JP7382219B2 - 補強用ゴム製シート及びタイヤ - Google Patents

Description

本開示は、サイドウォールを補強する補強用ゴム製シート及びタイヤに関する。

昨今、停留所での停止を繰り返す路線バスなどでは、いわゆる正着性の向上が求められている。正着性とは、バスが停留所に停止する際に、歩道と乗降口との距離、及び歩道と乗降口との段差の程度を示す。正着性を向上させることによって、乗降性が改善する。

しかしながら、正着性を向上させようとすると、歩道の縁石にタイヤのサイドウォール（タイヤサイド部）表面が擦り付けられ易く、サイドウォールの摩耗が激しくなり、故障の原因となり得る。

そこで、サイドウォール表面にサイドウォールを補強するゴム製シートを接着する方法が提案されている（特許文献１）。

特開2018-095111号公報

上述したように、サイドウォール表面は、歩道の縁石に繰り返し擦り付けられるため、ゴム製シートは、強固に接着されている必要がある。

しかしながら、接着力が高い接着剤は、一般的に弾性率が高くなる傾向があり、タイヤへの荷重負荷によって変形を繰り返すサイドウォールに接着されたゴム製シートには、剥離や亀裂が生じ易い問題がある。

そこで、以下の開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、十分な接着性を確保でき、剥離や亀裂が生じ難いサイドウォールの補強用ゴム製シート、及びタイヤの提供を目的とする。

本開示の一態様は、タイヤ（空気入りタイヤ10）のサイドウォール（サイドウォール100a）に接着される補強用ゴム製シート（例えば、補強用ゴム製シート110）であって、前記サイドウォールに接着される接着面（接着面110r）には、前記接着面と逆側に凹んだ溝部（溝部130）が形成され、前記溝部は、第１方向に延びる複数の第１溝要素（第１溝要素131）と、前記第１方向と交差する第２方向に延びる複数の第２溝要素（第２溝要素132）とを少なくとも含む。

本開示の一態様は、このような補強用ゴム製シートが接着されたタイヤ（空気入りタイヤ10）である。

上述した補強用ゴム製シート及びタイヤによれば、補強用ゴム製シートの十分な接着性を確保でき、剥離や亀裂が生じ難くすることができる。

図１は、空気入りタイヤ10の全体側面図である。 図２は、補強用ゴム製シート110を含むタイヤサイド部100の一部拡大側面図である。 図３は、図２に示したF3-F3線に沿った補強用ゴム製シート110を含むタイヤサイド部100の一部断面図である。 図４は、補強用ゴム製シート110の接着面を示す平面図である。 図５は、図４にF5-F5線に沿った補強用ゴム製シート110の一部断面図である。 図６は、変更例１に係る補強用ゴム製シート110Aの接着面110rを示す平面図である。 図７は、変更例２に係る補強用ゴム製シート110Bの接着面110rを示す平面図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同一の機能や構成には、同一または類似の符号を付して、その説明を適宜省略する。

（１）タイヤの全体概略構成
図１は、空気入りタイヤ10の全体側面図である。空気入りタイヤ10は、トラック・バス用の空気入りラジアルタイヤ（重荷重用空気入りタイヤ）であり、特に、停留所での停止を繰り返す路線バスへの装着を意図したタイヤである。空気入りタイヤ10のサイズは、特に限定されないが、路線バスで用いられる一般的なサイズとしては、275/70R22.5、245/70R19.5、及び205/80R17.5などが挙げられる。

空気入りタイヤ10は、路面と接するトレッド部20と、ホイールリム（不図示）に組み付けられるビード部30とを備える。また、空気入りタイヤ10は、トレッド部20とビード部30との間に設けられるタイヤサイド部100を備える。

なお、図１などでは図示されていないが、空気入りタイヤ10は、一般的な重荷重用空気入りタイヤと同様に、空気入りタイヤ10の骨格を形成するカーカスプライ、及びトレッド部20のタイヤ径方向内側に設けられる一対の交錯ベルト層などを備える。

トレッド部20には、空気入りタイヤ10が装着される車両（バス）の特性（例えば、低速走行主体または高速走行主体）及び要求される性能（例えば、低転がり抵抗、耐摩耗性）によって適切パターン（トレッドパターン）が形成される。

タイヤサイド部100には、補強用ゴム製シート110が設けられる。補強用ゴム製シート110は、タイヤサイド部100の外側の壁面を構成するサイドウォール100aに設けられる。

補強用ゴム製シート110は、サイドウォール100a表面からタイヤ幅方向外側に凸となる。補強用ゴム製シート110は、車両が停留所に停止する際に、最初に縁石に接触し得る部分である。

本実施形態では、タイヤ周方向に沿って複数、具体的には、８つの補強用ゴム製シート110がサイドウォール100aに設けられている。補強用ゴム製シート110は、空気入りタイヤ10のサイドウォール100aに接着される。

補強用ゴム製シート110は、タイヤサイド部100などと同様にゴム材料によって形成される。補強用ゴム製シート110は、タイヤサイド部100の他の部分よりも摩擦係数の低いゴムによって形成してもよい。

例えば、補強用ゴム製シート110に用いるゴム組成物に、特定の配合範囲の充填材及び特定のアミド化合物を配合する。より具体的には、当該ゴム組成物は、ゴム成分100質量部に対して、カーボンブラック30質量部以上、シリカ10質量部以下、及び脂肪酸アミド0.1～10質量部を含有する。

ゴム成分としては、ジエン系ゴムを50質量％以上含有することが好ましく、80質量％以上含有することが寄り好ましく、100質量％であることが特に好ましい。

ジエン系ゴムとしては、天然ゴム（NR）、合成ポリイソプレンゴム（IR）、ポリブタジエンゴム（BR）、スチレンーブタジエン共重合体ゴム（SBR）、エチレン－プロピレン－ジエンゴム（EPDM）、クロロプレンゴム（CR）、ブチルゴム（IIR）、ハロゲン化ブチルゴム、及びアクリロニリトル－ブタジエンゴム（NBR）などが挙げられる。

ゴム組成物が含有するカーボンブラックとしては、特に制限はなく、例えば、IISAF、N339、HAF、FEF、GPFグレードのカーボンブラックなどが用いられる。また、ゴム組成物が含有する脂肪酸アミドとしては、炭素数8～22の脂肪酸アミドが好ましく、例えばカプリル酸アミド、ラウリン酸アミド、ミリスチン酸アミド、パルチミン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、エルカ酸アミド、オレイン酸アミド、リノール酸アミド、リノレン酸アミドなどが挙げられる。

（２）補強用ゴム製シート110の構成
次に、補強用ゴム製シート110の具体的な構成について説明する。図２は、補強用ゴム製シート110を含むタイヤサイド部100の一部拡大側面図である。

図２に示すように、互いに隣接する補強用ゴム製シート110は、空隙105を隔てて、タイヤ周方向に沿って設けられる。本実施形態では、８つの補強用ゴム製シート110の間に設けられる空隙105の大きさは、全て同一である。つまり、複数の補強用ゴム製シート110は、タイヤ周方向において等間隔で設けられる。

図２に示すように、補強用ゴム製シート110の平面形状は、タイヤ周方向に沿って設けられるため、緩やかな円弧状である。補強用ゴム製シート110は、最もタイヤ幅方向外側に位置する表面部110sと、表面部110sの周囲に設けられ、面取りされた外縁部121とを有する。

図３は、図２に示したF3-F3線に沿った補強用ゴム製シート110を含むタイヤサイド部100の一部断面図である。図３に示すように、補強用ゴム製シート110の部分は、サイドウォール100aからタイヤ幅方向外側に向けて凸となっている。

補強用ゴム製シート110は、接着層150を介してサイドウォール100aに設けられている。本実施形態では、タイヤ幅方向に沿った補強用ゴム製シート110の厚さは、3.0mm程度、タイヤ幅方向に沿った接着層150の厚さは、1.5mm程度である。

接着層150に用いられる接着剤の種類は、特に限定されないが、あまり弾性率が高い接着剤は、補強用ゴム製シート110の剥離や亀裂の原因となり得るため、好ましくない。弾性率を抑制する観点からは、例えば、ゴム系（天然ゴム系）接着剤が、エポキシ系及びアクリル系接着剤よりも好ましい。

（３）補強用ゴム製シート110の接着面の形状
次に、サイドウォール100aに接着される補強用ゴム製シート110の接着面の形状について説明する。

上述したように、補強用ゴム製シート110は、接着剤を用いてサイドウォール100aに接着される。このため、空気入りタイヤ10の製造時（加硫時）でなく、空気入りタイヤ10の製造後の任意のタイミングにおいて、補強用ゴム製シート110をサイドウォール100aに設けることができる。

図４は、補強用ゴム製シート110の接着面を示す平面図である。図４に示すように、サイドウォール100aに接着される接着面110rには、接着面110rと逆側に凹んだ溝部130が形成される。接着面110rは、表面部110s（図２参照）と対向する逆側面であり、裏面などと呼ばれてもよい。

なお、接着面110rは、曲がっていない平坦な面でもよいし、サイドウォール100aの曲率に合わせて曲面となっていてもよい。

溝部130は、第１方向に延びる複数の第１溝要素131と、第１方向と交差する第２方向に延びる複数の第２溝要素132とを少なくとも含んでよい。

第１方向は、特に限定されず、例えば、補強用ゴム製シート110の長手方向（つまり、タイヤ周方向と一致）としてよい。また、第２方向は、第１方向と交差していればよく、第１方向と直交する方向（つまり、タイヤ径方向と一致）としてもよいし、必ずしも第１方向と直交していなくても構わない。

第１溝要素131及び第２溝要素132の溝幅は、2mm以下であることが好ましい。また、接着面110rにおいて溝部130が形成されている面積の比率は、１０％以下であることが好ましい。

接着面110rには、第１溝要素131と第２溝要素132とによって囲まれたブロック部135が形成される。具体的には、ブロック部135は、複数の第１溝要素131と、複数の第２溝要素132とによって囲まれることによって形成されてよい。

また、ブロック部135の平面形状は、正方形または長方形でもよいし、平行四辺形または台形などであってもよい。さらに、ブロック部135の平面形状は、四角形に限られず、後述するように、多角形であればよい。

また、接着面110rは、中央領域111と外縁領域112とを有する。中央領域111は、補強用ゴム製シート110の縦方向及び横方向（長手方向）における中心を含む領域と定義されてよい。外縁領域112は、中央領域111を取り囲む補強用ゴム製シート110の外縁部分と定義されてよい。また、接着面110rの外縁領域112は、表面部110s側の面取り部分である外縁部121と対応していてもよい。

このように、外縁領域112におけるシート厚さは、中央領域111におけるシート厚さよりも薄くてもよい。

また、図５に示すように、中央領域111における溝部130の深さは、外縁領域112における溝部130の深さよりも深いことが好ましい。図５は、図４にF5-F5線に沿った補強用ゴム製シート110の一部断面図である。

溝部130の深さは、補強用ゴム製シート110の厚さに応じて定められることが好ましい。溝部130の深さは、補強用ゴム製シート110の厚さは、１／３程度であることが好ましい。

図４に示すように、外縁領域112には、溝部130が形成されていない平坦部112aが設けられてもよい。

（４）変更例
上述した接着面110rの形状は、次のように変更されてもよい。以下、変更例に係る接着面の形状について説明する。

（４．１）変更例１
図６は、変更例１に係る補強用ゴム製シート110Aの接着面110rを示す平面図である。図６に示すように、補強用ゴム製シート110Aでは、中央領域111には、補強用ゴム製シート110と同形状及び同サイズの溝部130Aが形成されるが、外縁領域112には、補強用ゴム製シート110よりもサイズが小さいブロック部135Aが形成される。

補強用ゴム製シート110Aによれば、ブロック部135Aのサイズが小さいため、外縁領域112のサイドウォール100aへの追従性がさらに良好になる。これにより、補強用ゴム製シート110Aの剥離や亀裂をさらに効果的に抑制し得る。

（４．２）変更例２
図７は、変更例２に係る補強用ゴム製シート110Bの接着面110rを示す平面図である。図７に示すように、補強用ゴム製シート110Bでは、ハニカム（六角形）状のブロック部135Bが形成される。このように、接着面110rに形成されるブロック部の形状は、三角形以上の多角形であれば、特に限定されない。

空気入りタイヤ10には、上述したような補強用ゴム製シート110Aまたは補強用ゴム製シート110Bが接着されてもよい。

（５）作用・効果
上述した実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。上述したように、例えば、補強用ゴム製シート110の接着面110rには、第１方向に延びる複数の第１溝要素131と、第１方向と交差する第２方向に延びる複数の第２溝要素132とを少なくとも含む溝部130が形成される。

このため、補強用ゴム製シート110の接着面110r、つまり裏面側がサイドウォール100a(タイヤサイド部100)の変形に極めて追従し易くなる。勿論、溝部130が形成されることによって、接着面110rに実質的な接着面積が減少する可能性もあるが、サイドウォール100aの変形に対する補強用ゴム製シート110の追従性が向上するため、結果的には、補強用ゴム製シート110の剥離や亀裂を生じ難くすることができる。

特に、溝部130は、第１方向に延びる複数の第１溝要素131と、第１方向と交差する第２方向に延びる複数の第２溝要素132とを含むため、サイドウォール100aのあらゆる方向の変形に無理なく追従できる。

また、本実施形態では、第１溝要素131と第２溝要素132とによって囲まれたブロック部135が形成されるため、補強用ゴム製シート110の一定の剛性を確保しつつ、サイドウォール100aの変形に対する補強用ゴム製シート110の追従性を向上し得る。これにより、補強用ゴム製シート110の十分な耐久性も確保できる。

本実施形態では、外縁領域112におけるシート厚さは、中央領域111におけるシート厚さよりも薄くてもよい。このため、特に剥離や亀裂が生じ易い外縁領域112（外縁部121と対応してよい）の追従性を向上し得る。これにより、外縁領域112の剥離や亀裂を生じ難くできる。

本実施形態では、中央領域111における溝部130の深さは、外縁領域112における溝部130の深さよりも深いことが好ましい。このため、中央領域111のシート厚さが厚い場合でも、サイドウォール100aの変形に対する補強用ゴム製シート110の追従性を向上し得る。

本実施形態では、外縁領域112には、溝部130が形成されていない平坦部112aが設けられてよい。つまり、シート厚さが薄い外縁領域112では、溝部130を形成しなくても、サイドウォール100aの変形に対する補強用ゴム製シート110の十分な追従性を確保し得る。

本実施形態では、第１溝要素131及び第２溝要素132の溝幅は、2mm以下である。また、接着面110rにおいて溝部130が形成されている面積の比率は、１０％以下である。

このため、接着面110rの実質的な接着面積を大きく減少させることなく、サイドウォール100aの変形に対する補強用ゴム製シート110の追従性を向上し得る。これにより、補強用ゴム製シート110の剥離や亀裂をさらに生じ難くすることができる。

（６）その他の実施形態
以上、実施形態について説明したが、当該実施形態の記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。

例えば、上述した実施形態では、接着面110rには、第１溝要素131と第２溝要素132とによって囲まれたブロック部135が複数形成されていたが、溝部130が形成されていれば、必ずしもブロック部135が形成されていなくても構わない。例えば、第１溝要素131と第２溝要素132とによって、細かい短冊状の部分が多数形成されてもよい。

また、図４及び図５に示したように、ブロック部135のサイズは、接着面110rの領域において揃っていなくてもよいし、揃っていてもよい。また、中央領域111と外縁領域112とでは、長手方向に延びる第１溝要素131と交差する第２溝要素132が形成される位置は、一致していてもよいし、一致せずにオフセットしていてもよい。

以上、本開示について詳細に説明したが、当業者にとっては、本開示が本開示中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本開示は、請求の範囲の記載により定まる本開示の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本開示の記載は、例示説明を目的とするものであり、本開示に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

10 空気入りタイヤ
20 トレッド部
30 ビード部
100 タイヤサイド部
100a サイドウォール
105 空隙
110, 110A,110B 補強用ゴム製シート
110r 接着面
110s 表面部
111 中央領域
112 外縁領域
112a 平坦部
121 外縁部
130, 130A 溝部
131 第１溝要素
132 第２溝要素
135 ブロック部
150 接着層

Claims (8)

1. タイヤのサイドウォールに接着される補強用ゴム製シートであって、
   前記サイドウォールに接着される接着面には、前記接着面と逆側に凹んだ溝部が形成され、
   前記溝部は、
   第１方向に延びる複数の第１溝要素と、
   前記第１方向と交差する第２方向に延びる複数の第２溝要素と
   を少なくとも含む補強用ゴム製シート。
2. 前記接着面には、前記第１溝要素と前記第２溝要素とによって囲まれたブロック部が形成される請求項１に記載の補強用ゴム製シート。
3. 前記接着面は、
   前記補強用ゴム製シートの縦方向及び横方向における中心を含む中央領域と、
   前記中央領域の取り囲む外縁領域と
   を有し、
   前記外縁領域におけるシート厚さは、前記中央領域におけるシート厚さよりも薄い請求項１または２に記載の補強用ゴム製シート。
4. 前記中央領域における前記溝部の深さは、前記外縁領域における前記溝部の深さよりも深い請求項３に記載の補強用ゴム製シート。
5. 前記外縁領域には、前記溝部が形成されていない平坦部が設けられる請求項３に記載の補強用ゴム製シート。
6. 前記第１溝要素及び前記第２溝要素の溝幅は、2mm以下である請求項１乃至５の何れか一項に記載の補強用ゴム製シート。
7. 前記接着面において前記溝部が形成されている面積の比率は、１０％以下である請求項１乃至６の何れか一項に記載の補強用ゴム製シート。
8. 請求項１乃至７の何れかに記載した補強用ゴム製シートが接着されたタイヤ。

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