JP2003104008A

JP2003104008A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2003104008A
Application number: JP2001303562A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Kabe; 和幸加部; Atsushi Matsuda; 松田　　淳; Yoshiyuki Yamamoto; 義之山本
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】撚りコードの排除により、製造工程を簡素化
し、製造コストを低減すると共に、耐久性の向上を可能
にした空気入りタイヤを提供する。【解決手段】左右一対のビード部３，３間に跨がるタ
イヤ骨格部材４を、撚りコードを用いることなく、高分
子材料から構成すると共に、タイヤ骨格部材４の外周上
にトレッド層６を積層する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撚りコードを含ま
ない新規な構造を有する空気入りタイヤに関し、さらに
詳しくは、撚りコードの排除により、製造工程を簡素化
し、製造コストを低減すると共に、耐久性の向上を図っ
た空気入りタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気入りタイヤは、スチールや有
機繊維等の撚りコードをゴムで被覆し、そのコード・ゴ
ム複合材をベルトやカーカス等のタイヤ補強材として使
用している。しかも、複数種類のコード・ゴム複合材を
準備し、これらを適当なタイヤ補強材に用いて空気入り
タイヤを構成するのが一般的である。そのため、撚りコ
ードを使用するタイヤ構造の場合には、製造工程が複雑
になるばかりでなく、材料コストを含めて製造コストが
著しく大きくなるという問題があった。

【０００３】更に耐え難いことには、撚りコードを使用
した空気入りタイヤでは、特にベルト端部やカーカスタ
ーンナップ部においてコードとゴムとの間にセパレーシ
ョンが発生し易く、これがタイヤの耐久性を低下させる
という問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、撚り
コードの排除により、製造工程を簡素化し、製造コスト
を低減すると共に、耐久性の向上を可能にした空気入り
タイヤを提供することにある。

【０００５】

【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、左右一対のビード部間に
跨がるタイヤ骨格部材を、撚りコードを用いることな
く、高分子材料から構成すると共に、前記タイヤ骨格部
材の外周上にトレッド層を積層したことを特徴とするも
のである。

【０００６】このようにタイヤ骨格部材を高分子材料か
ら構成し、撚りコードを排除することにより、タイヤの
製造工程を従来に比べて簡略化し、材料コストを含めて
製造コストを大幅に低減することができる。また、従来
のタイヤではベルト端部やカーカスターンナップ部にお
いてコードとゴムとの間にセパレーションが発生し易
く、このことがタイヤの耐久性を低下させてきたが、本
発明のタイヤではコード端末が存在しないので、これら
不都合を解消することができる。更に、撚りコードが存
在しないことは、乗心地性の向上にも寄与する。

【０００７】本発明において、タイヤ骨格部材をトレッ
ド部からビード部にかけて単一の高分子材料から構成し
た場合、タイヤの製造コストをより一層低減することが
できる。この場合、タイヤ骨格部材の厚さに基づいて、
タイヤ子午線断面における剛性分布を適宜変化させれば
良い。より具体的には、タイヤ骨格部材の厚さに基づい
て、トレッド部のセンター位置からショルダー部、更に
はサイドウォール部の最大幅位置にかけて剛性を徐々に
減少させると共に、前記サイドウォール部の最大幅位置
からビード部にかけて剛性を徐々に増加させることが好
ましい。このような剛性分布を形成することにより、標
準空気圧充填状態での接地形状を良好にすることができ
る。

【０００８】タイヤ骨格部材を構成する高分子材料のヤ
ング率は１０〜５００ＭＰａであると良い。このような
高分子材料を選択することにより、撚りコードを排除し
つつタイヤに要求される剛性を十分に確保することが可
能になる。

【０００９】本発明によれば、無内圧状態での垂直荷重
に対するタイヤ剛性が、標準空気圧充填状態での垂直荷
重に対するタイヤ剛性の３０％以上となる空気入りタイ
ヤを構成することができる。つまり、この空気入りタイ
ヤはタイヤ径方向にかかる荷重をタイヤ内圧とタイヤ剛
性で案配して支持するのである。そのため、たとえタイ
ヤがパンクしても、即座に走行不能とならず、ある程度
の速度である程度の距離を走行可能である。

【００１０】本発明によれば、上記タイヤ構造を有する
乗用車用空気入りタイヤ、小型トラック用空気入りタイ
ヤ又は重荷重用空気入りタイヤが提供される。ここで、
上述の標準空気圧充填状態とはタイヤに指定された通常
使用時の空気圧を充填した状態である。例えば、乗用車
用空気入りタイヤでは２００ｋＰａ、小型トラック用空
気入りタイヤでは４５０ｋＰａ、重荷重用空気入りタイ
ヤでは７２５ｋＰａとすれば良い。本発明では、無内圧
状態でのタイヤ剛性が大きいので、ＪＡＴＭＡ規定の空
気圧に対して３０〜７０％の空気圧も選択することが可
能である。

【００１１】

【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。

【００１２】図１及び図２は本発明の実施形態からなる
空気入りタイヤを示し、１はトレッド部、２はサイドウ
ォール部、３はビード部である。左右一対のビード部
３，３間に跨がるタイヤ骨格部材４は、撚りコードを用
いることなく、即ち、抗張材としての撚りコードを排除
しつつ、トレッド部１からビード部３にかけて単一の高
分子材料から構成されている。ビード部３において、タ
イヤ骨格部材４には環状のビードコア５が埋設されてい
る。このビードコア５は金属ワイヤのようにタイヤ骨格
部材４を構成する高分子材料よりも引張り強度が高い材
料から構成すると良い。また、トレッド部１におけるタ
イヤ骨格部材４の外周上にはトレッド層６が積層されて
いる。このトレッド層６は従来から使用されているキャ
ップトレッド用のゴム組成物から構成すると良い。ショ
ルダー部７はトレッド部１とサイドウォール部２との間
に位置する部位である。

【００１３】上記空気入りタイヤは、タイヤ形状に近似
した中子等の剛体の外表面に高分子材料のシート材やス
トリップ材を巻き付けることで成形することができる。
或いは、円筒状の成形ドラムの外周上に高分子材料のシ
ート材やストリップ材を巻き付けた後、その軸方向中央
部のトレッド部に相当する部位を膨径させることで成形
しても良い。これらシート材やストリップ材は、従来の
タイヤ製造方法で行われていた撚りコードに対するゴム
被覆工程が不要であり、押出機等により任意の形状に簡
単かつ効率良く成形することができる。しかも、従来の
ようにコード打ち込み本数やコード角度を異ならせた多
種類の中間部材を保有する必要もなくなる。そのため、
タイヤの製造工程を従来に比べて簡略化し、材料コスト
を含めて製造コストを大幅に低減することができる。し
かも、上記空気入りタイヤではコード端末が存在しない
ので、従来のようなコードとゴムとのセパレーションに
起因する耐久性の低下を回避することができる。

【００１４】また、タイヤ骨格部材４はトレッド部１か
らビード部３にかけて単一の高分子材料から構成されて
いるので、タイヤ材料の種類を可及的に少なくし、タイ
ヤの製造コストをより一層低減することができる。

【００１５】この場合、タイヤ骨格部材４の厚さに基づ
いて、タイヤ子午線断面における剛性分布を適宜変化さ
せることができる。より具体的には、タイヤ骨格部材４
の厚さに基づいて、図３（イラスト図）に示すようにト
レッド部１のセンター位置からショルダー部７、更には
サイドウォール部２の最大幅位置にかけて剛性を徐々に
減少させると共に、図４（イラスト図）に示すようにサ
イドウォール部２の最大幅位置からビード部３にかけて
剛性を徐々に増加させるのである。例えば、タイヤ骨格
部材４の厚さを、トレッド部１のセンター位置からショ
ルダー部７、更にはサイドウォール部２の最大幅位置に
かけて徐々に薄くし、サイドウォール部２の最大幅位置
からビード部３にかけて徐々に厚くすれば良い。このよ
うな剛性分布を形成することにより、内圧充填時のイン
フレート形状を適正化し、走行時の接地形状を良好にす
ることができる。

【００１６】本発明の空気入りタイヤでは、無内圧状態
での垂直荷重に対するタイヤ剛性が、標準空気圧充填状
態での垂直荷重に対するタイヤ剛性の３０％以上、好ま
しくは４０〜８０％、より好ましくは５０〜７０％にな
る。そのため、たとえタイヤがパンクしても、即座に走
行不能とならず、ある程度の速度である程度の距離を走
行可能である。

【００１７】ここで、空気圧による剛性（張力剛性）と
タイヤ材料による剛性（曲げ剛性）について説明する。
つまり、従来の空気入りタイヤでは、タイヤ内に与圧さ
れた空気が膨張圧となり、圧力容器としてタイヤにかか
る荷重を支えている。従って、従来の空気入りタイヤで
は、パンクにより空気圧がゼロになってしまうと、タイ
ヤとしての機能を殆ど果たさなくなってしまう。即ち、
表１のように、従来のタイヤにおけるタイヤ全体の剛性
を張力剛性と曲げ剛性に分解してみると、その比率が９
０％対１０％となり、圧倒的にタイヤ内圧による張力剛
性が大きいのである。

【００１８】一方、本発明のタイヤでは、この比率を７
０％以下対３０％以上、つまり、曲げ剛性の比率を大き
くして、たとえタイヤがパンクしたとしても最低限のタ
イヤの機能を果たすようにしたのである。ここで言う最
低限のタイヤの機能とは、例えば、少なくとも４００〜
５００ｋｍ程度の走行が可能であることを言う。但し、
本発明のタイヤでも曲げ剛性の比率が３０％未満になっ
てしまうとタイヤの撓み量が大きくなってしまい、走行
不能となる。

【００１９】

【表１】図５は従来のラジアルタイヤ（対比タイヤ）と図２の本
発明タイヤにおける縦バネ定数Ｋｖと空気圧との関係を
示すものである。この図５からも、本発明タイヤは空気
圧がゼロでも縦バネ定数Ｋｖが十分に大きいので、走行
可能であることが判る。

【００２０】本発明のタイヤでは、従来のタイヤに比べ
て、タイヤの曲げ剛性の大きさが特に重要となる。そこ
で、この曲げ剛性を等価曲げ剛性として、以下のように
定義する。つまり、等価曲げ剛性(kgf・mm) ＝モジュラ
ス(kgf/mm²) ×〔断面厚さ(mm)〕³である。

【００２１】ここで、厚さの３乗を用いたのは、断面２
次モーメントが厚さの３乗に比例するためである。ま
た、剛性が異なる材料が厚さ方向に重なる場合は、ゲー
ジ配分から比率を求め、それぞれの積の和により見掛け
のモジュラスを算出すれば良い。例えば、厚さ３mmでモ
ジュラス100kgf/mm²の材料と厚さ２mmでモジュラス50kg
f/mm²の材料とが重なり合っている場合、[3/5×100kgf
/mm²] ＋[2/5×50kgf/mm ²]＝80kgf/mm²となる。

【００２２】このような考え方に基づいて、本発明の実
施形態（図２）として、乗用車用タイヤ（サイズ：205/
65R15 ）のタイヤ子午線断面における等価曲げ剛性分布
を示したものが図６である。この図６から、トレッド部
のセンター位置では40×10³kgf・mmで、ショルダー部で
10×10³kgf・mm、サイドウォール部の最大幅位置で2.5
×10³kgf・mmとなる。つまり、剛性はトレッド部のセン
ター位置、ショルダー部、サイドウォール部の最大幅位
置へと順次１／４程度に小さくなっている。また、剛性
はサイドウォール部の最大幅位置からビード部に向かっ
て急激に大きくなっている。このような曲げ剛性にする
ことにより、タイヤ基本性能を保持することができるよ
うになる。但し、ビード部ではタイヤの剛性を曲げ剛性
だけでは評価できないが、基本的にその剛性は最大とな
る。

【００２３】タイヤ骨格部材４を構成する高分子材料の
ヤング率は、好ましくは１０〜５００ＭＰａ、より好ま
しくは３０〜３００ＭＰａ、更に好ましくは５０〜２５
０ＭＰａとする。タイヤ骨格部材４を構成する高分子材
料のヤング率が低過ぎると、タイヤ骨格部材４を薄く形
成した場合に剛性が不十分になり、また必要な剛性を得
るためにタイヤ骨格部材４を厚く形成した場合に重量増
加を招いてしまう。一方、タイヤ骨格部材４を構成する
高分子材料のヤング率が高過ぎると乗心地性が悪化す
る。複数種類の高分子材料を組み合わせて用いる場合、
個々の高分子材料が上記ヤング率を呈するものであるこ
とが望ましいが、これら高分子材料全量の８０重量％以
上が上記ヤング率を呈するものであれば良い。

【００２４】タイヤ材料として使用可能であって、かつ
上記ヤング率を呈する高分子材料としては、下記のもの
を挙げることができる。（１）ゴム及び／またはゴム組成物ゴム及び／またはゴム組成物は、以下例に挙げたゴムま
たは任意に選ばれた２種以上のゴムの混合物、またはそ
れらゴムおよび配合剤から成る組成物である。ゴムとし
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（Ｉ
ＩＲ）、イソブチレンと芳香族ビニル又はジエン系モノ
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−ＩＩ
Ｒ、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
コンゴム（例えばメチルビニルシリコンゴム、ジメチル
シリコンゴム、メチルフェニルビニルシリコンゴム）、
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）等を使用することができる。

【００２５】ゴム組成物としては、これらのゴムあるい
はゴム混合物に、一般的にゴム組成物に配合されるカー
ボンブラック、シリカ等の補強剤、充填剤、架橋剤、軟
化剤、老化防止剤、加工助剤などを配合して、所望の範
囲のヤング率を付与せしめた組成物であれば何れでも良
く、より好ましくは高いヤング率領域の材料を得るため
に補強性をさらに強固に付与すべく、短繊維、フェノー
ル樹脂等の補強剤を適宜配合した組成物を使用すること
ができる。かかる補強性を付与しうる短繊維補強剤とし
ては、アラミド、ナイロン、ビニロン、ポリエステル、
ポリベンゾビスオキサゾール等の合成繊維、レーヨン、
コットン等の天然繊維、炭素、ガラス等の無機繊維を使
用することができ、それらを更にゴムとの接着を向上せ
しめる為にＲＦＬ等の処理液で接着処理をすれば好まし
い。これらの長繊維を１〜５０ｍｍ長さの範囲で切断し
各々１種または２種以上適宜混合し、ゴム１００ゴム重
量部に対して２〜５０重量部、好ましくは３〜３５重量
部の範囲で適宜目的とするヤング率に合わせて配合すれ
ばよい。ゴム組成物の製造方法は、一般に知られている
方法でよく、例えば上記ゴム成分および上記補強剤等を
併せてもしくは順次バンバリミキサーあるいはロールミ
キシング等で所定温度で混練したのち、カレンダー成形
したものをタイヤ部材として提供することによる。（２）熱可塑性樹脂及び／または熱可塑性樹脂組成物熱可塑性樹脂及び／または熱可塑性樹脂組成物は、以下
例に挙げた熱可塑性樹脂または任意に選ばれた２種以上
の熱可塑性樹脂の混合物、またはそれら樹脂および配合
剤から成る組成物である。

【００２６】熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミ
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ＭＸ
Ｄ６、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（Ｐ
ＥＴ）、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（Ｐ
ＡＲ）、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ジ酸／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（ＥＡ
Ａ）、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（ＰＶ
ＤＣ）、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（ＰＣＴＦ
Ｅ）、テトラフロロエチレン／エチレン共重合体（ＥＴ
ＦＥ）〕、イミド系樹脂〔例えば芳香族ポリイミド（Ｐ
Ｉ）〕、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）等を使用することができる。

【００２７】さらにこれらの樹脂または樹脂混合物また
は樹脂組成物に、一般に樹脂配合物に配合させる充填剤
（炭酸カルシウム、酸化チタン、アルミナ、クレー
等）、カーボンブラック、ホワイトカーボン、前述の短
繊維等の補強剤、軟化剤、可塑剤、加工助剤、顔料、染
料、老化防止剤等を適宜目的とするヤング率を損なわな
い範囲で任意に配合したものを使用することができる。
熱可塑性樹脂及び／または熱可塑性樹脂組成物の製造方
法は、ペレタイズ化した樹脂原料および適宜上記充填材
等を併せて溶融混練することによる。熱可塑性樹脂の混
練に使用する混練機としては、特に限定はなく、スクリ
ュー押出機、ニーダ、バンバリミキサー、単軸混練押出
機、２軸混練押出機が挙げられる。溶融混練の条件とし
て、温度は熱可塑性樹脂が溶融する温度以上であればよ
い。また、混練時のせん断速度は２５００〜７５００ s
ec^-1であるのが好ましく、混練全体の時間は３０秒から
１０分であるのが好ましい。得られた混練物を次に押し
出し成形またはカレンダー成形によって、所定部材形状
に成形されるか薄膜化され、タイヤ部材として供され
る。（３）エラストマー組成物エラストマー組成物としては、熱可塑性樹脂または熱可
塑性樹脂組成物をマトリクスとなし、ゴム及び／または
ゴム組成物をドメイン（分散相）として分散せしめ、更
に好ましくは該ドメインの少なくとも一部が架橋してな
る組成物を、適宜目的とするヤング率に合わせて使用す
ることができる。

【００２８】本発明に従ったエラストマー組成物に使用
される熱可塑性樹脂成分としては、ヤング率が１ＭＰａ
超、好ましくは１０〜２０００ＭＰａ、より好ましくは
１０〜１５００ＭＰａの任意の熱可塑性樹脂を用いるこ
とができ、上記（２）で例に挙げた各樹脂の中から任意
に選ばれたものを使用することができる。また、ゴム成
分としては、上記（１）で例に挙げた各ゴムの中から任
意に選ばれたものを使用することが出来る。これら熱可
塑性樹脂成分（Ａ）とゴム成分（Ｂ）との組成比は、好
ましくは１０／９０〜９０／１０、更に好ましくは２０
／８０〜８５／１５である。

【００２９】熱可塑性樹脂成分のヤング率が１ＭＰａ以
下では、タイヤ用ポリマー組成物としての剛性が低く、
その機能を果たさなくなる。更に、これらの熱可塑性樹
脂組成比が１０未満の場合にも同様に剛性が低下して、
タイヤ用としては使用できないので好ましくない。

【００３０】このエラストマー組成物には、上記成分
（Ａ）および（Ｂ）に加えて、第三成分として、相溶化
剤などの他のポリマー及び配合剤を混合することができ
る。他のポリマーを混合する目的は、熱可塑性樹脂成分
とエラストマー成分との相溶性を改良するため、材料の
フィルム成形加工性を良くするため、耐熱性向上のた
め、コストダウンのため等であり、これに用いられる材
料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリスチレン、ＡＢＳ、ＳＢＳ、ポリカーボネート等を
挙げることができる。

【００３１】さらに本発明に係るエラストマー組成物に
は、更に一般的にポリマー配合物に配合される充填剤
（炭酸カルシウム、酸化チタン、アルミナ、クレー
等）、カーボンブラック、ホワイトカーボン等の補強
剤、軟化剤、可塑剤、加工助剤、顔料、染料、老化防止
剤等をヤング率の要件を損なわない限り任意に配合する
こともできる。また、前記エラストマー成分は熱可塑性
樹脂との混合の際にエラストマー成分を動的に加硫する
こともできる。エラストマー成分を動的に加硫する場合
の加硫剤、加硫助剤、加硫条件（温度、時間）等は、添
加するエラストマー成分の組成に応じて適宜決定すれば
よく、特に限定されるものではない。

【００３２】加硫剤としては、一般的なゴム加硫剤（架
橋剤）を用いることができる。具体的には、イオン系加
硫剤としては粉末イオウ、沈降性イオウ、高分散性イオ
ウ、表面処理イオウ、不溶性イオウ、ジモルフォリンジ
サルファイド、アルキルフェンアマイド（ＣＢＳ）、Ｎ
−オキシジエチレンベンゾチアジル−２−スルフェンア
マイド、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフ
ェンアマイド、２−（チモルポリニルジチオ）ベンゾチ
アゾール等を例示でき、例えば、０．５〜４phr 〔ゴム
成分（ポリマー）１００重量部あたりの重量部〕程度用
いることができる。また、有機過酸化物系の加硫剤とし
ては、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルヒドロパ
ーオキサイド、２，４−ビクロロベンゾイルパーオキサ
イド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパー
オキシ）ヘキサン、２，５−ジメチルヘキサン−2 ，５
−ジ（パーオキシルベンゾエート）等が例示され、例え
ば、１〜２０phr 程度用いることができる。更に、フェ
ノール樹脂系の加硫剤としては、アルキルフェノール樹
脂の臭素化物や、塩化スズ、クロロプレン等のハロゲン
ドナーとアルキルフェノール樹脂とを含有する混合架橋
系等が例示でき、例えば、１〜２０phr 程度用いること
ができる。その他としては、亜鉛華（５phr程度）、酸
化マグネシウム（４phr 程度）、リサージ（１０〜２０
程度）、ｐ−キノンジオキシム、ｐ−ジベンゾイルキノ
ンジオキシム、テトラクロロ−ｐ−ベンゾキノン、ポリ
−ｐ−ジニトロソベンゼン（０．２〜１０phr 程度）、
メチレンジアニリン（０．２〜１０phr 程度）が例示で
きる。

【００３３】また、必要に応じて、加硫促進剤を添加し
てもよい、加硫促進剤としては、アルデヒド・アンモニ
ア系、グアニジン系、チアゾール系、スルフェンアミド
系、チウラム系、ジチオ酸塩系、チオウレア系等の一般
的な加硫促進剤を、例えば０．５〜２phr 程度用いるこ
とができる。具体的には、アルデヒド・アンモニア系加
硫促進剤としては、ヘキサメチレンテトラミン等、グア
ニジン系加硫促進剤としては、ジフェニルグアジニン
等、チアゾール系加硫促進剤としては、ジベンゾチアジ
ルサルファイド（ＤＭ）、２−メルカプトベンゾチアゾ
ール及びそのＺｎ塩、シクロヘキシルアミン塩等、スル
フェンアミド系加硫促進剤としては、シクロヘキシルベ
ンゾチアジルスルフェンアマイド（ＣＢＳ）、Ｎ−オキ
シジエチレンベンゾチアジル−２−スルフェンアマイ
ド、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェン
アマイド、２−（チモルポリニルジチオ）ベンゾチアゾ
ール等、チウラム系加硫促進剤としては、テトラメチル
チウラムジサルファイド（ＴＭＴＤ）、テトラエチルチ
ウラムジサルファイド、テトラメチルチウラムモノサル
ファイド（ＴＭＴＭ）、ジベンタメチレンチウラムテト
ラサルファイド等、ジチオ酸塩系加硫促進剤としては、
Ｚｎ−ジメチルジチオカーバメート、Ｚｎ−ジエチルジ
チオカーバメート、Ｚｎ−ジ−ｎ−ブチルジチオカーバ
メート、Ｚｎ−エチルフェニルジチオカーバメート、Ｔ
ｅ−ジエチルジチオカーバメート、Ｃｕ−ジメチルジチ
オカーバメート、Ｆｅ−ジメチルジチオカーバメート、
ピペコリンピペコリルジチオカーバメート等、チオウレ
ア系加硫促進剤としては、エチレンチオウレア、ジエチ
レルチオウレア等を挙げることができる。また、加硫促
進助剤としては、一般的なゴム用助剤を合わせて用いる
ことができ、例えば、亜鉛華（５phr 程度）、ステアリ
ン酸やオレイン酸及びこれらのＺｎ塩（２〜４phr 程
度）等が使用できる。

【００３４】上記エラストマー組成物の製造方法は、予
め熱可塑性樹脂とゴム成分（未加硫物）とを２軸混練押
出機等で溶融混練し、連続相を形成する熱可塑性樹脂中
にゴム成分を分散させることによる。ゴム成分を加硫す
る場合には、混練下で加硫剤を添加し、ゴム成分を動的
に加硫させても良い。また、熱可塑性樹脂またはゴム成
分への各種配合剤（加硫剤を除く）は、上記混練中に添
加しても良いが、混練の前に予め混合しておくことが好
ましい。熱可塑性樹脂とゴム成分の混練に使用する混練
機としては、特に限定はなく、スクリュー押出機、ニー
ダ、バンバリミキサー、２軸混練押出機等が挙げられ
る。中でも樹脂成分とゴム成分の混練およびゴム成分の
動的加硫には２軸混練押出機を使用するのが好ましい。
さらに、２種類以上の混練機を使用し、順次混練しても
よい。溶融混練の条件として、温度は熱可塑性樹脂が溶
融する温度以上であれば良い。また、混練時の剪断速度
は２５００〜７５００ｓｅｃ^-1であるのが好ましい。混
練全体の時間は３０秒から１０分、また加硫剤を添加し
た場合には、添加後の加硫時間は１５秒から５分である
のが好ましい。上記方法で作製された熱可塑性エラスト
マー組成物は、次に押し出し成形またはカレンダー成形
によって、所定部材形状に成形されるか薄膜化される。
このようにして得られる所定形状の部材または薄膜は、
熱可塑性樹脂（Ａ）のマトリクス中にゴム成分（Ｂ）が
不連続相として分散した構造をとる。かかる構造をとる
ことにより、部材または薄膜に十分なヤング率と可とう
性を併せ付与することができると共にゴム成分の多少に
よらず、部材化、薄膜化に際し、熱可塑性樹脂と同等の
成形加工性を得ることができる。

【００３５】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。但
し、本発明で使用される高分子材料は本実施例に限定さ
れるものではない。

【００３６】タイヤサイズを２０５／６５Ｒ１５とし、
下記タイヤ構造を有する本発明タイヤＡ，Ｂ，Ｃを製作
した。対比タイヤとして、同タイヤサイズであって、複
数本の有機繊維コードを引き揃えてゴム被覆してなるカ
ーカス層と、複数本のスチールコードを引き揃えてゴム
被覆してなる２層のベルト層を備えた従来構造の市販タ
イヤを用いた。

【００３７】本発明タイヤＡ：図２に示すように、左右
一対のビード部間に跨がるタイヤ骨格部材を、撚りコー
ドを用いることなく、トレッド部からビード部にかけて
単一の高分子材料（エラストマー組成物）から構成する
と共に、タイヤ骨格部材の外周上にゴム組成物からなる
トレッド層を積層した。

【００３８】エラストマー組成物は、表２の配合比に基
づいて作製した。先ず、表２に示す配合比を用いてサン
プルを作製した。ナイロン樹脂ペレットを２軸混練押出
機の第１の投入口より投入し、溶融混練した後に、第２
の投入口よりポリマー成分のペレットを投入し、ナイロ
ン樹脂中にゴム成分を微細に分散させた後、第３の投入
口より架橋剤成分を表記の比率にて投入し、ゴム成分を
動的に架橋させ、ゴム相を固定した。このようにして得
られた熱可塑性のエラストマー成分を２軸混練押出機の
先端よりストランド状に押出し、水冷で冷却した後、樹
脂用ペレタイザーでペレット化した。このエラストマー
組成物のヤング率は１４３ＭＰａであった。

【００３９】

【表２】表２において、¹⁾ 商品名：レニー6002（三菱瓦斯化学）²⁾ 商品名：EXXPRO90-10 （エクソンモーヒ゛ルケミカル）³⁾ 商品名：亜鉛華３号（正同化学）⁴⁾ 商品名：ビーズステアリン酸（日本油脂）⁵⁾ 商品名：ステアリン酸亜鉛（正同化学）上記ペレットをＴ型ダイスを有する４０ｍｍ口径の樹脂
用単軸押出機で幅５ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのストリップ
状に押し出したうえ巻き取り、テープ状部材を作製し
た。このテープ状部材をドラム上の適切な位置に巻き回
して、所定のタイヤ断面形状でタイヤ骨格部材を成形し
た。そして、トレッド部材を巻回する部位に、トレッド
ゴムと熱可塑性エラストマー組成物との接着性を確保す
るために、通常使用可能な塩化ゴム系接着剤、フェノー
ル系樹脂接着剤及びイソシアネート系接着剤のうち、イ
ソシアネート系接着剤であるケムロック４０２を十分塗
布した後、乾燥させた。なお、ビード部は、通常のスチ
ール製ビードワイヤを予め巻き回した部材へ塩化ゴム系
接着剤であるケムロック２０５を十分塗布した後、乾燥
させて、接着処理したものを使用し、成形処理に供し
た。

【００４０】上記成形物をドラム上で成形した後、所定
のタイヤ加硫形状へインフレート成形し、形状を保持し
た後、トレッド部に所定の寸法に押し出したトレッドゴ
ム組成物を貼り付け、加硫工程へ供する成形体とした。
この成形体を通常のタイヤ用加硫モールドへ投入し、成
形時に巻き込んだエアー等の気体成分を脱気処理した
後、２２０℃で５分間加熱・加圧し、熱可塑性エラスト
マーからなるタイヤ骨格部材の所定形状への腑形と、ゴ
ムトレッド部材の腑形及び加硫と、ビード及びトレッド
に対するタイヤ骨格部材の接着とを完了した後、加圧状
態で１００℃までモールド温度を低下させ、モールドよ
りタイヤを取り出し、図２に示す所望の形状を有する空
気入りタイヤを得た。

【００４１】なお、本加硫工程は、本実施例に限定され
るわけではなく、所謂インジェクション成形・加硫、ト
ランスファー成形・加硫等、種々の公知の成形・加硫法
を利用しうることは勿論である。

【００４２】本発明タイヤＢ：図２に示すように、左右
一対のビード部間に跨がるタイヤ骨格部材を、撚りコー
ドを用いることなく、トレッド部からビード部にかけて
単一の高分子材料（熱可塑性樹脂組成物）から構成する
と共に、タイヤ骨格部材の外周上にゴム組成物からなる
トレッド層を積層した。

【００４３】熱可塑性樹脂組成物として下記一般式で表
されるポリエーテルポリアミド共重合樹脂を使用した。
この共重合樹脂又は組成物は結晶化による剛性を分担す
るポリアミド樹脂の特性を共重合せしめるポリエーテル
成分の大小により広くヤング率の制御が可能であり、通
常１０〜５００ＭＰａのサンプルが商業的に入手可能で
ある。ここでは、アトケム社製のポリエーテルポリアミ
ド樹脂（PEPBAX5533）を使用した。この樹脂のヤング率
は１３９ＭＰａである。

【００４４】

【化１】但し、上記一般式において、ＰＡはポリアミドセグメン
トであり、ＰＥはポリエーテルセグメントである。

【００４５】上記樹脂ペレットをＴ型ダイスを有する短
軸押出機で溶融した後、前述のエラストマー組成物の場
合と同様にシートストリップ形状に押出し、同様な接着
処理、成形処理及び加硫工程を経て図２に示すタイヤを
作製した。

【００４６】本発明タイヤＣ：図７に示すように、左右
一対のビード部間に跨がるタイヤ骨格部材を、撚りコー
ドを用いることなく、トレッド部からビード部にかけて
単一の高分子材料（ゴム組成物）から構成すると共に、
タイヤ骨格部材の外周上にゴム組成物からなるトレッド
層を積層した。タイヤ骨格部材を構成するゴム組成物の
配合は、表３の通りである。

【００４７】

【表３】表３において、¹⁾ 商品名：シースト３（東海カーボン）²⁾ 商品名：亜鉛華３号（正同化学）³⁾ 商品名：ビーズステアリン酸ＮＹ（日本油脂）⁴⁾ 商品名：ペガワックス（精工化学）⁵⁾ 商品名：アンチゲンRD-G（住友化学工業）⁶⁾ 商品名：タ゛イアナフ゜ロセスオイル AH-58 （出光興産）⁷⁾ 商品名：粉末イオウ（軽井沢精練所）⁸⁾ 商品名：ノクセラ−ＣＺ（大内新興化学）レーヨン単繊維は通常のタイヤコードに使用されるスー
パー２クラスのレーヨンタイヤコードをコード切断機に
て６mm長に切断したものを使用した。混練中に単繊維は
約３デニールのモノフィラメントに分解して分散し、加
工される方向へ配向してゴム組成物のヤング率を向上せ
しめる。

【００４８】表３に示す配合表でレーヨン短繊維を除い
たポリマー及び配合剤をラボ用バンバリーミキサーで先
ず混練した。この混練物を、十分に冷却したラボ用２本
ロールに巻き付け、短繊維を添加しながら十分に混練
し、１mm厚さのシートとして仕上げて所望の配合のシー
トを得た。

【００４９】しかる後、５mm巾にカットしてテープを作
成し、前述の方法と同様にトレッド部材を成形してドラ
ム上に巻回し、同様の形状のタイヤ形状に仕上げた。但
し、この場合は短繊維入りのゴムであるため材料自身が
異方性を持つので、従来のベルト層に対応する部分はタ
イヤ周方向に材料異方性の主軸（即ち、この方向に短繊
維の配向方向が揃い、この方向の剛性が高い。）を持っ
てくると共に、従来のカーカス層に相当する部分はタイ
ヤ径方向に材料異方性の主軸を持ってくるようにタイヤ
を作製した（図７参照）。

【００５０】タイヤ骨格部材にゴム組成物を用いた場合
の加硫は通常のタイヤと同等で良く、１８０℃で１０分
間加圧加熱した後、脱型して冷却し、供試タイヤを得
た。

【００５１】これら試験タイヤについて、リム幅６．５
ＪＪ、試験荷重４ｋＮの条件で、撓み量、実接地面積、
縦バネ定数、横バネ定数、周バネ定数を測定し、その結
果を表４に示した。これら測定結果は、対比タイヤを１
００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど測
定値が大きいことを意味する。

【００５２】

【表４】この表４から判るように、本発明タイヤは、空気圧を対
比タイヤの半分程度に設定したとき、良好なバネ定数を
示し、しかも必要な実接地面積を確保することができ
た。本発明タイヤは、タイヤ内圧とタイヤ剛性で、タイ
ヤとしての機能を発揮するに当たって、従来タイヤの内
圧のままでも良いが、本発明の効果をより効果的に発現
するためには、好ましくは従来タイヤの内圧の３０〜７
０％、より好ましくは５０％程度にするのが良い。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、左
右一対のビード部間に跨がるタイヤ骨格部材を、撚りコ
ードを用いることなく、高分子材料から構成すると共
に、タイヤ骨格部材の外周上にトレッド層を積層したか
ら、タイヤの製造工程を簡素化し、製造コストを低減す
ると共に、耐久性を向上することができる。また、タイ
ヤ子午線断面における剛性分布はタイヤ骨格部材の厚さ
に基づいて任意に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示
す切り欠き斜視図である。

【図２】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３】本発明の空気入りタイヤにおけるトレッド部の
センター位置からショルダー部にかけての剛性分布を示
すグラフである。

【図４】本発明の空気入りタイヤにおけるサイドウォー
ル部の最大幅位置からビード部にかけての剛性分布を示
すグラフである。

【図５】本発明の空気入りタイヤ（図２）における縦バ
ネ定数Ｋｖと空気圧との関係を示すグラフである。

【図６】本発明の空気入りタイヤ（図２）におけるトレ
ッド部のセンター位置からビード部にかけての剛性分布
を示すグラフである。

【図７】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。

【符号の説明】

１トレッド部２サイドウォール部３ビード部４タイヤ骨格部材５ビードコア６トレッド層７ショルダー部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本義之神奈川県平塚市追分２番１号横浜ゴム株式会社平塚製造所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】左右一対のビード部間に跨がるタイヤ骨
格部材を、撚りコードを用いることなく、高分子材料か
ら構成すると共に、前記タイヤ骨格部材の外周上にトレ
ッド層を積層した空気入りタイヤ。
【請求項２】前記タイヤ骨格部材を、トレッド部から
ビード部にかけて単一の高分子材料から構成した請求項
１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】前記タイヤ骨格部材の厚さに基づいて、
タイヤ子午線断面における剛性分布を適宜変化させた請
求項２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】前記タイヤ骨格部材の厚さに基づいて、
トレッド部のセンター位置からショルダー部、更にはサ
イドウォール部の最大幅位置にかけて剛性を徐々に減少
させると共に、前記サイドウォール部の最大幅位置から
ビード部にかけて剛性を徐々に増加させた請求項２に記
載の空気入りタイヤ。
【請求項５】前記タイヤ骨格部材を構成する高分子材
料のヤング率が１０〜５００ＭＰａである請求項１〜４
のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】無内圧状態での垂直荷重に対するタイヤ
剛性が、標準空気圧充填状態での垂直荷重に対するタイ
ヤ剛性の３０％以上である請求項１〜５のいずれかに記
載の空気入りタイヤ。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載のタイヤ
構造を有する乗用車用空気入りタイヤ。
【請求項８】請求項１〜６のいずれかに記載のタイヤ
構造を有する小型トラック用空気入りタイヤ。
【請求項９】請求項１〜６のいずれかに記載のタイヤ
構造を有する重荷重用空気入りタイヤ。