JP2004249888A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】空気入りタイヤ1を提供する。空気入りタイヤ1は、左右一対のビード部2と、ビード部2のタイヤ半径方向外側に配置されるビードフィラーゴム2B及びカーカス層5と、カーカス層5のタイヤ半径方向外側に配置されるトレッドゴム3と、トレッドゴム3の左右に配置される一対のサイドゴム4Aと、サイドゴム4Aの内側に配設されるサイド補強ゴム4Bとを具備してなり、少なくとも一部のゴムが、微細炭素繊維を含有するゴム組成物からなることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細炭素繊維を含有するゴム組成物から構成される空気入りタイヤに関し、特に、かかるゴム組成物が、サイドウォール部に配設されるサイド補強ゴム(「サイド補強層」ということがある。)、又はサイド補強ゴムとその外側のタイヤ表面のサイドゴムとを構成する空気入りタイヤに関し、空気入りタイヤのランフラット耐久性の向上に関する。
【0002】
【従来の技術】
(1)サイド補強ゴムを持つランフラットタイヤを車輌に取り付け、内圧がゼロになった場合、すなわちランフラット状態では、車輌の停止、走行にかかわらず車重をサイド補強ゴムで支える。
(2)ランフラット状態で車輌を走行させると、車重によるサイド補強ゴムへの歪入力及び走行による動的入力等によって、ゴムの自己発熱によりゴムの強力が低下する。特に、ランフラット走行時の入力を超えた場合には、サイド補強ゴムの破壊に至る。本発明では、ランフラット状態からサイド補強ゴムの破壊までの時間又は距離をランフラット耐久性と定義する。
(3)前述の問題を解決し、よりランフラット耐久性を向上させるためには、ゴムの自己発熱、すなわち損失正接(tanδ)の低減、サイド補強ゴムへの歪の減少又は耐熱性を有する配合剤を添加する等の手段がとられてきた(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−144827号公報
【0004】
電気及び電子機器に用いられるシリコーンゴム組成物に、カーボンナノチューブを配合することが知られている(例えば、特許文献2参照)。
【0005】
【特許文献2】
特開2000−302970号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、空気入りタイヤにおいては、上述の特許文献1のようないずれの方法を用いても、ランフラット走行末期におけるサイド補強ゴムの破壊が、サイド補強ゴム全体ではなく、一部分の自己発熱、温度上昇による強力の低下に起因してしまうことを見出した。
【0007】
本発明者は、サイド補強ゴムにより車重を支持するランフラットタイヤにおいては、ランフラット走行中の各種の動作、すなわち直進、曲折、停止等によりサイド補強ゴムの温度分布が均一でなくなり、一部分の温度上昇による強力低下によって、サイド補強ゴムが破壊し易くなることを知見した。
【0008】
なお、上述の特許文献2は、電気及び電子機器に用いられるシリコーンゴム組成物に関するものであり、空気入りタイヤ用のゴム組成物にカーボンナノチューブを配合した場合に、安定な走行に支障をきたす耐久性、特に、ランフラット耐久性等の問題の解消ができるかどうかを示すものではない。
【0009】
本発明の課題は、一部分において起こるタイヤの温度上昇による強力低下を防ぐことによって、空気入りタイヤの耐久性を向上させることである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、左右一対のビード部と、該ビード部のタイヤ半径方向外側に配置されるビードフィラーゴム及びカーカス層と、該カーカス層のタイヤ半径方向外側に配置されるトレッドゴムと、該トレッドゴムの左右に配置される一対のサイドゴムと、該サイドゴムの内側に配設されるサイド補強ゴムとを具備してなる空気入りタイヤであって、少なくとも一部のゴムが、微細炭素繊維を含有するゴム組成物からなることを特徴とする空気入りタイヤに係るものである。
【0011】
本発明者は、前記の問題、すなわち、サイド補強ゴムの一部分の温度上昇による強力低下を解決すべく、種々のタイヤを試作し、検討した。
【0012】
その結果、サイド補強ゴムを構成するゴム部材、又は更にその外表面を構成するゴム部材に、微細な炭素繊維を含有させることにより、耐久性に優れた空気入りタイヤが得られることを突き止め、本発明に至った。
【0013】
本発明は、微細炭素繊維を含有するゴム組成物が、タイヤゴムの放熱特性を向上させ、サイド補強ゴム等の局所的な温度の集中が防止され、サイド補強ゴム等の耐久性が向上し、結果として、ランフラット耐久性等に優れた空気入りタイヤが得られるという知見に基づくものである。
【0014】
本発明では、微細炭素繊維とは、タイヤの一部のゴム組成物に含有させた場合に、タイヤの局所的な温度の集中が防止され、ランフラット耐久性等のような耐久性に優れた空気入りタイヤが得られるものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の実施をする形態について説明する。
(1)空気入りタイヤ
サイドウォール部に配設されるサイド補強ゴムを具備してなる。サイド補強ゴムは、タイヤの内圧がゼロになった場合、すなわち、ランフラット状態においても、車重が支えられるようにサイドウォール部に配設されるゴム部材である。かかるサイド補強ゴムを備えるタイヤは、安全タイヤや、ランフラットタイヤとも称される。
【0016】
(2)微細炭素繊維
空気入りタイヤの少なくとも一部のゴムは、微細炭素繊維を含有するゴム組成物からなる。微細炭素繊維は、タイヤにおいて、温度の局所的な集中を防ぐ働きをする。
【0017】
好ましくは、微細炭素繊維は、0.5〜500nmの平均直径、及び0.5〜50μmの平均長さを有する。平均直径が500nmを超えるか、又は平均長さが50μmを超える場合、十分な耐久性が得られなくなる可能性がある。
【0018】
耐久性及びゴム組成物の製造上の観点からは、特に、1〜400nmの平均直径が好ましい。また、特に、1〜40μmの平均長さが好ましい。さらに、好ましくは、10以上、より一層好ましくは、15以上のアスペクト比を有する。
【0019】
微細炭素繊維は、タイヤの温度の局所的な集中を防ぐ働きをする限り、種々の炭素繊維を用いることができる。例えば、昭和電工(株)製の「VGCF−G」(商標)のようなカーボンナノファイバー(カーボンナノチューブを除く)、MTR社製の「多層カーボンナノチューブ」(商標)のようなカーボンナノチューブ等が好適に用いられる。
【0020】
微細炭素繊維の配合量は、ゴム成分100質量部に対して2〜20質量部が好ましい。この範囲内で、タイヤ耐久性の向上が十分に発揮される。放熱特性とゴム物性とを勘案すれば、5質量部以上が好ましく、5〜20質量部が特に好ましい。
【0021】
(3)サイド補強ゴム
微細炭素繊維を含有するゴム組成物からなることができる。サイド補強ゴムの形状、厚さ、配置、組成等は、特に制限されることはなく、通常のものを用いることができる。サイド補強ゴムは、機能が異なるような複数のゴム部材からなってもよい。
【0022】
サイド補強ゴムに配合される微細炭素繊維は、熱伝導性に優れるため、サイド補強ゴム内の温度分布がより均一になる。これによって、サイド補強ゴム内の一部での温度集中が防止でき、サイド補強ゴムの破壊を抑制し、ランフラット耐久性を向上させることができる。
【0023】
好ましくは、サイド補強ゴムは、サイドウォール部の内側において6〜13mmの最大厚さを有する。
【0024】
(4)ビードフィラーゴム
空気入りタイヤは、代表的には、左右一対のビード部を備え、かかるビード部のタイヤ半径方向外側には、ビードフィラーゴムとカーカス層とが配置される。ビードフィラーゴムは、微細炭素繊維を含有するゴム組成物からなることができる。
【0025】
ビードフィラーゴムは、形状、厚さ、配置、組成等、特に制限されることはなく、通常のものを用いることができ、機能が異なるような複数のゴム部材からなってもよい。
【0026】
(5)サイドゴム
空気入りタイヤは、代表的には、カーカス層のタイヤ半径方向外側に、トレッド部が配置され、該トレッド部の左右に一対のサイドウォール部が配置される。サイドウォール部では、少なくともその表層がサイドゴムからなる。サイドゴムは、微細炭素繊維を含有するゴム組成物からなることができる。
【0027】
サイドゴムは、形状、厚さ、配置、組成等、特に制限されることなく、通常のものを用いることができる。サイドゴムは、機能が異なるような複数のゴム部材からなってもよい。
【0028】
サイド補強ゴムの外表面側に存在する表層ゴム部材、特にサイドゴムに微細炭素繊維を配合すると、サイド補強ゴムで発生した熱がサイドゴムの外表面に到達し、車輌の走行による風により冷却されることで、サイド補強ゴムの温度上昇を抑制し、更にランフラット耐久性を向上させることができる。
【0029】
図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
図1は本発明の一例の空気入りタイヤの部分断面図である。
図1に示すように、空気入りタイヤ1はビード部2とトレッド部3とサイドウォール部4とを備える。ビード部2、トレッド部3及びサイドウォール部4のいずれかにおいて、その少なくとも一部のゴムは微細炭素繊維を含有するゴム組成物からなる。
【0030】
ビード部2は、リング状のビードコア2Aを備え、そのタイヤ半径方向外側には、ビードフィラーゴム2Bとカーカス層5とが配置される。カーカス層5のタイヤ半径方向外側には、ベルト層6が配置されており、ベルト層6のタイヤ半径方向外側には、トレッド部3が配置されている。トレッド部3の左右には、一対のサイドウォール部4(図1では片側を示す。)が配置されている。
【0031】
カーカス層5は、図1に示すように、複数のコードを被覆したゴムプライ5A及び5Bからなることができる。ゴムプライ5Aの両端部はビードコア2Aの周りで折り返されて折り返し端部を形成している。ゴムプライ5Aの折り返し端部の中には、ビードフィラーゴム2Bが位置している。ゴムプライ5Bは、ゴムプライ5Aの折り返し端部の外側で、サイドウォール部4内に配置されている。
【0032】
サイドウォール部4は、表面側がサイドゴム4Aからなり、その内側はサイド補強ゴム4Bによって補強されている。サイド補強ゴムは、ゴムプライ5A及び5Bの内側、外側及びそれらの間のいずれかの位置に配置することができ、ビード部2の上方からサイドウォール部4を介してサイドウォール部下方に至るタイヤサイド部の少なくとも一部に設けることができる。サイド補強ゴム4Bは、図1に示すように、代表的に、ゴムプライ5Aのサイドウォール部4の内側外周方向面に配置される。
【0033】
【実施例】
実施例及び比較例に基づいて、本発明をより一層詳細に説明する。
(実施例1〜6)
図1に示すような空気入りタイヤを製造する。
これらの例の空気入りタイヤは、表1に示す配合A又は配合Bからなるサイド補強ゴム、及び表1に示す比較配合2、配合C又は配合Dからなるサイドゴムを備える。それぞれの配合の組合せは、表2に示すように、実施例1(サイド補強ゴム:サイドゴム=配合A:比較配合2)、実施例2(配合B:比較配合2)、実施例3(配合A:配合C)、実施例4(配合A:配合D)、実施例5(配合B:配合C)及び実施例6(配合B:配合D)である。なお、用いる微細炭素繊維の径、平均長等を表3に示す。
【0034】
(比較例1)
実施例1において、サイド補強ゴムを配合Aから比較配合1に変える以外は、実施例1と同様にして空気入りタイヤを製造する。
【0035】
【表1】
【0036】
(ランフラット耐久性)
実施例1〜6及び比較例1で得られる空気入りタイヤについて評価する。ランフラット耐久性は、各試作タイヤを常圧でリム組みし、内圧230kPaを封入してから38℃の室温中に24時間放置後、バルブのコアを抜き内圧を大気圧として、荷重4.17kN(425kg)、速度89km/h、室温38℃の条件でドラム走行テストを行い、この際の故障発生までの走行距離で示す。結果を表2に示す。なお、評価は、比較例1の場合を100とした指数で表す。値が高いほどランフラット耐久性が良好である。
【0037】
【表2】
【0038】
【表3】
【0039】
表2に示されるように、サイド補強ゴム又はサイドゴムのいずれかのゴム組成物に微細な炭素繊維を配合した空気入りタイヤは、ランフラット耐久性が著しく向上する。微細炭素繊維の径、平均長等の違いにより、放熱効果が異なる。特に、昭和電工(株)製の「VGCF−G」(商標)のようなカーボンナノファイバーが、MTR社製の「多層カーボンナノチューブ」(商標)のようなカーボンナノチューブよりも、良好なランフラット耐久性を示す。
【0040】
【発明の効果】
本発明によれば、少なくとも一部のゴムが微細炭素繊維を含有するゴム組成物からなり、かかるゴムがタイヤの温度分布をより一層均一にさせるように働き、タイヤの一部への温度集中を防ぐことにより、空気入りタイヤの耐久性を著しく向上させる。
【0041】
特に、サイド補強ゴムに微細炭素繊維を配合させた空気入りタイヤは、熱伝導性の高さによって、タイヤの温度集中を防ぎ、ランフラット耐久性を向上させることができる。さらに、サイド補強ゴムに加え、その外表面のサイドゴムに微細炭素繊維を配合させた場合、走行による空冷効果により、より一層ランフラット耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一例の空気入りタイヤの部分断面図である。
【符号の説明】
1 空気入りタイヤ
2 ビード部
3 トレッド部
4 サイドウォール部
Claims (6)
- 左右一対のビード部と、該ビード部のタイヤ半径方向外側に配置されるビードフィラーゴム及びカーカス層と、該カーカス層のタイヤ半径方向外側に配置されるトレッドゴムと、該トレッドゴムの左右に配置される一対のサイドゴムと、該サイドゴムの内側に配設されるサイド補強ゴムとを具備してなる空気入りタイヤであって、少なくとも一部のゴムが、微細炭素繊維を含有するゴム組成物からなることを特徴とする空気入りタイヤ。
- 前記サイド補強ゴムが、微細炭素繊維を含有するゴム組成物からなる請求項1記載の空気入りタイヤ。
- 前記サイドゴムが、微細炭素繊維を含有するゴム組成物からなる請求項1又は2記載の空気入りタイヤ。
- 前記ビードフィラーゴムが、微細炭素繊維を含有するゴム組成物からなる請求項1〜3のいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
- 前記ゴム組成物中に、100質量部のゴム成分に対して2〜20質量部の前記微細炭素繊維が含有されている請求項1〜4のいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
- 前記微細炭素繊維がカーボンナノファイバー又はカーボンナノチューブである請求項1〜5のいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
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