JP2007131282A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 煩雑な制御機構を使用することなく、ベルト層の両端部における被覆ゴムの加硫度を左右均等化して、ベルト層の耐久性を向上させるようにした空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】 インナーライナー５とカーカス層２との間及びカーカス層２とベルト層３との間の少なくとも一方に、トレッド部１の両ショルダー間に跨がるように熱拡散率αが０．１０〜０．２５ｍｍ² ／ｓｅｃの範囲で互いに異なる少なくとも２種のゴムシ−ト６を並列に配置すると共に、加硫金型の上型側に対応するショルダー域に配置したゴムシート６の熱拡散率αａを下型側に対応するショルダー域に配置したゴムシート６の熱拡散率αｂよりも小にした。
【選択図】 図１

Description

本発明は空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、特にベルト層の両端部における被覆ゴムの加硫度を左右均等化して、ベルト層の耐久性を向上させた空気入りラジアルタイヤに関する。

未加硫タイヤを金型内で加硫するには、図５にセクショナル型による場合を半断面で例示するように、未加硫タイヤＴを金型（上型５１、下型５２、セクター５３）内に水平に装填し、未加硫タイヤＴの内側に加硫ブラダーＢを内設すると共に、加硫ブラダーＢの内部に加熱流体Ｇを圧入することにより未加硫タイヤＴを金型の内面に押圧し、その状態を所定時間継続することによって行なっている。

加硫中に未加硫タイヤＴと熱交換した加熱流体Ｇは、温度の低下と共に下方に移動する。したがって、加硫ブラダーＢ内の温度分布は上方域Ｂａで高く、下方域Ｂｂで低くなるため、この温度差により、上方域Ｂａに相当するタイヤ内壁面が下方域Ｂｂに相当するタイヤ内壁面に比較して加硫の進行が早くなる。したがって、加硫の進行が遅い下方域Ｂｂに基準を合わせて加硫条件を設定すると、上方域Ｂａが過加硫となり、上方域Ｂａと下方域Ｂｂとで加硫後のゴムの物性が異なってしまう現象が起こる。

特に、トレッド部に配置されたベルト層（図示省略）は熱容量の大きなスチールコードにより構成される場合が多いため、ベルト層のコ−ドを被覆するゴムが熱による影響を受け易く、上方域Ｂａに対応するベルト層の端部における被覆ゴムが下方域Ｂｂに対応するベルト層の端部における被覆ゴムに比べて早期に過加硫の状態になるので、ベルトセパレーションなどを誘発し、ベルト層の耐久性を低下させる原因になっていた。

従来、上述するような問題の対策として、タイヤ加硫時の温度や時間を制御することが広く行なわれてきた（例えば、特許文献１、２参照）が、制御機構が煩雑化し、コスト上昇が避けられなかった。
特開平５−１６２１３７号公報 特開平７−３２３７４号公報

本発明の目的は、煩雑な制御機構を使用することなく、ベルト層の両端部における被覆ゴムの加硫度を左右均等化して、ベルト層の耐久性を向上させるようにした空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

上記目的を達成する本発明の空気入りラジアルタイヤは、トレッド部におけるカーカス層の外周側に配置されたベルト層と、該ベルト層の外周を覆うベルトカバー層とを備え、タイヤ内壁面にインナーライナーを配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記インナーライナーとカーカス層との間及び前記カーカス層と前記ベルト層との間の少なくとも一方に、前記トレッド部の両ショルダー間に跨がるように熱拡散率αが０．１０〜０．２５ｍｍ² ／ｓｅｃの範囲で互いに異なる少なくとも２種のゴムシ−トを並列に配置すると共に、加硫金型の上型側に対応するショルダー域に配置したゴムシートの熱拡散率αａを下型側に対応するショルダー域に配置したゴムシートの熱拡散率αｂよりも小にしたことを要旨とする。

本発明によれば、インナーライナーとカーカス層との間及び／又はカーカス層と前記ベルト層との間に、熱拡散率αが０．１０〜０．２５ｍｍ² ／ｓｅｃの範囲で互いに異なる少なくとも２種のゴムシ−トを並列に、トレッド部の両ショルダー間に跨がるように配置すると共に、加硫金型の上型側に対応するショルダー域に配置したゴムシートの熱拡散率αａが反対側の下型側に対応するショルダー域に配置したゴムシートの熱拡散率αｂより小にしたので、温度の高い金型の上方域ではベルト層に対する加硫ブラダーからの熱の拡散が抑制されるのに対して、温度の低い金型の下方域ではベルト層に対する加硫ブラダーからの熱の拡散が促進される。

したがって、加硫ブラダーからベルト層に供給される熱量が、タイヤ幅方向に略均等に伝達されるようになるため、被覆ゴムの加硫度をベルト層の全幅にわたり均等にすることができる。これにより、煩雑な制御装置を使用することなく、ベルト層の端部におけるセパレーションを抑制し、耐久性を向上することができる。

以下、本発明の構成につき添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態による空気入りラジアルタイヤを示す断面図で、図２は図１のタイヤのトレッド部に配置された各補強層の配置関係を、各補強層を幅方向に展張して示す説明図である。

図１において、トレッド部１におけるカーカス層２の外周側には２層のベルト層３、３が配置され、ベルト層３、３の外周をベルトカバー層４が覆っている。そして、タイヤ内壁面にはタイヤ内部に充填した空気の漏洩を防止するためのインナーライナー５が配置されている。

インナーライナー５とカーカス層２との間及びカーカス層２とベルト層３との間の少なくとも一方（図ではカーカス層２とベルト層３との間）には、トレッド部１の両ショルダー間に跨がるように熱拡散率αが０．１０〜０．２５ｍｍ² ／ｓｅｃの範囲で互いに異なる少なくとも２種のゴムシ−ト６（図では６ａ、６ｃ、６ｂの３種）を並列に配置している。

本実施例におけるゴムシート６は、図２に展張して示すように、全幅をＸとして、幅方向に熱拡散率αを異にする３種のゴムシート６ａ、６ｃ、６ｂにより構成し、両ショルダー域のゴムシート６ａ、６ｂにおける幅をそれぞれＹとして、それぞれのゴムシート６ａ、６ｃ、６ｂを図１のＡ、Ｃ、Ｂに示す領域に配置した。そして、一方のショルダー域に配置したゴムシ−ト６ａの熱拡散率αａを他方のショルダー域に配置したゴムシ−ト６ｂの熱拡散率αｂより小さく（αａ＜αｂ）して、加硫する際に、ゴムシート６ａ側のトレッド部１（図１の右側）を加硫金型の上型側になるように水平に装填して加硫を行う。

これにより、温度の高い金型の上方域ではベルト層３に対する加硫ブラダーからの熱の拡散が抑制されるのに対して、温度の低い金型の下方域ではベルト層３に対する加硫ブラダーからの熱の拡散が促進される。

したがって、加硫ブラダーからベルト層３に供給される熱量が、タイヤ幅方向に略均等に伝達されるようになるため、被覆ゴムの加硫度をベルト層３の全幅にわたり均等にすることができる。これにより、煩雑な制御装置を使用することなく、ベルト層３の端部におけるセパレーションを抑制し、耐久性を向上することができる。

ここで、ゴムシート６の熱拡散率αが０．１０ｍｍ² ／ｓｅｃ未満ではほぼ純ゴム配合となるため所望のゴム物性が得難くなり、０．２５ｍｍ² ／ｓｅｃ超では金属化合物などの配合が必要となるためゴム物性が変化してしまうこととなる。

ゴムシート６の熱拡散率αを調整するには、特に限定はないが、通例、ゴムに配合するカーボンブラックの種類や配合割合を調整することによって行なう。なお、上述するゴムシート６における熱拡散率α（ｍｍ² ／ｓｅｃ）は、以下の式により求められる。
α＝λ／（Ｃｐ×ρ）
但し、λは各パーツの熱伝導率（ｍｍ² ／ｍｍ・ｓｅｃ・℃）、Ｃｐは各パーツの比熱（ｃａｌ／ｇ・℃）、ρは各パーツの密度（ｇ／ｍｍ³ ）をそれぞれ示す。

本発明において、上述するように構成されたゴムシート６をベルト層３とベルトカバー層４との間にも配置するとよい。これにより、ベルトカバー層４の両端部における被覆ゴムの加硫度をトレッド部１の左右においてそれぞれ均等にすることができるので、ベルト層３の耐久性を一層向上させることができる。

図１の実施形態に示すようにゴムシート６を６ａ、６ｃ、６ｂの３種により構成した場合には、トレッド部１の中央域に配置したゴムシート６ｃの熱拡散率αｃを、ショルダー域に配置したゴムシートの熱拡散率αａ及びαｂに対して、αａ≦αｃ＜αｂ又はαａ＜αｃ≦αｂとなるようにするとよい。これにより、ベルト層３における被覆ゴムの加硫度をタイヤ幅方向にわたり一層均等に進行させることができる。

ここで、トレッド部１の中央域に配置したゴムシート６ｃの熱拡散率αｃは、ベルト層３の被覆ゴムの熱拡散率αｇと同等に設定するのが好ましい。具体的には、ゴムシート６ｃの熱拡散率αｃをベルト層３の被覆ゴムの熱拡散率αｇに対して、熱拡散率αｇの±２０％の範囲内に設定するとよい。

さらに、トレッド部１のショルダー域に配置したゴムシート６ａ、６ｂがそれぞれベルト層３と重なる幅Ｖ（図２参照）を、ベルト層３の幅Ｗの５〜３０％の範囲となるように設定するとよい。これにより、ベルト層３の端部における被覆ゴムの加硫度を左右の両端部において一層確実に均等化することができる。ベルト層３の幅Ｗに対するゴムシート６ａ、６ｂの重なり幅Ｖが上記の範囲を逸脱すると、被覆ゴムに対する伝達熱量の均一化が阻害される。

図３は、ゴムシート６をインナーライナー５とカーカス層２との間に配置すると共に、ゴムシート６の両端をビード底面まで延長させた実施形態を示す。本実施形態では、熱拡散率αが０．１０〜０．２５ｍｍ² ／ｓｅｃの範囲で、互いに異なる５種のゴムシート６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇ、６ｈを並列にして、一方のビード底面Ｂａから他方のビード底面Ｂｂに向かって配置している。本実施形態では、ゴムシート６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇ、６ｈをそれぞれ図中のＤ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈに示す領域の配置すると共に、ゴムシート６ｄから６ｈに向かって段階的に熱拡散率αが大きくなるようにしている。

このように熱拡散率αがタイヤ軸方向に段階的に変化するゴムシート６をインナーライナー５の外周側に沿って配置した本発明の空気入りラジアルタイヤは、加硫に際して、ゴムシート６の熱拡散率αが最小となるゴムシート６ｄ側が上方となるように金型内に水平に装填されて加硫が行なわれる。

これにより、加硫ブラダーから供給される熱量が、ゴムシート６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇ、６ｈにおける熱拡散率αの相異により、タイヤ内壁面沿って略均等に伝達されるようになるため、カーカス層２を含めたタイヤ各部における補強層の被覆ゴムの加硫度を適正に調整してタイヤ品質を安定化させることができる。

図３の実施形態では、ゴムシート６を５つのゴムシート６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅに分割して、タイヤ内壁面の全域に配置している場合を示したが、ゴムシート６の分割数や配置位置及びその範囲はこれに限られることはない。すなわち、ゴムシート６の分割数や配置位置及びその範囲は、加硫ブラダーから供給される熱量がタイヤ各部に最も適正に伝達されるように設定する。

上述する図１及び図３の実施形態では、それぞれゴムシート６をトレッド部１の内側及びタイヤ内壁面の全域に配置した場合を示したが、本発明におけるゴムシート６は図１及び図３の実施形態を組み合わせた形態により配置することができ、このように配置することにより、タイヤ品質をより一層安定化することができる。

また、図１及び図３の実施形態では、ベルト層３の外周を覆うベルトカバー層４がベルト層３の全幅を覆っている場合を示したが、ベルトカバー層４はベルト層３の両端部のみを覆うように配置される場合がある。

本発明において、ゴムシート６の厚さｈ（図２参照）はベルト層３の端部におけるトレッド部１の厚さＨ（図１、３参照）の３〜１０％に設定するとよい。これにより、タイヤの諸性能に影響を及ぼすことなしに、ベルト層３端部におけるゴムの加硫度をベルト層３の両端部において均等にすることができる。ゴムシート６の厚さｈがトレッド部１の厚さＨの３％未満では本発明の効果を充分に発揮することが難しくなり、１０％超ではタイヤの他の性能（軽量化など）に及ぼす影響が大きくなる。

上述するように、本発明の空気入りラジアルタイヤは、インナーライナーとカーカス層との間及び／又はカーカス層とベルト層との間に配置したゴムシートの熱拡散率をタイヤ赤道面を中心にした左右において非対称に構成することから、タイヤ構造自体を非対称に構成する所謂非対称タイヤに好ましく適用される。

タイヤサイズを１９５／５５Ｒ１５、ゴムシート６の有無を除いたタイヤ構造を図１として、ゴムシート６を配置しない従来タイヤとゴムシート６を配置した本発明タイヤとを製作した。なお、各タイヤにおけるベルト層の被覆ゴムの熱拡散率を０．１７ｍｍ² ／ｓｅｃに設定し、本発明タイヤにおいてゴムシート６の仕様を以下のようにすると共に、図２におけるゴムシート６のベルト層３端部からの突出量Ｚを１０ｍｍとした。

〔ゴムシートの仕様〕
（１）厚さ：１．０ｍｍ
（２）ゴムシートの幅及び熱拡散率：熱拡散率は測定温度を２５℃として、昭和電工（株）製
のＳｈｏｔｈｅｒｍ ＱＴＭにより測定した。
ゴムシート６ａ：幅Ｙ＝４０ｍｍ、熱拡散率＝０．１０ｍｍ² ／ｓｅｃ
ゴムシート６ｂ：幅Ｙ＝４０ｍｍ、熱拡散率＝０．２５ｍｍ² ／ｓｅｃ
ゴムシート６ｃ：幅Ｘ−２Ｙ＝１００ｍｍ、熱拡散率＝０．１７ｍｍ² ／ｓｅｃ

上記する２種類の未加硫タイヤを表１に示す加硫仕様により加硫を行い、加硫中の金型内での上方に位置するベルト層の上端末と下方に位置するベルト層の下端末とにおける温度差（上端末−下端末）を測定したところ、図４のグラフに示す結果を得た。図４より、本発明タイヤにおけるベルト層の両端末における温度差が、従来タイヤに比して、小さくなっていることを確認した。なお、図４における本発明タイヤの上端末と下端末とにおける温度差がマイナスの値を示しているのは、加硫開始直後においては、下端末における温度が上端末に比して早期に上昇したことを示している。

さらに、加硫後の各タイヤからベルト層の両端末における被覆ゴムを採取して、それぞれの被覆ゴムの加硫度を測定し、その結果を加硫中の金型内でのベルト層の端部の位置を基準にして、従来タイヤの上方に位置するベルト層の端末における被覆ゴムの加硫度を１００とする指数により表２に示した。数値が大きいほど加硫が進行していたことを示す。なお、表２には金型内で上方に位置するベルト層の端末における被覆ゴムを「上方ベルト端ゴム」、金型内で下方に位置するベルト層の端末における被覆ゴムを「下方ベルト端ゴム」と表示した。

表２より、本発明タイヤにおけるベルト層の端末における被覆ゴムの加硫度は、従来タイヤに比して、ベルト層の両端部でのバラツキが小さくなっていることを確認した。

さらに、加硫後の各タイヤから２層のベルト層を一体化した状態で取り出し、以下の要領により、２層のベルト層間における２５℃下の剥離力と湿熱劣化後の剥離力とを、それぞれベルト層の両端部において測定した。その結果を従来タイヤの加硫中の金型内でのベルト層の端部の位置を基準にして、従来タイヤの上方に位置するベルト層の端部における層間剥離力を１００とする指数により表３に示した。数値が大きいほど剥離力が高いことを示す。なお、表３には金型内で上方に位置するベルト層の端部における層間を「上方ベルト層間」、金型内で下方に位置するベルト層の端部における層間を「下方ベルト層間」と表示した。

〔２５℃下の剥離力〕
ＪＩＳ Ｋ６２５６に準拠して、試験温度２５℃において剥離力を測定した。
〔湿熱劣化後の剥離力〕
温度７０℃、湿度１００％の恒温槽中で２週間湿熱劣化させた後、ＪＩＳ Ｋ６２５６に準拠して、試験温度２５℃において剥離力を測定した。

表３より、本発明タイヤのベルト層間における剥離力は、従来タイヤに比して、ベルト層の両端部でのバラツキが小さくなっていることを確認した。

本発明の実施形態による空気入りラジアルタイヤを示す断面図である。 図１のタイヤのトレッド部に配置された各補強層の配置関係を、各補強層を幅方向に展張して示す説明図である。 本発明の他の実施形態による図１に相当する断面図である。 加硫中における従来タイヤと本発明タイヤとのベルト層の両端末における温度差を示すグラフである。 タイヤを加硫している状態を例示する半断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ カーカス層
３ ベルト層
４ ベルトカバー層
５ インナーライナー
６ ゴムシート

Claims (6)

1. トレッド部におけるカーカス層の外周側に配置されたベルト層と、該ベルト層の外周を覆うベルトカバー層とを備え、タイヤ内壁面にインナーライナーを配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記インナーライナーとカーカス層との間及び前記カーカス層と前記ベルト層との間の少なくとも一方に、前記トレッド部の両ショルダー間に跨がるように熱拡散率αが０．１０〜０．２５ｍｍ² ／ｓｅｃの範囲で互いに異なる少なくとも２種のゴムシ−トを並列に配置すると共に、加硫金型の上型側に対応するショルダー域に配置したゴムシートの熱拡散率αａを下型側に対応するショルダー域に配置したゴムシートの熱拡散率αｂよりも小にした空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記ゴムシートを前記ベルト層と前記ベルトカバー層との間に配置した請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記トレッド部の中央域に配置したゴムシートの熱拡散率αｃを、前記ショルダー域に配置したゴムシートの熱拡散率αａ及びαｂに対して、αａ≦αｃ＜αｂ又はαａ＜αｃ≦αｂの関係にした請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記トレッド部の中央域に配置したゴムシートの熱拡散率αｃを、前記ベルト層の被覆ゴムの熱拡散率αｇに対して、該熱拡散率αｇの±２０％の範囲内にした請求項３に記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記トレッド部のショルダー域に配置したゴムシートがそれぞれ前記ベルト層と重なり合う幅を、前記ベルト層の幅の５〜３０％にした請求項３又は４に記載の空気入りラジアルタイヤ。
6. 前記ゴムシートの厚さが前記ベルト層の端末における前記トレッド部の厚さの３〜１０％である請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
   

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