JP5233261B2 - 空気入りタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

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、重量増加を抑制しながら空気透過防止性能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。

チューブレス空気入りタイヤのタイヤ内面には、空気透過防止層として空気透過係数が極小のインナーライナー層が一体にライニングされている。空気入りタイヤの空気透過防止性能は、インナーライナー層の厚さを大きくするほど向上するが、その厚さ増加に伴ってタイヤ重量が増加するという問題があった。特に、インナーライナー層は一般に比重が大きいブチル系ゴムで形成されることが多いため、重量増加の問題が顕著に現れる傾向があった。

従来、インナーライナー層をタイヤの重量増加を抑制する観点から改善する発明として、特許文献１は、ショルダー部からバットレス部にかけてインナーライナー層の肉厚を他の部分よりも比較的に厚くすることにより使用ゴム量を抑制し、タイヤの軽量化と共に耐久性を向上することを提案している。

しかし、空気透過防止性能は、単にインナーライナー層の肉厚のみに依存するのではなく、タイヤケーシングを構成するゴム層の厚さにも大いに依存しており、特に溝深さの大きい主溝の溝底において空気透過量が他の領域よりも多くなっている。したがって、特許文献１の対策では、重量増加の抑制はできても、空気透過防止性能を向上する対策にはなり得ていない。
特開２００３−１６５３０３号公報

本発明の目的は、タイヤの重量増加を抑制しながら空気透過防止性能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本発明の空気入りタイヤは、タイヤの内側に空気透過防止用のインナーライナー層を内貼りし、トレッド部の外周にタイヤ周方向に延長する主溝を配置した空気入りタイヤにおいて、前記主溝に対応する領域の前記インナーライナー層の厚さを、この領域以外のインナーライナー層の厚さよりも大きくしたことを特徴とする。

前記主溝に対応する領域のインナーライナー層の厚さは、前記主溝の溝下ゲージの０．５倍〜１．５倍であるとよく、その幅は前記主溝の開口幅の１．１倍〜２．０倍であるとよい。また、前記インナーライナー層は、ブチル系ゴムの場合に本発明の効果が顕著であるが、熱可塑性樹脂若しくは熱可塑性エラストマーで形成してもよい。

本発明の空気入りタイヤの製造方法は、トレッド部の主溝に対応させて突条を有する空気透過防止用のインナーライナー層を内貼りした未加硫タイヤを成形し、該未加硫タイヤを金型で加硫することにより、上述したいずれかの空気入りタイヤを製造することを特徴とする。

また、本発明の空気入りタイヤの他の製造方法は、加硫済みタイヤの空気透過防止用のインナーライナー層の表面に、トレッド部の主溝に対応させてテープ状インナーライナー材を貼り付けることにより、上述したいずれかの空気入りタイヤを製造することを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤは、インナーライナー層の厚さを主溝に対応する領域を他の領域よりも厚くしたので、最も空気透過量の多い主溝の溝底部分の空気透過防止性を向上し、タイヤ全体としての空気透過防止性能を向上する。また、主溝に対応する領域以外のインナーライナー層の厚さを小さくしたので、タイヤの重量増加を抑制することができる。

本発明の製造方法によれば、本発明の空気入りタイヤを容易に製造することができる。

図１は、本発明の空気入りタイヤの実施形態の一例を示すタイヤ子午線方向の断面図である。

図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部、４はカーカス層である。カーカス層４は２プライが配置され、ビード部３に埋設された左右一対のビードコア５間に装架され、その両端部をそれぞれビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返すようにしている。トレッド部１には、カーカス層４の外周側に、内外一対のベルト層６がタイヤ１周にわたって配置され、その外周側にベルトカバー層７が配置されている。トレッド部１には、ベルトカバー層７の外周側にトレッドゴムを配置し、片側２本の主溝９がタイヤ周方向に延長するように形成されている。主溝９の数は図１の例に限定されるものではなく、トレッド部全体で少なくとも１本あればよい。カーカス層４の内周側には、空気透過防止用のインナーライナー層８が内貼りされている。

本発明の空気入りタイヤは、主溝９に対応する領域のインナーライナー層８ｔの厚さＧｔが、この領域以外のインナーライナー層８の厚さＧａよりも大きくしてあり、かつこの厚さＧｔが主溝９の長さ全体に延長している。厚さＧｔのインナーライナー層８ｔの断面形状は、特に制限されるものではないが、例えば、台形状に突出させた台形型や、主溝中心に対応する部分の厚さが最大で溝壁方向に向かって厚さが小さくなる山型や半円型などを例示することができる。

このように主溝に対応する領域のインナーライナー層８ｔの厚さＧｔを厚くすることにより、溝下ゲージが薄くなった主溝の溝底部分からの空気透過が抑制されるので、タイヤ全体としての空気透過防止性能を向上することができる。

また、主溝に対応する領域のインナーライナー層８ｔの厚さＧｔのみを大きくし、他の領域のインナーライナー層の厚さＧａを従来タイヤに使用される程度に小さくしたので、タイヤの重量増加を抑制しながら空気透過防止性能を向上することができる。なお、本明細書において、インナーライナー層８及び８ｔの厚さＧａ及びＧｔとは、それぞれの領域における最大厚さと最小厚さとの平均厚さをいう。

本発明において、空気透過防止用のインナーライナー層は、ブチル系ゴムが好ましく使用されるが、熱可塑性樹脂若しくは熱可塑性エラストマーを使用することもできる。ブチル系ゴムの空気透過係数は、４．５〜５．５×１０^−９ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇであり、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーの空気透過係数は、１５〜３０×１０^−１２ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇであり、いずれもトレッドゴムに使用される一般のゴムに比べて空気透過係数が極小であることが特徴である。

ブチル系ゴムとしては、例えば、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴムを例示することができる。

また、熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリニトリル系樹脂、ポリ（メタ）アクリレート系樹脂、ポリビニル系樹脂、セルロース系樹脂、フッ素系樹脂、イミド系樹脂などを挙げることができる。

熱可塑性エラストマーは、上記熱可塑性樹脂及びエラストマーからなり、熱可塑性樹脂とエラストマーとの組成比は、好ましくは１０／９０〜９０／１０（重量比）、さらに好ましくは２０／８０〜８５／１５にするとよい。このような熱可塑性エラストマーを構成するエラストマーとしては、例えば、ジエン系ゴム及びその水素添加物、オレフィン系ゴム、ブチルゴム、イソブチレンと芳香族ビニルまたはジエン系モノマー共重合体、アクリルゴム、アイオノマー、含ハロゲンゴム、シリコーンゴム、含イオウゴム、フッ素ゴムなどを挙げることができる。

本発明において、上述した主溝に対応する領域のインナーライナー層８ｔの厚さＧｔは、この領域以外のインナーライナー層の厚さＧａに対して、好ましくは１．５倍〜３．０倍にするとよい。

主溝に対応する領域のインナーライナー層８ｔの厚さＧｔは、主溝下ゲージＡの０．５倍〜１．５倍にすることが好ましく、より好ましくは０．７倍〜１．２倍にするとよい。厚さＧｔが、主溝下ゲージＡの０．５倍未満であると、空気透過防止性能を十分に向上することができない。また、１．５倍を超えると、タイヤ重量が増大する。なお、主溝下ゲージＡとは、主溝９の溝底よりタイヤ径方向内側にあるトレッドゴムの最小厚さをいう。

主溝に対応する領域のインナーライナー層８ｔの幅Ｔは、主溝９の開口幅Ｌの１．１倍〜２．０倍にすることが好ましく、より好ましくは１．３倍〜１．６倍にするとよい。幅Ｔが、主溝開口幅Ｌの１．１倍未満であると、主溝の溝下ゲージの部分を十分に覆うことができず空気透過防止性を向上効果が不十分になる。また、幅Ｔが、２．０倍を超えると、タイヤ重量が増大する。

なお、主溝に対応する領域のインナーライナー層８ｔの幅Ｔは、タイヤ内面からインナーライナー層８ｔの両端が視認できるときは、その両端のタイヤ幅方向の距離とし、インナーライナー層８ｔの両端が視認できないときは、インナーライナー層８ｔの最大厚みの位置からタイヤ幅方向両側へ向けて最初にインナーライナー層８の厚さＧａになる２点間のタイヤ幅方向の距離とする。また、主溝開口幅Ｌは、トレッド面における主溝開口部の両側エッジ間のタイヤ幅方向の距離であり、主溝のエッジ部が面取りされている場合には、主溝両側の溝壁のそれぞれの延長線とトレッド表面との交点間のタイヤ幅方向の距離とする。

本発明の空気入りタイヤの製造方法としては、特に限定されるものではないが、好ましい方法として、以下の二つの方法を挙げることができる。

第１の製造方法は、トレッド部の主溝に対応させて突条を有する空気透過防止用のインナーライナー層を内貼りした未加硫タイヤを成形する。次いで、この未加硫タイヤを金型で主溝成形骨を上記突条に対応させるようにして加硫する。予め主溝に対応する領域に突状を具備するシート状のインナーライナー材を押出成形し、この突条付きインナーライナー材を成形ドラム上に巻き付けて未加硫タイヤを成形するものである。なお、この突条をもつインナーライナー材を用いる場合、スプライス部の端面を厚さ方向に対し斜めに切断することにより、突条同士の重なり部分の厚さが過大にならないように抑制することができる。

第２の本発明の空気入りタイヤの製造方法は、加硫済みタイヤの空気透過防止用のインナーライナー層の表面に、トレッド部の主溝に対応させてテープ状インナーライナー材を貼り付けるものである。第１の製造方法の場合は、主溝成形骨と突条との位置合わせに慎重さを必要とするが、第２の製造方法では、加硫済みタイヤにテープ状インナーライナー材を貼り付けるだけでよいので、多様なトレッドパターンを有する空気入りタイヤに対して位置合わせが容易であり、簡単な作業で空気透過防止性能に優れた空気入りタイヤを製造することができる。また、加硫済みタイヤの主溝に対応する領域のインナーライナー層表面にブチル系ゴムを含むラテックスを塗布してもよい。

以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

図１のタイヤ構造でタイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤであって、４本の周方向主溝の開口幅Ｌを９．０ｍｍとし、主溝下ゲージＡを２．８ｍｍとし、空気透過係率が４．５〜５．５×１０^−９ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇであるブチルゴムをインナーライナー層に用いることを共通条件とし、主溝に対応する領域へのテープ状インナーライナー材の貼付けの有無、主溝に対応する領域のインナーライナー層の厚みＧｔ、幅Ｔ、他の領域のインナーライナー層の厚みＧａを表１に示すように異ならせた５種類の空気入りタイヤ（実施例１〜３、比較例１，２）をそれぞれ１０本ずつ製作した。

比較例１，２の空気入りタイヤでは、インナーライナー層の厚さを主溝に対応する領域での厚さＧｔとこの領域以外での厚さＧａとで略同一になるように製作した。実施例１〜３の空気入りタイヤは、比較例１で得られた加硫済みタイヤの主溝に対応させた領域のインナーライナー層の表面に、テープ状インナーライナー材を貼り付けることにより、表１に示す寸法のインナーライナー層を具備する空気入りタイヤを製作した。

得られた５種類の空気入りタイヤについて、タイヤ重量を測定しその逆数を比較例１のタイヤを１００とする指数で表わし表１に示した。この指数が、大きい程タイヤが軽いことを意味する。また、得られた５種類の空気入りタイヤの空気透過防止性能を以下の試験方法により測定した。

空気透過防止性能
得られた５種類の空気入りタイヤのそれぞれ１０本ずつを、サイズ１５×６Ｊのリムに装着し、空気圧２３０ｋＰａに調整し、常温、１ａｔｍの雰囲気で６０日間放置した後の空気圧を測定し、平均値を算出した。得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数として表１に示した。この指数が大きいほど空気透過防止性能が優れることを意味する。

表１において、インナーライナー層の厚さＧａ及びＧｔは、主溝下ゲージＡに対する比（Ｇａ／Ａ及びＧｔ／Ａ）で表わし、主溝に対応する領域のインナーライナー層の幅Ｔは、主溝の開口幅Ｌに対する比（Ｔ／Ｌ）で表わした。

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方向断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
８ インナーライナー層
８ｔ 主溝に対応する領域のインナーライナー層
９ 主溝
Ａ 主溝下ゲージ
Ｇａ 主溝に対応する領域以外のインナーライナー層の厚さ
Ｇｔ 主溝に対応する領域のインナーライナー層の厚さ
Ｌ 主溝開口幅
Ｔ 主溝に対応する領域のインナーライナー層の幅

Claims (7)

1. タイヤの内側に空気透過防止用のインナーライナー層を内貼りし、トレッド部の外周にタイヤ周方向に延長する主溝を配置した空気入りタイヤにおいて、
   前記主溝に対応する領域の前記インナーライナー層の厚さを、この領域以外のインナーライナー層の厚さよりも大きくした空気入りタイヤ。
2. 前記主溝に対応する領域のインナーライナー層の厚さを、前記主溝の溝下ゲージの０．５倍〜１．５倍にした請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記主溝に対応する領域のインナーライナー層の幅を、前記主溝の開口幅の１．１倍〜２．０倍にした請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記インナーライナー層が、ブチル系ゴムで形成されている請求項１，２又は３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記インナーライナー層が、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーで形成されている請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. トレッド部の主溝に対応させて突条を有する空気透過防止用のインナーライナー層を内貼りした未加硫タイヤを成形し、該未加硫タイヤを金型で加硫する請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
7. 加硫済みタイヤの空気透過防止用のインナーライナー層の表面に、トレッド部の主溝に対応させてテープ状インナーライナー材を貼り付ける請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。

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