(57)【要約】【課題】脚部の耐久性を高める支持体および空気入りランフラットタイヤを得る。【解決手段】ランフラット走行時には、支持体１６の脚部２８のタイヤ幅方向外側面とタイヤビード部１８付近の内面とが通常走行時よりも強く接触して摩擦を生ずるが、脚部２８のエラストマー中には、潤滑剤が含有されているので、脚部２８が摩耗しても脚部２８の内部から潤滑剤が表出して摩擦を小さくする。結果として、脚部２８のひび割れなどを抑えて耐久性を高めることができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気入りタイヤの内部に配設され、前記空気入りタイヤと共にリムに組み付けられ、ランフラット走行時に荷重を支持可能な環状の支持体であって、
ランフラット走行時に荷重を受ける環状の支持部と、
この支持部の軸方向両側へ取り付けられ、リムへ組み付けられて前記空気入りタイヤの内面に接すると共に、潤滑剤を含有するエラストマーで形成された脚部と、
を有することを特徴とする支持体。
【請求項２】
前記エラストマー中に前記潤滑剤としての粒子が分散して含有されていることを特徴とする請求項１記載の支持体。
【請求項３】
前記粒子を前記脚部のタイヤ幅方向外側のみに分散したことを特徴とする請求項２記載の支持体。
【請求項４】
前記潤滑剤が、融点を２００℃以下とする熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載の支持体。
【請求項５】
前記熱可塑性樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン及び超高分子量ポリエチレンの少なくとも１種であることを特徴とする請求項４記載の支持体。
【請求項６】
タイヤサイズに対応したリムと、一対のビードコア間にわたってトロイド状に形成されたカーカスと、前記カーカスのタイヤ軸方向外側に配置されてタイヤサイド部を構成するサイドゴム層と、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置されてトレッド部を構成するトレッドゴム層と、を備え、
リムに装着されるタイヤと、
前記タイヤの内側に配設され、前記タイヤとともにリムに組み付けられる請求項１から５のうちいずれか一項に記載の支持体と、
を有することを特徴とする空気入りランフラットタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタイヤがパンクした場合、その状態のまま相当の距離を走行し得るようにタイヤの内部に配設される支持体および空気入りランフラットタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤでランフラット走行が可能、即ち、パンクしてタイヤ内圧が０ｋｇ／ｃｍ２になっても、ある程度の距離を安心して走行が可能なタイヤ（以後、ランフラットタイヤと呼ぶ。）として、タイヤの空気室内におけるリムの部分に、中子（支持体）を取り付けた中子タイプのランフラットタイヤが知られている（例えば、特許文献１参照）。中子（支持体）は、タイヤ径方向外側へ突出してランフラット走行時に荷重を受ける環状の支持部と、この支持部の軸方向両側へ取り付けられてリムに組み付けられる脚部と、を備えている。
【０００３】
かかるランフラットタイヤでは、ランフラット走行時に中子（支持体）脚部のタイヤ幅方向外側とタイヤビード部付近の内面とが接触して摩擦することによる摩耗や損傷を防ぐため、両者の間に潤滑剤が塗布されることがある。
【０００４】
しかし、このような潤滑剤は液状であるため、ランフラット走行になる前の通常走行時に流出や蒸発により潤滑剤がなくなったり、ランフラット走行が長距離に及んだ場合に潤滑剤がなくなることが考えられる。この場合、中子（支持体）脚部とタイヤビード部付近とにひび割れなどが生じて走行不良となるので、これが原因となってランフラット走行距離を伸ばせなかった。
【０００５】
また、脚部には、圧縮弾性率、曲げ弾性率、引っ張り強度等が所定範囲内にあることが要求されるため、脚部の材料により耐摩耗性を高めるにも限界があると考えられていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２９７２２６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事実を考慮して、脚部の耐久性を高める支持体および空気入りランフラットタイヤを提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載する本発明の支持体は、空気入りタイヤの内部に配設され、前記空気入りタイヤと共にリムに組み付けられ、ランフラット走行時に荷重を支持可能な環状の支持体であって、ランフラット走行時に荷重を受ける環状の支持部と、この支持部の軸方向両側へ取り付けられ、リムへ組み付けられて前記空気入りタイヤの内面に接すると共に、潤滑剤を含有するエラストマーで形成された脚部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載する本発明の支持体によれば、支持体は空気入りタイヤの内部（空気室）内に配設して、脚部によりリムに組み付けることができる。このようにして組み立てられたランフラットタイヤを自動車に装着して走行させると、空気入りタイヤの内圧低下時にタイヤ空気室内に配設された支持体の支持部がタイヤのトレッド部に接地し、タイヤのサイドゴム層に替わって荷重を支持することによって、ランフラット走行が可能となる。ランフラット走行時には、支持体脚部のタイヤ幅方向外側と空気入りタイヤの内面（タイヤビード部付近の内面）とが接触して摩擦するが、脚部を形成するエラストマー中には、潤滑剤が含有されているので、脚部が摩耗しても脚部の内部から潤滑剤が表出して摩擦を小さくする。結果として、脚部のひび割れなどを抑えて耐久性を高めることができる。
【００１０】
請求項２に記載する本発明の支持体は、請求項１の構成において、前記エラストマー中に前記潤滑剤としての粒子が分散して含有されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載する本発明の支持体によれば、エラストマー中に潤滑剤としての粒子が分散して含有されている。潤滑剤が粒状に分散されることで、摩擦により潤滑剤の粒子がエラストーマ内部から表面に押出（ブリードアウト）されるので、潤滑効果を向上させることができる。
【００１２】
請求項３に記載する本発明の支持体は、請求項２の構成において、前記粒子を前記脚部のタイヤ幅方向外側のみに分散したことを特徴とする。ここで、タイヤ幅方向外側とは、タイヤ幅方向の中央から見てタイヤの回転軸心に沿った方向での外側をいい、脚部における当該部分は、タイヤの回転軸心に沿った方向でタイヤビード部に近い側である。
【００１３】
請求項３に記載する本発明の支持体によれば、潤滑剤の粒子は、脚部のタイヤ幅方向外側のみに分散している。ランフラット走行時に空気入りタイヤの内面（タイヤビード部付近）と接触して摩擦が生じるのは、脚部のタイヤ幅方向外側であるので、この部分に潤滑剤の粒子を集中させることで、潤滑作用をより効果的に得ることができる。
【００１４】
請求項４に記載する本発明の支持体は、請求項１から３のうちいずれか一項に記載の構成において、前記潤滑剤が、融点を２００℃以下とする熱可塑性樹脂であることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載する本発明の支持体によれば、潤滑剤は、融点を２００℃以下とする熱可塑性樹脂となっている。ランフラット走行時に脚部とタイヤビード部付近との接触面は、摩擦熱を発生するので、この熱により融解する熱可塑性樹脂を潤滑剤に使用することで、所定温度範囲での融解前には、脚部の力学的性能をほぼ保持し、融解後のみ潤滑作用を発揮させることができる。また、融解時には、脚部とタイヤビード部付近との熱を奪うので、これらの部分の温度上昇を抑制できる。
【００１６】
請求項５に記載する本発明の支持体は、請求項４記載の構成において、前記熱可塑性樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン及び超高分子量ポリエチレンの少なくとも１種であることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載する本発明の支持体によれば、前記熱可塑性樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン及び超高分子量ポリエチレンの少なくとも１種となっている。ランフラット走行時にこれらが摩擦熱により融解することで、潤滑作用を発揮する。
【００１８】
請求項６に記載する本発明の空気入りランフラットタイヤは、タイヤサイズに対応したリムと、一対のビードコア間にわたってトロイド状に形成されたカーカスと、前記カーカスのタイヤ軸方向外側に配置されてタイヤサイド部を構成するサイドゴム層と、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置されてトレッド部を構成するトレッドゴム層と、を備え、リムに装着されるタイヤと、前記タイヤの内側に配設され、前記タイヤとともにリムに組み付けられる請求項１から５のうちいずれか一項に記載の支持体と、を有することを特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載する本発明の空気入りランフラットタイヤによれば、空気入りタイヤの内圧低下時には、空気入りタイヤの内部に配設された支持体がサイドゴム層に代わってトレッド部を支持することによって、ランフラット走行が可能となる。
【００２０】
ところで、ランフラット走行時に脚部とタイヤビード部付近とは、接触して摩擦するので、耐久性を高めるために潤滑作用が必要となる。この点につき、本発明によれば、脚部のエラストマー中に潤滑剤が含有されているので、ランフラット走行中に潤滑作用を発揮し、空気入りランフラットタイヤの耐久性が高められる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明における支持体および空気入りランフラットタイヤの第１の実施の形態を図面に基づき説明する。ここで、ランフラットタイヤ１０は、図１に示すように、一般的なホイルリム１２に空気入りタイヤ１４と支持体１６とが組み付けられている。
【００２２】
支持体１６を組み付けるリム１２は、空気入りタイヤ１４のサイズに対応した標準リムである。この実施形態における空気入りタイヤ１４は、一対のビード部１８と、両ビード部１８に跨がって延びるトロイド状のカーカス２０と、カーカス２０のクラウン部に位置する複数（本実施形態では２枚）のベルト層２２と、ベルト層２２の上部に形成されたトレッド部２４とを備える。この実施形態で示したタイヤは、一般的なタイヤ形状であるが、本発明は各種のタイヤ形状に適用できる。なお、図中「Ｏ」は、タイヤの回転軸心を、「ＣＬ」はタイヤ幅方向の中央で回転軸心Ｏに垂直であるタイヤ赤道面を示している。
【００２３】
図２には、ランフラットタイヤ１０に用いられる支持体１６の径方向半断面の斜視図が示されている。図２に示すように、環状とされている支持体１６には、環状の高剛性支持部２６が備えられている。支持部２６は、円筒状の金属プレートから形成されている。この支持部２６には、軸方向中央部に互いに離れた複数個（本実施の形態では２個）の拡径部２６Ａ、２６Ｂが形成され、その間に径方向内側に凸となる凹部２６Ｃが形成されている。この拡径部２６Ａから見て拡径部２６Ｂと反対側の側面及び、拡径部２６Ｂから見て拡径部２６Ａと反対側の側面は、半径方向内側へ延長されたサイド部２６Ｄ及び２６Ｅとなっている。さらに、このサイド部２６Ｄ、２６Ｅの径方向内側の部分には、軸方向に延在するフランジ部２６Ｆ、２６Ｇがそれぞれ形成されている。
【００２４】
支持部２６の軸方向両側には、弾性体としてのエラストマーで形成された脚部２８が備えられている。脚部２８に使用するゴム材料としては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ウレタンゴム（Ｕ）等が挙げられ、これらは、単独で用いても、複数ブレンドして用いても良い。また、これらのゴム材料は、充填剤を含有しており、ゴムの硬度（Ｈｄ）は、充填剤の量により調整する。これらのゴム材料に配合することのできる充填剤としては、カーボンブラック、ＣａＣＯ３、胡粉、シリカ等が挙げられる。
【００２５】
ゴム材料には、潤滑剤が練り込まれており、脚部２８には、潤滑剤が均一に分散している。潤滑剤に使用される材料としては、例えば、グリコール系グリス、エーテル系オイル、シリコーン系グリス、変性シリコーン系グリス、アクリル系オイル、ポリウレタン系グリス、アクリルウレタン系グリスなどが挙げられる。
【００２６】
また、潤滑剤として融点が２００℃以下である熱可塑性樹脂を用いても良い。
融点を２００℃以下のものに限定したのは、ランフラットタイヤ１０を内圧ゼロの状態で走行させると、高荷重でたわみが大きいタイヤ種の場合には、脚部２８とタイヤビード部１８（図１参照）付近との摩擦により脚部２８の温度が２００℃を超える高温になることもあるが、通常は２００℃以下でランフラット走行しているので、２００℃以下で融解して潤滑剤としての機能を発揮させる必要があるためである。よって、融点が２００℃を超える熱可塑性樹脂は、潤滑剤としては不向きである。
【００２７】
この場合、好ましくは、融点が１００℃以上１７０℃以下の熱可塑性樹脂が良く、より好ましくは、融点が１００℃以上１４０℃以下の熱可塑性樹脂が良い。
熱可塑性樹脂を潤滑剤として用いれば、融解前は、固体としてエラストマー中に存在し、融解後は、液体として潤滑剤の機能を果たすことになる。ここで、融点１００℃以上のものが好ましいのは、固体として存在させる期間をある程度設けることで、この期間における脚部２８の圧縮弾性などを保持するためである。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、超高分子量ポリエチレンなどが挙げられる。これらの粒径は、５μｍ〜１０００μｍ程度となるようにするのが良く、好ましくは、１０μｍ〜８００μｍ程度となるようにするのが良く、より好ましくは、５０μｍ〜６００μｍ程度となるようにするのが良い。粒径が５μｍ未満であると、小さすぎて分散させた潤滑効果が十分得られず、粒径が１０００μｍを超えると、ゴムの圧縮弾性などの力学物性が大きく低下して脚部として使用できないためである。これら融点２００℃以下の熱可塑性樹脂は、単独で用いても良いほか、ブレンドにより融点を適当な範囲に制御できる、という理由で２種以上を併用しても良い。これにより、温度変化に対応して異なる熱可塑性樹脂が順次融解することも可能となる。また、潤滑作用と脚部２８の剛性とのバランスを考慮し、グリコール系グリスなどの潤滑油と融点が２００℃以下の熱可塑性樹脂とを併用しても良い。
【００２８】
脚部２８における潤滑剤の配合量としては、脚部２８全体１００容量に対して３〜４０容量％程度となるようにするのが良く、好ましくは、５〜３０容量％程度となるようにするのが良い。３容量％未満とすると潤滑剤としての効果が十分発揮できず、４０容量％を超えるとゴムの圧縮弾性などの力学物性が大きく低下して脚部２８として使用できないためである。
【００２９】
次に、上記第１の実施形態の作用を説明する。
【００３０】
図１に示すように、支持体１６は空気入りタイヤ１４の内部（空気室）内に配設して、脚部２８を介してリム１２に組み付けることができる。このようにして組み立てられたランフラットタイヤ１０を自動車に装着して走行させると、空気入りタイヤ１４の内圧低下時にタイヤ空気室内に配設された支持体１６の支持部２６がタイヤのトレッド部２４に接地して荷重を支持することによって、ランフラット走行が可能となる。ランフラット走行時には、支持体１６の脚部２８のタイヤ幅方向外側面とタイヤビード部１８付近の内面とが通常走行時よりも強く接触して摩擦を生ずるが、脚部２８のエラストマー中には、潤滑剤が含有されているので、脚部２８が摩耗しても脚部２８の内部から潤滑剤が表出して摩擦を小さくする。結果として、脚部２８のひび割れなどを抑えて耐久性を高めることができる。
【００３１】
また、ランフラット走行時に脚部２８とタイヤビード部１８付近との接触面は、摩擦熱を発生するので、潤滑剤として融点２００℃以下の熱可塑性樹脂を用いた場合には、この摩擦熱により熱可塑性樹脂が融解し、液化した熱可塑性樹脂が潤滑剤として作用する。その結果、融解前には熱可塑性樹脂は固体なので、脚部２８の圧縮弾性などの力学的性能はほぼ保持され、融解後のみ潤滑作用を発揮させることができる。また、融解時には、脚部２８とタイヤビード部１８付近との熱を奪うので、これらの部分の温度上昇を抑制できる。
【００３２】
次に、支持体および空気入りランフラットタイヤの第２の実施形態を説明する。第１の実施形態では、潤滑剤がエラストマー中に均一に分散されている場合について説明したが、第２の実施形態は、潤滑剤がエラストマー中に粒子として粒状に分散されている場合の形態である。なお、第２の実施形態は、他の構成については、第１の実施形態と同様の構成であるので、説明を省略する。
【００３３】
脚部２８のエラストマー中には、潤滑剤が粒状に分散して含有されている。潤滑剤を粒状にするには、例えば、潤滑剤が油の場合、マイクロカプセルに内包させる。ここで、使用するマイクロカプセルは、圧力の供与によって、破壊される圧応答性マイクロカプセルである。タイヤ内面との摩擦により圧を供与されたマイクロカプセルが破壊され、マクロカプセル内の潤滑油がマイクロカプセル外へ拡散可能となるため、より大きな潤滑効果が得られる。マイクロカプセル化の方法としては、従来公知の方法を用いることができる。ここで、粒子の径としては、５μｍ〜１０００μｍ程度となるようにするのが良く、好ましくは、１０μｍ〜８００μｍ程度となるようにするのが良い。５μｍ未満では、分散の効果が十分に得られず、１０００μｍを超えるとゴムの圧縮弾性などの力学物性が大きく低下して脚部２８として使用できないためである。なお、粒子の形状は、特に問わない。
【００３４】
上記第２の実施形態の作用として、ランフラット走行時には、支持体の脚部のタイヤ幅方向外側とタイヤビード部付近の内面とが接触して摩擦するが、この摩擦により潤滑剤の粒子がエラストーマ内部から脚部の表面に押出（ブリードアウト）されるので、潤滑効果を向上させることができる。
【００３５】
次に、支持体および空気入りランフラットタイヤの第３の実施形態を図３及び図４に基づき説明する。第２の実施形態では、脚部において潤滑剤の粒子が均一に分散されている場合について説明したが、第３の実施形態は、潤滑剤の粒子を脚部のタイヤ幅方向外側に集中して分散させている場合の形態である。なお、第３の実施形態は、他の構成については、第２の実施形態と同様の構成であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００３６】
脚部２８は、加硫成形された剛性ゴム２８Ａと潤滑剤を含有する特殊ゴム２８Ｂとが積層されて形成されている。図３に示すように、この脚部２８は、タイヤ幅方向内側に剛性ゴム２８Ａ、タイヤ幅方向外側に特殊ゴム２８Ｂとなるように配置され、リム１２に組み付けられている。なお、積層体の成形方法としては、例えば、潤滑剤の分散された層と分割されない層とからなる二層を押し出す方法などがある。
【００３７】
ここで、図３に示すように、特殊ゴム２８Ｂのタイヤ回転軸Ｏに沿った方向の厚みＢと脚部２８のタイヤ回転軸方向Ｏに沿った方向の厚みＬとの関係は、０．５Ｌ≧Ｂ≧０．０５Ｌとするのが好ましい。０．５Ｌを超えると脚部２８の全域に潤滑剤の粒子を分散させた場合とほぼ同等となり、０．０５Ｌ未満では潤滑剤の分散層の厚みが薄すぎて潤滑効果が不十分となるからである。
【００３８】
上記第３の実施形態の作用として、ランフラット走行時にタイヤビード部１８付近と接触して摩擦が生じるのは、脚部２８のタイヤ幅方向外側であるので、この部分に潤滑剤の粒子を集中させることで、潤滑作用をより効果的に得ることができる。
（実験例）
上記実施形態の作用を確認するために、以下に示す２つの実施例に係る脚部（以下、これらを実験例１、実験例２という）と２つの比較例に係る脚部（以下、単に比較例１、比較例２、という）との比較試験を行った。
【００３９】
実験例１は、シリコーン系潤滑剤をエラストマー中に均一配合し、脚部全体１００容量に対して２０容量％の配合とした。実験例２は、ポリエチレン樹脂をエラストマー中に粒状配合し、脚部全体１００容量に対して２０容量％の配合とした。ここで、粒子の径は、５００μｍのものを用いた。
【００４０】
一方、比較例１は、シリコーン系の潤滑剤を脚部に手塗りで塗布し、供試体を得た。比較例２は、脚部に潤滑剤を塗布しないで供試体を得た。
【００４１】
このようにして成形された実験例１、実験例２、比較例１、比較例２をリムへ組み付け、通常走行による潤滑剤の移動を評価するためにランフラット走行前に通常の内圧で１０００ｋｍ走行し、その後ランフラット走行した。試験結果を表１に示す。ランフラット走行距離は、比較例１のランフラット走行距離を１００として指数化した。
【００４２】
【表１】
2004181985.tif 000003
試験結果として、表１に示すように、ランフラット走行距離は、比較例１を１００とした場合、比較例２は４８、実験例１は２８４、実験例２は３２７を示した。この結果より、実験例１、実験例２では、比較例１、比較例２に比べてランフラット走行距離が伸びていることが分かり、脚部の耐久性が高まることを確認できた。
【００４３】
なお、上記の実施の形態では、断面視にて等しい２つの凸部を有する支持部に脚部が取り付けられているが、例えば、１つの凸部を有する支持部に脚部を取り付けても良く、支持部の形状はこれに限定されない。
【００４４】
また、上記の実施の形態では、脚部の形状が断面視にて矩形をしているが、例えば、略円形であっても良く、脚部の形状はこれに限定されない。
【００４５】
さらに、上記の実施の形態では、潤滑剤を粒状にするために潤滑剤をマイクロカプセルに内包させているが、例えば、既にパウダー化されている材料を用いても良く、これに限定されない。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の支持体および空気入りランフラットタイヤによれば、脚部の耐久性を高めるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る、空気入りランフラットタイヤのリム装着時における車輪軸に沿って切断した端面図である（タイヤ回転軸Ｏに沿った端面のうち、上側部分のみを示す。）
【図２】本発明の第１の実施形態に係る支持体を図１のタイヤ回転軸Ｏに沿って切断した斜視図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る、空気入りランフラットタイヤのリム装着時における車輪軸に沿って切断した端面図である（タイヤ回転軸Ｏに沿った端面のうち、上側部分のみを示す。）
【図４】本発明の第３の実施形態に係る支持体を図３のタイヤ回転軸Ｏに沿って切断した斜視図である。
【符号の説明】
１０    ランフラットタイヤ
１４    空気入りタイヤ
１６    支持体
２６    支持部
２８    脚部
２８Ａ  剛性ゴム（脚部）
２８Ｂ  特殊ゴム（脚部のタイヤ幅方向外側（脚部））
【図１】
2004181985.tif 000004
【図２】
2004181985.tif 000005
【図３】
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【図４】
2004181985.tif 000007