JP7389621B2

JP7389621B2 - タイヤの製造方法

Info

Publication number: JP7389621B2
Application number: JP2019204427A
Authority: JP
Inventors: 誠也石原
Original assignee: Toyo Tire Corp
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2019-11-12
Filing date: 2019-11-12
Publication date: 2023-11-30
Anticipated expiration: 2039-11-12
Also published as: JP2021074996A

Description

本出願は、未加硫タイヤ及びタイヤ製造方法に関する。

従来、例えば、未加硫タイヤは、複数のモールドによって加硫される。そして、モールドは、内部の気体を排出させる孔と、孔に対して移動することによって、孔を開閉する弁体とを備えている。

ところで、未加硫タイヤは、凹凸を有するトレッド面を備えている（例えば、特許文献１及び２）。そして、モールドにおける弁体の位置と、トレッド面の凹凸形状との関係によって、弁体と孔との間にゴムが侵入する場合がある。

特開２００９－２０２５６９号公報特開２０１４－１３３３９２号公報

そこで、課題は、弁体と孔との間にゴムが侵入することを抑制することができる未加硫タイヤ及びタイヤ製造方法を提供することである。

未加硫タイヤは、凹凸を有するトレッド面を備える未加硫タイヤであって、タイヤ周方向に延びる主溝が形成される主溝予定部と、前記主溝及び接地端によって区画される陸部が形成される陸部予定部と、を備え、前記トレッド面は、前記陸部予定部のうち、前記主溝予定部に隣接する主溝隣接面と、タイヤ子午面における断面において、タイヤ幅方向に対する傾斜角が最大となる最大傾斜面と、を備え、タイヤ子午面における断面において、タイヤ幅方向に対する前記主溝隣接面の傾斜角は、前記最大傾斜面の傾斜角よりも、小さい。

また、タイヤ製造方法は、複数のモールドによって前記の未加硫タイヤを加硫することを含み、前記モールドは、前記主溝隣接面に接する主溝隣接成形部を備え、前記主溝隣接成形部は、前記モールド内の気体を排出させる孔と、前記孔に対して移動することによって、前記孔を開閉する弁体と、を備える。

図１は、タイヤのタイヤ子午面における要部断面図である。図２は、一実施形態に係る未加硫タイヤのタイヤ子午面における要部断面図である。図３は、図２のIII領域拡大図である。図４は、タイヤ製造装置の要部断面図である。図５は、図４のＶ領域拡大図である。図６は、比較例に係る未加硫タイヤのタイヤ子午面における要部断面図である。図７は、同比較例に係る未加硫タイヤに対する製造方法を説明する要部断面図である。図８は、同比較例に係る未加硫タイヤに対する製造方法を説明する要部断面図である。図９は、図２及び図３に係る未加硫タイヤに対する製造方法を説明する要部断面図である。図１０は、図２及び図３に係る未加硫タイヤに対する製造方法を説明する要部断面図である。

以下、未加硫タイヤ及びタイヤ製造方法における一実施形態について、図１～図１０を参照しながら説明する。なお、各図において、図面の寸法比と実際の寸法比とは、必ずしも一致しておらず、また、各図面の間での寸法比も、必ずしも一致していない。

まず、未加硫タイヤからタイヤ製造方法によって製造されるタイヤ１について、図１を参照しながら説明する。

図１に示すように、タイヤ１は、ビードを有する一対のビード部１ａ，１ａと、各ビード部１ａからタイヤ径方向Ｄ２の外側に延びる一対のサイドウォール部１ｂ，１ｂと、一対のサイドウォール部１ｂ，１ｂのタイヤ径方向Ｄ２の外端部に連接されるトレッド部１ｃとを備えている。なお、タイヤ１は、リム（図示していない）に装着される。

図１において、第１の方向Ｄ１は、タイヤ１の回転中心であるタイヤ回転軸と平行であるタイヤ幅方向Ｄ１であり、第２の方向Ｄ２は、タイヤ１の直径方向であるタイヤ径方向Ｄ２であり、第３の方向Ｄ３（図示していない）は、タイヤ回転軸周りのタイヤ周方向Ｄ３である。また、タイヤ赤道面Ｓ１とは、タイヤ回転軸に直交する面であって、タイヤ１のタイヤ幅方向Ｄ１の中心に位置する面のことであり、タイヤ子午面とは、タイヤ回転軸を含む面であって、タイヤ赤道面Ｓ１と直交する面のことである。

サイドウォール部１ｂは、タイヤ外表面を構成するサイドウォールゴム１ｄを備えており、トレッド部１ｃは、タイヤ外表面であるトレッド面１ｅを構成するトレッドゴム１ｆを備えている。なお、トレッド面１ｅは、実際に路面に接地する接地面を有しており、当該接地面のうち、タイヤ幅方向Ｄ１の外側端は、接地端１ｈ，１ｈという。また、当該接地面は、タイヤ１を正規リムにリム組みし、正規内圧を充填した状態でタイヤ１を平坦な路面に垂直に置き、正規荷重を加えたときの路面に接地するトレッド面１ｅを指す。

正規リムは、タイヤ１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１ごと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「ＤｅｓｉｇｎＲｉｍ」、ＥＴＲＴＯであれば「ＭｅａｓｕｒｉｎｇＲｉｍ」となる。

正規内圧は、タイヤ１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１ごと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「ＴＩＲＥＬＯＡＤＬＩＭＩＴＳＡＴＶＡＲＩＯＵＳＣＯＬＤＩＮＦＬＡＴＩＯＮＰＲＥＳＳＵＲＥＳ」に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば「ＩＮＦＬＡＴＩＯＮＰＲＥＳＳＵＲＥ」である。なお、タイヤ１が乗用車用である場合には、１８０ｋＰａとし、さらに、ＥｘｔｒａＬｏａｄ又はＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄと記載されたタイヤ１である場合には、２２０ｋＰａとする。

正規荷重は、タイヤ１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１ごとに定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば上記の表に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば「ＬＯＡＤＣＡＰＡＣＩＴＹ」であるが、タイヤ１が乗用車用である場合には内圧の対応荷重の８５％とする。

トレッドゴム１ｆは、タイヤ周方向Ｄ３に延びる複数の主溝１ｇと、複数の主溝１ｇ及び接地端１ｈによって区画される陸部１ｉ，１ｊとを備えている。主溝１ｇ及び陸部１ｉ，１ｊの個数は、特に限定されないが、本実施形態においては、主溝１ｇは、二つ備えられ、陸部１ｉ，１ｊは、三つ備えられている。また、陸部１ｉ，１ｊのうち、タイヤ幅方向Ｄ１の外側に配置される一対の陸部１ｉ，１ｉは、ショルダー陸部１ｉといい、一対のショルダー陸部１ｉ，１ｉ間に配置される陸部１ｊは、センター陸部１ｊという。

次に、未加硫タイヤについて、図２及び図３を参照しながら説明する。

図２に示すように、加硫されたタイヤ１と同様に、未加硫タイヤ２は、ビード（図２においては、図示していない）を有する一対のビード部２ａ，２ａと、各ビード部２ａからタイヤ径方向Ｄ２の外側に延びる一対のサイドウォール部２ｂ，２ｂと、一対のサイドウォール部２ｂ，２ｂのタイヤ径方向Ｄ２の外端部に連接されるトレッド部２ｃとを備えている。

サイドウォール部２ｂは、タイヤ外表面を構成するサイドウォールゴム２ｄを備えており、トレッド部２ｃは、タイヤ外表面であるトレッド面２ｅを構成するトレッドゴム２ｆを備えている。トレッドゴム２ｆは、加硫後タイヤ１において接地端１ｈが形成される接地端予定部２ｈを備えている。

また、図３に示すように、トレッドゴム２ｆは、加硫後タイヤ１において主溝１ｇが形成される主溝予定部２ｇと、加硫後タイヤ１において陸部１ｉ，１ｊが形成される陸部予定部２ｉ，２ｊとを備えている。なお、ショルダー陸部１ｉが形成される陸部予定部２ｉは、ショルダー陸部予定部２ｉといい、センター陸部１ｊが形成される陸部予定部２ｊは、センター陸部予定部２ｊという。

図３（図６も同様）において、破線は、加硫後タイヤ１となった際に形成される主溝１ｇの位置及び大きさを示している。そして、トレッド面２ｅは、陸部予定部２ｉ，２ｊのうち、主溝予定部２ｇに隣接する主溝隣接面３ａ，３ｂを備えている。なお、主溝隣接面３ａ，３ｂは、陸部予定部２ｉ，２ｊのタイヤ幅方向Ｄ１の端縁を含んでいる。

そして、トレッド面２ｅは、凹凸を有している。これにより、トレッド面２ｅは、タイヤ子午面における断面において、タイヤ幅方向Ｄ１に対する傾斜角θ１が最大となる最大傾斜面４を備えている。本実施形態においては、最大傾斜面４は、ショルダー陸部予定部２ｉのタイヤ幅方向Ｄ１の中央に配置されている。

そして、タイヤ子午面における断面において、主溝隣接面３ａ，３ｂがタイヤ幅方向Ｄ１に対して傾斜する傾斜角θ２，θ３は、最大傾斜面４の傾斜角θ１よりも、小さくなっている。なお、特に限定されないが、主溝隣接面３ａ，３ｂの傾斜角θ２，θ３は、最大傾斜面４の傾斜角θ１の８５％以下であることが好ましく、また、７０％以下であることがより好ましい。また、特に限定されないが、主溝隣接面３ａ，３ｂの傾斜角θ２，θ３は、５°以下であることが好ましく、４．５°以下であることがより好ましい。

また、主溝予定部２ｇのトレッド面２ｅは、主溝予定部２ｇに隣接されるセンター陸部予定部２ｊのトレッド面２ｅよりも、タイヤ径方向Ｄ２の外側に配置されている。具体的には、主溝予定部２ｇのトレッド面２ｅのタイヤ径方向Ｄ２の平均位置は、センター陸部予定部２ｊのトレッド面２ｅのタイヤ径方向Ｄ２の平均位置よりも、タイヤ径方向Ｄ２の外側に配置されている。

本実施形態においては、主溝予定部２ｇのトレッド面２ｅの全体は、センター陸部予定部２ｊのトレッド面２ｅの全体よりも、タイヤ径方向Ｄ２の外側に配置されている。なお、主溝予定部２ｇのトレッド面２ｅは、主溝予定部２ｇに隣接されるショルダー陸部予定部２ｉのトレッド面２ｅよりも、タイヤ径方向Ｄ２の内側に配置されている。

次に、未加硫タイヤ２からタイヤ１を製造するタイヤ製造装置について、図４及び図５を参照しながら説明する。

図４に示すように、タイヤ製造装置５は、未加硫タイヤ２を加硫することによってタイヤ１を製造するタイヤ加硫装置であって、複数のモールド５ａ～５ｃを備えている。複数のモールド５ａ～５ｃは、タイヤ１のサイドウォール部１ｂを成形するサイドモールド５ａ，５ａと、タイヤ１のトレッド部１ｃを成形するトレッドモールド５ｂと、タイヤ１のビード部１ａを成形するビードモールド５ｃ，５ｃとを備えている。

なお、サイドモールド５ａ，５ａ及びビードモールド５ｃ，５ｃは、タイヤ幅方向Ｄ１に離間して一対備えられ、トレッドモールド５ｂは、サイドモールド５ａの側方に配置され、タイヤ周方向Ｄ３（図示していない）に沿って環状に複数（図４においては、一つのみ図示している）並列されている。なお、タイヤ製造装置５における方向Ｄ１～Ｄ３は、タイヤ製造装置５で成形されるタイヤ１に対する方向（タイヤ幅方向Ｄ１、タイヤ径方向Ｄ２、タイヤ周方向Ｄ３）を使用する。

トレッドモールド５ｂは、陸部１ｉ，１ｊを成形する陸部成形部５ｄと、主溝１ｇを成形するために、陸部成形部５ｄから突出する凸状の主溝成形部５ｅとを備えている。また、図５に示すように、陸部成形部５ｄは、未加硫タイヤ２を加硫する際に、未加硫タイヤ２の主溝隣接面３ａ（図３参照）に接する主溝隣接成形部５ｆを備えている。

トレッドモールド５ｂは、ベントホール５ｇを有するモールド本体５ｈと、内部の気体を外部へ排出するために、ベントホール５ｇを開閉する開閉弁６とを備えている。なお、図５において、ベントホール５ｇ及び開閉弁６は、一つ図示されているが、複数備えられている。そして、少なくとも一つのベントホール５ｇ及び開閉弁６は、主溝隣接成形部５ｆに配置されている。

開閉弁６は、気体が通過可能な孔６ａを有する弁座６ｂと、孔６ａを閉止する閉止位置と孔６ａを開放する開放位置とに移動可能な弁体６ｃと、弁体６ｃが閉止位置から開放位置へ向かうように、弁体６ｃに力を加える加力部６ｄ（例えば、スプリング）とを備えている。即ち、弁体６ｃが孔６ａに対して移動することによって、孔６ａが開閉される。なお、開閉弁６は、ベントホール５ｇの端部に配置されている。

次に、未加硫タイヤ２からタイヤ１を製造するタイヤ製造方法について、図６～図１０を参照しながら説明する。

まず、比較例に係る未加硫タイヤＸ２からタイヤを製造するタイヤ製造方法について、図６～図８を参照しながら説明する。

図６に示すように、比較例に係る未加硫タイヤＸ２においては、タイヤ幅方向Ｄ１に対する傾斜角θ４が最大となる最大傾斜面Ｘ４は、一方の主溝隣接面Ｘ３ａである。そして、主溝予定部Ｘ２ｇのトレッド面Ｘ２ｅは、主溝予定部Ｘ２ｇに隣接される両方の陸部予定部Ｘ２ｉ，Ｘ２ｊのトレッド面Ｘ２ｅよりも、タイヤ径方向Ｄ２の内側に配置されている。

なお、図６において、Ｘ２ｆは、トレッドゴムＸ２ｆを示しており、Ｘ２ｈは、接地端予定部Ｘ２ｈを示している。また、他方の主溝隣接面Ｘ３ｂの傾斜角θ５は、一方の主溝隣接面Ｘ３ａの傾斜角θ４よりも、小さくなっている。

ところで、比較例に係る未加硫タイヤＸ２が加硫されると、図７に示すように、主溝予定部Ｘ２ｇが主溝成形部５ｅに接する。そして、主溝隣接面Ｘ３ａの傾斜角θ４が大きく、しかも、主溝予定部Ｘ２ｇのトレッド面Ｘ２ｅが、陸部予定部Ｘ２ｉのトレッド面Ｘ２ｅよりも、タイヤ径方向Ｄ２の内側に位置している。

これにより、図８に示すように、ゴムは、トレッドモールド５ｂの陸部成形部５ｄの表面に沿って、流れる。したがって、弁体６ｃと孔６ａとの間にゴムが侵入するため、例えば、加硫されたタイヤ１において、エア混入によるゴム欠損が発生したり、また、例えば、開閉弁６が損傷したりする。

それに対して、本実施形態に係る未加硫タイヤ２（図３参照）からタイヤ１を製造するタイヤ製造方法について、図９及び図１０を参照しながら説明する。

本実施形態に係る未加硫タイヤ２が加硫されると、図９に示すように、主溝予定部２ｇが主溝成形部５ｅに接する。そして、主溝隣接面３ａの傾斜角θ２が小さく、しかも、主溝予定部２ｇのトレッド面２ｅが、陸部予定部２ｉのトレッド面２ｅよりも、タイヤ径方向Ｄ２の外側に位置している。

これにより、図１０に示すように、ゴムは、弁体６ｃの移動方向に沿って、流れる。これにより、弁体６ｃと孔６ａとの間にゴムが侵入することを抑制することができる。その結果、例えば、加硫されたタイヤ１において、エア混入によるゴム欠損が発生することを抑制することができたり、また、例えば、開閉弁６が損傷することを抑制することができたりする。

以上より、本実施形態に係るタイヤ製造方法は、複数のモールド５ａ～５ｃによって前記の未加硫タイヤ２を加硫することを含み、前記モールド５ｂは、前記主溝隣接面３ａに接する主溝隣接成形部５ｆを備え、前記主溝隣接成形部５ｆは、前記モールド５ｂ内の気体を排出させる孔６ａと、前記孔６ａに対して移動することによって、前記孔６ａを開閉する弁体６ｃと、を備える。

そして、本実施形態に係る未加硫タイヤ２は、凹凸を有するトレッド面２ｅを備える未加硫タイヤ２であって、タイヤ周方向Ｄ３に延びる主溝１ｇが形成される主溝予定部２ｇと、前記主溝１ｇ及び接地端１ｈによって区画される陸部１ｉ，１ｊが形成される陸部予定部２ｉ，２ｊと、を備え、前記トレッド面２ｅは、前記陸部予定部２ｉ，２ｊのうち、前記主溝予定部２ｇに隣接する主溝隣接面３ａ，３ｂと、タイヤ子午面における断面において、タイヤ幅方向Ｄ１に対する傾斜角θ１が最大となる最大傾斜面４と、を備え、タイヤ子午面における断面において、タイヤ幅方向Ｄ１に対する前記主溝隣接面３ａ，３ｂの傾斜角θ２，θ３は、前記最大傾斜面４の傾斜角θ１よりも、小さい。

斯かる方法及び構成によれば、タイヤ幅方向Ｄ１に対する主溝隣接面３ａ，３ｂの傾斜角θ２，θ３は、タイヤ幅方向Ｄ１に対する最大傾斜面４の傾斜角θ１よりも、小さくなっている。これにより、主溝隣接面３ａ，３ｂに接する部分５ｆに、孔６ａを開閉する弁体６ｃを備えるモールド５ｂに対して、未加硫タイヤ２が加硫される際に、ゴムが弁体６ｃの移動方向に沿って流れるため、弁体６ｃと孔６ａとの間にゴムが侵入することを抑制することができる。

また、本実施形態に係る未加硫タイヤ２においては、前記主溝予定部２ｇの前記トレッド面２ｅは、前記主溝予定部２ｇに隣接される前記陸部予定部２ｉ，２ｊの少なくとも一方２ｊの前記トレッド面２ｅよりも、タイヤ径方向Ｄ２の外側に配置される、という構成である。

斯かる構成によれば、主溝予定部２ｇのトレッド面２ｅが、主溝予定部２ｇに隣接される陸部予定部２ｉ，２ｊの少なくとも一方２ｊのトレッド面２ｅよりも、タイヤ径方向Ｄ２の外側に配置されるため、未加硫タイヤ２が加硫される際に、主溝予定部２ｇがモールド５ｂに接した後に、主溝隣接面３ａ，３ｂがモールド５ｂに接する。これにより、主溝隣接面３ａ，３ｂに接する部分５ｆに、孔６ａを開閉する弁体６ｃを備えるモールド５ｂに対して、未加硫タイヤ２が加硫される際に、ゴムが弁体６ｃの移動方向に沿って流れ易くなる。

また、本実施形態に係る未加硫タイヤ２においては、タイヤ子午面における断面において、前記主溝隣接面３ａ，３ｂの傾斜角θ２，θ３は、前記最大傾斜面４の傾斜角θ１の８５％以下である、という構成である。

斯かる構成によれば、主溝隣接面３ａ，３ｂの傾斜角θ２，θ３が、最大傾斜面４の傾斜角θ１の８５％以下であるため、主溝隣接面３ａ，３ｂに接する部分５ｆに、孔６ａを開閉する弁体６ｃを備えるモールド５ｂに対して、未加硫タイヤ２が加硫される際に、ゴムが弁体６ｃの移動方向に沿って流れ易くなる。

なお、未加硫タイヤ２及びタイヤ製造方法は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、未加硫タイヤ２及びタイヤ製造方法は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、下記する変更例に係る構成や方法を選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。

上記実施形態に係る未加硫タイヤ２においては、主溝予定部２ｇのトレッド面２ｅは、主溝予定部２ｇに隣接される陸部予定部２ｉ，２ｊの一方２ｊのトレッド面２ｅよりも、タイヤ径方向Ｄ２の外側に配置される、という構成である。しかしながら、未加硫タイヤ２は、斯かる構成に限られない。

例えば、主溝予定部２ｇのトレッド面２ｅは、主溝予定部２ｇに隣接される陸部予定部２ｉ，２ｊの両方２ｉ，２ｊのトレッド面２ｅよりも、タイヤ径方向Ｄ２の外側に配置される、という構成でもよい。また、例えば、主溝予定部２ｇのトレッド面２ｅは、主溝予定部２ｇに隣接される陸部予定部２ｉ，２ｊの両方２ｉ，２ｊのトレッド面２ｅよりも、タイヤ径方向Ｄ２の内側に配置される、という構成でもよい。

１…タイヤ、１ａ…ビード部、１ｂ…サイドウォール部、１ｃ…トレッド部、１ｄ…サイドウォールゴム、１ｅ…トレッド面、１ｆ…トレッドゴム、１ｇ…主溝、１ｈ…接地端、１ｉ…ショルダー陸部、１ｊ…センター陸部、２…未加硫タイヤ、２ａ…ビード部、２ｂ…サイドウォール部、２ｃ…トレッド部、２ｄ…サイドウォールゴム、２ｅ…トレッド面、２ｆ…トレッドゴム、２ｇ…主溝予定部、２ｈ…接地端予定部、２ｉ…ショルダー陸部予定部、２ｊ…センター陸部予定部、３ａ…主溝隣接面、３ｂ…主溝隣接面、４…最大傾斜面、５…タイヤ製造装置、５ａ…サイドモールド、５ｂ…トレッドモールド、５ｃ…ビードモールド、５ｄ…陸部成形部、５ｅ…主溝成形部、５ｆ…主溝隣接成形部、５ｇ…ベントホール、５ｈ…モールド本体、６…開閉弁、６ａ…孔、６ｂ…弁座、６ｃ…弁体、６ｄ…加力部、Ｄ１…タイヤ幅方向、Ｄ２…タイヤ径方向、Ｄ３…タイヤ周方向、Ｓ１…タイヤ赤道面

Claims

複数のモールドによって、凹凸を有するトレッド面を備える未加硫タイヤを加硫するタイヤ製造方法であって、
前記未加硫タイヤは、
タイヤ周方向に延びる主溝が形成される複数の主溝予定部と、
前記主溝及び接地端によって区画される陸部が形成される複数の陸部予定部と、を備え、
前記複数の陸部予定部は、前記陸部のうちタイヤ幅方向の最も外側に配置されるショルダー陸部が形成されるショルダー陸部予定部を備え、
前記ショルダー陸部予定部の前記トレッド面は、タイヤ子午面における断面においてタイヤ幅方向に対する傾斜角が異なる複数の面を備え、
前記複数の面は、
前記ショルダー陸部予定部の中央に配置され、タイヤ子午面における断面においてタイヤ幅方向に対する傾斜角が最大となる最大傾斜面と、
前記主溝予定部に隣接するように前記ショルダー陸部予定部のタイヤ幅方向の端部に配置され、タイヤ子午面における断面においてタイヤ幅方向に対する傾斜角が前記最大傾斜面の傾斜角よりも小さい主溝隣接面と、を備え、
前記主溝予定部の前記トレッド面は、前記主溝予定部に隣接される前記陸部予定部の少なくとも一方の前記トレッド面よりも、タイヤ径方向の外側に配置され、
前記モールドは、前記主溝隣接面に接する主溝隣接成形部を備え、
前記主溝隣接成形部は、前記モールド内の気体を排出させる孔と、前記孔に対して移動することによって、前記孔を開閉する弁体と、を備える、タイヤの製造方法。
タイヤ子午面における断面において、前記主溝隣接面の傾斜角は、前記最大傾斜面の傾斜角の８５％以下である、請求項１に記載のタイヤの製造方法。