(57)【要約】【課題】  ベルト層の酸化劣化を抑制し、延いては、更生タイヤとしてのケーシング寿命を長くしてリトレッド可能回数を増加することを可能にした空気入りタイヤを提供する。【解決手段】  一対のビード部３，３間に複数本のカーカスコードを含むカーカス層４を装架し、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側にベルト層９Ｂを配置した空気入りタイヤにおいて、カーカスコードとして素線径が０．２２ｍｍ以下である９本以上の素線３１を撚り合わせた構造を有するスチールコード３０を用いると共に、５０℃における酸素透過率が天然ゴムよりも高いポリマーを含むコンパウンドからなるガス透過性のゴム層４０をカーカスコードの端末部からタイヤ外表面まで延在するように配設する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部間に複数本のカーカスコードを含むカーカス層を装架し、トレッド部における前記カーカス層の外周側にベルト層を配置した空気入りタイヤにおいて、前記カーカスコードとして素線径が０．２２ｍｍ以下である９本以上の素線を撚り合わせた構造を有するスチールコードを用いると共に、５０℃における酸素透過率が天然ゴムよりも高いポリマーを含むコンパウンドからなるガス透過性のゴム層を前記カーカスコードの端末部からタイヤ外表面まで延在するように配設したことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記５０℃における酸素透過率が天然ゴムよりも高いポリマーがスチレン−ブタジエンゴム又はシリコーンゴムであることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記ガス透過性のゴム層をタイヤ周方向に沿って連続的に延在するように配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記ガス透過性のゴム層を前記カーカスコードの端末部に接触しながらタイヤ周方向に沿って連続的に延在する連続部とタイヤ周方向に沿って間欠的に配置されていて前記連続部からタイヤ外表面まで延在する複数本の分岐部とから構成したことを特徴とする請求項１又は２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、カーカス層及びベルト層を備えた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、ベルト層の酸化劣化を抑制し、延いては、更生タイヤとしてのケーシング寿命を長くしてリトレッド可能回数を増加することを可能にした空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、トラック・バス等に使用される重荷重用の空気入りタイヤは、一対のビード部間に複数本のカーカスコードを含むカーカス層を装架し、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を配置した構造を有している。このような構造を有する空気入りタイヤにおいて、タイヤ内部に充填された高圧空気がインナーライナー層を透過してカーカス層に至り、更にカーカス層を透過してベルト層に至ることにより、その空気中の酸素がベルト層のコートゴムを酸化して劣化させる。
【０００３】
このようにしてベルト層の酸化劣化が生じると、空気入りタイヤの耐久性が低下するばかりでなく、更生タイヤとしてのケーシング寿命が短くなり、リトレッド可能回数が少なくなるという問題がある。
【０００４】
これに対して、インナーライナー層に酸素吸収剤を配合し、その酸素吸収剤によりベルト層への酸素の到達を抑制し、ベルト層の酸化劣化を防止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、酸素吸収剤による吸収効果には限りがあるので、ベルト層の酸化劣化を長期間にわたって防止することができない。
【０００５】
また、ベルト層を樹脂材料の薄膜で包み込むことにより、ベルト層の酸化劣化を防止することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、この場合、トレッド部が発熱した状態における薄膜とゴム層との間の接着性が必ずしも保証されないため、ベルト層を樹脂材料の薄膜で包み込んだ構造は実用化されていないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２０６７２号公報
【特許文献２】特開２００９−２７９９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、ベルト層の酸化劣化を抑制し、延いては、更生タイヤとしてのケーシング寿命を長くしてリトレッド可能回数を増加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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部間に複数本のカーカスコードを含むカーカス層を装架し、トレッド部における前記カーカス層の外周側にベルト層を配置した空気入りタイヤにおいて、前記カーカスコードとして素線径が０．２２ｍｍ以下である９本以上の素線を撚り合わせた構造を有するスチールコードを用いると共に、５０℃における酸素透過率が天然ゴムよりも高いポリマーを含むコンパウンドからなるガス透過性のゴム層を前記カーカスコードの端末部からタイヤ外表面まで延在するように配設したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、カーカスコードとして素線径が０．２２ｍｍ以下である９本以上の素線を撚り合わせた構造を有するスチールコードを用いるが、このようなカーカスコードはゴム浸透性が悪いため、カーカスコードの内部空間に進入した空気がカーカスコードの長手方向に沿って移動可能となる。その一方で、ガス透過性のゴム層をカーカスコードの端末部からタイヤ外表面まで延在するように配設したことにより、カーカスコードの内部空間に進入した空気がカーカスコードの端末部からガス透過性のゴム層を介してタイヤ外部に排出されるようになる。
【００１０】
本発明の空気入りタイヤにおいて、タイヤ内部に充填された空気がインナーライナー層を透過してカーカス層に至った場合、その空気をカーカス層とガス透過性のゴム層からなる排気経路を介してタイヤ外部に排出することができるので、ベルト層の酸化劣化を長期間にわたって効果的に抑制することができる。その結果、更生タイヤとしてのケーシング寿命を長くしてリトレッド可能回数を増加することが可能になる。
【００１１】
本発明において、５０℃における酸素透過率が天然ゴムよりも高いポリマーはスチレン−ブタジエンゴム又はシリコーンゴムであることが好ましい。スチレン−ブタジエンゴム及びシリコーンゴムは５０℃における酸素透過率が低いポリマーであり、このようなポリマーを含むコンパウンドからなるゴム層は発熱状態において天然ゴムに比べて空気（特に酸素）を透過し易いので、カーカス層に到達した空気をタイヤ外部に効果的に排出し、ベルト層の酸化劣化を効果的に抑制することができる。
【００１２】
ガス透過性のゴム層はタイヤ周方向に沿って連続的に延在するように配置することが好ましい。これにより、タイヤ周方向の全域においてカーカス層のカーカスコードからガス透過性のゴム層に空気を取り込み、その空気をタイヤ外部へ導くことができる。
【００１３】
また、ガス透過性のゴム層はカーカスコードの端末部に接触しながらタイヤ周方向に沿って連続的に延在する連続部とタイヤ周方向に沿って間欠的に配置されていて連続部からタイヤ外表面まで延在する複数本の分岐部とから構成することが好ましい。ガス透過性のゴム層を連続部と分岐部とから構成することにより、タイヤ性能への悪影響を最小限に抑えながら空気の排出経路を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。
【図２】図１の空気入りタイヤに使用されるスチールコードの一例を示す横断面図である。
【図３】図１の空気入りタイヤに使用されるスチールコードの他の例を示す横断面図である。
【図４】図１の空気入りタイヤに使用されるスチールコードの更に他の例を示す横断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。
【図６】図５の空気入りタイヤを示す側面図である。
【図７】図５の空気入りタイヤの変形例を示す側面図である。
【図８】図５の空気入りタイヤの更なる変形例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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すものである。なお、図１はタイヤセンターラインＣＬの一方側の部分のみを示しているが、この空気入りタイヤはタイヤセンターラインＣＬの他方側にも対応する構造を有している。
【００１６】
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。
【００１７】
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カーカスコードを含み、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巻き上げられている。各ビード部３には、ビードコア５を包み込むようにカーカス層４に沿って延在するコード補強層６と、カーカス層４の巻き上げ部分よりもタイヤ幅方向外側に位置するコード補強層７，８が埋設されている。
【００１８】
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９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄが埋設されている。これらベルト層９Ａ〜９Ｄはタイヤ周方向に対して傾斜する複数本のベルトコードを含み、かつ層間でベルト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９Ａ〜９Ｄにおいて、ベルト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９Ａ〜９Ｄのベルトコードとしては、スチールコードが好ましく使用される。
【００１９】
また、トレッド部１には、ベルト層６Ａ〜６Ｄの外周側に位置するトレッドゴム層１１と、ベルトエッジ部を覆うベルトエッジカバーゴム層１２と、ベルトエッジ部を支持するベルトエッジクッションゴム層１３が配設されている。サイドウォール部２には、カーカス層４のタイヤ幅方向外側に位置するサイドゴム層１４が配設されている。ビード部３には、ビードコア５の外周側に位置する下側ビードフィラー１５と、該下側ビードフィラー１５の外周側に位置する上側ビードフィラー１６と、カーカス層４の巻き上げ部分に当接する第１リムクッションゴム層１７と、コード補強層７，８のタイヤ幅方向外側に位置する第２リムクッションゴム層１８と、タイヤ外表面に位置する第３リムクッションゴム層１９が配設されている。更に、タイヤ内面にはカーカス層４に沿ってインナーライナー層２０が配設されている。
【００２０】
上記空気入りタイヤにおいて、カーカス層４を構成するカーカスコードとして、素線径が０．２２ｍｍ以下である９本以上の素線３１を撚り合わせた構造を有するスチールコード３０（図２〜図４参照）が使用されている。特に、スチールコード３０は複層撚り構造を有することが好ましく、また、タイヤ加硫後の状態において長手方向に連続する内部空間（ゴムが浸透していない部分）を備えることが好ましい。スチールコード３０は最密充填構造を有していても良い。素線径が０．２２ｍｍよりも大きいとカーカスコードとして柔軟性が悪化し、撚り合わせる素線３１の本数が９本よりも少ないと加硫時にコード内部にゴムが浸透し易くなるため内部空間が形成され難くなる。より好ましくは、素線径を０．１７ｍｍ〜０．２２ｍｍとし、撚り合わせる素線３１の本数を９本〜３０本とするのが良い。図２は３＋７構造を示すものであり、図３は３＋９構造を示すものであり、図４は１＋１８構造を示すものであるが、それ以外にも、例えば、３＋６構造、３＋９＋１５構造を採用することが可能である。
【００２１】
また、上記空気入りタイヤにおいて、サイドゴム層１４及び第１リムクッションゴム層１７は互いに連なってガス透過性のゴム層４０を構成している。これらサイドゴム層１４及び第１リムクッションゴム層１７からなるガス透過性のゴム層４０は、カーカス層４のカーカスコードの端末部からタイヤ外表面まで途切れることなく延在している。ガス透過性のゴム層４０は、５０℃における酸素透過率が天然ゴムよりも高いポリマーを含むコンパウンドから構成されている。
【００２２】
５０℃における酸素透過率が天然ゴムよりも高いポリマーとは、ポリマー単体を架橋した状態での５０℃における酸素透過率を対比したとき、その酸素透過率が天然ゴムよりも高いポリマーであり、より好ましくは、天然ゴムの酸素透過率を１００とする指数値が１２０以上となるポリマーである。このようなポリマーとして、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）又はシリコーンゴムを挙げることができる。
【００２３】
また、ガス透過性のゴム層４０を構成するコンパウンドは、５０℃における酸素透過率が天然ゴムよりも高いポリマーをポリマー成分の５０重量％以上の割合で含むコンパウンドを意味し、この配合量を満足する限りにおいてコンパウンド中にポリマー成分として他のゴムを配合しても良い。勿論、このコンパウンドには、ポリマー成分の他に、充填剤、架橋剤、軟化剤、老化防止剤、加工助剤などの配合剤を適宜添加することができる。
【００２４】
上述した空気入りタイヤによれば、カーカス層４を構成するカーカスコードとして素線径が０．２２ｍｍ以下である９本以上の素線３１を撚り合わせた構造を有するスチールコード３０を用いているため、タイヤ内部に充填された高圧空気がインナーライナー層２０を透過してカーカス層４に到達した際に、カーカスコードの内部空間に進入した空気がカーカスコードの長手方向に沿って移動可能となる。その一方で、ガス透過性のゴム層４０をカーカスコードの端末部からタイヤ外表面まで延在するように配設しているので、カーカスコードの内部空間に進入した空気がカーカスコードの端末部（即ち、カーカスコードの切断端が配置される部位）からガス透過性のゴム層４０を介してタイヤ外部に排出されるようになる。
【００２５】
上記空気入りタイヤにおいて、タイヤ内部に充填された空気がインナーライナー層２０を透過してカーカス層４に至った場合、その空気をカーカス層４とガス透過性のゴム層４０からなる排気経路を介してタイヤ外部に排出することができるので、ベルト層９Ａ〜９Ｄへの空気の浸透を減らし、ベルト層９Ａ〜９Ｄの酸化劣化を長期間にわたって効果的に抑制することができる。その結果、例えば、トラック・バスに使用される重荷重用の空気入りタイヤにおいて、更生タイヤとしてのケーシング寿命を長くしてリトレッド可能回数を増加することが可能になる。
【００２６】
また、サイドゴム層１４及び第１リムクッションゴム層１７からなるガス透過性のゴム層４０はタイヤ周方向に沿って連続的に延在しているので、タイヤ周方向の全域においてカーカス層４のカーカスコードからガス透過性のゴム層４０に空気を取り込み、その空気をタイヤ外部へ導くことができる。
【００２７】
図５及び図６は本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。図５において、各ビード部３にはガス透過性のゴム層４０がカーカス層４のカーカスコードの端末部からタイヤ外表面まで延在するように配設されている。このガス透過性のゴム層４０は、排気経路を形成するために追加されたものであって、カーカス層４のカーカスコードの端末部から上側ビードフィラー１６と第１リムクッションゴム層１７との間を通り、サイドゴム層１４を貫通するようにしてタイヤ外表面に到達している。
【００２８】
上記空気入りタイヤにおいても、タイヤ内部に充填された空気がインナーライナー層２０を透過してカーカス層４に至った場合、その空気をカーカス層４とガス透過性のゴム層４０からなる排気経路を介してタイヤ外部に排出することができるので、ベルト層９Ａ〜９Ｄへの空気の浸透を減らし、ベルト層９Ａ〜９Ｄの酸化劣化を長期間にわたって効果的に抑制することができる。
【００２９】
また、図６に示すように、ガス透過性のゴム層４０をタイヤ周方向に沿って連続的に延在するように配設することにより、タイヤ周方向の全域においてカーカス層４のカーカスコードからガス透過性のゴム層４０に空気を取り込み、その空気をタイヤ外部へ導くことができる。ガス透過性のゴム層４０はタイヤ周方向に沿って連続的に延在することが好ましいが、タイヤ周方向に沿って間欠的に延在していても良い。
【００３０】
図７は図５の空気入りタイヤの変形例を示すものである。図７において、ガス透過性のゴム層４０には複数の開口部４１が形成されている。ガス透過性のゴム層４０がカーカスコードの端末部からタイヤ外表面まで延在するように配設される限りにおいて、その途中に開口部４１を形成しても排気経路として十分に機能する。このようにガス透過性のゴム層４０に複数の開口部４１を設けることにより、ガス透過性のゴム層４０に起因するタイヤ性能への悪影響を最小限に抑えることができる。
【００３１】
図８は図５の空気入りタイヤの更なる変形例を示すものである。図８において、ガス透過性のゴム層４０は、カーカスコードの端末部に接触しながらタイヤ周方向に沿って連続的に延在する連続部４２と、タイヤ周方向に沿って間欠的に配置されていて連続部４２からタイヤ外表面まで延在する複数本の分岐部４３とから構成されている。このようにガス透過性のゴム層４０を連続部４２と分岐部４３とから構成することにより、ガス透過性のゴム層４０に起因するタイヤ性能への悪影響を最小限に抑えながら空気の排出経路を形成することができる。
【実施例】
【００３２】
タイヤサイズ１１Ｒ２２．５で、一対のビード部間に複数本のカーカスコードを含むカーカス層を装架し、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を配置した空気入りタイヤにおいて、カーカスコードとしてスチールコードを用いると共に、ＳＢＲ系のコンパウンドからなるガス透過性のゴム層をカーカスコードの端末部からタイヤ外表面まで延在するように配設した実施例１〜４のタイヤを作製した。
【００３３】
実施例１〜４において、スチールコードとしては３＋６構造（素線径：０．１７５ｍｍ）又は３＋９＋１５構造（素線径：０．１７５ｍｍ）を採用し、ガス透過性のゴム層としては図１又は図５に示すような構造を採用した。
【００３４】
比較のため、カーカスコードの端末部からタイヤ外表面まで延在するガス透過性のゴム層を持たないこと以外は実施例１と同じ構造を有する従来例のタイヤを用意した。
【００３５】
なお、従来例及び実施例２，４のサイドゴム層に用いたコンパウンドＡ、従来例及び実施例２，４の第１リムクッションゴム層に用いたコンパウンドＢ、実施例１，３のタイヤのサイドゴム層に用いたコンパウンドＣ、実施例１，３のタイヤの第１リムクッションゴム層に用いたコンパウンドＤ、実施例２，４のガス透過性のゴム層に用いたコンパウンドＥの配合を表１に示した。
【００３６】
【表１】
2016215832.tif 000003
【００３７】
これら従来例及び実施例１〜４のタイヤについて、下記の評価方法により、乾熱劣化後のベルト層の破断伸びを評価し、その結果を表２に示した。
【００３８】
乾熱劣化後のベルト層の破断伸び：
各試験タイヤの内部に８００ｋＰａの圧力で酸素を封入し、７０℃の温度にて１４日間劣化させた後、各試験タイヤからベルト層を取り出し、そのコートゴムの破断伸び（％）を測定した。評価結果は、別途測定された乾熱劣化前の破断伸び（％）を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど乾熱劣化後のベルト層のコートゴムの破断伸びが大きいことを意味し、即ち、ベルト層の酸化劣化が少ないことを意味する。
【００３９】
【表２】
2016215832.tif 000004
【００４０】
表２から判るように、実施例１〜４のタイヤは、いずれも従来例との対比において、乾熱劣化後のベルト層のコートゴムの破断伸びが大きくなっていた。つまり、実施例１〜４においては、ＳＢＲ系のコンパウンドからなるガス透過性のゴム層をカーカスコードの端末部からタイヤ外表面まで延在するように配設することにより、ベルト層の酸化劣化が少なくなっていた。
【符号の説明】
【００４１】
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
９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ  ベルト層
３０  スチールコード
３１  素線
４０  ガス透過性のゴム層
４１  開口部
４２  連続部
４３  分岐部
【図１】
2016215832.tif 000005
【図２】
2016215832.tif 000006
【図３】
2016215832.tif 000007
【図４】
2016215832.tif 000008
【図５】
2016215832.tif 000009
【図６】
2016215832.tif 000010
【図７】
2016215832.tif 000011
【図８】
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