JP6773520B2

JP6773520B2 - タイヤ補強材及び空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP6773520B2
Application number: JP2016209760A
Authority: JP
Inventors: 紗彩木村
Original assignee: Toyo Tire Corp
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2016-10-26
Filing date: 2016-10-26
Publication date: 2020-10-21
Anticipated expiration: 2036-10-26
Also published as: JP2018069852A

Description

本発明の実施形態は、タイヤ補強材、及びそれを用いた空気入りタイヤに関するものである。

空気入りタイヤの補強材として、平行に配列された複数本のコードをゴム被覆してなるプライからなるタイヤ補強材が知られている。例えば、タイヤの骨格となるカーカスを構成するカーカスプライや、ビード部を補強するサイド補強層などが挙げられる。

タイヤ補強材は、通常、図７に示すように、コード５０をゴム被覆してなるプライ５２の端部５４，５６同士を重ね合わせて接合した接合部５８を有する。かかる接合部５８は、プライ５２がオーバーラップしているが故に、他の部位に比べて剛性が高く、逆に接合部５８の両側の脇部６０は剛性が低くなっている。タイヤ補強材を用いてグリーンタイヤを作製する段階やその後のタイヤ加硫時には、図８に示すように、端部５４，５６同士を引き離す方向への横力Ｘが入力されることがある。その場合、上記従来のタイヤ補強材では、剛性の低い脇部６０が引き伸ばされてコード５０とコード５０の間隔Ｇ０が大きくなり、いわゆるコード目開きの状態になる。そのため、剛性差がより一層大きくなってタイヤ性能に影響を与えるおそれがある。

従来、タイヤ補強材の接合部に関する技術として、例えば、特許文献１には、コードをゴム被覆してなるプライにおいて、その両端の接合部を、中央部の本体部に対して低モジュラスのコード構造とし、かかる低モジュラスの接合部同士を重ね合わせて接合することにより、タイヤ補強材の厚みとモジュラスの均一化を図ることが開示されている。また、特許文献２には、コードをゴム被覆してなるプライの両端部においてコードを数本引き抜いて接合部を形成し、接合部同士を重ね合わせて接合することにより、接合部における剛性の均一化を図ることが開示されている。しかしながら、これらの文献では、接合部の両脇でのコード目開きについては言及されておらず、接合部の両側の脇部におけるコード間隔を狭めることについても開示されていない。

特開２０１０−２０８０９０号公報特開２００６−０２１５１４号公報

本発明の実施形態は、接合部の脇部におけるコード目開きを抑制することができるタイヤ補強材、及びそれを用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係るタイヤ補強材は、平行に配列された複数本のコードをゴム被覆してなるプライからなるタイヤ補強材であって、前記プライの端部同士を重ね合わせて接合した接合部を有し、前記接合部の脇部におけるプライのコード間隔が、その他の部分におけるプライのコード間隔よりも小さいことを特徴とする。

本発明の実施形態に係る空気入りタイヤは、該タイヤ補強材を用いて作製されたものである。

本実施形態によれば、接合部の脇部におけるプライのコード間隔を、その他の部分におけるプライのコード間隔よりも小さく設定したことにより、横力がかかったときの脇部におけるコード目開きを抑制することができる。

一実施形態に係るタイヤ補強材の接合部の断面図同タイヤ補強材の接合前におけるプライ端部の断面図他の実施形態に係るタイヤ補強材の接合部の断面図図３のタイヤ補強材の接合前におけるプライ端部の断面図一実施形態に係る空気入りタイヤの断面図一実施形態に係るタイヤ補強材の製造時における概略断面図従来のタイヤ補強材の接合部の断面図従来のタイヤ補強材の横力が入力したときの接合部の断面図

以下、本実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、一実施形態に係るタイヤ補強材１０の接合部１２を示したものである。タイヤ補強材１０は、平行に配列された複数本のコード１４をゴム１６で被覆してなるプライ１８からなるものである。コード１４としては、特に限定されず、例えば、ポリエステル、ナイロン、レーヨン、アラミドなどの有機繊維コード、あるいはスチールなどの金属コードが挙げられ、通常はその表面に接着処理が施される。

プライ１８は、複数本のコード１４を互いに平行に引き揃え、これに未加硫のゴム１６をトッピングすることにより得られる。

タイヤ補強材１０は、図１に示すように、プライ１８の端部２０，２２同士を重ね合わせて接合してなる接合部１２を備える。接合部１２は、プライ１８におけるコード１４の延在方向に沿って延びる端部２０，２２同士を重ねて接合してなる。タイヤ補強材１０は、１枚のプライ１８の両端部２０，２２を重ね合わせて接合したものでもよく、複数のプライ１８の互いに隣接する端部２０，２２を重ね合わせて接合したものでよい。

一実施形態において、タイヤ補強材１０は、１枚のプライ１８の両端部２０，２２を接合することで円筒状に形成してもよく、あるいはまた、複数枚のプライ１８の互いに隣接する端部２０，２２を接合することにより円筒状に形成してもよい。いずれの場合も、コード１４の延在方向が、円筒の周方向に略直交するように配置される。

図１に示すように、接合部１２の両側の脇部２４，２６におけるプライ１８のコード間隔Ｇ１は、その他の部分におけるプライ１８のコード間隔Ｇよりも小さく設定されている。すなわち、脇部２４，２６でのコード１４の配設間隔Ｇ１が、脇部２４，２６の両側部分（即ち、接合部１２、及び脇部２４，２６よりも幅方向中央側の本体部２８）でのコード１４の配設間隔Ｇよりも小さい。ここで、脇部２４，２６とは、２層構造のプライ１８からなる接合部１２に隣接しその近傍に位置する１層構造のプライ１８からなる部分である。このように、脇部２４，２６でのコード間隔Ｇ１を狭くすることにより、横力がかかったときの当該脇部２４，２６でのコード目開きを抑えることができる。なお、コード間隔Ｇ，Ｇ１は、プライ１８としてのコード１４とコード１４の間隔であり、従って、２枚のプライが重ねられた接合部１２でも各プライ１８でのコード１４の配設間隔のことである。

小さいコード間隔Ｇ１に設定された脇部２４，２６の幅Ｗ１は、接合部１２の幅Ｗ以下かつ接合部１２の半幅Ｗ／２以上に設定されることが好ましい。すなわち、脇部２４，２６の幅Ｗ１は、好ましくは０．５Ｗ〜Ｗの範囲内に設定される。これにより、脇部２４，２６でのコード目開きを抑えつつ、接合部１２の両側部分の剛性が上がりすぎることを防ぐことができる。

この例では、プライ１８のコード１４は全て同じコードであり、従って、脇部２４，２６におけるプライ１８のコード１４は、その他の部分１２，２８におけるプライ１８のコード１４と同じコードが用いられている。

コード１４のコード径としては、特に限定されず、例えば０．３〜１．０ｍｍでもよく、０．５〜０．９ｍｍでもよい。コード１４のエンド数（単位幅当たりのコード本数）は、特に限定されず、例えば、脇部２４，２６以外の部位でのエンド数が１５〜２５本／２５ｍｍでもよく、２３〜２５本／２５ｍｍでもよい。脇部２４，２６でのエンド数は、特に限定するものではないが、脇部２４，２６以外の部位でのエンド数の１．２〜１．８倍であることが好ましく、より好ましくは１．３〜１．６倍である。

タイヤ補強材１０を製造するに際しては、平行に引き揃えた複数本のコード１４に対して接着処理を行った後、カレンダーロール等を用いて未加硫のゴム１６をトッピングしてプライ１８を作製する。コード１４を平行に引き揃える際に、両端部２０，２２の脇部２４，２６に相当する位置において、コード１４の配設間隔Ｇ１をその他の部分の配設間隔Ｇよりも狭く設定しておき、これにゴム１６を被覆することにより、両端部２０，２２の脇部２４，２４に相当する位置においてコード１４の配設間隔Ｇ１が狭く設定されたプライ１８が得られる。詳細には、図２に示すように、プライ１８の各端から接合部１２の幅Ｗに相当する位置を起点として、当該起点から脇部２４，２６の幅Ｗ１に相当する幅方向範囲において、コード１４の配設間隔Ｇ１が、他の部分でのコード１４の配設間隔Ｇよりも小さく設定される。

次いで、得られたプライ１８の端部２０，２２同士を重ね合わせ、必要に応じて、ローラー等の押圧手段で厚み方向に押圧することにより、端部２０，２２同士を接合する。これにより、接合部１２を備えるタイヤ補強材１０が得られる。

図３は、他の実施形態に係るタイヤ補強材１０Ａの接合部１２を示したものであり、図４は、その接合前の状態を示したものである。この例では、脇部２４，２６におけるプライ１８のコード１４Ａが、その他の部分１２，２８におけるプライ１８のコード１４よりも小径のコードであり、このような小径のコード１４Ａを、そのコード間隔Ｇ１がその他の部分１２，２８でのコード間隔Ｇよりも狭くなるように配列している。

コード径としては、特に限定されないが、例えば、脇部２４，２６以外の部分１２，２８でのコード１４のコード径は０．５〜１．０ｍｍでもよく、脇部２４，２６でのコード１４Ａのコード径は、それ以外の部分１２，２８でのコード径よりも小さいことを条件に０．３〜０．６ｍｍでもよい。コード１４のエンド数（単位幅当たりのコード本数）は、特に限定されず、例えば、脇部２４，２６以外の部位のエンド数が１５〜２５本／２５ｍｍでもよく、２３〜２５本／２５ｍｍでもよい。また、脇部２４，２６のエンド数が、脇部２４，２６以外の部位のエンド数の１．３〜２．０倍であることが好ましく、より好ましくは１．５〜１．８倍である。

タイヤ補強材１０Ａの製造方法としては、例えば、上述した図１のタイヤ補強材１０の製造方法において、コード１４を平行に引き揃える際に、両端部２０，２２の脇部２４，２６に相当する位置において、小径のコード１４Ａを用いて、かつその配設間隔Ｇ１をその他の部分のコード１４の配設間隔Ｇよりも狭く設定すればよい。

図３に示す実施形態のタイヤ補強材１０Ａについて、その他の構成は図１に示す実施形態のタイヤ補強材１０と同様であり、説明は省略する。

図５は、一実施形態に係る空気入りタイヤＴを示した図である。空気入りタイヤＴは、一対のビード部Ｔ１，Ｔ１と、各ビード部Ｔ１，Ｔ１からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部Ｔ２，Ｔ２と、両サイドウォール部Ｔ２，Ｔ２の径方向外方端同士を連結するトレッド部Ｔ３と、を備える。

タイヤの内部には、一対のビード部Ｔ１，Ｔ１間にまたがって延びるトロイド状のカーカスＴ４が埋設されている。カーカスＴ４は、少なくとも１枚のカーカスプライにより構成され、図示した例では１枚のカーカスプライＴ４１で構成されている。カーカスプライＴ４１は、その両端部がビード部Ｔ１において係止されており、タイヤ周方向に対して略直交する方向に配列したコードを含んでいる。

ビード部Ｔ１には、環状のビードコアＴ１１と、その径方向外側に配置された硬質ゴムからなるビードフィラーＴ１２が埋設され、その外側にはサイド補強層Ｔ５が埋設されている。サイド補強層Ｔ５は、タイヤ子午線方向（タイヤ表面上でタイヤ周方向に直交する方向）に延びるコードを含んでいる。

トレッド部Ｔ３には、カーカスＴ４の外周側にベルトＴ６が埋設されている。ベルトＴ６は、タイヤ周方向に対して傾斜したベルトコードを含む複数枚のベルトプライＴ６１，Ｔ６１からなる。ベルトＴ６の外周側には、ベルト補強層Ｔ７を介してトレッドゴムＴ８が設けられている。

一実施形態に係る空気入りタイヤＴにおいて、上記のタイヤ補強材１０，１０Ａは、カーカスプライＴ４１として用いることができる。カーカスプライＴ４１として用いる場合、タイヤ補強材１０，１０Ａは、例えば、図６に示すように、成形ドラム３０の外周に、１枚のプライ１８を、そのコード１４の延在方向が成形ドラム３０の周方向に略直交するように巻き付け、プライ１８の両端部２０，２２を重ねて接合することにより、円筒状に形成することができる。あるいはまた、図示しないが、成形ドラム上で複数枚のプライ１８の互いに隣接する端部２０，２２を接合することにより円筒状に形成してもよい。

このようにして成形ドラム３０上にタイヤ補強材１０，１０Ａを成形した後、他のタイヤ構成部材を成形ドラム３０上に順次に供給し、所定の作業を行うことでグリーンタイヤを成形することができる。得られたグリーンタイヤは、常法に従い、モールドを用いて加硫成型することにより、空気入りタイヤＴが得られる。

一実施形態に係る空気入りタイヤＴにおいて、上記のタイヤ補強材１０，１０Ａは、サイド補強層Ｔ５として用いることもできる。サイド補強層Ｔ５として用いる場合も、カーカスプライＴ４１として用いる場合と同様、タイヤ補強材１０，１０Ａは、例えば、成形ドラムの外周に、１枚のプライ１８を、そのコード１４の延在方向が成形ドラムの周方向に略直交するように巻き付け、プライ１８の両端部２０，２２を重ねて接合することにより、円筒状に形成することができる。また、成形ドラム上で複数枚のプライ１８の互いに隣接する端部２０，２２を接合することにより円筒状に形成してもよい。

以上説明した本実施形態であると、プライ１８の端部２０，２２同士を重ね合わせた接合部１２の両側の脇部２４，２６において、当該脇部２４，２６でのコード間隔Ｇ１を、その他の部分１２，２８でのコード間隔Ｇよりも小さく設定したことにより、脇部２４，２６でのコード目開きを抑制することができる。すなわち、グリーンタイヤの作製時やタイヤ加硫時に、接合部１４において端部２０，２２同士を引き離す方向への横力が入力されたときに、脇部２４，２６でのコード間隔が狭いため、当該脇部２４，２６が過剰に引き伸ばされることを抑制することができ、また仮に脇部２４，２６が引き伸ばされたとしても、脇部２４，２６でのコード間隔が過剰に広くなることを抑制することができる。そのため、例えば、該タイヤ補強材１０，１０ＡをカーカスプライＴ４１やサイド補強層Ｔ５として用いた場合に、タイヤ周方向における剛性差を抑えることができ、タイヤ性能への影響を低減することができる。

また、脇部２４，２６の幅Ｗ１を、接合部１２の幅Ｗに対して、０．５Ｗ〜Ｗの範囲内に設定したことにより、脇部２４，２６でのコード目開きを抑えつつ、接合部１２の両側部分の剛性が上がりすぎることを防ぐことができる。

また、図３に示す例のように、脇部２４，２６におけるプライ１８のコード１４Ａを、その他の部分１２，２８におけるコード１４よりも小径のものを用いた場合、脇部２４，２６とその近傍部分（脇部２４，２６に対して幅方向中央側に隣接する部分）との剛性差を小さくして、タイヤ周方向における剛性差をより一層抑えることができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これら実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０，１０Ａ…タイヤ補強層、１２…接合部、１４…コード、１４Ａ…小径のコード、１６…ゴム、１８…プライ、２０，２２…端部、２４，２６…脇部、Ｗ…接合部の幅、Ｗ１…脇部の幅、Ｔ…空気入りタイヤ、Ｇ１…脇部でのコード間隔、Ｇ…その他の部分でのコード間隔

Claims

平行に配列された複数本のコードをゴム被覆してなるプライからなるタイヤ補強材であって、前記プライの端部同士を重ね合わせて接合した接合部を有し、前記接合部の脇部におけるプライのコード間隔が、その他の部分におけるプライのコード間隔よりも小さく、コード間隔が小さい前記脇部の幅が、前記接合部の幅以下かつ前記接合部の半幅以上であることを特徴とするタイヤ補強材。
前記脇部におけるプライのコードがその他の部分におけるプライのコードと同じコードである、請求項１に記載のタイヤ補強材。
前記脇部におけるプライのコードがその他の部分におけるプライのコードよりも小径のコードである、請求項１に記載のタイヤ補強材。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ補強材を用いて作製された空気入りタイヤ。