(57)【要約】【課題】  タイヤホイール組立体の環状金属シェルとゴム状弾性体との耐老化接着性の改良。【解決手段】  タイヤ／リムの内空洞に、環状金属シェル及びゴム状弾性体によって形成されたランフラット用支持体を有する、ランフラットタイヤホイール組立体において、前記ゴム状弾性体をジェン系ゴム１００重量部及びニッケルコーティンググラファイト０．１〜１０重量部を含むゴム組成物から構成することにより環状金属シェルとゴム状弾性体との耐老化接着性を改良したタイヤホイール組立体。【選択図】      図２
2006240528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ／リムの内空洞に、環状金属シェル及びゴム状弾性体によって形成されたランフラット用支持体を有する、ランフラットタイヤホイール組立体において、前記ゴム状弾性体をジェン系ゴム１００重量部及びニッケルコーティンググラファイト０．１〜１０重量部を含むゴム組成物から構成することにより環状金属シェルとゴム状弾性体との耐老化接着性を改良したタイヤホイール組立体。
【請求項２】
前記ゴム弾性体が、ジエン系ゴム１００重量部、補強性充填剤として、カーボンブラック／シリカを１０／１〜１／２（重量比）の割合で、４０〜９０重量部及び前記シリカ重量の１〜２０重量％のシランカップリング剤を含んでなる請求項１に記載のタイヤホイール組立体。
【請求項３】
前記ランフラット用支持体のゴム状弾性体が環状金属シェルとリムとの間に配置されて、環状金属シェルを支持する構造となっている請求項１又は２に記載のタイヤホイール組立体。
【請求項４】
前記環状金属シェルの素材が鉄鋼又はステンレスである請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤホイール組立体。
【請求項５】
タイヤの呼び径をＲ（インチ）、ゴム状弾性体／金属の接着面積をＳ（cm2）としたときに、その比Ｓ／Ｒが４．５cm2／インチ以上である請求項１〜４のいずれか１項に記載のタイヤホイール組立体。
【請求項６】
接着面が略軸方向面と略径方向面とによって構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載のタイヤホイール組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、損傷又は空気抜け状態において、制限された運転ができる空気入りタイヤ（以下、ランフラットタイヤという）に用いるタイヤホイール組立体に関し、更に詳しくは耐老化接着性に優れたタイヤホイール組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤが自動車などの走行中にパンクやバーストなどによって内圧が急激に低下した場合でも、一定距離を走行できる緊急走行可能性を有するランフラットタイヤに対するニーズがあり、かかるニーズに応えて多くの提案がなされている。かかる提案として、例えば特許文献１及び２には、空気入りタイヤの内空洞部のリム上にランフラット用支持体（中子体）を装着し、それによってパンク等をした空気入りタイヤを支持することによりランフラット走行を可能にする技術が提案されている。
【０００３】
特許文献３には、スチールとゴムとを接着させるために、通常は間接接着剤を用いたり、特殊な表面処理を施したりしているが、ゴムコンパウンド側を高硫黄配合／樹脂配合系にすることによりスチールとゴムとを直接接着させることを可能とした技術が提案されている。その後もスチールとゴムとを直接接着させるために、アセチルアセトナートの配合、シリカの配合、ナフテン酸鉄の使用などの研究がなされているが、直接接着では硫黄配合量が多くなるためにゴムリングとしての耐老化性が懸念され、直接接着ゴムと汎用ゴムとを２層構造で配置して成形する方法も研究されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２９７２２６号公報
【特許文献２】特表２００１−５１９２７９号公報
【特許文献３】特開２００４−１０６６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、環状金属シェル及びゴム状弾性体から形成されるランフラット用支持体を有するランフラットタイヤホイール組立体において、耐老化接着性に優れたゴム状弾性体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に従えば、タイヤ／リムの内空洞に、環状金属シェル及びゴム状弾性体によって形成されたランフラット用支持体を有する、ランフラットタイヤホイール組立体において、前記ゴム状弾性体をジェン系ゴム１００重量部及びニッケルコーティンググラファイト０．１〜１０重量部を含むゴム組成物から構成することにより環状金属シェルとゴム状弾性体との耐老化接着性を改良したタイヤホイール組立体が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、グラファイト表面にニッケルをコーティングした変性グラファイトを配合した接着性コンパウンドを中子式ランフラットタイヤのゴム状弾性体に用いることによって、耐老化接着性に優れたゴム状弾性体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明者らは、タイヤ／リムの内空洞に、環状金属シェル及びゴム状弾性体によって形成されたランフラット用支持体を有する、ランフラットタイヤホイール組立体の耐老化接着性を改良するために鋭意研究をすすめた結果、前記ゴム状弾性体をジェン系ゴム１００重量部及びニッケルコーティンググラファイト０．１〜１０重量部、好ましくは０．２〜５重量部を含むゴム組成物から構成することにより、環状金属シェルとゴム状弾性体との耐老化接着性が改良されることを見出し、本発明をするに至った。
【０００９】
本発明の好ましい態様に従えば、ジエン系ゴム１００重量部に対し、補強性充填剤として、カーボンブラック／シリカを重量比で、好ましくは１０／１〜１／２、更に好ましくは５／１〜１／１の割合で、好ましくは４０〜９０重量部、更に好ましくは５０〜８０重量部、そしてシリカ重量に対して好ましくは１〜２０重量％、更に好ましくは５〜１０重量％のシランカップリング剤を配合することによって、耐老化接着性に優れた好ましいゴム状弾性体を得ることができる。
【００１０】
以下、本発明を図に示す実施形態により具体的に説明する。
図１、図２及び図３は本発明のタイヤホイール組立体（車輪）の代表的な実施態様の要部を示す子午線断面図である。
【００１１】
例えば、図１、図２及び図３に示すように、本発明に係るランフラット用支持体１は空気入りタイヤ２の空洞部３に挿入される環状金属シェル４，５又は６と、ゴム状弾性体７とから形成される。このランフラット用支持体１は、外径が空気入りタイヤ２の空洞部３の内面と一定距離を保つように空洞部３の内径よりも小さな形状をし、かつその内径は空気入りタイヤのビード部の内径と略同一の寸法に形成されている。このランフラット用支持体１は、空気入りタイヤ２の内側に挿入された状態で空気入りタイヤ２と共にホイールのリム８に組み込まれ、タイヤホイール組立体が構成される。このタイヤホイール組立体が自動車などに装着されて走行中に空気入りタイヤがパンクなどすると、そのパンクして潰れたタイヤ２がランフラット用支持体１の外周面に支持された状態になって、ランフラット走行が可能となる。
【００１２】
以上の通り、本発明のタイヤホイール組立体のランフラット用支持体は、環状金属シェルとゴム状弾性体とから構成されており、環状金属シェル４，５又は６は、外側にパンクなどをしたタイヤを支えるため連続した支持面を形成し、内側は左右の側壁を脚部とした形状をしている。外側の支持面は、種々の形状をとることができ、例えば図１に示すような平坦なもの、図２に示すようなその周方向に直交する横断面の形状が外側に凸曲面になるような形状のもの（その凸曲面のタイヤ軸方向に並ぶ数は図２に示すように２つのもの、又は３以上のもの、更には単一のものでもよい）、更に図３に示すように２以上の凸曲面から構成され、その凹部に断面が円状の弾性リング９を配してランフラット走行時の衝撃緩和能力を付与させたり、そして／又は、環状金属シェルをゴム状弾性体で分離させて金属シェルの側壁が直接リムと当接し、安定した係合状態を維持できるようにした形状などとすることができる。このように支持面を形成するような場合にも金属とゴム状弾性体との接着を本発明に従って高めればタイヤのランフラット走行持続距離を伸ばすことができる。
【００１３】
ゴム状弾性体は、環状金属シェルの両脚部の端部（図１又は図２参照）又は両脚部中（図３参照）にそれぞれ取り付けられ、そのまま左右のリム上に当接することにより環状金属シェルを支持する。このゴム状弾性体は本発明に係るゴム組成物から構成され、パンクなどをしたタイヤから環状金属シェルが受ける衝撃や振動を緩和すると共に、リムに対する滑り止めの作用をし、環状金属シェルをリム上に安定支持する。
【００１４】
図４に示すように、ランフラット用支持体１を構成する環状金属シェル５とゴム状弾性体７とは強固な接着力を有するが、好ましくは所定の接着面積を確保するのが良い。リム作業時やランフラット走行時の負荷はリム径Ｒ（インチ）により無次元化され、接着面積をＳ（cm2 ）としたときに、その比Ｓ／Ｒが４．５cm2 ／インチ以上、好ましくは８〜２０cm2 ／インチであると良い。ここで接着面積とは環状金属シェルの片側端部における金属とゴム状弾性体との接着面積、即ちその周方向に直交する横断面における環状金属シェル端部のゴム状弾性体と接している金属シェルの表／裏面及び端面を周方向に一周させた全接着面積をいう。
【００１５】
さらに、環状金属シェル５とゴム状弾性体７との接着面は軸方向と、径方向とによって構成されることが良く、両者が略同等であると一層好ましい。かかることによってランフラット走行時に発生する軸方向、径方向の力の双方に耐える構造が形成される。
【００１６】
図１，２及び３において、ランフラット用支持体１、空気入りタイヤ２、リム８は、ホイールの回転軸（図示せず）を中心として共軸に環状に形成されている。なお、金属シェルの寸法には特に限定はないが、好ましくは厚さ０．５〜３．０mm、幅は左右タイヤビードトウの間隔と略等しくする。
【００１７】
本発明のタイヤホイール組立体は、パンクなどをしたタイヤを介して自動車などの重量を支えるようにするため、環状金属シェル４，５又は６は金属材料から構成する。そのような金属としては、鉄、ステンレススチール、アルミニウム合金などを例示することができる。
【００１８】
本発明において、ゴム状弾性体は、環状金属シェルを安定支持すると共に環状金属シェルとの接着性、特に耐老化接着性を改良するもので、前述の如く、ジエン系ゴムにニッケルコーティンググラファイトを配合したゴム組成物から構成することができる。本発明で用いるジエン系ゴムとしては、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、ポリブタジエンゴムなどをあげることができる。
【００１９】
本発明においては、ランフラット用支持体の環状金属シェルとゴム状弾性体との耐老化接着性を改良するために、ゴム状弾性体をジエン系ゴム１００重量部に対しニッケルコーティンググラファイト０．１〜１０重量部を含むゴム組成物から構成する。ニッケルコーティンググラファイトの配合量が少ないと金属シェルとゴム状弾性体間の接着力が十分に得られず、ランフラット走行時の故障の原因となるので好ましくなく、逆に多いとゴムの劣化を促進する事から、やはりランフラット走行性能を低下させるので好ましくない。
【００２０】
本発明において使用するニッケルコーティンググラファイトは、例えば米国特許第５８７６７９３号明細書に記載のようにして得ることができる。即ちＣＶＤ（化学気相装着）反応器内にて、グラファイトを循環させてニッケルでコーティングしながら作製する。このようにグラファイトの表面にニッケル粒子がＣＶＤにより析出するため、ある程度ニッケルとグラファイトは強固に接着している。なお、かかるニッケルコーティンググラファイトは、例えばＰＯＷＤＥＲＭＥＴ．ＩＮＣ社の“Ｎｉｃｋｅｌ  ｃｏａｔｅｄ  Ｇｒａｐｈｉｔｅ  ｐｏｗｄｅｒ”などの市販品を用いることもできる。
【００２１】
本発明に係るゴム組成物には、前記した成分に加えて、その他の補強剤（フィラー）、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用、その他一般ゴム用に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことはいうまでもない。
【００２３】
実施例１〜３及び比較例１〜２
表Ｉに示す配合（重量部）のゴム組成物からなるゴム状弾性体を用いて本発明の効果を実証する。
【００２４】
次に表Ｉに示す配合（重量部）のゴム状弾性体試料（寸法：５．５mm厚×２．５cm幅×８cm長）を調製し（硫黄及び加硫促進剤を除いて先ずバンバリーミキサーで温度１５０℃になるまで混合し、その後硫黄及び加硫促進剤を加えて８０℃×３分間混合させた）、これに基板（鉄製）を１５０℃×６０分間加熱して接着させた。結果を表Ｉに示す。
【００２５】
物性評価試験方法
剥離力：ＪＩＳ  Ｋ６２５６加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの接着試験方法に準拠して熱老化前と後の各試料について測定し、比較例１の値を１００として指数表示した。この数値が大きいほど接着性が良いことを示す。熱老化はギアオーブン内で８０℃×９６時間の条件で行った。
熱老化後の保持率：各試料について、熱老化後の剥離力を熱老化前の剥離力を１００として、指数で示した。この数値が大きいほど、熱による接着力低下が少ないことを示す。
【００２６】
ランフラット耐久性試験：タイヤサイズを２０５／５５Ｒ１６  ８９Ｖ、リムサイズ１６×６  １／２ＪＪとして、本発明のタイヤホイール組立体（実施例１及び２）と比較例１〜３によったタイヤホイール組立体とをそれぞれ作製した。この試験用タイヤを２５００cc乗用車に装着し、前右側のタイヤ内空気圧を０KPaとし、他の３ヶ所のタイヤ内空気圧は２００KPaとして、９０km／hrで故障するまで走行させた。結果は比較例１の値を１００として指数表示した。この数値が大きいほど耐久性が良いことを示す。
【００２７】
【表１】
2006240528.tif 000003
【００２８】
ＮＲ：ＲＳＳ＃３
ＣＢ：ＳＨＯＢＬＡＣＫ  Ｎ３２６Ｍ：昭和キャボット（株）製、Ｎ2ＳＡ：８２ｍ2／ｇ，ＤＢＰ吸油量：７２ml／１００ｇ
ＺｎＯ：酸化亜鉛３種：正同化学工業（株）製
６ＰＰＤ：ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ  ６ＰＰＤ：ＦＬＥＸＳＹＳ製
ステアリン酸：日本油脂（株）製
アルキルフェノール樹脂：日立化成工業（株）製  ヒタノール２５０１Ｙ
硫黄：三新化学工業（株）製
ナフテン酸コバルト：大日本インキ化学工業（株）製
ナフテン酸ニッケル：大日本インキ化学工業（株）製
ニッケルコーティンググラファイト：ＰＯＷＤＥＲＭＥＴ  ＩＮＣ．製（Ｎｉ含有量４０％）
【産業上の利用可能性】
【００２９】
前述の如く、従来、単独でゴムとの接着性に乏しい鉄やステンレスなどの金属とゴム状弾性体との接着は非常に困難であり、仮に接着させることができても強度的に不足したり、経時的耐久性に乏しかったりすることが多かったが、本発明によれば、ジエン系ゴム１００重量部に対しニッケルコーティンググラファイト０．１〜１０重量部を配合したゴム組成物からゴム状弾性体を構成することにより、環状金属シェルとゴム状弾性体との耐老化接着性が改良され、ランフラット用支持体としての耐久性が大幅に向上することになる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のタイヤホイール組立体の一実施態様の要部を示す子午線断面図である。
【図２】本発明のタイヤホイール組立体の他の実施態様の要部を示す子午線断面図である。
【図３】本発明のタイヤホイール組立体の更に他の実施態様の要部を示す子午線断面図である。
【図４】本発明のタイヤホイール組立体の環状金属シェルとゴム状弾性体との接着面の一例を示す図面である。
【符号の説明】
【００３１】
１    ランフラット用支持体
２    空気入りタイヤ
３    空洞部
４    環状金属シェル
５    環状金属シェル
６    環状金属シェル
７    ゴム状弾性体
８    リム
９    弾性リング
【図１】
2006240528.tif 000004
【図２】
2006240528.tif 000005
【図３】
2006240528.tif 000006
【図４】
2006240528.tif 000007