(57)【要約】【課題】サイドウォール部に断面三日月状のサイド補強層を配置した空気入りタイヤにおいて、ランフラット走行時の発熱を抑制してランフラット耐久性を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供する。【解決手段】サイドウォール部３におけるカーカス層４のタイヤ幅方向内側に断面三日月状のサイド補強層９が配置された空気入りタイヤにおいて、サイド補強層の内表面に毛状繊維１０を植毛し、該毛状繊維１０の熱伝導率を０．１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上にする。【選択図】図１
2016011020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、これら一対のビード部間に少なくとも１層のカーカス層が装架され、該カーカス層が各ビード部のビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられ、前記ビード部における各ビードコアの外周側にビードフィラーが配置され、前記トレッド部における前記カーカス層の外周側に複数層のベルト層が配置されると共に、前記サイドウォール部における前記カーカス層のタイヤ幅方向内側に断面三日月状のサイド補強層が配置された空気入りタイヤにおいて、
前記サイド補強層の内表面に毛状繊維が植毛され、該毛状繊維の熱伝導率が０．１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記毛状繊維の植毛密度が１０本／ｃｍ2 〜１００本／ｃｍ2 であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記毛状繊維の平均長さが３ｍｍ〜１０ｍｍであり、且つ、前記毛状繊維の直径が２０μｍ〜１００μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記毛状繊維がタイヤ断面高さの３０％〜７０％の領域内に配置されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記毛状繊維がタイヤ周方向に間隔をおいて配置された複数の植毛帯として設けられ、各植毛帯がタイヤ径方向に沿って延びる直線状の形状を有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タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイドウォール部に断面三日月状のサイド補強層を配置した空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、ランフラット走行時の発熱を抑制してランフラット耐久性を向上することを可能にした空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パンク状態での走行を可能にする空気入りタイヤとして、サイドウォール部の内側に断面三日月状のサイド補強層を配置したサイド補強型のランフラットタイヤが提案されている。このようなサイド補強型のランフラットタイヤでは、サイド補強層により強化されたサイドウォール部の剛性により荷重を保持することができるので、内圧ゼロの状態でも所定の距離を走行できるようになっている。
【０００３】
しかしながら、走行を続ける間にサイドウォール部は繰り返し大きな変形を受けることで発熱し、その熱が蓄積されることでタイヤの劣化が早まるので、パンク状態での充分な走行距離を確保できず、ランフラット耐久性能が低下するという問題がある。
【０００４】
例えば、特許文献１は、サイド補強層のタイヤ内側表面に沿うと共に、ビードコアの周りでカーカス層の外側を折り返した後、サイドウォール部の外表面に沿ってタイヤ内部をタイヤ径方向外側へ延在する熱伝導部材（放熱層）を配置することにより、補強ゴムの熱劣化を抑制するようにしたランフラットタイヤを提案している。しかしながら、熱伝導部材がビード部で折り返されて複雑な構造となるため製造が困難であり、更に、熱伝導部材がサイドウォール部やビード部の内側を通過するため放熱効率が必ずしも充分に得られないため、充分なランフラット耐久性能が得られるとは言えない。そのため、サイド補強型のランフラットタイヤにおいて、サイドウォール部において発生した熱を効率よく放熱するための更なる改良が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８‐２７３２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、サイドウォール部に断面三日月状のサイド補強層を配置した空気入りタイヤにおいて、ランフラット走行時の発熱を抑制してランフラット耐久性を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、これら一対のビード部間に少なくとも１層のカーカス層が装架され、該カーカス層が各ビード部のビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられ、前記ビード部における各ビードコアの外周側にビードフィラーが配置され、前記トレッド部における前記カーカス層の外周側に複数層のベルト層が配置されると共に、前記サイドウォール部における前記カーカス層とインナーライナー層のタイヤ幅方向内側にサイド補強層が配置された空気入りタイヤにおいて、前記サイド補強層の内表面に毛状繊維が植毛され、該植毛繊維の熱伝導率が０．１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、サイド補強層の内表面に熱伝導率の高い毛状繊維が植毛されているので、タイヤの内表面、特に、ランフラット走行時に主に荷重を支持するサイド補強層の内表面の表面積が増加し、ランフラット走行時にサイド補強層において発生する熱を効果的に放熱することができる。更に、走行時にタイヤとリムとによって構成されるタイヤ空洞内で動く空気が毛状繊維の間を吹き抜けるので放熱効果を更に高めることができる。
【０００９】
本発明では、毛状繊維の植毛密度が１０本／ｃｍ2 〜１００本／ｃｍ2 であることが好ましい。このように毛状繊維を適度な密度で植毛することで、走行時に、毛状繊維の間を空気が通り抜けやすくなり、放熱効果を向上するには有利になる。
【００１０】
本発明では、毛状繊維の平均長さが３ｍｍ〜１０ｍｍであり、且つ、毛状繊維の直径が２０μｍ〜１００μｍであることが好ましい。このように毛状繊維の寸法を設定することで、毛状繊維の抜けや、毛状繊維自体の発熱を抑制しながら、優れた放熱効果を得ることができる。
【００１１】
本発明では、毛状繊維がタイヤ断面高さの３０％〜７０％の領域内に配置されたことが好ましい。これにより、サイド補強層の内周側のタイヤ内面の、特に走行時に変形が大きく発熱し易い領域に、毛状繊維を限定的に配置することができるので、効率良く放熱効果を高めることができる。
【００１２】
本発明では、毛状繊維がタイヤ周方向に間隔をおいて配置された複数の植毛帯として設けられ、各植毛帯がタイヤ径方向に沿って延びる直線状の形状を有することが好ましい。これにより、植毛帯が間欠的に配置されるのでタイヤ空洞内の空気は植毛帯により掻き回されタイヤ空洞内で乱流が発生し易くなる。その結果、毛状繊維から伝熱された空気は植毛帯近傍に留まり難くなる一方で、伝熱していない空気が植毛帯に流れ込み易くなるので、放熱効果を向上することができる。また、径方向に延びる直線状の形状を有することで、タイヤ空洞内を周方向に動く空気が当たる面積が大きくなり、放熱効果を向上することができる。更に、毛状繊維が限られた部位のみに設けられ、毛状繊維の使用量を抑えられるので、優れた放熱効果を効率良く得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの子午線半断面図。
【図２】本発明の別の実施形態からなる空気入りタイヤの内表面を模式的に示す説明    図である。
【図３】本発明の別の実施形態からなる空気入りタイヤの内表面を模式的に示す説明    図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、このトレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３とを備えている。
【００１６】
図１の例では、左右一対のビード部３間には２層のカーカス層４が装架されている。このカーカス層４の各端部は各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。ビードコア５の外周側にはゴムからなる断面三角形状のビードフィラー６が配置されている。２層のカーカス層４のうち、トレッド部１においてタイヤ外周側に配置されるカーカス層４はビードフィラー６の中腹で終端し、トレッド部１においてタイヤ内周側に配置されるカーカス層４はビードフィラー６を包み込み、更にトレッド部１のショルダー部近傍まで延びて終端している。
【００１７】
トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には、複数層（図１では２層）のベルト層７がタイヤ全周に亘って配置されている。これらベルト層７は、例えばスチールコードからなる補強コードを含み、この補強コードがタイヤ周方向に対して例えば１０°〜４０°の角度で傾斜し、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。更に、ベルト層７の外周側には、高速耐久性の向上を目的として、タイヤ周方向に配向する繊維コードを含む複数層（図１では３層）のベルト補強層８が配置されている。このベルト補強層８は、例えば、少なくとも１本の繊維コードを引き揃えてゴム被覆してなるストリップ材をタイヤ周方向に螺旋状に巻回したジョイントレス構造を有する。このベルト補強層８のタイヤ周方向に対するコード角度は５°以下、より好ましくは、３°以下である。尚、図１の例では、最外側のベルト補強層８はベルト層７の端部のみを覆う一対の補強層からなり、それ以外の２層はそれぞれベルト層７の全幅を覆う補強層からなる。
【００１８】
サイドウォール部２におけるカーカス層４のタイヤ幅方向内側には、ゴムからなる断面三日月形状のサイド補強層９が配設されている。このサイド補強層９はサイドウォール部の他のゴムよりも硬く設定されている。このように断面三日月形状のサイド補強層９を配設することで、サイド補強層９の剛性に基づいてランフラット走行時の荷重が支持される。
【００１９】
本発明は、このような断面三日月状のサイド補強層９を有する空気入りタイヤ（所謂ランフラットタイヤ）に適用されるが、その具体的な構造は上述の基本構造に限定されるものではない。
【００２０】
本発明では、このような空気入りタイヤにおいて、図１に示すように、サイド補強層９の内表面に毛状繊維１０が植毛されている。この毛状繊維１０の熱伝導率は０．１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、ゴムの熱伝導率（約０．１３Ｗ／（ｍ・Ｋ））よりも大きく設定されている。毛状繊維１０としては、有機繊維や金属繊維を用いることができ、熱伝導率が０．１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の毛状繊維としては、例えば、ポリ塩化ビニル繊維（熱伝導率が約０．１９Ｗ／（ｍ・Ｋ））、ナイロン‐６繊維（熱伝導率が約０．２５Ｗ／（ｍ・Ｋ））、カーボン繊維（熱伝導率が約１．７Ｗ／（ｍ・Ｋ））、モリブデン繊維（熱伝導率が約１３８Ｗ／（ｍ・Ｋ））、銅繊維（熱伝導率が約４０１Ｗ／（ｍ・Ｋ））を用いることができる。また、材料を複合することで毛状繊維１０を任意の熱伝導率に調整することも可能である。尚、製造上の観点から、毛状繊維１０の熱伝導率は好ましくは５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下にするとよい。
【００２１】
このように、サイド補強層９の内表面にタイヤを構成するゴム組成物よりも熱伝導率の高い毛状繊維１０が植毛されているので、タイヤの内表面、特に、ランフラット走行時に主に荷重を支持するサイド補強層９の内表面の表面積が増加し、ランフラット走行時にサイド補強層９において発生する熱を効果的に放熱することができる。更に、毛状繊維１０であることで、走行時にタイヤとリムとによって構成されるタイヤ空洞内で動く空気が毛状繊維１０の間を吹き抜けることで冷却効果が得られ、更に効率よくサイド補強層９で発生する熱を放熱することができる。その結果、パンク状態での走行距離を充分に確保することができ、即ち、ランフラット耐久性能を向上することができる。
【００２２】
毛状繊維１０が少なくともサイド補強層９の一部に設けられていれば上述の放熱効果を得ることができるので、例えば、タイヤ内表面全体に毛状繊維１０を設けるようにしてもよい。但し、タイヤ内面のどの部位に毛状繊維１０を設けるとしても、毛状繊維１０の熱伝導率は０．１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上でなければならない。毛状繊維１０の熱伝導率が０．１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）よりも小さいと、タイヤ内表面の表面積を構造上は増加させることはできるものの、毛状繊維１０自体がタイヤを構成するゴム組成物と同等以下の熱伝導率しか有さないので、充分に放熱効果を高めることができない。尚、例えば羊毛、絹、綿、麻等の天然繊維は熱伝導率が０．１よりも小さいため、本発明の毛状繊維１０として用いることは不適当である。
【００２３】
毛状繊維１０をタイヤ内表面に植毛する方法は特に限定されないが、例えば、毛状繊維１０を設けるタイヤ内表面の部分に接着層を設け、この接着層に毛状繊維１０を吹き付けることで植毛することができる。この場合、接着層によって放熱効果が阻害されないように、接着層を構成する接着剤についてもゴムよりも熱伝導率が高いものを用いるとよい。このような接着層としては、例えば、アクリル系、エポキシ系、酢酸ビニル系接着剤を用いることができる。或いは、静電植毛法を用いて毛状繊維を植毛することもできる。静電植毛法を用いる場合、接着層を介さずにタイヤ内表面に直接植毛することもできるので、サイド補強層９の熱を毛状繊維１０が直接受け取り放熱することができ、優れた放熱効果を得ることができる。但し、接着層を用いる場合に比べると毛状繊維１０がタイヤ内表面から抜け易くなるので、静電植毛法を用いる場合であっても、好ましくは、接着層を介して毛状繊維を植毛するとよい。尚、空気入りタイヤは、基本的にタイヤ最内面に空気透過防止のためのインナーライナー層を有するので、毛状繊維１０は、実際には、インナーライナー層上に直接又は接着層を介して設けられることになる。
【００２４】
毛状繊維１０の植毛密度は、好ましくは１０本／ｃｍ2 〜１００本／ｃｍ2 、より好ましくは２０本／ｃｍ2 〜４０本／ｃｍ2 にするとよい。このように毛状繊維１０を適度な密度で植毛することで、走行時に、毛状繊維１０の間を空気が通り抜けやすくなり、放熱効果を向上するには有利になる。このとき、毛状繊維１０の植毛密度が１０本／ｃｍ2 よりも小さいと毛状繊維１０の数が少な過ぎるため毛状繊維１０による放熱効果が充分に得られなくなる。毛状繊維１０の植毛密度が１００本／ｃｍ2 よりも大きいと毛状繊維１０が密集して走行時に毛状繊維１０の間を空気が通り難くなり、更なる放熱効果の向上が見込めなくなる。尚、毛状繊維１０の植毛密度は、毛状繊維１０の本数を毛状繊維１０が植毛された領域の面積で除して求めるものとする。例えば、毛状繊維１０がタイヤ内表面の全面に設けられている場合は毛状繊維１０の総本数をタイヤ内表面の全面積で除した値が植毛密度であるが、毛状繊維が図１のように所定の領域Ａ内に設けられている場合（領域Ａの全面に設けられている場合）は、毛状繊維１０の本数を領域Ａの面積で除した値を植毛密度とする。また、後述のように、毛状繊維１０を植毛部１１として設ける場合（例えば、後述の図２，３のように所定の領域Ａ内に植毛部１１を設ける場合）は、各植毛部１１に設けられた毛状繊維１０の本数を対応する植毛部１１の面積で除した値を植毛密度とする。
【００２５】
毛状繊維１０の形状は特に限定されないが、平均長さが３ｍｍ〜１０ｍｍであり、且つ、直径が２０μｍ〜１００μｍであることが好ましい。毛状繊維１０をこのような寸法にすることで、より優れた放熱効果を得ることができる。このとき、毛状繊維１０の平均長さが３ｍｍよりも小さいと、毛状繊維１０による放熱効果が充分に得られなくなる。逆に、毛状繊維１０の平均長さが１０ｍｍよりも大きいと、走行時に毛状繊維１０どうしが絡み合って抜け落ち易くなるので、長期に亘って毛状繊維１０による放熱効果を維持することが難しくなる。また、毛状繊維１０の直径が２０μｍよりも小さいと充分な放熱効果が得られず、毛状繊維１０の直径が１００μｍよりも大きいと毛状繊維１０自体の発熱が大きくなり効果的に放熱することが難しくなる。
【００２６】
上述のように、毛状繊維１０は、少なくともサイド補強層９の一部に設けられていればよく、例えば、タイヤ内表面全体に設けてもよいが、好ましくは、図１に示すように、タイヤ断面高さＨの３０％〜７０％の領域Ａ内に配置するとよい。この領域Ａは、サイド補強層９の中でも特に走行時に変形が大きく発熱し易い領域であるため、毛状繊維１０をこの領域Ａに限定的に配置することで、毛状繊維１０の使用量を抑えながら、サイド補強層９で生じた熱を効率よく放熱することができる。
【００２７】
毛状繊維１０をこの領域Ａの全面に設けることもできるが、例えば、図２に示すように、この領域Ａ内に毛状繊維１０が植毛された植毛部１１をタイヤ周方向やタイヤ径方向に間隔をおいて配置した仕様にすることもできる。このように毛状繊維１０（植毛部１１）を間欠的に配置することで、毛状繊維１０を全面に配置した場合ほどの表面積の増加は見込めない代わりに、毛状繊維１０が無い部位では走行時にタイヤ空洞内を動く空気が動き易くなり、毛状繊維１０の近傍での空気の流れが活発になるので、毛状繊維１０の間を空気が通ることによる冷却効果を得ることができ、優れた放熱効果を得ることができる。また、毛状繊維１０が上述の領域Ａ全面に設ける場合よりも更に限られた部位のみに設けられることになるので、毛状繊維１０の使用量を更に抑制しながら、優れた放熱効果を効率良く得ることができる。
【００２８】
更に、図３に示すように、上述の植毛部１１をタイヤ径方向に沿って延びる直線状の形状を有する植毛帯とし、この植毛部（植毛帯）１１をタイヤ周方向に間隔をおいて複数配置することで、植毛部（植毛帯）１１によりタイヤ空洞内の空気が掻き回され、タイヤ空洞内で乱流が発生し易くなる。その結果、毛状繊維１０から伝熱された空気は植毛部（植毛帯）１１の近傍に留まり難くなる一方で、伝熱されていない空気が植毛部（植毛帯）１１の近傍に流れ込むようになるので、放熱効果を向上することができる。また、径方向に延びる直線状の形状を有することで、タイヤ空洞内を周方向に動く空気が当たる面積が大きく確保され、放熱効果を向上するには有利になる。
【実施例】
【００２９】
タイヤサイズが２４５／４０Ｒ１８  ９３Ｙである空気入りタイヤにおいて、毛状繊維の植毛の有無、毛状繊維の種類、毛状繊維の熱伝導率、毛状繊維の植毛密度、毛状繊維の平均長さ、毛状繊維の直径、毛状繊維の植毛範囲、毛状繊維の配置、植毛部の形状をそれぞれ表１，２に記載のように異ならせた従来例１、比較例１、及び、実施例１〜１７の１９種類のタイヤを製作した。
【００３０】
毛状繊維はアクリル系エマルジョンタイプの接着剤を用いて貼り付けた。尚、この接着剤の熱伝導率は、約１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。
【００３１】
尚、表１において「毛状繊維の植毛範囲」はタイヤ断面高さに対する割合で示し、例えば「０．３−０．７」との記載は、タイヤ断面高さの０．３倍の位置から０．７倍の位置までの領域の意味である。また、実施例１３の「０．１−０．９」はタイヤ内周面の全体を意味する。「植毛部の形状」の欄の「ランダム」とは図２に示すように略円形状の植毛部をタイヤ周方向及びタイヤ径方向に間隔をおいて不規則に配置したことを意味し、「直線」とは図３に示すように直線状の植毛部（植毛帯）を周方向に間隔をおいて等間隔に配置したことを意味する。
【００３２】
これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、ランフラット耐久性能を評価し、その結果を表１，２に併せて示した。
【００３３】
ランフラット耐久性能
各試験タイヤをＥＴＲＴＯ既定の標準リムに組み付け、内圧を０ｋＰａにした状態で、最大負荷荷重の６５％の荷重を負荷し、８０ｋｍ／ｈにて室内ドラム試験を実施し、タイヤが破壊するまでの走行距離（走行可能距離）を測定した。評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど走行可能距離が大きく、ランフラット耐久性能が優れることを意味する。
【００３４】
【表１】
2016011020.tif 000003
【００３５】
【表２】
2016011020.tif 000004
【００３６】
表１，２から判るように、実施例１〜１７の空気入りタイヤは、実施例１に対してランフラット耐久性能を大幅に向上した。一方、毛状繊維の熱伝導率が小さい比較例１はランフラット耐久性能を殆ど向上することができなかった。尚、実施例４〜１７は、実施例３を基準として表１，２の各項目を変化させた例であるが、別の毛状繊維を用いた実施例１や実施例２を基準として表１，２の各項目を変化させた場合、表１，２には示していないが、実施例１，２の指数値を基準としてランフラット耐久性能の指数値が実施例３の指数値を基準とした実施例４〜１７の指数値と同様の変化を示した。
【符号の説明】
【００３７】
１  トレッド部
２  サイドウォール部
３  ビード部
４  カーカス層
５  ビードコア
６  ビードフィラー
７  ベルト層
８  ベルト補強層
９  サイド補強層
１０  毛状繊維
１１  植毛部（植毛帯）
【図１】
2016011020.tif 000005
【図２】
2016011020.tif 000006
【図３】
2016011020.tif 000007