JP6537030B1 - ランフラットタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ランフラットタイヤのサイドウォールの表面部に凹凸部を設け、サイドウォール補強層を、100℃における破断強度TB(MPa)×破断伸びEB(%)が320以上、100℃における損失正接100℃tanδが0.06以下とし、サイドウォールを、60℃における損失正接60℃tanδが0.17以下、|60℃tanδ−75℃tanδ|が0.05未満とする。
【選択図】図1
Description
サイドウォールの内側にサイドウォール補強層を備えるランフラットタイヤであって、
前記サイドウォールの表面部に凹凸部を有し、
前記サイドウォール補強層は、
100℃における破断強度TB(MPa)×破断伸びEB(%)が320以上であると共に、
100℃における損失正接100℃tanδが0.06以下であり、
前記サイドウォールは、
60℃における損失正接60℃tanδが0.17以下であると共に、
60℃における損失正接60℃tanδと、75℃における損失正接75℃tanδとの差|60℃tanδ−75℃tanδ|が0.05未満である
ことを特徴とするランフラットタイヤである。
サイドウォールの内側にサイドウォール補強層を備えるランフラットタイヤであって、
前記サイドウォールの表面部に凹凸部を有し、
前記サイドウォール補強層は、
100℃における破断強度TB(MPa)×破断伸びEB(%)が320以上であると共に、
100℃における損失正接100℃tanδが0.06以下であり、
前記サイドウォールは、
60℃における損失正接60℃tanδが0.17以下であり、
さらに、前記サイドウォール補強層の100℃における損失正接100℃tanδと、前記サイドウォールの75℃における損失正接75℃tanδとの差|100℃tanδ−75℃tanδ|が0.1未満であることを特徴とするランフラットタイヤである。
サイドウォールの内側にサイドウォール補強層を備えるランフラットタイヤであって、
前記サイドウォールの表面部に凹凸部を有し、
前記サイドウォール補強層は、
100℃における破断強度TB(MPa)×破断伸びEB(%)が320以上であると共に、
100℃における損失正接100℃tanδが0.06以下であり、
前記サイドウォールは、
60℃における損失正接60℃tanδが0.17以下であり、
さらに、前記サイドウォール補強層の100℃における損失正接100℃tanδと、前記サイドウォールの60℃における損失正接60℃tanδとの差|100℃tanδ−60℃tanδ|が0.15未満であることを特徴とするランフラットタイヤである。
さらに、前記サイドウォール補強層の100℃における損失正接100℃tanδと、前記サイドウォールの75℃における損失正接75℃tanδとの差|100℃tanδ−75℃tanδ|が0.1未満であることを特徴とする請求項1または請求項3に記載のランフラットタイヤである。
さらに、前記サイドウォール補強層の100℃における損失正接100℃tanδと、前記サイドウォールの60℃における損失正接60℃tanδとの差|100℃tanδ−60℃tanδ|が0.15未満であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のランフラットタイヤである。
さらに、前記サイドウォール補強層の100℃における損失正接100℃tanδと、前記サイドウォールの75℃における損失正接75℃tanδとの差|100℃tanδ−75℃tanδ|が0.1未満であり、
前記サイドウォール補強層の100℃における損失正接100℃tanδと、前記サイドウォールの60℃における損失正接60℃tanδとの差|100℃tanδ−60℃tanδ|が0.15未満であることを特徴とする請求項1に記載のランフラットタイヤである。
前記サイドウォール補強層の100℃における破断強度TB(MPa)×破断伸びEB(%)が、350以上であることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のランフラットタイヤである。
前記サイドウォール補強層の100℃における破断強度TB(MPa)×破断伸びEB(%)が、400以上であることを特徴とする請求項7に記載のランフラットタイヤである。
前記サイドウォール補強層の100℃における破断強度TB(MPa)×破断伸びEB(%)が、700以上であることを特徴とする請求項8に記載のランフラットタイヤである。
前記サイドウォール補強層の100℃tanδが、0.055以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載のランフラットタイヤである。
前記サイドウォール補強層の100℃tanδが、0.05以下であることを特徴とする請求項10に記載のランフラットタイヤである。
前記サイドウォールの60℃tanδが、0.16以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載のランフラットタイヤである。
前記サイドウォールの60℃tanδが、0.15以下であることを特徴とする請求項12に記載のランフラットタイヤである。
前記サイドウォールの60℃tanδが、0.1以下であることを特徴とする請求項13に記載のランフラットタイヤである。
前記凹凸部は、幅が1mm以上8mm以下かつ凹部に対する高さが0.3mm以上2.5mm以下の凸部が、6mm以上35mm以下のピッチで形成された凹凸部であることを特徴とする請求項1ないし請求項14のいずれか1項に記載のランフラットタイヤである。
前記したように、従来のランフラットタイヤでは、ランフラット走行時、サイドウォール(以下、「SW」ともいう)部が高温になるので、高温耐久性の向上が求められている。
1.本実施の形態における特徴的な構成
はじめに、本実施の形態に係るランフラットタイヤの特徴的な構成について説明し、その後、その他の構成について説明する。
SW8の表面部には、凹凸部66が形成されている。本実施の形態では、SW8におけるSW補強層16のタイヤ軸方向外側の表面部に、凹凸部66が形成される。このように凹凸部を形成することによって走行時にSW8の表面を冷却することができる。これにより、ランフラット走行時のSW8の温度上昇を抑制し、耐久性を向上させることができる。ここで、凹凸部66は特許文献2のような突起が形成されてもよいし、特許文献3のようなディンプルが形成されてもよい。すなわち、凹凸部66に突起が形成される場合は、突起が形成されないSW8表面部が凹部、当該突起が凸部に相当し、凹凸部66にディンプルが形成される場合はディンプルが形成されないSW8表面部が凸部、ディンプルが凹部に相当する。
図1に示すように、SW補強層16は、SW8の軸方向内側に位置しており、カーカス14とインナーライナー22とに挟まれている。SW補強層16は、高硬度な架橋ゴム組成物や樹脂組成物からなる。タイヤ2がパンクしたとき、SW8と共にSW補強層16が荷重を支える。このSW補強層16の存在により、パンク状態であっても、タイヤ2はある程度の距離を走行することができる。
本実施の形態において、SW補強層16は、以下の特徴を有する。
100℃における破断強度TB(MPa)×破断伸びEB(%)は320以上である。ランフラット走行の場合、SW補強層16に大きな荷重が加わるため、SW8を効果的に冷却した場合でもSW補強層16の温度は、例えば80〜120℃に達する。本実施の形態では100℃におけるTB×EBを大きくして高温に対する耐性を向上させたため、耐久性が向上して、走行距離を伸ばすことができる。
また、SW補強層16は、100℃tanδが0.06以下である。この結果、ランフラット走行性能向上にとって障害となっている走行時の発熱が抑制されるため、耐久性が向上して、走行距離を伸ばすことができる。
そして、SW8は、60℃tanδが0.17以下である。これにより、ランフラット走行時、SW8の発熱が抑制されると共に、内側に配置されたSW補強層16の放熱が促進される。この結果、SW8、SW補強層16双方の温度上昇が抑制されるため、耐久性が向上して、走行距離を伸ばすことができる。
前記したように、本発明完成前の検討段階において、SW補強層16の温度が100℃付近のとき、SW8の表面では、凸部66aの温度が約60℃付近、凹部66bの温度が約75℃付近となり、SW補強層16とSW8の表面の凸部66a、凹部66bとの間には、互いに、大きな温度差が存在していることが確認された。
まず、SW8の60℃tanδと、75℃tanδとの差|60℃tanδ−75℃tanδ|を0.05未満とする。この値は、0.04以下が好ましく、0.03以下がより好ましく、0.02以下がさらに好ましい。
本実施の形態においては、SW補強層の100℃tanδを0.06以下に設定している。そして、SW補強層16の100℃tanδとSW8の75℃tanδとの差|SW補強層の100℃tanδ−SWの75℃tanδ|を0.1未満とする。この値は、0.08以下が好ましく、0.06以下がより好ましく、0.03以下がさらに好ましい。これにより、ランフラット走行時の耐久性を向上することができる。そのメカニズムとしては、従来技術ではSWの凹部66bおよびSW補強層16には温度差が生じやすいため、SW補強層16の100℃tanδの値とSW8の75℃tanδの値との差を小さくすることで、熱伝導性および放熱性を効率化できているのではないかと推測される。
次に、SW補強層16の100℃tanδとSW8の凸部66aの60℃との差|SW補強層100℃tanδ−SWの60℃tanδ|を0.15未満とする。この値は、0.12以下が好ましく、0.09以下がより好ましく、0.05以下がさらに好ましい。これにより、ランフラット走行時の耐久性を向上することができる。そのメカニズムとしては、従来技術ではSWの凸部66aおよびSW補強層16には温度差が生じやすいため、SW補強層16の100℃tanδの値とSW8の60℃tanδの値との差を小さくすることで、熱伝導性および放熱性を効率化できているのではないかと推測される。
上記(イ)から(ハ)に示したSW補強層16の100℃tanδと、SW8の60℃tanδおよび75℃tanδとの関係は、全てを満足している必要はないが、全てを満足している場合、SW補強層16で発生した熱が凸部66a、および凹部66bの双方を介して効果的に放熱されるため、放熱機能がより改善される。
本実施の形態では、上記の特性を有するSW、SW補強層16は、例えば天然ゴム(NR)およびブタジエンゴム(BR)などのゴム成分を含むゴム組成物により形成される。別の形態としては、樹脂組成物であってもよい。
タジエンゴム(変性BR)、1,2−シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含むブタ
ジエンゴム(SPB含有BR)が挙げられる。
は、好ましくは2.5質量%以上、より好ましくは10質量%以上である。含有量が2.5質量%未満では、硬度が不充分となる恐れがある。また、BR中において、1,2−シンジオタクチックポリブタジエン結晶の含有量は好ましくは20質量%以下、より好ましくは18質量%以下である。含有量は20質量%をこえると、BRがゴム組成物中に分散し難く、加工性が悪化する恐れがある。
ゴム成分として、さらに、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ブチルゴム(IIR)
またはエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合ゴム(EPDM)を含有してもよい。
部以上が好ましく、7質量部以上がより好ましく、15質量部以上がさらに好ましい。ま
た、カーボンブラックの含有量は、充分な破断強度が得られる点、低発熱性において優れ
るという点から、ジエン系ゴム成分100質量部に対して、90質量部以下が好ましく、
80質量部以下がより好ましく、70質量部以下がさらに好ましい。
次に、本発明のランフラットタイヤに係るその他の構成について説明する。
ウォール8は、例えば架橋ゴムからなる。サイドウォール8は、カーカス14の外傷を防止する。サイドウォール8は、リブ34を備えている。リブ34は、軸方向外側に向かって突出している。
である。この基準線BLは、コア38の、半径方向における最も内側地点を通過する。こ
の基準線BLは、軸方向に延びる。タイヤ2の高さHに対するエイペックス40の高さH
aの比(Ha/H)は、0.1以上0.7以下が好ましい。比(Ha/H)が0.1以上
であるエイペックス40は、パンク状態において車重を支持しうる。このエイペックス4
0は、パンク状態でのタイヤ2の耐久性に寄与する。この観点から、比(Ha/H)は0
.2以上がより好ましい。比(Ha/H)が0.7以下であるタイヤ2は、乗り心地性に
優れる。この観点から、比(Ha/H)は0.6以下がより好ましい。
12の間に架け渡されており、トレッド4及びサイドウォール8に沿っている。カーカス
プライ42は、コア38の周りを、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。こ
の折り返しにより、カーカスプライ42には、主部44と折り返し部46とが形成されて
いる。折り返し部46の端48は、ベルト18の直下にまで至っている。換言すれば、折
り返し部46はベルト18とオーバーラップしている。このカーカス14は、いわゆる「
超ハイターンアップ構造」を有する。超ハイターンアップ構造を有するカーカス14は、
パンク状態におけるタイヤ2の耐久性に寄与する。このカーカス14は、パンク状態での
耐久性に寄与する。
ドが赤道面に対してなす角度の絶対値は、45°から90°、さらには75°から90°
である。換言すれば、このカーカス14はラジアル構造を有する。コードは、有機繊維か
らなる。好ましい有機繊維としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、
ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。
14と積層されている。ベルト18は、カーカス14を補強する。ベルト18は、内側層
58及び外側層60からなる。図1から明らかなように、内側層58の幅は、外側層60
の幅よりも若干大きい。図示されていないが、内側層58及び外側層60のそれぞれは、
並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードは、赤道面に対して傾斜
している。傾斜角度の絶対値は、通常は10°以上35°以下である。内側層58のコー
ドの赤道面に対する傾斜方向は、外側層60のコードの赤道面に対する傾斜方向とは逆で
ある。コードの好ましい材質は、スチールである。コードに、有機繊維が用いられてもよ
い。ベルト18の軸方向幅は、タイヤ2の最大幅の0.85倍以上1.0倍以下が好まし
い。ベルト18が、3以上の層を備えてもよい。
ードとトッピングゴムとからなる。コードは、螺旋状に巻かれている。このバンド20は、いわゆるジョイントレス構造を有する。コードは、実質的に周方向に延びている。周方
向に対するコードの角度は、5°以下、さらには2°以下である。このコードによりベル
ト18が拘束されるので、ベルト18のリフティングが抑制される。コードは、有機繊維
からなる。好ましい有機繊維としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維
、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。
えてもよい。タイヤ2が、バンド20と共に、エッジバンドを備えてもよい。
に優れたゴムが用いられている。インナーライナー22は、タイヤ2の内圧を保持する。
インナーライナー22は、軸方向において、SW補強層16の内側に位置している。インナーライナー22が、カーカス14とSW補強層16とに挟まれてもよい。
実験1では、SW表面部に凹凸部を形成した場合のランフラット走行時の温度上昇の抑制によるランフラット走行性能の向上効果を調べた。SW補強層用、SW用にそれぞれ複数種類の配合のゴム組成物を用意した。使用した材料を下記に示す。
NR :TSR20
BR :日本ゼオン(株)製のNipol 1250H
CB1:キャボットジャパン(株)製のN550
CB2:キャボットジャパン(株)製のN220
CB3:東海カーボン(株)製のシーストV
ZnO:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
ステアリン酸:日本油脂(株)製のステアリン酸
オイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスAH−24
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C
硫黄 :日本乾溜工業(株)製のセイミサルファー(二硫化炭素による不溶物60%以
上、オイル分10質量%含む不溶性硫黄)
加硫促進剤CBS:大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ(化学名:N−シクロ
ヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)
有機架橋剤:フェノール系樹脂架橋剤、田岡化学工業(株)製のタッキロール V−2
00
SW補強層、SW用のゴム組成物として、それぞれ表1、表2に基づいて作製したゴム組成物R−1、S−1を用い、その他の部材(トレッド等)と組み合わせて未加硫タイヤを作製した後、加硫を行ってランフラットタイヤ(タイヤサイズ245/40R18)を作製した。SW8の表面部に凹凸部66を形成していないもの、および、凹凸部66を形成したものであって凸部66aの高さh、幅w、ピッチpの大きさが異なる2種類のタイヤを用意した。
(1)引張試験
SW補強層用ゴム組成物を対象として、JIS K6251「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に準じて、加硫ゴムからなる3号ダンベル型試験片を用いて100℃において引張試験を実施し、試験片の破断時伸び(引張の伸び;EB(%))及び破断時の引張強度(引張破断強度;TB(MPa))を測定した。測定結果からTB×EBを算出した。試験片はタイヤのSW補強層から抽出可能である。試験結果を表3に示す。
SW補強層用ゴム組成物およびSW用ゴム組成物を対象とし、SW補強層用ゴム組成物については100℃、SW用ゴム組成物については60℃、および75℃において、(株)岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪10%、動歪2%および周波数10Hzの条件下で損失正接tanδを測定した。測定用の試験片は、タイヤのSW補強層、SWからそれぞれ抽出可能である。試験結果を表4に示す。
各供試タイヤを、バルブコアを取り去ったリム(18×8.5JJ)にリム組みし、デ
フレート状態でドラム試験機上を速度(80km/h)、縦荷重(4.14kN:正規荷
重の65%の荷重)、室温(38±2℃)の条件にて、タイヤが破壊するまで走行させた
。試験結果を表5に示す。結果は比較例1を100とする指数(ランフラット走行性能指数)により表示した。数値が大きいほど、耐久性能が良好であることを示している。
次に各種のSW補強層およびSWとランフラット走行耐久性能との関係を調べた。そのために、表6に示すSW補強層用ゴム組成物および表7に示すSW用のゴム組成物を用意した。これらを用いて、表8に示すように、実施例のSW補強層用ゴム組成物を固定し、SW用ゴム組成物を変化させた。ランフラットタイヤの作製は実験1に準じ、SW表面部の凸部の高さhは1mm、幅wは4mm、ピッチpは15mmとした。表8において、ランフラット走行耐久性能は、比較例2を基準とする指数で示した。
次に、表6に示すSW補強層用ゴム組成物および表7に示すSW用のゴム組成物を用いて、表9に示すように、実施例のSW用ゴム組成物を固定し、SW補強層用ゴム組成物を変化させた。ランフラットタイヤの作製は実験1、2に準じ、SW表面部の凸部の高さhは1.5mm、幅wは3mm、ピッチpは20mmとした。表9において、ランフラット走行耐久性能は、比較例3を基準とする指数で示した。
次に、表6に示すSW補強層用ゴム組成物および表7に示すSW用のゴム組成物を用いて、表10に示すように、実施例のSW用ゴム組成物、SW補強層用ゴム組成物をそれぞれ変化させた。ランフラットタイヤの作製は実験1〜3に準じ、SW表面部の凸部の高さhは2mm、幅wは4mm、ピッチpは25mmとした。表10において、ランフラット走行耐久性能は、比較例4を基準とする指数で示した。
4 トレッド
6 ウイング
8 サイドウォール(SW)
10 クリンチ部
12 ビード
14 カーカス
16 SW補強層
18 ベルト
20 バンド
22 インナーライナー
24 チェーファー
26 トレッド面
28 溝
30 キャップ層
32 ベース層
34 リブ
36 フランジ
38 コア
40 エイペックス
42 カーカスプライ
44 主部
46 折り返し部
48 折り返し部の端
50 SW補強層の下端
52 エイペックスの上端
54 SW補強層の上端
56 ベルトの端
58 内側層
60 外側層
66 凹凸部
66a 凸部
66b 凹部
h 凸部の高さ
w 凸部の幅
p 凸部のピッチ
Eq 赤道面
BL 基準線
Ha 基準線BLからのエイペックスの高さ
H タイヤの高さ
L1、L2 距離
Claims (15)
- サイドウォールの内側にサイドウォール補強層を備えるランフラットタイヤであって、
前記サイドウォールの表面部に凹凸部を有し、
前記サイドウォール補強層は、
100℃における破断強度TB(MPa)×破断伸びEB(%)が320以上であると共に、
100℃における損失正接100℃tanδが0.06以下であり、
前記サイドウォールは、
60℃における損失正接60℃tanδが0.17以下であると共に、
60℃における損失正接60℃tanδと、75℃における損失正接75℃tanδとの差|60℃tanδ−75℃tanδ|が0.05未満である
ことを特徴とするランフラットタイヤ。 - サイドウォールの内側にサイドウォール補強層を備えるランフラットタイヤであって、
前記サイドウォールの表面部に凹凸部を有し、
前記サイドウォール補強層は、
100℃における破断強度TB(MPa)×破断伸びEB(%)が320以上であると共に、
100℃における損失正接100℃tanδが0.06以下であり、
前記サイドウォールは、
60℃における損失正接60℃tanδが0.17以下であり、
さらに、前記サイドウォール補強層の100℃における損失正接100℃tanδと、前記サイドウォールの75℃における損失正接75℃tanδとの差|100℃tanδ−75℃tanδ|が0.1未満であることを特徴とするランフラットタイヤ。 - サイドウォールの内側にサイドウォール補強層を備えるランフラットタイヤであって、
前記サイドウォールの表面部に凹凸部を有し、
前記サイドウォール補強層は、
100℃における破断強度TB(MPa)×破断伸びEB(%)が320以上であると共に、
100℃における損失正接100℃tanδが0.06以下であり、
前記サイドウォールは、
60℃における損失正接60℃tanδが0.17以下であり、
さらに、前記サイドウォール補強層の100℃における損失正接100℃tanδと、前記サイドウォールの60℃における損失正接60℃tanδとの差|100℃tanδ−60℃tanδ|が0.15未満であることを特徴とするランフラットタイヤ。 - さらに、前記サイドウォール補強層の100℃における損失正接100℃tanδと、前記サイドウォールの75℃における損失正接75℃tanδとの差|100℃tanδ−75℃tanδ|が0.1未満であることを特徴とする請求項1または請求項3に記載のランフラットタイヤ。
- さらに、前記サイドウォール補強層の100℃における損失正接100℃tanδと、前記サイドウォールの60℃における損失正接60℃tanδとの差|100℃tanδ−60℃tanδ|が0.15未満であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のランフラットタイヤ。
- さらに、前記サイドウォール補強層の100℃における損失正接100℃tanδと、前記サイドウォールの75℃における損失正接75℃tanδとの差|100℃tanδ−75℃tanδ|が0.1未満であり、
前記サイドウォール補強層の100℃における損失正接100℃tanδと、前記サイドウォールの60℃における損失正接60℃tanδとの差|100℃tanδ−60℃tanδ|が0.15未満であることを特徴とする請求項1に記載のランフラットタイヤ。 - 前記サイドウォール補強層の100℃における破断強度TB(MPa)×破断伸びEB(%)が、350以上であることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のランフラットタイヤ。
- 前記サイドウォール補強層の100℃における破断強度TB(MPa)×破断伸びEB(%)が、400以上であることを特徴とする請求項7に記載のランフラットタイヤ。
- 前記サイドウォール補強層の100℃における破断強度TB(MPa)×破断伸びEB(%)が、700以上であることを特徴とする請求項8に記載のランフラットタイヤ。
- 前記サイドウォール補強層の100℃tanδが、0.055以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載のランフラットタイヤ。
- 前記サイドウォール補強層の100℃tanδが、0.05以下であることを特徴とする請求項10に記載のランフラットタイヤ。
- 前記サイドウォールの60℃tanδが、0.16以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載のランフラットタイヤ。
- 前記サイドウォールの60℃tanδが、0.15以下であることを特徴とする請求項12に記載のランフラットタイヤ。
- 前記サイドウォールの60℃tanδが、0.1以下であることを特徴とする請求項13に記載のランフラットタイヤ。
- 前記凹凸部は、幅が1mm以上8mm以下かつ凹部に対する高さが0.3mm以上2.5mm以下の凸部が、6mm以上35mm以下のピッチで形成された凹凸部であることを特徴とする請求項1ないし請求項14のいずれか1項に記載のランフラットタイヤ。
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