JP3581226B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ内面にインナーライナー層を設けないで軽量化を図った空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、軽量化の効果を維持しつつ空気圧保持性能を向上するようにした空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にチューブレス空気入りタイヤは、タイヤ内面にハロゲン化ブチルゴム等を主体とする空気透過性が低いゴムからなるインナーライナー層を設けることによって、内部空気圧を保持するようにしている。しかし、近年、空気入りタイヤを軽量化する手法の一つとして、低空気透過性のインナーライナー層を設けずに、カーカス層のコートゴムを低空気透過性のゴムから構成することにより、カーカス層自体に内部空気圧保持機能を持たせるようにした提案が多数なされている。
【０００３】
しかしながら、カーカス層のコートゴムを単に低空気透過性ゴムに置き換えてインナーライナー層を除去した場合、タイヤの軽量化は可能であるものの、従来の低空気透過性ゴムからなるインナーライナー層を有するタイヤに比べて空気圧保持性能が低下してしまうという問題があった。
そこで、本発明者は、上述のようにインナーライナー層を設けずに、カーカス層のコートゴムを低空気透過性ゴムに置き換えたタイヤについて十分な空気圧保持性能が得られない原因について調べた結果、カーカス層の構造が関係していることが判った。
【０００４】
すなわち、図４に示すように、カーカス層５はラジアル方向に配列させた複数本のカーカスコード２をコートゴム４で被覆した構造となっており、このカーカス層５の両端部をビードコア３の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返すようにしている。そのため、タイヤ内に充填された空気の一部は、図中の矢印で示すように、主としてビードコア３に近い領域のコートゴム４を介してカーカスコード２内に漏れ、ラジアル方向に配列したカーカスコード２を通ってタイヤ外側に配置されたカーカス層５の折り返し端部から漏出してしまうのである。従って、上記のようにカーカス層５のコートゴム４を単に低空気透過性ゴムに置き換えただけでは、空気圧保持性能が十分に発揮されないのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、インナーライナー層を設けない構造にして軽量化を図っても、高い空気圧保持性能を確保することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、ラジアル方向に配列させた複数本のカーカスコードをコートゴムで被覆した少なくとも１層のカーカス層を左右一対のビード部間に装架し、該カーカス層の両端部をビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ折り返した空気入りタイヤにおいて、前記カーカス層の内面をタイヤ内側空間に直接露出させた構成にすると共に、該カーカス層のコートゴムとして、エポキシ化天然ゴム、イソブチレンとパラメチルスチレンとの共重合体のハロゲン化ゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム及びニトリルゴムからなる群から選択された少なくとも１種の低空気透過性ゴムを全ポリマー１００重量部のうち２０〜１００重量部の割合で配合した低空気透過性ゴム組成物を使用し、かつ少なくとも前記ビードコア近傍のタイヤ内側領域で測定したときの該コートゴムのカーカスコード内側表面よりタイヤ内側部分の厚さＡを０．２５ｍｍ≦Ａ＜０．６５ｍｍの範囲にし、前記コートゴムのタイヤ内側部分の厚さＡとカーカスコード外側表面よりタイヤ外側部分の厚さＢとをＡ＞Ｂの関係にしたことを特徴とするものである。
【０００７】
このようにカーカス層を直接タイヤ内側空間に露出させてインナーライナー層のない構造にして軽量化を図ると共に、カーカス層のコートゴムを低空気透過性ゴム組成物にし、少なくともビードコア近傍のタイヤ内側領域でのコートゴムのカーカスコード内側表面よりタイヤ内側部分の厚さＡを０．２５ｍｍ≦Ａ＜０．６５ｍｍの範囲で厚くすることにより、タイヤ内に充填された空気がカーカスコード内に漏れることを防止するので、カーカス層の両端部をビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ折り返した構造であっても、高い空気圧保持性能を確保することができる。
【０００８】
本発明において、コートゴムのタイヤ内側部分の厚さＡを上記のように厚くするのは、少なくともビードコア近傍のタイヤ内側領域であればよく、その他のサイドやトレッドに対応する領域は上記規定よりも薄くなっていても差し支えない。これらサイドやトレッドに対応する領域はカーカス層の折り返し端部よりも遠くなるため、たとえカーカスコードに空気が漏出しても途中の抵抗により折り返し端部まで達する量は極めて微小になるためである。
【０００９】
また、本発明において、低空気透過性ゴム組成物とは、エポキシ化天然ゴム、イソブチレンとパラメチルスチレンとの共重合体のハロゲン化ゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム及びニトリルゴムからなる群から選択された少なくとも１種の低空気透過性ゴムを全ポリマー１００重量部のうち２０〜１００重量部の割合で配合し、残部にジエン系ゴムを配合したゴム組成物を意味する。
【００１０】
上述の低空気透過性ゴム組成物は、その気体透過度Ｐｍが ３５０×１０^−１２ ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ ・ｃｍＨｇ以下であることが好ましい。このように気体透過度Ｐｍを ３５０×１０^−１２ ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ ・ｃｍＨｇ以下にすることにより、チューブレスタイヤとして十分な空気圧保持性能を得ることができる。なお、気体透過度Ｐｍは、ＪＩＳ Ｋ７１２６ 「プラスチックフィルム及びシートの気体透過度試験方法（Ａ）法」に準じた試験方法において、試験気体を空気（窒素：酸素＝８：２）とし、試験温度を３０℃として測定されるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施態様からなる空気入りタイヤを例示するものである。図１において、左右一対のビード部１，１間にカーカス層５が装架されており、このカーカス層５の両端部がそれぞれ左右一対のビードコア３の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。カーカス層５は図４に示すようにタイヤ周方向に対して略９０°の角度をなすようにラジアル方向に配向させた複数本のカーカスコード２をコートゴム４で被覆して構成されている。カーカスコード２としては、ナイロン繊維コード、ポリエステル繊維コード、芳香族ポリアミド繊維コードなどの有機繊維コード、又はスチールコードなどの金属コードを使用する。
【００１２】
一方、コートゴム４としては、エポキシ化天然ゴム、イソブチレンとパラメチルスチレンとの共重合体をハロゲン化したゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム及びニトリルゴムからなる群から選択された少なくとも１種の低空気透過性ゴムを全ポリマー１００重量部のうち２０〜１００重量部の割合で配合し、残部にジエン系ゴムを配合した低空気透過性ゴム組成物を使用する。
【００１３】
この低空気透過性ゴム組成物に配合するジエン系ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム及びスチレンブタジエンゴムなどがある。また、このゴム組成物には必要に応じてカーボンブラック、加硫剤、加硫促進剤及び老化防止剤などを添加するとよい。
上述のようなに全ポリマー１００重量部のうち低空気透過性ゴムを２０重量部以上の割合で配合した低空気透過性ゴム組成物をカーカス層５のコートゴム４に使用することにより、カーカス層５のタイヤ内側にインナーライナー層を設ける必要はなく、その分だけタイヤを軽量化することが可能になる。また、コートゴム４の全ポリマーを低空気透過性ゴムから構成してもよい。
【００１４】
図２に示すように、カーカス層５のコートゴム４は、少なくともカーカス層５がビードコア３を折り返すタイヤ内側領域において、カーカスコード２の内側表面よりタイヤ内側部分の厚さＡを０．２５ｍｍ≦Ａ＜０．６５ｍｍの範囲にする。コートゴム４のタイヤ内側部分の厚さＡを上記範囲で厚くすることにより、タイヤ内に充填された空気がコートゴム４を介してカーカスコード２内に漏れることを防止するので、カーカスコード２をラジアル方向に配列させたカーカス層５の両端部をビードコア３の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返した構造であっても、カーカスコード２の折り返し端部から空気が漏出することを防止して高い空気圧保持性能を確保することができる。このコートゴム４の厚さＡは、軽量化と空気圧保持性能との最適なバランスを取るために、更に好ましくは０．３０ｍｍ≦Ａ≦０．４０ｍｍの範囲にする。
【００１５】
また、コートゴム４のカーカスコード２の外側表面よりタイヤ外側部分は、タイヤ内側からカーカスコード２に漏れる空気の防止に直接関係することはないので薄くしてもよい。そのため、カーカスコード２の外側表面よりタイヤ外側部分の厚さＢは、カーカスコード２の補強や集束性を維持するのに可能な最低限の厚さであればよい。例えば０．１５ｍｍ程度にし、内側の厚さＡとの関係をＡ＞Ｂにすることが好ましい。厚さＡと厚さＢとを上記関係にすることにより、軽量化を一層高めながら空気圧保持性能を向上することが可能になる。
【００１６】
本発明において、コートゴム４の厚さＡ，Ｂは、図１に示すように、少なくともビードコア３の近傍のタイヤ内側領域Ｌにおいて上記関係を満足するようにする。この領域Ｌは、ビードコア３の内端からトレッド側に向けてカーカスコード２の弧に沿う領域であって、その高さはタイヤ断面高さの１０％に相当するものと定義される。すなわち、本発明は、カーカスコード２を経路としてカーカス層５の折り返し端部を圧力の開放口とする空気漏れを防止するものであるので、コートゴム４の厚さＡを厚くする領域Ｌはカーカス層５の折り返し端部に最も近く、かつ内圧を直接受ける領域に設定される。
【００１７】
上記領域Ｌからトレッド側の領域はカーカス層５の折り返し端部から遠くなるので、たとえコートゴム４を通してカーカスコード２に空気が漏れても、途中の抵抗によってカーカス折り返し端部まで至ることは極めて少なくなる。従って、タイヤ内側において、領域Ｌ以外の領域でのコートゴム４の厚さＡは、上述の規定値よりも薄くなっても差し支えない。
【００１８】
また、コートゴム４の厚さＡ，Ｂは、カーカスコード２の配列方向に対して直角な方向に測定されたものである。但し、上記領域Ｌにおいて、コートゴム４の厚さＡ，Ｂが不均一である場合は、領域Ｌ内の代表点１０か所を測定し、それらの平均値をもって厚さＡ，Ｂとする。
上述した実施形態では、１層のカーカス層を設けた場合について説明したが、本発明は２層以上のカーカス層を有する空気入りタイヤについても適用可能である。この場合、少なくとも１層のカーカス層をビードコアの廻りにタイヤ内側から外側に折り返すように構成したものであれば、本発明における空気漏れ防止効果を得ることができる。
【００１９】
【実施例】
タイヤサイズを１６５ＳＲ１３とし、図２のようにカーカス層５のタイヤ内側にインナーライナー層を設けない構造とし、表１に示す配合内容の低空気透過性のゴム組成物Ｘをカーカス層５のコートゴム４に用い、このコートゴム４のタイヤ内側部分の厚さＡ及びタイヤ外側部分の厚さＢを異ならせた本発明タイヤ１〜４及び比較タイヤ１〜３を製作した。
【００２０】
また、タイヤサイズを上記と同様にし、図３のようにカーカス層５のタイヤ内側にインナーライナー層６を設けた構造とし、表１に示す配合内容の低空気透過性のゴム組成物Ｘ（透過度： １４０×１０^−１２ ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ ・ｃｍＨｇ）をインナーライナー層６に用い、表２に示す配合内容の汎用ゴム組成物Ｙをカーカス層５のコートゴム４に用いた従来タイヤを製作した。なお、図２及び図３に示すように、カーカス層５の厚さをＣとし、インナーライナー層６の厚さをＤとする。
【００２１】
【表１】

【００２２】
【表２】

【００２３】
これら試験タイヤについて、下記の空気漏れ試験により圧力低下率を測定し 、また重量測定を行い、その結果を表３に示した。なお、タイヤ重量は従来タイヤを１００とする指数で示したものであり、この指数値が大きいほど重い。
【００２４】
空気漏れ試験：
各試験タイヤをリムに装着した後、初期圧力２００ｋＰａ、室温２１℃、無負荷条件にて３ヵ月間放置し、内圧を４日毎に測定した。そして、測定圧力Ｐ_ｔ 、初期圧力Ｐ_０ 、経過日数ｔとして、下記（１）式に回帰してα値を求めた。
Ｐ_ｔ ／Ｐ_０ ＝ｅｘｐ（−αｔ） ・・・（１）
この（１）式から得られたαを用い、ｔ＝３０（日）を下記（２）式に代入数ことにより、１ヵ月当たりの圧力低下率β（％／月）を求めた。
β＝〔１−ｅｘｐ（−αｔ）〕×１００ ・・・（２）
【００２５】
【表３】

【００２６】
この表３から明らかなように、本発明タイヤ１〜４は、いずれも従来タイヤに比べて軽量化されていると共に、圧力低下率βが低くなって空気圧保持性能が向上していた。一方、カーカス層５のコートゴム４の厚さＡをそれぞれ０．１５ｍｍ，０．２０ｍｍとした比較タイヤ１，２は、従来タイヤに比べて軽量化されているものの、カーカスコード２のタイヤ内側部分の厚さＡが不十分であるため空気圧保持性能が悪化していた。また、カーカス層５のコートゴム４の厚さＡを０．６５ｍｍとした比較タイヤ３は、空気圧保持性能が優れているものの、重量が従来タイヤと略同じであった。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、カーカス層の両端部をビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ折り返した空気入りタイヤにおいて、カーカス層をタイヤ内側空間に直接露出させてインナーライナー層を設けない構成にすると共に、カーカス層のコートゴムとして低空気透過性ゴム組成物を使用し、かつ該コートゴムのカーカスコード内側表面よりタイヤ内側部分の厚さＡを０．２５ｍｍ≦Ａ＜０．６５ｍｍの範囲にしたから、軽量化を図ると共に、空気圧保持性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを例示するタイヤ子午線半断面図である。
【図２】本発明の空気入りタイヤのカーカス層を示す部分拡大断面図である。
【図３】従来の空気入りタイヤのカーカス層を示す部分拡大断面図である。
【図４】従来の空気入りタイヤにおける空気漏れの発生機構を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１ ビード部
２ カーカスコード
３ ビードコア
４ コートゴム
５ カーカス層

Claims (2)

1. ラジアル方向に配列させた複数本のカーカスコードをコートゴムで被覆した少なくとも１層のカーカス層を左右一対のビード部間に装架し、該カーカス層の両端部をビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ折り返した空気入りタイヤにおいて、前記カーカス層の内面をタイヤ内側空間に直接露出させた構成にすると共に、該カーカス層のコートゴムとして、エポキシ化天然ゴム、イソブチレンとパラメチルスチレンとの共重合体のハロゲン化ゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム及びニトリルゴムからなる群から選択された少なくとも１種の低空気透過性ゴムを全ポリマー１００重量部のうち２０〜１００重量部の割合で配合した低空気透過性ゴム組成物を使用し、かつ少なくとも前記ビードコア近傍のタイヤ内側領域で測定したときの該コートゴムのカーカスコード内側表面よりタイヤ内側部分の厚さＡを０．２５ｍｍ≦Ａ＜０．６５ｍｍの範囲にし、前記コートゴムのタイヤ内側部分の厚さＡとカーカスコード外側表面よりタイヤ外側部分の厚さＢとをＡ＞Ｂの関係にした空気入りタイヤ。
2. 前記低空気透過性ゴム組成物の気体透過度が 350×10^-12 cc・cm/cm²・sec ・cmHg以下である請求項１に記載の空気入りタイヤ。

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