JP6987022B2 - 空気入りタイヤ、及び、空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents
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Description
一方、近年の空気入りタイヤとして、トレッド部に、タイヤ周方向に対する傾斜角度が4°〜7°である複数のコードを有するベルト層(実働補強材層)と、樹脂層(ポリマー補強要素)と、を備えたものがある(例えば、特許文献2)。このような構成によれば、特許文献1のように2層の交錯ベルト層を備える場合に比べて、軽量化を可能にしつつ、タイヤ性能の低下を抑制できるとされている。
トレッド部に、
タイヤ周方向に対する傾斜角度が0°超10°以下である複数の金属製のコードを有する、ベルト層と、
樹脂層と、
前記ベルト層のタイヤ幅方向の端面を覆う、樹脂材料からなるカバー部と、
を備えている。
本発明の空気入りタイヤによれば、コードの錆びを抑制できる。
前記カバー部は、前記ベルト層のタイヤ幅方向の端面のみを覆う、カバー部材であると、好適である。
これによれば、簡単な構造によって、コードの錆びを抑制できる。
前記カバー部は、前記ベルト層のタイヤ幅方向の端面と前記ベルト層の外周面及び内周面のタイヤ幅方向外側部分とを覆う、カバー部材であっても、好適である。
これによれば、より確実に、コードの錆びを抑制できる。
前記カバー部は、コーティングであっても、好適である。
これによれば、簡単な構造によって、コードの錆びを抑制できる。
上記の空気入りタイヤを製造する方法であって、
前記ベルト層のタイヤ幅方向の端面を前記カバー部によって覆う、カバー配置ステップと、
前記カバー配置ステップの後、前記ベルト層、前記樹脂層及び前記カバー部を備えた未加硫タイヤを成形する、成形ステップと、
前記未加硫タイヤを加硫する、加硫ステップと、
を含む。
本発明の空気入りタイヤの製造方法によれば、コードの錆びを抑制できる空気入りタイヤを得ることができる。
本発明に係る空気入りタイヤ、及び、空気入りタイヤの製造方法は、例えば乗用車用空気入りタイヤ等、任意の種類の空気入りタイヤに利用できるものである。
各図において共通する構成要素には同一の符号を付している。また、各図は、概略図にすぎず、各構成要素の寸法比や角度等について厳密に描かれたものではない。
本明細書では、「空気入りタイヤ」を、単に「タイヤ」ともいう。
図1及び図2に示すように、タイヤ1は、トレッド部10と、トレッド部10のタイヤ幅方向両端部からそれぞれタイヤ径方向内側へ延びる一対のサイドウォール部11と、サイドウォール部11からそれぞれタイヤ径方向内側に連続する一対のビード部12と、から構成されている。また、タイヤ1は、各ビード部12にビードコア30を備えており、これらのビードコア30どうしの間には、少なくとも一層(図の例では1層)のカーカスプライを含むカーカス20が、トロイド状に延びている。図の例において、カーカス20は、一対のビードコア30どうしの間をトロイド状に延びる本体部20aと、タイヤ赤道面CLに対する両側のそれぞれにおいて、本体部20aのタイヤ径方向最内端から、ビードコア30の周りでタイヤ幅方向外側に向けて折り返された、一対の折り返し部20bと、を含んでいる。タイヤ1は、さらに、トレッド部10におけるカーカス20のクラウン域よりもタイヤ外周側において、1層のベルト層40と、樹脂層50と、ベルト層40のタイヤ幅方向の端面40eを覆う、樹脂材料からなるカバー部60とを、備えている。
ベルト層40のタイヤ幅方向両側の端面40eは、ベルト層40の製造時において裁断されることにより形成された、裁断面である。図3に示すように、ベルト層40のタイヤ幅方向両側の端面40eには、それぞれ、複数のコード41の略楕円状の断面(裁断面)41sが露出しており、これらのコード41の断面41sが、タイヤ周方向に配列されている。
コード41は、金属製であり、具体的には、例えばスチール製とすることができる。コード41は、モノフィラメント又は撚り線等からなるものとすることができる。
コード41は、通常のベルト層における金属製コードと同様に、その周面が、メッキ層(図示せず)で被覆されている。このメッキ層は、タイヤの加硫時に加えられた熱によって、その周囲のゴムに含まれる成分(コバルト等)と反応することにより、その周囲のゴムと固着(溶着及び/又は接着)されている。
被覆ゴム42は、ベルトコーティングゴムに通常用いるゴム材料等、任意の既知のゴム材料を用いることができる。
本実施形態では、タイヤ1が、ベルト層40を1層のみ有しているので、上述した特許文献1のような従来のタイヤにおいて2層の交錯ベルト層を有する場合に比べて、軽量化が可能になる。なお、ベルト層の重量は、主に、コードが占めている。よって、ベルト層1層分のコードの重量を削減できることは、軽量化に大きく寄与する。
また、上述した従来のタイヤにおいて2層の交錯ベルト層を有する場合は、交錯ベルト層間で、パンタグラフ変形時等においてせん断応力が集中し易く、それにより耐久性が低下するおそれがあるが、本実施形態では、タイヤ1が2層の交錯ベルト層を有していないので、タイヤ1の耐久性を向上できる。
また、本実施形態では、ベルト層40が、タイヤ周方向に対する鋭角側の傾斜角度θ1(図2)が0°超10°以下である複数のコード41を有するので、タイヤ1の周方向剛性を十分に確保することができ、ひいては、タイヤ1の直進時の操縦安定性や、径成長防止性能を、十分に確保できる。
ただし、タイヤ1は、ベルト層40を2層以上有していてもよい。
ここで、「タイヤ接地幅」は、タイヤ1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て、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。
また、本明細書内のその他の寸法や角度は、タイヤを適用リムに装着して、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。
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。
仮に、タイヤ1が樹脂層50を有しておらず、ベルト層40のみを有する場合、タイヤ1は、タイヤ幅方向の剛性を殆ど確保することができず、ひいては、面内せん断剛性を十分に確保することができない。そのため、旋回時の操縦安定性等のタイヤ運動性能を十分に確保することができない。
一方、本実施形態においては、タイヤ1が、ベルト層40に加えて、樹脂層50を有するので、タイヤ幅方向の剛性を補うことができ、それにより、面内せん断剛性ひいてはタイヤ運動性能等のタイヤ性能を確保することができる。
また、樹脂層50は、ベルト層が有するようなコードを有さず、また、ゴムよりも軽い樹脂材料からなるため、従来の2層の交錯ベルト層を備えた場合に比べて、タイヤの軽量化が可能である。
また、樹脂層50を構成する樹脂材料Aは、好適な例として、ポリアミド、ポリエステル及びポリイミドから成る群から選択され、特に、ポリアミド及びポリエステルから成る群から選択される。ポリアミドのうちで、特に、ポリアミドPA‐4,6、PA‐6、PA‐6,6、PA‐11又は、PA‐12を挙げることができる。ポリエステルのうちで、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、PBN(ポリブチレンナフタレート)、PPT(ポリプロピレンテレフタレート)、PPN(ポリプロピレンナフタレート)を挙げることができる。また、樹脂層50を構成する樹脂材料Aは、好ましくは、ポリエステルであり、より好ましくはPET又はPENである。
なお、本明細書でいう「樹脂材料」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。
樹脂層50のタイヤ幅方向の幅は、任意の幅としてよい。
図1及び図4の各例のように、樹脂層50がベルト層41のタイヤ外周側に配置される場合、樹脂層50のタイヤ幅方向の幅は、例えば、タイヤ1のタイヤ幅の半分又はそれ以上であると、好適である。ここで、「タイヤ幅」とは、タイヤサイズでいうタイヤ幅の呼称を指す。
また、図1及び図4の各例のように、樹脂層50がベルト層41のタイヤ外周側に配置される場合、樹脂層50のタイヤ幅方向の幅は、ベルト層41のタイヤ幅方向の幅と同じ又はそれよりも小さいと好適であり、ベルト層41のタイヤ幅方向の幅よりも小さいとより好適である。
一方、図6の例のように、樹脂層50がベルト層41のタイヤ内周側に配置される場合、樹脂層50のタイヤ幅方向の幅は、ベルト層41のタイヤ幅方向の幅と同じ又はそれよりも大きいと好適であり、ベルト層41のタイヤ幅方向の幅よりも大きいとより好適であるる。
図1及び図2に示すように、本例において、各カバー部60は、それぞれ、一部材(カバー部材)として構成されている。本例において、カバー部60は、タイヤ幅方向断面(図1)において略四角形状をなしており、そのタイヤ幅方向内側の面(ベルト層40のタイヤ幅方向の端面40eに対向する面)が、ベルト層40のタイヤ幅方向の端面40eの全体と接触している。このようにして、カバー部60は、ベルト層40のタイヤ幅方向の端面40eのみを覆うように構成されている。
なお、本明細書において、カバー部60が「覆う」とは、接触している場合に限定されず、対向離間している場合も含む。
タイヤ幅方向断面におけるカバー部50の形状は、略四角形状に限られず、例えば略半円形状、略三角形状等、任意の形状が可能である。
タイヤ幅方向断面において、カバー部50のタイヤ幅方向内側の面は、ベルト層40のタイヤ幅方向の端面40eと略平行な平坦面であると好適である。
まず、通常のベルト層における金属製コードと同様に、ベルト層40の金属製のコード41の周面は、上述のとおり、メッキ層により被覆されている。したがって、ベルト層40のコード41の周面は、メッキ層により被覆されていることにより、空気や水分に晒されることが防止されるため、錆びのおそれがない。
一方、ベルト層40のタイヤ幅方向端面40eに露出するコード41の断面(裁断面)41sには、そのようなメッキ層が存在しない。そのため、仮にカバー部60を設けない場合、コード41の断面41sは、メッキ層により被覆されない状態で、ゴムと対向することになる。また、ベルト層40のタイヤ幅方向端面40eは、タイヤ周方向に平行であるのに対し、ベルト層40のコード41のタイヤ周方向に対する鋭角側の傾斜角度θ1は、0°超10°以下と非常に小さいことから、ベルト層40のタイヤ幅方向端面40eに露出するコード41の断面41sの面積は、非常に大きくなる。そのため、コード41の断面41sは、例えば、タイヤ1の使用時にタイヤ1の表面に形成された亀裂がコード41の断面(裁断面)41sにまで届いた場合や、ゴムに水分が含まれる場合などにおいて、水分(湿気や水)に晒されやすくなり、ひいては、コード41の断面41sには錆びが生じるおそれがある。図3に示すように、ベルト層40のタイヤ幅方向の端面40eには、非常に大きな面積を有する複数のコード41の断面41sが、タイヤ周方向に配列されているため、ベルト層40のタイヤ幅方向の端面40eに沿って各コード41の断面41sに錆びが生じやすく、ひいては、その錆びを起点として、タイヤ1に損傷が生じるおそれがある。
これに対し、本実施形態においては、ベルト層40のタイヤ幅方向端面40eに露出するコード41の断面41sを覆う、樹脂材料からなるカバー部60を設けたので、カバー部60の持つ防水効果により、コード41の断面41sを水分(湿気や水)から保護し、ひいては、コード41の断面41sに錆びが生じるのを抑制できる。それにより、タイヤ1の耐久性を向上できる。また、カバー部60を設けたことにより、例えば、タイヤ1の使用時にタイヤ1の表面に形成された亀裂がコード41の断面41sに向かって進展したとしても、カバー部60によって亀裂がコード41の断面41sに到達するのを効果的に抑制でき、それによっても、コード41の断面41sが水分(湿気や水)に晒されにくくすることができ、ひいては、コード41の断面41sに錆びを生じにくくすることができる。
なお、特許文献1のように、2層の交錯ベルト層を備えた空気入りタイヤにおいては、各交錯ベルト層のコードのタイヤ周方向に対する鋭角側の傾斜角度が45°〜80°程度と大きいことから、各交錯ベルト層のタイヤ幅方向端面に露出するコードの断面(裁断面)の面積は、非常に小さい。そのため、コードの断面には、錆びが生じにくい。
カバー部60のタイヤ幅方向内側の面の厚みT2(図1)は、ベルト層40のタイヤ幅方向の端面40eの厚み方向と平行に測るものとする。
この場合、カバー部60とベルト層40との間には、接着剤が介在していてもよいし、介在していなくてもよい。
この場合、カバー部60のタイヤ幅方向内側の面と、ベルト層40のタイヤ幅方向の端面4eとの間の、タイヤ幅方向の距離は、1mm以下であると好適であり、0.5mm以下であるとより好適である。
図4及び図5の例において、カバー部60は、ベルト層40のタイヤ幅方向の端面40eとベルト層40の外周面及び内周面のタイヤ幅方向外側部分とを覆うように構成されている。カバー部60は、タイヤ幅方向断面(図4)においてタイヤ幅方向内側が開放された略U字型をなしており、具体的には、ベルト層40の外周面のタイヤ幅方向外側部分を覆う外周側片部61と、ベルト層40の内周面のタイヤ幅方向外側部分を覆う内周側片部62と、ベルト層40のタイヤ幅方向の端面40eを覆うとともに外周側片部61及び内周側片部62どうしを連結する連結部63と、を有している。カバー部60は、外周側片部61のタイヤ内周側の面と内周側片部62のタイヤ外周側の面と連結部63のタイヤ幅方向内側の面(ベルト層40のタイヤ幅方向の端面40eに対向する面)とにより、タイヤ幅方向内側(ベルト層40のタイヤ幅方向の端面40eに対向する側)に開放された凹部64を区画している。ベルト層40のタイヤ幅方向の端部は、カバー部60の凹部64内に挿入(嵌合)されている。カバー部60は、タイヤ周方向に全周にわたって連続して延在しており、すなわち、タイヤ1の回転軸線の周りで環状に構成されている。タイヤ幅方向断面におけるカバー部50の形状は、タイヤ全周にわたって同じである。
図4及び図5の例によれば、カバー60は、ベルト層40のタイヤ幅方向の端面40eを覆うだけでなく、ベルト層40の外周面及び内周面のタイヤ幅方向外側部分をも覆うので、より確実に、コード41の断面41sを水分(湿気や水)に晒されにくくし、ひいては、コード41の断面41sに錆びが生じるのをより効果的に抑制できる。また、ベルト層40のタイヤ幅方向の端部が、カバー部60の凹部64内に挿入(嵌合)されているので、タイヤ製造時においてカバー部60がベルト層40に対して位置ずれしにくく、カバー部60を正確にベルト層40に対して位置付けすることができる。このことによっても、より確実に、コード41の断面41sを水分(湿気や水)に晒されにくくし、ひいては、コード41の断面41sに錆びが生じるのをより効果的に抑制できる。
この場合、カバー部60とベルト層40との間には、接着剤が介在していてもよいし、介在していなくてもよい。
この場合、カバー部60の連結部63のタイヤ幅方向内側の面と、ベルト層40のタイヤ幅方向の端面4eとの間の、タイヤ幅方向の距離は、1mm以下であると好適であり、0.5mm以下であるとより好適である。また、外周側片部61のタイヤ内周側の面とベルト層40の外周面どうし、かつ/又は、内周側片部62のタイヤ外周側の面とベルト層40の内周面どうしの間の、タイヤ径方向の距離は、1mm以下であると好適であり、0.5mm以下であるとより好適である。
カバー部60を一部材(カバー部材)から構成させる場合、まず、樹脂材料を用いて、カバー部60を製造する(カバー製造ステップ)。カバー製造ステップにおいては、例えば、樹脂材料を用いて、カバー部60を、射出成形又は押出成形等により成形する。一方、カバー部60をコーティングから構成させる場合は、カバー製造ステップは省略する。
その後、別途予め準備したベルト層40のタイヤ幅方向の端面40eを、カバー部60によって覆う(カバー配置ステップ)。
カバー配置ステップの後、ベルト層40、樹脂層50及びカバー部60と、残りのタイヤ構成部材とを備えた、未加硫タイヤを成形し(成形ステップ)、成形した未加硫タイヤを加硫する(加硫ステップ)。その後、加硫済みの空気入りタイヤ1が得られる。
Claims (2)
- トレッド部に、
タイヤ周方向に対する傾斜角度が0°超10°以下である複数の金属製のコードを有する、ベルト層と、
樹脂層と、
前記ベルト層のタイヤ幅方向の端面を覆う、樹脂材料からなるカバー部と、
を備え、
前記カバー部は、前記ベルト層のタイヤ幅方向の端面のみを覆う、カバー部材である、空気入りタイヤ。 - 請求項1に記載の空気入りタイヤを製造する方法であって、
前記ベルト層のタイヤ幅方向の端面を前記カバー部によって覆う、カバー配置ステップと、
前記カバー配置ステップの後、前記ベルト層、前記樹脂層及び前記カバー部を備えた未加硫タイヤを成形する、成形ステップと、
前記未加硫タイヤを加硫する、加硫ステップと、
を含む、空気入りタイヤの製造方法。
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