(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本のカーカスコードをコートゴムで被覆したカーカス層を左右一対のビード部間に装架し、該カーカス層の外側にジエン系ゴムを主成分として含むタイヤ構成部材を貼り付けた空気入りタイヤにおいて、前記カーカス層の内面をタイヤ内側空間に直接露出させた構成にすると共に、該カーカス層のコートゴムを少なくともタイヤ内側部分に配置される内層と、該内層と前記タイヤ構成部材との間に配置される外層とから構成し、前記内層として、エポキシ化天然ゴム、イソブチレンとパラメチルスチレンとの共重合体のハロゲン化ゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム及びニトリルゴムからなる群から選択された少なくとも１種の低空気透過性ゴムを配合した低空気透過性ゴム組成物を使用すると共に、前記外層として、前記内層よりも配合量の少ない低空気透過性ゴムとジエン系ゴムを配合した中間ゴム組成物を使用し、前記外層を複数層構造にし、その少なくとも１層のｔａｎδを他の層よりも低くした空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記低空気透過性ゴム組成物は、全ポリマー１００重量部のうち前記低空気透過性ゴムを６０〜１００重量部の割合で配合したものである請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記中間ゴム組成物は、全ポリマー１００重量部のうち前記低空気透過性ゴムを２０〜６０重量部の割合で配合したものである請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記カーカス層に隣接する他のタイヤ構成部材のタイヤ内面側の少なくとも一部に、前記中間ゴム組成物を使用した請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記内層の厚さを０．２５〜０．６５ｍｍとした請求項１乃至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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ内面にインナーライナー層を設けないで軽量化を図った空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、軽量化の効果を維持しながらカーカス層と他のタイヤ構成部材との接着性を改善して耐久性を向上するようにした空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にチューブレスタイヤは、タイヤ内面にハロゲン化ブチル等を主体とする空気透過性が低いゴムからなるインナーライナー層を設けることによって、内部空気圧を保持するようにしている。しかし、近年、空気入りタイヤを軽量化する手法の一つとして、低空気透過性のインナーライナー層を設けずに、カーカス層のコートゴムを低空気透過性ゴムから構成し、カーカス層自体に内部空気圧保持機能を持たせるようにした提案が多数なされている。
【０００３】
しかしながら、上述の低空気透過性ゴムは、一般にタイヤ構成部材に使用するジエン系ゴムとの接着性が悪いという欠点があるため、カーカス層のコートゴムにそのまま使用したのでは、外側を囲むベルト層やサイドウォール等との間で剥離を生じるという問題がある。
すなわち、この低空気透過性ゴムを従来のようにカーカス層の内側のインナーライナー層に使用する場合は、カーカス層とインナーライナー層との間に生じる歪みが少ないため、低空気透過性ゴムからなるインナーライナー層とジエン系ゴムからなるカーカス層とを互いに隣接させても実用上問題はない。
【０００４】
ところが、カーカス層とそのタイヤ外側に隣接するベルト層、サイドウォール、ビードフィラーなどのタイヤ構成部材との間には大きな歪みを生じて応力が集中するため、上述の低空気透過性ゴムをカーカス層に使用すると、このカーカス層とジエン系ゴムからなるタイヤ構成部材との間の接着力が不十分になり、タイヤの耐久性が著しく低下するという問題を生じるのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、インナーライナー層を設けない構造にして軽量化を図っても、カーカス層と他のタイヤ構成部材との接着性を改善して耐久性を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、複数本のカーカスコードをコートゴムで被覆したカーカス層を左右一対のビード部間に装架し、該カーカス層の外側にジエン系ゴムを主成分として含むタイヤ構成部材を貼り付けた空気入りタイヤにおいて、前記カーカス層の内面をタイヤ内側空間に直接露出させた構成にすると共に、該カーカス層のコートゴムを少なくともタイヤ内側部分に配置される内層と、該内層と前記タイヤ構成部材との間に配置される外層とから構成し、前記内層として、エポキシ化天然ゴム、イソブチレンとパラメチルスチレンとの共重合体のハロゲン化ゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム及びニトリルゴムからなる群から選択された少なくとも１種の低空気透過性ゴムを配合した低空気透過性ゴム組成物を使用すると共に、前記外層として、前記内層よりも配合量の少ない低空気透過性ゴムとジエン系ゴムを配合した中間ゴム組成物を使用し、前記外層を複数層構造にし、その少なくとも１層のｔａｎδを他の層よりも低くしたことを特徴とするものである。
【０００７】
このようにカーカス層を直接タイヤ内側空間に露出させてインナーライナー層のない構造にして軽量化を図ると共に、カーカス層のコートゴムを内層と外層とから構成し、内層として低空気透過性ゴムを配合した低空気透過性ゴム組成物を使用することによって空気圧保持性能を確保するようにし、かつ外層として低空気透過性ゴムの配合量を内層よりも少なくした中間ゴム組成物を使用し、コートゴムの内層とタイヤ構成部材との中間的性質を有する層を設けたことにより、カーカス層と他のタイヤ構成部材との接着性を改善してタイヤ耐久性を向上することができる。
【０００８】
また、本発明では、低空気透過性ゴム組成物からなるカーカス層において、少なくともタイヤ内側部分に配置される内層が主として空気漏れ防止性能に寄与することに注目し、この内層よりタイヤ外側部分の外層を接着層として活用することにより、カーカス層を実質的に厚くする必要はないので、インナーライナー層の除去による軽量化効果を維持することができる。
【０００９】
本発明において、低空気透過性ゴムとは、エポキシ化天然ゴム、イソブチレンとパラメチルスチレンとの共重合体のハロゲン化ゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム及びニトリルゴムからなる群から選択された少なくとも１種のゴムを意味する。カーカス層のコートゴムの内層には、上記低空気透過性ゴムを全ポリマー１００重量部のうち６０〜１００重量部の割合で配合し、残部に少なくとも１種のジエン系ゴムを０〜４０重量部の割合で配合した低空気透過性ゴム組成物を使用することが好ましい。
【００１０】
低空気透過性ゴム組成物に配合するジエン系ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴムなどを使用することができる。上記のように低空気透過性ゴムを配合した低空気透過性ゴム組成物は空気の透過量が少ないので、これをカーカス層のコートゴムの内層に使用することにより、タイヤ内面にインナーライナー層を設ける必要がなくなる。
【００１１】
一方、カーカス層のコートゴムの外層には、上記低空気透過性ゴムを全ポリマー１００重量部のうち２０〜６０重量部の割合で配合し、残部に少なくとも１種のジエン系ゴムを４０〜８０重量部の割合で配合した中間ゴム組成物を使用することが好ましい。上記のように低空気透過性ゴムを配合した中間ゴム組成物は、一般にジエン系ゴムからなるタイヤ構成部材と前記内層との中間的性質を有するため両者との接着性が良好である。従って、カーカス層とタイヤ構成部材との接着性が向上するので、カーカス層に低空気透過性ゴム組成物を使用してもタイヤ耐久性を向上することが可能になる。
【００１２】
また、カーカス層のコートゴムの外層は、低空気透過性ゴムを配合しないでジエン系ゴムだけで構成するようにしても、内層と外層とを予め加湿状態で貼り合わせる所謂ホット合わせを行うようにすれば、良好な接着性を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを例示するものである。図１において、左右一対のビード部１，１間にカーカス層５が装架されており、このカーカス層５の両端部がそれぞれ左右一対のビードコア３の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。
【００１４】
カーカス層５はタイヤ周方向に対して略９０°の角度をなすようにラジアル方向に配向させた複数本のカーカスコード２をコートゴム４で被覆して構成されている（図２参照）。カーカスコード２としては、ナイロン繊維コード、ポリエステル繊維コード、芳香族ポリアミド繊維コードなどの有機繊維コード、又はスチールコードなどの金属コードを使用する。
【００１５】
カーカス層５の外側には、サイドウォール６、ビードフィラー７、ベルト層８及びトレッド９などのタイヤ構成部材が貼り付けられており、これらタイヤ構成部材がカーカス層５に対して一体的に加硫接着されている。また、上述のようなタイヤ構成部材は主としてジエン系ゴム組成物から構成されている。
カーカス層５のコートゴム４は、図２に示すように、少なくともタイヤ内側部分に配置される内層４ａと、この内層４ａとタイヤ構成部材（サイドウォール６）との間に配置される外層４ｂとから構成されている。内層４ａとしては、エポキシ化天然ゴム、イソブチレンとパラメチルスチレンとの共重合体をハロゲン化したゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム及びニトリルゴムからなる群から選択された少なくとも１種の低空気透過性ゴムを全ポリマー１００重量部のうち６０〜１００重量部の割合で配合し、残部に少なくとも１種のジエン系ゴムを０〜４０重量部の割合で配合した低空気透過性ゴム組成物を使用する。
【００１６】
このように内層４ａに全ポリマー１００重量部のうち低空気透過性ゴムを６０重量部以上の割合で配合した低空気透過性ゴム組成物を使用することにより、カーカス層５のタイヤ内側にインナーライナー層を設ける必要はなく、その分だけタイヤを軽量化することが可能になる。また、内層４ａの全ポリマーを低空気透過性ゴムから構成するようにしてもよい。
【００１７】
一方、外層４ｂとしては、上記低空気透過性ゴムを全ポリマー１００重量部のうち０〜６０重量部の割合で配合し、残部に少なくとも１種のジエン系ゴムを４０〜１００重量部の割合で配合した中間ゴム組成物を使用し、低空気透過性ゴムの配合量を内層４ａよりも少なくする。このように外層４ｂに全ポリマー１００重量部のうち低空気透過性ゴムを０〜６０重量部、好ましくは２０〜６０重量部の割合で配合した中間ゴム組成物を使用することにより、内層４ａとジエン系ゴムを主体とするサイドウォール６等のカーカス層５に隣接する他のタイヤ構成部材との接着性が向上する。従って、カーカス層５の内層４ａに低空気透過性ゴム組成物を使用しても、タイヤの耐久性を確保することができる。
【００１８】
この内層４ａ及び外層４ｂのゴム組成物に配合するジエン系ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム及びスチレンブタジエンゴムなどがある。また、このゴム組成物には必要に応じてカーボンブラック、加硫剤、加硫促進剤及び老化防止剤などを添加するとよい。
本発明では、カーカス層５のコートゴム４を内層４ａと外層４ｂとから構成し、内層４ａが主として空気漏れ防止性能に寄与し、外層４ｂが接着層として作用するので、カーカス層５を実質的に厚くする必要はない。乗用車用タイヤの場合、内層４ａの厚さは、０．２５〜０．６５ｍｍにすることが好ましい。このように内層４ａの厚さの下限値を０．２５ｍｍにすることにより、空気漏れ防止性能を確保することができる。また、カーカス層５の厚さは、１．００〜１．５０ｍｍにすることが好ましい。このようにカーカス層５の厚さの上限値を１．５０ｍｍにすることにより、インナーライナー層の除去による軽量化効果を維持することができる。
【００１９】
また、本発明では、カーカス層５の内層４ａと外層４ｂのゴム組成物を互いに異ならせるので、その配合において低空気透過性ゴムの配合割合を変化させるだけでなく、他の配合物の配合割合を変化させるようにしてもよい。例えば、カーカス層５の外層４ｂに粘着性（タック力）が優れたゴム組成物を使用することにより、タイヤ成形工程における生産性を向上することが可能になる。
【００２０】
また、低空気透過性ゴムの配合割合が少ないゴム組成物は一般に発熱性（ｔａｎδ）が小さいが、カーカス層５の外層４ｂのｔａｎδを低くすることにより、或いはカーカスコード２の間のゴムのｔａｎδを低くすることにより、タイヤの転動抵抗を低減することが可能である。この場合、図３に示すように、２層構造の外層４ｂ，４ｃを設け、カーカスコード２に隣接する外層４ｂやカーカスコード２の間の外層４ｃのｔａｎδをタイヤ内側に位置する内層４ａよりも低くすることが好ましい。このように外層を複数層構造にし、その少なくとも１層のｔａｎδを他の層より小さくすることにより、タイヤの転動抵抗を効果的に低減することができる。
【００２１】
上述したカーカス層の構造は、タイヤの製造工程において種々の方法によって形成することができる。例えば、カーカスコード２のゴム引き工程において、並列に引き揃えられた複数本のカーカスコード２に対して、その表裏から互いに異なる種類のゴム組成物を押し付けるようにすることができる。また、並列に引き揃えられた複数本のカーカスコード２の両面に低空気透過性ゴムをゴム引きした後に、一方の面に中間ゴム組成物を貼り合わせるようにしてもよい。或いは、成形ドラム上に先ず低空気透過性ゴム組成物からなるシートを巻き付け、次にカーカスコード２を配置し、更に中間ゴム組成物を巻き付けるようにしてもよい。
【００２２】
また、カーカス層５を図３に示す積層構造にする場合は、並列に引き揃えられた複数本のカーカスコード２を低ｔａｎδのゴム組成物でゴム引きし、その一方の面に低空気透過性ゴム組成物を貼り合わせ、他方の面に中間ゴム組成物を貼り合わせるようにすればよい。いずれの場合も、コートゴム４の低空気透過性ゴム組成物からなる内層４ａの厚さを所定の厚さにすることが必要である。
【００２３】
図４及び図５は、それぞれ本発明の他の実施形態を示すものである。図４において、カーカス層５の折り返し部の外側には、タイヤ構成部材をとしてリムクッション１０が設けられている。このリムクッション１０には、カーカス層５の外層４ｂと同様に低空気透過性ゴムの配合量を内層４ａよりも少なくした中間ゴム組成物が使用されている。このリムクッション１０とカーカス層５との間に生じる歪みは比較的小さいものの、カーカス層５の両端部をタイヤ内側から外側へ折り返した場合、カーカス層５が内外反転して内層４ａがタイヤ外側に配置されることになるので、リムクッション１０を中間ゴム組成物から構成し、この部分の接着性を向上することが好ましい。このようなリムクッション１０はサイドウォール６と同時に押出成形するようにすればよい。
【００２４】
図５において、サイドウォール６の内側全体の層６ａには、全ポリマー１００重量部のうち低空気透過性ゴムを２０〜６０重量部の割合で配合した中間ゴム組成物が使用されている。サイドウォール６の層６ａに中間ゴム組成物を使用することにより、他の部分と比較して肉厚が薄くなるサイドウォール部における空気漏れを確実に防止できるので、空気圧保持性能をより一層向上することができる。このような層６ａはサイドウォール６と同時に押出成形することができる。
【００２５】
【実施例】
タイヤサイズを１６５ＳＲ１３とし、タイヤ構造及びゴム組成物を下記のように種々異ならせた従来タイヤ１，２及び本発明タイヤ１〜１０を製作した。なお、表１において、配合Ａはサイドウォール用ゴム組成物であり、配合Ｂは低空気透過性ゴム組成物であり、配合Ｃは汎用カーカス用ゴム組成物であり、配合Ｄ1 〜Ｄ8 は中間ゴム組成物である。
【００２６】
従来タイヤ１
図６のようにカーカス層５のタイヤ内側にインナーライナー層１１を設けた構造とし、サイドウォール６に配合Ａのゴム組成物を使用し、カーカス層５に配合Ｃのゴム組成物を使用し、インナーライナー層１１に配合Ｂのゴム組成物を使用した。
【００２７】
従来タイヤ２
図７のようにカーカス層５のタイヤ内側にインナーライナー層を設けない構造とし、サイドウォール６に配合Ａのゴム組成物を使用し、カーカス層５に配合Ｂのゴム組成物を使用した。
【００２８】
本発明タイヤ１〜７
図２のようにカーカス層５のタイヤ内側にインナーライナー層を設けない構造とし、サイドウォール６に配合Ａのゴム組成物を使用し、カーカス層５の内層４ａに配合Ｂのゴム組成物を使用し、外層４ｂに配合Ｄ1 〜Ｄ7 のゴム組成物を使用した。
【００２９】
本発明タイヤ８
図２のようにカーカス層５のタイヤ内側にインナーライナー層を設けない構造とし、サイドウォール６に配合Ａのゴム組成物を使用し、カーカス層５の内層４ａに配合Ｂのゴム組成物を使用し、外層４ｂに配合Ｄ2 のゴム組成物を使用し、かつ図４のようにリムクッション１０に配合Ｄ8 のゴム組成物を使用した。
【００３０】
本発明タイヤ９
図２のようにカーカス層５のタイヤ内側にインナーライナー層を設けない構造とし、サイドウォール６に配合Ａのゴム組成物を使用し、カーカス層５の内層４ａに配合Ｂのゴム組成物を使用し、外層４ｂに配合Ｄ2 のゴム組成物を使用し、かつ図５のようにサイドウォール６のカーカス層５と接する部位の層６ａに配合Ｄ8 を使用した。
本発明タイヤ１０
図３のようにカーカス層５のタイヤ内側にインナーライナー層を設けない構造とし、サイドウォール６に配合Ａのゴム組成物を使用し、カーカス層５の内層４ａに配合Ｂのゴム組成物を使用し、かつ２層構造の外層４ｂ，４ｃを設け、外層４ｂに配合Ｄ8 のゴム組成物を使用し、外層４ｃに配合Ｄ3 を使用した。なお、ｔａｎδ（６０℃）は、外層４ｃが０．０８であり、内層４ａと外層４ｂが０．２１である。
【００３１】
【表１】
0003667017.tif 000002
【００３２】
これら試験タイヤについて、下記の試験方法により耐久性、タック（粘着）力、転動抵抗及び重量を測定し、その結果を表２に示した。
耐久性：
各試験タイヤをリムサイズ１３×４・1/2 −Ｊのリムに装着した後、空気圧１４０ｋＰａ、室温３８℃、荷重５．５ｋＮの条件にて直径１７０７ｍｍのドラム上を速度８０ｋｍ／ｈで最大走行距離１万ｋｍまで走行させ、タイヤが故障するまでの距離を測定した。測定結果は、完走した場合を１００とし、故障が発生したときの距離を１万ｋｍで除した指数で示した。この指数値が大きいほど、耐久性が優れている。
【００３３】
タック力：
各試験タイヤについて、未加硫のサイドウォール用ゴム組成物と未加硫の中間ゴム組成物をそれぞれオープンロールで混練後、厚さ約２ｍｍのシートに成形し、成形直後にゴムシートの両面にポリエステルフィルムを気泡が入らないように注意しながら貼り付け、シート成形後２時間以上経過した中間ゴム組成物のシートを圧着用短冊とし、サイドウォール用ゴム組成物のシートを被圧着用短冊として切り出し、表面のポリエステルフィルムを剥がしてから６時間経過した後に両シート間のタック力を測定した。
【００３４】
測定結果は、従来タイヤ１を１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど、タック力が大きい。なお、測定機械には、東洋精機製作所製ＰＩＣＭＡII型タックテスターを使用し、測定条件は下記のようにした。
試料寸法：  幅１２ｍｍ×長さ２００ｍｍ
圧着速度：  ５００ｍｍ／ｍｉｎ
圧着時間：  ０．５ｓｅｃ．
圧着荷重：  ４．９０Ｎ
剥離速度：  １２５０ｍｍ／ｍｉｎ
試験温度：  ２０℃
試験湿度：  ６５％
【００３５】
転動抵抗：
従来タイヤ１，２及び本発明タイヤについて、各試験タイヤをリムサイズ１３×４・1/2 −Ｊのリムに装着した後、空気圧２００ｋＰａ、室温２５℃、荷重２．９４ｋＮの条件にて直径１７０７ｍｍのドラム上を１時間予備走行させた後、速度８０ｋｍ／ｈで転動抵抗を測定した。測定結果は、従来タイヤ１を１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど、転動抵抗が大きい。
【００３６】
重量：
各試験タイヤを測定し、従来タイヤ１を１００とする指数で示した。この指数値が小さいほど、重量が少ない。
【００３７】
【表２】
0003667017.tif 000003
【００３８】
この表２から明らかなように、本発明タイヤ１〜１０は、いずれも従来タイヤに比べて軽量化されていると共に、転動抵抗、タック力及び耐久性が実用レベルに達していた。これに対して、従来タイヤ２は、従来タイヤ１に比べて軽量化されていたものの、耐久性が著しく低いので実用的ではなかった。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、カーカス層の外側にジエン系ゴムを主成分として含むタイヤ構成部材を貼り付けた空気入りタイヤにおいて、カーカス層の内面をタイヤ内側空間に直接露出させた構成にすると共に、カーカス層のコートゴムを内層と外層とから構成し、内層として低空気透過性ゴム組成物を使用すると共に、外層として低空気透過性ゴムの配合量を内層よりも少なくした中間ゴム組成物を使用したから、インナーライナー層を設けない構造にして軽量化を図っても、カーカス層と他のタイヤ構成部材との接着性を改善して耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りタイヤを例示するタイヤ子午線半断面図である。
【図２】本発明の空気入りタイヤのカーカス層を例示する部分拡大断面図である。
【図３】本発明の空気入りタイヤのカーカス層の他の実施形態を示す部分拡大断面図である。
【図４】本発明の空気入りタイヤの他の実施形態を示すタイヤ子午線半断面図である。
【図５】本発明の空気入りタイヤの更に他の実施形態を示すタイヤ子午線半断面図である。
【図６】従来の空気入りタイヤのカーカス層（インナーライナー層あり）を示す部分拡大断面図である。
【図７】従来の空気入りタイヤのカーカス層（インナーライナー層なし）を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１  ビード部
２  カーカスコード
４  コートゴム
４ａ  内層
４ｂ  外層
５  カーカス層
６  サイドウォール（タイヤ構成部材）
【図１】
0003667017.tif 000004
【図２】
0003667017.tif 000005
【図３】
0003667017.tif 000006
【図４】
0003667017.tif 000007
【図５】
0003667017.tif 000008
【図６】
0003667017.tif 000009
【図７】
0003667017.tif 000010