(57)【要約】【課題】  成形ピンの損傷やブロックの欠損を防止し、孔状のサイプに基づいて良好な熱交換機能を発揮することを可能にした空気入りタイヤを提供する。【解決手段】  トレッド部１に成形ピンＰにより成形された孔状のサイプ１０を備えた空気入りタイヤにおいて、サイプ１０の踏面側の基端部１１を開口端から底側に向かって内径が徐々に小さくなる錘形状に形成し、サイプ１０の軸方向に対する基端部１１の傾斜角度θを５°〜１５°にすると共に、サイプ１０の先端部１３を球形状に形成し、該先端部１３の最大内径Ｄｔを開口端の内径Ｄｏよりも小さくし、球形状を有する先端部１３と錘形状を有する基端部１１との間にサイプ１０において内径が最小値となる中間部１２を設け、該中間部１２の内径Ｄｍを先端部１３の最大内径Ｄｔの８０％〜１００％にする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部に成形ピンにより成形された孔状のサイプを備えた空気入りタイヤにおいて、前記サイプの踏面側の基端部を開口端から底側に向かって内径が徐々に小さくなる錘形状に形成し、前記サイプの軸方向に対する前記基端部の傾斜角度を５°〜１５°にすると共に、前記サイプの先端部を球形状に形成し、該先端部の最大内径を前記開口端の内径よりも小さくし、前記球形状を有する先端部と前記錘形状を有する基端部との間に前記サイプにおいて内径が最小値となる中間部を設け、該中間部の内径を前記先端部の最大内径の８０％〜１００％にしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記中間部の軸方向長さを前記サイプの軸方向長さの６０％以下にしたことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記サイプに前記先端部の最大内径位置よりも狭くなるアンダーカット領域を形成し、該アンダーカット領域の軸方向長さを前記サイプの軸方向長さの７０％以下にしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記サイプの軸方向長さに対する前記アンダーカット領域の軸方向長さの比と、前記開口端の内径に対する前記先端部の最大内径と前記中間部の内径との径差の比との積を０．０５以下にしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トレッド部に成形ピンにより成形された孔状のサイプを備えた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、成形ピンの損傷やブロックの欠損を防止し、孔状のサイプに基づいて良好な熱交換機能を発揮することを可能にした空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤにおいて、トレッド部に成形ピンにより成形された孔状のサイプを設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような孔状のサイプは、タイヤ走行時にトレッド部に発生する熱を外気に伝達し、トレッド部の発熱を抑制する機能を有している。そのため、孔状のサイプをトレッド部が厚い重荷重用タイヤに適用すれば、その発熱特性の改善が期待される。
【０００３】
しかしながら、トレッド部に孔状のサイプを備えた空気入りタイヤは、金型からタイヤを取り出す際に成形ピンに掛かる抵抗が非常に大きくなるため、場合によっては、脱型時に成形ピンが損傷したりトレッド部を構成するブロックが欠損するという問題がある。そのため、トレッド部が厚い重荷重用タイヤに孔状のサイプを適用することは実用化されていないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２０５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、成形ピンの損傷やブロックの欠損を防止し、孔状のサイプに基づいて良好な熱交換機能を発揮することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部に成形ピンにより成形された孔状のサイプを備えた空気入りタイヤにおいて、前記サイプの踏面側の基端部を開口端から底側に向かって内径が徐々に小さくなる錘形状に形成し、前記サイプの軸方向に対する前記基端部の傾斜角度を５°〜１５°にすると共に、前記サイプの先端部を球形状に形成し、該先端部の最大内径を前記開口端の内径よりも小さくし、前記球形状を有する先端部と前記錘形状を有する基端部との間に前記サイプにおいて内径が最小値となる中間部を設け、該中間部の内径を前記先端部の最大内径の８０％〜１００％にしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、サイプの踏面側の基端部を開口端から底側に向かって内径が徐々に小さくなる錘形状に形成すると共に、サイプの先端部をその最大内径が開口端の内径を超えない範囲で球形状に形成することにより、サイプを成形するための成形ピンの強度を十分に確保し、しかも脱型する際の成形ピンの抜け難さを改善することができる。そのため、トレッド部が厚い重荷重用タイヤに孔状のサイプを適用した場合であっても、成形ピンの損傷やブロックの欠損を防止し、孔状のサイプに基づいて良好な熱交換機能を発揮することが可能になる。
【０００８】
本発明において、中間部の軸方向長さはサイプの軸方向長さの６０％以下にすることが好ましい。このように中間部の軸方向長さを規定することにより、脱型する際の成形ピンの抜け難さを改善することができる。
【０００９】
また、サイプに先端部の最大内径位置よりも狭くなるアンダーカット領域を形成する場合、該アンダーカット領域の軸方向長さはサイプの軸方向長さの７０％以下にすることが好ましい。このようにアンダーカット領域の軸方向長さを規定することにより、脱型する際の成形ピンの抜け難さを改善することができる。
【００１０】
更に、サイプの軸方向長さに対するアンダーカット領域の軸方向長さの比と、開口端の内径に対する先端部の最大内径と中間部の内径との径差の比との積は０．０５以下にすることが好ましい。上記積は脱型する際にアンダーカット領域のゴムが受ける破壊仕事量に対応する指標であり、この積を小さくすることにより、脱型する際の成形ピンの抜け難さを改善することができる。
【００１１】
本発明は、乗用車用タイヤを含む各種タイヤに適用することが可能であるが、特にトラック・バス用タイヤや建設車両用タイヤを含む重荷重用タイヤに適用した場合に顕著な効果が期待される。より具体的には、外径が１０００ｍｍ以上である重荷重用タイヤに適用することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態からなる重荷重用空気入りタイヤのトレッドパターンを示す展開図である。
【図２】図１の空気入りタイヤのトレッド部に形成された孔状のサイプを示す断面図である。
【図３】図２のサイプの寸法を示す説明図である。
【図４】本発明における孔状のサイプの変形例を示す断面図である。
【図５】本発明における孔状のサイプの他の変形例を示す断面図である。
【図６】比較例からなる孔状のサイプを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなる重荷重用空気入りタイヤのトレッドパターンを示すものである。
【００１４】
図１に示すように、トレッド幅Ｗを有するトレッド部１には、タイヤ周方向に延びる複数本の周方向溝２とタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝３とが形成され、これら周方向溝２及び横溝３によりトレッド部１には複数のブロック４が区画されている。各ブロック４には複数の孔状のサイプ１０が形成されている。
【００１５】
図２及び図３は上記空気入りタイヤのトレッド部に形成された孔状のサイプを示すものである。図２に示すように、サイプ１０は金型Ｍのトレッド成形面に配置された成形ピンＰにより加硫時に成形されたものであり、成形ピンＰはサイプ１０に対応する形状を有している。サイプ１０は、円錘形状を有する基端部１１と、円筒形状を有する中間部１２と、球形状を有する先端部１３とから構成されている。より具体的には、サイプ１０の踏面側に位置する基端部１１は、サイプ１０の開口端から底側に向かって内径が徐々に小さくなるような円錘形状に形成されている。図３に示すように、サイプ１０の軸方向に対する基端部１１の傾斜角度θは５°〜１５°の範囲に設定されている。サイプ１０の先端部１３は球形状に形成され、その先端部１３の最大内径Ｄｔが開口端の内径Ｄｏよりも小さくなるように設定されている。球形状を有する先端部１３と円錘形状を有する基端部１１との間に位置する中間部１２は、サイプ１０において最小値となる一定の内径Ｄｍを有している。中間部１２の内径Ｄｍは先端部１３の最大内径Ｄｔの８０％〜１００％の範囲に設定されている。
【００１６】
上述した空気入りタイヤでは、サイプ１０の踏面側の基端部１１を開口端から底側に向かって内径が徐々に小さくなる錘形状に形成すると共に、サイプ１０の先端部１３をその最大内径Ｄｔが開口端の内径Ｄｏを超えない範囲で球形状に形成することにより、サイプ１０を成形するための成形ピンＰの強度を十分に確保し、しかも脱型する際の成形ピンＰの抜け難さを改善することができる。つまり、成形ピンＰは錘形状を有する基端部１１に対応する部分が相対的に太くなるため、ピン根元の曲げ剛性及び強度が大きくなり脱型時に損傷し難くなる。また、サイプ１０の底部でのクラックの発生を防止すると共に放熱面積を増加させるために先端部１３を球形状に形成するにあたって、サイプ１０の開口端の内径Ｄｏを先端部１３の最大内径Ｄｔよりも大きくしているので、脱型する際に成形ピンＰが抜け易くなる。そのため、トレッド部１が厚い重荷重用タイヤに孔状のサイプ１０を適用した場合であっても、成形ピンＰの損傷やブロック４の欠損を防止し、孔状のサイプ１０に基づいて良好な熱交換機能を発揮することが可能になる。
【００１７】
ここで、サイプ１０の軸方向に対する基端部１１の傾斜角度θは５°〜１５°の範囲に設定する必要がある。基端部１１の傾斜角度θが５°未満であると成形ピンＰの損傷やブロック４の欠損を防止する効果が得られず、逆に１５°を超えるとサイプ１０の開口端が必要以上に広くなるためタイヤ性能を低下させる要因となる。また、サイプ１０の開口端を狭くしながら傾斜角度θを大きくすると、サイプ１０の長さを十分に確保できず、所期の目的である熱交換機能が不十分になる。また、先端部１３の最大内径Ｄｔの位置よりも狭くなるアンダーカット領域を長く形成する必要があり、その結果、成形ピンＰの損傷やブロック４の欠損を防止する効果が得らなくなる。
【００１８】
また、先端部１３の最大内径Ｄｔは開口端の内径Ｄｏよりも小さくすることが必要である。先端部１３の最大内径Ｄｔが開口端の内径Ｄｏよりも大きいと成形ピンＰの抜け難さを改善する効果が不十分になる。なお、サイプ１０の開口端の内径Ｄｏはタイヤサイズやブロックサイズに応じて適宜設定されるが、例えば、５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲に設定すると良い。
【００１９】
更に、中間部１２の内径Ｄｍは先端部１３の最大内径Ｄｔの８０％〜１００％にすることが必要である。中間部１２の内径Ｄｍが先端部１３の最大内径Ｄｔの８０％未満であると成形ピンＰの抜け難さを改善する効果が不十分になる。なお、先端部１３の最大内径Ｄｔの位置よりも狭くなるアンダーカット領域を形成する場合、中間部１２の内径Ｄｍは先端部１３の最大内径Ｄｔの８０％〜９０％にすると良い。
【００２０】
上記空気入りタイヤにおいて、中間部１２の軸方向長さＬｍはサイプ１０の軸方向長さＬの６０％以下、より好ましくは、２０％〜６０％にすると良い。サイプ１０の軸方向長さＬに対する中間部１２の軸方向長さＬｍの占有比率は成形ピンＰを引き抜く際の摩擦距離を想起した指標である。このように中間部１２の軸方向長さＬｍを上記範囲に規定することにより、脱型する際の成形ピンＰの抜け難さを改善することができる。中間部１２の軸方向長さＬｍが大き過ぎると成形ピンＰの抜け難さを改善する効果が低下するが、逆に小さ過ぎるとサイプ１０の軸方向長さＬを十分に確保することができず、熱交換機能が低下することになる。なお、サイプ１０の軸方向長さＬは基端部１１の軸方向長さＬｏと中間部１２の軸方向長さＬｍと先端部１３の軸方向長さＬｔとの総和である。サイプ１０の軸方向長さＬは、成形ピンＰの抜け難さを改善する効果と熱交換機能を確保するために、例えば、２０ｍｍ〜８０ｍｍの範囲に設定すると良い。
【００２１】
また、サイプ１０に先端部１３の最大内径Ｄｔの位置よりも狭くなるアンダーカット領域を形成する場合、そのアンダーカット領域の軸方向長さＬｕはサイプ１０の軸方向長さＬの７０％以下、より好ましくは、３０％〜７０％にすると良い。サイプ１０の軸方向長さＬに対するアンダーカット領域の軸方向長さＬｕの占有比率は成形ピンＰを引き抜く際の摩擦抵抗を想起した指標である。このようにアンダーカット領域の軸方向長さＬｕを上記範囲に規定することにより、脱型する際の成形ピンＰの抜け難さを改善することができる。中間部１２の軸方向長さＬｍが大き過ぎると成形ピンＰの抜け難さを改善する効果が低下することになる。
【００２２】
更に、サイプ１０の軸方向長さＬに対するアンダーカット領域の軸方向長さＬｕの比（Ｌｕ／Ｌ）と、サイプ１０の開口端の内径Ｄｏに対する先端部１３の最大内径Ｄｔ（ｍｍ）と中間部１２の内径Ｄｍとの径差の比〔（Ｄｔ−Ｄｍ）／Ｄｏ〕との積は０．０５以下にすると良い。つまり、（Ｌｕ／Ｌ）×〔（Ｄｔ−Ｄｍ）／Ｄｏ〕＜０．０５の関係を満足すると良い。なお、単位はいずれも「ｍｍ」である。この積は脱型する際にアンダーカット領域のゴムが受ける破壊仕事量を想起した指標である。この積を小さくすることにより、脱型する際の成形ピンＰの抜け難さを改善することができる。（Ｌｕ／Ｌ）×〔（Ｄｔ−Ｄｍ）／Ｄｏ〕の値が大き過ぎると成形ピンＰの抜け難さを改善する効果が低下することになる。
【００２３】
図４及び図５はそれぞれ本発明における孔状のサイプの変形例を示すものである。図４において、サイプ１０の中間部１２の内径Ｄｍは先端部１３の最大内径Ｄｔの１００％に設定されている。つまり、中間部１２の内径Ｄｍと先端部１３の最大内径Ｄｔとが等しくなっている。そのため、図４においては、サイプ１０がアンダーカット領域を備えていない。この場合、成形ピンＰの強度を十分に確保し、成形ピンＰの抜け難さを改善する効果は十分に得られるものの、先端部１３の曲率半径が相対的に小さくなるため、サイプ１０の底部でのクラックの発生を抑制する効果と放熱面積を増大させる効果が低下する。
【００２４】
図５において、中間部１２の軸方向長さＬｍが極端に小さくなっている。この場合、成形ピンＰの強度を十分に確保し、成形ピンＰの抜け難さを改善する効果は十分に得られるものの、放熱面積を確保するためにサイプ１０の軸方向長さＬを大きくすると、基端部１１の軸方向長さＬｏを大きくする必要があり、その結果、基端部１１の傾斜角度θが制約され、傾斜角度θを大きく設定することが困難になる。
【００２５】
図６は比較例からなる孔状のサイプを示すものである。図６において、サイプ２０は円筒形状を有する基端部２１と球形状を有する先端部２３とから構成されている。この場合、成形ピンの強度を十分に確保することができず、脱型する際に成形ピンが抜け難い。そのため、上述のようなサイプ２０を重荷重用タイヤに適用した場合、成形ピンの損傷やブロックの欠損を生じることになる。
【実施例】
【００２６】
タイヤサイズが２７００Ｒ４９であって、トレッド部に成形ピンにより成形された複数本の孔状のサイプを備えた空気入りタイヤ（図１参照）において、サイプの踏面側の基端部を開口端から底側に向かって内径が徐々に小さくなる円錘形状に形成し、サイプの先端部を球形状に形成し、該先端部の最大内径を開口端の内径よりも小さくし、球形状を有する先端部と円錘形状を有する基端部との間にサイプにおいて内径が最小値となる中間部を設けると共に（図２〜図５参照）、サイプの軸方向に対する基端部の傾斜角度θ、開口端の内径Ｄｏ、中間部の内径Ｄｍ、先端部の最大内径Ｄｔ、Ｄｍ／Ｄｔ、サイプの軸方向長さＬ、中間部の軸方向長さＬｍとサイプの軸方向長さＬとの比Ｌｍ／Ｌ、アンダーカット領域の軸方向長さＬｕとサイプの軸方向長さＬとの比Ｌｕ／Ｌ、（Ｌｕ／Ｌ）×〔（Ｄｔ−Ｄｍ）／Ｄｏ〕を表１のように設定した実施例１〜１１のタイヤを製作した。
【００２７】
比較のため、円筒形状を有する基端部と球形状を有する先端部とからなる孔状のサイプ（図６参照）を備えた比較例１のタイヤを製作した。また、円錘形状を有する基端部と円筒形状を有する中間部と球形状を有する先端部とからなる孔状のサイプ（図２参照）を備え、サイプの軸方向に対する基端部の傾斜角度θを大きくし、それに伴ってＤｍ／Ｄｔの値を小さくした比較例２のタイヤを製作した。
【００２８】
これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、ピン損傷、ブロック欠損、発熱特性を評価し、その結果を表１に併せて示した。
【００２９】
ピン損傷：
各試験タイヤを１０本加硫し、脱型時に成形ピンが損傷した箇所を数えた。
【００３０】
ブロック欠損：
各試験タイヤを１０本加硫し、脱型時にブロックが欠損した箇所を数えた。
【００３１】
発熱特性：
各試験タイヤをリム径４９インチのホイールに組み付けてドラム試験機に装着し、空気圧７００ｋＰａ、荷重２３０ｋＮ、速度１０ｋｍ／ｈの条件にて走行させ、トレッド内部温度が１００℃になるまでの時間を計測した。評価結果は、比較例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどトレッド部の発熱特性（熱交換機能）が優れていることを意味する。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
表１から判るように、実施例１〜１１のタイヤは、比較例１と同等以上の優れた発熱特性を有し、しかも成形ピンの損傷やブロックの欠損を殆ど生じないものであった。これに対して、比較例２のタイヤは、実施例３と類似したサイプ形状を有しているものの、サイプの軸方向に対する基端部の傾斜角度θが大きく、Ｄｍ／Ｄｔの値が小さいため、成形ピンの損傷やブロックの欠損を防止する効果が十分ではなかった。
【符号の説明】
【００３４】
１  トレッド部
２  周方向溝
３  横溝
４  ブロック
１０  サイプ
１１  基端部
１２  中間部
１３  先端部
Ｍ  金型
Ｐ  成形ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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