JP4359071B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加硫時間を短縮して生産性を向上するのに役立つ空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、空気が抜けた状態においても、比較的高速で継続した走行が可能な空気入りタイヤ（以下、このようなタイヤを「ランフラットタイヤ」と呼ぶことがある。）が提案されている。該ランフラットタイヤは、サイドウォール部に補強ゴム層を設けることにより、その曲げ剛性を高めている。そして、この補強されたサイドウォール部によって、走行中のタイヤに負荷される荷重を支持している。従って、ランフラットタイヤは、通常の空気入りタイヤに比べると、サイドウォール部の厚さが相当大きくなる。
【０００３】
ランフラットタイヤは、一般的な空気入りタイヤと同様、加硫工程を経て製造される。タイヤ加硫工程は、加硫金型に投入されたタイヤ生カバーに、高温の例えば蒸気又はガス等の熱媒体を作用させて熱エネルギーを与える。熱エネルギーは、タイヤ表面側から厚さの中心部へと伝わる。タイヤに使用されるゴムは、通常、熱伝導率が０．４（Ｗ／ｍｋ）未満と小さい。このため、上述のようなランフラットタイヤでは、厚さが大きいサイドウォール部に多くの加硫時間を要し、この部分でタイヤ全体としての加硫時間が決定されてしまう。また、ランフラットタイヤのみならず、一般的な空気入りタイヤにおいても、ゴム厚さは各部で異なるため、程度の差はあれ上記と同じ問題点を含んでいる。
【０００４】
なおランフラットタイヤに関して、その生産性を向上するためには、サイドウォール部の厚さを極力小さくして加硫時間を短縮することが効果的である。しかしながら、この方法では、ランフラットタイヤのパンク時の荷重支持能力が低下するという欠点がある。
【０００５】
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、ゴムの少なくとも一部を、０．４（Ｗ／ｍｋ）以上の熱伝導率を有するゴム組成物で構成することを基本として、加硫時間を短縮し、生産性を向上するのに役立つ空気入りタイヤを提供することを目的としている。特にランフラットタイヤにおいては、パンク時の荷重支持能力を維持しつつ生産性を向上しうることを可能とする。
【０００６】
なお先行する技術として、下記の特許文献１がある。この文献には、タイヤに用いるゴム組成物に、金属粒子又はフィラメントを分散させるとともに、このゴム組成物を誘導加熱によって一部乃至全部を加硫することを示している。しかし、ゴム組成物に分散される金属粒子は、誘導加熱の感受性デバイスとして働くもので、本発明のようにゴム組成物の熱伝導性を高めるものとしての動機付けは与えない。
【０００７】
【特許文献１】
特表２００２−５２４３００号公報
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、一対のビード部にそれぞれに埋設されたビードコア間に掛け渡されたカーカスプライからなるカーカスと、該カーカスの半径方向外側かつトレッド部内部に配されたベルト層とを具え、かつ前記カーカスプライは、一対のビードコア間をのびる本体部と、この本体部からのびかつビードコアの廻りをタイヤ軸方向内側から外側へ折り返された折返し部とを有し、
かつ前記カーカス６のカーカスプライの本体部のタイヤ軸方向内側に配される補強ゴム層が設けられるとともに、
前記補強ゴム層は、厚さが大きい中央部からタイヤ半径方向内、外にそれぞれ厚さを徐々に減じることにより断面略三日月状で構成され、
しかも前記補強ゴム層は、押し出し成形により形成され、かつゴムポリマーに熱伝導率向上剤が配合された第１のゴム部と、そのタイヤ軸方向少なくとも一方の面に添着される熱伝導率向上剤が配合されていない第２のゴム部とを含んだ補強ゴムシートを用いて形成されるとともに、
前記第１のゴム部は、０．４〜０．８（Ｗ／ｍｋ）の熱伝導率を有するゴム組成物からなることを特徴とする。
【０００９】
本明細書において、補強ゴム層の熱伝導率は、加硫された補強ゴム層の熱伝導率であって、非定常法により測定された値とする。本明細書では、京都電子工業（株）製の迅速熱伝導率計「ｋｅｍｔｈｅｒｍ ＱＴＭ−Ｄ３」を使用して非定常熱線法により測定された値を記載している。
【００１０】
また請求項２記載の発明は、前記第１のゴム部は、０．６〜０．８（Ｗ／ｍｋ）の熱伝導率を有するゴム組成物から構成されることを特徴とする。
【００１１】
また請求項３記載の発明は、前記熱伝導率向上剤は、アセチレンブラック、金属粉末、金属繊維又は炭素繊維であることを特徴とする。
【００１２】
また請求項４記載の発明は、前記補強ゴム層が、第１のゴム部と、該第１のゴム部のタイヤ軸方向両側の面に添着される第２のゴム部とを含むことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を空気入りタイヤとしてランフラットタイヤを例に挙げ図面に基づき説明する。図１には、本実施形態のランフラットタイヤ１の加硫後の断面図を示す。該ランフラットタイヤ１は、トレッド部２と、このトレッド部２の両端から半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部３と、各サイドウォール部３の内方端に位置しかつ図示しないリムに着座するビード部４とを具え、例えば乗用車に装着される乗用車用のものが例示される。
【００１４】
またランフラットタイヤ１には、一対のビード部４、４それぞれに埋設されたビードコア５、５間に掛け渡されたカーカス６と、該カーカス６の半径方向外側かつトレッド部２内部に配されたベルト層７とが設けられる。カーカス６は、例えば有機繊維からなるカーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば７５゜〜９０゜の角度で配列したラジアル構造の１枚以上のカーカスプライ６Ａにより構成される。
【００１５】
本実施形態のカーカスプライ６Ａは、一対のビードコア５、５間をのびる本体部６ａと、この本体部６ａからのびかつビードコア５の廻りをタイヤ軸方向内側から外側へ折り返された折返し部６ｂとを一体に有する。また本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外側にのびる硬質ゴムからなるビードエーペックス８が配され、ビード部４が補強される。
【００１６】
前記ベルト層７は、本実施形態では金属コードをタイヤ赤道に対して例えば１０〜４５°の小角度で傾けて配列した少なくとも２枚、本例ではタイヤ半径方向内、外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂを前記コードが互いに交差する向きに重ね合わせて構成される。
【００１７】
またランフラットタイヤ１のサイドウォール部３は、カーカス６のタイヤ軸方向外側に配されたサイドウォールゴム３Ｇと、前記カーカス６のタイヤ軸方向内側に配された厚肉の補強ゴム層９とを含んでいる。なお本明細書において、「厚肉の補強ゴム層」とは、前記サイドウォールゴム８とは別のゴムであって、断面の最大厚さＴ（図１に示す）が４mm以上、好ましくは６mm以上のものとして定める。厚さの上限はタイヤサイズ等によって異なるため特に制限はないが、概ね１５mm程度である。また本実施形態のランフラットタイヤ１は、タイヤ軸を含むタイヤ子午線断面において、前記サイドウォール部３の厚さが最も大きく設計されたものが例示される。従って、通常では、該サイドウォール部３の加硫が律速となり易い。
【００１８】
前記補強ゴム層９は、本実施形態では、厚さが大きい中央部からタイヤ半径方向内、外にそれぞれ厚さを徐々に減じることにより断面略三日月状で構成されたものが例示される。補強ゴム層９の外端９Ｔは、ベルト層７のタイヤ軸方向の外端近傍まで、また内端９Ｉは、ビードコア５の近傍までそれぞれのびている。これにより、補強ゴム層９は、サイドウォール部３の広い範囲を効果的に補強しうる。なお補強ゴム層９は、好ましくは本実施形態のように、カーカスプライ６Ａの本体部６ａのタイヤ軸方向内側に配される。これにより、パンク時、補強ゴム層９の屈曲変形に際して、カーカスコードがその引張側を補強して、該補強ゴム層９の曲げ剛性を効果的に高めることができる。従って、パンク時のタイヤ縦撓み量をより効果的に減じて耐久性を向上しうる。
【００１９】
また本実施形態のランフラットタイヤ１は、内貼りゴム１０がタイヤ内腔ｉに沿って配される。該内貼りゴム１０は、少なくとも一部が空気非透過性に優れたゴム組成物で形成され、タイヤ内腔ｉの空気を保持できる。この内貼りゴム１０は、本例では補強ゴム層９の軸方向内、外を覆うものが示されているが、例えば補強ゴム層９のタイヤ軸方向内側だけ、或いは外側だけを覆うものでも良い。
【００２０】
また本実施形態の補強ゴム層９は、０．４（Ｗ／ｍｋ）以上の熱伝導率を有するゴム組成物から構成されたものが、図３について後記する第１のゴム部９Ａとした補強ゴムシート９Ｇとして用いている。従来のランフラットタイヤの補強ゴム層９には、熱伝導率が０．４（Ｗ／ｍｋ）未満、より具体的には０．３５（Ｗ／ｍｋ）以下のゴム組成物が用いられている。本発明では、この補強ゴム層９の少なくとも一部に、従来よりも熱伝導率に優れたゴム組成物を用いることによって、加硫時における厚肉の補強ゴム層９への熱伝導を高め、これまで加硫の律速であった部分の加硫時間を短縮させることが可能になる。従って、タイヤ全体としての加硫時間を短縮化でき生産性を向上しうる。
【００２１】
発明者らは、熱伝導率を違えた種々のゴム組成物を準備し、２０mm厚さのゴムシートに成形して、同一の条件で加硫して加硫完了までの時間を測定した。その結果を下記に示す。なお加硫時間は試料１の加硫時間を１００とする指数で表示してあり、数値が小さいほど加硫時間が短いことを示している。
【００２２】
［試料名］ ［熱伝導率（Ｗ／ｍｋ）］ ［加硫時間（指数）］
試料１ ０．３０ １００
試料２ ０．３４ ９９
試料３ ０．３７ ９９
試料４ ０．４１ ９６
試料５ ０．４５ ９５
試料６ ０．５０ ９３
試料７ ０．５６ ９１
試料８ ０．６０ ９０
試料９ ０．６５ ８７
試料１０ ０．７４ ８２
【００２３】
テストの結果、試料１〜３では、加硫時間の短縮は殆ど見られないが、熱伝導率を０．４（Ｗ／ｍｋ）以上に限定すると、顕著に加硫時間が短縮されることが分かる。上記の結果より、特に好ましくはゴム組成物の熱伝導率を０．４〜０．８（Ｗ／ｍｋ）、さらに好ましくは０．５〜０．８（Ｗ／ｍｋ）、さらに好ましくは０．６〜０．８（Ｗ／ｍｋ）とすることが望ましい。本発明においては０．４〜０．８（Ｗ／ｍｋ）としている。
【００２４】
このようなゴム組成物は、ゴムポリマーに熱伝導率を向上させる熱伝導率向上剤を配合することによって容易に得ることができる。ゴムポリマーとしては、特に限定はされないが、例えばジエン系ゴムが好ましく、より具体的には天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴムなどの１種又は２種以上をブレンドして用いることができる。また熱伝導率向上剤としては、特に限定はされないが、例えばアセチレンブラック、金属粉末、金属繊維又は炭素繊維の１以上を用いることが望ましく、本実施形態ではアセチレンブラックを採用している。
【００２５】
前記熱伝導率向上剤としてのアセチレンブラックは、ゴムポリマー１００重量部に対して一般的なゴム配合に用いられる一般のカーボンの量、例えば５０〜１５０重量部のうち、好ましくは３０％以上、より好ましくは４０％以上、さらに好ましくは５０％以上１００％以下を該アセチレンブラックで置換して配合されることが望ましい（この場合、ゴムポリマー１００重量部に対して、アセチレンブラックは１５重量部以上１５０重量部以下の範囲で配合しうる）。アセチレンブラックの置換量が３０％よりも少ないと、上述の数値範囲まで熱伝導率を向上させる効果が十分に発揮できない。
【００２６】
このようなランフラットタイヤを製造する方法としては、例えばゴムポリマーに上述の熱伝導率向上剤、さらには必要な添加剤等を配合して混合し、十分に熱伝導率向上剤をポリマー中に分散させる。そして、図２に示すように、このゴム配合を所定の断面形状で押出機等から連続して押し出して成形し、未加硫の補強ゴムシート９Ｇを得る。この補強ゴムシート９Ｇは、補強ゴム層９として使用されランフラットタイヤ用のタイヤ生カバーが形成される。形成されたタイヤ生カバーは、加硫金型によって加硫成形される。
【００２７】
図３には、本発明の補強ゴム層９で用いる補強ゴムシート９Ｇを示している。この実施形態では、補強ゴムシート９Ｇは、熱伝導率向上剤が配合された第１のゴム部９Ａと、熱伝導率向上剤が配合されていない第２のゴム部９Ｂとを含んでいる。即ち、補強ゴム層９の少なくとも一部が、０．４〜０．８（Ｗ／ｍｋ）の熱伝導率を有するゴム組成物から構成されることとなる。第１のゴム部９Ａが補強ゴムシート９Ｇの主要部を構成しており、第２のゴム部９Ｂは、そのタイヤ軸方向の一方の面だけに添着されたものが示される。第２のゴム部９Ｂは、熱伝導率向上剤が含まれていないため、第１のゴム部９Ａに比して接着性に優れる。特に好適には、この第２のゴム部９Ｂを、ゴムポリマー１００重量部中に天然ゴムを５０％以上含むゴム組成物で形成するのが良い。
【００２８】
また図４の態様では、補強ゴムシート９Ｇが、前記第１のゴム部９Ａと、熱伝導率向上剤が配合されていない第２のゴム部９Ｂとを含んでいるが、この例では、第１のゴム部９Ａのタイヤ軸方向の両側の面に第２のゴム部９Ｂが添着されたものが示される。これにより、第１のゴム部９Ａは、断面における外周面が全て第２のゴム部９Ｂによって覆われたものが示されている。
【００２９】
これらの補強ゴムシート９Ｇにおいては、第２のゴム部９Ｂは、熱伝導率向上剤が含まれておらず、第１のゴム部９Ａに比して高い接着性を有している。そして、補強ゴムシート９Ｇは、第２のゴム部９Ｂだけをカーカス６のタイヤ軸方向内側面又は内貼りゴム１０と接着させる。これにより、熱伝導率向上剤の配合により接着性が若干低下し得る第１のゴム部９Ａは、直接カーカス６や内貼りゴム１０などと接触することが防止でき、ひいては、補強ゴム層９の剥離などを効果的に防止して耐久性を向上しうる。
【００３０】
上記の実施形態では、補強ゴム層９の一部に、熱伝導率を向上させたゴム組成物を用いた場合を例示したが、このようなゴム組成物を例えばサイドウォールゴム３Ｇの少なくとも一部に用いることもできる。また上記実施形態では、ランフラットタイヤを例に挙げて説明したが、例えば一般の空気入りタイヤ（非ランフラットタイヤ）の厚さが大の部分、例えばビードエーペックスゴム８やトレッドゴムなどに前記熱伝導率の大きいゴム組成物を採用することも勿論可能である。また、タイヤの外皮ゴムの全部に前記ゴム組成物を用いて加硫時間の短縮化を図ることもできる。
【００３１】
【実施例】
タイヤサイズが２１５／４５Ｒ１７のランフラットタイヤを試作した。ランフラットタイヤは、ゴム補強層を除いたサイドウォール部最大厚さは６mm、補強ゴム層の最大厚さは１０mmに設定され、タイヤ構造としては実施例、比較例ともに図１を基調とした同一のものとした。そして、補強ゴム層の熱伝導率を違えた複数種類のものを加硫成形した。タイヤの加硫条件は、金型温度１７０℃、ゴム製プラダーを使用した一般加硫機を用い、ブラダー内へは２００ｐｓｉ（１３７９ｋＰａ）の高圧蒸気を封入して加硫した。またそれぞれサイドウォール部の厚さの中間位置に熱電対を挿入し加硫中の温度上昇（金型温度１７０℃になるまでの時間）を観察した。テストの結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】

【００３３】
テストの結果、実施例のものは、比較例と比べて、加硫時間を大幅に短縮しており、生産性を向上していることが確認できる。
【００３４】
【発明の効果】
上述したように、請求項１記載の空気入りタイヤは、０．４〜０．８（Ｗ／ｍｋ）の熱伝導率を有するゴム組成物からなるため、従来に比して加硫時間の短縮化を図ることが可能となる。また、サイドウォール部に厚肉の補強ゴム層が設けられた例えばランフラットタイヤのような場合では、補強ゴム層の厚さを十分に確保してパンク時の荷重支持能力を高め耐久性を確保することができる一方、補強ゴム層が０．４〜０．８（Ｗ／ｍｋ）の熱伝導率を有するゴム組成物からなるため、熱伝導性が良く、ひいては加硫時間を短縮化して生産性をも向上しうる。
【００３５】
また前記ゴム組成物は、ゴムポリマーに熱伝導率を向上させる熱伝導率向上剤、例えばアセチレンブラック、金属粉末、金属繊維又は炭素繊維を含ませるときには、安価かつ容易に製造でき、しかもタイヤ用のゴム材料として要求される接着性、破断強度及びゴム硬さなどを損ねることが無い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すランフラットタイヤの断面図である。
【図２】補強ゴム層を形成する補強ゴムシートの一例を示す部分斜視図である。
【図３】補強ゴム層を形成する補強ゴムシートの他の例を示す部分斜視図である。
【図４】補強ゴム層を形成する補強ゴムシートの他の例を示す部分斜視図である。
【符号の説明】
１ ランフラットタイヤ
２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
６Ａ カーカスプライ
６ａ カーカスプライの本体部
６ｂ カーカスプライの折返し部
７ ベルト層
９ 補強ゴム層

Claims (4)

1. 一対のビード部にそれぞれに埋設されたビードコア間に掛け渡されたカーカスプライからなるカーカスと、該カーカスの半径方向外側かつトレッド部内部に配されたベルト層とを具え、かつ前記カーカスプライは、一対のビードコア間をのびる本体部と、この本体部からのびかつビードコアの廻りをタイヤ軸方向内側から外側へ折り返された折返し部とを有し、
   かつ前記カーカスのカーカスプライの本体部のタイヤ軸方向内側に配される補強ゴム層が設けられるとともに、
   前記補強ゴム層は、厚さが大きい中央部からタイヤ半径方向内、外にそれぞれ厚さを徐々に減じることにより断面略三日月状で構成され、
   しかも前記補強ゴム層は、押し出し成形により形成され、かつゴムポリマーに熱伝導率向上剤が配合された第１のゴム部と、そのタイヤ軸方向少なくとも一方の面に添着される熱伝導率向上剤が配合されていない第２のゴム部とを含んだ補強ゴムシートを用いて形成されるとともに、
   前記第１のゴム部は、０．４〜０．８（Ｗ／ｍｋ）の熱伝導率を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。
2. 前記第１のゴム部は、０．６〜０．８（Ｗ／ｍｋ）の熱伝導率を有するゴム組成物から構成されることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記熱伝導率向上剤は、アセチレンブラック、金属粉末、金属繊維又は炭素繊維であることを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記補強ゴム層は、第１のゴム部と、該第１のゴム部のタイヤ軸方向両側の面に添着される第２のゴム部とを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

Images