JP2019116113A - 空気入りタイヤ、モールドピン、及びモールドピン付きタイヤ金型 - Google Patents
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Abstract
【課題】スタッドピン取付用孔をトレッド部に有する空気入りタイヤにおいて、孔周りにクラックの発生が少なく、スタッドピンの耐ピン抜け性が向上する空気入りタイヤを提供する。【解決手段】スタッドピンが埋設されるスタッドピン取付用孔をトレッド部に有する空気入りタイヤは、前記スタッドピン取付用孔の内壁面は、トレッド表面からスタッドピン取付用孔の孔底に向かう孔深さ方向に沿って、第1の領域と、前記第1の領域より表面粗さが細かい第2の領域と、を有する。前記第2の領域は、前記第1の領域に対して、孔底の側に設けられる。【選択図】図3
Description
本発明は、スタッドピン取付用孔をトレッド部に有する空気入りタイヤ、このタイヤを作製するためのモールドピン付きタイヤ金型、及びモールドピンに関する。
スタッドピンが埋設された空気入りタイヤ、即ちスタッドタイヤでは、氷雪路面におけるグリップ性能が保持されるように、スタッドピンは、スタッドピン取付用孔(以降、単に孔という)にきつく装着されている。しかし、上記空気入りタイヤは、コンクリート路面やアスファルト路面等の雪や氷の無いドライ路面でも走行するので、スタッドピンは孔から離脱する場合もある。このため、ドライ路面におけるスタッドピンの孔からの脱落を抑制するために、空気入りタイヤのスタッドピンを保持する保持力が高くなるように孔は設けられている。
例えば、孔の孔底には、スタッドピンの埋設部分に設けられる鍔状に突出したフランジ部に対応するように、孔の孔底には孔断面が広がった拡径部が設けられている(下記特許文献の図4参照)。
例えば、孔の孔底には、スタッドピンの埋設部分に設けられる鍔状に突出したフランジ部に対応するように、孔の孔底には孔断面が広がった拡径部が設けられている(下記特許文献の図4参照)。
このような孔を空気入りタイヤに設ける場合、タイヤを加硫するときに用いるモールド金型のトレッド形成面には、孔に対応して突出したモールドピンが装着される。このとき、モールドピンは、形作る孔の拡径部に対応してモールドピンの先端には外径が他の部分に比べて大きくなった拡大部を有する。このため、加硫後のタイヤをモールド金型から取り出すためにモールドピンを、加硫によって形成された孔から抜き取るとき、孔径の狭い内壁面をモールドピンの拡大部が擦りながら孔を大きく変形させてモールドピンを孔から引き抜くので、孔の内壁面は、モルードピントの間の摩擦によって大きく変形し、クラックあるいは潜在的なクラックが発生し易い。このような孔にスタッドピンを装着した場合、発生したクラックが起点となって、あるいは、潜在的なクラックが顕在化して、孔径が広がり、スタッドピンの保持力を低下させる。場合によっては、クラックが進展して、孔周りのトレッドゴムが欠けて外観が損なわれる場合もある。
孔の内壁面とモールドピンとの間の摩擦力を低減するために、孔の内壁面の表面粗さを小さくし、摩擦力による孔の内壁面の変形を抑制することで、スタッドピンを孔からスムーズに取り出すことができる。しかし、孔の内壁面の表面粗さを小さくすると、スタッドピンと孔の内壁面の摩擦力も低下するので、スタッドピンは、路面から外力を受けて、孔の中で自転し易くなる。このようなスタッドピンの自転は、コルク栓の付いた瓶からコルク栓を抜くときにコルク栓を回転させながら容易に抜くことができるコルク抜きと同じように、スタッドピンは孔から離脱し易くなる。このため、孔の内壁面の表面粗さを一様に小さくすることは好ましくなく、耐ピン抜け性は低下する。
そこで、本発明は、スタッドピンが埋設されるスタッドピン取付用孔をトレッド部に有する空気入りタイヤにおいて、孔周りにクラックが発生し難く、スタッドピンの耐ピン抜け性が向上する空気入りタイヤを提供し、さらに、このようなスタッドピン取付用孔を作製することができるモールドピン及びモールドピン付きタイヤ金型を提供することを目的とする。
本発明の一態様は、スタッドピンが埋設されるスタッドピン取付用孔をトレッド部に有する空気入りタイヤである。当該空気入りタイヤの前記スタッドピン取付用孔の内壁面は、トレッド表面から前記スタッドピン取付用孔の孔底に向かう孔深さ方向に沿って、第1の領域と、前記第1の領域より表面粗さが細かい第2の領域と、を有し、
前記第2の領域は、前記第1の領域に対して、前記スタッドピン取付用孔の孔底の側に設けられている。
前記第2の領域は、前記第1の領域に対して、前記スタッドピン取付用孔の孔底の側に設けられている。
前記第2の領域は、前記スタッドピン取付用孔の孔深さの40%以下の長さ、前記孔底から前記トレッド表面の側に向かった位置と前記孔底との間の範囲内に設けられている、ことが好ましい。
前記スタッドピン取付用孔は、前記孔深さ方向に沿って、前記孔深さ方向に直交する孔断面が一定の第1の部分と、前記孔断面の断面積が前記第1の部分よりも大きい第2の部分と、を有し、前記第2の部分における内壁面は、前記第2の領域である、ことが好ましい。
前記第2の部分は、前記第1の部分に対して、前記孔底の側に位置し、前記第2の部分における前記孔断面の等価直径は、前記第1の部分の前記孔断面の等価直径の1.15倍以上2.3倍以下である、ことが好ましい。
本発明の他の一態様は、タイヤ金型の内壁に装着され、タイヤのトレッド部にスタッドピン取付用孔を形成するためのモールドピンである。当該モールドピンは、
前記内壁に埋め込まれる埋込部と、
前記埋込部から前記モールドピンの先端に向かう方向に突出した本体部と、を有し、
前記本体部の外周側面は、前記本体部の突出方向に沿って、第1のピン領域と、前記第1のピン領域より表面粗さが細かい第2のピン領域と、を有し、
前記第2のピン領域は、前記第1のピン領域に対して、前記モールドピンの先端の側に設けられている。
前記内壁に埋め込まれる埋込部と、
前記埋込部から前記モールドピンの先端に向かう方向に突出した本体部と、を有し、
前記本体部の外周側面は、前記本体部の突出方向に沿って、第1のピン領域と、前記第1のピン領域より表面粗さが細かい第2のピン領域と、を有し、
前記第2のピン領域は、前記第1のピン領域に対して、前記モールドピンの先端の側に設けられている。
前記第2のピン領域は、前記内壁から突出している前記本体部の突出長さの40%以下の長さ、前記先端から前記埋込部に近づく側に向かった位置と前記先端との間の範囲内に設けられている、ことが好ましい。
前記本体部は、前記突出方向に沿って、前記突出方向に直交するピン断面が一定の第1のピン部分と、前記ピン断面の断面積が前記第1のピン部分よりも大きい第2のピン部分と、を有し、前記第2のピン部分の外周側面は、前記第2のピン領域である、ことが好ましい。
前記第2のピン領域の算術平均粗さRaは、3.2μm以上6.4μm以下である、ことが好ましい。
本発明のさらに他の一態様は、生タイヤを成型するタイヤ金型と、
前記タイヤ金型の内壁に装着された、前記モールドピンと、を備えることを特徴とするモールドピン付きタイヤ金型である。
前記タイヤ金型の内壁に装着された、前記モールドピンと、を備えることを特徴とするモールドピン付きタイヤ金型である。
前記タイヤ金型のうち、空気入りタイヤのトレッド部を形成するトレッド形成面を有するトレッド用金型は、タイヤ周方向に沿って分割されるよう構成された複数のセクター金型を備え、
前記モールドピンは、前記外周側面が表面処理された表面処理モールドピンであり、
前記セクター金型の前記トレッド形成面には、前記表面処理モールドピンを含む複数の装着モールドピンがタイヤ周方向に設けられ、
前記セクター金型それぞれにおいて、前記セクター金型それぞれのタイヤ周方向に対応する型周方向に沿ったトレッド形成面長さの20%、前記セクター金型それぞれの型周方向の最外端から前記セクター金型の型周方向内側にある位置と前記最外端との間の範囲内に位置する装着モールドピンは、前記表面処理モールドピンである、ことが好ましい。
前記モールドピンは、前記外周側面が表面処理された表面処理モールドピンであり、
前記セクター金型の前記トレッド形成面には、前記表面処理モールドピンを含む複数の装着モールドピンがタイヤ周方向に設けられ、
前記セクター金型それぞれにおいて、前記セクター金型それぞれのタイヤ周方向に対応する型周方向に沿ったトレッド形成面長さの20%、前記セクター金型それぞれの型周方向の最外端から前記セクター金型の型周方向内側にある位置と前記最外端との間の範囲内に位置する装着モールドピンは、前記表面処理モールドピンである、ことが好ましい。
上述のモールドピン及びモールドピン付きタイヤ金型によれば、タイヤのスタッドピン取付用孔周りにクラックが発生し難く、スタッドピンの耐ピン抜け性が向上する空気入りタイヤを作製することができる。さらに、上述の空気入りタイヤによれば、孔周りにクラックの発生が少なく、スタッドピンの耐ピン抜け性は向上する。
以下、一実施形態の空気入りタイヤについて説明する。図1は、一実施形態の空気入りタイヤ(以降、タイヤという)10の断面を示すタイヤ断面図である。タイヤ10は、トレッド部にスタッドピンが埋め込まれたスタッドタイヤである。
タイヤ10は、例えば、乗用車用タイヤである。乗用車用タイヤは、JATMA YEAR BOOK 2010(日本自動車タイヤ協会規格)のA章に定められるタイヤをいう。この他、B章に定められる小型トラック用タイヤおよびC章に定められるトラック及びバス用タイヤに適用することもできる。
タイヤ10は、例えば、乗用車用タイヤである。乗用車用タイヤは、JATMA YEAR BOOK 2010(日本自動車タイヤ協会規格)のA章に定められるタイヤをいう。この他、B章に定められる小型トラック用タイヤおよびC章に定められるトラック及びバス用タイヤに適用することもできる。
以降で説明するタイヤ周方向とは、タイヤ回転軸を中心にタイヤ10を回転させたとき、トレッド表面の回転する方向をいい、タイヤ径方向とは、タイヤ回転軸に対して直交して延びる放射方向をいい、タイヤ径方向外側とは、タイヤ回転軸からタイヤ径方向に離れる側をいう。タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸方向に平行な方向をいい、タイヤ幅方向外側とは、タイヤ10のタイヤセンターラインCLから離れる両側をいう。
一実施形態の空気入りタイヤは、スタッドピンが埋設される孔(スタッドピン取付用孔)をトレッド部に有する。このとき、上記孔の内壁面は、トレッド表面から孔の孔底に向かう孔深さ方向に沿って、第1の領域と、第1の領域より表面粗さが細かい第2の領域と、を有する。表面粗さは、例えば、JIS B0601−2001における算術平均粗さRaを指標とすることができる。あるいは、粗さ曲線の最大高さRzを指標とすることができる。第2の領域は、第1の領域に対して、孔の孔底の側に設けられている。このように、孔の内壁面に第1の領域、及び第1の領域に対して孔の孔底の側(トレッド表面から遠ざかる側)に第2の領域が設けられていることで、スタッドピンは、孔の中で、自転を起こし難く、さらに、スタッドピンの保持力の低下を抑えることができる。第1の領域の表面粗さは第2の領域の表面粗さに比べて粗いので、スタッドピンは、第1の領域との間の摩擦力によって自転し難い。一方、孔底の側に設けられる第2の領域の表面粗さは第1の領域の表面粗さに比べて細かいので、孔の拡径部からスタッドピンの拡大部を抜き出そうとする時、拡径部の近傍の孔径の小さい部分の内壁面の表面粗さも小さく、モールドピンの拡大部と内壁面との間の摩擦力は小さくなる。孔のトレッド表面の側は、孔の開口部に近いので、孔は拡径部近傍に比べて変形しやすく、摩擦力が大きくても、孔の内壁面はクラックが入るような変形は生じ難い。また、孔のトレッド表面の側の内壁面は、大きな摩擦力で変形を受けることがないので、スタッドピンが孔に装着され、タイヤがドライ路面を走行した時でも、孔にクラックが入り難く保持力は維持されてスタッドピンの抜けは少ない。このような孔を有する空気入りタイヤの一例を以下説明する。
(タイヤ構造)
タイヤ10は、骨格材あるいは骨格材の層として、カーカスプライ層12と、ベルト層14と、ビードコア16とを有し、これらの骨格材の周りに、トレッドゴム部材18と、サイドゴム部材20と、ビードフィラーゴム部材22と、リムクッションゴム部材24と、インナーライナゴム部材26と、を主に有する。
タイヤ10は、骨格材あるいは骨格材の層として、カーカスプライ層12と、ベルト層14と、ビードコア16とを有し、これらの骨格材の周りに、トレッドゴム部材18と、サイドゴム部材20と、ビードフィラーゴム部材22と、リムクッションゴム部材24と、インナーライナゴム部材26と、を主に有する。
カーカスプライ層12は、一対の円環状のビードコア16の間を巻きまわしてトロイダル形状を成した、有機繊維をゴムで被覆したカーカスプライ材12a,12bを含む。図1に示すタイヤ10では、カーカスプライ層12は、カーカスプライ材12a,12bで構成されているが、1つのカーカスプライ材で構成されてもよい。カーカスプライ層12のタイヤ径方向外側に2枚のベルト材14a,14bで構成されるベルト層14が設けられている。ベルト層14は、タイヤ周方向に対して、所定の角度、例えば20〜30度傾斜して配されたスチールコードにゴムを被覆した部材であり、下層のベルト材14aが上層のベルト材14bに比べてタイヤ幅方向の幅が広い。2層のベルト材14a,14bのスチールコードの傾斜方向は互いに逆方向である。このため、ベルト材14a,14bは、交錯層となっており、充填された空気圧によるカーカスプライ層12の膨張を抑制する。
ベルト層14のタイヤ径方向外側には、トレッドゴム部材18が設けられ、トレッドゴム部材18の両端部には、サイドゴム部材20が接続されてサイドウォール部を形成している。トレッドゴム部材18は2層のゴム部材で構成され、タイヤ径方向外側に設けられる上層トレッドゴム部材18aとタイヤ径方向内側に設けられる下層トレッドゴム部材18bとを有する。サイドゴム部材20のタイヤ径方向内側の端には、リムクッションゴム部材24が設けられ、タイヤ10を装着するリムと接触する。ビードコア16のタイヤ径方向外側には、ビードコア16の周りに巻きまわす前のカーカスプライ層12の部分と、ビードコア16の周りに巻きまわしたカーカスプライ層12の部分との間に挟まれるようにビードフィラーゴム部材22が設けられている。タイヤ10とリムとで囲まれる空気を充填するタイヤ空洞領域に面するタイヤ10の内表面には、インナーライナゴム部材26が設けられている。
この他に、タイヤ10は、ベルト層14のタイヤ径方向外側からベルト層14を覆う、有機繊維をゴムで被覆したベルトカバー層28を備える。
この他に、タイヤ10は、ベルト層14のタイヤ径方向外側からベルト層14を覆う、有機繊維をゴムで被覆したベルトカバー層28を備える。
タイヤ10は、このようなタイヤ構造を有するが、タイヤ構造は、図1に示すタイヤ構造に限定されない。
(トレッドパターン)
図2は、タイヤ10のトレッドパターン30の一例を平面上に展開したトレッドパターンの一部の平面展開図である。タイヤ10は図2に示されるように、タイヤ周方向の一方の向きを示す回転方向Rが指定されている。回転方向Rの向きは、タイヤ10のサイドウォール表面に設けられた数字、記号等によって表示され指定されている。
図2は、タイヤ10のトレッドパターン30の一例を平面上に展開したトレッドパターンの一部の平面展開図である。タイヤ10は図2に示されるように、タイヤ周方向の一方の向きを示す回転方向Rが指定されている。回転方向Rの向きは、タイヤ10のサイドウォール表面に設けられた数字、記号等によって表示され指定されている。
図2に示されるように、トレッドパターン30は、傾斜溝32と横断溝34を主に有する。
傾斜溝32は、タイヤセンターラインCLの両側においてそれぞれ回転方向Rとは反対側に進むにつれて(図2中上方向に進むにつれて)タイヤ幅方向外側に延びるように、タイヤ周方向に対して傾斜した溝である。傾斜溝32は、パターンエンドEに到達することなく、途中で閉塞している。傾斜溝32は、タイヤ周方向に所定の間隔で複数設けられている。
横断溝34は、タイヤセンターラインCLの両側においてそれぞれ回転方向Rとは反対側へ進むにつれて、タイヤ幅方向外側に向かい、さらに、両側のパターンエンドEまで延びるようにタイヤ周方向に対して傾斜した溝である。横断溝34は、タイヤ周方向に所定の間隔で複数設けられている。
傾斜溝32のタイヤ周方向に対する傾斜角度は、タイヤ幅方向の同じ位置において、横断溝34のタイヤ周方向に対する傾斜角度に比べて小さい。このため、横断溝34は、傾斜溝32と交差する。
また、トレッド表面には、波形状のサイプ42,44が複数設けられている。なお、図2中、複数の孔46(スタッドピン取付用孔)が設けられ、この孔46に後述するスタッドピン48(図3参照)が装着される。
タイヤ10のトレッドパターンは、図2に示すトレッドパターン30に限定されない。
傾斜溝32は、タイヤセンターラインCLの両側においてそれぞれ回転方向Rとは反対側に進むにつれて(図2中上方向に進むにつれて)タイヤ幅方向外側に延びるように、タイヤ周方向に対して傾斜した溝である。傾斜溝32は、パターンエンドEに到達することなく、途中で閉塞している。傾斜溝32は、タイヤ周方向に所定の間隔で複数設けられている。
横断溝34は、タイヤセンターラインCLの両側においてそれぞれ回転方向Rとは反対側へ進むにつれて、タイヤ幅方向外側に向かい、さらに、両側のパターンエンドEまで延びるようにタイヤ周方向に対して傾斜した溝である。横断溝34は、タイヤ周方向に所定の間隔で複数設けられている。
傾斜溝32のタイヤ周方向に対する傾斜角度は、タイヤ幅方向の同じ位置において、横断溝34のタイヤ周方向に対する傾斜角度に比べて小さい。このため、横断溝34は、傾斜溝32と交差する。
また、トレッド表面には、波形状のサイプ42,44が複数設けられている。なお、図2中、複数の孔46(スタッドピン取付用孔)が設けられ、この孔46に後述するスタッドピン48(図3参照)が装着される。
タイヤ10のトレッドパターンは、図2に示すトレッドパターン30に限定されない。
(スタッドピン及びスタッドピン取付用孔)
図3は、スタッドピン48と孔46の一例を説明する図である。
スタッドピン48は、タイヤ10に装着された時、トレッド表面から突出して、路面と接する先端部48aと、先端部48aを固定し、トレッドゴム部材18に設けられた孔46に埋設される埋設部48bと、を有する。埋設部48bは、先端部48aの側から順番に胴体部48c、シャンク部48d、及びフランジ部48eを有する。胴体部48cは、先端部48aを固定する部分で、孔46の開口部から胴体部48cの上面が露出する。フランジ部48eは、先端部48aと反対側の端に設けられた鍔状に突出した部分で、胴体部48cに比べて外径が大きい。シャンク部48dは、胴体部48cとフランジ部48eの間に設けられ、シャンク部48dの外径は、胴体部48c及びフランジ部48eの外径に比べて小さい。
図3は、スタッドピン48と孔46の一例を説明する図である。
スタッドピン48は、タイヤ10に装着された時、トレッド表面から突出して、路面と接する先端部48aと、先端部48aを固定し、トレッドゴム部材18に設けられた孔46に埋設される埋設部48bと、を有する。埋設部48bは、先端部48aの側から順番に胴体部48c、シャンク部48d、及びフランジ部48eを有する。胴体部48cは、先端部48aを固定する部分で、孔46の開口部から胴体部48cの上面が露出する。フランジ部48eは、先端部48aと反対側の端に設けられた鍔状に突出した部分で、胴体部48cに比べて外径が大きい。シャンク部48dは、胴体部48cとフランジ部48eの間に設けられ、シャンク部48dの外径は、胴体部48c及びフランジ部48eの外径に比べて小さい。
孔46は、フランジ部48eに対応した拡径部46aを孔底に有し、拡径部46aの孔開口側には、拡径部46aよりも孔断面が狭く、一定の孔断面及び孔径を有する孔本体部46bを備える。図3に示す孔46には、孔開口部は、一定の孔断面及び孔径を有する孔本体部46bに属するが、孔本体部46bに対して孔開口部に向けて孔径が広がった図示されない面取り部が設けられてもよい。
このような孔46の内壁面には、表面粗さの異なる第1の領域47aと第2の領域47bが設けられている。図3では、第1の領域47aは太い実線で、第2の領域47bは破線でその領域を示している。第1の領域47aは、トレッド表面の側に、第2の領域47bは、第1の領域47aに対してトレッド表面の側から遠ざかる側、すなわち孔底の側に、それぞれ設けられている。第2の領域47bの表面粗さは、第1の領域47aの表面粗さに比べて細かい。表面粗さとして、例えば、算術平均粗さRaあるいは最大高さRz(JIS B0601−2001)が用いられる。算術平均粗さRaは、孔46の内壁面の表面を切り出して接触式粗さ計、原子間力顕微鏡、あるいはレーザ顕微鏡等により測定することができる。
孔46の孔底46cの面の表面粗さは、第1の領域47aと同様の表面粗さであってもよいし、第2の領域47bと同様の表面粗さであってもよい。
このように、孔46の内壁面に第1の領域、及び第1の領域に対して孔底の側に第2の領域を備えることで、スタッドピン48は、孔46の中で、自転を起こし難く、さらに、スタッドピン48の保持力の低下を抑えることができる。
孔46の孔底46cの面の表面粗さは、第1の領域47aと同様の表面粗さであってもよいし、第2の領域47bと同様の表面粗さであってもよい。
このように、孔46の内壁面に第1の領域、及び第1の領域に対して孔底の側に第2の領域を備えることで、スタッドピン48は、孔46の中で、自転を起こし難く、さらに、スタッドピン48の保持力の低下を抑えることができる。
このとき、第2の領域47bは、孔46の孔深さDの40%以下の長さ、孔46の孔底46cからトレッド表面の側に向かった位置と孔底46cとの間の範囲内に設けられていることが、孔底46c及びその上方近傍においてクラックが入り難くすることができる点から好ましい。第2の領域47bは、領域をある程度の大きさを確保してクラックの発生を抑え、耐ピン抜け性を向上させる点から、孔46の孔深さDの10%以上の長さ、孔46の孔底46cからトレッド表面の側に向かった位置と孔底46cとの間の範囲内に設けられていることが好ましい。
上述したように、孔46は、トレッド表面から孔底に向かう孔深さ方向に沿って、孔深さ方向に直交する孔断面が一定である孔本体部46b(第1の部分)と、孔断面の断面積が孔本体部46bよりも大きい拡径部46a(第2の部分)と、を有する。拡径部46aにおける内壁面は、第2の領域47bである。拡径部46aからモールドピンが引き抜かれるとき、モールドピンが表面粗さの細かい第2の領域47bに対して擦りながらモールドピンは移動し、モールドピンと第2の領域47bとの間の摩擦力は小さいので、第2の領域47bには、クラックが入り難い。また、大きな摩擦力で変形を受けることなく孔46が形成されるので、スタッドピン48が孔46に装着され、タイヤ10がドライ路面を走行した時でも、孔46にクラックが入り難く保持力は維持されてスタッドピン48の抜けは少ない。すなわち、耐ピン抜け性は向上する。
一実施形態によれば、拡径部46a(第2の部分)における孔断面の等価直径は、孔本体部46b(第1の部分)の孔断面の等価直径の1.15倍以上2.3倍以下であることが、スタッドピン48の保持力を高め、孔46にクラックが入り難くすることができる点から好ましい。等価直径とは、孔断面が円形の場合は、孔断面の直径であるが、楕円あるいは多角形形状の場合、その断面積と同じ断面積の円形状の直径をいう。拡径部46aにおける等価直径が、孔本体部46bにおける等価直径の1.15倍未満の場合、モールドピン48の保持力が低下する。一方、拡径部46aにおける等価直径が、孔本体部46bにおける等価直径の2.3倍超の場合、クラックが発生し易くなるので好ましくない。
(タイヤ金型及びモールドピン)
図4は、タイヤ10を製造するタイヤ金型100の一例を説明する図である。タイヤ10の一方のサイド部を成形する環状の上型101と、他方のサイド部を成形する環状の下型102と、タイヤ10のトレッド部を成形する複数のセクター金型103からなる環状の側型104と、を備える。
図4は、タイヤ10を製造するタイヤ金型100の一例を説明する図である。タイヤ10の一方のサイド部を成形する環状の上型101と、他方のサイド部を成形する環状の下型102と、タイヤ10のトレッド部を成形する複数のセクター金型103からなる環状の側型104と、を備える。
上型101は下面側に、下型102は上面側に、サイド部を成形するサイドウォール形成面105,106を有している。側型104は、内表面側にトレッド部を形成するトレッド形成面107を有している。
トレッド形成面107(タイヤ金型の内壁)には、モールドピン50が装着されている。モールドピン50は、上述した孔46を形成するためにトレッド形成面107から突出している。
トレッド形成面107(タイヤ金型の内壁)には、モールドピン50が装着されている。モールドピン50は、上述した孔46を形成するためにトレッド形成面107から突出している。
図5は、モールドピン50の一例を説明する図である。モールドピン50は、タイヤ金型の内壁に埋め込まれる埋込部50aと、埋込部50aから遠ざかる方向、すなわち、モールドピン50の先端の側に向かって突出した本体部50bと、を有する。ここで、本体部50bの外周側面は、埋込部50aから先端側に向かう突出方向に沿って、第1のピン領域52aと、第2のピン領域52bと、を有する。図5では、第1のピン領域52aは、太い実線で、第2のピン領域52bは、破線でその領域を示している。第2のピン領域52bは、第1のピン領域52aより表面粗さが細かい。第2のピン領域52bは、第1のピン領域52aに対して、先端の側、いいかえると埋込部50aから遠ざかる側に位置している。このような構成のモールドピン50を用いることにより、孔46の内壁面には、上述した第1の領域47aと第2の領域47bとが形成される。第1のピン領域52aによって、第1の領域47aが形成され、第2のピン領域52bによって、第2の領域47bが形成される。
上述した孔48の内壁面の第1の領域47a及び第2の領域47bに対応するように、第2のピン領域52bは、内壁から突出している本体部50bの突出長さの40%以下の長さ、本体部50bの先端から埋込部50aに近づく側に向かった位置と本体部50bの先端との間の範囲内に設けられている、ことが好ましい。これにより、孔底46c及びその上方近傍の内壁面においてクラックが入り難くい孔46を作ることができる。
また、上述した孔48の一定の断面の孔本体部46b(第1の部分)と拡径部46a(第2の部分)に対応するように、本体部50bは、突出方向に沿って、突出方向に直交する断面及び断面積が一定の第1のピン部分53aと、上記断面積が第1のピン部分53aよりも大きい第2のピン部分(拡大部)53bと、を有し、第2のピン部分(拡大部)53bの外周側面は、第2のピン領域52bになっている。これにより、第2の領域47bにクラックが入り難い孔46を作ることができる。
一実施形態によれば、第2のピン領域47bの算術平均粗さRaは、3.2μm以上6.4μm以下であることが、孔46にクラックを発生させ難くする点から好ましい。このようなスタッドピン50は、スタッドピン50の外周側面を研磨等することにより、第2のピン領域47bを設けることができる。すなわち、スタッドピン50は、第2のピン領域53bが形成されるように表面処理されたモールドピンである。
また、図4に示すタイヤ金型100のうち、空気入りタイヤのトレッド部を形成するトレッド形成面107を有する側型104(トレッド用金型)が、タイヤ周方向に沿って分割されるよう構成された複数のセクター金型であり、モールドピン50を表面処理モールドピンというとき、図6に示すように、セクター金型103のトレッド形成面107には、表面処理モールドピンを含む複数の装着モールドピンがタイヤ周方向に設けられる。図6は、セクター金型103の一例を説明する図である。セクター金型103それぞれにおいて、セクター金型103それぞれのタイヤ周方向に対応した型周方向に沿ったトレッド形成面長さLsの20%、セクター金型103それぞれの型周方向の両側の最外端103eからセクター金型103の型周方向内側にある位置と最外端との間の範囲(以降、この範囲を最外端103eの近傍という)内に位置する装着モールドピンは、表面処理モールドピンであることが好ましい。それ以外の範囲にある装着モールドピンは、表面処理モールドピンであってもよいが、第1のピン領域52aと第2のピン領域52bは区別して設けられず、外周側面全体が第1のピン領域52aの表面粗さと同じ表面粗さの面を備えるスタッドピンであってもよい。
このように、表面処理モールドピンを、セクター金型103の最外端103e近傍に設けるのは、タイヤ10を、タイヤ金型100を用いて作製するとき、最外端103e近傍に作られる孔46にクラックが発生しやすいような変形を与えないためである。セクター金型103は、加硫終了後のタイヤ10から離れる時、セクター金型103のタイヤ周方向の中心点が、タイヤ径方向に沿って外側に移動するので、上記中心点から離れた最外端103e近傍の孔46から引き抜かれるスタッドピン50は、孔46の延びる方向(タイヤ径方向)に対して傾斜して引き抜かれる。このとき、スタッドピン50の第2の部分(拡大部)53bは、最外端103e近傍よりタイヤ周方向内側の範囲の孔46に比べて、最外端103e近傍の孔46の内壁面を強く擦る。このため、最外端103e近傍の孔46には、摩擦力が小さくなるように、表面処理モールドピンが設けられることが好ましい。
なお、モールドピン50の第1のピン領域52a及び第2のピン領域52bの表面凹凸が、孔46の内壁面にそっくりそのまま転写されるわけではないが、第1のピン領域52a及び第2のピン領域52bの表面粗さの粗密の関係を維持したまま、第1のピン領域52a及び第2のピン領域52bの表面粗さは、孔46の内壁面に第1の領域47a及び第2の領域47bとして反映される。
(実施例、従来例)
本実施形態のタイヤ10あるいはスタッドピン50の効果を調べるために、モールドピンの外周側面の第2のピン領域52bの表面粗さや領域の範囲を種々変更して、孔46のクラックの発生の頻度と耐ピン抜け性を調べた。
具体的には、孔46のクラックの発生の頻度については、タイヤ金型を用いて加硫した後の未使用の1本のタイヤのトレッド部を切り取って孔46内部におけるクラックの発生の有無を調べ、クラック発生無しの孔46の総数のうち、従来例1における総数を100として従来例2及び各実施例の総数を指数化した。
耐ピン抜け性の試験として、図1,2に示すタイヤ10のトレッド部に200本スタッドピンを打ち込んだタイヤ(タイヤサイズ205/55R16 94T)をリム(リムサイズ:16×6.5J)に装着した車輪(空気圧210kPa)を車両(排気量2000ccの前輪駆動車)に装着し、ドライ路面(アスファルト路面およびコンクリート路面)を10,000km走行させた。その後、トレッド部に残存したスタッドピンの数を数えた。従来例のタイヤに残存したスタッドピンの数を100としたときのタイヤ10に残存したスタッドピンの数の相対値を耐ピン抜け性能の指数とした。
本実施形態のタイヤ10あるいはスタッドピン50の効果を調べるために、モールドピンの外周側面の第2のピン領域52bの表面粗さや領域の範囲を種々変更して、孔46のクラックの発生の頻度と耐ピン抜け性を調べた。
具体的には、孔46のクラックの発生の頻度については、タイヤ金型を用いて加硫した後の未使用の1本のタイヤのトレッド部を切り取って孔46内部におけるクラックの発生の有無を調べ、クラック発生無しの孔46の総数のうち、従来例1における総数を100として従来例2及び各実施例の総数を指数化した。
耐ピン抜け性の試験として、図1,2に示すタイヤ10のトレッド部に200本スタッドピンを打ち込んだタイヤ(タイヤサイズ205/55R16 94T)をリム(リムサイズ:16×6.5J)に装着した車輪(空気圧210kPa)を車両(排気量2000ccの前輪駆動車)に装着し、ドライ路面(アスファルト路面およびコンクリート路面)を10,000km走行させた。その後、トレッド部に残存したスタッドピンの数を数えた。従来例のタイヤに残存したスタッドピンの数を100としたときのタイヤ10に残存したスタッドピンの数の相対値を耐ピン抜け性能の指数とした。
表1中の “第2のピン領域52bの範囲”とは、第2のピン領域52bが占める範囲が、本体部50bの先端から、本体部50bの突出長さの何%の長さの範囲にあるか、を意味する。
従来例1,2及び実施例1の比較より、第1のピン領域50aより表面粗さが細かい第2の領域50bを第1の領域50aに対して、本体部50bの先端の側に設けることで、クラックの発生頻度を抑え、耐ピン抜け性を向上させることができることがわかる。
実施例1〜3より、第2のピン領域52bは、本体部50bの突出長さの40%以下の長さ、先端から埋込部50aに近づく側に向かった位置と先端との間の範囲内に設けられていることが、耐ピン抜け性を向上させる点から好ましいことがわかる。
また、拡大部53bの直径/本体部53aの直径は、孔46の本体部46bにおける孔断面の直径/拡径部46aに反映することから、タイヤ10の孔46の本体部46bにおける孔断面の直径が拡径部46aの孔断面の直径の1.15倍以上2.3倍以下となる条件を満たす実施例2のタイヤ10が、上記条件を満たさない実施例4,5のタイヤ10に較べて、クラックの発生頻度と耐ピン抜け性向上の点から好ましいことがわかる。
実施例1〜3より、第2のピン領域52bは、本体部50bの突出長さの40%以下の長さ、先端から埋込部50aに近づく側に向かった位置と先端との間の範囲内に設けられていることが、耐ピン抜け性を向上させる点から好ましいことがわかる。
また、拡大部53bの直径/本体部53aの直径は、孔46の本体部46bにおける孔断面の直径/拡径部46aに反映することから、タイヤ10の孔46の本体部46bにおける孔断面の直径が拡径部46aの孔断面の直径の1.15倍以上2.3倍以下となる条件を満たす実施例2のタイヤ10が、上記条件を満たさない実施例4,5のタイヤ10に較べて、クラックの発生頻度と耐ピン抜け性向上の点から好ましいことがわかる。
以上、本発明の空気入りタイヤ、モールドピン、及びモールドピン付きタイヤ金型について詳細に説明したが、本発明は実施形態及び実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
10 空気入りタイヤ
12 カーカスプライ層
12a,12b カーカスプライ材
14 ベルト層
14a,14b ベルト材
16 ビードコア
18 トレッドゴム部材
18a 上層トレッドゴム部材
18b 下層トレッドゴム部材
20 サイドゴム部材
22 ビードフィラーゴム部材
24 リムクッションゴム部材
26 インナーライナゴム部材
28 ベルトカバー層
30 トレッドパターン
32 傾斜溝
34 横断溝
42,44 サイプ
46 スタッドピン取付用孔
46a 拡径部
46b 孔本体部
46c 孔底
47a 第1の領域
47b 第2の領域
48 スタッドピン
48a 先端部
48b 埋設部
48c 胴体部
48d シャンク部
48e フランジ部
50 モールドピン
50a 埋込部
50b 本体部
52a 第1のピン領域
52b 第2のピン領域
53a 第1のピン部分
53b 第2のピン部分
100 タイヤ金型
102 上型
102 下型
103 セクター金型
103e 最外端
104 側型
105,106 サイドウォール形成面
107 トレッド形成面
12 カーカスプライ層
12a,12b カーカスプライ材
14 ベルト層
14a,14b ベルト材
16 ビードコア
18 トレッドゴム部材
18a 上層トレッドゴム部材
18b 下層トレッドゴム部材
20 サイドゴム部材
22 ビードフィラーゴム部材
24 リムクッションゴム部材
26 インナーライナゴム部材
28 ベルトカバー層
30 トレッドパターン
32 傾斜溝
34 横断溝
42,44 サイプ
46 スタッドピン取付用孔
46a 拡径部
46b 孔本体部
46c 孔底
47a 第1の領域
47b 第2の領域
48 スタッドピン
48a 先端部
48b 埋設部
48c 胴体部
48d シャンク部
48e フランジ部
50 モールドピン
50a 埋込部
50b 本体部
52a 第1のピン領域
52b 第2のピン領域
53a 第1のピン部分
53b 第2のピン部分
100 タイヤ金型
102 上型
102 下型
103 セクター金型
103e 最外端
104 側型
105,106 サイドウォール形成面
107 トレッド形成面
Claims (10)
- スタッドピンが埋設されるスタッドピン取付用孔をトレッド部に有する空気入りタイヤであって、
前記スタッドピン取付用孔の内壁面は、トレッド表面から前記スタッドピン取付用孔の孔底に向かう孔深さ方向に沿って、第1の領域と、前記第1の領域より表面粗さが細かい第2の領域と、を有し、
前記第2の領域は、前記第1の領域に対して、前記スタッドピン取付用孔の孔底の側に設けられている、ことを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記第2の領域は、前記スタッドピン取付用孔の孔深さの40%以下の長さ、前記孔底から前記トレッド表面の側に向かった位置と前記孔底との間の範囲内に設けられている、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記スタッドピン取付用孔は、前記孔深さ方向に沿って、前記孔深さ方向に直交する孔断面が一定の第1の部分と、前記孔断面の断面積が前記第1の部分よりも大きい第2の部分と、を有し、
前記第2の部分における内壁面は、前記第2の領域である、請求項1または2に記載の空気入りタイヤ。 - 前記第2の部分は、前記第1の部分に対して、前記孔底の側に位置し、
前記第2の部分における前記孔断面の等価直径は、前記第1の部分の前記孔断面の等価直径の1.15倍以上2.3倍以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。 - タイヤ金型の内壁に装着され、タイヤのトレッド部にスタッドピン取付用孔を形成するためのモールドピンであって、
前記内壁に埋め込まれる埋込部と、
前記埋込部から前記モールドピンの先端に向かう方向に突出した本体部と、を有し、
前記本体部の外周側面は、前記本体部の突出方向に沿って、第1のピン領域と、前記第1のピン領域より表面粗さが細かい第2のピン領域と、を有し、
前記第2のピン領域は、前記第1のピン領域に対して、前記モールドピンの先端の側に設けられている、ことを特徴とするモールドピン。 - 前記第2のピン領域は、前記内壁から突出している前記本体部の突出長さの40%以下の長さ、前記先端から前記埋込部に近づく側に向かった位置と前記先端との間の範囲内に設けられている、請求項5に記載のモールドピン。
- 前記本体部は、前記突出方向に沿って、前記突出方向に直交するピン断面が一定の第1のピン部分と、前記ピン断面の断面積が前記第1のピン部分よりも大きい第2のピン部分と、を有し、
前記第2のピン部分の外周側面は、前記第2のピン領域である、請求項5または6に記載のモールドピン。 - 前記第2のピン領域の算術平均粗さRaは、3.2μm以上6.4μm以下である、請求項5〜7のいずれか1項に記載のモールドピン。
- 生タイヤを成型するタイヤ金型と、
前記タイヤ金型の内壁に装着された、請求項5〜8のいずれか1項に記載のモールドピンと、を備えることを特徴とするモールドピン付きタイヤ金型。 - 前記タイヤ金型のうち、空気入りタイヤのトレッド部を形成するトレッド形成面を有するトレッド用金型は、タイヤ周方向に沿って分割されるよう構成された複数のセクター金型を備え、
前記モールドピンは、前記外周側面が表面処理された表面処理モールドピンであり、
前記セクター金型の前記トレッド形成面には、前記表面処理モールドピンを含む複数の装着モールドピンがタイヤ周方向に設けられ、
前記セクター金型それぞれにおいて、前記セクター金型それぞれのタイヤ周方向に対応する型周方向に沿ったトレッド形成面長さの20%、前記セクター金型それぞれの型周方向の最外端から前記セクター金型の型周方向内側にある位置と前記最外端との間の範囲内に位置する装着モールドピンは、前記表面処理モールドピンである、請求項9に記載のモールドピン付きタイヤ金型。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017249711A JP2019116113A (ja) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | 空気入りタイヤ、モールドピン、及びモールドピン付きタイヤ金型 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2017249711A JP2019116113A (ja) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | 空気入りタイヤ、モールドピン、及びモールドピン付きタイヤ金型 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2019116113A true JP2019116113A (ja) | 2019-07-18 |
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ID=67305083
Family Applications (1)
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JP2017249711A Pending JP2019116113A (ja) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | 空気入りタイヤ、モールドピン、及びモールドピン付きタイヤ金型 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2019116113A (ja) |
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2017
- 2017-12-26 JP JP2017249711A patent/JP2019116113A/ja active Pending
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