以下に、本発明に係るタイヤ加硫成形金型、タイヤ製造方法及び空気入りタイヤの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能、且つ、容易に想到できるもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
以下の説明において、タイヤ幅方向とは、空気入りタイヤの回転軸と平行な方向をいい、タイヤ幅方向内側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面に向かう方向、タイヤ幅方向外側とは、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道面に向かう方向の反対方向をいう。また、タイヤ径方向とは、タイヤ回転軸と直交する方向をいい、タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向においてタイヤ回転軸に向かう方向、タイヤ径方向外側とは、タイヤ径方向においてタイヤ回転軸から離れる方向をいう。また、タイヤ周方向とは、タイヤ回転軸を中心として回転する方向をいう。
[空気入りタイヤ]
図1は、実施形態に係る空気入りタイヤの要部を示す子午断面図である。図1に示す空気入りタイヤ1は、子午面断面で見た場合、タイヤ径方向の最も外側となる部分にトレッド部2が配設されており、トレッド部2の表面、即ち、当該空気入りタイヤ1を装着する車両(図示省略)の走行時に路面と接触する部分は、トレッド面3として形成されている。トレッド部2が有するトレッド面3には、タイヤ周方向に延びる周方向主溝30が複数形成されており、この周方向主溝30により、トレッド面3には複数の陸部20が画成されている。本実施形態では、周方向主溝30は4本がタイヤ幅方向に並んで形成されており、4本の周方向主溝30は、タイヤ幅方向におけるタイヤ赤道面CLの両側にそれぞれ2本ずつ配設されている。
また、周方向主溝30によって画成される陸部20のうち、タイヤ幅方向における内側に位置する2本の周方向主溝30同士の間に位置し、タイヤ赤道面CL上に位置する陸部20は、センター陸部21になっている。また、センター陸部21のタイヤ幅方向外側に位置し、周方向主溝30を介してセンター陸部21に隣り合う陸部20はセカンド陸部22になっている。また、セカンド陸部22のタイヤ幅方向外側に位置し、周方向主溝30を介してセカンド陸部22に隣り合う陸部20はショルダー陸部23になっている。
タイヤ幅方向におけるトレッド部2の両端にはショルダー部5が位置しており、ショルダー部5のタイヤ径方向内側には、サイドウォール部8が配設されている。つまり、サイドウォール部8は、タイヤ幅方向における空気入りタイヤ1の両側2箇所に配設されている。
タイヤ幅方向における両側に位置するそれぞれのサイドウォール部8のタイヤ径方向内側には、ビード部10が位置している。ビード部10は、サイドウォール部8と同様に、タイヤ赤道面CLの両側2箇所に配設されている。各ビード部10にはビードコア11が設けられており、ビードコア11のタイヤ径方向外側にはビードフィラー12が設けられている。ビードコア11は、複数のビードワイヤを束ねてなる環状部材になっており、ビードフィラー12は、ビードコア11のタイヤ径方向外側に配置されるゴム部材になっている。
また、トレッド部2のタイヤ径方向内側には、複数のベルト層14が設けられている。ベルト層14は、複数の交差ベルト141、142とベルトカバー143とが積層されることによって設けられている。このうち、交差ベルト141、142は、スチール或いは有機繊維材から成る複数のベルトコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成され、絶対値で20°以上55°以下のベルト角度を有して構成される。また、複数の交差ベルト141、142は、タイヤ周方向に対するベルトコードの傾斜角として定義されるベルト角度が互いに異なっており、タイヤ周方向に対するベルトコードの傾斜方向を相互に交差させて積層される、いわゆるクロスプライ構造として構成される。また、ベルトカバー143は、コートゴムで被覆されたスチール、或いは有機繊維材から成る複数のコードを圧延加工して構成され、絶対値で0°以上10°以下のベルト角度を有する。このベルトカバー143は、交差ベルト141、142のタイヤ径方向外側に積層されて配置される。
このベルト層14のタイヤ径方向内側、及びサイドウォール部8のタイヤ赤道面CL側には、ラジアルプライのコードを内包するカーカス13が連続して設けられている。このカーカス13は、1枚のカーカスプライから成る単層構造、或いは複数のカーカスプライを積層して成る多層構造を有し、タイヤ幅方向の両側に配設されるビードコア11間にトロイダル状に架け渡されてタイヤの骨格を構成する。詳しくは、カーカス13は、タイヤ幅方向における両側に位置するビード部10のうち、一方のビード部10から他方のビード部10にかけて配設されており、ビードコア11及びビードフィラー12を包み込むようにビード部10でビードコア11に沿ってタイヤ幅方向外側に巻き返されている。また、カーカス13のカーカスプライは、スチール、或いはアラミド、ナイロン、ポリエステル、レーヨン等の有機繊維材から成る複数のカーカスコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成されており、タイヤ周方向に対するカーカスコードの傾斜角であるカーカス角度が、絶対値で80°以上95°以下となって形成されている。
ビード部10における、ビードコア11及びカーカス13の巻き返し部のタイヤ径方向内側やタイヤ幅方向外側には、リムフランジに対するビード部10の接触面を構成するリムクッションゴム17が配設されている。また、カーカス13の内側、或いは、当該カーカス13の、空気入りタイヤ1における内部側には、インナーライナ15がカーカス13に沿って形成されている。
図2は、図1のA−A矢視図である。トレッド面3には、周方向主溝30の他に、ラグ溝32が形成されている。トレッド面3には、これらの複数の溝により、トレッドパターンが形成されている。本実施形態では、ラグ溝32としては、セカンド陸部22に形成されるセカンドラグ溝33と、ショルダー陸部23に形成されるショルダーラグ溝34とが設けられている。このうち、セカンドラグ溝33は、両端が、隣り合う周方向主溝30にそれぞれ接続されて周方向主溝30に開口している。
また、ショルダーラグ溝34としては、2箇所のショルダー陸部23のうち一方のショルダー陸部23に形成される第1ショルダーラグ溝35と、他方のショルダー陸部23に形成される第2ショルダーラグ溝36とが設けられている。このうち、第1ショルダーラグ溝35は、タイヤ幅方向外側の端部は、トレッド面3のタイヤ幅方向における外側端部付近で開口し、タイヤ幅方向内側の端部は、ショルダー陸部23内で終端している。また、第2ショルダーラグ溝36は、タイヤ幅方向外側の端部は、トレッド面3のタイヤ幅方向における外側端部付近で開口し、タイヤ幅方向内側の端部は、周方向主溝30に接続されて周方向主溝30に開口している。
また、トレッド面3には、微小凸部40が設けられている。微小凸部40は、陸部20に設けられており、タイヤ周方向に延在する周方向微小凸部45と、タイヤ幅方向に延在する幅方向微小凸部46とが、それぞれ複数設けられている。このうち、一部の周方向微小凸部45は、トレッド面3のタイヤ周方向の一周に亘って延在している。具体的には、複数の周方向微小凸部45のうち、ラグ溝32によって分断されないものは、全てタイヤ周方向の一周に亘って延在している。微小凸部40は、周方向微小凸部45と幅方向微小凸部46とのうち、少なくとも周方向微小凸部45が設けられるのが好ましく、また、周方向微小凸部45は、トレッド面3のタイヤ周方向の一周に亘って延在するものを少なくとも1本以上有するのが好ましい。
また、各幅方向微小凸部46は、トレッド面3のタイヤ幅方向における一端側から他端側にかけてタイヤ幅方向に延在している。このため、幅方向微小凸部46は、周方向微小凸部45が形成されている位置では周方向微小凸部45と交差し、周方向主溝30が形成される位置では周方向主溝30によって分断されている。
図3は、図2のB−B断面図である。図4は、図3のD部詳細図である。各微小凸部40は、小さな大きさでトレッド面3から突出して形成されており、トレッド面3からの高さと、微小凸部40の平面視における幅は、高さと幅との比がほぼ1対2になっている。具体的には、微小凸部40は、幅Wcが0.2mm以上1.0mm以下の範囲内になっており、高さHcが0.1mm以上0.5mm以下の範囲内になっている。また、微小凸部40は、微小凸部40の延在方向に直交する方向における断面形状が、半円状の形状で形成されている。
図5は、図2のC部詳細図である。本実施形態に係る空気入りタイヤ1は、スリットベントS(図6参照)を有する、後述するタイヤ加硫成形金型100(図7参照)によって製造する。スリットベントSは、タイヤ加硫成形金型100におけるトレッド成形面130(図6参照)に設けられるため、空気入りタイヤ1のトレッド面3には、トレッド成形面130のスリットベントSが設けられている位置に該当する位置に、スリットベントSの跡であるベント跡50が形成される。ベント跡50は、後述するタイヤ加硫成形工程にて、タイヤ加硫成形金型100のスリットベントSの開口部により形成され、微細、且つ、線状の凸部としてトレッド面3に備えられている。ベント跡50は、例えば、0.005mm以上0.008mm以下の幅でトレッド面3に現れる。
このように、スリットベントSの跡としてトレッド面3に現れるベント跡50は、タイヤ幅方向に並ぶ全ての陸部20のトレッド面3に現れている。詳しくは、各陸部20のベント跡50は、陸部20に設けられる微小凸部40上に現れ、微小凸部40に沿ってタイヤ周方向またはタイヤ幅方向に延在している。換言すると、ベント跡50は、微小凸部40においてトレッド面3から最も離れる部分である頂部41に位置しており、周方向微小凸部45と幅方向微小凸部46とのそれぞれに、周方向微小凸部45や幅方向微小凸部46に沿って延在する。その際に、周方向微小凸部45と幅方向微小凸部46とが交差する部分では、ベント跡50は、周方向微小凸部45側のベント跡50が優先されて周方向微小凸部45側のベント跡50がタイヤ周方向に延在し、幅方向微小凸部46側のベント跡50は分断される。
[タイヤ加硫成形金型]
次に、実施形態に係る空気入りタイヤ1の製造に用いるタイヤ加硫成形金型100について説明する。図6は、実施形態に係る空気入りタイヤ1を製造するタイヤ加硫成形金型100の説明図である。図7は、図6に示すタイヤ加硫成形金型100を構成する複数のセクター101の連結構造の説明図である。タイヤ加硫成形金型100は、図7に示すように、分割型のタイヤ加硫成形金型100である、いわゆるセクターモールドとして構成されており、複数のセクター101を相互に連結して成る環状構造を有している。なお、図7では、タイヤ加硫成形金型100が8つのセクター101から成る8分割構造の形態を図示しているが、タイヤ加硫成形金型100の分割数は、これに限定されない。
1つのセクター101は、図6に示すように、製品となる空気入りタイヤ1のトレッドプロファイルに対応する凹凸部102をもつ複数のピース103と、これらのピース103を相互に隣接させて装着するバックブロック104とを備える。なお、図6はセクター101の一例であり、上述した実施形態に係る空気入りタイヤ1のトレッドパターンとは異なるトレッド成形面130を備えている。
1つのピース103は、一定のピッチまたは任意のピッチで分割されたトレッドパターンの一部分に対応し、このトレッドパターンの部分を形成するための凹凸部102をトレッド成形面130に有している。また、複数のピース103が集合して、1つのセクター101のトレッド成形面130が構成される。例えば、図6に示すセクター101では、1つのセクター101のトレッド成形面130が、タイヤ軸方向に2分割され、且つ、タイヤ周方向に4分割されて、8つのピース103に分割されている。
また、各ピース103は、第1ピースブロック103aと第2ピースブロック103bとからなり、これらの第1ピースブロック103aと第2ピースブロック103bとを、ダイカスト鋳造により複数回のショットに分けて積層して製造される。
具体的には、各ピース103は、まず第1ショット鋳造工程にて、第1ピースブロック103a用の分割金型に、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等の金属材料を鋳込んで、第1ピースブロック103aを鋳造する。この第1ピースブロック103aには、1つのピース103に割り当てられたトレッドパターンの部分の一部と、第2ピースブロック103bを積層するための領域とが形成される。また、必要に応じて、鋳造後の第1ピースブロック103aに機械加工が行われる。次に、第2ショット鋳造工程にて、第2ピースブロック103b用の分割金型に第1ピースブロック103aを配置し、第1ピースブロック103aと同種の金属材料を鋳込んで、第1ピースブロック103aと第2ピースブロック103bとの積層体を鋳造する。このとき、第2ピースブロック103bには、トレッドパターンの部分の残りが形成される。これにより、1つのピース103が鋳造される。また、必要に応じて、鋳造後のピース103に機械加工が行われる。
バックブロック104は、U字断面形状の円弧状部材からなり、複数のピース103をU字断面形状の凹部に所定の配列で装着して保持する。これにより、1つのセクター101が構成される。
タイヤ加硫成形金型100は、これらのように構成されるセクター101が複数用いられ、複数のセクター101が環状に連結されることにより構成される(図7参照)。タイヤ加硫成形金型100は、このように複数のセクター101が環状に連結されることにより、各セクター101のトレッド成形面130が集合し、トレッドパターン全体のトレッド成形面130が構成される。
[タイヤ製造方法]
次に、実施形態に係る空気入りタイヤ1の製造方法について説明する。図8は、図7に示すタイヤ加硫成形金型100を用いたタイヤ製造方法を示す説明図である。図8は、図7に示すタイヤ加硫成形金型100を備える金型支持装置105の軸方向断面図を示している。本実施形態に係る空気入りタイヤ1は、以下の製造工程により製造される。
まず、ビードコア11を構成するビードワイヤ、カーカス13を構成するカーカスプライ、ベルト層14を構成するベルトプライ141〜143、トレッド部2を構成するゴム、サイドウォール部8を構成するゴム、インナーライナ15、リムクッションゴム17などの各部材(図1参照)が成形機にかけられて、グリーンタイヤWが成形される。次に、このグリーンタイヤWが、金型支持装置105に装着される(図8参照)。
図8において、金型支持装置105は、支持プレート106と、外部リング107と、セグメント109と、上部プレート110及びベースプレート112と、上型サイドモールド111及び下型サイドモールド113と、タイヤ加硫成形金型100とを備える。支持プレート106は、円盤形状を有し、平面を水平にして配置される。外部リング107は、径方向内側のテーパ面108を有する環状構造体であり、支持プレート106の外周縁下部に吊り下げられて設置される。セグメント109は、タイヤ加硫成形金型100の各セクター101に対応する分割可能な環状構造体であり、外部リング107に挿入されて外部リング107のテーパ面108に対して軸方向に摺動可能に配置される。上部プレート110は、外部リング107の内側で、且つ、セグメント109と支持プレート106との間にて、軸方向に昇降可能に設置される。ベースプレート112は、支持プレート106の下方で、且つ、軸方向における支持プレート106の反対側の位置に配置される。
上型サイドモールド111及び下型サイドモールド113は、空気入りタイヤ1のタイヤ幅方向における両側面の形状であるサイドプロファイルの成形面を有する。また、上型サイドモールド111と下型サイドモールド113とは、上型サイドモールド111が上部プレート110の下面側に取り付けられ、下型サイドモールド113がベースプレート112の上面側に取り付けられると共に、それぞれの成形面を相互に対向させて配置される。タイヤ加硫成形金型100は、上記のように、トレッドプロファイルを成形可能なトレッド成形面130をもつ分割可能な環状構造(図7参照)を有する。また、タイヤ加硫成形金型100は、各セクター101が、対応するセグメント109の内周面に取り付けられ、トレッド成形面130を、上型サイドモールド111や下型サイドモールド113の成形面が位置する側に向けて配置される。
次に、グリーンタイヤWが、タイヤ加硫成形金型100の成形面と上型サイドモールド111及び下型サイドモールド113の成形面との間に装着される。このとき、支持プレート106が軸方向下方に移動することにより、外部リング107が支持プレート106と共に軸方向下方に移動し、外部リング107のテーパ面108がセグメント109を径方向内側に押し出す。すると、タイヤ加硫成形金型100が縮径して、タイヤ加硫成形金型100の各セクター101の成形面(図6参照)が環状に接続し、また、タイヤ加硫成形金型100の成形面全体と下型サイドモールド113の成形面とが接続する。また、上部プレート110が軸方向下方に移動することにより、上型サイドモールド111が下降して、上型サイドモールド111と下型サイドモールド113との間隔が狭まる。すると、タイヤ加硫成形金型100の成形面全体と上型サイドモールド111の成形面とが接続する。これにより、グリーンタイヤWが、タイヤ加硫成形金型100の成形面、上型サイドモールド111の成形面及び下型サイドモールド113の成形面に囲まれて保持される。
次に、加硫前のタイヤであるグリーンタイヤWが加硫成形される。具体的には、タイヤ加硫成形金型100が加熱され、加圧装置(図示省略)によりグリーンタイヤWが径方向外方に拡張されてタイヤ加硫成形金型100のトレッド成形面130に押圧される。そして、グリーンタイヤWが加熱されることにより、トレッド部2のゴム分子と硫黄分子とが結合して加硫が行われる。すると、タイヤ加硫成形金型100のトレッド成形面130がグリーンタイヤWに転写されて、トレッド部2にトレッドパターンが成形される。
その後に、加硫成形後のタイヤが、製品となる空気入りタイヤ1である製品タイヤとして取得される。このとき、支持プレート106及び上部プレート110が軸方向上方に移動することにより、タイヤ加硫成形金型100、上型サイドモールド111及び下型サイドモールド113が離間して、金型支持装置105が開く。その後に、加硫成形後のタイヤが金型支持装置105から取り出される。
[スリットベント]
図9は、タイヤ加硫成形金型100のスリットベントSを示す説明図である。図10は、図9のE部詳細図である。図9は、図6に記載したセクター101の径方向断面図を示している。図9、図10に示すように、タイヤ加硫成形金型100は、複数のスリットベントSをトレッド成形面130に備える。スリットベントSは、0.005mm以上0.008mm以下の開口幅Wsを有する、微細な線状の排気口であり、タイヤ加硫成形金型100のトレッド成形面130に開口する。また、スリットベントSは、ピース103の内部に形成された排気孔114に連通する。
タイヤ加硫成形時には、グリーンタイヤWの外表面とタイヤ加硫成形金型100との間に発生した残留ガス等のエアが、スリットベントSを介して排気孔114に吸引されてタイヤ加硫成形金型100の外部に排出される。これにより、エアがグリーンタイヤWの外表面とタイヤ加硫成形金型100との間に留まることに起因する製品タイヤの成形不良が抑制される。また、このとき、複数のスリットベントSのベント跡50(図5参照)が、製品タイヤのトレッド面3に形成される。
かかる微細なスリットベントSは、例えば、金属材料の凝固収縮により形成される。スリットベントSを金属材料の凝固収縮により形成するための構成として、タイヤ加硫成形金型100のピース103は、第1ピースブロック103a及び第2ピースブロック103bから成る積層構造を備える(図6参照)。また、ピース103は、上述した第1ピースブロック103aを成形する第1ショット鋳造工程と、第1ピースブロック103aに第2ピースブロック103bを成形する第2ショット鋳造工程とが順次行われて、ピース103の積層構造が形成される。そして、第2ショット鋳造工程における第2ピースブロック103bの金属材料の凝固収縮を利用して、スリットベントSの微細な開口幅Wsが形成される。なお、これらのようにして形成されるスリットベントSの形成工程は、特許第3733271号公報などに詳しい。また、スリットベントSは、これ以外の手法によって形成してもよい。
また、本実施形態に係るタイヤ加硫成形金型100のセクター101は、複数のスリットベントSとして、セクター101を周方向、つまり、タイヤ加硫成形金型100によって加硫成形を行うタイヤのタイヤ周方向に相当する方向に貫通するものと、セクター101を軸方向、つまり、タイヤ加硫成形金型100によって加硫成形を行うタイヤのタイヤ幅方向に相当する方向に貫通するものとを、それぞれ複数有している。このうち、セクター101を周方向に貫通する複数のスリットベントSは、セクター101の軸方向に所定間隔をあけて配置され、セクター101を幅方向に貫通する複数のスリットベントSは、セクター101の周方向に所定間隔をあけて配置される(図6参照)。また、複数のセクター101を環状に連結して成るタイヤ加硫成形金型100では、各セクター101の周方向に貫通するスリットベントSが相互に連通して、タイヤ加硫成形金型100の一周、即ち、トレッド成形面130の一周に亘って延在する。これらにより、複数のスリットベントSが、トレッド成形面130の全域に分散して配置される。
また、ピース103のトレッド成形面130には、周方向主溝30の成形骨103cが形成されている。周方向主溝30の成形骨103cは、トレッド成形面130から突出して各セクター101のピース103に設けられると共に、複数のセクター101を環状に連結することにより、タイヤ加硫成形金型100の全周に亘って延在している。
さらに、ピース103のトレッド成形面130には、ラグ溝32を成形するラグ溝成形骨120が配設されている。ラグ溝成形骨120は、周方向主溝30の成形骨103cと同様にトレッド成形面130から突出して配設され、目的とするラグ溝32の形状に沿った方向に延在している。即ち、ラグ溝32は、主にタイヤ幅方向に延びる溝であるため、ラグ溝成形骨120は、主に軸方向に延びる形状で形成される。
[微小凹部]
タイヤ加硫成形金型100は、さらに、トレッド成形面130に、微小凹部150が設けられている。微小凹部150は、タイヤ加硫成形金型100の周方向、つまり、タイヤ加硫成形金型100によって加硫成形を行うタイヤのタイヤ周方向に相当する方向に延在する周方向微小凹部155と、タイヤ加硫成形金型100の軸方向、つまり、タイヤ加硫成形金型100によって加硫成形を行うタイヤのタイヤ幅方向に相当する方向に延在する幅方向微小凹部156とが、それぞれ複数設けられている(図6参照)。
周方向微小凹部155と幅方向微小凹部156とを有する微小凹部150は、タイヤ加硫成形金型100によって加硫成形を行う空気入りタイヤ1のトレッド面3に形成される微小凸部40に対応する位置に設けられている。即ち、周方向微小凹部155は、空気入りタイヤ1の周方向微小凸部45に対応しており、幅方向微小凹部156は、空気入りタイヤ1の幅方向微小凸部46に対応している。換言すると、周方向主溝30用の成形骨103cが、空気入りタイヤ1に周方向主溝30を形成するために設けられ、ラグ溝成形骨120が、空気入りタイヤ1にラグ溝32を形成するために設けられるのと同様に、微小凹部150は、空気入りタイヤ1に微小凸部40を形成するために設けられている。
トレッド成形面130に設けられる微小凹部150のうち、一部の周方向微小凹部155は、トレッド成形面130の周方向の一周に亘って延在している。具体的には、複数の周方向微小凹部155のうち、ラグ溝成形骨120によって分断されないものは、全てトレッド成形面130の周方向の一周に亘って延在している。微小凹部150は、周方向微小凹部155と幅方向微小凹部156とのうち、少なくとも周方向微小凹部155が設けられるのが好ましく、また、周方向微小凹部155は、タイヤ加硫成形金型100によって加硫成形を行うタイヤのタイヤ周方向に相当する、トレッド成形面130の周方向の一周に亘って延在するものを少なくとも1本以上有するのが好ましい。
また、各幅方向微小凹部156は、タイヤ加硫成形金型100の軸方向におけるトレッド成形面130の一端側から他端側にかけて延在している。このため、幅方向微小凹部156は、周方向微小凹部155が形成されている位置では周方向微小凹部155と交差し、周方向主溝30用の成形骨103cが形成される位置では成形骨103cによって分断されている。
図11は、図10のF部詳細図である。各微小凹部150は、小さな大きさでトレッド成形面130から凹んでおり、トレッド成形面130からの深さと、各微小凹部150の平面視における幅は、深さと幅との比がほぼ1対2になっている。具体的には、微小凹部150は、幅Wrが0.2mm以上1.0mm以下の範囲内になっており、深さDrが0.1mm以上0.5mm以下の範囲内になっている。また、微小凹部150は、微小凹部150の延在方向に直交する方向における断面形状が、半円状の形状で形成されている。即ち、微小凹部150は、空気入りタイヤ1に形成される微小凸部40とほぼ同じ形状、及びほぼ同じ大きさで、トレッド成形面130から凹んで形成されている。
図12は、図10のG−G矢視図である。トレッド成形面130に開口するスリットベントSは、微小凹部150の底部151に配置される。詳しくは、複数のスリットベントSは、開口部がそれぞれ微小凹部150の底部151に配置されることにより、それぞれ微小凹部150の底部151に開口し、微小凹部150に沿ってタイヤ加硫成形金型100の周方向または軸方向に延在している。換言すると、スリットベントSは、微小凹部150においてトレッド成形面130から微小凹部150の深さ方向に最も離れる部分である底部151に開口しており、周方向微小凹部155と幅方向微小凹部156とのそれぞれに、周方向微小凹部155や幅方向微小凹部156に沿って延在する。その際に、周方向微小凹部155と幅方向微小凹部156とが交差する部分では、スリットベントSは、周方向微小凹部155側のスリットベントSが優先されて周方向微小凹部155側のスリットベントSがタイヤ周方向に延在し、幅方向微小凹部156側のスリットベントSは分断される。
これらのように底部151にスリットベントSが開口する微小凹部150は、換言すると、トレッド成形面130に対するスリットベントSの開口部が拡幅することにより形成されている。スリットベントSの拡幅部として設けられる微小凹部150の開口幅Wrは、スリットベントSの開口幅Wsに対する拡幅量が、0.1mm以上1.5mm以下の範囲内であるのが好ましい。
上述した実施形態に係る空気入りタイヤ1は、これらのように構成されるタイヤ加硫成形金型100を用いてタイヤ加硫成形工程を行うことにより成形する。タイヤ加硫成形時には、グリーンタイヤWの外表面とタイヤ加硫成形金型100との間に発生した残留ガス等のエアが、スリットベントSを介して排気孔114に吸引されてタイヤ加硫成形金型100の外部に排出されながら加硫成形が行われる。
ここで、従来のタイヤ加硫成形金型を用いてタイヤ加硫成形工程を行う場合において、排出すべきエアに対してスリットベントSの間隔が狭いと、エアはスリットベントから適切に排出されずにグリーンタイヤWとタイヤ加硫成形金型との間に残り、加硫成形後のタイヤの表面に窪みが発生するなどの外観不良が生じる可能性がある。この場合、次回以降に加硫成形を行うグリーンタイヤWにおける、キャップトレッドの部分のゴムの厚さを厚くし、多量のゴムによってエアを十分に押し出すことを可能にすることにより、次回以降に加硫成形を行うタイヤで外観不良が発生しないように手直しをする。
しかし、このように従来のタイヤ加硫成形金型を用いてタイヤ加硫成形工程を行い、空気入りタイヤの製造を行った場合、不良品が発生する可能性がある上、キャップトレッドのゴムの厚さを厚くすることにより、製造された空気入りタイヤは重量が重くなり、転がり抵抗が大きくなり易くなる。また、キャップトレッドのゴムの厚さを厚くすることは、使用するゴムの量が増加するため、製造コストの上昇にもつながる。
これに対し、本実施形態に係るタイヤ加硫成形金型100では、トレッド成形面130に、少なくともタイヤ加硫成形金型100によって加硫成形を行うタイヤのタイヤ周方向に相当する方向に延在する微小凹部150を設け、微小凹部150の底部151にスリットベントSを配置するため、グリーンタイヤWとタイヤ加硫成形金型100との間から適切にエアを排出させることができる。つまり、タイヤの加硫成形時は、グリーンタイヤWは、トレッド成形面130における、成形骨103c等の凸となっている部分から徐々にトレッド成形面130に接触し、グリーンタイヤWとタイヤ加硫成形金型100との間のエアは、グリーンタイヤWの外表面とトレッド成形面130とが接触した部分から押し出される。この場合、押し出されたエアは、その時点でグリーンタイヤWとトレッド成形面130とが接触していない部分に流れる。
タイヤの加硫成形時は、このように、グリーンタイヤWとトレッド成形面130とが接触していない部分にエアが移動しながら、グリーンタイヤWの外表面がトレッド成形面130に押し付けられるため、エアは、グリーンタイヤWとトレッド成形面130とが接触し難い部分に移動する。このため、エアは、トレッド成形面130から凹んで形成されることによりグリーンタイヤWとトレッド成形面130とが接触し難い部分である微小凹部150が形成される位置に移動する。スリットベントSは、微小凹部150の底部151に配置されるため、このように微小凹部150が形成される位置に移動したエアは、スリットベントSによって吸引されてタイヤ加硫成形金型100の外部に排出されることができる。
換言すると、本実施形態に係るタイヤ加硫成形金型100は、トレッド成形面130に微小凹部150を形成することにより、スリットベントSを、トレッド成形面130における他の部分よりも一段凹んだ部分に開口させ、グリーンタイヤWの外表面とトレッド成形面130との間のエアをスリットベントSの位置に誘導できるようにし、スリットベントSによって適切にエアを排出することを可能としている。これにより、タイヤの加硫成形時における外観不良を抑制することができる。
また、微小凹部150を形成することにより、グリーンタイヤWには、微小凹部150に対応する分のゴムが必要となるが、微小凹部150は非常に小さいため、追加するゴムの量は僅かである。このため、グリーンタイヤWにおける、キャップトレッドの部分のゴムの厚さを必要以上に厚くしなくても、局所的にゴムの量を増やすことによりエアを効率的に排出することができるため、ゴムの厚さを厚くすることに伴う転がり抵抗の増加や、製造コストの上昇を抑えることができる。即ち、微小凹部150を形成することにより、グリーンタイヤWに追加するゴムの量を抑えつつ、エアを効率的に排出することができ、転がり抵抗の増加や、製造コストの上昇を抑えることができる。これらの結果、転がり抵抗及び製造コストの低減を図ることができる。
また、タイヤ加硫成形金型100は、微小凹部150として、タイヤ周方向に相当する方向の一周に亘って延在する周方向微小凹部155を少なくとも1本以上有するため、グリーンタイヤWとトレッド成形面130との一周に亘って、エアを微小凹部150に誘導することができる。これにより、グリーンタイヤWとトレッド成形面130との間の広範囲に亘って、エアを微小凹部150に誘導することができ、エアをより確実にスリットベントSから排出することができる。この結果、より確実に転がり抵抗及び製造コストの低減を図ることができる。
また、タイヤ加硫成形金型100は、微小凹部150として、周方向微小凹部155と交差してタイヤ幅方向に相当する方向に延在する幅方向微小凹部156を有するため、タイヤ加硫成形金型100の軸方向における広範囲に亘って、エアを微小凹部150に誘導することができ、より確実にスリットベントSから排出することができる。この結果、より確実に転がり抵抗及び製造コストの低減を図ることができる。
また、微小凹部150は、微小凹部150の延在方向に直交する方向における断面形状が半円状であるため、グリーンタイヤWとトレッド成形面130との間のエアが微小凹部150に入り込んだ際に、エアを微小凹部150の底部151に向かわせることができる。これにより、微小凹部150は、底部151に開口するスリットベントSに対してより確実に誘導することができる。この結果、より確実に転がり抵抗及び製造コストの低減を図ることができる。
また、微小凹部150は、幅Wrが0.2mm以上1.0mm以下の範囲内で、深さDrが0.1mm以上0.5mm以下の範囲内であるため、追加するゴムの量を抑えつつ、エアをより確実に微小凹部150に誘導することができる。つまり、微小凹部150の幅Wrが0.2mm未満であったり、深さDrが0.1mm未満であったりする場合は、微小凹部150が小さ過ぎるため、グリーンタイヤWとトレッド成形面130との間のエアが微小凹部150に流れる際の流れ易さが低減する可能性がある。この場合、エアを、スリットベントSによって効果的に排出し難くなる可能性がある。また、微小凹部150の幅Wrが1.0mmを超えていたり、深さDrが0.5mmを超えていたりする場合は、微小凹部150が大き過ぎるため、加硫成形時に微小凹部150を満たすのに必要なゴムの量が多くなり過ぎる可能性がある。この場合、転がり抵抗の増加や、製造コストの上昇を、効果的に抑えることが困難になる可能性がある。
これに対し、微小凹部150の幅Wrが0.2mm以上1.0mm以下の範囲内で、深さDrが0.1mm以上0.5mm以下の範囲内である場合は、加硫成形時に微小凹部150を満たすために追加するゴムの量を抑えつつ、エアをより確実に微小凹部150に誘導し、スリットベントSから排出することができる。この結果、より確実に転がり抵抗及び製造コストの低減を図ることができる。
また、タイヤ加硫成形金型100は、底部151にスリットベントSが開口する微小凹部150を備えることにより、加硫成形を行ったタイヤの外観不良を抑制することができ、次回以降に加硫成形を行うタイヤのための手直しを極力不要とすることができるため、これらの作業に費やす時間を短縮することができる。この結果、タイヤの開発期間の短縮を図ることができる。
また、上述した実施形態に係る空気入りタイヤ1は、トレッド面3に、少なくともタイヤ周方向に延在する微小凸部40が設けられ、微小凸部40の頂部41に、タイヤ加硫成形金型100のスリットベントSのベント跡50が位置するように形成されるため、タイヤ加硫成形時に、グリーンタイヤWの外表面とトレッド成形面130との間のエアを、微小凸部40が形成されるべき部分に誘導することができる。これにより、スリットベントSによって適切にエアを排出することを可能とし、タイヤの加硫成形時における外観不良を抑制することができる。また、グリーンタイヤWにおける、キャップトレッドの部分のゴムの厚さを必要以上に厚くしなくても、微小凸部40の分、局所的にゴムの量を増やすことによりエアを効率よく排出することができるため、ゴムの厚さを厚くすることに伴う、転がり抵抗の増加や、製造コストの上昇を抑えることができる。これらの結果、転がり抵抗及び製造コストの低減を図ることができる。
また、微小凸部40は、周方向微小凸部45と幅方向微小凸部46とをそれぞれ複数有するため、機能面のみでなくデザイン性を兼ねることができる。この結果、空気入りタイヤ1の外観を向上させることができる。
なお、上述した実施形態では、タイヤ加硫成形金型100は、微小凹部150に開口するスリットベントSは、微小凹部150に沿って連続的に形成されているが、スリットベントSは、微小凹部150に沿いつつ、断続的に形成されていてもよい。
また、上述した実施形態では、タイヤ加硫成形金型100の微小凹部150は、周方向主溝30用の成形骨103cやラグ溝成形骨120によって分断される部分以外は、連続的に形成されているが、微小凹部150は、これ以外の部分でも分断されていてもよい。つまり、空気入りタイヤ1の微小凸部40は、周方向主溝30やラグ溝32によって分断される部分以外は、連続的に形成されているが、微小凸部40は、これ以外の部分でも分断されていてもよい。微小凹部150や微小凸部40は、トレッドパターンとの兼ね合いや、タイヤ加硫成形金型100のピース103の構成等に応じて、断続的に形成されていてもよい。
また、上述した実施形態では、タイヤ加硫成形金型100の微小凹部150や、空気入りタイヤ1の微小凸部40は、それぞれ延在方向に直交する方向における断面形状が半円状になっているが、微小凹部150や微小凸部40の断面形状は、半円状以外でもよい。つまり、トレッド成形面130への開口幅が、スリットベントSの開口幅Wsよりも大きくなるように微小凹部150が形成されていれば、微小凹部150や微小凸部40の形状は問わない。微小凹部150は、例えば、延在方向に直交する方向における断面形状が、矩形状であったり、1辺がトレッド成形面130に開口し、その対角が底部151となってスリットベントSが開口する三角形状であったりしてもよい。
また、上述した実施形態では、タイヤ加硫成形金型100が有するスリットベントSは、周方向微小凹部155と幅方向微小凹部156との双方に配置されているが、スリットベントSは、幅方向微小凹部156には配置されていなくてもよい。幅方向微小凹部156には、スリットベントSではなく、通常の孔状のベントホールが配置され、幅方向微小凹部156に開口していてもよい。スリットベントSは、少なくとも周方向微小凹部155に配置されていればよい。
また、上述した実施形態では、空気入りタイヤ1は、周方向微小凸部45と幅方向微小凸部46とをそれぞれ複数有しているが、空気入りタイヤ1は、周方向微小凸部45と幅方向微小凸部46とをそれぞれ複数有していなくてもよい。つまり、タイヤ加硫成形金型100は、周方向微小凹部155と幅方向微小凹部156とをそれぞれ複数有しているが、タイヤ加硫成形金型100は、周方向微小凹部155と幅方向微小凹部156とをそれぞれ複数有していなくてもよい。空気入りタイヤ1は、少なくとも周方向微小凸部45を1本以上有していればよく、即ち、タイヤ加硫成形金型100は、少なくとも周方向微小凹部155を1本以上有していればよい。この場合、周方向微小凸部45や周方向微小凹部155は、必ずしもタイヤ周方向に一周に亘って形成されていなくてもよい。
また、空気入りタイヤ1の周方向主溝30やラグ溝32は、上述した実施形態以外の構成でもよく、即ち、空気入りタイヤ1のトレッドパターンは、上述した実施形態以外のパターンでもよい。例えば、周方向主溝30やラグ溝32の本数や形状、配置の形態は、上述した実施形態以外の本数、形状、形態であってもよい。
[実施例]
図13は、空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。以下、上記の空気入りタイヤ1について、従来例の空気入りタイヤと、本発明に係る空気入りタイヤ1と、本発明に係る空気入りタイヤ1と比較する比較例の空気入りタイヤとについて行なった性能の評価試験について説明する。性能評価試験は、空気入りタイヤ1の転がり抵抗と、空気入りタイヤ1の製造時における製造コストとについて行った。
性能評価試験は、JATMAで規定されるタイヤの呼びが195/70R14サイズの空気入りタイヤ1を200本、加硫成形することによって行った。転がり抵抗については、各試験タイヤをリム(サイズ:14×6J)に組み込み、空気圧210kPaを充填して、室内のドラム試験機(ドラム径:1707mm)を使用し、ISO28580に準拠し荷重4.82kN、速度80km/時の条件における転がり抵抗係数を算出した。その結果を、後述する従来例の転がり抵抗係数の逆数を100とする指数で示した。この指数が大きいほど転がり抵抗が低いことを意味する。製造コストについては、加硫成形を行った際における外観不良の発生の有無と外観不良の度合い、外観不良が発生することに伴いグリーンタイヤWのゴムの量を調整する作業に要する時間、外観不良が発生しないように使用するゴムの量に基づき評価し、後述する従来例を100とする指数で示した。指数の数値が大きいほど製造コストが高くなり難く、製造コストに関して良好であることを示している。
評価試験は、従来の空気入りタイヤの一例である従来例の空気入りタイヤと、本発明に係る空気入りタイヤ1である実施例4、5と、本発明に係る空気入りタイヤ1と比較する空気入りタイヤである比較例と、参考例1〜3との7種類の空気入りタイヤについて行った。このうち、従来例の空気入りタイヤは、トレッド面3に微小凸部40が設けられていない。また、比較例の空気入りタイヤは、トレッド面3に微小凸部40は設けられているものの、微小凸部40は周方向微小凸部45を有していない。
これに対し、本発明に係る空気入りタイヤ1の一例である実施例4、5は、全てトレッド面3に微小凸部40が設けられており、微小凸部40は周方向微小凸部45を有している。さらに、実施例4、5と、参考例1〜3に係る空気入りタイヤ1は、一周に亘って形成される周方向微小凸部45の有無、幅方向微小凸部46の有無、微小凸部40の大きさが、それぞれ異なっている。
これらの空気入りタイヤ1を用いて評価試験を行った結果、図13に示すように、実施例4、5に係る空気入りタイヤ1は、従来例や比較例と比較して、転がり抵抗を低減したり製造コストを低減したりすることができることが分かった。つまり、実施例4、5に係る空気入りタイヤ1や、これらの加硫成形に用いたタイヤ加硫成形金型100及び当該タイヤ加硫成形金型100を用いたタイヤ製造方法は、転がり抵抗及び製造コストの低減を図ることができる。