JP2005343380A

JP2005343380A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2005343380A
Application number: JP2004167437A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Matsuda; 松田　　淳
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2004-06-04
Filing date: 2004-06-04
Publication date: 2005-12-15

Abstract

【課題】リム嵌合からの空気漏れを効果的に抑制できる空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】この空気入りタイヤ１は、一対のビード部２を有すると共に、これらのビード部２がリム４に対して嵌め込まれることによりリム組みされる。この空気入りタイヤ１は、ビード部２が、リム４に対する嵌合面に嵌合層３を有し、且つ、この嵌合層３が、ゴム組成物を含む熱可塑性樹脂から成ると共に、タイヤリム組み状態にてビード部２とリム４との間に介在してこれらの嵌合部の隙間を封止する。
【選択図】図１

Description

この発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、リム嵌合からの空気漏れを効果的に抑制できる空気入りタイヤに関する。

従来の空気入りタイヤには、特許文献１に記載される技術が知られている。ここで、空気入りタイヤには、タイヤリム組み状態にてタイヤのビード部とリムとの嵌合部から空気漏れが発生し、タイヤの空気圧が低下するという課題がある。この点において、従来の空気入りタイヤでは、補強部材によりビード部を補強することにより、ビード部とリムとの嵌合性を増加させてタイヤの空気圧保持性を向上させていた。

特開２００３−１７０７１３号公報

しかしながら、従来の空気入りタイヤでは、ビード部の補強によってビード部の剛性が増加し、タイヤ使用時にてビード部とリムとの間に隙間が生じ易くなって、空気漏れが発生するという問題点があった。

そこで、この発明は、上記に鑑みてされたものであって、リム嵌合からの空気漏れを効果的に抑制できる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかる空気入りタイヤは、一対のビード部を有すると共に、これらのビード部がリムに対して嵌め込まれることによりリム組みされる空気入りタイヤにおいて、前記ビード部が、リムに対する嵌合面に嵌合層を有し、且つ、前記嵌合層が、ゴム組成物を含む熱可塑性樹脂から成ると共にタイヤ全周に渡って配置され、タイヤリム組み状態にてビード部とリムとの間に介在してこれらの嵌合部の隙間を封止することを特徴とする。

この空気入りタイヤでは、ビード部がリムに対する嵌合面に嵌合層を有し、この嵌合層によって、タイヤリム組み状態におけるビード部とリムとの嵌合部の隙間が封止される。これにより、嵌合部における気密性が向上して、タイヤの空気漏れが抑制される利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記嵌合層が、ビード部の嵌合面の少なくとも約８０［％］の範囲面積に渡って設けられる。

この空気入りタイヤでは、かかる構成により、タイヤの空気漏れがより効果的に抑制される利点がある。

この空気入りタイヤによれば、空気入りタイヤでは、ビード部がリムに対する嵌合面に嵌合層を有し、この嵌合層によって、タイヤリム組み状態におけるビード部とリムとの嵌合部の隙間が封止されるので、嵌合部における気密性が向上して、タイヤの空気漏れが抑制される利点がある。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施例の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一のものが含まれる。

図１は、この発明の実施例１にかかる空気入りタイヤのビード部を示す子午線方向の断面図である。この空気入りタイヤ１は、左右一対のビード部２を有しており、これらのビード部２がリム４に対して嵌め込まれることによりリム組みされる。この空気入りタイヤ１では、ビード部２の底面に嵌合層３が形成され、この嵌合層３を介してビード部２がリム４に嵌合されることにより、タイヤの空気圧保持性が向上する点に特徴を有する。

嵌合層３は、ビード部２の嵌合面（タイヤリム組み時にてリム４に対して嵌合する面）をタイヤ周方向の全周に渡って覆うように設けられる。また、この嵌合層３は、約１［ｍｍ］の厚さ寸法を有し、タイヤ子午線方向の断面視にて、ビード部２のビードトゥ部Ｔからビードヒール部Ｈを経てサイドウォール部側に至る範囲に設けられる（図１参照）。これにより、嵌合層３は、ビード部２の嵌合面の少なくとも約８０［％］の範囲に渡って設けられ、タイヤリム組み状態にてビード部２とリム４との間に挟み込まれて介在する。

また、嵌合層３は、柔軟性および弾性を有するシート状部材から成り、タイヤ成形時にてビード部２の嵌合面に貼り合わされて設置される。なお、嵌合層３は、予め円筒形状に形成されると共に、タイヤのリム組時にてリム４の嵌合面を覆うように配置され、ビード部２との間に挟み込まれて設置されても良い。

この空気入りタイヤ１では、嵌合層３が、タイヤリム組み状態にてビード部２とリム４との間に挟み込まれて潰れる。そして、嵌合層３が、その柔軟性および弾性によってビード部２およびリム４間の隙間形状に追従して、これらの隙間を埋める。これにより、ビード部２とリム４との嵌合部が封止されるので、タイヤの空気圧保持性が向上する利点がある。また、嵌合層３の弾性によって、ビード部２とリム４と嵌合圧が向上するので、タイヤのリム外れが抑制される利点がある。

また、嵌合層３を有さない従来の空気入りタイヤでは、ビード部２とリム４との嵌め合い寸法を厳めに調整して、これらの嵌合性を向上させていた。しかしながら、かかる構成では、タイヤのリム組みにあたりビード部２をリム４に嵌め込み難いという課題がある。この点において、この空気入りタイヤ１では、ビード部２とリム４との嵌め合いが若干緩めに調整されており、これらの間に嵌合層３が挟み込まれることによってビード部２とリム４とがしっかりと嵌り合うように構成されている。これにより、嵌合部の気密性が維持され、また、タイヤリム組み時にてビード部２とリム４との嵌め合わせが容易となる利点がある。

なお、この空気入りタイヤ１では、嵌合層３が約１［ｍｍ］の厚さ寸法を有するが、嵌合層３の厚さ寸法は、これに限定されない。例えば、嵌合層３は、少なくとも０．３［ｍｍ］の厚さ寸法を有することが好ましく、さらに０．５［ｍｍ］以上の厚さ寸法を有することがより好ましい。これにより、嵌合層３の強度が増加するので、タイヤ使用時にて、リム４との摩擦接触による嵌合層３の破断が抑制される利点がある。また、嵌合層３は、３．０［ｍｍ］以下の厚さ寸法を有することが好ましく、さらに２．０［ｍｍ］以下の厚さ寸法を有することがより好ましい。これにより、嵌合層３の機能が必要十分に確保されると共に、タイヤ重量の増加が抑制される利点がある。

また、この空気入りタイヤ１では、嵌合層３が、以下のようなゴム組成物を含む熱可塑性樹脂から成る。これにより、タイヤの柔軟性を確保しつつ、タイヤ内の空気圧保持性を向上できると共にタイヤ重量の増加を抑制できる利点がある。

嵌合層３は、例えば、（Ａ）空気透過係数が２５×１０^-12 ［cc・cm／cm² ・sec ・cmHg］以下でヤング率が５００［MPa］超の少なくとも一種の熱可塑性樹脂を全ポリマー成分重量当り１０重量［％］以上並びに（Ｂ）空気透過係数が２５×１０^-12 ［cc・cm／cm² ・sec ・cmHg］超でヤング率が５００［MPa］以下の少なくとも一種のエラストマー成分を全ポリマー成分重量当り１０重量［％］以上で、成分（Ａ）及び成分（Ｂ）の合計量（Ａ）＋（Ｂ）が全ポリマー成分重量当り３０重量［％］以上となる量で含み、かつ空気透過係数が２５×１０^-12 ［cc・cm／cm² ・sec ・cmHg］以下でヤング率が１〜５００［MPa］のタイヤ用ポリマー組成物から成る。

このポリマー組成物に（Ａ）成分として配合される熱可塑性樹脂は、空気透過係数が２５×１０^-12 ［cc・cm／cm² ・sec ・cmHg］以下、好ましくは０．１×１０^-12 〜１０×１０^-12 ［cc・cm／cm² ・sec ・cmHg］でヤング率が５００［MPa］超、好ましくは５００〜３０００［MPa］の任意の熱可塑性樹脂を用いることができ、その配合量は樹脂及びゴムを含むポリマー成分の合計重量当り１０重量［％］以上、好ましくは２０〜８５重量［％］である。

上記の熱可塑性樹脂としては、例えば以下のような熱可塑性樹脂及びこれらの又はこれらを含む任意の樹脂混合物を挙げることができる。

ポリアミド系樹脂（例えばナイロン６（Ｎ６）、ナイロン６６（Ｎ６６）、ナイロン４６（Ｎ４６）、ナイロン１１（Ｎ１１）、ナイロン１２（Ｎ１２）、ナイロン６１０（Ｎ６１０）、ナイロン６１２（Ｎ６１２）、ナイロン６／６６共重合体（Ｎ６／６６）、ナイロン６／６６／６１０共重合体（Ｎ６／６６／６１０）、ナイロンＭＸＤ６（ＭＸＤ６）、ナイロン６Ｔ、ナイロン６／６Ｔ共重合体、ナイロン６６／ＰＰ共重合体、ナイロン６６／ＰＰＳ共重合体）、ポリエステル系樹脂（例えばポリムチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンイソフタレート（ＰＥＩ）、ＰＥＴ／ＰＥＩ共重合体、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリムチレンナフタレート（ＰＢＮ）、液晶ポリエステル、ポリオキシアルキレンジイミド酸／ポリムチレートテレフタレート共重合体などの芳香族ポリエステル）、ポリニトリル系樹脂（例えばポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメタクリロニトリル、アクリロニトリル／スチレン共重合体（ＡＳ）、メタクリロニトリル／スチレン共重合体、メタクリロニトリル／スチレン／ブタジエン共重合体）、ポリメタクリレート系樹脂（例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリメタクリル酸エチル）、ポリビニル系樹脂（例えば酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ビニルアルコール／エチレン共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、塩化ビニル／塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニリデン／メチルアクリレート共重合体）、セルロース系樹脂（例えば酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース）、フッ素系樹脂（例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリクロルフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフロロエチレン／エチレン共重合体（ＥＴＦＥ））、イミド系樹脂（例えば芳香族ポリイミド（ＰＩ））などを挙げることができる。

前述の如く、これらの熱可塑性樹脂は特定の空気透過係数、ヤング率及び配合量としなければならない。ヤング率５００［MPa］以下の柔軟性を有し、かつ空気透過係数が２５×１０^-12 ［cc・cm／cm² ・sec ・cmHg］以下である素材は、工業的にまだ開発されておらず、また、空気透過係数が２５×１０^-12 ［cc・cm／cm² ・sec ・cmHg］を超えると、タイヤ用ポリマー組成物としての耐空気透過性が低下し、タイヤの空気透過防止層としての機能を果たさなくなる。更に、これらの熱可塑性樹脂の配合量が１０重量［％］未満の場合にも同様に耐空気透過性が低下して、タイヤの空気透過防止層としては使用できないこととなるので好ましくない。

また、上記の樹脂組成物に（Ｂ）成分として配合されるエラストマー成分は、空気透過係数が２５×１０^-12 ［cc・cm／cm² ・sec ・cmHg］より大きく、ヤング率が５００［MPa］以下の任意のエラストマーもしくはそれらの任意のブレンド又はこれらにエラストマーの分散性や耐熱性などの改善その他のために一般的にエラストマーに配合される補強剤、充填剤、架橋剤、軟化剤、老化防止剤、加工助剤などの配合剤を必要量添加したエラストマー組成物で、その配合量は空気透過防止層を構成する樹脂及びエラストマー成分を含むポリマー成分の合計量の全重量当り１０重量［％］以上、好ましくは１０〜８５重量［％］である。

そのようなエラストマー成分を構成するエラストマーとしては、上記空気透過係数及びヤング率を有するものであれば、特に限定されないが、例えば以下のようなものを挙げることができる。

ジエン系ゴム及びその水添物（例えばＮＲ、ＩＲ、エポキシ化天然ゴム、ＳＢＲ、ＢＲ（高シスＢＲ及び低シスＢＲ）、ＮＢＲ、水素化ＮＢＲ、水素化ＳＢＲ）、オレフィン系ゴム（例えばエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰＭ）、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム（Ｍ−ＥＰＭ）、ＩＩＲ、イソブチレンと芳香族ビニル又はジエン系モノマー共重合体、アクリルゴム（ＡＣＭ）、アイオノマー）、含ハロゲンゴム（例えば臭素化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ）、塩素化ブチルゴム（Ｃｌ−ＩＩＲ）、イソブチレンパラメチルスチレン共重合体の臭素化物（Ｂｒ−ＩＰＭＳ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ヒドリンゴム（ＣＨＲ，ＣＨＣ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、塩素化ポリエチレン（ＣＭ）、マレイン酸変性塩素化ポリエチレン（Ｍ−ＣＭ））、シリコンゴム（例えばメチルビニルシリコンゴム、ジメチルシリコンゴム、メチルフェニルビニルシリコンゴム）、含イオウゴム（例えばポリスルフィドゴム）、フッ素ゴム（例えばビニリデンフルオライド系ゴム、含フッ素ビニルエーテル系ゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴム、含フッ素シリコン系ゴム、含フッ素ホスファゼン系ゴム）、熱可塑性エラストマー（例えばスチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー）などを挙げることができる。

なお、エラストマー成分としてＣ4 〜Ｃ7 イソモノオレフィンとｐ−アルキルスチレンのハロゲン（例えばＢｒ，Ｃｒ，Ｉ）含有共重合体ゴムであって、ｐ−アルキルスチレン含有量が全共重合体ゴムの５．５〜２５重量［％］、好ましくは６．０〜２０重量［％］、ハロゲン含有量が１．０重量［％］以上、好ましくは１．０〜５．０重量［％］で、ムーニー粘度ＭＬ1+8 （１２５℃）が３０以上、好ましくは３５〜７０の共重合体ゴムを用いることができる。このゴムを使用する場合の（Ａ）成分と（Ｂ）成分との重量比は（Ａ）／（Ｂ）＝１０／９０〜９０／１０、好ましくは１５／８５〜８５／１５である。

前記共重合体ゴムのｐ−アルキルスチレン含有量が５．５重量［％］未満では得られたタイヤ用ポリマー組成物の耐空気透過性が低下するので好ましくなく、逆に２５重量［％］を超えると低温で脆化しやすくなるので好ましくない。またハロゲン含有量が１．０重量［％］未満では引張強さなどの機械的強度が低下するので好ましくなく、ムーニー粘度が３０未満ではやはり、耐空気透過性が低下するので好ましくない。更に（Ａ）成分／（Ｂ）成分の配合比（重量基準）が１０／９０未満ではやはり耐空気透過性が低下するので好ましくなく、逆に９０／１０を超えると柔軟性が低下するので好ましくない。

前記した特定の熱可塑性樹脂とエラストマー成分との相溶性が異なる場合は、第３成分として適当な相溶化剤を用いて両者を相溶化させるのが好ましい。系に相溶化剤を混合することにより、熱可塑性樹脂とエラストマー成分との界面張力が低下し、その結果、分散層を形成しているゴム粒子径が微細になることから両成分の特性はより有効に発現されることになる。そのような相溶化剤としては一般的に熱可塑性樹脂及びエラストマー成分の両方又は片方の構造を有する共重合体、或いは熱可塑性樹脂又はエラストマー成分と反応可能なエポキシ基、カルボニル基、ハロゲン基、アミノ基、オキサゾリン基、水酸基等を有した共重合体の構造をとるものとすることができる。これらは混合される熱可塑性樹脂とエラストマー成分の種類によって選定すれば良いが、通常使用されるものにはスチレン／エチレン・ブチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）及びそのマレイン酸変性物、ＥＰＤＭ、ＥＰＤＭ／スチレン又はＥＰＤＭ／アクリロニトリルグラフト共重合体及びそのマレイン酸変性物、スチレン／マレイン酸共重合体、反応性フェノキシ樹脂等を挙げることができる。かかる相溶化剤の配合量には特に限定はないが、好ましくはポリマー成分（熱可塑性樹脂とエラストマー成分の総和）１００重量部に対して、０．５〜２０重量部が良い。

特定の熱可塑性樹脂（Ａ）とエラストマー成分（Ｂ）との組成比は、フィルムの厚さ、耐空気透過性、柔軟性のバランスで適宜決めればよいが、好ましい範囲は重量比で１０／９０〜９０／１０、更に好ましくは２０／８０〜８５／１５である。

［性能試験］
図２は、この発明にかかる空気入りタイヤの性能試験の結果を示す表である。この性能試験では、タイヤサイズが２０５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤ１をリム幅１５×６［ＪＪ］のリム４に組み込み、雰囲気温度２１［度］一定の環境下に放置してタイヤからの空気の漏れ率［％］を測定した。なお、図中において、カバー範囲［％］とは、ビード部２とリム４との嵌合面積に対して嵌合層３が占める割合を意味する。このカバー範囲は、設置された嵌合層３の幅によって調整されている。また、漏れ率は、従来例を基準（１００）として指数により表示されており、数値が小さいほど空気漏れが少なく好ましい。

この性能試験において、従来例の空気入りタイヤには、ビード部とリムとの間に嵌合層３が設けられていない。したがって、カバー範囲にかかる欄が空欄となっている。また、対比例１、２および発明例１、２の空気入りタイヤ１は、ビード部２とリム４との間に嵌合層３が設けられている。

図２に示すように、発明例１、２にかかる空気入りタイヤ１では、従来例と比較して空気の漏れ率が小さく、より良好な試験結果が得られている。

以上のように、本発明にかかる空気入りタイヤは、リム嵌合からの空気漏れを効果的に抑制できる点で有用である。

この発明の実施例１にかかる空気入りタイヤのビード部を示す子午線方向の断面図である。この発明にかかる空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。

符号の説明

１タイヤ
２ビード部
３嵌合層
４リム
Ｔビードトゥ部
Ｈビードヒール部

Claims

一対のビード部を有すると共に、これらのビード部がリムに対して嵌め込まれることによりリム組みされる空気入りタイヤにおいて、
前記ビード部が、リムに対する嵌合面に嵌合層を有し、且つ、
前記嵌合層が、ゴム組成物を含む熱可塑性樹脂から成ると共にタイヤ全周に渡って配置され、タイヤリム組み状態にてビード部とリムとの間に介在してこれらの嵌合部の隙間を封止することを特徴とする空気入りタイヤ。
前記嵌合層が、ビード部の嵌合面の少なくとも約８０［％］の範囲面積に渡って設けられる請求項１に記載の空気入りタイヤ。