JP5307205B2 - タイヤ用加硫金型および自動二輪車用タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、自動二輪車用タイヤを製造するタイヤ用加硫金型および自動二輪車用タイヤに関する。

タイヤ用加硫金型には、２分割される２ピースタイプの金型と、３以上に分割される多分割タイプの金型があり、多分割タイプの金型は、一般にトレッドセグメントと上下のサイドプレートとに分割されて構成されている（例えば、特許文献１）。

タイヤについて、生タイヤを加硫する際の外径変化を少なくするために、ジョイントレスバンド（ＪＬＢ）や高モジュラスコードのカットブレーカー等を有する構造を採用する場合、タイヤの外径変化量がタイヤの溝深さよりも小さくなる。このため、２ピースタイプの金型を用いて製造した場合、閉型時に、生タイヤが金型側トレッド面の凸部と接触することになるため、多分割タイプの金型が使用される。

一方、モトクロスタイヤに代表される不整地走行用の自動二輪車用タイヤは、ブレーカー等を有しないバイアス構造のタイヤが主流であるため、２ピースタイプの金型により製造されることが一般的である。

しかし、近年、トラクションやグリップなど性能向上を狙ってブレーカー剛性が高い構造が、不整地走行用の自動二輪車用タイヤにおいても検討されている。

そこで、不整地走行用の自動二輪車用タイヤの製造においても、多分割タイプの金型を使用する必要に迫られている。

多分割タイプの金型を用いてオンロード用の自動二輪車用タイヤを製造する際、金型の割り位置はショルダーエッジ部に設定される。

しかし、不整地走行用の自動二輪車用タイヤは、ショルダー部が不連続なブロックで構成されているため、ブロック部をトレッドセグメントで形成した場合には、図４に示すように、トレッドセグメント４１の下端が尖った形状になる（図４（ｂ）の丸で囲むＹ部分）。このため、セグメント強度が不足して、運搬時や加硫時等に欠損するという問題がある。

そこで、図５に示すように、不整地走行用の自動二輪車用タイヤのブロック部全体を覆うようにトレッドセグメントを設定することにより、金型強度の低下を防ぐようにすることが考えられる。

しかし、かかる場合には、金型の割り位置がショルダーブロックの根元部に位置するため、割り位置の存在によりタイヤに発生する微小段差ラインが、走行中に大きな力が加わるショルダーブロックの根元部に生じることになり、走行中に大きく変形したときにショルダー部根元付近やサイドウォール部にクラックが従来以上に発生し易くなるという問題がある。なお、図４において、４は加硫金型、４１はトレッドセグメント、４２はサイドプレート、４３はブロック部に設けられたブロック形成用の溝、４４はトレッドセグメント４１の下端の尖った部分、Ｔは加硫対象の自動二輪車用タイヤである。図５において５は加硫金型、５１はトレッドセグメント、５２はサイドプレート、５３はブロック部に設けられたブロック形成用の溝である。

そこで、これらの問題点を解決するために、本発明者は、特願２０１０−２９３７２９において、図６のようにショルダーブロック６５の根元部６５ａ間に形成されてショルダーブロック６５同士を連続させる肉盛部６４ａを設け、加硫金型６のトレッドセグメント６１とサイドプレート６２の割り位置Ｘを肉盛部６４ａに位置するように設定する構造を提案した。なお、図６において符号６３はトレッドセグメント６１に設けられたブロック形成用の溝、６４は肉盛部形成用の溝、６４ｂは肉盛部頂点であり、６５ａはショルダーブロック６５の基点（根元）であり、Ｘは割り位置である。

かかる場合には、金型強度が低下せず、ショルダーブロック６５の起点（根元）６５ａ付近やサイドウォール部にクラックが発生することを抑制することができる。

特開平８−２１６６２０号公報

しかしながら、走行中に常に大きく変形するショルダーエッジ付近にこのようなリブ状の突起（肉盛部）を設けると、タイヤのスムーズな変形が妨げられるため、路面からの衝撃緩和や路面追従性の低下を招く恐れがあり、それに伴い、グリップの低下など走行性能の低下を招く恐れがある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、金型強度を確保し、ショルダー部根元付近やサイドウォール部でのクラックの発生を抑制することができ、さらに、走行性能の低下を抑制することができるタイヤ用加硫金型および自動二輪車用タイヤを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、
自動二輪車用タイヤを製造するためのトレッドセグメントと一対のサイドプレートとに分割されたタイヤ用加硫金型であって、
前記自動二輪車用タイヤのショルダーブロックとサイドウォール部との間につなぎ部が形成され、かつタイヤ外側に凸となるようにトレッド部の溝底ラインを湾曲させるキャビティーを有し、
前記トレッドセグメントと前記サイドプレートとの割り位置が、前記つなぎ部の外表面上に位置し、
さらに、下記の条件（１）〜（５）を満足するように形成されていることを特徴とするタイヤ用加硫金型である。
（１）Ｈ＜Ｈ１
Ｈ：前記割り位置からタイヤ最大径位置までのタイヤ径方向の距離
Ｈ１：前記トレッドセグメントが開閉される際にトレッドセグメントが移動
するタイヤ径方向の距離
（２）１０°≦θ≦２５°
θ：タイヤ径方向に対する前記ショルダーブロック外側壁面の角度
（３）Ｗ≦０．１５ＴＷ
Ｗ：ショルダーエッジと前記割り位置とのタイヤ幅方向の距離
ＴＷ：ショルダーエッジとタイヤセンターラインのタイヤ幅方向の距離
（４）１．５ｍｍ≦ｈ
ｈ：前記トレッド部の溝底ラインと前記サイドウォール部とが交差する位置
と、前記割り位置とのタイヤ径方向の距離
（５）Ｒ１＜Ｒ２
Ｒ１：前記サイドウォール部の外表面の曲率
Ｒ２：前記つなぎ部の外表面の曲率

請求項２に記載の発明は、
（１．２×Ｒ１）＜Ｒ２の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用加硫金型である。

請求項３に記載の発明は、
請求項１または請求項２のタイヤ用加硫金型により製造される自動二輪車用タイヤであって、
１層または複数層のブレーカーが設けられていることを特徴とする自動二輪車用タイヤである。

請求項４に記載の発明は、
前記ブレーカーが、非延伸性の材料で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の自動二輪車用タイヤである。

請求項５に記載の発明は、
前記ブレーカーが、ジョイントレスバンド構造であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の自動二輪車用タイヤである。

請求項６に記載の発明は、
前記ショルダーブロックの高さが、８〜１９ｍｍであることを特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載の自動二輪車用タイヤである。

本発明によれば、金型強度を確保し、ショルダー部根元付近やサイドウォール部でのクラックの発生を抑制することができ、さらに、走行性能の低下を抑制することができるタイヤ用加硫金型および自動二輪車用タイヤを提供することができる。

本発明の実施の形態に係るタイヤ用加硫金型により製造される自動二輪車用タイヤを模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態に係るタイヤ用加硫金型を模式的に示す断面図である。 本発明の本実施の形態に係るタイヤ用加硫金型の割り位置を説明する要部断面図である。 従来のタイヤ用加硫金型の一例を模式的に示す断面図であって、（ａ）はブロック形成用の溝がある箇所の断面図、（ｂ）はブロック形成用の溝がない箇所の断面図である。 従来のタイヤ用加硫金型の他の一例を模式的に示す断面図である。 従来のタイヤ用加硫金型の他の一例を模式的に示す断面図である。

以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を用いて説明する。

Ａ．タイヤ用加硫金型
図１は、本発明の実施の形態に係るタイヤ用加硫金型により製造される自動二輪車用タイヤを模式的に示す断面図であり、図２は、本実施の形態に係るタイヤ用加硫金型を模式的に示す断面図であり、図３は、本実施の形態に係るタイヤ用加硫金型の割り位置を説明するための要部断面図である。

図１に示すように、モトクロス用の自動二輪車用タイヤＴは、トレッド部Ａと、サイドウォール部Ｃを有している。

図２および図３に示すように、タイヤ用加硫金型１は、モトクロス用の自動二輪車用タイヤを製造するための多分割タイプの加硫金型であって、トレッドセグメント１１と一対のサイドプレート１２を備えている。図中の符号Ｘは、トレッドセグメント１１とサイドプレート１２の合わせ位置（割り位置）を示している。

また、トレッドセグメント１１のキャビティー面には、自動二輪車用タイヤＴのショルダーブロックＢを形成するブロック形成用の溝１３が設けられている。

さらに、本実施の形態におけるタイヤ用加硫金型１の形状は、次のように規定される。

（１）割り位置からタイヤ最大径位置までのタイヤ径方向の距離
割り位置Ｘは、タイヤ用加硫金型１へのロウカバー（未加硫タイヤ）の投入のし易さ、およびタイヤ用加硫金型１からの自動二輪車用タイヤＴの取り出し易さを考慮して設定されるため、トレッドセグメント１１が開閉される際にトレッドセグメントが移動するタイヤ径方向の距離Ｈ１（図示せず）による制限を受ける。

具体的には、割り位置Ｘからタイヤ最大径位置までのタイヤ径方向の距離Ｈは、Ｈ１より小さくしておく必要がある、即ち、Ｈは、Ｈ＜Ｈ１となるように規定される。

（２）ショルダーブロックＢの外側壁面の角度
ショルダーブロックＢ、特に、モトクロス用の自動二輪車用タイヤのショルダーブロックＢは、自動二輪車用タイヤＴの幅方向の外側へ迫り出している。しかし、ショルダーブロックＢの迫り出し量が大き過ぎる場合には、タイヤ加硫後にトレッドセグメント１１がタイヤ径方向に移動する際に、自動二輪車用タイヤＴとタイヤ用加硫金型１との間に大きな摩擦抵抗が生じて、トレッドセグメント１１のスムーズな移動を妨げる。このため、次のように規定される。

即ち、タイヤ径方向に対するショルダーブロックＢの外側壁面の角度θが、１０°≦θ≦２５°になるように規定される。

θが小さ過ぎる場合には、ショルダーブロックＢの外側壁面が直立に近くなるため、サイドウォール部Ｃとの連続性を得るためには、左右のサイドウォール部Ｃ間の距離を極端に広く設定する必要が生じる。このため、タイヤプロファイル設計において大きな制約を受けるだけではなく、タイヤ性能にも悪影響を及ばす。

一方、θが大き過ぎると、加硫後の自動二輪車用タイヤの取り出しの際に、自動二輪車用タイヤＴがトレッドセグメント１１に引っ掛かり、トレッドセグメント１１のスムーズな移動が妨げられる。

１０°≦θ≦２５°とすることにより、自動二輪車用タイヤ取り出しのためにトレッドセグメント１１を開く場合に、自動二輪車用タイヤＴがトレッドセグメント１１に引っ掛かることがなく、トレッドセグメント１１をスムーズに移動させることができ、タイヤ性能への悪影響も回避することができる。

（３）ショルダーエッジと割り位置とのタイヤ幅方向の距離
ショルダーエッジＢ１と割り位置Ｘとのタイヤ幅方向の距離Ｗと、ショルダーエッジＢ１とタイヤセンターラインとのタイヤ幅方向の距離ＴＷとは、０＜Ｗ≦０．１５ＴＷになるように規定される。

距離Ｗは、小さい方が加硫後のタイヤ取り出し性という面で有利であり、ショルダーエッジＢ１とタイヤセンターラインの距離ＴＷの１５％以内とすることでタイヤ取り出し性を確保できる。ただし、上記のように、タイヤ径方向に対するショルダーブロックＢの外側壁面の角度θが、１０°≦θ≦２５°と規定されているため、距離Ｗを０にすることはできない。

（４）ショルダーブロック基点と割り位置とのタイヤ径方向の距離
割り位置Ｘは、ショルダーブロック基点Ｂ２（すなわちトレッド部Ａの溝底ラインＬがサイドウォール部Ｃと交差する点）から、距離ｈだけタイヤ径方向の内側に設定されている。

これにより、トレッドセグメント１１のタイヤ周方向において連続した面にすることができるため、トレッドセグメントの強度を確保することができる。

そして、距離ｈは、１．５ｍｍ≦ｈを満足していることが好ましい。

（５）サイドウォール部とつなぎ部の曲率
サイドウォール部Ｃの外表面の曲率Ｒ１と、ショルダーブロックの基点Ｂ２とサイドウォール部Ｃとを繋ぐつなぎ部Ｄの外表面の曲率Ｒ２との関係は、Ｒ１＜Ｒ２に規定され、より好ましくは、１．２×Ｒ１＜Ｒ２に規定される。また、割り位置Ｘは、つなぎ部Ｄに位置するように設定されている。

即ち、割り位置Ｘをサイドウォール部に設けると割り位置Ｘにより生じる自動二輪車用タイヤＴの表面の微小な段差は、タイヤ変形時のクラックの起点になる可能性がある。

そこで、つなぎ部Ｄの外表面の曲率Ｒ２をサイドウォール部Ｃの外表面の曲率Ｒ１よりも大きくして、自動二輪車用タイヤＴが荷重を受けて変形する際にショルダーブロックＢの起点（根元）Ｂ２付近よりもサイドウォール部Ｃのたわみが大きくなるようにする。

そして、比較的たわみの小さいつなぎ部Ｄの外表面に微小な段差を形成することにより、タイヤ変形時に、微小な段差がクラックの起点となるリスクを下げることができる。また、このため、前記の肉盛部を設ける必要もなくなる。

（６）トレッド部の溝底ライン
トレッド部Ａの溝底ラインＬには常にショルダーブロック基点Ｂ２まで自動二輪車用タイヤ外側に凸となる曲率を持たせている。そして、前記の通り、肉盛部が不要になるため、自動二輪車用タイヤＴのスムーズな変形を促進できる。

Ｂ．自動二輪車用タイヤ
次に、本実施の形態のタイヤ用加硫金型により製造される自動二輪車用タイヤについて説明する。

上記のように自動二輪車用タイヤＴは、トレッド部Ａの溝底ラインＬはショルダーブロック基点Ｂ２までタイヤ外側に凸なる曲率を持たして形成されている。そしてショルダーブロック基点Ｂ２と曲率Ｒ１のサイドウォール部Ｃとは曲率Ｒ２のつなぎ部で繋ぐように形成されている。

また、タイヤ加硫金型の割り位置Ｘは、ショルダーブロック基点Ｂ２より、距離ｈだけタイヤ径方向内側の上記曲率Ｒ２に設定されている。

そして、トレッド部Ａの溝底ラインＬは常にタイヤ外側に凸となる曲率を持たせて、肉盛部を形成しないようにしているので、タイヤのスムーズな変形を妨げることがなく、ショルダー部起点（根元）Ｂ２付近やサイドウォール部Ｃにクラックが発生することを抑制することができる。

ショルダーブロックＢの高さについては、ショルダーブロックＢに周方向の力が加わる際にもクラックの発生が抑制されているため、ショルダーブロックＢの高さを充分な高さに設定することができる。具体的には、８〜１９ｍｍに設定することが好ましい。

ショルダーブロックの高さを８ｍｍ以上に設定することにより、不整地を走行する際、充分に土を掻き出すことができる。このため、トラクション不足、グリップ不足を招くことがない。また、ショルダーブロックの高さを１９ｍｍ以下に設定することにより、ブロック剛性の低下を招くことがない。

なお、自動二輪車用タイヤは、バイアス構造の場合には、１層または複数層のブレーカー（カットブレーカー）Ｍを採用することが好ましい。ブレーカーＭのコードにはスチールやポリアミド樹脂などの伸びにくい材料が好ましく用いられる。また、自動二輪車用タイヤは、ラジアル構造の場合には、ＪＬＢ構造であることが好ましい。

（本実施の形態の効果）
前記のように、本実施の形態によれば、以下の効果を有する。

（１）ロウカバーの投入および取り出しが容易になり、生産性が向上する。

（２）タイヤ取り出し時にタイヤがトレッドセグメントに引っかかることがなく、トレッドセグメントをスムーズに移動でき、しかも、タイヤ性能に悪影響を及ぼすこともない。

（３）割り位置に形成されるタイヤ表面の微小な段差がタイヤ変形時のクラックの起点になるリスクを下げることができる。しかも、実車走行性を向上できる。

（４）トレッド部Ａの溝底ラインＬはショルダーブロック基点Ｂ２までタイヤ外側に凸なる曲率を持たし、ショルダーブロックＢ間に肉盛部などを有しないようにすることにより、タイヤのスムーズな変形が妨げられない。

（５）強度の低い尖った部分がトレッドセグメントの先端部に形成されることがない。このため、金型強度が低下しない。

実施例１〜２、比較例１〜１２は、異なるタイヤ用加硫金型を用いてモトクロス用の自動二輪車用タイヤを作製した例である。自動二輪車用タイヤのサイズは、１２０／８０−１９である。

各例の金型タイプ、肉盛部の有無、金型割り位置、Ｈ、θ、Ｗ、ｈおよびＲ２の条件は表１〜表３に示す。

（評価試験方法）
上記の各実施例、比較例について、以下の内容の評価試験を行った。
（１）金型ショルダーブロック部の強度
金型運搬時、製造時の変形、破損の発生度合いを判定、評価した。

（２）金型への生タイヤ投入性
金型が閉じる際に生タイヤと金型トレッド部との接触によって発生するタイヤ不良によって判定、評価した。

（３）加硫後タイヤの取り出し性
加硫工程後、タイヤが金型に強く接触するなどして取り出し性に問題がないか評価した。

（４）割り位置でのクラック耐久性
前記の自動二輪車用タイヤをモトクロスバイク（排気量 ４５０ｃｃ）に取り付け、モトクロスのプロライダーにより、１周の所要時間が約２分の周回路のモトクロスコースにおいてドライ路面で３０分連続走行を繰り返し、自動二輪車用タイヤの割り位置にクラックが発生するまでの走行時間により割り位置のクラック耐久性を評価した。

（５）実車操縦安定性能
前記と同様に走行して、グリップ、衝撃吸収性、安定性、旋回性を官能評価により評価した。

（評価結果）
各実施例、比較例の評価結果を表１〜表３に示す。なお、評価結果は点数で表した。点数の高い方が良好であることを示す。

表１〜表３より、Ｈ、θ、Ｗ、ｈおよびＲ２が、本発明の条件を満たす実施例の場合は良好な結果が得られることが確認された。

比較例はＲ１＜Ｒ２を満足していないため、十分に満足できる結果が得られていない。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

１、４、５、６ タイヤ用加硫金型
１１、４１、５１、６１ トレッドセグメント
１２、４２、５２、６２ サイドプレート
１３、４３、５３、６３ ブロック形成用の溝
４４ トレッドセグメントの下端の尖った部分
６４ 肉盛部形成用の溝
６４ａ 肉盛部
６４ｂ 肉盛部の頂点
６５ ショルダーブロック
６５ａ ショルダーブロックの基点
Ｘ 割り位置
Ｔ 自動二輪車用タイヤ
Ａ トレッド部
θ 角度
Ｂ ショルダーブロック
Ｂ１ ショルダーエッジ
Ｂ２ ショルダーブロック基点
Ｃ サイドウォール部
Ｄ つなぎ部
Ｍ ブレーカー
Ｈ、Ｗ、ＴＷ、ｈ 距離
Ｌ トレッド部の溝底ライン
Ｒ１ サイドウォール部の外表面の曲率
Ｒ２ つなぎ部の外表面の曲率

Claims (6)

1. 自動二輪車用タイヤを製造するためのトレッドセグメントと一対のサイドプレートとに分割されたタイヤ用加硫金型であって、
   前記自動二輪車用タイヤのショルダーブロックとサイドウォール部との間につなぎ部が形成され、かつタイヤ外側に凸となるようにトレッド部の溝底ラインを湾曲させるキャビティーを有し、
   前記トレッドセグメントと前記サイドプレートとの割り位置が、前記つなぎ部の外表面上に位置し、
   さらに、下記の条件（１）〜（５）を満足するように形成されていることを特徴とするタイヤ用加硫金型。
   （１）Ｈ＜Ｈ１
   Ｈ：前記割り位置からタイヤ最大径位置までのタイヤ径方向の距離
   Ｈ１：前記トレッドセグメントが開閉される際にトレッドセグメントが移動
   するタイヤ径方向の距離
   （２）１０°≦θ≦２５°
   θ：タイヤ径方向に対する前記ショルダーブロック外側壁面の角度
   （３）Ｗ≦０．１５ＴＷ
   Ｗ：ショルダーエッジと前記割り位置とのタイヤ幅方向の距離
   ＴＷ：ショルダーエッジとタイヤセンターラインのタイヤ幅方向の距離
   （４）１．５ｍｍ≦ｈ
   ｈ：前記トレッド部の溝底ラインと前記サイドウォール部とが交差する位置
   と、前記割り位置とのタイヤ径方向の距離
   （５）Ｒ１＜Ｒ２
   Ｒ１：前記サイドウォール部の外表面の曲率
   Ｒ２：前記つなぎ部の外表面の曲率
2. （１．２×Ｒ１）＜Ｒ２の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用加硫金型。
3. 請求項１または請求項２のタイヤ用加硫金型により製造される自動二輪車用タイヤであって、
   １層または複数層のブレーカーが設けられていることを特徴とする自動二輪車用タイヤ。
4. 前記ブレーカーが、非延伸性の材料で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の自動二輪車用タイヤ。
5. 前記ブレーカーが、ジョイントレスバンド構造であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の自動二輪車用タイヤ。
6. 前記ショルダーブロックの高さが、８〜１９ｍｍであることを特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載の自動二輪車用タイヤ。

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