特許 6362993 空気入りタイヤ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6362993

(24)【登録日】2018年7月6日

(45)【発行日】2018年7月25日

(54)【発明の名称】空気入りタイヤ

(51)【国際特許分類】

   B60C 5/14 20060101AFI20180712BHJP

   B60C 15/00 20060101ALI20180712BHJP

【ＦＩ】

   B60C5/14 Z

   B60C15/00 F

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-213824(P2014-213824)

(22)【出願日】2014年10月20日

(65)【公開番号】特開2016-78734(P2016-78734A)

(43)【公開日】2016年5月16日

【審査請求日】2017年6月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003148

【氏名又は名称】東洋ゴム工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076314

【弁理士】

【氏名又は名称】蔦田 正人

(74)【代理人】

【識別番号】100112612

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲士

(74)【代理人】

【識別番号】100112623

【弁理士】

【氏名又は名称】富田 克幸

(74)【代理人】

【識別番号】100124707

【弁理士】

【氏名又は名称】夫 世進

(74)【代理人】

【識別番号】100163393

【弁理士】

【氏名又は名称】有近 康臣

(74)【代理人】

【識別番号】100059225

【弁理士】

【氏名又は名称】蔦田 璋子

(72)【発明者】

【氏名】富高 祐

【審査官】 河島 拓未

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−３１３３０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２０２１１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１４７１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１２５１７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｃ １／００−１９／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ビードコア及び前記ビードコアの外周側に設けられたビードフィラを含む左右一対のビードと、前記一対のビード間に架け渡されたカーカスプライと、前記カーカスプライの内周側に配置されたインナーライナとを有する空気入りタイヤにおいて、
前記インナーライナは、タイヤ子午線方向に耐気体透過性ゴム部と複合体部に区画され、前記耐気体透過性ゴム部がトレッド部に設けられたトレッドゴムより気体透過性が低い耐気体透過性ゴムからなり、前記複合体部が不織布に前記耐気体透過性ゴムを被覆してなり、
前記トレッド部における前記カーカスプライの外周側にコードを配列したベルトを備え、
前記ベルトの内周側に前記耐気体透過性ゴム部が配置され、前記ベルトの幅方向端部から前記ビードにわたって前記複合体部が配置されている空気入りタイヤ。

【請求項2】

前記複合体部のタイヤ径方向外端が、前記ベルトの幅方向端部よりタイヤ幅方向内側に位置する請求項１に記載の空気入りタイヤ。

【請求項3】

前記複合体部のタイヤ径方向内端が、前記ビードコアのタイヤ径方向内端よりタイヤ径方向外側に位置する請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。

【請求項4】

前記インナーライナは、前記耐気体透過性ゴムからなる耐気体透過性ゴムシートの端部と前記不織布に前記耐気体透過性ゴムを被覆した複合シートの端部とを重ね合わせて、前記耐気体透過性ゴム部と前記複合体部が形成され、
タイヤ幅方向における前記耐気体透過性ゴムシートと前記複合シートと重ね合わせ部分の長さが、前記耐気体透過性ゴム部のタイヤ幅方向の長さの１０％以上２０％以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

【請求項5】

前記カーカスプライは、前記ビードコアの周りをタイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側へ巻き上げられ、前記ビードのタイヤ幅方向内側に配置されたプライ巻き上げ部を備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気入りタイヤに関するものである。

【背景技術】

【0002】

タイヤの操縦安定性などを向上するために、トレッド部とビード部の間に位置するバットレス部やサイドウォール部に補強層を埋設することが知られている。かかる補強層として、不織布をゴムで被覆してなるゴム−不織布複合体を用いることがある（例えば、下記特許文献１、２参照）。

【0003】

例えば、特許文献１には、サイドウォール部にフィラメント繊維を有してなる不織布とゴム組成物とを有してなる不織布−ゴム複合体に埋設して、サイドウォール部分の剛性を高め、タイヤの操縦安定性を向上させたラジアルタイヤが開示されている。

【0004】

また、特許文献２には、タイヤ最大カーカス断面幅位置とベルトコードのタイヤ幅方向端部との間のバットレス部に不織布補強層を埋設して、操縦安定性を向上させたラジアルタイヤが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００２−１４４８２５号公報

【特許文献2】特開平１０−１８１３０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記特許文献１及び２のように不織布による補強層を埋設することでサイドウォール部やバットレス部の剛性を高めて耐久性や操縦安定性を向上させることができるが、補強層を追加することになるため、タイヤ重量が増加して車両の燃費性能を悪化されるおそれがある。

【0007】

本発明は、以上の点に鑑み、タイヤ重量の増加に伴う燃費性能の悪化を抑えつつ、タイヤの耐久性や操縦安定性を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る空気入りタイヤは、ビードコア及び前記ビードコアの外周側に設けられたビードフィラを含む左右一対のビードと、前記一対のビード間に架け渡されたカーカスプライと、前記カーカスプライの内周側に配置されたインナーライナとを有する空気入りタイヤにおいて、前記インナーライナは、タイヤ子午線方向に耐気体透過性ゴム部と複合体部に区画され、前記耐気体透過性ゴム部がトレッド部に設けられたトレッドゴムより気体透過性が低い耐気体透過性ゴムからなり、前記複合体部が不織布に前記耐気体透過性ゴムを被覆してなり、トレッド部における前記カーカスプライの外周側にコードを配列したベルトを備え、前記ベルトの内周側に前記耐気体透過性ゴム部が配置され、前記ベルトの幅方向端部から前記ビードにわたって前記複合体部が配置されているものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明の空気入りタイヤであると、インナーライナは、トレッド部に設けられたトレッドゴムより気体透過性が低い耐気体透過性ゴムからなる耐気体透過性ゴム部と、不織布に前記耐気体透過性ゴムを被覆した複合体部とを備えており、インナーライナの一部を構成する複合体部が高剛性化を図る補強層とタイヤの空気圧を保持する気体透過抑制層とを兼ねており、補強層と別個に気体透過抑制層を設ける必要がないため、タイヤ重量の増加に伴う燃費性能の悪化を抑えつつ、耐久性や操縦安定性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態に係る空気入りタイヤの半断面図である。

【図2】図１におけるビード部周辺の拡大断面図である。

【図3】図１におけるベルト端部周辺の拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１に示す実施形態の空気入りタイヤＴは、乗用車用空気入りラジアルタイヤであって、接地面を構成するトレッド部１と、左右一対のビード部３と、トレッド部１とビード部３との間に介在する左右一対のサイドウォール部２とを備えてなる。

【0012】

ビード部３には、環状のビードコア３１と、該ビードコア３１の外周面に接合一体化されたビードフィラ３２とからなるビード３０が埋設されている。従って、ビード３０は、タイヤＴにおいて左右一対に設けられている。ビードコア３１は、ビードワイヤを束ねて環状に形成したものである。ビードフィラ３２は、ビードコア３１よりタイヤ径方向外方に延びる硬質ゴムからなり、先端側ほど幅狭の断面略三角形状をなしている。

【0013】

タイヤＴには、一対のビード３０間に架け渡されたカーカスプライ４が埋設されている。カーカスプライ４は、トレッド部１から両側のサイドウォール部２を経て、ビード部３に至り、その両端部がビードコア３１で巻き上げられて係止されている。そのため、カーカスプライ４は、一対のビードコア３１間に跨るトロイド状の本体部４１と、本体部４１の両側においてビードコア３１の周りに巻き上げられたプライ巻き上げ部４２とを備える。カーカスプライ４は、補強材としてのカーカスコードを所定の打ち込み本数で平行配列しトッピングゴムで被覆してなり、カーカスコードがタイヤ周方向に対して実質上直角になるように配設され、この例では１枚のプライからなる単層構造をなしている。カーカスコードには、スチールなどの金属コードや、ポリエステル、レーヨン、ナイロン、アラミドなどの有機繊維コードが好適に使用される。

【0014】

カーカスプライ４は、図２に示すように、その両端部がビード部３において、ビードフィラ３２のタイヤ外面側を通ってビードコア３１の周りをタイヤ幅方向Ｘの外側から内側へ巻き上げられ、即ちターンアップされている。このようにして巻き上げられたプライ巻き上げ部４２は、ビードコア３１及びビードフィラ３２からなるビード３０のタイヤ幅方向内側において、タイヤ径方向外方に延びている。この例では、プライ巻き上げ部４２の先端（タイヤ径方向外端）４３は、ビードコア３１のタイヤ径方向外端（ビードコア３１の外周面）３１Ａを越えてビードフィラ３２に至るまで延在しており、ビードフィラ３２のタイヤ径方向外端３２Ａよりもタイヤ径方向内側で終端している。

【0015】

トレッド部１におけるカーカスプライ４の外周側には、ベルト１１が配されている。ベルト１１は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して一定角度で傾斜させてなる１枚又は複数枚のベルト層からなり、この例では、タイヤ径方向内側に配置された第１ベルト１１Ａと、その外周側にハイされた第２ベルト１１Ｂとの２層構造であり、第１ベルト１１Ａが最も幅の広い最大幅ベルトをなしている。

【0016】

ベルト１１の外周側には、有機繊維コードを螺旋状に巻回してなるベルト補強層１２を介してトレッドゴム１３が設けられている。また、サイドウォール部２におけるカーカスプライ４のタイヤ外面側にはサイドウォールゴム２１が設けられている。

【0017】

ビード部３には、ラバーチェーハー６が設けられている。ラバーチェーハー６は、リム組時においてビード部３がリムと接触する部位を被覆しており、具体的には、ビードコア３１の周りにおいて、ビード３０のタイヤ幅方向外側及びタイヤ径方向内側に位置するカーカスプライ４を被覆するように配置されている。

【0018】

カーカスプライ４の内側には、カーカスプライ４のプライコードを被覆するトッピングゴムやトレッド部１に設けられたトレッドゴム１３より気体が透過しにくい耐気体透過性ゴム（例えば、ブチルゴムやハロゲン化ブチルゴムなど）を含んで構成され、タイヤの空気圧を保持する空気透過抑制層として機能するインナーライナ５がタイヤ内面の全体にわたって設けられている。

【0019】

インナーライナ５は、耐気体透過性ゴムをシート状に成形した耐気体透過性ゴムシートの端部と、不織布に耐気体透過性ゴムを被覆した複合体シートの端部を重ね合わせて接合したシート状のゴム部材で構成されている。これにより、インナーライナ５は、タイヤ子午線方向Ｃに耐気体透過性ゴムシートからなる耐気体透過性ゴム部５１と、複合シートからなる複合体部５２と、耐気体透過性ゴムシートと複合体シートとを重ね合わせてなる重ね合わせ部５３とに区画されている。

【0020】

インナーライナ５の複合体部５２を構成する複合体シートに用いられる不織布の材質は、特に限定されず、例えば、ポリエステル繊維、脂肪族ポリアミド繊維（ナイロン繊維）、芳香族ポリアミド繊維（アラミド繊維）、ポリビニルアルコール系繊維、炭素繊維などの有機繊維、金属繊維、ガラス繊維などの無機繊維等が挙げられ、短繊維でも長繊維でもよい。好ましくは、軽量化の観点から有機繊維である。

【0021】

また、不織布の製造方法は特に限定されず、例えば、乾式法、湿式法、スパンボンド法、メルトブロー法、エアレイド法などによりウェブを形成する方法が挙げられる。また、ウェブの繊維結合方法として、ケミカルボンド法、サーマルボンド法、ニードルパンチ法、水流交絡法などが挙げられる。

【0022】

複合体シートは、未加硫段階での５％伸張時応力が５．０ＭＰａ以上であることが好ましい。５％伸張時応力が５．０ＭＰａ以上であることにより、操縦安定性の向上効果を高めることができる。５％伸張時応力は、より好ましくは７．０ＭＰａ以上である。５％伸張時応力の上限は特に限定されないが、通常は１０．０ＭＰａ以下である。

【0023】

複合体シートの目付（単位面積当たりの質量）は、５０〜３００ｇ／ｍ²であることが好ましい。目付が５０ｇ／ｍ²以上であることにより、５％伸張時応力の低下を抑えることができる。また、３００ｇ／ｍ²以下であることにより、タイヤ質量への影響を抑えることができる。なお、不織布自体の目付（ゴム材料を塗布する前の不織布の目付）は、例えば１０〜１００ｇ／ｍ²でもよく、２０〜６０ｇ／ｍ²でもよい。また、ゴム組成物の単位面積当たりの付着量は、例えば１０〜３００ｇ／ｍ²でもよく、１５〜２５０ｇ／ｍ²でもよい。

【0024】

複合体シートの厚みは、例えば０．６〜２．２ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．８〜１．８ｍｍである。

【0025】

この例では、耐気体透過性ゴム部５１は、ベルト１１の内周側に配置されており、ベルト１１の幅方向端部（最大幅ベルト１１Ａの幅方向端部）１１Ａ１より幅方向内側に位置している。

【0026】

複合体部５２は、最大幅ベルト１１Ａの幅方向端部１１Ａ１の内周側からサイドウォール部２及びビード部３にわたって配置されている。つまり、複合体部５２のタイヤ径方向外端５２Ａは、最大幅ベルト１１Ａの幅方向端部１１Ａ１よりタイヤ幅方向内側に位置する。また、複合体部５２のタイヤ径方向内端５２Ｂは、例えば、カーカスプライ４のプライ巻き上げ部４２よりタイヤ径方向内方に位置することが好ましく、ビードコア３１のタイヤ幅方向内側、つまり、ビードコア３１のタイヤ径方向外端３１Ａよりタイヤ径方向内方であってビードコア３１のタイヤ径方向内端（ビードコア３１の内周面）３１Ｂよりタイヤ径方向外方に位置することがより好ましい。

【0027】

重ね合わせ部５３は、耐気体透過性ゴム部５１と複合体部５２との境界部分をなしているため、最大幅ベルト１１Ａの幅方向端部１１Ａ１よりタイヤ幅方向内側に位置する。この例は、耐気体透過性ゴムシートが複合体シートよりタイヤ内周側に位置するように２種類のシートが積層されている。重ね合わせ部５３のタイヤ幅方向の長さＬは、耐気体透過性ゴム部５１のタイヤ幅方向の長さＭの１０％以上２０％以下であることが好ましい。

【0028】

重ね合わせ部５３のタイヤ幅方向の長さＬが、耐気体透過性ゴム部５１のタイヤ幅方向の長さＭの１０％以上であることにより、耐気体透過性ゴムシートが複合体シートとの接合部分から気体が透過しにくくなる。また、重ね合わせ部５３のタイヤ幅方向の長さＬが、耐気体透過性ゴム部５１のタイヤ幅方向の長さＭの２０％以下であることにより、過度な重ね合わせによる重量の増加を抑えることができる。

【0029】

なお、本実施形態における上記各寸法値は、タイヤを正規リムに装着して正規内圧を充填した無負荷の正規状態でのものである。正規リムとは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim"、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" とする。また、正規内圧とは、該規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" とする。

【0030】

以上の構成を持つ本実施形態によれば、インナーライナ５の一部を構成する複合体部５２が、気体が透過しにくい耐気体透過性ゴムで不織布を被覆してなるため、耐気体透過性ゴムがタイヤの空気圧を保持する空気透過抑制層として機能するとともに、不織布が補強層として機能してタイヤの操縦安定性及び耐久性を向上させることができる。そのため、タイヤ重量の増加に伴う燃費性能の悪化を抑えつつ、タイヤの操縦安定性を向上させることができる。

【0031】

また、本実施形態では、不織布を含む複合体部５２が、トレッド部１のベルト１１の幅方向端部からサイドウォール部２を経てビード部３まで設けられているため、トレッド部１に比べて剛性を確保しにくいサイドウォール部２及びビード部３の剛性を高めることができ、タイヤの耐久性や操縦安定性を向上させることができる。

【0032】

また、本実施形態では、カーカスプライ４をビード部３においてタイヤ幅方向Ｘの外側から内側へ巻き上げる構造としたことにより、カーカスプライ４にかかる張力分布が変化し、特にトレッド部１のタイヤ幅方向両端部のショルダー領域からタイヤの最大幅位置にかけての張力が高まり高剛性となる。そのため、空気入りタイヤＴの操縦安定性を向上することができる。

【0033】

なお、本実施形態では、カーカスプライ４をビード部３においてタイヤ幅方向Ｘの外側から内側へ巻き上げるとともに、インナーライナ５をビード３０及びカーカスプライ４のプライ巻き上げ部４２のタイヤ幅方向内側に配置する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、カーカスプライ４をビード部３においてタイヤ幅方向Ｘの内側から外側へ巻き上げたり、あるいは、インナーライナ５をビード３０とカーカスプライ４の間に配置してもよい。

【0034】

以上、本実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

【実施例】

【0035】

以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

【0036】

実施例１及び比較例１、２の空気入りラジアルタイヤ（１９５／６５Ｒ１５）を試作した。これらの各試作タイヤは、インナーライナ５の構成について表１に示す諸元を変更して作製したものであり、インナーライナ５以外の構成は、全て共通の構成とした。

【0037】

具体的には、実施例は、インナーライナ５が耐気体透過性ゴム部５１と複合体部５２と重ね合わせ部５３とからなる図１に示す断面形状を持つタイヤであり、最大幅ベルト１１Ａの幅方向端部１１Ａ１の内周側からビードコア３１のタイヤ径方向外端（ビードコア３１の外周面）３１Ａまでの領域に複合体部５２を配設し、重ね合わせ部５３のタイヤ幅方向の長さＬを２５ｍｍとした。

【0038】

比較例１は、インナーライナ５が耐気体透過性ゴム部５１のみからなる従来のタイヤである。

【0039】

比較例２は、インナーライナ５がタイヤ子午線方向Ｃ全体にわたって耐気体透過性ゴム部５１が設けられるとともに、実施例において複合体部５２が配設された位置における耐気体透過性ゴム部５１とカーカスプライ４との間に複合体部５２が配設されたタイヤである。実施例及び比較例２のインナーライナ５に設けられた複合体部５２は、いずれも厚みが１．２ｍｍ、目付が２４０ｇ／ｍ²の複合シートから構成されている。

【0040】

得られた各タイヤについて、耐久性と操縦安定性と耐空気透過性とタイヤ重量を測定評価した。結果を表１，２に示す。各測定評価方法は以下の通りである。

【0041】

（１）耐久性
米国自動車安全基準ＦＭＶＳＳ１３９に耐久試験として定める条件に準拠して、表面が平滑な鋼製で直径１７００ｍｍのドラム試験機を用いて行った。タイヤ内圧は２２０ｋＰａ、速度は１２０ｋｍ／ｈ、荷重はＪＡＴＭＡ規定の最大荷重を基準負荷とし、負荷８５％を４時間、負荷９０％を６時間、負荷１００％を２４時間、さらに空気圧を１６０ｋＰａに落とし、負荷１００％で１．５時間走行させた。その後、速度を８１ｋｍ／ｈ、内圧２２０ｋＰａ、負荷１２０％で６時間走行させた。その後、負荷を１４０％とし、テストタイヤに故障が発生するまで走行させた。故障が発生するまでの走行距離を、比較例１のタイヤを１００として指数表示した。数字が大きいほど故障が発生するまでの距離が長く、耐久性に優れることを示す。

【0042】

（２）操縦安定性
内圧２２０ｋＰａで組み込んだテストタイヤを排気量２０００ｃｃの国産セダンに装着し、訓練された３名のテストドライバーが、テストコースを走行し、官能評価した。採点は１０段階評価で、比較例１のタイヤを６点とした相対比較にて行い、３人の平均点を比較例１のタイヤを１００とした指数で表示した。数字大きいほど操縦安定性が良好である。

【0043】

（３）耐気体透過性
標準内圧をかけたタイヤを温度管理された部屋に１ヶ月間放置して、その後の内圧を測定し、当初の内圧に対する比率（エアー保持率）が９７％以上で有れば「○」、９７％未満であれば「×」と評価した。

【0044】

（４）タイヤ重量
得られたタイヤの重量を測定し、サイド補強層を設けていない従来例１のタイヤ重量を１００とした指数で表示した。数字が小さいほど軽量であることを示す。

【0045】

【表1】

【0046】

結果は、表１に示すとおりであり、実施例では、比較例１と同程度の耐空気透過性を確保しつつ、比較例１に比べて耐久性や操縦安定性が向上していた。また、重量増加についても、従来例２に対して改善されていた。

【符号の説明】

【0047】

Ｔ…タイヤ、１…トレッド部、２…サイドウォール部、３…ビード部、４…カーカスプライ、５…インナーライナ、６…ラバーチェーハー、７…補強層、１１…ベルト、１１Ａ…第１ベルト、１１Ｂ…第２ベルト、３０…ビード、３１…ビードコア、３２…ビードフィラ、４１…本体部、４２…プライ巻き上げ部、５１…耐気体透過性ゴム部、５２…複合体部、５３…重ね合わせ部

【図1】

【図2】

【図3】