JP2012240453A - サイプブレード及びタイヤ製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性を向上でき、しかも形成したサイプに起因した偏摩耗を抑制できるサイプブレードと、それを用いてサイプを形成する工程を含むタイヤ製造方法を提供する。
【解決手段】トレッド面の陸部６に、溝底を段付き形状としたサイプ５を形成するためのブレード１であって、サイプ５の浅溝底面５１を形成する踏面側形成面１１と、サイプ５の深溝底面５２を形成する溝底側形成面１２と、踏面側形成面１１と溝底側形成面１２を接続して段差を形成する中間接続面１３と、成形面２と溝底側形成面１２を接続する端部接続面１５とを備え、サイプ５の壁面を形成するための一方の板面１７に、踏面側形成面１１と中間接続面１３の接続箇所１３ａと成形面２と端部接続面１５の接続箇所１５ａとを結ぶ直線１６と交差する方向に延びる第１補強リブ３が形成され、他方の板面１８に、第１補強リブ３と交差する方向に延びる第２補強リブ４が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤのトレッド面の陸部に、溝底を段付き形状としたサイプを形成するためのサイプブレードと、そのサイプブレードを用いてサイプを形成する工程を含むタイヤ製造方法に関する。

従来、重荷重用空気入りタイヤにおいて制動性や駆動性の向上及び偏摩耗の抑制などを目的として、トレッド面に設けたブロックやリブなどの陸部にサイプと呼ばれる切り込みを設けている。

しかし、サイプを設けることにより、陸部の剛性が低下して変形が大きくなり、新たな偏摩耗の原因となることがある。特に、サイプの一端が陸部の側壁で開口し、他端が閉鎖した片側オープンサイプの場合、その開口端付近では、陸部の剛性が低下し過ぎるため、開口端側のサイプ深さを閉鎖端側よりも階段状に浅くして、溝底を段付き形状としたサイプが公知である（例えば特許文献１）。

サイプは、タイヤ成形用金型の成形面に突設した薄板形状のサイプブレードにより形成される。ただし、サイプブレードは、加硫成形したタイヤを脱型する際に曲げ応力が作用すると、曲げ応力が集中する箇所で曲がりや破断、損傷などが生じ、耐久性が低下する問題があった。そのため、下記特許文献２では、サイプブレードの耐久性を向上させる目的で、サイプブレードの表面にサイプ深さ方向に延びる補強柱を設けている。

しかしながら、上記のような溝底を段付き形状としたサイプを形成するためのサイプブレードにおいては、その一端が溝部形成用の骨部に接続されつつ、他端が非拘束の状態となるため、曲げ応力が集中する箇所がタイヤ成形用金型の成形面と平行とはならず、特許文献２のようなサイプ深さ方向に延びる補強柱では十分な補強効果が得られにくい。また、特許文献２のサイプブレードで形成したサイプは、壁面にサイプ深さ方向に延びる柱状空間が形成されるため、摩耗の過程で踏面に現れる柱状空間が常に同じ位置となり、新たな偏摩耗の原因となり得る。

特許２８９０３１０号公報 特開平１１−４２９１３号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐久性を向上でき、しかも形成したサイプに起因した偏摩耗を抑制できるサイプブレードと、それを用いてサイプを形成する工程を含むタイヤ製造方法を提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係るサイプブレードは、タイヤのトレッド面の陸部に、溝底を段付き形状としたサイプを形成するためのサイプブレードであって、サイプ深さ方向にタイヤ成形用金型の成形面と離間して配置され、かつ前記サイプの浅溝底面を形成するための踏面側形成面と、サイプ深さ方向に前記踏面側形成面と離間して配置され、かつ前記サイプの深溝底面を形成するための溝底側形成面と、前記踏面側形成面と前記溝底側形成面を接続して段差を形成する中間接続面と、前記成形面と前記溝底側形成面を接続する端部接続面とを備え、前記サイプの壁面を形成するための一方の板面に、前記踏面側形成面と前記中間接続面の接続箇所と前記成形面と前記端部接続面の接続箇所とを結ぶ直線と交差する方向に延びる第１補強リブが形成され、他方の板面に、前記第１補強リブと交差する方向に延びる第２補強リブが形成されたことを特徴とするものである。

溝底を段付き形状としたサイプを形成するためのサイプブレードは、踏面側形成面が溝部形成用の骨部に接続されつつ、溝底側形成面が非拘束の状態となるため、加硫成形したタイヤを脱型する際に曲げ応力が作用すると、踏面側形成面と中間接続面の接続箇所と成形面と端部接続面の接続箇所とを結ぶ直線に曲げ応力が集中する傾向にあることが判明した。本発明では、この直線と交差する方向に第１補強リブを形成することで、曲げ応力に抗して変形を抑制できるため、サイプブレードの耐久性を向上できる。また、第１補強リブと交差する方向に第２補強リブを形成することで、サイプブレードの厚みが増加し、繰り返しひずみによる疲労破壊を抑制することができるため、サイプブレードの耐久性を向上できる。さらに、第１補強リブと第２補強リブは互いに交差する方向に延びるので、これらにより形成したサイプの両壁面の凹条の一方は、少なくともサイプ深さ方向に傾斜する方向となる。その結果、摩耗の過程で踏面に現れる凹条の位置が変化するため、偏摩耗を抑制できる。

上記において、前記第１補強リブは、前記サイプ深さ方向に対して前記直線と反対側に傾斜し、前記第２補強リブは、前記サイプ深さ方向に対して前記直線と同じ側に傾斜していることが好ましい。かかる構成によれば、サイプブレードに対する第１補強リブによる補強効果が高くなり、また、第２補強リブによる疲労破壊の抑制効果が高くなるため、サイプブレードの耐久性を効果的に向上できる。また、サイプの両壁面の凹条がどちらもサイプ深さ方向に傾斜する方向となるため、摩耗の過程で踏面に現れる両方の凹条の位置が変化するため、偏摩耗を効果的に抑制できる。

上記において、前記第１補強リブは、前記直線と９０±４５°の角度で交差することが好ましい。かかる構成によれば、サイプブレードに対する第１補強リブによる補強効果が高くなり、曲げ応力に十分に抗して変形を抑制できるため、サイプブレードの耐久性をより向上できる。

上記において、前記第１補強リブは、前記直線の中央部と交差することが好ましい。かかる構成によれば、サイプブレードに対する第１補強リブによる補強効果が高くなり、曲げ応力に十分に抗して変形を抑制できるため、サイプブレードの耐久性をより向上できる。

上記において、前記第１補強リブは、前記成形面及び前記溝底側形成面に達することが好ましい。かかる構成によれば、サイプの凹条が、摩耗の全過程を通じて現れるので、摩耗の進行に伴う陸部の剛性変化が少なく、偏摩耗をさらに抑制できる。

上記において、前記第１補強リブは、前記成形面に平行な断面における幅が、前記直線の長さの０．０５〜０．３倍となるように形成され、前記成形面に平行な断面における高さが、サイプブレードの厚みの０．５〜３倍となるように形成されたことが好ましい。第１補強リブのサイズがかかる範囲であれば、サイプブレードに対する十分な補強効果が得られる。

また、本発明に係るタイヤ製造方法は、上述のサイプブレードを用いてサイプを形成する工程を含むものである。かかるタイヤ製造方法により製造したタイヤでは、サイプの両壁面の凹条の一方は、少なくともサイプ深さ方向に傾斜する方向となり、その結果、摩耗の過程で踏面に現れる凹条の位置が変化するため、偏摩耗を抑制できる。また、このサイプを形成するためのサイプブレードの形状は上述したものとなるため、曲げ応力に抗して変形を抑制でき、サイプブレードの耐久性を向上できる。

本発明に係るサイプブレードの一例を示す斜視図 サイプブレードをタイヤ成形用金型に配設したときの側面図 サイプが形成されたトレッド面の斜視図 実施例２に係るサイドプレートの正面図 実施例３に係るサイドプレートの正面図 比較例１に係るサイドプレートの正面図 比較例２に係るサイドプレートの正面図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るサイプブレードの一例を示す斜視図である。図２は、そのサイプブレードをタイヤ成形用金型に配設したときの側面図である。図３は、陸部にサイプが形成されたトレッド面の斜視図である。

このサイプブレード１（以下、ブレード１と呼ぶ。）は、タイヤのトレッド面の陸部６に、溝底を段付き形状としたサイプ５を形成するための薄板形状の部材である。ブレード１は、図２に示すようにタイヤの加硫成形に用いられるタイヤ成形用金型の成形面２に配設される。

サイプ５は、一端５ａが陸部６の側壁で開口し、他端５ｂが閉鎖している。サイプ５は、延在方向に沿ってサイプ深さが階段状に変化しており、開口端側の浅溝底面５１と閉鎖端側の深溝底面５２を有する。

ブレード１は、成形面２に対してサイプ深さ方向ＳＤに突出するように設けられる。ブレード１は、踏面側形成面１１と溝底側形成面１２と中間接続面１３と骨部接続面１４と端部接続面１５とを備える。踏面側形成面１１は、サイプ深さ方向ＳＤにタイヤ成形用金型の成形面２と離間して配置され、かつサイプ５の浅溝底面５１を形成する。溝底側形成面１２は、サイプ深さ方向ＳＤに踏面側形成面１１と離間して配置され、かつサイプ５の深溝底面５２を形成する。本実施形態では、踏面側形成面１１及び溝底側形成面１２は、成形面２と平行としている。また、成形面２から踏面側形成面１１までの高さＨ１は、成形面２から溝底側形成面１２までの高さＨ２の半分としている。

中間接続面１３は、踏面側形成面１１と溝底側形成面１２を接続する。中間接続面１３はサイプ深さ方向ＳＤに傾斜している。また、踏面側形成面１１と中間接続面１３の接続箇所１３ａは、応力集中や亀裂を防止するために丸みを帯びている。同様に、溝底側形成面１２と中間接続面１３の接続箇所も丸みを帯びている。端部接続面１５は、成形面２と溝底側形成面１２を接続する。骨部接続面１４は、成形面２と踏面側形成面１１を接続する。また、ブレード１の使用状態において、骨部接続面１４は、タイヤの溝部形成用の骨部２０に接続され、踏面側形成面１１が拘束状態となっており、一方、溝底側形成面１２は非拘束状態となっている。

ブレード１には、加硫成形したタイヤを脱型する際に曲げ応力が作用する。図の直線１６は、踏面側形成面１１と中間接続面１３の接続箇所１３ａと成形面２と端部接続面１５の接続箇所１５ａとを結ぶ仮想の直線であり、この直線１６に曲げ応力が集中する傾向にあることが判明した。

また、ブレード１は、サイプ５の両壁面を形成するための対向する２つの板面１７，１８を備える。板面１７には、第１補強リブ３が形成されており、板面１８には、第２補強リブ４が形成されている。サイプ５の両壁面には、第１補強リブ３と第２補強リブ４により凹条７，８がそれぞれ形成される。

第１補強リブ３は、直線１６と交差する方向に延びている。ブレード１は第１補強リブ３によって補強され、曲げ応力に抗して変形を抑制できる。ブレード１の変形を抑制することで、ブレード１の耐久性を向上できるほか、ブレード１の厚みを従来よりも薄くすることができる。これにより、形成されるサイプ５の厚みを従来より薄く設定することが可能となり、従来と同等のサイプ枚数で、陸部６の剛性を高めることができ、偏摩耗や転がり抵抗を低減することが可能となる。また、陸部６の剛性を従来と同等に保ったまま、サイプ枚数を増加させることが可能であり、トラクション性能の向上が期待できる。

第１補強リブ３は、直線１６と９０±４５°の角度で交差するように延びているのが好ましく、直線１６と直交するように延びているのがより好ましい。第１補強リブ３が直線１６とこの角度で交差することで、ブレード１に対する第１補強リブ３による補強効果が高くなり、曲げ応力に十分に抗することができる。ここで、第１補強リブ３の延設方向は、第１補強リブ３の幅方向の中心線を基準としている。なお、本実施形態の第１補強リブ３は、全体が直線状に延びて、直線１６と交差しているが、第１補強リブ３は、直線１６と交差する部分が少なくとも直線状であることが好ましい。

第１補強リブ３は、直線１６の中央部１６ａと交差するのが好ましい。具体的には、第１補強リブ３が、直線１６を三等分したときの中央部分と交差するのが好ましく、直線１６の中点と交差するのが特に好ましい。直線１６の中央部１６ａと交差することで、ブレード１に対する第１補強リブ３による補強効果が高くなり、曲げ応力に十分に抗することができる。

また、第１補強リブ３は、成形面２及び溝底側形成面１２に達するように延びている。これにより、サイプ５に形成される凹条７が、摩耗の全過程を通じて現れるので、摩耗の進行に伴う陸部６の剛性変化を少なくできる。

第１補強リブ３は、サイプ深さ方向ＳＤに対して直線１６と反対側に傾斜している。これにより、ブレード１に対する第１補強リブ３による補強効果が高くなる。また、第１補強リブ３は、サイプ深さ方向ＳＤに対して２０〜７０°傾斜することが好ましい。これにより、摩耗の過程で踏面に現れる凹条の位置が変化するため、偏摩耗を抑制できる。

第１補強リブ３は、断面が略矩形状の突条となっている。第１補強リブ３の成形面２に平行な断面における幅Ｔｂについては、直線１６の長さＬに対する比率Ｔｂ／Ｌが０．０５〜０．３となるように形成するのが好ましく、０．１〜０．２となるように形成するのがより好ましい。また、第１補強リブ３の幅Ｔｂは、第１補強リブ３の成形面２に平行な断面における高さＴａに対する比率Ｔｂ／Ｔａが１以上となるように形成するのが好ましい。比率Ｔｂ／Ｌが０．０５未満、または比率Ｔｂ／Ｔａが１未満であると、第１補強リブ３の剛性が低下し、十分な補強効果が得られない。比率Ｔｂ／Ｌが０．３を超えると第１補強リブ３により形成された凹条７により、陸部６の剛性が低下し過ぎる傾向がある。なお、第１補強リブ３の断面形状は、矩形に限定されず、多角形、半円形などでもよい。

また、第１補強リブ３の高さＴａは、ブレード１の厚みＴに対する比率Ｔａ／Ｔが０．５〜３となるように形成するのが好ましく、１〜２となるように形成するのがより好ましい。この比率Ｔａ／Ｔが０．５未満であると、第１補強リブ３による補強効果が十分得られない傾向がある。また、この比率Ｔａ／Ｔが３を超えると、第１補強リブ３により形成された凹条７により、陸部６の剛性が低下し過ぎる傾向がある。ブレード１の厚みＴは、例えば０．２〜０．８ｍｍである。

第２補強リブ４は、ブレード１の厚み方向に見て第１補強リブ３と交差する方向に延びている。また、第２補強リブ４は、第１補強リブ３と同様に、成形面２及び溝底側形成面１２に達するように延びている。これにより、サイプ５に形成される凹条８が、摩耗の全過程を通じて現れるので、摩耗の進行に伴う陸部の剛性変化を少なくできる。

第２補強リブ４は、サイプ深さ方向ＳＤに対して直線１６と同じ側に傾斜している。これにより、第２補強リブ４による疲労破壊の抑制効果が高くなる。また、第２補強リブ４は、サイプ深さ方向ＳＤに対して２０〜７０°傾斜することが好ましい。さらに、第１補強リブ３と第２補強リブ４は、サイプ深さ方向ＳＤに対して互いに反対側に同じ角度で傾斜することが好ましい。また、第１補強リブ３と第２補強リブ４は、互いの中心部で交差することが好ましい。これにより、陸部６の剛性バランスがよくなり、偏摩耗を効果的に抑制できる。

第２補強リブ４は、第１補強リブ３と同様、断面が略矩形形状の突条となっている。また、第２補強リブ４の断面の寸法は、第１補強リブ３と同じとしている。

加硫成形時には、骨部２０が未加硫タイヤのトレッド面に押し当てられ、骨部２０に対応した溝部が形成されると共に、その溝部に区分されたブロックやリブなどの陸部６が形成される。

また、ブレード１に対応して、陸部６にサイプ５が形成される。すなわち、上述したブレード１の形状に対応して、タイヤのトレッド面の陸部６に、溝底を段付き形状としたサイプ５が形成される。

ブレード１は従来公知の方法により製作することができる。本発明に係るタイヤ製造方法により製造されるタイヤは、トレッド面の陸部に上記の如きサイプを設けること以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用することができる。

本発明の構成と効果を具体的に示すため、上記の如き構成のブレードを使用してタイヤの加硫成形を行い、ブレードの変形の有無を調査した。また、１５０００ｋｍ走行した後、摩耗によるサイプ間の段差の高さを測定し、その高低差を段差摩耗量（ｍｍ）として偏摩耗を評価した。結果を表１に示す。

図２に示すブレードを実施例１、図４に示すブレードを実施例２、図５に示すブレードを実施例３とした。また、第１補強リブ及び第２補強リブを設けないブレードを従来例とした。また、図６に示すように、第１補強リブ及び第２補強リブを水平方向に設けたブレードを比較例１、図７に示すように、第１補強リブ及び第２補強リブを垂直方向に設けたブレードを比較例２、図２に示すブレードにおいて第２補強リブを第１補強リブに対向する位置に設けたブレードを比較例３、図２に示すブレードにおいて第１補強リブを第２補強リブに対向する位置に設けたブレードを比較例４とした。全ての実施例、従来例、比較例において、ブレードの厚みＴは０．３ｍｍ、成形面から溝底側形成面までの高さは１０ｍｍ、ブレードの長さは１５ｍｍとした。また、第１補強リブ及び第２補強リブを設ける際は、いずれの断面も高さを０．３ｍ、幅を１．０ｍｍとした。

それぞれ１５００本のタイヤを加硫成形したところ、実施例１〜３ではブレードに変形が認められなかったのに対し、従来例、比較例１，２，４ではブレードに変形が確認された。また、実施例１〜３のタイヤは、従来例、比較例１〜４のタイヤに比べて、段差摩耗量を大きく低減できた。なお、比較例３では、第１補強リブ及び第２補強リブによる補強効果によってブレードに変形は認められなかったが、成形したタイヤの段差摩耗量が実施例よりも大きくなった。

１ サイプブレード（ブレード）
２ 成形面
３ 第１補強リブ
４ 第２補強リブ
５ サイプ
６ 陸部
１１ 踏面側形成面
１２ 溝底側形成面
１３ 中間接続面
１３ａ 踏面側形成面と中間接続面の接続箇所
１４ 骨部接続面
１５ 端部接続面
１５ａ 成形面と端部接続面の接続箇所
１６ 直線
１６ａ 中央部
１７ 一方の板面
１８ 他方の板面
２０ 骨部
ＳＤ サイプ深さ方向
Ｔ サイプブレードの厚み
Ｔａ 第１補強リブの高さ
Ｔｂ 第１補強リブの幅
Ｌ 直線の長さ

Claims (7)

1. タイヤのトレッド面の陸部に、溝底を段付き形状としたサイプを形成するためのサイプブレードであって、
   サイプ深さ方向にタイヤ成形用金型の成形面と離間して配置され、かつ前記サイプの浅溝底面を形成するための踏面側形成面と、サイプ深さ方向に前記踏面側形成面と離間して配置され、かつ前記サイプの深溝底面を形成するための溝底側形成面と、前記踏面側形成面と前記溝底側形成面を接続して段差を形成する中間接続面と、前記成形面と前記溝底側形成面を接続する端部接続面とを備え、
   前記サイプの壁面を形成するための一方の板面に、前記踏面側形成面と前記中間接続面の接続箇所と前記成形面と前記端部接続面の接続箇所とを結ぶ直線と交差する方向に延びる第１補強リブが形成され、他方の板面に、前記第１補強リブと交差する方向に延びる第２補強リブが形成されたことを特徴とするサイプブレード。
2. 前記第１補強リブは、前記サイプ深さ方向に対して前記直線と反対側に傾斜し、前記第２補強リブは、前記サイプ深さ方向に対して前記直線と同じ側に傾斜している請求項１に記載のサイプブレード。
3. 前記第１補強リブは、前記直線と９０±４５°の角度で交差する請求項１又は２に記載のサイプブレード。
4. 前記第１補強リブは、前記直線の中央部と交差する請求項１〜３のいずれか１項に記載のサイプブレード。
5. 前記第１補強リブは、前記成形面及び前記溝底側形成面に達する請求項１〜４のいずれか１項に記載のサイプブレード。
6. 前記第１補強リブは、前記成形面に平行な断面における幅が、前記直線の長さの０．０５〜０．３倍となるように形成され、前記成形面に平行な断面における高さが、サイプブレードの厚みの０．５〜３倍となるように形成された請求項１〜５のいずれか１項に記載のサイプブレード。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のサイプブレードを用いて前記サイプを形成する工程を含むタイヤ製造方法。
   
   
   

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