JP6686463B2 - 空気入りタイヤ、タイヤ劣化判定方法及びタイヤ更生可否判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ劣化判定具を備えた空気入りタイヤ及びその関連技術に関し、更に詳しくは、タイヤの劣化度合いを簡単に判定することを可能にした空気入りタイヤ、タイヤ劣化判定方法及びタイヤ更生可否判定方法に関する。

近年、資源の有効活用及び省エネルギーの観点から、空気入りタイヤのトレッド部が摩耗して使用不能の状態になった後、その空気入りタイヤを再生して得られる更生タイヤが普及している。特に、トラックやバスに使用される重荷重用空気入りタイヤについては、更生タイヤが広く使用されている。

使用済みの空気入りタイヤを更生する場合、トレッドゴムが研削された台タイヤを作製し、その台タイヤに対して新たなトレッドゴムを被覆する。そのような更生作業を行うにあたって、台タイヤの残存耐久性を確認するために、シェアログラフィ検査により内部セパレーションの有無を確認したり、外観検査により外傷の有無を確認したりすることが行われている。しかしながら、このような検査は多大な時間を要すると共に作業が煩雑である。

また、硫黄架橋可能なジエン系ゴム組成物からなる芯体ゴムがタイヤのインナーライナー層と同等又はそれ以上の酸素透過係数を有するカバーゴムで被覆されたタイヤ劣化判定具をタイヤ内面に設置し、そのタイヤ劣化判定具の屈曲試験の結果に基づいて空気入りタイヤの劣化度合いを判定することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この場合も、タイヤ劣化判定具をタイヤ内面から取り外し、タイヤ劣化判定具に対して屈曲試験を行う必要があるため、空気入りタイヤの劣化度合いを即座に判断することができない。

特開２００６−３２７４６９号公報

本発明の目的は、タイヤの劣化度合いを簡単に判定することを可能にした空気入りタイヤ、タイヤ劣化判定方法及びタイヤ更生可否判定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、ゴム組成物の成形体からなるタイヤ劣化判定具を備え、該タイヤ劣化判定具は初期歪が与えられた状態でタイヤ内面に装着されていることを特徴とするものである。

また、上記目的を達成するための本発明のタイヤ劣化判定方法は、上述した空気入りタイヤの劣化度合いを判定する方法であって、タイヤ使用開始後の任意の時点で前記タイヤ劣化判定具の破断状態を確認し、その破断状態に基づいて前記空気入りタイヤの劣化度合いを判定することを特徴とするものである。

更に、上記目的を達成するための本発明のタイヤ更生可否判定方法は、上述した空気入りタイヤの更生可否を判定する方法であって、タイヤ更生時に前記タイヤ劣化判定具の破断状態を確認し、その破断状態に基づいて前記空気入りタイヤの更生可否を判定することを特徴とするものである。

本発明では、空気入りタイヤがゴム組成物の成形体からなるタイヤ劣化判定具を備え、そのタイヤ劣化判定具は初期歪が与えられた状態でタイヤ内面に装着されているので、酸化劣化に伴ってタイヤ劣化判定具の破断伸びが低下し、それが予め設定された初期歪を下回ると、タイヤ劣化判定具に破断を生じることになる。そのため、タイヤ劣化判定具の破断状態に基づいて空気入りタイヤの劣化度合いを簡単に判定することができる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、タイヤ劣化判定具がシート状の成形体からなり、該タイヤ劣化判定具は初期歪が与えられた状態で粘着層を介してタイヤ内面に装着されていることが好ましい。これにより、タイヤ劣化判定具に対して所望の初期歪を与えた状態で該タイヤ劣化判定具をタイヤ内面に保持することができる。

或いは、タイヤ劣化判定具がリング状の成形体からなり、タイヤ内面に突起が形成されており、タイヤ劣化判定具は突起の周囲に嵌め合わされて初期歪が与えられた状態でタイヤ内面に装着されていることが好ましい。これにより、タイヤ劣化判定具に対して所望の初期歪を与えた状態で該タイヤ劣化判定具をタイヤ内面に保持することができる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、タイヤ劣化判定具はトレッド幅の中央側７５％の領域又はタイヤ断面高さの２５％以下の領域においてタイヤ内面に装着されていることが好ましい。これら領域ではタイヤ走行時にタイヤ内面が変形し難いため、タイヤ劣化判定具に掛かる歪を低減し、酸素による劣化度合いを精度良く判定することができる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、タイヤ劣化判定具を構成する成形体がタイヤ内面とは異なる色に着色された着色部を有し、該着色部が初期歪の付与方向に沿って延在することが好ましい。タイヤ劣化判定具の破断状態を確認するにあたって、タイヤ劣化判定具の色とタイヤ内面の色とが同じであると破断状態の判断が難しいが、成形体に着色部を設けることにより、破断状態を容易に判断することができる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、タイヤ内面に複数個のタイヤ劣化判定具が装着されており、これらタイヤ劣化判定具に与えられた初期歪の値が互いに異なることが好ましい。このように初期歪の値が互いに異なる複数個のタイヤ劣化判定具を設置することにより、空気入りタイヤの劣化度合いを精密に判定することができる。

更に、本発明のタイヤ劣化判定方法によれば、タイヤ使用開始後の任意の時点でタイヤ劣化判定具の破断状態を確認することにより、タイヤ劣化判定具の破断状態に基づいて空気入りタイヤの劣化度合いを簡単に判定することができる。

更に、本発明のタイヤ更生可否判定方法によれば、タイヤ更生時にタイヤ劣化判定具の破断状態を確認することにより、タイヤ劣化判定具の破断状態に基づいて空気入りタイヤの更生可否を簡単に判定することができる。

本発明の実施形態からなる重荷重用の空気入りタイヤを示す子午線断面図である。 本発明の実施形態からなる空気入りタイヤに装着されたタイヤ劣化判定具を示す斜視図である。 図２のタイヤ劣化判定具の装着方法を示す説明図である。 本発明におけるタイヤ劣化判定具の破断伸びの経時的な変化を示すグラフである。 本発明に係るタイヤ劣化判定具の他の変形例を示し、（ａ）は破断前の状態を示す平面図であり、（ｂ）は破断後の状態を示す平面図である。 本発明に係るタイヤ劣化判定具の更に他の変形例を示す斜視図である。 図６のタイヤ劣化判定具の装着方法を示す説明図である。 本発明に係るタイヤ劣化判定具の更に他の変形例を示す斜視図である。 本発明に係るタイヤ劣化判定具の更に他の変形例を示す斜視図である。

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からなる重荷重用の空気入りタイヤを示し、図２及び図３は本発明に係るタイヤ劣化判定具を示すものである。

図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、該トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２，２と、これらサイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３，３とを備えている。

一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。ビードコア５の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー６が配置されている。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層７が埋設されている。これらベルト層７はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層７において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜６０°の範囲に設定されている。ベルト層７の補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。

上記空気入りタイヤにおいて、タイヤ気室に面するタイヤ内面Ｓにはタイヤ劣化判定具１０が装着されている。図２に示すように、タイヤ劣化判定具１０はシート状であって直方体をなすゴム組成物の成形体１１から構成されている。成形体１１を構成するゴム組成物としては、例えば、硫黄架橋可能なジエン系ゴム組成物を使用することができる。ジエン系ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エポキシ化天然ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ＮＢＲ、水素化ＳＢＲ等を挙げることができる。但し、タイヤ劣化判定具１０の成形体１１に使用されるゴムは上記ジエン系ゴムに限定されるものではなく、そのゴムには硫黄、加硫促進剤、老化防止剤、カーボンブラック等の充填剤、オイル等の軟化剤、樹脂、ワックス、コバルト塩等の金属塩、ステアリン酸、亜鉛華等の添加物を適宜配合することができる。特に、タイヤの酸化劣化を判定するにあたって、酸化劣化を生じ易い天然ゴム系のゴム組成物が好ましく、硫黄、更には金属塩を含有するものが好ましい。

タイヤ劣化判定具１０は、図２に示すように、初期歪が与えられた状態でシート状の粘着層１２を介してタイヤ内面Ｓに対して着脱自在に貼着されている。より具体的には、図３に示すように、タイヤ劣化判定具１０の成形体１１は貼着前の寸法が貼着後の寸法よりも小さくなっており、その成形体１１が一軸方向又は二軸方向に引っ張られた状態で粘着層１２を介してタイヤ内面Ｓに貼り付けられている。これにより、タイヤ劣化判定具１０に対して所望の初期歪を与えた状態で該タイヤ劣化判定具１０をタイヤ内面Ｓに保持することができる。粘着層１２としては、両面テープや粘着剤等を使用することができる。なお、粘着層１２自体が伸縮性を有する場合には、成形体１１と粘着層１２とが一体化された状態でタイヤ劣化判定具１０に対して初期歪を与えても良い。初期歪としては、５％以上、好ましくは１０％〜４００％の引張り歪を与えることが好ましい。また、歪の形態は一軸方向又は二軸方向の引っ張り歪のほか、捩り歪であっても良い。

上述した空気入りタイヤは、ゴム組成物の成形体１１からなるタイヤ劣化判定具１０を備え、そのタイヤ劣化判定具１０は初期歪が与えられた状態でタイヤ内面Ｓに装着されているので、酸化劣化に伴ってタイヤ劣化判定具１０の破断伸びが低下し、それが予め設定された初期歪を下回ると、タイヤ劣化判定具１０に破断を生じることになる。即ち、図４に示すように、タイヤ劣化判定具１０破断伸びは使用期間が長くなるに連れて徐々に低下するが、その破断伸びが予め設定された初期歪Ａを下回ると、タイヤ劣化判定具１０が破断する。そのため、タイヤ劣化判定具１０の破断状態に基づいて空気入りタイヤの劣化度合いを簡単に判定することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、タイヤ劣化判定具１０はトレッド幅ＴＷの中央側７５％に相当する領域Ｘ１又はタイヤ断面高さＳＨの２５％以下となる領域Ｘ２の範囲内でタイヤ内面Ｓに装着されているのが良い。これら領域Ｘ１，Ｘ２ではタイヤ走行時にタイヤ内面Ｓが変形し難いため、タイヤ劣化判定具１０に掛かる歪を低減し、酸素による劣化度合いを精度良く判定することができる。タイヤ劣化判定具１０の配置位置が領域Ｘ１，Ｘ２から外れると、走行時にタイヤ劣化判定具１０に対して歪が繰り返し与えられることに起因してタイヤ劣化判定具１０に物性変化が起こり、劣化度合いを正確に判断することが困難になる。

図５（ａ），（ｂ）は本発明に係るタイヤ劣化判定具の他の変形例を示すものである。図５（ａ）に示すように、タイヤ劣化判定具１０を構成する成形体１１はタイヤ内面Ｓとは異なる色に着色された着色部１３を有しており、その着色部１１ａは初期歪の付与方向に沿って延在している。着色部１３の色としては、例えば、黄色、白色、水色のような黒色以外の色を選択することができる。また、着色部１３は着色されたゴム層であっても良く、或いは、塗装により形成された塗膜であっても良い。このような着色部１３を設けた場合、図５（ｂ）に示すように、タイヤ劣化判定具１０の劣化に伴って初期歪の付与方向とは交差する方向に沿って破断が生じたとき、その破断状態を着色部１３に基づいて容易に判別することができる。タイヤ劣化判定具１０の破断状態を確認するにあたって、タイヤ劣化判定具１０の色とタイヤ内面Ｓの色とが同じであると破断状態の判断が難しいが、成形体１１に着色部１３を設けることにより、破断状態を容易に判断することができる。

図６及び図７は本発明に係るタイヤ劣化判定具の更に他の変形例を示すものである。図６において、タイヤ劣化判定具１０はリング状の成形体１１から構成されており、タイヤ内面Ｓには突起１４が形成されている。突起１４の形状は円錐状や円柱状であると良い。そして、タイヤ劣化判定具１０は突起１４の周囲に嵌め合わされて初期歪が与えられた状態でタイヤ内面Ｓに装着されている。より具体的には、図７に示すように、タイヤ劣化判定具１０の成形体１１は貼着前の寸法が貼着後の寸法よりも小さくなっており、その成形体１１が引っ張られた状態で突起１４の周囲に嵌め合わされている。突起１４の外周面には環状の溝１５が形成されており、この溝１５内に成形体１１が嵌まり込むようになっている。これにより、タイヤ劣化判定具１０に対して所望の初期歪を与えた状態で該タイヤ劣化判定具１０をタイヤ内面Ｓに保持することができる。また、タイヤ劣化判定具１０の初期歪は溝１５の内周長と成形体１１の内周長との比に基づいて規定される。

上述した例では、酸化劣化に伴ってタイヤ劣化判定具１０の破断伸びが低下し、それが予め設定された初期歪を下回ると、タイヤ劣化判定具１０が破断して突起１４から脱落することになる。そのため、タイヤ劣化判定具１０の破断状態に基づいて空気入りタイヤの劣化度合いを簡単に判定することができる。

図８及び図９は本発明に係るタイヤ劣化判定具の更に他の変形例を示すものである。図８においては、タイヤ内面Ｓにはシート状の成形体１１（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）からなる複数個のタイヤ劣化判定具１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）が装着されており、これらタイヤ劣化判定具１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに与えられた初期歪の値が互いに異なっている。一方、図９においては、タイヤ内面Ｓに共通の突起１４が設けられており、該突起１４に対してリング状の成形体１１（１１Ｘ，１１Ｙ，１１Ｚ）からなる複数個のタイヤ劣化判定具１０（１０Ｘ，１０Ｙ，１０Ｚ）が装着されており、これらタイヤ劣化判定具１０Ｘ，１０Ｙ，１０Ｚに与えられた初期歪の値が互いに異なっている。

このように初期歪の値が互いに異なる複数個のタイヤ劣化判定具１０を設置した場合、劣化度合いに応じてタイヤ劣化判定具１０が初期歪の値が大きいものから順次破断するので、空気入りタイヤの劣化度合いを精密に判定することができる。例えば、上述のように３種類のタイヤ劣化判定具１０を配設するにあたって、１番目に大きな初期歪をＳ１（％）とし、２番目に大きな初期歪をＳ２（％）とし、３番目に大きな初期歪をＳ３（％）としたとき、Ｓ１／Ｓ２≧１．２、Ｓ２／Ｓ３≧１．２の関係を満足することが好ましい。また、初期歪の値が互いに異なるタイヤ劣化判定具１０を容易に判別するために、初期歪の値が互いに異なるタイヤ劣化判定具１０を異なる色で着色することも有効である。

以下、上述したタイヤ劣化判定具１０を用いたタイヤ劣化判定方法について詳細に説明する。先ず、空気入りタイヤにおいて、タイヤ内面Ｓに対してタイヤ劣化判定具１０を初期歪が与えられた状態で装着する。タイヤ劣化判定具１０は空気入りタイヤの製造直後に装着しても良く、或いは、空気入りタイヤの使用開始時に装着しても良い。次いで、タイヤ使用開始後の任意の時点でタイヤ劣化判定具１０の破断状態を確認する。タイヤ使用開始後の任意の時点とは、例えば、タイヤ使用過程において任意の走行距離に到達した時点、更生作業を行う時点又はタイヤを廃棄する時点である。そして、タイヤ劣化判定具１０の破断状態に基づいて空気入りタイヤの劣化度合いを判定する。タイヤ劣化判定具１０に破断が生じている場合、その空気入りタイヤの劣化が十分に進行していると判断される。

タイヤ劣化判定具１０の劣化進行速度は成形体１１を構成するゴム組成物の配合に基づいて任意に設定することができる。そのため、成形体１１を構成するゴム組成物の配合を調整することにより、判定すべき劣化度合いを調整することが可能である。また、タイヤ劣化判定具１０の初期歪を調整することにより、判定すべき劣化度合いを調整することが可能である。これにより、タイヤ劣化判定具１０の破断状態に基づいて空気入りタイヤの劣化度合いを簡単に判定することができる。

以下、上述したタイヤ劣化判定具１０を用いたタイヤ更生可否判定方法について詳細に説明する。空気入りタイヤを更生する場合、その空気入りタイヤが台タイヤとして再利用可能であるか否かを判定する必要があるが、そのような判定をタイヤ劣化判定具１０により行うことができる。

ここで、空気入りタイヤの内部パーツの残存耐久性に対応するように調整されたタイヤ劣化判定具１０を用意する。即ち、空気入りタイヤの内部パーツの残存耐久性は劣化に伴って徐々に低下し、台タイヤとして再利用可能と判断される最低限の残存耐久性に至り、更には台タイヤとして再利用不可能な残存耐久性に至る。これに対して、使用される空気入りタイヤが台タイヤとして再利用可能と判断される最低限の残存耐久性に至る以前に破断が生じるようにタイヤ劣化判定具１０の劣化特性と初期歪を適正化する。

タイヤ更生可否を判定する場合、タイヤ内面Ｓに装着されたタイヤ劣化判定具１０をタイヤ更生時に目視により確認する。そして、タイヤ劣化判定具１０の破断状態に基づいて空気入りタイヤの更生可否を判定する。タイヤ劣化判定具１０が破断している場合、台タイヤとして不適当であると判断される。一方、タイヤ劣化判定具１０が破断していない場合、台タイヤとして適当であると判断される。これにより、タイヤ劣化判定具１０の破断状態に基づいて空気入りタイヤの更生可否を簡単に判定することができる。

タイヤサイズ１１Ｒ２２．５の空気入りタイヤにおいて、以下のように構造が異なるタイヤ劣化判定具を備えた実施例１〜５のタイヤを作製した。タイヤ劣化判定具はタイヤ赤道位置においてタイヤ内面に対して装着した。

実施例１のタイヤは、図１に示すように、シート状の成形体からなるタイヤ劣化判定具を備え、該タイヤ劣化判定具を初期歪が与えられた状態で粘着層を介してタイヤ内面に貼着したものである。

実施例２のタイヤは、図５に示すように、シート状の成形体からなるタイヤ劣化判定具を備え、該タイヤ劣化判定具を初期歪が与えられた状態で粘着層を介してタイヤ内面に貼着し、その成形体にタイヤ内面とは異なる色に着色された着色部を設けたものである。

実施例３のタイヤは、図６に示すように、タイヤ内面に形成された突起を備えると共に、リング状の成形体からなるタイヤ劣化判定具を備え、該タイヤ劣化判定具を突起の周囲に嵌め合せて初期歪が与えられた状態でタイヤ内面に装着したものである。

実施例４のタイヤは、図８に示すように、シート状の成形体からなる複数個のタイヤ劣化判定具を備え、これらタイヤ劣化判定具を初期歪が与えられた状態で粘着層を介してタイヤ内面に貼着し、タイヤ劣化判定具に与えられた初期歪の値を互いに異ならせたものである。

実施例５のタイヤは、図９に示すように、タイヤ内面に形成された突起を備えると共に、リング状の成形体からなる複数個のタイヤ劣化判定具を備え、これらタイヤ劣化判定具を突起の周囲に嵌め合せて初期歪が与えられた状態でタイヤ内面に装着し、タイヤ劣化判定具に与えられた初期歪の値を互いに異ならせたものである。

これら実施例１〜５のタイヤを実際に使用し、タイヤ劣化判定具の破断状態を経時的に調べた。その結果、使用時間が増大するに伴ってタイヤ劣化判定具が適時破断した。このことからも明らかなように、実施例１〜５のタイヤ劣化判定具によれば、空気入りタイヤの劣化度合いを簡単に判定することができ、その空気入りタイヤが更生可能であるか否かを簡単に判定することができる。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ ベルト層
１０ タイヤ劣化判定具
１１ 成形体
１２ 粘着層
１３ 着色部
１４ 突起
１５ 溝

Claims (8)

1. ゴム組成物の成形体からなるタイヤ劣化判定具を備え、該タイヤ劣化判定具は初期歪が与えられた状態でタイヤ内面に装着されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記タイヤ劣化判定具がシート状の成形体からなり、該タイヤ劣化判定具は初期歪が与えられた状態で粘着層を介してタイヤ内面に装着されていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記タイヤ劣化判定具がリング状の成形体からなり、前記タイヤ内面に突起が形成されており、前記タイヤ劣化判定具は前記突起の周囲に嵌め合わされて初期歪が与えられた状態でタイヤ内面に装着されていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記タイヤ劣化判定具がトレッド幅の中央側７５％の領域又はタイヤ断面高さの２５％以下の領域においてタイヤ内面に装着されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記タイヤ劣化判定具を構成する成形体がタイヤ内面とは異なる色に着色された着色部を有し、該着色部が前記初期歪の付与方向に沿って延在することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記タイヤ内面に複数個のタイヤ劣化判定具が装着されており、これらタイヤ劣化判定具に与えられた初期歪の値が互いに異なることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤの劣化度合いを判定する方法であって、タイヤ使用開始後の任意の時点で前記タイヤ劣化判定具の破断状態を確認し、その破断状態に基づいて前記空気入りタイヤの劣化度合いを判定することを特徴とするタイヤ劣化判定方法。
8. 請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤの更生可否を判定する方法であって、タイヤ更生時に前記タイヤ劣化判定具の破断状態を確認し、その破断状態に基づいて前記空気入りタイヤの更生可否を判定することを特徴とするタイヤ更生可否判定方法。

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