JP6581492B2 - インナーライナー部材及びタイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インナーライナー部材及びタイヤの製造方法に関する。

空気入りタイヤの内周面には、タイヤの空気圧を一定に保持するために空気透過抑制層としてインナーライナーが設けられている。かかるインナーライナーは、一般に、ブチルゴムやハロゲン化ブチルゴムなどの気体が透過しにくいゴム層で構成されている。

通常、空気入りタイヤは、成型ドラム上にインナーライナー、カーカスプライ、ベルトプライ、及びトレッド等の部材を積層して未加硫のグリーンタイヤを成型し、成型されたグリーンタイヤを加硫金型内にセットした後、グリーンタイヤの内側にゴム製のブラダーを挿入し、ブラダー内に高温・高圧の気体を充満させブラダーを膨張させることでグリーンタイヤを金型に押し付けて加硫成形する。加硫後にブラダーを収縮させて、加硫されたタイヤを金型から取り出してタイヤは完成する。

この加硫の際、ブラダーとグリーンタイヤの内面を構成するインナーライナーとの間に空気（エア）が残留すると、空気の残留部分において加熱及び加圧が不足しグリーンタイヤが局所的に未加硫状態となる不具合が生じる。また、インナーライナーとその外面側に重ねて設けられるカーカスプライとの間に空気が取り込まれると、加硫後にインナーライナーとカーカスプライとの間に空気溜まりが発生する。

特許文献１及び２には、ブラダーの外表面やインナーライナーやカーカスプライに連続的に延在する凹凸溝を設けることで、各部材間に入り込んだ空気を、加硫の際に該凹凸溝により分散させたり、あるいは、端部の層間から外部へ逃がしたりすることで、空気溜まりを防ぐことが提案されている。

しかしながら、加硫の際にブラダーはグリーンタイヤの内周面を構成するインナーライナーと擦れ合いながら膨張するため、ブラダーに設けられた溝が各部材に連続的に延在する凹凸溝に引っかかりやすく、ブラダーの膨張を阻害することがある。そのため、インナーライナーとブラダーとの間やインナーライナーとカーカスプライとの間に空気が残留しやすくなり、グリーンタイヤが局所的に未加硫状態となったり、インナーライナーとカーカスプライとの間に空気溜まりが発生しやすくなる。

特開２０１５−６６８４７号公報 特開２００９−２７４３５９号公報

本発明は、以上の点に鑑み、グリーンタイヤが局所的に未加硫状態となったり、インナーライナーとカーカスプライとの間に空気溜まりが発生したりするのを抑えることができるインナーライナー部材及びタイヤの製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係るインナーライナー部材は、左右一対のビート部のビードコアに架け渡されたカーカスプライの内周側に積層される接触面と、前記接触面に対向する内側面とを備えたインナーライナー部材であって、前記内側面に散点状に設けられ前記内側面より前記接触面へ向けて陥没する複数の凹部と、前記接触面に散点状に設けられ前記接触面より突出する複数の凸部とを備え、前記凹部と前記凸部とがインナーライナー部材の厚さ方向で重なる位置に設けられている。

また、本発明に係るタイヤの製造方法は、左右一対のビート部のビードコアに架け渡されたカーカスプライの内周側に積層される接触面と、前記接触面に対向する内側面と、前記内側面に散点状に設けられ前記内側面より前記接触面へ向けて陥没する複数の凹部と、前記接触面に散点状に設けられ前記接触面より突出する複数の凸部とを備え、前記凹部と前記凸部とが厚さ方向で重なる位置に設けられたインナーライナー部材を成型ドラム上に設け、前記インナーライナー部材の前記接触面に前記カーカスプライを設けて未加硫のグリーンタイヤを成型し、前記グリーンタイヤを加硫金型内に配置し、前記グリーンタイヤの内側にブラダーを挿入し、前記ブラダーを膨張させて前記グリーンタイヤを加硫成型する方法である。

本発明によれば、インナーライナー部材の接触面と内側面に凸部と凹部が散点状に設けられ、凸部と凹部とがインナーライナー部材の厚み方向に重なるように設けられているため、ブラダーとインナーライナーとの摺動抵抗を低下させることができ、ブラダーがグリーンタイヤの内側をスムーズに膨張することができる。そのため、インナーライナーとブラダーとの間やインナーライナーとカーカスプライとの間に空気が残留しにくくなり、グリーンタイヤが局所的に未加硫状態となったり、インナーライナーとカーカスプライとの間に空気溜まりが発生したりするのを抑えることができる。

実施形態に係る製造方法で製造される空気入りタイヤの半断面図である。 実施形態に係るインナーライナー部材の斜視図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 実施形態に係る製造方法に使用する加硫金型の概略を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施形態において製造される空気入りタイヤＴの一例を示す半断面図である。この空気入りタイヤＴは、左右一対のビード部１と、ビード部１からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向外側端に連なって踏面を構成するトレッド部３とを備える。ビード部１には、ゴム被覆したビードワイヤを積層巻回した収束体よりなる環状のビードコア１１が埋設され、そのビードコア１１のタイヤ径方向外側にビードフィラー１２が配置されている。

カーカスプライ４は、一対のビード部１に配設されたビードコア１１間で延在しており、ビードフィラー１２のタイヤ軸方向内側面を通りビードコア１１の回りで内側から外側に巻き上げられている。カーカスプライ４は、タイヤ周方向に対して略直交する方向に配列したプライコードを、トッピングゴムで被覆して形成されている。プライコードとしては、スチールコードや有機繊維コードが好適に使用される。

サイドウォール部２では、カーカスプライ４の外側に、空気入りタイヤＴの外壁面を構成するサイドウォールゴム６が設けられている。サイドウォールゴム６のタイヤ径方向内側には、少なくともリムフランジに接触する部分にリムストリップゴムを設けてもよい。
トレッド部３では、カーカスプライ４の外周側にスチールコードやアラミド繊維などのタイヤコードを用いた２枚の交差ベルトプライからなるベルト７が設けられている。また、ベルト７の外周側には、接地面を構成するトレッドゴム８が設けられている。

カーカスプライ４の内側には、空気入りタイヤＴの内周面を構成するインナーライナー部材５が設けられている。すなわち、インナーライナー部材５は、トレッド部３からその左右両側のサイドウォール部２を経てビード部１に至る、タイヤ内面の全体を覆うように設置されている。

インナーライナー部材５は、タイヤ内に充填された気体の透過を阻止する機能を有するものであり、この例では、耐空気透過性を有する空気透過抑制層５１と、空気透過抑制層５１及びカーカスプライ４の間に配置されたスキージー層５２とを備える。

以上のタイヤ構造は、一般的な空気入りタイヤの構造と同じである。本実施形態は、インナーライナー部材５の構成に特徴があり、以下、実施形態に係る空気入りタイヤの製造方法について、インナーライナー部材５を中心に説明する。

インナーライナー部材５は、図２及び図３に示すように、シート状の空気透過抑制層５１とスキージー層５２とを積層させてなる。

空気透過抑制層５１は、ブチルゴムやハロゲン化ブチルゴムなど耐気体透過性ゴムを含んで構成されたゴムシートであり、空気入りタイヤＴの内周側に配置されタイヤ内に充填された気体の透過を阻止する。空気透過抑制層５１の一方面は、空気入りタイヤＴの内周側に向けて配置されインナーライナー部材５の内側面５ａを構成し、空気透過抑制層５１の他方面にスキージー層５２が積層されている。

スキージー層５２は、空気透過抑制層５１に積層された状態で外側を向いた面が、インナーライナー部材５の接触面５ｂを構成する。この接触面５ｂは空気入りタイヤＴにおいてカーカスプライ４の内周面に貼り合わせられる。スキージー層５２は、ジエンゴムなどを含んで構成されたゴムシートであり、空気透過抑制層５１及びカーカスプライ４の間に配置され、カーカスプライ４に対するインナーライナー部材５の接着性を高め、空気透過抑制層５１の剥離を防止する。

空気透過抑制層５１及びスキージー層５２を積層してなるインナーライナー部材５は、接触面５ｂに複数の凸部５４が散点状に設けられ、内側面５ａに複数の凹部５３が散点状に設けられている。

凸部５４は、インナーライナー部材５の接触面５ｂから突出する突起であり、接触面５ｂ上に散点的に配置されている。この例では、図２及び図３に示すように、凸部５４は、円錐体からなり、接触面５ｂ上に一定の間隔（例えば、２０〜３０ｍｍ）をあけて格子状に配置されている。

凸部５４の内側面５ａ側、つまり、インナーライナー部材５の内側面５ａにおいてインナーライナー部材５の厚さ方向Ｘに凸部５４と重なる位置に凹部５３が設けられている。凹部５３は、インナーライナー部材５の内側面５ａが接触面５ｂに向けて円錐状に陥没して形成されている。

この例では、凹部５３は、凸部５４と同軸状に配置され、内側面５ａに開口する開口部５３ａの直径φ１が、凸部５４の接触面５ｂにおける直径φ２より大きく設けられており、平面視において（厚さ方向Ｘから見て）凹部５３の内方に凸部５４が位置している。

ここで、凹部５３及び凸部５４の各種寸法の一例を挙げると、空気透過抑制層５１の厚みｘ１が０．６〜０．８ｍｍ、スキージー層５２の厚みｘ２が０．６〜０．８ｍｍの場合に、凹部５３の開口部５３ａの直径φ１を５〜６ｍｍ、凹部５３の深さｈ１を０．５〜１．５ｍｍ、凸部５４の接触面５ｂにおける直径φ２を１〜２ｍｍ、凸部５４の突出高さｈ２を０．５〜１．５ｍｍとすることができる。

このようなインナーライナー部材５は、まず、カレンダーロール等によってシート状の空気透過抑制層５１とスキージー層５２を成形し、成形した空気透過抑制層５１とスキージー層５２とを積層してインナーライナー中間体を作製する。そして、インナーライナー中間体を凹部５３及び凸部５４を形成する金型でプレス加工することで、内側面５ａ及び接触面５ｂに凹部５３及び凸部５４が設けられたインナーライナー部材５を成型する。

成型されたインナーライナー部材５は、ローラに巻き取られるなど一時的に保管されることなく、凹部５３及び凸部５４がプレス成型されると直ちに成型ドラム（不図示）の外周に移載され、スキージー層５２が外側を向き、空気透過抑制層５１が成型ドラムと対向するように巻き付けられる。

次いで、インナーライナー部材５の接触面５ｂの外側にカーカスプライ４が巻き付けられる。カーカスプライ４の幅方向両端部の外周面にビードコア１１及びビードフィラー１２が一体になった環状のビード部材が装着される。

そして、カーカスプライ４の両端部をビードコア１１の周りで折り返した後、サイドウォールゴム６を貼り付け、次いで、成形ドラムを拡径して、カーカスプライ４のクラウン部にトレッド部３を形成するベルト７とトレッドゴム８を貼り付けることにより未加硫のグリーンタイヤ４０を成形することができる。

以上のようにして凹部５３及び凸部５４が設けられたインナーライナー部材５を内周面に配置したグリーンタイヤ４０は、常法に従い、加硫金型６０内で加硫成形することにより、空気入りタイヤＴを製造することができる。

図４は、その一例を示したものであり、加硫金型６０は、トレッド部３を成形するトレッドリング６２と、サイドウォール部２を成形する上下一対のサイドプレート６４、６６と、ビード部１を成形する上下一対のビードリング６８、７０と、タイヤ内面側に配されてグリーンタイヤ４０を加硫金型６０に均一に押し付けるためのブラダー７２とを備えてなる。

タイヤを加硫成形する際には、加硫金型６０内にグリーンタイヤ４０を装填し、型閉めした後、ブラダー７２内にスチームなどの加熱流体を供給して膨張させ、グリーンタイヤ４０を加硫金型６０の内面に押圧する。

そして、加硫金型６０はその内面とブラダー７２との間でグリーンタイヤ４０を加圧及び加熱することで加硫する。所定時間加硫した後、加硫金型６０を型開きし、加硫成形されたタイヤを脱型することにより空気入りタイヤＴが得られる。

以上よりなる本実施形態であると、インナーライナー部材５の内側面５ａに複数の凹部５３が散点的に設けられており、ブラダー７２とインナーライナー部材５との間で生じる摺動抵抗が小さくなっているため、インナーライナー部材５の内側面５ａに沿ってスムーズに膨張することができ、ブラダー７２とインナーライナー部材５の内側面５ａとの間に空気が残留することなくグリーンタイヤ４０を加硫金型６０の内面に押圧することができる。

しかも、インナーライナー部材５に設けられた凹部５３及び凸部５４は散点状に配置されているため、ブラダー７２がインナーライナー部材５と擦れ合いながら膨張してもブラダー７２に設けられた溝が凹部５３及び凸部５４に引っかかりにくくなり、ブラダー７２の膨張を阻害することがない。

また、グリーンタイヤ４０の成型時にインナーライナー部材５の接触面５ｂとカーカスプライ４との間に空気が取り込まれたとしても、接触面５ｂに複数の凸部５４が散点的に設けられているため、取り込まれた空気を凸部５４の周囲に分散させつつ、外部へ追い出すことができ、空気溜まりの発生を抑えることができる。

本実施形態であると、インナーライナー部材５に設けられた凹部５３及び凸部５４がインナーライナー部材５の厚さ方向Ｘに重なる位置に設けられており、凹部５３を設けてもその反対側（接触面５ｂ側）が突出しているため、インナーライナー部材５に肉薄な箇所ができにくくなり、空気透過抑制層５１が破損しにくい。

本実施形態であると、インナーライナー部材５を成型ドラムに移載する直前にプレス加工により凹部５３及び凸部５４を形成し、凹部５３及び凸部５４を形成したインナーライナー部材５を、ローラに巻き取って一時的に保管することなく直ちに成型ドラムに移載するため、凹部５３及び凸部５４の形状が潰れることなくその形状を保持したままグリーンタイヤ４０を成形することができ、加硫成形時に上記のような空気溜まりが発生しにくくなる。

なお、本実施形態では、インナーライナー部材５が、空気透過抑制層５１及びスキージー層５２からなる多層構造をなしている場合について説明するが、例えば、インナーライナー部材５が空気透過抑制層５１のみからなる単層構造であってもよい。
その場合、空気透過抑制層５１においてタイヤの内周側に位置する面に凹部５３を設け、カーカスプライ４の内周側に積層される面に凸部５４を設けることで、上記した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

また、凹部５３及び凸部５４の形状は、円錐体以外にも四角錐や三角錐など先端に向かって細くなる先窄み形状及び先細形状の錐体や、円柱や角柱などの柱体や、半球など球冠体など特に限定されないが、凹部５３が先窄み形状で、凸部５４が先細形状であることが好ましい。このように、凹部５３を先窄み形状に設け、凸部５４を先細形状に設けることで、凹部５３及び凸部５４をプレス成型した後の脱型が容易となり、空気透過抑制層５１の破損を防ぐことができる。

また、本実施形態では、凹部５３及び凸部５４を格子状に配置したが、インナーライナー部材５の内側面５ａ及び接触面５ｂにランダムに凹部５３及び凸部５４を配置しても良く、その場合、例えば、２０〜３０ｍｍ四方に１つの密度で凹部５３及び凸部５４を配置することができる。

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

１…ビード部、２…サイドウォール部、３…トレッド部、４…カーカスプライ、５…インナーライナー部材、６…サイドウォールゴム、１１…ビードコア、１２…ビードフィラー、５１…空気透過抑制層、５２…スキージー層、５３…凹部、５４…凸部

Claims (5)

1. 左右一対のビート部のビードコアに架け渡されたカーカスプライの内周側に積層される接触面と、前記接触面に対向する内側面とを備えたインナーライナー部材であって、
   前記内側面に散点状に設けられ前記内側面より前記接触面へ向けて陥没する複数の凹部と、前記接触面に散点状に設けられ前記接触面より突出する複数の凸部とを備え、
   前記凹部と前記凸部とがインナーライナー部材の厚さ方向で重なる位置に設けられているインナーライナー部材。
2. 前記凸部は、平面視において前記凹部より小さく前記凹部の内方に位置する請求項１に記載のインナーライナー部材。
3. 前記凸部は先端に向かって細くなる先細形状をなし、前記凹部は奥に向かって狭くなる先窄み形状をなしている請求項１又は２に記載のインナーライナー部材。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のインナーライナー部材を成型ドラム上に設け、前記インナーライナー部材の前記接触面に前記カーカスプライを設けて未加硫のグリーンタイヤを成型し、前記グリーンタイヤを加硫金型内に配置し、前記グリーンタイヤの内側にブラダーを挿入し、前記ブラダーを膨張させて前記グリーンタイヤを加硫成型するタイヤの製造方法。
5. 平坦なゴムストリップ材からなるインナーライナー中間体を成型し、前記インナーライナー中間体をプレス加工して前記凸部及び前記凹部を備える前記インナーライナー部材を成型し、その直後に前記インナーライナー部材を前記成型ドラムに移載する請求項４に記載のタイヤの製造方法。

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