JP6774385B2 - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造方法に関するものである。

従来、空気入りタイヤにおいては、カーカスを締め付けるたが効果を発揮させてトレッドの剛性を高めるために、カーカスのタイヤ径方向外側にベルトが配置されることが、通常行われている（例えば、特許文献１）。

近年、タイヤの軽量化への要求が高まる中、ワイヤを被覆樹脂で被覆したものをベルトとして用いることも提案されている。このような樹脂被覆ベルトを用いれば、樹脂が重量に比して剛性が高いため、軽量化を図りつつも上記ベルトの機能を発揮することができる。

特開平１０−０３５２２０号公報

しかしながら、空気入りタイヤに樹脂被覆ベルトを用いた場合、樹脂被覆ベルトの剛性が高いため、樹脂被覆ベルトのタイヤ幅方向端を境界として、タイヤ周方向剛性がタイヤ幅方向に急に変化する剛性段差が生じてしまう。このため、樹脂被覆ベルトの端部で歪みが大きくなりやすく、それが原因となる樹脂被覆ベルトの端部での故障の発生を抑制することが望まれていた。また、歪みを緩和する部材を設けることも考えられるものの、タイヤ種やタイヤサイズ毎に適切な形状の部材を用意するのは煩雑である。

従って、本発明は、高い生産性で、樹脂被覆ベルトの端部での故障の発生を抑制した空気入りタイヤを得ることのできる、空気入りタイヤの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の要旨構成は、以下の通りである。
本発明の空気入りタイヤの製造方法は、
被覆樹脂により被覆されたワイヤからなる樹脂被覆ベルトを備える空気入りタイヤを製造するための、空気入りタイヤの製造方法であって、
前記空気入りタイヤは、前記樹脂被覆ベルトのタイヤ径方向内側に、前記樹脂被覆ベルトのタイヤ幅方向外側端に接するベースリングを備え、
前記製造方法は、リボン状部材をタイヤ軸周りに巻回することにより、前記ベースリングを形成する、ベースリング形成工程を含むことを特徴とする。
本発明の空気入りタイヤの製造方法によれば、高い生産性で、樹脂被覆ベルトの端部での故障の発生を抑制した空気入りタイヤを得ることができる。

本発明の空気入りタイヤの製造方法では、前記ベースリングは樹脂からなることが好ましい。
この場合、より一層、高い生産性で、樹脂被覆ベルトの端部での故障の発生を抑制した空気入りタイヤを得ることができる。

本発明によれば、高い生産性で、樹脂被覆ベルトの端部での故障の発生を抑制した空気入りタイヤを得ることのできる、空気入りタイヤの製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態にかかる空気入りタイヤの製造方法によって得られる空気入りタイヤのタイヤ幅方向半部を示す、タイヤ幅方向概略部分断面図である。 （ａ）本発明の一実施形態にかかる空気入りタイヤの製造方法によって得られるベースリング、及び樹脂被覆ベルトの概略断面図である。（ｂ）本発明の一実施形態にかかる空気入りタイヤの製造方法によって得られる、ベースリングの模式的な側面図である。 （ａ）比較例の空気入りタイヤの製造方法によって得られるベースリング、及び樹脂被覆ベルトの概略断面図である。（ｂ）比較例の空気入りタイヤの製造方法によって得られる、ベースリングの模式的な側面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に例示説明する。

図１は、本発明の一実施形態にかかる空気入りタイヤの製造方法によって得られる空気入りタイヤのタイヤ幅方向半部を示す、タイヤ幅方向概略部分断面図である。図１では、タイヤ赤道面ＣＬを境界とするタイヤ幅方向一方の半部のみ示しており、他方の半部は図示を省略しているが、他方の半部についても同様の構成である。この空気入りタイヤ１（以下、単にタイヤとも称する）は、一対のビード部２に埋設されたビードコア２ａにトロイダル状に跨るカーカス３のクラウン部のタイヤ径方向外側に、被覆樹脂４ａにより被覆されたワイヤ４ｂからなる樹脂被覆ベルト４と、トレッド５とを順に備えている。

本発明の空気入りタイヤの製造方法によって得られる空気入りタイヤのタイヤ構造については、上述の樹脂被覆ベルト４と、後述するベースリング６とを備えるという点以外は、特に限定されず、慣例に従って通常のゴムを用いて構成することができる。

例えば、図１に示す例では、スチールワイヤを束ねたビードコア２ａを有しているが、ビードコアの材質や形状は特に限定されず、あるいは、ビードコア２ａを有しない構造とすることができる。また、本実施形態では、有機繊維からなる１枚のカーカスプライでカーカス３を構成しているが、カーカスプライの材料や枚数も特に限定されない。

図１に示す例では、樹脂被覆ベルト４は、ワイヤ４ｂが被覆樹脂４ａにより被覆された樹脂被覆ワイヤがタイヤ軸周りに螺旋状に巻き回されているスパイラルベルトである。なお、スパイラルベルトとすることにより、簡易な手法で樹脂被覆ベルト４を形成することができる。ここで、樹脂被覆ベルト４は１層とすることが好ましい。ワイヤ入りの樹脂は剛性が高いため１層で十分にトレッドの剛性を高めることができ、また、軽量化の観点からも好ましいからである。また、軽量化の観点からも好ましいからである。樹脂被覆ベルト４のタイヤ幅方向の幅は、例えば、タイヤ接地幅の９０〜１２０％とすることができる。

ワイヤ４ｂは、任意の既知の材料を用いることができ、例えばスチールコードを用いることができる。スチールコードは、例えば、スチールのモノフィラメント又は撚り線からなるものとすることができる。また、ワイヤ４ｂは、有機繊維やカーボン繊維等を用いることもできる。

また、被覆樹脂４ａは、例えば、熱可塑性エラストマーや熱可塑性樹脂を用いることができ、また、熱や電子線によって架橋が生じる樹脂や、熱転位によって硬化する樹脂を用いることもできる。熱可塑性エラストマーとしては、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）、動的架橋型熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）等が挙げられる。また、熱可塑性樹脂としては、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。さらに、熱可塑性樹脂としては、例えば、ＩＳＯ７５−２又はＡＳＴＭ Ｄ６４８に規定されている荷重たわみ温度（０．４５ＭＰａ荷重時）が７８°Ｃ以上、かつ、ＪＩＳ Ｋ７１１３に規定される引張降伏強さが１０ＭＰａ以上、かつ、同じくＪＩＳ Ｋ７１１３に規定される引張破壊伸び（ＪＩＳ Ｋ７１１３）が５０％以上、かつ、ＪＩＳ Ｋ７２０６に規定されるビカット軟化温度（Ａ法）が１３０°Ｃ以上であるものを用いることができる。ワイヤ４ｂを被覆する被覆樹脂４ａの引張弾性率（ＪＩＳ Ｋ７１１３：１９９５に規定される）は、５０ＭＰａ以上が好ましい。また、ワイヤ４ｂを被覆する被覆樹脂４ａの引張弾性率は、１０００ＭＰａ以下とすることが好ましい。なお、ここでいう被覆樹脂４ａには、ゴム（常温でゴム弾性を示す有機高分子物質）は含まれないものとする。

スパイラルベルトは、例えば、溶融状態の被覆樹脂４ａをワイヤ４ｂの外周側に被覆し、冷却により固化させることによって、樹脂被覆ワイヤを形成し、被覆樹脂４ａを熱板溶着等で溶融させながら、樹脂被覆ワイヤを巻回して形成される環状体の、軸方向に隣接する樹脂被覆ワイヤ同士を溶着させて接合することで形成することができる。あるいは、スパイラルベルトは、形成される環状体の軸方向に隣接する樹脂被覆ワイヤ同士を接着剤等により接着することにより接合して形成することもできる。

図１に示すタイヤ１では、樹脂被覆ベルト４のタイヤ径方向内側に、樹脂被覆ベルト４のタイヤ幅方向外側端４ｃに接する（少なくとも一部が樹脂被覆ベルト４のタイヤ幅方向外側端４ｃとタイヤ幅方向同位置に位置する）ベースリング６が設けられている。ベースリング６は、図１に示す例では、この例では樹脂からなる、環状部材（この例では、タイヤ周方向に連続的に延在する）である。樹脂は、樹脂被覆ベルト４の被覆樹脂４ａと同じ樹脂を用いてもよいし、異なる樹脂を用いてもよい。ベースリング６の樹脂を樹脂被覆ベルト４の被覆樹脂４ａと異なるものとする場合にも、上記被覆樹脂４ａの材料として上記で例示した熱可塑性エラストマーや熱可塑性樹脂を用いることができる。

図１に示すように、この例では、ベースリング６のタイヤ幅方向内側端６ａは、樹脂被覆ベルト４のタイヤ幅方向外側端４ｃよりタイヤ幅方向内側に位置し、かつ、ベースリング６のタイヤ幅方向外側端６ｂは、樹脂被覆ベルト４のタイヤ幅方向外側端４ｃよりタイヤ幅方向外側に位置している。本発明においては、ベースリング６のタイヤ幅方向の幅は、樹脂被覆ベルト４のタイヤ幅方向の幅の７％以上とすることが好ましい。７％以上とすることにより、製造時に樹脂被覆ベルト４（特にスパイラルベルトを巻回する場合）の配置を容易にすることができるからである。また、ベースリング６のタイヤ幅方向中央位置は、樹脂被覆ベルト４のタイヤ幅方向外側端４ｃ及びその付近のタイヤ幅方向位置とすることが好ましい。製造時に樹脂被覆ベルト４（特にスパイラルベルトを巻回する場合）の配置を容易にすることができ、また、後述する、ベースリング６によって、樹脂被覆ベルト４とゴムとの剛性段差を緩和する効果をより確実に発揮することができるからである。ベースリング６の厚さは、０．５〜２ｍｍとすることができ、また、樹脂被覆ベルト４のタイヤ幅方向外側端４ｃからベースリング６のタイヤ幅方向内側端及び外側端までのタイヤ幅方向の距離は、それぞれ０ｍｍ以上とすることができる。なお、本明細書内の寸法は、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷状態とした状態で測定されるものとする（ただし、「タイヤ接地幅」は、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、最大負荷荷重を負荷した状態での接地面のタイヤ幅方向最外側位置を接地端とし、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷状態とした状態での接地端間のタイヤ幅方向距離とする）。本明細書において、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）のＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（Ｔｈｅ Ｔｉｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ， Ｉｎｃ．）のＹＥＡＲ ＢＯＯＫ等に記載されている、または将来的に記載される適用サイズにおける標準リム（ＥＴＲＴＯのＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬではＭｅａｓｕｒｉｎｇ Ｒｉｍ、ＴＲＡのＹＥＡＲ ＢＯＯＫではＤｅｓｉｇｎ Ｒｉｍ）を指す。（すなわち、上記の「リム」には、現行サイズに加えて将来的に上記産業規格に含まれ得るサイズも含む。「将来的に記載されるサイズ」の例としては、ＥＴＲＴＯのＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ ２０１３年度版において「ＦＵＴＵＲＥ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴＳ」として記載されているサイズを挙げることができる。）が、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、タイヤのビード幅に対応した幅のリムをいう。また、「規定内圧」は、適用サイズのタイヤにおける上記ＪＡＴＭＡ等の規格のタイヤ最大負荷能力に対応する空気圧（最高空気圧）をいう。なお、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、「規定内圧」は、タイヤを装着する車両ごとに規定される最大負荷能力に対応する空気圧（最高空気圧）をいうものとする。「最大負荷荷重」は、適用サイズのタイヤにおける上記ＪＡＴＭＡ等の規格のタイヤ最大負荷能力、又は、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、タイヤを装着する車両ごとに規定される最大負荷能力に対応する荷重を意味する。

図２（ａ）は、本発明の一実施形態にかかる空気入りタイヤの製造方法によって得られるベースリング、及び樹脂被覆ベルトの概略断面図である。図２（ｂ）は、本発明の一実施形態にかかる空気入りタイヤの製造方法によって得られる、ベースリングの模式的な側面図である。

本実施形態の空気入りタイヤの製造方法においては、ベースリング６を、リボン状部材６ｃをタイヤ軸周りに巻回することにより、所定の形状に形成する（ベースリング形成工程）。

図２（ａ）に示す例では、ベースリング６は、断面略三角形状であり、より具体的には、この断面では、リボン状部材６ｃは、タイヤ幅方向に４列並び、タイヤ幅方向外側の列から順に、タイヤ径方向に１段、２段、３段、及び４段段積みされている。このような巻回は、例えば、リボン状部材６ｃを、タイヤ幅方向最内側のタイヤ径方向内側から、タイヤ径方向に４段分巻回し、次いで、タイヤ幅方向内側から２列目のタイヤ径方向内側から、タイヤ径方向に３段分巻回し、次いで、タイヤ幅方向内側から３列目のタイヤ径方向内側から、タイヤ径方向に２段分巻回し、次いで、タイヤ幅方向最外側のタイヤ径方向内側から、タイヤ径方向に１段分巻回して形成することができる。一方で、本発明では、ベースリング形成工程において、リボン状部材６ｃの巻回の順序は特に限定されない。
なお、樹脂被覆ベルト４は、ベースリング６を形成した後に、該ベースリング６を土台としてスパイラル状に巻回して形成することにより、該樹脂被覆ベルト４を、より一層、容易に形成することができる。

図２（ｂ）に示すように、巻き始端をＥ１とし、巻き終端をＥ２とするとき、最も巻き終端Ｅ２側に位置する周回位置（この例では点Ｆ１〜Ｆ３のうち点Ｆ３）から巻き終端（この例では点Ｅ２）までのリボン状部材６ｃの長さ（オーバーラップ長さＬ）は、特には限定しないが、例えば点Ｆ２から点Ｆ３までの周回距離の１／１００〜２／３とすることができる。周回距離の１／１００以上とすることにより隣接するリボン状部材６ｃ間で樹脂材料同士が接する面積を大きくして、例えば接着力や溶着力を高めることができ、一方で、周回距離の２／３以下とすることにより、ベースリング６を軽量化することができるからである。

以下、本実施形態の空気入りタイヤの製造方法の作用効果について説明する。なお、説明のために用いる、図３（ａ）は、比較例の空気入りタイヤの製造方法によって得られるベースリング、及び樹脂被覆ベルトの概略断面図である。図３（ｂ）は、比較例の空気入りタイヤの製造方法によって得られる、ベースリングの模式的な側面図である。

図３（ａ）に示す例では、あるタイヤ種やタイヤサイズに適した、断面三角形状のベースリング６を用いている。図３（ｂ）に示す例では、このベースリング６は、リング状に射出成形されてなるものである。しかしながら、タイヤ種やタイヤサイズ毎に多品種のベースリング６を準備すると生産性が低いという問題がある。
これに対し、本実施形態の空気入りタイヤの製造方法では、（例えば標準化した）リボン状部材６ｃを、タイヤ軸周りに巻回することにより、断面略三角形状のベースリング６を形成している。このため、（例えば標準化した）リボン状部材６ｃの巻回の仕方によって、すなわち、例えばリボン状部材６ｃのタイヤ幅方向の列数及び／又は段数やリボン状部材６ｃの断面の大きさ等を適宜選択することによって、その都度、タイヤ種やタイヤサイズに応じた形状や大きさのベースリング６を形成することができるため、例えば予め射出成形により成形したベースリング６を多品種準備する場合と比較すると生産性が高い。
なお、図２（ａ）に示す例では、ベースリング６は、断面略三角形状であり（具体的には、上述したように、リボン状部材６ｃが、この断面でタイヤ幅方向に４列並び、タイヤ幅方向最内側の列から順に、４段、３段、２段、及び１段、形成されている）、図３（ａ）に例示する射出成型の場合の断面三角形状のベースリングの形状と近似させている。このように、リボン状部材６ｃの巻回の列数や段数、及び、リボン状部材６ｃの断面の大きさ等により、ベースリング６の形状や大きさを様々なものに調整することができる。
そして、本実施形態では、形成されたベースリング６が樹脂被覆ベルト４のタイヤ径方向内側に、樹脂被覆ベルト４のタイヤ幅方向外側端４ｃに接するように配置されているため、樹脂被覆ベルト４とゴムとの剛性段差を緩和することができる。
以上のように、本発明の空気入りタイヤの製造方法によれば、高い生産性で、樹脂被覆ベルト４の端部での故障の発生を抑制した空気入りタイヤを得ることができる。

本発明にあっては、ベースリング６は樹脂からなることが好ましい。樹脂は重量に比して剛性が高いことから、空気入りタイヤの部材となるベースリング６の軽量化を図りつつも、樹脂被覆ベルト４とゴムとの剛性段差を緩和する効果をより一層発揮することができるからである。そして、本発明では、ベースリング６は、リボン状部材６ｃを巻回して形成されるところ、樹脂を材料として用いることにより、リボン状部材６ｃ同士を溶着（例えば熱板溶着等による）や接着等により接合しながら巻回することで、ベースリング形成工程での作業性を向上させることができる。このように、ベースリング６の材料に樹脂を用いることにより、より一層、高い生産性で、樹脂被覆ベルト４の端部での故障の発生を抑制した空気入りタイヤを得ることができ、また、ベースリング６の軽量化にも有利である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、図２（ａ）に示す例では、ベースリング６は、断面略三角形状（具体的には、上述したように、リボン状部材６ｃが、この断面でタイヤ幅方向に４列並び、タイヤ幅方向最内側の列から順に、４段、３段、２段、及び１段、形成されている）であるが、他にも様々な形状に形成することができる。リボン状部材６ｃが、この断面でタイヤ幅方向に３列並び、全ての列で３段有するような、断面略矩形状のベースリング６とすることもできる。あるいは、ベースリング６は、リボン状部材６ｃが、この断面でタイヤ幅方向に４列並び、タイヤ幅方向最外側の列から順に、４段、３段、２段、及び１段、形成されているような、断面略三角形状のベースリング６とすることもできる。また、リボン状部材６ｃは、金属や有機繊維等からなるワイヤ入りのものとすることもできる。

１：空気入りタイヤ、２：ビード部、２ａ：ビードコア、３：カーカス、
４：樹脂被覆ベルト、４ａ：被覆樹脂、４ｂ：ワイヤ、
４ｃ：樹脂被覆ベルトのタイヤ幅方向外側端、５：トレッド、
６：ベースリング、６ａ：ベースリングのタイヤ幅方向内側端、
６ｂ：ベースリングのタイヤ幅方向外側端、６ｃ：リボン状部材、
ＣＬ：タイヤ赤道面

Claims (2)

1. 被覆樹脂により被覆されたワイヤからなる樹脂被覆ベルトを備える空気入りタイヤを製造するための、空気入りタイヤの製造方法であって、
   前記空気入りタイヤは、前記樹脂被覆ベルトのタイヤ径方向内側に、前記樹脂被覆ベルトのタイヤ幅方向外側端に接するベースリングを備え、
   前記製造方法は、リボン状部材をタイヤ軸周りに巻回することにより、前記ベースリングを形成する、ベースリング形成工程を含むことを特徴とする、空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記ベースリングは樹脂からなる、請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。

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