JP2019001418A - 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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Abstract
【課題】タイヤ製造時の加硫工程におけるビードフィラの構成の変化を抑制でき、所期したビードフィラの非対称構成を得ることができる、空気入りタイヤ、及び、空気入りタイヤの製造方法、を提供する。【解決手段】この発明の空気入りタイヤは、タイヤ赤道面に対して両側に位置する一対のビードフィラは、それぞれ樹脂材料から構成されているとともに、タイヤ赤道面に対して互いに非対称に構成されている。【選択図】図1
Description
この発明は、空気入りタイヤ、及び、空気入りタイヤの製造方法に関するものである。
従来、タイヤ赤道面に対して両側に位置する一対のゴム製のビードフィラが、タイヤ赤道面に対して互いに非対称に構成された、空気入りタイヤが提案されている(例えば、特許文献1)。ビードフィラをタイヤ赤道面に対して非対称に構成することにより、タイヤ性能を向上できることが期待されている。
しかしながら、上述の空気入りタイヤにおいては、タイヤ製造時における加硫工程の間にビードフィラを構成するゴムが周りのゴムとともに流動する結果、加硫工程の前後でビードフィラの構成(形状等)が異なるおそれがあった。このため、製造後のタイヤにおいて、所期したビードフィラの非対称構成が得られず、ひいては、ビードフィラの非対称構成による効果として所期したタイヤ性能が得られないおそれがあった。また、加硫工程の間にビードフィラを構成するゴムが流動することから、加硫工程後に得られるビードフィラの構成(形状等)には限りがあり、ひいては、ビードフィラの設計自由度が十分でなかった。
この発明は、上述した課題を解決するためのものであり、タイヤ製造時の加硫工程におけるビードフィラの構成の変化を抑制でき、所期したビードフィラの非対称構成を得ることができる、空気入りタイヤ、及び、空気入りタイヤの製造方法、を提供することを目的とするものである。
この発明の空気入りタイヤは、タイヤ赤道面に対して両側に位置する一対のビードフィラが、それぞれ、樹脂材料から構成されているとともに、前記タイヤ赤道面に対して互いに非対称に構成されている。
この発明の空気入りタイヤによれば、タイヤ製造時の加硫工程におけるビードフィラの構成の変化を抑制でき、所期したビードフィラの非対称構成を得ることができる。
この発明の空気入りタイヤによれば、タイヤ製造時の加硫工程におけるビードフィラの構成の変化を抑制でき、所期したビードフィラの非対称構成を得ることができる。
この発明の空気入りタイヤにおいて、前記タイヤ赤道面に対して両側に位置する一対のビードコアが、それぞれ、タイヤ幅方向断面を観たときに、ビードワイヤ束と、前記ビードワイヤ束の周囲を囲むとともに樹脂材料から構成された被覆層と、を有していると、好適である。
これにより、タイヤ製造時の加硫工程におけるビードフィラの構成の変化を、さらに抑制でき、所期したビードフィラの非対称構成を得ることができる。また、ビードコアとビードフィラとを一体に形成することも可能となる。
これにより、タイヤ製造時の加硫工程におけるビードフィラの構成の変化を、さらに抑制でき、所期したビードフィラの非対称構成を得ることができる。また、ビードコアとビードフィラとを一体に形成することも可能となる。
この発明の空気入りタイヤにおいて、前記一対のビードフィラは、それぞれの形状が、前記タイヤ赤道面に対して互いに非対称であってもよい。
この発明の空気入りタイヤにおいて、前記一対のビードフィラは、それぞれを構成する前記樹脂材料が、互いに異なっていてもよい。
この発明の空気入りタイヤにおいて、前記空気入りタイヤは、車両への装着方向が指定されており、前記一対のビードフィラは、前記タイヤ赤道面に対して車両装着外側のビードフィラのタイヤ径方向高さが、前記タイヤ赤道面に対して車両装着内側のビードフィラのタイヤ径方向高さよりも、高いと、好適である。
これにより、乗り心地性能と操縦安定性能とをより良好に両立できる。
これにより、乗り心地性能と操縦安定性能とをより良好に両立できる。
この発明の空気入りタイヤにおいて、前記空気入りタイヤは、車両への装着方向が指定されており、タイヤ幅方向断面を観たときに、前記一対のビードフィラの各々は、車両装着内側へ向けて開口する凹部を有すると、好適である。
これにより、乗り心地性能と操縦安定性能とをより良好に両立できる。
これにより、乗り心地性能と操縦安定性能とをより良好に両立できる。
この発明の空気入りタイヤにおいて、前記空気入りタイヤは、車両への装着方向が指定されており、前記一対のビードフィラは、前記タイヤ赤道面に対して車両装着外側のビードフィラを構成する樹脂材料が、前記タイヤ赤道面に対して車両装着内側のビードフィラを構成する樹脂材料よりも、引張弾性率又は曲げ弾性率が高いと、好適である。
これにより、乗り心地性能と操縦安定性能とをより良好に両立できる。
これにより、乗り心地性能と操縦安定性能とをより良好に両立できる。
この発明の空気入りタイヤの製造方法は、未加硫タイヤを加硫金型内で加硫する加硫工程を含む、空気入りタイヤの製造方法であって、前記未加硫タイヤにおける、タイヤ赤道面に対して両側に位置する一対のビードフィラが、それぞれ、樹脂材料から構成されているとともに、前記タイヤ赤道面に対して互いに非対称に構成されている。
この発明の空気入りタイヤの製造方法によれば、タイヤ製造時の加硫工程におけるビードフィラの構成の変化を抑制でき、所期したビードフィラの非対称構成を得ることができる。
この発明の空気入りタイヤの製造方法によれば、タイヤ製造時の加硫工程におけるビードフィラの構成の変化を抑制でき、所期したビードフィラの非対称構成を得ることができる。
この発明によれば、タイヤ製造時の加硫工程におけるビードフィラの構成の変化を抑制でき、所期したビードフィラの非対称構成を得ることができる、空気入りタイヤ、及び、空気入りタイヤの製造方法、を提供できる。
以下に、図面を参照しつつ、この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の実施形態を例示説明する。
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。
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。
図1〜図3は、本実施形態に係る空気入りタイヤ、及び、空気入りタイヤの製造方法を説明するための図面である。
図1は、本実施形態に係る空気入りタイヤ1を示す、タイヤ幅方向断面図である。図2は、図1のうち、空気入りタイヤ1のビード部12の近傍を拡大した図である。図1及び図2には、便宜のため、タイヤ1が組み付けられるリムRを、破線により示している。
図1は、本実施形態に係る空気入りタイヤ1を示す、タイヤ幅方向断面図である。図2は、図1のうち、空気入りタイヤ1のビード部12の近傍を拡大した図である。図1及び図2には、便宜のため、タイヤ1が組み付けられるリムRを、破線により示している。
本明細書において、「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。
本実施形態の空気入りタイヤ1は、その内部構造が、タイヤ赤道面CLに対して非対称に構成されている。この空気入りタイヤ1は、車両に対する装着方向が指定されたものであると、好適であるが、車両に対する装着方向が指定されていなくてもよい。
本明細書では、「空気入りタイヤ」や後述の「未加硫タイヤ」を、単に「タイヤ」ともいう。
本例において、タイヤ1は、車両に対する装着方向が指定されている。各図において、「OUT」とは、タイヤ1を車両に装着した際のタイヤ赤道面CLに対する車両幅方向外側(車両装着外側)を示し、「IN」とは、タイヤ1を車両に装着した際のタイヤ赤道面CLに対する車両幅方向内側(車両装着内側)を示す。
本明細書では、「空気入りタイヤ」や後述の「未加硫タイヤ」を、単に「タイヤ」ともいう。
本例において、タイヤ1は、車両に対する装着方向が指定されている。各図において、「OUT」とは、タイヤ1を車両に装着した際のタイヤ赤道面CLに対する車両幅方向外側(車両装着外側)を示し、「IN」とは、タイヤ1を車両に装着した際のタイヤ赤道面CLに対する車両幅方向内側(車両装着内側)を示す。
本実施形態のタイヤ1は、図1に示すように、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。
図1の例において、タイヤ1は、ゴム40と、ビードフィラ70と、ビードフィラ70のタイヤ径方向内側に位置するビードコア60と、カーカス20と、ベルト30とを備えている。
タイヤ1のビード部12では、ビードコア60及びビードフィラ70が、ゴム40内に埋設されている。本例において、ビードコア60とビードフィラ70とは、一体に構成されたコア・フィラ部材50を構成している。ただし、ビードコア60とビードフィラ70とは別体でもよい。
図1の例において、タイヤ赤道面CLに対して両側に位置する一対のビードコア60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。カーカス20のカーカスプライは、例えば、スチール製又は有機繊維製等のコードがゴムにより被覆された構成を有する。図の例において、カーカス20は、一対のビードコア60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60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。トレッド部10の、カーカス20のクラウン域よりもタイヤ径方向外側には、少なくとも一層(図の例では3層)のベルト層からなるベルト30が配置されている。
ただし、本実施形態のタイヤ1は、図1の例のものに限られず、少なくとも、ビード部12に配置されたビードフィラ70と、ゴム40とを備えるものである限り、他の部分の構成は任意でよい。
タイヤ1のビード部12では、ビードコア60及びビードフィラ70が、ゴム40内に埋設されている。本例において、ビードコア60とビードフィラ70とは、一体に構成されたコア・フィラ部材50を構成している。ただし、ビードコア60とビードフィラ70とは別体でもよい。
図1の例において、タイヤ赤道面CLに対して両側に位置する一対のビードコア60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。カーカス20のカーカスプライは、例えば、スチール製又は有機繊維製等のコードがゴムにより被覆された構成を有する。図の例において、カーカス20は、一対のビードコア60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60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。トレッド部10の、カーカス20のクラウン域よりもタイヤ径方向外側には、少なくとも一層(図の例では3層)のベルト層からなるベルト30が配置されている。
ただし、本実施形態のタイヤ1は、図1の例のものに限られず、少なくとも、ビード部12に配置されたビードフィラ70と、ゴム40とを備えるものである限り、他の部分の構成は任意でよい。
本明細書では、タイヤ赤道面CLに対して両側に位置する一対のビードフィラ70のうち、タイヤ赤道面CLに対してタイヤ幅方向一方側(図の例では車両装着内側)のほうを「ビードフィラ70i」と表記し、タイヤ赤道面CLに対してタイヤ幅方向他方側(図の例では車両装着外側)のほうを「ビードフィラ70o」と表記することがある。
図1及び図2に示すように、タイヤ赤道面CLに対して両側に位置する一対のビードフィラ70は、タイヤ赤道面CLに対して互いに非対称に構成されている。これらのビードフィラ70は、それぞれ樹脂材料から構成されている。
これら一対のビードフィラ70について、「タイヤ赤道面CLに対して互いに非対称に構成されている」とは、タイヤ幅方向一方側のビードフィラ70iをタイヤ赤道面CLに対してタイヤ幅方向他方側に反転させたときの構成が、タイヤ幅方向他方側のビードフィラ70oの構成と、完全には一致せず、構成が少なくとも部分的に異なることを指す。ここでいう「構成」とは、形状及び材料(樹脂材料)を併せて観たときの構成を指している。
例えば、これら一対のビードフィラ70は、それぞれの形状が、タイヤ赤道面CLに対して互いに非対称であってもよい。また、これに加えて又は代えて、これら一対のビードフィラ70は、それぞれを構成する材料(樹脂材料)が、互いに異なっていてもよい。
「形状」が一致するか否かの判断においては、寸法も含めて3次元的に判断するものとし、例えば相似であるが合同でない場合は「形状が異なる」と判断する。「材料」が一致するか否かの判断においては、主成分のみを比較するのではなく、組成、質量、密度、物性等も含めて判断するものとし、また、仮にビードフィラ70が構成材料の異なる複数の部分から構成されている場合は、ビードフィラ70における各部分の形状、位置及び材料も含めて判断するものとする。
図1及び図2の例では、後述するように、一対のビードフィラ70の形状が、タイヤ赤道面CLに対して互いに非対称である。
これら一対のビードフィラ70について、「タイヤ赤道面CLに対して互いに非対称に構成されている」とは、タイヤ幅方向一方側のビードフィラ70iをタイヤ赤道面CLに対してタイヤ幅方向他方側に反転させたときの構成が、タイヤ幅方向他方側のビードフィラ70oの構成と、完全には一致せず、構成が少なくとも部分的に異なることを指す。ここでいう「構成」とは、形状及び材料(樹脂材料)を併せて観たときの構成を指している。
例えば、これら一対のビードフィラ70は、それぞれの形状が、タイヤ赤道面CLに対して互いに非対称であってもよい。また、これに加えて又は代えて、これら一対のビードフィラ70は、それぞれを構成する材料(樹脂材料)が、互いに異なっていてもよい。
「形状」が一致するか否かの判断においては、寸法も含めて3次元的に判断するものとし、例えば相似であるが合同でない場合は「形状が異なる」と判断する。「材料」が一致するか否かの判断においては、主成分のみを比較するのではなく、組成、質量、密度、物性等も含めて判断するものとし、また、仮にビードフィラ70が構成材料の異なる複数の部分から構成されている場合は、ビードフィラ70における各部分の形状、位置及び材料も含めて判断するものとする。
図1及び図2の例では、後述するように、一対のビードフィラ70の形状が、タイヤ赤道面CLに対して互いに非対称である。
図2に示すように、本例において、タイヤ赤道面CLに対して両側に位置する一対のビードコア60は、それぞれ、タイヤ幅方向断面を観たときに、ビードワイヤ束62と、ビードワイヤ束62の周囲を囲むとともに樹脂材料から構成された被覆層65と、を有している。
図1及び図2の例では、ビードフィラ70が、ビードコア60の被覆層65と一体に、被覆層65と同じ樹脂材料から構成されている。ただし、ビードフィラ70を構成する樹脂材料は、ビードコア60の被覆層65とは異なるものでもよい。また、ビードフィラ70を構成する樹脂材料は、ビードフィラ70の部分ごとに異なっていてもよい。
図2の例において、ビードコア60のビードワイヤ束62は、タイヤ幅方向断面を観たときに、ビードコア60を構成するビードワイヤ62aの断面が複数現れる構成を指しているにすぎず、ビードコア60を構成するビードワイヤ62aの実際の本数は、1本でも複数本でもよい。すなわち、ビードワイヤ束62は、1本のビードワイヤ62aがタイヤ周方向に複数回にわたって巻回されることによって構成されてもよいし、あるいは、複数本のビードワイヤ62aがそれぞれタイヤ周方向に1回又は複数回にわたって巻回されることによって構成されてもよい。
ビードワイヤ62aは、任意の既知の材料を用いることができ、例えばスチールコードを用いることができる。スチールコードは、例えば、スチールのモノフィラメント又は撚り線からなるものとすることができる。また、有機繊維やカーボン繊維等を用いることもできる。
ビードワイヤ62aは、任意の既知の材料を用いることができ、例えばスチールコードを用いることができる。スチールコードは、例えば、スチールのモノフィラメント又は撚り線からなるものとすることができる。また、有機繊維やカーボン繊維等を用いることもできる。
ビードコア60の被覆層65は、タイヤ周方向に沿って連続して延在しているとともに、タイヤ周方向の少なくとも一部において、タイヤ幅方向断面を観たときに、ビードコア60のビードワイヤ束62を全周にわたって囲むように、環状に構成されている。被覆層65は、タイヤ周方向の一部において、タイヤ幅方向断面を観たときに、環状でなくてもよく、例えばC字型等でもよい。
本例では、タイヤ幅方向断面を観たときに、被覆層65のなす環形状の内側で、各ビードワイヤ62aが、樹脂材料からなる被覆樹脂63によって被覆されている。いいかえれば、被覆層65と各ビードワイヤ62aとの間の隙間領域が、被覆樹脂63によって埋められている。
本例では、被覆樹脂63を構成する樹脂材料は、被覆層65を構成する樹脂材料とは異なる。ただし、被覆樹脂63を構成する樹脂材料は、被覆層65を構成する樹脂材料と同じでもよい。
本例に限られず、タイヤ幅方向断面を観たときに、被覆層65のなす環形状の内側で、各ビードワイヤ62aは、被覆樹脂63の代わりに、ゴムからなる被覆ゴムによって被覆されていてもよい。いいかえれば、被覆層65と各ビードワイヤ62aとの間の隙間領域が、被覆ゴムによって埋められていてもよい。
また、被覆層65はゴム製でもよく、また、被覆層65は無くてもよい。
本例では、タイヤ幅方向断面を観たときに、被覆層65のなす環形状の内側で、各ビードワイヤ62aが、樹脂材料からなる被覆樹脂63によって被覆されている。いいかえれば、被覆層65と各ビードワイヤ62aとの間の隙間領域が、被覆樹脂63によって埋められている。
本例では、被覆樹脂63を構成する樹脂材料は、被覆層65を構成する樹脂材料とは異なる。ただし、被覆樹脂63を構成する樹脂材料は、被覆層65を構成する樹脂材料と同じでもよい。
本例に限られず、タイヤ幅方向断面を観たときに、被覆層65のなす環形状の内側で、各ビードワイヤ62aは、被覆樹脂63の代わりに、ゴムからなる被覆ゴムによって被覆されていてもよい。いいかえれば、被覆層65と各ビードワイヤ62aとの間の隙間領域が、被覆ゴムによって埋められていてもよい。
また、被覆層65はゴム製でもよく、また、被覆層65は無くてもよい。
本明細書において、ビードフィラ70、被覆層65、被覆樹脂63等を構成する「樹脂材料」は、ゴム(常温でゴム弾性を示す有機高分子物質)とは異なる材料を指している。「樹脂材料」は、加硫工程で用いられる高温下においても殆ど(好ましくは全く)軟化せずにほぼ(好ましくは完全に)形状を維持できるものである。また、「樹脂材料」は、常温において、タイヤ1を構成するゴム40に比べて、遥かに(例えば百倍〜数百倍)硬く、タイヤ1を構成するゴム40よりも軽いものである。
具体的に、「樹脂材料」としては、例えば、熱可塑性エラストマーや熱可塑性樹脂を用いることができ、また、熱や電子線によって架橋が生じる樹脂や、熱転位によって硬化する樹脂を用いることもできる。走行時に必要とされる弾性を考慮すると、熱可塑性エラストマーを用いることが望ましい。
熱可塑性エラストマーとしては、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)、動的架橋型熱可塑性エラストマー(TPV)等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
また、「樹脂材料」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 K7113に規定される引張降伏強さが10MPa以上、かつ、同じくJIS K7113に規定される引張破壊伸び(JIS K7113)が50%以上であるものを用いることができる。「樹脂材料」の引張弾性率(JIS K7113:1995に規定される)は、50MPa以上が好ましく、また、1000MPa以下が好ましい。「樹脂材料」の軟化点は、加硫工程で用いられる所定の加硫温度よりも高いことが好ましい。
具体的に、「樹脂材料」としては、例えば、熱可塑性エラストマーや熱可塑性樹脂を用いることができ、また、熱や電子線によって架橋が生じる樹脂や、熱転位によって硬化する樹脂を用いることもできる。走行時に必要とされる弾性を考慮すると、熱可塑性エラストマーを用いることが望ましい。
熱可塑性エラストマーとしては、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)、動的架橋型熱可塑性エラストマー(TPV)等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
また、「樹脂材料」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 K7113に規定される引張降伏強さが10MPa以上、かつ、同じくJIS K7113に規定される引張破壊伸び(JIS K7113)が50%以上であるものを用いることができる。「樹脂材料」の引張弾性率(JIS K7113:1995に規定される)は、50MPa以上が好ましく、また、1000MPa以下が好ましい。「樹脂材料」の軟化点は、加硫工程で用いられる所定の加硫温度よりも高いことが好ましい。
つぎに、図3を参照しながら、本実施形態の空気入りタイヤの製造方法について説明する。本実施形態の空気入りタイヤの製造方法は、未加硫タイヤ1’を加硫金型200内で加硫する加硫工程を含む。未加硫タイヤ1’は、加硫工程の前に、未加硫タイヤ製造工程において製造される。
図3は、本実施形態に係る空気入りタイヤの製造方法を説明するための図である。本実
施形態の空気入りタイヤの製造方法は、未加硫タイヤ1’を加硫金型200内で加硫する加硫工程を含む。未加硫タイヤ1’は、加硫工程の前に、未加硫タイヤ製造工程において製造される。図3では、加硫工程において加硫金型内に未加硫タイヤが収容された状態を、タイヤ半部のタイヤ幅方向断面により示している。なお、図3に示す加硫工程における未加硫タイヤ1’は、加硫工程後に、図1に示すタイヤ1となる。
図3は、本実施形態に係る空気入りタイヤの製造方法を説明するための図である。本実
施形態の空気入りタイヤの製造方法は、未加硫タイヤ1’を加硫金型200内で加硫する加硫工程を含む。未加硫タイヤ1’は、加硫工程の前に、未加硫タイヤ製造工程において製造される。図3では、加硫工程において加硫金型内に未加硫タイヤが収容された状態を、タイヤ半部のタイヤ幅方向断面により示している。なお、図3に示す加硫工程における未加硫タイヤ1’は、加硫工程後に、図1に示すタイヤ1となる。
加硫工程に先立って行われる、未加硫タイヤ製造工程は、ビードフィラ70を製造するビードフィラ製造工程と、ビードフィラ製造工程にて製造されたビードフィラ70を他のタイヤ構成部材と組み立てて未加硫タイヤ1’(図3)を得る、組立成型工程と、を含む。
本例において、ビードフィラ製造工程では、ビードフィラ70とビードコア60とを一体に成形することにより、コア・フィラ部材50を製造する。ただし、ビードフィラ製造工程では、ビードフィラ70のみを製造してもよい。その場合、ビードコア60は、別途、ビードコア製造工程により製造されてもよい。
コア・フィラ部材50の製造方法については、後に図7A及び図7Bを参照しながらさらに詳しく説明する。
コア・フィラ部材50の製造方法については、後に図7A及び図7Bを参照しながらさらに詳しく説明する。
組立成型工程では、ビードフィラ製造工程で製造されたビードフィラ70(本例ではコア・フィラ部材50)と、未加硫ゴム40’と、他のタイヤ構成部材(本例では、カーカスプライ20、ベルト30等)とを、例えば成形ドラム(図示せず)上で組み立てて成型し、未加硫タイヤ1’を得る。また、本例において、組立成型工程では、一部又は全部のタイヤ構成部材からなる筒状のタイヤケース(図示せず)が、ブラダー230によって、拡張される。
組立成型工程により得られる未加硫タイヤ1’は、図1に示すように、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。未加硫タイヤ1’のトレッド部10’、サイドウォール部11’、ビード部12’は、加硫工程の後、それぞれ、加硫済みのタイヤ1(図1)におけるトレッド部10、サイドウォール部11、ビード部12となる。
図示は省略するが、本実施形態において、未加硫タイヤ1’における、タイヤ赤道面にCL対して両側に位置する一対のビードフィラ70は、それぞれ樹脂材料から構成されているとともに、タイヤ赤道面CLに対して互いに非対称に構成されている。これら一対のビードフィラ70について、「タイヤ赤道面CLに対して互いに非対称に構成されている」との意味については、上述したとおりである。
未加硫タイヤ1’のビード部12’では、ビードコア60及びビードフィラ70が、未加硫ゴム40’内に埋設されている。上述のように、本例において、ビードコア60とビードフィラ70とは、一体に構成されたコア・フィラ部材50を構成している。ただし、ビードコア60とビードフィラ70とは別体でもよい。
未加硫タイヤ1’のビード部12’では、ビードコア60及びビードフィラ70が、未加硫ゴム40’内に埋設されている。上述のように、本例において、ビードコア60とビードフィラ70とは、一体に構成されたコア・フィラ部材50を構成している。ただし、ビードコア60とビードフィラ70とは別体でもよい。
加硫工程では、組立成型工程により得られた未加硫タイヤ1’を、加硫金型200内で加硫する。
図3に示すように、加硫金型200は、その内表面が、タイヤ1の外表面を成形するように構成されたタイヤ外表面成形面220をなしている。より具体的に、加硫金型200は、複数の加硫金型部分210、211、212を備えており、各加硫金型部分210、211、212の内表面は、それぞれ、タイヤ外表面成形面220の一部を構成している。図の例において、加硫金型200は、タイヤ1のトレッド部10の外表面を成形するように構成されたトレッド加硫金型部分210と、タイヤ1のサイドウォール部11及びビード部12の一部の外表面を成形するように構成されたサイド加硫金型部分211と、タイヤ1のビード部12の残りの部分の外表面を成形するように構成されたビード加硫金型部分212と、を有している。ただし、図の例に限られず、加硫金型200は、任意の複数の加硫金型部分から構成されてよい。加硫金型部分210、211、212どうしが閉じた状態において、タイヤ外表面成形面220は、キャビティC200を区画する。
図3に示すように、加硫金型200は、その内表面が、タイヤ1の外表面を成形するように構成されたタイヤ外表面成形面220をなしている。より具体的に、加硫金型200は、複数の加硫金型部分210、211、212を備えており、各加硫金型部分210、211、212の内表面は、それぞれ、タイヤ外表面成形面220の一部を構成している。図の例において、加硫金型200は、タイヤ1のトレッド部10の外表面を成形するように構成されたトレッド加硫金型部分210と、タイヤ1のサイドウォール部11及びビード部12の一部の外表面を成形するように構成されたサイド加硫金型部分211と、タイヤ1のビード部12の残りの部分の外表面を成形するように構成されたビード加硫金型部分212と、を有している。ただし、図の例に限られず、加硫金型200は、任意の複数の加硫金型部分から構成されてよい。加硫金型部分210、211、212どうしが閉じた状態において、タイヤ外表面成形面220は、キャビティC200を区画する。
図3に示すように、加硫工程の間、未加硫タイヤ1’は、加硫金型200のキャビティC200内に配置され、未加硫タイヤ1’のタイヤ内腔側に配置されたブラダー230によってタイヤ外表面成形面220に対して押し付けられながら、所定の温度で加硫及び成形される。
加硫工程の間、樹脂材料で構成されたタイヤ構成部材(本例では、ビードフィラ70、ならびに、ビードコア60の被覆層65及び被覆樹脂63)は、ほとんど(好ましくは全く)軟化ひいては変形及び移動することなく、ほぼ(好ましくは完全に)形状及び位置が維持される。また、仮にビードフィラ70が、構成材料の異なる複数の部分から構成されている場合、各部分どうしが入り混じる等して、ビードフィラ70の材料構成や形状が変化することが抑制される。一方、未加硫ゴム40’は、加硫工程の間、キャビティC200内を流動した後、タイヤ外表面成形面220によってそれぞれタイヤ外表面が成形されながら加硫される。
加硫工程の後、加硫済みの空気入りタイヤ1(図1及び図2)が得られる。
加硫工程の間、樹脂材料で構成されたタイヤ構成部材(本例では、ビードフィラ70、ならびに、ビードコア60の被覆層65及び被覆樹脂63)は、ほとんど(好ましくは全く)軟化ひいては変形及び移動することなく、ほぼ(好ましくは完全に)形状及び位置が維持される。また、仮にビードフィラ70が、構成材料の異なる複数の部分から構成されている場合、各部分どうしが入り混じる等して、ビードフィラ70の材料構成や形状が変化することが抑制される。一方、未加硫ゴム40’は、加硫工程の間、キャビティC200内を流動した後、タイヤ外表面成形面220によってそれぞれタイヤ外表面が成形されながら加硫される。
加硫工程の後、加硫済みの空気入りタイヤ1(図1及び図2)が得られる。
上述のように、本実施形態では、一対のビードフィラ70が、タイヤ赤道面CLに対して互いに非対称に構成されていることから、各タイヤ半部のそれぞれの構成を異ならせることができ、ひいては、各タイヤ半部の構成が同じである場合に比べて、タイヤ性能を向上させることが可能となる。特に、本例のように、タイヤ1が、車両に対する装着方向が指定されているものである場合、例えばコーナリング時等において車両装着内側のタイヤ半部と車両装着外側のタイヤ半部とで求められる性能や物性等の違いを考慮して、車両装着内側のビードフィラ70i、車両装着外側のビードフィラ70oの構成をそれぞれ設定することで、タイヤ全体としての性能を大きく向上させることが可能となる。
また、本実施形態では、一対のビードフィラ70が、樹脂材料から構成されていることから、タイヤ製造時の加硫工程に用いられる高温下においても、ビードフィラ70が軟化して形状が変化したり、仮にビードフィラ70が構成材料の異なる複数の部分から構成されている場合に、各部分どうしが入り混じる等して、ビードフィラ70の材料構成や形状が変化したりするのを、大幅に抑制できる。これにより、加硫工程の前後でビードフィラ70の構成を一定に維持することができる。このため、従来よりも大幅に確実に、製造後のタイヤにおいて、所期したビードフィラの非対称構成を得ることができ、ひいては、ビードフィラの非対称構成による効果として所期したタイヤ性能を得ることができる。
また、仮にビードフィラ70がゴムから構成される場合、加硫工程の間にビードフィラを構成するゴムが流動することから、加硫工程後に得られるビードフィラの構成(形状等)には限りがある。これに対し、本実施形態では、ビードフィラ70が、樹脂材料から構成されていることから、例えばゴムでは可能ではないような特殊な形状に、ビードフィラ70を構成することも可能となる。このように、ビードフィラ70の設計自由度を大幅に広げることができる。
また、本実施形態では、一対のビードフィラ70が、樹脂材料から構成されていることから、タイヤ製造時の加硫工程に用いられる高温下においても、ビードフィラ70が軟化して形状が変化したり、仮にビードフィラ70が構成材料の異なる複数の部分から構成されている場合に、各部分どうしが入り混じる等して、ビードフィラ70の材料構成や形状が変化したりするのを、大幅に抑制できる。これにより、加硫工程の前後でビードフィラ70の構成を一定に維持することができる。このため、従来よりも大幅に確実に、製造後のタイヤにおいて、所期したビードフィラの非対称構成を得ることができ、ひいては、ビードフィラの非対称構成による効果として所期したタイヤ性能を得ることができる。
また、仮にビードフィラ70がゴムから構成される場合、加硫工程の間にビードフィラを構成するゴムが流動することから、加硫工程後に得られるビードフィラの構成(形状等)には限りがある。これに対し、本実施形態では、ビードフィラ70が、樹脂材料から構成されていることから、例えばゴムでは可能ではないような特殊な形状に、ビードフィラ70を構成することも可能となる。このように、ビードフィラ70の設計自由度を大幅に広げることができる。
また、本例では、ビードフィラ70が、ゴムよりも遥かに硬く、劣化しにくい、樹脂材料から構成されていることから、例えばビードフィラ70がゴムから構成されている場合に比べて、製造後に得られたタイヤ1が長期にわたって使用されることによる、ビードフィラ70の形状の崩れをも、大幅に抑制できる。これにより長期の使用後も、各タイヤ半部でそれぞれ所期したビードフィラの構成を得ることができ、ひいては、所期したタイヤ性能を得ることができる。あるいは、ビードフィラ70の耐久性を従来と同等に維持しつつ、ビードフィラ70を小型化することも可能となる。
また、本例によれば、ビードフィラ70が、ゴムよりも軽い樹脂材料から構成されていることから、例えばビードフィラ70がゴムから構成されている場合に比べて、タイヤ1の軽量化ひいては低転がり抵抗化及び低燃費化が可能となる。
また、本例によれば、ビードフィラ70が、ゴムよりも軽い樹脂材料から構成されていることから、例えばビードフィラ70がゴムから構成されている場合に比べて、タイヤ1の軽量化ひいては低転がり抵抗化及び低燃費化が可能となる。
また、本例によれば、ビードコア60のビードワイヤ束62の周囲を囲む被覆層65が、加硫工程においてもほとんど軟化しない樹脂材料から構成されていることから、例えばビードコア60が樹脂材料を含んで構成されておらず、ビードワイヤ束62がゴムのみにより覆われている場合に比べて、加硫工程において、ビードコア60の形状が変わるのを大幅に抑制できる。これにより、ビードコア60のタイヤ径方向外側に位置するビードフィラ70の加硫工程における変形を、さらに効果的に抑制できる。
また、本例によれば、ビードコア60の被覆層65が、ゴムよりも遥かに硬い樹脂材料から構成されていることから、例えばビードコア60が樹脂材料を含んで構成されておらず、ビードワイヤ束62がゴムのみにより覆われている場合に比べて、製造時においてブラダー230の作用によってカーカス20がタイヤ径方向外側へ引っ張られることによってビードコア60の形状が崩れるのを、大幅に抑制できる。また、製造後に得られたタイヤ1が長期にわたって使用されることによる、ビードコア60の形状の崩れをも、大幅に抑制できる。これにより長期の使用後も、タイヤ1のビード部12とリムRとのフィット性を高く維持でき、タイヤの運動性能や水密性を良好に維持できる。あるいは、ビードコア60の耐久性を従来と同等に維持しつつ、ビードコア60を小型化することも可能となる。
また、本例によれば、ビードコア60の被覆層65が、樹脂材料から構成されていることから、ビードフィラ70を被覆層65とともに一体に構成することが可能となる。これにより、ビード部12の剛性や耐久性を向上させることができる。また、この場合、ビードコア60の製造工程とビードフィラ70の製造工程とを別々に設ける必要がなく、また、ビードフィラ70を他のタイヤ構成部材と組み立てる組立成型工程においても、ビードコア60とビードフィラ70を一部品として扱うことができ、製造性を向上できる。
また、本例によれば、ビードコア60の一部が、ゴムよりも軽い樹脂材料から構成されていることから、例えばビードコア60が樹脂材料を含んで構成されておらず、ビードワイヤ束62がゴムのみにより覆われている場合に比べて、タイヤ1の軽量化ひいては低転がり抵抗化及び低燃費化が可能となる。
また、本例によれば、ビードコア60の被覆層65の内側で、各ビードワイヤ62aが被覆樹脂63により被覆されていることから、例えばビードコア60の被覆層65の内側で、各ビードワイヤ62aが被覆ゴムにより被覆されている場合に比べて、製造時や使用時においてビードコア60の形状ひいてはこれに隣接するビードフィラ70の形状を、より確実に維持でき、ビードコア60及びビードフィラ70の耐久性をさらに向上できるとともに、タイヤ1の軽量化や小型化がさらに可能となる。
また、本例によれば、ビードコア60の被覆層65が、ゴムよりも遥かに硬い樹脂材料から構成されていることから、例えばビードコア60が樹脂材料を含んで構成されておらず、ビードワイヤ束62がゴムのみにより覆われている場合に比べて、製造時においてブラダー230の作用によってカーカス20がタイヤ径方向外側へ引っ張られることによってビードコア60の形状が崩れるのを、大幅に抑制できる。また、製造後に得られたタイヤ1が長期にわたって使用されることによる、ビードコア60の形状の崩れをも、大幅に抑制できる。これにより長期の使用後も、タイヤ1のビード部12とリムRとのフィット性を高く維持でき、タイヤの運動性能や水密性を良好に維持できる。あるいは、ビードコア60の耐久性を従来と同等に維持しつつ、ビードコア60を小型化することも可能となる。
また、本例によれば、ビードコア60の被覆層65が、樹脂材料から構成されていることから、ビードフィラ70を被覆層65とともに一体に構成することが可能となる。これにより、ビード部12の剛性や耐久性を向上させることができる。また、この場合、ビードコア60の製造工程とビードフィラ70の製造工程とを別々に設ける必要がなく、また、ビードフィラ70を他のタイヤ構成部材と組み立てる組立成型工程においても、ビードコア60とビードフィラ70を一部品として扱うことができ、製造性を向上できる。
また、本例によれば、ビードコア60の一部が、ゴムよりも軽い樹脂材料から構成されていることから、例えばビードコア60が樹脂材料を含んで構成されておらず、ビードワイヤ束62がゴムのみにより覆われている場合に比べて、タイヤ1の軽量化ひいては低転がり抵抗化及び低燃費化が可能となる。
また、本例によれば、ビードコア60の被覆層65の内側で、各ビードワイヤ62aが被覆樹脂63により被覆されていることから、例えばビードコア60の被覆層65の内側で、各ビードワイヤ62aが被覆ゴムにより被覆されている場合に比べて、製造時や使用時においてビードコア60の形状ひいてはこれに隣接するビードフィラ70の形状を、より確実に維持でき、ビードコア60及びビードフィラ70の耐久性をさらに向上できるとともに、タイヤ1の軽量化や小型化がさらに可能となる。
なお、図1及び図2に示すタイヤ1、ならびに、図3に示す未加硫タイヤ1’においては、一対のビードフィラ70の形状が、タイヤ赤道面CLに対して互いに非対称である。一対のビードフィラ70の材料は互いに同じであるが、互いに異なっていてもよい。
より具体的に、本例では、タイヤ赤道面CLに対して車両装着外側のビードフィラ70oのタイヤ径方向高さHoが、タイヤ赤道面CLに対して車両装着内側のビードフィラ70iのタイヤ径方向高さHiよりも、高い(すなわち、Ho>Hi)。ここで、「ビードフィラ70o、70iのタイヤ径方向高さHo、Hi」とは、図2に示すように、タイヤ1のタイヤ径方向最内端から、ビードフィラ70o、70iのタイヤ径方向最外端までの、タイヤ径方向距離を指す。
そして、ビードフィラ70o、70iは、それぞれ樹脂材料で構成されていることから、製造後のタイヤ1におけるビードフィラ70o、70iのタイヤ径方向高さHo、Hiが、未加硫タイヤ1’におけるタイヤ径方向高さHo、Hiから変化するのを大幅に抑制でき、それぞれ所期したとおりのものとすることができる。
車両装着外側のビードフィラ70oのタイヤ径方向高さHoを比較的高くすることにより、加硫済みのタイヤ1において、接地荷重が入力されたときに、車両装着外側のビードフィラ70oよりタイヤ径方向外側におけるカーカス20の変形を効果的に抑制でき、ひいては、タイヤ1の操縦安定性能を向上できる。また、車両装着内側のビードフィラ70iのタイヤ径方向高さHiを比較的低くすることにより、加硫済みのタイヤ1において、接地荷重が入力されたときに、車両装着内側のビードフィラ70iよりタイヤ径方向外側におけるカーカス20の自由変形がし易くなり、ひいては、タイヤ1の乗り心地を柔らかくすることができる。
このように、乗り心地性能と操縦安定性能とをより良好に両立できる。
なお、加硫済みのタイヤ1において、「ビードフィラ70o、70iのタイヤ径方向高さHo、Hi」は、タイヤ1をリムRに組み付けるとともに所定の内圧を充填したタイヤ1を、無負荷とした状態で、測定されるものとする。
ここで、「所定の内圧」とは、前述のJATMA YEAR BOOK等に記載されている、適用サイズ・プライレーティングにおける単輪の最大負荷能力に対応する空気圧(最高空気圧)をいい、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空気圧(最高空気圧)をいうものとする。なお、ここでいう空気は、窒素ガス等の不活性ガスその他に置換することも可能である。
より具体的に、本例では、タイヤ赤道面CLに対して車両装着外側のビードフィラ70oのタイヤ径方向高さHoが、タイヤ赤道面CLに対して車両装着内側のビードフィラ70iのタイヤ径方向高さHiよりも、高い(すなわち、Ho>Hi)。ここで、「ビードフィラ70o、70iのタイヤ径方向高さHo、Hi」とは、図2に示すように、タイヤ1のタイヤ径方向最内端から、ビードフィラ70o、70iのタイヤ径方向最外端までの、タイヤ径方向距離を指す。
そして、ビードフィラ70o、70iは、それぞれ樹脂材料で構成されていることから、製造後のタイヤ1におけるビードフィラ70o、70iのタイヤ径方向高さHo、Hiが、未加硫タイヤ1’におけるタイヤ径方向高さHo、Hiから変化するのを大幅に抑制でき、それぞれ所期したとおりのものとすることができる。
車両装着外側のビードフィラ70oのタイヤ径方向高さHoを比較的高くすることにより、加硫済みのタイヤ1において、接地荷重が入力されたときに、車両装着外側のビードフィラ70oよりタイヤ径方向外側におけるカーカス20の変形を効果的に抑制でき、ひいては、タイヤ1の操縦安定性能を向上できる。また、車両装着内側のビードフィラ70iのタイヤ径方向高さHiを比較的低くすることにより、加硫済みのタイヤ1において、接地荷重が入力されたときに、車両装着内側のビードフィラ70iよりタイヤ径方向外側におけるカーカス20の自由変形がし易くなり、ひいては、タイヤ1の乗り心地を柔らかくすることができる。
このように、乗り心地性能と操縦安定性能とをより良好に両立できる。
なお、加硫済みのタイヤ1において、「ビードフィラ70o、70iのタイヤ径方向高さHo、Hi」は、タイヤ1をリムRに組み付けるとともに所定の内圧を充填したタイヤ1を、無負荷とした状態で、測定されるものとする。
ここで、「所定の内圧」とは、前述のJATMA YEAR BOOK等に記載されている、適用サイズ・プライレーティングにおける単輪の最大負荷能力に対応する空気圧(最高空気圧)をいい、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空気圧(最高空気圧)をいうものとする。なお、ここでいう空気は、窒素ガス等の不活性ガスその他に置換することも可能である。
つぎに、図4を参照しながら、本発明の第1変形例について説明する。図4は、本発明の第1変形例に係るタイヤ1を示しており、図2に対応する図である。第1変形例に係る未加硫タイヤ1’における一対のビードフィラ70の構成は、図4に示すタイヤ1における一対のビードフィラ70の構成と同様であるので、その図示を省略する。
第1変形例における、タイヤ1、1’においては、一対のビードフィラ70の形状が、タイヤ赤道面CLに対して互いに非対称である。一対のビードフィラ70の材料は互いに同じであるが、互いに異なっていてもよい。
そして、本例におけるタイヤ1、1’においては、タイヤ幅方向断面を観たときに、一対のビードフィラ70o、70iの各々が、それぞれの車両装着内側の面に、車両装着内側へ向けて開口するように肉抜きされた、凹部71o、71iを有する。これらの凹部71o、71iは、図4に示すように、タイヤ1をリムRに組み付けた状態においてリムフランジRfのタイヤ径方向最外端と重複するような、タイヤ径方向位置に位置していると、好適である。すなわち、図4では、車両装着内側のビードフィラ70iにおける凹部71iが、当該ビードフィラ70iにおけるリムフランジRf側にあり、また、車両装着外側のビードフィラ70oにおける凹部71oが、当該ビードフィラ70oにおけるリムフランジRfとは反対側にある。
そして、ビードフィラ70o、70iは、それぞれ樹脂材料で構成されていることから、製造後のタイヤ1におけるビードフィラ70o、70iの凹部71o、71iの形状が、未加硫タイヤ1’における凹部71o、71iの形状から変化するのを大幅に抑制でき、それぞれ所期したとおりのものとすることができる。
このようにして、車両装着外側のビードフィラ70oの肉部分をリムフランジRfに比較的近接させることにより、加硫済みのタイヤ1において、接地荷重が入力されたときに、車両装着外側のビードフィラ70oの肉部分はリムフランジRfによって動きが拘束されやすくなるので、車両装着外側のタイヤ半部における荷重支持性能を向上でき、タイヤ1の操縦安定性能を向上できる。また、車両装着内側のビードフィラ70iの肉部分をリムフランジRfから比較的離間させることにより、加硫済みのタイヤ1において、接地荷重が入力されたときに、車両装着内側のビードフィラ70iの肉部分はリムフランジRfによって動きがさほど拘束されないので、車両装着内側のタイヤ半部が柔軟に変形でき、タイヤ1の乗り心地を柔らかくすることができる。
これにより、乗り心地性能と操縦安定性能とをより良好に両立できる。
なお、図4の例において、ビードフィラ70o、70iは、凹部71o、71iが樹脂材料で埋められたと仮定したときの形状、すなわち、ビードフィラ70o、70iのそれぞれの車両装着内側の面を、凹部71o、71iの車両装着内側への開口面に沿って滑らかに繋げたときの形状(図4において一部破線により示す形状)が、タイヤ赤道面CLに対して互いに対称である。
第1変形例における、タイヤ1、1’においては、一対のビードフィラ70の形状が、タイヤ赤道面CLに対して互いに非対称である。一対のビードフィラ70の材料は互いに同じであるが、互いに異なっていてもよい。
そして、本例におけるタイヤ1、1’においては、タイヤ幅方向断面を観たときに、一対のビードフィラ70o、70iの各々が、それぞれの車両装着内側の面に、車両装着内側へ向けて開口するように肉抜きされた、凹部71o、71iを有する。これらの凹部71o、71iは、図4に示すように、タイヤ1をリムRに組み付けた状態においてリムフランジRfのタイヤ径方向最外端と重複するような、タイヤ径方向位置に位置していると、好適である。すなわち、図4では、車両装着内側のビードフィラ70iにおける凹部71iが、当該ビードフィラ70iにおけるリムフランジRf側にあり、また、車両装着外側のビードフィラ70oにおける凹部71oが、当該ビードフィラ70oにおけるリムフランジRfとは反対側にある。
そして、ビードフィラ70o、70iは、それぞれ樹脂材料で構成されていることから、製造後のタイヤ1におけるビードフィラ70o、70iの凹部71o、71iの形状が、未加硫タイヤ1’における凹部71o、71iの形状から変化するのを大幅に抑制でき、それぞれ所期したとおりのものとすることができる。
このようにして、車両装着外側のビードフィラ70oの肉部分をリムフランジRfに比較的近接させることにより、加硫済みのタイヤ1において、接地荷重が入力されたときに、車両装着外側のビードフィラ70oの肉部分はリムフランジRfによって動きが拘束されやすくなるので、車両装着外側のタイヤ半部における荷重支持性能を向上でき、タイヤ1の操縦安定性能を向上できる。また、車両装着内側のビードフィラ70iの肉部分をリムフランジRfから比較的離間させることにより、加硫済みのタイヤ1において、接地荷重が入力されたときに、車両装着内側のビードフィラ70iの肉部分はリムフランジRfによって動きがさほど拘束されないので、車両装着内側のタイヤ半部が柔軟に変形でき、タイヤ1の乗り心地を柔らかくすることができる。
これにより、乗り心地性能と操縦安定性能とをより良好に両立できる。
なお、図4の例において、ビードフィラ70o、70iは、凹部71o、71iが樹脂材料で埋められたと仮定したときの形状、すなわち、ビードフィラ70o、70iのそれぞれの車両装着内側の面を、凹部71o、71iの車両装着内側への開口面に沿って滑らかに繋げたときの形状(図4において一部破線により示す形状)が、タイヤ赤道面CLに対して互いに対称である。
つぎに、図5を参照しながら、本発明の第2変形例について説明する。図5は、本発明の第2変形例に係るタイヤ1を示しており、図2に対応する図である。第2変形例に係る未加硫タイヤ1’における一対のビードフィラ70の構成は、図5に示すタイヤ1における一対のビードフィラ70の構成と同様であるので、その図示を省略する。
第2変形例における、タイヤ1、1’においては、一対のビードフィラ70を構成する樹脂材料が、互いに異なる。一対のビードフィラ70の形状はタイヤ赤道面CLに対して互いに対称であるが、互いに非対称でもよい。
そして、本例におけるタイヤ1、1’においては、タイヤ赤道面CLに対して車両装着外側のビードフィラ70oを構成する樹脂材料が、タイヤ赤道面CLに対して車両装着内側のビードフィラ70iを構成する樹脂材料よりも、引張弾性率又は曲げ弾性率が高い。
ここで、樹脂材料の「引張弾性率」は、JIS K7113:1995の規定に従い測定されるものとし、「曲げ弾性率」は、JIS K7171:2016の規定に従い測定されるものとする。
そして、ビードフィラ70o、70iは、それぞれ樹脂材料で構成されていることから、製造後のタイヤ1におけるビードフィラ70o、70iの形状が、未加硫タイヤ1’におけるビードフィラ70o、70iの形状から変化するのを大幅に抑制でき、それぞれ所期したとおりのものとすることができる。
車両装着外側のビードフィラ70oの樹脂材料の引張弾性率又は曲げ弾性率を比較的高くすることにより、加硫済みのタイヤ1において、接地荷重が入力されたときに、車両装着外側のタイヤ半部の変形を効果的に抑制でき、ひいては、タイヤ1の操縦安定性能を向上できる。また、車両装着内側のビードフィラ70iの樹脂材料の引張弾性率又は曲げ弾性率を比較的低くすることにより、加硫済みのタイヤ1において、接地荷重が入力されたときに、車両装着内側のタイヤ半部の自由変形がし易くなり、ひいては、タイヤ1の乗り心地を柔らかくすることができる。
これにより、乗り心地性能と操縦安定性能とをより良好に両立できる。
第2変形例における、タイヤ1、1’においては、一対のビードフィラ70を構成する樹脂材料が、互いに異なる。一対のビードフィラ70の形状はタイヤ赤道面CLに対して互いに対称であるが、互いに非対称でもよい。
そして、本例におけるタイヤ1、1’においては、タイヤ赤道面CLに対して車両装着外側のビードフィラ70oを構成する樹脂材料が、タイヤ赤道面CLに対して車両装着内側のビードフィラ70iを構成する樹脂材料よりも、引張弾性率又は曲げ弾性率が高い。
ここで、樹脂材料の「引張弾性率」は、JIS K7113:1995の規定に従い測定されるものとし、「曲げ弾性率」は、JIS K7171:2016の規定に従い測定されるものとする。
そして、ビードフィラ70o、70iは、それぞれ樹脂材料で構成されていることから、製造後のタイヤ1におけるビードフィラ70o、70iの形状が、未加硫タイヤ1’におけるビードフィラ70o、70iの形状から変化するのを大幅に抑制でき、それぞれ所期したとおりのものとすることができる。
車両装着外側のビードフィラ70oの樹脂材料の引張弾性率又は曲げ弾性率を比較的高くすることにより、加硫済みのタイヤ1において、接地荷重が入力されたときに、車両装着外側のタイヤ半部の変形を効果的に抑制でき、ひいては、タイヤ1の操縦安定性能を向上できる。また、車両装着内側のビードフィラ70iの樹脂材料の引張弾性率又は曲げ弾性率を比較的低くすることにより、加硫済みのタイヤ1において、接地荷重が入力されたときに、車両装着内側のタイヤ半部の自由変形がし易くなり、ひいては、タイヤ1の乗り心地を柔らかくすることができる。
これにより、乗り心地性能と操縦安定性能とをより良好に両立できる。
つぎに、図6を参照しながら、本発明の第3変形例について説明する。図6は、本発明の第3変形例に係るタイヤ1を示しており、図2に対応する図である。第3変形例に係る未加硫タイヤ1’における一対のビードフィラ70の構成は、図6に示すタイヤ1における一対のビードフィラ70の構成と同様であるので、その図示を省略する。
第3変形例における、タイヤ1、1’においては、一対のビードフィラ70を構成する樹脂材料が、互いに異なる。一対のビードフィラ70の形状はタイヤ赤道面CLに対して互いに対称であるが、互いに非対称でもよい。
そして、本例におけるタイヤ1、1’においては、タイヤ赤道面CLに対して車両装着外側のビードフィラ70oが、互いに構成材料の異なるタイヤ径方向内側部分72o及びタイヤ径方向外側部分73oからなる。また、タイヤ赤道面CLに対して車両装着内側のビードフィラ70iが、互いに構成材料の異なるタイヤ径方向内側部分72i及びタイヤ径方向外側部分73iからなる。そして、ビードフィラ70o、70iのタイヤ径方向内側部分72o、72iどうし、タイヤ径方向外側部分73o、73iどうしを比較したとき、材料は互いに同じであるが、形状がタイヤ赤道面CLに対して非対称である。
そして、ビードフィラ70o、70iのタイヤ径方向内側部分72o、72iを構成する樹脂材料は、ビードフィラ70o、70iのタイヤ径方向外側部分73o、73iを構成する樹脂材料よりも、引張弾性率又は曲げ弾性率が高い。また、タイヤ幅方向断面を観たときに、車両装着外側のビードフィラ70oの面積に対するタイヤ径方向内側部分72oの面積の割合は、車両装着内側のビードフィラ70iの面積に対するタイヤ径方向内側部分72iの面積の割合よりも、高い。
そして、ビードフィラ70o、70iは、それぞれ樹脂材料で構成されていることから、製造後のタイヤ1におけるビードフィラ70o、70iの全体の形状、ならびに、各部分72o、73o、72i、73iの形状が、未加硫タイヤ1におけるそれらの形状から変化するのを大幅に抑制でき、それぞれ所期したとおりのものとすることができる。
また、本例によっても、加硫済みのタイヤ1において、接地荷重が入力されたときに、車両装着外側のタイヤ半部の変形を効果的に抑制でき、ひいては、タイヤ1の操縦安定性能を向上できる。また、加硫済みのタイヤ1において、接地荷重が入力されたときに、車両装着内側のタイヤ半部の自由変形がし易くなり、ひいては、タイヤ1の乗り心地を柔らかくすることができる。
これにより、乗り心地性能と操縦安定性能とをより良好に両立できる。
第3変形例における、タイヤ1、1’においては、一対のビードフィラ70を構成する樹脂材料が、互いに異なる。一対のビードフィラ70の形状はタイヤ赤道面CLに対して互いに対称であるが、互いに非対称でもよい。
そして、本例におけるタイヤ1、1’においては、タイヤ赤道面CLに対して車両装着外側のビードフィラ70oが、互いに構成材料の異なるタイヤ径方向内側部分72o及びタイヤ径方向外側部分73oからなる。また、タイヤ赤道面CLに対して車両装着内側のビードフィラ70iが、互いに構成材料の異なるタイヤ径方向内側部分72i及びタイヤ径方向外側部分73iからなる。そして、ビードフィラ70o、70iのタイヤ径方向内側部分72o、72iどうし、タイヤ径方向外側部分73o、73iどうしを比較したとき、材料は互いに同じであるが、形状がタイヤ赤道面CLに対して非対称である。
そして、ビードフィラ70o、70iのタイヤ径方向内側部分72o、72iを構成する樹脂材料は、ビードフィラ70o、70iのタイヤ径方向外側部分73o、73iを構成する樹脂材料よりも、引張弾性率又は曲げ弾性率が高い。また、タイヤ幅方向断面を観たときに、車両装着外側のビードフィラ70oの面積に対するタイヤ径方向内側部分72oの面積の割合は、車両装着内側のビードフィラ70iの面積に対するタイヤ径方向内側部分72iの面積の割合よりも、高い。
そして、ビードフィラ70o、70iは、それぞれ樹脂材料で構成されていることから、製造後のタイヤ1におけるビードフィラ70o、70iの全体の形状、ならびに、各部分72o、73o、72i、73iの形状が、未加硫タイヤ1におけるそれらの形状から変化するのを大幅に抑制でき、それぞれ所期したとおりのものとすることができる。
また、本例によっても、加硫済みのタイヤ1において、接地荷重が入力されたときに、車両装着外側のタイヤ半部の変形を効果的に抑制でき、ひいては、タイヤ1の操縦安定性能を向上できる。また、加硫済みのタイヤ1において、接地荷重が入力されたときに、車両装着内側のタイヤ半部の自由変形がし易くなり、ひいては、タイヤ1の乗り心地を柔らかくすることができる。
これにより、乗り心地性能と操縦安定性能とをより良好に両立できる。
ここで、図7A及び図7Bを参照しながら、ビードコア60及びビードフィラ70を製造する方法の一例について、詳しく説明する。この例におけるビードコア60及びビードフィラ70の製造方法は、図2に示すコア・フィラ部材50を製造するものである。ただし、本発明では、本例とは異なる方法によりビードコア60及びビードフィラ70を製造してもよい。
本例のコア・フィラ部材50の製造方法は、環状体形成工程と、射出成形工程と、冷却工程と、を含んでいる。図7Aは、射出成形工程の様子を示しており、図7Bは、ビードコア製造工程により得られたコア・フィラ部材50を示している。
本例のコア・フィラ部材50の製造方法は、環状体形成工程と、射出成形工程と、冷却工程と、を含んでいる。図7Aは、射出成形工程の様子を示しており、図7Bは、ビードコア製造工程により得られたコア・フィラ部材50を示している。
図示は省略するが、環状体形成工程では、1本以上のビードワイヤ62aを被覆樹脂63で被覆してなるストリップ部材64を巻回して、環状体61を形成する。図7Aに示す環状体61は、1本以上(図示例では3本)のビードワイヤ62aを被覆樹脂63で被覆してなるストリップ部材64を、例えば渦巻状に、巻回されてなり、環状体61の軸方向の断面で略長方形のストリップ部材64が、環状体61の径方向に3段積層されている。ここで、「環状体61の軸方向」とは、環状体61のなす略円環形状(渦巻形状)の中心軸線に平行な方向を指す。この例では、環状体61の軸方向に並ぶビードワイヤ62aは3本であるが、この場合に特に限定されることなく、ビードワイヤ62aの本数は、1本以上であればよい。
本例では、環状体形成工程において、溶融状態の被覆樹脂63をビードワイヤ62aの外周側に被覆し、冷却により固化させることによって、ストリップ部材64を形成する。ストリップ部材64の断面形状(ビードワイヤ62aの延在方向に直交する断面の形状)は、本例では、略長方形であるが、この例に限られず、例えば、略平行四辺形等の様々な形状とすることができる。ストリップ部材64の断面形状は、例えば押し出し機を用いて所期した形状に成形することができる。そして、環状体61は、ストリップ部材64を巻回して段積みすることにより形成することができ、段同士の接合は、例えば、熱板溶着等で被覆樹脂63を溶融させながらストリップ部材64を巻回して、溶融した被覆樹脂63を固化することにより行うことができる。あるいは、段同士を接着剤等により接着することにより接合することもできる。
本例では、環状体形成工程において、溶融状態の被覆樹脂63をビードワイヤ62aの外周側に被覆し、冷却により固化させることによって、ストリップ部材64を形成する。ストリップ部材64の断面形状(ビードワイヤ62aの延在方向に直交する断面の形状)は、本例では、略長方形であるが、この例に限られず、例えば、略平行四辺形等の様々な形状とすることができる。ストリップ部材64の断面形状は、例えば押し出し機を用いて所期した形状に成形することができる。そして、環状体61は、ストリップ部材64を巻回して段積みすることにより形成することができ、段同士の接合は、例えば、熱板溶着等で被覆樹脂63を溶融させながらストリップ部材64を巻回して、溶融した被覆樹脂63を固化することにより行うことができる。あるいは、段同士を接着剤等により接着することにより接合することもできる。
環状体形成工程に次いで、射出成形工程では、環状体形成工程において形成した環状体61を、樹脂材料で被覆することにより、被覆層65と、被覆層65と一体のビードフィラ70とを、形成する。具体的には、図7Aに示すように、射出成形金型300のキャビティC300内に、上記環状体形成工程において形成した環状体61を配置し、加熱されて溶融した射出樹脂をゲート(図示せず)からキャビティC300に射出する。この間、環状体61は、図示しない冶具によって、キャビティC300内の所定の位置に固定されるとよい。
本例において、射出成形金型300は、その内表面が、コア・フィラ部材50の外表面を成形するように構成された成形面320なしている。より具体的に、射出成形金型300は、複数の射出成形金型部分310、311を備えており、各射出成形金型部分310、311の内表面は、それぞれ、成形面320の一部を構成している。射出成形金型300の成形面320は、ビードコア60の被覆層65の外表面を成形するように構成された被覆層成形面321と、ビードフィラ70の外表面を成形するように構成されたフィラ成形面322と、を有している。
本例において、射出成形金型300は、その内表面が、コア・フィラ部材50の外表面を成形するように構成された成形面320なしている。より具体的に、射出成形金型300は、複数の射出成形金型部分310、311を備えており、各射出成形金型部分310、311の内表面は、それぞれ、成形面320の一部を構成している。射出成形金型300の成形面320は、ビードコア60の被覆層65の外表面を成形するように構成された被覆層成形面321と、ビードフィラ70の外表面を成形するように構成されたフィラ成形面322と、を有している。
射出成形工程に次いで、冷却工程では、被覆層65及びビードフィラ70を、冷却により固化させる。冷却工程後、完成したコア・フィラ部材50を射出成形金型300から取り出す。図7Bに示すように、コア・フィラ部材50におけるビードコア60は、環状体61が、該環状体61の周囲が固化した被覆層65により覆われた構成となっている。また、被覆層65の径方向外側には、ビードフィラ70が被覆層65と一体に構成されている。
本例のビードコアの製造方法によれば、段積みした環状体61が、上記冷却工程において、その周囲に射出された被覆層65による熱収縮の力を受ける。これにより、周囲の被覆層65によって環状体61を締め付けることができる。そして、ビードコア60は、環状体61の周囲を、固化した被覆層65で覆った構成となっている。このため、タイヤの横力等の外力に対して、周囲の固化した被覆層65が環状体61を保護することができるのに加え、周囲の固化した被覆層65で締め付けて環状体61の形状の崩れを抑制することができる。よって、耐久性の高いビードコア60を得ることができる。
また、本例では、ビードフィラ70を被覆層65とともに成形するので、ビードコア60の製造工程とビードフィラ70の製造工程を別々に設ける必要がなく、また、他のタイヤ構成部材と組み立てる組立成型工程においても、ビードコア60とビードフィラ70を一部品として扱うことができ、製造性を向上できる。
ただし、ビードコア60とは別に、ビードフィラ70を射出成形により製造し、ビードコア60の被覆層65に溶着又は接着剤等により接着してもよい。
また、本例では、ビードフィラ70を被覆層65とともに成形するので、ビードコア60の製造工程とビードフィラ70の製造工程を別々に設ける必要がなく、また、他のタイヤ構成部材と組み立てる組立成型工程においても、ビードコア60とビードフィラ70を一部品として扱うことができ、製造性を向上できる。
ただし、ビードコア60とは別に、ビードフィラ70を射出成形により製造し、ビードコア60の被覆層65に溶着又は接着剤等により接着してもよい。
なお、より簡易に、耐久性の高いビードコア60を得る観点からは、被覆層65は、被覆樹脂63と同じ樹脂材料から構成されることが好ましい。被覆層65と被覆樹脂63とを溶着又は接着し易いからである。
一方、ビードコア60の硬度を調整しやすくする観点からは、被覆層65は、被覆樹脂63とは異なる樹脂材料から構成されることが好ましい。ここで、上述のように、本明細書における「樹脂材料」は、ゴム40より硬度が大きい。このため、ビードコア60と周囲のゴム40との剛性差を緩和するためには、ゴム40と直接隣接する被覆層65は、被覆樹脂63より硬度が小さい(ゴム40の硬度に近い)ことが好ましい。
一方で、熱収縮の効果をより一層得るためには、被覆層65は、被覆樹脂63より硬度が大きいことが好ましい。
あるいは、被覆層65は、ゴム40との接着性の高い樹脂材料を用いることが好ましい。
一方、ビードコア60の硬度を調整しやすくする観点からは、被覆層65は、被覆樹脂63とは異なる樹脂材料から構成されることが好ましい。ここで、上述のように、本明細書における「樹脂材料」は、ゴム40より硬度が大きい。このため、ビードコア60と周囲のゴム40との剛性差を緩和するためには、ゴム40と直接隣接する被覆層65は、被覆樹脂63より硬度が小さい(ゴム40の硬度に近い)ことが好ましい。
一方で、熱収縮の効果をより一層得るためには、被覆層65は、被覆樹脂63より硬度が大きいことが好ましい。
あるいは、被覆層65は、ゴム40との接着性の高い樹脂材料を用いることが好ましい。
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。
1’:未加硫タイヤ(タイヤ)、 1:空気入りタイヤ(タイヤ)、 10’、10:トレッド部、 11’、11:サイドウォール部、 12’、12:ビード部、 20:カーカス、 20a:本体部、 20b:折り返し部、 30:ベルト、 40’:未加硫ゴム、 40:ゴム、 50:コア・フィラ部材、 60:ビードコア、 61:環状体、 62a:ビードワイヤ、 62:ビードワイヤ束、 63:被覆樹脂、 64:ストリップ部材、 65:被覆層、 70、70o、70i:ビードフィラ、 71o、71i:凹部、 200:加硫金型、 210、211、212:加硫金型部分、 220:タイヤ外表面成形面、 230:ブラダー、 300:射出成形金型、 310、311:射出成形金型部分、 320:成形面、 321:被覆層成形面、 322:フィラ成形面、 651:被覆層のタイヤ径方向内側の面、 C200、C300:キャビティ、 CL:タイヤ赤道面、 R:リム、 Rf:リムフランジ
Claims (8)
- タイヤ赤道面に対して両側に位置する一対のビードフィラが、それぞれ、樹脂材料から構成されているとともに、前記タイヤ赤道面に対して互いに非対称に構成されている、空気入りタイヤ。
- 前記タイヤ赤道面に対して両側に位置する一対のビードコアが、それぞれ、タイヤ幅方向断面を観たときに、ビードワイヤ束と、前記ビードワイヤ束の周囲を囲むとともに樹脂材料から構成された被覆層と、を有している、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記一対のビードフィラは、それぞれの形状が、前記タイヤ赤道面に対して互いに非対称である、請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記一対のビードフィラは、それぞれを構成する前記樹脂材料が、互いに異なる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記空気入りタイヤは、車両への装着方向が指定されており、
前記一対のビードフィラは、前記タイヤ赤道面に対して車両装着外側のビードフィラのタイヤ径方向高さが、前記タイヤ赤道面に対して車両装着内側のビードフィラのタイヤ径方向高さよりも、高い、請求項1〜4のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。 - 前記空気入りタイヤは、車両への装着方向が指定されており、
タイヤ幅方向断面を観たときに、前記一対のビードフィラの各々は、車両装着内側へ向けて開口する凹部を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。 - 前記空気入りタイヤは、車両への装着方向が指定されており、
前記一対のビードフィラは、前記タイヤ赤道面に対して車両装着外側のビードフィラを構成する樹脂材料が、前記タイヤ赤道面に対して車両装着内側のビードフィラを構成する樹脂材料よりも、引張弾性率又は曲げ弾性率が高い、請求項1〜6のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。 - 未加硫タイヤを加硫金型内で加硫する加硫工程を含む、空気入りタイヤの製造方法であって、
前記未加硫タイヤにおける、タイヤ赤道面に対して両側に位置する一対のビードフィラが、それぞれ、樹脂材料から構成されているとともに、前記タイヤ赤道面に対して互いに非対称に構成されている、空気入りタイヤの製造方法。
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