JP2008137501A

JP2008137501A - ランフラットタイヤホイール組立体

Info

Publication number: JP2008137501A
Application number: JP2006325881A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hodaka; 武穂高
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2008-06-19

Abstract

【課題】ランフラットタイヤホイール組立体における中子式支持体リングのタイヤセット性の改善策を提供する。
【解決手段】タイヤ／リムの内空洞に、環状金属シェル及びゴム状弾性体によって形成されたランフラットタイヤ用支持体を有するランフラットタイヤホイール組立体において、前記ゴム状弾性体が、（ｉ）ＮＲ及びＮＢＲを９５〜７０重量部及び５〜３０重量部、（ｉｉ）Ｎ₂ＳＡが８０ｍ²／ｇ以上、ＤＢＰ吸収量が１００ｍｌ／１００ｇ以上であるカーボンブラックを３０〜７０重量部、及び（ｉｉｉ）加硫剤（Ｓ）と加硫促進剤（Ａ）を重量比でＡ／Ｓ≧１であるように含むゴム組成物で構成したことを特徴とするランフラットタイヤホイール組立体。
【選択図】図１

Description

本発明は、損傷又は空気抜け状態においても、一定の制限された速度で一定距離の走行が可能なランフラットタイヤに用いられるタイヤホイール組立体に関し、更に詳細には、当該ランフラットタイヤホイール組立体における中子式支持体リングのタイヤセット性の改善に関する。

従来、中子式ランフラットタイヤの支持体部材にウレタンを用いることで、低硬度化によるリムとの密着性、及びランフラット走行時の柔軟性や耐熱性の問題を改善する技術が以下の特許文献１に、また、同支持体部材のリムとの接触部に発泡層を用いることで、その接合性を高める技術が以下の特許文献２に、更に、同支持体のゴム状弾性体を構成するジエン系ゴムにシリカ及びカーボンブラックを配合することで、その耐久性を高める技術が以下の特許文献３に開示されている。しかしながら、これ迄、かかる中子式ランフラットタイヤにおけるリムとのセット性に起因する、ランフラット走行時における振動や異音の発生といった問題は、未だ解決に至っていない。

特開２００５―３０６１９９号公報特開２００５―３１３７９２号公報特開２００５―２３１４５８号公報

よって、本発明では、中子式ランフラット用支持体のリムとの接触部位を構成するゴム状弾性体のゴム組成物にＮＲ（天然ゴム）とＮＢＲ（ニトリルゴム）を併用し、更にそのカーボンブラックと加硫系を変更することによって、当該ランフラットタイヤのセット性を改善することを目的とする。

本発明によれば、タイヤ／リムの内空洞に、環状金属シェル及びゴム状弾性体によって形成されたランフラットタイヤ用支持体を有するランフラットタイヤホイール組立体において、前記ゴム状弾性体が、（ｉ）ＮＲ及びＮＢＲを９５〜７０重量部及び５〜３０重量部、（ｉｉ）Ｎ₂ＳＡ（窒素吸着比表面積）が８０ｍ²／ｇ以上、ＤＢＰ吸収量（ジブチルフタレート吸収量）が１００ｍｌ／１００ｇ以上であるカーボンブラックを３０〜７０重量部、及び（ｉｉｉ）加硫剤（Ｓ）と加硫促進剤（Ａ）を重量比でＡ／Ｓ≧１であるように含むゴム組成物で構成したランフラットタイヤホイール組立体が提供される。

本発明者は、上記ランフラット走行時でのセット性の悪化の問題に対して種々検討の結果、本発明では、かかるセット性に係るリム組作業性及びランフラット耐久性の改良は、終局的には、当該ゴム弾性体における硬度を従来のまま維持した上、その圧縮永久歪を低減させることが有効であることを見出し、これに適するランフラットタイヤホイール組立体のゴム状弾性体を構成する上記ゴム組成物を提供するものである。

本発明によれば、高弾性の環状金属シェルとゴム状弾性体によって形成されるランフラット用支持体を有するランフラットタイヤホイール組立体において、当該ゴム状弾性体を構成するゴム成分として、ＮＲ及びＮＢＲをＮＲ／ＮＢＲ配合で９５／５〜７０／３０重量部併用し、また、そこに配合するカーボンブラックとして、Ｎ₂ＳＡが８０ｍ²／ｇ以上で、ＤＢＰ吸収量が１００ｍｌ／１００ｇ以上であるカーボンブラック、即ち、ＨＡＦ級、ＩＳＡＦ級及び／又はＳＡＦ級のカーボンブラックを３０〜７０重量部で使用し、更に、そこに配合する加硫剤（Ｓ）と加硫促進剤（Ａ）との配合比をＡ／Ｓ≧１とすると、リム組み作業性とランフラット耐久性に優れたランフラットタイヤホイール組立体が得られる。

以下、本発明を、図１に示す実施形態の一例により具体的に説明する。
図１は、本発明のランフラットタイヤホイール組立体（車輪）の代表的な実施態様の要部を示す子午線断面図である。

本発明に係るランフラット用支持体１は、例えば、図１に示すように、空気入りタイヤ２の空洞部３に挿入される環状金属シェル４とゴム状弾性体５とから形成される。このランフラット用支持体１は、外径が空気入りタイヤ２の空洞部３の内面と一定距離を保つように空洞部３の内径よりも小さな形状をし、かつその内径は空気入りタイヤのビード部の内径と略同一の寸法に形成されている。このランフラット用支持体１は、空気入りタイヤ２の内側に挿入された状態で空気入りタイヤ２と共にホイールのリム６に組み込まれ、ランフラットタイヤホイール組立体が構成される。このランフラットタイヤホイール組立体が自動車などに装着されて走行中に空気入りタイヤがパンクなどすると、そのパンクして潰れたタイヤ２がランフラット用支持体１の外周面に支持された状態になって、ランフラット走行が可能となる。

以上のとおり、例えば、本発明のランフラットタイヤホイール組立体のランフラット用支持体１は、環状金属シェル４とゴム状弾性体５とから構成されており、環状金属シェル４は、外側にパンクなどをしたタイヤを支えるため連続した支持面を有し、内側は左右の側壁を脚部とした形状をしている。外側の支持面は、種々の形状を採ることができ、例えば図１に示すように、その周方向に直交する横断面の形状が外側に凸局面になるような形状のもの（その凸局面のタイヤ軸方向に並ぶ数は、図１に示すように二つのもの、三つ以上のもの、更には単一のものでもよい）、平坦なもの、更には二以上の凸局面から構成され、その凹部は断面が円状の弾性リングを配してランフラット走行時の衝撃緩和能力を付与させたり、あるいは、環状金属シェル４をゴム状弾性体５で分離させて金属シェルの側壁が直接リム６と当接し、安定した係合状態を維持できるようにした形状などとすることができる。本発明にしたがって、このゴム状弾性体を形成すれば、ランフラット走行時の耐久性を高め、ランフラットタイヤのランフラット走行持続距離を伸ばすことができる。

ゴム状弾性体５は、環状金属シェル４の両脚部の端部（図１参照）又は両脚部中（図示せず）に取り付けることができ、そのまま左右のリム６上に当接することにより環状金属シェル４を支持する。このゴム状弾性体５は特定のゴム組成物から構成され、パンクなどしたランフラットタイヤから環状金属シェル４が受ける衝撃や振動を緩和すると共に、リム６に対する滑り止めの作用をし、環状金属シェル４をリム６上に安定支持する。特に、本発明のゴム状弾性体を使用すれば、そのゴム組成物の硬度も従前のものと変わりがないから、リム組作業性が容易であり、また、そのゴム組成物の組成によりランフラットタイヤのリムとのセット性が向上し、かつ耐久性も向上するから、ランフラット走行がスムースで、かつ安定した長距離走行が可能となる。

ランフラット用支持体１を構成する環状金属シェル４とゴム状弾性体５とは強固な接着力を有するが、好ましくは所定の接着面積を確保するのがよい。リム作業時やランフラット走行時の負荷はリム径Ｒ（インチ）により無次元化され、接触面積をＳ（ｃｍ²）としたときに、その比Ｓ／Ｒが４．５ｃｍ²／インチ以上、好ましくは８〜２０ｃｍ²／インチであるとよい。ここで、接着面積とは、環状金属シェル４の片側端部における金属とゴム状弾性体５との接触面積、即ち、その周方向に直交する横断面における環状金属シェル端部のゴム状弾性体と接している金属シェルの表／裏面及び端面を周方向に一周させた全接着面積をいう。

更に、環状金属シェル４とゴム状弾性体５との接触面は軸方向と、径方向とによって構成されることがよく、両者が略同等であると一層好ましい。かかる構成によってランフラット走行時に発生する軸方向、径方向の力の双方に耐える構造が形成される。

図１において、ランフラット用支持体１、空気入りタイヤ２、リム６は、ホイールの回転軸（図示せず）を中心として共軸に環状に形成されている。なお、金属シェルの寸法には特に限定はないが、好ましくは、厚さ０．５〜３．０ｍｍ、幅は左右タイヤビードトウの間隔と略等しくする。

本発明のランフラットタイヤホイール組立体は、パンクなどをしたタイヤを介して自動車などの重量を支えるようにするため、環状金属シェル４は金属材料から構成する。そのような金属としては、鉄鋼、ステンレススチールなどを例示することができる。

本発明において、ゴム状弾性体５は、環状金属シェル４を安定支持すると共にこの環状金属シェル４との接着性を改善するもので、そのゴム状弾性体を形成するゴム組成物に配合されるゴム成分としては、ＮＲ９５〜７０重量部とＮＢＲ５〜３０重量部からなるブレンドゴムが使用される。ＮＲが９５重量部を超えると、ゴム状弾性体のリム組み作業性は増すが、ランフラット耐久性が悪化するので好ましくなく、逆に７０重量部未満では、リム組み作業性及びランフラット耐久性が悪化するので好ましくない。また、ＮＢＲが５重量部未満であると、所期のランフラット耐久性が発揮されないので好ましくなく、逆に３０重量部を超えるとリム組み作業性及びランフラット耐久性が悪化するので好ましくない。

また、当該ゴム状弾性体５に配合されるカーボンブラックとしては、そのＮ₂ＳＡが８０ｍ²／ｇ以上で、ＤＢＰ吸収量が１００ｍｌ／１００ｇ以上である、ＨＡＦ級、ＩＳＡＦ級及び／又はＳＡＦ級のカーボンブラックを３０〜７０重量部の配合量で配合される。カーボンブラックの平均粒径が小さい方がランフラット走行時におけるセット性が改善されて好ましく、かつゴム状弾性体のリム組み作業性及びランフラット耐久性が向上するので好ましい。また、当該カーボンブラックの配合量が３０重量部未満では、所期のランフラット耐久性の向上が得られないので好ましくなく、逆に７０重量部を超えるとリム組み作業性及びランフラット耐久性が悪化するので好ましくない。

また、当該ゴム状弾性体に配合される加硫剤（Ｓ）と加硫促進剤（Ａ）とのそれぞれの配合量は通常の配合量とすることができるが、それらの配合比率は、Ａ／Ｓ≧１とするのが好ましい。この配合比率が１未満であると、ゴムの架橋がポリスルフィド加硫が主となり、耐圧縮永久歪が悪化するので好ましくない。

本発明のゴム状弾性体におけるゴム組成物には、本発明の目的に反しない限り、従来から当該ゴム組成物に一般的に配合されている他の添加剤を従来どおりの配合量及び方法で配合することができる。

以下、実施例によって本発明を説明するが、本発明の技術的範囲をこれらの実施例に限定するものでないことはいうまでもない。

実施例１〜３及び比較例１〜７
表１に示す配合のゴム組成物から得たゴム状弾性体を用いて本発明の効果を実証する。
先ず、表１に示す配合（重量部）のうち硫黄及び加硫促進剤を除く成分をバンバリーミキサーに投入して温度１５０℃になるまで混合し、次いで、硫黄及び加硫促進剤を加えて、温度８０℃で、３分間混合してゴム組成物を得た。このゴム組成物を所定の金型中で１６０℃、２０分間プレス加硫して試験片（ゴムシート）を作製し、以下の硬度試験及び圧縮永久歪試験に供した。

試験法
１）ＪＩＳ硬度：ＪＩＳＫ６２５３に準拠して、スプリング式Ａ型硬さ試験機を用いて測定した。結果は、比較例１を１００とした指数で示す。数値が高い程、硬度が大きいことを示す。
２）圧縮永久歪：ＪＩＳＫ６２６２に準拠して、圧縮試験機を用いて測定した。結果は、比較例１を１００として指数で示す。数値が低い程、残留歪が少ないこと（セット性が良好）を示す。

実車評価試験
１）リム組み作業性：実施例及び比較例配合の加硫ゴム組成物を用いて作製した各ランフラット用支持体（中子）を、タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６８９Ｖ、リムサイズ１６×６１／２ＪＪとしてリムに組み込んで、ランフラットタイヤホイール組立体を作製した。その組込み時の作業性を、比較例１と比較して作業性同等以上は○、作業性悪化は×として評価した。
２）ランフラット耐久性：２５００ｃｃ乗用車に前記試験用タイヤを装着し、前右側のタイヤ内気圧を大気圧とし、他の３箇所のタイヤ内空気圧は２００ｋＰａとして、９０ｋｍ／時間の速度で故障するまで走行させた。結果は、比較例１の値を１００として指数表示した。数値が大きい程、耐久性が良好であることを示す。

結果を以下の表１に示す。

表１の結果によれば、本発明の実施例１〜３では、比較例１〜７に比して、いずれもセット性、リム組み作業性及びランフラット耐久性が共に優れていることが分る。

図１は、本発明のランフラットタイヤホイール組立体の一実施態様の要部を示す子午線断面図である。

符号の説明

１ランフラット用支持体
２空気入りタイヤ
３空洞部
４環状金属シェル
５ゴム状弾性体
６リム

Claims

タイヤ／リムの内空洞に、環状金属シェル及びゴム状弾性体によって形成されたランフラットタイヤ用支持体を有するランフラットタイヤホイール組立体において、前記ゴム状弾性体が、（ｉ）ＮＲ及びＮＢＲを９５〜７０重量部及び５〜３０重量部、（ｉｉ）Ｎ₂ＳＡが８０ｍ²／ｇ以上、ＤＢＰ吸収量が１００ｍｌ／１００ｇ以上であるカーボンブラックを３０〜７０重量部、及び（ｉｉｉ）加硫剤（Ｓ）と加硫促進剤（Ａ）を重量比でＡ／Ｓ≧１であるように含むゴム組成物で構成したことを特徴とするランフラットタイヤホイール組立体。
前記ゴム状弾性体が環状金属シェルとリムとの間に配置され、環状金属シェルを支持する構造となっている、請求項１に記載のランフラットタイヤホイール組立体。
前記環状金属シェルの素材が鉄鋼又はステンレスである、請求項１又は２に記載のランフラットタイヤホイール組立体。
前記タイヤの呼び径をＲ（インチ）、ゴム状弾性体と金属の接着面積をＳ（ｃｍ²）としたときに、その比Ｓ／Ｒが４．５ｃｍ²／インチ以上である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のランフラットタイヤホイール組立体。
前記環状金属シェルとゴム状弾性体との接着面が、略軸方向面と略径方向面とによって構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のランフラットタイヤホイール組立体。