特開 2022-86316 空気入りタイヤ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022086316

(43)【公開日】2022-06-09

(54)【発明の名称】空気入りタイヤ

(51)【国際特許分類】

   B60C 5/08 20060101AFI20220602BHJP

   B60C 5/00 20060101ALI20220602BHJP

【ＦＩ】

B60C5/08 A

B60C5/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020198257

(22)【出願日】2020-11-30

(71)【出願人】

【識別番号】000183233

【氏名又は名称】住友ゴム工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104134

【弁理士】

【氏名又は名称】住友 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100156225

【弁理士】

【氏名又は名称】浦 重剛

(74)【代理人】

【識別番号】100168549

【弁理士】

【氏名又は名称】苗村 潤

(74)【代理人】

【識別番号】100200403

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 幸信

(74)【代理人】

【識別番号】100206586

【弁理士】

【氏名又は名称】市田 哲

(72)【発明者】

【氏名】松波 翔

【テーマコード（参考）】

3D131

【Ｆターム（参考）】

3D131BA03

3D131BA20

3D131BB01

3D131BC24

3D131CB11

3D131LA13

(57)【要約】

【課題】タイヤ内腔面にシーラント材が配された空気入りタイヤにおいて、ショルダー部やサイドウォール部において十分なエアシール効果を発揮させる。
【解決手段】空気入りタイヤであって、タイヤ内腔面１ｓに自己修復型のシーラント材１０が配されている。タイヤ子午線断面において、タイヤ内腔面１ｓは、タイヤ軸方向に延びるトレッド内面２ｓと、サイドウォール内面３ｓとを含む。サイドウォール内面３ｓには、タイヤ走行時の遠心力に伴うシーラント材１０のタイヤ半径方向外側への移動を妨げる収容空間１６を備えた少なくとも一つのポケット部１５が設けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気入りタイヤであって、
タイヤ内腔面に自己修復型のシーラント材が配されており、
タイヤ子午線断面において、前記タイヤ内腔面は、タイヤ軸方向に延びるトレッド内面と、前記トレッド内面からタイヤ半径方向内側に延びるサイドウォール内面とを含み、
前記サイドウォール内面には、タイヤ走行時の遠心力に伴う前記シーラント材のタイヤ半径方向外側への移動を妨げる収容空間を備えた少なくとも一つのポケット部が設けられている、
空気入りタイヤ。

【請求項2】

前記収容空間には、予め前記シーラント材が配されている、請求項１に記載の空気入りタイヤ。

【請求項3】

前記ポケット部は、タイヤ周方向に沿って延びている、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。

【請求項4】

前記ポケット部は、タイヤ全周に亘って延びている、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

【請求項5】

前記ポケット部は、前記サイドウォール内面においてタイヤ回転軸を中心に渦巻状に配されている、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

【請求項6】

前記ポケット部は、前記タイヤ内腔面から延びるポケット壁を備え、
前記ポケット壁は、タイヤ半径方向内側を向いた開口部と、前記開口部からタイヤ半径方向外側に延びる前記収容空間とを規定する、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

【請求項7】

前記ポケット壁を通るタイヤ子午線断面において、前記ポケット壁は、前記タイヤ内腔面からタイヤ軸方向内側に向かってタイヤ半径方向内側に傾斜している、請求項６に記載の空気入りタイヤ。

【請求項8】

前記ポケット壁を通るタイヤ子午線断面において、前記ポケット壁の長さは、５～１５mmである、請求項６又は７に記載の空気入りタイヤ。

【請求項9】

前記タイヤ内腔面と前記ポケット壁との間の角度は、１５～６０°である、請求項６ないし８のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

【請求項10】

前記ポケット壁の厚さは、０．５～３．０mmである、請求項６ないし９のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

【請求項11】

前記ポケット壁の複素弾性率Ｅ＊は、２．０～６．０MPaである、請求項６ないし１０のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

【請求項12】

前記ポケット壁の複素弾性率Ｅ＊は、前記タイヤ内腔面の複素弾性率Ｅ＊と同じである、請求項６ないし１１のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

【請求項13】

前記ポケット部は、タイヤ周方向に沿って延び、かつ、仕切り壁でタイヤ周方向に区分された複数の前記収容空間を含む、請求項１ないし１２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。

【背景技術】

【0002】

従来、タイヤ内腔面に自己修復型のシーラント材が配された空気入りタイヤが種々提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。前記シーラント材は、例えば、トレッド部に釘等の異物が刺さって穿孔が発生した場合に、これを塞ぐように固まり、タイヤから空気が抜けるのを防ぐことができる（以下、このような効果を「エアシール効果」という場合がある。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－０１８８００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般に、タイヤ走行時においては、タイヤのトレッド部のみならず、ショルダー部やサイドウォール部にも釘等の異物が刺さるおそれがある。このため、ショルダー部及びサイドウォール部においても、シーラント材によってエアシール効果が発揮されるのが望ましい。したがって、シーラント材は、トレッド部の内腔面だけでなく、ショルダー部やサイドウォール部の内腔面にも配されているのが望ましい。

【0005】

しかしながら、ショルダー部やサイドウォール部の内腔面に配されたシーラント材は、タイヤ走行時の遠心力によってタイヤ半径方向外側に移動してしまい、ショルダー部やサイドウォール部において十分なエアシール効果が発揮されないという問題があった。

【0006】

本発明は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、タイヤ内腔面にシーラント材が配された空気入りタイヤにおいて、ショルダー部やサイドウォール部において十分なエアシール効果を発揮させることを主たる課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、空気入りタイヤであって、タイヤ内腔面に自己修復型のシーラント材が配されており、タイヤ子午線断面において、前記タイヤ内腔面は、タイヤ軸方向に延びるトレッド内面と、前記トレッド内面からタイヤ半径方向内側に延びるサイドウォール内面とを含み、前記サイドウォール内面には、タイヤ走行時の遠心力に伴う前記シーラント材のタイヤ半径方向外側への移動を妨げる収容空間を備えた少なくとも一つのポケット部が設けられている。

【0008】

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記収容空間には、予め前記シーラント材が配されているのが望ましい。

【0009】

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ポケット部は、タイヤ周方向に沿って延びているのが望ましい。

【0010】

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ポケット部は、タイヤ全周に亘って延びているのが望ましい。

【0011】

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ポケット部は、前記サイドウォール内面においてタイヤ回転軸を中心に渦巻状に配されているのが望ましい。

【0012】

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ポケット部は、前記タイヤ内腔面から延びるポケット壁を備え、前記ポケット壁は、タイヤ半径方向内側を向いた開口部と、前記開口部からタイヤ半径方向外側に延びる前記収容空間とを規定するのが望ましい。

【0013】

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ポケット壁を通るタイヤ子午線断面において、前記ポケット壁は、前記タイヤ内腔面からタイヤ軸方向内側に向かってタイヤ半径方向内側に傾斜しているのが望ましい。

【0014】

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ポケット壁を通るタイヤ子午線断面において、前記ポケット壁の長さは、５～１５mmであるのが望ましい。

【0015】

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記タイヤ内腔面と前記ポケット壁との間の角度は、１５～６０°であるのが望ましい。

【0016】

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ポケット壁の厚さは、０．５～３．０mmであるのが望ましい。

【0017】

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ポケット壁の複素弾性率Ｅ＊は、２．０～６．０MPaであるのが望ましい。

【0018】

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ポケット壁の複素弾性率Ｅ＊は、前記タイヤ内腔面の複素弾性率Ｅ＊と同じであるのが望ましい。

【0019】

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ポケット部は、タイヤ周方向に沿って延び、かつ、仕切り壁でタイヤ周方向に区分された複数の前記収容空間を含むのが望ましい。

【発明の効果】

【0020】

本発明の空気入りタイヤは、上記の構成を採用したことによって、ショルダー部やサイドウォール部において十分なエアシール効果を発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示すタイヤ子午線断面図である。

【図2】図１のサイドウォール内面の拡大斜視図である。

【図3】図１のサイドウォール内面を平面視した概略図である。

【図4】図１のポケット部の拡大断面図である。

【図5】本発明の他の実施形態のポケット部の拡大斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。図１は、本発明の一実施形態を示す空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」という場合がある。）１の正規状態におけるタイヤ子午線断面図である。本実施形態では、好ましい態様として、乗用車用の空気入りタイヤ１が示される。但し、本発明は、例えば、自動二輪車用や重荷重用の空気入りタイヤ１として採用されても良い。

【0023】

前記「正規状態」とは、各種の規格が定められた空気入りタイヤの場合、タイヤが正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填され、しかも、無負荷の状態である。各種の規格が定められていないタイヤの場合、前記正規状態は、タイヤの使用目的に応じた標準的な使用状態であって車両に未装着かつ無負荷の状態を意味する。本明細書において、特に断りがない場合、タイヤ各部の寸法等は、前記正規状態で測定された値である。

【0024】

「正規リム」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ているリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば "標準リム" 、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば"Measuring Rim" である。

【0025】

「正規内圧」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、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" である。

【0026】

本実施形態のタイヤ１の内部には、カーカス６、ベルト層７及び空気非透過性のゴム材からなるインナーライナ９等のタイヤ構成部材が配されている。カーカス６は、一方側のビード部４から、一方側のサイドウォール部３、トレッド部２、他方側のサイドウォール部３を経て、他方側のビード部４に至る。カーカス６は、サイドウォール部３とトレッド部２との間の曲がった領域であるショルダー部５を通るのは言うまでもない。これらタイヤ構成部材には、公知の態様が適宜採用される。

【0027】

本発明のタイヤ１は、タイヤ内腔面１ｓに、自己修復型のシーラント材１０が配されている。シーラント材１０は、トレッド部２に発生した穿孔を埋めるための粘着性を有している。シーラント材１０は、例えば、トレッド部２に釘等の異物が刺さって穿孔が発生した場合に、これを塞ぐように固まり、タイヤから空気が抜けるのを防ぐことができる。シーラント材１０には、公知の材料が用いられ、ここでの説明は省略される。

【0028】

また、タイヤ子午線断面において、タイヤ内腔面１ｓは、タイヤ軸方向に延びるトレッド内面２ｓと、トレッド内面２ｓからタイヤ半径方向内側に延びるサイドウォール内面３ｓとを含む。本発明のタイヤ１は、サイドウォール内面３ｓにシーラント材１０が配されている。また、本実施形態のタイヤ１は、従来と同様、トレッド内面２ｓにもシーラント材１０が配されている。

【0029】

図２には、サイドウォール内面３ｓの拡大斜視図が示されている。図２では矢印ａがタイヤ半径方向に相当し、矢印ｂがタイヤ周方向に相当する。また、図２で示されるサイドウォール内面３ｓは、図１とは上下を逆転して示されている。すなわち、図２の上側がタイヤ半径方向内側に相当し、図２の下側がタイヤ半径方向外側に相当する。また、発明を理解し易いように、図２において、シーラント材１０の外面はドットで着色されている。図２に示されるように、サイドウォール内面３ｓには、タイヤ走行時の遠心力に伴うシーラント材１０のタイヤ半径方向外側への移動を妨げる収容空間１６を備えた少なくとも一つのポケット部１５が設けられている。上記の構成を採用したことによって、ショルダー部５やサイドウォール部３（図１に示され、以下、同様である。）において十分なエアシール効果を発揮させることができる。その理由としては、以下のメカニズムが推察される。

【0030】

ショルダー部５やサイドウォール部３で十分にエアシール効果を発揮させるためには、これらの内腔面にシーラント材が配されている必要がある。しかしながら、従来のタイヤにおいて、ショルダー部やサイドウォール部の内腔面に配されたシーラント材は、タイヤ走行時の遠心力によってタイヤ半径方向外側に移動してしまう傾向がある。本発明では、サイドウォール内面３ｓにポケット部１５が設けられることにより、シーラント材１０のタイヤ半径方向外側への移動が妨げられ、ショルダー部５及びサイドウォール部３において十分なエアシール効果が発揮されると考えられる。

【0031】

以下、本実施形態のさらに詳細な構成が説明される。なお、以下で説明される各構成は、本実施形態の具体的態様を示すものである。したがって、本発明は、以下で説明される構成を具えないものであっても、上述の効果を発揮し得るのは言うまでもない。また、上述の特徴を具えた本発明のタイヤに、以下で説明される各構成のいずれか１つが単独で適用されても、各構成に応じた性能の向上は期待できる。さらに、以下で説明される各構成のいくつかが複合して適用された場合、各構成に応じた複合的な性能の向上が期待できる。なお、以下で説明されるポケット部１５の各寸法は、タイヤがリム組みされず、かつ、２つのビードコア間の距離が前記正規状態と同じとされ、しかも、無負荷の状態における寸法を指すものとする。

【0032】

図１に示されるように、収容空間１６には、予めシーラント材１０が配されているのが望ましい。これにより、シーラント材１０のタイヤ半径方向外側への移動が確実に妨げられ、ショルダー部５及びサイドウォール部３において優れたエアシール効果が発揮される。

【0033】

サイドウォール部３及びショルダー部５で確実にエアシール効果を発揮させるため、ポケット部１５は、ベルト層７のタイヤ軸方向の外端よりもタイヤ軸方向内側にまで配されているのが望ましい。また、ポケット部１５は、少なくとも、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ半径方向内側にまで配されているのが望ましい。

【0034】

図３には、サイドウォール内面３ｓを平面視した概略図が示されている。図３では、ドットで着色された領域がポケット部１５を示している。図３に示されるように、ポケット部１５は、タイヤ周方向に沿って延びており、望ましい態様ではタイヤ全周に亘って延びている。これにより、シーラント材１０が収容空間１６からタイヤ周方向にこぼれることを防ぐことができる。

【0035】

さらに望ましい態様として、本実施形態のポケット部１５は、サイドウォール内面３ｓにおいてタイヤ回転軸１ｃを中心に渦巻状に配されている。このようなポケット部１５は、サイドウォール内面３ｓの全体においてエアシール効果を向上させる。また、ポケット部１５が渦巻状に配された場合、シーラント材１０の塗布工程において、シーラント材１０を収容空間１６に連続的に塗布することができ、タイヤの生産性が向上する。

【0036】

タイヤ半径方向で隣り合うポケット部１５の間隔は、要求されるエアシール効果やシーラント材１０の粘度（遠心力による移動のし難さ）、タイヤの製造コスト等を考慮の上、適宜決定される。本実施形態において、前記間隔は、例えば、１列のポケット部１５のタイヤ半径方向の長さよりも小さく設定されている。

【0037】

図１に示されるように、望ましい態様では、タイヤ１の両側のサイドウォール内面３ｓに、互いに同一の配列でポケット部１５が配されるのが望ましい。これにより、タイヤのユニフォミティが維持される。

【0038】

図４には、ポケット部１５の拡大断面図が示されている。なお、図４において、シーラント材１０は省略されている。図４に示されるように、ポケット部１５は、タイヤ内腔面１ｓから延びるポケット壁２０を備えている。ポケット壁２０は、タイヤ内腔面１ｓからタイヤ軸方向内側に向かってタイヤ半径方向内側に傾斜している。これにより、ポケット壁２０は、タイヤ半径方向内側を向いた開口部２１と、開口部２１からタイヤ半径方向外側に延びる収容空間１６とを規定している。

【0039】

タイヤ内腔面１ｓとポケット壁２０との間の角度θ１は、例えば、１０～７０°であり、望ましくは１５～６０°である。このようなポケット壁２０は、十分な収容空間１６を確保でき、かつ、タイヤの遠心力によるタイヤ軸方向内側への倒れ込みを抑制できる。なお、前記角度θ１は、ポケット壁２０の長さ方向の中心位置よりも先端２０ａ側の内壁面２０ｉと、タイヤ内腔面１ｓとの間の角度を意味する。

【0040】

本実施形態のポケット壁２０は、例えば、根元２０ｂから延びる第１部分２６と、タイヤ半径方向に対する角度が第１部分２６よりも小さい第２部分２７とを含んでいる。第１部分２６と第２部分２７との間の角度は、例えば、１５０～１７０°である。このようなポケット壁２０は、タイヤの遠心力によっても変形し難くなる。

【0041】

同様の観点から、ポケット壁２０を通るタイヤ子午線断面において、ポケット壁２０の長さＬ１は、例えば、３～２０mmであり、望ましくは５～１５mmである。なお、前記長さは、ポケット壁２０の根元２０ｂからタイヤ半径方向内側の先端２０ａまでの、ポケット壁２０の厚さを２等分する中心線２０ｃに沿った所謂ペリフェリ長さを意味する。

【0042】

ポケット壁２０の厚さは、前記根元２０ｂから先端２０ａに向かって連続的に小さくなっているのが望ましい。これにより、タイヤの遠心力によるポケット壁２０の変形が抑制される。また、ポケット壁２０は、その根元２０ｂにおいて最大の厚さｔ１が形成されている。前記厚さｔ１が小さいと、ポケット壁２０が変形し易くなり、シーラント材１０が収容空間１６から排出される場合がある。逆に、前記厚さｔ１が大きいと、ポケット壁２０の剛性が過度に高められ、釘等の異物が刺さったときに、前記異物に付着したシーラント材１０に悪影響を与え、エアシール効果を損ねる場合がある。また、前記厚さｔ１が大きいと、タイヤ重量を過度に増加させるおそれがある。このような観点から、前記厚さｔ１は、例えば、０．５～４．０mmであり、望ましくは０．５～３．０mmである。

【0043】

ポケット壁２０は、例えば、タイヤ内腔面１ｓを構成するインナーライナ９（図１に示す）と同じゴムで構成されている。したがって、ポケット壁２０の複素弾性率Ｅ＊は、タイヤ内腔面１ｓの複素弾性率Ｅ＊と同じである。これにより、タイヤ内腔面１ｓからポケット壁２０が剥がれるのを防ぐことができ、かつ、タイヤの生産性が向上し得る。なお、前記複素弾性率Ｅ＊は、ＪＩＳ－Ｋ６３９４の規定に準じて、次に示される条件で、株式会社岩本製作所製の「粘弾性スペクトロメータ」を用いて測定した値である。
初期歪み：１０％
振幅：±１％
周波数：８Hz
変形モード：伸張
測定温度：８０℃

【0044】

図５には、他の実施形態のポケット部１５の拡大斜視図が示されている。図５は、図２と同様、矢印ａがタイヤ半径方向に相当し、矢印ｂがタイヤ周方向に相当する。また、図５で示されるサイドウォール内面３ｓは、図１とは上下を逆転して示されている。また、図５において、シーラント材１０の外面はドットで着色されている。図５に示されるように、この実施形態のポケット部１５は、タイヤ周方向に沿って延び、かつ、仕切り壁２８でタイヤ周方向に区分された複数の収容空間１６を含む。このような仕切り壁２８は、ポケット部１５の剛性を高めてその変形を抑制し、かつ、シーラント材１０の流動を抑制することができる。

【0045】

仕切り壁２８のタイヤ周方向の配置ピッチは、特に限定されるものではないが、ポケット部１５の剛性を確実に高める観点から、ポケット部１５の開口幅の１．０～３．０倍とされるのが望ましい。

【0046】

図１に示されるように、本発明のタイヤ１は、例えば、通常の方法でタイヤを製造し、そのサイドウォール内面３ｓにポケット部１５を貼り付け、収容空間１６にシーラント材１０を配することで製造できる。

【0047】

以上、本発明の一実施形態のタイヤが詳細に説明されたが、本発明は、上記の具体的な実施形態に限定されることなく、種々の態様に変更して実施され得る。

【実施例0048】

図１の基本構造を有しかつ表１～２の仕様に基づいたサイズ２１５／５５Ｒ１７の空気入りタイヤが製造され、また、比較例として、サイドウォール内面にポケット部を有しないタイヤが試作された。比較例のタイヤは、上記の事項を除き、実施例のタイヤと実質的に同じである。また、サイドウォール内面に塗布されたシーラント材の平均厚さは、いずれのテストタイヤも３．０mmである。これらのテストタイヤについて、エアシール性能がテストされた。各テストタイヤの共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
装着リム：１７×７．５Ｊ
タイヤ内圧：２５０kPa

【0049】

＜エアシール性能＞
テストタイヤをドラム上で縦荷重４．６kN負荷させて２００km/hの速度で１時間走行させた。その後、ショルダー部及びサイドウォール部に釘（長さ５０mm、直径３．０５mm）が２０本打ち込まれた後、釘が除去され、シーラント材によるエアシール効果が発揮された箇所（空気漏れが止まった箇所）の数が測定された。結果は、前記数が大きい程、ショルダー部及びサイドウォール部において優れたエアシール性能が発揮されていることを示す。
テストの結果が表１～２に示される。

【0050】

【表1】

【0051】

【表2】

【0052】

表１～２に示されるように、実施例のタイヤは、ショルダー部及びサイドウォール部において十分なエアシール効果を発揮していることが確認できた。

【符号の説明】

【0053】

１ｓ タイヤ内腔面
２ｓ トレッド内面
３ｓ サイドウォール内面
１０ シーラント材
１５ ポケット部
１６ 収容空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】