(57)【要約】【課題】一定の乗り心地を維持しうるノーパンクタイヤを提供する。【解決手段】トレッド部２、その両端からタイヤ半径方向内方にのびるサイドウォール部３、及びこのサイドウォール部３の内方に連なるビード部４を有するタイヤ基体１ａと、前記ビード部４がリムＪに着座することにより、前記タイヤ基体１ａとリムＪとが囲むタイヤ内腔部ｉを実質的に満たしてタイヤ荷重を支持する固形物１ｂとからなるノーパンクタイヤ１である。前記固形物１ｂは、２０℃におけるＪＩＳ硬さＨｄ２０がＥ１０〜Ｅ４０かつ７０℃におけるＪＩＳ硬さＨｄ７０がＥ７〜Ｅ３３である。また固形物１ｂは、２０℃におけるＪＩＳ硬さＨｄ２０と、７０℃におけるＪＩＳ硬さＨｄ７０との差（Ｈｄ２０−Ｈｄ７０）が１０以内である。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部、その両端からタイヤ半径方向内方にのびるサイドウォール部、及びこのサイドウォール部の内方に連なるビード部を有するタイヤ基体と、前記ビード部がリムに着座することにより、前記タイヤ基体とリムとが囲むタイヤ内腔部を実質的に満たしてタイヤ荷重を支持する固形物とを有するノーパンクタイヤであって、
前記固形物は、２０℃におけるＪＩＳ硬さＨｄ２０がＥ１０〜Ｅ４０かつ７０℃におけるＪＩＳ硬さＨｄ７０がＥ７〜Ｅ３３であり、
しかも２０℃におけるＪＩＳ硬さＨｄ２０と、７０℃におけるＪＩＳ硬さＨｄ７０との差（Ｈｄ２０−Ｈｄ７０）が１０以内であることを特徴とするノーパンクタイヤ。
【請求項２】
正規のリムにリム組みし正規荷重を負荷した荷重負荷状態において、前記固形物が２０℃のときのタイヤ縦撓みが１０〜１４％であり、かつ７０℃におけるタイヤ縦撓みが１０．５〜１４．５％であることを特徴とする請求項１記載のノーパンクタイヤ。
【請求項３】
前記トレッド部から前記サイドウォール部を経て前記ビード部に埋設されたビードコアに至るスチールコードを用いたカーカスと、
このカーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたスチールコードからなるベルト層とを具えることを特徴とする請求項１又は２記載の重荷重用のノーパンクタイヤ。
【請求項４】
前記固形物は、前記タイヤ内腔部に液体状で注入されかつ該タイヤ内腔部で硬化することにより形成されてなる請求項１乃至３のいずれかに記載のノーパンクタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗り心地の変化を減じ得るノーパンクタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
タイヤは、乗り心地と軽量化、高速走行などを実現するために、空気を充填した空気入りタイヤが主流となっているが、市街を走行する路線バスや近年注目を集めている新交通システムなどの人員輸送車両では、パンクが生じないノーパンクタイヤが望まれている。従来より、この種のノーパンクタイヤとしてはとしてはタイヤ内腔部にウレタン樹脂、あるいは高分子発泡体等の固形物を充填したものが知られている。
【０００３】
ところで、路線バスや新交通システムなどでは、低速走行が多いものの、発進、停止を頻繁に繰り返す結果、タイヤ内部での蓄熱が生じ易く、走行を開始してからのタイヤ内部での温度変化が大きい。発明者らの種々の実験の結果、概ね２０〜７０℃の範囲でタイヤ内部の温度変化が生じていることが判明した。一方、樹脂材料やゴムといった材料は、温度変化に伴ってその硬さが大きく変化することが多い。このため、従来のノーパンクタイヤでは、走行に伴う発熱によって乗り心地が大きく変化するという欠点があった。
【０００４】
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、ノーパンクタイヤの固形物に、２０゜におけるＪＩＳ硬さＨｄ２０と７０℃におけるＪＩＳ硬さＨｄ７０との差が小さい材料を使用することを基本として、乗り心地を温度変化に依存することなく略一定に保つことが可能なノーパンクタイヤを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部、その両端からタイヤ半径方向内方にのびるサイドウォール部、及びこのサイドウォール部の内方に連なるビード部を有するタイヤ基体と、前記ビード部がリムに着座することにより、前記タイヤ基体とリムとが囲むタイヤ内腔部を実質的に満たしてタイヤ荷重を支持する固形物とを有するノーパンクタイヤであって、前記固形物は、２０℃におけるＪＩＳ硬さＨｄ２０がＥ１０〜Ｅ４０かつ７０℃におけるＪＩＳ硬さＨｄ７０がＥ７〜Ｅ３３であり、しかも２０℃におけるＪＩＳ硬さＨｄ２０と、７０℃におけるＪＩＳ硬さＨｄ７０との差（Ｈｄ２０−Ｈｄ７０）が１０以内であることを特徴としている。なおＪＩＳ硬さは、ＪＩＳＫ６２５３の「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの硬さ試験方法」のデュロメータ硬さ試験（タイプＥデュロメータ）に準じて測定する。
【０００６】
また請求項２記載の発明は、正規のリムにリム組みし正規荷重を負荷した荷重負荷状態において、前記固形物が２０℃のときのタイヤ縦撓みが１０〜１４％であり、かつ７０℃におけるタイヤ縦撓みが１０．５〜１４．５％であることを特徴とする請求項１記載のノーパンクタイヤである。
【０００７】
また請求項３記載の発明は、前記トレッド部から前記サイドウォール部を経て前記ビード部に埋設されたビードコアに至るスチールコードを用いたカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたスチールコードからなるベルト層とを具えることを特徴とする請求項１又は２記載の重荷重用のノーパンクタイヤである。
【０００８】
また請求項４記載の発明は、前記固形物は、前記タイヤ内腔部に液体状で注入されかつ該タイヤ内腔部で硬化することにより形成されてなる請求項１乃至３のいずれかに記載のノーパンクタイヤである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１には本発明の一実施形態としてノーパンクタイヤ１の断面図を示す。
図において、ノーパンクタイヤ１は、トレッド部２、その両端からタイヤ半径方向内方にのびるサイドウォール部３、及びこのサイドウォール部３の内方に連なるビード部４を有するトロイド状のタイヤ基体１ａと、前記ビード部４がリムＪに着座することにより、前記タイヤ基体１ａとリムＪとが囲むタイヤ内腔部ｉを実質的に満たしてタイヤ荷重を支持する固形物１ｂとを有して構成されており、本例で路線バス或いは新交通システムといった人員輸送用車両に用いられる重荷重用タイヤとして構成されたものを示す。
【００１０】
前記タイヤ基体１ａは、本実施形態では、トレッド部２からサイドウォール部３を経て前記ビード部４に埋設されたビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されたベルト層７とを具えている。
【００１１】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ赤道ＣＬに対して例えば７５゜〜９０゜の角度で配列したラジアル構造の１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから構成されている。前記カーカスコードには、本例ではスチールコードが採用される。ただしタイヤのカテゴリーなどを違えるときにはこれ以外にもナイロン、レーヨン、アラミドなどの有機繊維コードをも採用しうる。また、前記カーカスプライ６Ａは、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至る本体部６ａと、この本体部６ａからのびて前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを有する。また本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外側にのびかつ硬質ゴムからなるビードエーペックス８が配され、ビード部４を補強している。
【００１２】
前記ベルト層７は、本例では４枚のベルトプライ７Ａ〜７Ｃからなり、例えばベルトコードをタイヤ赤道ＣＬに対して、例えば６０±１０°程度の角度で傾けた最も内のベルトプライ７Ａと、タイヤ赤道ＣＬに対して３０°以下の小角度で傾けたベルトプライ７Ｂ、７Ｃ及び７Ｄとを、前記ベルトコードがプライ間で互いに交差する箇所を１箇所以上設けて重ね合わせて構成している。ベルトコードには、スチールコードが好適であるが、必要に応じてレーヨン、ナイロン、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードも用いうる。
【００１３】
またビード部４には、断面略Ｕ字状に折れ曲がるビード補強層９が配されている。該ビード補強層９は、カーカスプライ６Ａの本体部６ａのタイヤ軸方向内側を該本体部６ａに沿ってのびる内片９ａと、カーカスプライ６Ａの折返し部６ｂのタイヤ軸方向外側を該折返し部６ｂに沿ってのびる外片９ｂと、前記内片９ａと外片９ｂとの各内端をビードコア５の内側で継ぐ継ぎ部９ｃとを一体に具えて構成されている。なお外片９ｂは、本実施形態では前記折返し部６ｂよりも小高さをなすとともに、外片９ｂのタイヤ半径方向の外端９ｂ１は前記折返し部６ｂのカーカスコードとは距離ｔを隔ててタイヤ軸方向外側に離間して終端している。外片９ｂの外端９ｂ１は、歪が集中し易いため、この部分を折返し部６ｂから隔てることによって、プライセパレーションといった損傷の発生を防止するのに役立つ。なお前記距離ｔはコード間の距離であって、少なくとも３ｍｍ以上、より好ましくは５ｍｍ以上とすることが特に望ましい。
【００１４】
前記固形物１ｂは、本実施形態ではタイヤ内腔部ｉに沿って配されたチューブ体１ｃの内部に配されたものを例示している。本実施形態の固形物１ｂは、ウレタン樹脂又はエポキシ樹脂といった２液混合型樹脂からなり、空気バルブＶから前記タイヤ内腔部ｉ（本例ではチューブ体１ｃの内部）に液体状で注入され該タイヤ内腔部ｉで硬化することにより固体として形成されたものを示している。即ち、該固形物１ｂは、例えば図２に示す方法で形成される。先ず樹脂主剤（例えばウレタン主剤）を蓄えたタンクＡと、樹脂硬化剤（例えばウレタン硬化剤）を蓄えたタンクＢとからそれぞれポンプＰにて所定量を吸い上げかつこれらをスタティックミキサーＣで攪拌混合するとともに、管路１２を介して空気バルブＶから前記チューブ体１ｃの内部へと混合液を注入する。
【００１５】
なおチューブ体１ｃには、バルブＢＶが別途連通しており、混合液の注入に伴いチューブ体１ｃの内部空気をタイヤ外部へと適宜排出しうる。
【００１６】
チューブ体１ｃの内部に注入された混合液は、硬化することにより、図１に示すようにタイヤ内腔部ｉを実質的に満たし、タイヤ荷重を支持することができる。なお２液混合型樹脂には、乗り心地の面ではウレタン樹脂が特に好適である。ウレタン樹脂としては、イソシアネート基化合物とポリオール化合物とを反応させるもの、或いはイソシアネート基化合物とアミンとで硬化させるものが、後述する硬さを満たすものであればいずれでも良い。
【００１７】
また本発明の固形物１ｂは、２０゜におけるＪＩＳ硬さＨｄ２０がＥ１０〜Ｅ４０（“Ｅ”はデュロメータタイプＥであることも示す。）かつ７０℃におけるＪＩＳ硬さＨｄ７０がＥ７〜Ｅ３３であり、しかも２０℃におけるＪＩＳ硬さＨｄ２０と、７０゜におけるＪＩＳ硬さＨｄ７０との差（Ｈｄ２０−Ｈｄ７０）が１０以内（「Ｅ」を除いた数値部分の差を表している）であることを特徴としており、より好ましくは７以内、さらに好ましくは５以内であることが望ましい。このような固形物１ｂは、重車両が頻繁に発進、停止を繰り返して蓄熱した場合であっても、硬さの変化を最小限に抑えることができる。従って、走行に伴う温度変化に依存することなく、乗り心地を略一定に維持することが可能となる。
【００１８】
なお前記２０℃における固形物１ｂのＪＩＳ硬さＨｄ２０がＥ１０未満であると、操縦安定性が低下する他、転がり抵抗が大となって燃費性能が悪化するという傾向があり、逆にＥ４０を超えると、乗り心地を損ねるという傾向があり好ましくない。より好適には前記ＪＩＳ硬さＨｄ２０をＥ１５〜Ｅ３５、さらに好ましくはＥ２０〜Ｅ３０とすることが望ましい。
【００１９】
また前記７０℃における固形物１ｂのＪＩＳ硬さＨｄ７０がＥ７未満になると、前記と同様、操縦安定性や燃費性能が悪化するという傾向があり、逆にＥ３３を超えると、乗心地を損ねるという傾向があり好ましくない。より好適には前記ＪＩＳ硬さＨｄ７０をＥ１０〜Ｅ３０、さらに好ましくはＥ１５〜Ｅ２５とすることが望ましい。
【００２０】
前記固形物１６は、ガラス転移点Ｔｇを−３０〜５℃、より好ましくは−３０〜０℃、さらに好ましくは−３０〜−５℃とするのが望ましい。このように、固形物１ｂのガラス転位点Ｔｇを低く設定することによって、２０℃〜７０℃の温度範囲において硬度が大きく変化するのを防止しうる。また、このような固形物１ｂは、例えば主剤となるポリオール化合物に、硬化剤としてトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、メチレンジフェニルイソシアネート（ＭＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、又はヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）といったイソシアネート基化合物を配合したものが好適であり、コスト面では前記ＴＤＩが特に望ましい。またポリオール化合物としては、ジオール系のポリエーテルジオールが好ましい。とりわけポリオール化合物とイソシアネート基化合物とは、ポリオール化合物を１とした場合、イソシアネート基化合物をモル比で０．９５〜１．３０、より好ましくは１．０〜１．２５、さらに好ましくは１．１〜１．２の割合で配合することが望ましい。これによって、２０℃におけるＪＩＳ硬さを好ましい範囲に規制するのに役立つ。
【００２１】
またこのような固形物１ｂは、正規のリムＪにリム組みし正規荷重を負荷した荷重負荷状態において、前記固形物が２０℃のときのタイヤ縦撓みε２０が１０〜１４％であり、かつ７０℃におけるタイヤ縦撓みε７０が１０．５〜１４．５％であることが望ましい。前記タイヤ縦撓みは、正規のリムＪにリム組みした無負荷時のノーパンクタイヤの外形Ｒと、この状態から正規荷重を負荷したときのノーパンクタイヤの縦撓み量δとの比（δ／Ｒ）の百分率である。つまり、温度は固形物を対象とし、歪はノーパンクタイヤ全体のものとする。
【００２２】
また前記「正規のリム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば　”Ｄｅｓｉｇｎ　Ｒｉｍ”　、或いはＥＴＲＴＯであれば　”Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　Ｒｉｍ”とする。また「正規荷重」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表　”ＴＩＲＥ　ＬＯＡＤ　ＬＩＭＩＴＳ　ＡＴ　ＶＡＲＩＯＵＳ　ＣＯＬＤ　ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ　ＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”　に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば　”ＬＯＡＤ　ＣＡＰＡＣＩＴＹ”とする。
【００２３】
発明者らの種々の実験の結果、固形物１ｂの２０℃におけるタイヤ縦撓みがε２０が１０％未満であると、荷重負荷時の撓み量が小さいために衝撃緩和性に劣り、乗り心地が悪化する傾向があり、逆に１４％を超えると、荷重負荷時の撓み量が大きくなりすぎて操縦安定性が低下しかつ転がり抵抗が大きくなり燃費を悪化させやすい。同様に、固形物１ｂの７０℃における前記タイヤ縦撓みがε７０が２．１０．５％未満であると、荷重負荷時の撓み量が小さいために衝撃緩和性に劣り、乗り心地が悪化する傾向があり、逆に１４．５％を超えると、荷重負荷時の撓み量が大きくなりすぎて操縦安定性や燃費性能を低下しやすい。
【００２４】
以上本発明の実施形態について、重荷重用タイヤを例に挙げて説明したが、本発明はこの種のタイヤに限定されるものではなく、種々のカテゴリーのタイヤに適用しうるのは言うまでもない。また上記実施形態ではチューブ体１ｃを設けたものを例示しているが、これに限定されるものではない。
【００２５】
【実施例】
タイヤサイズが１３／８０Ｒ２０の重荷重用タイヤを表１の仕様により試作するとともに、固形物のＪＩＳ硬さ、ノーパンクタイヤの歪、乗り心地などをテストした。なおノーパンクタイヤのタイヤ基体は、図１に示したように、４枚のスチールベルトプライと１枚のスチールコードのカーカスとを具えており、固形物以外の構成は実施例、比較例とも同一とした。テスト方法は次の通りである。
【００２６】
＜固形物のＪＩＳ硬さ＞
固形物の２０℃及び７０℃それぞれにおいてＪＩＳ硬さを測定した。
【００２７】
＜ノーパンクタイヤの歪＞
前述の通り固形物の温度を２０℃及７０℃において無負荷時のタイヤ外形Ｒと、正規荷重負荷時の撓み量δとの比から計算した。
【００２８】
＜乗り心地＞
路線バスに装着し、定積条件で走行を開始して１５分後と、３時間後との乗り心地を１００名のテスターによる官能評価で行った。評価基準は次の通りとした。
◎：良好である。
○：良好ではあるが、多少柔らかい印象。
△：多少、ゴツゴツ感がある。
×：ごつごつ感があり、左右に振られやすい。
テストの結果を表１に、固形物の配合を表２に示す。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
テストの結果、実施例のものは、従来例、比較例と比べて温度変化に依存することなく乗り心地をほぼ一定かつ良好に維持していることが確認できる。
【００３１】
【発明の効果】
上述したように、請求項１記載の発明では、タイヤ荷重を支持する固形物の２０℃におけるＪＩＳ硬さＨｄ２０と、７０℃におけるＪＩＳ硬さＨｄ７０とをそれぞれ規制するとともにその差（Ｈｄ２０−Ｈｄ７０）を一定範囲に限定することによって、走行中の蓄熱に伴う温度変化に拘わらず硬さの変化を最小限に押さえ、一定の乗り心地を維持するのに役立つ。
【００３２】
また請求項２記載の発明のように、正規のリムにリム組みし正規荷重を負荷した荷重負荷状態において、前記固形物が２０℃のときの縦撓みと７０℃における縦撓みとをそれぞれ限定したときには、より効果的に一定の乗り心地を維持するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すノーパンクタイヤの断面図である。
【図２】その製造方法の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１　ノーパンクタイヤ
１ａ　タイヤ基体
１ｂ　固形物
２　トレッド部
３　サイドウォール部
４　ビード部
５　ビードコア
６　カーカス
６Ａ　カーカスプライ
６ａ　カーカスプライの本体部
６ｂ　カーカスプライの折返し部
７　ベルト層
ｉ　タイヤ内腔部
【図１】
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【図２】
2004098985.tif 000005