JP2024014652A - 空気入りタイヤおよびタイヤ成型用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】吸水性能および排水性能を向上させることができる空気入りタイヤを提供する。【解決手段】ブロック３０を含むトレッド２０を有する空気入りタイヤ１０であって、ブロック３０には、サイプ４０が形成され、サイプ４０の少なくとも一方の壁面４０Ａには、トレッド２０の表面から底側に向かって延びる第１溝４１が形成され、第１溝４１の底端は、タイヤ軸方向Ｘのショルダ側ＳＨを向いている。【選択図】図３

Description

本発明は、サイプが形成されたブロックを有する空気入りタイヤ、およびこの空気入りタイヤを成型するタイヤ成型用金型に関する。

空気入りタイヤは、路面に接地する部分であるトレッドを有している。トレッドは、複数のブロックを含んでいる。ブロックには、サイプが形成されている。サイプは、細い溝である。サイプによれば、ブロックの硬さを調整することができ、ブロックのエッジが増加されてグリップ力を向上させることができる、空気入りタイヤのサイプは、タイヤ成型用金型が備えているサイプブレードを用いて成型される。

例えば、特許文献１には、サイプブレードが折り返して連続して形成され、タイヤ径方向の内側を向く面がタイヤ径方向の外側を向く面よりも摩擦力が大きい粗面として形成されたタイヤ成型用金型が開示されている。また、特許文献２には、サイプの壁面に凹凸が形成され、壁面同士の摩擦係数を向上させて、ブロックが大きく変形するのを抑制する空気入りタイヤが開示されている。

特開２００７－２９０１５２号公報 特開平８－１７５１１５号公報

ところで、タイヤは、濡れた路面上での水、または氷雪路面上においてタイヤとの摩擦で溶けて生じた水を吸水して排水する性能が求められる。特許文献１および特許文献２に開示された空気入りタイヤおよびタイヤ成型用金型のサイプの構成では、サイプの壁面の摩擦係数を向上させているものの、吸水性能および排水性能を向上させることが考慮されていない。

そこで、本発明は、吸水性能および排水性能を向上させることができる空気入りタイヤおよびタイヤ成型金型を提供することを目的とする。

本発明に係る空気入りタイヤは、ブロックを含むトレッドを有する空気入りタイヤであって、ブロックには、サイプが形成され、サイプの少なくとも一方の壁面には、トレッドの表面から底側に向かって延びる第１溝が形成され、第１溝の底端は、タイヤ軸方向のショルダ側を向いていることを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤおよびタイヤ成型金型によれば、吸水性能および排水性能を向上させることができる。

実施形態の一例である空気入りタイヤのブロックを示す模式平面図である。 図１のＡ部の拡大図である。 ブロックを一部切欠して示す斜視図である。 図２の矢視Ｂから見た図である。 赤道ＣＬ上のブロックを図２の矢視Ｂから見た図である。 タイヤ成型金型を示す模式図である。 サイプブレードを示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。以下の説明において、具体的な形状、材料、方向、数値等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等に合わせて適宜変更することができる。

＜空気入りタイヤ＞
図１を用いて、実施形態の一例である空気入りタイヤ１０について説明する。

図１に示すように、空気入りタイヤ１０は、ブロック３０を含むトレッド２０を有している。また、ブロック３０には、サイプ４０が形成されている。この空気入りタイヤ１０によれば、詳細は後述するが、吸水性能および排水性能を向上させることができる。

以下では、タイヤ軸方向Ｘ、タイヤ周方向Ｙおよびタイヤ径方向Ｚに従って、各部材について説明する。また、タイヤ軸方向Ｘでは、タイヤ軸方向Ｘの中央を赤道ＣＬとし、タイヤ軸方向Ｘのそれぞれの外側をショルダ側ＳＨとして説明する場合もある。

トレッド２０は、空気入りタイヤ１０において路面に接地する部分である。トレッド２０は、主溝２１と副溝２２とによって区切られる複数のブロック３０を有している。ブロック３０は、それぞれ平面視にて赤道ＣＬ側に向かうに従ってタイヤ軸方向Ｘの長さが小さくなる矩形状に形成され、トレッド２０において整列して形成されている。ただし、本実施形態のブロック３０の形状に限定されることなく、ブロック３０は、主溝２１と副溝２２とで区切られていれば、ひし形でもよく、平行四辺形でもよく、特に形状が限定されることはない。

本実施形態では、タイヤ軸方向Ｘに５つのブロック３０が配置されているため、複数のブロック３０には、赤道ＣＬ上に配置されるブロック３０Ａが含まれている。なお、タイヤ軸方向Ｘに偶数のブロック３０が配置されている場合には、赤道ＣＬ上にブロック３０が配置されない。

主溝２１は、タイヤ周方向Ｙに沿って延びる溝である。主溝２１は、タイヤ周方向Ｙに沿って直線状に形成される。副溝２２は、タイヤ軸方向Ｘに沿って延びる溝である。副溝２２は、タイヤ軸方向Ｘに沿って直線状に形成される。ただし、本実施形態の主溝２１または副溝２２の形状に限定されることなく、主溝２１がタイヤ周方向Ｙに対して傾斜して形成されていてもよく、副溝２２がタイヤ軸方向Ｘに対し傾斜して形成されていてもよい。

＜サイプ＞
図２を用いて、サイプ４０について説明する。

ブロック３０には、サイプ４０が形成されている。サイプ４０は、タイヤ軸方向Ｘに延びる溝である。また、サイプ４０の溝の深さは、ブロック３０のタイヤ径方向Ｚの長さの６０～８０％となる。サイプ４０は、タイヤ軸方向Ｘに沿って直線状に形成される。サイプ４０は、ブロック３０のタイヤ周方向Ｙにおいて等間隔に３本形成されている。

ただし、本実施形態のサイプ４０の本数および形状に限定されることなく、ブロック３０に３～５本のサイプ４０が形成されていてもよい。また、サイプ４０は、タイヤ軸方向Ｘに対し傾斜して形成されていてもよく、波形に形成されていてもよく、ジグザクに形成されていてもよい。

サイプ４０によれば、サイプ４０の形状または本数を変更することによってトレッド２０におけるブロック３０の硬さを調整することができる。また、サイプ４０によってブロック３０のエッジが増加され、空気入りタイヤ１０のグリップ力を向上させることができる。ここで、エッジとは、トレッド２０の表面に形成される角部分である。さらに、サイプ４０によって濡れた路面上または氷雪路面上の水が吸水され、ブロック３０を路面または氷に密着させて空気入りタイヤ１０のグリップ力を向上させることができる。

＜第１溝＞
図２から図４を用いて、第１溝４１について説明する。なお、図３では、サイプ４０の壁面４０Ｂを形成するブロック３０の一部を切片して示している。

サイプ４０の両壁面４０Ａ、４０Ｂには、第１溝４１がそれぞれ複数形成されている。第１溝４１は、タイヤ径方向Ｚにおいて表面ＳＦから底側に向かって延びる溝である。ここで、サイプ４０の両壁面４０Ａ、４０Ｂとは、サイプ４０のタイヤ周方向Ｙにおいて互いに対向する面である。第１溝４１によれば、トレッド２０の表面ＳＦの水をサイプ４０の底まで吸水することができ、サイプ４０の吸水効果を向上させることができる。

ただし、本実施形態の第１溝４１のようにサイプ４０の両壁面４０Ａ、４０Ｂに第１溝４１が形成されている構成に限定されることなく、第１溝４１は、サイプ４０の一方の壁面４０Ａにのみ形成されていてもよく、サイプ４０の他方の壁面４０Ｂにのみ形成されていてもよい。

本実施形態のようにサイプ４０の両壁面４０Ａ、４０Ｂに第１溝４１がそれぞれ形成されている場合には、第１溝４１同士が互いに対向しないように形成されていることが好ましい。より具体的には、壁面４０Ａに形成された第１溝４１は、他方の壁面４０Ｂが対向するように形成され、他方の壁面４０Ｂに形成された第１溝４１は、壁面４０Ａが対向するように形成されることが好ましい。ただし、上述した本実施形態の第１溝４１に限定されることなく、第１溝４１同士が互いに対向していてもよく、第１溝４１の一部同士が互いに対向していてもよい。

上述した第１溝４１が互いに対向しない構成とすることによって、より多くの吸水経路が形成され、サイプ４０の吸水性能を向上させることができる。また、第１溝４１が互いに対向しない構成によって、より多くのエッジがトレッド２０の表面に形成されるため制動力が向上される。

第１溝４１の表面ＳＦの端は、ブロック３０の表面を貫通している。これにより、第１溝４１によってトレッド２０の表面の水を確実に吸水し、サイプ４０の吸水効果を向上させることができる。

第１溝４１の底端は、タイヤ軸方向Ｘのショルダ側ＳＨを向いて形成されている。より具体的には、図３および４に示すように、タイヤ周方向Ｙ（図２の矢視Ｂ）から見て、第１溝４１の底端からのの延長線Ｌ１がタイヤ軸方向Ｘのショルダ側ＳＨに傾斜している。これにより、第１溝４１によって吸水された水は、タイヤ軸方向Ｘのショルダ側ＳＨに向かって排水されやすくなる。この結果、空気入りタイヤ１０の排水性能を向上させることができる。ここで、第１溝４１の底端は、詳細は後述する第２溝４２と連通している。

また、第１溝４１は、タイヤ軸方向Ｘの赤道ＣＬに向かって膨出した円弧状に形成されている。これにより、第１溝４１の長さを長くすることができるため、吸水経路を長くすることができる。ただし、本実施形態の第１溝４１に限定されることなく、第１溝４１は、直線状に形成され、上述したように底端がタイヤ軸方向Ｘのショルダ側ＳＨを向くように傾斜して形成されていてもよい。

第１溝４１の底端は、表面ＳＦの端よりもタイヤ軸方向Ｘのショルダ側ＳＨに位置している。より具体的には、図４に示すように、タイヤ周方向Ｙ（図２の矢視Ｂ）から見て、第１溝４１の表面ＳＦからタイヤ径方向Ｚに沿って基準線Ｌ２を引いたとき、第１溝４１の底端は、基準線Ｌ２よりもタイヤ軸方向Ｘのショルダ側ＳＨに位置している。なお、図４から明らかなように、第１溝４１は、基準線Ｌ２よりもタイヤ軸方向Ｘの赤道ＣＬ側を経由してもよい。

本実施形態の第１溝４１のタイヤ径方向Ｚに垂直な断面視の形状（以下、断面形状）は、半円形状に形成されている。ただし、本実施形態の第１溝４１の断面形状に限定されることなく、台形形状であってもよく、四角形状であってもよい。

本実施形態の第１溝４１のタイヤ径方向Ｚの長さ（以下、溝長さ）は、サイプ４０のタイヤ径方向Ｚの長さ（以下、サイプ深さ）と略同一としたが、トレッド２０の表面ＳＦからサイプ深さの５０から１００％の長さであってもよい。

第１溝４１のタイヤ周方向Ｙの長さ（以下、溝深さ）は、７０μｍ以上であることが好ましい。また、第１溝４１の溝深さは、サイプ４０の幅（タイヤ周方向Ｙの長さ）の５０～７０％であることが好ましい。例えば、第１溝４１の溝深さがサイプ４０の幅の７０％を超えた場合には、トレッド２０のゴム量が低減して制動時または駆動時のブロック３０の曲げ剛性が低下することになる。

第１溝４１同士の間隔は、上述した第１溝４１の溝深さの３～８倍であって、４～６倍であることが好ましい。例えば、第１溝４１同士の間隔が溝深さの３倍未満の場合には、上述したように第１溝４１の溝深さがサイプ４０の幅に依存するため、有効なサイプ４０の幅が確保できないことになる。また、第１溝４１同士の間隔が溝深さの８倍以上の場合には、吸水効果が得られない場合がある。

＜第２溝＞
図３および図４を用いて、第２溝４２について説明する。

第２溝４２は、サイプ４０の両壁面４０Ａ、４０Ｂのタイヤ径方向Ｚの底側において、タイヤ軸方向Ｘに沿って延びる溝である。第２溝４２によれば、第１溝４１によって吸水された水をタイヤ軸方向Ｘのショルダ側ＳＨに排水することができる。

第２溝４２は、タイヤ軸方向Ｘに沿って直線状に形成されている。第２溝４２は、第１溝４１の底端と連通している。ただし、本実施形態の第２溝４２の形状に限定されることなく、第２溝４２は、タイヤ軸方向Ｘに対し傾斜して形成されてもよい。第２溝４２のタイヤ軸方向Ｘの両端は、ブロック３０のタイヤ軸方向Ｘのそれぞれの壁面を貫通している。これにより、第１溝４１によって吸水された水を確実に排水することができる。

第２溝４２は、サイプ４０の両壁面４０Ａ、４０Ｂのそれぞれに形成される場合には、互いに対向して形成されていてもよい。また、第２溝４２は、第１溝４１が形成されている壁面にのみ形成されていればよい。具体的には、サイプ４０の壁面４０Ａにのみ第１溝４１が形成されている場合には、壁面４０Ａにのみ形成され、サイプ４０の他方の壁面４０Ｂにのみ第１溝４１が形成されている場合には、他方の壁面４０Ｂにのみ形成されていればよい。

＜赤道上のブロック＞
図５を用いて、赤道ＣＬ上のブロック３０Ａについて説明する。

タイヤ軸方向Ｘの赤道ＣＬ上に配置されたブロック３０Ａに形成されたサイプ４０の両壁面４０Ａ、４０Ｂにも第１溝４１が形成されている。ここで、タイヤ軸方向Ｘについてそれぞれのショルダ側ＳＨを紙面に向かって左右側としたとき、第１溝４１には、第１溝４１の底端が右側を向くものと、左側とを向くものが含まれる。

＜効果＞
本実施形態の空気入りタイヤ１０によれば、吸水性能および排水性能を向上させることができる。より具体的には、サイプ４０の両壁面４０Ａ、４０Ｂにタイヤ径方向Ｚにおいて表面ＳＦから底に向かって延びる第１溝４１を形成することによって吸水性能を向上させることができる。また、第１溝４１の底端がタイヤ軸方向Ｘのショルダ側ＳＨを向き、タイヤ軸方向Ｘに沿って延びる第２溝４２と連通していることによって、第１溝４１によって吸水された水を第２溝４２によって確実に排水することができる。

＜タイヤ成型用金型＞
図６を用いて、実施形態の一例である金型５０について説明する。

タイヤ成型用金型としての金型５０は、上述した空気入りタイヤ１０を成型する金型である。空気入りタイヤ１０は、上述したようにサイプ４０が形成されたブロック３０を含むトレッド２０と、側面を形成するサイドウォール（図示なし）とを有している。金型５０によれば、吸水性能および排水性能を向上させることができる空気入りタイヤ１０を成型することができる。

以下では、金型５０によって成型される上述した空気入りタイヤ１０のタイヤ軸方向Ｘ、タイヤ周方向Ｙおよびタイヤ径方向Ｚに従って、各部材について説明する。

図６に示すように、金型５０は、空気入りタイヤ１０のトレッド２０の表面を成型するトレッド金型５１と、サイドウォールの表面を成型する一対のサイド金型５２とを有している。

トレッド金型５１は、トレッド成形面５３を有する本体５４と、トレッド成形面５３から突出している突起５５と、トレッド成形面５３から突出して突起５５同士の間に設けられるサイプブレード６０とを有している。

本体５４は、金属材料によって構成され、例えばアルミニウム合金から構成されている。アルミニウム合金として、例えばＡＣ４系、ＡＣ７系等が好適に用いられる。突起５５は、空気入りタイヤ１０に主溝２１を成型する部分である。突起５５は、本体５４を構成する金属材料と同じである。

＜サイプブレード＞
図７を用いて、実施形態の一例であるサイプブレード６０について説明する。

サイプブレード６０は、空気入りタイヤ１０のサイプ４０を成型する。サイプブレード６０は、突起５５同士の間においてトレッド成形面５３からタイヤ径方向Ｚに突出している。サイプブレード６０は、平板状であって金属材料から構成され、例えばステンレス鋼から構成されてもよい。ステンレス鋼として、例えばＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ６３０、ＳＵＳ６３１等が好適に用いられる。また、３次元造型機を用いる場合、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ６３０相当材の１７－４ＰＨ等が好適に用いられる。

サイプブレード６０の一般的な加工方法については、プレス成型機を用い形状を形成する。本願発明のサイプブレード６０のように厚み方向に形状変化がある場合の加工方法は、機械加工を用い切削加工による形状を形成する。また、３次元造型機を用いることで、機械加工では難しい複雑な形状を形成することができる。

＜第１突起＞
サイプブレード６０の両面６０Ａ、６０Ｂには、第１突起６１がそれぞれ複数形成されている。第１突起６１は、上述した空気入りタイヤ１０のサイプ４０の第１溝４１を形成する部分である。第１突起６１は、タイヤ径方向Ｚにおいてトレッド表面ＳＦから底側に向かって延びる突起である。

第１突起６１の底端は、タイヤ軸方向Ｘのショルダ側ＳＨを向いている。また、第１突起６１は、タイヤ軸方向Ｘの赤道ＣＬに向かって膨出した円弧状に形成されている。さらに、第１突起６１の底端は、トレッド表面ＳＦ側の端よりもタイヤ軸方向Ｘのショルダ側ＳＨに位置している（図４のＬ１参照）。

本実施形態の第１突起６１の長手に垂直な断面視の形状は、半円形状に形成されている。本第１突起６１の突起高さ（タイヤ周方向Ｙの長さ）は、７０μｍ以上であることが好ましい。また、第１突起６１の突起高さは、サイプブレード６０の厚み（タイヤ周方向Ｙの長さ）の５０～７０％であることが好ましい。第１突起６１同士の間隔は、上述した第１突起６１の突起高さの３～８倍であって、４～６倍であることが好ましい。

＜第２突起＞
第２突起６２は、上述した空気入りタイヤ１０のサイプ４０の第２溝４２を形成する部分である。第２突起６２は、サイプブレード６０の両面６０Ａ、６０Ｂのタイヤ径方向Ｚの底側において、タイヤ軸方向Ｘに沿って延びる突起である。第２突起６２は、第１突起６１の底端と連通している。また、第２突起６２は、タイヤ軸方向Ｘに沿って直線状に形成されている。

ただし、本発明は上述した実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項の範囲内において種々の変更や改良が可能であることは勿論である。

１０ 空気入りタイヤ、２０ トレッド、２１ 主溝、２２ 副溝、３０ ブロック、４０ サイプ、４０Ａ 壁面、４０Ｂ 壁面、４１ 第１溝、４２ 第２溝、５０ 金型、５１ トレッド金型、５２ サイド金型、５３ トレッド成形面、５４ 本体、５５ 突起、６０ サイプブレード、６１ 第１突起、６２ 第２突起

Claims (6)

1. ブロックを含むトレッドを有する空気入りタイヤであって、
   前記ブロックには、サイプが形成され、
   前記サイプの少なくとも一方の壁面には、前記トレッドの表面から底側に向かって延びる第１溝が形成され、
   前記第１溝の底端は、タイヤ軸方向のショルダ側を向いている、
   空気入りタイヤ。
2. 請求項１に記載の空気入りタイヤであって、
   前記第１溝は、タイヤ軸方向の赤道側に向かって膨出した円弧状に形成されている、
   空気入りタイヤ。
3. 請求項１に記載の空気入りタイヤであって、
   前記サイプの底側において、タイヤ軸方向に沿って延びる第２溝が形成されている、
   空気入りタイヤ。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の空気入りタイヤであって、
   前記サイプの両壁面には、前記第１溝が形成され、
   前記サイプにおいて前記第１溝同士が互いに対向しないように形成されている、
   空気入りタイヤ。
5. タイヤのトレッドのブロックにサイプを形成するためのサイプブレードを備えるタイヤ成型用金型であって、
   前記サイプブレードの少なくとも一方の面には、前記トレッドの表面から底側に向かって延びる第１突起が形成され、
   前記第１突起の底端は、タイヤ軸方向のショルダ側を向いている、
   タイヤ成型用金型。
6. 請求項５に記載のタイヤ成型用金型であって、
   前記サイプブレードの底側において、タイヤ軸方向に沿って延びる第２突起が形成されている、
   タイヤ成型用金型。
   

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