JP2008037156A - 空気入りタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 インナーライナーを不必要に厚くすることなく、空気圧保持性を向上するようにした空気入りタイヤ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 インナーライナー９をタイヤ赤道線ＣＬを中心にして、クラウン部領域Ｑと両ショルダー部領域Ｐ、Ｐと両ビード部領域Ｒ、Ｒとの５つの領域に区分したとき、クラウン部領域Ｑと両ビード部領域Ｒ、Ｒとの間のショルダー部領域Ｐ、Ｐにおけるブチルゴムの含有率Ｅ２を、クラウン部領域Ｑにおけるブチルゴムの含有率Ｅ１及びビード部領域Ｒにおけるブチルゴムの含有率Ｅ３よりも多くした空気入りタイヤ１、及び成形前のインナーライナー用未加硫ゴムシート１０の厚さｔを均一にして前記空気入りタイヤ１を製造する空気入りタイヤの製造方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は空気入りタイヤ及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、インナーライナーを必要以上に厚くすることなしに、空気圧保持性を向上するようにした空気入りタイヤ及びその製造方法に関する。

チューブレスタイプの空気入りタイヤの内壁面には、チューブに代えて空気圧を保持するために、空気不透過性に優れたブチルゴムを主成分としたインナーライナーが一体的に内貼りされている。このような空気入りタイヤを成形するときは、先ず円筒形ドラム上にインナーライナーとしてブチルゴムを配合した厚さの均一な未加硫ゴムシートを巻回成形し、この未加硫ゴムシートの外周側に各種のタイヤ構成部材を貼り合わせて円筒状のグリーンタイヤを成形し、この円筒状グリーンタイヤを膨径させて円環状となし、この円環状グリーンタイヤの外周側にベルト層やトレッドゴムを貼り合わせるようにしている。

このようにして成形されたグリーンタイヤは、加硫工程において内壁側からブラダーにより金型内面に向けて膨径されるとき、金型内面に対してクラウン部とビード部が先に押圧され、その中間のショルダー部はその後に押圧されるため、ショルダー領域のインナーライナーの厚さが他の領域よりも大きな伸張を受けて薄肉になり、空気不透過性能が低下するという問題がある。このような問題を解消するために、通常、グリーンタイヤにおけるインナーライナーの厚さを予め大きく設定しておき、加硫後のタイヤにおけるインナーライナーの薄肉部分（ショルダー領域）での空気不透過性能を確保するようにしてきた。しかしながら、これがタイヤの重量を増加させる原因になっていた。

この対策として、加硫後のタイヤにおけるインナーライナーの厚さがタイヤ幅方向で均一になるように、グリーンタイヤにおけるインナーライナーの厚さを予めショルダー領域に相当する部分で肉厚に形成するようにした提案がある（例えば、特許文献１参照）。しかし、厚さが不均一なインナーライナーを使用したグリーンタイヤを加硫工程で膨径すると、厚さ方向の段差部分に応力が集中して、却って薄肉部分を発生し易くしたり、空気溜りやゴム流れ不良による製造故障が生じ易くなるという問題があった。
特開平７−３２８１３号公報

本発明の目的は、かかる従来の問題点を解消するもので、インナーライナーを必要以上に厚くすることなしに、空気圧保持性を向上するようにした空気入りタイヤ及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、左右一対のビード部にカーカス層を装架し、該カーカス層の外周側に少なくとも２層のベルト層を配置すると共に、タイヤ内壁面にブチルゴムを主成分とするゴム組成物からなるインナーライナーを配置した空気入りタイヤにおいて、前記インナーライナーをタイヤ赤道線を中心にして、クラウン部領域と両ショルダー部領域と両ビード部領域との５つの領域に区分したとき、前記ショルダー部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ２を、前記クラウン部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ１及び前記ビード部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ３よりも多くしたことを特徴とする。

さらに、上述する構成において、以下の（１）〜（３）に記載するように構成することが好ましい。

（１）クラウン部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ１とビード部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ３とをＥ１≧Ｅ３の関係にする。
（２）ショルダー部領域のクラウン部領域に対する境界を、ベルト層の最外層端末からタイヤ幅方向内側に５〜２０ｍｍ離間した点までの範囲内に設定し、ショルダー部領域のビード部領域に対する境界を、タイヤ最大幅位置からタイヤ径方向内側に５〜３０ｍｍ離間した点までの範囲内に設定する。
（３）ショルダー部領域におけるブチルゴムの含有量をゴム１００重量部に対して８０〜１００重量部にする。

また、本発明の空気入りタイヤの製造方法は、左右一対のビード部にカーカス層を装架し、該カーカス層の外周側に少なくとも２層のベルト層を配置すると共に、タイヤ内壁面にブチルゴムを主成分とするゴム組成物からなるインナーライナーを配置した空気入りタイヤの製造方法において、円筒形ドラム上でグリーンタイヤを成形するに際して、該グリーンタイヤにおけるインナーライナーに、厚さを均一にすると共に、タイヤ幅方向をタイヤ赤道線を中心にしてクラウン部領域と両ショルダー部領域と両ビード部領域との５つの領域に区分けして、前記ショルダー部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ２を、前記クラウン部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ１及び前記ビード部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ３よりも多くした未加硫ゴムシートを使用したことを特徴とする。

さらに、上述する構成において、以下の（１）〜（３）記載するように構成することが好ましい。

（１）クラウン部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ１とビード部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ３とをＥ１≧Ｅ３の関係にする。
（２）ショルダー部領域のクラウン部領域に対する境界を、ベルト層の最外層端末からタイヤ幅方向内側に５〜２０ｍｍ離間した点までの範囲内に設定し、ショルダー部領域のビード部領域に対する境界を、タイヤ最大幅位置からタイヤ径方向内側に５〜３０ｍｍ離間した点までの範囲内に設定する。
（３）ショルダー部領域におけるブチルゴムの含有量をゴム１００重量部に対して８０〜１００重量部にする。

本発明の空気入りタイヤは、インナーライナーのショルダー部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ２を、クラウン部領域及びビード部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ１、Ｅ３よりも多くしたので、タイヤ加硫工程を通じて薄肉化され易いショルダー部領域におけるインナーライナーが高い含有率で配合されたブチルゴムの特性によって、クラウン部領域やビード部領域と同等の空気圧保持性を発揮することから、タイヤ全体を通じて空気圧保持性を向上することができる。

また、本発明の空気入りタイヤの製造方法によれば、成形前のインナーライナー用の未加硫ゴムシートが均一な厚さを有しているため、タイヤ加硫工程を通じて空気溜りやゴム流れ不足による製造故障を生じさせることがなく、さらにインナーライナーのゴム厚を必要以上に大きくする必要がないので、軽量化を図りながら、良好な空気圧保持性を有するタイヤを得ることができる。

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タイヤを示す断面図である。

図１において、空気入りタイヤ１は、左右一対のビード部５、５にカーカス層２を装架し、カーカス層２の外周側に層間でコードを交差させた複数（図では２層）のベルト層７、８が配置すると共に、タイヤ内壁面にブチルゴムを主成分とするインナーライナー９を配置している。図中３はトレッド部、４はサイドウォール部、６はビードコアをそれぞれ示している。

インナーライナー９は、タイヤ赤道線ＣＬを中心にして、クラウン部領域Ｑと両ショルダー部領域Ｐ、Ｐと両ビード部領域Ｒ、Ｒとの５つの領域からなり、両ショルダー部領域Ｐ、Ｐにおけるブチルゴムの含有率Ｅ２が、隣接するクラウン部領域Ｑにおけるブチルゴムの含有率Ｅ１及びビード部領域Ｒにおけるブチルゴムの含有率Ｅ３よりも多くなっている。

これにより、タイヤ加硫工程を通じて薄肉化され易い両ショルダー部領域Ｐ、Ｐにおけるインナーライナー９が高い含有率で配合されたブチルゴムの特性によって、クラウン部領域Ｑや両ビード部領域Ｒ、Ｒと同等の空気圧保持性を発揮することから、タイヤ全体を通じて空気圧保持性を向上することができる。

上述するクラウン部領域Ｑにおけるブチルゴムの含有率Ｅ１とビード部領域Ｒにおけるブチルゴムの含有率Ｅ３とをＥ１≧Ｅ３の関係になるように調整するとよい。これにより、タイヤ全体として一層良好な空気圧保持性を確保することができる。

本発明において、両ショルダー部領域Ｐ、Ｐのクラウン部領域Ｑに対する境界Ｓ、Ｓを、ベルト層７、８の最外層８の両端末８ａ、８ａからタイヤ幅方向内側に５〜２０ｍｍ離間した点までの範囲内に設定すると共に、両ショルダー部領域Ｐ、Ｐの両ビード部領域Ｒ、Ｒに対する境界Ｔ、Ｔを、タイヤ最大幅位置Ｘ、Ｘからタイヤ径方向内側に５〜３０ｍｍ離間した点までの範囲内に設定するとよい。これにより、ショルダー部領域Ｐの両両境界Ｓ、Ｔが、走行中にタイヤが繰り返し屈曲変動する部分から外れた位置に配置されることになるので、ブチルゴムの含有率が異なる両境界Ｓ、Ｔにおいて生じ易いインナーライナー９の剥離や破損を効率よく防止することができる。

インナーライナー９を構成するゴムには、タイヤ内部の空気圧を保持するために、高度の空気不透過性が要求される観点から、ブチルゴムにより構成することが最も好ましいが、他の部材との良好な接着性を確保するためにジエン系ゴムを配合する。

本発明では、ショルダー部領域Ｐ、Ｐにおけるブチルゴムの含有量をゴム１００重量部に対して８０〜１００重量部、好ましくは９０〜１００重量部に設定するとよい。これにより、隣接するカーカス層２のコートゴムとの接着性を維持しながら、両ショルダー領域Ｐ、Ｐにおける良好な空気圧保持性を確保することができる。ブチルゴムとしては、臭素化ブチルゴム又は塩素化ブチルゴムなどのハロゲン化ブチルゴムが好ましく使用される。

以下、本発明の空気入りタイヤの製造方法について述べる。
本発明の空気入りタイヤ１は、円筒形ドラム上でグリーンタイヤを成形するに際して、インナーライナーとして、図２及び図３に示すように、厚さｔを均一にすると共に、タイヤ幅方向をタイヤ赤道線ＣＬを中心にしてクラウン部領域Ｑと両ショルダー部領域Ｐ、Ｐと両ビード部領域Ｒ、Ｒとの５つの領域に区分けして、両ショルダー部領域Ｐ、Ｐにおけるブチルゴムの含有率Ｅ２を、クラウン部領域Ｑにおけるブチルゴムの含有率Ｅ１及び両ビード部領域Ｒ、Ｒにおけるブチルゴムの含有率Ｅ３よりも多くした未加硫ゴムシート１０を使用したことを特徴としている。

なお、図２では未加硫ゴムシート１０を構成するクラウン部領域Ｑ、両ショルダー部領域Ｐ、Ｐ、両ビード部領域Ｒ、Ｒにおける５つのパーツをそれぞれ境界Ｓ、Ｓ、Ｔ、Ｔを介してゴム押出機により一体的に成形した場合を示し、図３では未加硫ゴムシート１０を構成するクラウン部領域Ｑ、両ショルダー部領域Ｐ、Ｐ、両ビード部領域Ｒ、Ｒにおける５つのパーツをそれぞれ境界Ｓ、Ｓ、Ｔ、Ｔにおいて互いに隣接する端部同士をラップさせて成形する場合の実施形態を示している。

円筒形ドラム上で巻回成形された未加硫ゴムシート１０の外周には、一般の空気入りタイヤの製造方法と同様に、各種のタイヤ構成部材が貼り合わされた後、円環状に膨径され、さらにその外周側にベルト層やトレッドゴムなどが貼り合わされてグリーンタイヤが成形される。このようにして得られたグリーンタイヤは、金型内で内壁側からブラダーによる押圧を受けながら加硫されて製品タイヤとなる。したがって、本発明の空気入りタイヤ１の製造方法は、上述する図２及び図３に基づいて説明した特徴点を除いて、一般の空気入りタイヤの製造方法と同等の方法により構成される。

このようにして得られた空気入りタイヤ１は、成形前のインナーライナー用の未加硫ゴムシート１０が均一な厚さｔを有しているため、加硫工程を通じて空気溜りやゴム流れ不足による製造故障を生じさせることがない。さらに、インナーライナーのゴム厚を必要以上に大きくする必要がないため、軽量化を図りながら、良好な空気圧保持性を具備させることができる。

上述するように、成形前のインナーライナー用のゴムとして均一な厚さｔを有する未加硫ゴムシート１０使用して製造した空気入りタイヤ１は、加硫工程を通じて、インナーライナー９の両ショルダー部領域Ｐ、Ｐにおける厚さが薄肉に形成されている。しかし、両ショルダー部領域Ｐ、Ｐにおけるブチルゴムの含有率Ｅ２が、隣接するクラウン部領域Ｑにおけるブチルゴムの含有率Ｅ１及び両ビード部領域Ｒ、Ｒにおけるブチルゴムの含有率Ｅ３よりも多くなっているので、両ショルダー部領域Ｐ、Ｐでは、高い含有率で配合されたブチルゴムの特性によって、クラウン部領域Ｑや両ビード部領域Ｒ、Ｒと同等の空気圧保持性を発揮して、タイヤ全体として空気圧保持性を向上することができる。

上述するように、本発明の空気入りタイヤは、インナーライナーを構成するゴムの両ショルダー部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ２を、隣接するクラウン部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ１及びビード部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ３よりも多くすることにより空気圧保持性を向上するもので、その製造にあっては成形前のインナーライナーとして厚さを均一にした未加硫ゴムシートを使用できるので、インナーライナーのゴム厚を必要以上に厚くする必要がないことから、軽量化指向の空気入りタイヤとして好ましく利用される。

タイヤサイズを２０５／４５Ｒ１６、タイヤ構造を図１として、インナーライナーの各領域におけるブチルゴムの含有率（ゴム重量部１００に対する重量部）を表１のように異ならせて従来タイヤ（従来例）、本発明タイヤ（実施例１〜３）及び比較タイヤ（比較例）をそれぞれ作製した。なお、従来タイヤ及び本発明タイヤでは、成形前のインナーライナー用の未加硫ゴムシートの厚さを全領域において均一（１．２ｍｍ）にしたが、比較タイヤでは、ショルダー部領域における厚さのみを肉厚（１．７ｍｍ）に形成した。

これら５種のタイヤについて、以下の方法により製造故障発生率及び空気圧保持率の評価を行い、その結果を従来タイヤを１００とする指数により表１に併記した。数値が大きいほど優れていることを示す。

〔製造故障発生率〕
各タイヤをそれぞれ２００本作製し、加硫後のタイヤにおけるインナーライナーを剥離して、空気溜りやゴム流れ不良の発生状況を調べた。この結果、空気溜りやゴム流れ不良が認められた箇所の数を基準として製造故障発生率の評価とした。

〔空気圧保持率〕
各タイヤをリム組み（リムサイズ：１６×７Ｊ）すると共に、空気圧２３０ｋＰａを充填して常温にて２４時間放置し、タイヤを成長・安定させた。その後、空気圧を元の空気圧に再調整して２ケ月間放置した。放置後の各タイヤの内圧を測定し、その結果を基準として空気圧保持率の評価とした。

表１の結果から、本発明タイヤは、従来タイヤに比して製造故障発生率を同等にしながら、空気圧保持率が向上していることがわかる。なお、比較タイヤは、両ショルダー部領域におけるゴム厚を肉厚に形成したので、空気溜りやゴム流れ不良による製造故障が多く発生した。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す断面図である。 本発明の空気入りタイヤを成形する際に使用するインナーライナー用の未加硫ゴムシートの実施形態を示す断面図である。 本発明の空気入りタイヤを成形する際に使用するインナーライナー用の未加硫ゴムシートの他の実施形態を示す断面図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
２ カーカス層
３ トレッド部
４ サイドウォール部
５ ビード部
６ ビードコア
７、８ ベルト層
９ インナーライナー
１０ 未加硫ゴムシート
Ｐ ショルダー部領域
Ｑ クラウン部領域
Ｒ ビード部領域
ＣＬ タイヤ赤道線

Claims (8)

1. 左右一対のビード部にカーカス層を装架し、該カーカス層の外周側に少なくとも２層のベルト層を配置すると共に、タイヤ内壁面にブチルゴムを主成分とするゴム組成物からなるインナーライナーを配置した空気入りタイヤにおいて、
   前記インナーライナーをタイヤ赤道線を中心にして、クラウン部領域と両ショルダー部領域と両ビード部領域との５つの領域に区分したとき、前記ショルダー部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ２を、前記クラウン部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ１及び前記ビード部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ３よりも多くした空気入りタイヤ。
2. 前記クラウン部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ１と前記ビード部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ３とをＥ１≧Ｅ３の関係にした請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ショルダー部領域の前記クラウン部領域に対する境界を、前記ベルト層の最外層端末からタイヤ幅方向内側に５〜２０ｍｍ離間した点までの範囲内に設定し、前記ショルダー部領域の前記ビード部領域に対する境界を、タイヤ最大幅位置からタイヤ径方向内側に５〜３０ｍｍ離間した点までの範囲内に設定した請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ショルダー部領域におけるブチルゴムの含有量をゴム１００重量部に対して８０〜１００重量部とした請求項１、２又は３に記載の空気入りタイヤ。
5. 左右一対のビード部にカーカス層を装架し、該カーカス層の外周側に少なくとも２層のベルト層を配置すると共に、タイヤ内壁面にブチルゴムを主成分とするゴム組成物からなるインナーライナーを配置した空気入りタイヤの製造方法において、
   円筒形ドラム上でグリーンタイヤを成形するに際して、該グリーンタイヤにおけるインナーライナーに、厚さを均一にすると共に、タイヤ幅方向をタイヤ赤道線を中心にしてクラウン部領域と両ショルダー部領域と両ビード部領域との５つの領域に区分けして、前記ショルダー部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ２を、前記クラウン部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ１及び前記ビード部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ３よりも多くした未加硫ゴムシートを使用したことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
6. 前記クラウン部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ１と前記ビード部領域におけるブチルゴムの含有率Ｅ３とをＥ１≧Ｅ３の関係にした請求項５に記載の空気入りタイヤの製造方法。
7. 前記ショルダー部領域の前記クラウン部領域に対する境界を、前記ベルト層の最外層端末からタイヤ幅方向内側に５〜２０ｍｍ離間した点までの範囲内に設定し、前記ショルダー部領域の前記ビード部領域に対する境界を、タイヤ最大幅位置からタイヤ径方向内側に５〜３０ｍｍ離間した点までの範囲内に設定した請求項５又は６に記載の空気入りタイヤの製造方法。
8. 前記ショルダー部領域におけるブチルゴムの含有量をゴム１００重量部に対して８０〜１００重量部とした請求項５、６又は７に記載の空気入りタイヤの製造方法。

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