JP6176909B2 - トレッド部材、トレッド部材用押出金型およびタイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤのトレッド部材、トレッド部材用押出金型およびタイヤの製造方法に関する。

タイヤの製造工程において、トレッド部材は、所定形状のトレッド部材用押出金型を用いて押出し加工された後、生タイヤに貼り付けられる。そして、生タイヤが所定の加硫金型を用いて加硫されることにより製品タイヤが製造される。

上記のトレッド部材の押出し加工に際して、従来は、加硫タイヤの主溝における溝底のゴム厚さ（以下「溝底ゲージ」という）が３．０ｍｍ以下のフラットな形状になるように押出金型が設計されていた。

しかしながら、従来と同様に設計された押出金型を用いて、従来よりも広い主溝幅のトレッド部材を作製した場合、加硫後のタイヤでは主溝の溝底ゲージが、設計値２．０ｍｍに対して３．０ｍｍ以上と厚く仕上り、主溝の下部でブレーカーに大きな波打ちが発生していることが分かった。

上記した波打ち発生の具体的な一例を図３に示す。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、双方向矢印で示した主溝３１の幅を従来（図３（ａ））から広くした（図３（ｂ））場合、主溝３１の下部でブレーカー３２に波打ちが発生している。

このような大きな波打ちが発生したタイヤ３０は、主溝横の接地圧が高くなり、偏磨耗、Ｈ／Ｓ耐久性能の低下や、ユニフォミティ悪化による振動クレーム発生の恐れがあるため、耐久評価が不可となる恐れがある。

また、このように大きな波打ちが発生していると、主溝の下部が平坦でないため、トレッドの下に貼られたアンダートレッドとの間にエア噛みが発生する恐れがある。

上記したエア噛み発生の具体的な一例を図４に示す。図４（ａ）に示す形状に設計されたトレッド部材を用いてタイヤを製造した場合、図４（ｂ）に示すように、丸で囲んだ部分にエア噛みが発生している。なお、図４において、１０はトレッド部材（製品タイヤではトレッド）、３１は主溝を示しており、その他の数字はトレッド部材１０の各位置（垂直線を記載した位置）のゴム厚さ（ゲージ値：単位ｍｍ）を示している（各図において共通）。

そこで、主溝における仕上り溝底ゲージを薄くするため、図５（ａ）に示すタイヤ３０を製造するにあたって、トレッド部材１０の断面形状（プロファイル）を図５（ｂ）に示す従来のプロファイルから図５（ｃ）に示す台形やＶ字形のプロファイルに変更することが考えられた。

しかし、この方法の場合、ブレーカーの波打ちを改善することはできたものの、新たに、加硫成形されたタイヤにおいて、例えば、図６に破線で囲った箇所に示すように、ウェアインジケータに起因するゴムの流れ不良によりベア４０がトレッドに散発するという問題が発生した。

このウェアインジケータ部におけるベア発生を抑制する技術として、例えば、ウェアインジケータが形成される位置をタイヤ加硫金型のセグメントの分割位置に配置すると共に、前記分割位置に断面三角形の凹形状を設けることが提案されている（特許文献１）。また、押出機のゴム押出し口に、溝形成用突条を設けた上型と、溝形成用突条の対向する位置に矯正溝形成用突条を配置した下型とからなる押出し口金を設けて、トレッド部材を押出成形することが提案されている（特許文献２）。

特開２００３−２５１６３２号公報 特開２００７−３０３１０号公報

しかしながら、上記の各技術にも問題点があった。即ち、前者の技術は、タイヤ加硫金型を加工してベア防止用外面切欠き部を形成しているため、設備コストが高価になるという問題があった。また、断面三角形状のベア防止用外面切欠き部は、インジケータ分割面を切り欠いて形成されているため、セグメント合致面のズレによるタイヤ外観不良が発生したり、セグメント合致面のズレ修正等の煩雑な作業が必要となったりする。

また、後者の技術は、ブレーカーの波打ちを抑制する効果はあるものの、ウェアインジケータ部におけるベア発生を抑制する効果は未だ十分とは言えなかった。

そこで、本発明は、上記に鑑み、ブレーカーの波打ちの改善とウェアインジケータ部のベア発生の改善とが図られたトレッド部材、トレッド部材用押出金型、およびタイヤの製造方法を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、
タイヤ加硫用金型の溝部の形状に合わせて凹凸が形成されたトレッド部材であって、
主溝形成位置におけるゴム厚さが３．５ｍｍ以下であって、主溝の仕上り溝底ゲージが１．６ｍｍ〜２．０ｍｍとなるように形成された凹み部の底部に、高さ０．３ｍｍ〜０．６ｍｍの突条が周方向に連続して設けられている
ことを特徴とするトレッド部材である。

請求項２に記載の発明は、
前記突条が、断面形状が三角形の突条であることを特徴とする請求項１に記載のトレッド部材である。

請求項３に記載の発明は、
請求項１または請求項２に記載のトレッド部材の形状に合わせた押出口が形成されていることを特徴とするトレッド部材用押出金型である。

請求項４に記載の発明は、
請求項１または請求項２に記載のトレッド部材を用いて、
深さ寸法が７．５ｍｍ以上、かつ１．０≦（幅寸法／深さ寸法）のストレート形状の主溝を有し、前記主溝の仕上り溝底ゲージが１．６ｍｍ〜２．０ｍｍであるタイヤを製造する
ことを特徴とするタイヤの製造方法である。

請求項５に記載の発明は、
前記主溝の幅が、トレッド展開幅の４．５％〜９．０％であるタイヤを製造することを特徴とする請求項４に記載のタイヤの製造方法である。

本発明によれば、ブレーカーの波打ちの改善とウェアインジケータ部のベア発生の改善とが図られたトレッド部材、トレッド部材用押出金型、およびタイヤの製造方法を提供することができる。

本発明に係るトレッド部材の一実施の形態を説明する横断面図である。 本発明に係るタイヤの製造方法を説明する断面図である。 従来のタイヤのトレッド部の形状を説明する横断面図である。 従来のタイヤにおける不具合の発生を説明する横断面図である。 従来のタイヤにおける他の不具合の発生を説明する横断面図である。 トレッドに発生したベアを説明する平面図である。

以下、実施の形態に基づき、図面を参照しつつ本発明を説明する。

１．トレッド部材（トレッドロー）
図１は、本実施の形態におけるトレッド部材を説明する横断面図であり、図１（ａ）は本実施の形態により製造されたタイヤ３０に形成されたトレッドの主溝３１の様子を説明する横断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のタイヤ３０のトレッドを得るためのトレッド部材１０のプロファイルを説明する横断面図、図１（ｃ）は、図１（ｂ）の破線で囲んだ箇所の拡大図である。なお、タイヤ３０のトレッド部およびトレッド部材１０は、中心線ＣＬに対して略左右対称の形状をしているため、図１（ａ）、（ｂ）では、中心線ＣＬの左側のみを表示している。

なお、本実施の形態においては、図１（ａ）に示す深さ寸法Ｄが７．５ｍｍ以上、かつ、１．０≦（幅寸法Ｗ／深さ寸法Ｄ）の幅広の主溝３１を有し、主溝３１の溝底における仕上り厚さ（溝底ゲージ）Ｔが１．６ｍｍ〜２．０ｍｍのトレッドを備えたタイヤを製造している。このとき、製造されたタイヤにおいて、主溝の幅のトレッド展開幅に対する比率は、４．５％〜９．０％となっている。なお、主溝３１における幅寸法Ｗ（ケガキ幅）は、主溝３１の溝底Ｒ部の内側に最大幅で設定したときの値である。また、主溝３１の深さ寸法Ｄを７．５ｍｍ以上としているのは、直線ハイドロ性能、ラテラルハイドロ性能、ライフを最もバランスよく発揮できるためである。

このような幅広の主溝３１を有するトレッドは、図１（ｂ）に示すトレッド部材１０を用いることにより得ることができる。

具体的には、図１（ｂ）に示すように、トレッド部材１０は、主溝形成位置（タイヤ３０の主溝３１が形成される位置）に緩い傾斜の凹み部１１が設けられている。ここで凹み部１１の底部におけるトレッド部材１０の厚さは、３．５ｍｍ以下に設定されている（図１（ｂ）では２．７ｍｍ）。

上記のような凹み部１１を設けると共に、凹み部１１の底部におけるトレッド部材１０の厚さを３．５ｍｍ以下とすることにより、タイヤ３０の溝底ゲージの設計値２．０ｍｍに対して、１．６〜２．０ｍｍと薄く仕上げることができ、ブレーカーの波打ちの発生を充分に抑制することができる。

そして、本実施の形態においては、さらに、凹み部１１の底部に断面形状が三角形の突条１２が形成されており、突条１２の高さ、即ち、凹み部１１の底とのゲージ差Ｈが０．３ｍｍ〜０．６ｍｍに設定されている（図１（ｃ）では、Ｈ＝３．１ｍｍ−２．７ｍｍ＝０．４ｍｍ）。

このような突条１２を設けることにより、加硫に際して加硫金型とトレッド部材との間において、特にエア溜まりが発生し易いウェアインジケータ部においてゴムの流れ不良によるエア溜まりの発生が抑制されて、ベアの発生を抑制することができる。なお、ゲージ差Ｈが０．３ｍｍ未満と小さ過ぎる場合には、ベアの発生を十分に抑制することができない。一方、ゲージ差Ｈが０．６ｍｍを超える場合には、ベアの発生は抑制されるものの、ブレーカーの波打ちが再び発生してくる。

本実施の形態においては、上記のように、凹み部１１の底部におけるトレッド部材１０の厚さと、ゲージ差Ｈを適切に設定しているため、主溝が幅広であっても、ブレーカーの波打ちの発生とベアの発生の双方が十分に抑制されたフラットな形状のトレッドを有するタイヤを提供することができる。

突条１２の断面形状としては、三角形、円弧形、台形、鍵穴形など種々の形状を採用することができるが、断面形状が三角形の突条１２は、特に、ブレーカーの波打ちの改善とウェアインジケータ部のベア発生の改善との両方に優れているため好ましい。

上記のトレッド部材は、トレッド部材用押出金型を用いて未加硫ゴム組成物を押出加工することにより得ることができる。具体的には、例えば、図１（ｂ）に示すトレッド部材の上面１０ａに合わせた形状に押出口が形成された上型と、トレッド部材の下面１０ｂに合わせた形状に押出口が形成された下型とを組み合わせることにより、図１（ｂ）に示すトレッド部材を押出成形することができる。

２．タイヤの製造方法
図２は、本発明に係るタイヤの製造方法を説明する断面図であり、図２（ａ）は加硫時における主溝の形成状況を示している。また、図２（ｂ）は、加硫金型にセットされるトレッド部材の主溝形成部の様子を示している。

図２（ｂ）に示すトレッド部材が貼り付けられた生タイヤを加硫金型により加熱、加圧することにより、図１（ａ）に示すタイヤが製造される。このとき、図２（ａ）に示すように、加硫金型の主溝形成部のセンター位置とトレッド部材の凹み部１１のセンター位置とを合わせて、加熱、加圧を行う。このようにして加硫を行うことにより、図１（ａ）に示すような広い主溝幅のトレッドを有するタイヤを、ブレーカーの波打ちやトレッドベアの発生を招くことなく製造することができる。

そして、このようにして製造されたタイヤは、ブレーカーの波打ちが改善されているため、接地形状が改善されると共に、接地圧が均一化されるため、偏磨耗が発生せず、Ｈ／Ｓ耐久性能評価の合格率が向上する。

１．実験例
本実験例においては、深さ寸法が７．８ｍｍ、幅寸法が１８ｍｍ（トレッド展開幅の６．４％）、（幅寸法／深さ寸法）が２．３のストレート形状の主溝を有し、主溝の仕上り溝底ゲージが１．９ｍｍのタイヤを、表１に示すように、凹み部１１に設けた断面形状が三角形の突条のゲージ差が異なる７種類のトレッド部材（主溝形成位置における厚さ：２．３ｍｍ）を使用して、実験例１〜７のタイヤを製造した。なお、実験例の内、実験例３〜６が実施例であり、実験例１、２、７が比較例である。

２．評価
得られた各タイヤについて、ウェアインジケータ部のベア発生とブレーカーの波打ち発生の状況を評価した。結果を表１に示す。

表１に示すように、実験例１および実験例２では、主溝形成位置における厚さを３．５ｍｍ以下に設定したためブレーカーの波打ちはないものの、突条のゲージ差が０．３ｍｍ未満と小さいためベアが発生していた。また、実験例７では、突条のゲージ差が０．６ｍｍ超と大きいため、ベアの発生はないものの、ブレーカーの波打ちが発生していた。

これに対して、実験例３〜実験例６では、主溝形成位置における厚さを３．５ｍｍ以下に設定し、さらに、突条のゲージ差を０．３ｍｍ〜０．６ｍｍに設定したため、ブレーカーの波打ちおよびベアの発生は見られないか、殆どないに等しい状況であった。これにより、本発明を適用することによる効果が確認できた。

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できる。

１０ トレッド部材（製品タイヤではトレッド）
１０ａ トレッド部材の上面
１０ｂ トレッド部材の下面
１１ 凹み部
１２ 突条
３０ タイヤ
３１ 主溝
３２ ブレーカー
４０ ベア
Ｈ ゲージ差
Ｗ 主溝の幅寸法
Ｄ 主溝の深さ寸法
Ｔ 仕上り溝底ゲージ
Ｈ 突条のゲージ差

Claims (5)

1. タイヤ加硫用金型の溝部の形状に合わせて凹凸が形成されたトレッド部材であって、
   主溝形成位置におけるゴム厚さが３．５ｍｍ以下であって、主溝の仕上り溝底ゲージが１．６ｍｍ〜２．０ｍｍとなるように形成された凹み部の底部に、高さ０．３ｍｍ〜０．６ｍｍの突条が周方向に連続して設けられている
   ことを特徴とするトレッド部材。
   
   
2. 前記突条が、断面形状が三角形の突条であることを特徴とする請求項１に記載のトレッド部材。
3. 請求項１または請求項２に記載のトレッド部材の形状に合わせた押出口が形成されていることを特徴とするトレッド部材用押出金型。
4. 請求項１または請求項２に記載のトレッド部材を用いて、
   深さ寸法が７．５ｍｍ以上、かつ１．０≦（幅寸法／深さ寸法）のストレート形状の主溝を有し、前記主溝の仕上り溝底ゲージが１．６ｍｍ〜２．０ｍｍであるタイヤを製造する
   ことを特徴とするタイヤの製造方法。
5. 前記主溝の幅が、トレッド展開幅の４．５％〜９．０％であるタイヤを製造することを特徴とする請求項４に記載のタイヤの製造方法。

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