JP2004359096A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ内部で発生した熱を速やかに放出し、ランフラット走行時の耐久性を向上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】トレッド部１にベルト層９Ａ，９Ｂを埋設した空気入りタイヤにおいて、ベルト幅Ｗに対して０．７Ｗの位置と１．２Ｗの位置との間のベルトエッジ埋設領域に位置する少なくとも１つのタイヤ構成部材に熱伝導率が０．３ｋｃａｌ／ｍｈ℃以上である熱伝導性ゴム組成物を用いる。サイドウォール部２におけるカーカス層４Ａとインナーライナー層７との間には、ランフラット性能を付与するための断面三日月形状のサイド補強ゴム層８を配置する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ランフラット性能を付与するためのサイド補強ゴム層を備える場合に好適な空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、ランフラット走行時の耐久性を向上するようにした空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、サイドウォール部に断面三日月形状のサイド補強ゴム層を配置し、該サイド補強ゴム層の剛性に基づいてランフラット走行を可能にした空気入りタイヤが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
ところが、サイドウォール部に断面三日月形状のサイド補強ゴム層を配置した場合、ランフラット走行時にサイド補強ゴム層が大きく発熱するため、その発熱に起因してカーカス層やサイド補強ゴム層に強度低下を起こし破壊に至ることがある。その対策として、サイド補強ゴム層には低発熱性のゴム組成物が使用されているが、蓄熱による耐久性の低下は避けられなかった。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３５１３０７号公報
【特許文献２】
特開２０００−５２７２４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、タイヤ内部で発生した熱を速やかに放出し、耐久性を向上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。
【０００６】
本発明の更なる目的は、ランフラット走行時の耐久性を向上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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部にベルト層を埋設した空気入りタイヤにおいて、ベルトエッジ埋設領域に位置する少なくとも１つのタイヤ構成部材に熱伝導率が０．３ｋｃａｌ／ｍｈ℃以上である熱伝導性ゴム組成物を用いたことを特徴とするものである。
【０００８】
ランフラット走行時においては、トレッド部にバックリング現象が起き、主としてショルダー部（ベルトエッジ埋設領域）が接地することになるが、上記のようにベルトエッジ埋設領域に位置するタイヤ構成部材に熱伝導性ゴム組成物を用いることにより、タイヤ内部で発生した熱が路面に逃げ易くなり、空気入りタイヤの耐久性を向上することができる。また、ベルトエッジ埋設領域は最も壊れやすい部位であるが、その部位の熱伝導率を高めることにより、ランフラット走行時でなくても、高速走行時や高負荷走行時に発生する熱が効果的に放出されるため、通常走行時の耐久性も大幅に向上することができる。
【０００９】
更に、空気入りタイヤでは一般にベルトエッジ埋設領域におけるゴム部分が厚くなるが、上記のようにベルトエッジ埋設領域に位置するタイヤ構成部材の熱伝導率を高くすると、加硫時の熱の伝わりが良くなるため、加硫時間を短縮し、空気入りタイヤの生産性を向上することができる。
【００１０】
熱伝導性ゴム組成物を用いるタイヤ構成部材としては、キャップトレッドゴム層、アンダートレッドゴム層、ベルト層、ベルト層のエッジ部に介在するベルト層間ゴム層、ベルト層のエッジ部を覆うベルトカバー層、ベルト層のエッジ部とカーカス層との間に介在するベルト下部ゴム層のうち少なくとも１つを選択することができる。
【００１１】
熱伝導性ゴム組成物は、上記物性を得るために、少なくとも１種類のゴムの合計１００重量部に対して、アセチレンを原料とするカーボンブラックを１０〜１００重量部配合したものであることが好ましい。但し、アセチレンを原料とするカーボンブラックの替わりに、黒鉛を用いることも可能である。アセチレンを原料とするカーボンブラックは、熱伝導性が良好であると共に、黒鉛に比べて補強性に優れている。
【００１２】
本発明は、サイドウォール部におけるカーカス層とインナーライナー層との間に、ランフラット性能を付与するための断面三日月形状のサイド補強ゴム層を配置した場合に好適である。断面三日月形状のサイド補強ゴム層を備えた空気入りタイヤは、サイドウォール部が非常に厚くなるためランフラット走行時に熱が溜まり易いが、ベルトエッジ埋設領域に位置するタイヤ構成部材の熱伝導率を大きくすることで、サイドウォール部で発生した熱を速やかに路面に放出し、カーカス層やサイド補強ゴム層の強度低下を抑制し、ランフラット走行時の耐久性を向上することができる。
【００１３】
【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。
【００１４】
図１は本発明を適用する空気入りタイヤを例示するものである。図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間には、２層のカーカス層４Ａ，４Ｂが装架されている。これらカーカス層４Ａ，４Ｂはいずれもビード部３に配置されたビードコア５の周りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。また、ビードコア５の外周側にはビードフィラー６が配置され、このビードフィラー６がカーカス層４Ａ，４Ｂの本体部分と巻き上げ部分との間に挟み込まれている。
【００１５】
サイドウォール部２において、最内側のカーカス層４Ａとインナーライナー層７との間には、ランフラット性能を付与するための断面三日月形状のサイド補強ゴム層８が配置されている。サイド補強ゴム層８はタイヤ剛性を補強するものであるが、低発熱性のゴム組成物から構成することが好ましい。このサイド補強ゴム層８の存在により、カーカス層４Ａ，４Ｂはサイドウォール部２の厚さ方向の中心付近に位置している。
【００１６】
一方、トレッド部１におけるカーカス層４Ａ，４Ｂの外周側には、２層のベルト層９Ａ，９Ｂが埋設されている。これらベルト層９Ａ，９Ｂは補強コードがタイヤ周方向に対して傾斜し、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。更に、ベルト層９Ａ，９Ｂの外周側には、補強コードをタイヤ周方向に対して実質的に０°で連続的に巻き付けてなるベルトカバー層１０が埋設されている。このベルトカバー層１０はベルトエッジ部において２層に積層されている。
【００１７】
なお、１１Ａはキャップトレッドゴム層、１１Ｂはアンダートレッドゴム層、１２はサイドウォールゴム層、１３はリムクッションゴム層、１４は有機繊維コードをゴム被覆してなるフィニッシング層、１６はベルト層間ゴム層、１７はベルト下部ゴム層である。
【００１８】
上記空気入りタイヤにおいて、ベルトエッジ埋設領域に位置する少なくとも１つのタイヤ構成部材には、熱伝導率が０．３ｋｃａｌ／ｍｈ℃以上、より好ましくは０．３３〜１．０ｋｃａｌ／ｍｈ℃である熱伝導性ゴム組成物を用いるようにする。熱伝導性ゴム組成物を適用するタイヤ構成部材としては、キャップトレッドゴム層１１Ａ、アンダートレッドゴム層１１Ｂ、ベルト層９Ａ，９Ｂ、ベルト層間ゴム層１６、ベルトカバー層１０、ベルト下部ゴム層１７のうち少なくとも１つを選択すれば良い。
【００１９】
ベルトエッジ埋設領域とは、図１に示すように、カーカスラインに沿って測定される寸法において、タイヤ中心線から最も広いベルト層のエッジまでのベルト幅をＷとしたとき、タイヤ中心線から０．７Ｗの位置と１．２Ｗの位置との間の領域である。このように規定されるベルトエッジ埋設領域において、ベルト幅Ｗの１０％以上の範囲に熱伝導性ゴム組成物を配置することが必要である。
【００２０】
図２〜図８はそれぞれ熱伝導性ゴム組成物の適用例を示すものである。図２において、キャップトレッドゴム層１１Ａは熱伝導性ゴム組成物から構成されている。熱伝導性ゴム組成物はキャップトレッドゴム層１１Ａの全体に適用しても良く、ベルトエッジ埋設領域だけに適用しても良い。図３において、アンダートレッドゴム層１１Ｂは熱伝導性ゴム組成物から構成されている。熱伝導性ゴム組成物はアンダートレッドゴム層１１Ｂの全体に適用しても良く、ベルトエッジ埋設領域だけに適用しても良い。
【００２１】
図４において、ベルト層９Ａ，９Ｂのコートコンパウンドには熱伝導性ゴム組成物が使用されている。熱伝導性ゴム組成物はベルト層９Ａ，９Ｂの全体に適用しても良く、ベルトエッジ埋設領域だけに適用しても良い。図５において、ベルト層９Ａ，９Ｂのエッジ部に介在するベルト層間ゴム層１６は熱伝導性ゴム組成物から構成されている。熱伝導性ゴム組成物からなるベルト層間ゴム層１６の幅は、前述したベルト幅Ｗの１０％以上にすることが必要である。
【００２２】
図６において、ベルトカバー層１０のコートコンパウンドには熱伝導性ゴム組成物が使用されている。熱伝導性ゴム組成物はベルトカバー層１０の全体に適用しても良く、ベルトエッジ埋設領域だけに適用しても良い。図７において、最内側のベルト層９Ａのエッジ部と最外側のカーカス層４Ｂとの間に介在するベルト下部ゴム層１７は熱伝導性ゴム組成物から構成されている。熱伝導性ゴム組成物からなるベルト下部ゴム層１７の幅は、前述したベルト幅Ｗの１０％以上にすることが必要である。
【００２３】
図８において、ベルト層９Ａ，９Ｂ、ベルトカバー層１０、ベルト層間ゴム層１６、ベルト下部ゴム層１７にはそれぞれ熱伝導性ゴム組成物が使用されている。このようにベルトエッジ埋設領域に位置する複数のタイヤ構成部材に対して同時に熱伝導性ゴム組成物を用いることが可能である。
【００２４】
上記ランフラット性能を有する空気入りタイヤでは、ランフラット走行時にトレッド部１がタイヤ内側に窪んで所謂バックリング現象が起き、主としてベルトエッジ埋設領域が接地することになるが、ベルトエッジ埋設領域に位置する少なくとも１つのタイヤ構成部材の熱伝導率を大きくすることにより、ランフラット走行時にサイドウォール部２で発生した熱を速やかに路面に放出することができる。その結果、カーカス層４Ａ，４Ｂやサイド補強ゴム層８の強度低下を抑制し、ランフラット走行距離を大幅に延ばすことができる。ここで、熱伝導率が０．３０ｋｃａｌ／ｍｈ℃未満であると熱の拡散が不十分になる。
【００２５】
また、ベルトエッジ埋設領域に位置するタイヤ構成部材の熱伝導率を高くすると、高速走行時や高負荷走行時に発生する熱を効果的に放出することが可能になるので、通常走行時の耐久性も大幅に向上することができる。
【００２６】
更に、ベルトエッジ埋設領域に位置するタイヤ構成部材の熱伝導率を高くすると、加硫時の熱の伝わりが良くなるため、加硫時間を短縮し、空気入りタイヤの生産性を向上することができる。
【００２７】
上記熱伝導性ゴム組成物には、少なくとも１種類のゴムの合計１００重量部に対して、アセチレンを原料とするカーボンブラック（以下、アセチレンブラックと称す。）を１０〜１００重量部配合すると良い。アセチレンブラックの配合量が１０重量部未満であると熱伝導率を高める効果が少なく、逆に１００重量部を超えるとゴム硬度が高くなり過ぎたり、損失正接ｔａｎδが高くなり過ぎて、タイヤ故障や転がり抵抗の増加に繋がる。
【００２８】
熱伝導性ゴム組成物に用いるゴムは、特に限定されるものではなく、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ＮＢＲ、水素化ＳＢＲ、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などを挙げることができる。勿論、熱伝導性ゴム組成物には、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤などの配合剤を必要に応じて添加することが可能である。
【００２９】
【実施例】
タイヤサイズ２３５／４５ＺＲ１７で、ランフラット性能を付与するためのサイド補強ゴム層を備えた空気入りタイヤにおいて、ベルトエッジ埋設領域に位置するタイヤ構成部材に用いるゴム組成物を種々異ならせた基準例及び実施例１〜７のタイヤをそれぞれ製作した。ゴム組成物の配合は表１の通りである。
【００３０】
【表１】

【００３１】
これら試験タイヤについて、下記の試験方法によりランフラット耐久性を評価し、その結果を表２に示した。
【００３２】
ランフラット耐久性：
各試験タイヤをリムサイズ１７×８ＪＪのホイールに組み付け、後輪駆動で排気量２．５リットルの試験車の前輪右側に装着した。空気圧２３０ｋＰａにて楕円形の周回コースを９０ｋｍ／ｈの速度で２周予備走行を行い、その後、バルブコアを抜いた空気圧０ｋＰａの状態で９０ｋｍ／ｈの速度で反時計回りに走行し、テストドライバーがタイヤ故障による異常振動を感じ、走行を中止するまでの距離を測定した。評価結果は、基準例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどランフラット耐久性が優れていることを意味する。
【００３３】
【表２】

【００３４】
この表２から判るように、実施例１のタイヤは、キャップトレッドゴム層にアセチレンブラック配合のゴム組成物を用いているため、ランフラット耐久性の改善効果が得られた。実施例２のタイヤは、アンダートレッドゴム層にアセチレンブラック配合のゴム組成物を用いているため、ランフラット耐久性の改善効果が得られた。実施例３のタイヤは、ベルト層のコートコンパウンドにアセチレンブラック配合のゴム組成物を用いているため、ランフラット耐久性の改善効果が得られた。実施例４のタイヤは、ベルト層間ゴム層にアセチレンブラック配合のゴム組成物を用いているため、ランフラット耐久性の改善効果が得られた。
【００３５】
実施例５のタイヤは、ベルトカバー層のコートコンパウンドにアセチレンブラック配合のゴム組成物を用いているため、ランフラット耐久性の改善効果が得られた。実施例６のタイヤは、ベルト下部ゴム層にアセチレンブラック配合のゴム組成物を用いているため、ランフラット耐久性の改善効果が得られた。実施例７のタイヤは、ベルトエッジ埋設領域に位置するタイヤ構成部材のうちキャップトレッドゴム層とアンダートレッドゴム層を除く他の部材にアセチレンブラック配合のゴム組成物を用いているため、ランフラット耐久性の改善効果が顕著になっていた。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、トレッド部にベルト層を埋設した空気入りタイヤにおいて、ベルトエッジ埋設領域に位置する少なくとも１つのタイヤ構成部材に熱伝導率が０．３ｋｃａｌ／ｍｈ℃以上である熱伝導性ゴム組成物を用いたから、タイヤ内部で発生した熱を速やかに放出し、空気入りタイヤの耐久性を向上することができる。特に、サイドウォール部におけるカーカス層とインナーライナー層との間に、ランフラット性能を付与するための断面三日月形状のサイド補強ゴム層を配置した場合、ランフラット走行時の耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する空気入りタイヤを例示する子午線半断面図である。
【図２】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの要部を示す断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤの要部を示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤの要部を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤの要部を示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤの要部を示す断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤの要部を示す断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤの要部を示す断面図である。
【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
４Ａ，４Ｂ カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ インナーライナー層
８ サイド補強ゴム層
９Ａ，９Ｂ ベルト層
１０ ベルトカバー層
１１Ａ キャップトレッドゴム層
１１Ｂ アンダートレッドゴム層
１２ サイドウォールゴム層
１３ リムクッションゴム層
１４ フィニッシング層
１６ ベルト層間ゴム層
１７ ベルト下部ゴム層

Claims (9)

1. トレッド部にベルト層を埋設した空気入りタイヤにおいて、ベルトエッジ埋設領域に位置する少なくとも１つのタイヤ構成部材に熱伝導率が０．３ｋｃａｌ／ｍｈ℃以上である熱伝導性ゴム組成物を用いた空気入りタイヤ。
2. 前記熱伝導性ゴム組成物を用いるタイヤ構成部材が、キャップトレッドゴム層を含む請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記熱伝導性ゴム組成物を用いるタイヤ構成部材が、アンダートレッドゴム層を含む請求項１に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記熱伝導性ゴム組成物を用いるタイヤ構成部材が、ベルト層を含む請求項１に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記熱伝導性ゴム組成物を用いるタイヤ構成部材が、ベルト層のエッジ部に介在するベルト層間ゴム層を含む請求項１に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記熱伝導性ゴム組成物を用いるタイヤ構成部材が、ベルト層のエッジ部を覆うベルトカバー層を含む請求項１に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記熱伝導性ゴム組成物を用いるタイヤ構成部材が、ベルト層のエッジ部とカーカス層との間に介在するベルト下部ゴム層を含む請求項１に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記熱伝導性ゴム組成物が、少なくとも１種類のゴムの合計１００重量部に対して、アセチレンを原料とするカーボンブラックを１０〜１００重量部配合してなる請求項１〜７のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
9. サイドウォール部におけるカーカス層とインナーライナー層との間に、ランフラット性能を付与するための断面三日月形状のサイド補強ゴム層を配置した請求項１〜８のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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