JP6002562B2 - 面ファスナー付き空気入りタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、吸音材等の付属物の取り付けを容易にした面ファスナー付き空気入りタイヤ及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、面ファスナーの係合素子が加硫時に潰れるのを防止するようにした面ファスナー付き空気入りタイヤ及びその製造方法に関する。

吸音材等の付属物の取り付けを容易にするために、タイヤ内表面に面ファスナーを備え付けた空気入りタイヤが提案されている（例えば、特許文献１参照）。空気入りタイヤにおいては、空洞部内で生じる共鳴音を低減するために、空洞部内に吸音材を設置することが行われているが、上記面ファスナー付き空気入りタイヤによれば、吸音材等の付属物を必要に応じて簡単に着脱することができる。

しかしながら、タイヤ内表面に面ファスナーを貼り付けた未加硫タイヤを成形し、該面ファスナーを備えた未加硫タイヤを加硫ブラダーを備えた一般的な加硫機で加硫しようとした場合、加硫時の加硫ブラダーの圧力で面ファスナーの係合素子が潰れてしまうことがある。そして、係合素子が潰れると、吸音材等の付属物の取り付け状態が不安定になり、場合によっては、取り付け不能になるという問題がある。

このような不都合に鑑みて、面ファスナーの係合素子間に未加硫ゴムを充填して該係合素子を埋没させる保護ゴム層を形成し、この保護ゴム層により加硫時に面ファスナーの係合素子が潰れるのを防止することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

ところが、面ファスナーの係合素子間に未加硫ゴムを充填するには温度を上昇させて軟化させた未加硫ゴムシートを面ファスナーに対して押し付ける必要があり、そのような高温での積層工程において係合素子が塑性変形することがある。そのため、上述の保護ゴム層では面ファスナーの係合素子の潰れを防止する効果が必ずしも十分とは言えない。

特開２００６−４４５０３号公報 特開２００８−２７２９５４号公報

本発明の目的は、面ファスナーの係合素子が加硫時に潰れるのを防止するようにした面ファスナー付き空気入りタイヤ及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を解決するための本発明の面ファスナー付き空気入りタイヤの製造方法は、複数本の第１係合素子を備えた面ファスナーと該面ファスナーの第１係合素子に対して係合する複数本の第２係合素子を備えたシート状の保護部材とを互いに係合させた状態で前記面ファスナーを係合素子面とは反対側の面がタイヤ内表面と密着するように未加硫タイヤに設置し、前記面ファスナーを備えた未加硫タイヤを加硫ブラダーを備えた加硫機で加硫することを特徴とするものである。

本発明では、面ファスナーを備えた未加硫タイヤを加硫ブラダーを備えた加硫機で加硫するにあたって、面ファスナーの第１係合素子に対して係合する第２係合素子を備えたシート状の保護部材を面ファスナーに積層するようにしたので、加硫時の加硫ブラダーの圧力で面ファスナーの第１係合素子が潰れるのを防止することができる。つまり、本発明者による実験結果によれば、タイヤ内表面に設置された面ファスナーの第１係合素子は加硫時に保護部材の第２係合素子と係合した状態で該保護部材によって効果的に保護される。第２係合素子を備えた保護部材は、従来の保護ゴム層の場合とは異なって、タイヤ内表面に設置される面ファスナーとの係合時に該面ファスナーの第１係合素子を塑性変形させることはなく、しかも面ファスナーに対する着脱が容易であるという利点がある。このような保護部材はタイヤ加硫後において必要に応じて面ファスナーから引き剥がされる。これにより、面ファスナーを介してタイヤ内表面に吸音材等の任意の付属物を取り付けることが可能になる。

本発明において、面ファスナーは係合素子面とは反対側の面に複数本のアンカー素子を備え、該面ファスナーの未加硫タイヤへの設置時にアンカー素子をタイヤ内表面に食い込ませることが好ましい。これにより、面ファスナーをタイヤ内表面に対して強固に保持することができる。

面ファスナーと保護部材とを互いに係合させた状態で面ファスナーを未加硫タイヤに設置するにあたって、面ファスナーと保護部材とを互いに係合させた後、該保護部材付きの面ファスナーをタイヤ内表面に設置することが可能である。この場合、２つの部材が一体的に取り扱われるため、タイヤの成形時間を短縮することができる。或いは、面ファスナーをタイヤ内表面に設置した後、面ファスナーに対して保護部材を係合させることが可能である。この場合、未加硫タイヤの状態において面ファスナーに対して保護部材をより確実に係合させることができる。

面ファスナーと保護部材との加硫後の係合力は２０ｇ／ｃｍ〜４００ｇ／ｃｍであることが好ましい。面ファスナーと保護部材との間には必要最小限の係合力が必要であるが、その係合力が過大であると、面ファスナーから保護部材を引き剥がす際の作業性が悪くなり、面ファスナーが受ける損傷も大きくなる。そのため、上記係合力を規制することにより、面ファスナーから保護部材を引き剥がす際の作業性を良好に維持し、面ファスナーの損傷を防止することができる。

面ファスナーの第１係合素子はフックであることが好ましい。即ち、本発明によれば、第１係合素子としてフックを備えた面ファスナーをタイヤ内表面に設置するにあたって、そのフックからなる第１係合素子が加硫時に潰れるのを効果的に防止することができる。一方、保護部材が第２係合素子として繊維ループを備えた織布、第２係合素子として繊維ループを備えた編物、又は、第２係合素子としてランダム配向繊維を備えた不織布であるであることが好ましい。

保護部材の幅Ｗ２は面ファスナーの幅Ｗ１に対して０．３≦Ｗ２／Ｗ１＜１．０の関係にすることが好ましい。つまり、保護部材は面ファスナーの全幅にわたって配置しなくとも保護機能を発揮することができ、逆に保護部材の幅Ｗ２を面ファスナーの幅Ｗ１よりも小さくすることにより、加硫工程を経た保護部材がタイヤ内表面のインナーライナー層に対して一体的に貼り付いてしまうのを防止することができる。

本発明によれば、上述した製造方法により面ファスナー付き空気入りタイヤが得られるが、その面ファスナー付き空気入りタイヤは保護部材を面ファスナーに付けた状態、或いは、保護部材を面ファスナーから除去した状態で提供される。

保護部材を面ファスナーに付けた状態でタイヤを出荷した場合、面ファスナーに吸音材等の付属物の取り付ける直前まで保護部材を付けたままにすることで、糸くず等の異物が面ファスナーに付着することを確実に防止し、面ファスナーの係合力を良好に維持することができる。その一方で、保護部材を面ファスナーから除去し、面ファスナーに吸音材等の付属物の取り付けた状態でタイヤを出荷することも可能である。

本発明の実施形態からなる面ファスナー付き空気入りタイヤを示す子午線断面図である。 本発明の他の実施形態からなる面ファスナー付き空気入りタイヤを示す子午線断面図である。 本発明の面ファスナー付き空気入りタイヤの製造方法における面ファスナー及び保護部材の一例を拡大して示す断面図である。 本発明の面ファスナー付き空気入りタイヤの製造方法における面ファスナー及び保護部材の変形例を拡大して示す断面図である。 本発明の面ファスナー付き空気入りタイヤの製造方法における面ファスナー及び保護部材の変形例を拡大して示す断面図である。 本発明の面ファスナー付き空気入りタイヤの製造方法に使用される面ファスナーの具体例を示す斜視図である。 本発明の面ファスナー付き空気入りタイヤの製造方法に使用される保護部材の具体例を示す斜視図である。 本発明の面ファスナー付き空気入りタイヤの製造方法に使用される保護部材の具体例を示す斜視図である。 本発明の面ファスナー付き空気入りタイヤの製造方法に使用される保護部材の具体例を示す斜視図である。

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面ファスナー付き空気入りタイヤを示すものである。図１に示すように、本実施形態の面ファスナー付き空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、該トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２と、これらサイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３とを備えている。

一対のビード部３，３間には少なくとも１層のカーカス層４が装架されている。このカーカス層４はタイヤ径方向に配向する複数本の補強コードを含んでいる。カーカス層４は各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に巻き上げられている。カーカス層４の補強コードとしては、有機繊維コードが好ましく使用される。また、カーカス層４に沿うようにしてタイヤ内表面６にはインナーライナー層７が配置されている。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層８が埋設されている。これらベルト層８はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層８において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。ベルト層８の補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。ベルト層８の外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して５°以下の角度で配列してなる少なくとも１層のベルトカバー層９を配置されている。ベルトカバー層９は少なくとも１本の補強コードを引き揃えてゴム被覆してなるストリップ材をタイヤ周方向に連続的に巻回したジョイントレス構造とすることが望ましい。また、ベルトカバー層９はベルト層７の幅方向の全域を覆うように配置しても良く、或いは、ベルト層８の幅方向外側のエッジ部のみを覆うように配置しても良い。ベルトカバー層９の補強コードとしては、有機繊維コードが好ましく使用される。

上述したタイヤ内部構造は空気入りタイヤにおける代表的な例を示すものであるが、これに限定されるものではない。

上記空気入りタイヤのトレッド部１のセンター領域において、タイヤ内表面４には面ファスナー１０と該面ファスナー１０を覆うシート状の保護部材２０とが備え付けられている。これら面ファスナー１０及び保護部材２０はタイヤ全周にわたって連続的に配置されていても良く、或いは、タイヤ周方向に間欠的に配置されていても良い。保護部材２０は面ファスナー１０から引き剥がすことが可能である。そのため、保護部材２０を取り除いて面ファスナー１０を露出させた状態においては、面ファスナー１０に対して吸音材、ウェイト、温度センサ、圧力センサ等の任意の付属物を取り付けることが可能である。

面ファスナー１０の位置はトレッド部１のセンター領域に限定されるものではなく、図２に示すようにトレッド部１のショルダー領域を選択したり、サイドウォール部２やビード部３を選択することも可能である。

次に、上述した面ファスナー付き空気入りタイヤの製造方法について説明する。図３〜図５はそれぞれ本発明の面ファスナー付き空気入りタイヤの製造方法を示すものである。これら図３〜図５は面ファスナーの周辺部分を抽出して示すものであって、タイヤ子午線断面を描写するものである。

図３はタイヤ内表面６（即ち、インナーライナー層７の内表面）に貼り付けられた面ファスナー１０及び保護部材２０を加硫ブラダーＢにより押圧しようとする状態を示している。面ファスナー１０は一方の面に複数本の係合素子１１（第１係合素子）を備えている。一方、保護部材２０は面ファスナー１０の係合素子１１に対して係合する複数本の係合素子２１（第２係合素子）を備えている。

上述した空気入りタイヤを製造する場合、複数本の係合素子１１を備えた面ファスナー１０と面ファスナー１０の係合素子１１に対して係合する複数本の係合素子２１を備えたシート状の保護部材２０とを互いに係合させた状態で面ファスナー１０を係合素子面とは反対側の面がタイヤ内表面６と密着するように未加硫タイヤに設置し、該面ファスナー１０を備えた未加硫タイヤを加硫ブラダーＢを備えた加硫機で加硫し、それと同時に面ファスナー１０をタイヤ内表面６に加硫接着する。

このように面ファスナー１０を備えた未加硫タイヤを加硫ブラダーＢを備えた加硫機で加硫するにあたって、係合素子１１，２１の係合力に基づいて面ファスナー１０に対して保護部材２０を積層することにより、加硫時の加硫ブラダーＢの圧力で面ファスナー１０の係合素子１１が潰れるのを防止することができる。

面ファスナー１０と保護部材２０とを互いに係合させた状態で面ファスナー１０を未加硫タイヤに設置するにあたって、先ず、面ファスナー１０と保護部材２０とを互いに係合させた後、保護部材２０付きの面ファスナー１０をタイヤ内表面６に設置することが可能である。この場合、面ファスナー１０と保護部材２０とが一体的に取り扱われるため、タイヤの成形時間を短縮することができるという利点がある。但し、面ファスナー１０と保護部材２０と予め係合させておくため、これら部材の輸送時やタイヤの成形時に面ファスナー１０から保護部材２０が脱落することがある。そのため、未加硫の状態において面ファスナー１０に対して保護部材２０が係合していることを確認すると良い。

或いは、面ファスナー１０をタイヤ内表面６に設置した後、面ファスナー１０に対して保護部材２０を係合させることが可能である。この場合、未加硫タイヤの状態において面ファスナー１０に対して保護部材２０をより確実に係合させることができるという利点がある。但し、面ファスナー１０とは別に保護部材２０を貼る工程が増えるため、その分だけタイヤの成形時間が長くなる。

上述した面ファスナー１０は、例えば、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリロニトリル／スチレン、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂から成形することができる。タイヤの用途によって、接着性や加工性に優れるポリアミド樹脂や、耐熱性に優れるポリエステル樹脂を使用することが好ましい。面ファスナー１０の形状及びタイプは特に限定されるものではない。係合素子１１の高さは、０．５ｍｍ以上２ｍｍ未満とすることが好ましく、これにより任意の付属物を取り付ける際に良好な係合力を発揮することができる。

図３において、面ファスナー１０は一方の面に複数本の係合素子１１を備え、他方の面に複数本のアンカー素子１２を備えている。この場合、面ファスナー１０の未加硫タイヤへの設置時にアンカー素子１２をタイヤ内表面４に食い込ませるようにする。これにより、面ファスナー１０をタイヤ内表面６に対して強固に保持することができる。アンカー素子１２は、先端に拡大部を有するものが好ましく、その拡大部の幅を０．３ｍｍ以上１ｍｍ未満とするのが良い。アンカー素子１２に設ける拡大部の幅を０．３ｍｍ以上とすることでアンカー効果が増大するが、１ｍｍ以上であるとゴムに食い込み難くなる。

図４において、面ファスナー１０の他方の面には予めアンカー素子１２を埋没させるように接着ゴム層１３が押出し施工されている。そのため、接着ゴム層１３の構成材料としてインナーライナー層７に対する接着性が優れたものを選択することにより、タイヤ内面６に対して面ファスナー１０をより確実に固定することができる。

図５において、面ファスナー１０の他方の面にはアンカー素子１２が形成されていない。このようにアンカー素子１２が無くても面ファスナー１０をタイヤ内面６に対して加硫接着することが可能である。

面ファスナー１０と保護部材２０との加硫後の係合力（ピール強力）は２０ｇ／ｃｍ〜４００ｇ／ｃｍの範囲、より好ましくは、３０ｇ／ｃｍ〜３００ｇ／ｃｍの範囲にあると良い。これにより、面ファスナー１０から保護部材２０を引き剥がす際の作業性を良好に維持し、しかも引き剥がし時における面ファスナー１０の損傷を防止することができる。ここで、両者の係合力が小さ過ぎるとタイヤ加硫時に面ファスナー１０から保護部材２０が脱落し易くなり、逆に大き過ぎると面ファスナー１０から保護部材２０を引き剥がす際の作業性が悪くなり、また、引き剥がし時に面ファスナー１０が損傷を受ける恐れがある。係合力（ピール強力）はＪＩＳ−Ｌ３４１６に準拠して測定される「剥離強さ」に相当するものである。

面ファスナー１０の係合素子１１はフックであると良い。上述した保護部材２０を適用することにより、フックからなる係合素子１１を備えた面ファスナー１０をタイヤ内表面６に設置するにあたって、そのフックからなる係合素子１１が加硫時に潰れるのを効果的に防止することができる。

図６は本発明の面ファスナー付き空気入りタイヤの製造方法に使用される面ファスナーの具体例を示し、図７〜図９はそれぞれ本発明の面ファスナー付き空気入りタイヤの製造方法に使用される保護部材の具体例を示すのである。図６〜図９において、Ｃはタイヤ周方向である。

図６に示すように、面ファスナー１０の一方の面にはＴ字形状を有する複数本の係合素子１１が形成され、面ファスナー１０の他方の面にはＴ字形状を有する複数本のアンカー素子１２が形成されている。図６において、面ファスナー１０のタイヤ幅方向の両端部には係合素子１１が形成されない領域が設けられている。この場合、全ての係合素子１１を覆うように保護部材２０を積層したとしても、その保護部材２０が面ファスナー１０からはみ出さないようにすることが容易になるので、加硫後に保護部材２０がタイヤ内表面６のインナーライナー層７に貼り付いてしまうという不都合をより確実に回避することができる。但し、係合素子１１が形成されない領域は必ずしも必要ではない。

図７において、保護部材２０は係合素子２１として繊維ループ２１Ａを備えた織布２０Ａから構成されている。図８において、保護部材２０は係合素子２１として繊維ループ２１Ｂを備えた編物２０Ｂから構成されている。図９において、保護部材２０は係合素子２１としてランダム配向繊維２１Ｃを備えた不織布２０Ｃから構成されている。この不織布２０Ｃはランダム配向繊維２１Ｃによる係合力が小さいもののクッション性に優れていて保護機能を十分に発揮することができる。

保護部材２０の幅Ｗ２は面ファスナーの幅Ｗ１に対して０．３≦Ｗ２／Ｗ１＜１．０の関係にすると良い。これにより、保護部材２０を有効に機能させることができる。Ｗ２／Ｗ１＜０．３であると、保護部材２０による保護効果が不十分になり、逆にＷ２／Ｗ１≧１．０であると、加硫工程を経た保護部材２０がタイヤ内表面６のインナーライナー層７に対して一体的に貼り付いてしまう恐れがある。保護部材２０がインナーライナー層７に貼り付くと保護部材２０の引き剥がし作業が困難になるばかりでなくタイヤの品質を低下させることになる。

タイヤ内表面に面ファスナーを備え付けたタイヤサイズ２１５／６０Ｒ１６の空気入りタイヤを製造するにあたって、その製造条件を種々異ならせた。

実施例においては、複数本の第１係合素子を備えた面ファスナーと該面ファスナーの第１係合素子に対して係合する複数本の第２係合素子を備えたシート状の保護部材とを互いに係合させた状態で面ファスナーを係合素子面とは反対側の面がタイヤ内表面と密着するように未加硫タイヤに設置し、該面ファスナーを備えた未加硫タイヤを加硫ブラダーを備えた加硫機で加硫した。面ファスナーは係合素子面とは反対側の面にアンカー素子を備えた面ファスナーであって、該面ファスナーの未加硫タイヤへの設置時にアンカー素子をタイヤ内表面に食い込ませた。

従来例においては、保護部材を使用しないこと以外は上記と同じ条件で面ファスナー付き空気入りタイヤを製造した。

比較例においては、面ファスナーの係合素子間に未加硫ゴムを充填して該係合素子を埋没させる保護ゴム層を形成し、該保護ゴム層を備えた面ファスナーを係合素子面とは反対側の面がタイヤ内表面と密着するように未加硫タイヤに設置し、該面ファスナーを備えた未加硫タイヤを加硫ブラダーを備えた加硫機で加硫した。面ファスナーは係合素子面とは反対側の面にアンカー素子を備えた面ファスナーであって、該面ファスナーの未加硫タイヤへの設置時にアンカー素子をタイヤ内表面に食い込ませた。

これら３種類の製造方法により得られた空気入りタイヤについて、面ファスナーの係合力を評価した。面ファスナーの係合力については、タイヤ内表面に設置された面ファスナーと対をなす他の面ファスナーを用意し、ＪＩＳ−Ｌ３４１６に規定される「剥離強さ」を測定し、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど係合力が大きいことを意味する。

この表１に示すように、実施例の製造方法により得られた空気入りタイヤでは面ファスナーの係合力が従来例の場合に比べて大幅に増大していた。比較例の製造方法により得られた空気入りタイヤでは面ファスナーの係合力が従来例の場合に比べて増大していたが、実施例の場合よりも劣っていた。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ タイヤ内表面
７ インナーライナー層
８ ベルト層
９ ベルトカバー層
１０ 面ファスナー
１１ 係合素子（第１係合素子）
１２ アンカー素子
２０ 保護部材
２１ 係合素子（第２係合素子）

Claims (10)

1. 複数本の第１係合素子を備えた面ファスナーと該面ファスナーの第１係合素子に対して係合する複数本の第２係合素子を備えたシート状の保護部材とを互いに係合させた状態で前記面ファスナーを係合素子面とは反対側の面がタイヤ内表面と密着するように未加硫タイヤに設置し、前記面ファスナーを備えた未加硫タイヤを加硫ブラダーを備えた加硫機で加硫することを特徴とする面ファスナー付き空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記面ファスナーは係合素子面とは反対側の面に複数本のアンカー素子を備え、該面ファスナーの未加硫タイヤへの設置時に前記アンカー素子をタイヤ内表面に食い込ませることを特徴とする請求項１に記載の面ファスナー付き空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記面ファスナーと前記保護部材とを互いに係合させた後、該保護部材付きの面ファスナーを前記タイヤ内表面に設置することを特徴とする請求項１又は２に記載の面ファスナー付き空気入りタイヤの製造方法。
4. 前記面ファスナーを前記タイヤ内表面に設置した後、前記面ファスナーに対して前記保護部材を係合させることを特徴とする請求項１又は２に記載の面ファスナー付き空気入りタイヤの製造方法。
5. 前記面ファスナーと前記保護部材との加硫後の係合力が２０ｇ／ｃｍ〜４００ｇ／ｃｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の面ファスナー付き空気入りタイヤの製造方法。
6. 前記面ファスナーの第１係合素子がフックであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の面ファスナー付き空気入りタイヤの製造方法。
7. 前記保護部材が第２係合素子として繊維ループを備えた織布、第２係合素子として繊維ループを備えた編物、又は、第２係合素子としてランダム配向繊維を備えた不織布であることを特徴とする請求項６に記載の面ファスナー付き空気入りタイヤの製造方法。
8. 前記保護部材の幅Ｗ２を前記面ファスナーの幅Ｗ１に対して０．３≦Ｗ２／Ｗ１＜１．０の関係にしたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の面ファスナー付き空気入りタイヤの製造方法。
9. 加硫後に前記面ファスナーから前記保護部材を除去することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の面ファスナー付き空気入りタイヤの製造方法。
10. 請求項１〜８に記載の製造方法で得られる面ファスナー付き空気入りタイヤであって、前記保護部材を前記面ファスナーに付けた状態にあることを特徴とする面ファスナー付き空気入りタイヤ。

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