JPWO2015194087A1 - タイヤ - Google Patents
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Abstract
Description
このため、近年では、内部に加圧空気を充填する必要の無いタイヤとして、例えば、車両からの荷重を支持する支持構造体、支持構造体の外周側に設けられるベルト層(設けなくても良い)、ベルト層の外側(外周側)に設けられたトレッド層などを備え、支持構造体を、例えば樹脂により一体成形することが可能な「非空気圧タイヤ」(特許文献1参照)が提案されている。
そこで、この発明の目的は、必要とする走行機能を確保しつつ、車軸に取り付けられる構造体を形成する樹脂部材と接地面となるトレッド部材との接着性の向上を図ることができる非空気入りタイヤを提供することである。
この発明の非空気入りタイヤでは、前記外筒体の前記トレッド部材との接着部分の表面粗さ(Ra)が0.02−0.5μmであることが好ましい。この構成によれば、アンカー効果によってより接着性能が向上する。
この発明の非空気入りタイヤでは、前記外筒体の前記トレッド部材との接着部分の最大高さ(Ry)が3μm以下であることが好ましい。この構成によれば、接着剤が合成樹脂及び加硫ゴムの表面によりきれいに付着する。
なお、本発明において「最大高さ(Ry)」とは、JIS B0601(1994)に基づく最大高さ(Ry)(単位:μm)を指す。
この発明の非空気入りタイヤでは、前記接着層の接着強度が、接着剤−剛性被着材の引張せん断接着強さ試験方法(JISK6850)に準じて測定された場合、温度80℃では0.3MPa以上であることが好ましい。この構成によれば、タイヤ走行高温時の接着強度をより維持することができる。
図1は、この発明の一実施の形態に係る非空気入りタイヤの構成を模式的に示す、タイヤ側面から見た説明図である。図2は、図1の一部を拡大して示す説明図である。なお、図2では、理解し易いように、後述する複数の第1弾性連結板21及び複数の第2弾性連結板22のうち、それぞれ一つの第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22のみを、実線で強調して描いている。
ここで、取付け体11、内筒体12、外筒体13、及びトレッド部材16は、それぞれ共通軸と同軸に、また、タイヤ幅方向の中央部を互いに一致させて配置されており、この共通軸を軸線O、軸線Oに直交する方向をタイヤ径方向、軸線O回りに周回する方向をタイヤ周方向という。
装着筒部17、外リング部18、及びリブ19は、例えばアルミニウム合金等の金属材料で一体に形成されている。装着筒部17及び外リング部18はそれぞれ、円筒状に形成され軸線Oと同軸に配設されている。複数のリブ19は、周方向に同等の間隔をあけて配置されている。
なお、複数の連結部材15は、リング部材14における内筒体12と外筒体13との間において、軸線Oを基準に軸対称となる位置に各別に配置されている。また、全ての連結部材15は互いに同形同大となっている。さらに、連結部材15の幅は外筒体13のタイヤ幅方向幅より小さくなっている。
なお、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22それぞれの幅は互いに同等になっている。また、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22それぞれの厚さも互いに同等になっている。
また、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22の各一端部21a、22aは、外筒体13の内周面において、タイヤ幅方向の位置を互いに異ならせて、タイヤ周方向における同一の位置に連結されている。
図示の例では、第1湾曲部21d、22dは、第2湾曲部21e、22e及び第3湾曲部21f、22fよりも、タイヤ側面視の曲率半径が大きくなっている。なお、第1湾曲部21d、22dは、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22の延びる方向における中央部に配置されている。
また、両弾性連結板21,22それぞれにおいて、前述した延びる方向の中央部から一端部21a,22aにわたる一端側部分は、中央部から他端部21b,22bにわたる他端側部分よりも厚さが大きくなっている。これにより、連結部材15の重量の増大を抑えたり、連結部材15の柔軟性を確保したりしながら、第1、第2弾性連結板21,22において大きな負荷がかかり易い一端側部分の強度を高めることができる。なお、これらの一端側部分と他端側部分とは段差なく滑らかに連なっている。
リング部材14は、内筒体12が取付け体11に外嵌された状態で、取付け体11に固定されている。
このなかで、特に、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド(PA)の何れか一種類、或いは複数種類の混合物が望ましい。それは、耐衝撃性が良好だからである。
本実施形態の非空気入りタイヤ10では、トレッド部材16は円筒状に形成され、リング部材14の外筒体13の外周面側を全域にわたって一体に覆っている。トレッド部材16は、耐摩耗性等観点から、例えば天然ゴム等を含むゴム組成物が加硫された加硫ゴムで形成されている。
図3は、他の例による連結部材により連結された内筒体と外筒体を示し、(a)は正面図、(b)は斜視図である。図3に示すように、連結部材23は、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22で構成されている連結部材15とは異なり、第1弾性連結板21のみで構成されている。連結部材23を構成する第1弾性連結板21は、内筒体12と外筒体13の間にタイヤ周方向に沿って複数配置され、両筒体12,13同士を連結している。その他の構成及び作用は、連結部材15と同様である。
ここで用いられる、シアノアクリレート系接着剤としては、例えば、株式会社スリーボンドのスリーボンド(登録商標)1757、東亞合成株式会社のアロンアルファ(登録商標)221があり、アミン化合物としては、例えば、ポリアミド、テトラメチルヘキサンジアミンがある。
リング部材14とトレッド部材16とを接着する場合、具体的には、以下に示す方法で行う。
特に、合成樹脂材料としてポリフェニレンサルファイド(PPS)を用いた場合、特に、困難であった、ポリフェニレンサルファイド(PPS)と加硫ゴムからなるトレッド材料との接着性を、アミノ基を有する化合物とシアノアクリレート系接着剤を含む接着層25の介在により大きく改善して向上させることができ、タイヤの必要とする走行機能を十分確保しつつ、リング部材14とトレッド部材16との接合を特に確実に行うことができる。
この接着層25における接着強度は、接着剤−剛性被着材の引張せん断接着強さ試験方法(JISK6850)に準じて測定された場合、温度80℃では0.3MPa以上であるのが好ましく、0.6MPa以上であれば、より好ましい。これにより、温度80℃、即ち、タイヤ走行高温時において十分な接着強度を確保し、且つ、その接着強度をより維持することができる。
また、外筒体13のトレッド部材16との接着部分、即ち、外筒体13のトレッド部材16側の外周面の算術平均粗さ(Ra)は、0.02μm以上であることが好ましく、0.04μm以上であればより好ましく、また、0.5μm以下であることが好ましく、0.45μm以下であればより好ましい。一方、最大高さ(Ry)は、3μm以下であることが好ましく、2.3μm以下であれは更に好ましい。
接着層に含まれる接着剤、リング部材の外筒体の前処理に用いたアミン系化合物、外筒体の外表面の算術平均粗さと最大高さ、及び接着層の接着強度は、それぞれ表1から表3に示す通りであった。
これらの試作タイヤについて、以下の試験条件の下で引張り耐久試験を行い評価した。
:各種樹脂材料を射出成形により、ダンベル(JIS K6251 ダンベル状1号)を作成した。得られたダンベルを長さ方向に真中で半分にカットし、接着試験に用いた。カットしたダンベル2本を用い、間に加硫ゴムを挟み、ダンベル表面を接着処理して接着力を測定した。接着前処理としては、前処理液を刷毛などで塗布後、溶剤を乾燥除去した。その後、接着剤を刷毛などで塗布し、加硫ゴムを挟み、クリップ等でずれないように保持、硬化させた。硬化時間は使用する接着剤推奨の条件とした。接着面積は10mm×10mm、ゴムの厚さは2mmであった。
接着サンプルのダンベル部をチャックで挟み、引張速度10mm/minで反対方向に引っ張り、破断時の力を測定した。得られた力を接着面積で除し、接着強度とした。試験環境温度は、25℃、80℃の2点であった。
:上記の結果の80℃での接着強度が0.2MPa以上のサンプルについて、接着耐久試験を行った。上記の方法で作成したサンプルを、動的疲労試験機(サーボパルサー:島津製作所製)を用い、60℃、周波数10Hz、±5kgfの力で、接着耐久性の試験(引張耐久試験)を行い、サンプルが破壊するまでのサイクル数を測定した。実験データの指数に関しては、3万回のときに100として指数を換算した。最大サイクル数は、10万回とした。
この発明によれば、必要とする走行機能を確保しつつ、車軸に取り付けられる構造体を形成する樹脂部材とトレッド部材との接着性の向上を図ることができる非空気入りタイヤ提供することができる。
Claims (7)
- 車軸に取り付けられる取付け体と、該取付け体に外装される内筒体及び該内筒体をタイヤ径方向の外側から囲繞する外筒体を備えたリング部材と、前記内筒体と前記外筒体の間にタイヤ周方向に沿って複数配置された、前記両筒体同士を連結する連結部材と、前記リング部材の外筒体のタイヤ径方向外側に設けられた加硫ゴムからなるトレッド部材とを有し、前記外筒体の少なくとも一部及び複数の前記連結部材を合成樹脂材料により一体に形成した非空気入りタイヤであって、
前記トレッド部材と表面にアミノ基を有する前記リング部材の外筒体との間に、シアノアクリレート系接着剤を含む接着層を設けたことを特徴とする、非空気入りタイヤ。 - 前記合成樹脂材料が、ナイロン12、ナイロン66、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、熱可塑性ポリアミド系エラストマー(TPAE)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、シンジオタクチックポリスチレン(SPS)、ポリアセタール(POM)、ポリアリレート(PAR)、ポリエーテルサルファン(PES)、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド(PA)、ポリサルフォン(PSF)の重合体又は共重合体、及びオレフィン系重合体の内の一種類、或いは複数種類の混合物を含むことを特徴とする、請求項1に記載の非空気入りタイヤ。
- 前記合成樹脂材料が、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド(PA)の何れか一種類、或いは複数種類の混合物を含むことを特徴とする、請求項1に記載の非空気入りタイヤ。
- 前記外筒体の前記トレッド部材との接着部分の表面粗さ(Ra)が0.02−0.5μmであることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の非空気入りタイヤ。
- 前記外筒体の前記トレッド部材との接着部分の最大高さ(Ry)が3μm以下であることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の非空気入りタイヤ。
- 前記接着層の接着強度が、接着剤−剛性被着材の引張せん断接着強さ試験方法(JISK6850)に準じて測定された場合、温度25℃では1.0MPa以上であることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の非空気入りタイヤ。
- 前記接着層の接着強度が、接着剤−剛性被着材の引張せん断接着強さ試験方法(JISK6850)に準じて測定された場合、温度80℃では0.3MPa以上であることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の非空気入りタイヤ。
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