JP7349844B2 - タイヤ及びタイヤ成型モールド - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ及びタイヤ成型モールドに関し、特に、タイヤ側面におけるクラックの発生及び成型不良を抑制可能なタイヤ及びタイヤ成型モールドに関する。

従来、特許文献１のように、タイヤの成型不良（ベアー）の発生を抑制する技術として、タイヤのサイドウォールを成型するモールド（以下、サイドモールドという）において、サイドウォールの表面とサイドモールドとの間に介在する空気の排出を目的として、ビード部を成型する近傍にタイヤ円周方向に沿って延長するベント溝と半径方向に延長するベント溝とを設け、当該ベント溝を流通した空気をベント孔から排出するものが知られている。

特開２００４－８２８９０号公報

確かに、特許文献１のようにサイドモールドにベント溝を設けることで成型不良（ベアー）を抑制することができる。しかしながら、前述のベント溝は、タイヤのサイドウォールの表面において凸状に突出する成型痕、所謂ベントリッヂとして形成されてしまう。このベントリッヂが形成されるビード部の近傍は、タイヤにおける表面歪等の応力集中によりクラックの発生の要因となり得るとともに、生じたクラックの成長を助長させてしまうという問題がある。
そこで、本発明では、サイドウォールにおけるクラックの発生を抑制可能なタイヤ及びタイヤ成型モールドを提供することを目的とする。

上述の課題を解決するためのタイヤの構成として、サイドウォール部の表面に凸状に形成され、タイヤ円周方向に沿って同心円状に延長する複数の周方向リッヂと、タイヤ半径方向に延長し、複数の周方向リッヂと交差する複数の径方向リッヂとを有するタイヤであって、周方向リッヂ及び径方向リッヂは、各延長方向と直交する断面視において、サイドウォール部との接続部及びサイドウォール部から離れた頂部に０．３ｍｍ～２．０ｍｍの曲率半径を有するとともに、周方向リッヂと径方向リッヂとの交差部にベントピンを備え、前記ベントピンは、各周方向リッヂの交差部において円周方向に一つ置き、各径方向リッヂの交差部において半径方向に一つ置きの千鳥状に形成された構成とした。
本構成によれば、サイドウォール部におけるクラックの発生を抑制することができる。
また、上記課題を解決するための他のタイヤの構成として、周方向リッヂ及び径方向リッヂをタイヤ最大幅部よりもビード部側に形成するようにしたり、周方向リッヂをタイヤ最大幅部からビード部側に、タイヤの断面高さの０．１倍～０．７倍の範囲内で形成すると良い。
また、周方向リッヂが３本以上形成されたり、径方向リッヂが放射状に５本以上形成されたりすると良い。
上記課題を解決するためのタイヤ成型モールドの構成として、タイヤのサイドウォール部に、タイヤ円周方向に沿って同心円状に延長する凸状の周方向リッヂを複数形成する複数の周方向溝と、複数の周方向リッヂと交差し、タイヤ半径方向に延長する凸状の径方向リッヂを形成する複数の径方向溝とをサイドウォール部の成型面に有するタイヤ成型モールドであって、複数の周方向溝及び前記複数の径方向溝は、サイドウォール部に形成された周方向リッヂ及び径方向リッヂを、各延長方向と直交する断面視したときに、サイドウォール部との接続部及びサイドウォール部から離れた頂部に０．３ｍｍ～２．０ｍｍの曲率半径を形成する接続部成型部及び頂部成型部と、を備えるとともに、周方向溝と径方向溝との交差部にベント孔を備え、前記ベント孔は、各周方向溝における交差部の円周方向に一つ置き、各径方向溝における交差部の半径方向に一つ置きの千鳥状に設けられた構成とすると良い。

なお、上記発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、特徴群を構成する個々の構成もまた発明となり得る。

タイヤの半径方向の断面図である。 サイドウォール部の平面図である。 リッヂとベントピンの関係を示す図である。 リッヂの断面形状例を示す図である。 長方形リッヂの設定例を示す図である。 台形リッヂの設定例を示す図である。 三角形リッヂの設定例を示す図である。

以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係るタイヤＴの半径方向の断面図であり、例えば、図２中の矢視ｋ－ｋにおける断面図を示している。同図に示すように、タイヤＴは、トレッド部Ｔｔと、その両側に連なる一対のサイドウォール部Ｔｓおよびビード部Ｔｂとを有し、一対のビード部Ｔｂ内のそれぞれに埋設されたビードコア間にわたり延在する図外のカーカスを備えている。

タイヤＴは、加硫前のタイヤの外周側をトレッド部Ｔｔを成型するトレッドモールド及びサイドウォール部Ｔｓを成型するサイドモールドで囲み、内周側に設けたブラダーを膨張させることで外周側のトレッドモールド及びサイドモールドに押圧することにより所定の形状に成型されるとともに、トレッド部Ｔｔの表面にはトレッドパターン、サイドウォール部Ｔｓの表面には複数の成型物が成型される。

図２は、サイドウォール部の平面図である。サイドウォール部Ｔｓには、製造メーカー名１０、タイヤの名称（ニックネーム）１１、タイヤサイズ１２、製造国名１３、ラジアル表示１４、チューブレス表示１５、工場コード１６、シリアルナンバー１７、モールドナンバー１８、図外のスリップサイン表示、ローテンション表示等の表示物や図外の意匠的なデザインが凹凸状に装飾物として成型される。さらに、サイドウォール部Ｔｓには、それら装飾物に加え、サイドモールドとタイヤ表面との間に介在する空気を排出するために設けられた通路（ベント溝）の成型痕であるベントリッヂ２０や、ベント溝から外部に空気を排出するためにモールドに設けられた排気口（ベント孔）の成型痕であるベントピン２６等が形成されている。

図２および図４に示すように、ベントリッヂ２０は、例えば、タイヤＴにおけるデザインの一部をなすように、サイドウォール部Ｔｓの表面（以下、タイヤ側面という）において基準面Ｂから突出するように形成される。ここでいう基準面Ｂとは、例えば、図２中に示すように装飾物が形成されていないタイヤ側面の表面形状をいい、ベントリッヂ２０は、この基準面Ｂから凸状に突出するように形成される。

ベントリッヂ２０は、例えば、タイヤ円周方向やタイヤ半径方向に延長するように形成される。以下、ベントリッヂ２０のうち、タイヤ円周方向に沿って延長するものを周方向リッヂ２２、タイヤ半径方向に延長するものを径方向リッヂ２４という。

周方向リッヂ２２及び径方向リッヂ２４は、前述のようにタイヤ側面を成型するサイドモールドの成型面に、タイヤ円周方向に沿って窪む周方向溝として設けられた周方向ベント溝及び、周方向ベント溝に交差し、タイヤ半径方向に沿って放射状に窪む径方向溝として設けられた径方向ベント溝の成型痕である。

周方向リッヂ２２は、例えば、タイヤＴの回転中心を中心とする同心円となるように複数形成されている。本実施形態では、周方向リッヂ２２は、４本形成されているものとし、回転中心側から周方向リッヂ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄなどとして説明する場合がある。

図２に示すように、周方向リッヂ２２は、タイヤ側面における最大幅部Ｔｗ（タイヤの総幅Ｗｍａｘとして計測される部位）よりも半径方向内側（回転中心側）に位置するように形成すると良い。好ましくは、図１に示すように、周方向リッヂ２２は、ビード部からトレッド部までのタイヤ断面高さをＨ［ｍｍ］としたときに、ビード側端部からタイヤ半径方向外側に、タイヤ断面高さＨに０．１～０．７を乗じた寸法（０．１Ｈ～０．７Ｈ）の範囲内に形成されると良い。タイヤ断面高さＨとは、図１に示すようにタイヤＴを断面視したときにビード部のタイヤ半径方向最も内側からトレッド部のタイヤ半径方向最も外側までの距離をいう。即ち、周方向リッヂ２２（２２Ａ～２２Ｄ）は、最大幅部Ｔｗからタイヤ半径方向ビード部側に断面高さＨの０．１倍～０．７倍の範囲内にあるように、最外の周方向リッヂ２２Ｄから最内の周方向リッヂ２２Ａまでに形成されると良い。特に、タイヤの成形時にベア不良が発生しやすく、タイヤの使用時において変形が大きい最大幅部Ｔｗよりも半径方向内側であって、断面高さＨの０．２倍～０．６倍の範囲内に周方向リッヂを３本以上設けることにより、成形時の不良を効果的に防止できると共に、成形されたタイヤの耐久性を向上させることができる。
周方向リッヂ２２が形成される範囲は、例えば、図１に示す断面図において、タイヤ幅方向に平行な直線をタイヤ半径方向に移動させ、タイヤ半径方向最外の周方向リッヂ２２Ｄにタイヤ半径方向外側から接した位置、タイヤ半径方向最内の周方向リッヂ２２Ａにタイヤ半径方向内側から接した位置の間とすることができる。

また、周方向リッヂ２２は、タイヤＴをリムに組み付け、所定内圧を印加して、タイヤ側面を平面視したときに、最もタイヤ半径方向内側（回転中心側）に位置する周方向リッヂ２２Ａが、リムフランジの外周よりも外側に視認可能に形成されるようにその位置が設定されている。この周方向リッヂ２２Ａは、タイヤＴがリムに対して正しく組み付けられているかどうかの判断基準となるリムラインとして機能するように形成される。即ち、周方向リッヂ２２Ａは、リムフランジの外周とが実質的に同心円となるように形成される。

周方向リッヂ２２は、周方向リッヂ２２Ａ，２２Ｃ，２２Ｄのように、全てが必ずタイヤ一周にわたり連続して形成される必要はなく、周方向リッヂ２２Ｂに示すように、成型物を避けて、タイヤＴの回転中心を中心とする円の一部からなる円弧状に形成されても良い。

径方向リッヂ２４は、同心円状に形成された複数の周方向リッヂ２２と交差するように形成される。本実施形態では、径方向リッヂ２４は、前述の成型物を避け、タイヤ半径方向に沿うように直線状に延長し、タイヤＴの回転中心を中心とする放射状に形成されている。各径方向リッヂ２４は、例えば、周方向リッヂ２２Ａよりもタイヤ半径方向内側を始端とし、周方向リッヂ２２Ｂ及び周方向リッヂ２２Ｃと交差し、周方向リッヂ２２Ｄで終端するようにタイヤ半径方向内側から外側に連続して延長する。径方向リッヂ２４は、例えば、放射状に５本以上形成すると良い。

なお、径方向リッヂ２４は、前述のタイヤ半径方向に沿って直線状に延長して形成されることに限定されず、Ｓ字状や円弧状等のように半径方向に沿って延長して形成されても良い。また、径方向リッヂ２４は、半径方向に沿って延長することに限定されず、傾斜して延長するように形成しても良い。好ましくは、径方向リッヂ２４は、最短距離で隣接する周方向リッヂ２２と交差するように形成されていることが好ましい。また、径方向リッヂ２４は、周方向リッヂ２２Ａを始端とし、周方向リッヂ２２Ｄで終端するように形成しても良く、周方向リッヂ２２Ｄを突き抜けるように形成しても良い。

ベントピン２６は、タイヤＴの成型時に、空気をモールドの外に排出するためにサイドモールドに設けられたベント孔に侵入したゴムがひも状に成型された成型痕である。ベントピン２６は、例えば、成型後の長さに応じて、ゴムばりとしてトリミング等により所定長さに切断する処理がなされても良い。ベントピン２６は、周方向リッヂ２２と径方向リッヂ２４とが交差する交差部３０に形成されることが好ましい。また、交差部３０の２５％以上にベントピンが設けられることが好ましい。本実施形態では、ベントピン２６は、周方向リッヂ２２と径方向リッヂ２４とが交差する交差部３０において、千鳥状の位置に形成されており、より効果的にガスを排出することができる。

図３は、周方向リッヂ２２及び径方向リッヂ２４と、ベントピン２６との関係を簡略化した模式図である。なお、説明の便宜上、図３に示す周方向リッヂ２２は、３本とし、タイヤ半径方向内側から周方向リッヂ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃとした。
前述の千鳥状の位置にベントピン２６が形成されるとは、図３に示すように、各周方向リッヂ２２Ａ乃至周方向リッヂ２２Ｃの交差部３０において、円周方向に隣接する交差部３０にベントピン２６が連続して形成されず、一つ置きに形成されるとともに、径方向リッヂ２４の交差部３０において半径方向に隣接する交差部３０にベントピン２６が連続して形成されず、一つ置きに形成されることを言う。

図４（ａ）乃至図４（ｃ）は、ベントリッヂ２０の断面形状例を示す図である。なお、図４（ａ）乃至図４（ｃ）では、説明の便宜上、タイヤ側面における基準面Ｂを直線として示す。前述のベントリッヂ２０（周方向リッヂ２２及び径方向リッヂ２４は、延長方向と直交する断面視において、次のように形成することができる。例えば、ベントリッヂ２０の断面形状は、例えば、図４（ａ）に示す長方形状，図４（ｂ）に示す台形状，図４（ｃ）に示す三角形状等の多角形状や、半円状等とすることができる。なお、断面形状は、これらの形状に限定されない。

図５乃至図７は、前述の長方形状、台形状、三角形状にベントリッヂ２０を形成するときの概念を示す図である。図５乃至図７を用いてベントリッヂ２０を形状を設定するときの設定例について説明する。
まず、図４（ａ）に示すように長方形状のベントリッヂ２０を形成する場合について説明する。この場合、図５（ａ）に示すように、長方形状ベントリッヂ２０の基本形状となる長辺ｘ，短辺ｙの長方形Ｆ１を基準面Ｂの所定の位置に配置する。このとき長方形Ｆ１の頂点ａと頂点ｂが、基準面Ｂ上に位置するように設定する。次に、図５（ｂ）に示すように、長方形Ｆ１の辺ａｄの外側において基準面Ｂと接する曲率半径ｒ１の円弧、長方形Ｆ１の辺ｂｃの外側において基準面Ｂと接する曲率半径ｒ１の円弧を設定して長方形Ｆ１と基準面Ｂとの接続部３２を設定する。また、長方形Ｆ１の辺ａｄと辺ｃｄに内接する曲率半径ｒ２の円弧、辺ｂｃと辺ｃｄに内接する曲率半径ｒ２の円弧を設定して、長方形Ｆ１の基準面Ｂから離れた頂点ｃ及び頂点ｄを前述の曲率半径ｒ２の円弧からなる頂部３４としてそれぞれ置き換えれば良い。

また、図４（ｂ）に示すように台形状のベントリッヂ２０を形成する場合について説明する。この場合、図６（ａ）に示すように、台形状ベントリッヂ２０の基本形状となる上底ｘ，下底ｙ、高さｚの等脚台形Ｆ２を基準面Ｂの所定の位置に配置する。このとき台形Ｆ２の頂点ａと頂点ｂが、基準面Ｂ上に位置するように設定すれば良い。次に、図６（ｂ）に示すように、等脚台形Ｆ２の辺ａｄの外側において基準面Ｂと接する曲率半径ｒ１の円弧、台形Ｆ２の辺ｂｃの外側において基準面Ｂと接する曲率半径ｒ１の円弧を設定して台形Ｆ２と基準面Ｂとの接続部３２を設定する。また、台形Ｆ２の辺ａｄと辺ｃｄに内接する曲率半径ｒ２の円弧、辺ｂｃと辺ｃｄに内接する曲率半径ｒ２の円弧を設定して、台形Ｆ２の基準面Ｂから離れた頂点ｃ及び頂点ｄを前述の曲率半径ｒ２の円弧からなる頂部３４としてそれぞれ置き換えれば良い。

また、図４（ｃ）に示すように三角形状のベントリッヂ２０を形成する場合について説明する。この場合、図７（ａ）に示すように、三角形状ベントリッヂ２０の基本形状となる底辺ｘ、高さｚの二等辺三角形Ｆ３を基準面Ｂの所定の位置に配置する。このとき三角形Ｆ３の頂点ａと頂点ｂが、基準面Ｂ上に位置するように設定すれば良い。次に、図７（ｂ）に示すように、三角形Ｆ３の辺ａｃの外側において基準面Ｂと接する曲率半径ｒ１の円弧、三角形Ｆ３の辺ｂｃの外側において基準面Ｂと接する曲率半径ｒ１の円弧を設定して三角形Ｆ３と基準面Ｂとの接続部３２を設定する。また、三角形Ｆ３の辺ａｃと辺ｂｃに内接する曲率半径ｒ２の円弧を設定して、三角形Ｆ３の基準面Ｂから離れた頂点ｃを前述の曲率半径ｒ２の円弧からなる頂部３４として置き換えれば良い。

このように、ベントリッヂ２０となる所望の基本形状を基準面Ｂに対して設定し、基準面Ｂと基本形状とが連続する接続部３２に曲率半径ｒ１の円弧、及び頂点に曲率半径ｒ２の円弧の頂部３４を設定することにより、タイヤＴの使用時におけるクラックの発生等を抑制することができる。
換言すれば、サイドウォール部を成型するモールドに設けられた周方向ベント溝及び径方向ベント溝に、周方向リッヂ２２及び径方向リッヂ２４の接続部３２及び頂部３４を成型する接続部成型部及び頂部成型部を形成することにより、タイヤ成型時のベアの発生及び、周方向リッヂ２２及び径方向リッヂ２４が成型されたことによるサイドウォールにおけるクラックの発生を抑制することができる。

ベントリッヂ２０は、幅ｇは、例えば、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲から設定すると良い。ここでいう幅ｇとは、図４（ａ）乃至（ｃ）に示す各形状等において、各接続部３２；３２に設定された円弧の基準面Ｂから離れた側の端部と端部とのタイヤ半径方向の距離をいう。

また、ベントリッヂ２０の基準面Ｂからの突出量、即ち、突出高さｈは、例えば、ベントリッヂ２０の断面積Ｓに基づいて設定することができる。断面積Ｓは、図４のハッチングで示すように、基準面Ｂとベントリッヂ２０の輪郭線で囲まれた範囲により定義することができ、例えば、０．３ｍｍ２ 以上２．０ｍｍ２以下、より好ましくは０．５ｍｍ２以上１．５ｍｍ２以下の範囲から設定すると良い。

また、ベントリッヂ２０は、基準面Ｂとの接続部３２に設定される曲率半径ｒ１や、頂部３４に設定される曲率半径ｒ２は、例えば、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下、より好ましくは０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下とすると良い。

なお、本実施形態では、４本の周方向リッヂ２２Ａ～２２ＤがタイヤＴに形成されるものとして説明したが、周方向リッヂ２２が３本以上形成されるようにタイヤＴを成型することにより、成型時のビード部近傍における不良の発生を抑制しつつ、周方向リッヂ２２の形成に伴うタイヤ使用時のクラックの発生を抑制することができる。

周方向リッヂ２２Ａ～２２Ｄ及び径方向リッヂ２４の断面形状は、すべて同じであっても良く、それぞれ異なっていても良い。例えば、周方向リッヂ２２Ａ；２２Ｂは台形形状、周方向リッヂ２２Ｃ；２２Ｄは三角形状、径方向リッヂ２４は四角形状等としても良い。また、周方向リッヂ２２Ａ～２２Ｄ及び径方向リッヂ２４の断面形状を全て同じとした場合、前述の範囲を満たすように形成されていれば、大きさがそれぞれ異なっていても良い。

２０ ベントリッヂ、２２（２２Ａ；２２Ｂ；２２Ｃ；２２Ｄ） 周方向リッヂ、
２４ 径方向リッヂ、２６ ベントピン、３０ 交差部、３２ 接続部、３４ 頂部、
ｒ１；ｒ２ 曲率半径、Ｓ 断面積、Ｔ タイヤ、Ｔｂ ビード部、
Ｔｓ サイドウォール部、Ｔｔ トレッド部、Ｔｗ タイヤ最大幅部。

Claims (6)

1. サイドウォール部の表面に凸状に形成され、タイヤ円周方向に沿って同心円状に延長する複数の周方向リッヂと、タイヤ半径方向に延長し、前記複数の周方向リッヂと交差する複数の径方向リッヂとを有するタイヤであって、
   前記周方向リッヂ及び前記径方向リッヂは、
   各延長方向と直交する断面視において、サイドウォール部との接続部及びサイドウォール部から離れた頂部に０．３ｍｍ～２．０ｍｍの曲率半径を有するとともに、周方向リッヂと径方向リッヂとの交差部にベントピンを備え、
   前記ベントピンは、各周方向リッヂの交差部において円周方向に一つ置き、各径方向リッヂの交差部において半径方向に一つ置きの千鳥状に形成されたことを特徴とするタイヤ。
2. 前記周方向リッヂ及び前記径方向リッヂは、タイヤ最大幅部よりもビード部側に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記周方向リッヂは、
   前記タイヤ最大幅部からビード部側に、前記タイヤの断面高さの０．１倍～０．７倍の範囲内にあることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ。
4. 前記周方向リッヂが３本以上形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載のタイヤ。
5. 前記径方向リッヂは、放射状に５本以上形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれかに記載のタイヤ。
6. タイヤのサイドウォール部に、タイヤ円周方向に沿って同心円状に延長する凸状の周方向リッヂを複数形成する複数の周方向溝と、複数の周方向リッヂと交差し、タイヤ半径方向に延長する凸状の径方向リッヂを形成する複数の径方向溝とを前記サイドウォール部の成型面に有するタイヤ成型モールドであって、
   前記複数の周方向溝及び前記複数の径方向溝は、
   サイドウォール部に形成された前記周方向リッヂ及び前記径方向リッヂを、各延長方向と直交する断面視したときに、サイドウォール部との接続部及びサイドウォール部から離れた頂部に０．３ｍｍ～２．０ｍｍの曲率半径を形成する接続部成型部及び頂部成型部と、を備えるとともに、周方向溝と径方向溝との交差部にベント孔を備え、
   前記ベント孔は、各周方向溝における交差部の円周方向に一つ置き、各径方向溝における交差部の半径方向に一つ置きの千鳥状に設けられたことを特徴とするタイヤ成型モールド。

Images