JP4760760B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーのブレンド体の熱可塑性エラストマーからなるインナーライナー層を設けた空気入りタイヤのタイヤ内面に、吸音材等の付属物を取り付ける面ファスナーを設けるようにした空気入りタイヤに関する。

チューブレス空気入りタイヤには、そのタイヤ内面に空気透過防止層として空気非透過性に優れたブチル系ゴムからなるインナーライナー層が一体にライニングされている。しかし、ブチル系ゴムは重いため、特許文献１は、ブチル系ゴムの代わりに比重が小さい熱可塑性樹脂や熱可塑性樹脂を主成分とする熱可塑性エラストマーを使用することを提案している。

一方、近年において空気入りタイヤの性能向上を目的として空洞部内に、空洞部に発生する共鳴音を低減する吸音材を取り付けたり、空気圧や温度を検知するセンサーを取り付けたりすることが行われるようになっている。例えば、吸音材の場合の取り付け方法としては、インナーライナー層の表面に面ファスナーを接着剤を用いて固定することや、面ファスナーのインナーライナー側の面にアンカー素子を設けてタイヤ内面に固定することなどが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

しかし、上述した熱可塑性樹脂や熱可塑性樹脂を主成分とする熱可塑性エラストマーからなるインナーライナー層を設けたタイヤでは、そのインナーライナー層に面ファスナーを接着剤等を用いて固定した場合は、タイヤの加硫成形時に膨径するインナーライナー層の伸びに、面ファスナーが追従できないという不具合がある。また、面ファスナーにアンカー素子を設けタイヤ内表面に突き刺すように固定した場合には、インナーライナー層を傷つけるため空気透過防止性が低下するという問題があった。
特開平８−２５８５０６号公報 特開２００６−４４５０３号公報

本発明の目的は、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーのブレンド体の熱可塑性エラストマーからなるインナーライナー層を設けた空気入りタイヤのタイヤ内面に面ファスナーを設ける場合、その面ファスナーがインナーライナー層の伸びに容易に追従することができ、またインナーライナー層を傷つけたりしないようにした空気入りタイヤ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、タイヤ内面に熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂及びエラストマーからなる熱可塑性エラストマーから構成されたインナーライナー層を設けた空気入りタイヤにおいて、前記インナーライナー層の表面にタイヤの空洞側に突出する多数の係合素子を一体成形したことを特徴とする。

また、前記係合素子の高さは０．５〜５．０ｍｍにすることが好ましい。

前記係合素子は前記空気入りタイヤのトレッド部に対応する領域に配置し、これら係合素子に多孔質材料からなる吸音材を装着するようにするとよい。

前記インナーライナー層の前記係合素子とは反対側の表面には、前記タイヤ内面に埋没する多数のアンカー素子を突設するようにするとよい。

前記アンカー素子が、前記インナーライナー層に一体成形されていることが好ましい。

前記アンカー素子が前記インナーライナー層に連結する支持部と該支持部先端の拡大部とからなる場合には、アンカー素子の高さをＨとして、前記支持部の幅Ｗａ及び前記拡大部の最大幅Ｗｂは下記式（１）及び（２）の関係にするとよい。
１．６Ｗａ ≦ Ｈ ≦ ３．８Ｗａ （１）
２．０Ｗａ ≦ Ｗｂ ≦ ３．５Ｗａ （２）

また、前記アンカー素子を間欠的に設ける場合には、前記アンカー素子の厚さＴは前記幅Ｗａに対して下記式（３）の関係にすることが好ましい。
０．７Ｗａ ≦ Ｔ ≦ １．３Ｗａ （３）

また、前記アンカー素子の前記インナーライナー層本体からの高さＨは０．１〜０．５ｍｍにするとよい。

本発明によれば、インナーライナー層を熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーから形成した空気入りタイヤにおいて、面ファスナーの係合素子をインナーライナー層に一体成形したので、加硫成形時にインナーライナー層の伸びに係合素子を一体に追従させることができると共に、インナーライナー層を傷つけないようにすることができる。

図１は、本発明の空気入りタイヤの実施形態の一例を示すタイヤ子午線方向の半断面図である。

図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部、４はカーカス層である。カーカス層４はビード部３に埋設された左右一対のビードコア５間に装架され、その両端部をそれぞれビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返すようにしている。トレッド部１の内側には、カーカス層４の外側に、上下一対のベルト層６がタイヤ１周にわたって配置されている。また、タイヤの最内側には、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーからなる熱可塑性エラストマーにより形成されたインナーライナー層７が空気透過防止層として内貼りされている。

上記インナーライナー層７には、タイヤ空洞側の表面に多数の係合素子８が一体成形され、これら係合素子８が面ファスナーとして機能し、例えばポリウレタンフォーム等の多孔質材料からなる吸音材１０などの付属物が脱着自在に取り付けられるようになっている。吸音材側の表面には、係合素子８に対して脱着する多数のループ１１が相手側の面ファスナーとして設けられている。

吸音材１０は、吸音機能を有する多孔質材料で構成されるが、多数の繊維からなる繊維構造体で形成される場合は、構造体自体が多数のループを有することでそのまま接合することができる。

インナーライナー層７の表面における係合素子８の配列は、図２のように、縦横方向に列状に間欠的に配列したものであっても、或いはランダムに配置したものであってもよい。前者のように整然と配列する場合は、列方向をタイヤ周方向に配列してもよいが、タイヤ周方向に対して傾斜する方向であってもよい。

係合素子８の形状は、相手方の面ファスナー等に係合する機能を有するものであれば特に限定されるものではない。図２に例示するように、インナーライナー層の表面に立設する支持部に拡大部を先端に形成し、Ｔ字形や矢印形にした平板状のもののほか、支持部の中心軸を中心に回転させたキノコ形にしたものであってもよい。いずれにしても、インナーライナー層と一体成形できる形状であることが好ましい。

このように面ファスナーを構成する係合素子８が、インナーライナー層と一体成形されているため、別の独立の面ファスナーを貼り付ける場合のように、インナーライナー層を傷つけることがなく、空気透過防止性を悪化させることがない。また、係合素子がインナーライナー層と一体化しているので加硫成形時の膨径工程でインナーライナー層が伸びるときにも追従するため、脱落等の不具合を生ずることはない。

係合素子８をタイヤ内面に配置する位置は特に制限されるものではなく、タイヤ内面の全面であってもよく、一部であってもよい。図示の例のように吸音材１０を取り付ける場合は、トレッド部に対応する領域に配置することが好ましい。

また、係合素子８のインナーライナー層７における配置密度は、１２〜９０本／ｃｍ²にすることが好ましい。係合素子８の配置密度が１２本／ｃｍ²よりも小さいと吸音材１０などの取り付け部材の取り付け強度が十分に得られず、９０本／ｃｍ²よりも大きいと係合素子８の拡大部同士が接近しすぎて、相手側の面ファスナーのループが引っかかり難いなど係合に支障が生ずる場合がある。

係合素子８のインナーライナー層７の表面からの突出高さは、特に制限されるものではないが、好ましくは０．５〜５．０ｍｍにするとよい。係合素子８の高さをこのような範囲内にすることにより、吸音材等の付属物の取り付け強度を十分にすることができる。

一方、インナーライナー層のタイヤ内面に対する貼り付け方法は、カーカス層４の表面に直接又は接着剤を使用して貼り付けてもよいが、好ましくは、図３に示すように、係合素子８の形成面と反対側の表面に多数のアンカー素子９を突設し、これら多数のアンカー素子９を図４に示すように、カーカスコード４ａを被覆しているカーカス層４のコートゴム４ｂの中に埋没するようにするとよい。熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーから構成されるインナーライナー層はゴムに対する接着性が乏しいので、このようにすることによりインナーライナー層とタイヤ内面との間の接合強度を向上することができる。さらに、インナーライナー層７とカーカス層４との間に接着ゴム層を介在させるようにしてもよい。

インナーライナー層７の表面におけるアンカー素子９の配列は、係合素子８の場合と同様に縦横方向に列状に間欠的に配列したものであっても、或いはランダムに配置したものであってもよい。前者のように整然と配列する場合は、列方向をタイヤ周方向に配列してもよいが、タイヤ周方向に対して傾斜する方向であってもよい。

アンカー素子９の形状は、アンカー機能を有するものであれば特に限定されるものではない。図３に例示するように、係合素子８と同様にインナーライナー層の表面に立設する支持部に拡大部を先端に形成したもののほか、支持部の側面を鋸刃状にしたものなどであってもよい。しかし、好ましくは、支持部と先端の拡大部とから構成したものがよい。また、アンカー素子９は、図示の例のように独立のスポット状に形成されたものに限らずレール状（突条）に連続的に形成したものであってもよい。

図５（Ａ）〜（Ｃ）はアンカー素子９の好ましい形状を例示したもので、支持部９ａと先端の拡大部９ｂとから構成され、図５（Ａ）（Ｂ）はＴ字形、（Ｃ）は矢印形の断面形状である。いずれも未加硫ゴム層に侵入したのち加硫された後は拡大部９ｂが抜け難くなってアンカー効果を発現する。図示の例は平板状のものであるが、支持部の中心軸を中心に回転させたキノコ形にしたものであってもよい。

図５（Ａ）〜（Ｃ）の形態のアンカー素子９ではインナーライナー層７からの高さをＨとするとき、支持部９ａの幅Ｗａと拡大部９ｂの最大幅Ｗｂは、下記式（１）及び（２）の関係にすることが好ましい。
１．６Ｗａ ≦ Ｈ ≦ ３．８Ｗａ （１）
２．０Ｗａ ≦ Ｗｂ ≦ ３．５Ｗａ （２）

また、アンカー素子９がスポット状で平板状である場合には、支持部９ａの厚さＴを幅Ｗａに対して下記式（３）の関係にすることが好ましい。
０．７Ｗａ ≦ Ｔ ≦ １．３Ｗａ （３）

支持部９ａの幅Ｗａ及び厚さＴが、小さすぎると支持部９ａの剛性が低下し折れやすくなり、大きすぎると未加硫ゴムに侵入し難くなる。また、拡大部９ｂの最大幅Ｗｂが、支持部９ａの幅Ｗａに対して小さすぎると接合強度の向上効果が十分に得られず、大きすぎると未加硫ゴムに侵入し難くなる。

アンカー素子９の高さＨとしては、好ましくは０．１〜０．５ｍｍがよい。高さＨが０．１ｍｍ未満であるとカーカス層との接合強度が十分に得られず、０．５ｍｍを超えるとカーカスコードと接触し耐久性を低下させることがある。

アンカー素子９は、インナーライナー層７における配置密度を、好ましくは２〜６０本／ｃｍ²にすることが好ましい。アンカー素子の配置密度が小さすぎると接合強度が十分に得られず、大きすぎても接合強度は低下するので好ましくない。

アンカー素子９は、インナーライナー層７の全面に突設することが好ましいが、必ずしも全面でなくてもよい。例えば、空気入りタイヤのトレッド部及び／又はビード部に相当する領域にアンカー素子を設け、他の領域には設けないか、或いは接着ゴム層を介在させるものであってもよい。また、大きなせん断変形を受けやすいショルダー領域等においてアンカー素子と接着ゴム層とを併用するようにしてもよい。

本発明において、インナーライナー層と係合素子とを一体成形する方法は、特に制限されるものではないが、例えば、図６に示すように、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーからなる熱可塑性エラストマーを押出成形機のダイ１２から、インナーライナー層７と突条の係合素子が平行に並ぶように押出し、突条の係合素子に交差方向のスリットを小ピッチで間欠的に入れた後、延伸加工することにより、多数の独立の係合素子が延伸方向に隔離し間欠的に配列する形態に形成することができる。

このように、係合素子をインナーライナー層と一体成形することにより、生産性を向上し、空気透過防止性能を向上することができる。また、インナーライナー層本体を円筒状に押出し、インフレート成形し円筒状のフィルムに形成するようにしてもよい。

インナーライナー層に対するアンカー素子の突設方法は、特に制限されるものではなく、インナーライナー層に対して別に成形したアンカー素子を接着又は植設するものであっても、或いはインナーライナー層を成形するとき、係合素子とアンカー素子とを一体成形するようにしてもよい。特に、アンカー素子を係合素子とインナーライナー層と共に一体成形することにより、生産性が向上し、空気透過防止性能を向上するため好ましい。

アンカー素子を一体成形する方法は、係合素子とインナーライナー層とを一体成形する方法と同様に成形することができ、例えばインナーライナー層の片方の面に係合素子を形成し、反対側の面にアンカー素子を形成するダイを使用し成形するとよい。なお、アンカー素子の成形に際し、ダイから平行に並ぶように突条に押出しスリットを入れずにそのまま延伸することにより、アンカー素子が連続的な突条に形成することができる。

インナーライナー層を形成する熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド系樹脂［例えばナイロン６（Ｎ６）、ナイロン６６（Ｎ６６）、ナイロン４６（Ｎ４６）、ナイロン１１（Ｎ１１）、ナイロン１２（Ｎ１２）、ナイロン６１０（Ｎ６１０）、ナイロン６１２（Ｎ６１２）、ナイロン６／６６共重合体（Ｎ６／６６）、ナイロン６／６６／６１０共重合体（Ｎ６／６６／６１０）、ナイロンＭＸＤ６、ナイロン６Ｔ、ナイロン６／６Ｔ共重合体、ナイロン６６／ＰＰ共重合体、ナイロン６６／ＰＰＳ共重合体］、ポリエステル系樹脂［例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンイソフタレート（ＰＥＩ）、ポリブチレンテレフタレート／テトラメチレングリコール共重合体、ＰＥＴ／ＰＥＩ共重合体、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、液晶ポリエステル、ポリオキシアルキレンジイミド酸／ポリブチレンテレフタレート共重合体などの芳香族ポリエステル］、ポリニトリル系樹脂［例えばポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメタクリロニトリル、アクリロニトリル／スチレン共重合体（ＡＳ）、メタクリロニトリル／スチレン共重合体、メタクリロニトリル／スチレン／ブタジエン共重合体］、ポリ（メタ）アクリレート系樹脂［例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリメタクリル酸エチル、エチレンエチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレンアクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレンメチルアクリレート樹脂（ＥＭＡ）］、ポリビニル系樹脂［例えば酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ビニルアルコール／エチレン共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、塩化ビニル／塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニリデン／メチルアクリレート共重合体］、セルロース系樹脂［例えば酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース］、フッ素系樹脂［例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリクロルフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフロロエチレン／エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）］、イミド系樹脂［例えば芳香族ポリイミド（ＰＩ）］などを挙げることができる。

インナーライナー層を形成する熱可塑性エラストマーは、上記の熱可塑性樹脂及びエラストマーからなり、熱可塑性樹脂とエラストマーとの組成比は、インナーライナー層の厚さや柔軟性のバランスで適宜決めればよいが、好ましい範囲は１０／９０〜９０／１０、さらに好ましくは２０／８０〜８５／１５（重量比）である。

このような熱可塑性エラストマーを構成するエラストマーとしては、例えば、ジエン系ゴム及びその水素添加物［例えばＮＲ、ＩＲ、エポキシ化天然ゴム、ＳＢＲ、ＢＲ（高シスＢＲ及び低シスＢＲ）、ＮＢＲ、水素化ＮＢＲ、水素化ＳＢＲ］、オレフィン系ゴム［例えばエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ，ＥＰＭ）、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム（Ｍ−ＥＰＭ）］、ブチルゴム（ＩＩＲ）、イソブチレンと芳香族ビニルまたはジエン系モノマー共重合体、アクリルゴム（ＡＣＭ）、アイオノマー、含ハロゲンゴム［例えばＢｒ−ＩＩＲ、Ｃｌ−ＩＩＲ、イソブチレンパラメチルスチレン共重合体の臭素化物（Ｂｒ−ＩＰＭＳ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ヒドリンゴム（ＣＨＣ，ＣＨＲ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、塩素化ポリエチレン（ＣＭ）、マレイン酸変性塩素化ポリエチレン（Ｍ−ＣＭ）］、シリコーンゴム［例えばメチルビニルシリコーンゴム、ジメチルシリコーンゴム、メチルフェニルビニルシリコーンゴム］、含イオウゴム［例えばポリスルフィドゴム］、フッ素ゴム［例えばビニリデンフルオライド系ゴム、含フッ素ビニルエーテル系ゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴム、含フッ素シリコン系ゴム、含フッ素ホスファゼン系ゴム］、熱可塑性エラストマー［例えばスチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー］などを挙げることができる。

また、インナーライナー層の基材と係合素子及びアンカー素子は同じ材料で構成しても異なる材料で構成してもよく、異なる材料を用いるときは２色成形することが好ましい。

本発明の空気入りタイヤの実施形態の一例を示すタイヤ子午線方向の半断面図である。 本発明に使用するインナーライナー層の実施形態の一例を示す斜視説明図である。 本発明に使用するインナーライナー層の実施形態の他の一例を示す斜視説明図である。 図３のインナーライナー層を使用した本発明の空気入りタイヤのインナーライナー層及びカーカス層を切り出した断面を例示する説明図である。 （Ａ）〜（Ｃ）本発明に使用するインナーライナー層に突設するアンカー素子の実施形態の一例を示す斜視説明図である。 本発明に使用するインナーライナー層の成形加工の一例を示す斜視説明図である。

符号の説明

４ カーカス層
４ａ カーカスコード
４ｂ コートゴム
７ インナーライナー層
８ 係合素子
９ アンカー素子
９ａ 支持部
９ｂ 拡大部
１０ 吸音材

Claims (8)

1. タイヤ内面に熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂及びエラストマーからなる熱可塑性エラストマーから構成されたインナーライナー層を設けた空気入りタイヤにおいて、
   前記インナーライナー層の表面にタイヤの空洞側に突出する多数の係合素子を一体成形した空気入りタイヤ。
2. 前記係合素子の高さを０．５〜５．０ｍｍにした請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記係合素子を前記空気入りタイヤのトレッド部に対応する領域に配置し、これら係合素子に多孔質材料からなる吸音材を装着した請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記インナーライナー層の前記係合素子とは反対側の表面に前記タイヤ内面に埋没する多数のアンカー素子を突設した請求項１，２又は３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記アンカー素子が、前記インナーライナー層に一体成形されている請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記アンカー素子が前記インナーライナー層に連結する支持部と該支持部先端の拡大部とからなり、該アンカー素子の高さをＨとして、前記支持部の幅Ｗａ及び前記拡大部の最大幅Ｗｂを下記式（１）及び（２）の関係にした請求項４又は５に記載の空気入りタイヤ。
   １．６Ｗａ ≦ Ｈ ≦ ３．８Ｗａ （１）
   ２．０Ｗａ ≦ Ｗｂ ≦ ３．５Ｗａ （２）
7. 前記アンカー素子の厚さＴを前記幅Ｗａに対して下記式（３）の関係にした請求項６に記載の空気入りタイヤ。
   ０．７Ｗａ ≦ Ｔ ≦ １．３Ｗａ （３）
8. 前記アンカー素子の高さＨが０．１〜０．５ｍｍである請求項４〜７のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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