(57)【要約】【課題】サイドウォール部に配置する補強部材の補強材料密度を大幅に高めることで、衝撃に対する耐久性を高めて、耐ピンチカット性を向上したタイヤおよびその製造方法を提供する。【解決手段】左右一対のビード部１１およびサイドウォール部１２と、両サイドウォール部１２間に連なるトレッド部１３とを有するタイヤにおいて、サイドウォール部１２に、補強コードを用いた編物を２層以上積層してなる補強部材５が、タイヤ周方向に環状に配設されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のビード部およびサイドウォール部と、両サイドウォール部間に連なるトレッド部とを有するタイヤにおいて、
前記サイドウォール部に、補強コードを用いた編物を２層以上積層してなる補強部材が、タイヤ周方向に環状に配設されていることを特徴とするタイヤ。
【請求項２】
前記編物の層間に、ゴムシートが挟持されている請求項１記載のタイヤ。
【請求項３】
前記補強コードが金属コードからなる請求項１または２記載のタイヤ。
【請求項４】
前記編物が３層以上積層されてなる請求項１〜３のうちいずれか一項記載のタイヤ。
【請求項５】
左右一対のビード部およびサイドウォール部と、両サイドウォール部間に連なるトレッド部とを有し、該サイドウォール部に、タイヤ周方向に環状に配設された補強部材を備えるタイヤの製造方法であって、
前記補強部材を、補強コードを用いた編物を２層以上積層して作製した後、作製された該補強部材を、生タイヤの組立て工程で前記サイドウォール部に相当する部位に貼付けることを特徴とするタイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタイヤおよびその製造方法に関し、詳しくは、サイドウォール部に配置する補強部材の改良に係るタイヤおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省資源化の観点から、軽量タイヤの実現が求められている。タイヤの軽量化の手法としては、例えば、サイドウォール部の薄肉化が挙げられるが、単純にサイドウォール部を薄肉化すると、剛性面や強度面に影響を及ぼし、操縦安定性や耐カット性能が悪化してしまう。そのため、サイドウォール部の薄肉化を図りつつ、サイドウォール部に、軽量性を損なわない補強部材を追加配置する技術も提案されている。
【０００３】
サイドウォール部に配置する補強部材に係る改良技術としては、例えば、特許文献１に、一対のビード部及び一対のサイド部と、両サイド部に連なるトレッド部とを有し、一対のビード部間にトロイド状に延在して、これら各部を補強するカーカスとを備えた空気入りタイヤにおいて、サイド部に３軸織物を配置した空気入りタイヤが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−６７３４２号公報（特許請求の範囲等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来知られている補強部材では、耐久性の向上と背反して、タイヤ重量が増大してしまうという問題があり、タイヤ重量は燃費に直接効果を及ぼすことから、近年、注目されている低燃費性の観点からも、軽量化と耐久性の向上との両立が望まれていた。これに対し、本発明者らの検討の結果、補強部材として、補強コードを用いた編物を用いることで、タイヤ重量の増大を伴うことなくタイヤの耐久性を向上できることが見出されている。
【０００６】
一方で、タイヤのサイドウォール部について、ピンチカット等の衝撃に対する耐久性を高める手段として、配置する補強部材における補強材料の密度を高めるという方法がある。ところが、編物からなる補強部材の場合、加工性や伸縮性などの取扱い性に優れる反面、編機による制約もあり、編み方や補強コードの太さ、抗張力などの選定による補強密度の改善には限界があった。よって、より高い補強密度が得られる補強部材を用いることで、特に、タイヤの衝撃耐久性を高めるための技術の確立が望まれていた。
【０００７】
そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、サイドウォール部に配置する補強部材の補強材料密度を大幅に高めることで、耐ピンチカット性を向上したタイヤおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は鋭意検討した結果、サイドウォール部に、補強コードを用いた編物を２層以上積層してなる補強部材を配置するものとすることで、上記課題が解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明のタイヤは、左右一対のビード部およびサイドウォール部と、両サイドウォール部間に連なるトレッド部とを有するタイヤにおいて、
前記サイドウォール部に、補強コードを用いた編物を２層以上積層してなる補強部材が、タイヤ周方向に環状に配設されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のタイヤの製造方法は、左右一対のビード部およびサイドウォール部と、両サイドウォール部間に連なるトレッド部とを有し、該サイドウォール部に、タイヤ周方向に環状に配設された補強部材を備えるタイヤの製造方法であって、
前記補強部材を、補強コードを用いた編物を２層以上積層して作製した後、作製された該補強部材を、生タイヤの組立て工程で前記サイドウォール部に相当する部位に貼付けることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、上記構成としたことで、サイドウォール部に配置する補強部材の補強材料密度を大幅に高めることができ、これにより耐ピンチカット性を向上したタイヤおよびその製造方法を実現することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のタイヤの一例を示す幅方向断面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、本発明に係る補強部材の一例を示す概略断面図である。
【図３】編物の一構成例を示す平面図である。
【図４】編物の他の構成例を示す斜視図である。
【図５】編物のさらに他の構成例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明のタイヤの一例を示す幅方向断面図である。図示するタイヤは、左右一対のビード部１１と、ビード部１１からタイヤ半径方向外側に延びるサイドウォール部１２と、両サイドウォール部１２間に連なるトレッド部１３とを有しており、左右一対のビード部１１間に跨ってトロイド状に延在する１枚のカーカスプライからなるカーカス１を骨格とする。また、カーカス１のクラウン部のタイヤ半径方向外側には、２層のベルト層２ａ，２ｂと、キャップ層３およびレイヤー層４とが順次配設されている。
【００１４】
本発明のタイヤにおいては、図示するように、サイドウォール部１２に、補強部材５が、タイヤ周方向に環状に配設されている。図２（ａ），（ｂ）に、本発明に係る補強部材の一例の概略断面図を示す。図示するように、本発明に係る補強部材５は、補強コードを用いた編物２１を２層以上、図示する例ではそれぞれ３層ずつ積層してなる積層構造を有する。このように、編物２１を少なくとも２層以上にて積層して補強部材５を形成することで、補強部材５の補強材料密度を大幅に高めることができるので、この補強部材５をサイドウォール部に配置することで、タイヤの衝撃入力に対する耐久性を向上することができ、これにより耐ピンチカット性を向上したタイヤを得ることが可能となった。
【００１５】
また、本発明においては、編物を積層してなる補強部材５を用いることで、タイヤ重量を増大させることなくタイヤ耐久性を向上させることができ、得られるタイヤにおいて軽量化と耐久性の向上とを両立させることができる。さらに、編物を用いた補強部材５は、伸縮性に優れ、フレキシブルで拡張が容易であるので、成形性の点でも優れている。さらにまた、編物を用いた補強部材５は、従来の織物を用いた補強部材と比べて、部材内におけるコードの存在しない部分の比率である空隙率が大きくなるので、ゴムが部材内のコードの隙間に入り込みやすく、部材としての接着性に優れることに加え、補強コード同士の接触が少ないので、フレッティングも低減でき、これらの点でもタイヤ耐久性の向上に寄与できる。ここで、織物とは、平行に並べた経糸に対して、一定の法則に従って緯糸を直角に交錯させたものをいい、編物とは、糸をループ状にして、そのループを連続させることで形成されたものをいう。すなわち、織物が経糸と緯糸とを必須とするのに対し、編物が１本のみの糸からでも形成可能である点で、両者は異なる。なお、本発明は、２本以上の糸からなる編物を含むことはいうまでもない。
【００１６】
本発明に用いる補強部材５としては、編物２１を２層以上にて積層してなるものであれば、補強コードの線径や素材、編み方、具体的な補強材料密度等については特に制限されるものではなく、所望に応じ適宜選定することが可能である。本発明によれば、編機による制約を受けずに、どのような編み方を用いた場合でも、編物を１層で用いた場合と比較して、補強材料密度を大幅に高めることが可能である。また、１層の編物で補強材料密度を高めようとすると、太い補強コードを用いることが必要となるが、特に、スチール等の金属繊維の場合、繊維径が太くなると耐疲労性が低下してしまう。この点、本発明においては、疲労性に優れる細い金属繊維を用いつつ、高い補強材料密度を確保することが可能である。
【００１７】
補強部材５は、図２（ａ）に示すように、編物２１を直接積層して形成することもできるが、好適には、図２（ｂ）に示すように、編物２１の層間にゴムシート２２を挟持させる。編物２１の層間にゴムシートを挿入することで、層間における補強コードのフレッティングを抑制しつつ、補強材料密度を高めることができる。また、編物２１を１枚ごとにゴム被覆して貼り合わせるよりも、最終的に得られる補強部材の厚みを薄くすることができるので、タイヤの軽量化にもつながるものである。
【００１８】
本発明においては、編物を用いた補強部材は、編物の層間にゴムシートを配置するかしないかにかかわらず、ゴムによる被覆をせず、生タイヤにおけるタイヤ補強位置に設置した後にゴムを被覆してもよいし、片面または両面について、あらかじめゴムにより被覆しておいてもよい。後者の場合、例えば、編物を用いた補強部材の片面または両面に、圧延によりゴムシートを被覆する手法が挙げられる。なお、図２（ｂ）は、編物２１の層間にゴムシート２２を挟持させるとともに、補強部材の両面にゴムシート２２を被覆した例である。
【００１９】
本発明において、補強部材５は、編物２１を２層以上、好適には３層以上、より好適には３層〜６層にて積層してなるものとする。積層数が多すぎると、タイヤ軽量化効果が低減するので、好ましくない。編物２１を所定の層数にて、適宜ゴムシート２２を介して積層した後、常法に従いプレスを行うことで、所望の厚みを有する補強部材５を得ることができる。
【００２０】
編物２１を構成する補強コードとしては、汎用のスチールフィラメントや、これを撚り合わせてなるスチールコード、有機繊維コード等のうちから適宜選択して用いることができ、特に制限されるものではない。好適には、高強度であるスチールフィラメントまたはスチールコード等の金属コードを用いることが、タイヤサイド部の剛性を高めて操縦安定性を向上でき、かつ、タイヤ耐久性をより高めることができるので、好ましい。
【００２１】
編物を用いた補強部材５は、同一の材質からなる少なくとも１本以上の補強コードから構成することができ、また、異なる材質からなる複数種の補強コードから形成することも可能である。さらに、補強コードの太さや断面形状についても、特に制限されるものではなく、上記補強コードの種類と併せ、所望に応じ、適宜選定することが可能である。なお、ゴムとの接着を確保する観点からは、補強コードとしてスチール素材を用いる場合には、常法に従い表面にめっきを施すことが好ましい。
【００２２】
また、編物の編み方についても、特に制限はなく、成型性等の観点から、所望に応じ、適宜選定することが可能である。具体的には例えば、天竺、スムース（１×１，２×２）、インレイ（（１），（２））、リブ（１×１，２×２，３×３，４×４）、ガーター等の編み方を挙げることができ、得られる編物の厚みを薄くする観点からは天竺やスムースが好ましく、得られる編物に伸びを持たせたい場合にはリブが好ましく、インレイはその中間的な特性を有する。
【００２３】
本発明に係る編物は、補強コードを、編機を用いて編むことにより作製することができる。かかる編機としては、例えば、（株）島精機製作所製の自動無縫製編機（ホールガーメント編機）を好適に用いることができ、これにより、自動的に、かつ、裁断ロスの発生なしで編物を製造することが可能である。
【００２４】
本発明に係る編物は、上述したように、１本の補強コードのみから形成することも可能である。この場合、部材内にコード端が編み始めと編み終わりの２箇所しか存在しないことになるので、コード端の飛び出し（いわゆる、ワイルドワイヤ）の発生を抑制することができるとともに、コード端からの剥離を抑制する効果も得られ、好ましい。なお、本発明において編物を作製する際に、補強コードが途中でなくなった場合には、補強コードの端部同士を撚り合わせ、または結んで、繋いで使用することができ、スチール素材の場合には、溶接して繋いでもよい。
【００２５】
本発明に係る編物は、その幅方向両端において補強コードが無端であることが好ましく、周方向において無端であることも好ましい。ここで、本発明において無端とは、部材の幅方向両端ないし周方向に部材の切断端ないし接合部を有しないことを意味し、編物としての編み始めおよび編み終わりに存在する補強コードの端部については、部材の幅方向両端ないし周方向に存在する場合であっても、無端とする。より好適には、編物が周方向において無端であって、かつ、編物の幅方向両端において、補強コードが無端であるものとする。編物を、編機により一体的に作製して、最終的な部材形状にするものとすれば、このような、部材の周方向および幅方向両端において無端の編物が得られる。具体的には例えば、図３，図４に示すような、平板な円環状または円筒状の編物を一体的に作製すれば、周方向および幅方向両端において無端となる。また、図５に示すように、帯状の編物を作製して、端部同士を接合することにより円筒状または円錐台状に形成すれば、幅方向両端において無端である部材が得られる。本発明において、補強部材に用いる編物の形状および構造については、これら図示する例には限定されず、いかなる形状および構造を有する編物についても、前述した編機により容易に作製可能である。
【００２６】
また、本発明に係る補強部材５を構成する２層以上の編物２１としては、編物ごとに異なる種類、例えば、補強コードの線径や素材、編み方、密度等が異なるものを組み合わせて用いてもよい。積層する編物の種類を変えることで、耐カット性およびカット受傷後の腐食耐久性を改善することが可能となる。なお、薄ゲージのタイヤサイド部において本発明に係る補強部材５を配置する場合には、補強コードの露出防止のために、編物１枚あたりの自然状態での厚みを、５ｍｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは、編物の厚みを２〜５ｍｍ、ゴムシートの厚みを１〜２ｍｍ、補強部材全体の厚みを１〜３ｍｍとする。
【００２７】
本発明に係る補強部材５は、サイドウォール部１２に配置されているものであればよく、その具体的な配設領域については、特に制限はない。特に、耐ピンチカット性を確実に向上する観点からは、図示するように、ベルト層２ａ，２ｂの端部近傍からビード部１１におけるリムに接する部位まで補強部材５を配置して、縁石等への乗り上げ時に路面とリムフランジとの間に挟まれる部位を補強することが好ましい。また、本発明に係る補強部材５は、図示するように、カーカスプライ１のタイヤ半径方向外側に配設することが好ましい。これは、タイヤの内側には外傷が発生する懸念が少ないためである。
【００２８】
本発明のタイヤにおいては、上記編物の積層体よりなる補強部材５が配設されている点のみが重要であり、それ以外のタイヤ構造の詳細については、特に制限されるものではなく、常法に従い適宜構成することが可能である。
【００２９】
例えば、カーカス１は、図示する例では１枚であるが、２枚以上であってもよく、好適には１〜２枚とする。また、ベルト層２ａ，２ｂは、タイヤ周方向に対し、例えば、１５〜４０°の角度で傾斜して配列された複数本のスチールコードをゴム被覆してなり、図示する例では２層であるが、３層以上でもよく、例えば、２〜４層にて設けることができる。
【００３０】
また、図示する例では、ベルト層２ａ，２ｂのタイヤ半径方向外側に、キャップ層３と、レイヤー層４とが配設されているが、これらの配置は本発明においては任意であり、設けなくてもよい。これらキャップ層３およびレイヤー層４は、いずれもタイヤ周方向に対し実質的に平行に配列された有機繊維コードをゴム引きしてなり、図示するように、このうちキャップ層３はベルト層２ａ，２ｂの全幅以上にわたり少なくとも１層にて配置され、レイヤー層４はベルト層２ａ，２ｂの両端領域に少なくとも１層にて配置される。
【００３１】
さらに、図示するように、本発明のタイヤの一対のビード部１１には夫々ビードコア６が埋設され、カーカス１はこのビードコア６の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止されている。さらにまた、トレッド部１３の表面には適宜トレッドパターンが形成されており、最内層にはインナーライナー（図示せず）が形成されている。さらにまた、図示する本発明のタイヤにおいて、タイヤ内に充填する気体としては、通常の又は酸素分圧を変えた空気、もしくは窒素等の不活性ガスを用いることができる。
【００３２】
上記本発明のタイヤを製造するに際しては、あらかじめ補強コードを用いた編物を２層以上にて積層して補強部材を作製しておき、この編物の積層体からなる補強部材を、生タイヤの組立て工程で、サイドウォール部に相当する部位に貼付けることが好ましい。所定層数の編物を１層ずつ貼付して生タイヤの成型を行うよりも、あらかじめ補強部材を作製しておいて生タイヤの成型に供するほうが、生産効率が良く、好適である。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
＜実施例＞
φ０．１５ｍｍのワイヤを用いて、（株）島精機製作所製の自動無縫製編機（ホールガーメント編機）により、１×１ガーター編みの金属製の編物を、帯状にて作製した。この帯状の編物を、帯状の厚さ０．３ｍｍの未加硫ゴムシートの上に配置して、その上から厚さ０．３ｍｍの未加硫ゴムシートを被せることで、編物全体を未加硫ゴムで挟持した。この作業を繰り返すことで、４層の未加硫ゴムシート間に３層の編物が挟持された構成の補強部材（厚さ１．２ｍｍ）を得た。その後、編物が挟持されている部分に圧力（２ＭＰａ、５０℃、３０秒）を負荷して、未加硫ゴムシートと編物とを圧着し、一体化した。
【００３４】
得られた補強部材を、生タイヤの組立て工程で、サイドウォール部に相当する部位に貼付けて、それ以外は常法に従い生タイヤを成型し、この生タイヤを常法に従い加硫して、タイヤサイズ１５５／６５  Ｒ１３のタイヤを得た。得られた供試タイヤにおいて、編物からなる補強部材は、図１に示す範囲に配設されていた。
【００３５】
＜比較例＞
実施例と同様にして得られた帯状の金属製の編物を、実施例と同様にして未加硫ゴムシート間で挟持して、圧着し、一体化した。使用した編物の補強密度等の物性は、実施例と同様であった。この２層の未加硫ゴムシート間に１層の編物が挟持された構成の補強部材を用いた以外は実施例と同様にして、タイヤを得た。得られた供試タイヤにおいて、編物からなる補強部材は、実施例と同様の範囲に配設されていた。また、実施例および比較例のタイヤにおいて、サイドゴムゲージは同等であった。
【００３６】
得られた実施例および比較例の供試タイヤの衝撃耐久性を、ピンチカット試験によって評価した。具体的には、テスト車両（車種：ワゴンＲ）の前輪に各供試タイヤを装着し、各供試タイヤの内圧を１２０ｋＰａに低下させて、ステンレス製の突起物（高さ８０ｍｍの四角柱，Ｒ＝１０）に対し侵入角３０°で衝突させ乗り上げさせて、ピンチカットの発生の有無を確認した。試験は、タイヤに損傷が発生しない低速条件（速度３０ｋｍ／ｈ）から開始し、５ｋｍ／ｈずつ衝突速度を上げていって、エア漏れが生ずるまで行い、その速度により評価を行った。その結果を、タイヤ内での補強部材の補強部材密度とともに、下記の表中に示す。この値が大きいほど耐カット性に優れ、良好である。
【００３７】
【表１】
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＊１）タイヤから取り出した繊維補強部材の密度の平均値である。なお、繊維補強部材の密度とは、単位面積（１ｍ２）あたりの補強繊維の総重量（ｇ）を意味する。
【００３８】
上記表中に示すように、ピンチカット性能を比較すると、比較例の供試タイヤでは比較的低速でエア漏れが生じているのに対して、実施例の供試タイヤでは、高い耐ピンチカット性能が得られていることが確かめられた。
【符号の説明】
【００３９】
１  カーカス、２ａ，２ｂ  ベルト層、３  キャップ層、４  レイヤー層、５  補強部材、６  ビードコア、１１  ビード部、１２  サイドウォール部、１３  トレッド部、２１  編物、２２  ゴムシート
【図１】
2014141168.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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