JP2008207731A - 空気入りランフラットタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性と乗り心地とを両立させるようにした空気入りランフラットタイヤ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】トレッド部１から左右のサイドウォール部２及びビード部３に跨るようにカーカス層５を内設し、サイドウォール部２のカーカス層５内側に、同じゴム組成物から構成した断面三日月形のゴム補強層７，８を内挿した未加硫タイヤを成形し、車両に装着したときの車両外側（７）のサイドウォール部の加硫温度を、車両内側（８）のサイドウォール部よりも５〜１５℃高くして加硫成形し、左右のゴム補強層７，８の６０℃における損失正接ｔａｎδを０．０３〜０．０６、かつ貯蔵弾性率Ｅ′を９〜１４ＭＰａにすると共に、車両外側のゴム補強層７の貯蔵弾性率Ｅ′を、車両内側のゴム補強層８の貯蔵弾性率Ｅ′に対して１５〜２０％低くしたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りランフラットタイヤ及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、サイドウォール部に断面三日月状のゴム補強層を内挿したランフラットタイヤの耐久性と乗り心地とを両立させるようにした空気入りランフラットタイヤ及びその製造方法に関する。

タイヤパンク時に緊急走行ができるようにしたランフラットタイヤには、タイヤの内側にトレッド支持用の中子を挿入する方式とタイヤ自体のサイド部を補強するようにしたサイド補強方式とがあり、後者のサイド補強方式は、サイドウォール部にモジュラスが高い断面三日月状の厚肉のゴム補強層を内挿したものが一般的である。このゴム補強層は、ランフラット走行時の耐久性を確保するため、高剛性でかつ低発熱性であることが求められている。しかし、ゴム補強層を内挿することによりサイドウォール部の剛性が増大すると、通常走行時の乗り心地が大きく悪化する問題があった。

この対策として、特許文献１は、左右のサイドウォール部のゴム補強層のゴム硬度を異ならせるようにしたランフラットタイヤを提案している。しかし、左右のゴム補強層のゴム硬度を異ならせただけでは、通常走行時の乗り心地は改善できても、ランフラット走行時の耐久性は改善できないという問題があった。
特開２００６−１９９０５３号公報

本発明の目的は、サイドウォール部に断面三日月状のゴム補強層を内挿した空気入りランフラットタイヤにおいて、耐久性と乗り心地とを両立させるようにした空気入りランフラットタイヤ及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りランフラットタイヤは、トレッド部から左右のサイドウォール部及びビード部に跨るようにカーカス層を内設し、前記左右のサイドウォール部のカーカス層内側に断面三日月形のゴム補強層を内挿した空気入りランフラットタイヤにおいて、前記左右のゴム補強層の６０℃における損失正接ｔａｎδを０．０３〜０．０６、かつ貯蔵弾性率Ｅ′を９〜１４ＭＰａにすると共に、車両に装着したときの車両外側の前記ゴム補強層の貯蔵弾性率Ｅ′を、車両内側の貯蔵弾性率Ｅ′に対して１５〜２０％低くしたことを特徴とする。

また、前記左右のゴム補強層が同一のゴム組成物からなることが好ましい。

本発明の空気入りランフラットタイヤの製造方法は、トレッド部から左右のサイドウォール部及びビード部に跨るようにカーカス層を内設し、前記左右のサイドウォール部のカーカス層内側に断面三日月形のゴム補強層を内挿した空気入りランフラットタイヤの製造方法において、前記左右のゴム補強層を同一のゴム組成物から構成した未加硫タイヤを成形し、該未加硫タイヤを車両に装着したときの車両外側のサイドウォール部側の加硫温度を、車両内側のサイドウォール部側よりも５〜１５℃高くして加硫成形することにより、前記左右のゴム補強層の６０℃における損失正接ｔａｎδを０．０３〜０．０６、かつ貯蔵弾性率Ｅ′を９〜１４ＭＰａにすると共に、前記車両外側のゴム補強層の貯蔵弾性率Ｅ′を、前記車両内側の貯蔵弾性率Ｅ′に対して１５〜２０％低くしたことを特徴とする。

また、前記加硫成形時に、前記車両外側のサイドウォール部に接する金型の表面温度を、前記車両内側のサイドウォール部の金型表面温度よりも５〜１５℃高くすることが好ましい。

本発明の空気入りランフラットタイヤによれば、左右のサイドウォール部に断面三日月形のゴム補強層を備えた空気入りランフラットタイヤにおいて、車両に装着したときの車両外側のゴム補強層の貯蔵弾性率Ｅ′を、車両内側の貯蔵弾性率Ｅ′に対して１５〜２０％低くしたので、通常走行時の乗り心地を良好にし、かつゴム補強層の６０℃における損失正接ｔａｎδを０．０３〜０．０６にすると共に、貯蔵弾性率Ｅ′を９〜１４ＭＰａにしたので、ゴム補強層の低発熱性と高剛性を確保しランフラット走行時の耐久性を十分に得ることができる。

本発明の空気入りランフラットタイヤの製造方法によれば、左右のサイドウォール部に内挿するゴム補強層を同じゴム組成物から構成し、車両に装着したときの車両外側のサイドウォール部の加硫温度を、車両内側のサイドウォール部よりも５〜１５℃高くして加硫成形するようにしたので、左右の補強ゴムに格別のゴム組成物を用意することなく、左右で加硫温度を変えるだけの簡単な処理で、車両外側のゴム補強層の貯蔵弾性率Ｅ′を、車両内側の貯蔵弾性率Ｅ′に対して１５〜２０％低くすることができる。さらに、左右のゴム補強層の６０℃における損失正接ｔａｎδを０．０３〜０．０６にすると共に、貯蔵弾性率Ｅ′を９〜１４ＭＰａにしたので、耐久性と乗り心地とを両立することができる。

図１は、本発明の空気入りランフラットタイヤを、加硫金型の中にセットして加硫成形時の状態を例示する。

図１において、空気入りランフラットタイヤは、トレッド部１、サイドウォール部２及びビード部３を有し、その内側に２プライのカーカス５が左右一対のビードコア４，４間に装架され、トレッド部１のカーカス５の外周側に、複数プライ（図では２プライ）からなるベルト層６がタイヤ１周にわたって配置されたラジアル構造になっている。また、左右のサイドウォール部２，２には、それぞれカーカス５の内側に断面三日月状のゴム補強層７，８が内挿されている。なお、断面三日月状のゴム補強層を内挿する位置は図示の例に限定されるものではなく、２枚のカーカス５の間に内挿するものであってもよい。また、図示の例では、ゴム補強層７を、車両に装着したときの車両外側とし、ゴム補強層８を、車両に装着したときの車両内側とするように成形される。

加硫成形後において、本発明の空気入りランフラットタイヤは、ゴム補強層７，８の６０℃における損失正接ｔａｎδが、０．０３〜０．０６であり、好ましくは０．０３〜０．０５にするとよい。６０℃の損失正接ｔａｎδをこのような範囲内にすることにより、ゴム補強層７，８を低発熱性にすることができ、ランフラット走行時の温度上昇を抑制し耐久性を向上することができる。なお、車両に装着したときの車両外側のゴム補強層７と車両内側のゴム補強層８との損失正接ｔａｎδは、特に制限されるものではないが、ほぼ同じにすることが好ましい。

ゴム補強層７，８の６０℃における貯蔵弾性率Ｅ′は、９〜１４ＭＰａであり、好ましくは１０〜１３ＭＰａにするとよい。６０℃の貯蔵弾性率Ｅ′をこのような範囲内にすることにより、ゴム補強層７，８に外力が負荷したときの歪を小さくして、ランフラット走行時の耐久性を向上することができる。

本発明において、６０℃の貯蔵弾性率Ｅ′及び損失正接ｔａｎδとは、東洋精機製作所社製の粘弾性スペクトロメーターにより、初期歪５％、振幅±０．５％、周波数２０Ｈｚ、雰囲気温度６０℃での動的粘弾性試験により測定される値をいう。

左右のゴム補強層７，８の６０℃における貯蔵弾性率Ｅ′は、上述した範囲内において、車両に装着したときの車両外側のゴム補強層７の貯蔵弾性率Ｅ′を、車両内側のゴム補強層８の貯蔵弾性率Ｅ′に対して１５〜２０％低くするように設定され、好ましくは１６〜１９％低くするとよい。このような範囲内で車両外側のゴム補強層７の貯蔵弾性率Ｅ′を低くすることにより、通常走行時の乗り心地を改善しながら、耐久性と乗り心地とを両立することができる。タイヤは、ランフラット走行の際に、車両外側は常に走行風が当たるため、車両外側のゴム補強層７は走行風により冷却され、温度の上昇が抑制されている。一方、車両内側のゴム補強層８は、走行風が当たらないので発熱が蓄積し、温度が上昇しやすいため外側に比べて故障が起きやすい。このため、故障しやすい車両内側のゴム補強層８の貯蔵弾性率Ｅ′を高くし、故障し難い車両外側のゴム補強層７の貯蔵弾性率Ｅ′を低くすることにより、耐久性と乗り心地とを両立させることができる。

次に、本発明の空気入りランフラットタイヤの製造方法について説明する。

図１において、加硫金型１１はセクショナル型金型であり、タイヤ軸Ｏが鉛直方向にセットされ、上下に未加硫タイヤのサイドウォール部を成形する上型１３及び下型１４を配置し、その径方向外周側にトレッド部１を成形するセクター１２を周方向に複数に分割して配置している。さらに、未加硫タイヤの内側にゴム袋状のブラダー１５が加熱流体の供給により膨張・収縮するように配置されている。加硫金型としては、上型と下型だけの２分割型金型であってもよい。

本発明の製造方法は、未加硫タイヤの成形に当たり、左右のゴム補強層７，８を同一のゴム組成物から構成し、これを金型で加硫成形するとき、車両に装着したときの車両外側のゴム補強層７のサイドウォール部側の加硫温度を、車両内側のゴム補強層８のサイドウォール部側よりも５〜１５℃高くして加硫成形する。サイドウォール部の加硫温度の差は、好ましくは７〜１３℃にするとよい。このように加硫成形することにより、左右のゴム補強層７，８を同じゴム組成物で構成していても、貯蔵弾性率Ｅ′を車両外側のゴム補強層７を内側のゴム補強層８に対して１５〜２０％低くすることができる。また、ゴム組成物が同一で加硫温度だけで達成されるので生産管理を簡便にしタイヤの生産効率を向上することができる。

本発明の製造方法において、加硫成形時に、車両外側のゴム補強層７を内挿するサイドウォール部に接する金型（上型１３）の表面温度を、車両内側のゴム補強層８を内挿するサイドウォール部の金型（下型１４）の表面温度よりも５〜１５℃高くすることが好ましく、より好ましくは７〜１３℃高くするとよい。上型１３の表面温度を、下型１４より高くすることにより、車両外側のゴム補強層７の加硫温度を車両内側のゴム補強層８よりも高くして加硫するので、ゴム補強層７の貯蔵弾性率Ｅ′を低くすることができる。上型１３及び下型１４の表面温度の設定は、周知の方法によりすることができ、例えば、それぞれが有する加熱手段の設定温度を調整することによりすることができる。

このように加硫成形された空気入りランフラットタイヤは、左右のゴム補強層の６０℃における損失正接ｔａｎδが０．０３〜０．０６であり、貯蔵弾性率Ｅ′が９〜１４ＭＰａであると共に、車両外側のゴム補強層の貯蔵弾性率Ｅ′を、車両内側の貯蔵弾性率Ｅ′に対して１５〜２０％低くしているので、耐久性と乗り心地とを両立することができる。

ゴム補強層７，８を構成するゴム組成物としては、６０℃の貯蔵弾性率Ｅ′及び損失正接ｔａｎδを前述した範囲にするものであれば特に制限されるものではない。ゴム成分としては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）などが例示される。また、硫黄は、好ましくは通常のタイヤ材料に使用する加硫ゴムよりも多めに配合するとよく、例えば、ゴム１００重量部に対して、好ましくは３〜１０重量部、より好ましくは５〜９重量部、さらに好ましくは５〜８重量部にするとよい。硫黄の配合量をこのような範囲内にすることにより、ゴム補強層の６０℃の貯蔵弾性率Ｅ′を高くすると共に、損失正接ｔａｎδを低くすることができる。

ゴム補強層を構成するゴム組成物には、補強剤、その他の加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用、その他のゴム組成物に一般に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。

以下に、実施例を挙げて本発明を説明するが、これにより本発明の範囲が制限を受けるものではない。

タイヤサイズ２２５／４５Ｒ１７で、図１の断面三日月状のゴム補強層を有するタイヤ構造にすることを共通条件にし、左右のゴム補強層を車両外側と車両内側とを構成するゴム組成物及びそれぞれのサイドウォール部の加硫温度を表１に示すように異ならせて、４種類の空気入りランフラットタイヤ（実施例１、２、比較例１、２）を製作した。

上記により得られた４種類の空気入りランフラットタイヤから、それぞれ車両外側のゴム補強層と車両内側のゴム補強層とを切り出し下記の測定方法により貯蔵弾性率Ｅ′及び損失正接ｔａｎδを測定した。また、それぞれの空気入りランフラットタイヤをリムサイズ１７×７ 1/2ＪＪのホイールにリム組みし、耐久性及び乗り心地性を下記の測定方法により測定し、得られた結果を表１に示す。

［貯蔵弾性率Ｅ′及び損失正接ｔａｎδ］
東洋精機製作所社製の粘弾性スペクトロメーターにより、初期歪５％、振幅±０．５％、周波数２０Ｈｚ、雰囲気温度６０℃で動的粘弾性試験を行い、６０℃の貯蔵弾性率Ｅ′及び損失正接ｔａｎδを求めた。

［耐久性］
空気入りランフラットタイヤをリムサイズ１７×７ 1/2ＪＪのホイールにリム組みした後、バルブコアを抜いた空気圧０ｋＰａの状態で、後輪駆動車の前輪右側に装着し、楕円形の周回コースを４名乗車の条件で、走行速度９０ｋｍ／ｈで反時計回りに走行し、ランフラットタイヤに故障が発生するまでの走行距離を測定する試験を４種類のタイヤについて５回ずつ実施し、その最低走行距離に基いて耐久性を評価した。評価結果を、比較例１の空気入りランフラットタイヤの値を１００とする指数で表した。この数値が大きいほど耐久性が優れることを意味する。

［乗り心地性］
空気入りランフラットタイヤを、国産３．０リットルクラスの試験車両に装着し、空気圧２３０ｋＰａの条件で、凹凸を有する直進テストコースを１００ｋｍ／ｈで実車走行させ、専門パネラー３名による感応評価を行った。評価結果は、比較例１のタイヤを１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど乗り心地性能が優れていることを意味する。

表１から明らかなように、本発明の空気入りランフラットタイヤ（実施例１、２）は、車両外側及び内側のゴム補強層の貯蔵弾性率Ｅ′（６０℃）を９〜１４ＭＰａにすると共に、損失正接ｔａｎδを０．０３〜０．０６にしているので、ランフラット走行時の耐久性を十分に発現することを確認した。また、車両外側の貯蔵弾性率Ｅ′（６０℃）を、車両内側に対して１５〜２０％低くしているので、通常走行時の乗り心地性が、比較例１の空気入りランフラットタイヤと比べ、大幅に向上することを確認した。

一方、貯蔵弾性率Ｅ′（６０℃）を９〜１４ＭＰａにした場合であっても、損失正接ｔａｎδが０．０６を超えるタイヤ（比較例２）は、ランフラット走行時の耐久性に劣ることが確認された。

なお、表１において、ゴム補強層を構成するゴム組成Ａ及びＢの配合を表２に示す。

表２における原材料は、下記のものを使用した。
・ＮＲ；天然ゴム
・ＢＲゴム；日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ ＢＲ １２２０
・カーボンブラック；東海カーボン社製シーストＶ
・亜鉛華；正同化学工業社製酸化亜鉛３種
・不溶性硫黄；四国化成工業社製ミュークロン ＯＴ−２０
・ステアリン酸；日本油脂社製ビーズステアリン酸ＹＲ
・老化防止剤；精工化学社製オゾノン６Ｃ
・加硫促進剤；大内新興化学工業社製ノクセラーＮＳ−Ｐ

本発明の空気入りランフラットタイヤを、加硫金型にセットした状態の一例を示すタイヤ子午線方向の断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビート部
６ カーカス層
７ 車両外側のゴム補強層
８ 車両内側のゴム補強層

Claims (4)

1. トレッド部から左右のサイドウォール部及びビード部に跨るようにカーカス層を内設し、前記左右のサイドウォール部のカーカス層内側に断面三日月形のゴム補強層を内挿した空気入りランフラットタイヤにおいて、
   前記左右のゴム補強層の６０℃における損失正接ｔａｎδを０．０３〜０．０６、かつ貯蔵弾性率Ｅ′を９〜１４ＭＰａにすると共に、車両に装着したときの車両外側の前記ゴム補強層の貯蔵弾性率Ｅ′を、車両内側の貯蔵弾性率Ｅ′に対して１５〜２０％低くした空気入りランフラットタイヤ。
2. 前記左右のゴム補強層が同一のゴム組成物からなる請求項１に記載の空気入りランフラットタイヤ。
3. トレッド部から左右のサイドウォール部及びビード部に跨るようにカーカス層を内設し、前記左右のサイドウォール部のカーカス層内側に断面三日月形のゴム補強層を内挿した空気入りランフラットタイヤの製造方法において、
   前記左右のゴム補強層を同一のゴム組成物から構成した未加硫タイヤを成形し、該未加硫タイヤを車両に装着したときの車両外側のサイドウォール部側の加硫温度を、車両内側のサイドウォール部側よりも５〜１５℃高くして加硫成形することにより、前記左右のゴム補強層の６０℃における損失正接ｔａｎδを０．０３〜０．０６、かつ貯蔵弾性率Ｅ′を９〜１４ＭＰａにすると共に、前記車両外側のゴム補強層の貯蔵弾性率Ｅ′を、前記車両内側の貯蔵弾性率Ｅ′に対して１５〜２０％低くした空気入りランフラットタイヤの製造方法。
4. 前記加硫成形時に、前記車両外側のサイドウォール部に接する金型の表面温度を、前記車両内側のサイドウォール部の金型表面温度よりも５〜１５℃高くした請求項３に記載の空気入りランフラットタイヤの製造方法。

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