JP2018065425A

JP2018065425A - タイヤ

Info

Publication number: JP2018065425A
Application number: JP2016204374A
Authority: JP
Inventors: 福島　敦; Atsushi Fukushima; 敦福島
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2016-10-18
Filing date: 2016-10-18
Publication date: 2018-04-26
Also published as: US20190241018A1; CN109863043A; WO2018074284A1; EP3530483A1; EP3530483A4

Abstract

【課題】プライステアが軽減されると共に、重量バランスを向上させたタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤ１０は、ビード部１４と、ビード部１４のタイヤ径方向外側に連なるサイド部１６と、サイド部１６のタイヤ軸方向内側に連なるクラウン部１８と、を備えたタイヤ骨格部材と、円環状の補強コード２４が樹脂被覆された円環状の環状補強体２８が、タイヤ骨格部材のタイヤ径方向外側にタイヤ軸方向に沿って複数配置されたベルト層１２と、を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤに関する。

従来から、タイヤ周方向に補強コードを螺旋状に巻回したベルト層を有するタイヤが製造されている。このベルト層は、通常、補強コードをゴム被覆して形成された帯状のゴムストリップをタイヤケースにタイヤ周方向に螺旋状に巻回すことにより形成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１６８８０７号公報

ところで、上記のように、補強コードをゴム被覆したゴムストリップが螺旋状に巻回されたベルト層（ベルト層）では、ゴムストリップがタイヤ周方向に対して僅かではあるが傾斜しているため、プライステアが生じる可能性がある。また、ゴムストリップの巻回の始点端部及び終点端部に、タイヤケースと段差ができてしまう。さらに、始点端部と終点端部とがタイヤ周方向に重なり合った部分は、部分的に重くなり、重量バランスに影響が出る。

本発明は、上記事実を考慮して成されたものであり、プライステアが軽減されると共に、重量バランスを向上させたタイヤを提供することを課題とする。

本発明の第１態様のタイヤは、ビード部と、前記ビード部のタイヤ径方向外側に連なるサイド部と、前記サイド部のタイヤ幅方向内側に連なるクラウン部と、を備えたタイヤ骨格部材と、円環状の補強コードが樹脂被覆された円環状の環状補強体が、前記タイヤ骨格部材のタイヤ径方向外側にタイヤ軸方向に沿って複数配置されたベルト層と、を有している。

第１態様のタイヤでは、ベルト層は、環状補強体が、タイヤ骨格部材のタイヤ径方向外側においてタイヤ軸方向に沿って複数配置されて形成されている。環状補強体は、円環状であり、無端であるため、一端部と他端部が周方向に重なることがない。したがって、タイヤの重量バランスを向上させることができる。また、環状補強体は、螺旋状に巻回されておらず、タイヤ周方向に対して傾斜していないので、プライステアを低減させることができる。

本発明の第２態様のタイヤは、前記補強コードは、接続部材により両端が接続されて円環状に形成されている。

第２態様のタイヤでは、両端を接続部材で接続することにより、補強コードを容易に円環状に形成することができる。

本発明の第３態様のタイヤは、前記環状補強体は、タイヤ軸方向に複数配置された前記補強コードが樹脂被覆されて形成されている。

第３態様のタイヤでは、１本の環状補強コードに複数の補強コードが埋設されているので、環状補強コードのタイヤ軸方向の幅を広くすることができ、ベルト層の形成に必要な環状補強コードの本数を少なくして、タイヤの製造を容易にすることができる。

本発明の第４態様のタイヤは、前記タイヤ骨格部材は、樹脂製である、ことを特徴とする。

樹脂製のタイヤ骨格部材の場合には、樹脂被覆したコードを螺旋状に巻回すると、コードが傾きやすい。第４態様のタイヤでは、円環状の環状補強コードを用いるので、傾きを抑制することができる。

以上説明したように、本発明は、タイヤの重量バランスを向上させることができると共に、プライステアを低減させることができる。

本実施形態に係るタイヤのタイヤ軸方向に沿った断面図である。本実施形態に係るベルト層を構成する環状補強体の（Ａ）はタイヤ周方向に沿った断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線の断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線の断面図である。本実施形態に係るベルト層を一部破断した平面図である。本実施形態に係るベルト層を構成する補強コードの側面図である。本実施形態に係るベルト層を一部破断した斜視図である。本実施形態に係るタイヤの製造工程の一部の説明図である。本実施形態に係るタイヤの製造工程の一部の説明図である。本実施形態に係るタイヤの製造に用いる押圧装置の斜視図である。本実施形態の変形例に係るベルト層を構成する環状補強体の（Ａ）はタイヤ周方向に沿った断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＤ−Ｄ線の断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図面において、タイヤ周方向を矢印Ｓで示し、タイヤ軸方向（タイヤ幅方向と読み替えてもよい）を矢印Ｗで示し、タイヤ径方向を矢印Ｒで示している。タイヤ軸方向とは、タイヤ回転軸と平行な方向を意味する。

また、タイヤ軸方向に沿ってタイヤ赤道面ＣＬから遠い側を「タイヤ軸方向外側」、タイヤ軸方向に沿ってタイヤ赤道面ＣＬに近い側を「タイヤ軸方向内側」として説明する。更に、タイヤ径方向に沿ってタイヤ軸線から遠い側を「タイヤ径方向外側」、タイヤ径方向に沿ってタイヤ軸線に近い側を「タイヤ径方向内側」とする。

各部の寸法測定方法は、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）が発行する２０１６年度版ＹＥＡＲＢＯＯＫに記載の方法による。使用地又は製造地において、ＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は、各々の規格に従う。

図１に示されるように、本実施形態に係るタイヤ１０は、環状のタイヤ骨格部材の一例であるタイヤケース１７と、ベルト層１２と、を有している。

タイヤケース１７は、樹脂材料を用いて構成され、タイヤ周方向に円環状に形成されている。また、タイヤケース１７は、タイヤ軸方向に間隔をあけて配置された一対のビード部１４と、これら一対のビード部１４からタイヤ径方向外側へそれぞれ延出する一対のサイド部１６と、一対のサイド部１６を連結するクラウン部１８と、を含んで構成されている。ビード部１４は、リム（図示せず）に接触する部位であり、後述する被覆層２２が表面に設けられている。サイド部１６は、タイヤ１０の側部を形成し、ビード部１４からクラウン部１８に向かってタイヤ軸方向外側に凸となるように緩やかに湾曲している。

クラウン部１８は、一方のサイド部１６のタイヤ径方向外側端と他方のサイド部１６のタイヤ径方向外側端とを連結する部位であり、タイヤ径方向外側に配設されるトレッド３０を支持する。

また、本実施形態では、クラウン部１８は、略一定厚みとされている。外周面１８Ａは、タイヤ軸方向断面において平坦状に形成されていてもよいし、またタイヤ径方向外側に膨らんだ湾曲形状であってもよい。なお、本実施形態のクラウン部１８の外周面１８Ａは、ベルト層１２が設けられるタイヤケース１７の外周である。

また、タイヤケース１７は、１つのビード部１４、一つのサイド部１６、及び半幅のクラウン部１８を有する円環状のタイヤ半体１７Ｈを一対形成し、これらのタイヤ半体１７Ｈを互いに向かい合わせ、各々の半幅のクラウン部１８の端部同士をタイヤ赤道面ＣＬで接合して形成されている。この端部同士は、例えば溶接用樹脂材料１７Ａを用いて接合されている。

ビード部１４には、タイヤ周方向に沿って延びる円環状のビードコア２０が埋設されている。このビードコア２０は、ビードコード（図示せず）で構成されている。このビードコードは、スチールコード等の金属コード、有機繊維コード、樹脂被覆した有機繊維コード、または硬質樹脂などで構成される。なお、ビード部１４の剛性を十分に確保できれば、ビードコア２０自体を省略してもよい。

また、ビード部１４の表面のうち、少なくともリム（図示せず）との接触部分には、該リムとの間の気密性を高めるための被覆層２２が形成されている。この被覆層２２は、タイヤケース１７よりも軟質で且つ耐候性が高いゴム材等の材料で構成されている。

また、本実施形態の被覆層２２は、ビード部１４のタイヤ軸方向内側の内面からタイヤ軸方向外側へ折り返され、サイド部１６の外面を経由して、ベルト層１２のタイヤ軸方向外側の端部近傍まで延びている。そして、被覆層２２の延出端部は、後述するトレッド３０によって覆われている。タイヤケース１７のビード部１４のみにより、リム（図示せず）との間のシール性（気密性）を確保できれば、被覆層２２を省略してもよい。

なお、タイヤケース１７を一体成型品としてもよく、タイヤケース１７を３以上の樹脂部材に分けて製造し、これらを接合して形成してもよい。例えば、タイヤケース１７を各部位（例えば、ビード部１４、サイド部１６、クラウン部１８）ごとに分けて製造し、これらを接合して形成してもよい。このとき、タイヤケース１７の各部位（例えば、ビード部１４、サイド部１６、クラウン部１８）を異なる特徴を有する樹脂材料で形成してもよい。

また、タイヤケース１７に、補強材（高分子材料や金属製の繊維、コード、不織布、織布等）を埋設配置してもよい。

ベルト層１２は、タイヤケース１７のタイヤ径方向外側に設けられている。ベルト層１２は、後述する環状補強体２８が、タイヤケース１７の外周（クラウン部１８の外周面１８Ａ）に、タイヤ軸方向に沿って複数本配置されて形成されている。

図２（Ａ）に示されるように、環状補強体２８は、円環状の補強コード２４が樹脂２６で被覆されて、円環状に構成されている。図２（Ｂ）に示されるように、環状補強体２８は、断面が四角形状とされている。本実施形態では、環状補強体２８は、樹脂２６の中に１本の補強コード２４が埋設されている。

図３に示されるように、複数本の環状補強体２８は、クラウン部１８の外周面１８Ａにおいて、タイヤ周方向に対して傾斜せず、タイヤ周方向に沿って配置されている。隣り合う環状補強体２８は、樹脂２６同士が溶着されている。また、環状補強体２８の内周面の樹脂２６は、クラウン部１８の外周面１８Ａと溶着されている。

補強コード２４は、金属繊維や有機繊維等のモノフィラメント（単線）、又はこれらの繊維を撚ったマルチフィラメント（撚り線）で構成されている。本実施形態では図４に示されるように、補強コード２４の両端２４Ｅが、接続部材２９で接続されることで、補強コード２４が円環状に形成されている。接続部材２９は、筒状とされ、筒内に補強コード２４の一端と他端が挿入された状態で外側から加締められている。接続部材２９は、金属で形成することができる。ベルト層１２を形成する各々の環状補強体２８のタイヤ周方向における接続部材２９の位置は、重なり合わないようにずらして配置されている。

なお、補強コード２４は、溶接により両端を接合して円環状に形成してもよいし、撚り線であれば、各フィラメントの端部をずらして、円環状に撚ることにより形成してもよい。

また、フィラメントに、樹脂２６との接着性を向上させる接着用表面処理を施してもよい。熱可塑性材料との接着性を向上させるために施される金属の表面処理である。接着用表面処理としては、有機メッキ処理、浸漬表面処理などを用いることができる。

有機メッキ処理としては、特公平５−５１６７１号、特開２００１−１４４５号、などに開示されている、有機電解メッキ処理を用いることができる。

浸漬表面処理としては、特開２００３−１７０５３１号などに開示されている、表面処理を用いることができる。この表面処理では、水溶性アミン系化合物（又はアンモニア）水溶液へ、一定時間、ビードコア２０、補強コード２４を浸漬する。ここでの水溶性アミン系化合物は、ヒドラジンやその誘電体、低級アミン系化合物、ピリジン、アニリン、などを用いることができ、低級アミンとしては、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等を好適に使用することができる。

図１に示されるように、ベルト層１２のタイヤ径方向外側にはゴム材料からなるトレッド３０が配設されている。トレッド３０はベルト層１２及びタイヤケース１７をタイヤ径方向外側から覆っている。トレッド３０は、路面に接地し、耐摩耗性に優れたゴム材料で構成されている。なお、トレッド３０のタイヤ径方向内側に、弾性率がタイヤ径方向外側のゴム材料よりも低く設定されたクッションゴムを含んでいてもよい。

本実施形態のタイヤケース１７及び補強コード２４を覆う樹脂２６に用いられる樹脂材料は、熱可塑性エラストマーを用いることができる。また、熱可塑性エラストマーに限られず、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及びその他の汎用樹脂のほか、エンジニアリングプラスチック（スーパーエンジニアリングプラスチックを含む）等を用いることができる。なお、ここでの樹脂材料には、加硫ゴムは含まれない。

熱可塑性樹脂（熱可塑性エラストマーを含む）とは、温度上昇と共に材料が軟化、流動し、冷却すると比較的硬く強度のある状態になる高分子化合物をいう。本明細書では、このうち、温度上昇と共に材料が軟化、流動し、冷却すると比較的硬く強度のある状態になり、かつ、ゴム状弾性を有する高分子化合物を熱可塑性エラストマーとし、温度上昇と共に材料が軟化、流動し、冷却すると比較的硬く強度のある状態になり、かつ、ゴム状弾性を有しない高分子化合物をエラストマーでない熱可塑性樹脂として、区別する。

熱可塑性樹脂（熱可塑性エラストマーを含む）としては、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）、ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡ）、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、ポリエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）、及び、動的架橋型熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）、ならびに、ポリオレフィン系熱可塑性樹脂、ポリスチレン系熱可塑性樹脂、ポリアミド系熱可塑性樹脂、及び、ポリエステル系熱可塑性樹脂等が挙げられる。

また、上記の熱可塑性材料としては、例えば、ＩＳＯ７５−２又はＡＳＴＭＤ６４８に規定されている荷重たわみ温度（０．４５ＭＰａ荷重時）が７８℃以上、ＪＩＳＫ７１１３に規定される引張降伏強さが１０ＭＰａ以上、同じくＪＩＳＫ７１１３に規定される引張破壊伸び（ＪＩＳＫ７１１３）が５０％以上、ＪＩＳＫ７２０６に規定されるビカット軟化温度（Ａ法）が１３０℃であるものを用いることができる。

熱硬化性樹脂とは、温度上昇と共に３次元的網目構造を形成し、硬化する高分子化合物をいい、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂等が挙げられる。

なお、樹脂材料には、既述の熱可塑性樹脂（熱可塑性エラストマーを含む）及び熱硬化性樹脂のほか、（メタ）アクリル系樹脂、ＥＶＡ樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂等の汎用樹脂を用いてもよい。

（タイヤの製造方法）
次に、本実施形態のタイヤ１０の製造方法について説明する。まず、熱可塑性材料を用いた射出成型により、ビードコア２０を含むタイヤ半体１７Ｈを一組形成する。このタイヤ半体１７Ｈの外面に被覆層２２を形成する。

一方で、補強コード２４の両端２４Ｅを接続部材２９に挿入して外側から加締め、円環状に形成する。そして、必要となる表面処理を施した後、補強コード２４を環状の金型内に設置し、金型を用いた射出成形により、補強コード２４を樹脂２６で被覆し、円環状の環状補強体２８を形成する。なお、樹脂２６の外側に接着層が必要な場合には、更に、別の金型を用意し、環状補強体２８を当該金型内に設置して、接着剤を射出することにより、接着層を形成することができる。

次に、図５に示すように、環状補強体２８の各々の内周面により連続する空間Ｒが構成されるように、タイヤ軸方向に環状補強体２８を必要な本数並べ、環状補強体２８の側部の樹脂２６同士を溶着させる。これにより、円環状のベルト層１２が形成される。なお、複数の環状補強体２８は、必ずしもこの工程で側部の樹脂２６同士を溶着させる必要はなく、この工程では、溶着されていなくてもよい。

次に、上記ベルト層１２の内周の樹脂２６を不図示の加熱装置により加熱して溶融させる。そして、図６に示すように、ベルト層１２の内側に、円環状のタイヤ半体１７Ｈをタイヤ軸方向の両側から挿入し、ベルト層１２のタイヤ軸方向中央で溶接用樹脂材料１７Ａを用いて接合させてタイヤケース１７を形成する。

上記の組み付けは、押圧装置４０を用いて行うことができる。押圧装置４０は、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、軸４２と、軸４２に固定されたシリンダブロック４４を有し、シリンダブロック４４には、径方向外側に延びる複数のシリンダロッド４６が周方向に等間隔に設けられている。シリンダロッド４６の先端には、外面がタイヤケース１７内面の曲率半径と略同等に設定された円弧曲面を有するタイヤ支持片４８が設けられている。図８（Ａ）は、シリンダロッド４６の突出量が最も小さい状態を示しており、図８（Ｂ）は、シリンダロッド４６の突出量が最も大きい状態を示している。なお、各シリンダロッド４６は、連動して同一方向に同一量突出可能となっている。

タイヤケース１７及びベルト層１２は、図７に示されるように、シリンダロッド４６の突出量が最も小さい状態でタイヤ支持片４８の外周に順次取り付けられ、取り付け後にシリンダロッド４１を突出させる（図８（Ｂ））。これにより、ベルト層１２の内周面に向かってタイヤケース１７のクラウン部１８が押され、溶融状態のベルト層１２の樹脂２６とクラウン部１８の外周面１８Ａとが溶着される。

その後、詳細は省略するが、タイヤケース１７及びベルト層１２のタイヤ径方向外側に未加硫のトレッド３０を設けて加硫工程を経ることで、タイヤ１０が完成する。

本実施形態のタイヤ１０では、円環状の補強コード２４を被覆した環状補強体２８をタイヤ軸方向に沿って複数配置してベルト層１２を構成している。この環状補強体２８は、円環状であり、無端であるため、有端のコードのように一端部と他端部が周方向に重なることがない。したがって、タイヤ１０の重量バランスを向上させることができる。また、有端のコードのように端部とクラウン部との間に段差ができないので、ベルト層のタイヤ軸方向外側面に沿って、補強用のレイヤーなどを配置する際に、隙間が形成されにくい。また、環状補強体２８は、螺旋状に巻回されておらず、タイヤ周方向に対して傾斜していないので、タイヤ１０のプライステアを低減させることができる。

また、タイヤ周方向にコードを螺旋状に巻回してベルト層を形成する場合には、コードを被覆する樹脂がクラウン部１８の外側面１８Ａに対して傾斜して、稀にコード間に段差が生じる場合があるが、円環状の環状補強体２８を並べる場合には、このような段差が生じにくい。

また、本実施形態のように、ベルト層１２の補強コード２４を、接続部材２９で両端を接続することにより、容易に円環状の補強コード２４を形成することができる。

なお、本実施形態では、１本の環状補強体２８は、樹脂２６の中に１本の補強コード２４が埋設されている例を説明したが、１本の環状補強体２８に複数の補強コード２４が埋設されていてもよい。図９（Ａ）（Ｂ）には、２本の補強コード２４が埋設されている例が図示されている。補強コード２４を円環状にする接続部材２９は、タイヤ周方向において異なる位置に配置される。

また、本実施形態では、タイヤケース１７をゴム以外の樹脂で形成されたものを例に説明したが、タイヤケース（ビード部、サイド部、クラウン部）が、ゴムで形成されているものについて、ベルト層１２を適用してもよい。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施でき、製造工程の順序を適宜変更することが可能である。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。

１０タイヤ
１２ベルト層
１４ビード部
１６サイド部
１７タイヤケース（タイヤ骨格部材）
１８クラウン部
２４補強コード
２４Ｅ両端
２６樹脂
２８、２８Ａ環状補強体
２９接続部材

Claims

ビード部と、前記ビード部のタイヤ径方向外側に連なるサイド部と、前記サイド部のタイヤ幅方向内側に連なるクラウン部と、を備えたタイヤ骨格部材と、
円環状の補強コードが樹脂被覆された円環状の環状補強体が、前記タイヤ骨格部材のタイヤ径方向外側にタイヤ軸方向に沿って複数配置されたベルト層と、
を有するタイヤ。
前記補強コードは、接続部材により両端が接続されて円環状に形成されている、請求項１に記載のタイヤ。
前記環状補強体は、タイヤ軸方向に複数配置された前記補強コードが樹脂被覆されて形成されている、請求項１または請求項２に記載のタイヤ。
前記タイヤ骨格部材は、樹脂製である、ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のタイヤ。