JP2006256358A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】ランフラット走行時のタイヤの発熱が小さく、高いランフラット耐久性を有する空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】一対のビード部１及び一対のサイドウォール部２と、両サイドウォール部２に連なるトレッド部３とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在してこれら各部を補強する一枚以上のカーカスプライからなるカーカス４と、前記サイドウォール部２の前記カーカス４の内側に配置した一対のサイド補強ゴム層５とを備えた空気入りタイヤにおいて、前記カーカスプライが補強コードをコーティングゴムで被覆してなり、該コーティングゴムに、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.12以下のゴム組成物を適用し、並びに／或いは、前記サイドウォール部２に、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.15以下のゴム組成物を適用する。
【選択図】図１
【解決手段】一対のビード部１及び一対のサイドウォール部２と、両サイドウォール部２に連なるトレッド部３とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在してこれら各部を補強する一枚以上のカーカスプライからなるカーカス４と、前記サイドウォール部２の前記カーカス４の内側に配置した一対のサイド補強ゴム層５とを備えた空気入りタイヤにおいて、前記カーカスプライが補強コードをコーティングゴムで被覆してなり、該コーティングゴムに、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.12以下のゴム組成物を適用し、並びに／或いは、前記サイドウォール部２に、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.15以下のゴム組成物を適用する。
【選択図】図１
Description
本発明は、空気入りタイヤ、特にパンク時にも安全に走行できるサイド補強タイプのランフラットタイヤに関するものである。
従来、パンク等によりタイヤの内圧が低下した状態でも、タイヤが荷重支持能力を失うことなくある程度の距離を安全に走行することが可能なタイヤ、所謂ランフラットタイヤとして、タイヤのサイドウォール部のカーカスの内側に断面三日月状のサイド補強ゴム層を配置して、サイドウォール部の剛性を向上させた、サイド補強タイプのランフラットタイヤが知られている。
しかしながら、タイヤの内圧が低下した状態での走行、所謂ランフラット走行においては、タイヤのサイドウォール部の変形が大きくなるにつれサイド補強ゴム層の変形も大きくなり、その結果、該サイド補強ゴム層の発熱が進んで、サイド補強ゴム層がその破壊限界を超えてしまい、タイヤが故障に至る危険性がある。
このような故障に至るまでの時間を遅くする手段として、上記サイド補強ゴム層及びビード部のビードコアのタイヤ径方向外側に位置するビードフィラーを構成するゴム組成物を高弾性化して、ランフラット走行時のタイヤのサイドウォール部の撓みを抑制し、ゴムの発熱を抑制する手法が知られている。
また、特開２００２−１４４８２７号公報（特許文献１）には、高温での弾性率の低下を抑制する機能を有するゴム組成物や、低温の弾性率が低く高温での弾性率が著しく増加する性質を有するゴム組成物をサイドウォール部に適用して、ランフラット走行時のタイヤの耐久性を向上させつつ、通常走行時の乗り心地を十分に維持したタイヤが開示されている。
更に、特開２００４−２４９８８８号公報（特許文献２）には、サイド補強ゴム層及び／又はサイドウォール部に、熱伝導性に優れた微細炭素繊維含有ゴム組成物を適用し、サイド補強ゴム層及び／又はサイドウォール部内の局部的な温度上昇に起因する破壊を防止して、タイヤのランフラット耐久性を向上させたタイヤが開示されている。
しかしながら、サイド補強タイプのランフラットタイヤの中でも高偏平サイズ又は高荷重環境下で使用されるものは、サイド補強ゴム層の発熱を十分に抑制できず、タイヤのランフラット耐久性を十分に確保できないのが現状である。
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、ランフラット走行時のタイヤの発熱が小さく、高いランフラット耐久性を有する空気入りタイヤを提供することにある。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、サイドウォール部のカーカスの内側にサイド補強ゴム層を備えた空気入りタイヤにおいて、カーカスのコーティングゴム及びサイドウォール部の少なくとも一方に適用するゴム組成物の25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）を特定の値以下に規定して、ランフラット走行時のタイヤ全体での発熱を抑制することで、タイヤのランフラット耐久性を改善できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在してこれら各部を補強する一枚以上のカーカスプライからなるカーカスと、前記サイドウォール部の前記カーカスの内側に配置した一対のサイド補強ゴム層とを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記カーカスプライが補強コードをコーティングゴムで被覆してなり、該コーティングゴムに、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.12以下のゴム組成物を適用したことを特徴とする。
前記カーカスプライが補強コードをコーティングゴムで被覆してなり、該コーティングゴムに、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.12以下のゴム組成物を適用したことを特徴とする。
本発明の空気入りタイヤの好適例においては、前記コーティングゴムに適用するゴム組成物の25℃における1％歪時の動的弾性率（Ｅ'）が8.0MPa以上である。この場合、タイヤの発熱が小さいことに加え、カーカスプライの剛性が高いため、ランフラット走行時のタイヤの撓みを抑制して、タイヤのランフラット耐久性を更に向上させることができる。
また、本発明の他の空気入りタイヤは、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在してこれら各部を補強する一枚以上のカーカスプライからなるカーカスと、前記サイドウォール部の前記カーカスの内側に配置した一対のサイド補強ゴム層とを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記サイドウォール部に、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.15以下のゴム組成物を適用したことを特徴とする。
前記サイドウォール部に、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.15以下のゴム組成物を適用したことを特徴とする。
本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在してこれら各部を補強する一枚以上のカーカスプライからなるカーカスと、前記サイドウォール部の前記カーカスの内側に配置した一対のサイド補強ゴム層とを備え、
前記カーカスプライが補強コードをコーティングゴムで被覆してなり、該コーティングゴムに、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.12以下のゴム組成物が適用されており、
更に、前記サイドウォール部に、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.15以下のゴム組成物を適用されていることが好ましい。ここで、前記コーティングゴムに適用するゴム組成物の25℃における1％歪時の動的弾性率（Ｅ'）が8.0MPa以上であることが更に好ましい。
前記カーカスプライが補強コードをコーティングゴムで被覆してなり、該コーティングゴムに、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.12以下のゴム組成物が適用されており、
更に、前記サイドウォール部に、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.15以下のゴム組成物を適用されていることが好ましい。ここで、前記コーティングゴムに適用するゴム組成物の25℃における1％歪時の動的弾性率（Ｅ'）が8.0MPa以上であることが更に好ましい。
本発明の空気入りタイヤの他の好適例においては、前記コーティングゴムに適用するゴム組成物及び／又は前記サイドウォール部に適用するゴム組成物が、ゴム成分に対してＦＥＦ級以下のカーボンブラックを配合してなる。
本発明によれば、サイドウォール部のカーカスの内側にサイド補強ゴム層を備え、カーカスのコーティングゴム及びサイドウォール部の少なくとも一方に適用するゴム組成物の25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が特定の値以下であり、ランフラット走行時のタイヤ全体での発熱が小さく、優れたランフラット耐久性を有する空気入りタイヤを提供することができる。
以下に、図を参照しながら本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の空気入りタイヤの一例の断面図である。図１に示すタイヤは、左右一対のビード部１及び一対のサイドウォール部２と、両サイドウォール部２に連なるトレッド部３とを有し、前記一対のビード部１間にトロイド状に延在して、これら各部１，２，３を補強する一枚以上のカーカスプライからなるラジアルカーカス４と、前記サイドウォール部２の前記カーカス４の内側に配置した一対のサイド補強ゴム層５とを備える。なお、図示例のタイヤのサイド補強ゴム層５は、断面略三日月状であるが、本発明の空気入りタイヤにおいては、サイド補強ゴム層５の形状はこれに限定されるものではない。また、特に限定されるものではないが、サイド補強ゴム層５の最大厚さは、6〜13mmの範囲が好ましい。
また、図示例のタイヤにおいては、上記ビード部１内に夫々埋設したリング状のビードコア６のタイヤ半径方向外側にビードフィラー７が配置されており、更に、上記ラジアルカーカス４のクラウン部のタイヤ半径方向外側には二枚のベルト層からなるベルト８が配置されている。ここで、ベルト層は、通常、タイヤ赤道面に対して傾斜して延びるコードのゴム引き層、好ましくは、スチールコードのゴム引き層からなり、２枚のベルト層は、該ベルト層を構成するコードが互いにタイヤ赤道面を挟んで交差するように積層されてベルト８を構成する。なお、図示例のタイヤのベルト８は、二枚のベルト層からなるが、本発明の空気入りタイヤにおいては、ベルト８を構成するベルト層の枚数はこれに限られるものではない。
図示例のタイヤにおいて、ラジアルカーカス４は、折り返しカーカスプライ４ａ及びダウンカーカスプライ４ｂからなり、折り返しカーカスプライ４ａの両端部は、ビードコア６の周りに折り返され、折り返し端部を形成している。なお、ラジアルカーカス４の構造及びプライ数は、これに限られるものではない。ここで、ラジアルカーカス４を構成するカーカスプライ、即ち、図示例における折り返しカーカスプライ４ａ及びダウンカーカスプライ４ｂは、通常、平行に配列された複数の補強コードをコーティングゴムで被覆してなり、該補強コードには、レーヨン等のセルロース系繊維コード及びポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系繊維コード等の有機繊維コードや、スチールコード等が用いられる。
一方、ラジアルカーカス４を構成するカーカスプライのコーティングゴムには、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.12以下のゴム組成物を適用することが好ましい。25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.12以下のゴム組成物は、低発熱性に優れるため、ランフラット走行時の発熱が小さく、カーカスプライの発熱、ひいてはタイヤ全体で見た際の発熱を抑制することができる。そのため、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.12以下のゴム組成物をカーカスプライのコーティングゴムに適用することで、ランフラット走行時のサイド補強ゴム層５の温度上昇を抑制して、サイド補強ゴム層５の破壊を抑制し、タイヤのランフラット耐久性を向上させることができる。なお、図示例のラジアルカーカス４のように、カーカスが複数のカーカスプライから構成されている場合は、少なくともサイド補強ゴム層５に隣接するカーカスプライ（図示例では、折り返しカーカスプライ４ａ）のコーティングゴムに、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.12以下のゴム組成物を適用することが好ましい。
また、上記カーカスプライのコーティングゴムに適用するゴム組成物は、25℃における1％歪時の動的弾性率（Ｅ'）が8.0MPa以上であることが好ましい。この場合、カーカスプライの剛性が高く、ランフラット走行時のタイヤの撓みを抑制して、タイヤのランフラット耐久性を更に向上させることができる。
本発明の空気入りタイヤにおいては、サイドウォール部２に、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.15以下のゴム組成物を適用することが好ましい。25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.15以下のゴム組成物は、低発熱性に優れるため、ランフラット走行時の発熱が小さく、サイドウォール部２の発熱、ひいてはタイヤ全体で見た際の発熱を抑制することができる。そのため、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.15以下のゴム組成物をサイドウォール部２に適用することで、ランフラット走行時のサイド補強ゴム層５の温度上昇を抑制して、サイド補強ゴム層５の破壊を抑制し、タイヤのランフラット耐久性を向上させることができる。
本発明の空気入りタイヤにおいては、上記カーカスプライのコーティングゴムに、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.12以下のゴム組成物を適用するか、上記サイドウォール部２に、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.15以下のゴム組成物を適用することを要するが、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.12以下のゴム組成物をカーカスプライのコーティングゴムに適用しつつ、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.15以下のゴム組成物をサイドウォール部２に適用することが更に好ましい。この場合、ランフラット走行時のカーカスプライ及びサイドウォール部２の双方の発熱が小さいため、タイヤ全体で見た際の発熱を大幅に低減することができる。その結果、ランフラット走行時のサイド補強ゴム層５の温度上昇を確実に抑制して、タイヤのランフラット耐久性を大幅に向上させることができる。
上記コーティングゴムに適用するゴム組成物としては、ゴム成分に対してＦＥＦ級以下の低グレードのカーボンブラックを配合してなるゴム組成物が好ましい。一般に、カーカスプライのコーティングゴムには、カーカスの補強性を向上させるために、高グレードのカーボンブラックを用いるが、本発明では、低発熱性を向上させるために、ＦＥＦ級以下の低グレードのカーボンブラックを用いることが好ましい。また、同様に、サイドウォール部２を低発熱化するために、ＦＥＦ級以下の低グレードのカーボンブラックを用いることが好ましい。なお、ＦＥＦ級以下のカーボンブラックを用いることで、ゴム組成物の混練りにおける作業性を改善することもできる。また、ＦＥＦ級以下のカーボンブラックとしては、ＦＥＦ級のカーボンブラックの他、ＧＰＦ級、ＳＲＦ級のカーボンブラック等が挙げられる。
上記ゴム組成物のゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）の他、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）等のジエン系合成ゴムが挙げられ、これらゴム成分は、１種単独で用いてもよいし、２種以上をブレンドして用いてもよい。
上記ゴム組成物には、上記ＦＥＦ級以下のカーボンブラック、ゴム成分の他に、ゴム工業界で通常使用される配合剤、例えば、軟化剤、老化防止剤、加硫剤、加硫助剤、加硫促進剤等を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して配合することができる。これら配合剤としては、市販品を好適に使用することができる。なお、上記ゴム組成物は、ゴム成分に対して、ＦＥＦ級以下のカーボンブラックと、必要に応じて適宜選択した各種配合剤とを配合して、混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。
本発明の空気入りタイヤは、カーカスプライのコーティングゴム及び／又はサイドウォール部２に上述の物性を有するゴム組成物を適用し、常法により製造することができる。なお、本発明の空気入りタイヤにおいて、タイヤ内に充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を変えた空気、又は窒素等の不活性ガスを用いることができる。
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
表１に示す配合処方のカーカスプライのコーティングゴム用ゴム組成物、表２に示す配合処方のサイドウォール用ゴム組成物、表３に示す配合処方のサイド補強ゴム層用ゴム組成物を常法に従ってそれぞれ調製した。また、得られたゴム組成物の損失正接（tanδ）及び動的弾性率（Ｅ'）を下記の方法で測定した。結果を表１に示す。
（１）損失正接（tanδ）及び動的弾性率（Ｅ'）
各ゴム組成物を160℃×12分の条件で加硫して得られた厚さ2mmのスラブシートから、幅5mm、長さ40mmのシートを切り出して試料とした。該試料に対して、上島製作所(株)製スペクトロメーターを用い、チャック間距離：10mm、初期歪：200μm、動的歪：1％、周波数：52Hz、測定温度：25℃の条件下で、ゴム組成物の損失正接（tanδ）及び動的弾性率（Ｅ'）を測定した。
各ゴム組成物を160℃×12分の条件で加硫して得られた厚さ2mmのスラブシートから、幅5mm、長さ40mmのシートを切り出して試料とした。該試料に対して、上島製作所(株)製スペクトロメーターを用い、チャック間距離：10mm、初期歪：200μm、動的歪：1％、周波数：52Hz、測定温度：25℃の条件下で、ゴム組成物の損失正接（tanδ）及び動的弾性率（Ｅ'）を測定した。
*1 ＳＢＲ：ＪＳＲ製ＳＢＲ１７７８, 25％スチレン含有スチレン・ブタジエン共重合物.
*2 老化防止剤：大内新興化学製６ＰＰＤ.
*3 ＢＲ：ＪＳＲ製ＢＲ０１, 高シスブタジエン重合物.
*2 老化防止剤：大内新興化学製６ＰＰＤ.
*3 ＢＲ：ＪＳＲ製ＢＲ０１, 高シスブタジエン重合物.
次に、上記コーティングゴム用ゴム組成物Ａ〜Ｃ、サイドウォール用ゴム組成物Ｄ〜Ｅ、サイド補強ゴム層用ゴム組成物Ｆを用いて、図１に示す構造でサイズ：２２５／６０Ｒ１７のサイド補強タイプのランフラットタイヤを試作した。試作タイヤにおける、コーティングゴム用ゴム組成物Ａ〜Ｃ及びサイドウォール用ゴム組成物Ｄ〜Ｅの組み合わせを表４に示す。次に、得られたタイヤに対して、下記の方法でランフラット耐久性及びランフラット走行時のタイヤ内部の温度を測定した。結果を表４に示す。
（２）ランフラット耐久性
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℃の室内に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：9.8kＮ（1000kg）、時速：90km/h、温度：40℃の条件でドラム走行テストを行った。この際の故障発生までの走行距離を測定し、比較例１のタイヤの故障発生までの走行距離を100として指数表示した。指数値が大きい程、故障発生までの走行距離が長く、ランフラット耐久性に優れることを示す。
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℃の室内に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：9.8kＮ（1000kg）、時速：90km/h、温度：40℃の条件でドラム走行テストを行った。この際の故障発生までの走行距離を測定し、比較例１のタイヤの故障発生までの走行距離を100として指数表示した。指数値が大きい程、故障発生までの走行距離が長く、ランフラット耐久性に優れることを示す。
（３）タイヤ内部の温度
上記の方法でドラム走行テストを行い、走行開始から10分後のサイド補強ゴム層内部の温度を接触型温度計で測定した。
上記の方法でドラム走行テストを行い、走行開始から10分後のサイド補強ゴム層内部の温度を接触型温度計で測定した。
実施例１及び実施例２の結果から明らかなように、カーカスプライのコーティングゴムに、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.12以下のゴム組成物を適用することで、ランフラット走行時のタイヤ内部の温度上昇を抑制して、タイヤのランフラット耐久性を向上させることができる。
また、実施例３の結果から明らかなように、サイドウォール部に、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.15以下のゴム組成物を適用することで、ランフラット走行時のタイヤ内部の温度上昇を抑制して、タイヤのランフラット耐久性を向上させることができる。
更に、実施例４の結果から明らかなように、カーカスプライのコーティングゴムに、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.12以下のゴム組成物を適用しつつ、サイドウォール部に、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.15以下のゴム組成物を適用することで、ランフラット走行時のタイヤ内部の温度上昇を更に抑制して、タイヤのランフラット耐久性を大幅に向上させることができる。
以上の結果から、カーカスプライのコーティングゴム及びサイドウォール部の少なくとも一方に、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が特定の値以下の低発熱性のゴム組成物を適用することで、ランフラット走行時のタイヤ内部の温度上昇を抑制して、タイヤのランフラット耐久性を改善できることが分る。
１ ビード部
２ サイドウォール部
３ トレッド部
４ ラジアルカーカス
４ａ 折り返しカーカスプライ
４ｂ ダウンカーカスプライ
５ サイド補強ゴム層
６ ビードコア
７ ビードフィラー
８ ベルト
２ サイドウォール部
３ トレッド部
４ ラジアルカーカス
４ａ 折り返しカーカスプライ
４ｂ ダウンカーカスプライ
５ サイド補強ゴム層
６ ビードコア
７ ビードフィラー
８ ベルト
Claims (6)
- 一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在してこれら各部を補強する一枚以上のカーカスプライからなるカーカスと、前記サイドウォール部の前記カーカスの内側に配置した一対のサイド補強ゴム層とを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記カーカスプライが補強コードをコーティングゴムで被覆してなり、該コーティングゴムに、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.12以下のゴム組成物を適用したことを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記コーティングゴムに適用するゴム組成物の25℃における1％歪時の動的弾性率（Ｅ'）が8.0MPa以上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。
- 一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在してこれら各部を補強する一枚以上のカーカスプライからなるカーカスと、前記サイドウォール部の前記カーカスの内側に配置した一対のサイド補強ゴム層とを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記サイドウォール部に、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.15以下のゴム組成物を適用したことを特徴とする空気入りタイヤ。 - 一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在してこれら各部を補強する一枚以上のカーカスプライからなるカーカスと、前記サイドウォール部の前記カーカスの内側に配置した一対のサイド補強ゴム層とを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記カーカスプライが補強コードをコーティングゴムで被覆してなり、該コーティングゴムに、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.12以下のゴム組成物を適用し、
更に、前記サイドウォール部に、25℃における1％歪時の損失正接（tanδ）が0.15以下のゴム組成物を適用したことを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記コーティングゴムに適用するゴム組成物の25℃における1％歪時の動的弾性率（Ｅ'）が8.0MPa以上であることを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤ。
- 前記コーティングゴムに適用するゴム組成物及び／又は前記サイドウォール部に適用するゴム組成物が、ゴム成分に対してＦＥＦ級以下のカーボンブラックを配合してなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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