JP3567431B2 - チューブレスタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の走行中にタイヤが釘踏み等の外傷を受けても、タイヤからのエアー漏れを防止できるチューブレスタイヤの構造及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
チューブレスタイヤは、地面に接するトレッド部等を有する外層部の内側にゴムからなるインナーライナー層を全面接着することで、タイヤ内部の気密を保つものである。ここで、このようなチューブレスタイヤの中には、車両の走行時にチューブレスタイヤに釘やネジ等の異物が刺さった場合に、その刺傷部からエアーが漏れることでタイヤの内圧が下がり、その車両が走行不能となることを防止するためにエアー漏れ防止手段を施したものがある。
【０００３】
チューブレスタイヤのエアー漏れ防止手段の従来例としては、インナーライナー層の内面に塗布した粘着ゴム等からなるシーラント剤があげられ、シーラント剤を塗布したチューブレスタイヤであるシーラントタイヤは、異物が刺って形成された貫通穴等からなる刺傷部にシーラント剤が流動することで刺傷部を塞ぐ、いわゆる自封作用によりエアーの流出を防止するものである。
また、このようなシーラントタイヤの製造方法としては、まず、円柱形状を有する成形ドラムにインナーライナー層、外層部を順番に巻き付けて積層体を形成する。次に、この積層体をタイヤ形状に形成した後に加硫成形することでチューブレスタイヤを作製し、その後に、このチューブレスタイヤのインナーライナー層の内面にシーラント剤を塗布していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなシーラントタイヤは、自封作用を確実に発揮するためにシーラント剤の厚さを約４ｍｍ以上とする必要があるため、チューブレスタイヤの重量が大幅に増加する原因となっていた。
また、大きな釘等が刺さったときにシーラント剤の自封効果を速やかに発揮するためにはシーラント剤の粘度が低いことが望ましいが、シーラント剤の粘度が低いと、走行中のシーラントタイヤの回転振動に伴う荷重変動による温度上昇が生じた場合にシーラント剤の流動性が大きくなり易くなる。シーラント剤が流動性を帯びると、シーラント剤がシーラントタイヤの周方向に偏る等して、シーラントタイヤの重量バランスを崩してしまうため、車両に不必要な振動を発生させる原因となることがあった。
【０００５】
さらに、その製造工程において、加硫成形機のブラダーとシーラント剤とが粘着してしまうため、加硫成形工程と、シーラント塗布工程を別工程とする必要があり、チューブレスタイヤの生産性を大幅に引き下げ、チューブレスタイヤの製造コストを引き上げる原因となっていた。
従って、本発明の課題は、チューブレスタイヤの重量を増加させたり、チューブレスタイヤの重量バランスを崩すことなく、エアー漏れを確実に防止できるエアー漏れ防止手段を提供すると共に、このエアー漏れ防止手段を備えたチューブレスタイヤを簡単に製造することができる製造方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために本発明の請求項１に係る発明は、一対のビード部によりホイールに固定され、地面に接するトレッド部を含む外層部と、前記外層部の内面に全面接着されることで気密を保持するインナーライナー層とを含んで構成されるチューブレスタイヤにおいて、前記インナーライナー層の内面には、複数の帯状の弾性体を備え、前記弾性体は、前記インナーライナー層に接着された接着部と、他の前記弾性体に重なる非接着部とからなり、前記弾性体に自封作用を有するシーラント剤が前記弾性体の非接着部のインナーライナー層または他の前記弾性体に当接する面に塗布されていることを特徴とするチューブレスタイヤとした。
【０００７】
請求項１に記載のチューブレスタイヤによれば、帯状の弾性体がインナーライナー層に接着された接着部と非接着部とを有し、非接着部が他の弾性体と重なるように構成されているので、釘がインナーライナー層を貫通した場合は、弾性体の非接着部が釘に押されるようにしてめくれる。その場合、弾性体の非接着部で刺傷部を覆うと共に、シーラント剤の自封作用を併用することにより刺傷部を塞ぐので、エアー漏れを防止できる。その一方で、この釘が取り除かれると、めくれていた非接着部が弾性力により元の位置に戻ると共に、チューブレスタイヤの内圧により非接着部がインナーライナー層に押し付けられるので、チューブレスタイヤのエアー漏れを確実に防止することができる。なお、弾性体自体は流動性を有さないので、車両の走行時にチューブレスタイヤが重量バランスを崩すことはなく、弾性体は刺傷部に覆いかぶさることでエアー漏れを防止するので、薄い弾性体であっても十分に効果を発揮できるので、チューブレスタイヤの重量増加を抑制することができる。なお、シーラント剤は弾性体の補助として用いられるから、シーラント剤自体の厚さは従来のものよりも薄くできるので、チューブレスタイヤの重量増加を抑制することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、弾性体は、その幅方向にスリットを有することを特徴とする請求項１に記載のチューブレスタイヤとした。
【０００９】
請求項２に記載のチューブレスタイヤによれば、異物が貫通した刺傷部の近傍の弾性体のみがめくれたり、元の位置に戻ったりするので、インナーライナー層を貫通した異物に対して弾性体の非接着部を応答性良く変形させることができる。
【００１４】
そして、請求項３に記載の発明は、気密保持のためのインナーライナー層と、地面に接するトレッド部を含む外層部を積層し、タイヤ形状に成形した生タイヤを加硫成形した後に、帯状の弾性体をその一部が他の弾性体に重なるようにしてインナーライナー層の内面に接着することを特徴とするチューブレスタイヤの製造方法とした。
【００１５】
請求項３に記載の製造方法によりチューブレスタイヤを製造すると、加硫成形工程までは従来の製造装置を用いることができるので、製造設備の変更を最小限に止めることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参考にして詳細に説明する。
図１は、本実施の形態のチューブレスタイヤの一部断面図である。
チューブレスタイヤ１は、一対のビード部２を車軸のホイールに固定して使用するものであり、ビード部２や地面に接するトレッド部３等からなる外層部４と、外層部４の内面に全面接着され、チューブレスタイヤ１の気密を保持するゴム製のインナーライナー層５と、インナーライナー層５の内面に設けられた複数の帯状の弾性体であるシールライナー層６とを有している。
【００１７】
次に、前記のチューブレスタイヤ１の各構成要素について説明する。
まず、外層部４は、ビードワイヤー７を囲むようにして形成された一対のビード部２と、地面をグリップするためのトレッドパターンが形成されたトレッド部３と、ビード部２とトレッド部３とを結ぶサイドウォール８とを有している。さらに、トレッド部３の内側には、トレッド部３の剛性を整えるための複数のベルト９が挿入されている。なお、外層部４の各構成要素は、接着剤や加硫成形処理により一体的に接着されている。
【００１８】
インナーライナー層５は、ゴムで形成されており、外層部４の内面を覆うように全面接着されることでチューブレスタイヤ１内部のエアーが外部に漏れることを防止している。
【００１９】
さらに、図２に示すように、シールライナー層６は、チューブレスタイヤ１の周方向に沿って複数配置された帯状の弾性体であり、インナーライナー層５に接着剤で接着された接着部６ａと、インナーライナー層５を貫通した釘等の異物により変形可能である非接着部６ｂとを有し、非接着部６ｂが他のシールライナー層６に重なるように配列されている。ここで、シールライナー層６は、チューブレスタイヤ１が地面に接する領域の内面のみに設けられている。
【００２０】
図３に示すようにチューブレスタイヤ１に釘等の異物Ｆが刺さり、インナーライナー層５を貫通した場合は、シールライナー層６の非接着部６ｂが貫通した異物Ｆをよけるように変形するので、非接着部６ｂは外傷を受けない。その後、異物Ｆがチューブレスタイヤ１から抜けた場合は、弾性力により非接着部６ｂが元の位置に戻る。これに加えて、チューブレスタイヤ１の内圧により非接着部６ｂがインナーライナー層５またはシールライナー層６の接着部６ａに押し付けられるので、刺傷部１０からのエアー漏れを防止することができる。
【００２１】
ここで、異物による変形を容易にするために、シールライナー層６の厚さは３ｍｍ以下で、その幅は５〜５０ｍｍ程度であることが望ましい。さらに、シールライナー層６の幅に対して、接着部６ａの幅を５〜２０ｍｍ程度とし、隣り合うシールライナー層６どうしを、その幅の２０〜８０％が重なり合う様に配置することで非接着部６ｂの変形の容易さを保持しつつ、シールライナー層６をインナーライナー層５に確実に接着することができる。
なお、図２において、シールライナー層６は幅方向において三段からなる形状を有しているが、段差を持たない形状としても良く、その断面形状も任意の形状とすることができる。また、各シールライナー層６を隙間をあけずに配置すると、エアー漏れをさらに効果的に防止することができる。
【００２２】
また、シールライナー層６を構成する材料としては、ブチル系ゴム、または、ブチル系ゴムにラテックス系のゴムを配合したものや、スチレン・ブタジエンゴムや天然ゴムを主成分とした弾性体が用いられる。さらに、これらにヴェラーレン（横浜ゴム（株）の登録商標）の様な弾性を有する樹脂を混合してシールライナー層６の非接着部６ｂの対異物貫通性を向上させても良い。
【００２３】
さらに、シールライナー層６は、前記のゴム等からなる単層が好ましいが、複数のゴム層を積層したり、前記のヴェラーレンを含む層とゴム材料からなる層とを張り合わせた構造とすることもできる。さらに、シールライナー層６の強度を高めるためにポリエステル、ポリアミド、アラミド等の繊維を補強材として接着し、または、混合した複合材としても良い。なお、接着し、または、混合する補強材の向きは、シールライナー層６の長手方向、幅方向、斜め方向のいずれでも良く、複数の繊維層を交差するように積層することもできる。
【００２４】
ここで、シールライナー層６の幅方向に、図４に示すようなスリット１１を設けることもできる。このようなシールライナー層６を有するチューブレスタイヤ１に異物Ｆが貫通した場合は、異物Ｆにより変形する領域がスリット１１で区画されたライナー片６ｃのみとなるので、異物Ｆの動きにすばやく追従させることができる。また、スリット１１の代わりに肉薄部を形成しておき、シールライナー層６が異物に押されることで肉薄部が引き裂かれるように構成しても良い。
【００２５】
さらに、図５に示すように非接着部１６ｂにシーラント剤１２を薄く塗布したシールライナー層１６を用いることもできる。刺傷部をシールライナー層１６で押さえると共に、シーラント剤１２の自封作用を併用することでチューブレスタイヤ１のエアー漏れをより確実に防止することができる。
この場合のシーラント剤１２は、非接着部１６ｂのインナーライナー層５または他のシールライナー層１６に当接する面に均一に塗布されることが好ましく、その塗布量は、シールライナー層１６と併用されるため、従来のシーラント剤の塗布量に比べて少なく（例えば、厚さ３ｍｍ以下）することができる。
なお、このようにして塗布されたシーラント剤１２は、後に説明するチューブレスタイヤ１の加硫成形時に加硫成形機のブラダーに直接触れることがないので、一体加硫成形が可能となるためチューブレスタイヤ１の生産性を向上させることができる。
【００２６】
次に、このチューブレスタイヤ１を製造する方法について、成形ドラム２１の周方向にシールライナー層６を巻き付ける場合を例として図１および図６を参考にしながら説明する。なお、図６は加硫成形処理前の生タイヤ２０を製造する製造工程の模式図であり、成形ドラム２１は、その両端部２１ａが中心部２１ｂに向かってスライド可能に構成されていると共に、その中心部２１ｂは複数の分割面からなり、分割面は、成形ドラム２１の径を拡大するように移動しながら、圧縮空気を噴き出す機構を備えているものとする。
【００２７】
まず、所定速度で回転している円柱状の成形ドラム２１に帯状の弾性体２２を巻き付ける。図６（ａ）に示すように、弾性体２２は、成形ドラム２１を一周するように巻き付けられた後、その端部が図示しない切断手段により切断されると共に、端部どうしが接合されて円環状となりシールライナー層６を形成する。すると、このシールライナー層６に所定量だけ重なるようにして次の弾性体２２が巻き付けられ、以降、同様にしてシールライナー層６が巻き付けられていく。
【００２８】
次に、図６（ｂ）に示すように、シールライナー層６の上にゴム製のシート２３を巻き付け、その端部を接合することでインナーライナー層５を形成する。
さらに、図６（ｃ）に示すように、インナーライナー層５の上に、ベルト９、サイドウォール８、トレッド部４等を巻き付けると共に、その両端部にビードワイヤ７を取り付けて、チューブレスタイヤ１を構成するすべての構成要素を成形ドラム２１に積層した積層体２４を形成する。
ここで、成形ドラム２１の両端部２１ａが中心部２１ｂに向かって成形ドラム２１の幅を縮小させるようにスライドすることで、積層体２４の両端部がすぼまり、ビード部２が形成される。また、それと同時に成形ドラム２１の中心部２１ｂの分割面が成形ドラム２１の径を拡大するように移動しながら、圧縮空気を噴き出して、積層体２４の中央部分を膨らませることで、サイドウォール８が成形され、図６（ｄ）に示すような生タイヤ２０が形成される。
【００２９】
さらに、この生タイヤ２０を加硫成形機に装填し、所定の温度で所定時間加硫して、シールライナー層６の非接着部を除くすべての構成要素を一体化することでチューブレスタイヤ１が完成する。
ここで、シールライナー層６がインナーライナー層５に接着する接着部６ａ（図１参照）への接着剤の塗布は、成形ドラム２１に巻き付ける前に行っても良いし、成形ドラム２１に巻き付けた後に行っても良い。
【００３０】
このようにしてチューブレスタイヤ１を製造すると、従来のチューブレスタイヤの製造方法にシールライナー層６を巻き付ける工程を付加するだけで済むので、製造装置の大幅な変更を行う必要はなく、工数が大きく増加することもないので、生産性を低下させることなくチューブレスタイヤ１を製造することができる。
なお、シールライナー層６をチューブレスタイヤ１のラジアル方向、または、ラジアル方向に対して斜めに設ける場合は、成形ドラム２１の長軸方向に沿って、または、長軸方向に対して斜めにシールライナー層６を張設する。この場合もシールライナー層６はその一部が互いに重なり合うようにして張設される。
【００３１】
また、別の製造方法として、図７に示すように、加硫成形後のチューブレスタイヤ１にシールライナー層６を接着することもできる。
図７（ａ）に示すように、加硫成形後のチューブレスタイヤ３０の内面には、チューブレスタイヤ３０を加硫成形機のブラダーから取り外し易くするための離型剤３１が塗布されているので、まず、チューブレスタイヤ３０のインナーライナー層５の内面を洗浄して離型剤３１を除去する。
次に、洗浄後のチューブレスタイヤ３０の内面を乾燥させた後、図７（ｂ）に示すように、チューブレスタイヤ３０の周方向に沿って接着部６ａをインナーライナー層５に接着することでシールライナー層６を形成する。なお、前記のようにシールライナー層６は、非接着部６ｂが隣り合うシールライナー層６に重なるようにしてインナーライナー層５の内面に貼り付けられていく。
【００３２】
このチューブレスタイヤ３０の製造方法は、加硫成形工程までは従来の製造装置をそのまま用いることができるので、製造設備の変更を最小限に止めることができる。また、この製造方法は、シールライナー層６が加硫時にインナーライナー層５や、隣り合うシールライナー層６と粘着してしまうような材料からなる場合に特に有益である。
【００３３】
なお、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、広く応用することができる。例えば、シールライナー層６をチューブレスタイヤ１の周方向に貼り付ける代わりに、チューブレスタイヤ１のラジアル方向や、チューブレスタイヤ１の周方向に対して斜めに貼り付けることもできる。さらに、複数のシールライナー層６が交差するように貼り付けても良い。
また、複数のシールライナー層６をシート状に形成した後に、チューブレスタイヤ１の内面に貼り付けることもできる。
さらに、シールライナー層６は、その幅方向に対して一方のみが隣りのシールライナー層６に重なるように貼り付けられるとして説明したが、シールライナー層６の幅方向の中心部がインナーライナー層５に接着され、幅方向の両端部が、それぞれ隣り合うシールライナー層６に重なるように貼り付けられても良い。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、帯状の弾性体であるシールライナー層をインナーライナー層の内面に変形自在に接着したチューブレスタイヤとしたので、インナーライナー層の非接着部が変形して刺傷部を塞ぐことでチューブレスタイヤのエアー漏れを防止することができる。
また、シールライナー層の幅方向にスリットを設けて、異物が貫通した刺傷部の近傍のみが変形するように構成したので、インナーライナー層を貫通した異物に対してシールライナー層を応答性良く変形させることができる。
【００３５】
さらに、シールライナー層に自封作用を有するシーラント剤を塗布し、刺傷部の封止にシーラント剤の自封作用を併用したので、さらに確実にエアー漏れを防止できる。
そして、チューブレスタイヤを製造するに際して、インナーライナー層を成形ドラムに巻き付ける前に、帯状の弾性体を成形ドラムに張設してシールライナー層を形成するか、または、生タイヤを加硫成形した後に、帯状の弾性体をインナーライナー層の内面に接着することでシールライナー層を形成するとしたので、従来のチューブレスタイヤの製造工程からの変更を最小限に抑えると共に、生産性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のチューブレスタイヤの実施の形態を示す断面図である。
【図２】シールライナー層の示す斜視断面図である。
【図３】チューブレスタイヤに釘が刺さった状態を示す一部拡大断面図である。
【図４】幅方向にスリットを有するシールライナー層を示す要部斜視図である。
【図５】シーラント剤を塗布したシールライナー層を有するチューブレスタイヤを示す一部拡大断面図である。
【図６】本発明のチューブレスタイヤの製造方法を示す概略図である。
【図７】本発明のチューブレスタイヤの別の製造方法を示す概略図である。
【符号の説明】
１，３０ チューブレスタイヤ
２ ビード部
３ トレッド部
４ 外層部
５ インナーライナー層
６，１６ シールライナー層 （帯状の弾性体）
６ａ 接着部
６ｂ 非接着部
１１ スリット
１２ シーラント剤
２０ 生タイヤ
２１ 成形ドラム
２４ 積層体
３１ 離型剤

Claims (3)

1. 一対のビード部によりホイールに固定され、地面に接するトレッド部を含む外層部と、前記外層部の内面に全面接着されることで気密を保持するインナーライナー層とを含んで構成されるチューブレスタイヤにおいて、
   前記インナーライナー層の内面には、複数の帯状の弾性体を備え、前記弾性体は、前記インナーライナー層に接着された接着部と、他の前記弾性体に重なる非接着部とからなり、前記弾性体に自封作用を有するシーラント剤が前記弾性体の非接着部のインナーライナー層または他の前記弾性体に当接する面に塗布されていることを特徴とするチューブレスタイヤ。
2. 前記弾性体は、その幅方向にスリットを有することを特徴とする請求項１に記載のチューブレスタイヤ。
3. 気密保持のためのインナーライナー層と、地面に接するトレッド部を含む外層部を積層し、タイヤ形状に成形した生タイヤを加硫成形した後に、帯状の弾性体をその一部が他の前記弾性体に重なるようにして前記インナーライナー層の内面に接着することを特徴とするチューブレスタイヤの製造方法。

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