JP6517073B2 - タイヤ - Google Patents
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Description
本発明は、タイヤに係り、特にタイヤ骨格部材が樹脂材料を用いて形成されたタイヤに関する。
近年では、軽量化や成型の容易さ、リサイクルのしやすさから、樹脂材料（例えば、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーなど）をタイヤ材料として用いることが求められている。
特許文献１には、樹脂製のタイヤ骨格部材の平坦なクラウン部にゴムで被覆した補強コードで形成される補強層とゴム製のトレッドを配設したタイヤが開示されている。
ところで、特許文献１に開示されたタイヤでは、樹脂製のタイヤ骨格部材とゴムを含む補強層との間に剛性差があり、コーナリングなどでタイヤ幅方向の力がトレッドに入力されると、補強層を構成するゴムがトレッドに追従して弾性変形し、補強層がタイヤ骨格部材に対してタイヤ幅方向に動く。このため、タイヤ幅方向の入力の大きさによっては、タイヤ骨格部材と補強層との間に過剰な剥離力が生じるおそれがある。
本発明は、上記事実を考慮して成されたものであり、タイヤ幅方向の入力に対し、ゴムを含む補強層と樹脂材料で形成されたタイヤ骨格部材との間に生じる過剰な剥離力を抑制できるタイヤを提供することを課題とする。
本発明の第１態様のタイヤは、ビード部と、前記ビード部のタイヤ径方向外側に連なるサイド部と、前記サイド部のタイヤ幅方向内側に連なるクラウン部と、を備え、樹脂材料で形成された環状のタイヤ骨格部材と、前記クラウン部のタイヤ径方向外側に設けられ、タイヤ幅方向と交差する方向に延びる補強コードをゴム被覆して形成された補強層と、前記クラウン部の前記補強層を挟んでタイヤ幅方向両側にそれぞれ形成され、タイヤ径方向外側に突出し、タイヤ幅方向内側の突壁面に前記補強層の側面が接する突出部と、を有している。
第１態様のタイヤでは、クラウン部の補強層を挟んでタイヤ幅方向両側にそれぞれ突出部を形成し、これらの突出部の突壁面に補強層の側面をそれぞれ接触させている。このため、上記タイヤでは、例えば、補強層が平坦なクラウン部上に設けられる構成と比べて、タイヤ幅方向の入力に対し、補強層を構成するゴム（補強コードを被覆するゴム）の弾性変形による補強層のタイヤ幅方向の動きを抑制することができる。
これにより、タイヤ幅方向の入力に対し、ゴムを含む補強層と樹脂材料で形成されたタイヤ骨格部材との間に生じる過剰な剥離力を抑制することができる。
これにより、タイヤ幅方向の入力に対し、ゴムを含む補強層と樹脂材料で形成されたタイヤ骨格部材との間に生じる過剰な剥離力を抑制することができる。
本発明の第２態様のタイヤは、第１態様のタイヤにおいて、前記突出部は、タイヤ周方向に沿って延びて環状とされている。
第２態様のタイヤでは、突出部をタイヤ周方向に沿って延びる環状としているので、補強層のタイヤ幅方向の動きをさらに抑制することができる。
本発明の第３態様のタイヤは、第１態様又は第２態様のタイヤにおいて、前記突出部の高さは、前記補強層の厚み以下の高さである。
第３態様のタイヤでは、突出部の高さを補強層の厚み以下の高さとしているので、例えば、突出部の高さを補強層の厚みを超えた高さとする構成と比べて、クラウン部の突出部に対応する部位で局部的に剛性が高くなるのを抑制できる。
本発明の第４態様のタイヤは、第３態様のタイヤにおいて、前記突出部の高さは、前記補強層の内周面から前記補強コードのタイヤ径方向内側の端部までのタイヤ径方向に沿った長さを超える高さである。
第４態様のタイヤでは、突出部の高さを補強層の内周面から補強コードのタイヤ径方向内側の端部までのタイヤ径方向に沿った長さを超える高さとしているので、タイヤ幅方向の入力に対し、補強層を構成するゴムの弾性変形による補強コードの動きを抑制することができる。これにより、タイヤ幅方向の入力に対し、タイヤ骨格部材と補強層との間に生じる過剰な剥離力を効果的に抑制することができる。
本発明の第５態様のタイヤは、第１態様〜第４態様の何れか一態様のタイヤにおいて、前記補強層は、ゴム被覆された前記補強コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回して形成されている。
第５態様のタイヤでは、タイヤ幅方向両側の突出部間にゴム被覆された補強コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回して補強層を形成しているので、クラウン部のタイヤ周方向剛性が向上する。
本発明の第６態様のタイヤは、第５態様のタイヤにおいて、前記クラウン部をタイヤ径方向外側から見て、前記突壁面がタイヤ周方向に対し前記補強コードと同じ方向に傾斜している。
第６態様のタイヤでは、突壁面をタイヤ周方向に対し補強コードと同じ方向に傾斜させているため、突壁面と補強コードとの間の間隔（言い換えると、ゴム厚）が略均等となる。このため、上記タイヤでは、例えば、突壁面がタイヤ周方向に対し補強コードと異なる方向に傾斜しているものと比べて、タイヤ幅方向の入力に対し、補強層を構成するゴムの弾性変形による補強コードの動きを抑制する効果が増す。これにより、タイヤ幅方向の入力に対し、タイヤ骨格部材と補強層との間に生じる過剰な剥離力を効果的に抑制することができる。
本発明の第７態様のタイヤは、第１態様〜第６態様の何れか一態様のタイヤにおいて、複数本の被覆コードをゴム被覆して形成され、前記ビード部から前記サイド部へ延びて前記サイド部の外面を覆う被覆層を有する。
第７態様のタイヤでは、複数本の被覆コードをゴム被覆して形成された被覆層でサイド部の外面を覆うため、例えば、被覆層でサイド部の外面を覆わない構成と比べて、サイド部の耐カット性及び耐候性が向上する。
以上説明したように、本発明は、タイヤ幅方向の入力に対し、樹脂材料で形成されたタイヤ骨格部材とゴムを含む補強層との間に生じる過剰な剥離力を抑制することができるタイヤを提供することができる。
以下、本発明の一実施形態に係るタイヤについて図面を基に説明する。
なお、図面において、矢印ＴＷはタイヤ幅方向を示し、矢印ＴＲはタイヤ径方向（タイヤ回転軸（不図示）と直交する方向）を示し、矢印ＴＣはタイヤ周方向を示している。また、以下では、タイヤ径方向に沿ってタイヤ回転軸に近い側を「タイヤ径方向内側」、タイヤ径方向に沿ってタイヤ回転軸に遠い側を「タイヤ径方向外側」と記載する。一方、タイヤ幅方向に沿ってタイヤ赤道面ＣＬに近い側を「タイヤ幅方向内側」、その反対側、すなわち、タイヤ幅方向に沿ってタイヤ赤道面ＣＬに遠い側を「タイヤ幅方向外側」と記載する。
また、タイヤの各部位の寸法測定方法は、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）が発行する２０１５年度版ＹＥＡＲ ＢＯＯＫに記載の方法による。
なお、図面において、矢印ＴＷはタイヤ幅方向を示し、矢印ＴＲはタイヤ径方向（タイヤ回転軸（不図示）と直交する方向）を示し、矢印ＴＣはタイヤ周方向を示している。また、以下では、タイヤ径方向に沿ってタイヤ回転軸に近い側を「タイヤ径方向内側」、タイヤ径方向に沿ってタイヤ回転軸に遠い側を「タイヤ径方向外側」と記載する。一方、タイヤ幅方向に沿ってタイヤ赤道面ＣＬに近い側を「タイヤ幅方向内側」、その反対側、すなわち、タイヤ幅方向に沿ってタイヤ赤道面ＣＬに遠い側を「タイヤ幅方向外側」と記載する。
また、タイヤの各部位の寸法測定方法は、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）が発行する２０１５年度版ＹＥＡＲ ＢＯＯＫに記載の方法による。
＜第１実施形態＞
図１に示されるように、第１実施形態のタイヤ１０は、内部に空気を充填して用いる空気入りタイヤであり、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。
図１に示されるように、第１実施形態のタイヤ１０は、内部に空気を充填して用いる空気入りタイヤであり、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。
本実施形態のタイヤ１０は、タイヤ１０の骨格部分となるタイヤ骨格部材１７を備えている。タイヤ骨格部材１７は、樹脂材料を環状に形成したものである。このタイヤ骨格部材１７は、タイヤ幅方向に間隔をあけて配置された一対のビード部１２と、ビード部１２のタイヤ径方向外側に連なるサイド部１４と、サイド部１４のタイヤ幅方向内側に連なり、各々のサイド部１４のタイヤ径方向外側端同士を繋ぐクラウン部１６と、を含んで構成されている。
なお、タイヤ骨格部材１７の周方向、幅方向、径方向は、それぞれタイヤ周方向、タイヤ幅方向、タイヤ径方向に対応している。
なお、タイヤ骨格部材１７の周方向、幅方向、径方向は、それぞれタイヤ周方向、タイヤ幅方向、タイヤ径方向に対応している。
タイヤ骨格部材１７は、樹脂材料を主原料として形成されている。この樹脂材料には、加硫ゴムは含まれない。樹脂材料としては、熱可塑性樹脂（熱可塑性エラストマーを含む）、熱硬化性樹脂、及びその他の汎用樹脂のほか、エンジニアリングプラスチック（スーパーエンジニアリングプラスチックを含む）等が挙げられる。
熱可塑性樹脂（熱可塑性エラストマーを含む）とは、温度上昇と共に材料が軟化、流動し、冷却すると比較的硬く強度のある状態になる高分子化合物をいう。本明細書では、このうち、温度上昇と共に材料が軟化、流動し、冷却すると比較的硬く強度のある状態になり、かつ、ゴム状弾性を有する高分子化合物を熱可塑性エラストマーとし、温度上昇と共に材料が軟化、流動し、冷却すると比較的硬く強度のある状態になり、かつ、ゴム状弾性を有しない高分子化合物をエラストマーでない熱可塑性樹脂として、区別する。
熱可塑性樹脂（熱可塑性エラストマーを含む）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）、及び、動的架橋型熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）、ならびに、ポリオレフィン系熱可塑性樹脂、ポリスチレン系熱可塑性樹脂、ポリアミド系熱可塑性樹脂、及び、ポリエステル系熱可塑性樹脂等が挙げられる。
また、上記の熱可塑性材料としては、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℃以上、ＪＩＳ Ｋ７１６１に規定される引張降伏強さが１０ＭＰａ以上、同じくＪＩＳ Ｋ７１６１に規定される引張破壊伸びが５０％以上、ＪＩＳ Ｋ７２０６に規定されるビカット軟化温度（Ａ法）が１３０℃以上であるものを用いることができる。
熱硬化性樹脂とは、温度上昇と共に３次元的網目構造を形成し、硬化する高分子化合物をいう。熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂等が挙げられる。
なお、樹脂材料には、既述の熱可塑性樹脂（熱可塑性エラストマーを含む）及び熱硬化性樹脂のほか、（メタ）アクリル系樹脂、ＥＶＡ樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂等の汎用樹脂を用いてもよい。
なお、タイヤ骨格部材１７は、単一の樹脂材料で形成されても、タイヤ骨格部材１７の各部位（ビード部１２、サイド部１４、クラウン部１６など）毎に異なる特徴を有する樹脂材料で形成されてもよい。また、本実施形態では、タイヤ骨格部材１７を熱可塑性樹脂で形成している。
図１に示されるように、ビード部１２は、被覆ゴム２４を介して標準リム（図示省略）に嵌合する部位であり、内部にタイヤ周方向に沿って延びる環状のビードコア１８が埋設されている。ビードコア１８は、金属コード（例えば、スチールコード）、有機繊維コード、樹脂被覆した有機繊維コード、または硬質樹脂などのビードコード（不図示）で構成されている。なお、ビードコア１８に関しては、ビード部１２の剛性を十分に確保できれば省略してもよい。
サイド部１４は、タイヤ１０の側部を構成する部位であり、ビード部１２からクラウン部１６に向ってタイヤ幅方向外側に凸となるように緩やかに湾曲している。
クラウン部１６は、タイヤ径方向外側に配設される後述するトレッド３０を支持する部位であり、外周面のうち後述するタイヤ幅方向両側の突出部３２間に対応する部位が平坦状とされている。
クラウン部１６のタイヤ径方向外側には、補強層２８が配設されている。この補強層２８は、ゴム被覆（ゴム２７で被覆）された補強コード２６をタイヤ周方向に螺旋状に巻回して形成されている。言い換えると、補強層２８は、補強コード２６をゴム２７で被覆して形成された補強コード部材２５をタイヤ周方向に螺旋状に巻回して形成されている。なお、図２では、補強コード２６を被覆するゴムを符号２７で示している。また、補強コード２６を被覆するゴム２７は、外形が略矩形とされている。なお、本実施形態の補強層２８は、本発明における補強層の一例である。
補強層２８のタイヤ径方向外側には、トレッド３０が配設されている。このトレッド３０は、補強層２８を覆っている。また、トレッド３０には、路面との接地面にトレッドパターン（図示省略）が形成されている。
また、タイヤ骨格部材１７には、サイド部１４の外面からビード部１２の内面に亘って被覆ゴム２４が配設されている。この被覆ゴム２４を構成するゴム材としては、タイヤ骨格部材１７よりも耐候性及び標準リムとのシール性が高いゴム材を用いている。なお、本実施形態では、タイヤ骨格部材１７の外面がすべてトレッド３０と被覆ゴム２４とによって覆われている。
次に突出部３２について詳細に説明する。
図１及び図３に示されるように、突出部３２は、クラウン部１６の補強層２８を挟んでタイヤ幅方向両側にそれぞれ形成されている。また、突出部３２は、クラウン部１６の外周面からタイヤ径方向外側に向かって突出した部位であり、タイヤ周方向に連続して形成されている。またさらに、突出部３２は、断面形状が略矩形とされている。これらの突出部３２間には、補強層２８の少なくとも内周部２８Ａが配置されており、タイヤ幅方向内側の突壁面３２Ａに補強層２８の側面２８Ｂが接している。なお、本実施形態の補強層２８の側面２８Ｂは、補強コード２６を被覆するゴム２７によって形成されている。
図１及び図３に示されるように、突出部３２は、クラウン部１６の補強層２８を挟んでタイヤ幅方向両側にそれぞれ形成されている。また、突出部３２は、クラウン部１６の外周面からタイヤ径方向外側に向かって突出した部位であり、タイヤ周方向に連続して形成されている。またさらに、突出部３２は、断面形状が略矩形とされている。これらの突出部３２間には、補強層２８の少なくとも内周部２８Ａが配置されており、タイヤ幅方向内側の突壁面３２Ａに補強層２８の側面２８Ｂが接している。なお、本実施形態の補強層２８の側面２８Ｂは、補強コード２６を被覆するゴム２７によって形成されている。
図２に示されるように、突出部３２の高さＨは、補強層２８の厚みＴ以下でかつ、補強層２８の内周面から補強コード２６のタイヤ径方向内側の端部２６Ａまでのタイヤ径方向に沿った長さＬ１を超える高さに設定されている。なお、ここでいう、突出部３２の高さとは、クラウン部１６の平坦な外周面からのタイヤ径方向に沿った長さを指す。
また、本実施形態では、突出部３２の高さＨを補強層２８の内周面から補強コード２６の中心までのタイヤ径方向に沿った長さＬ２を超える高さに設定している。
また、本実施形態では、突出部３２の高さＨを補強層２８の内周面から補強コード２６の中心までのタイヤ径方向に沿った長さＬ２を超える高さに設定している。
図３に示されるように、クラウン部１６をタイヤ径方向外側から見て、突出部３２の突壁面３２Ａは、タイヤ周方向に対し補強コード２６と同じ方向に傾斜している。具体的には、突壁面３２Ａは、タイヤ周方向に対し補強コード２６と同じ方向に傾斜し、補強層２８の側面２８Ｂが接する傾斜部３３と、傾斜部３３に対してタイヤ幅方向に段差状に形成された段差部３４とを含んで構成されている。この段差部３４には、補強層２８の補強コード２６の端部（巻き始め端又は巻き終わり端）が直接又はゴム２７を介して接している。
また、図２に示されるように、突出部３２の突壁面３２Ａは、タイヤ径方向に沿ってそれぞれ延びている。言い換えると、突壁面３２Ａは、クラウン部１６の外周面に対して略垂直とされている。なお、本発明はこの構成に限定されず、突壁面３２Ａは、タイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側へ向かいタイヤ幅方向外側へ徐々に傾斜する構成でもよく、タイヤ幅方向外側へ階段状に傾斜する構成でもよい。
なお、本実施形態では、タイヤ１０を構成する樹脂材料とゴムとが接着剤を用いて接合されている。具体的には、タイヤ骨格部材１７と補強層２８を構成するゴム２７とが接着剤を用いて接合され、タイヤ骨格部材１７とトレッド３０とが接着剤を用いて接着されている。また、タイヤ骨格部材１７と被覆ゴム２４も同様に接着剤を用いて接着されている。
次に、本実施形態のタイヤ１０の製造方法の一例を説明する。
まず、骨格形成工程について説明する。
骨格形成工程では、樹脂材料を射出成形してタイヤ骨格部材１７をクラウン部１６で半分に分割したタイヤ骨格半体（図示省略）を一対形成する。この射出成形時にタイヤ骨格半体の分割されたクラウン部１６に片方の突出部３２を形成する。なお、タイヤ骨格半体の射出成形は、あらかじめ形成したビードコア１８を成形型内の所定位置に配置した状態で行われる。このため、成形されたタイヤ骨格半体のビード部１２にはビードコア１８が埋設されている。
骨格形成工程では、樹脂材料を射出成形してタイヤ骨格部材１７をクラウン部１６で半分に分割したタイヤ骨格半体（図示省略）を一対形成する。この射出成形時にタイヤ骨格半体の分割されたクラウン部１６に片方の突出部３２を形成する。なお、タイヤ骨格半体の射出成形は、あらかじめ形成したビードコア１８を成形型内の所定位置に配置した状態で行われる。このため、成形されたタイヤ骨格半体のビード部１２にはビードコア１８が埋設されている。
次に、一対のタイヤ骨格半体同士を熱溶着により接合してタイヤ骨格部材１７を形成する。
その後、被覆ゴム２４となる未加硫被覆ゴムをタイヤ骨格部材１７のサイド部１４の外面からビード部１２の内面に亘って貼り付ける。これにより、未加硫被覆ゴム付きのタイヤ骨格部材１７が形成される。
なお、本実施形態では、タイヤ骨格半体を一対形成し、一対のタイヤ骨格半体同士を接合することでタイヤ骨格部材１７を形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、タイヤ骨格部材１７を３以上の部位（ビード部１２、サイド部１４、クラウン部１６など）に分割して形成し、分割した部位同士を接合してタイヤ骨格部材１７を形成してもよい。また、タイヤ骨格部材１７を分割せずに形成してもよい。
次に、補強層形成工程について説明する。
この補強層形成工程では、図４に示されるように、クラウン部１６のタイヤ幅方向両側の突出部３２（以下、適宜「両突出部３２」と記載する。）間にゴム２７となる未加硫のゴム２７Ｇで被覆された補強コード２６を螺旋状に巻き付けて未加硫の補強層２８Ｇを形成する。言い換えると、補強層２８Ｇは、補強コード２６をゴム２７Ｇで被覆して形成された未加硫の補強コード部材２５Ｇをクラウン部１６の両突出部３２間にタイヤ周方向に螺旋状に巻回して形成されている。なお、未加硫の補強コード部材２５Ｇは、加硫後に補強コード部材２５となる。
具体的には、まず、補強コード部材２５Ｇの一端部を巻き始めの端部として突出部３２の突壁面３２Ａの段差部３４（図３参照）に当接させた状態で、補強コード部材２５Ｇの側面を傾斜部３３に当接させながら補強コード部材２５Ｇを一周分巻く。その後、一周分巻いた部分に次に巻く部分を当接させながら補強コード部材２５Ｇを突出部３２の底面に螺旋状に巻き付けていく。そして、補強コード部材２５Ｇの巻き終わり側に位置する突壁面３２Ａの傾斜部３３に、補強コード部材２５Ｇの側面を当接させながら補強コード部材２５Ｇを一周分巻いて補強コード部材２５Ｇの他端部を巻き終わりの端部として段差部３４に当接させる。このようにして未加硫の補強層２８Ｇが形成される。
この補強層形成工程では、図４に示されるように、クラウン部１６のタイヤ幅方向両側の突出部３２（以下、適宜「両突出部３２」と記載する。）間にゴム２７となる未加硫のゴム２７Ｇで被覆された補強コード２６を螺旋状に巻き付けて未加硫の補強層２８Ｇを形成する。言い換えると、補強層２８Ｇは、補強コード２６をゴム２７Ｇで被覆して形成された未加硫の補強コード部材２５Ｇをクラウン部１６の両突出部３２間にタイヤ周方向に螺旋状に巻回して形成されている。なお、未加硫の補強コード部材２５Ｇは、加硫後に補強コード部材２５となる。
具体的には、まず、補強コード部材２５Ｇの一端部を巻き始めの端部として突出部３２の突壁面３２Ａの段差部３４（図３参照）に当接させた状態で、補強コード部材２５Ｇの側面を傾斜部３３に当接させながら補強コード部材２５Ｇを一周分巻く。その後、一周分巻いた部分に次に巻く部分を当接させながら補強コード部材２５Ｇを突出部３２の底面に螺旋状に巻き付けていく。そして、補強コード部材２５Ｇの巻き終わり側に位置する突壁面３２Ａの傾斜部３３に、補強コード部材２５Ｇの側面を当接させながら補強コード部材２５Ｇを一周分巻いて補強コード部材２５Ｇの他端部を巻き終わりの端部として段差部３４に当接させる。このようにして未加硫の補強層２８Ｇが形成される。
上記補強層形成工程では、突出部３２の一方の突壁面３２Ａに未加硫の補強コード部材２５Ｇの側面を当接させながら巻き始め、他方の突壁面３２Ａに補強コード部材２５Ｇの側面を当接させながら巻き終わる構成としているため、補強層形成工程後の未加硫の補強層２８Ｇの位置決め精度が向上する。
また、補強層２８Ｇの少なくとも内周部が両突出部３２間に配置されるため、後述する加硫工程において突壁面３２Ａが堤防となり、未加硫のゴム２７Ｇが突壁面３２Ａよりもタイヤ幅方向外側へ流れ出るのが抑制される。特に本実施形態では、突壁面３２Ａをタイヤ径方向に延ばしていることから、ゴム２７Ｇが突壁面３２Ａよりもタイヤ幅方向外側へ流れ出るのを効果的に抑制することができる。これにより、加硫後の補強層２８内の補強コード２６の配置間隔を均一に近づけることができる。
また、補強層２８Ｇの少なくとも内周部が両突出部３２間に配置されるため、後述する加硫工程において突壁面３２Ａが堤防となり、未加硫のゴム２７Ｇが突壁面３２Ａよりもタイヤ幅方向外側へ流れ出るのが抑制される。特に本実施形態では、突壁面３２Ａをタイヤ径方向に延ばしていることから、ゴム２７Ｇが突壁面３２Ａよりもタイヤ幅方向外側へ流れ出るのを効果的に抑制することができる。これにより、加硫後の補強層２８内の補強コード２６の配置間隔を均一に近づけることができる。
次に、トレッド配置工程について説明する。このトレッド配置工程では、トレッド３０となる未加硫トレッドゴム（図示省略）を未加硫の補強層２８Ｇのタイヤ径方向外側に配置する。具体的には、タイヤ一周分の帯状の未加硫トレッドゴムを、タイヤ骨格部材１７の外周に巻き付ける。
次に、加硫工程について説明する。この加硫工程では、タイヤ骨格部材１７に接着された未加硫のゴム２７Ｇ、未加硫トレッドゴム及び未加硫被覆ゴムを加硫する。具体的には、タイヤ骨格部材１７を加硫装置にセットして、未加硫のゴム２７、未加硫トレッドゴム及び未加硫被覆ゴムを所定温度で所定時間加熱して加硫する。これにより、未加硫のゴム２７Ｇ、未加硫被覆ゴム及び未加硫トレッドゴムが加硫されて最終製品の加硫度に至る。
次に、加硫済みのタイヤ１０を加硫装置から取り出す。これにより、タイヤ１０が完成する。
なお、本実施形態に係るタイヤの製造方法での各工程の順序は、適宜変更することが可能である。例えば、タイヤ骨格部材１７に未加硫被覆ゴムを貼り付ける前に、クラウン部１６に補強層２８を配置し、補強層２８上に未加硫トレッドゴムを配置してもよい。また、一対のタイヤ半体同士を接合する前に、タイヤ半体に未加硫被覆ゴムを貼り付ける構成としてもよい。
次に、本実施形態のタイヤ１０の作用効果について説明する。
タイヤ１０では、クラウン部１６の補強層２８を挟んでタイヤ幅方向両側にそれぞれ突出部３２を形成し、これらの突出部３２の突壁面３２Ａに補強層２８の側面２８Ｂをそれぞれ接触させている。言い換えると、両突壁面３２Ａで補強層２８をタイヤ幅方向両側から拘束している。このため、タイヤ１０では、例えば、補強層２８が平坦なクラウン部１６上に設けられる構成と比べて、コーナリングなどで生じるタイヤ幅方向の入力に対し、補強層２８を構成するゴム２７の弾性変形による補強層２８のタイヤ骨格部材１７に対するタイヤ幅方向の動きを抑制することができる。これにより、タイヤ１０では、タイヤ幅方向の入力に対し、ゴム２７を含む補強層２８と樹脂材料で形成されたタイヤ骨格部材１７との間に生じる過剰な剥離力を抑制することができる。
タイヤ１０では、クラウン部１６の補強層２８を挟んでタイヤ幅方向両側にそれぞれ突出部３２を形成し、これらの突出部３２の突壁面３２Ａに補強層２８の側面２８Ｂをそれぞれ接触させている。言い換えると、両突壁面３２Ａで補強層２８をタイヤ幅方向両側から拘束している。このため、タイヤ１０では、例えば、補強層２８が平坦なクラウン部１６上に設けられる構成と比べて、コーナリングなどで生じるタイヤ幅方向の入力に対し、補強層２８を構成するゴム２７の弾性変形による補強層２８のタイヤ骨格部材１７に対するタイヤ幅方向の動きを抑制することができる。これにより、タイヤ１０では、タイヤ幅方向の入力に対し、ゴム２７を含む補強層２８と樹脂材料で形成されたタイヤ骨格部材１７との間に生じる過剰な剥離力を抑制することができる。
また、タイヤ１０では、突出部３２をタイヤ周方向に沿って延びる環状としているので、補強層２８のタイヤ幅方向の動きをさらに抑制することができる。
さらに、タイヤ１０では、突出部３２の高さＨを、補強層２８の厚みＴ以下の高さに設定していることから、例えば、突出部３２の高さＨを補強層２８の厚みＴを超えた高さとする構成と比べて、クラウン部１６の突出部３２に対応する部位で局部的に剛性が高くなるのを抑制できる。一方、突出部３２の高さＨを、補強層２８の内周面から補強コード２６のタイヤ径方向内側の端部２６Ａまでのタイヤ径方向に沿った長さＬ１を超える高さに設定していることから、タイヤ幅方向の入力に対し、補強層２８を構成するゴム２７の弾性変形による補強コード２６の動きを抑制することができる。これにより、タイヤ幅方向の入力に対し、タイヤ骨格部材１７と補強層２８との間に生じる過剰な剥離力を効果的に抑制することができる。特に本実施形態では、突出部３２の高さＨを補強層２８の内周面から補強コード２６の中心までのタイヤ径方向に沿った長さＬ２を超える高さに設定しているので、タイヤ幅方向の入力に対し、補強コード２６の動きをより効果的に抑制できる。
タイヤ１０では、ゴム被覆された補強コード２６（言い換えると、補強コード部材２５）をクラウン部１６の両突出部３２間にタイヤ周方向に螺旋状に巻回して補強層２８を形成しているので、クラウン部１６のタイヤ周方向剛性が向上する。また、ゴム被覆された補強コード２６によって形成される補強層２８のたが効果によって、タイヤ転動時におけるクラウン部１６の径成長（クラウン部１６がタイヤ径方向に膨らむ現象）が抑制される。
また、タイヤ１０では、突壁面３２Ａの傾斜部３３をタイヤ周方向に対し補強コード２６と同じ方向に傾斜させているため、傾斜部３３と補強コード２６との間の間隔（言い換えると、ゴム２７の厚み）Ｓが略均等となる。このため、タイヤ１０では、例えば、突壁面３２Ａがタイヤ周方向に対し補強コード２６と異なる方向に傾斜しているものと比べて、タイヤ幅方向の入力に対し、補強コード２６の動きを抑制する効果が増す。これにより、タイヤ幅方向の入力に対し、タイヤ骨格部材１７と補強層２８との間に生じる過剰な剥離力をさらに効果的に抑制することができる。
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るタイヤについて説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を適宜省略する。
次に、本発明の第２実施形態に係るタイヤについて説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を適宜省略する。
図５に示されるように、本実施形態のタイヤ４０は、突出部４２の高さＨを補強層２８の厚みＴと同じ値の高さに設定している点を除いて、第１実施形態のタイヤ１０と同一の構成である。
次に、本実施形態のタイヤ４０の作用効果について説明する。なお、第１実施形態のタイヤ１０と同様の構成で得られる作用効果については説明を省略する。
タイヤ４０では、突出部４２の高さＨを補強層２８の厚みＴと同じ値の高さに設定していることから、突出部４２の頂面と補強層２８の外周面とが面一とされている。このため、コーナリングなどで生じるタイヤ幅方向の入力に対し、補強層２８のタイヤ幅方向の動きを効果的に抑制することができる。また、加硫工程において未加硫のゴム２７Ｇが突壁面４２Ａよりもタイヤ幅方向外側へ流れ出るのをさらに抑制できる。
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係るタイヤについて説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を適宜省略する。
次に、本発明の第３実施形態に係るタイヤについて説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を適宜省略する。
図６に示されるように、本実施形態のタイヤ５０は、補強層５２及び突出部５８の構成を除いて、第１実施形態のタイヤ１０と同一の構成である。なお、本実施形態の補強層５２は、本発明における補強層の一例である。
補強層５２は、複数枚（本実施形態では２枚）の補強プライ５４を重ねて構成されている。これらの補強プライ５４は、タイヤ幅方向に対して斜めに延びる補強コード５６をタイヤ周方向に間隔をあけて複数本並べると共に複数本の補強コード５６をゴム被覆して形成されている。また、互いに重ね合わせた補強プライ５４は、各々の補強コード５６がタイヤ周方向に対して逆向きに傾斜している。
なお、図６では、補強コード５６を被覆するゴムを符号５７で示し、２枚の補強プライ５４をタイヤ径方向内側から順に符号５４Ａ，５４Ｂで示している。また、補強コード５６を被覆するゴム５７は、外形がタイヤ幅方向を長手方向とする略長方形とされている。
また、本実施形態では、互いに重ね合わせた補強プライ５４Ａ、５４Ｂの幅（タイヤ幅方向に沿った幅）が略同一とされている。また、補強層５２の幅はタイヤ周方向に沿って略同一とされている。
突出部５８は、突壁面５８Ａがタイヤ周方向に沿って延びかつ両突壁面５８Ａ間の間隔（タイヤ幅方向に沿った長さ）が略一定とされている点以外は、第１実施形態の突出部３２と同一の構成である。両突出部５８間には、補強層５２の内周部５２Ａが配置されている。具体的には、両突出部５８間には、補強プライ５４Ｂの補強コード５６の少なくともタイヤ径方向の内側部分が配置されている。
次に、本実施形態のタイヤ５０の製造方法について説明する。
なお、本実施形態のタイヤ５０の製造方法には、第１実施形態のタイヤ１０の製造方法の補強層形成工程以外の工程を用いることができるため、以下では、タイヤ５０の補強層形成工程について説明する。
なお、本実施形態のタイヤ５０の製造方法には、第１実施形態のタイヤ１０の製造方法の補強層形成工程以外の工程を用いることができるため、以下では、タイヤ５０の補強層形成工程について説明する。
本実施形態の補強層形成工程では、タイヤ骨格部材１７のクラウン部１６に補強層５２となる未加硫の補強層５２Ｇを形成する。まず、図８に示されるように、複数本の補強コード５６を一方向に間隔をあけて並べると共に未加硫状態のゴム５７Ｇで被覆して有端帯状の未加硫の補強プライ５４Ｇを２枚形成する。なお、ここでいう、補強プライ５４Ｇの一方向は、補強プライ５４Ｇの長手方向と同義である。また、補強コード５６は、補強プライ５４Ｇの幅方向に対して斜めに延びるようにゴム５７Ｇ中に埋設される。さらに、補強プライ５４Ｇの幅は、両突出部５８間の間隔に対応した幅となるように形成する。
次に、クラウン部１６の両突出部５８間に一枚目の補強プライ５４Ｇを巻き付けて長手方向の両端部を突き合せる。次に、一枚目の補強プライ５４Ｇの外周に２枚目の補強プライ５４Ｇを巻き付けて長手方向の両端部を突き合せ、一枚目の補強プライ５４Ｇ上に２枚目の補強プライ５４Ｇを重ねる。このとき、一枚目の補強プライ５４Ｇの補強コード５６と２枚目の補強プライ５４Ｇの補強コード５６とが上記一方向に対して逆向きに傾斜するように２枚の補強プライ５４Ｇを重ねる。このようにしてクラウン部１６上に未加硫の補強層５２Ｇが形成される。
次に、クラウン部１６の両突出部５８間に一枚目の補強プライ５４Ｇを巻き付けて長手方向の両端部を突き合せる。次に、一枚目の補強プライ５４Ｇの外周に２枚目の補強プライ５４Ｇを巻き付けて長手方向の両端部を突き合せ、一枚目の補強プライ５４Ｇ上に２枚目の補強プライ５４Ｇを重ねる。このとき、一枚目の補強プライ５４Ｇの補強コード５６と２枚目の補強プライ５４Ｇの補強コード５６とが上記一方向に対して逆向きに傾斜するように２枚の補強プライ５４Ｇを重ねる。このようにしてクラウン部１６上に未加硫の補強層５２Ｇが形成される。
次に、本実施形態のタイヤ５０の作用効果について説明する。なお、第１実施形態のタイヤ１０と同様の構成で得られる作用効果については説明を省略する。
タイヤ５０では、補強層５２を複数枚（本実施形態では２枚）の補強プライ５４で形成し、互いに重ね合わせた補強プライ５４の各々の補強コード５６をタイヤ周方向に対して逆向きに傾斜させていることから、パンタグラフ効果が得られる。このため、タイヤ５０では、走行時においてトレッド３０とクラウン部１６との径差によってトレッド３０とクラウン部１６との間に生じるタイヤ周方向のせん断力が補強層５２で吸収される。これにより、クラウン部１６と補強層５２との間及び補強層５２とトレッド３０との間に生じるタイヤ周方向の剥離力を低減することができる。
第３実施形態のタイヤ５０の製造方法では、図８に示されるように、クラウン部１６に２枚の補強プライ５４Ｇを巻き付ける構成としているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、図９に示されるように、有端帯状の未加硫の補強プライ５４Ｇをタイヤ周方向に複数分割した未加硫のプライ片５５Ｇとしてクラウン部１６の両突出部５８間に貼り付けて未加硫の補強層５２Ｇを形成する構成としてもよい。具体的には、プライ片５５Ｇをクラウン部１６の両突出部５８間に一周分貼り付けて一枚目の補強プライ５４Ｇを形成し、その後、一枚目の補強プライ５４Ｇの外周に、さらにプライ片５５Ｇを一周分貼り付けて２枚目の補強プライ５４Ｇを形成する。このとき、２枚目の補強プライ５４Ｇを形成するプライ片５５Ｇ同士の継ぎ目を一枚目の補強プライ５４Ｇを形成するプライ片５５Ｇ同士の継ぎ目と一致しないように（ずらして）貼り付ける。このようにして未加硫の補強層５２Ｇを形成してもよい。
第３実施形態のタイヤ５０では、互いに重ね合わせた補強プライ５４の幅を略同一としているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、図７に示される変形例のタイヤ６０の補強層６２のように、タイヤ径方向内側の補強プライ６２Ａよりもタイヤ径方向外側の補強プライ６２Ｂの幅を広くし、突出部６４の突壁面６４Ａに補強プライ６２Ａと補強プライ６２Ｂとの幅の違いに対応する段差６４Ｂを形成する構成としてもよい。
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係るタイヤについて説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を適宜省略する。
次に、本発明の第４実施形態に係るタイヤについて説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を適宜省略する。
図１１に示されるように、本実施形態のタイヤ７０は、被覆層７２を備える構成を除いて、第１実施形態のタイヤ１０と同一の構成である。なお、本実施形態の被覆層７２は、本発明における被覆層の一例である。
被覆層７２は、ビード部１２からサイド部１４へ延びてサイド部１４の外面を覆っている。具体的には、被覆層７２は、タイヤ骨格部材１７の一方のビード部１２の外面から一方のサイド部１４の外面へ延び、クラウン部１６及び補強層２８の外周面を経て、他方のサイド部１４の外面、他方のビード部１２の外面へと延びてタイヤ骨格部材１７の外周全体を覆っている。なお、本実施形態では、被覆層７２の両端部は、それぞれタイヤ骨格部材１７のタイヤ半径方向内側端まで延びているが、少なくとも図示しない適用リムとタイヤ幅方向に重なる位置まで延びていればよい。
また、被覆層７２は、被覆ゴム２４及びトレッド３０のタイヤ内側に配置されている。
また、被覆層７２は、被覆ゴム２４及びトレッド３０のタイヤ内側に配置されている。
また、被覆層７２は、複数本の被覆コード（図示省略）をゴム被覆して形成されている。これらの被覆コードは、それぞれラジアル方向に延び、かつタイヤ周方向に間隔をあけて配設されている。なお、被覆コードとしては、金属繊維又は有機繊維のモノフィラメント（単線）や金属繊維又は有機繊維を撚ったマルチフィラメント（撚り線）などが挙げられる。また、金属繊維としては、スチール等の材料、有機繊維としては、ナイロンやＰＥＴ、ガラス、アラミド等の材料を用いてもよい。
次に、本実施形態のタイヤ７０の作用効果について説明する。なお、第１実施形態のタイヤ１０と同様の構成で得られる作用効果については説明を省略する。
タイヤ７０では、複数本の被覆コードをゴム被覆して形成された被覆層７２でサイド部１４の外面を覆うため、例えば、被覆層７２でサイド部１４の外面を覆わない構成と比べて、少なくともサイド部１４の耐カット性が向上する。
第４実施形態では、タイヤ７０に被覆層７２を設ける構成としている。この被覆層７２を設ける構成については、第２実施形態、第３実施形態及びこれらの実施形態に対応する変形例に適用してもよい。
第１実施形態のタイヤ１０では、補強層２８とトレッド３０を接着剤で接着しているが、本発明はこの構成に限定されない。トレッド３０の内周面にクッションゴムを貼り付け、クッションゴムを介してトレッド３０と補強層２８及びタイヤ骨格部材１７の外周面を接着しもよい。なお、上記クッションゴムを有する構成については、第２〜第４実施形態及びこれらの実施形態の変形例などに適用してもよい。
第１実施形態では、未加硫のゴム２７Ｇで被覆された補強コード２６をクラウン部１６の両突出部３２間に巻き付けて補強層２８を形成し、その後加硫してタイヤ１０を製造しているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、図１０に示されるタイヤ１０の他の製造方法でタイヤ１０を製造してもよい。タイヤ１０の他の製造方法では、未加硫のゴム２７Ｇで被覆された補強コード２６（未加硫の補強コード部材２５Ｇ）を予め巻回して円環状の補強層２８を形成し、その後加硫して加硫済みの補強層２８を製造する。そして、補強層２８を両側から挟むようにタイヤ骨格半体の分割されたクラウン部１６を補強層２８の内周側に差し込む。この差し込みは、突出部３２の突壁面３２Ａに補強層２８の側面２８Ｂが当接するまで行い、その後、分割されたクラウン部１６の端部同士を例えば、熱可塑性樹脂などを用いて接合する。なお、補強層２８とクラウン部１６はあらかじめ塗布した接着剤により接合される。そして、タイヤ骨格部材１７と補強層２８の外周に接着剤を塗布して被覆ゴム２４やトレッド３０を配設することで、タイヤ１０が製造される。
第２実施形態では、補強層２８を両突出部３２間に配置し、補強層２８とその周辺のクラウン部１６にトレッド３０を接着剤で接着しているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、補強層２８の外周面に第３実施形態の補強層５２と同一構成の交錯ベルト層を配置する構成としてもよい。
第３実施形態では、変形例の補強層６２を両突出部６４間に配置し、補強層２８とその周辺のクラウン部１６にトレッド３０を接着剤で接着しているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、補強層６２の外周面に第１実施形態の補強層２８と同一構成のスパイラルベルト層を配置する構成としてもよい。
第１実施形態のタイヤ１０では、突出部３２の断面形状を略矩形としているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、図１２に示される第１変形例の突出部８２のように、断面形状を略直角三角形としてもよい。具体的には、タイヤ幅方向内側の突壁面８２Ａと反対側の面（タイヤ幅方向外側の面）を、突出部８２の頂部から根元部に向けて突出部８２の幅が広くなるように傾斜する傾斜壁面８２Ｂとしてもよい。この構成を用いることで、突出部８２の根元部に応力が集中するのを抑制できる。また、図１３に示される第２変形例の突出部８４のように、タイヤ幅方向内側の突壁面８４Ａと反対側の面（タイヤ幅方向外側の面）を、突出部８４の頂部から根元部に向けて突出部８４の幅が広くなるように湾曲傾斜する湾曲壁面８４Ｂとしてもよい。なお、第２変形例の突出部８４も第１変形例の突出部８２と同様に、突出部８４の根元部に応力が集中するのを抑制できる。
なお、第１変形例の突出部８２及び第２変形例の突出部８４の構成については、第２〜第４実施形態及びこれらの実施形態の変形例などに適用してもよい。
なお、第１変形例の突出部８２及び第２変形例の突出部８４の構成については、第２〜第４実施形態及びこれらの実施形態の変形例などに適用してもよい。
第１実施形態のタイヤ１０では、突出部３２をタイヤ周方向に沿って連続して形成しているが本発明はこの構成に限定されない。例えば、図１４に示される第３変形例の突出部８６のように、タイヤ周方向に対して断続的に形成してもよい。なお、第３変形例の突出部８６の構成については、第２〜第４実施形態及びこれらの実施形態の変形例などに適用してもよい。
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施でき、製造工程の順序を適宜変更することが可能である。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。
１０、４０、５０、６０、７０ タイヤ
１２ ビード部
１４ サイド部
１６ クラウン部
１７ タイヤ骨格部材
２６、５６ 補強コード
２７、３６、５７ ゴム
２８、３５、５２、６２、７２ 補強層
２８Ａ、５２Ａ 内周部
２８Ｂ 側面
３２、３８、４２、５８、６４ 突出部
３２Ａ、５８Ａ、６４Ａ 突壁面
１２ ビード部
１４ サイド部
１６ クラウン部
１７ タイヤ骨格部材
２６、５６ 補強コード
２７、３６、５７ ゴム
２８、３５、５２、６２、７２ 補強層
２８Ａ、５２Ａ 内周部
２８Ｂ 側面
３２、３８、４２、５８、６４ 突出部
３２Ａ、５８Ａ、６４Ａ 突壁面
Claims (7)
- ビード部と、前記ビード部のタイヤ径方向外側に連なるサイド部と、前記サイド部のタイヤ幅方向内側に連なるクラウン部と、を備え、樹脂材料で形成された環状のタイヤ骨格部材と、
前記クラウン部のタイヤ径方向外側に設けられ、タイヤ幅方向と交差する方向に延びる補強コードをゴム被覆して形成された補強層と、
前記クラウン部の前記補強層を挟んでタイヤ幅方向両側にそれぞれ形成され、前記クラウン部の外周面からタイヤ径方向外側に向かって突出し、タイヤ幅方向内側の突壁面に前記補強層の側面が接する突出部と、
を有するタイヤ。 - 前記突出部は、タイヤ周方向に沿って延びて環状とされている、請求項１に記載のタイヤ。
- 前記突出部の高さは、前記補強層の厚み以下の高さである、請求項１又は請求項２に記載のタイヤ。
- 前記突出部の高さは、前記補強層の内周面から前記補強コードのタイヤ径方向内側の端部までのタイヤ径方向に沿った長さを超える高さである、請求項３に記載のタイヤ。
- 前記補強層は、ゴム被覆された前記補強コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回して形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のタイヤ。
- 前記クラウン部をタイヤ径方向外側から見て、前記突壁面がタイヤ周方向に対し前記補強コードと同じ方向に傾斜している、請求項５に記載のタイヤ。
- 複数本の被覆コードをゴム被覆して形成され、前記ビード部から前記サイド部へ延びて前記サイド部の外面を覆う被覆層を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のタイヤ。
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