JP2016107720A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】エア入り及びシワの発生を抑制しうる熱可塑性樹脂を用いたインナーライナーを備えた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】本発明の空気入りタイヤは、熱可塑性樹脂により形成されたインナーライナーを備えた空気入りタイヤであって、前記インナーライナーは、一部の領域に前記インナーライナーを貫通する複数の穴部が形成されており、前記複数の穴部には、ゴムが充填されていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

従来、タイヤの内圧を保持するためにタイヤ内面に空気バリア層として配設されるインナーライナーには、ブチルゴムやハロゲン化ブチルゴム等を主原料とするゴム組成物が使用されている。しかしながら、これらブチル系ゴムを主原料とするゴム組成物は、空気バリア性が低いため、かかるゴム組成物をインナーライナーに使用した場合、インナーライナーの厚さを例えば1ｍｍ前後とする必要があった。

一方、エチレン−ビニルアルコール共重合体（以下、ＥＶＯＨと略記することがある。）等の熱可塑性樹脂は、ガスバリア性に優れることが知られている。ＥＶＯＨ等の熱可塑性樹脂は、空気透過量が上記ブチル系のインナーライナー用ゴム組成物の１００分の１以下であるため、例えば100μm以下の厚さでも、タイヤの内圧保持性を大幅に向上させることができる。従って、ＥＶＯＨ等の熱可塑性樹脂をインナーライナーとして使用した場合、薄くても使用可能であるため、タイヤ転動時の屈曲変形で破断し難く、また、クラックも生じ難くなる。そのため、空気入りタイヤの内圧保持性を改良するために、ＥＶＯＨ等の熱可塑性樹脂をタイヤのインナーライナーに用いることは有効であるといえる。例えば、特許文献１には、ＥＶＯＨからなるインナーライナーを備えた空気入りタイヤが開示されている。

特開２００８−１６８８４６号公報

空気入りタイヤの製造不良の一つとして、グリーンタイヤに内包されている空気が、成型・加硫時に集まって、エア溜まりを形成し、加硫成型後のタイヤ内部に残留するいわゆるエア入りの問題がある。ＥＶＯＨ等の熱可塑性樹脂を用いたインナーライナーを備えた空気入りタイヤでは、当該熱可塑性樹脂がほとんど空気を透過しないため、残留したエアが排出され難く、エア入りの問題が特に顕著になりやすくなる。また、加硫後の離型時にブラダーがインナーライナーに貼り付いてしまうと、目視では確認しがたいエア入りを起点にインナーライナーシワが発生する問題がある。
そのため、熱可塑性樹脂を用いたインナーライナーを備えた空気入りタイヤにおいて、エア入り及びシワの発生を抑制可能な手法が望まれている。

本発明は、上記課題に鑑み、エア入り及びシワの発生を抑制しうる、熱可塑性樹脂を用いたインナーライナーを備えた空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明の要旨構成は、以下の通りである。
（１）本発明の空気入りタイヤは、熱可塑性樹脂により形成されたインナーライナーを備えた空気入りタイヤであって、前記インナーライナーは、一部の領域に前記インナーライナーを貫通する複数の穴部が形成されており、前記複数の穴部には、ゴムが充填されていることを特徴とするものである。
この構成によれば、成型時にタイヤ内部のエアが穴部からタイヤの外部に排出されているので、加硫時に熱可塑性樹脂を用いたインナーライナーを備えた空気入りタイヤの、エア入りを抑制することができる。

（２）本発明の空気入りタイヤは、トレッド部から一対のサイドウォール部を介して一対のビード部にわたってトロイダル状に延び、前記ビード部に埋設されたビードコアに係止される少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスと、前記ビードコアのタイヤ径方向外方に配設されたビードフィラーとを備え、かつ、前記トレッド部のトレッド踏面に、トレッド周方向に連続して延びる複数の周方向主溝が形成された空気入りタイヤであって、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした、基準状態において、前記穴部は、前記空気入りタイヤのタイヤ幅方向断面において、タイヤ幅方向最外側の前記周方向主溝よりもタイヤ幅方向外側の領域にのみ形成されていることが好ましい。
このようにすると、内部に残留する空気が集まる傾向のある、いわゆるバットレス部からのエアの排出を促進できるので、エア入りをより抑制することができる。また、タイヤ幅方向最外側の周方向主溝よりもタイヤ幅方向内側の気密性を確保することができる。

ここで、「トレッド踏面」とは、タイヤを、適用リムに組み付け、規定内圧を適用し最大負荷能力に対応する負荷を加えた状態で転動させた際に、路面と接触することとなる、タイヤの全周にわたる外表（周）面のことを言う。
また、周方向主溝が「トレッド周方向に連続して延びる」とは、トレッド周方向に向かって連続して延びることを指し、トレッド周方向に向かってジグザグ状に連続して延びる場合や、トレッド周方向に向かって湾曲しながら連続して延びる場合も含まれる。
「トレッド端」とは、上記「トレッド踏面」のタイヤ幅方向最外位置を指す。
「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡのＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯのＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡのＹＥＡＲ ＢＯＯＫ等に記載されている、適用サイズにおける標準リム（ＥＴＲＴＯのＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬではＭｅａｓｕｒｉｎｇ Ｒｉｍ、ＴＲＡのＹＥＡＲ ＢＯＯＫではＤｅｓｉｇｎ Ｒｉｍ）を指す。
また、「規定内圧」とは、適用サイズのタイヤにおける上記規格のタイヤの最大負荷能力に対応する内圧をいうものとする。

（３）本発明の空気入りタイヤは、前記穴部は、前記空気入りタイヤのタイヤ幅方向断面において、ビードコアのタイヤ径方向外側の端部から、ビードフィラーのタイヤ径方向外側の端部までの領域に少なくとも形成されていることが好ましい。
このようにすると、加硫後に離型する際のブラダー摩擦が大きい領域におけるシワの発生を抑制することができる。

本発明によれば、エア入り及びシワの発生を抑制しうる、熱可塑性樹脂を用いたインナーライナーを備えた空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの、タイヤ幅方向の断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に例示説明する。

図１は、本発明の一実施形態にかかる空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）のタイヤ幅方向の断面図である。図１においては、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした、基準状態の際のタイヤのタイヤ幅方向断面を示している。

図１に示すように、本実施形態のタイヤ１は、ビードコア２ａ及びビードコア２ａのタイヤ径方向外方に配設されたビードフィラー２ｂを有するビード部２及びサイドウォール部３と、両サイドウォール部３に連なるトレッド部４とを有し、トレッド部４から一対のサイドウォール部３を介して一対のビード部２にわたってトロイダル状に延び、ビード部２に埋設されたビードコア２ａに係止される少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカス５と、ビードコア２ａのタイヤ径方向外方に配設されたビードフィラー２ｂとを備える。カーカス５のクラウン部５ａのタイヤ半径方向外側には、２枚のベルト層からなるベルト６が配置されており、さらに、該カーカス５の内側のタイヤ内面にはインナーライナー７が配置されている。

図１に示すように、トレッド部４のトレッド踏面４ａは、複数本（図示例で３本）の周方向主溝を有している。図示例では、このタイヤ１は、トレッド踏面４ａに、タイヤ赤道面ＣＬ上を延びる周方向主溝１１と、周方向主溝１１のトレッド幅方向の両側に配置された周方向主溝１２及び１３と、を有している。

図示例のタイヤにおいて、カーカス５は、ビード部２内に夫々埋設した一対のビードコア２ａ間にトロイダル状に延在するクラウン部５ａを含む本体部５ｂと、各ビードコア２ａの周りでタイヤ幅方向の内側から外側に向けて半径方向外方に巻上げた折り返し部５ｃと、を含む少なくとも１枚（図示例では１枚）のカーカスプライからなるが、本発明のタイヤにおいて、カーカス５のカーカスプライの数及び構造は、これに限られるものではない。カーカス５のカーカスプライのコードの材質は、特には限定しないが、例えばナイロン繊維、アラミド繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維などのポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリケトン（ＰＫ）繊維、レーヨンなどのセルロース繊維、炭素繊維などの有機繊維からなる有機繊維コードや、ガラス繊維コード等の無機繊維、または、スチールコード等の金属繊維コード等を用いることができる。

また、図示例のタイヤ１においてベルト６は、２枚のベルト層からなるが、本発明のタイヤにおいては、ベルト６を構成するベルト層の枚数はこれに限られるものではない。ここで、ベルト層は、通常、タイヤ赤道面ＣＬに対して傾斜して延びるコードのゴム引き層からなり、２枚のベルト層は、該ベルト層を構成するコードが互いにタイヤ赤道面ＣＬを挟んで交差するように積層されてベルト６を構成する。なお、ベルト６のタイヤ半径方向外側で例えばベルト６の全体を覆うように配置されたベルト補強層を備えていてもよい。ベルト層のコードの材質は、例えばスチールコードを用いることができる。
また、スチールベルトのタイヤ径方向外側に有機繊維コードをゴム被覆してなるベルト補強層（例えば、キャップ層）を備えていてもよい。また、ベルト６のタイヤ幅方向両端部のタイヤ径方向外側に、ベルト６の両端部のみを覆うレイヤー層が設けられていてもよい。

インナーライナー７は、例えば接着剤により、タイヤを構成するゴムと貼り合わされている。インナーライナー７は、ポリアミド系樹脂、エチレン−ビニルアルコール系共重合体、変性エチレン−ビニルアルコール系共重合体、ウレタン系重合体等の熱可塑性樹脂により形成されている。本実施形態のインナーライナー７は、空気透過量が低く、ガスバリア性に特に優れるエチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）およびウレタン系重合体により形成されている。

インナーライナー７には、一部の領域に複数の穴部８が形成されている。穴部８は、インナーライナー７を貫通するように形成されている。本実施形態では、円形の穴部８がインナーライナー７を貫通するように形成されている。穴部８には、ゴム９が充填されている。

本実施形態では、図示例のタイヤ１に示すように、タイヤ幅方向断面視において、トレッド端ＴＥ１及びＴＥ２からタイヤ赤道面ＣＬまでの距離をＷＢとし、トレッド端ＴＥ１及びＴＥ２に対応する位置からビードコアのタイヤ径方向外側の端部に対応する位置までのインナーライナー７の寸法をＬとした場合に、穴部８は、トレッド端ＴＥ１及びＴＥ２に対応する位置からタイヤ赤道面ＣＬに向かって０＜ＷＢｐ≦０．９ＷＢを満たすＷＢｐの領域及びビードコアのタイヤ径方向外側の端部に対応する位置から０＜Ｌｐ１≦Ｌを満たすＬｐ１の領域に形成される。このようにすると、バットレス部からのエアの排出をより促進して、エア入りをより抑制することができる。

この場合、０．１ＷＢ≦ＷＢｐ≦０．９ＷＢを満たすＷＢｐの領域、かつ、０．１Ｌ≦Ｌｐ１≦Ｌを満たすＬｐ１の領域に穴部８が形成されていることが好ましく、０．２ＷＢ≦ＷＢｐ≦０．５ＷＢを満たすＷＢｐの領域、かつ、０．２Ｌ≦Ｌｐ１≦０．５Ｌを満たすＬｐ１の領域に穴部８が形成されていることがより好ましい。このようにすると、バットレス部からのエアの排出をより促進して、エア入りをより抑制することができる。

さらに、本実施形態のインナーライナー７には、タイヤ幅方向断面視において、インナーライナー７のタイヤ径方向内側の端部からトレッド端ＴＥ１及びＴＥ２に向かってカーカス５に沿って３０ｍｍまでの領域Ｌｐ２に穴部８が形成されていることが好ましく、１０ｍｍまでの領域Ｌｐ２に穴部８が形成されていることがより好ましい。このようにすると、加硫後に離型する際のブラダー摩擦が大きい領域におけるシワの発生をより抑制することができる。

本実施形態では、穴部８は、１〜２０ｍｍの間隔を空けて形成することがきる。また穴部８の穴径は、０．０１〜１ｍｍの範囲とすることができる。ここで、「穴径」とは、穴の形状に納まる円のうち最も大きな円の直径のことをいう。例えば、嵌合穴が円形なのであればその直径、楕円なのであればその短径、正三角形や正四角形等の正多角形なのであれば内接円の直径のことをいう。

穴部８の間隔は、穴径が０．１〜０．５ｍｍの範囲である場合には、１〜１０ｍｍの範囲であることが好ましい。特に、穴径が０．１〜０．３ｍｍの範囲である場合には、１〜５ｍｍの範囲であることがより好ましい。また、穴径が０．８〜１ｍｍの範囲である場合には、５〜１０ｍｍの範囲であることが好ましい。穴部の間隔及び穴径をこのような関係とすると、エア入り及びシワの発生をより抑制することができうる。

穴部８は、１ｃｍ²当たり、１〜１００個形成されていることが好ましい。このような構成とすると、バットレス部からのエアの排出をさらに促進して、エア入りをさらに抑制することができる。

本実施形態のタイヤ１は例えば、成型ドラム上に、一部の領域に穴部８が形成された熱可塑性樹脂により形成されたインナーライナー７、薄いゴム層、カーカス５、ベルト６、トレッド部４等を積層して未加硫タイヤを成型し、成型工程を経た未加硫タイヤをモールド内に装入し、シェーピングによって拡張変形させてモールド成形面に押圧しつつ加熱することにより加硫して製造することができる。この製造方法によれば、エア入り及びシワの発生の抑制と共に、この加硫時に、薄いゴム層の未加硫のゴム成分が穴部８内に流れ込んで、穴部８にゴム９が形成される。

以下、本実施形態のタイヤの作用効果について、説明する。
本実施形態のタイヤによれば、熱可塑性樹脂であるエチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）及びウレタン系重合体により形成されたインナーライナー７の一部の領域に、インナーライナー７を貫通する複数の穴部８が形成されている。この複数の穴部８には、ゴム９が充填されている。
そのため本実施形態のタイヤ１によれば、成型時にタイヤ内部のエアが穴部８からタイヤ１の外部に排出されうるので、熱可塑性樹脂を用いたインナーライナー７を備えた空気入りタイヤ１の、エア入りを抑制することができる。

なお、インナーライナー７に複数の穴部８が形成されていない場合には、エア入りを十分に抑制できない場合が生じうる。また複数の穴部８にゴム９が充填されていない場合には、インナーライナー７にシワが発生しうる。

図１の実施形態に示すように、本発明の空気入りタイヤは、穴部８は、空気入りタイヤのタイヤ幅方向断面において、タイヤ幅方向最外側の周方向主溝１２及び１３よりもタイヤ幅方向外側の領域ＡＲ１及びＡＲ２にのみ形成され、領域ＡＲ１及びＡＲ２の間の領域ＡＲ３には形成されていないことが好ましい。このようにすると、内部に残留する空気が集まる傾向のある、いわゆるバットレス部からのエアの排出を促進できるので、エア入りをより抑制することができる。また、タイヤ幅方向最外側の周方向主溝１２及び１３よりもタイヤ幅方向内側の気密性を確保することができる。

図１の実施形態に示すように、本発明の空気入りタイヤは、穴部８が、空気入りタイヤ１のタイヤ幅方向断面において、ビードコア２ａのタイヤ径方向外側の端部から、ビードフィラー２ｂのタイヤ径方向外側の端部までの領域に少なくとも形成されていることが好ましい。このようにすると、加硫後に離型する際のブラダー等の接触量の多い領域におけるシワ及び撚れを抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、図１に示す例では、周方向主溝を３本配置しているが、周方向主溝２は４本配置してもよい。

本発明の効果を確かめるため、発明例１〜４にかかるタイヤと、比較例にかかるタイヤとを試作し、タイヤの性能を評価する試験を行った。各タイヤの諸元は、以下の表１に示している。タイヤサイズはいずれも２１５／４５Ｒ１７である。そして、各タイヤに対し、エア入り発生率及びしわ発生率を確認する試験を行った。試験は、発明例１〜４にかかるタイヤ及び比較例にかかるタイヤを各１０本準備し行った。なお、各タイヤは、図１に示すように、ビードコア２ａ及びビードコア２ａのタイヤ径方向外方に配設されたビードフィラー２ｂを有するビード部２及びサイドウォール部３と、両サイドウォール部３に連なるトレッド部４とを有し、トレッド部４から一対のサイドウォール部３を介して一対のビード部２にわたってトロイダル状に延び、ビード部２に埋設されたビードコア２ａに係止される少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカス５と、ビードコア２ａのタイヤ径方向外方に配設されたビードフィラー２ｂとを備え、カーカス５のクラウン部５ａのタイヤ半径方向外側には、２枚のベルト層からなるベルト６が配置され、該カーカス５の内側のタイヤ内面にはインナーライナー７が配置され、トレッド部４のトレッド踏面４ａに、タイヤ赤道面ＣＬ上を延びる周方向主溝１１と、周方向主溝１１のトレッド幅方向の両側に配置された周方向主溝１２及び１３と、を有するタイヤである。

＜エア入り発生率＞
エア入り発生率は、目視および手の触覚により、タイヤサイドのゴムチェーファー付近のふくらみの有無をチェックする。１カ所でもふくらみがあればエア入りが発生していると判断する。

＜しわ発生率＞
しわ発生率は、目視および手の触覚により、インナーライナーのしわの有無をチェックする。１カ所でもしわがあればしわが発生していると判断する。

表１に示すように、発明例１〜４にかかるタイヤは、比較例にかかるタイヤと比較して、いずれもエア入りが抑制され、しかもインナーライナーにしわが生じていないことがわかる。

１：タイヤ、 ２：ビード部、 ２ａ：ビードコア、 ２ｂ：ビードフィラー、 ３：サイドウォール部、 ４：トレッド部、 ４ａ：踏面、 ５：カーカス、 ５ａ：クラウン部、 ５ｂ：本体部、 ５ｃ：折り返し部、 ６：ベルト、 ７：インナーライナー、 ８：穴部 ９：ゴム １１、１２、１３：周方向主溝、 ＣＬ：タイヤ赤道面、 ＡＲ１〜ＡＲ３：領域、 ＷＢ：領域、 ＷＢｐ：領域、 Ｌｐ１：領域、 Ｌｐ２：領域

Claims (3)

1. 熱可塑性樹脂により形成されたインナーライナーを備えた空気入りタイヤであって、
   前記インナーライナーは、一部の領域に前記インナーライナーを貫通する複数の穴部が形成されており、
   前記複数の穴部には、ゴムが充填されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記空気入りタイヤは、トレッド部から一対のサイドウォール部を介して一対のビード部にわたってトロイダル状に延び、前記ビード部に埋設されたビードコアに係止される少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスと、前記ビードコアのタイヤ径方向外方に配設されたビードフィラーとを備え、かつ、前記トレッド部のトレッド踏面に、トレッド周方向に連続して延びる複数の周方向主溝が形成された空気入りタイヤであって、
   タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした、基準状態において、
   前記穴部は、前記空気入りタイヤのタイヤ幅方向断面において、タイヤ幅方向最外側の前記周方向主溝よりもタイヤ幅方向外側の領域にのみ形成されている、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記穴部は、前記空気入りタイヤのタイヤ幅方向断面において、ビードコアのタイヤ径方向外側の端部から、ビードフィラーのタイヤ径方向外側の端部までの領域に少なくとも形成されている、請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。

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