(57)【要約】      （修正有）【課題】チューブ内圧のタイヤ内への浸透を抑えメンテナンス周期を大幅に伸ばすことのできるモノレール・地下鉄用案内輪タイヤを提供する。【解決手段】バイアスカーカス１の中央部をトロイダル状に形成しその半径方向外側にブレーカー４とトレッドゴム３とを配置した空気入りバイアスタイヤ１０において、トレッドゴム３外周面からブレーカー４外周面まで貫通するベンティングホール７が、周方向に千鳥状に配置し形成されて構成されている。【選択図】図１
2010159030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ赤道面に関し互いに反対方向に傾斜して配列されたコードを有するカーカスプライの少なくとも２層よりなるバイアスカーカスを１以上具え、前記バイアスカーカスの両側部のそれぞれをビードコアの周りに折り返すとともに、前記バイアスカーカスの中央部をトロイダル状に形成しその半径方向外側にブレーカーとトレッドゴムとを配置した空気入りバイアスタイヤにおいて、
トレッドゴム外周面からブレーカー外周面まで貫通するベンティングホールを形成したことを特徴とする空気入りバイアスタイヤ。
【請求項２】
前記ベンティングホールをタイヤセンター部に配置したことを特徴とする請求項１に記載の空気入りバイアスタイヤ。
【請求項３】
前記ベンティングホールを周方向に千鳥状に配置したことを特徴とする請求項１もしくは２に記載の空気入りバイアスタイヤ。
【請求項４】
空気がタイヤの内面から外面に向かってタイヤ内部に透過するのを抑制するためのインナライナを前記バイアスカーカスの内側に配設し、このインナライナの厚さを、0.5〜1.0mmとしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに空気入りバイアスタイヤ。
【請求項５】
前記トレッドゴムの内側に、これと隣接するトレッドアンダークッションゴムを配設し、トレッドアンダークッションゴムの100%応力時のモジュラスを3.0〜4.0MPaの範囲とし、かつ、レジリエンスを65〜75の範囲とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りバイアスタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ赤道面に関し互いに反対方向に傾斜するコードを配列してなる少なくとも２層のカーカスプライよりなる１以上のバイアスカーカスを有し、前記バイアスカーカスの両側部をそれぞれビードコアの周りに折り返すとともに、前記バイアスカーカスの中央部をトロイダル状に形成しその半径方向外側にトレッドゴムを配置した空気入りバイアスタイヤに関し、特に、モノレール・地下鉄用案内輪タイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、モノレール・地下鉄用案内輪タイヤとしては、車両の安全性確保のため、例えばタイヤ1本当たり1000N/mm程度の高い縦バネ定数が求められ、このため、ラジアルタイヤが一般化している現在においても、この用途にはバイアスタイヤが用いられている。また、モノレール・地下鉄用案内輪タイヤの内圧を保持するための手段として、このバイアス構造に合わせて、タイヤとは別体のチューブが用いられおり、チューブ内に例えば1000kPa以上の高内圧が充填される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このようなモノレール・地下鉄用案内輪タイヤは、車両の構造上、タイヤ交換がしにくため、例えば年に一度の年検の機会にメンテナンスを行うことが望ましいが、この場合、メンテナンスから次のメンテナンスまでの使用距離は40〜60万kmに達し、このように使用距離が長くなれば、タイヤ内面に密着したチューブの内部の気体がチューブを通過して徐々にタイヤ内部へも浸透し、タイヤのトレッド部付近に溜まることでセパレーションが発生する可能性が生ずる。このため、実際にはもっと短い周期でのメンテナンスを余儀なくされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１９１７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、チューブ内圧のタイヤ内への浸透を抑えメンテナンス周期を大幅に伸ばすことのできるモノレール・地下鉄用案内輪タイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明者は、このようなセパレーションが発生するメカニズムを鋭意検討した結果、このようなタイヤを長期間使用すると、チューブがタイヤの内面に密着し、チューブ内の空気が、タイヤの内面からタイヤ内部に浸透するステップ（第１要因）と、タイヤ内部に浸透した空気が、透過性のカーカスを比較的短時間で通過した後、透過性の低いトレッドゴムに阻まれて、逃げ場を失いトレッドゴムのすぐ内側に溜まるステップ（第２要因）と、そこに空気が長期間対流することによってトレッドゴムとカーカス（あるいはブレーカー）の間に亀裂が生成されこの亀裂が大きく成長するステップ（第３要因）とを経て発生することがわかった。そして、発明者は、このような知見に基づいて、以下のような解決手段を考案した。
【０００７】
＜１＞は、タイヤ赤道面に関し互いに反対方向に傾斜して配列されたコードを有するカーカスプライの少なくとも２層よりなるバイアスカーカスを１以上具え、前記バイアスカーカスの両側部のそれぞれをビードコアの周りに折り返すとともに、前記バイアスカーカスの中央部をトロイダル状に形成しその半径方向外側にブレーカーとトレッドゴムとを配置した空気入りバイアスタイヤにおいて、
トレッドゴム外周面からブレーカー外周面まで貫通するベンティングホールを形成したことを特徴とする空気入りバイアスタイヤである。
【０００８】
＜２＞は、＜１＞において、前記ベンティングホールをタイヤセンター部に配置したことを特徴とする空気入りバイアスタイヤである。
【０００９】
＜３＞は、＜１＞もしくは＜２＞において、前記ベンティングホールを周方向に千鳥状に配置したことを特徴とする空気入りバイアスタイヤである。
【００１０】
＜４＞は、＜１＞〜＜３＞のいずれかにおいて、空気がタイヤの内面から外面に向かってタイヤ内部に透過するのを抑制するためのインナライナを前記バイアスカーカスの内側に配設し、このインナライナの厚さを、0.5〜1.0mmとしたことを特徴とする空気入りバイアスタイヤである。
【００１１】
＜５＞は、＜１＞〜＜４＞のいずれかにおいて、前記トレッドゴムの内側に、これと隣接するトレッドアンダークッションゴムを配設し、トレッドアンダークッションゴムの100%応力時のモジュラスを3.0〜4.0MPaの範囲とし、かつ、レジリエンスを65〜75の範囲とすることを特徴とする空気入りバイアスタイヤである。
【発明の効果】
【００１２】
＜１＞によれば、トレッドゴム外周面からブレーカー外周面まで貫通するベンティングホールを形成したので、トレッドゴムの内面に集まってくる空気を排出することができ、そこでの空気溜まりの生成を防止することができる。これは、前記第２要因に対応するものである。
【００１３】
＜２＞によれば、前記ベンティングホールをタイヤセンター部に配置したので、トレッドゴムの内面に集まってくる空気の排出を一層効果的に行うことができる。
【００１４】
＜３＞によれば、前記ベンティングホールを周方向に千鳥状に配置したので、トレッドゴムの内面に集まってくる空気の排出を周方向にわたって均一に行うことができる。
【００１５】
＜４＞によれば、空気がタイヤの内面から外面に向かってタイヤ内部に透過するのを抑制するためのインナライナを前記バイアスカーカスの内側に配設したので、前記第１要因に対応して、チューブからタイヤ内面を通過してタイヤ内部へ浸透する空気の流れを抑えることができ、さらに、このインナライナの厚さを、0.5〜1.0mmとしたので、詳細を後述するように、製造不良を抑えつつチューブからタイヤ内面を通過してタイヤ内部へ浸透する空気の流れを抑えることができる。
【００１６】
＜５＞によれば、前記トレッドゴムの内側に、これと隣接するトレッドアンダークッションゴムを配設し、トレッドアンダークッションゴムの100%応力時のモジュラスを3.0〜4.0MPaの範囲とし、かつ、レジリエンスを65〜75の範囲としたので、前記第３要因に対応して、詳細を後述するように、トレッドゴムとカーカスの間の亀裂の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る実施形態のタイヤを示す断面図である。
【図２】インナライナの厚さと、透過性および製造不良率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態について図に基づいて説明する。図１は、実施形態のタイヤの回転軸線を通る断面図であり、タイヤ１０は、タイヤ赤道面Ｅに関し互いに反対方向に傾斜するコードを配列してなる少なくとも２層のカーカスプライよりなるバイアスカーカス１を１以上（図示の場合は２個）具え、バイアスカーカス１の両側部をそれぞれビードコア２の周りに折り返すとともに、バイアスカーカス１の中央部をトロイダル状に形成しその半径方向外側にトレッドゴム３を配置して構成される。そして、通常、バイアスカーカス１とトレッドゴム３との間に、タイヤ赤道面Ｅに関し互いに反対方向に傾斜するコードを配列してなる２層のプライで構成されるブレーカー４が配置される。
【００１９】
バイアスタイヤ１０は、高い縦バネ定数を具備するため、タイヤ内圧として、例えば、1000kPa以上のものが充填され、この高圧に耐えられる内圧保持容器としてチューブ２０が用いられる。
【００２０】
なお、本明細書において、チューブ２０内に充填されるものとして「空気」と記載しているが、これは、窒素を含む気体を広く意味するものとする。
【００２１】
このようなバイアス構成を有する本発明のタイヤは、その特徴として、トレッドゴム外周面からブレーカー外周面まで貫通するベンティングホールが形成されている。この構成は前記第２要因に対するものである。
【００２２】
これらのベンティングホール７は、トレッドゴム３の幅方向中央に設けることが好ましく、また、例えば、互いに、幅方向には20mm程度離れ、周方向には30〜50mm離れた位置に千鳥状に配列するのが好ましい。
【００２３】
そして、ベンティングホール７の形状は針状（ブレーカー側が尖っている）で、最大径を1.5〜2.5mmとするのが好ましい。最大径が1.5mmに満たないと、空気を抜く効果が低下し、一方、これが2.5mmを越えた場合には、トレッドゴム３表面に開口する穴の径が大きくなりすぎて、外観上好ましくなく、また、この穴にゴミや埃がはいりやすくなる。
【００２４】
このようなバイアス構成を有する本発明のタイヤにおいて、バイアスカーカス１の内側に非透過性のゴムよりなる0.5〜1.0mmの厚さのインナライナ５を配設するが好ましく、タイヤ内面に密着したチューブの内側からその高圧によって浸みだした空気がタイヤ内面を通過してタイヤの内部に浸透するのを抑えることができる。
【００２５】
ここで、インナライナ５の厚さを0.5〜1.0mmとするのが好ましいのは次の理由による。空気を透過させない点においては、インナライナ５を厚くするのが好ましいが、厚くしすぎると、成型ドラム上でインナライナ５を含むグリーンタイヤを円筒状に形成したあと加硫時にその幅方向中央部をトロイダル状に拡径する現在のバイアスタイヤの製法では、拡径時にインナライナ５のあるタイヤ内面側が圧縮されてインナライナ５にシワやクリスができる製造不良の発生率が高くなる。そこで、インナライナ５の厚さと、比空気透過率および製造不良率との関係を調査したところ、図２に示すグラフのような結果を得た。ここで、インナライナ５を配設した場合の比透過率とは、インナライナ５がない場合の透過率（すなわち単位時間当たりに透過する空気の重量）を100としてそれに対する割合をいう。
【００２６】
図２のグラフから、比透過率を80%以下に抑え、しかも製造不良率を1%以下とするためには、インナライナ５の厚さを0.5〜1.0mmとするのが好ましく、インナライナ５の厚さを0.5mm未満とした場合には、比透過率が高くなり透過しやすくなってしまい、この厚さが1.0mmを越えるものとした場合には、製造不良率が上昇するからである。
【００２７】
厚さが0.5〜1.0mmのインナライナ５を設けるのは、第１要因に対する対応策であるが、第３要因に対応する策として、トレッドゴム３の内側のこれと隣接する位置にトレッドアンダークッションゴム６を配設し、トレッドアンダークッションゴム６の100%応力時のモジュラスを3.0〜4.0MPaの範囲とし、レジリエンスを65〜75の範囲とするのが好ましい。ここで、レジリエンスは、反発弾性の大きさを表す物理量であり、JIS K 6255に従う反発弾性試験方法に基づき、試験温度24±2℃にて測定したときの数値で表したものである。また、100%応力時のモジュラスは、100%伸び時における引張応力を、JIS K 6251に従い、JISダンベル状３号型試験片を用いて試験温度24±4℃にて測定したときの数値を表したものである。
【００２８】
ここで、100%応力時のモジュラス、および、レジリエンスを変化させたときの亀裂進展性を調査した。結果を表１に示す。亀裂進展性は、JIS K6270ダンベル型の試験方法により求めた。数値が大きいほど亀裂進展性は高く亀裂が成長しやすいことを意味する。
【００２９】
【表１】
2010159030.tif 000003
【００３０】
表１から明らかなように、亀裂進展性を85以下に抑えるためには、トレッドアンダークッション６の100%応力時のモジュラスを3.0〜4.0MPaとし、レジリエンスを65〜75とするのが好ましいことがわかる。
【実施例】
【００３１】
インナライナ５の有無、トレッドアンダークッション６のゴム種、ベンティングホール７の有無の点において互いに異なるタイヤを試作し、それらについて、トレッドゴム３直下の亀裂成長性について評価した。結果を表２に示す。
【００３２】
試作したタイヤのサイズは、いずれのタイヤも、LTS E200-15 18PR、対応するリムのサイズは、15x6.5、そして、チューブのサイズは、200-15用（製品ゲージ：2.5mm、拡張率：130%、バルブ:JS75）であった。
実施例１〜３におけるインナライナは、厚さ0.7mmでBR-IIR/NR＝90/10の配合のものを用いた。なお、ここで、BRはブタジエンゴム、IIRはブチルゴム、NRは天然ゴムを表す。
【００３３】
バイアスカーカスは、実プライ枚数として、12枚のカーカスプライを用い、いずれもコードとしてナイロン1400dtex/2を用い、その打ち込み数を、半径方向内側から数えて1〜10枚目を22本/25mmとし、同様に11〜12枚目を16本/25mmとした。また、バイアスカーカスの外側に配置したブレーカーは２枚のプライで構成し、それらのプライにはナイロン940dtex/2のコードを13本/25mmの打ち込み数で配置した。
【００３４】
トレッドゴムは、NR系のゴムを用い、また、トレッドアンダークッションはいずれのタイヤも厚さを1.0mmとした。また、トレッドアンダークッションのゴム種として用いられる、表１に示したゴム種Ａ、ゴム種Ｂの配合については。表３に示す。
【００３５】
また、実施例３のタイヤには、トレッドゴム３面からブレーカー４に達する直径2.0mmのベンティングホール７を形成し、これらを、タイヤ幅方向に互いに20mm離れた2列の円周上に、互いに50mmだけタイヤ周方向に離して千鳥状に配置した。
【００３６】
ここで、表２に示した亀裂成長性は、亀裂の成長の速度を表す指標であり、比較例を100としたときの指数で表した。この数値が大きいほど亀裂の成長が遅く耐久性に優れていることを表している。この評価に当たっては、比較例、および実施例１〜３のタイヤについて、トレッドゴムとトレッドアンダークッション６との間のタイヤ幅方向中央部に予め直径10mmの紙を挿入して成型したタイヤを加硫することにより、そこに亀裂を予め生成しておき、これらのタイヤを所定条件でドラム試験機のドラム上を走行させて、亀裂の直径が50mmになるまでの走行距離を測定し、この距離を、比較例を100として指標化した。
【００３７】
なお、亀裂の直径が50mmになったか否かは、タイヤの外径を測定し、その測定値が50mmの亀裂に対応するトレッドゴムの膨らみに対応するものに達した場合、例えばセンサで検知することができる。
【００３８】
タイヤのドラム走行させるに際しては、それらのタイヤを上記の対応するリムに組み込んでその中に配置したチューブに1000kPaの内圧を充填し、450kgの荷重を加えた状態で60km/hの速度で走行させた。
【００３９】
【表２】
2010159030.tif 000004
【００４０】
【表３】
2010159030.tif 000005
【００４１】
表２から明かなように、インナライナを配置するすることにより、亀裂の成長を効果的に抑えることができ、トレッドアンダークッションゴムを、従来のものに対比して、レジリエンス、および、100%伸び時のモジュラスを高くすることによってトレッドゴムの耐久性を向上させて亀裂の成長をさらに抑え、さらには、上記のようなベンティングホールを形成することによってこの亀裂成長を一層効果的に抑制することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１    バイアスカーカス
２    ビードコア
３    トレッドゴム
４    ブレーカー
５    インナライナ
６    トレッドアンダークッションゴム
７    ベンティングホール
１０    タイヤ
２０    チューブ
【図１】
2010159030.tif 000006
【図２】
2010159030.tif 000007