WO2013047525A1

WO2013047525A1 - タイヤ

Info

Publication number: WO2013047525A1
Application number: PCT/JP2012/074569
Authority: WO
Inventors: 好秀河野; 誓志今; 圭一長谷川
Original assignee: 株式会社ブリヂストン
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2013-04-04
Also published as: CN103796844B; EP2762330A4; US9623706B2; EP2762330B1; US20140345778A1; JP5988559B2; CN103796844A; EP2762330A1; JP2013071479A

Abstract

　熱可塑性材料で形成されたタイヤ構成部材を溶着して構成されたタイヤにおいて、溶着部分の強度を確保する。　タイヤは、一方のタイヤ構成部材の一部分と他方のタイヤ構成部材の一部分とを互い溶融して溶着した第１の溶着部と、第１の溶着部の表面に溶着用の熱可塑性材料を溶着して形成した第２の溶着部と、を有することで、接合部分の強度が確保される。

Description

タイヤ

　本発明は、リムに装着するタイヤにかかり、特には、少なくとも一部が熱可塑性材料で形成されたタイヤに関する。

　従来、乗用車等の車両には、ゴム、有機繊維材料、スチール部材等から構成された空気入りタイヤが用いられている。
　しかしながら、使用後のゴムはリサイクルの用途に制限があり、焼却してサーマルリサイクルする、破砕して道路の舗装材料として用いる等して処分することが行われていた。

　近年では、軽量化やリサイクルのし易さから、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー等をタイヤ材料として用いることが求められている。
　例えば、特許文献１には、熱可塑性の高分子材料を用いて成形された空気入りタイヤが開示されている。

特開０３－１４３７０１号公報

　熱可塑性の高分子材料を用いたタイヤは、ゴム製の従来タイヤ対比で製造が容易で、低コストである。
　ところで、タイヤを金型で成形するにあたり、中子でタイヤ内腔部を形成すると、成形後のタイヤから中子を取り出せなくなる問題がある。そのため、特許文献１では、タイヤを軸方向に分割した半環状のタイヤ片を成形し、２つのタイヤ片を互いに接合することで空気入りタイヤを得ている。

　そして、タイヤ片の接合は、一方のタイヤ片と他方のタイヤ片の接合部分周辺を金型自身で加熱、あるいは高周波加熱機等により加熱し、タイヤ片を構成している熱可塑性の高分子材料を溶融、流動させることで行われている。
　しかしながら、一度成形したタイヤ片を金型を用いて再び加熱して溶融させると、接合部分が長時間熱にさらされて、溶融して固化した部分の材料強度が熱劣化により他の部分に比較して低下する場合があり、改善の余地がある。

　本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、接合部分の強度を確保したタイヤを提供することが目的である。

　第１の態様に係るタイヤは、熱可塑性材料で形成される一方のタイヤ構成部材及び他方のタイヤ構成部材と、前記一方のタイヤ構成部材の一部分と前記他方のタイヤ構成部材の一部分とを互い溶融して溶着した第１の溶着部と、前記第１の溶着部の表面に溶着用の熱可塑性材料を溶着して形成した第２の溶着部と、を有する。

　第１の態様に係るタイヤは、一方のタイヤ構成部材の一部分と他方のタイヤ構成部材の一部分とが互い溶融して第１の溶着部で溶着され、第１の溶着部の表面に溶着用の熱可塑性材料が溶着されて第２の溶着部が形成されている。
　タイヤ構成部材自身を溶融して溶着することで第１の溶着部を形成し、さらに、この第１の溶着に別体の溶着用の熱可塑性材料を補充して溶着を行って第２の溶着部を形成するので、タイヤ構成部材自身を溶融して溶着する場合のみ、またはタイヤ構成部材自身は溶融せずに別体の溶着用の熱可塑性材料を補充して溶着する場合のみに比較して接合部分の強度を向上することができる。
　これにより、一方のタイヤ構成部材と他方のタイヤ構成部材とが強固に溶着される。

　第２の態様に係るタイヤは、第１の態様に係るタイヤにおいて、前記第２の溶着部の前記溶着用の熱可塑性材料が、前記第１の溶着部における前記一方のタイヤ構成部材の一部分と前記他方のタイヤ構成部材の一部分の双方に溶着している。

　第２の態様に係るタイヤでは、第２の溶着部の前記溶着用の熱可塑性材料を、第１の溶着部における一方のタイヤ構成部材の一部分と他方のタイヤ構成部材の一部分の双方に溶着させることで、タイヤ構成部材の接合部分の強度を向上させることができる。

　第３の態様に係るタイヤは、第１の態様または第２の態様に係るタイヤにおいて、前記第１の溶着部は前記一方のタイヤ構成部材と前記他方のタイヤ構成部材で構成されるタイヤ内面側に設けられ、前記第２の溶着部はタイヤ外面側に設けられている。

　第３の態様に係るタイヤでは、第２の溶着部をタイヤ外面側に設けたので、第２の溶着部をタイヤ内面側に設ける場合に比較して、溶着用の熱可塑性材料をタイヤ構成部材に溶着させる作業が容易となる。

　第４の態様に係るタイヤは、第３の態様に係るタイヤにおいて、前記第１の溶着部は前記一方のタイヤ構成部材と前記他方のタイヤ構成部材で構成されるタイヤ内面側が凸状、タイヤ外面側が凹状とされ、前記第１の溶着部の凹状部分に前記溶着用の熱可塑性材料が充填されて前記第２の溶着部を構成している。

　第４の態様に係るタイヤでは、第１の溶着部はタイヤ内面側が凸状、タイヤ外面側が凹状とされている。そして、第１の溶着部の凹状部分に溶着用の熱可塑性材料が充填されて第２の溶着部を構成している。
　凹状とされた部分に溶着用の熱可塑性材料を充填して凹状部分を埋めるので、タイヤ外面を平坦にすることができる。

　凹状部分に溶着用の熱可塑性材料を充填してタイヤ構成部材の熱可塑性材料と溶着用熱可塑性材料とを溶着することで、平坦な部分で溶着用の熱可塑性材料を溶着する場合に比較して溶接用の熱可塑性材料の付着する面積を大きくとることができ、平坦な部分で溶着用の熱可塑性材料を溶着する場合に比較して溶着強度を高めることができる。
　さらに、第１の溶着部はタイヤ内面側に凸状とされているので、凸状とされていない場合に比較して溶着部分の体積が増えており、溶着強度を高めることができる。

　第５の態様に係るタイヤは、第１の態様～第４の態様の何れか１つのタイヤにおいて、前記一方のタイヤ構成部材はタイヤ赤道面を挟んでタイヤ一方側を構成し、前記他方のタイヤ構成部材はタイヤ赤道面を挟んでタイヤ他方側を構成し、前記第１の溶着部、及び前記第２の溶着部はタイヤ赤道面上に設けられている。

　第５の態様に係るタイヤでは、一方のタイヤ構成部材でタイヤ赤道面を挟んでタイヤ一方側を構成し、他方のタイヤ構成部材でタイヤ赤道面を挟んでタイヤ他方側を構成し、第１の溶着部、及び第２の溶着部をタイヤ赤道面上に設けることで、タイヤとして左右対称構造とすることができる。

　第６の態様に係るタイヤは、第５の態様に係るタイヤにおいて、前記第１の溶着部、及び前記第２の溶着部は、タイヤ赤道面を挟んで左右対称形状である。

　第１の溶着部、及び第２の溶着部の形状を、タイヤ赤道面を挟んで左右対称形状とすることで、タイヤの左右の重量バランスを取る事ができる。

　第７の態様に係るタイヤは、第１の態様～第６の態様の何れか１つのタイヤにおいて、前記一方のタイヤ構成部材、及び前記他方のタイヤ構成部材を構成する前記熱可塑性材料と、前記溶着用の熱可塑性材料とは、同種の熱可塑性材料である。

　第７の態様に係るタイヤでは、一方のタイヤ構成部材、及び他方のタイヤ構成部材を構成する熱可塑性材料と、溶着用の熱可塑性材料とが同種の熱可塑性材料とされているので、第２の溶着部において、タイヤ構成部材の熱可塑性材料と溶着用の熱可塑性材料との相溶性が良好に発揮され、高い溶着強度を得ることができる。

　なお、上記タイヤにおいて、タイヤ構成部材は、リムのビードシート、及びリムフランジに接触するビード部をタイヤ径方向内側に備え、ビード部に環状のビードコアが埋設されていることが好ましい。リムとの嵌合部位であるビード部に、環状のビードコアを埋設することで、従来のゴム製の空気入りタイヤと同様に、リムに対してタイヤを強固に保持することが出来る。

　上記タイヤにおいて、リムと接触する部分に、熱可塑性材料よりもシール性に優れたゴムからなるシール部が設けられていることが好ましい。リムと接触する部分に、熱可塑性材料よりもシール性に優れたゴムからなるシール部を設けることで、タイヤとリムとの間のシール性（気密性）が向上する。このため、リムと熱可塑性材料とでシールする場合に比較して、タイヤ内の空気の漏れをより一層抑えることができる。また、シール部を設けることで、リムフィット性も向上する。

　上記タイヤにおいて、熱可塑性材料よりも剛性の高いコードを螺旋状に巻回することで形成された補強層をタイヤ構成部材の外周部に設けることが好ましい。熱可塑性材料よりも剛性の高いコードを螺旋状に巻回することで形成された補強層をタイヤ外周部に設けることで、タイヤの路面と接地する側が補強される。なお、この補強層は、ゴム製の空気入りタイヤのベルトに相当する役目をする。したがって、タイヤの外周部に補強層を設けることで、補強層を設けない場合に比較して耐パンク性、耐破壊性、周方向剛性、クリープ防止効果等が向上する。

　上記タイヤにおいて、タイヤ構成部材には、路面と接触する部分に熱可塑性材料よりも耐摩耗性に優れたゴムからなるトレッドゴム層が設けられ、トレッドゴム層が第１の溶着部及び第２の溶着部を覆っていることが好ましい。路面と接触する部分に、熱可塑性材料よりも耐摩耗性に優れたゴムからなるトレッドゴム層を設けることで、路面と接触する部分にトレッドゴム層を設けない場合に比較して、耐摩耗性、耐破壊性等が向上する。また、溶着部分がトレッドゴム層で保護される。

　第１の態様に係るタイヤは上記構成としたので、熱可塑性材料からなるタイヤ構成部材の接合部分の強度を確保できる、という優れた効果を有する。

　第２の態様に係るタイヤは上記構成としたので、タイヤ構成部材の接合部分の強度を向上させることができる、という優れた効果を有する。

　第３の態様に係るタイヤは上記構成としたので、溶着用の熱可塑性材料をタイヤ構成部材に溶着させる作業を容易にできる。

　第４の態様に係るタイヤは上記構成としたので、溶着部分の体積が増え、溶着強度を高めることができる。

　第５の態様に係るタイヤは上記構成としたので、タイヤの左右の性能を同一にできる。

　第６の態様に係るタイヤは上記構成としたので、タイヤの左右の重量バランスが良好になる。

　第７の態様に係るタイヤは上記構成としたので、高い溶着強度を得ることができる。

本発明の一実施形態に係るタイヤの一部を断面にした斜視図である。リムに装着したビード部の断面図である。成形機の斜視図である。最小径としたタイヤ支持部の斜視図である。最大径としたタイヤ支持部の斜視図である。成形機、及び押出機の斜視図である。熱鏝の斜視図である。熱鏝、樹脂吐出用ノズル、及び均しローラの側面図である。コード供給装置の要部を示す斜視図である。タイヤ半体の接合部分の拡大断面図である。タイヤ半体、及びタイヤ内面支持リングを支持したタイヤ支持部の斜視図である。タイヤ半体の接合過程を示す接合部分周辺の断面図である。タイヤ半体の接合過程を示す接合部分周辺の断面図である。タイヤ半体の接合過程を示す接合部分周辺の断面図である。タイヤ半体の接合過程を示す接合部分周辺の断面図である。タイヤ半体の接合過程を示す接合部分周辺の断面図である。タイヤ半体の接合過程を示す接合部分周辺の断面図である。比較例に係るタイヤ半体の接合を示す断面図である。比較例に係るタイヤ半体の接合を示す断面図である。他の実施形態に係るタイヤケースとトレッドゴム層との分解斜視図である。

　以下に、図面にしたがって本発明のタイヤの一実施形態に係るタイヤを説明する。図１に示すように、本実施形態のタイヤ１０は、従来一般のゴム製の空気入りタイヤと略同様の断面形状を呈している。
　タイヤ１０は、リム２０のビードシート部２１、及びリムフランジ２２に接触する１対のビード部１２、ビード部１２からタイヤ径方向外側に延びるサイド部１４、一方のサイド部１４のタイヤ径方向外側端と他方のサイド部１４のタイヤ径方向外側端とを連結するクラウン部１６からなるタイヤケース（タイヤ骨格部材）１７を備えている。

　本実施形態のタイヤケース１７は、第１の熱可塑性材料で形成されている。
　本実施形態のタイヤケース１７は、一つのビード部１２、一つのサイド部１４、及び半幅のクラウン部１６が一体としてモールド等で成形された同一形状とされた円環状の、タイヤ構成部材としてのタイヤ半体１７Ａを互いに向かい合わせてタイヤ赤道面部分で接合することで形成されており、リムとの間で空気室を形成する。なお、タイヤケース１７は、２つの部材を接合して形成するものに限らず、例えば、一方のビード部１２とサイド部１４と一体とした第１の部材、トレッド部（タイヤ外周部）に対応する第２の部材、及び他方のビード部１２とサイド部１４とを一体とした第３の部材等、３以上の部材を接合して形成しても良く、１対のビード部１２、１対のサイド部１４、及びクラウン部１６を一体で成形したものであっても良い。

　また、タイヤケース１７（例えば、ビード部１２、サイド部１４、クラウン部１６等）に、補強材（高分子材料や金属製の繊維、コード、不織布、織布等）を埋設配置し、補強材でタイヤケース１７を補強しても良い。

　第１の熱可塑性材料としては、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）等を用いることができるが、走行時に必要とされる弾性と製造時の成形性等を考慮すると熱可塑性エラストマーを用いることが好ましい。

　熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ＪＩＳ　Ｋ６４１８に規定されるアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡ）、エステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、スチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）、ウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、熱可塑性ゴム架橋体（ＴＰＶ）、若しくはその他の熱可塑性エラストマー（ＴＰＺ）等が挙げられる。特に、一部ゴム系の樹脂が混錬されているＴＰＶが好ましい。
　また、熱可塑性樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が上げられる。

　これらの熱可塑性材料としては、たとえば、ＩＳＯ７５－２又はＡＳＴＭ　Ｄ６４８に規定される荷重たわみ温度（０．４５ＭＰａ荷重時）が７８°Ｃ以上、ＪＩＳ　Ｋ７１１３に規定される引張降伏強さが１０ＭＰａ以上、同じくＪＩＳ　Ｋ７１１３に規定される引張降伏伸びが１０％以上、同じくＪＩＳ　Ｋ７１１３に規定される引張破壊伸び（ＪＩＳ　Ｋ７１１３）が５０％以上、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。

　第１の熱可塑性材料からなるタイヤ半体１７Ａは、例えば、真空成形、圧空成形、インジェクション成形、メルトキャスティング等で成形することができ、ゴムで成形（加硫）する場合に比較して、製造工程を大幅に簡略化でき、成形時間も短くて済む。

　また、本実施形態では、タイヤ半体１７Ａは左右対称形状、即ち、一方のタイヤ半体１７Ａと他方のタイヤ半体１７Ａとが同一形状とされているので、タイヤ半体１７Ａを成形する金型が１種類で済むメリットがある。

　本実施形態のビード部１２には、従来一般の空気入りタイヤと同様の、スチールコードからなる円環状のビードコア１８が埋設されているが、ビード部１２の剛性が確保され、リム２０との嵌合に問題なければビードコア１８は省略しても良い。なお、ビードコア１８は、有機繊維コード等、スチール以外のコードや材料で形成されていても良い。

　本実施形態では、ビード部１２のリム２０との接触部分、少なくともリム２０のリムフランジ２２と接触する部分に、第１の熱可塑性樹脂よりも軟質な材料であるシール性（気密性）に優れたゴムからなる円環状のシール層２４が形成されている。このシール層２４はビードシートと接触する部分にも形成されていても良い。シール層２４を形成するゴムとしては、従来一般のゴム製の空気入りタイヤのビード部外面に用いられているゴムと同種のゴムを用いることが好ましい。熱可塑性樹脂のみでリム２０との間のシール性（気密性）が確保できれば、ゴムのシール層２４は省略しても良く、サイド部１４を形成している第１の熱可塑性樹脂よりもシール性（気密性）に優れる他の種類の熱可塑性樹脂を用いても良い。

　クラウン部１６には、螺旋状に巻回されたスチールの補強コード２６からなるクラウン部補強層２８が埋設されている。なお、補強コード２６は、全体がクラウン部１６に埋設されていても良く、一部分がクラウン部１６に埋設されていても良い。このクラウン部補強層２８は、従来のゴム製の空気入りタイヤのカーカスの外周面に配置されるベルトに相当するものである。
　なお、補強コード２６を樹脂材料で被覆し、樹脂材料で被覆された補強コード２６をクラウン部１６に巻き付ける事でクラウン部補強層２８を形成することもできる。この場合
、補強コード２６を被覆する樹脂材料は、クラウン部１６との接触部位において、クラウン部１６と溶着または接着にて接合されている。

　なお、補強コード２６の埋設量は、補強コード２６の直径の１／５以上であれば好ましく、１／２を超えることがさらに好ましい。そして、補強コード２６全体がクラウン部１６に埋設されることが最も好ましい。補強コード２６の埋設量が、補強コード２６の直径の１／２を超えると、補強コード２６が寸法上、表面から飛び出し難くなる。また、補強コード２６全体がクラウン部１６に埋設されると、表面がフラットになり、上に部材の載ってもエア入りし難くなる。

　クラウン部補強層２８の外周側には、サイド部１４を形成している第１の熱可塑性材料よりも耐摩耗性に優れたゴムからなるトレッドゴム層３０が配置されている。トレッドゴム層３０に用いるゴムは、従来のゴム製の空気入りタイヤに用いられているゴムと同種のゴムを用いることが好ましい。なお、サイド部１４を形成している第１の熱可塑性材料よりも耐摩耗性に優れる他の種類の熱可塑性材料からなるトレッド層を外周部に設けても良い。

（タイヤの製造装置）
　次に、本実施形態のタイヤ１０の製造装置を説明する。
　図２には、タイヤ１０を形成する際に用いる成形機３２の要部が斜視図にて示されている。成形機３２は、床面に接地された台座３４の上部に、水平に配置された軸３６を回転させるギヤ付きモータ３７が取り付けられている。

　軸３６の端部側には、タイヤ支持部４０が設けられている。タイヤ支持部４０は、軸３６に固定されたシリンダブロック３８を備え、シリンダブロック３８には径方向外側に延びる複数のシリンダロッド４１が周方向に等間隔に設けられている。
　シリンダロッド４１の先端には、外面がタイヤ内面の曲率半径と略同等に設定された円弧曲面４２Ａを有するタイヤ支持片４２が設けられている。

　図２、及び図３Ａは、シリンダロッド４１の突出量が最も小さい状態（タイヤ支持部４０が最小径の状態）を示しており、図３Ｂはシリンダロッド４１の突出量が最も大きい状態（タイヤ支持部４０が最大径の状態）を示している。
　各シリンダロッド４１は連動して同一方向に同一量移動可能となっている。

　図４に示すように、成形機３２の近傍には、溶着用熱可塑性材料４３を押し出す押出機４４が配置されている。押出機４４は、溶融した溶着用熱可塑性材料４３を下方に向けて吐出する樹脂吐出用ノズル４６を備えている。

　溶着用熱可塑性材料４３は、タイヤケース１７を構成している第１の熱可塑性材料と同種のものが好ましいが、溶着できれば異なる種類のものであっても良い。溶着用熱可塑性材料４３と第１の熱可塑性材料とを同種の材料とすれば、溶着用熱可塑性材料４３と第１の熱可塑性材料との溶着強度を高くなる。また、溶着用熱可塑性材料４３と第１の熱可塑性材料とを同種の材料とすれば、タイヤケース１７を全体として１種類の熱可塑性材料で構成できるので、低コストとなる。また、異種材料とすれば、タイヤ骨格部材用の第１の熱可塑性材料と接合用の溶着用熱可塑性材料４３との、それぞれに対して好ましい特性を有する材料とすることが可能である。

　また、溶着用熱可塑性材料４３は、第１の熱可塑性材料に対して、ヤング率で０．１～１０倍の範囲内が好ましい。なお、ヤング率で１０倍以下ではリム組み性に問題は無いが、１０倍を超えるとタイヤクラウン部が硬くなり過ぎて強引にリム組みすると、溶着部分が割れる虞がある。一方、ヤング率で０．１倍未満では、溶着用熱可塑性材料４３が軟らかすぎて、内圧充填時にタイヤに生ずるタイヤ幅方向の張力でセンター部のみがタイヤ幅方向に伸びてしまい、タイヤ１０が変形する虞がある。

　樹脂吐出用ノズル４６の近傍には、タイヤケース１７の回転方向下流側（矢印Ａ方向側）に、タイヤ外面に付着させた溶着用熱可塑性材料４３を押圧して均しローラ４８、及び均しローラ４８を上下方向に移動するシリンダ装置５０が配置されている。シリンダ装置５０は、図示しないフレームを介して押出機４４の支柱５２に支持されている。

　なお、本実施形態の均しローラ４８は、ローラ内部に冷却水が循環されており、冷却水によって水冷されている。均しローラ４８を水冷するには、均しローラ４８の内部及び軸を中空構造とし、軸の両端に回転継手を介して配管を接続し、一方の回転継手側から冷却水をローラ内部へ供給し、他方の回転継手側から使用後の冷却水を排出すれば良い。

　均しローラ４８の　タイヤ骨格部材回転方向下流側には、冷却用の空気を噴出する冷却エアー噴出ノズル４５が配置されている。

　また、樹脂吐出用ノズル４６のタイヤケース回転方向側とは反対方向側（矢印Ａ方向とは反対方向側）には、熱鏝４７が配置されている。
　図５に示すように、熱鏝４７は、金属材料から形成されており、内部には図示しない電気ヒータが内蔵されている。本実施形態の熱鏝４７は、全体が板形状を呈しており、下面には前述したドラム２２の外周面の接線方向と平行とされるリブ４７Ａが形成されている。なお、熱鏝４７は、熱可塑性材料の融点以上の温度に加熱することが出来る。

　図４，５に示すように、熱鏝４７の上方には、熱鏝４７を上下方向に移動するシリンダ装置５１が配置されている。シリンダ装置５１は、図示しないフレームを介して押出機４４の支柱５２に支持されている。

　なお、この押出機４４は、床面に配置されたガイドレール５４に沿って、成形機３２の軸３６と平行な方向に移動可能となっている。
　ガイドレール５４には、図６に示すような、リール５８、コード加熱装置５９等を備えたコード供給装置５６が移動可能に搭載されている。

　コード供給装置５６は、補強コード２６を巻き付けたリール５８、リール５８のコード搬送方向下流側に配置されたコード加熱装置５９、補強コード２６の搬送方向下流側に配置された第１のローラ６０、第１のローラ６０をタイヤ外周面に対して接離する方向に移動する第１のシリンダ装置６２、第１のローラ６０の補強コード２６の搬送方向下流側に配置される第２のローラ６４、及び第２のローラ６４をタイヤ外周面に対して接離する方向に移動する第２のシリンダ装置６６を備えている。なお、コード供給装置５６は、第１のローラ６０、及び第２のローラ６４の何れか一方が設けられていれば良い。

　また、コード加熱装置５９は、熱風を生成する図示しないヒーター、及びファンと、内部に熱風が供給され、内部空間を補強コード２６が通過する加熱ボックス６８と、加熱された補強コード２６を排出する排出部７０を備えている。

（タイヤの製造方法）
（１）　図２に示すように、先ず、径を縮小したタイヤ支持部４０の外周側に、互いに向かい合わせに２つのタイヤ半体１７Ａを配置すると共に、２つのタイヤ半体１７Ａの内部に、薄い金属板（例えば、厚さ０．５ｍｍの鋼板）からなる筒状のタイヤ内面支持リング７２を配置する（なお、図２では、内部を見せるために一方のタイヤ半体１７Ａを外して記載されている。）。

　図７の断面図に示すように、本実施形態のタイヤ半体１７Ａは、タイヤ赤道面ＣＬ側の形状がテーパー形状となっている。本実施形態のタイヤ半体１７Ａは、内周面がタイヤ赤道面側において平坦（タイヤ回転軸に対して平行）であり、外周面にタイヤ赤道面ＣＬ側の端部に向かうにしたがってタイヤ径が小さくなる方向となる外側傾斜面１７Ａａが形成されている。

　本実施形態では、互いに向かい合わせに２つのタイヤ半体１７Ａを配置する際に、一方のタイヤ半体１７Ａの端部と他方のタイヤ半体１７Ａの端部とを突き合わせて接触させているが、若干の隙間を開けても良い。

　タイヤ内面支持リング７２の外径は、タイヤ半体１７Ａの外周部分の内径と略同一寸法に設定されており、タイヤ内面支持リング７２の外周面が、タイヤ半体１７Ａの外周部分の内周面に密着するようになっている。

　図７、及び図８に示すように、タイヤ内面支持リング７２の外周面には、幅方向中央部に周方向に沿って連続して延びる環状溝７２Ａが形成されている。本実施形態の環状溝７２Ａは、断面形状が略半円形であるが、半円形状以外の形状であっても良い。

　２つのタイヤ半体１７Ａの内部に、筒状のタイヤ内面支持リング７２を配置することで、タイヤ半体１７Ａ同士の接合部の内面側がタイヤ内面支持リング７２の外周面に密着し、タイヤ支持部４０のタイヤ支持片４２とタイヤ支持片４２との間の隙間（凹部）によりタイヤ支持部外周に生ずるタイヤ周方向の凹凸に起因する接合部分（後述）の凸凹（前記凹凸の逆形状）の発生を抑制することができ、タイヤケース１７自身のタイヤ周方向の凹凸も抑制できる。
　なお、タイヤ内面支持リング７２は薄い金属板で形成されているため、曲げ変形させてタイヤ半体１７Ａの内部に容易に挿入可能である。

　そして、図８に示すように、タイヤ支持部４０の径を拡大して、タイヤ内面支持リング７２の内周面に複数のタイヤ支持片４２を接触させて、複数のタイヤ支持片４２によってタイヤ内面支持リング７２を内側から保持する（図８では、内部を見せるために両方のタイヤ半体１７Ａを外して記載している。）。なお、タイヤ内面支持リング７２の内周面において、環状溝７２Ａの裏側が凸形状となる場合、この凸形状を逃げるようにタイヤ支持片４２の外周面に溝を形成すれば良い。

　本実施形態では、タイヤ内面支持リング７２を曲げ変形させるために薄い金属板で形成したが、タイヤ内面支持リング７２は中空の剛体であっても良い。
　このようにして２つのタイヤ半体１７Ａを互いに向かい合わせて支持するので、タイヤ半体１７Ａのタイヤ赤道面側の端部同士を１周分精度良く合わせることができる。

（２）　次に、押出機４４を移動して、図４に示すように、２つのタイヤ半体１７Ａの突き当て部分（タイヤケース１７のタイヤ赤道面ＣＬ）を、熱鏝４７、樹脂吐出用ノズル４６、均しローラ４８及び冷却エアー噴出ノズル４５の下方に配置する。

（３）　次に、熱鏝４７、及び均しローラ４８を下降させる。図９Ａに示す状態から熱鏝４７を下降させ、図９Ｂに示すように、熱鏝４７を２つのタイヤ半体１７Ａの突き当て部分外周に押付ける。

（４）　タイヤ支持部４０で支持されたタイヤケース１７を矢印Ａ方向（図４参照）に回転させながら熱鏝４７で押付けた部分、即ち、一方のタイヤケース１７の端部と他方のタイヤケース１７の端部とはタイヤ赤道面ＣＬ上で順次溶融され、端部同士は、境界を生ずることなく順次完全に溶着される（図９Ｂにおいて、網点部分がタイヤケース１７の溶融している箇所を示しており、この網点部分が本実施形態の第１の溶着部Ｗ１である。この第１の溶着部Ｗ１は、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで左右対称形状である。）。
　なお、本実施形態では、下面にリブ４７Ａの形成された熱鏝４７を溶着部分に押圧しているので、溶融した部分は、タイヤ内面側が環状溝７２Ａに密着して周方向に沿って凸形状となり、また、タイヤ外面側の溶着部分表面には周方向に沿って凹部が形成される。

（５）　タイヤ支持部４０の回転により、溶融された部分は回転方向下流側（矢印Ａ方向側）へ移動し、樹脂吐出用ノズル４６から押し出された溶融された溶着用熱可塑性材料４３が溶着部分のタイヤ外面側の凹部上に順次供給（充填）される。これにより、溶着用熱可塑性材料４３は、第１の溶着部Ｗ１の表面（一方のタイヤ半体１７Ａの一部分と他方のタイヤ半体１７Ａの一部分の双方）に溶着されることになる。
　なお、本発明の「第１の溶着部の表面」とは、一方のタイヤ構成部材（本実施形態の一方のタイヤケース１７）と他方のタイヤ構成部材（本実施形態の他方のタイヤケース１７）とを溶融して溶着させた第１の溶着部（本実施形態では第１の溶着部Ｗ１）のタイヤ外面側の表面またはタイヤ内面側の表面を意味している。本実施形態では、第１の溶着部Ｗ１のタイヤ外面側（後述するトレッドゴム層３０が接着される側）の表面が、本発明の「第１の溶着部の表面」に相当している。
　これにより、タイヤケース１７の溶融した部分と溶融された溶着用熱可塑性材料４３とが溶着され、溶着部分においては凹部が完全に消滅すると共に、図９Ｃに示すように溶融された溶着用熱可塑性材料４３によってなだらかな凸部がタイヤ外面側に形成される。なお、溶着用熱可塑性材料４３の溶着した部分が、本実施形態の第２の溶着部Ｗ２となる。この第２の溶着部Ｗ２は、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで左右対称形状である。図９において、網点で示されている溶着用熱可塑性材料４３は溶融した状態を示しており、斜線で示されている溶着用熱可塑性材料４３は固化した状態を示している。

（６）　その後、溶融状態の溶着用熱可塑性材料４３は、図９Ｄに示すように、均しローラ４８によって径方向外側から内側へ向けて順次押し付けられ、表面がほぼ平らに均される。
　このように、本実施形態のタイヤの製造方法では、一方のタイヤ半体１７Ａと他方のタイヤ半体１７Ａとを完全に溶着させてタイヤ内面側へ凸形状とし、タイヤ外面側を凹形状とした後に、さらに、溶着部分の凹状部分に溶融状態の溶着用熱可塑性材料４３を供給して盛り上げ、溶着部分の厚みを増しているので、高い接合強度が得られており、特に曲げ変形、及び引っ張りに強くなっている。

　なお、接着前のタイヤ半体１７Ａにおいて、接合部位は、アルコール等の溶剤で洗浄しておくことが好ましい。また、接着前のタイヤ半体１７Ａにおいて、溶着用熱可塑性材料４３が付着し易い様に、接合部位にコロナ処理や紫外線処理等を行っても良い。

　その後、図９Ｅに示すように、タイヤ半体１７Ａに付着した溶着用熱可塑性材料４３は固化し、一方のタイヤ半体１７Ａと他方のタイヤ半体１７Ａとが強固に接合され、２つのタイヤ半体１７Ａが完全に一体化したタイヤケース１７が得られる。
　なお、図９Ｆに示すように、溶着用熱可塑性材料４３が突出しないように溶着用熱可塑性材料４３の充填量を調整しても良く、突出した溶着用熱可塑性材料４３の表面を削り取り、溶着用熱可塑性材料４３の表面をタイヤケース１７の表面と面一にしても良い。

　なお、本実施形態では、溶着部分に対して水冷した均しローラ４８を接触させ、かつ冷却エアー噴出ノズル４５から噴出する冷却用の空気を当てることで、溶着部分を迅速に冷却固化している。溶着部分は自然冷却により固化させることも可能であるが、固化するまでに長い時間がかかると、溶着部分が変形等する場合がある。

　したがって、溶着した後の変形等を抑えるために、本実施形態では、水冷した均しローラ４８と、冷却エアー噴出ノズル４５から噴出する冷却用の空気とを用いて溶着部分の強制冷却を行っている。なお、冷却エアー噴出ノズル４５に代えて更に水冷した均しローラ４８を増設しても良い。

（７）　次に、押出機４４を退避させて、コード供給装置５６をタイヤ支持部４０の近傍に配置する。
　図６に示すように、タイヤケース１７を矢印Ａ方向に回転させ、コード供給装置５６の排出部７０から排出された加熱された補強コード２６をタイヤケース１７の外周面に螺旋状に巻き付けてクラウン部補強層２８を形成する。補強コード２６をタイヤケース１７の外周面に螺旋状に巻き付けるには、タイヤケース１７を回転しながら、コード供給装置５６をタイヤケース１７の軸方向に移動させれば良い。

　補強コード２６を第１の熱可塑性材料の融点よりも高温に加熱（例えば、補強コード２６の温度を１００～２００°Ｃ程度に加熱）することで、補強コード２６が接触した部分の第１の熱可塑性材料が溶融し、タイヤケース１７の外周面に補強コード２６の一部または全体を埋設することができる。

　本実施形態では、補強コード２６は、第１のローラ６０、及び第２のローラ６４に押圧されて第１の熱可塑性材料内部に埋設される。
　補強コード２６の埋設量は、補強コード２６の温度、補強コード２６に作用させるテンション等によって調整することができる。なお、補強コード２６に作用させるテンションは、例えば、リール５８にブレーキを掛ける、補強コード２６の搬送経路途中にテンション調整用ローラを設ける等して調整可能である。

（８）　次に、タイヤケース１７の外周面に、加硫済みの帯状のトレッドゴム層３０を１周分巻き付けてタイヤケース１７の外周面にトレッドゴム層３０を接着剤や未加硫ゴム（未加硫ゴムを用いる場合、接着するための加硫は後工程で行う。）等を用いて接着する。なお、トレッドゴム層３０は、例えば、従来知られている更生タイヤに用いられるプレキュアトレッドを用いることができる。本工程は、更生タイヤの台タイヤの外周面にプレキュアトレッドを接着する工程と同様の工程である。

　接着剤としては、トリアジンチオール系接着剤、塩化ゴム系接着剤、フェノール系樹脂接着剤、イソシアネート系接着剤、ハロゲン化ゴム系接着剤などを用いることができる。接着力を向上させるためには、接着剤を塗布した後に、ある程度乾燥させておくことが好ましい。このため、接着剤を塗布する際には、湿度７０％以下の雰囲気で行うことが好ましい。

　また、トレッドゴム層３０を接着する部位は、予めバフして表面を粗し、アルコール等の溶剤で洗浄しておくことが好ましい。また、接着前のタイヤ半体１７Ａにおいて、溶着用熱可塑性材料４３が付着し易い様に、接合部位にコロナ処理や紫外線処理等を行っても良い。

（９）　タイヤケース１７のビード部１２に、加硫済みのゴムからなるシール層２４を接着剤等を用いて接着すれば、図１に示すタイヤ１０の完成となる。
（１０）　最後に、タイヤ支持部４０の径を縮小し、完成したタイヤ１０をタイヤ支持部４０から取り外し、内部のタイヤ内面支持リング７２を曲げ変形させてタイヤ外へ取り外す。

（作用）
　次に、本実施形態のタイヤ１０の作用を説明する。
　本実施形態のタイヤ１０では、タイヤ半体１７Ａの接合部分において、一方のタイヤ半体１７Ａと他方のタイヤ半体１７Ａとを予め溶着させ、該溶着部分に更に溶着用熱可塑性材料４３を溶着させているので高い接合強度が得られている。

　なお、溶融させた第１の熱可塑性材料に対して溶融させた溶着用熱可塑性材料４３を溶着させることで、第１の熱可塑性材料に対して溶着用熱可塑性材料４３との親和性（相溶性）が高まり、第１の熱可塑性材料を溶融しない場合に比較して、第１の熱可塑性材料と溶着用熱可塑性材料４３との間で高い接合強度が得られる。例えば、図１０Ａに示すように、一方の部材１００の溶融していない端部と他方の部材１０２の溶融していない端部とを間隔を開けて配置し、図１０Ｂに示すように、端部間、及び端部周囲に溶融させた熱可塑性材料１０４を付着させて固化させた場合、接合部分の内部に部材の端部の角部分が残っているため、大きな応力が作用した場合、角部分が破壊核となって角部分から破壊し易くなる。　

　なお、本実施形態では、タイヤ半体１７Ａの端部を溶融しているが、溶着用熱可塑性材料４３を付着させて直ちに冷却しているので、第１の熱可塑性材料の劣化は抑制されている。
　本実施形態では、同一形状のタイヤ半体１７Ａを互いに向かい合わせてタイヤケース１７を形成しているため、タイヤ半体１７Ａの成形用の金型は１種類で済む。即ち、一方のタイヤ半体１７Ａと他方のタイヤ半体１７Ａで金型の形状を変えなくても左右対称のタイヤ１０を製造することができる。

　本実施形態のタイヤ１０では、トレッド部を除く略全体を第１の熱可塑性材料で形成したので、真空成形、圧空成形、インジェクション成形等で成形することができ、ゴム製の空気入りタイヤに比較して、製造工程を大幅に簡略化できる。
　本実施形態のタイヤ１０では、ビード部１２にビードコア１８を埋設しているので、従来のゴム製の空気入りタイヤと同様に、リム２０に対する嵌合強度を確保できる。

　本実施形態のタイヤ１０では、タイヤ構成材料の中で第１の熱可塑性材料の占める割合が大きいので、リサイクル性が良好である。

　第１の熱可塑性材料よりも剛性の高い補強コード２６を螺旋状に巻回することで形成されたクラウン部補強層２８をクラウン部１６に設けることで、クラウン部１６が補強され、耐パンク性、耐破壊性、周方向剛性、クリープ防止効果等が向上する。
　リム２０と接触する部分、特にはリムフランジ２２と接触する部分に、第１の熱可塑性材料よりもシール性（気密性）に優れたゴムからなるシール層２４を設けているので、従来のゴム製の空気入りタイヤと同様のシール性が得られる。

　本実施形態のタイヤ１０では、従来のゴム製の空気入りタイヤのトレッドに用いられているゴムと同種のゴムからなるトレッドゴム層３０を供えているので、従来のゴム製の空気入りタイヤと同等の耐摩耗性、グリップ等が得られる。
　なお、本実施形態のタイヤケース１７は、２つのタイヤ半体１７Ａを接合して形成したが、３つの部材から構成する場合、タイヤケース１７は、一方のサイド部１４、他方のサイド部１４、及び略円筒状のクラウン部１６の３部材に分けることが出来る。これらを接合する際も、本実施形態と同様にして溶着することができる。なお、サイド部１４とクラウン部１６との接合部分は、路面と接地しない部位に配置することが好ましい。

［その他の実施形態］
　上記実施形態では、タイヤ半体１７Ａのタイヤ赤道面側の端部が鋭角形状であったが、該端部は溶着時に熱鏝４７によって溶融させてしまうので、他の形状であっても良い。
　上記実施形態では、一方のタイヤ半体１７Ａの端部形状と他方のタイヤ半体１７Ａの端部形状とがタイヤ赤道面ＣＬを挟んで左右対称形状であったが、場合によっては非対称形状としても良い。タイヤ半体１７Ａの端部は、上記実施形態で説明した形状に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

　上記実施形態では、加硫済みの帯状のトレッドゴム層３０をタイヤケース１７の外周面に１周分巻き付けてトレッド部を形成したが、図１１に示すように、予め円環状に形成した加硫済みのトレッドゴム層３０を、タイヤケース１７の軸方向から挿入してタイヤケース１７と円環状に形成した加硫済みのトレッドゴム層３０とを接着剤等を用いて接着することも出来る。

　上記実施形態では、補強コード２６の材質がスチールであったが、有機繊維等であっても良い。補強コード２６が有機繊維である場合、補強コード２６自身を加熱せず、又は加熱しつつタイヤケース１７の外周部の外表面を加熱して溶融させながら補強コード２６を巻き付けることが出来、外表面を加熱する方が接合の観点で好ましい。

　また、この場合も、接合面を、接合前に加熱（熱風を当てたり、熱ロールを転がす等）することが好ましい。
　なお、クラウン部補強層２８は、補強コード２６を螺旋状に巻回して形成することが製造上容易だが、タイヤ幅方向でコードを不連続としても良い。

　タイヤ半体１７Ａの端部を溶融させるために、上記実施形態では図に示す形状の熱鏝４７を用いたが、タイヤ半体１７Ａの端部を溶融できれば熱鏝４７の形状は上記実施形態のものに限定されず、タイヤ半体１７Ａの端部を溶融できるものでれば熱鏝４７以外の別部材を用いても良い。

　上記実施形態では、一方のタイヤ半体１７Ａと他方のタイヤ半体１７Ａとの溶着部分に対し、溶着用熱可塑性材料４３をタイヤ外面側から溶着したが、タイヤ内面側から溶着しても良い。

　上記実施形態では、タイヤケース１７を同一形状の二つのタイヤ半体１７Ａを組み合わせて構成したが、タイヤケース１７は各々形状の異なる３以上のタイヤ構成部材で構成しても良い。

　上記実施形態では、第１の溶着部Ｗ１及び第２の溶着部Ｗ２の位置がタイヤ赤道面ＣＬ上に設けられていたが、タイヤ構成部材の形状によっては、第１の溶着部Ｗ１及び第２の溶着部Ｗ２の位置がタイヤ赤道面ＣＬ上でなくても良い。

Claims

　熱可塑性材料で形成される一方のタイヤ構成部材及び他方のタイヤ構成部材と、
　前記一方のタイヤ構成部材の一部分と前記他方のタイヤ構成部材の一部分とを互い溶融して溶着した第１の溶着部と、
　前記第１の溶着部の表面に溶着用の熱可塑性材料を溶着して形成した第２の溶着部と、
　を有するタイヤ。
　前記第２の溶着部の前記溶着用の熱可塑性材料が、前記第１の溶着部における前記一方のタイヤ構成部材の一部分と前記他方のタイヤ構成部材の一部分の双方に溶着している、請求項１に記載のタイヤ。
　前記第１の溶着部は前記一方のタイヤ構成部材と前記他方のタイヤ構成部材で構成されるタイヤ内面側に設けられ、前記第２の溶着部はタイヤ外面側に設けられている、請求項１または請求項２に記載のタイヤ。
　前記第１の溶着部は前記一方のタイヤ構成部材と前記他方のタイヤ構成部材で構成されるタイヤ内面側が凸状、タイヤ外面側が凹状とされ、前記第１の溶着部の凹状部分に前記溶着用の熱可塑性材料が充填されて前記第２の溶着部を構成している、請求項３に記載のタイヤ。
　前記一方のタイヤ構成部材はタイヤ赤道面を挟んでタイヤ一方側を構成し、
　前記他方のタイヤ構成部材はタイヤ赤道面を挟んでタイヤ他方側を構成し、
　前記第１の溶着部、及び前記第２の溶着部はタイヤ赤道面上に設けられている、請求項１～請求項４の何れか１項に記載のタイヤ。
　前記第１の溶着部、及び前記第２の溶着部は、タイヤ赤道面を挟んで左右対称形状である、請求項５に記載のタイヤ。
　前記一方のタイヤ構成部材、及び前記他方のタイヤ構成部材を形成する前記熱可塑性材料と、前記溶着用の熱可塑性材料とは、同種の熱可塑性材料である、請求項１～請求項６の何れか１項に記載のタイヤ。