JP5612391B2

JP5612391B2 - スタッダブルタイヤの製造方法、及び、タイヤモールド

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Publication number: JP5612391B2
Application number: JP2010178563A
Authority: JP
Inventors: 義孝志賀
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2010-08-09
Filing date: 2010-08-09
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2030-08-09
Also published as: JP2012035535A

Description

本発明は、タイヤのトレッドにスタッドを埋設するためのスタッド埋設用の穴が形成されたスタッダブルタイヤの製造方法、及び、スタッダブルタイヤを製造するためのタイヤモールドに関するものである。

従来、冬用タイヤとして、トレッドの陸部に金属から成るスタッドピン（以下、スタッドという）を打ち込んだスタッドタイヤが知られている。スタッドの一端はタイヤトレッド表面から突出し、他端はタイヤトレッドに形成された溝部の底部よりも深い位置に埋設されている。このようなスタッドタイヤを装着した車両が雪氷路上を走行すると、スタッドの先端が路面に食い込むことで路面とタイヤとの間の摩擦力を増加するので、雪氷路上での操縦安定性能を確保することができる。
スタッドタイヤを製造する方法としては、タイヤの加硫時にスタッドを直接タイヤトレッドに埋設する方法（例えば、特許文献１参照）も提案されているが、タイヤトレッドにスタッドを埋設するためのスタッド埋設用の穴を形成したスタッダブルタイヤを製造し、このスタッド埋設用の穴にスタッドを打ち込む方法が一般的である（例えば、特許文献２，３参照）。

図６に示すように、スタッド５０は、タイヤ踏面側の径がタイヤ踏面側と反対側の径よりも大きなボディ５１とボディ５１の底側（タイヤ踏面側と反対側）に設けられたボディ５１の径よりも大きな径を有する抜け防止用のフランジ５２と、ボディ５１のタイヤ踏面側端部からスタッド軸方向に突き出したチップ５３とを備える。
一方、トレッド２１の陸部に形成されるスタッド埋設用の穴としては、図６の左下に示すような、タイヤ踏面側から底部まで膨らみを有さないストレート形状の穴６０Ａや、右下に示すような、底部に胴部６０ａよりも膨らんでいるフランジ部６０ｂを有するフラスコ型形状の穴６０Ｂなどがある。
スタッド埋設用の穴６０Ａは、図７（ａ）に示すような、円弧状の内周面にストレート型のモールドピン７１Ａが配置された複数のセクターモールド７２Ａを備えたタイヤモールドを用いて形成される。また、スタッド埋設用の穴６０Ｂは、図７（ｂ）に示すような、フラスコ型のモールドピン７１Ｂが配置された複数のセクターモールド７２Ｂを備えたタイヤモールドを用いて形成される。

特開２００１−３８７３６号公報特開２０１０−７００５２号公報特開２０１０−１１１１３０号公報

ところで、スタッド埋設用の穴に求められる重要性能の１つに、スタッドを埋設した際のスタッド保持性能がある。
スタッド埋設用の穴をストレート形状の穴６０Ａとした場合には、スタッド５０と穴６０Ａとの密着性が低下するため、スタッド保持性能が低下するといった問題点があった。
一方、スタッド埋設用の穴をフラスコ型形状の穴６０Ｂとした場合には、スタッド５０と穴６０Ｂとの密着性は向上するが、加硫後の釜抜け時に穴６０Ｂに亀裂が発生する、いわゆる「穴割れ」が起こり易いといった問題点があった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、スタッダブルタイヤに設けられるスタッド埋め込み用の穴の保持性能を確保しつつ穴割れを抑制することのできるスタッダブルタイヤの製造方法、及び、スタッダブルタイヤの加硫処理に用いられるタイヤモールドを提供することを目的とする。

図８に示すように、加硫後のタイヤからセクターモールド７２を引き抜く際に、セクターモールド７２の中心部ではセクターモールド７２の引き抜き方向Ｍとモールドピン７１Ｐの延長方向Ｎ_pとが一致しているが、セクターモールド７２の周方向端部側では、セクターモールド７２のピンの引き抜き方向Ｍとモールドピン７１ｑの延長方向Ｎ_qとに大きな角度差が生じている。
モールドピン７１がストレート型のモールドピン７１Ａの場合には、角度差があっても、トレッド２１から引き抜かれるときに穴６０Ａの周囲のゴムに与える応力は小さい。しかしながら、フラスコ型のモールドピン７１Ｂの場合には、図６（ｂ）に示すように、胴部６０ａの底部に胴部６０ａよりも膨らんでいるフランジ部６０ｂがあるため、角度差があると、モールドピン７１Ｂが穴６０Ｂの周囲のゴムに与える応力が大きく、その結果、穴６０Ｂに穴割れが生じ易くなると考えられる。

本発明者は、鋭意検討の結果、モールドピンのフランジ部をタイヤ周方向では直線状であり、タイヤ幅方向ではフラスコ状である形態、すなわち、セクターモールドの径方向内側から見たときの形状が、長軸の方向が当該セクターモールドの幅方向と平行で短軸の方向が周方向と平行であるような楕円とすれば、スタッド埋め込み用の穴の穴割れを抑制することができるとともに、スタッド保持性能を確保することができることを見出し、本発明に到ったものである。

すなわち、本願発明は、タイヤサイド部を成形するための一対のサイドモールドと、内周面にトレッドパターンを形成するための複数の突起部が設けられた複数個のセクターモールドと、前記セクターモールドの内周面に配置されて、当該セクターモールドの径方向内側に突出する、タイヤトレッドの陸部にスタッド埋設用の穴を形成するためのモールドピンとを備えたタイヤモールドであって、前記モールドピンは、当該セクターモールドの内周面側に位置する円筒部と前記円筒部の径方向内側に位置する膨らみ部とを有し、当該セクターモールドの径方向から見たときの前記膨らみ部の形状が、長径ａが前記円筒部の半径ｒよりも大きく、かつ、長軸の方向が当該セクターモールドの幅方向と平行な楕円であることを特徴とする。

また、本願発明は、前記楕円の短径ｂに対する前記長径ａの比Ｐ＝（ａ/ｂ）が、１．４〜２．９の範囲にあることを特徴とする。
これにより、穴割れを抑制することができるとともに、スタッド保持性能の低下を確実に防止することができる。
また、本願発明は、前記楕円の短径ｂと前記半径ｒとが等しいことを特徴とする。
これにより、モールドピンを幅方向から見たときの形状がストレート型のモールドピンと同じになるので、穴割れを確実に抑制することができる。

また、本願発明は、内周面に複数の突起部とモールドピンとが設けられた複数個のセクターモールドを備えたタイヤモールドを用いて、タイヤトレッドの陸部にスタッド埋設用の穴が形成されたスタッダブルタイヤを製造するスタッダブルタイヤの製造方法であって、前記セクターモールドとして、当該セクターモールドの内周面から径方向内側に突出する円筒部と、前記円筒部の径方向内側に位置する膨らみ部とを備え、当該セクターモールドの径方向から見たときの前記膨らみ部の形状が、長径ａが前記円筒部の半径ｒよりも大きく、かつ、長軸の方向が当該セクターモールドの幅方向と平行な楕円であるモールドピンのみを有するセクターモールドを用いたことを特徴とする。
これにより、優れたスタッド保持性能を有するとともに、スタッド埋設用の穴の穴割れが大幅に低減されたスタッダブルタイヤを製造することができる。

なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。

本実施の形態に係るモールドピンの構成を示す図である。本実施の形態に係るタイヤモールドの構成を示す要部断面図である。本実施の形態に係るセクターモールドの配置を示す図である。本発明のタイヤモールドで加硫成形したスタッダブルタイヤのトレッドパターンの一例を示す図である。本発明によるモールドピンを用いて形成したスタッド穴を示す図である。スタッドとスタッド穴の一例を示す図である。従来のスタッド穴の形成方法を示す図である。モールドピンの引き抜き状態を説明するための図である。

以下、実施の形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また、実施の形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は本実施の形態に係るタイヤモールドに用いられるモールドピン１４の構成を示す図、図２（ａ），（ｂ）はタイヤモールド１０の構成を示す図、図３はセクターモールド１２の配置を示す図である。本例では、タイヤモールド１０を用いてブロックパターンを有するスタッダブルタイヤを製造する場合について説明する。なお、加硫されるタイヤ２０の軸方向を以下、上下方向とする。
タイヤモールド１０は、加硫されるタイヤ２０のサイド部２２を成形するための上，下のサイドモールド１１Ａ，１１Ｂと、これらのサイドモールド１１Ａ，１１Ｂの間に挟まれて配置されて加硫されるタイヤ２０のトレッド２１を成形するための複数個のセクターモールド１２とを備える。
セクターモールド１２は、円環状のモールドを周方向に沿って複数個（本例では、９個）に分割したもので、複数のセクターモールド１２が加硫されるタイヤ２０の外側を取り囲むように環状に配置されて、タイヤモールド１０のトレッド成形部を構成する。
上，下のサイドモールド１１Ａ，１１Ｂは、一方もしくは両方が上下方向に移動可能であり、各セクターモールド１２は、図３の矢印で示す半径方向に移動可能である。

各セクターモールド１２の内周面１２ａには複数の突起部１３Ａ，１３Ｂと複数のモールドピン１４とが設けられている。
突起部１３Ａ，１３Ｂはそれぞれセクターモールド１２の内周面１２ａから径方向内側に突出するように設けられて、トレッド２１に溝部を形成する。周方向に延長する突起部１３Ａが、図４に示すような周方向溝２３を形成し、幅方向に延長する突起部１３Ｂがラグ溝２４を形成する。
トレッド２１の陸部であるブロック２５は、突起部１３Ａ，１３Ｂにより形成された周方向溝２３とラグ溝２４とにより区画される。突起部１３Ａ，１３Ｂの高さが周方向溝２３及びラグ溝２４の溝深さを決定する。図２（ｂ）に符号Ｒで示す、突起部１３Ａ，１３Ｂで囲まれた領域を、以下、ブロック形成領域Ｒという。

モールドピン１４は、図１に示すように、セクターモールド１２の径方向内側に突出する円筒部１４ａと、円筒部１４ａの径方向内側に位置する膨らみ部１４ｂと、円筒部１４ａのセクターモールド１２内周面１２ａ側に位置する台座形成部１４ｃと、セクターモールド１２の内周面１２ａのブロック形成領域Ｒに設けられたピン設置用穴１２ｂ（図２（ｂ）参照）に埋設される基部１４ｄとを有する。台座形成部１４ｃは、径がセクターモールド１２内周面１２ａ側に行くに従って大きくなっており、後述するスタッド穴２６のスタッド導入部２６ｃを形成する。
なお、モールドピン１４を後付けしないタイプのセクターモールドでは、ピン設置用穴１２ｂも基部１４ｄも必要ない。
モールドピン１４の円筒部１４ａと膨らみ部１４ｂと台座形成部１４ｃとを合わせた長さは、突起部１３Ａ，１３Ｂの高さよりも大きな値に設定されている。
これにより、図４及び図５に示すようなトレッド２１の陸部であるブロック２５に、周方向溝２３やラグ溝２４の溝深さよりも深いスタッド埋設用の穴２６（以下スタッド穴という）を形成することができる。
なお、スタッダブルタイヤでは、ブロック形成領域Ｒに、モールドピン１４に加えてブレードを設けて、ブロック２５に図示しないサイプを形成するようにしているが、本例では、これらブレード及びサイプについては省略している。

モールドピン１４の膨らみ部１４ｂは、詳細には、図１に示すように、当該セクターモールド１２の径方向から見たときの形状が楕円形をしている。この楕円は、長軸の方向が当該セクターモールド１２の幅方向と平行で、短軸の方向が周方向と平行である。
また、楕円の長径をａ、短径をｂ、円筒部１４ａの半径をｒとすると、本発明によるモールドピン１４の膨らみ部１４ｂの楕円の長径ａは円筒部の半径ｒよりも大きく設定している。これは、楕円の長径ａを円筒部１４ａの半径よりも大きくしてスタッド穴２６に膨らみ部を形成することで、スタッド穴２６のスタッド保持性能を向上させるためである。
また、本例では、膨らみ部１４ｂの楕円の長径ａの短径ｂに対する比Ｐ＝（ａ/ｂ）を１．４〜２．９の範囲とすることで、周方向を直線状としたことによるスタッド保持性の低下を抑制するとともに、穴割れを緩和するようにしている。これは、Ｐ＜１．４である場合には楕円が円に近くなるので膨らみ部１４ｂを設けた効果が小さくなりスタッド保持性能が低下するためである。一方、Ｐ＞２．９である場合には径差が大きくなるため、引き抜き時にスタッド穴２６のタイヤ幅方向に作用する応力が大きくなり、幅方向の穴割れが発生する恐れがあるためである。
また、本例では、短径ｂと前記半径ｒとを等しく設定している。これにより、モールドピン１４をタイヤ幅方向から見たときにはストレート型のモールドピンと同じくなるので、セクターモールド１２の引き抜き方向とモールドピン１４の延長方向に角度差があっても穴割れの発生を回避することができる。

次に、本発明によるスタッダブルタイヤの製造方法について説明する。
上側のサイドモールド１１Ａを下降させつつ、セクターモールド１２を縮径させて、モールド１１Ａ，１１Ｂ，１２を組み合わせて、加硫されるタイヤ２０をタイヤモールド１０内に密閉する。
次に、図示しないブラダーを生タイヤの内側で膨張させてタイヤ２０を各モールド１１Ａ，１１Ｂ，１２の内面に押し付けながらタイヤ２０を加硫処理する。
各セクターモールド１２に設けられた突起部１３Ａ，１３Ｂとモールドピン１４とは加硫温度まで上昇させられたタイヤ２０の表面に押し当てられてトレッド２１内に挿入される。
加硫処理後は、上側のサイドモールド１１Ａを上昇させつつ、セクターモールド１２を拡径させて、各モールド１１Ａ，１１Ｂ，１２をタイヤ２０から離間させた後、加硫されたタイヤ２０をタイヤモールド１０から取出すことにより、図４及び図５に示すような、タイヤ踏面側に位置する円筒状の胴部２６ａと胴部２６ａのタイヤ径方向内側に位置する膨らみ部２６ｂとを有し、タイヤ踏面側（タイヤ径方向）から見たときの膨らみ部２６ｂの形状が、長径ａが胴部２６ａの半径ｒよりも大きく、かつ、長軸の方向がタイヤ幅方向と平行な楕円であるスタッド穴２６が形成されたスタッダブルタイヤ２０を得ることができる。また、本例のモールドピン１４は、径がセクターモールド１２の内周面１２ａ側に行くに従って大きくなる台座形成部１４ｃを有しているので、スタッド穴２６の表面（タイヤ踏面）側に、表面側が胴部２６ａの半径ｒよりも大きく、奥に行くに従って半径の小さくなるテーパー状のスタッド導入部２６ｃを形成することができる。これにより、スタッドの導入が容易となる。
なお、図４の上下方向がタイヤ周方向で、左右方向がタイヤ幅方向である。また、符号ＣＬで示す細い一点鎖線はセンターラインを表す。

このように、本実施の形態では、トレッド２１にスタッド穴２６が形成されたスタッダブルタイヤ２０を製造する際に、タイヤモールドとして、セクターモールド１２の内周面１２ａ側に位置する円筒部１４ａと円筒部１４ａの径方向内側に位置する膨らみ部１４ｂとを備え、セクターモールド１２の径方向から見たときの膨らみ部１４ｂの形状が、長径ａが円筒部の半径ｒよりも大きくかつ長軸の方向が当該セクターモールド１２の幅方向と平行な楕円であるモールドピン１４が配置された複数のセクターモールド１２を備えたタイヤモールド１０を用いたので、スタッド穴２６の穴割れを大幅に低減することができるとともに、スタッド保持性能に優れたスタッド穴２６を有するスタッダブルタイヤ２０を製造することができる。

なお、前記実施の形態では、ブロックパターンを有するスタッダブルタイヤを製造する場合について説明したが、本発明は、リブパターンなど他のトレッドパターンを有するタイヤにも適用可能である。
また、前記例では、膨らみ部１４ｂの短径ｂと円筒部１４ａの半径ｒとを等しくしたが、これに限るものではなく、短径ｂが半径ｒよりも大きくてもよいし小さくてもよい。但し、短径ｂが半径ｒよりも小さい場合には、短径ｂと半径ｒとが等しい場合に比べて穴割れが発生する可能性が高く、一方、短径ｂが半径ｒよりも大きい場合には、形成されたスタッド穴２６のスタッド保持性が低下する恐れがあるので、膨らみ部１４ｂの短径ｂを円筒部１４ａの半径ｒとをほぼ等しい値とすることが好ましい。
また、本発明は、セクターモールド１２が、タイヤ周方向もしくはタイヤ幅方向に複数に分割した複数のピースをホルダーに保持して成るピースモールドである場合にも適用可能である。

本願発明のモールドピン（ａ＝２．０ｍｍ、ｂ＝ｒ＝１．０ｍｍ）を配置したセクターモールドを備えたタイヤモールドを用いて製造したスタッダブルタイヤ（本発明）と、ストレート型のモールドピン（ａ＝ｂ＝ｒ＝１．０ｍｍ）を配置して製造したタイヤ（比較例１）と、フラスコ型のモールドピン（ａ＝ｂ＝２．０ｍｍ、ｒ＝１．０ｍｍ）を配置して製造したタイヤ（比較例２）とをそれぞれ１０本ずつ製造し、「穴割れ」と「スタッド保持性」とについて調べた結果を以下の表１に示す。
タイヤサイズは195/65R15で、スタッド穴は、タイヤ１本当たり１１０箇所設けた。
また、本発明のタイヤでは、ストレート型のスタッド穴を３２箇所設けている。
「穴割れ」については、加硫釜抜け後のタイヤのスタッド穴の穴割れによる不具合発生件数を調査した。
また、「スタッド保持性」については、それぞれのタイヤを搭載した試験車両を３万ｋｍ走行させた後のスタッドの抜け本数で評価した。なお、評価は、比較例１を１００としたときのインデックス表示とした。数字が高いほどスタッド保持性が高い。

表１に示すように、フラスコ型のモールドピンを配置して製造した比較例２のタイヤでは、全数穴割れが発生しているのに対し、本発明のタイヤでは穴割れの発生が見られなかった。また、スタッド保持性については、比較例２とほぼ同等であり、かつ、ストレート型のモールドピンを配置して製造した比較例１のタイヤに比較して著しく向上していることがわかる。
これにより、本発明のモールドピンを用いることにより、スタッド穴の穴割れを抑制することができるとともに、スタッド保持性能を確保することができることが確認された。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。

このように、本発明によれば、スタッド穴の穴割れを確実に抑制することができるとともに、スタッド保持性能に優れたタイヤを製造することができる。

１０タイヤモールド、１１Ａ，１１Ｂサイドモールド、１２セクターモールド、
１２ａ内周面、１３Ａ，１３Ｂ突起部、１４モールドピン、１４ａ円筒部、
１４ｂ膨らみ部、１４ｃ台座形成部、１４ｄ基部、
２０スタッダブルタイヤ（タイヤ）、２１トレッド、２２サイド部、
２３周方向溝、２４ラグ溝、２５ブロック、
２６スタッド埋設用の穴（スタッド穴）、２６ａ胴部、２６ｂ膨らみ部、
２６ｃスタッド導入部。

Claims

タイヤサイド部を成形するための一対のサイドモールドと、
内周面にトレッドパターンを形成するための複数の突起部が設けられた複数個のセクターモールドと、前記セクターモールドの内周面に配置されて、当該セクターモールドの径方向内側に突出する、タイヤトレッドの陸部にスタッド埋設用の穴を形成するためのモールドピンとを備えたタイヤモールドであって、
前記モールドピンは、前記セクターモールドの内周面側に位置する円筒部と前記円筒部の径方向内側に位置する膨らみ部とを有し、
当該セクターモールドの径方向から見たときの前記膨らみ部の形状が、長径ａが前記円筒部の半径ｒよりも大きく、かつ、長軸の方向が当該セクターモールドの幅方向と平行な楕円であることを特徴とするタイヤモールド。
前記楕円の短径ｂに対する前記長径ａの比Ｐ＝（ａ/ｂ）が、１．４〜２．９の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載のタイヤモールド。
前記楕円の短径ｂと前記半径ｒとが等しいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤモールド。
内周面に複数の突起部とモールドピンとが設けられた複数個のセクターモールドを備えたタイヤモールドを用いて、タイヤトレッドの陸部にスタッド埋設用の穴が形成されたスタッダブルタイヤを製造する際に、
前記セクターモールドとして、
当該セクターモールドの内周面から径方向内側に突出する円筒部と、前記円筒部の径方向内側に位置する膨らみ部とを備え、当該セクターモールドの径方向から見たときの前記膨らみ部の形状が、長径ａが前記円筒部の半径ｒよりも大きく、かつ、長軸の方向が当該セクターモールドの幅方向と平行な楕円であるモールドピンのみを有するセクターモールドを用いたことを特徴とするスタッダブルタイヤの製造方法。