JP7282635B2 - 非空気圧タイヤ、及び、非空気圧タイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両からの荷重を支持する支持構造体を備えた非空気圧タイヤ（non-pneumatic tire）と、その非空気圧タイヤの製造方法に関する。

近年、空気入りタイヤに代用するための非空気圧タイヤが種々提案されている。かかる非空気圧タイヤは、車両からの荷重を支持する支持構造体を備えており、その支持構造体は、環状の外側リングと、外側リングのタイヤ径方向内側に同心円状に設けられた環状の内側リングと、外側リングと内側リングとを連結するスポークとを有する。外側リングのタイヤ径方向外側には、接地面を形成する環状のトレッドが設けられる。また、荷重支持力が高められるよう、繊維層によって外側リングを補強した構造が知られている（例えば、特許文献１）。

本発明者は、補強効果を更に高めるために、繊維配列体を含む繊維層とエラストマー層とをタイヤ径方向に交互に重ねて積層体を形成し、それによって外側リングを補強することを検討した。タイヤ幅方向に対して９０度の角度で（即ち、タイヤ周方向に）繊維材が延在する繊維配列体では、１本または複数本の繊維材がタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻回されたジョイントレス構造を採用可能であるが、タイヤ幅方向に対して９０度未満の角度で繊維材が延在する繊維配列体では、帯状をなす繊維配列体の端部同士を互いに接合させたスプライス構造が採用されることになる。

スプライス構造の繊維配列体は、その端部同士を接合してなるスプライス部を有する。具体的には、端部同士を突き合わせて接合したバットスプライスか、端部同士を重ね合わせて接合したラップスプライスの何れかが採用される。しかし、バットスプライスでは、トレッドがタイヤ周方向のバックリングを起こした際に、スプライス部を起点としたセパレーションを生じる恐れがある。また、ラップスプライスでは、スプライス部において局部的な増加を伴うため、タイヤのユニフォミティ、特にＲＦＶ（ラジアルフォースバリエーション）の悪化が懸念される。

特表２０１４－５０３３９４号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、スプライス構造の繊維配列体を含む繊維層を有しつつ、耐セパレーション性やユニフォミティの悪化を抑制できる非空気圧タイヤと、その非空気圧タイヤの製造方法を提供することにある。

本発明の非空気圧タイヤは、車両からの荷重を支持する支持構造体を備え、前記支持構造体は、環状の外側リングと、前記外側リングのタイヤ径方向内側に同心円状に設けられた環状の内側リングと、前記外側リングと前記内側リングとを連結するスポークとを有し、前記外側リングのタイヤ径方向外側に、複数の繊維層を有する環状の積層体が設けられており、前記複数の繊維層のうち少なくとも一層が、タイヤ幅方向に対して９０度未満の角度で延在する繊維材が配列されたスプライス構造の第１繊維配列体を含み、前記第１繊維配列体の端部同士を接合してなるスプライス部が前記スポークのタイヤ周方向位置に設定されている。

スポークのタイヤ周方向位置にスプライス部が設定されていることにより、そうでない場合に比べて、即ちスポークが設けられていない領域のタイヤ周方向位置にスプライス部が設定された場合に比べて、タイヤ周方向のバックリングがスプライス部に影響を及ぼしにくくなるとともに、スプライス部によるタイヤ径方向の変動を生じにくい。このため、スプライス構造の繊維配列体を含む繊維層を有していながら、耐セパレーション性やユニフォミティの悪化を抑制できる。

前記複数の繊維層のうち少なくとも一層が、前記第１繊維配列体に加え、タイヤ幅方向に対して９０度の角度で延在する繊維材が配列されたジョイントレス構造の第２繊維配列体を含むものでもよい。これにより、外側リングの周方向剛性を高めてバックリングの発生を抑え、耐セパレーション性の悪化をより効果的に抑制できる。

前記複数の繊維層のうち最外層が前記第１繊維配列体を含むことが好ましい。最外層は耐セパレーション性やＲＦＶに及ぼす影響が大きいため、最外層が第１繊維配列体を含むことにより更に有用となる。

本発明の非空気圧タイヤの製造方法は、環状の外側リングと、前記外側リングのタイヤ径方向内側に同心円状に設けられた環状の内側リングと、前記外側リングと前記内側リングとを連結するスポークと、を有する支持構造体を作製する第１の工程と、前記外側リングのタイヤ径方向外側に、複数の繊維層を有する環状の積層体を設ける第２の工程とを備え、前記第２の工程では、前記複数の繊維層のうち少なくとも一層を形成する際に、タイヤ幅方向に対して９０度未満の角度で延在する繊維材が配列されたスプライス構造の第１繊維配列体を配置し、前記第１繊維配列体の端部同士を接合してなるスプライス部を前記スポークのタイヤ周方向位置に設定する。

スポークのタイヤ周方向位置にスプライス部が設定されることにより、そうでない場合に比べて、即ちスポークが設けられていない領域のタイヤ周方向位置にスプライス部が設定された場合に比べて、タイヤ周方向のバックリングがスプライス部に影響を及ぼしにくくなるとともに、スプライス部によるタイヤ径方向の変動を生じにくい。このため、スプライス構造の繊維配列体を含む繊維層を有していながら、耐セパレーション性やユニフォミティの悪化を抑制できる。

前記第２の工程では、帯状の前記第１繊維配列体を前記外側リングのタイヤ径方向外側に巻き付けるとともに、前記第１繊維配列体の始端部と終端部とを接合してなる前記スプライス部を前記スポークのタイヤ周方向位置に設定するものでもよい。かかるスプライス部では耐セパレーション性やユニフォミティの悪化が特に懸念されるため、スポークのタイヤ周方向位置にスプライス部を設定する構成がより一層有用になる。また、ユニフォミティの悪化を抑制するうえでは、前記始端部と前記終端部とを互いに突き合わせて接合することが好ましい。

前記第２の工程では、タイヤ幅方向に対して９０度の角度で延在する繊維材が配列されたジョイントレス構造の第２繊維配列体を配置し、前記第１繊維配列体と前記第２繊維配列体とをタイヤ径方向に積層するものでもよい。これにより、外側リングの周方向剛性を高めてバックリングの発生を抑え、耐セパレーション性の悪化をより効果的に抑制できる。

本発明に係る非空気圧タイヤの一例を示す正面図 非空気圧タイヤのタイヤ子午線断面図 非空気圧タイヤの一部を示す斜視図 外側リングの内周面を示す展開図 スプライス部を模式的に示す正面図 スポークのタイヤ径方向外側端の周辺を示す拡大正面図 非空気圧タイヤの製造方法を概念的に示す説明図 別実施形態の非空気圧タイヤにおける外側リングの内周面を示す展開図

本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、非空気圧タイヤＴの一例を示す正面図であり、一部を拡大して示している。図２は、その非空気圧タイヤＴのタイヤ子午線断面図であり、図１のＡ－Ａ断面図に相当する。図３は、図２に示した非空気圧タイヤの一部を示す斜視図である。

図１に示すように、非空気圧タイヤＴは、車両からの荷重を支持する支持構造体ＳＳを備える。支持構造体ＳＳは、環状の外側リング１と、その外側リング１のタイヤ径方向内側ＲＤｉに同心円状に設けられた環状の内側リング２と、外側リング１と内側リング２とを連結するスポーク３とを有する。スポーク３は、タイヤ周方向ＣＤに各々独立して複数設けられている。

外側リング１、内側リング２及びスポーク３は、基本的には互いに同じ材料で形成されていることが好ましい。これにより、支持構造体ＳＳを製造する際には、例えば注型成形法を用いて、それらを容易に一体成形することができる。本実施形態では、支持構造体ＳＳが弾性材料で一体成形されており、つまりは外側リング１、内側リング２及び複数のスポーク３が一体的に成形されている。

本明細書において、弾性材料とは、ＪＩＳＫ７３１２に準拠した引張試験により１０％伸長時の引張応力として求められる引張モジュラスが１００ＭＰａ以下の材料を指す。支持構造体ＳＳに十分な耐久性と適度な剛性を付与する観点から、弾性材料の引張モジュラスは５～１００ＭＰａが好ましく、７～５０ＭＰａがより好ましい。母材として用いられる弾性材料としては、熱可塑性エラストマー、架橋ゴム、その他の樹脂が挙げられる。

熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ポリエステルエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリスチレンエラストマー、ポリ塩化ビニルエラストマー、ポリウレタンエラストマーが用いられる。架橋ゴムを構成するゴム材料としては、天然ゴムの他に、例えば、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＩＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素添加ニトリルゴム（水添ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、フッ素ゴム、シリコンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴムなどの合成ゴムが用いられる。これらのゴム材料は、必要に応じて２種以上を併用してもよい。

その他の樹脂としては、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂が用いられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などが用いられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂などが用いられる。成形性や加工性の観点から、上述した弾性材料の中では、ポリウレタン樹脂が好ましく用いられる。尚、弾性材料として発泡材料を使用してもよく、上記の熱可塑性エラストマー、架橋ゴム、その他の樹脂を発泡させたものを使用できる。

外側リング１は、タイヤ周方向ＣＤに沿って環状をなす円筒体により形成されている。タイヤＴのユニフォミティを向上させる観点から、外側リング１の厚みＴ１は一定であることが好ましい。スポーク３からの力を十分に伝達しつつ、軽量化や耐久性の向上を図る観点から、厚みＴ１はタイヤ断面高さＴＨの２～２０％が好ましく、１０～１５％がより好ましい。一般的な自動車用空気入りタイヤの代用を想定した場合、外側リング１の内径は４２０～７５０ｍｍが好ましく、４７０～６８０ｍｍがより好ましい。同じく自動車用タイヤの代用を想定した場合において、タイヤ幅方向ＷＤにおける外側リング１の幅Ｗ１は１００～３００ｍｍが好ましく、１２０～２５０ｍｍがより好ましい。

外側リング１のタイヤ径方向外側ＲＤｏには、接地面を形成する環状のトレッド４が設けられている。トレッド４は、ゴムで形成されているが、樹脂で形成されていてもよい。トレッド４がゴムで形成される場合、従来の空気入りタイヤが備えるトレッドゴムと同様のゴム組成物が好ましく用いられる。トレッド４が樹脂で形成される場合、支持構造体ＳＳの構成材料と同じ樹脂が好ましく用いられる。濡れた路面での走行性能を高めるために、トレッド４の外周面に種々のトレッドパターンを設けることが可能である。

内側リング２は、タイヤ周方向ＣＤに沿って環状をなす円筒体により形成されている。タイヤＴのユニフォミティを向上させる観点から、内側リング２の厚みＴ２は一定であることが好ましい。スポーク３からの力を十分に伝達しつつ、軽量化や耐久性の向上を図る観点から、厚みＴ２はタイヤ断面高さＴＨの２～１０％が好ましく、３～９％がより好ましい。一般的な自動車用空気入りタイヤの代用を想定した場合、内側リング２の内径は２５０～５００ｍｍが好ましく、３２０～４４０ｍｍがより好ましい。同じく自動車用タイヤの代用を想定した場合において、タイヤ幅方向ＷＤにおける内側リング２の幅Ｗ２は１００～３００ｍｍが好ましく、１２０～２５０ｍｍがより好ましい。

内側リング２のタイヤ径方向内側ＲＤｉには、車軸やリムとの適合用部材（図示せず）を設けることが可能である。内側リング２の内周面には、その適合用部材の嵌合性を保持するための凹凸を設けてもよい。

複数のスポーク３は、それぞれタイヤ径方向ＲＤに延びて外側リング１と内側リング２とを連結する。スポーク３の各々のタイヤ径方向外側端は外側リング１の内周面に接合され、スポーク３の各々のタイヤ径方向内側端は内側リング２の外周面に接合されている。タイヤＴのユニフォミティを向上させる観点から、タイヤ周方向ＣＤにおけるスポーク３の間隔Ｇは一定であることが好ましい。間隔Ｇは、例えば０．１ｍｍ以上であり、典型的には１ｍｍ以上に設定されている。接地圧の均一化を図るとともに、ノイズの増大を抑える観点から、間隔Ｇは１０ｍｍ以下が好ましい。

本実施形態では、複数のスポーク３が、外側リング１のタイヤ幅方向一方側ＷＤ１（以下、単に「一方側ＷＤ１」と呼ぶ場合がある）から内側リング２のタイヤ幅方向他方側ＷＤ２（以下、単に「他方側ＷＤ２」と呼ぶ場合がある）へ向かって延びる第１スポーク３１と、外側リング１の他方側ＷＤ２から内側リング２の一方側ＷＤ１へ向かって延びる第２スポーク３２とを含む例を示す。互いに隣り合う第１スポーク３１及び第２スポーク３２は、タイヤ周方向ＣＤから見てＸ字型に配置されている。複数のスポーク３は、タイヤ周方向ＣＤに沿って交互に配列された第１スポーク３１と第２スポーク３２とにより構成されている。尚、スポーク３の形状は特に限定されるものではない。

車両からの荷重を十分に支持しつつ、軽量化や動力伝達の向上、耐久性の向上を図る観点から、スポーク３の本数は５０～３００本が好ましく、１００～２００本がより好ましい。本実施形態では、複数のスポーク３が、５０本の第１スポーク３１と５０本の第２スポーク３２とにより構成されている（図１参照）。外側リング１及び内側リング２からの力を十分に伝達しつつ、軽量化や耐久性の向上、横剛性の向上を図る観点から、スポーク３の引張モジュラスは５～１８００００ＭＰａが好ましく、７～５００００ＭＰａがより好ましい。弾性材料を繊維で補強した繊維補強材料を用いることにより、スポーク３の引張モジュラスを高めてもよい。

第１スポーク３１は、タイヤ径方向ＲＤ及びタイヤ幅方向ＷＤに延びる長尺板状に形成されている。第１スポーク３１は、タイヤ周方向ＣＤに沿った板厚ｔと、板厚ｔよりも大きい板幅ｗとを有する。板厚ｔは、長尺方向ＰＬに沿って一定でもよいが、図１のようにタイヤ径方向外側ＲＤｏに向かって漸増していることが好ましい。かかる場合でも、外側リング１の内周面とスポーク３の各々のタイヤ径方向外側端との接合部５において、板厚ｔは板幅ｗよりも小さい。本実施形態では、板厚方向ＰＴがタイヤ周方向ＣＤに一致している。

外側リング１及び内側リング２からの力を十分に伝達しつつ、軽量化や耐久性の向上を図る観点から、板厚ｔは８～３０ｍｍが好ましく、１０～２５ｍｍがより好ましい。同様の観点から、板幅ｗは５～２５ｍｍが好ましく、１０～２０ｍｍがより好ましい。また、耐久性を向上させつつ接地圧分散を小さくする観点から、板幅ｗは、板厚ｔの１１０％以上が好ましく、１１５％以上がより好ましい。第２スポーク３２は、タイヤ赤道面ＴＥに関して第１スポーク３１と対称的に配置されていること以外は第１スポーク３１と同様に形成されているので、重複した説明を省略する。

第１スポーク３１は、内端部３ａ、中央部３ｂ及び外端部３ｃで構成されている。中央部３ｂは、タイヤ径方向ＲＤにおける第１スポーク３１の高さ中央３１ｃを中心とした範囲Ｘを含み、この範囲Ｘは第１スポーク３１の高さｈの３０～７０％である。タイヤ幅方向ＷＤにおける中央部３ｂの板幅ｗｂは一定であるのに対し、外端部３ｃの板幅ｗｃはタイヤ径方向外側ＲＤｏに向かって漸増している。同様に、内端部３ａの板幅ｗａはタイヤ径方向内側ＲＤｉに向かって漸増している。これにより、外側リング１及び内側リング２との接合部における応力集中を低減して耐久性を向上できる。

図４は、外側リング１の内周面を示す展開図である。外側リング１のタイヤ径方向外側には、複数の繊維層７を有する積層体６が設けられている。積層体６は、タイヤ周方向ＣＤに沿って環状に形成されている。積層体６は、複数の繊維層７と、その複数の繊維層７の間に介在するエラストマー層８とを有する。即ち、繊維層７とエラストマー層８とがタイヤ径方向ＲＤに交互に積層されている。補強効果を確保する観点から、積層体６の幅Ｗ６（図２参照）は外側リング１の幅Ｗ１の１０％以上が好ましく、５０％以上がより好ましい。

本実施形態において、複数の繊維層７は、最外層７１と、最内層７２と、その最外層７１と最内層７２との間に配置された中間層７３との三層で構成されている。中間層７３は省略可能であり、複数の繊維層７は、その複数の繊維層７において最もタイヤ径方向外側ＲＤｏに配置される最外層７１と、同じく最もタイヤ径方向内側ＲＤｉに配置される最内層７２とを含む、少なくとも二層で構成される。

この非空気圧タイヤＴでは、最外層７１及び最内層７２が、それぞれ、タイヤ幅方向ＷＤに対して９０度未満の角度で延在する繊維材９１ｃが配列されたスプライス構造の第１繊維配列体９１を含む。タイヤ幅方向ＷＤに対する繊維材９１ｃの角度は、１０度以下が好ましく、６度以下がより好ましく、本実施形態ではタイヤ幅方向ＷＤと実質的に平行となる０度である。また、繊維材９１ｃは、接合部５の長手方向Ｄ５に沿って延びていることが好ましい。第１繊維配列体９１は、複数の繊維層７のうち少なくとも一層に含まれていればよいが、最外層７１に含まれていることが有益である。

複数の繊維材９１ｃは互いに平行に配列され、その各々が、タイヤ幅方向ＷＤにおける第１繊維配列体９１の一端から他端まで連続して延びている。繊維材９１ｃの材料は、特に限定されないが、例えば、レーヨンコード、ナイロンコード、ポリエステルコード、アラミドコードなどの有機繊維や、スチールコードなどの金属繊維が好ましく用いられ、この点は後述する繊維材９２ｃにおいても同様である。繊維材９１ｃは、ゴムや樹脂などのエラストマーによって被覆されている。

スプライス構造の第１繊維配列体９１は、帯状をなす第１繊維配列体９１の端部同士を互いに接合することにより形成される。その端部同士を接合してなるスプライス部９１ｓは、繊維材９１ｃの延在方向（本実施形態ではタイヤ幅方向ＷＤ）に沿って形成される。スプライス部９１ｓとしては、図５（Ａ）のように端部同士を突き合わせて接合したバットスプライスか、図５（Ｂ）のように端部同士を重ね合わせて接合したラップスプライスの何れかが採用される。スプライス部９１ｓは、エラストマー層８の界面及び／または繊維材９１ｃの位置に基づき、製造後の非空気圧タイヤＴにおいても判別可能である。

図６のように、スプライス部９１ｓは、スポーク３のタイヤ周方向位置に設定されている。この非空気圧タイヤＴでは、スポーク３が設けられた領域Ａ１と、スポーク３が設けられていない領域Ａ２とがタイヤ周方向ＣＤに交互に配置されており（図４及び図６参照）、その領域Ａ１にスプライス部９１ｓが配置されている。このため、タイヤ周方向ＣＤのバックリングがスプライス部９１ｓに影響を及ぼしにくく、更にはスプライス部９１ｓによるタイヤ径方向ＲＤの変動を生じにくい。その結果、バットスプライスが採用されても耐セパレーション性の悪化が抑制され、ラップスプライスが採用されてもユニフォミティ（主としてＲＦＶ）の悪化が抑制される。

本実施形態では、積層体６に複数の第１繊維配列体９１が含まれているが、それら全ての第１繊維配列体９１のスプライス部９１ｓが、それぞれ領域Ａ１に配置されることが好ましい。また、複数の第１繊維配列体９１は、タイヤ周方向ＣＤに離れた位置にスプライス部９１ｓを有することが好ましい。例えば第１繊維配列体９１が二つある場合、一方のスプライス部９１ｓは他方のスプライス部９１ｓから半周分ずれて位置することが好ましい。更に、スプライス部９１ｓは、スポーク３のタイヤ周方向位置の中央部となる領域Ａ１ｃに配置されることが好ましい。領域Ａ１ｃは、タイヤ周方向ＣＤにおける領域Ａ１の中央を中心とした、領域Ａ１のタイヤ周方向長さの８０％（より好ましくは５０％）の範囲の領域である。

本実施形態では、最外層７１及び最内層７２が、それぞれ第１繊維配列体９１に加え、タイヤ幅方向ＷＤに対して９０度の角度で（即ち、タイヤ周方向ＣＤに）延在する繊維材９２ｃが配列されたジョイントレス構造の第２繊維配列体９２を含む。第２繊維配列体９２は、最外層７１及び最内層７２の両方に限らず、複数の繊維層７のうち、第１繊維配列体９１を含む少なくとも一層に含まれていてもよい。第２繊維配列体９２は第１繊維配列体９１のタイヤ径方向内側に積層されているが、これらの位置関係が逆でもよい。ジョイントレス構造の第２繊維配列体９２は、ゴムまたは樹脂をトッピングした一本又は複数の繊維材９２ｃをタイヤ周方向ＣＤに沿って螺旋状に巻回することにより形成できる。

中間層７３は、タイヤ周方向ＣＤに延在する繊維材９２ｃがタイヤ幅方向ＷＤに配列された第２繊維配列体９２を含む。中間層７３は、第１繊維配列体９１などの他の繊維配列体を含んでいてもよいが、軽量化を図る観点から、本実施形態のように第２繊維配列体９２のみを含むことが好ましい。また、非空気圧タイヤＴの耐荷重性能を高めるために、二層以上の第２繊維配列体９２で中間層７３を構成することも可能である。

本実施形態において、エラストマー層８はゴムで形成されているが、これに限られず、例えば樹脂で形成されていてもよい。エラストマー層８の構成材料は、上述した繊維材９１ｃにトッピングされる材料と同種の材料であることが好ましいが、異種の材料でも構わない。エラストマー層８が樹脂で形成される場合、その樹脂材料は外側リング１の母材と同種の材料であることが好ましい。エラストマー層８の厚みは、例えば０．１～２０ｍｍである。

図４のように、本実施形態では、接合部５がタイヤ幅方向ＷＤにおける一方側ＷＤ１と他方側ＷＤ２とで互い違いになるよう、タイヤ周方向ＣＤに沿って千鳥状に配置されている。接合部５は矩形状をなし、その接合部５の長手方向Ｄ５は板厚方向ＰＴに直交している。スポーク３は、接合部５の長手方向Ｄ５がタイヤ幅方向ＷＤに対して９０度未満の角度をなすように設けられている。タイヤ幅方向ＷＤに対する長手方向Ｄ５の角度は８９度以下が好ましく、６０度以下がより好ましい。本実施形態では、タイヤ幅方向ＷＤに対する長手方向Ｄ５の角度が０度であり、長手方向Ｄ５がタイヤ幅方向ＷＤに一致している。領域Ａ１では、タイヤ幅方向ＷＤの少なくとも一部に接合部５が配置されているのに対し、領域Ａ２には接合部５が配置されていない。

この非空気圧タイヤＴの製造方法は、支持構造体ＳＳを作製する第１の工程と、その支持構造体ＳＳの外側リング１のタイヤ径方向外側に、複数の繊維層７を有する環状の積層体６を設ける第２の工程とを備える。図７に概念的に示すように、外側リング１のタイヤ径方向外側には、繊維層７を構成する第１繊維配列体９１及び第２繊維配列体９２、並びにエラストマー層８が、所要の順序で配置される。第２の工程では、複数の繊維層７のうち少なくとも一層を形成する際に、タイヤ幅方向ＷＤに対して９０度未満の角度で延在する繊維材９１ｃが配列されたスプライス構造の第１繊維配列体９１を配置し、その第１繊維配列体９１のスプライス部９１ｓをスポーク３のタイヤ周方向位置に設定する。

スプライス構造の第１繊維配列体９１は、例えば、帯状の第１繊維配列体９１を外側リング１のタイヤ径方向外側に巻き付けることにより形成される。第１繊維配列体９１を巻き付ける際には、第１繊維配列体９１の始端部Ｅ１と終端部Ｅ２とを接合してなるスプライス部９１ｓをスポーク３のタイヤ周方向位置に設定する。スプライス部９１ｓを精度良く位置決めするためには、始端部Ｅ１を巻き始め位置に固定することが有効である。具体的には、巻き始め位置に始端部Ｅ１を押し付けて圧着したり、巻き始め位置に接着剤を塗布したり、或いは、巻き始め位置にレーザーまたは超音波を照射して始端部Ｅ１を固着したりすることが考えられる。

巻き付けに使用される第１繊維配列体９１は、積層体６に対応した幅寸法を有する帯状物（反物）として用意され、回転支持体にセットした支持構造体ＳＳに供給される。第１繊維配列体９１の端部の一つを始端部Ｅ１として所定の位置に貼り付けた後、支持構造体ＳＳを回転させることで、第１繊維配列体９１がタイヤ周方向ＣＤに沿って巻き付けられ、その第１繊維配列体９１の終端部Ｅ２が始端部Ｅ１に接合される。ユニフォミティを向上する観点から、始端部Ｅ１と終端部Ｅ２とを互いに突き合わせて接合するバットスプライスを採用することが望ましい。エラストマー層８も、これと同様に巻き付けて形成することが可能である。

上述した第１繊維配列体９１の帯状物は、例えば下記（１）～（３）のような手順により作製される。即ち、まずは、（１）従来公知のカレンダーロールまたは押出機を用いて、互いに平行に配列された複数の繊維材９１ｃを含む帯状プライを成形する。次に、（２）帯状物の幅寸法に相当する長さで帯状プライを切断し、短冊状プライを形成する。そして、（３）繊維材９１ｃの配列方向となるタイヤ周方向ＣＤに複数の短冊状プライを順次に接合する。第２工程では、巻き付けで生じるスプライス部９１ｓだけでなく、上記（３）で生じる接合箇所もスポーク３のタイヤ周方向位置に設定することが好ましい。

第１繊維配列体９１を配置する別の方法として、予め環状に成形した第１繊維配列体９１を外側リング１のタイヤ径方向外側にアセンブリしてもよい。このような環状の第１繊維配列体９１は、成形ドラムなどの回転支持体を用いて形成されるためにスプライス部９１ｓを有する。アセンブリした環状の第１繊維配列体９１を内側の部材（本実施形態では第２繊維配列体９２）に面接触させる際には、必要に応じて、接着剤を塗布したり、熱融着させたりしてもよい。かかる方法においても、支持構造体ＳＳに対する第１繊維配列体９１の相対的な位相制御により、スポーク３のタイヤ周方向位置にスプライス部９１ｓを設定できる。

第２の工程では、タイヤ幅方向ＷＤに対して９０度の角度で延在する繊維材９２ｃが配列されたジョイントレス構造の第２繊維配列体９２を配置し、第１繊維配列体９１と第２繊維配列体９２とをタイヤ径方向に積層する。第２繊維配列体９２は、タイヤ周方向ＣＤに沿って繊維材９２ｃを螺旋状に巻回することにより形成できる。本実施形態では、第１繊維配列体９１が第２繊維配列体９２のタイヤ径方向外側に積層され、その積層体によって最外層７１と最内層７２が形成されている（図４参照）。但し、これに限られず、第２繊維配列体９２を第１繊維配列体９１のタイヤ径方向外側に積層してもよく、かかる場合には、第１繊維配列体９１のスプライス部９１ｓを堅固にかしめることができる。

本実施形態では、図４のように、一方側ＷＤ１に配置された接合部５の長手方向Ｄ５（以下、長手方向Ｄ５１）は、他方側ＷＤ２に配置された接合部５の長手方向Ｄ５（以下、長手方向Ｄ５２）と同じ向きで、それらの向きに沿って繊維材９１ｃが延在している。長手方向Ｄ５１と長手方向Ｄ５２とは、それぞれタイヤ幅方向ＷＤに一致しているが、これに限られない。例えば図８のように、長手方向Ｄ５１と長手方向Ｄ５２とが互いに同じ向きで、それぞれタイヤ幅方向ＷＤに対して傾斜してもよい。また、長手方向Ｄ５１と長手方向Ｄ５２とがタイヤ幅方向ＷＤに対して互いに逆向きに傾斜してもよい。

図８の変形例では、第１繊維配列体９１の繊維材９１ｃが長手方向Ｄ５１及び長手方向Ｄ５２に沿って延在している。スプライス部９１ｓは、繊維材９１ｃの延在方向（この例ではタイヤ幅方向ＷＤに対して傾斜した方向）に沿って形成されている。かかる構成においても、スプライス部９１ｓはスポーク３のタイヤ周方向位置（即ち、領域Ａ１）に設定され、スポーク３が設けられていない領域（即ち、領域Ａ２）には設定されない。タイヤ幅方向ＷＤに対する接合部５の傾斜角度θは、例えば０．１～８９度である。一方側ＷＤ１と他方側ＷＤ２とで傾斜角度θが相違していても構わない。

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

１ 外側リング
２ 内側リング
３ スポーク
４ トレッド
５ 接合部
６ 積層体
７ 繊維層
８ エラストマー層
３１ 第１スポーク
３２ 第２スポーク
７１ 最外層
７２ 最内層
７３ 中間層
９１ 第１繊維配列体
９１ｃ 繊維材
９１ｓ スプライス部
９２ 第２繊維配列体
９２ｃ 繊維材
ＣＤ タイヤ周方向
Ｅ１ 始端部
Ｅ２ 終端部
ＳＳ 支持構造体
Ｔ 非空気圧タイヤ

Claims (7)

1. 車両からの荷重を支持する支持構造体を備え、
   前記支持構造体は、環状の外側リングと、前記外側リングのタイヤ径方向内側に同心円状に設けられた環状の内側リングと、前記外側リングと前記内側リングとを連結するスポークとを有し、
   前記スポークは、タイヤ周方向に各々独立して複数設けられ、
   前記外側リングの内周面において、前記スポークが設けられた領域Ａ１と、前記スポークが設けられていない領域Ａ２とがタイヤ周方向に交互に配置されており、
   前記外側リングのタイヤ径方向外側に、複数の繊維層を有する環状の積層体が設けられており、
   前記複数の繊維層のうち少なくとも一層が、タイヤ幅方向に対して９０度未満の角度で延在する繊維材が配列されたスプライス構造の第１繊維配列体を含み、
   前記第１繊維配列体の端部同士を接合してなるスプライス部が、タイヤ径方向から見て前記領域Ａ１と重なるように前記スポークのタイヤ周方向位置に設定されている、非空気圧タイヤ。
2. 前記複数の繊維層のうち少なくとも一層が、前記第１繊維配列体に加え、タイヤ幅方向に対して９０度の角度で延在する繊維材が配列されたジョイントレス構造の第２繊維配列体を含む、請求項１に記載の非空気圧タイヤ。
3. 前記複数の繊維層のうち最外層が前記第１繊維配列体を含む、請求項１または２に記載の非空気圧タイヤ。
4. 環状の外側リングと、前記外側リングのタイヤ径方向内側に同心円状に設けられた環状の内側リングと、前記外側リングと前記内側リングとを連結するスポークと、を有する支持構造体を作製する第１の工程と、
   前記外側リングのタイヤ径方向外側に、複数の繊維層を有する環状の積層体を設ける第２の工程とを備え、
   前記スポークは、タイヤ周方向に各々独立して複数設けられ、
   前記外側リングの内周面において、前記スポークが設けられた領域Ａ１と、前記スポークが設けられていない領域Ａ２とがタイヤ周方向に交互に配置されており、
   前記第２の工程では、前記複数の繊維層のうち少なくとも一層を形成する際に、タイヤ幅方向に対して９０度未満の角度で延在する繊維材が配列されたスプライス構造の第１繊維配列体を配置し、前記第１繊維配列体の端部同士を接合してなるスプライス部を、タイヤ径方向から見て前記領域Ａ１と重なるように前記スポークのタイヤ周方向位置に設定する、非空気圧タイヤの製造方法。
5. 前記第２の工程では、帯状の前記第１繊維配列体を前記外側リングのタイヤ径方向外側に巻き付けるとともに、前記第１繊維配列体の始端部と終端部とを接合してなる前記スプライス部を、タイヤ径方向から見て前記領域Ａ１と重なるように前記スポークのタイヤ周方向位置に設定する、請求項４に記載の非空気圧タイヤの製造方法。
6. 前記始端部と前記終端部とを互いに突き合わせて接合する、請求項５に記載の非空気圧タイヤの製造方法。
7. 前記第２の工程では、タイヤ幅方向に対して９０度の角度で延在する繊維材が配列されたジョイントレス構造の第２繊維配列体を配置し、前記第１繊維配列体と前記第２繊維配列体とをタイヤ径方向に積層する、請求項４～６いずれか１項に記載の非空気圧タイヤの製造方法。

Images