JP2014084007A - 空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】短繊維の耐剥離性を向上させた空気入りタイヤ、及び、そのような空気入りタイヤを容易に得ることができる空気入りタイヤの製造方法を提供する。
【解決手段】タイヤ内表面の平坦部に対して突出する凸部が形成されたタイヤの内表面の少なくとも一部に、複数の短繊維が接着剤により固着された空気入りタイヤであって、前記凸部と前記平坦部の境を形成する基底部を備えるとともに、該基底部の外表面が滑らかに形成されている。
【選択図】図3
【解決手段】タイヤ内表面の平坦部に対して突出する凸部が形成されたタイヤの内表面の少なくとも一部に、複数の短繊維が接着剤により固着された空気入りタイヤであって、前記凸部と前記平坦部の境を形成する基底部を備えるとともに、該基底部の外表面が滑らかに形成されている。
【選択図】図3
Description
この発明は、タイヤ内表面の平坦部に対して突出する凸部が形成されたタイヤの内表面の少なくとも一部に、複数の短繊維が接着剤により固着された空気入りタイヤ及びそのような空気入りタイヤの製造方法に関するものである。
空気入りタイヤは、その構造上、タイヤ内部の円管長さに起因する空洞共鳴現象を発生することが知られており、この空洞共鳴音は不快な車室内騒音の一因となっている。そして、このような空洞共鳴音を低減することを目的として、特許文献1のように、内表面に多数の短繊維を接着剤で固着したタイヤが知られている。
しかしながら、上述したような、内表面に多数の短繊維を接着剤で固着したタイヤは、使用時に一部の短繊維が剥離し、その結果吸音効果が損なわれる場合があるということが判明した。
この発明は、内表面の少なくとも一部に短繊維が固着された空気入りタイヤに生じる、上述した課題を有効に解決するものであり、タイヤの内表面に固着された短繊維の耐剥離性を向上させた空気入りタイヤ、及び、そのような空気入りタイヤを容易に得ることができる空気入りタイヤの製造方法を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、上述した課題を解決するために鋭意研究を進めた。そして以下の知見を得た。
タイヤの加硫成形工程では一般に、成形された生タイヤを加硫機に取り付けられたモールド内に入れて、生タイヤの内側でブラダーを膨張させ、該ブラダーで生タイヤの内表面を押圧することで、生タイヤの外表面をモールドの内表面に押し付けながら生タイヤを加熱する方法が採用されている。
この加硫成形工程で生タイヤ内部、及びブラダーと生タイヤとの間に存在する空気を効率的に排出するために、外表面に細長い矩形の条溝(凹部)を形成したブラダーが広く用いられている。そして、このようなブラダーを用いてタイヤを製造すると、製造されたタイヤの内表面には細長い矩形の突条(凸部)が形成される。
タイヤの加硫成形工程では一般に、成形された生タイヤを加硫機に取り付けられたモールド内に入れて、生タイヤの内側でブラダーを膨張させ、該ブラダーで生タイヤの内表面を押圧することで、生タイヤの外表面をモールドの内表面に押し付けながら生タイヤを加熱する方法が採用されている。
この加硫成形工程で生タイヤ内部、及びブラダーと生タイヤとの間に存在する空気を効率的に排出するために、外表面に細長い矩形の条溝(凹部)を形成したブラダーが広く用いられている。そして、このようなブラダーを用いてタイヤを製造すると、製造されたタイヤの内表面には細長い矩形の突条(凸部)が形成される。
上述したような、内表面に凸部が形成され、内表面に多数の短繊維を接着剤で固着したタイヤにおいて、該凸部の基底部には接着剤が含浸しにくい。さらに、タイヤの走行時には繰り返し大変形がおこり、変形時に該基底部付近には歪みが集中する。
また、走行時の発熱やタイヤ内部の水分によって、接着剤が劣化することがある。
これらのことから、タイヤの使用時に、タイヤの内表面の前記凸部の基底部付近で接着剤が剥離し易いため、短繊維が剥離する場合があるということがわかった。
また、走行時の発熱やタイヤ内部の水分によって、接着剤が劣化することがある。
これらのことから、タイヤの使用時に、タイヤの内表面の前記凸部の基底部付近で接着剤が剥離し易いため、短繊維が剥離する場合があるということがわかった。
以上の知見に基づきなされたこの発明の空気入りタイヤは、タイヤ内表面の平坦部に対して突出する凸部が形成されたタイヤの内表面の少なくとも一部に、複数の短繊維が接着剤により固着された空気入りタイヤであって、前記凸部と前記平坦部の境を形成する基底部を備えるとともに、該基底部の外表面が滑らかに形成されていることを特徴とする。この空気入りタイヤによれば、タイヤの内表面に固着された短繊維の耐剥離性を向上させることができる。
この発明の空気入りタイヤでは、前記凸部は、外表面に凹部が形成され前記凹部の底部の上縁部が滑らかに形成されたブラダーを、前記タイヤの内表面に押圧することで形成されたものであってよい。この場合には、従来の加硫成形工程と同様の工程で、タイヤの内表面に固着された短繊維の耐剥離性を向上した空気入りタイヤを製造することができる。
そして、この発明の空気入りタイヤでは、前記基底部の外表面の曲率半径が0.25mm以上であることが好ましい。この場合には、タイヤの内表面に固着された短繊維の耐剥離性を一層向上させることができる。
ここにおいて、この発明の空気入りタイヤでは、前記凸部は突条であり、前記凸部の延在方向とタイヤ幅方向とがなす角度が30°以下であることが好ましい。この場合には、タイヤの変形時に、凸部の基底部に大きな歪みが発生することを抑制することで、短繊維の耐剥離性を向上させることができる。なお、凸部の延在方向とは、突条のトレッド部の内周面における幅方向両端を結んだ直線が延びる方向をいうものとする。
次に、この発明の空気入りタイヤの製造方法は、外表面に凹部が形成され前記凹部の上縁部が滑らかに形成されたブラダーで、生タイヤの内表面を押圧しながら生タイヤを加硫してタイヤに成形する加硫成形工程と、前記タイヤの内表面の少なくとも一部に、接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、前記タイヤの内表面の前記接着剤を塗布した部分に、複数の短繊維を付着させる短繊維付着工程と、を含むことを特徴とする。この発明の空気入りタイヤの製造方法によれば、短繊維の耐剥離性を向上させた空気入りタイヤを、容易に得ることができる。なお、ここでいう「接着剤を塗布する」とは、接着剤を散布等することも含むものとする。
この明細書及び特許請求の範囲において、空気入りタイヤの形状の測定は、特に断りのない限りタイヤを適用リムに装着して所定内圧を充填した無負荷の状態で行うものとし、ブラダーの形状は、タイヤ加硫時のものをいうこととする。
ここで「適用リム」とは、タイヤが生産され、または使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではJATMA(日本自動車タイヤ協会) YEAR BOOK、欧州ではETRTO(European Tyre and Rim Technical Organisation)のSTANDARDS MANUAL、米国ではTRA(THE TIRE and RIM ASSOCIATION INC.)のYEAR BOOK等に規定された、適用サイズにおける標準リムを指す。
また、「所定内圧」とは、上記JATMA等の規格で、タイヤサイズに応じて規定される、タイヤの最大負荷能力に対応する充填空気圧(最高空気圧)をいう。
なお、ここでいう空気は、窒素ガスその他の不活性ガスに置換することもできる。
ここで「適用リム」とは、タイヤが生産され、または使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではJATMA(日本自動車タイヤ協会) YEAR BOOK、欧州ではETRTO(European Tyre and Rim Technical Organisation)のSTANDARDS MANUAL、米国ではTRA(THE TIRE and RIM ASSOCIATION INC.)のYEAR BOOK等に規定された、適用サイズにおける標準リムを指す。
また、「所定内圧」とは、上記JATMA等の規格で、タイヤサイズに応じて規定される、タイヤの最大負荷能力に対応する充填空気圧(最高空気圧)をいう。
なお、ここでいう空気は、窒素ガスその他の不活性ガスに置換することもできる。
この発明の空気入りタイヤによれば、タイヤの内表面に固着された短繊維の耐剥離性を向上させることができる。そして、この発明の空気入りタイヤの製造方法によれば、タイヤの内表面に固着された短繊維の耐剥離性を向上させた空気入りタイヤを容易に得ることができる。
以下に、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を例示説明する。
なお、タイヤの各部の構成は、下記の説明に限定されるものではない。
図1に例示する、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ(以下、単に「タイヤ」とも言う)1は、一対のビード部7間に跨ってラジアル方向に配置したコードによる、一枚以上のカーカスプライにて形成されたカーカス2と、カーカス2のクラウン域の外周側に配設されて、タイヤ周方向に対して傾斜して延びる金属コードからなるベルトプライで構成される、ここでは二層の傾斜ベルト層3と、傾斜ベルト層3の外周側に配設されて、タイヤ周方向に向けて延びる有機繊維コードからなる補強層で構成される、ここでは一層のベルト補強層4と、ベルト補強層4の外周側に配設されて、トレッド接地面を形成するトレッド5と、ビード部7からタイヤ半径方向外側に伸びる一対のサイドウォール部6とを具える。
なお、タイヤの各部の構成は、下記の説明に限定されるものではない。
図1に例示する、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ(以下、単に「タイヤ」とも言う)1は、一対のビード部7間に跨ってラジアル方向に配置したコードによる、一枚以上のカーカスプライにて形成されたカーカス2と、カーカス2のクラウン域の外周側に配設されて、タイヤ周方向に対して傾斜して延びる金属コードからなるベルトプライで構成される、ここでは二層の傾斜ベルト層3と、傾斜ベルト層3の外周側に配設されて、タイヤ周方向に向けて延びる有機繊維コードからなる補強層で構成される、ここでは一層のベルト補強層4と、ベルト補強層4の外周側に配設されて、トレッド接地面を形成するトレッド5と、ビード部7からタイヤ半径方向外側に伸びる一対のサイドウォール部6とを具える。
図2に示すように、空気入りタイヤ1の内表面8には、タイヤ内表面の平坦部に対して突出し、タイヤ幅方向に対して角度θだけ傾斜して延びる突条(凸部)13が形成されている。この突条(凸部)13は、この例では、外表面に凹部が形成され前記凹部の上縁部が滑らかに形成されたブラダーを、タイヤ1の内表面に押圧することで形成されたものであり、ブラダーリッジと呼ばれるものである。この傾斜角度θを30°以下とすることが、後述するタイヤの内表面8の突条13の基底部13aの外表面付近に、タイヤの変形時に大きな歪みが発生することを抑制して、接着剤12の耐剥離性を向上させ、ひいては短繊維の耐剥離性を向上させる点で好ましい。すなわち、θを30°よりも大きくした場合には、タイヤの転動時に突条で生じる歪みが大きくなり、短繊維が剥離しやすくなるおそれがある。
なお、凹部の上縁部が滑らかに形成されていないブラダーを使用した場合でも、成形されたタイヤの内表面の突条の基底部の外表面をヤスリ掛け等して、滑らかに形成することができる。そして、空気入りタイヤ1の内表面8はインナーライナーゴムで構成することが一般的であるが、少なくとも一部を他の部材で構成することもできる。また図示はしないが、複数の方向に延在する凸部を形成して、凸部を網目状とすることもできる。
なお、凹部の上縁部が滑らかに形成されていないブラダーを使用した場合でも、成形されたタイヤの内表面の突条の基底部の外表面をヤスリ掛け等して、滑らかに形成することができる。そして、空気入りタイヤ1の内表面8はインナーライナーゴムで構成することが一般的であるが、少なくとも一部を他の部材で構成することもできる。また図示はしないが、複数の方向に延在する凸部を形成して、凸部を網目状とすることもできる。
図3は、図1中の点線Aで囲まれた部分の拡大図である。同図では、タイヤの内表面8より上側がタイヤの肉部、内表面8より下側がタイヤの空気室となっている。タイヤの内表面8には、多数の短繊維11が、例えばウレタン系の接着剤12によって固着されている。この短繊維11により、空気入りタイヤ1が発生する空洞共鳴音を低減することができる。
なお、接着剤としてはその他市販のものや粘着剤を用いることもできる。
なお、接着剤としてはその他市販のものや粘着剤を用いることもできる。
この発明では、タイヤの内表面8の突条13の基底部13aの外表面付近で接着剤12が剥離することを防止するために、基底部13aの外表面は滑らかに形成されている。このことで、基底部13aに接着剤12を含浸し易くするとともに、タイヤ変形時に基底部13a付近に歪みが集中することを抑制して、接着剤12の耐剥離性を向上させ、ひいては短繊維の耐剥離性を向上させることができる。
なお、ここでいう「基底部13a」とは、図3に示すタイヤの内表面8の平坦部8aと、凸部13の境となる部分のことをいうものとする。また、この明細書及び特許請求の範囲において「滑らか」とは、角部(一定の断面において、曲率半径が0となる部分)が存在しないことをいうものとする。
なお、ここでいう「基底部13a」とは、図3に示すタイヤの内表面8の平坦部8aと、凸部13の境となる部分のことをいうものとする。また、この明細書及び特許請求の範囲において「滑らか」とは、角部(一定の断面において、曲率半径が0となる部分)が存在しないことをいうものとする。
ここで、基底部13aの外表面の曲率半径Rは、0.25mm以上1.50mm以下とすることが好ましい。すなわち、Rが0.25mm未満の場合には、基底部13aの外表面が十分滑らかとならず、接着剤12、ひいては短繊維11の耐剥離性を十分有効に向上させることができないおそれがあり、また、曲率半径Rは1.50mm以下とすることが好ましい。Rが1.50mmを超える場合には、加硫時に空気を十分に排出することができず、タイヤ内に空気が残存してしまうおそれがあるからである。より好ましくは、基底部13aの外表面の曲率半径Rを0.25mm以上0.80mm以下とする。
なおここでは、基底部13aの外表面の曲率半径Rを、突条13の延在方向に直交する断面で計測しているが、タイヤの内表面8に形成された凸部が突条以外のものとして形成されている場合には、タイヤの内表面8に直交するすべての断面で計測した基底部13aの外表面の曲率半径のうち、最小曲率半径Rを上記の範囲内とすることが好ましい。
なお、短繊維11は、平均直径Dが1μm以上500μm、平均長さLが0.5mm以上10mm以下の短繊維を用いることが好ましい。また短繊維の平均長さLと平均直径Dとの比(L/D)を5以上2000以下とすることが好ましい。すなわち、Lが0.5mm未満またはL/Dが5未満の場合には、空洞共鳴音を低減する効果が小さくなるおそれがあり、Lが10mmを超える場合またはL/Dが2000を超える場合には、短繊維同士が絡み合ってダマ(塊)ができ、短繊維が吸音効果を十分に発揮できないおそれがある。そしてDを1μm未満とすると、短繊維の製造工程で糸切れが多発して生産性が低下する。一方Dが500μmを超えると、タイヤの重量増加によって転がり抵抗が大きくなり、タイヤを装着した車両の燃費が悪化するおそれがある。
また、短繊維11には、有機合成繊維、無機繊維、再生繊維、天然繊維等を用いることができる。
有機合成繊維としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン等のポリオレフィン、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリメチルメタクリレート等のポリエステル、シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエンアクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体、ポリスチレン、及びこれらの共重合体等を用いることができる。これらの有機合成繊維は一般に、安価であり、化学的に安定しており、ウレタン系の接着剤と相性が良いことから、本発明に係るタイヤで使用するのに好適である。
無機繊維としては、例えば、カーボン繊維、グラスファイバー等の繊維を、再生繊維としては、例えば、レーヨン、キュプラ等を、天然繊維としては、例えば、綿、絹、羊毛等を用いることができる。
有機合成繊維としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン等のポリオレフィン、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリメチルメタクリレート等のポリエステル、シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエンアクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体、ポリスチレン、及びこれらの共重合体等を用いることができる。これらの有機合成繊維は一般に、安価であり、化学的に安定しており、ウレタン系の接着剤と相性が良いことから、本発明に係るタイヤで使用するのに好適である。
無機繊維としては、例えば、カーボン繊維、グラスファイバー等の繊維を、再生繊維としては、例えば、レーヨン、キュプラ等を、天然繊維としては、例えば、綿、絹、羊毛等を用いることができる。
そして、図1に示すタイヤでは、ビードトウ7aからタイヤ径方向に一定の距離をおいて、ビードフィラー9の上端(タイヤ径方向外端)9aよりもタイヤ径方向内側を、短繊維11の固着領域の境界11aとして、タイヤの内表面8にわたって短繊維11を固着させている。また、短繊維11をタイヤ赤道面CL付近以外、特にサイドウォール部6の内周面のみに設けることで、パンク修理液の使用を妨げるおそれを減らすことができる。また、短繊維を互いに離れた複数の領域に固着させる(例えば、短繊維を縞状に設ける)ことで、接着剤がタイヤの内表面8から剥離した場合でも、当該短繊維ひいては短繊維の剥離が広がらず、短繊維による吸音効果を維持することができる。
ここで、タイヤに発生する空洞共鳴音を有効に低減する観点から、タイヤの内表面8の全表面積の25%以上の部分に短繊維を固着させることが好ましく、タイヤの内表面8の短繊維11が設けられる部分には1平方センチメートル当り100本以上の平均密度で短繊維を設けることが好ましい。
ここで、タイヤに発生する空洞共鳴音を有効に低減する観点から、タイヤの内表面8の全表面積の25%以上の部分に短繊維を固着させることが好ましく、タイヤの内表面8の短繊維11が設けられる部分には1平方センチメートル当り100本以上の平均密度で短繊維を設けることが好ましい。
なお、この実施形態では、凸部(突条)が、加硫時に空気を効率的に排出するために凹部が形成されたブラダーによって形成された、ブラダーリッジである場合を説明したが、本発明は、その他の形状及び/または目的で形成されたものである場合、例えば空冷を目的として凸部を形成した場合にも適用可能である。
次に、本発明の、空気入りタイヤの製造方法について説明する。本発明の、空気入りタイヤの製造方法は、図1に示す本発明の空気入りタイヤを製造するのに好適である。
図4に、本発明に係る、空気入りタイヤの製造方法において、タイヤ加硫時に用いられるブラダー21を示す。加硫時に空気を効率的に排出するために、ブラダー21の外表面には細長い矩形の条溝(凹部)22が複数形成されている。条溝22の上縁部は、図2及び図3に示すタイヤの内表面8の突条13の基底部13aの外表面に対応するように滑らかに形成されており、好ましくは該上縁部の曲率半径を0.25mm以上1.50mm以下とする。なお、ブラダー21の条溝22を、タイヤ内表面に押圧した際に、条溝22がタイヤ幅方向に対して傾斜するように形成することで、図1のタイヤのように、タイヤの内表面8の突条13をタイヤ幅方向に対して傾斜させることができる。
図4に示すブラダー21によって形成されたブラダーリッジは一般に、タイヤ内周面のトレッド部中央近傍を始端としてビードトウまで延びる。そしてトレッド部中央(タイヤ赤道面)近傍のタイヤ内周面にはブラダーリッジの設けられていない領域がタイヤ周方向に伸びている。
図4に、本発明に係る、空気入りタイヤの製造方法において、タイヤ加硫時に用いられるブラダー21を示す。加硫時に空気を効率的に排出するために、ブラダー21の外表面には細長い矩形の条溝(凹部)22が複数形成されている。条溝22の上縁部は、図2及び図3に示すタイヤの内表面8の突条13の基底部13aの外表面に対応するように滑らかに形成されており、好ましくは該上縁部の曲率半径を0.25mm以上1.50mm以下とする。なお、ブラダー21の条溝22を、タイヤ内表面に押圧した際に、条溝22がタイヤ幅方向に対して傾斜するように形成することで、図1のタイヤのように、タイヤの内表面8の突条13をタイヤ幅方向に対して傾斜させることができる。
図4に示すブラダー21によって形成されたブラダーリッジは一般に、タイヤ内周面のトレッド部中央近傍を始端としてビードトウまで延びる。そしてトレッド部中央(タイヤ赤道面)近傍のタイヤ内周面にはブラダーリッジの設けられていない領域がタイヤ周方向に伸びている。
次に、本発明の空気入りタイヤの製造方法は、加硫成形工程と、該加硫成形工程後に行われる接着剤塗布工程と、該接着剤塗布工程後に行われる短繊維付着工程とを含む。
加硫成形工程では、成形された生タイヤを加硫機に取り付けられたモールド内に入れて、生タイヤの内側で、外表面に凹部が形成され、前記凹部の上縁部が滑らかに(角部を持たずに)形成されたブラダーを膨張させて、生タイヤの内表面を押圧しながら、生タイヤの外表面をモールドの内表面に押し付けた状態で、生タイヤを加熱することで生タイヤを加硫する。ブラダー21には条溝22が形成されているため、この加硫成形工程で、生タイヤ内部、及びブラダー21と生タイヤとの間に存在する空気をモールド外部に効率的に排出することができる。
加硫成形工程では、成形された生タイヤを加硫機に取り付けられたモールド内に入れて、生タイヤの内側で、外表面に凹部が形成され、前記凹部の上縁部が滑らかに(角部を持たずに)形成されたブラダーを膨張させて、生タイヤの内表面を押圧しながら、生タイヤの外表面をモールドの内表面に押し付けた状態で、生タイヤを加熱することで生タイヤを加硫する。ブラダー21には条溝22が形成されているため、この加硫成形工程で、生タイヤ内部、及びブラダー21と生タイヤとの間に存在する空気をモールド外部に効率的に排出することができる。
以上のようにして、図1〜3に示すような、内表面に突条が形成され、該突条の基底部の外表面が滑らかに形成された空気入りタイヤを成形することができる。このような空気入りタイヤは、変形時に基底部付近に歪みが集中しにくく、後の工程で設けられる短繊維の耐剥離性を向上させることができる。
接着剤塗布工程では、短繊維を固着するために、加硫済みのタイヤの少なくとも一部に接着剤等を塗布する。これにより接着剤等を付着させた部分に短繊維が固着されることとなる。ここで、タイヤの内表面の突条は滑らかに形成されているため、接着剤等が含浸し易くなり、その結果接着剤等の耐剥離性を向上させることができ、ひいては短繊維の耐剥離性を向上させることができる。
その後、短繊維付着工程では、タイヤの内表面の前記接着剤等を塗布した部分に、多数の短繊維を付着させる。短繊維の付着は種々の方法で行うことができ、例えば静電植毛を利用することができる。静電植毛とは、短繊維を帯電させて、静電気力によって付着対象の表面上に短繊維を垂直に植毛する技術であり、この技術を用いることで、多数の短繊維をタイヤの内面に立設させることが容易にでき、曲面であるタイヤの内面にも確実に短繊維を植毛することができる。
その後、短繊維付着工程では、タイヤの内表面の前記接着剤等を塗布した部分に、多数の短繊維を付着させる。短繊維の付着は種々の方法で行うことができ、例えば静電植毛を利用することができる。静電植毛とは、短繊維を帯電させて、静電気力によって付着対象の表面上に短繊維を垂直に植毛する技術であり、この技術を用いることで、多数の短繊維をタイヤの内面に立設させることが容易にでき、曲面であるタイヤの内面にも確実に短繊維を植毛することができる。
以下に示す仕様の下、タイヤをサイズ275/70R16で試作し、各試作タイヤについてタイヤ内のエア入りを評価するとともに、短繊維の耐剥離性を評価するための試験を行ったので以下に説明する。
実施例タイヤ1〜9は、図1〜3に示すように、突条が形成されたタイヤの内表面に太さ20デニール(直径50μm)、長さ4.0mmのナイロン製短繊維を接着剤により固着したものである。各実施例タイヤにおける、突条の延在方向とタイヤ幅方向とがなす角度(以下、「突条の延在角度」という)は、表1の通りである。この突条の基底部の外表面の曲率半径Rを変えて各種評価を行った。
実施例タイヤ1〜9は、図1〜3に示すように、突条が形成されたタイヤの内表面に太さ20デニール(直径50μm)、長さ4.0mmのナイロン製短繊維を接着剤により固着したものである。各実施例タイヤにおける、突条の延在方向とタイヤ幅方向とがなす角度(以下、「突条の延在角度」という)は、表1の通りである。この突条の基底部の外表面の曲率半径Rを変えて各種評価を行った。
<タイヤ内のエア入りの評価>
試作タイヤのそれぞれについてシアロ試験を行った。具体的には、タイヤを気密室に入れて、空気を抜き入れしながらレーザで撮影した。撮影された画像を確認することで、タイヤ内のエア入りの評価を行った。その結果を表1に示す。
試作タイヤのそれぞれについてシアロ試験を行った。具体的には、タイヤを気密室に入れて、空気を抜き入れしながらレーザで撮影した。撮影された画像を確認することで、タイヤ内のエア入りの評価を行った。その結果を表1に示す。
<耐剥離性の評価>
この試作タイヤを8J−16のリムに組み付けて、所定内圧を充填した無負荷の状態で60℃の環境に1ヶ月放置してタイヤを劣化させる。その後、タイヤの内圧を所定内圧の50%として、4輪を車両に装着し、JATMAに規定される最大負荷荷重(タイヤに負荷することが許される最大の質量)を負荷して1万km走行した。
そして走行後に、走行前から短繊維が剥離した部分の面積を確認し、(i)短繊維が剥離していない場合、(ii)短繊維がわずかに剥離している場合(短繊維が剥離した部分の面積が、走行前に接着剤で短繊維が固着されていた部分の面積の10%未満である場合)、(iii)短繊維が大きく剥離している場合(短繊維が剥離した部分の面積が、走行前に接着剤で短繊維が固着されていた部分の面積の10%以上である場合)、のいずれに該当しているかを確認した。なお、突条に角部が存在する比較例タイヤで同様の試験を行ったところ、試験後短繊維は大きく剥離していた。
この試作タイヤを8J−16のリムに組み付けて、所定内圧を充填した無負荷の状態で60℃の環境に1ヶ月放置してタイヤを劣化させる。その後、タイヤの内圧を所定内圧の50%として、4輪を車両に装着し、JATMAに規定される最大負荷荷重(タイヤに負荷することが許される最大の質量)を負荷して1万km走行した。
そして走行後に、走行前から短繊維が剥離した部分の面積を確認し、(i)短繊維が剥離していない場合、(ii)短繊維がわずかに剥離している場合(短繊維が剥離した部分の面積が、走行前に接着剤で短繊維が固着されていた部分の面積の10%未満である場合)、(iii)短繊維が大きく剥離している場合(短繊維が剥離した部分の面積が、走行前に接着剤で短繊維が固着されていた部分の面積の10%以上である場合)、のいずれに該当しているかを確認した。なお、突条に角部が存在する比較例タイヤで同様の試験を行ったところ、試験後短繊維は大きく剥離していた。
試験結果から、凸部の基底部の外表面を滑らかに形成した実施例タイヤはいずれも、比較例タイヤよりも短繊維の耐剥離性が向上していることが明らかとなった。特に、該基底部の外表面の曲率半径Rを0.25mm以上とし、かつ、突条の延在角度を30°以下とした試作例タイヤ4〜8では、耐剥離性が大きく向上していることが明らかとなった。
また、凸部の基底部の外表面の曲率半径Rを1.50mm以下とすることで、タイヤ内のエア入りを抑制できることが明らかとなった。
また、凸部の基底部の外表面の曲率半径Rを1.50mm以下とすることで、タイヤ内のエア入りを抑制できることが明らかとなった。
1:空気入りタイヤ、2:カーカス、3:傾斜ベルト層、4:ベルト補強層、5:トレッド、6:サイドウォール部、7:ビード部、7a:ビードトウ、8:タイヤの内表面、9:ビードフィラー、9a:ビードフィラーの上端(タイヤ径方向外端)、11:短繊維、11a:短繊維の固着領域の境界、12:接着剤、13:凸部(突条)、13a:基底部、21:ブラダー、22:凹部(条溝)
以上の知見に基づきなされたこの発明の空気入りタイヤは、タイヤ内表面の平坦部に対して突出する凸部が形成されたタイヤの内表面の少なくとも一部に、複数の短繊維が接着剤により固着された空気入りタイヤであって、前記凸部と前記平坦部の境を形成する基底部を備えるとともに、該基底部の外表面が滑らかに形成され、該基底部の外表面の曲率半径が0.25mm以上であることを特徴とする。この空気入りタイヤによれば、タイヤの内表面に固着された短繊維の耐剥離性を向上させることができる。
次に、この発明の空気入りタイヤの製造方法は、外表面に凹部が形成され前記凹部の上縁部が滑らかに形成され、該上縁部の曲率半径を0.25mm以上としたブラダーで、生タイヤの内表面を押圧しながら生タイヤを加硫してタイヤに成形する加硫成形工程と、前記タイヤの内表面の少なくとも一部に、接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、前記タイヤの内表面の前記接着剤を塗布した部分に、複数の短繊維を付着させる短繊維付着工程と、を含むことを特徴とする。この発明の空気入りタイヤの製造方法によれば、短繊維の耐剥離性を向上させた空気入りタイヤを、容易に得ることができる。なお、ここでいう「接着剤を塗布する」とは、接着剤を散布等することも含むものとする。
ここで、基底部13aの外表面の曲率半径Rは、0.25mm以上とする。すなわち、Rが0.25mm未満の場合には、基底部13aの外表面が十分滑らかとならず、接着剤12、ひいては短繊維11の耐剥離性を十分有効に向上させることができないおそれがあるからである。また、曲率半径Rは1.50mm以下とすることが好ましい。Rが1.50mmを超える場合には、加硫時に空気を十分に排出することができず、タイヤ内に空気が残存してしまうおそれがあるからである。より好ましくは、基底部13aの外表面の曲率半径Rを0.25mm以上0.80mm以下とする。
また、短繊維11には、有機合成繊維、無機繊維、再生繊維、天然繊維等を用いることができる。
有機合成繊維としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン等のポリオレフィン、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリメチルメタクリレート等のポリエステル、シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体、ポリスチレン、及びこれらの共重合体等を用いることができる。これらの有機合成繊維は一般に、安価であり、化学的に安定しており、ウレタン系の接着剤と相性が良いことから、本発明に係るタイヤで使用するのに好適である。
無機繊維としては、例えば、カーボン繊維、グラスファイバー等の繊維を、再生繊維としては、例えば、レーヨン、キュプラ等を、天然繊維としては、例えば、綿、絹、羊毛等を用いることができる。
有機合成繊維としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン等のポリオレフィン、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリメチルメタクリレート等のポリエステル、シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体、ポリスチレン、及びこれらの共重合体等を用いることができる。これらの有機合成繊維は一般に、安価であり、化学的に安定しており、ウレタン系の接着剤と相性が良いことから、本発明に係るタイヤで使用するのに好適である。
無機繊維としては、例えば、カーボン繊維、グラスファイバー等の繊維を、再生繊維としては、例えば、レーヨン、キュプラ等を、天然繊維としては、例えば、綿、絹、羊毛等を用いることができる。
次に、本発明の、空気入りタイヤの製造方法について説明する。本発明の、空気入りタイヤの製造方法は、図1に示す本発明の空気入りタイヤを製造するのに好適である。
図4に、本発明に係る、空気入りタイヤの製造方法において、タイヤ加硫時に用いられるブラダー21を示す。加硫時に空気を効率的に排出するために、ブラダー21の外表面には細長い矩形の条溝(凹部)22が複数形成されている。条溝22の上縁部は、図2及び図3に示すタイヤの内表面8の突条13の基底部13aの外表面に対応するように滑らかに形成されており、該上縁部の曲率半径を0.25mm以上とするとともに、好ましくは1.50mm以下とする。なお、ブラダー21の条溝22を、タイヤ内表面に押圧した際に、条溝22がタイヤ幅方向に対して傾斜するように形成することで、図1のタイヤのように、タイヤの内表面8の突条13をタイヤ幅方向に対して傾斜させることができる。
図4に示すブラダー21によって形成されたブラダーリッジは一般に、タイヤ内周面のトレッド部中央近傍を始端としてビードトウまで延びる。そしてトレッド部中央(タイヤ赤道面)近傍のタイヤ内周面にはブラダーリッジの設けられていない領域がタイヤ周方向に伸びている。
図4に、本発明に係る、空気入りタイヤの製造方法において、タイヤ加硫時に用いられるブラダー21を示す。加硫時に空気を効率的に排出するために、ブラダー21の外表面には細長い矩形の条溝(凹部)22が複数形成されている。条溝22の上縁部は、図2及び図3に示すタイヤの内表面8の突条13の基底部13aの外表面に対応するように滑らかに形成されており、該上縁部の曲率半径を0.25mm以上とするとともに、好ましくは1.50mm以下とする。なお、ブラダー21の条溝22を、タイヤ内表面に押圧した際に、条溝22がタイヤ幅方向に対して傾斜するように形成することで、図1のタイヤのように、タイヤの内表面8の突条13をタイヤ幅方向に対して傾斜させることができる。
図4に示すブラダー21によって形成されたブラダーリッジは一般に、タイヤ内周面のトレッド部中央近傍を始端としてビードトウまで延びる。そしてトレッド部中央(タイヤ赤道面)近傍のタイヤ内周面にはブラダーリッジの設けられていない領域がタイヤ周方向に伸びている。
以下に示す仕様の下、タイヤをサイズ275/70R16で試作し、各試作タイヤについてタイヤ内のエア入りを評価するとともに、短繊維の耐剥離性を評価するための試験を行ったので以下に説明する。
実施例タイヤ1〜6及び比較例タイヤ1〜3は、図1〜3に示すように、突条が形成されたタイヤの内表面に太さ20デニール(直径50μm)、長さ4.0mmのナイロン製短繊維を接着剤により固着したものである。各実施例タイヤ及び各比較例タイヤにおける、突条の延在方向とタイヤ幅方向とがなす角度(以下、「突条の延在角度」という)は、表1の通りである。この突条の基底部の外表面の曲率半径Rを変えて各種評価を行った。
実施例タイヤ1〜6及び比較例タイヤ1〜3は、図1〜3に示すように、突条が形成されたタイヤの内表面に太さ20デニール(直径50μm)、長さ4.0mmのナイロン製短繊維を接着剤により固着したものである。各実施例タイヤ及び各比較例タイヤにおける、突条の延在方向とタイヤ幅方向とがなす角度(以下、「突条の延在角度」という)は、表1の通りである。この突条の基底部の外表面の曲率半径Rを変えて各種評価を行った。
試験結果から、凸部の基底部の外表面を滑らかに形成し、かつ、該基底部の外表面の曲率半径Rを0.25mm以上とした実施例タイヤ1〜6はいずれも、比較例タイヤ1〜3よりも短繊維の耐剥離性が向上していることが明らかとなった。特に、突条の延在角度を30°以下とした実施例タイヤ1〜5では、耐剥離性が大きく向上していることが明らかとなった。
また、凸部の基底部の外表面の曲率半径Rを1.50mm以下とすることで、タイヤ内のエア入りを抑制できることが明らかとなった。
また、凸部の基底部の外表面の曲率半径Rを1.50mm以下とすることで、タイヤ内のエア入りを抑制できることが明らかとなった。
Claims (5)
- タイヤ内表面の平坦部に対して突出する凸部が形成されたタイヤの内表面の少なくとも一部に、複数の短繊維が接着剤により固着された空気入りタイヤであって、
前記凸部と前記平坦部の境を形成する基底部を備えるとともに、該基底部の外表面が滑らかに形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記凸部は、外表面に凹部が形成され前記凹部の上縁部が滑らかに形成されたブラダーを、前記タイヤの内表面に押圧することで形成されたものである、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記基底部の外表面の曲率半径が0.25mm以上である、請求項1または2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記凸部は突条であり、前記凸部の延在方向とタイヤ幅方向とがなす角度が30°以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
- 外表面に凹部が形成され前記凹部の上縁部が滑らかに形成されたブラダーで、生タイヤの内表面を押圧しながら生タイヤを加硫してタイヤに成形する加硫成形工程と、
前記タイヤの内表面の少なくとも一部に、接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
前記タイヤの内表面の前記接着剤を塗布した部分に、複数の短繊維を付着させる短繊維付着工程と、を含むことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
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