー
３８ 隠れ溝（部分）
４０ 成型用器具
４２ 下面
４４ 側壁（端壁）
４５ 端壁
４６ 壁
４８ 壁
ＥＰ 赤道面

Claims (13)

1. タイヤの中に隠れ溝を形成するための、型に用いられる成型用器具であって、
   １つまたは複数の剛性要素と可撓性部材とを備え、前記可撓性部材は型に接続される第一の端部と、支持されていない第二の端部とを有し、
   前記１つまたは複数の剛性要素は、前記可撓性部材の支持されていない第二の端部に接続されている、成型用器具。
2. 前記可撓性部材は、ニッケルチタン合金、銅亜鉛アルミニウム合金、銅アルミニウムニッケル合金または銅アルミニウムベリリウム合金から形成される、請求項１に記載の成型用器具。
3. 前記可撓性部材は、伸び５％以上の弾性限界を有する材料から形成される、請求項１に記載の成型用器具。
4. 前記可撓性部材は、伸び１０％以上の弾性限界を有する材料から形成される、請求項１に記載の成型用器具。
5. トレッドを成型するための型表面と、成型されるエラストマー化合物の中に埋め込みになるように前記型表面から突出する成型用器具とを備える、タイヤのエラストマー化合物製トレッドバンドを成型するための型であって、
   前記成型用器具は剛性要素および可撓性部材を備え、前記可撓性部材は型に接続される第一の端部と、支持されていない第二の端部とを有し、
   前記剛性要素は、前記可撓性部材の支持されていない第二の端部に接続されており、
   型は起伏形成要素を有しており、
   前記可撓性部材の一部は前記起伏形成要素の第１の表面と接触して配置され、
   前記剛性要素は前記起伏形成要素の第２の表面と対合接触している対合表面を有する型。
6. 前記可撓性部材は、ニッケルチタン合金、銅亜鉛アルミニウム合金、銅アルミニウムニッケル合金または銅アルミニウムベリリウム合金から形成される、請求項５に記載の型。
7. 前記可撓性部材は、伸び５％以上の弾性限界を有する材料から形成される、請求項５に記載の型。
8. 前記可撓性部材は、伸び１０％以上の弾性限界を有する材料から形成される、請求項５に記載の型。
9. 前記成型用器具は、前記可撓性部材に装着される複数の剛性要素を備える、請求項５に記載の型。
10. 前記型は、第１の前記起伏形成要素に近接して配置される第２の起伏形成要素をさらに備えており、前記剛性要素は、前記第２の起伏形成要素の表面と対合接触している外面を含む、請求項５に記載の型。
11. 前記成型用器具は、磁石をさらに備える、請求項５に記載の型。
12. 前記剛性要素の外面は、前記第２の起伏形成要素の表面と互いに組み合うために円錐形である、請求項１０に記載の型。
13. 前記第２の起伏形成要素の表面は、前記成型用器具を係合するための磁石を有する、請求項１０に記載の型。

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