JP7290082B2 - 金型、タイヤの製造方法及びタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤを加硫成形するための金型、当該金型を用いたタイヤの製造方法及び当該金型を用いて加硫成形されたタイヤに関する。

従来、トレッド部を有するタイヤを加硫成形により形成することが知られている。タイヤを加硫成形するための金型は、例えば、トレッドゴムを成形するための周方向に分割された複数のセグメントを含んでいる。このようなセグメントは、互いに連ねられることにより、セグメント間の合わせ目を介して実質的に周方向に連続するトレッド成形面を形成している。

例えば、下記特許文献１は、デザイン設計で定められたピッチ配列図に基づいて最適な金型の設計を行うことで、複数のセグメントの割り位置（合わせ目の位置）を最適化した金型を提案している。

特開２００５－２４６９３１号公報

特許文献１の金型は、合わせ目が軸方向に延びているので、加硫成形されたタイヤで路面を走行する際、合わせ目に対応する部分に形成され得る横断線への路面からの入力が同時となり、タイヤのラジアルフォースバリエーションを悪化させる要因となっていた。ラジアルフォースバリエーションが良好でないタイヤは、振動や騒音が大きく、また、局部的な摩耗が発生し易いため、耐偏摩耗性能及びノイズ性能が低下するおそれがあった。

一方、特許文献１の金型は、例えば、合わせ目を曲線状又は屈曲状に形成することで、加硫成形されたタイヤで路面を走行する際、合わせ目に対応する部分への路面からの入力を分散することができる。しかしながら、曲線状又は屈曲状の合わせ目は、精度よく加工することが困難であり、ひいては、タイヤの製造コストを増大させるという問題があった。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、製造コストを抑制しつつ、加硫成形されるタイヤの耐偏摩耗性能及びノイズ性能を向上させ得る金型を提供することを主たる目的としている。

本発明は、タイヤを加硫成形するための金型であって、トレッドゴムを成形するための周方向に分割された複数のセグメントを含み、前記セグメントは、互いに連ねられることにより、前記セグメント間の合わせ目を介して実質的に周方向に連続するトレッド成形面を形成し、前記合わせ目は、軸方向に対して傾斜する傾斜合わせ目を含み、前記傾斜合わせ目は、前記トレッド成形面の軸方向の端部間を直線状に延びることを特徴とする。

本発明の金型において、前記セグメントには、前記トレッド成形面から半径方向内側に突出し、かつ、周方向に延びる主突起部と、前記トレッド成形面から半径方向内側に突出し、かつ、前記主突起部に交差する方向に延びる副突起部とが設けられ、前記傾斜合わせ目は、前記副突起部と交差することなく延びるのが望ましい。

本発明の金型において、前記傾斜合わせ目は、軸方向に対して、２０°以下の角度で傾斜するのが望ましい。

本発明の金型において、前記傾斜合わせ目は、軸方向に対して第１方向に傾斜する第１傾斜合わせ目と、前記第１方向とは逆向きの第２方向に傾斜する第２傾斜合わせ目とを含むのが望ましい。

本発明の金型において、前記合わせ目は、軸方向に対する角度が互いに異なる複数の前記傾斜合わせ目を含むのが望ましい。

本発明の金型において、前記合わせ目は、軸方向に沿って直線状に延びる非傾斜合わせ目を含むのが望ましい。

本発明の金型において、前記合わせ目のうち、周方向に隣接する一対の前記合わせ目は、軸方向に対する角度が互いに異なるのが望ましい。

本発明の金型において、前記角度の差が２３°以下であるのが望ましい。

本発明の金型において、前記セグメントの数は、８～１３個であるのが望ましい。

本発明の金型において、前記傾斜合わせ目の数は、前記セグメントの数の５０％以上であるのが望ましい。

本発明は、上述の金型を用いて、タイヤを加硫成形する、タイヤの製造方法であるのが望ましい。

本発明は、トレッド部を有するタイヤであって、前記トレッド部は、上述の金型を用いて加硫成形された前記トレッドゴムを含み、前記トレッドゴムには、前記合わせ目に沿って延びる複数の横断線が形成され、前記横断線は、タイヤ軸方向に対して傾斜して延びる傾斜横断線を含むのが望ましい。

本発明の金型において、セグメントは、互いに連ねられることにより、前記セグメント間の合わせ目を介して実質的に周方向に連続するトレッド成形面を形成し、前記合わせ目は、軸方向に対して傾斜する傾斜合わせ目を含んでいる。傾斜合わせ目は、加硫成形されたタイヤで路面を走行する際、傾斜合わせ目に対応する部分がタイヤ軸方向に順に路面と接触するので、路面からの入力を分散させることができる。このような傾斜合わせ目は、加硫成形されたタイヤのラジアルフォースバリエーションを低減させ得る。このため、本発明の金型は、この金型を用いて加硫成形されたタイヤの耐偏摩耗性能及びノイズ性能を向上させることができる。

本発明の金型において、傾斜合わせ目は、トレッド成形面の軸方向の端部間を直線状に延びている。このような傾斜合わせ目は、その加工が容易であり、また、メンテナンスも容易であることから、タイヤの製造コストを抑制することができる。このため、本発明の金型は、製造コストを抑制しつつ、加硫成形されるタイヤの耐偏摩耗性能及びノイズ性能を向上させることができる。

本発明の一実施形態の閉じた状態の金型の斜視図である。 開いた状態の金型及びこの金型を用いて加硫成形されたタイヤの斜視図である。 トレッド成形面の展開図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態の閉じた状態の金型１の斜視図であり、図２は、開いた状態の金型１及び金型１を用いて加硫成形されたタイヤ１１の斜視図である。図１及び図２の金型１は、その一部の記載が省略された部分断面斜視図である。タイヤ１１は、例えば、乗用車用や重荷重用の空気入りタイヤ、タイヤの内部に加圧された空気が充填されない非空気式タイヤ等の様々なタイヤに用いることができる。本実施形態のタイヤ１１は、乗用車用の空気入りタイヤとして好適に用いられる。

図１及び図２に示されるように、金型１は、タイヤ１１を加硫成形するためのものである。本実施形態の金型１は、タイヤ１１のトレッド部１２のトレッドゴム１３を成形するための周方向に分割された複数のセグメント２を含んでいる。セグメント２は、互いに連ねられることにより、セグメント２間の合わせ目３を介して実質的に周方向に連続するトレッド成形面４を形成するのが望ましい。ここで、実質的に周方向に連続するとは、合わせ目３での微小な不連続を許容することを意味する。

本実施形態の合わせ目３は、軸方向に対して傾斜する傾斜合わせ目５を含んでいる。傾斜合わせ目５は、加硫成形されたタイヤ１１で路面を走行する際、傾斜合わせ目５に対応する部分がタイヤ軸方向に順に路面と接触するので、路面からの入力を分散させることができる。このような傾斜合わせ目５は、加硫成形されたタイヤ１１のラジアルフォースバリエーションを低減させ得る。このため、本実施形態の金型１は、この金型１を用いて加硫成形されたタイヤ１１の振動、騒音及び偏摩耗が抑制され、タイヤ１１の耐偏摩耗性能及びノイズ性能を向上させることができる。

傾斜合わせ目５は、トレッド成形面４の軸方向の端部４ｅ間を直線状に延びるのが望ましい。本実施形態の傾斜合わせ目５は、トレッド成形面４の軸方向の端部４ｅ間の全域にわたり、直線状に延びている。このような傾斜合わせ目５は、その加工が容易であり、メンテナンスも容易であることから、タイヤ１１の製造コストを抑制することができる。このため、本実施形態の金型１は、タイヤ１１の製造コストを抑制しつつ、タイヤ１１の耐偏摩耗性能及びノイズ性能を向上させることができる。

ここで、トレッド成形面４の軸方向の端部４ｅは、タイヤ１１のトレッド部１２のトレッド端１２ｅを形成する位置である。トレッド端１２ｅとは、空気入りタイヤの場合、正規状態のタイヤ１１に正規荷重が負荷されキャンバー角０°で平面に接地したときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置である。

「正規状態」とは、空気入りタイヤの場合、タイヤ１１が正規リムにリム組みされかつ正規内圧に調整された無負荷の状態である。

「正規リム」は、タイヤ１１が基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば "標準リム" 、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" である。

「正規内圧」は、タイヤ１１が基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば "最高空気圧" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" である。

「正規荷重」は、タイヤ１１が基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば "最大負荷能力" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY" である。

次に、本実施形態の金型１を用いて加硫成形されたタイヤ１１のより好ましい態様が説明される。
本実施形態のタイヤ１１は、トレッド部１２を有している。トレッド部１２は、複数のセグメント２を含む金型１を用いて加硫成形されたトレッドゴム１３を含むのが望ましい。トレッドゴム１３には、例えば、タイヤ周方向に延びる複数本の主溝１４と、主溝１４に交差する方向に延びる凹部１５とが形成されている。主溝１４及び凹部１５は、それぞれ、トレッド成形面４により形成されたトレッド接地面１２Ａからタイヤ半径方向内側に凹んで形成されている。

本実施形態の主溝１４は、タイヤ周方向に連続して直線状に延びている。主溝１４は、例えば、タイヤ周方向にジグザグ状に延びていてもよい。また、主溝１４は、タイヤ周方向に断続的に延びていてもよい。

凹部１５は、例えば、タイヤ軸方向に対して傾斜して延びる横溝１５Ａとサイプ１５Ｂとを含んでいる。このような主溝１４及び凹部１５は、タイヤ１１の操縦安定性能、ウェット性能、耐偏摩耗性能、乗り心地性能、ノイズ性能、低燃費性能等の各性能をバランスよく向上させるために、予めデザイン設計された形状を有している。なお、図２では、サイプ１５Ｂの一部の記載が省略されている。

タイヤ１１のトレッドゴム１３には、例えば、セグメント２間の合わせ目３に対応する部分が、合わせ目３に沿ってタイヤ軸方向に延びる複数の横断線１６として形成される。ここで、横断線１６は、加硫成形の際にトレッド接地面１２Ａ上に不可避的に形成される線であり、トレッド接地面１２Ａを横断するように形成されるものである。横断線１６は、例えば、トレッド接地面１２Ａからわずかに突出するように形成されている。

本実施形態の横断線１６は、傾斜合わせ目５に沿って延びる傾斜横断線１７を含んでいる。傾斜横断線１７は、タイヤ軸方向に対して傾斜して延びるのが望ましい。なお、図２には、横断線１６の一部が視認可能に例示されている。傾斜横断線１７は、路面を走行する際、タイヤ軸方向に順に路面と接触するので、路面からの入力を分散することができる。このような傾斜横断線１７は、タイヤ１１のラジアルフォースバリエーションを低減させることができ、タイヤ１１の振動、騒音及び偏摩耗を抑制し、タイヤ１１の耐偏摩耗性能及びノイズ性能を向上させることができる。

本実施形態の傾斜横断線１７は、凹部１５と交差することなく形成されている。このため、凹部１５は、予めデザイン設計された形状の全体を形成することができる。これにより、トレッド部１２は、凹部１５に傾斜横断線１７が形成されることによる部分的な剛性過多が発生するおそれがない。このため、本実施形態の傾斜横断線１７は、タイヤ１１の剛性分布を均一化させることができる。このような傾斜横断線１７は、タイヤ１１のラジアルフォースバリエーションを低減させ、タイヤ１１の耐偏摩耗性能及びノイズ性能をより向上させることができる。また、このような傾斜横断線１７は、凹部１５と交差していないので、タイヤ１１の外観性能を向上させることができる。

次に、本実施形態の金型１のより好ましい態様が説明される。
図３は、金型１のトレッド成形面４の展開図である。図２及び図３に示されるように、本実施形態の金型１のセグメント２には、タイヤ１１のトレッドゴム１３に、主溝１４を形成するための主突起部６と、凹部１５を形成するための副突起部７とが設けられている。主突起部６は、例えば、金型１の周方向に延びている。副突起部７は、例えば、主突起部６に交差する方向に延びている。主突起部６及び副突起部７は、トレッド成形面４から半径方向内側に突出するのが望ましい。なお、図１及び図２では、主突起部６及び副突起部７の記載が省略されている。

主突起部６は、タイヤ１１の主溝１４の形状に合わせた形状が採用され得る。また、副突起部７は、横溝１５Ａを形成するための第１突起部７Ａと、サイプ１５Ｂを形成するための第２突起部７Ｂとを含むのが望ましい。

本実施形態の傾斜合わせ目５は、副突起部７と交差することなく延びている。このため、副突起部７は、上述の各性能に基づき予めデザイン設計された凹部１５の形状の全体を形成することができる。これにより、傾斜合わせ目５は、加硫成形されたタイヤ１１の部分的な剛性過多を抑止し、剛性分布を均一化させることができる。このような傾斜合わせ目５は、加硫成形されたタイヤ１１のラジアルフォースバリエーションを低減させ、タイヤ１１の耐偏摩耗性能及びノイズ性能をより向上させることができる。

本実施形態の副突起部７は、周方向のピッチが互いに異なる複数のピッチを有するように形成されている。複数のピッチは、周方向にランダムに配されるのが望ましい。このような副突起部７は、加硫成形されたタイヤ１１のトレッドパターンに伴うパターンノイズを低減させ、タイヤ１１のノイズ性能をより向上させることができる。

合わせ目３は、軸方向に対する角度が互いに異なる複数の傾斜合わせ目５を含むのが望ましい。このような合わせ目３は、加硫成形されたタイヤ１１で路面を走行する際、傾斜合わせ目５に沿って形成される傾斜横断線１７への路面からの入力を効率的に分散することができ、タイヤ１１の耐偏摩耗性能及びノイズ性能をより向上させることができる。また、このような傾斜合わせ目５は、ピッチが異なる副突起部７に対応して、副突起部７との交差を抑制することができる。

傾斜合わせ目５の軸方向に対する角度が大きいと、金型１は、閉じられたときのバランスが悪化し、加硫成形されたタイヤに横断線１６に沿った大きいバリを発生させ、タイヤ１１の外観性能を悪化させるおそれがある。また、傾斜合わせ目５の軸方向に対する角度が大きいと、加硫成形されたタイヤ１１は、その直進安定性が低下し、予めデザイン設計された操縦安定性能を発揮できないおそれがある。

このような観点から、傾斜合わせ目５は、軸方向に対して、好ましくは、２０°以下、より好ましくは、１１．５°以下の角度θ１、θ２で傾斜している。このため、加硫成形されたタイヤ１１の傾斜横断線１７は、タイヤ軸方向に対して、好ましくは、２０°以下、より好ましくは、１１．５°以下の角度で傾斜している。

合わせ目３は、例えば、軸方向に沿って直線状に延びる非傾斜合わせ目８を含んでいてもよい。このような非傾斜合わせ目８は、その加工及びメンテナンスがより容易であることから、タイヤ１１の製造コストをより低減させることができる。

合わせ目３のうち、周方向に隣接する一対の合わせ目３は、軸方向に対する角度が互いに異なっているのが望ましい。一対の合わせ目３は、例えば、傾斜合わせ目５と非傾斜合わせ目８との対であってもよいし、角度の異なる傾斜合わせ目５の対であってもよい。このような合わせ目３は、加硫成形されたタイヤ１１で路面を走行する際、合わせ目３に沿って形成される横断線１６への路面からの入力をさらに効果的に分散させることができ、タイヤ１１の耐偏摩耗性能及びノイズ性能をより向上させることができる。

傾斜合わせ目５は、例えば、軸方向に対して第１方向に傾斜する第１傾斜合わせ目５Ａと、第１方向とは逆向きの第２方向に傾斜する第２傾斜合わせ目５Ｂとを含んでいてもよい。このような傾斜合わせ目５は、加硫成形されたタイヤ１１で路面を走行する際、第１傾斜合わせ目５Ａに対応する部分と第２傾斜合わせ目５Ｂに対応する部分とで路面からの入力を異なった方向に分散することができる。

第１傾斜合わせ目５Ａは、好ましくは、軸方向に対して第１方向に２０°以下の角度θ１で傾斜している。第２傾斜合わせ目５Ｂは、好ましくは、軸方向に対して第２方向に２０°以下の角度θ２で傾斜している。すなわち、第２傾斜合わせ目５Ｂは、軸方向に対して第１方向に角度－θ２で傾斜している。

第１傾斜合わせ目５Ａと第２傾斜合わせ目５Ｂとが周方向に隣接している場合、第１傾斜合わせ目５Ａと第２傾斜合わせ目５Ｂとの角度の差（θ１＋θ２）は、好ましくは、２３°以下である。角度の差（θ１＋θ２）が２３°よりも大きいと、加硫成形されたタイヤ１１で路面を走行する際、路面からの入力が大きく変動し、タイヤ１１に予めデザイン設計された操縦安定性能を発揮できないおそれがある。

合わせ目３の種類数は、好ましくは、セグメント２の数の３０％以上である。ここで、合わせ目３の種類は、第１傾斜合わせ目５Ａ、第２傾斜合わせ目５Ｂ及び非傾斜合わせ目８の少なくとも１つを含み、軸方向の角度が異なるものを１つとして分類されている。合わせ目３の種類数がセグメント２の数の３０％よりも少ないと、加硫成形されたタイヤ１１で路面を走行する際の路面からの入力を分散させる効果が低下し、タイヤ１１の耐偏摩耗性能及びノイズ性能が向上しないおそれがある。

セグメント２の数が少ないと、各セグメント２とタイヤ１１との接触面積が大きくなり、加硫成形後にセグメント２を開く際、タイヤ１１を変形させるおそれがある。セグメント２の数が多いと、金型１の構造が複雑化し、タイヤ１１の製造コストが増大するおそれがある。このような観点から、セグメント２の数は、好ましくは、８～１３個である。

セグメント２の数は、合わせ目３の総数、ひいては、加硫成形されたタイヤ１１の横断線１６の総数に等しい。このため、合わせ目３の総数は、セグメント２の数と同じく、好ましくは、８～１３本である。また、横断線１６の総数は、合わせ目３の総数と同じく、好ましくは、８～１３本である。

傾斜合わせ目５の数は、好ましくは、セグメント２の数の５０％以上である。すなわち、傾斜合わせ目５の数は、合わせ目３の総数の５０％以上であるのが好ましい。傾斜合わせ目５の数がセグメント２の数、すなわち、合わせ目３の総数の５０％よりも少ないと、加硫成形されたタイヤ１１で路面を走行する際の路面からの入力を分散させる効果が低下し、タイヤ１１の耐偏摩耗性能及びノイズ性能が向上しないおそれがある。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施し得る。

図１～図３に示された金型が、表１の仕様に基づいて試作され、これら試作金型を用いて供試タイヤが試作された。試作された供試タイヤがテスト車両の全輪に装着され、耐偏摩耗性能及びノイズ性能がテストされた。また、供試タイヤの外観性能が測定された。各供試タイヤの共通仕様やテスト方法は、以下のとおりである。

テスト車両：排気量１．５Ｌの前輪駆動車
タイヤサイズ：１８５／６０Ｒ１５ ８４Ｈ
リムサイズ：１５×６．０Ｊ
空気圧：２２０ｋＰａ

＜耐偏摩耗性能＞
供試タイヤが装着されたテスト車両で、８０００ｋｍ走行したときの偏摩耗が測定された。結果は、比較例１を１００とする指数で表示されており、数値が大きいほど耐偏摩耗性能に優れていることを示す。

＜ノイズ性能＞
供試タイヤが装着されたテスト車両で、時速６０ｋｍで走行したときのノイズが測定された。結果は、比較例１を１００とする指数で表示されており、数値が小さいほどノイズ性能に優れていることを示す。

＜外観性能＞
供試タイヤの外観が、観察者の官能評価により測定された。結果は、比較例１を１００とする指数で表示されており、数値が大きいほど外観に優れていることを示す。

テストの結果が表１に示される。

テストの結果、実施例のタイヤは、比較例に対して、耐偏摩耗性能、ノイズ性能及び外観性能に優れていることが確認できた。このため、実施例の金型は、比較例に対して、耐偏摩耗性能、ノイズ性能及び外観性能に優れたタイヤを成形できることが確認された。

１ 金型
２ セグメント
３ 合わせ目
４ トレッド成形面
４ｅ 端部
５ 傾斜合わせ目
１１ タイヤ
１３ トレッドゴム

Claims (11)

1. タイヤを加硫成形するための金型であって、
   トレッドゴムを成形するための周方向に分割された複数のセグメントを含み、
   前記セグメントは、互いに連ねられることにより、前記セグメント間の合わせ目を介して実質的に周方向に連続するトレッド成形面を形成し、
   前記合わせ目は、軸方向に対して傾斜する傾斜合わせ目を含み、
   前記傾斜合わせ目は、前記トレッド成形面の軸方向の端部間を直線状に延び、かつ、軸方向に対して第１方向に傾斜する第１傾斜合わせ目と、前記第１方向とは逆向きの第２方向に傾斜する第２傾斜合わせ目とを含む、
   金型。
2. 前記セグメントには、前記トレッド成形面から半径方向内側に突出し、かつ、周方向に延びる主突起部と、前記トレッド成形面から半径方向内側に突出し、かつ、前記主突起部に交差する方向に延びる副突起部とが設けられ、
   前記傾斜合わせ目は、前記副突起部と交差することなく延びる、請求項１に記載の金型。
3. 前記傾斜合わせ目は、軸方向に対して、２０°以下の角度で傾斜する、請求項１又は２に記載の金型。
4. 前記合わせ目は、軸方向に対する角度が互いに異なる複数の前記傾斜合わせ目を含む、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の金型。
5. 前記合わせ目は、軸方向に沿って直線状に延びる非傾斜合わせ目を含む、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の金型。
6. 前記合わせ目のうち、周方向に隣接する一対の前記合わせ目は、軸方向に対する角度が互いに異なる、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の金型。
7. 前記角度の差が２３°以下である、請求項６に記載の金型。
8. 前記セグメントの数は、８～１３個である、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の金型。
9. 前記傾斜合わせ目の数は、前記セグメントの数の５０％以上である、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の金型。
10. タイヤの製造方法であって、
    請求項１ないし９のいずれか１項に記載の金型を用いて前記タイヤを加硫成形する、
    タイヤの製造方法。
11. トレッド部を有するタイヤであって、
    前記トレッド部は、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の金型を用いて加硫成形された前記トレッドゴムを含み、
    前記トレッドゴムには、前記合わせ目に沿って延びる複数の横断線が形成され、
    前記横断線は、タイヤ軸方向に対して傾斜して延びる傾斜横断線を含む、
    タイヤ。

Images