JP4458898B2

JP4458898B2 - ランフラットタイヤ

Info

Publication number: JP4458898B2
Application number: JP2004098722A
Authority: JP
Inventors: 卓也堀口
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2024-03-30
Also published as: JP2005280534A

Description

本発明は、ランフラットタイヤに関する。

近年、タイヤのパンク時（内圧ゼロの状態）においても安全走行を可能とするランフラットタイヤが開発されている。これらは、サイドウォール部に弾性率の高い分厚い補強ゴム層を配置することによって、タイヤパンク時のタイヤの剛性を維持し、繰り返し屈曲変形を受けた場合においてもゴム破損を軽減し、長距離走行を可能にするものである（特許文献１〜２参照）。

しかし、補強ゴム層のボリュームを増やすとタイヤ重量が大きくなるだけでなく、発熱が増大し、ゴムが破損しやすくなるという問題があった。また、弾性率を高めるためにカーボンブラックなどの補強剤を増量すると、発熱が大きくなり、引っ張り破断伸びが低下し、さらに耐久性も低下するという問題があった。

また、従来の補強ゴム層の成形方法では、板状に押し出ししたゴムを成形し、ジョイントを有したリング状にするという方法を採用しているが、ライニングストリップ層の最大幅位置に、周上１箇所のジョイントができるために、タイヤの均一性（ユニフォミティ）が悪化し、さらにジョイントがあることで、走行時における発生する振動が大きいという問題があった。

特開２００２−７９８１４号公報特開２００１−２１３９９９号公報

本発明は、タイヤパンク時のタイヤの剛性の維持、発熱の抑制、繰り返し屈曲変形を受けた場合におけるゴム破損の軽減、および長距離走行をそれぞれ可能にするとともに、ユニフォミティが向上し、走行時の振動を低減するランフラットタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、サイドウォール部に補強ゴム層を備えるランフラットタイヤにおいて、補強ゴム層が、天然ゴムおよび／またはイソプレンゴム２０〜８０重量％とブタジエンゴム２０〜８０重量％とを含むゴム成分１００重量部に対して、カーボンブラック２０〜１００重量部およびシリカ５〜３０重量部を配合してなるゴム組成物からなり、ゴムストリップをタイヤ周方向に沿って巻きつけることで形成されるランフラットタイヤに関する。

本発明によれば、補強ゴム層に適切な組成物を使用し、さらに該補強ゴム層を、ゴムストリップをタイヤ周方向に沿って巻きつけることで形成することで、ランフラット性能を向上させるとともに、ランフラットタイヤのユニフォミティを向上させ、従来問題となっていたタイヤ振動を低減することができる。

本発明のランフラットタイヤは、補強ゴム層を有する。ここで、補強ゴム層とは、サイドウォール部に配置され、タイヤの剛性を高めるために使用される。たとえば、図１に示すように、タイヤカーカスプライ３の内側に接してビード部７からショルダー部にわたって配置され、両端方向に厚さを漸減する三日月状に配置される。また、カーカスプライ本体部分とその折返し部の間にビード部からトレッド部端にわたって配置される、あるいは複数のカーカスプライまたは補強プライの間に２層に配置される。

本発明のランフラットタイヤに用いられる補強ゴム層は、ゴム成分、ならびに補強剤としてカーボンブラックおよびシリカからなる。

前記ゴム成分は、天然ゴムおよび／またはイソプレンゴム、ならびにブタジエンゴムからなる。

前記天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムの含有量は、ゴム成分中に２０重量％以上、好ましくは２５重量％以上、より好ましくは３０重量％以上である。天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムの含有量が２０重量％未満ではゴム組成物の加工性が劣る。また、前記天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムの含有量は、８０重量％以下、好ましくは６０重量％以下、より好ましくは５０重量％以下である。天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムの含有量が８０重量％をこえると耐熱性、耐屈曲疲労性能が劣り、ランフラット走行距離が短くなる。

前記ブタジエンゴムは、シンジオタクチック結晶を含むことが好ましい。ここで、シンジオタクチック結晶とは、たとえば、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン結晶をいう。シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴムをランフラットタイヤの補強ゴム層に用いると、ランフラット走行時の耐久性が向上する。

前記ブタジエンゴムのシンジオタクチック結晶含有量は、好ましくは１％以上、より好ましくは５％以上である。１％未満ではシンジオタクチック成分が少なすぎて充分な剛性が得られない傾向がある。また、該含有量は、好ましくは２５％以下、より好ましくは２０％以下である。２５％をこえるとシンジオタクチック成分がポリブタジエン中で凝集塊をつくるため、耐久性が低下する傾向がある。このようなシンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴムとしては、宇部興産（株）製のＶＣＲ−３０３、４１２、６１７などが入手可能である。

前記ブタジエンゴムの含有量は、ゴム成分中に２０重量％以上、好ましくは４０重量％以上、より好ましくは５０重量％以上である。ブタジエンゴムの含有量が２０重量％未満ではランフラット耐久性が低下する。また、ブタジエンゴムの含有量は、８０重量％以下、好ましくは７５重量％以下、より好ましくは７０重量％以下である。ブタジエンゴムの含有量が８０重量％をこえるとゴムの加工性が劣る結果となる。

前記カーボンブラックの含有量は、前記ゴム成分１００重量部に対して２０〜１００重量部である。

前記シリカは、ＣＴＡＢ（セチルトリメチルアンモニウムブロミド）吸着量が８０ｍ²／ｇ以上であることが好ましく、さらには１００ｍ²／ｇ以上であることが好ましい。シリカのＣＴＡＢ吸着量が８０ｍ²／ｇ未満では得られた補強ゴム層の耐疲労性が劣る傾向がある。また、シリカのＣＴＡＢ吸着量が２００ｍ²／ｇ以下、さらには１８０ｍ²／ｇ以下であることが好ましい。２００ｍ²／ｇをこえると未加硫ゴムの粘度が上昇し、加工性が劣る傾向がある。

シリカの含有量は、前記ゴム成分１００重量部に対して、５重量部以上、より好ましくは１０重量部以上である。シリカの含有量が５重量部未満では、充分な破断伸びと高モジュラスの両立ができず、ランフラット耐久性に劣る。また、シリカの含有量は、３０重量部以下、より好ましくは２５重量部以下である。シリカの含有量が３０重量部をこえると未加硫ゴムの粘度が高くなり、加工性に劣る。

本発明における補強ゴム層は、前記ゴム成分、シリカ、カーボンブラックのほかにも、さらに、シランカップリング剤、硫黄、加硫促進剤、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛などを含むことができる。

本発明における補強ゴム層は、前述のような構成成分からなることによって、破断伸びを犠牲にすることなく、高い弾性率を有し、ランフラット走行時の耐久性を達成することができる。

本発明における補強ゴム層は、ゴムストリップをタイヤ周方向に沿って巻きつけることで形成され、加硫することにより得られる。具体的には、補強ゴム層の構成成分から製造された未加硫ゴムストリップを、グリーンタイヤのカーカスプライの側面に、タイヤ軸を中心として渦巻き状に巻きつけることにより未加硫補強ゴム層を形成し、該未加硫補強ゴム層を有するグリーンタイヤを加硫することによって、補強ゴム層が得られる。

前記ゴムストリップの幅は０．５ｃｍ以上とすることが好ましく、さらには１ｃｍ以上とすることが好ましい。ゴムストリップの幅が０．５ｃｍ未満では生産性に劣る傾向がある。また、ゴムストリップの幅は５ｃｍ以下とすることが好ましく、さらには３ｃｍ以下とすることが好ましい。ゴムストリップの幅が５ｃｍをこえると精度よくゴム補強層を形成させることが困難なため、均一性に劣る傾向がある。

前記ゴムストリップの厚さは０．５ｍｍ以上とすることが好ましく、さらには１ｍｍ以上とすることが好ましい。ゴムストリップの厚さが０．５ｍｍ未満では生産性に劣る傾向がある。また、ゴムストリップの厚さは５ｍｍ以下とすることが好ましく、さらには３ｍｍ以下とすることが好ましい。ゴムストリップの厚さが５ｍｍをこえるとストリップ間の段差が大きくなり、均一性に劣る傾向がある。

形成された補強ゴム層は、その最大幅位置に成形ジョイントを有さない。そのため、タイヤサイドウォール補強部の周上の重量のバラツキが低減され、タイヤのユニフォミティが向上し、さらに走行時におけるタイヤ振動を低減することができる。

つぎに、本発明の組成物を実施例に基づいてさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

なお、実施例および比較例で使用する原料を以下にまとめて示す。
天然ゴム：ＲＳＳ＃３グレード
ブタジエンゴム１：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ
ブタジエンゴム２：宇部興産（株）製のＶＣＲ−４１２（シンジオタクチック結晶含量１２％）
カーボンブラック：昭和キャボット（株）製のＮ５５０（ヨウ素吸着量４８ｍｇＩ₂／ｇ）
シリカ：デグッサ社製のＶＮ３（ＣＴＡＢ吸着量１６５ｍ²／ｇ）
ステアリン酸：日本油脂（株）製の桐
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種
硫黄：軽井沢硫黄（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ

実施例１〜２および比較例１〜３
表１に示す配合内容にしたがって、まず（株）神戸製鋼所製の１．７Ｌバンバリーミキサーを用いて混練りしたのち、得られた混練り物に硫黄および加硫促進剤を加えて二軸ローラーにて混練りした。得られた混合物を１６０℃で３０分間加硫することでゴム組成物を得た。得られたゴム組成物を以下の試験に用いた。

（硬度）
前記ゴム組成物を２５℃の雰囲気下でＪＩＳ−Ａ硬度計にて測定した。

（粘弾性測定）
前記ゴム組成物について、（株）岩本製作所製のＶＥＳ−３を用いて、周波数１０Ｈｚ、初期歪み１０％、動歪み２％で６０℃におけるＥ＊（複素弾性率）とｔａｎδ（損失正接）を測定した。このＥ＊値が大きいほど剛性が高く、ランフラット性能は有利となる。また、ｔａｎδ値が小さいほど発熱に有利となる。

（引っ張り試験）
前記ゴム組成物を３号ダンベル形に切り抜き、ＪＩＳ−Ｋ６２５１に準じて引っ張り試験を実施し、破断強度（Ｔ_B）、破断伸び（Ｅ_B）を測定した。これらの測定値が大きいほどがゴムの強度が良好である。

結果を表１に示す。

また、前記方法により得られたゴム組成物を、未加硫の段階で、幅３ｃｍ、厚さ１ｍｍのテープ形状に押出し、ランフラットタイヤのサイドウォール部補強ゴム層形状に螺旋状に巻き付けグリーンタイヤを成型し、２２５／６０ＺＲ１６サイズのタイヤを成形・加硫した。実施例１〜２ならびに比較例１および３で得られたタイヤの補強ゴム層は、成形ジョイントを有していなかった。一方、従来の方法で補強ゴム層を製造した比較例２のみ、補強ゴム層の最大幅位置に成形ジョイントを１つ有していた。

得られたタイヤについて、以下の試験を実施した。
（ユニフォミティ）
均一性測定機でラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ、単位：ｋＮ）を測定した。ＲＦＶの数値が低いほど、タイヤ回転時に振動しにくい状態であり、均一性が高い。

（ランフラット走行試験）
２５００ｃｃクラスの車両に作製したタイヤを４輪装着して、内圧ゼロ、速度９０ｋｍ／時間の一定速度で走行させ、タイヤ破損までの走行距離を測定した。

結果を表１に示す。

本発明の一実施の形態におけるランフラットタイヤの断面図の右半分である。

符号の説明

１タイヤ
２サイドウォール部
３カーカスプライ
４ベルト層
５トレッド部
６ビードコア
７ビード部
８補強ゴム層
９ビードエーペックス

Claims

サイドウォール部に補強ゴム層を備えるランフラットタイヤにおいて、
補強ゴム層が、天然ゴムおよび／またはイソプレンゴム３０〜５０重量％とシンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴム５０〜７０重量％のみからなるゴム成分１００重量部に対して、カーボンブラック２０〜１００重量部およびシリカ５〜３０重量部を配合してなるゴム組成物からなり、ゴムストリップをタイヤ周方向に沿って巻きつけることで形成されるランフラットタイヤ。
前記補強ゴム層が、
幅０．５〜５ｃｍ、および厚さ０．５〜５ｍｍであるゴムストリップをタイヤ周方向に沿って巻きつけることで形成され、
その最大幅位置に成形ジョイントを有さない
請求項１記載のランフラットタイヤ。