JPWO2010095654A1

JPWO2010095654A1 - タイヤ、及びタイヤの製造方法

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Publication number: JPWO2010095654A1
Application number: JP2011500631A
Authority: JP
Inventors: 好秀河野; 誓志今
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2009-02-17
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2012-08-30
Anticipated expiration: 2030-02-17
Also published as: JP2015034009A; US9440407B2; EP2399759A1; US20110297289A1; CN102317088B; WO2010095654A1; CN102317088A; JP5960776B2; JP5689789B2; EP2399759A4; EP2399759B1; KR20110113208A

Abstract

樹脂材料、特に熱可塑性材料で形成され且つエア入りを抑制して耐久性を向上させたタイヤを提供することが目的である。樹脂材料で形成された環状のタイヤケース２３と、樹脂材料よりも剛性が高く、タイヤケース２３の外周部に螺旋状に巻回されると共に、タイヤケース２３の軸方向に沿った断面視で外周部に少なくとも一部が埋設され樹脂材料に密着した補強コード２６と、この補強コード２６によって形成された補強コード層２８の径方向外側に設けられるトレッド３０と、をタイヤ１０が有することで、エア入りを抑制して耐久性を向上させることができる。

Description

本発明は、リムに装着するタイヤ、及びタイヤの製造方法にかかり、少なくとも一部が樹脂材料、特に熱可塑性材料で形成されたタイヤ、及びタイヤの製造方法に関する。

従来、乗用車等の車両には、ゴム、有機繊維材料、スチール部材など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、焼却する、破砕して道路の舗装材料として用いるなどして処分することが行われてきた。

近年では、軽量化や成型性の容易さ、リサイクルのし易さから、樹脂材料、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。
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。
特開平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と比べて、製造が容易で且つ低コストであるが、タイヤ骨格体がカーカスプライなどの補強部材を内装しない均一な熱可塑性高分子材料で形成されている場合には、ゴム製の従来タイヤと比べて耐応力、耐内圧等の観点で劣る。このため、特許文献１では、タイヤ本体（タイヤ骨格体）のトレッド底部のタイヤ半径方向外面に、補強コードをタイヤ円周方向に連続して螺旋状に巻回した補強層を設けて、耐カット性、及び耐パンク性を改善している。

しかしながら、熱可塑性高分子材料で形成されたタイヤ骨格体に補強コードを直接螺旋状に巻回して補強層を形成し、補強層の径方向外側にトレッドを形成した場合、補強コードに接着剤を用いていても接着性が十分とはいえず、補強コードの周囲に空気が残ってしまい、走行時に補強コードが移動して部材間に剥離などが生じてタイヤの耐久性が低下する虞がある。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、樹脂材料、特に熱可塑性材料で形成され、且つエア入りを抑制して耐久性を向上させたタイヤ、及びこのタイヤの製造方法を提供することが目的である。

請求項１に記載の発明は、樹脂材料で形成された環状のタイヤ骨格体を備えリムに装着されるタイヤであって、前記タイヤ骨格体の外周部に巻回されて補強コード層を形成すると共に、前記タイヤ骨格体の軸方向に沿った断面視で前記外周部に少なくとも一部が埋設された補強コード部材と、を有するタイヤである。

請求項１に記載の発明では、樹脂材料で形成されたタイヤ骨格体の外周部に補強コード部材が巻回されて補強コード層が形成されていることから、耐パンク性、耐カット性、及びタイヤ（タイヤ骨格体）の周方向剛性が向上する。なお、周方向剛性が向上することで、樹脂材料で形成されたタイヤ骨格体のクリープ（一定の応力下でタイヤ骨格体の塑性変形が時間とともに増加する現象）が抑制される。

また、タイヤ骨格体の軸方向に沿った断面視で、樹脂材料で形成されたタイヤ骨格体の外周部に補強コード部材の少なくとも一部が埋設されていることから、エア入りが抑制されており、走行時の入力などによって補強コード部材が動くのが抑制される。これにより、例えば、タイヤ骨格体の外周部に補強コード部材全体を覆うようにタイヤ構成部材が設けられた場合、補強コード部材は動きが抑制されているため、これらの部材間（タイヤ骨格体含む）に剥離などを生じるのが抑制され耐久性が向上する。
さらに、タイヤ骨格体の外周部に補強コード部材が巻回されていることから、径方向内側からの空気圧に対する剛性が向上する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記補強コード層の径方向外側に前記樹脂材料よりも耐摩耗性のある材料からなるトレッドが設けられた、タイヤである。

請求項２に記載の発明では、路面と接触するトレッドを樹脂材料よりも耐摩耗性のある材料で構成していることから耐摩耗性が向上する。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記補強コード部材は前記タイヤ骨格体の軸方向に沿った断面視で、直径の１／５以上が前記タイヤ骨格体の外周部に埋設されている、タイヤである。

請求項３に記載の発明では、タイヤ骨格体の軸方向に沿った断面視で補強コード部材は直径の１／５以上がタイヤ骨格体の外周部に埋設されていることから、エア入りが効果的に抑制されており、走行時の入力などによって補強コード部材が動くのがより抑制される。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の発明において、前記タイヤ骨格体は、径方向内側に前記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有し、前記ビード部に金属材料からなる環状のビードコアが埋設されている、タイヤである。

請求項４に記載の発明では、タイヤ骨格体がリムとの嵌合部位であるビード部を有しており、さらに、このビード部に金属材料からなる環状のビードコアが埋設されていることから、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骨格体、すなわちタイヤが強固に保持される。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記ビード部の前記リムと接触する部分に前記樹脂材料よりも軟質である材料からなるシール部が設けられている、タイヤである。

請求項５に記載の発明では、リムと接触する部分に、樹脂材料よりも軟質である材料からなるシール部が設けられることから、タイヤ（タイヤ骨格体）とリムとの間のシール性（気密性）が向上する。このため、リムと樹脂材料とでシールする場合と比較して、タイヤ内の空気漏れがより一層抑制される。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。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発明において、前記樹脂材料は熱可塑性である、タイヤである。

請求項６に記載の発明では、樹脂材料を熱可塑性とすることから、樹脂材料を熱硬化性とする場合と比べて、タイヤ製造が容易になる。

請求項７に記載の発明は、熱可塑性材料で形成された環状のタイヤ骨格体の外周部を溶融又は軟化させながら補強コード部材の少なくとも一部を埋設して前記外周部に前記補強コード部材を巻回するコード部材巻回工程、を有するタイヤの製造方法である。

請求項７に記載の発明では、コード部材巻回工程において、熱可塑性材料で形成されたタイヤ骨格体の外周部を溶融又は軟化させながら補強コード部材の少なくとも一部を埋設することから、埋設された補強コード部材の少なくとも一部と溶融又は軟化した熱可塑性材料とが溶着（密着）する。これにより、タイヤ骨格体の軸方向に沿った断面視でタイヤ骨格体の外周部と補強コード部材との間のエア入りが抑制される。また、一定時間が経過して補強コード部材を埋設した部分が冷却固化された後は、埋設された補強コード部材が抜け難くなる。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記コード部材巻回工程では、前記タイヤ骨格体の軸方向に沿った断面視で、前記タイヤ骨格体の外周部に前記補強コード部材を直径の１／５以上埋設する、タイヤの製造方法である。

請求項８に記載の発明では、タイヤ骨格体の軸方向に沿った断面視で、タイヤ骨格体の外周部に補強コード部材を直径の１／５以上埋設することから、製造時のエア入りが効果的に抑制される。また、埋設された補強コード部材がさらに抜け難くなる。

請求項９に記載の発明は、請求項７又は請求項８に記載の発明において、前記コード部材巻回工程では、前記補強コード部材を加熱する、タイヤの製造方法である。

請求項９に記載の発明では、補強コード部材を加熱することから、この加熱された補強コード部材をタイヤ骨格体の外周部に接触させると接触部分が溶融又は軟化するため、補強コード部材をタイヤ骨格体の外周部に埋設し易くなる。

請求項１０に記載の発明は、請求項７〜９の何れか１項に記載の発明において、前記コード部材巻回工程では、前記タイヤ骨格体の外周部の前記補強コード部材が埋設される部分を加熱する、タイヤの製造方法である。

請求項１０に記載の発明では、タイヤ骨格体の外周部の補強コード部材が埋設される部分を加熱することから、この加熱され溶融又は軟化した部分に補強コード部材を埋設し易くなる。

請求項１１に記載の発明は、請求項７〜１０の何れか１項に記載の発明において、前記コード部材巻回工程では、前記補強コード部材のテンションが予め決定された値となるように調整しながら前記タイヤ骨格体の外周部に前記補強コード部材を螺旋状に巻回する、タイヤの製造方法である。

請求項１１に記載の発明では、補強コード部材のテンションが予め決定された値となるように調整しながらタイヤ骨格体の外周部に補強コード部材を螺旋状に巻回することから、補強コード部材のタイヤ骨格体の外周部への埋設量を調整でき、さらに、補強コード部材をタイヤ骨格体の外周部へ蛇行を抑制して巻回できる。

請求項１２に記載の発明は、請求項７〜１１の何れか１項に記載の発明において、前記コード部材巻回工程では、前記補強コード部材を前記タイヤ骨格体の外周部に押圧しながら前記補強コード部材を螺旋状に巻回する、タイヤの製造方法である。

請求項１２に記載の発明では、補強コード部材を前記タイヤ骨格体の外周部に押圧しながら前記補強コード部材を螺旋状に巻回することから、補強コード部材のタイヤ骨格体の外周部への埋設量を調整できる。

請求項１３に記載の発明は、請求項７〜１２の何れか１項に記載の発明において、前記コード部材巻回工程では、前記補強コード部材が埋設された後で、前記タイヤ骨格体の外周部の溶融又は軟化した部分を強制的に冷却する、タイヤの製造方法である。

請求項１３に記載の発明では、補強コード部材が埋設された後で、タイヤ骨格体の外周部の溶融又は軟化した部分を強制的に冷却することから、タイヤ骨格体の外周部の溶融又は軟化した部分が直ぐに冷却固化される。つまり、自然冷却よりも早く冷却されるため、タイヤ骨格体の外周部の変形が抑制されると共に、補強コード部材が動くのが抑制される。

以上説明したように、本発明のタイヤは上記構成としたので、エア入りが抑制されて耐久性が向上する。また、本発明のタイヤの製造方法は、エア入りが抑制されて耐久性が向上したタイヤを製造することができる。

第１実施形態のタイヤのタイヤ回転軸に沿った断面を示す断面図である。第１実施形態のタイヤにリムを嵌合させた状態のビード部のタイヤ回転軸に沿った断面を示す拡大断面図である。第１実施形態のタイヤのタイヤケースのクラウン部に補強コードが埋設された状態を示すタイヤ回転軸に沿った断面図である。成形機のタイヤ支持部のシリンダロッドの突出量が最も小さい状態を示めす斜視図である。成形機のタイヤ支持部のシリンダロッドの突出量が最も大きい状態を示めす斜視図である。押出機を用いてケース分割体の接合部に溶接用熱可塑性材料を付着させる動作を説明するための説明図である。コード加熱装置、及びローラ類を用いてタイヤケースのクラウン部に補強コードを埋設する動作を説明するための説明図である。成形機のタイヤ支持部にケース分割体をセットする動作を説明するための説明図である。その他の実施形態のタイヤの製造方法に係り、補強コードが埋設される部分を温風装置で加熱する動作を説明するための説明図である。その他の実施形態のチューブ型タイヤのタイヤ回転軸に沿った断面を示す断面図である。

［第１実施形態］
以下、図面にしたがって本発明のタイヤの第１実施形態に係るタイヤについて説明する。図１Ａ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。

図１Ａに示すように、タイヤ１０は、リム２０のビードシート２１及びリムフランジ２２に接触する一対のビード部１２（図１Ｂ参照）、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（外周部）からなる環状のタイヤケース２３（タイヤ骨格体の一例）を備えている。

ここで、本実施形態のタイヤケース２３は、単一の樹脂材料で形成されているが、本発明はこの構成に限定されず、従来一般のゴム製の空気入りタイヤと同様に、タイヤケース２３の各部位毎（サイド部１４、クラウン部１６、ビード部１２など）に異なる特徴を有する樹脂材料を用いてもよい。

樹脂材料としては、ゴム様の弾性を有する熱硬化性樹脂、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。

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挙げられる。

熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。

熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ＪＩＳＫ６４１８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。
なお、樹脂材料としては、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。

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。しかし、本発明はこの構成に限定されず、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は省略してもよい。なお、ビードコア１８は、スチールコードに限定されず、有機繊維コード等で形成されていてもよい。

また、図１Ｂに示すように、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と接触する部分にタイヤケース２３を形成する樹脂材料より軟質である材料からなる円環状のシール層２４（シール部の一例）が形成されている。このシール層２４はビードシート２１と接触する部分にも形成されていてもよい。

シール層２４を形成する上記軟質材料としては、弾性体の一例としてのゴムが好ましく、特に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。なお、樹脂材料のみでリム２０との間のシール性が確保できれば、シール層２４を省略してもよく、また、タイヤケース２３を形成する樹脂材料よりも軟質である他の種類の樹脂材料を用いてもよい。

図１Ａ及び図２に示すように、クラウン部１６には、タイヤケース２３を形成する樹脂材料よりも剛性が高い補強コード２６が、タイヤケース２３の軸方向に沿った断面視で、少なくとも一部が埋設された状態で螺旋状に巻回されて補強コード層２８（図２で破線で示す）が形成されている。また、補強コード２６は、埋設された部分が樹脂材料と密着した状態となっている。さらに、補強コード２６は、金属繊維や有機繊維等のモノフィラメント（単線）、又はこれらの繊維を撚ったマルチフィラメント（撚り線）などを用いるとよい。なお、本実施形態の補強コード２６はスチール繊維を撚ったスチールコードである。また、補強コード２６の埋設量Ｌは、補強コード２６の直径Ｄ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Ｌが、補強コード２６の直径Ｄの１／２を超えると、補強コード２６が寸法上、埋設部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（外周面）がフラットになり、上に部材が載置されてもエア入りし難くなる。なお、補強コード層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。

補強コード層２８のタイヤ径方向外周側には、タイヤケース２３を形成している樹脂材料よりも耐摩耗性に優れた材料、例えばゴムからなるトレッド３０が配置されている。このトレッド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、トレッド３０の代わりに、タイヤケース２３を形成する樹脂材料よりも耐摩耗性に優れる他の種類の樹脂材料で形成したトレッドを用いてもよい。また、トレッド３０には、従来のゴム製の空気入りタイヤと同様に、路面との接地面に複数の溝からなるトレッドパターンが形成されている。

なお、本実施形態では、一例としてタイヤケース２３を樹脂材料のうちの熱可塑性材料（例えば、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーなど）で形成している。

（タイヤの製造装置）
次に、本実施形態のタイヤ１０の製造装置について説明する。
図３には、タイヤ１０を形成する際に用いる成形機３２のタイヤ支持部３４が斜視図にて示されている。

成形機３２は、水平に配置された軸３６、及びこの軸３６を回転させるギヤ付きモータ（図示省略）を有している。この軸３６の端部側には、タイヤケース２３を支持するためのタイヤ支持部３４が設けられている。

タイヤ支持部３４は、軸３６に固定されたシリンダブロック３８を有し、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４０が周方向に等間隔に設けられている。

シリンダロッド４０の先端には、外面がタイヤケース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３Ａは、シリンダロッド４０の突出量が最も小さい状態を示しており、図３Ｂは、シリンダロッド４０の突出量が最も大きい状態を示している。なお、各シリンダロッド４０は、連動して同一方向に同一量突出可能となっている。

図４に示すように、成形機３２の近傍には、タイヤケース２３が複数に分割されて形成された場合に、これら分割体（本実施形態のタイヤケース２３は左右半割りのケース分割体２３Ａを溶接一体化して形成されている）を一体化するために用いる溶接用熱可塑性材料を押し出す押出機４４が配置されている。この押出機４４は溶融した溶接用熱可塑性材料４５を下方に向けて吐出するノズル４６を有している。溶接用熱可塑性材料４５は、タイヤケース２３を形成している熱可塑性材料と同種のものが好ましいが、溶接できれば異なる種類のものであってもよい。なお、本実施形態では、タイヤケース２３を形成している熱可塑性材料と溶接用熱可塑性材料４５が同種となっている。

また、ノズル４６の近傍には、タイヤケース２３のケース分割体２３Ａに付着させた溶接用熱可塑性材料４５を押圧して均す均しローラ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。なお、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。また、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。

また、ガイドレール５４には、補強コード層２８を形成するための補強コード２６を供給するコード供給装置５６が移動可能に搭載されている。

図５に示すように、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押圧ローラ６０、押圧ローラ６０をタイヤケース２３のクラウン部１６の外周面に対して接離する方向に移動させる第１シリンダ装置６２、押圧ローラ６０の補強コード２６の搬送方向下流側に配置される冷却ローラ６４、及び金属製の冷却ローラ６４をクラウン部１６の外周面に対して接離する方向に移動させる第２シリンダ装置６６を有している。また、押圧ローラ６０及び冷却ローラ６４の表面は、溶融又は軟化した熱可塑性材料の付着を抑制するためにフッ素樹脂（本実施形態では、テフロン（登録商標））でコーティングされている。
なお、本実施形態では、コード供給装置５６は、押圧ローラ６０及び冷却ローラ６４の２つのローラを有する構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、何れか一方のローラのみ（即ち、ローラ１個）を有している構成でもよい。

また、コード加熱装置５９は、熱風を生じさせるヒーター７０及びファン７２と、内部空間に当該熱風が供給されると共に内部空間を補強コード２６が通過する加熱ボックス７４と、加熱ボックス７４の先端に設けられ加熱された補強コード２６が排出される排出口７６を有している。
また、コード供給装置５６はタイヤケース２３の回転軸方向に移動可能となっている。

次に本実施形態のタイヤ１０の製造方法について説明する。
（タイヤケース成形工程）
（１）図６に示すように、先ず、径を縮小したタイヤ支持部３４の外周側に、互いに向かい合わせに突き当てた２つのケース分割体２３Ａを配置すると共に、２つのケース分割体２３Ａ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６８を配置する。タイヤ内面支持リング６８の外径は、ケース分割体２３Ａ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６８の外周面が、ケース分割体２３Ａの外周部分の内周面に密着するようになっている。これにより、タイヤ支持片４２間の隙間によりタイヤ支持部３４外周に生じる凹凸に起因する接合部分（溶接用熱可塑性材料４５）の凸凹（前記凹凸の逆形状）の発生を抑制することができる。また、タイヤ支持片４２間の隙間によって配置部材（タイヤケース２３、トレッド３０、その他のタイヤ構成部材（例えば、ベルト補強層など））に凹凸が発生するのを抑制することができる。つまり、配置部材を配置する際に作用させる力（テンションや押圧力など）で配置部材のタイヤ支持片４２間の隙間に対応した部位に凹凸が発生するのを抑制することができる。

なお、タイヤ内面支持リング６８は薄い金属板形成されているため、曲げ変形させてケース分割体２３Ａの内部に容易に挿入可能である。タイヤ支持部３４の径を拡大してタイヤ内面支持リング６８を複数のタイヤ支持片４２で内側から保持する。

（２）図４に示すように、押出機４４を移動して、ケース分割体２３Ａの突き当て部分の上方にノズル４６を配置する。そして、タイヤ支持部３４を矢印Ｒ方向に回転させながら、ノズル４６から溶融した溶接用熱可塑性材料４５を接合部位に向けて押し出し、接合部位に沿って溶融した溶接用熱可塑性材料４５を付着させる。付着した溶接用熱可塑性材料４５は、下流側に配置した均しローラ４８によって平らに均されると共に、両方のケース分割体２３Ａの外周面に溶着する。溶接用熱可塑性材料４５は自然冷却により次第に固化し、一方のケース分割体２３Ａと他方のケース分割体２３Ａとが溶接用熱可塑性材料４５によって溶接され、これらの部材が一体となってタイヤケース２３が形成される。

（コード部材巻回工程）
（３）次に、図５に示すように、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３４の近傍に配置する。そして、ヒーター７０の温度を上昇させ、ヒーター７０で加熱された周囲の空気をファン７２の回転によって生じる風で加熱ボックス７４へ送る。次に、リール５８から巻き出した補強コード２６を、熱風で内部空間が加熱された加熱ボックス７４内へ送り加熱（例えば、補強コード２６の温度を１００〜２００°Ｃ程度に加熱）する。加熱された補強コード２６は、排出口７６を通り、矢印Ｒ方向に回転するタイヤケース２３のクラウン部１６の外周面に一定のテンションをもって螺旋状に巻きつけられる。ここで、加熱された補強コード２６がクラウン部１６の外周面に接触すると、接触部分の熱可塑性材料が溶融又は軟化し、加熱された補強コード２６の少なくとも一部がクラウン部１６の外周面に埋設される。このとき、溶融又は軟化した熱可塑性材料に加熱された補強コード２６が埋設されるため、熱可塑性材料と補強コード２６とが隙間がない状態、つまり密着した状態となる。これにより、補強コード２６を埋設した部分へのエア入りが抑制される。なお、補強コード２６をタイヤケース２３の熱可塑性材料の融点よりも高温に加熱することで、補強コード２６が接触した部分の熱可塑性材料の溶融又は軟化が促進される。このようにすることで、クラウン部１６の外周面に補強コード２６を埋設しやすくなると共に、効果的にエア入りを抑制することができる。

また、補強コード２６に作用させるテンションは、タイヤケース２３に対して従動回転するリール５８にブレーキをかけることで調整されるようになっており、このように一定のテンションを作用させながら補強コード２６を巻き付けることで、補強コード２６が蛇行するのを抑制でき、さらに、補強コード２６の埋設量も調整できる。なお、本実施形態では、リール５８にブレーキをかけてテンションを調整しているが、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テンションを調整してもよい。

また、加熱された補強コード２６は、クラウン部１６の外周面に少なくとも一部が埋設された直後に、押圧ローラ６０によって押圧されてより深くまで埋設される。このとき、埋設部分周囲が押圧ローラ６０によって均されると共に、補強コード２６の埋設時に侵入したエアも押し出される。なお、押圧ローラ６０は、タイヤケース２３に対して従動回転するようになっている。

その後、押圧ローラ６０の下流側に設けられてクラウン部１６の外周面に押し付けられた冷却ローラ６４によって、加熱された補強コード２６で熱可塑性材料が溶融又は軟化した部分が強制的に冷却される。これにより、補強コード２６が埋設された部分の熱可塑性材料が、補強コード２６が動いたりする前に冷却されるため、精度よく補強コード２６を配設することができると共に、補強コード２６を埋設した部分の熱可塑性材料の変形を抑制することができる。なお、冷却ローラ６４は、タイヤケース２３に対して従動回転するようになっている。

また、補強コード２６の埋設量Ｌは、補強コード２６の加熱温度、補強コード２６に作用させるテンション、及び押圧ローラ６０による押圧力等によって調整することができる。そして、本実施形態では、補強コード２６の埋設量Ｌが、補強コード２６の直径Ｄの１／５以上となるように設定されている。なお、補強コード２６の埋設量Ｌとしては、直径Ｄの１／２を超えることがさらに好ましく、補強コード２６全体が埋設されることが最も好ましい。

このようにして、加熱した補強コード２６をクラウン部１６の外周面に埋設しながら巻き付けることで、タイヤケース２３のクラウン部１６の外周側に補強コード層２８が形成される。

（４）次に、タイヤケース２３の外周面に加硫済みの帯状のトレッド３０を１周分巻き付けてタイヤケース２３の外周面にトレッド３０を、接着剤などを用いて接着する。なお、トレッド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。

（５）そして、タイヤケース２３のビード部１２に、熱可塑性材料よりも軟質である材料からなるシール層２４を、接着剤等を用いて接着すれば、タイヤ１０の完成となる。

（６）最後に、タイヤ支持部３４の径を縮小し、完成したタイヤ１０をタイヤ支持部３４から取り外し、内部のタイヤ内面支持リング６８を曲げ変形させてタイヤ外へ取り外す。

（作用）
本実施形態のタイヤ１０では、熱可塑性材料で形成されたタイヤケース２３のクラウン部１６の外周面に熱可塑性材料よりも剛性が高い補強コード２６が周方向へ螺旋状に巻回されていることから耐パンク性、耐カット性、及びタイヤ１０の周方向剛性が向上する。なお、タイヤ１０の周方向剛性が向上することで、熱可塑性材料で形成されたタイヤケース２３のクリープが防止される。

また、タイヤケース２３の軸方向に沿った断面視（図１に示される断面）で、熱可塑性材料で形成されたタイヤケース２３のクラウン部１６の外周面に補強コード２６の少なくとも一部が埋設され且つ熱可塑性材料に密着していることから、製造時のエア入りが抑制されており、走行時の入力などによって補強コード２６が動くのが抑制される。これにより、補強コード２６、タイヤケース２３、及びトレッド３０に剥離などが生じるのが抑制され、タイヤ１０の耐久性が向上する。

そして、図２に示すように、補強コード２６の埋設量Ｌが直径Ｄの１／５以上となっていることから、製造時のエア入りが効果的に抑制されており、走行時の入力などによって補強コード２６が動くのがさらに抑制される。
さらに、タイヤケース２３のクラウン部１６に補強コード２６が螺旋状に巻回されていることから、タイヤ径方向内側からの空気圧に対する剛性が向上する。

また、路面と接触するトレッド３０を熱可塑性材料よりも耐摩耗性のあるゴム材で構成していることから、タイヤ１０の耐摩耗性が向上する。
さらに、ビード部１２には、金属材料からなる環状のビードコア１８が埋設されていることから、従来のゴム製の空気入りタイヤと同様に、リム２０に対してタイヤケース２３、すなわちタイヤ１０が強固に保持される。

ビード部１２のリム２０と接触する部分には、熱可塑性材料よりも軟質である材料からなるシール層２４が設けられている。このシール層２４を構成する材料は、タイヤケース２３を構成する熱可塑性材料よりも軟質、つまり、反発弾性を有していることからタイヤ１０とリム２０との間の気密性が向上し、シール性が向上する。これにより、リム２０と熱可塑性材料とでシールする場合と比較して、タイヤ内の空気漏れがより一層抑制される。また、シール層２４を設けることでリムフィット性も向上する。

そして、本実施形態のタイヤ１０の構造によれば、従来のゴム製タイヤに広く用いられるカーカスプライを用いずに、樹脂材料で形成したタイヤケース２３で剛性を担うため、従来のカーカスプライを有するゴム製タイヤと比べて、軽量化を図ることができる。さらに、本実施形態のタイヤ１０の構造では、従来のゴム製タイヤのようにカーカスプライを用いないため、タイヤ製造時における加工工数を減らすことができる。

[その他の実施形態]
上述の実施形態では、補強コード２６を加熱し、加熱した補強コード２６が接触する部分の熱可塑性材料を溶融又は軟化させる構成としたが、本発明はこの構成に限定されず、補強コード２６を加熱せずに、図７に示すように、ファン８２、ヒーター８０、及び排出口８４を有する熱風生成装置７８を用い、この熱風生成装置７８で発生させた熱風を補強コード２６が埋設される部分に吹きかけて熱可塑性材料を溶融又は軟化させてから補強コード２６を埋設、密着させる構成としてもよい。なお、コード加熱装置５９及び熱風生成装置７８は共に用いてもよく、両者を共に用いた場合には、前者又は後者のみを用いる場合と比べて、確実に補強コード２６を熱可塑性材料内に埋設、密着させることができる。

また、上述の実施形態では、コード加熱装置５９の熱源をヒーター７０、及びファン７２としているが、本発明はこの構成に限定されず、補強コード２６を輻射熱（例えば、赤外線など）で直接加熱する構成としてもよい。また、熱風生成装置７８の熱源をヒーター８０及びファン８２としているが、本発明はこの構成に限定されず、例えば、赤外線を補強コード２６が埋設される部分に収束させて、埋設部分を溶融又は軟化させてもよい。

さらに、上述の実施形態では、補強コード２６を埋設した熱可塑性材料が溶融又は軟化した部分を金属製の冷却ローラ６４で強制的に冷却する構成としたが、本発明はこの構成に限定されず、熱可塑性材料が溶融又は軟化した部分に冷風を直接吹きかけて、熱可塑性材料の溶融又は軟化した部分を強制的に冷却固化する構成としてもよい。

また、上述の実施形態では、補強コード２６を加熱する構成としたが、例えば、補強コード２６の外周をタイヤケース２３と同じ熱可塑性材料で被覆する構成としてもよく、この場合には、被覆補強コードをタイヤケース２３のクラウン部１６に巻き付ける際に、補強コード２６と共に被覆した熱可塑性材料も加熱することで、クラウン部１６への埋設時におけるエア入りを効果的に抑制することができる。

上述の実施形態では、複数のケース分割体２３Ａを溶接してタイヤケース２３を形成し、このタイヤケース２３のクラウン部１６に補強コード２６を巻回して補強コード層２８を形成する構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、例えば、金型の内周に補強コード２６を巻回した状態で保持させ、この金型内に溶融又は軟化状態の樹脂材料（例えば、熱硬化性材料（熱可塑性樹脂など）や熱可塑性材料など）を注入して、タイヤケース２３を一体形成する構成としてもよい。この構成の一例について以下に説明する。
上記金型は複数に分割されるように構成され、タイヤケース２３のクラウン部１６（外周部）に対応する内周面に溝が螺旋状に形成されている。この溝には、補強コード２６を嵌めるようになっている。この金型の溝に上述の補強コードを保持させ（嵌め込み）、金型内に溶融又は軟化状態の樹脂材料を注入し、注入した樹脂材料を冷却固化（自然冷却又は強制冷却により固化）させることで、樹脂材料により構成されたタイヤケース２３が一体形成される。このようにして形成されたタイヤケース２３のクラウン部１６には、タイヤケース２３の軸方向に沿った断面視（図１に示される断面）で補強コード２６の少なくとも一部が埋設される。補強コード２６のクラウン部１６に埋設された部分は、タイヤケース２３を構成する樹脂材料に密着することから、製造時のエア入りが抑制され、走行時の入力などによって補強コード２６が動くのが抑制される。これにより、補強コード２６、タイヤケース２３、及びトレッド３０に剥離などが生じるのが抑制され、タイヤ１０の耐久性が向上する。なお、金型の内周に対して補強コード２６を保持させる手段としては、補強コード２６を金型の内周に貼り付ける、などの他の手段を選択してもよい。

上述の実施形態のタイヤ１０は、ビード部１２をリム２０に装着することで、タイヤ１０とリム２０との間で空気室を形成する、所謂チューブレスタイヤであるが、本発明はこの構成に限定されず、図８に示すように、完全なチューブ形状であってもよい。

また、補強コード２６は螺旋巻きするのが製造上は容易だが、幅方向で補強コード２６を不連続とする方法等も考えられる。
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タイヤ
１２ビード部
１６クラウン部（外周部）
１８ビードコア
２０リム
２１ビードシート
２２リムフランジ
２３タイヤケース（タイヤ骨格体）
２４シール層（シール部）
２６補強コード（補強コード部材）
２８補強コード層
３０トレッド
Ｄ補強コードの直径（補強コード部材の直径）
Ｌ補強コードの埋設量（補強コード部材の埋設量）

Claims

樹脂材料で形成された環状のタイヤ骨格体を備えリムに装着されるタイヤであって、
前記タイヤ骨格体の外周部に巻回されて補強コード層を形成すると共に、前記タイヤ骨格体の軸方向に沿った断面視で前記外周部に少なくとも一部が埋設された補強コード部材を有するタイヤ。
前記補強コード層の径方向外側に前記樹脂材料よりも耐摩耗性のある材料からなるトレッドが設けられた請求項１に記載のタイヤ。
前記補強コード部材は前記タイヤ骨格体の軸方向に沿った断面視で直径の１／５以上が前記タイヤ骨格体の外周部に埋設されている請求項１又は請求項２に記載のタイヤ。
前記タイヤ骨格体は、径方向内側に前記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有し、前記ビード部に金属材料からなる環状のビードコアが埋設されている請求項１〜３の何れか１項に記載のタイヤ。
前記ビード部の前記リムと接触する部分に前記樹脂材料よりも軟質である材料からなるシール部が設けられている請求項４に記載のタイヤ。
前記樹脂材料は熱可塑性である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のタイヤ。
熱可塑性材料で形成された環状のタイヤ骨格体の外周部を溶融又は軟化させながら補強コード部材の少なくとも一部を埋設して前記外周部に前記補強コード部材を巻回するコード部材巻回工程、を有するタイヤの製造方法。
前記コード部材巻回工程では、前記タイヤ骨格体の軸方向に沿った断面視で、前記タイヤ骨格体の外周部に前記補強コード部材を直径の１／５以上埋設する請求項７に記載のタイヤの製造方法。
前記コード部材巻回工程では、前記補強コード部材を加熱する請求項７又は請求項８に記載のタイヤの製造方法。
前記コード部材巻回工程では、前記タイヤ骨格体の外周部の前記補強コード部材が埋設される部分を加熱する請求項７〜９の何れか１項に記載のタイヤの製造方法。
前記コード部材巻回工程では、前記補強コード部材のテンションが予め決定された値となるように調整しながら前記タイヤ骨格体の外周部に前記補強コード部材を螺旋状に巻回する請求項７〜１０の何れか１項に記載のタイヤの製造方法。
前記コード部材巻回工程では、前記補強コード部材を前記タイヤ骨格体の外周部に押圧しながら前記補強コード部材を螺旋状に巻回する請求項７〜１１の何れか１項に記載のタイヤの製造方法。
前記コード部材巻回工程では、前記補強コード部材が埋設された後で、前記タイヤ骨格体の外周部の溶融又は軟化した部分を強制的に冷却する請求項７〜１２の何れか１項に記載のタイヤの製造方法。