JP6841697B2 - タイヤ補強材及び空気入りタイヤ - Google Patents

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トッピングゴムで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５（Ａ）に示すように、コード５０をトッピングゴム５２で被覆してなるプライ５４の端部５６，５８同士を重ね合わせて接合した接合部６０を有する。かかる接合部６０は、プライ５４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６０の両側の脇部６２，６２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５（Ｂ）に示すように、端部５６，５８同士を引き離す方向への横力Ｘが入力される。その場合、上記従来のタイヤ補強材では、剛性の低い脇部６２が引き伸ばされてトッピングゴム５２が薄くなりすぎることがあり、タイヤ内面にコード５０が現れる、いわゆる糸見えが生じることがある。特に最近ではタイヤの軽量化のためカーカスプライ等のタイヤ補強材においてトッピングゴムの厚みを薄くすることが求められているため、トッピングゴムの薄肉化により糸見えの不良率が高くなる傾向にある。

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、コードをトッピングゴムで被覆してなるプライにおいて、その両端部を重ね合わせて接合部を形成する際に、プライの両端部の間に中間ゴムシートを介在させて接合することが開示されている。しかしながら、中間ゴムシートは、タイヤ成形時に接合部に生じる凹部を改善するために、接合部におけるせん断変形を可能にするべく挿入されたものであり、トッピングゴムの厚みを変更することは開示されていない。

また、特許文献２には、プライの端部を重ね合わせて接合した接合部に導電性のゴムテープを介在させることが開示されている。しかしながら、このゴムテープはタイヤの導電性を確保するために、非導電性ゴムからなるプライの端部同士の重ね合わせ部に挿入されたものであり、プライのトッピングゴムの厚みを変更することは開示されていない。

特開平１０−６４１４号公報 特開２０１４−１２５００５号公報

本発明の実施形態は、接合部の脇部における糸見えを抑え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トッピングゴムで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トッピングゴムの厚みが、前記接合部におけるプライのトッピングゴムの厚みよりも大きいものである。

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。

本発明の実施形態によれば、接合部の脇部におけるトッピングゴムの厚みを大きくしたことにより、横力がかかったときに脇部のトッピングゴムが薄くなりすぎるのを防いで、糸見えを抑えることができる。

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 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 （Ａ）従来のタイヤ補強材の接合部の断面図、（Ｂ）同タイヤ補強材に横力が入力したときの接合部の断面図

以下、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をトッピングゴム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、この引き揃え体の表裏両側をトッピングゴム１６となる２枚の未加硫のゴムシートで挟み込むことにより形成されている。そのため、図１に示すように、トッピングゴム１６は、タイヤを成形したときにタイヤ内面側となる内側トッピングゴム１６Ａと、タイヤ外面側となる外側トッピングゴム１６Ｂとからなる。

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、接合により円筒状に形成されている。ここで、タイヤを成形したときにタイヤ内面側になる端部２０を第１端部とし、タイヤ外面側になる端部２２を第２端部としたとき、接合部１２は、第１端部２０がタイヤ内面側になるように、第１端部２０と第２端部２２を重ね合わせてなる。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することにより円筒状に形成したものでもよく、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することにより円筒状に形成したものでよい。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１，２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のトッピングゴム１６の厚みＴ１，Ｔ２は、接合部１２におけるプライ１８のトッピングゴム１６の厚みＴ３，Ｔ４よりも大きく設定されている。すなわち、一方の脇部２４でのトッピングゴム厚みＴ１はその先端側のプライ端部２０でのトッピングゴム厚みＴ３よりも大きく（Ｔ１＞Ｔ３）、他方の脇部２６でのトッピングゴム厚みＴ２はその先端側のプライ端部２２でのトッピングゴム厚みＴ４よりも大きい（Ｔ２＞Ｔ４）。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。

接合部１２の両側の脇部２４，２６におけるプライ１８のトッピングゴム１６の厚みＴ１，Ｔ２は、また、脇部２４，２６に隣接する（即ち、脇部２４，２６よりも幅方向中央側の）プライ本体部２８におけるトッピングゴム１６の厚みＴ５よりも大きく設定されている（Ｔ１＞Ｔ５，Ｔ２＞Ｔ５）。従って、接合部１２の両側の脇部２４，２６におけるトッピングゴム厚みＴ１，Ｔ２は、その他の部分（即ち、脇部２４，２６の両側部分）におけるトッピングゴム厚み（即ち、脇部２４についてはＴ３及びＴ５、脇部２６についてはＴ４及びＴ５）よりも大きい。

ここで、脇部２４，２６におけるトッピングゴム厚みＴ１，Ｔ２をプライ本体部２８でのトッピングゴム厚みＴ５に対して増肉する程度は、特に限定されないが、Ｔ１，Ｔ２がＴ５に対して１．２〜１．４倍程度であることが好ましい。

一方、接合部１２におけるプライ１８のトッピングゴム１６の厚みＴ３，Ｔ４は、プライ本体部２８におけるトッピングゴム１６の厚みＴ５よりも小さく設定されている（Ｔ３＜Ｔ５，Ｔ４＜Ｔ５）。これにより、脇部２４，２６でのトッピングゴム厚みを増やすことによる重量増加を抑えることができ、材料費の増加やタイヤバランスの悪化を抑えることができる。

ここで、接合部１２におけるトッピングゴム厚みＴ３，Ｔ４をプライ本体部２８でのトッピングゴム厚みＴ５に対して薄肉化する程度は、特に限定されないが、Ｔ３，Ｔ４がＴ５に対して０．６〜０．８倍程度であることが好ましい。

以上のようなトッピングゴム１６の厚み変化を持たせるため、この例では、内側トッピングゴム１６Ａと外側トッピングゴム１６Ｂの厚みが以下のように設定されている。

内側トッピングゴム１６Ａは、脇部２４，２６において接合部１２よりも厚くかつプライ本体部２８よりも厚く形成されている。すなわち、タイヤ内面側の第１端部２０及びその近傍において、内側トッピングゴム１６Ａは、脇部２４での厚みＴ１ａが接合部１２での厚みＴ３ａよりも大きく（Ｔ１ａ＞Ｔ３ａ）、かつプライ本体部２８での厚みＴ５ａよりも大きい（Ｔ１ａ＞Ｔ５ａ）。また、タイヤ外面側の第２端部２２及びその近傍において、内側トッピングゴム１６Ａは、脇部２６での厚みＴ２ａが接合部１２での厚みＴ４ａよりも大きく（Ｔ２ａ＞Ｔ４ａ）、かつプライ本体部２８での厚みＴ５ａよりも大きい（Ｔ２ａ＞Ｔ５ａ）。

かかる脇部２４，２６での増肉は、内側トッピングゴム１６Ａをタイヤ内面側に隆起させることによりなされている。図１，２に示すように、脇部２４，２６において内側トッピングゴム１６Ａは、接合部１２の端（即ち、接合部１２と脇部２４，２６との境界）から間隔をおいた位置に頂点２４Ａ，２６Ａを持つ断面山形状に隆起形成されており、即ち、タイヤ内面側に断面山形状の隆起部２５，２５が設けられている。詳細には、脇部２４，２６において内側トッピングゴム１６Ａの厚みは、接合部１２の端を起点として当該接合部１２から離れるに従い漸次大きくなり、かつ最大値となる頂点２４Ａ，２６Ｂを経て漸次小さくなるように設定されている。ここで、上記の脇部２４，２６での厚みＴ１，Ｔ１ａ，Ｔ２，Ｔ２ａは、その最大厚み、即ち頂点２４Ａ，２６Ｂでの厚みである。

また、内側トッピングゴム１６Ａの厚みは、接合部１２での厚みＴ３ａ，Ｔ４ａがプライ本体部２８での厚みＴ５ａよりも小さく設定されている（Ｔ３ａ＜Ｔ５ａ，Ｔ４ａ＜Ｔ５ａ）。この例では、タイヤ内面側の第１端部２０での内側トッピングゴム１６Ａの厚みＴ３ａが、タイヤ外面側の第２端部２２での内側トッピングゴム１６Ａの厚みＴ４ｂよりも大きく設定されている（Ｔ３ａ＞Ｔ４ａ）。

一方、外側トッピングゴム１６Ｂについては、脇部２４，２６ではプライ本体部２８に対して増肉されていない。すなわち、外側トッピングゴム１６Ｂの厚みは、脇部２４，２６での厚みＴ１ｂ，Ｔ２ｂがプライ本体部２８での厚みＴ５ｂと同じであり、周方向で厚みが一定である（Ｔ１ｂ＝Ｔ２ｂ＝Ｔ５ｂ）。

また、接合部１２での外側トッピングゴム１６Ｂの厚みＴ３ｂ，Ｔ４ｂは、プライ本体部での厚みＴ５ｂと同等以下に設定されている（Ｔ３ｂ≦Ｔ５ｂ，Ｔ４ｂ≦Ｔ５ｂ）。この例では、タイヤ内面側の第１端部２０及びその近傍では、外側トッピングゴム１６Ｂの厚みは接合部１２、脇部２４及びプライ本体部２８で一定である（Ｔ３ｂ＝Ｔ１ｂ＝Ｔ５ｂ）。一方、タイヤ外面側の第２端部２２及びその近傍では、外側トッピングゴム１６Ｂの厚みが、プライ本体部２８から脇部２６までは一定であるが（Ｔ５ｂ＝Ｔ２ｂ）、接合部１２でそれよりも薄く設定されている（Ｔ４ｂ＜Ｔ２ｂ＝Ｔ５ｂ）。

そのため、接合部１２での外側トッピングゴム１６Ｂの厚みは、タイヤ内面側の第１端部２０での厚みＴ３ｂがタイヤ外面側の第２端部２２での厚みＴ４ｂよりも大きい（Ｔ３ｂ＞Ｔ４ｂ）ので、内側トッピングゴム１６Ａについての上記関係Ｔ３ａ＞Ｔ４ａと相俟って、タイヤ外面側の第２端部２２におけるトッピングゴム１６の厚みＴ４が、タイヤ内面側の第１端部２０におけるトッピングゴム１６の厚みＴ３よりも小さく形成されている（Ｔ３＞Ｔ４）。

この実施形態では、タイヤ内面側での糸見え抑制効果を高めるために、トッピングゴム１６は、プライ本体部２８においても、内側トッピングゴム１６Ａの厚みＴ５ａが外側トッピングゴム１６Ｂの厚みＴ５ｂよりも大きく設定されている（Ｔ５ａ＞Ｔ５ｂ）。両者の比Ｔ５ａ／Ｔ５ｂは、特に限定されないが、１．２〜１．８であることが好ましい。

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ゴムをトッピングしてプライ１８を作製する。その際、トッピングに用いる２枚のゴムシートとして、端部に上述した厚み変化を持つものを用いることにより、当該厚み変化を持つプライが得られる。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、一実施形態に係る空気入りタイヤ５０を示した図である。空気入りタイヤ５０は、一対のビード部５１，５１と、各ビード部５１，５１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５２，５２と、両サイドウォール部５２，５２の径方向外方端同士を連結するトレッド部５３と、を備える。

タイヤの内部には、一対のビード部５１，５１間にまたがって延びるトロイド状のカーカス５４が埋設されている。カーカス５４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５４Ａで構成されている。カーカスプライ５４Ａは、その両端部がビード部５１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５１には、環状のビードコア５１Ａ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５１Ｂが埋設され、その外側にはサイド補強層５５が埋設されている。サイド補強層５５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５３には、カーカス５４の外周側にベルト５６が埋設されている。ベルト５６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５６Ａ，５６Ａからなる。ベルト５６の外周側には、ベルト補強層５７を介してトレッドゴム５８が設けられている。また、カーカス５４の内側にはガスバリアゴム層であるインナーライナー５９が設けられている。

一実施形態に係る空気入りタイヤ５０において、上記のタイヤ補強材１０は、カーカスプライ５４Ａとして用いることができる。カーカスプライ５４Ａとして用いる場合、タイヤ補強材１０は、例えば、図４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、円筒状に形成される。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５０が得られる。なお、上記のタイヤ補強材１０は、サイド補強層５５として用いてもよい。

以上説明した実施形態であると、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、そのトッピングゴム１６の厚みを厚くしたので、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のトッピングゴム１６が薄くなりすぎるのを効率的に防ぐことができ、タイヤ内面での糸見えを抑えることができる。

なお、このように増肉する脇部２４，２６の幅Ｗ１，Ｗ２は、特に限定されないが、例えば接合部１２の幅Ｗの１〜２倍程度に設定することにより、ゴムの重量増加を抑えながら糸見えの発生をより効果的に抑えることができる。

上記実施形態によれば、また、タイヤ内面側の内側トッピングゴム１６Ａが脇部２４，２６において接合部１２よりも厚く形成されている。このように外側トッピングゴム１６Ｂではなく、内側トッピングゴム１６Ａを増肉することにより、タイヤ内面側での糸見えを効果的に抑えることができる。カーカスプライ５４Ａのタイヤ内面側にはインナーライナー５９があるが、インナーライナー５９は薄いのでカーカスプライ５４Ａのコード１４が透けて見えやすい。そのため、内側トッピングゴム１６Ａに限定して増肉することにより、重量増加を抑えながら、糸見えを効果的に抑えることができる。

上記実施形態によれば、また、脇部２４，２６において内側トッピングゴム１６Ａを、接合部２４，２６の端から間隔をおいた位置に頂点２４Ａ，２６Ｂを持つ断面山形状に形成している。横力により伸びやすいのは接合部２４，２６の端よりもそこから少し離れた位置であるため、上記のような断面山形状にすることで、その部分を効果的に肉盛りすることができ、糸見え抑制効果を高めることができる。

上記実施形態では、また、接合部１２において、タイヤ外面側の第２端部２２におけるトッピングゴム厚みＴ４がタイヤ内面側の第１端部２０におけるトッピングゴム厚みＴ３よりも小さく形成されている。第２端部２２については、その内面側に第１端部２０が重ねられており、タイヤ内面側から見えにくいので、その部分のトッピングゴム厚みＴ４を小さくすることにより、糸見え抑制効果を損なうことなく、ゴムの使用量を減らすことができる。

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…タイヤ補強材、１２…接合部、１４…コード、１６…トッピングゴム、１６Ａ…内側トッピングゴム、１６Ｂ…外側トッピングゴム、１８…プライ、２０…第１端部、２２…第２端部、２４，２６…脇部、２８…プライ本体部、Ｔ１，Ｔ２…脇部でのトッピングゴム厚み、Ｔ３，Ｔ４…接合部でのトッピングゴム厚み、Ｔ５…プライ本体部でのトッピングゴム厚み

Claims (5)

1. 平行に配列された複数本のコードをトッピングゴムで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と、前記接合部に隣接しその近傍に位置する１層のプライからなる部分である脇部と、前記脇部に隣接する１層のプライからなる部分であるプライ本体部と、を有し、
   前記脇部におけるプライのトッピングゴムの厚みが、前記接合部における各プライ端部のトッピングゴムの厚みよりも大きく、かつ、前記プライ本体部におけるプライのトッピングゴムの厚みよりも大きい、タイヤ補強材。
2. 平行に配列された複数本のコードをトッピングゴムで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と、前記接合部に隣接しその近傍に位置する１層のプライからなる部分である脇部と、を有し、
   前記脇部におけるプライのトッピングゴムの厚みが、前記接合部における各プライ端部のトッピングゴムの厚みよりも大きく、
   タイヤ内面側のトッピングゴムが前記脇部において前記接合部よりも厚く形成された、タイヤ補強材。
3. 前記脇部においてタイヤ内面側のトッピングゴムは、前記接合部の端から間隔をおいた位置に頂点を持つ断面山形状に隆起形成された、請求項２に記載のタイヤ補強材。
4. 平行に配列された複数本のコードをトッピングゴムで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と、前記接合部に隣接しその近傍に位置する１層のプライからなる部分である脇部と、を有し、
   前記脇部におけるプライのトッピングゴムの厚みが、前記接合部における各プライ端部のトッピングゴムの厚みよりも大きく、
   前記接合部は、前記プライの第１端部と第２端部を当該第１端部がタイヤ内面側になるように重ね合わせてなるものであり、タイヤ外面側の前記第２端部におけるトッピングゴムの厚みがタイヤ内面側の前記第１端部におけるトッピングゴムの厚みよりも小さく形成された、タイヤ補強材。
5. 請求項１〜４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。

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