タイヤ補修方法
【課題】一部が熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材を有するタイヤに対し、熱可塑性部材を補修することが可能なタイヤ補修方法を得る。
【解決手段】一部が熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材を有するタイヤ１０に対し、熱可塑性部材の補修対象部位１２Ｔを周波数２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの超音波により加振して熱可塑性材料を溶融させ補修する。
【解決手段】一部が熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材を有するタイヤ１０に対し、熱可塑性部材の補修対象部位１２Ｔを周波数２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの超音波により加振して熱可塑性材料を溶融させ補修する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。また、近年では、軽量化やリサイクルのし易さから、タイヤ骨格部材に熱可塑性エラストマーや熱可塑性樹脂等の熱可塑性材料を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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１４３７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような熱可塑性材料の用いられたタイヤでは、タイヤ骨格部材が熱可塑性材料で構成されているため、タイヤ骨格部材が損傷を受けたときに、従来の一般的なゴムタイヤと同様の補修方法を行うことができない。
【０００５】
すなわち、従来の一般的なゴム製タイヤでは、たとえばパンク修理時に、必要に応じて異物を除去し、損傷部分（補修対象部分）に未加硫ゴム（ゴムセメント）を塗布等により供給したのち、加硫済みゴムを圧入等して、補修が行われる。
【０００６】
しかし、熱可塑性材料を用いたタイヤにおいては、ゴム製タイヤと異なる修理方法が要求される。
【０００７】
本発明は、上記事実を考慮して、少なくとも一部が熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材を有するタイヤに対するタイヤ補修方法を得ること、を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、一部が熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材を有するタイヤに対し、前記熱可塑性部材の補修対象部位を周波数２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの超音波により加振して前記熱可塑性材料を溶融させ補修するものである。
【０００９】
このタイヤ補修方法では、熱可塑性材料で構成された熱可塑性部材の補修対象部位に対し、周波数２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの超音波により加振する。これにより、加振された部位、すなわち補修対象部位の熱可塑性部材を部分的に溶融させ、補修することができる。
【００１０】
なお、補修対象部位としては、たとえば、熱可塑性部材を貫通する孔が形成されてしまった部位が含まれるが、これだけでなく、熱可塑性材料の表面や内部に亀裂や損傷が生じた部位等も含まれる。
【００１１】
また、上記の加振は、超音波ウエルダにより行うことができる。
【００１２】
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、前記補修対象部位に対し、前記熱可塑性材料と同種の材料を供給し前記加振により溶融させつつ前記補修を施す。
【００１３】
このように、熱可塑性材料と同種の材料を供給しつつ補修することで、補修対象部位をより強固に補修することが可能となる。特に、補修対象部位において、熱可塑性材料の一部が欠損している場合は、この欠損分を補うことができる。
【００１４】
なお、「熱可塑性材料と同種の材料」としては、熱可塑性材料と同一の材料が含まれるが、これだけでなく、溶融状態で融着して一体化するような材料も含まれる。
【００１５】
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、前記熱可塑性部材が、タイヤの骨格部分を構成するタイヤ骨格部材とされている。
【００１６】
タイヤ骨格部材を熱可塑性部材で構成することで、タイヤ骨格部材の再利用（リサイクル）が容易になる。特に、特に熱可塑性樹脂とすることで、タイヤの軽量化を図ることができる。また、樹脂はゴム（加硫ゴム）と比較して成形が容易な場合が多く、製造に必要なエネルギーを少なくすることも可能になる。また、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）等を用いると、走行時の弾性と製造時の成形性を高く維持できる。
【００１７】
この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。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挙げられる。
【００１８】
そして、このようにタイヤ骨格部材を熱可塑性部材で構成したタイヤに対し、補修対象部位を高いエアシール性及び耐久性を確保して補修できる。
【００１９】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明において、前記タイヤ骨格部材に対しタイヤ外側から前記補修を施す。
【００２０】
タイヤ外側からタイヤ骨格部材を補修するので、タイヤ外側に補修対象部位が存在している場合に、容易に補修できる。
【００２１】
請求項５に記載の発明では、請求項５又は請求項６に記載の発明において、前記タイヤ骨格部材に対しタイヤ内側から前記補修を施す。
【００２２】
タイヤ内側からタイヤ骨格部材を補修するので、タイヤ内側に補修対象部位が存在している場合に、容易に補修できる。
【００２３】
なお、請求項４に記載の、タイヤ径外側からのタイヤ骨格部材の補修と、請求項５に記載の、タイヤ内側からのタイヤ骨格部材の補修とは、択一的にのみ選択されるものではなく、併用することが可能である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明では、少なくとも一部が熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材を有するタイヤに対して適切に補修を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】タイヤ骨格部材、接着剤、クッションゴム、ゴムセメント組成物及びトレッドゴムを示す分解断面図である。
【図２】タイヤ骨格部材にトレッドゴムが接着されたタイヤを示す断面図である。
【図３】本発明のタイヤ補修方法に用いる超音波ウエルダの概略図である。
【図４】本発明の第１実施形態のタイヤ補修方法によりタイヤを補修する工程を（Ａ）〜（Ｃ）へと順に示す説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態のタイヤ補修方法によりタイヤを補修する工程を（Ａ）〜（Ｃ）へと順に示す説明図である。
【図６】本発明の第３実施形態のタイヤ補修方法によりタイヤを補修する工程を（Ａ）〜（Ｃ）へと順に示す説明図である。
【図７】本発明の第４実施形態のタイヤ補修方法によりタイヤを補修する工程を（Ａ）〜（Ｃ）へと順に示す説明図である。
【図８】本発明のタイヤ補修方法によりタイヤをタイヤ骨格部材の内側から補修する工程を（Ａ）〜（Ｃ）へと順に示す説明図である。
【図９】タイヤ骨格部材として３列のチューブ体を用いたタイヤを示す断面図である。
【図１０】チューブ体を示す断面図である。
【図１１】タイヤ骨格部材として単列のチューブ体を用いたタイヤを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明のタイヤ補修方向を説明するが、まず、このタイヤ補修方法において補修対象となっているタイヤ１０について説明する。図１及び図２に示すように、本実施形態に係るタイヤ１０では、特に熱可塑性材料を用いてタイヤ骨格部材１２を形成し、このタイヤ骨格部材１２の外周面１２Ａに、未加硫ゴムの一例であるクッションゴム１４を配置し、更にこのクッションゴム１４のタイヤ直径方向外側に、加硫済み又は半加硫状態のトレッドゴム１６を配置している。そして、これらを被覆部材（エンベロープなど）覆って容器収容し、例えば加熱及び加圧を行って加硫を行うことで、トレッドゴム１６をタイヤ骨格部材１２に接着する、というものである。なお、後述するように、タイヤ骨格部材１２を構成する材料としては、熱可塑性の材料（熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマー）を用いることができる。
【００２７】
（タイヤ骨格部材）
タイヤ骨格部材１２は、熱可塑性材料を用いて、例えばタイヤ１０のクラウン部２４に対応した形状と、このクラウン部２４のタイヤ軸方向両側から夫々タイヤ径方向内側に連なるサイド部２６に対応した形状と、このサイド部２６のタイヤ径方向内側に連なるビード部２８に対応した形状とを有するように成型される。ビード部２８には、ビードコア３０が埋設される。このビードコア３０の材料には、例えば金属、有機繊維、有機繊維を樹脂で被覆したもの、又は硬質樹脂が用いられる。なお、ビード部２８の剛性が確保され、リム（図示せず）との嵌合に問題がなければ、ビードコア３０を省略してもよい。
【００２８】
タイヤ骨格部材１２を構成する材料としては、ゴム様の弾性を有する熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）等を用いることができる。たとえば、走行時の弾性と製造時の成形性を考慮すると、熱可塑性エラストマーを用いることが望ましい。
【００２９】
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。
【００３０】
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挙げられる。
【００３１】
更にこれら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、同じくＪＩＳ Ｋ７１１３に規定される引張降伏点伸びが１０％以上、同じくＪＩＳ Ｋ７１１３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。
【００３２】
このタイヤ骨格部材１２は、まず、例えばタイヤ１０のタイヤ幅方向の中心部、即ちタイヤ赤道面ＣＬ、又はその近傍面を中心とした半割り形状に成型され、クラウン部２４の端部同士を接合することにより構成される。この接合には、例えば同種又は異種の熱可塑性材料や溶融樹脂を用いた溶接法、あるいは、端部の間に熱板を挟みつけ、端部どうしを接近する方向に押付ながら熱板を除去して、端部において溶融状態になっている半割り形状品を溶着する熱板溶着方等により、接合してもよい。さらに、これらと併用して、接着剤等の接合部材３４を用いてもよい。
【００３３】
クラウン部２４には、補強用のコード３２が例えば螺旋状に巻回されている。このコード３２としては、例えばスチールコードや、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）を用いるとよい。コード３２としてスチールコードを用いる場合、例えばクラウン部２４のタイヤ直径方向外側に、熱可塑性材料からなるシート（図示せず）を貼り付けておき、コード３２を加熱しながら、該シートに対してタイヤ周方向に螺旋巻きして埋設して行くことができる。このとき、コード３２とシートの双方を加熱するようにしてもよい。
【００３４】
このように、クラウン部２４に対して、補強用のコード３２を、タイヤ周方向に螺旋巻きすることで、クラウン部２４のタイヤ周方向の剛性を向上させると共に、クラウン部２４の耐破壊性を向上させることができる。またこれによって、タイヤ１０のクラウン部２４における耐パンク性を高めることができる。なお、クラウン部２４を補強するに際し、コード３２をタイヤ周方向に螺旋状に巻回することが、製造上容易であるため好ましいが、コード３２をタイヤ幅方向において不連続としてもよい。またタイヤ骨格部材１２（例えば、ビード部２８、サイド部２６、クラウン部２４等）に、更なる補強材（高分子材料や金属製の繊維、コード、不織布、織布）を埋設配置してタイヤ骨格部材１２を補強してもよい。
【００３５】
タイヤ骨格部材１２のビード部２８のうち、リム（図示せず）に嵌合する部位には、シール層３６が設けられる。これにより、ビード部２８のリムフィット性を高めることができる。このシール層３６としては、タイヤ骨格部材１２に用いられる熱可塑性材料よりもシール性の高い、ゴムや樹脂、エラストマー等を用いることができる。なお、タイヤ骨格部材１２に用いられる熱可塑性材料のみでリムとの間のシール性が確保できれば、シール層３６を省略してもよい。
【００３６】
タイヤ骨格部材１２の外周面１２Ａには、例えば予め凹凸部を設けておき、クッションゴム１４（図１）が加硫後にこれらの凹凸部と嵌まり合うようにすることが好ましい。この凹凸部は、金型により容易に形成することが可能である。クッションゴム１４は加熱により粘度が低下して流動しやすくなるので、凹凸部に対して隙間なく接合することができる。凹凸部としては、タイヤ骨格部材１２の外周面１２Ａに、タイヤ周方向に沿って延びる稜線状の凸部と凹部とを、タイヤ幅方向に交互に形成したものとすることができる。また、タイヤ骨格部材１２の外周面１２Ａに、複数の円柱状又は逆円錐台状の凸部をタイヤ半径方向外側に立設すると共に、凸部を例えば千鳥配置した構造のものであってもよい。
【００３７】
（クッションゴム及びトレッドゴムの配置）
図１に示すように、タイヤ骨格部材１２の外周面１２Ａにクッションゴム１４を配置する際、外周面１２Ａに例えば１層又は２層の接着剤５０を塗布することが好ましい。この接着剤５０の塗布は、湿度７０％以下の雰囲気で行うことが好ましい。接着剤５０は、特定の種類に限定されるものではないが、例えばトリアジンチオール系のものを用いることができ、他には塩化ゴム系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、イソシアネート系接着剤、ハロゲン化ゴム系接着剤等も用いることができる。
【００３８】
また、外周面１２Ａに接着剤５０を塗布する前に、外周面１２Ａをサンドペーパーやグラインダ等でバフ掛けしておくことが好ましい。外周面１２Ａに接着剤５０が付き易くなるからである。更に、バフ掛け後の外周面１２Ａをアルコール等で洗浄して脱脂しておくことが好ましい。またバフ掛け後の外周面１２Ａに対し、コロナ処理や紫外線照射処理を行うことが好ましい。
【００３９】
加硫済み又は半加硫状態のトレッドゴム１６を、クッションゴム１４のタイヤ直径方向外側に配置する際には、トレッドゴム１６の裏面側やクッションゴム１４の外周面側に、粘着性を有する部材、例えばゴムセメント組成物５２を塗布しておくことが好ましい。これにより、トレッドゴム１６がクッションゴム１４に貼り付くことで仮止め状態となり、作業性が向上するからである。
【００４０】
トレッドゴム１６の材質として、ＳＢＲ（スチレン−ブタジエンゴム）を用いる場合には、ゴムセメント組成物５２として、例えばＳＢＲ系のスプライスセメントを用いることが好ましい。また、トレッドゴム１６の材質として、ＮＲ（天然ゴム）の配合比の高いＳＢＲ系ゴムを用いる場合には、ＳＢＲ系のスプライスセメントにＢＲ（ブタジエンゴム）を配合したものを用いることが好ましい。この他、ゴムセメント組成物５２として、液状ＢＲ等の液状エラストマーを配合した無溶剤セメントや、ＩＲ（イソプレンゴム）−ＳＢＲのブレンドを主成分とするセメントを用いることが可能である。
【００４１】
トレッドゴム１６は、予め踏面１６Ａ側に主溝等のトレッドパターンが形成されたＰＣＴ（Ｐｒｅ−Ｃｕｒｅｄ Ｔｒｅａｄ）である。トレッドパターンを形成するため、未加硫ゴムをＰＣＴ用金型内で加硫して、トレッドゴム１６を成型する。このとき、トレッドゴム１６は、最終製品として必要とされる加硫度に至った加硫済み状態、又は未加硫の状態よりは加硫度が高いが、最終製品として必要とされる加硫度には至っていない半加硫状態とされる。特に、本実施形態に係るトレッドゴム１６には、たとえば図１０−２に示されるように、タイヤ周方向に沿って延在する環状の凹み部１６Ｂが１本又は複数本（本実施形態は２本）形成されており、凹み部１６Ｂが形成された部分は薄肉部１６Ｃとされると共に、凹み部１６Ｂが形成されていない部分は薄肉部１６Ｃに対して相対的に厚肉の厚肉部１６Ｄとされている（図１等参照）。本実施形態では特に、凹み部１６Ｂはタイヤ周方向に沿って環状に形成されており、タイヤ１０の主溝となっている。薄肉部１６Ｃ及び厚肉部１６Ｄの肉厚は、タイヤとして求められる性能を満たせば特に限定されるものではないが、たとえば、薄肉部１６Ｃの肉厚Ｔ１は１ｍｍ程度、タイヤセンター部（最も厚い部分）における厚肉部１６Ｄの肉厚Ｔ２は５ｍｍ程度とされる。
【００４２】
トレッドゴム１６をクッションゴム１４の外周に配置するに際しては、帯状のトレッドゴム１６をクッションゴム１４の外周に円環状に巻き付けるようにしてもよいし、予め円環状に形成されたトレッドゴム１６を用いてもよい。
【００４３】
（超音波ウエルダ）
次に、本実施形態に係るタイヤ補修方法に用いる加振のための装置としての超音波ウエルダについて説明する。図３（Ａ）に示すように、超音波ウエルダ４０は、超音波発振器４２、ウエルダ本体４４、及び、ホーン４６を備えている。超音波発振器４２は、周波数２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの超音波を発振可能とされている。超音波発振器４２から発振された超音波は、ウエルダ本体４４を経てホーン４６へ伝達され、ホーン４６が加振される。ホーン４６は、棒状とされている。
【００４４】
次に、本実施形態に係るタイヤ補修方法について説明する。
図４（Ａ）には、タイヤ骨格部材１２のサイド部２６に異物１８が突き刺さってサイド部２６が穿孔されてしまった状態（いわゆるバンク状態）が示されている。この穿孔部分が、補修対象部位１２Ｔとなっている。
【００４５】
まず、タイヤ骨格部材１２から異物１８を除去する。この段階では、補修対象部位１２Ｔのタイヤ骨格部材１２に、厚み方向に貫通する貫通孔１２Ｈが生じてしまっている。したがって、タイヤを再使用するためには、この貫通孔１２Ｈを塞ぐ必要があり、そのために本実施形態のタイヤ補修方法を適用する。
【００４６】
タイヤ骨格部材１２から異物１８を除去した後、図４（Ｂ）に示すように、タイヤ骨格部材１２の外側（タイヤ外側）から補修対象部位１２Ｔへ超音波ウエルダ４０のホーン４６を挿入して貫通孔１２Ｈの内壁に当て、補修対象部位１２Ｔを加振する。加振は、周波数２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの超音波により行う。これによりホーン４６とタイヤ骨格部材１２の境界面で発熱し、タイヤ骨格部材１２が補修対象部位１２Ｔで溶融され、図４（Ｃ）に示すように、貫通孔１２Ｈの周囲の熱可塑性材料が貫通孔１２Ｈを塞ぐ。
【００４７】
その後、補修対象部位１２Ｔの加振を停止し、補修対象部位１２Ｔを冷却することで、タイヤ１０が再使用可能となる。なお、冷却は、たとえば冷風を補修対象部位１２Ｔ（熱可塑性材料が溶融した部位）に供給したり、タイヤ１０の全体を冷却装置に投入したりすることで積極的に行ってもよいが、通常の環境において自然冷却してもよく、この場合には、実質的に放置すればよいため、冷却のための特別な工程は不要となる。
【００４８】
以上の説明から分かるように、本実施形態のタイヤ補修方法では、タイヤ骨格部材１２が熱可塑性材料で構成されていることに着目し、熱可塑性材料自体を溶融させることでタイヤ１０を補修している。ゴムタイヤのように、補修対象部位に、ゴム等の樹脂材料との接着性が低い補修材料を供給する必要がなく、補修後のタイヤ１０に高い耐久性が得られる。上記のようにタイヤ骨格部材１２に貫通孔１２Ｈが生じていても、高いエアシール性で貫通孔１２Ｈを塞ぐことができる。
【００４９】
図５（Ａ）〜（Ｃ）には、本発明の第２実施形態のタイヤ補修方法が示されている。第２実施形態では、タイヤ骨格部材１２から異物１８を除去する工程（図５（Ａ））は第１実施形態と同様であるが、次に補修対象部位１２Ｔを加熱する際に、タイヤ骨格部材１２を構成する熱可塑性材料と同種の材料を母材２２として供給し溶融させている。実施形態では、超音波ウエルダ４０のホーンとして、母材２２を広面積押圧できる円板状のホーン４６Ａ（図３（Ｂ）参照）を好適に用いることができる。
【００５０】
本実施形態では、タイヤ骨格部材１２の一部が欠損している場合に、母材２２を供給することで、図５（Ｃ）にも示すように、欠損分を補って補修することができる。なお、母材２２の材質としては、タイヤ骨格部材１２を構成する熱可塑性材料と同種の材料であればよい。この同種の材料には、熱可塑性材料と同一の材料が含まれるが、これだけでなく、溶融状態で融着して一体化するような材料も含まれる。
【００５１】
なお、図５（Ｂ）では、母材２２として塊状のものを挙げているが、母材２２の形状は特に限定されない。たとえば、チップ（小片）状のもの、ペレット（小固形）状のもの、タブレット（錠剤）状のもの、粉末状のものであってもよい。
【００５２】
図６（Ａ）〜（Ｃ）には、本発明の第３実施形態のタイヤ補修方法が示されている。第３実施形態では、タイヤ１０の踏面において、トレッドゴム１６からタイヤ骨格部材１２まで異物１８が貫通したタイヤ１０を補修する場合を挙げている。
【００５３】
この場合でも、タイヤ１０から異物を除去する。タイヤ１０には貫通孔１２Ｈが生じてしまっている。そこで、補修対象部位１２Ｔへ超音波ウエルダ４０のホーン４６を挿入して貫通孔１２Ｈの内壁に当て、補修対象部位１２Ｔを加振する。加振は、前述のように、周波数２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの超音波により行う。これによりホーン４６とタイヤ骨格部材１２の境界面で発熱し、タイヤ骨格部材１２が補修対象部位１２Ｔで溶融され、貫通孔１２Ｈの周囲の熱可塑性材料が貫通孔１２Ｈを塞ぐ。
【００５４】
なお、この工程において、必要に応じて、第２実施形態と同様に母材２２を供給することができる。この場合、図６（Ｂ）に示すように、タイヤ骨格部材１２部分の補修対象部位１２Ｔに母材２２を供給し、母材２２をホーン４６で加振して溶融させると共に、タイヤ骨格部材１２の補修対象部位１２Ｔも溶融させ、図６（Ｃ）のように貫通孔１２Ｈを塞いでもよい。
【００５５】
トレッドゴム１６の損傷の程度が小さい場合には、この段階で車両の走行が可能となる場合もある。 トレッドゴム１６の損傷の程度が小さくない場合には、トレッドゴム１６を補修する必要があるが、ここでは、貫通孔１２Ｈに未加硫ゴム（ゴムセメント）を塗布した後加硫済みゴムを圧入することで補修できる。トレッドゴム１６を補修した後は、タイヤ１０を再使用可能となる。
【００５６】
なお、第３実施形態は、このようにタイヤ骨格部材１２の外側にゴムが配置された部位が補修対象部位１２Ｔとなった場合のタイヤ補修方法の一例である。したがって、タイヤ骨格部材１２のサイド部２６にゴムが設けられている場合も、上記と同様のタイヤ補修方法を適用可能である。
【００５７】
図７（Ａ）〜（Ｃ）には、本発明の第４実施形態のタイヤ補修方法が示されている。第４実施形態では、タイヤ骨格部材１２のサイド部２６にクラック１２Ｋが発生してしまった場合についてのタイヤ補修方法である。クラック１２Ｋの発生部位付近が、補修対象部位１２Ｔとなっている。
【００５８】
この場合には、図７（Ｂ）に示すように、超音波ウエルダ４０の円板状のホーン４６Ａをタイヤ骨格部材１２の外側（タイヤ外側）から補修対象部位１２Ｔへ当て、補修対象部位１２Ｔを加振する。加振は、周波数２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの超音波により行う。これにより、ホーン４６Ａとタイヤ骨格部材１２の境界面で発熱し、タイヤ骨格部材１２が補修対象部位１２Ｔで溶融され、図７（Ｃ）に示すように、クラック１２Ｋの周囲の熱可塑性材料でクラック１２Ｋを塞ぐことができる。
【００５９】
上記の第１〜第４実施形態では、タイヤ骨格部材１２に補修を施すにあたって、タイヤ骨格部材１２の外側（タイヤ外側）から行った例を挙げているが、各々のタイヤ補修は、タイヤ骨格部材１２の内側（タイヤ内側）から補修を施してもよい（図８（Ａ）〜（Ｃ）参照）。一般的には、タイヤ１０は外側から損傷を受ける場合が多く、補修対象部位１２Ｔは少なくともタイヤ骨格部材１２の外側には存在していると考えられるので、タイヤ骨格部材１２の外側からの加振が有効である。ただし、上記した例のように、タイヤ骨格部材１２に貫通孔１２Ｈが生じてしまう等、補修対象部位１２Ｔがタイヤ骨格部材１２の内側にも存在している場合があり、タイヤ骨格部材１２の内側から加振を行うことが有効である場合もある。したがって、タイヤ骨格部材１２の補修に適した位置から加振して補修すればよく、タイヤ骨格部材１２の外側と内側の双方から加振し発熱させて溶融状態として補修を行ってもよい。
【００６０】
更に上記実施形態に係るタイヤ１０は、ビードコア３０付きのタイヤ骨格部材１２を用いたチューブレスタイプのタイヤであったが、タイヤ１０の構成はこれに限られるものではない。図９に示すように、熱可塑性材料を用いたタイヤ骨格部材１２として、タイヤ周方向に円環状に形成され、リム８０の外周部に配置される中空のチューブ体７８を用いてもよい。このチューブ体７８は、タイヤ幅方向において、複列又は単列に配置することができる。
【００６１】
図９に示す例では、タイヤ骨格部材１２として、３本のチューブ体７８がリム８０の外周部に配置されている。これらのチューブ体７８の外周部分には、例えば補強用のベルト層８２が埋設されたトレッドゴム１６が、例えばクッションゴム１４を介して跨って配置され、加硫接着されている。
【００６２】
図１０に示すように、チューブ体７８は、断面半円形状のチューブ半体７８Ａを互いに向き合わせて溶接用熱可塑性材料８６で溶接したり、図示はしない溶着シートで接合したりして成形することができる。
【００６３】
また、図１１に示す例では、タイヤ骨格部材１２として、２つのチューブ半体７８Ａからなる１本のチューブ体７８が、リム８０の外周部に配置されている。このチューブ体７８の外周部分には、例えば補強用のベルト層８２が埋設されたトレッドゴム１６が、例えばクッションゴム１４を介して配置され、加硫接着されている。
【００６４】
また、本発明において、補修の対象となる部材は、上記のタイヤ骨格部材に限定されない。要するに、タイヤの一部が熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材とされていれば、この熱可塑性部材に補修対象部位が存在している場合に、本発明のタイヤ補修方法により補修することが可能である。たとえば、タイヤ骨格部材のようにタイヤの骨格部分を構成する部材ではないが、タイヤの内部に配置されて、タイヤの軽量化や強度維持等に寄与する部材が存在し、この部材が熱可塑性材料で構成されていれば、この部材に対し、本発明のタイヤ補修方法を適用できる。
【００６５】
いずれにしても、熱可塑性の樹脂材料を用いれば、軽量化を図ることが可能で、しかもタイヤ骨格部材の成形が容易であり、タイヤの製造に必要なエネルギーも少なくて済むので、製造コストも低くすることが可能である。特に本発明のように、熱可塑性材料をタイヤ骨格部材に用いているので、タイヤ骨格部材の再利用（リサイクル）が容易になる。
【００６６】
さらに、本発明において補修の対象となるタイヤの状態も、上記したように、タイヤ骨格部材１２に貫通孔１２Ｈが生じてしまった状態（パンク状態）に限定されない。たとえば、タイヤ骨格部材に切断が生じてしまった場合でも適用可能である。さらに、タイヤ骨格部材１２の表面にキズ等の損傷が生じて表面性状が変化した場合にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１０ タイヤ
１２ タイヤ骨格部材
１２Ｔ 補修対象部位
２２ 母材
４０ 超音波ウエルダ
４２ 超音波発振器
４４ ウエルダ本体
４６ ホーン
４６Ａ ホーン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。また、近年では、軽量化やリサイクルのし易さから、タイヤ骨格部材に熱可塑性エラストマーや熱可塑性樹脂等の熱可塑性材料を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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１４３７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような熱可塑性材料の用いられたタイヤでは、タイヤ骨格部材が熱可塑性材料で構成されているため、タイヤ骨格部材が損傷を受けたときに、従来の一般的なゴムタイヤと同様の補修方法を行うことができない。
【０００５】
すなわち、従来の一般的なゴム製タイヤでは、たとえばパンク修理時に、必要に応じて異物を除去し、損傷部分（補修対象部分）に未加硫ゴム（ゴムセメント）を塗布等により供給したのち、加硫済みゴムを圧入等して、補修が行われる。
【０００６】
しかし、熱可塑性材料を用いたタイヤにおいては、ゴム製タイヤと異なる修理方法が要求される。
【０００７】
本発明は、上記事実を考慮して、少なくとも一部が熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材を有するタイヤに対するタイヤ補修方法を得ること、を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、一部が熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材を有するタイヤに対し、前記熱可塑性部材の補修対象部位を周波数２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの超音波により加振して前記熱可塑性材料を溶融させ補修するものである。
【０００９】
このタイヤ補修方法では、熱可塑性材料で構成された熱可塑性部材の補修対象部位に対し、周波数２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの超音波により加振する。これにより、加振された部位、すなわち補修対象部位の熱可塑性部材を部分的に溶融させ、補修することができる。
【００１０】
なお、補修対象部位としては、たとえば、熱可塑性部材を貫通する孔が形成されてしまった部位が含まれるが、これだけでなく、熱可塑性材料の表面や内部に亀裂や損傷が生じた部位等も含まれる。
【００１１】
また、上記の加振は、超音波ウエルダにより行うことができる。
【００１２】
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、前記補修対象部位に対し、前記熱可塑性材料と同種の材料を供給し前記加振により溶融させつつ前記補修を施す。
【００１３】
このように、熱可塑性材料と同種の材料を供給しつつ補修することで、補修対象部位をより強固に補修することが可能となる。特に、補修対象部位において、熱可塑性材料の一部が欠損している場合は、この欠損分を補うことができる。
【００１４】
なお、「熱可塑性材料と同種の材料」としては、熱可塑性材料と同一の材料が含まれるが、これだけでなく、溶融状態で融着して一体化するような材料も含まれる。
【００１５】
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、前記熱可塑性部材が、タイヤの骨格部分を構成するタイヤ骨格部材とされている。
【００１６】
タイヤ骨格部材を熱可塑性部材で構成することで、タイヤ骨格部材の再利用（リサイクル）が容易になる。特に、特に熱可塑性樹脂とすることで、タイヤの軽量化を図ることができる。また、樹脂はゴム（加硫ゴム）と比較して成形が容易な場合が多く、製造に必要なエネルギーを少なくすることも可能になる。また、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）等を用いると、走行時の弾性と製造時の成形性を高く維持できる。
【００１７】
この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。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挙げられる。
【００１８】
そして、このようにタイヤ骨格部材を熱可塑性部材で構成したタイヤに対し、補修対象部位を高いエアシール性及び耐久性を確保して補修できる。
【００１９】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明において、前記タイヤ骨格部材に対しタイヤ外側から前記補修を施す。
【００２０】
タイヤ外側からタイヤ骨格部材を補修するので、タイヤ外側に補修対象部位が存在している場合に、容易に補修できる。
【００２１】
請求項５に記載の発明では、請求項５又は請求項６に記載の発明において、前記タイヤ骨格部材に対しタイヤ内側から前記補修を施す。
【００２２】
タイヤ内側からタイヤ骨格部材を補修するので、タイヤ内側に補修対象部位が存在している場合に、容易に補修できる。
【００２３】
なお、請求項４に記載の、タイヤ径外側からのタイヤ骨格部材の補修と、請求項５に記載の、タイヤ内側からのタイヤ骨格部材の補修とは、択一的にのみ選択されるものではなく、併用することが可能である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明では、少なくとも一部が熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材を有するタイヤに対して適切に補修を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】タイヤ骨格部材、接着剤、クッションゴム、ゴムセメント組成物及びトレッドゴムを示す分解断面図である。
【図２】タイヤ骨格部材にトレッドゴムが接着されたタイヤを示す断面図である。
【図３】本発明のタイヤ補修方法に用いる超音波ウエルダの概略図である。
【図４】本発明の第１実施形態のタイヤ補修方法によりタイヤを補修する工程を（Ａ）〜（Ｃ）へと順に示す説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態のタイヤ補修方法によりタイヤを補修する工程を（Ａ）〜（Ｃ）へと順に示す説明図である。
【図６】本発明の第３実施形態のタイヤ補修方法によりタイヤを補修する工程を（Ａ）〜（Ｃ）へと順に示す説明図である。
【図７】本発明の第４実施形態のタイヤ補修方法によりタイヤを補修する工程を（Ａ）〜（Ｃ）へと順に示す説明図である。
【図８】本発明のタイヤ補修方法によりタイヤをタイヤ骨格部材の内側から補修する工程を（Ａ）〜（Ｃ）へと順に示す説明図である。
【図９】タイヤ骨格部材として３列のチューブ体を用いたタイヤを示す断面図である。
【図１０】チューブ体を示す断面図である。
【図１１】タイヤ骨格部材として単列のチューブ体を用いたタイヤを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明のタイヤ補修方向を説明するが、まず、このタイヤ補修方法において補修対象となっているタイヤ１０について説明する。図１及び図２に示すように、本実施形態に係るタイヤ１０では、特に熱可塑性材料を用いてタイヤ骨格部材１２を形成し、このタイヤ骨格部材１２の外周面１２Ａに、未加硫ゴムの一例であるクッションゴム１４を配置し、更にこのクッションゴム１４のタイヤ直径方向外側に、加硫済み又は半加硫状態のトレッドゴム１６を配置している。そして、これらを被覆部材（エンベロープなど）覆って容器収容し、例えば加熱及び加圧を行って加硫を行うことで、トレッドゴム１６をタイヤ骨格部材１２に接着する、というものである。なお、後述するように、タイヤ骨格部材１２を構成する材料としては、熱可塑性の材料（熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマー）を用いることができる。
【００２７】
（タイヤ骨格部材）
タイヤ骨格部材１２は、熱可塑性材料を用いて、例えばタイヤ１０のクラウン部２４に対応した形状と、このクラウン部２４のタイヤ軸方向両側から夫々タイヤ径方向内側に連なるサイド部２６に対応した形状と、このサイド部２６のタイヤ径方向内側に連なるビード部２８に対応した形状とを有するように成型される。ビード部２８には、ビードコア３０が埋設される。このビードコア３０の材料には、例えば金属、有機繊維、有機繊維を樹脂で被覆したもの、又は硬質樹脂が用いられる。なお、ビード部２８の剛性が確保され、リム（図示せず）との嵌合に問題がなければ、ビードコア３０を省略してもよい。
【００２８】
タイヤ骨格部材１２を構成する材料としては、ゴム様の弾性を有する熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）等を用いることができる。たとえば、走行時の弾性と製造時の成形性を考慮すると、熱可塑性エラストマーを用いることが望ましい。
【００２９】
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。
【００３０】
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挙げられる。
【００３１】
更にこれら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、同じくＪＩＳ Ｋ７１１３に規定される引張降伏点伸びが１０％以上、同じくＪＩＳ Ｋ７１１３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。
【００３２】
このタイヤ骨格部材１２は、まず、例えばタイヤ１０のタイヤ幅方向の中心部、即ちタイヤ赤道面ＣＬ、又はその近傍面を中心とした半割り形状に成型され、クラウン部２４の端部同士を接合することにより構成される。この接合には、例えば同種又は異種の熱可塑性材料や溶融樹脂を用いた溶接法、あるいは、端部の間に熱板を挟みつけ、端部どうしを接近する方向に押付ながら熱板を除去して、端部において溶融状態になっている半割り形状品を溶着する熱板溶着方等により、接合してもよい。さらに、これらと併用して、接着剤等の接合部材３４を用いてもよい。
【００３３】
クラウン部２４には、補強用のコード３２が例えば螺旋状に巻回されている。このコード３２としては、例えばスチールコードや、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）を用いるとよい。コード３２としてスチールコードを用いる場合、例えばクラウン部２４のタイヤ直径方向外側に、熱可塑性材料からなるシート（図示せず）を貼り付けておき、コード３２を加熱しながら、該シートに対してタイヤ周方向に螺旋巻きして埋設して行くことができる。このとき、コード３２とシートの双方を加熱するようにしてもよい。
【００３４】
このように、クラウン部２４に対して、補強用のコード３２を、タイヤ周方向に螺旋巻きすることで、クラウン部２４のタイヤ周方向の剛性を向上させると共に、クラウン部２４の耐破壊性を向上させることができる。またこれによって、タイヤ１０のクラウン部２４における耐パンク性を高めることができる。なお、クラウン部２４を補強するに際し、コード３２をタイヤ周方向に螺旋状に巻回することが、製造上容易であるため好ましいが、コード３２をタイヤ幅方向において不連続としてもよい。またタイヤ骨格部材１２（例えば、ビード部２８、サイド部２６、クラウン部２４等）に、更なる補強材（高分子材料や金属製の繊維、コード、不織布、織布）を埋設配置してタイヤ骨格部材１２を補強してもよい。
【００３５】
タイヤ骨格部材１２のビード部２８のうち、リム（図示せず）に嵌合する部位には、シール層３６が設けられる。これにより、ビード部２８のリムフィット性を高めることができる。このシール層３６としては、タイヤ骨格部材１２に用いられる熱可塑性材料よりもシール性の高い、ゴムや樹脂、エラストマー等を用いることができる。なお、タイヤ骨格部材１２に用いられる熱可塑性材料のみでリムとの間のシール性が確保できれば、シール層３６を省略してもよい。
【００３６】
タイヤ骨格部材１２の外周面１２Ａには、例えば予め凹凸部を設けておき、クッションゴム１４（図１）が加硫後にこれらの凹凸部と嵌まり合うようにすることが好ましい。この凹凸部は、金型により容易に形成することが可能である。クッションゴム１４は加熱により粘度が低下して流動しやすくなるので、凹凸部に対して隙間なく接合することができる。凹凸部としては、タイヤ骨格部材１２の外周面１２Ａに、タイヤ周方向に沿って延びる稜線状の凸部と凹部とを、タイヤ幅方向に交互に形成したものとすることができる。また、タイヤ骨格部材１２の外周面１２Ａに、複数の円柱状又は逆円錐台状の凸部をタイヤ半径方向外側に立設すると共に、凸部を例えば千鳥配置した構造のものであってもよい。
【００３７】
（クッションゴム及びトレッドゴムの配置）
図１に示すように、タイヤ骨格部材１２の外周面１２Ａにクッションゴム１４を配置する際、外周面１２Ａに例えば１層又は２層の接着剤５０を塗布することが好ましい。この接着剤５０の塗布は、湿度７０％以下の雰囲気で行うことが好ましい。接着剤５０は、特定の種類に限定されるものではないが、例えばトリアジンチオール系のものを用いることができ、他には塩化ゴム系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、イソシアネート系接着剤、ハロゲン化ゴム系接着剤等も用いることができる。
【００３８】
また、外周面１２Ａに接着剤５０を塗布する前に、外周面１２Ａをサンドペーパーやグラインダ等でバフ掛けしておくことが好ましい。外周面１２Ａに接着剤５０が付き易くなるからである。更に、バフ掛け後の外周面１２Ａをアルコール等で洗浄して脱脂しておくことが好ましい。またバフ掛け後の外周面１２Ａに対し、コロナ処理や紫外線照射処理を行うことが好ましい。
【００３９】
加硫済み又は半加硫状態のトレッドゴム１６を、クッションゴム１４のタイヤ直径方向外側に配置する際には、トレッドゴム１６の裏面側やクッションゴム１４の外周面側に、粘着性を有する部材、例えばゴムセメント組成物５２を塗布しておくことが好ましい。これにより、トレッドゴム１６がクッションゴム１４に貼り付くことで仮止め状態となり、作業性が向上するからである。
【００４０】
トレッドゴム１６の材質として、ＳＢＲ（スチレン−ブタジエンゴム）を用いる場合には、ゴムセメント組成物５２として、例えばＳＢＲ系のスプライスセメントを用いることが好ましい。また、トレッドゴム１６の材質として、ＮＲ（天然ゴム）の配合比の高いＳＢＲ系ゴムを用いる場合には、ＳＢＲ系のスプライスセメントにＢＲ（ブタジエンゴム）を配合したものを用いることが好ましい。この他、ゴムセメント組成物５２として、液状ＢＲ等の液状エラストマーを配合した無溶剤セメントや、ＩＲ（イソプレンゴム）−ＳＢＲのブレンドを主成分とするセメントを用いることが可能である。
【００４１】
トレッドゴム１６は、予め踏面１６Ａ側に主溝等のトレッドパターンが形成されたＰＣＴ（Ｐｒｅ−Ｃｕｒｅｄ Ｔｒｅａｄ）である。トレッドパターンを形成するため、未加硫ゴムをＰＣＴ用金型内で加硫して、トレッドゴム１６を成型する。このとき、トレッドゴム１６は、最終製品として必要とされる加硫度に至った加硫済み状態、又は未加硫の状態よりは加硫度が高いが、最終製品として必要とされる加硫度には至っていない半加硫状態とされる。特に、本実施形態に係るトレッドゴム１６には、たとえば図１０−２に示されるように、タイヤ周方向に沿って延在する環状の凹み部１６Ｂが１本又は複数本（本実施形態は２本）形成されており、凹み部１６Ｂが形成された部分は薄肉部１６Ｃとされると共に、凹み部１６Ｂが形成されていない部分は薄肉部１６Ｃに対して相対的に厚肉の厚肉部１６Ｄとされている（図１等参照）。本実施形態では特に、凹み部１６Ｂはタイヤ周方向に沿って環状に形成されており、タイヤ１０の主溝となっている。薄肉部１６Ｃ及び厚肉部１６Ｄの肉厚は、タイヤとして求められる性能を満たせば特に限定されるものではないが、たとえば、薄肉部１６Ｃの肉厚Ｔ１は１ｍｍ程度、タイヤセンター部（最も厚い部分）における厚肉部１６Ｄの肉厚Ｔ２は５ｍｍ程度とされる。
【００４２】
トレッドゴム１６をクッションゴム１４の外周に配置するに際しては、帯状のトレッドゴム１６をクッションゴム１４の外周に円環状に巻き付けるようにしてもよいし、予め円環状に形成されたトレッドゴム１６を用いてもよい。
【００４３】
（超音波ウエルダ）
次に、本実施形態に係るタイヤ補修方法に用いる加振のための装置としての超音波ウエルダについて説明する。図３（Ａ）に示すように、超音波ウエルダ４０は、超音波発振器４２、ウエルダ本体４４、及び、ホーン４６を備えている。超音波発振器４２は、周波数２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの超音波を発振可能とされている。超音波発振器４２から発振された超音波は、ウエルダ本体４４を経てホーン４６へ伝達され、ホーン４６が加振される。ホーン４６は、棒状とされている。
【００４４】
次に、本実施形態に係るタイヤ補修方法について説明する。
図４（Ａ）には、タイヤ骨格部材１２のサイド部２６に異物１８が突き刺さってサイド部２６が穿孔されてしまった状態（いわゆるバンク状態）が示されている。この穿孔部分が、補修対象部位１２Ｔとなっている。
【００４５】
まず、タイヤ骨格部材１２から異物１８を除去する。この段階では、補修対象部位１２Ｔのタイヤ骨格部材１２に、厚み方向に貫通する貫通孔１２Ｈが生じてしまっている。したがって、タイヤを再使用するためには、この貫通孔１２Ｈを塞ぐ必要があり、そのために本実施形態のタイヤ補修方法を適用する。
【００４６】
タイヤ骨格部材１２から異物１８を除去した後、図４（Ｂ）に示すように、タイヤ骨格部材１２の外側（タイヤ外側）から補修対象部位１２Ｔへ超音波ウエルダ４０のホーン４６を挿入して貫通孔１２Ｈの内壁に当て、補修対象部位１２Ｔを加振する。加振は、周波数２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの超音波により行う。これによりホーン４６とタイヤ骨格部材１２の境界面で発熱し、タイヤ骨格部材１２が補修対象部位１２Ｔで溶融され、図４（Ｃ）に示すように、貫通孔１２Ｈの周囲の熱可塑性材料が貫通孔１２Ｈを塞ぐ。
【００４７】
その後、補修対象部位１２Ｔの加振を停止し、補修対象部位１２Ｔを冷却することで、タイヤ１０が再使用可能となる。なお、冷却は、たとえば冷風を補修対象部位１２Ｔ（熱可塑性材料が溶融した部位）に供給したり、タイヤ１０の全体を冷却装置に投入したりすることで積極的に行ってもよいが、通常の環境において自然冷却してもよく、この場合には、実質的に放置すればよいため、冷却のための特別な工程は不要となる。
【００４８】
以上の説明から分かるように、本実施形態のタイヤ補修方法では、タイヤ骨格部材１２が熱可塑性材料で構成されていることに着目し、熱可塑性材料自体を溶融させることでタイヤ１０を補修している。ゴムタイヤのように、補修対象部位に、ゴム等の樹脂材料との接着性が低い補修材料を供給する必要がなく、補修後のタイヤ１０に高い耐久性が得られる。上記のようにタイヤ骨格部材１２に貫通孔１２Ｈが生じていても、高いエアシール性で貫通孔１２Ｈを塞ぐことができる。
【００４９】
図５（Ａ）〜（Ｃ）には、本発明の第２実施形態のタイヤ補修方法が示されている。第２実施形態では、タイヤ骨格部材１２から異物１８を除去する工程（図５（Ａ））は第１実施形態と同様であるが、次に補修対象部位１２Ｔを加熱する際に、タイヤ骨格部材１２を構成する熱可塑性材料と同種の材料を母材２２として供給し溶融させている。実施形態では、超音波ウエルダ４０のホーンとして、母材２２を広面積押圧できる円板状のホーン４６Ａ（図３（Ｂ）参照）を好適に用いることができる。
【００５０】
本実施形態では、タイヤ骨格部材１２の一部が欠損している場合に、母材２２を供給することで、図５（Ｃ）にも示すように、欠損分を補って補修することができる。なお、母材２２の材質としては、タイヤ骨格部材１２を構成する熱可塑性材料と同種の材料であればよい。この同種の材料には、熱可塑性材料と同一の材料が含まれるが、これだけでなく、溶融状態で融着して一体化するような材料も含まれる。
【００５１】
なお、図５（Ｂ）では、母材２２として塊状のものを挙げているが、母材２２の形状は特に限定されない。たとえば、チップ（小片）状のもの、ペレット（小固形）状のもの、タブレット（錠剤）状のもの、粉末状のものであってもよい。
【００５２】
図６（Ａ）〜（Ｃ）には、本発明の第３実施形態のタイヤ補修方法が示されている。第３実施形態では、タイヤ１０の踏面において、トレッドゴム１６からタイヤ骨格部材１２まで異物１８が貫通したタイヤ１０を補修する場合を挙げている。
【００５３】
この場合でも、タイヤ１０から異物を除去する。タイヤ１０には貫通孔１２Ｈが生じてしまっている。そこで、補修対象部位１２Ｔへ超音波ウエルダ４０のホーン４６を挿入して貫通孔１２Ｈの内壁に当て、補修対象部位１２Ｔを加振する。加振は、前述のように、周波数２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの超音波により行う。これによりホーン４６とタイヤ骨格部材１２の境界面で発熱し、タイヤ骨格部材１２が補修対象部位１２Ｔで溶融され、貫通孔１２Ｈの周囲の熱可塑性材料が貫通孔１２Ｈを塞ぐ。
【００５４】
なお、この工程において、必要に応じて、第２実施形態と同様に母材２２を供給することができる。この場合、図６（Ｂ）に示すように、タイヤ骨格部材１２部分の補修対象部位１２Ｔに母材２２を供給し、母材２２をホーン４６で加振して溶融させると共に、タイヤ骨格部材１２の補修対象部位１２Ｔも溶融させ、図６（Ｃ）のように貫通孔１２Ｈを塞いでもよい。
【００５５】
トレッドゴム１６の損傷の程度が小さい場合には、この段階で車両の走行が可能となる場合もある。 トレッドゴム１６の損傷の程度が小さくない場合には、トレッドゴム１６を補修する必要があるが、ここでは、貫通孔１２Ｈに未加硫ゴム（ゴムセメント）を塗布した後加硫済みゴムを圧入することで補修できる。トレッドゴム１６を補修した後は、タイヤ１０を再使用可能となる。
【００５６】
なお、第３実施形態は、このようにタイヤ骨格部材１２の外側にゴムが配置された部位が補修対象部位１２Ｔとなった場合のタイヤ補修方法の一例である。したがって、タイヤ骨格部材１２のサイド部２６にゴムが設けられている場合も、上記と同様のタイヤ補修方法を適用可能である。
【００５７】
図７（Ａ）〜（Ｃ）には、本発明の第４実施形態のタイヤ補修方法が示されている。第４実施形態では、タイヤ骨格部材１２のサイド部２６にクラック１２Ｋが発生してしまった場合についてのタイヤ補修方法である。クラック１２Ｋの発生部位付近が、補修対象部位１２Ｔとなっている。
【００５８】
この場合には、図７（Ｂ）に示すように、超音波ウエルダ４０の円板状のホーン４６Ａをタイヤ骨格部材１２の外側（タイヤ外側）から補修対象部位１２Ｔへ当て、補修対象部位１２Ｔを加振する。加振は、周波数２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの超音波により行う。これにより、ホーン４６Ａとタイヤ骨格部材１２の境界面で発熱し、タイヤ骨格部材１２が補修対象部位１２Ｔで溶融され、図７（Ｃ）に示すように、クラック１２Ｋの周囲の熱可塑性材料でクラック１２Ｋを塞ぐことができる。
【００５９】
上記の第１〜第４実施形態では、タイヤ骨格部材１２に補修を施すにあたって、タイヤ骨格部材１２の外側（タイヤ外側）から行った例を挙げているが、各々のタイヤ補修は、タイヤ骨格部材１２の内側（タイヤ内側）から補修を施してもよい（図８（Ａ）〜（Ｃ）参照）。一般的には、タイヤ１０は外側から損傷を受ける場合が多く、補修対象部位１２Ｔは少なくともタイヤ骨格部材１２の外側には存在していると考えられるので、タイヤ骨格部材１２の外側からの加振が有効である。ただし、上記した例のように、タイヤ骨格部材１２に貫通孔１２Ｈが生じてしまう等、補修対象部位１２Ｔがタイヤ骨格部材１２の内側にも存在している場合があり、タイヤ骨格部材１２の内側から加振を行うことが有効である場合もある。したがって、タイヤ骨格部材１２の補修に適した位置から加振して補修すればよく、タイヤ骨格部材１２の外側と内側の双方から加振し発熱させて溶融状態として補修を行ってもよい。
【００６０】
更に上記実施形態に係るタイヤ１０は、ビードコア３０付きのタイヤ骨格部材１２を用いたチューブレスタイプのタイヤであったが、タイヤ１０の構成はこれに限られるものではない。図９に示すように、熱可塑性材料を用いたタイヤ骨格部材１２として、タイヤ周方向に円環状に形成され、リム８０の外周部に配置される中空のチューブ体７８を用いてもよい。このチューブ体７８は、タイヤ幅方向において、複列又は単列に配置することができる。
【００６１】
図９に示す例では、タイヤ骨格部材１２として、３本のチューブ体７８がリム８０の外周部に配置されている。これらのチューブ体７８の外周部分には、例えば補強用のベルト層８２が埋設されたトレッドゴム１６が、例えばクッションゴム１４を介して跨って配置され、加硫接着されている。
【００６２】
図１０に示すように、チューブ体７８は、断面半円形状のチューブ半体７８Ａを互いに向き合わせて溶接用熱可塑性材料８６で溶接したり、図示はしない溶着シートで接合したりして成形することができる。
【００６３】
また、図１１に示す例では、タイヤ骨格部材１２として、２つのチューブ半体７８Ａからなる１本のチューブ体７８が、リム８０の外周部に配置されている。このチューブ体７８の外周部分には、例えば補強用のベルト層８２が埋設されたトレッドゴム１６が、例えばクッションゴム１４を介して配置され、加硫接着されている。
【００６４】
また、本発明において、補修の対象となる部材は、上記のタイヤ骨格部材に限定されない。要するに、タイヤの一部が熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材とされていれば、この熱可塑性部材に補修対象部位が存在している場合に、本発明のタイヤ補修方法により補修することが可能である。たとえば、タイヤ骨格部材のようにタイヤの骨格部分を構成する部材ではないが、タイヤの内部に配置されて、タイヤの軽量化や強度維持等に寄与する部材が存在し、この部材が熱可塑性材料で構成されていれば、この部材に対し、本発明のタイヤ補修方法を適用できる。
【００６５】
いずれにしても、熱可塑性の樹脂材料を用いれば、軽量化を図ることが可能で、しかもタイヤ骨格部材の成形が容易であり、タイヤの製造に必要なエネルギーも少なくて済むので、製造コストも低くすることが可能である。特に本発明のように、熱可塑性材料をタイヤ骨格部材に用いているので、タイヤ骨格部材の再利用（リサイクル）が容易になる。
【００６６】
さらに、本発明において補修の対象となるタイヤの状態も、上記したように、タイヤ骨格部材１２に貫通孔１２Ｈが生じてしまった状態（パンク状態）に限定されない。たとえば、タイヤ骨格部材に切断が生じてしまった場合でも適用可能である。さらに、タイヤ骨格部材１２の表面にキズ等の損傷が生じて表面性状が変化した場合にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１０ タイヤ
１２ タイヤ骨格部材
１２Ｔ 補修対象部位
２２ 母材
４０ 超音波ウエルダ
４２ 超音波発振器
４４ ウエルダ本体
４６ ホーン
４６Ａ ホーン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部が熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材を有するタイヤに対し、前記熱可塑性部材の補修対象部位を周波数２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの超音波により加振して前記熱可塑性材料を溶融させ補修するタイヤ補修方法。
【請求項２】
前記補修対象部位に対し、前記熱可塑性材料と同種の材料を供給し前記加振により溶融させつつ前記補修を施す請求項１に記載のタイヤ補修方法。
【請求項３】
前記熱可塑性部材が、タイヤの骨格部分を構成するタイヤ骨格部材とされている請求項１または請求項２に記載のタイヤ補修方法。
【請求項４】
前記タイヤ骨格部材に対しタイヤ外側から前記補修を施す請求項３に記載のタイヤ補修方法。
【請求項５】
前記タイヤ骨格部材に対しタイヤ内側から前記補修を施す請求項３または請求項４に記載のタイヤ補修方法。
【請求項１】
一部が熱可塑性材料により構成された熱可塑性部材を有するタイヤに対し、前記熱可塑性部材の補修対象部位を周波数２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの超音波により加振して前記熱可塑性材料を溶融させ補修するタイヤ補修方法。
【請求項２】
前記補修対象部位に対し、前記熱可塑性材料と同種の材料を供給し前記加振により溶融させつつ前記補修を施す請求項１に記載のタイヤ補修方法。
【請求項３】
前記熱可塑性部材が、タイヤの骨格部分を構成するタイヤ骨格部材とされている請求項１または請求項２に記載のタイヤ補修方法。
【請求項４】
前記タイヤ骨格部材に対しタイヤ外側から前記補修を施す請求項３に記載のタイヤ補修方法。
【請求項５】
前記タイヤ骨格部材に対しタイヤ内側から前記補修を施す請求項３または請求項４に記載のタイヤ補修方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１４０４９（Ｐ２０１３−１４０４９Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４７４５２（Ｐ２０１１−１４７４５２）
【出願日】平成２３年７月１日（２０１１．７．１）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１日（２０１１．７．１）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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