(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの外側に配されるブレーカ層とを具えるトロイド状の重荷重用のタイヤ基体、
及びこのタイヤ基体をリム組み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を形成するリムとからなり、
しかも前記タイヤ内腔内に、２液混合硬化型かつ混合時の２５℃における粘度（フォードカップＮｏ．４）を５〜３０秒しかも混合後１時間経過後の２５℃における粘度上昇を２０秒以下とした液状のウレタン樹脂の樹脂材を注入しかつ硬化させた充填体を具えるとともに、
正規荷重を負荷した場合の接地面の形状は、トレッド接地縁での周方向の接地長さＬｓと、タイヤ赤道での接地長さＬｃとの比Ｌｓ／Ｌｃを０．８０〜０．９０としたことを特徴とする重荷重用タイヤ。
【請求項２】
接地面の形状は、周方向の接地長さＬがタイヤ赤道からトレッド接地縁に向かって徐々に減少することを特徴とする請求項１記載の重荷重用タイヤ。
【請求項３】
前記トレッド部は、トレッドプロファイルの曲率半径Ｒをトレッド接地巾ＴＷの３．０〜５．０倍としたことを特徴とする請求項１又は２記載の重荷重用タイヤ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の重荷重用タイヤの製造方法であって、
トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつカーカスの外側に配されるブレーカ層とを具えるトロイド状の重荷重用のタイヤ基体を、リムにリム組みするリム組ステップと、
リム組みされた前記タイヤ基体とリムとが囲むタイヤ内腔内に、２液混合硬化型の液状のウレタン樹脂の樹脂材を注入しかつ硬化させることにより、硬化した固形状の樹脂材とタイヤ基体とリムとを一体化する充填ステップとを含み、
しかも前記液状の樹脂材は、混合時の２５℃における粘度（フォードカップＮｏ．４）を５〜３０秒、かつ混合後１時間経過後の２５℃における粘度上昇が２０秒以下とするとともに、
正規荷重を負荷した場合の接地面の形状は、トレッド接地縁での周方向の接地長さＬｓと、タイヤ赤道での接地長さＬｃとの比Ｌｓ／Ｌｃを０．８０〜０．９０としたことを特徴とする重荷重用タイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パンクの発生が無く、特にモノレール等の新交通車両、およびに路線バスなどに好適に採用しうる重荷重用タイヤ、及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤにおいては、乗り心地性、高速走行性および軽量化などの観点から、タイヤ内腔内に空気を充填する空気入りタイヤが主流となっている。しかし、地下鉄、モノレール等の新交通車両、および市街を走行する路線バスなどにあっては、中低速度で運行されかつ発進・停止が頻繁に行われることから、上記要求特性よりもノンパンク（パンクの発生が無い）であることが重要であり、近年、ノンパンクタイヤのこの種の車両への採用が強く望まれている。
【０００３】
他方、ノンパンクタイヤとしては、リム組みされたタイヤとリムとがなすタイヤ内腔内に、液状のウレタン樹脂等を充填しかつ硬化させたもの、および特開２００１−２９４０１２号公報等で提案される如く、前記タイヤ内腔内に発泡性組成物を充填した後、加熱などによりこの発泡性組成物を独立気泡の発泡体に変化させるものなどが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし前者のものは、液状のウレタン樹脂の粘度等に原因して、タイヤ内腔内に充填する途中で、該樹脂が徐々に硬化しはじめ、タイヤ内腔内から空気が完全に抜け切れずに不良品が発生したり、又重荷重用タイヤとして必要な内圧が充分に付与されずに操縦安定性や耐久性を損ねたり、さらには内圧が不均一となって偏摩耗が発生し易い傾向となる。
【０００５】
又後者のものは、発泡によって内圧が付与されるため、製品間で内圧のバラツキが大きい。又重荷重用タイヤとして必要な内圧を充分に付与することが難しく、しかも重荷重用タイヤとして連続走行したとき、発熱によって発泡体のガス保持性が低下傾向となるため、内圧がいっそう不十分なものとなる。
【０００６】
又両者とも、ショルダー部の内圧がトレッド中央側に比して低く、その結果、ショルダー部で偏摩耗が顕著となるという問題もある。
【０００７】
そこで本発明は、タイヤ内腔内に、２液混合硬化型の液状の樹脂材を注入しかつ硬化させるとともに、この液状の樹脂材の混合時の粘度および、混合後１時間経過後の粘度上昇を特定することを基本として、タイヤ内腔内での空気溜まりの発生を抑え良品率を高めるとともに、充分な内圧を付与することが可能となり優れた操縦安定性および耐久性を確保でき、しかも内圧の不均一を減じ偏摩耗を軽減しうる重荷重用タイヤ、及びその製造方法の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの外側に配されるブレーカ層とを具えるトロイド状の重荷重用のタイヤ基体、
及びこのタイヤ基体をリム組み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を形成するリムとからなり、
しかも前記タイヤ内腔内に、２液混合硬化型かつ混合時の２５℃における粘度（フォードカップＮｏ．４）を５〜３０秒しかも混合後１時間経過後の２５℃における粘度上昇を２０秒以下とした液状のウレタン樹脂の樹脂材を注入しかつ硬化させた充填体を具えるとともに、
正規荷重を負荷した場合の接地面の形状は、トレッド接地縁での周方向の接地長さＬｓと、タイヤ赤道での接地長さＬｃとの比Ｌｓ／Ｌｃを０．８０〜０．９０としたことを特徴としている。
【００１０】
又請求項２の発明では、接地面の形状は、周方向の接地長さＬがタイヤ赤道からトレッド接地縁に向かって徐々に減少することを特徴としている。
【００１１】
又請求項３の発明では、前記トレッド部は、トレッドプロファイルの曲率半径Ｒをトレッド接地巾ＴＷの３．０〜５．０倍としたことを特徴としている。
【００１２】
又請求項４の発明では、前記請求項１〜３のいずれかに記載の重荷重用タイヤの製造方法であって、
トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつカーカスの外側に配されるブレーカ層とを具えるトロイド状の重荷重用のタイヤ基体を、リムにリム組みするリム組ステップと、
リム組みされた前記タイヤ基体とリムとが囲むタイヤ内腔内に、２液混合硬化型の液状のウレタン樹脂の樹脂材を注入しかつ硬化させることにより、硬化した固形状の樹脂材とタイヤ基体とリムとを一体化する充填ステップとを含み、
しかも前記液状の樹脂材は、混合時の２５℃における粘度（フォードカップＮｏ．４）を５〜３０秒、かつ混合後１時間経過後の２５℃における粘度上昇が２０秒以下とするとともに、
正規荷重を負荷した場合の接地面の形状は、トレッド接地縁での周方向の接地長さＬｓと、タイヤ赤道での接地長さＬｃとの比Ｌｓ／Ｌｃを０．８０〜０．９０としたことを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は本発明の重荷重用タイヤを示す断面図である。
図１において、重荷重用タイヤ１は、トロイド状の重荷重用のタイヤ基体１０と、このタイヤ基体１０にリム組みされるリム１１と、前記タイヤ基体１０とリム１１とが囲むタイヤ内腔Ｈ内に注入されかつ硬化される２液混合硬化型の樹脂材Ｐとを含んで形成され、これによってノンパンク性能が付与される。
【００１４】
前記タイヤ基体１０は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の外側に配されるブレーカ層７とを具え、例えば、従来的な重荷重用の空気入りタイヤが好適に採用しうる。なお本例では、ラジアル構造のものを例示しているが、バイアス構造のものも適宜採用しうる。
【００１５】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７０〜９０度の角度で配列した１枚以上のカーカスプライから形成される。本例では、カーカスコードとしてスチールコードを用いた１枚のカーカスプライ６Ａからなる場合を例示している。
【００１６】
このカーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間に跨るプライ本体部６ａの両側に、前記ビードコア５の周りを内から外に折り返して係止される折返し部６ｂを有し、該プライ本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５から半径方向外方にのびるビードエーペックスゴム８が配置され、ビード部４からサイドウォール部３にかけて補強している。
【００１７】
前記ブレーカ層７は、ブレーカコードとしてスチールコードを用いた２枚以上、通常３〜４枚のブレーカプライから形成される。本例では、スチールコードをタイヤ周方向に対して例えば６０±１５°の角度で配列してなりかつ半径方向最内に配される第１のブレーカプライ７Ａと、タイヤ周方向に対して例えば１０〜３５°の小角度で配列する第２〜４のブレーカプライ７Ｂ、７Ｃ、７Ｄとの４枚構造の場合を例示している。なおブレーカプライ７Ａ〜７Ｄは、コードがプライ間で互いに交差する箇所を１箇所以上設けて重置されることにより、ブレーカ剛性を高めトレッド部２をタガ効果を有して強固に補強する。
【００１８】
又前記リム１１は、周知構造をなし、リムベース１１Ａのタイヤ軸方向外端部に、ビード底面を受けるリムシート１１Ｂ１とビード側面を受けるフランジ１１Ｂ２とからなるＬ字状の着座部１１Ｂを設けている。なお本例では、リムベース１１Ａが平坦な平底リムの場合を例示しているが、前記タイヤ基体１０に応じて浅底リム、及び深底リムも適宜採用することができる。
【００１９】
そして本実施形態の重荷重用タイヤ１では、前記タイヤ基体１０とリム１１とが囲むタイヤ内腔Ｈ内に、２液混合硬化型の樹脂材Ｐが硬化してなる固形状の充填体１２が隙間なく充填され、前記タイヤ基体１０とリム１１とを一体化している。
【００２０】
この充填体１２は、独立気泡や連続気泡を有さない非発泡体であって、前記タイヤ基体１０とリム１１とをリム組みした後、図２に略示する如く、前記タイヤ内腔Ｈ内に、２液混合硬化型の液状の樹脂材Ｐａを注入しかつ硬化させる充填ステップによって形成される。
【００２１】
詳しくは、本例では、リム１１のリムベース１１Ａに設ける注入孔１３から、前記液状の樹脂材Ｐａを、例えば１００〜２００ｋＰａの圧力を有して注入する。本例では、タイヤを横置きしたとき上を向く側のサイドウォール部３に、予め、例えば注射針状の空気抜き針１４を挿入せしめ、タイヤ内腔Ｈ内の空気を順次排出している。なお前記空気抜き針１４を用いることなく、サイドウォール部３に直接空気抜き孔を穿設しても良い。
【００２２】
このとき、前記液状の樹脂材Ｐａは、混合時の２５℃における粘度（フォードカップＮｏ．４）を、５〜３０秒と従来よりも低粘度に設定することが重要であり、また混合後１時間経過後の２５℃における粘度上昇を、２０秒以下と従来よりも粘度上昇を低く抑えることが重要である。
【００２３】
このように前記粘度を特定することにより、樹脂材Ｐａの注入を適正化でき、タイヤ内腔Ｈ内での空気溜まりの発生を防止するとともに、タイヤ基体１０に充分な内圧を付与することが可能となる。又隙間なく充填された樹脂材Ｐａは適度に流動し、硬化しはじめる前に内圧がタイヤ基体１０の各部に満遍なく伝播されるため、内圧を均一化することができ、ショルダー部での内圧をトレッド中央側の内圧に近づけるなど、該ショルダー部での偏摩耗抑制にも貢献できる。
【００２４】
なお前記粘度は、ＪＩＳ  Ｋ５４００の４．５．４に記載のフォードカップＮｏ．４法に基づいて測定した値である。
【００２５】
ここで、前記粘度が３０秒を越えて高くなると、注入に時間がかかりすぎ、途中で樹脂材Ｐａが徐々に硬化しはじめ、タイヤ内腔Ｈ内に空気が残留するなど不良品が発生したり、又重荷重用タイヤとして必要な内圧が充分に付与されなかったり、さらにはタイヤの各部で内圧がバラつくといった問題が生じるからである。又前記粘度が５秒未満の場合にも、注入圧力が高められなくなる結果、同様に空気抜けが悪くなるとともに、タイヤ内圧を充分に高めることが困難となる。このような観点から、前記粘度は、１０〜２０秒の範囲がさらに好ましい。
【００２６】
又前記粘度上昇が２０秒を越えると、注入途中で硬化傾向となって不良品が発生したり、充填後の樹脂材Ｐａの流動が不十分となってタイヤ内圧を均一に高めることが難しくなる。
【００２７】
なお前記充填体１２を非発泡体とする理由は、発泡体とした場合には、タイヤ内腔Ｈ内で発泡性組成物を発泡させることによって内圧を確保するが、このとき製品間で内圧のバラツキが大きく、又重荷重用タイヤとして必要な内圧を充分に付与することが難しいからであり、しかも重荷重用タイヤとして連続走行したとき、発熱によって発泡体のガス保持性が低下傾向となるため、内圧がいっそう不十分なものとなってしまうからである。
【００２８】
又前記充填体１２として、２液混合硬化型の樹脂材Ｐを用いる理由は、もし通常のゴム材を用いる場合には、充填体のボリュームが大であるため充填後の加硫加熱に長時間を要し、しかもこの加硫加熱によってタイヤ基体のゴムに悪影響を与える恐れがあるからである。
【００２９】
次に、前記２液混合硬化型の樹脂材Ｐとして、乗り心地性等の観点からウレタン樹脂が使用できる。
【００３０】
このウレタン樹脂は、周知の如く、イソシアネート化合物を含む第１液と、この第１液中のイソシアネート基を架橋させるポリアミン、ポリオール等を含む第２液とを混合することによって硬化する室温架橋性の組成物であって、ゴム状弾性を有するために前記充填体１２として好ましく採用しうる。
【００３１】
なお前記ポリアミンは、ポリオールに比して硬化を早める傾向にあるが、混合時の粘度および混合後の粘度上昇が前記範囲内であるならば、何れの場合も好適に使用できる。
【００３２】
ここで前記イソシアネート化合物として、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、トルイレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ナフチレン‐１, ５‐ジイソシアネート、ｏ‐トルイレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス（ｐ‐イソシアネートフェニル）チオホスファイト、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）などの単量体、またはその変性体等があり、これを単独あるいは組み合わせて使用しうる。
【００３３】
又前記ポリアミンとして、例えば、末端アミノ変成ポリエチレングリコール、末端アミノ変成ポリプロピレングリコール等の末端アミノ変成ポリアルキレングリコール；アミノ変成ポリ（メタ）アクリレート系ポリマー、アミノ変成ビニル系ポリマー、アミノ変成ポリエステル、アミノ変成ポリカーボネート、ポリアリルアミン、ポリエチレンイミン等のアミノ基を一分子中に２個以上持つポリマー；エチレンアミン類、ジエチルアミノプロピルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、Ｎ−アミノエチルピペラジン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、脂肪族アミン変成体等の脂肪族アミン；ｍ‐フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、メタキシリレンジアミン、芳香族アミン変成体等の芳香族アミン等があり、これを単独あるいは組み合わせて使用しうる。
【００３４】
又前記ポリオールとして、例えば、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、水酸基変性（メタ）アクリル系ポリマー、水酸基変成ビニル系ポリマー、水酸基変成ポリエステル、水酸基変成ポリカーボネート等があり、これを単独あるいは組み合わせて使用しうる。
【００３５】
次に、本実施形態の重荷重用タイヤ１は、従来に比して内圧を均一化する効果はあるが、空気入りタイヤに比しては不十分であり、ショルダー部での接地圧が相対的に低くなって、ショルダー部で肩落ち摩耗、ヒール＆トゥ摩耗等の偏摩耗が発生し易い。
【００３６】
そのため、本例では、図１に示すように、前記充填体１２が充填された状態、即ち重荷重用タイヤ１におけるトレッドプロファイルＴＰの曲率半径Ｒ（トレッド半径Ｒ）を、トレッド接地巾ＴＷの３．０〜５．０倍の範囲とするなど、従来的な空気入りタイヤに正規内圧を充填した状態におけるトレッドプロファイルに比して大に設定している。これにより、図３に示すように、正規荷重を負荷した場合の接地面の形状Ｆにおいて、トレッド接地縁ＴＥでの周方向の接地長さＬｓと、タイヤ赤道での接地長さＬｃとの比Ｌｓ／Ｌｃを０．７〜０．９５の範囲まで高め、ショルダー部での偏摩耗をさらに抑制している。
【００３７】
このとき、周方向の接地長さＬは、タイヤ赤道Ｃからトレッド接地縁ＴＥに向かって徐々に減少することが好ましく、これによりトレッド全体に亘っての摩耗の均一化が図れ、摩耗寿命を向上しうる。
【００３８】
なお前記トレッドプロファイルＴＰが単一円弧でない場合には、トレッド赤道点ＣＯとトレッド接地縁ＴＥ、ＴＥとを通る３点円弧の半径を、前記曲率半径Ｒとする。又前記正規荷重とは、前記タイヤ基体と等しいタイヤサイズの空気入りタイヤに対して設定される規格荷重であって、前記空気入りタイヤが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"を意味する。
【００３９】
前記接地長さの比Ｌｓ／Ｌｃが０．７未満では、ショルダー部での偏摩耗抑制が不十分であり、逆に０．９５を越えると、タイヤ赤道側でのセンタ摩耗やパンチング摩耗が発生傾向となる。従って、前記比Ｌｓ／Ｌｃは０．８〜０．９の範囲が好ましい。
【００４０】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【００４１】
【実施例】
図１に示すタイヤ構造をなすタイヤサイズ１１．００Ｒ２０の重荷重用タイヤを表１の仕様に基づき試作するとともに、その時の不良発生率、摩耗性能をテストし、その結果を表１に記載した。なお表１以外の仕様は、各タイヤとも実質的に同一であり、又タイヤ基体の仕様は表２に示している。
【００４２】
（１）  樹脂材の粘度；
ＪＩＳ  Ｋ５４００の４．５．４に記載のフォードカップＮｏ．４法に基づき、混合時の樹脂材のフォードカップからの落下時間を、２５℃において測定した。
【００４３】
（２）  樹脂材の粘度上昇；
前記フォードカップＮｏ．４法に基づき、混合後１時間経過後の樹脂材のフォードカップからの落下時間を、２５℃において測定した。
【００４４】
（３）  接地長の比Ｌｓ／Ｌｃ；
タイヤサイズ１１．００Ｒ２０の空気入りタイヤに対する規格荷重（ＪＡＴＭＡの最大負荷能力；３０．４ｋＮ）を、試供タイヤに負荷した時の接地面の形状において、接地長さＬｃ、Ｌｓを測定し計算した。
【００４５】
（４）  不良発生率；
（不良タイヤ数／生産タイヤ数）Ｘ１００（％）で算出した。
【００４６】
（５）  摩耗性能
２）摩耗性能；
試供タイヤをトラックに装着し、前記規格荷重相当の荷重付加状態にて、一般路を１００，０００ｋｍ走行した後、タイヤを解体し、
＜ａ＞  タイヤ赤道における摩耗率αｃを、次式で求めた。
（走行後のトレッドゴム厚／走行前のトレッドゴム厚）Ｘ１００（％）
＜ｂ＞  トレッド接地縁における摩耗率αｓを、次式で求めた。
（走行後のトレッドゴム厚／走行前のトレッドゴム厚）Ｘ１００（％）
【００４７】
【表１】
0004307011.tif 000002
【００４８】
【表２】
0004307011.tif 000003
【００４９】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は、タイヤ内腔内に注入する２液混合硬化型の樹脂材の混合時における粘度および、混合後１時間経過後における粘度上昇を特定しているため、タイヤ内腔内での空気溜まりの発生を抑え良品率を高めるとともに、充分な内圧を付与することが可能となり優れた操縦安定性および耐久性を確保できる。内圧の不均一を減じ偏摩耗を軽減にも貢献しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の重荷重用タイヤの一実施例を示す断面図である。
【図２】２液混合硬化型の樹脂材の充填ステップを説明する線図である。
【図３】正規荷重を負荷した場合の接地面の形状を示す線図である。
【符号の説明】
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
７      ブレーカ層
１０    タイヤ基体
１１    リム
Ｆ      接地面の形状
Ｈ      タイヤ内腔
Ｐ      樹脂材
【図１】
0004307011.tif 000004
【図２】
0004307011.tif 000005
【図３】
0004307011.tif 000006