JP6928539B2 - タイヤ加硫金型、タイヤ製造方法及び空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッドウェアインジケータ成形用の窪みを備えたタイヤ加硫金型と、そのタイヤ加硫金型を用いたタイヤ製造方法と、トレッド面の溝にトレッドウェアインジケータが設けられた空気入りタイヤとに関する。

タイヤ加硫金型は、タイヤのトレッド面に接するトレッド成形面を備える。トレッド成形面には、トレッドパターンを形成するための凹凸形状が設けられている。かかる凹凸形状は、トレッド成形面からタイヤ径方向内側に向けて突出した溝成形用の骨部を含む。骨部で成形した溝には、摩耗による使用限界を示すトレッドウェアインジケータ（以下、「ＴＷＩ」と呼ぶ場合がある）が設けられることがある。ＴＷＩは、骨部の頂面を凹ませて設けられた窪みによって成形される（例えば、特許文献１参照）。

ＴＷＩは、溝底から***して設けられているため、その設定部位では溝が底上げされることになる。これにより、ＴＷＩの設定部位では、それに隣接したＴＷＩの非設定部位に比べて剛性が相対的に高くなる。このようにＴＷＩに起因して生じる剛性差は、局所的なユニフォミティの悪化を引き起こし、偏摩耗の原因になる恐れがある。

特開２０１２−２３６３０１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、トレッドウェアインジケータに起因した剛性差を低減して偏摩耗を抑制できるタイヤ加硫金型、タイヤ製造方法及び空気入りタイヤ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、本発明に係るタイヤ加硫金型は、キャビティにセットされたタイヤのトレッド面に接するトレッド成形面と、前記トレッド成形面からタイヤ径方向内側に向けて突出した溝成形用の骨部と、前記骨部の頂面を凹ませて設けられたトレッドウェアインジケータ成形用の窪みと、前記窪みの底面からタイヤ径方向内側に向けて突出した切り込み成形用の板状突起とを備える。かかる金型によれば、トレッドウェアインジケータ（ＴＷＩ）の表面に板状突起によって切り込みが成形される。その結果、ＴＷＩの設定部位の剛性を低めて、ＴＷＩに起因した剛性差を低減し、偏摩耗を抑制することができる。

ＴＷＩの設定部位の剛性を効果的に低めるうえでは、前記板状突起が、前記窪みの幅方向の端縁から中央に向かって延びていることが好ましく、前記板状突起が、前記窪みを幅方向に沿って横断していることがより好ましい。

前記トレッド成形面に装着されたサイプ成形用のブレードの一部が前記窪みの底面から突出し、それによって前記板状突起の全部または一部が構成されていることが好ましい。かかる構成によれば、板状突起で成形される切り込みがサイプと連続したものになるため、ＴＷＩの設定部位の剛性をより効果的に低められる。また、板状突起の全部がブレードで構成されている場合には、板状突起を専用の部材で構成した場合に比べて部品点数を少なくできる。

本発明に係るタイヤの製造方法は、上述したタイヤ加硫金型のキャビティに未加硫タイヤをセットし、その未加硫タイヤに加熱加圧を施して加硫を行う工程を含み、前記窪みに充填されたゴムでトレッドウェアインジケータを成形するとともに、前記トレッドウェアインジケータの表面に前記板状突起によって切り込みを成形するものである。これによれば、上述のようにしてＴＷＩに起因した剛性差を低減して偏摩耗を抑制できる。

本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド面の溝にトレッドウェアインジケータが溝底から***して設けられており、前記トレッドウェアインジケータの表面に切り込みが成形されているものである。このタイヤによれば、切り込みによってＴＷＩの設定部位の剛性を低めて、ＴＷＩに起因した剛性差を低減し、偏摩耗を抑制することができる。

ＴＷＩの設定部位の剛性を効果的に低めるうえでは、前記切り込みが、前記トレッドウェアインジケータの幅方向の端縁から中央に向かって延びていることが好ましく、前記切り込みが、前記トレッドウェアインジケータを幅方向に沿って横断していることがより好ましい。

前記切り込みが、前記溝に開口したサイプと連続して成形されていることが好ましい。かかる構成によれば、ＴＷＩの設定部位の剛性をより効果的に低めることができる。

本発明に係るタイヤ加硫金型の一例を概略的に示す縦断面図 ＴＷＩ成形用の窪みが設けられた骨部の周辺を示す断面図 ＴＷＩ成形用の窪みが設けられた骨部の周辺を示す斜視図 ブレードの正面図 板状突起の変形例を示す（Ａ）断面図と（Ｂ）斜視図 板状突起の変形例を示す（Ａ）断面図と（Ｂ）斜視図 板状突起の変形例を示す斜視図 空気入りタイヤのトレッド面の要部を示す斜視図 切り込みの変形例を示す斜視図 切り込みの変形例を示す斜視図

本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、タイヤ子午線断面に沿ったタイヤ加硫金型１０の断面を示しており、このタイヤ加硫金型１０は型閉め状態にある。タイヤＴは、タイヤ幅方向を上下に向けてセットされる。図１において、左方向はタイヤ径方向外側、右方向はタイヤ径方向内側である。図２は、図１の要部を拡大して示しており、図３のＡ−Ａ矢視断面に相当する。図２，３では、上方向がタイヤ径方向外側、下方向がタイヤ径方向内側である。

図１〜３に示すように、タイヤ加硫金型１０は、キャビティ１５にセットされたタイヤＴのトレッド面に接するトレッド成形面１と、トレッド成形面１からタイヤ径方向内側に向けて突出した溝成形用の骨部２と、骨部２の頂面を凹ませて設けられたトレッドウェアインジケータ（ＴＷＩ）成形用の窪み３とを備える。本実施形態の金型１０は、更に、トレッド成形面１に装着されたサイプ成形用のブレード４を備える。図３では、窪み３に隣接して配置された２枚のブレード４と、窪み３と隣接しない位置に配置された２枚のブレード５を示しているが、実際には多数のブレードがトレッド成形面１に装着されている。

本実施形態のタイヤ加硫金型１０は、タイヤＴのトレッド部を成形するトレッド型部１１と、タイヤＴのサイドウォール部を成形するサイド型部１２，１３と、タイヤＴのビード部が嵌合される一対のビードリング１４とを備える。トレッド成形面１は、トレッド型部１１の内面に設けられている。トレッド成形面１及び骨部２の材料としては、アルミニウム材が例示される。このアルミニウム材は、純アルミ系の素材のみならずアルミニウム合金を含む概念であり、例えばＡｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｓｉ系が挙げられる。ブレード４，５は、それよりも硬質の材料、例えばステンレス材により形成される。

トレッド成形面１には、トレッドパターンを形成するための凹凸形状が設けられている。その凹凸形状は、骨部２と、その骨部２で区画された凹部とによって構成される。加硫後のタイヤのトレッド面には、凹部に充填されたゴムによってリブやブロックが設けられ、それらを区画する溝が骨部２によって成形される。タイヤ周方向ＣＤに沿って延びた骨部２は、トレッド面の主溝を成形する。図３では、タイヤ周方向ＣＤに沿って延びた骨部２のみを示しているが、タイヤ周方向ＣＤと交差する方向に延びて横溝を成形する骨部を含んでいてもよい。

図２，３に拡大して示すように、骨部２の頂面（タイヤ径方向内側面）には窪み３が凹設されている。骨部２により成形される溝の溝底には、この窪み３に充填されたゴムによってＴＷＩが成形される。ＴＷＩは、溝底から***して設けられ、トレッド面の摩耗による使用限界を示す指標として用いられる。窪み３の深さＤ３は、例えば１．６ｍｍ以上に設定される。

このタイヤ加硫金型１０は、窪み３の底面からタイヤ径方向内側に向けて突出した切り込み成形用の板状突起６を備える。このため、加硫後の空気入りタイヤＴには、図８のようにＴＷＩ７の表面に板状突起６による切り込み８が成形される。その結果、ＴＷＩ７の設定部位の剛性を低めて、ＴＷＩ７に起因した剛性差、即ちＴＷＩ７の設定部位（図８では、ブレード４で成形されたサイプ２２の周辺部位）と非設定部位（例えば、ブレード５で成形されたサイプ２３の周辺部位）との剛性差を低減し、ヒールアンドトゥ摩耗などの偏摩耗を抑制できる。

板状突起６は、窪み３の幅方向の端縁３ｅから中央に向かって延びている。窪み３の幅方向は、骨部２で成形される溝の幅方向である。更に、板状突起６は、窪み３を幅方向に沿って横断している。即ち、板状突起６は、窪み３の幅方向に沿って一方の端縁３ｅから他方の端縁３ｅまで延びている。かかる構成によれば、ＴＷＩの設定部位の剛性を効果的に低めることができる。

本実施形態では、板状突起６の突出量Ｈ６が窪み３の深さＤ３と同じ大きさに設定されている。ＴＷＩの設定部位の剛性を適切に低める観点から、突出量Ｈ６は、好ましくは深さＤ３の２０％以上であり、より好ましくは５０％以上である。また、突出量Ｈ６は、例えば深さＤ３の１００％以下であり、より小さい場合は８０％以下である。突出量Ｈ６は、窪み３の底面から板状突起６の先端までのサイプ深さ方向に沿った距離として測定される。また、本実施形態では、板状突起６の側縁部が骨部２の側面に沿って配置されている。

本実施形態では、ブレード４の一部が窪み３の底面から突出し、それによって板状突起６の全部が構成されている。板状突起６は、図２，３の右側に配置されたブレード４の一部と、同じく左側に配置されたブレード４の一部とを突き合わせて構成されている。このように板状突起６の全部がブレード４で構成されていることにより、専用の部材を使用する場合に比べて部品点数を少なくできる。この例では、２枚のブレード４を使用しているが、これに限られず、１枚のブレードを使って板状突起を構成しても構わない。

図４は、図２，３の右側に配置されたブレード４を単体で示しており、これを左右反転させたものが左側に配置されたブレード４となる。ブレード４は、第１部分４１と、その第１部分４１とサイプ長さ方向（図４の左右方向）に連なる第２部分４２とを有する。第１部分４１は、第２部分４２の骨部２側に連なっている。第１部分４１のタイヤ径方向内側端４１Ｘは第２部分４２のタイヤ径方向内側端４２Ｘよりもタイヤ径方向内側に位置し、それによって第１部分４１と第２部分４２との間に段差が形成されている。この段差の側縁部４Ｓは、上述した板状突起６の側縁部となる。

ブレード４の第１部分４１は、図２のように、そのタイヤ径方向内側端４１Ｘを突出させて骨部２に埋設され、その突出部分が板状突起６を構成する。第２部分４２のタイヤ径方向内側端４２Ｘは、骨部２に埋設されることなくキャビティ１５に露出している。第１部分４１のタイヤ径方向外側端４１Ｙ、及び、第２部分４２のタイヤ径方向外側端４２Ｙは、いずれもトレッド成形面１に埋設されている。

サイプ深さを確保する観点から、第２部分４２のタイヤ径方向内側端４２Ｘは、窪み３の底面の延長線ＥＬ３と一致する高さに配置され、または、僅かな（例えば、０．２ｍｍ以下）の間隔を設けて延長線ＥＬ３よりもタイヤ径方向外側となる高さに配置されていることが好ましい。即ち、延長線ＥＬ３からタイヤ径方向内側端４２Ｘまでの距離Ｄ１は、０〜０．２ｍｍであることが好ましい。

図５の変形例は、板状突起の態様を除いて前述の実施形態と同じ構成であるため、共通点を省略して主に相違点について説明する。前述の実施形態で説明した部位と同じ部位には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。後述する種々の変形例についても同じである。

図５に示す板状突起６は、左右に配置された一対のサイプ成形用のブレード４と、切り込み成形用のブレード９とで構成されている。ブレード９は、一対のブレード４の間で、それらに突き合わされて配置されている。一対のブレード４の各々の一部は窪み３の底面から突出し、それによって板状突起６の一部が構成されている。ブレード９は、その一部を骨部２に埋設させてトレッド成形面１に装着され、キャビティ１５に露出した部分が板状突起６の一部を構成している。この板状突起６により成形される切り込みは、前述の実施形態で成形される切り込み（図８参照）と同じ形状になる。

図６に示す板状突起６は、図５の板状突起６からブレード９を取り除いたものに相当する。この板状突起６は、窪み３の幅方向の端縁３ｅから中央に向かって延びているが、窪み３を幅方向に沿って横断していない。この板状突起６によれば、図９（Ａ）に示すような切り込み８がＴＷＩ７の表面に成形される。

図７に示す板状突起６は、鋳出しによって骨部２と一体的に設けられており、トレッド成形面１に装着されたブレードで構成されたものではない。かかる構成では、窪み３に隣接してブレードが配置されない場合であっても板状突起６を設定できる。この板状突起６により成形される切り込みは、図２，３や図５の実施形態で成形される切り込み（図８参照）と同じ形状になる。板状突起６が鋳出しで設けられる場合においても、図６のような窪み３の中央で欠落した形状にすることは可能である。

上述したタイヤ加硫金型は、ＴＷＩ成形用の窪みに上記の如き板状突起を設けていること以外は、通常のタイヤ加硫金型と同等であり、従来公知の形状や材質、機構などが何れも本発明に採用することができる。したがって、例えば、前述の実施形態では、トレッド型部と一対のサイド型部とを備えた金型構造を採用していたが、これに限定されず、例えばトレッド型部の中央部で上下に二分割された金型構造を採用しても構わない。

以上で説明した金型１０を用いたタイヤの製造方法は、金型１０のキャビティ１５に未加硫タイヤをセットし、その未加硫タイヤに加熱加圧を施して加硫を行う工程を含む。タイヤは、図示しないブラダーと呼ばれるゴムバッグの膨張によって拡張変形し、トレッド成形面１にトレッド面が押し当てられる。その際、窪み３に充填されたゴムでＴＷＩを成形するとともに、そのＴＷＩの表面に板状突起６によって切り込みを成形する。これにより、加硫後のタイヤにおいてＴＷＩに起因した剛性差を低減し、偏摩耗を抑制できる。

次に、上述した金型１０を用いて加硫成形された空気入りタイヤについて説明する。図８〜１０に示す空気入りタイヤＴは、ＴＷＩ７の表面に切り込み８が成形されていること以外は、通常の空気入りタイヤと同様に構成できるため、その他の構成については説明を省略する。

図８のように、タイヤＴのトレッド面２０の溝２１にはＴＷＩ７が溝底から***して設けられるとともに、そのＴＷＩ７の表面に切り込み８が成形されている。この切り込み８は、ＴＷＩ７の幅方向の端縁７ｅから中央に向かって延びている。ＴＷＩ７の幅方向は、窪み３の幅方向と同じく、骨部２で成形された溝２１の幅方向である。また、切り込み８は、ＴＷＩ７を幅方向に沿って横断しており、溝２１に開口したサイプ２２と連続して成形されている。切り込み８は、溝底の深さにまで到達している。かかる切り込み８は、例えば図２，３、図５または図７に示した板状突起６により成形される。

図９は、ＴＷＩ７の表面に成形される切り込み８の変形例を示す。（Ａ）は、切り込み８が中央で欠落した形状を有する例である。（Ｂ）は、１つのＴＷＩ７に対し、タイヤ周方向（溝２１の延在方向）の複数箇所（図示では２箇所）に切り込み８が成形された例である。（Ｃ）では、切り込み８がサイプ長さ方向に沿って波状に延びており、波形サイプを成形するブレードで板状突起を構成した場合の例である。（Ｄ）は、切り込み８が、タイヤ周方向に沿って延びた部分を有する例である。これらの切り込み８は、それに対応した形状の板状突起６により成形できる。

図１０は、図９（Ｂ）と同様に、１つのＴＷＩ７に対して、サイプ２２と連続した２本の切り込み８を設けた変形例を示す。但し、２本の切り込み８のうち１本は、ＴＷＩ７を横断する切り込み８１とし、もう１本は、図９（Ａ）のように中央で欠落した切り込み８２としている。また、切り込み８１は、溝２１と溝２４とで区画されたブロック２５の踏み込み側に位置し、切り込み８２は、そのブロック２５の蹴り出し側に位置している。このため、ブロック２５の踏み込み側部分が蹴り出し側部分に比べて柔軟に動いて、耐ヒールアンドトゥ摩耗性が高められる。かかるタイヤは、例えばサイドウォール部に回転方向を示す矢印などの表示が設けられることにより、回転方向が指定される場合がある。

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

１ トレッド成形面
２ 骨部
３ 窪み
４ ブレード
６ 板状突起
７ トレッドウェアインジケータ（ＴＷＩ）
８ 切り込み
９ ブレード
１０ タイヤ加硫金型
１５ キャビティ
２０ トレッド面
２１ 溝
２２ サイプ

Claims (7)

1. キャビティにセットされたタイヤのトレッド面に接するトレッド成形面と、
   前記トレッド成形面からタイヤ径方向内側に向けて突出した溝成形用の骨部と、
   前記骨部の頂面を凹ませて設けられたトレッドウェアインジケータ成形用の窪みと、
   前記窪みの底面からタイヤ径方向内側に向けて突出した切り込み成形用の板状突起と、
   を備え、
   前記トレッド成形面に装着されたサイプ成形用のブレードの一部が前記窪みの底面から突出し、それによって前記板状突起の全部または一部が構成されているタイヤ加硫金型。
2. 前記板状突起が、前記窪みの幅方向の端縁から中央に向かって延びている請求項１に記載のタイヤ加硫金型。
3. 前記板状突起が、前記窪みを幅方向に沿って横断している請求項１または２に記載のタイヤ加硫金型。
4. 請求項１〜３いずれか１項に記載のタイヤ加硫金型のキャビティに未加硫タイヤをセットし、その未加硫タイヤに加熱加圧を施して加硫を行う工程を含み、
   前記窪みに充填されたゴムでトレッドウェアインジケータを成形するとともに、前記トレッドウェアインジケータの表面に前記板状突起によって切り込みを成形するタイヤ製造方法。
5. トレッド面の溝にトレッドウェアインジケータが溝底から***して設けられており、前記トレッドウェアインジケータの表面に切り込みが成形されており、
   前記切り込みが、前記溝に開口したサイプと連続して成形されている空気入りタイヤ。
6. 前記切り込みが、前記トレッドウェアインジケータの幅方向の端縁から中央に向かって延びている請求項５に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記切り込みが、前記トレッドウェアインジケータを幅方向に沿って横断している請求項５または６に記載の空気入りタイヤ。

Images