JP2007176439A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】必要な内圧保持性を確保しながら、低コスト化、軽量化を達成する。
【解決手段】インナーライナ１１は、ベルト層外端７ｅをタイヤ軸方向内方に超える上端Ｐｏと、ビードエーペックスゴム外端８ｅを半径方向内方に超える下端Ｐｉとを有するインナーライナ片１２，１２からなる。各インナーライナ片１２は、前記上端Ｐｏとベルト外端７ｅとの間の軸方向距離Ｌａを２．０〜３０ｍｍ、かつ前記下端Ｐｉとビードエーペックスゴム８の外端８ｅとの間の半径方向距離Ｌｂを２．０〜３０ｍｍとする。タイヤ外面からカーカスの内面までのタイヤ厚さＴは、以下の（１）、（２）の関係を充足する。式中、Ｔｏは前記上端Ｐｏにおけるタイヤ厚さ、Ｔｉは前記下端Ｐｉにおけるタイヤ厚さ、Ｔmin はサイド領域における最小のタイヤ厚さである。
１．５≦（Ｔｏ／Ｔmin ）≦４．０ −−−（１）
１．０≦（Ｔｉ／Ｔmin ）≦１．５ −−−（２）
【選択図】図１

Description

本発明は、内圧保持性を損ねることなくタイヤの軽量化を達成した空気入りタイヤに関する。

チューブレスの空気入りタイヤでは、内圧空気を気密に保持するため、タイヤの骨格をなすカーカスの内側に、ブチル系ゴム等の空気不透過性ゴムからなるインナーライナが配される。

しかしこの空気不透過性ゴムは、例えばＮＲ、ＳＢＲ、ＢＲ等のタイヤ汎用ゴムに比して高価であり、しかもインナーライナは、タイヤ内腔面の略全面に亘って形成されているため、タイヤの低コスト化、及び軽量化の大きな妨げとなっている。そこで従来では、このインナーライナの厚さを全面に亘って減じているが、斯かる手段では、低コスト化、軽量化が不充分であり、又エアーリークの危険性を招く。

本発明は、インナーライナを、ベルト層とビードエーペックスゴムとの間をのびる左右一対のインナーライナ片で形成し、かつ該インナーライナ片の上端、下端におけるタイヤ厚さを規制することを基本として、必要な内圧保持性を確保しながら、大幅なタイヤの低コスト化、軽量化および操縦安定性と乗心地性の両立を達成しうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。

特開平７−１８６６０８号公報

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの半径方向外側に配されるベルト層と、前記ビードコアからタイヤ半径方向外方にのびるビードエーペックスゴムとを具えた空気入りタイヤであって、
前記カーカスの内側に、空気不透過性ゴムからなりかつタイヤ内腔面をなすインナーライナを配するとともに、
前記インナーライナは、前記ベルト層のタイヤ軸方向外端をタイヤ軸方向内方に超えて終端する上端と、前記ビードエーペックスゴムの半径方向外端を半径方向内方に超えて終端する下端との間をのびる左右一対のインナーライナ片からなり、
しかも該インナーライナ片は、前記上端と前記ベルト層のタイヤ軸方向外端との間のタイヤ軸方向距離Ｌａを２．０〜３０ｍｍ、かつ前記下端と前記ビードエーペックスゴムの半径方向外端との間の半径方向距離Ｌｂを２．０〜３０ｍｍとするとともに、
タイヤ外面からカーカスの内面までのタイヤ厚さＴは、以下の（１）、（２）の関係を充足することを特徴としている。
１．５≦（Ｔｏ／Ｔmin ）≦４．０ −−−（１）
１．０≦（Ｔｉ／Ｔmin ）≦１．５ −−−（２）
（式中、タイヤ厚さＴｏはインナーライナ片の上端におけるタイヤ厚さ、タイヤ厚さＴｉはインナーライナ片の下端におけるタイヤ厚さ、タイヤ厚さＴmin は前記ベルト層のタイヤ軸方向外端と前記ビードエーペックスゴムの半径方向外端との間のサイド領域における最小のタイヤ厚さである。）

又請求項２の発明では、前記タイヤ厚さＴmin は、１．５〜４．０ｍｍの範囲であることを特徴としている。
する請求項１記載の空気入りタイヤ。
又請求項３の発明では、前記インナーライナ片は、ブチル系ゴムからなりかつ前記タイヤ内腔面をなす外側層、及び非ブチル系ゴムからなりかつ前記外側層とカーカスとの間に配される内側層からなることを特徴としている。

なお本明細書では、特に断りがない限り、タイヤの各部の寸法等は、タイヤを正規リムにリム組しかつ５０ｋＰａの内圧を付加した５０ｋＰａ内圧状態で特定される値とする。又前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。

本発明は叙上の如く、インナーライナを、左右一対のインナーライナ片によって形成し、タイヤ厚さが充分大なトレッド部及びビード部においてインナーライナを排除している。そのため、必要な内圧保持性を確保しながら、大幅なタイヤの低コスト化、軽量化および操縦安定性と乗心地性の両立を達成することが可能となる。

しかし、前記インナーライナ片の上端とベルト層のタイヤ軸方向外端との間のタイヤ軸方向距離Ｌａ（重複巾）、及びインナーライナ片の下端とビードエーペックスゴムのタイヤ半径方向外端との間のタイヤ半径方向距離Ｌｂ（重複巾）が２．０ｍｍ未満の場合、並びにインナーライナ片の前記上端、下端におけるタイヤ厚さＴｏ，Ｔｉが、前記サイド領域における最小のタイヤ厚さＴmin の１．５倍未満、及び１．０倍未満の場合には、インナーライナ片の前記上端、下端の位置において、空気不透過性が不充分となってエアーリークの恐れが生じる。従って、内圧保持性の確保を確実なものとするためには、前記距離Ｌａ，Ｌｂ、及びタイヤ厚さＴｏ，Ｔｉを上記した値以上に設定することが重要である。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は本発明の空気入りタイヤが乗用車用タイヤである場合の５０ｋＰａ内圧状態を示す断面図、図２、３はその主要部を拡大して示す断面図である。 図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内部かつ前記カーカス６の半径方向外側に配されるベルト層７と、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外方にのびるビードエーペックスゴム８とを少なくとも具える。

前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７５°〜９０゜の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。カーカスコードとして、本例ではポリエステルコードを採用しているが、これ以外にもナイロン、レーヨン、アラミドなどの有機繊維コードや必要によりスチールコードも用いうる。又前記カーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間を跨るトロイド状のプライ本体部６ａの両側に、前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部６ｂを一連に具える。

そしてこのプライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５から半径方向外方にのびる硬質ゴムからなる断面三角形状のビードエーペックスゴム８が設けられ、ビード部４からサイドウォール部３にかけて補強している。該ビードエーペックスゴム８の半径方向外端のビードベースラインＢＬからの半径方向高さＨ１は、本願では特に規制しないが、操縦安定性と乗り心地性とのバランスの観点からタイヤ断面高さＨ０の１０〜７０％の範囲に設定するのが好ましい。

次に前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０°〜３５゜で配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。このベルト層７は、各ベルトコードがプライ間相互で交差することにより、ベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して強固に補強する。ベルトコードとして、本例ではスチールコードを採用しているが、これ以外にもポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、芳香族ポリアミド等の高モジュラスの有機繊維コードも必要に応じて用いうる。

なお前記ベルト層７の半径方向外側には、高速耐久性を高める目的で、例えばナイロン等の有機繊維のバンドコードを周方向に対して５度以下の角度で螺旋状に巻回させたバンド層１０を設けることができる。このバンド層１０としては、前記ベルト層７のタイヤ軸方向外端部のみを被覆する左右一対のエッジバンドプライ、及びベルト層７の略全巾を覆うフルバンドプライが適宜使用でき、本例では、バンド層１０がエッジバンドプライからなるものを例示している。

次に、前記カーカスの内側には、空気不透過性ゴムからなりかつタイヤ内腔面をなすインナーライナ１１を形成している。この前記インナーライナ１１は、前記ベルト層７のタイヤ軸方向外端７ｅをタイヤ軸方向内方に超えて終端する上端Ｐｏと、前記ビードエーペックスゴム８の半径方向外端８ｅを半径方向内方に超えて終端する下端Ｐｉとの間を略均一なゴム厚さを有してのびる左右一対のインナーライナ片１２、１２から形成される。なおベルト層７が複数枚のプライで形成されている場合、ベルト層７の前記外端７ｅは、最も幅広のベルトプライの外端で定義する。

又前記インナーライナ片１２は、図２、３に拡大して示すように、ブチル系ゴムからなりかつ前記タイヤ内腔面をなす外側層１２ａ、及び非ブチル系ゴムからなりかつ前記外側層１２ａとカーカス６との間に配される内側層１２ｂとの２層構造を具える。前記インナーライナ片１２の厚さは０．５〜３．０ｍｍの範囲であり、このうち前記外側層１２ａの厚さは、耐エアーリーク性の観点から１．０〜２．０ｍｍの範囲が好ましい。

ここで前記「ブチル系ゴム」とは、ゴム基材１００質量部中にブチルゴム又はその誘導体を５０質量部以上含有する空気不透過性ゴムであり、耐エアーリーク性の観点からブチルゴム又はその誘導体を６０質量部、さらには７０質量部以上含有するのが好ましい。ブチルゴムの誘導体としては、例えばブチルゴムに塩素、臭素等を反応させてなるハロゲン化ブチルゴムが用いられる。前記ブチル系ゴムでは、前記ゴム基材の残部として、例えば天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のジエン系ゴムの１種又は２種以上を混用して用いることができる。

これに対して、前記「非ブチル系ゴム」とは、前記ジエン系ゴムのみからなり、ゴム基材１００質量部中にブチルゴム又はその誘導体を含まない接着性重視のゴムであり、特に接着性に優れる天然ゴム（ＮＲ）のみで構成することが好ましいが、この天然ゴム（ＮＲ）と他のジエン系ゴムとのブレンドゴムも使用でき、かかる場合には、天然ゴムを５０質量部以上、さらには６０質量部以上配合するのが好ましい。なお前記ブチル系ゴム及び非ブチル系ゴムには、通常のタイヤゴムと同様、カーボンブラック等の補強剤、加硫剤、加硫促進剤、軟化剤などの充填剤を、前記ゴム基材に添加させることができる。

又前記インナーライナ片１２は、前記ベルト層７とは半径方向の内外に重複し、その重複部Ｙｏの巾であるインナーライナ片１２の前記上端Ｐｏとベルト層７の前記タイヤ軸方向外端７ｅとの間のタイヤ軸方向距離Ｌａは２．０〜３０ｍｍに設定される。又同様にインナーライナ片１２は、前記ビードエーペックスゴム８とはタイヤ軸方向の内外に重複し、その重複部Ｙｉの巾であるインナーライナ片１２の前記下端Ｐｉとビードエーペックスゴム８の前記タイヤ半径方向外端８ｅとの間のタイヤ半径方向距離Ｌｂは２．０〜３０ｍｍに設定される。

これは、前記外端７ｅ、８ｅ間のサイド領域は、荷重負荷時のタイヤ変形量が最も大きい領域であり、タイヤ厚さが薄いだけでなく、前記大きなタイヤ変形の繰り返しによってエアーリークが発生しやすいからである。従って、前記重複部Ｙｏ、Ｙｉを有してサイド領域を完全に覆うことにより、このサイド領域からのエアーリークを防止しうる。なお前記距離Ｌａ、Ｌｂが２．０ｍｍ未満では、インナーライナ片１２の前記上端Ｐｏ、下端Ｐｉを回り込むエアーが前記重複部Ｙｏ、Ｙｉを横切ってサイド領域から漏れる傾向を招く。又前記距離Ｌａ、Ｌｂが３０ｍｍを超えると、本願の目的であるタイヤの低コスト化、軽量化に不利となる。

又エアーリークを確実に防止するためには、タイヤ外面からカーカスの内面までのタイヤ厚さＴを規制することも重要である。これは、前記タイヤ厚さＴのうち、インナーライナ片１２の前記上端Ｐｏにおけるタイヤ厚さＴｏ、及び前記下端Ｐｉにおけるタイヤ厚さＴｉが過小であると、前記上端Ｐｏ、下端Ｐｉを回り込んだエアーがトレッド部２、ビード部４を通ってエアーリークを起こす傾向となるからである。そのために、前記上端Ｐｏにおけるタイヤ厚さＴｏを、前記サイド領域におけるタイヤ厚さＴの最小値Ｔmin の１．５倍以上、又前記下端Ｐｉにおけるタイヤ厚さＴｏを、前記タイヤ厚さＴmin の１．０倍以上とすることが必要である。なおタイヤ厚さＴｏをタイヤ厚さＴｉより大とするのは、ビード部側では、硬質ゴムのビードエーペックスゴム８が配されることによりエアーリークがし難く、逆にトレッド部側では、トレッド溝２０が形成されており、しかも走行時のトレッドショルダーにおける溝底での変形量が大きく、この溝底からのエアーリークを考慮する必要があるからである。

しかし、前記タイヤ厚さＴｏが前記タイヤ厚さＴmin の４．０倍を超えて過大となると、トレッドショルダーにおける走行時の発熱が大となり、ベルト端剥離を誘発するなど耐久性の低下を招くとともに、転がり抵抗の増大傾向となる。又前記タイヤ厚さＴｉが前記タイヤ厚さＴmin の１．５倍を超えて過大であると、タイヤ質量の不必要な増加を招くなど軽量化に不利であり、又乗り心地性を悪化させる。従って、以下の（１）、（２）の関係を充足することが必要である。
１．５≦（Ｔｏ／Ｔmin ）≦４．０ −−−（１）
１．０≦（Ｔｉ／Ｔmin ）≦１．５ −−−（２）
なお、上記観点から、比Ｔｏ／Ｔmin では、その下限値を２．０以上、上限値を３．０以下とするのが好ましい。又比Ｔｉ／Ｔmin では、その下限値を１．１以上、上限値を１．４以下とするのが好ましい。又前記タイヤ厚さＴmin は、乗用車用タイヤの場合、１．０〜１０ｍｍの範囲が一般的である。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１に示す構造をなすタイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５のタイヤを表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤにおける、インナーライナのコスト、インナーライナの質量、タイヤ総質量、転がり抵抗、耐エアーリーク性、耐久性を夫々比較した。

各インナーライナはいずれも、ゴム基材が、ハロゲン化ブチルゴム７０質量部と天然ゴム３０質量部とからなるブチル系ゴムの外側層（厚さ１．０ｍｍ）と、ゴム基材が、天然ゴム７０質量部とスチレンブタジエンゴム３０質量部とからなる非ブチル系ゴムの内側層（厚さ１．０ｍｍ）との２層構造としている。又ビードエーペックスゴムの高さＨ１はいずれも、タイヤ断面高さＨ０の３０％である。

なお比較例１では、図４（Ａ）の如く、インナーライナをタイヤ内腔面の全面に形成し、比較例２では、図４（Ｂ）の如く、インナーライナの両端をカーカスの折返し部の外端部で終端し、比較例３では、図４（Ｃ）の如く、インナーライナを一対のインナーライナ片で形成するとともに各インナーライナ片をベルト層の外端からカーカスの折返し部の外端まで形成し、比較例４では、図４（Ｄ）の如く、インナーライナを一対のインナーライナ片で形成するとともに各インナーライナ片をベルト層の外端からビードトウ端まで形成している。

（１）タイヤ重量：
タイヤ１本当たりのタイヤ質量を測定して２０本のタイヤの質量の平均値を求め、それを、比較例１を１００とする指数で表示している。指数の小なほど軽い。
（２）転がり抵抗：
転がり抵抗試験機を用い、各タイヤを、リム（１５×６ＪＪ）、内圧（２００ｋＰａ）、荷重（４．３５ｋＮ）、速度（８０km／ｈ）の条件にて走行したときの転がり抵抗を測定し、比較例１を１００とする指数で表示している。指数が小さい方が転がり抵抗が低く良好である。
（３）耐エアーリーク性；
各タイヤを、１５×６ＪＪのリムに装着し、かつ２００ｋＰａの内圧を充填した状態で６０日間、室内にて自然放置するとともに、放置後の空気圧を測定し、比較例１を１００とする指数で表示している。指数が小さい方がエアーリークが多く、内圧保持性が悪い。
（４）耐久性
ドラム試験機を用い、リム（１５×６ＪＪ）、内圧（２００ｋＰａ）、荷重（４．３５ｋＮ）、速度（８０km／ｈ）の条件にて走行させ、タイヤに損傷が生じるまでの走行時間を測定した。完走は５万ｋｍである。
（５）操縦安定性、及び乗り心地性
リム（１５×６ＪＪ）、内圧（２００ｋＰａ）の条件にて、車両（２５００ｃｃ、ＦＦ車）の４輪に装着し、ドライアスファルトのタイヤテストコースを走行し、操縦安定性、及び乗り心地性をドライバーの官能評価により１０点法で表示している。点数の大きい方が良好である。

本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。 インナーライナ片の上端側を拡大して示す断面図である。 インナーライナ片の下端側を拡大して示す断面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、比較例１〜４におけるインナーライナの形成状態を示す略図である。

符号の説明

２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
７ ベルト層
８ ビードエーペックスゴム
１１ インナーライナ
１２ インナーライナ片
１２ｏ 外側層
１２ｉ 内側層

Claims (3)

1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの半径方向外側に配されるベルト層と、前記ビードコアからタイヤ半径方向外方にのびるビードエーペックスゴムとを具えた空気入りタイヤであって、
   前記カーカスの内側に、空気不透過性ゴムからなりかつタイヤ内腔面をなすインナーライナを配するとともに、
   前記インナーライナは、前記ベルト層のタイヤ軸方向外端をタイヤ軸方向内方に超えて終端する上端と、前記ビードエーペックスゴムの半径方向外端を半径方向内方に超えて終端する下端との間をのびる左右一対のインナーライナ片からなり、
   しかも該インナーライナ片は、前記上端と前記ベルト層のタイヤ軸方向外端との間のタイヤ軸方向距離Ｌａを２．０〜３０ｍｍ、かつ前記下端と前記ビードエーペックスゴムの半径方向外端との間の半径方向距離Ｌｂを２．０〜３０ｍｍとするとともに、
   タイヤ外面からカーカスの内面までのタイヤ厚さＴは、以下の（１）、（２）の関係を充足することを特徴とする空気入りタイヤ。
   １．５≦（Ｔｏ／Ｔmin ）≦４．０ −−−（１）
   １．０≦（Ｔｉ／Ｔmin ）≦１．５ −−−（２）
   （式中、タイヤ厚さＴｏはインナーライナ片の上端におけるタイヤ厚さ、タイヤ厚さＴｉはインナーライナ片の下端におけるタイヤ厚さ、タイヤ厚さＴmin は前記ベルト層のタイヤ軸方向外端と前記ビードエーペックスゴムの半径方向外端との間のサイド領域における最小のタイヤ厚さである。）
2. 前記タイヤ厚さＴmin は、１．５〜４．０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記インナーライナ片は、ブチル系ゴムからなりかつ前記タイヤ内腔面をなす外側層、及び非ブチル系ゴムからなりかつ前記外側層とカーカスとの間に配される内側層からなることを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。

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