JP7419742B2 - 重荷重用タイヤの加硫金型及び重荷重用タイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、トレッド部にタイヤ周方向に並ぶ複数のサイプが配されたタイヤの加硫金型及びタイヤの製造方法に関する。

スタッドレスタイヤやスノータイヤ等のタイヤには、氷上性能を高めるために、トレッド部の外面に、タイヤ周方向に並ぶ複数のサイプが形成されている。

この種のタイヤは、環状のトレッドモールドを含む加硫金型により加硫成形される。トレッドモールドは、トレッド部の外面を成形するトレッド成形面と、このトレッド成形面から突出するサイプ成形用の複数のブレードとを有する。又トレッドモールドは、分割面によりタイヤ周方向に分割された複数のセグメントから構成される。

ここで、各ブレードは、タイヤ軸心に向かってタイヤ半径方向内側に突出している。又各セグメントは、加硫金型からタイヤを取り出すために、タイヤ半径方向外側へ移動する。そのため、セグメントの分割面側に配されるブレードでは、突出方向とセグメントの移動方向との間に角度差が生じる。

そのため、タイヤを取り出す際、セグメントの分割面側に配されるブレードは、タイヤのゴムから大きな曲げ力を受け、曲げや折れなどの損傷を受けるという問題がある。このような損傷は、ブレードの厚さが０．６mm以下と薄い場合、ブレードが長さ手方向及び高さ方向にジグザグ状にのびる３次元ブレードである場合、及びブレードのトレッド成形面からの高さが１５mm以上である場合においてより顕著となる。

そこで、下記の特許文献１には、分割面側の端部領域に配されるブレードの厚さを、残部となる中央領域に配されるブレードの厚さよりも大にすることが提案されるいる。

特開２０１３－２５２６９０号公報

しかし、上記提案の加硫金型では、タイヤ周方向において、端部領域に配されるブレードからなる幅広のサイプと、中央領域に配されるブレードからなる幅狭のサイプとが交互に現れる。そのため、トレッド部の剛性がタイヤ周方向で不均一となり、タイヤ周方向に偏摩耗を発生させるという新たな問題が生じる。

本発明は、セグメントの分割面側に配されるブレードの曲げや折れなどの損傷を抑えながら、トレッド部の剛性をタイヤ周方向で均一化してタイヤ周方向の偏摩耗を抑制しうるタイヤの加硫金型及びタイヤの製造方法を提供することを課題としている。

本発明は、トレッド部にタイヤ周方向に並ぶ複数のサイプが配されたタイヤの加硫金型であって、
前記トレッド部の外面を成形するためのトレッド成形面を有し、かつ前記トレッド成形面に前記サイプを形成するための複数のブレードが設けられたトレッドモールドを含み、
前記トレッドモールドは、分割面によりタイヤ周方向に分割されてタイヤ半径方向に移動しうる複数のセグメントからなり、
前記セグメントの分割数は１７～２９である。

本発明に係るタイヤの加硫金型において、前記セグメントでは、前記ブレードを通るタイヤ赤道と平行な断面において、前記分割面側の端部領域に配されるブレードは、前記端部領域の間の中央領域に配されるブレードと、厚さ及びトレッド成形面からの高さが等しいのが好ましい。

本発明に係るタイヤの加硫金型において、前記ブレードは、前記ブレードの長さ方向及び高さ方向にジグザグ状にのびる３次元ブレードであるのが好ましい。

本発明に係るタイヤの加硫金型において、前記ブレードは、厚さが０．６mm以下であるのが好ましい。

本発明に係るタイヤの加硫金型において、前記ブレードは、前記トレッド成形面からの高さが１５．０mm以上であるのが好ましい。

本発明に係るタイヤの加硫金型において、前記分割数は素数であるのが好ましい。

本発明に係るタイヤの加硫金型において、前記分割数は１９であるのが好ましい。

本発明は、タイヤの製造方法であって、前記タイヤの加硫金型を用いてタイヤを加硫する工程を含む。

本発明によれば、トレッドモールドを構成するセグメントの分割数は、１７以上に規制されている。これに対し、従来においては、セグメントの分割数は８～１０の範囲が一般的である。

ここで、最も分割面側に配されるブレードの突出方向と、セグメントの移動方向との角度差に代えて、分割面とセグメントの移動方向との角度差で比較したとき、従来（分割数８～１０）での角度差が１８．０～２２．５度であるのに対し、本発明（分割数１７以上）では、角度差を１０．６度以下に減じることができる。

即ち、タイヤを取り出す際、分割面側のブレードが受ける曲げ力を減じることができ、曲げや折れなどの損傷を抑制しうる。このような損傷抑制の効果は、ブレードの厚さが０．６mm以下と薄い場合、ブレードが３次元ブレードである場合、及びブレードの高さが１５mm以上である場合において、特に有効に発揮される。

しかも本発明では、損傷を抑制するために、分割面側のブレードを厚くしたり、その突出高さを減じるなどの必要がない。そのため、タイヤ周方向に剛性差が現れるのを抑制しうるという効果も期待できる。

又「発明を実施するための形態」の欄で説明するように、分割数を１７以上とすることで、例えばＲＲＯの高次成分の増加を抑えながら、ＲＲＯのＯ.Ａ．及びＲＲＯの中次成分（例えば８次成分）を低減させうることが可能になる。

従って、ＲＲＯのＯ.Ａ．及びＲＲＯの中次成分を大幅に低減する効果と、セグメントに配されるブレードの厚さ及び突出高さを互いに等しくする効果とが組み合わされることにより、タイヤ周方向の偏摩耗の発生をより効果的に抑制することが可能になる。

本発明の加硫金型を用いて製造されたタイヤのトレッド部の一例を示す展開図である。 加硫金型の主要部を示す子午断面図である。 加硫金型の主要部を示す分解斜視図である。 トレッドモールドを示すタイヤ軸心と直角方向の断面図である。 セグメントを示す斜視図である。 図５のＧ－Ｇ断面図である。 ３次元ブレードの一例を示す斜視図である。 セグメントの分割数によるタイヤのＲＲＯ（ラジアルランアウト）への影響を示すグラフである。 本発明の効果がより有効に発揮されるタイヤのトレッド部を示す展開図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１には、本発明の加硫金型１（図２に示す）を用いて製造されたタイヤＴのトレッド部２の展開図が示される。

図１に示されるように、トレッド部２には、タイヤ周方向に並ぶ複数のサイプ３が配される。本例では、トレッド部２は、タイヤ周方向にのびる複数本（例えば４本）の周方向溝４を具え、この周方向溝４により、トレッド部２は、タイヤ周方向にのびる複数本（例えば５本）のリブ状陸部５に区画される。そして、少なくとも１本のリブ状陸部５、本例では各リブ状陸部５に、タイヤ周方向に並ぶ複数のサイプ３が配される。

リブ状陸部５として、例えばタイヤ赤道Ｃ上に配される内のリブ状陸部５ｃと、最もトレッド端Ｔｅ側に配される外のリブ状陸部５ｏと、内外のリブ状陸部５ｃ、５ｏ間に配される中間のリブ状陸部５ｍとが形成される場合が示される。本例では、各リブ状陸部５に、それぞれ、周方向溝４と交差する向きにのびる複数のサイプ３及び横溝６が形成されている。

横溝６として、リブ状陸部５を横切るオープン横溝６ａ、及び一端がリブ状陸部５内で途切れるセミオープン横溝６ｂを挙げることができる。これら横溝６ａ、６ｂは、タイヤの要求性能に応じて適宜選択して採用される。

サイプ３として、リブ状陸部５を横切るオープンサイプ３ａ、一端がリブ状陸部５内で途切れるセミオープンサイプ３ｂ、及び両端がリブ状陸部５内で途切れるクローズドサイプ３ｃを挙げることができる。これらサイプ３ａ、３ｂ、３ｃは、タイヤの要求性能に応じて適宜選択して採用される。

本例では、周方向溝４と横溝６とサイプ３とからなるトレッドパターンが、タイヤ赤道Ｃに関して左右非対称をなす場合が示される。しかし、トレッドパターンとして種々のものが採用でき、例えば左右対称（線対称及び点対称を含む）をなすものも好適に採用しうる。

図２には、タイヤＴを加硫成形するための加硫金型１の一実施形態の子午断面が示される。図２に示されるように、加硫金型１は、タイヤＴのトレッド部２を成形するトレッドモールド１０と、タイヤＴのサイドウォール部７を成形する一対のサイドモールド１１と、タイヤＴのビード部８を成形する一対のビードモールド１２とを含む。

サイドモールド１１は、サイドウォール部７の外面を成形するためのサイドウォール成形面１１Ｓを有する。ビードモールド１２は、ビード部８の外面を成形するためのビード成形面１２Ｓを有する。サイドモールド１１及びビードモールド１２は、例えば、環状をなし、例えばプラテン板（図示省略）等を介して、それぞれタイヤ軸方向に移動可能に支持される。

トレッドモールド１０は、環状をなし、内周面側に、トレッド部２の外面を成形するためのトレッド成形面１０Ｓと、このトレッド成形面１０Ｓに設けられた複数のブレード１４とが配される。

ブレード１４は、薄い板状をなし、トレッド成形面１０Ｓに植設される。ブレード１４は、金型開時、トレッドゴムから引き抜かれることにより、ブレード１４の反転形状としてサイプ３が形成される。ブレード１４は、トレッド剛性を高く維持するために、その厚さｔ（図示省略）は、０．６mm以下であるのが好ましい。厚さｔの下限は、０．２mm以上であるのが、ブレード１４の剛性及び強度を確保する上で好ましい。

ブレード１４のトレッド成形面１０Ｓからの高さｈは、タイヤサイズやカテゴリにもよるが、重荷重用タイヤの場合、１５mm以上、さらには１７mm以上であるのが、氷上性能を長期に亘って発揮する上で好ましい。なお高さｈの上限は、周方向溝４の溝深さ以下であるのが好ましい。

図３、４に示されるように、トレッドモールド１０は、分割面Ｓによりタイヤ周方向に分割される複数のセグメント１５から構成される。図３に示されるように、各セグメント１５は、それぞれセクターシュー１６の半径方向内側に保持されている。セクターシュー１６の数と、セグメント１５の分割数とは同数である。

各セクターシュー１６の半径方向外面１６Ｓは、上方に向かって縮径する円錐面１７の一部をなす。この外面１６Ｓは、リング状アクチェータ１８の円錐状の内面部分１８Ｓに、例えばスライドキー（図示省略）を介して案内される。

従って、各セグメント１５は、リング状アクチェータ１８の上下移動に伴い、セクターシュー１６とともに金型開状態Ｑ１（図４に示す）と金型閉状態Ｑ２（図３に示す）との間を、タイヤ半径方向の内外に移動しうる。そして金型開状態Ｑ１では、各セグメント１５が互いに離間し、加硫金型１からタイヤＴを取り出すことができる。

図４、６に示されるように、セグメント１５は、その周方向長さの中間位置Ｐとタイヤ軸心ｊとを結ぶタイヤ半径方向の基準線Ｘに沿って、タイヤ半径方向内外に移動可能である。

図５に示されるように、各セグメント１５には、トレッド成形面１０Ｓに、タイヤ周方向に並ぶ複数のブレード１４が配される。なお図５では、簡略化のために、ブレード１４は、一部省略して示されている。本例のトレッド成形面１０Ｓには、ブレード１４に加え、周方向溝４を成形する溝成形凸部２０Ａ、及び横溝６を成形する溝成形凸部２０Ｂも形成されている。

図６には、図５のＧ－Ｇ断面が示される。図６に示されるように、各ブレード１４は、トレッド成形面１０Ｓから、タイヤ軸心ｊに向かってタイヤ半径方向内側に突出している。

ここで、各ブレード１４が、タイヤ半径方向内側に突出するのに対して、セグメント１５は、基準線Ｘに沿ってタイヤ半径方向へ移動する。

そのため、セグメント１５の分割面Ｓに近いブレード１４ほど、ブレード１４の突出方向とセグメント１５の移動方向Ｆとの角度差αが大きくなり、タイヤＴを取り出す際にトレッドゴムから受ける曲げ力が大となる。

本実施形態では、セグメント１５の分割数を、従来よりも多い１７～２９の範囲に規制している。

例えば、最も分割面Ｓ側に配されるブレード１４の突出方向と、セグメント１５の移動方向Ｆとの角度差αに代えて、分割面Ｓとセグメント１５の移動方向Ｆとの角度差βで比較したとき、従来（分割数８～１０）での角度差βが１８．０～２２．５度であるのに対し、本実施形態（分割数１７以上）では、角度差βを１０．６度以下に減じることができる。

即ち、タイヤを取り出す際、分割面Ｓ側のブレード１４が受ける曲げ力を大幅に減じることができ、ブレード１４の曲げや折れなどの損傷を抑制することができる。

本例のセグメント１５では、ブレード１４を通るタイヤ赤道Ｃと平行な断面（例えば図６）において、分割面Ｓ側の端部領域Ｙｅに配されるブレード１４は、端部領域Ｙｅ、Ｙｅの間の中央領域Ｙｃに配されるブレード１４と、厚さｔ及び突出高さｈが互いに等しい。言い換えると、セグメント１５において、前記断面上に配されるブレード１４は、それぞれ、厚さｔ及び突出高さｈが互いに等しい。そのため、トレッド部２の剛性をタイヤ周方向で均一化できる。なお端部領域Ｙｅは、少なくとも、最も分割面Ｓ側に配されるブレード１４を含み、好ましくは、分割面Ｓからの距離が、セグメント１５の周方向幅Ｗの１／４の範囲の領域を意味する。

次に、図８に、セグメント１５の分割数によるタイヤＴのＲＲＯ（ラジアルランアウト）への影響が示される。図８は、本発明者が９００本のタイヤに対して実施したユニフォーミティのテスト結果を示し、セグメントの分割数が相違する以外、ブレードの厚さ、高さを含めたトレッドパターンは実質的に同仕様である。テストの結果、分割数が８の場合には、ＲＲＯの８次成分が、例えば０．３０mmと大であり、タイヤ周方向の偏摩耗の発生原因となりうることが判明した。これに対して、分割数を１９としたタイヤの場合、ＲＲＯの１９次成分の増加を抑えながら、ＲＲＯのＯ.Ａ．及びＲＲＯの８次成分を大幅に低減させうることが判明した。又この効果は、分割数が１７～２９の範囲でも発揮されることが確認された。

従って、ＲＲＯのＯ.Ａ．及びＲＲＯの８次成分を大幅に低減する効果と、セグメント１５に配されるブレード１４の厚さｔ及び突出高さｈを互いに等しくする効果とが組み合わされることにより、タイヤ周方向の偏摩耗の発生をより効果的に抑制することができる。

分割数が多すぎると、トレッド部２の真円性が低下し、ユニフォーミティを損ね、振動性能の悪化を招く。又トレッドモールド１０の組立作業性の低下を招く。又金型閉時、分割面Ｓ、Ｓ間にゴム噛みが発生するが、分割数が多いことでゴム噛みの数が増し、そのクリーニング作業性の低下を招く。このような観点から、分割数の上限は２９以下である。

分割数は、素数で有るのが好ましい。素数であることにより、タイヤの内部構造、例えばカーカスやベルト層などに起因する低次成分（例えば２次、３次等）と共鳴するのを防ぐことができる。これにより、ノイズ、振動、偏摩耗などをさらに抑制する効果が生まれる。

このような観点から、分割数は１９で有るのが最も好ましい。

図７に概念的に示すように、本例では、ブレード１４として、ブレード１４の長さ方向及び高さ方向にジグザグ状にのびる３次元ブレード２１が好適に採用される。このような３次元ブレード２１によって形成されたサイプ３は、対向するサイプ壁面が互いに噛み合うため、トレッド部２の倒れ込みが抑制される。その結果、耐摩耗性とともに、エッジ効果が高まり、氷上性能を向上させうる。

しかし、３次元ブレード２１では、ゴムから抜ける際により大きな力が加わるため、曲げや折れなどの損傷が発生しやすい。従って、特にこのような３次元ブレード２１、さらには、厚さｔが０．６mm以下のブレード１４、高さｈが１５mm以上のブレード１４に対して、本発明は、より有効に機能しうる。

なおブレード１４としては、平板状の１次元ブレード、ブレード１４の長さ方向にのみジグザグ状にのびる２次元ブレードなども採用しうる。

ここで、タイヤＴでは、パターンノイズを低減するために、周方向長さが異なる複数のピッチエレメントを、タイヤ周方向にランダム配置する所謂バリアブルピッチ法が多用されている。この場合、各セグメント１５は、複数のピースにさらに分割されている。

しかし、セグメント１５とピースとは、以下の点で区別される。即ち、セグメント１５は、その一つ一つが、それぞれの基準線Ｘに沿って別々にタイヤ半径方向に移動する。これに対し、ピースでは、各ピースがそれぞれの基準線Ｘに沿って別々にタイヤ半径方向に移動するのではなく、複数のピースからなるグループの一つ一つが、それぞれの基準線Ｘに沿って別々にタイヤ半径方向に移動する。

図９に、本発明の加硫金型１を用いて製造されたタイヤＴのより好ましい実施例が示される。このタイヤＴはトラックバス用等の重荷重用タイヤであって、図９にはそのトレッド部２の展開図が示される。重荷重用タイヤでは、サイプ３の深さであるブレード１４のトレッド成形面１０Ｓからの高さｈが、例えば１５mm以上さらには１７mm以上と乗用車用タイヤの場合に比して著しく高い。そのため、ブレード１４をタイヤＴから取り出す際にゴムから受ける曲げ力は、乗用車用タイヤの場合に比して著しく大であり、曲げや折れなどの損傷が発生しやすい。従って、本発明の効果を最も有効に発揮するという観点から、本発明の加硫金型１は、重荷重用タイヤの加硫金型１として最も好適である。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

本発明の効果を確認するため、図９に示すトレッドパターンを基本パターンとしたスタッドレス用の重荷重用タイヤ（３１５／８０Ｒ２２．５）タイヤが、表１の仕様に基づくブレードを含む加硫金型を用いて試作された。比較例及び実施例では、表１に記載以外は実質的に同仕様である。又各加硫金型は、それぞれ、ブレードを通るタイヤ赤道と平行な任意の断面において、ブレードの厚さｔ及び突出高さｈは、タイヤ一周に亘って等しい。

そして加硫されたタイヤの耐偏摩耗性能、真円度、及びタイヤを加硫した際のブレードの変形性、コスト、作業性についてテストされた。

（１）耐偏摩耗性能：
加硫されたタイヤをリム（２２．５×９．００）、内圧（８３０kPa）の条件にて、１０ｔ積トラックの全輪に装着し、標準積載量の５０％の荷物を積載した状態にて、４００００km走行した。走行後、トレッドモールドの分割面の位置近傍とその他の部分との間の摩耗量の差を、比較例１を１００とする指数で表示された。数値が大なほど摩耗量の差が小さく、耐偏摩耗性能に優れている。

（２）真円度：
加硫されたタイヤの真円度を測定し、比較例１を１００とする指数で表示された。数値が大なほど真円性に優れている。

（３）ブレードの変形性：
各加硫金型を用い、１０００本のタイヤを連続的に加硫成形した。その後、ブレードの変形量を測定し、比較例１を１００とする指数で表示された。数値が大なほど曲がりが少なく良好である。

（４）コスト：
各加硫金型を用い、１０００本のタイヤを連続的に加硫成形した。その後、ゴム噛みによって分割面に付着し廃棄されたゴムの量を、比較例１を１００とする指数で表示された。数値が大なほど廃棄されたゴムの量が少なく良好である。

（５）作業性：
トレッドモールドの組付け・クリーニング作業を実施し、かかった作業時間を、比較例１を１００とする指数で表示された。数値が大なほど作業時間が短く良好である。

テストの結果、実施例の加硫金型では、ブレードの変形を抑えながら、タイヤ周方向の偏摩耗を抑制しうるのが確認できた。

１ 加硫金型
２ トレッド部
３ サイプ
１０ トレッドモールド
１０Ｓ トレッド成形面
１４ ブレード
１５ セグメント
２１ ３次元ブレード
Ｓ 分割面
Ｙｅ 端部領域
Ｙｃ 中央領域

Claims (8)

1. トレッド部にタイヤ周方向に並ぶ複数のサイプが配されたトラック及びバス用の重荷重用タイヤの加硫金型であって、
   前記トレッド部の外面を成形するためのトレッド成形面を有し、かつ前記トレッド成形面に前記サイプを形成するための複数のブレードが設けられたトレッドモールドを含み、
   前記トレッドモールドは、分割面によりタイヤ周方向に分割されてタイヤ半径方向に移動しうる複数のセグメントからなり、
   前記セグメントの分割数は１９～２３であるトラック及びバス用の重荷重用タイヤの加硫金型。
2. 前記セグメントでは、前記ブレードを通るタイヤ赤道と平行な断面において、前記分割面側の端部領域に配されるブレードは、前記端部領域の間の中央領域に配されるブレードと、厚さ及びトレッド成形面からの高さが等しい、請求項１記載のトラック及びバス用の重荷重用タイヤの加硫金型。
3. 前記ブレードは、前記ブレードの長さ方向及び高さ方向にジグザグ状に延びる３次元ブレードである、請求項１又は２記載のトラック及びバス用の重荷重用タイヤの加硫金型。
4. 前記ブレードは、厚さが０．６mm以下である、請求項１乃至３の何れかに記載のトラック及びバス用の重荷重用タイヤの加硫金型。
5. 前記ブレードは、前記トレッド成形面からの高さが１５．０mm以上である、請求項１乃至４の何れかに記載のトラック及びバス用の重荷重用タイヤの加硫金型。
6. 前記分割数は、素数である、請求項１乃至５の何れかに記載のトラック及びバス用の重荷重用タイヤの加硫金型。
7. 前記分割数は、１９である、請求項１乃至６の何れかに記載のトラック及びバス用の重荷重用タイヤの加硫金型。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載のトラック及びバス用の重荷重用タイヤの加硫金型を用いてトラック及びバス用の重荷重用タイヤを加硫する工程を含む、トラック及びバス用の重荷重用タイヤの製造方法。

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