JP4770713B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、粘着シーラント層をトレッド部の内側に配置したタイヤにおけるユニフォミティーを向上させるようにした空気入りタイヤに関する。
走行中にタイヤが釘などを踏んだ場合の車両の安全性を確保するために、トレッド部の内側に粘着性シーラント層を配置し、パンクによる空気圧の急激な低下を回避するようにした空気入りタイヤが数多く提案されている。
粘着性シーラントは流動性を有するため、露出した状態のままでは保管中に偏流が生じたり、リム組み作業を行ない難くするために、これらのトラブルを回避するため、通例はその表面をカバーゴムシートで覆うようにしている。
しかし、空気入りタイヤが高速走行すると、遠心力により粘着性シーラントが流動してタイヤ幅方向の中央域に集中したり、トレッドが接地面側で繰り返し変形することにより偏在したりするため、タイヤのユニフォミティーが悪化して、振動発生の原因になるなどの問題があった。特に、シール効果を確保するため、粘着性シーラント層のゲージ厚を大きく設定した場合には、この現象が顕著にあらわれていた。
一方、粘着性シーラント層にポリイソブチレンゴムとパーオキサイドとを含むゴム組成物を使用し、その表面をカバーゴムシートで覆って未加硫タイヤのトレッド部の内側に配置しておき、加硫時の熱を利用してゴム成分をパーオキサイドにより熱分解させることにより、粘着流動性のシーラント層に変性させるようにした提案がある（例えば、特許文献１参照）。しかし、この種のタイヤにあっては、ゴム成分が分解するときに多量の分解ガスが発生するため、この分解ガスＧが、図５に示すように、粘着シーラント層５とカバーゴムシート６との間に充満してカバーゴムシート６が膨らんだ状態になる。そのままの状態で走行すると、カバーゴムシート６が破裂して、さらにタイヤのユニフォミティーを悪化させるという問題があった。
特開２００３−８０９０９号公報
本発明の目的は、上述する従来の問題点を解消するもので、粘着シーラント層をトレッド部の内側に配置したタイヤにおけるユニフォミティーを向上させるようにした空気入りタイヤに関する。
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部に対応する領域におけるインナーライナーの内側に粘着シーラント層を配置した空気入りタイヤにおいて、前記粘着シーラント層を、前記インナーライナー側に配置した圧縮永久歪み率が４０％以下の補助ゴム層と該補助ゴム層の内側に配置した粘着シーラント材との積層体で構成し、前記粘着シーラント層の厚さを３〜６ｍｍにすると共に、前記補助ゴム層の厚さが前記粘着シーラント層の厚さの２０〜６０％を占めるようにし、かつ前記インナーライナーの厚さを前記粘着シーラント層が接する領域において他の領域よりも肉厚に形成したことを特徴とするものである。
さらに、上述する構成において、以下（１）及び／又は（２）に記載するように構成することが好ましい。
（１）前記粘着シーラント材をパーオキサイドにより熱分解するゴム成分で構成すると共に、前記粘着シーラント層の内側をカバーゴムシートにより被覆する。
（２）前記補助ゴム層の破断伸びを７００％以下とする。さらに、３００％モジュラスを１３Ｍｐａ以下にするとよい。
本発明によれば、粘着シーラント層をインナーライナー側に配置した補助ゴム層とその内側に配置した粘着シーラント材との積層体により構成し、粘着シーラント層の厚さを３〜６ｍｍにすると共に、補助ゴム層の厚さが粘着シーラント層の厚さの２０〜６０％を占めるようにし、かつインナーライナーの厚さを粘着シーラント層が接する領域において他の領域よりも肉厚に形成したので、釘踏みなどにより粘着シーラント層を貫通したパンク孔が発生したときには、釘などの除去に連動して、肉厚に形成されたインナーライナーとインナーライナー側に配置した補助ゴム層とが相俟って、その復元力によりパンク孔を閉塞するように作用するため、パンク孔をシールするための粘着シーラント材の配置量を可及的に少なく抑えることができる。これにより、粘着シーラント材の少量化に伴って厚さが薄くなるため、粘着シーラント材の補助ゴム層に対する剪断力が増大し、走行中の遠心力による粘着シーラント材の流動が抑制されてユニフォミティーの悪化を防止することができる。
また、粘着シーラント材をパーオキサイドにより熱分解するゴム成分で構成する場合には、粘着シーラント材の少量化により分解ガスの発生量が低減するため、カバーゴムシートの破裂によるユニフォミティーの悪化も防止することができる。
以下、本発明の構成について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の加硫前の状態を示す断面図で、図２は図１のＲ部における拡大断面図である。
図１は本発明の実施形態による空気入りタイヤの加硫前の状態を示す断面図で、図２は図１のＲ部における拡大断面図である。
図１において、空気入りタイヤＴはトレッド部１と、左右一対のビード部２、２と、トレッド部１とビード部２、２とを互いに連接するサイドウォール部３、３と、を備えている。トレッド部１に対応する領域におけるインナーライナー４の内側には、粘着シーラント層５が配置され、粘着シーラント層５の内側がカバーゴムシート６で覆われている。なお、タイヤの種類や用途によっては、粘着シーラント層５の内側をカバーゴムシート６で覆わない場合もある。
粘着シーラント層５は、図２（図１のＲ部の拡大図）に示すように、インナーライナー４側に配置した補助ゴム層５ａとその内側に配置した粘着シーラント材５ｂとの積層体で構成されている。補助ゴム層５ａには、圧縮永久歪み率が４０％以下、好ましくは１５〜３０％のゴムが使用されている。
なお、上述する圧縮永久歪み率は、加硫後のタイヤから補助ゴム層５ａを採取して、このゴム片を直径２９．０ｍｍ、厚さ１２．５ｍｍに形成して、ＪＩＳ Ｋ６２６２の規定に準拠して、温度７０℃、圧縮時間２４時間、圧縮率２５％の条件下で測定したときの値をいう。
これにより、タイヤ走行中に釘踏みなどにより粘着シーラント層５を貫通したパンク孔が発生したときには、釘などの除去に連動して、インナーライナー４側に配置した補助ゴム層５ａがその復元力によりパンク孔を閉塞するように作用するため、パンク孔をシールするための粘着シーラント材５ｂの配置量を可及的に少なく抑えることができる。これにより、粘着シーラント材５ｂの少量化に伴って厚さが薄くなるため、粘着シーラント材５ｂの補助ゴム層５ａに対する剪断力が増大し、走行中の遠心力による粘着シーラント材５ｂの流動が抑制されてユニフォミティーの悪化を防止することができる。
本発明において、補助ゴム層５ａには、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム等から選ばれた１種又は複数種のゴムが使用される。これらゴムには、圧縮永久歪み率を調整するために、カーボンブラック、亜鉛華、加硫促進剤、硫黄等の配合剤が添加される。
本発明において、粘着シーラント材５ｂを構成する材料は、粘着性を有するものであれば特に限定されないが、タイヤ成形時における作業性と優れたシール材とを確保する観点から、粘着シーラント材５ｂをパーオキサイドにより熱分解するゴム成分により構成することができる。粘着シーラント材５ｂをパーオキサイドにより熱分解するゴム成分により構成する場合には、図１に示すように、粘着シーラント層５の内側をカバーゴムシート６により覆うようにするとよい。
このように構成された空気入りタイヤＴは、金型内で所定時間にわたり加熱され、その熱により粘着シーラント材５ｂを構成するゴム成分が分解してガスを発生し、加硫後の空気入りタイヤＴには、図３に示すように、粘着シーラント材５ｂとカバーゴムシート６との間に分解ガスによる僅かな空隙Ｚが形成される。このように、粘着シーラント材５ｂの少量化により分解ガスによる空隙Ｚが僅かに抑えられるため、カバーゴムシート６の破裂やユニフォミティーの悪化も防止することができる。
上述する粘着シーラント材５ｂには、パーオキサイドにより分解されるゴム成分として、ポリイソブチレンゴム、ブチルゴム（ＩＩＲ）、イソプレンゴム等が使用される。なお、粘着シーラント材５ｂを構成するゴム組成物には、粘度を調整するために、パーオキサイド分解質のゴム成分に加えて他のゴム成分を配合することができる。このゴム成分としては、例えば、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、天然ゴム等が挙げられる。
また、上述する粘着シーラント材５ｂを構成するゴム組成物には、必要に応じて、パーオキサイドによるゴム成分の分解を促進させるために、ナフテン酸コバルトのような触媒を添加したり、カーボンブラック、シリカ等の無機充填剤を添加したり、ポリブテンのような粘着剤を添加したり、芳香族系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、パラフィン系プロセスオイル等の可塑剤を添加する場合がある。
本発明の空気入りタイヤＴでは、粘着シーラント層５の厚さを３〜６ｍｍに設定すると共に、粘着シーラント層５の厚さに対して補助ゴム層５ａの厚さが占める割合を２０〜６０％となるように調整している。粘着シーラント層５の厚さに対して補助ゴム層５ａの厚さの占める割合が２０％未満では粘着シーラント材５ｂの厚さが厚くなりすぎてユニフォミティーの向上効果が十分には得られなくなり、６０％超になると粘着シーラント材５ｂの厚さが薄くなりすぎてシール効果が不足することになる。
さらに、本発明では、図４に示すように、インナーライナー４を粘着シーラント層５が接する領域において他の領域よりも肉厚に形成している。肉厚の程度は特に限定されるものではないが、タイヤの重量増加による悪影響を及ぼさない範囲内で設定すればよい。これにより、釘などの異物を除去した後における補助ゴム層５ａの復元力に加えて、インナーライナー４の復元力が加わることにより、さらにパンク孔の閉塞作用が助長されて、一層確実なシール効果を得ることができる。
本発明における補助ゴム層５ａには、上述するように圧縮永久歪み率が４０％以下、好ましくは１５〜３０％のゴムを使用するが、さらに好ましくは、破断時の伸びが７００％以下、好ましくは４５０〜６００％のゴムを使用するとよい。これにより、所望のシール効果を得ることができると同時に、併用する粘着シーラント材５ｂの使用量を一層低減することができる。さらに好ましくは、シール効果を確実に得るために、補助ゴム層５ａの３００％モジュラスを１３Ｍｐａ以下、好ましくは５〜１１Ｍｐａに調整するとよい。
上述するように、本発明の空気入りタイヤは、トレッド部の内側に配置する粘着シーラント層を、圧縮永久歪み率の低い補助ゴム層と粘着シーラント材との積層体により構成し、粘着シーラント層の厚さを３〜６ｍｍにすると共に、補助ゴム層の厚さを粘着シーラント層の厚さの２０〜６０％を占めるようにし、かつインナーライナーの厚さを粘着シーラント層が接する領域において肉厚に形成したことにより、シール効果を維持しながらユニフォミティーの悪化を防止するようにしたもので、簡単な構成でありながら、優れた作用効果を奏することから、粘着シーラント層を備えた空気入りタイヤに好ましく適用される。特に、粘着シーラント材をパーオキサイドにより熱分解するゴム成分で構成する場合には、タイヤ最大幅が２２５ｍｍ以上、リム径が１６インチ以上の大径広幅サイズの空気入りタイヤでは、シール効果を確保するために大量の粘着シーラント層を配置する必要があるため、本発明が好ましく適用される。
タイヤサイズ及び粘着シーラント層５の構成を表１のように異ならせて、従来タイヤ（従来例１、２）、本発明タイヤ（実施例１、２）及び比較タイヤ（比較例）をそれぞれ作製した。なお、各タイヤの構造を図１とし、粘着シーラント材にはパーオキサイドにより分解するゴム成分からなるゴム組成物を使用した。
これら５種類のタイヤについて、以下の試験方法によりシール性及びユニフォミティーの評価を行い、その結果を表１に併記した。
〔シール性〕
各タイヤをリム組みした後、空気圧２１０ｋＰａを充填して、トレッド面にそれぞれ５本のトレッド部を貫通する長さの釘を打ち込んだ。その状態で１時間放置した後、トレッド部に打ち込んだ５本の釘をすべて除去して２４時間放置した。その間タイヤ内圧の変化及び釘打ち込み部の状況を調べて、その結果からシール性が合格レベルであった場合を◎、合格レベルに至らなかった場合を×とした。
各タイヤをリム組みした後、空気圧２１０ｋＰａを充填して、トレッド面にそれぞれ５本のトレッド部を貫通する長さの釘を打ち込んだ。その状態で１時間放置した後、トレッド部に打ち込んだ５本の釘をすべて除去して２４時間放置した。その間タイヤ内圧の変化及び釘打ち込み部の状況を調べて、その結果からシール性が合格レベルであった場合を◎、合格レベルに至らなかった場合を×とした。
〔ユニフォミティー〕
各タイヤをリム組みした後、空気圧２００ｋＰａを充填して、ユニフォミティー試験機により、タイヤの走行速度を９０ｋｍ／ｈで３時間連続走行させた後のユニフォミティーを測定した。その結果を５段階に評価した。数値が大きいほどユニフォミティーが優れていることを示している。
各タイヤをリム組みした後、空気圧２００ｋＰａを充填して、ユニフォミティー試験機により、タイヤの走行速度を９０ｋｍ／ｈで３時間連続走行させた後のユニフォミティーを測定した。その結果を５段階に評価した。数値が大きいほどユニフォミティーが優れていることを示している。
表１より、従来タイヤではユニフォミティーがタイヤのサイズが大きい従来例２では従来例１に比して悪化しており、本発明タイヤでは従来タイヤと同等のシール性を維持しながら、従来タイヤに比してユニフォミティーが向上していることがわかる。
１ トレッド部
２ ビード部
３ サイドウォール部
４ インナーライナー
５ 粘着シーラント層
５ａ 補助ゴム層
５ｂ 粘着シーラント材
６ カバーゴムシート
Ｔ 空気入りタイヤ
Ｚ 空隙
２ ビード部
３ サイドウォール部
４ インナーライナー
５ 粘着シーラント層
５ａ 補助ゴム層
５ｂ 粘着シーラント材
６ カバーゴムシート
Ｔ 空気入りタイヤ
Ｚ 空隙
Claims (4)
- トレッド部に対応する領域におけるインナーライナーの内側に粘着シーラント層を配置した空気入りタイヤにおいて、
前記粘着シーラント層を、前記インナーライナー側に配置した圧縮永久歪み率が４０％以下の補助ゴム層と該補助ゴム層の内側に配置した粘着シーラント材との積層体で構成し、前記粘着シーラント層の厚さを３〜６ｍｍにすると共に、前記補助ゴム層の厚さが前記粘着シーラント層の厚さの２０〜６０％を占めるようにし、かつ前記インナーライナーの厚さを前記粘着シーラント層が接する領域において他の領域よりも肉厚に形成した空気入りタイヤ。 - 前記粘着シーラント材をパーオキサイドにより熱分解するゴム成分で構成すると共に、前記粘着シーラント層の内側をカバーゴムシートにより被覆した請求項１に記載の空気入りタイヤ。
- 前記補助ゴム層の破断伸びが７００％以下である請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
- 前記補助ゴム層の３００％モジュラスが１３Ｍｐａ以下である請求項１、２又は３に記載の空気入りタイヤ。
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