JP2008155634A - タイヤトレッドの沈み溝と、沈みブレードと、大型キーホール・サイプの成形用のフレキシブルなモールド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレードをタイヤから抜き出す時のトレッドやブレードの損傷を防止しつつ、沈み溝、沈みサイプ及び大型キーホール・サイプを形成する。
【解決手段】トレッド面の下方に位置するタイヤトレッドの空洞を形成するモールド装置１０は、フレキシブル部材５とモールド要素２０とを有し、フレキシブル部材５はタイヤモールドに取り付けられる先端部１１と、第２の端部１５と、を有し、接合部でモールド要素２０に接合されている。モールド要素２０はフレキシブル部材５の曲がりを許容する切抜き部を備えた下面３２を有している。
【選択図】図１

Description

本発明はタイヤの成形に関し、特に、タイヤトレッドの成形に関する。

タイヤが摩耗するにつれて、路面との摩擦接触によってトレッドの量は減少する。より重要なことは、タイヤが摩耗するにつれてタイヤの溝量が減少し、ネット対グロス比が増加することである。そして最終的にはタイヤを交換する必要が生じる。

サイプ、トレッドブロック及び溝のようなタイヤトレッドに浮き出されたトレッド要素は、横方向及び円周方向の両方向におけるタイヤのトラクションまたは路面への粘着性の面で基本的な役割を演じる。トラクションは濡れた道路や雪の道路を走行する時、特に重要となる。ウェット条件下では、溝は、水を捕捉すると共に排水してトレッドブロックを地面に接触させる排水路として機能する。

沈み溝(sunken groove)や沈みサイプ(sunken sipe)を用いて、劣化していくトレッド条件を改善しようとする試みは、従来技術においても知られている。沈み溝は、製造上の制約から、一般的にはショルダー部分と直交する方向に向けられている。沈み溝の形成には一般的にモールド要素が使用されているが、タイヤがいったん硬化すると、モールド要素をタイヤから取り外すのは困難なことが多い。そこで沈み溝を作る場合、モールド要素は、未硬化ゴムのトレッド、すなわちグリーンゴムのトレッドを貫通するだけの剛性を持っていなければならないが、同時に、タイヤに損傷を与えることなく硬化したタイヤから抜き出せるだけの柔軟性を持っていなければならない。もう１つの要求事項は、沈み溝を効果的なものにするためには、沈み溝を十分大きくかつ幅広にしなければならないということである。しかしそうすると、モールド要素の剛性が極めて高くなり、抜き出す時にタイヤトレッドに損傷を与えるか、あるいはモールド要素自体が疲労破壊によって損傷することになる。

劣化するトレッドに関する別の課題はトレッドブロックの剛性に関するものである。タイヤのトレッドブロックに切り込みを入れ、トレッドブロックに柔軟性を与えグリップを向上させるため、ブレードが使用される。しかし、通常、ブレードは新しいタイヤのトレッド面を始点としなければなければならない。沈みブレードを得ることは極めて困難であるが、それは、タイヤから抜き出す時にトレッドに損傷を与えるか、またはブレードが疲労破壊によって損傷するためである。しかし、新しいタイヤのブロックは背が高く、サイプがトレッドの剛性に、従って新しいタイヤのハンドリングにとって有害となることがある。

従って、上述したような不都合の無い沈み溝、沈みサイプ及び大型キーホール・サイプを形成する方法及び装置を得ることが望ましい。

本発明は、第１の態様として、トレッド面の下方に位置するタイヤトレッドの空洞を形成するモールド装置であって、フレキシブル部材とモールド要素とを有し、フレキシブル部材はタイヤモールドに取り付けられる先端部と、第２の端部と、を有し、接合部でモールド要素に接合されており、モールド要素はフレキシブル部材の曲がりを許容する切抜き部を備えた下面を有している、モールド装置を提供する。

本発明は、第２の態様として、エラストマー化合物からなるタイヤのトレッドバンドを成形するためのモールドであって、トレッドを成形するモールド表面と、成形されるエラストマー化合物に埋め込まれるようにモールド表面から突き出たモールド装置と、を有し、モールド装置はフレキシブル部材とモールド要素とを有し、フレキシブル部材は、タイヤモールドに取り付けられた先端部と、湾曲した中間部と、一部がモールド要素の中に埋め込まれた第２の端部と、を有し、モールド要素はフレキシブル部材の曲がりを許容する切抜き部を備えた下面を有している、モールドを提供する。

本発明は、第３の態様として、エラストマー化合物からなるタイヤのトレッドバンドを成形するためのモールドであって、トレッドを成形するモールド表面と、成形されるエラストマー化合物に埋め込まれるようにモールド表面から突き出た浮き出し部形成要素と、を有し、モールド装置はフレキシブル部材とモールド要素と、を有し、フレキシブル部材は、タイヤモールドに取り付けられた先端部と、湾曲した中間部と、一部がモールド要素に接合された第２の端部と、を有し、フレキシブル部材は浮き出し部形成要素の周りに位置しているモールドを提供する。

本発明を、例示によって、図面を参照しながら以下に説明する。

図１は、タイヤトレッドに沈み溝を形成するのに適した、第１の実施形態の溝モールド装置１０を示している。沈み溝は、新品タイヤのトレッド面の下方に配置され、タイヤが新品の間は目視できず、供用期間中タイヤトレッドが摩耗するにつれて露出されてくる細長い空洞である。モールド要素装置１０は、先端部１１と、湾曲した中間部１３と、第２の端部１５とを有するフレキシブル部材５を含んでいる。先端部１１は、沈み溝の形成に望ましい向きでトレッド形成部分のタイヤモールドに取り付けることができる。第２の端部１５の一部はモールド要素２０の中に埋め込まれている。

モールド要素２０は上面３０を有しており、さらにトレッド上部にサイプを形成する機能を有する上面３５を備えた任意設置のサイプ形成部材３４も含んでいる。サイプ形成部材３４は肉薄で、鋼、アルミニウム等の柔軟性のある材料で形成されている。サイプ形成部材３４はまた、半球、ワッフル、その他の突起物などの３次元ロック構造を有していてもよく、あるいは任意の方向に波形形状になっていてもよい。サイプ形成面３５は所望の長さでよいが、未硬化タイヤのトレッド上部に埋め込まれる位置にあることが望ましい。

図２に示すように、モールド要素２０の一般的形状は、任意設置の隅取り部３６と、タイヤから取り出す時にフレキシブル部材５の曲がりを許容する切抜き部３８と、を備えた下面３２を有する、長方形形状であることが望ましい。切抜き部３８は長方形の溝で、その幅と長さは、フレキシブル部材が自由に曲がれるように設定されている。モールド要素２０は、フレキシブル部材が拘束を受けずに曲がれるように、フレキシブル部材の先端部１５そのものなど、一箇所のみでフレキシブル部材と接合されていることが望ましい。フレキシブル部材５が一層容易に拘束を受けずに曲がれるように、フレキシブル部材５の自由部分２２が、先端部１５と、好ましくは第２の端部１５に近接した接合部との間に設けられている。フレキシブル部材は、自由部分２２ではモールド要素２０に結合されていない。この自由部分の長さは、好ましくはモールド要素２０の長さの少なくとも約１０％から約８０％の間にあり、さらに好ましくは約３０％から約５０％の間にある。

モールド要素２０の長さは、約１０ｍｍから約３０ｍｍの範囲にあってよく、好ましくは約１５ｍｍから約２５ｍｍの範囲にある。モールド要素２０の高さは、約２ｍｍから約６ｍｍの範囲にあってよく、好ましくは約４ｍｍから約５ｍｍの範囲にある。モールド要素の幅は、約３ｍｍから約８ｍｍの範囲にあってよく、好ましくは約４ｍｍから約６ｍｍの範囲にある。図示のモールド要素２０は長方形の形状であるが、その他所望の断面形状を用いることもできる。モールド要素２０は鋼、アルミニウム等の剛性の高い材料で形成することができる。

フレキシブル部材５は金属ワイヤーその他のフレキシブルな材料で作ることができ、高弾性材料、または超弾性若しくはスーパー弾性(hyperelastic, superelastic)材料で形成することが望ましい。フレキシブル部材の材料は弾性限界で約５％以上の伸びを示すことが望ましいが、弾性限界で約１０％以上の伸びを示すことがさらに望ましい。フレキシブル部材として適切な超弾性材料の例には、ニッケル−チタン合金、銅−亜鉛−アルミニウム合金、銅−窒化アルミニウム合金、及び銅−アルミニウム−ベリリウム合金等の形状記憶合金が含まれる。

図３Ａは、トレッドの上面及びトレッド面の下方にサイプ（すなわち沈みサイプ）を形成するのに適した、第２の実施形態の沈みブレードモールド装置４０を示している。ブレードモールド装置４０は、先端部４１と、湾曲した中間部４３と、第２の端部４７とを有するフレキシブル部材４５を含んでいる。先端部４１は、沈み溝の形成に望ましい向きでトレッド形成部分のタイヤモールドに取り付けることができる。フレキシブル部材４５の第２の端部の一部はブレード要素５０の中に埋め込まれている。フレキシブル部材は、端部４７そのものまたはその近傍でブレード要素に結合されていることが望ましい。

ブレード要素５０は肉薄で、鋼、アルミニウム等の剛性の高い材料で形成されている。ブレード要素５０は、トレッド上部にサイプを形成する機能を有する任意設置の上面５２を有している。サイプ形成面５２は所望の長さにすることができ、鋭い端部を備えていることが望ましい。サイプ形成面は、好ましくは、図５に示すようにモールド内表面６２と当接する位置にある。

図３Ｂに示すように、ブレード要素５０の一般的な形状はＬ字型で、タイヤから取り出す時にフレキシブル部材４５が拘束を受けずに曲げられることを促進するように、切抜き部４８を有する下面４６を備えている。フレキシブル部材４５が一層容易に拘束を受けずに曲がれるように、フレキシブル部材４５の自由部分４２が、先端部４１と、好ましくは第２の端部４７に近接したフレキシブル部材とブレード５０との接合部との間に設けられている。自由部分４２の長さは、好ましくはブレード要素５０の長さの少なくとも約１０％から約８０％の範囲にあり、さらに好ましくは約３０％から約５０％の範囲にある。

ブレード要素５０は、図示の断面形状に限定されない。ブレード要素は、図３Ｃに示すように、大型キーホール・サイプを形成するような形状を有していてもよく、厚さは約３から約８ｍｍの範囲にあり、好ましくは約４ｍｍから６ｍｍの範囲にある。

ブレード要素５０の長さは、約１０ｍｍから約３０ｍｍの範囲とすることができる。ブレード要素の高さは、新しいタイヤのノンスキッドの高さに近くてもよく、ブレード要素５０の厚さは約１ｍｍから約２ｍｍの範囲とすることができる。厚さは、ブレード要素の上端から下端にかけて変動していてもよい。

フレキシブル部材４５は、金属ワイヤーその他のフレキシブルな材料で作ることができ、高弾性材料、または超弾性若しくはスーパー弾性材料で形成することが望ましい。フレキシブル部材４５の材料は弾性限界で約５％以上の伸びを示すことが望ましいが、弾性限界で約１０％以上の伸びを示すことがさらに望ましい。フレキシブル部材として適切な超弾性材料の例には、ニッケル−チタン合金、銅−亜鉛−アルミニウム合金、銅−窒化アルミニウム合金、及び銅−アルミニウム−ベリリウム合金等の形状記憶合金が含まれる。

ブレード要素５０は溶接等の従来の技術でフレキシブル部材４５に結合されている。タイヤからの抜き出しにとって重要な拘束されない曲がりを許容するため、切抜き部４８はフレキシブル部材の自由部分４２とは結合されていない。

図４は、第３の実施形態のモールド装置７０を示している。このモールド装置は、タイヤトレッド内に沈みキーホール・サイプを形成するのに有用である。モールド装置７０は、以下の相違点を除いてモールド装置１０と同様である。すなわち、図示のモールド要素２０は円形の断面形状を有している。ただし、四角形その他の形状を用いることもできる。モールド装置は、トレッドにサイプを形成する上部ブレード部分７２を有している。図４に示すように、上部ブレード部分は、好ましくは、モールド要素２０の上面全体に渡って延びている。図４に示すように、ブレード部分７２は任意設置の先細り端部７４を備えていてもよい。

図５は、タイヤモールド６０の中に取り付けられた溝モールド装置１０を示している。図示はしていないが、他のモールド装置４０，７０も同様にタイヤモールド６０の中に取り付けることができる。モールド装置１０，４０，７０は、硬化前のグリーンタイヤのトレッドに埋め込まれている。モールド装置１０，５０は、タイヤモールドに所望の向きで取り付けることができるため、たとえば、沈み溝は円周方向、軸方向、あるいはその他所望の構成の向きとすることができる。モールド装置は、トレッドのクラウン部分に対応したモールドのセグメントに取り付けることもできるし、サイドウォールに対応したモールドの部分に位置していてもよい。タイヤモールド６０は、タイヤトレッドに各々の溝６６を形成する浮き出し部要素６４を備えた内側面６２を有している。モールド装置は、フレキシブル部材とモールド要素２０，５０との間のＵ字型のスペースに浮き出し部要素６４が配置され、それによってフレキシブル部材の一部が浮き出し部要素６４と当接するように、モールドの中に取り付けられることが望ましい。より望ましくは、モールド装置は、モールド要素２０，５０の端部２１，５１が別の浮き出し部要素６４と連結されるように取り付けられる。

浮き出し部要素６４は、一般的に、タイヤトレッドに溝６６を形成する。タイヤトレッドが硬化すると、モールド装置はトレッド６８に形成された溝６６から抜き出される。モールド装置がトレッド（図示せず）から引き出されると、フレキシブル部材５，４５は、トレッドに損傷を与えることなくブレード要素３０，５０がトレッドから抜き出されるように弾性変形する。図６Ａ，６Ｂは硬化したタイヤのトレッド面の下方に形成された沈み空洞／溝８０を示し、図７Ａ，７Ｂは沈みサイプ８２を示している。タイヤトレッドの図示の断面では、形成された空洞８０，８２はタイヤトレッド６８によって完全に取り囲まれている。

タイヤトレッドに沈み溝を形成するモールド要素装置の斜視図である。 図１の装置の底面図である。 タイヤトレッドに沈みサイプを形成するモールド要素装置の斜視図である。 図３Ａの装置の底面図である。 図３Ａに示すモールド要素装置の他の例の断面形状図である タイヤトレッドに沈みキーホール・サイプを形成するモールド要素装置の斜視図である。 図１の溝モールド装置をモールドに設置し、未硬化タイヤに埋め込んだ状態を示す概略図である。 硬化したタイヤトレッドに形成された沈み溝を示す図である。 図６Ａの６Ｂ−６Ｂの方向から見た沈み溝を示す図である。 硬化したタイヤトレッドの断面における沈みサイプを示す図である。 硬化したタイヤトレッドを図７Ａの７Ｂ−７Ｂの方向から見た断面における沈みキーホール・サイプを示す図である。

符号の説明

５，４５ フレキシブル部材
１０ モールド要素装置
１１，４１ 先端部
１３，４３ 中間部
１５，４７ 第２の端部
２０ モールド要素
２２，４２ 自由部分
３０，５２ 上面
３２，４６ 下面
３４ サイプ形成部材
３６ 隅取り部
３８，４８ 切抜き部
４０ ブレードモールド装置
５０ ブレード要素
５２ サイプ形成面
６０ タイヤモールド
６２ モールド内表面
６４ 浮き出し部要素
６６ 溝
６８ タイヤトレッド
８０ 空洞／溝
８２ 沈みサイプ

Claims (26)

1. トレッド面の下方に位置するタイヤトレッドの空洞を形成するモールド装置であって、フレキシブル部材とモールド要素とを有し、前記フレキシブル部材はタイヤモールドに取り付けられる先端部と、第２の端部と、を有し、接合部で前記モールド要素に接合されており、前記モールド要素は前記フレキシブル部材の曲がりを許容する切抜き部を備えた下面を有している、モールド装置。
2. 前記フレキシブル部材は、前記先端部と前記接合部との間に、前記モールド要素に接合されていない自由部分を有している、請求項１に記載のモールド装置。
3. 前記接合部は、前記フレキシブル部材の前記第２の端部の近傍に位置している、請求項１に記載のモールド装置。
4. 前記接合部は、前記第２の端部から約１ｍｍ以上、約３ｍｍ以下の範囲に位置している、請求項１に記載のモールド装置。
5. 前記モールド要素は、前記トレッドの上部にサイプを形成するためのブレードが取り付けられた上面を有している、請求項１に記載のモールド装置。
6. 前記ブレードは、キーホール・サイプを形成するために、前記モールド要素の上面全体に渡って延びている、請求項５に記載のモールド装置。
7. 前記自由部分の長さは少なくとも約５ｍｍである、請求項２に記載のモールド装置。
8. 前記フレキシブル部材は細いワイヤーで形成されている、請求項１に記載のモールド装置。
9. 前記フレキシブル部材は、弾性限度で５％以上の伸びを示す材料で形成されている、請求項１に記載のモールド装置。
10. 前記フレキシブル部材は、弾性限度で１０％以上の伸びを示す材料で形成されている、請求項１に記載のモールド装置。
11. 前記フレキシブル部材は形状記憶合金で形成されている、請求項１に記載のモールド装置。
12. 前記モールド要素は、厚さが約３ｍｍから約８ｍｍの範囲にあるブレードである、請求項１に記載のモールド装置。
13. 前記モールド要素の長さは約１０ｍｍから約３０ｍｍの範囲にある、請求項１に記載のモールド装置。
14. エラストマー化合物からなるタイヤのトレッドバンドを成形するためのモールドであって、前記トレッドを成形するモールド表面と、成形されるエラストマー化合物に埋め込まれるように前記モールド表面から突き出たモールド装置と、を有し、前記モールド装置はフレキシブル部材とモールド要素とを有し、前記フレキシブル部材は、前記タイヤモールドに取り付けられた先端部と、湾曲した中間部と、一部が前記モールド要素の中に埋め込まれた第２の端部と、を有し、前記モールド要素は前記フレキシブル部材の曲がりを許容する切抜き部を備えた下面を有している、モールド。
15. 前記フレキシブル部材は、前記湾曲した中間部と前記第２の端部との間に自由部分を有している、請求項１４に記載のモールド。
16. 前記モールド要素は、前記トレッドの上部にサイプを形成するための上部ブレード表面を有している、請求項１４に記載のモールド。
17. 前記自由部分の長さは少なくとも約５ｍｍである、請求項１６に記載のモールド。
18. 前記フレキシブル部材は細いワイヤーで形成されている、請求項１４に記載のモールド。
19. 前記フレキシブル部材は、弾性限度で５％以上の伸びを示す材料で形成されている、請求項１４に記載のモールド。
20. 前記フレキシブル部材は、弾性限度で１０％以上の伸びを示す材料で形成されている、請求項１４に記載のモールド。
21. 前記フレキシブル部材は超弾性合金で形成されている、請求項１４に記載のモールド。
22. エラストマー化合物からなるタイヤのトレッドバンドを成形するためのモールドであって、前記トレッドを成形するモールド表面と、成形される前記エラストマー化合物に埋め込まれるように前記モールド表面から突き出た浮き出し部形成要素と、を有し、前記モールド装置はフレキシブル部材とモールド要素と、を有し、前記フレキシブル部材は、前記タイヤモールドに取り付けられた先端部と、湾曲した中間部と、一部が前記モールド要素に接合された第２の端部と、を有し、前記フレキシブル部材は前記浮き出し部形成要素の周りに位置しているモールド。
23. 前記モールド要素は、前記フレキシブル部材の曲がりを許容する切抜き部を備えた下面を有している、請求項２２に記載のモールド。
24. 前記モールド要素は矩形の断面形状を有している、請求項２２に記載のモールド。
25. 前記モールド要素は、その上面に、モールドの内側面と当接する上部ブレードを備えている、請求項２２に記載のモールド。
26. 前記浮き出し部形成要素は、前記フレキシブル部材と前記モールド要素の間の間隙に位置している、請求項２２に記載のモールド。

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