JP2005219512A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 ランフラット走行時の耐久性を向上すると共に、良好なコーナリング性能を確保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】 カーカス層４Ａ，４Ｂとベルト層８Ａ，８Ｂとを有し、サイドウォール部２の補強構造に基づくランフラット走行性能を備えた空気入りタイヤにおいて、ベルト層８Ａとカーカス層４Ｂとの間にインシュレーション材９を挿入し、該インシュレーション材９で隔離されるベルト層８Ａとカーカス層４Ｂの相互間隔をＡとし、トレッド１のセンター側での溝下ゴムゲージをＢとしたとき、少なくとも接地幅の６０％の領域にわたり、０．５Ｂ≦Ａ≦１０Ｂの関係を満足する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ランフラット走行性能を備え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耐久性を向上すると共に、良好なコーナリング性能を確保することを可能にした空気入りタイヤに関する。

従来、ランフラット走行性能を有する空気入りタイヤとして、サイドウォール部に断面三日月状のゴム補強層を設け、該ゴム補強層の剛性に基づいてパンク時のタイヤの縦撓みを抑制し、タイヤケーシングの破壊を防止するようにした空気入りタイヤが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ところが、サイドウォール部に断面三日月状のゴム補強層を設けた場合、ランフラット走行時において、トレッド部の中央部がタイヤ径方向内側に窪んでバックリングを起こして路面と接しなくなる。その結果、ショルダー領域での接地圧が上昇し、発熱や機械的疲労によりタイヤの耐久性が低下することになる。また、十分なコーナリングパワーが発生せず旋回走行時の安定性が劣るという問題や、異常摩耗により寿命が低下するという問題も生じている。
特開平８−２５９２３号公報

本発明の目的は、ランフラット走行時の耐久性を向上すると共に、良好なコーナリング性能を確保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。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至るカーカス層と、前記トレッド部におけるカーカス層の外周側に埋設されたベルト層とを有し、前記サイドウォール部の補強構造に基づくランフラット走行性能を備えた空気入りタイヤにおいて、前記ベルト層と前記カーカス層との間にインシュレーション材を挿入し、該インシュレーション材で隔離されるベルト層とカーカス層の相互間隔をＡとし、前記トレッド部のセンター側の溝下ゴムゲージをＢとしたとき、少なくとも接地幅の６０％の領域にわたり、０．５Ｂ≦Ａ≦１０Ｂの関係を満足するようにしたことを特徴とするものである。

また、上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至る２層のカーカス層と、前記トレッド部におけるカーカス層の外周側に埋設されたベルト層とを有し、前記サイドウォール部の補強構造に基づくランフラット走行性能を備えた空気入りタイヤにおいて、前記トレッド部において前記カーカス層の層間にインシュレーション材を挿入し、該インシュレーション材で隔離されるカーカス層の相互間隔をＣとし、前記トレッド部のセンター側の溝下ゴムゲージをＢとしたとき、少なくとも接地幅の６０％の領域にわたり、０．５Ｂ≦Ｃ≦１０Ｂの関係を満足するようにしたことを特徴とするものである。

本発明では、サイドウォール部の補強構造に基づくランフラット走行性能を備えた空気入りタイヤにおいて、ベルト層とカーカス層との間にインシュレーション材を挿入し、該インシュレーション材で隔離されるベルト層とカーカス層の相互間隔Ａを溝下ゴムゲージＢに対して規定することにより、トレッド部の曲げ剛性を増大させて低内圧時のトレッド部のバックリングを防止する。これにより、ランフラット走行時において、トレッド部全体が接地するようになり、応力集中が緩和されるので、ランフラット走行時の耐久性を向上し、更には良好なコーナリング性能を確保することができる。

インシュレーション材で隔離されるベルト層とカーカス層の相互間隔Ａは一定とするか、又は、トレッド部のセンター側からショルダー側に向けて漸減させることが好ましい。これにより、良好な補強構造を形成することができる。また、トレッド部にはタイヤ周方向に対するコード角度が６０°〜９０°である補強層をベルト層に沿うように埋設し、特に補強層をベルト層の外周側に配置することが好ましい。このようにタイヤ周方向に対するコード角度を大きく設定した補強層は、トレッド部の曲げ剛性を高めてバックリングを更に効果的に防止する。

２層のカーカス層を備える場合、トレッド部においてカーカス層の層間にインシュレーション材を挿入し、該インシュレーション材で隔離されるカーカス層の相互間隔Ｃを溝下ゴムゲージＢに対して規定することで、上記と同様の作用効果を得ることができる。この場合、カーカス層がタイヤ子午線断面にて描くカーカスラインを、ビードフィラーの頂点位置よりもタイヤ径方向外側では変曲点及び屈曲点を持たない曲線から構成することが好ましい。

本発明において、インシュレーション材は、JIS A 硬度５０〜９０のゴム組成物、熱可塑性樹脂、又は、ゴム組成物を含む熱可塑性樹脂から構成することができる。

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。

図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示し、図２はその要部を示すものである。図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間には複数層のカーカス層４Ａ，４Ｂが装架されている。カーカス層４Ａ，４Ｂは、タイヤ幅方向の端部がビード部３に埋設されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返され、ビードコア５上に配置された高硬度ゴムからなるビードフィラー６を包み込んでいる。これらカーカス層４Ａ，４Ｂは、それぞれ引き揃えられた複数本の補強コードを含み、タイヤ周方向に対するコード角度が７５°〜９０°に設定されている。カーカス層４Ａ，４Ｂの補強コードとしては、有機繊維コード等を使用することができる。また、サイドウォール部２におけるカーカス層４Ａ，４Ｂの内側には、高硬度ゴムからなる断面三日月状のゴム補強層７が配置されている。この断面三日月状のゴム補強層７はサイドウォール部２の剛性を高めてランフラット走行を可能にするものである。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４Ａ，４Ｂの外周側には、複数層のベルト層８Ａ，８Ｂがタイヤ全周にわたって配置されている。これらベルト層８Ａ，８Ｂは、それぞれ引き揃えられた複数本の補強コードを含み、タイヤ周方向に対するコード角度が１５°〜３５°に設定されている。ベルト層８Ａ，８Ｂの補強コードとしては、スチールコード等を使用することができる。トレッド部１には、多数の溝９が形成されている。

上記空気入りタイヤにおいて、最内層のベルト層８Ａと最外層のカーカス層４Ｂとの間にはインシュレーション材１０が挿入されている。図２に示すように、インシュレーション材１０で隔離されるベルト層８Ａとカーカス層４Ｂの相互間隔をＡとし、トレッド部１のセンター側で測定される溝下ゴムゲージをＢとしたとき、少なくとも接地幅ＴＣＷの６０％の幅Ｗにて規定される領域において、０．５Ｂ≦Ａ≦１０Ｂの関係が満たされている。接地幅とは、タイヤをＪＡＴＭＡイヤーブック（２００３年度版）に規定される標準リムに組み付け、最大負荷能力に対応する空気圧を充填し、最大負荷能力の８８％に相当する荷重を負荷したときのタイヤ軸方向の最大接地幅である。

ここで、インシュレーション材１０で隔離されるベルト層８Ａとカーカス層４Ｂの相互間隔Ａが０．５Ｂ未満であると曲げ剛性が不足してトレッド部１のバックリングを防止する効果が得られず、逆に１０Ｂを超えるとインシュレーション材１０の発熱により耐久性が悪化することになる。また、上記関係を満足する領域が接地幅ＴＣＷの６０％未満であると曲げ剛性の確保が困難になる。

インシュレーション材１０で隔離されるベルト層８Ａとカーカス層４Ｂは互いに平行に配置され、その相互間隔Ａが一定になっている。但し、相互間隔Ａはトレッド部１のセンター側からショルダー側に向けて漸減させても良い。いずれにせよ、相互間隔Ａがトレッド部１のショルダー側からセンター側に向けて漸減し、インシュレーション材１０がトレッド部１のセンター側で凹状に窪んでいると、必要な曲げ剛性を確保することが困難になる。

上記トレッド部１において、ベルト層４Ａ，４Ｂの外周側には補強層１１が埋設されている。この補強層１１は、引き揃えられた複数本の補強コードを含み、タイヤ周方向に対するコード角度が６０°〜９０°、より好ましくは８０°〜９０°に設定されている。補強層１１の追加は任意であるが、この補強層１１はトレッド部１のバックリングを効果的に防止する。なお、補強層１１のコード角度が６０°未満であると断面方向の補強効果が不十分になる。補強層１１の補強コードとしては、ナイロンコード等を使用することができる。

インシュレーション材１０の構成材料としては、JIS A 硬度５０〜９０のゴム組成物、熱可塑性樹脂、又は、ゴム組成物を含む熱可塑性樹脂から構成することができる。ゴム組成物のゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エポキシ化天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ＮＢＲ、水素化ＳＢＲ、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等を使用することができる。勿論、上記ゴム組成物には、補強剤、オイル、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤等のゴム工業で通常使用される配合剤を添加することができる。

熱可塑性樹脂としては、ポリアミド系樹脂〔例えばナイロン６（Ｎ６）、ナイロン６６（Ｎ６６）、ナイロン４６（Ｎ４６）、ナイロン１１（Ｎ１１）、ナイロン１２（Ｎ１２）、ナイロン６１０（Ｎ６１０）、ナイロン６１２（Ｎ６１２）、ナイロン６／６６共重合体（Ｎ６／６６）、ナイロン６／６６／６１０共重合体（Ｎ６／６６／６１０）、ナイロンＭＸＤ６、ナイロン６Ｔ、ナイロン６／６Ｔ共重合体、ナイロン６６／ＰＰ共重合体、ナイロン６６／ＰＰＳ共重合体〕、ポリエステル系樹脂〔例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンイソフタレート（ＰＥＩ）、ポリブチレンテレフタレート／テトラメチレングリコール共重合体、ＰＥＴ／ＰＥＩ共重合体、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、液晶ポリエステル、ポリオキシアルキレンジイミドジ酸／ポリブチレンテレフタレート共重合体などの芳香族ポリエステル〕、ポリニトリル系樹脂〔例えばポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメタクリロニトリル、アクリロニトリル／スチレン共重合体（ＡＳ）、メタクリロニトリル／スチレン共重合体、メタクリロニトリル／スチレン／ブタジエン共重合体〕、ポリ（メタ）アクリレート系樹脂〔例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリメタクリル酸エチル、エチレンエチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレンアクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレンメチルアクリレート樹脂（ＥＭＡ）〕、ポリビニル系樹脂〔例えば酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ビニルアルコール／エチレン共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、塩化ビニル／塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニリデン／メチルアクリレート共重合体〕、セルロース系樹脂〔例えば酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース〕、フッ素系樹脂〔例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリクロルフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフロロエチレン／エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）〕、イミド系樹脂〔例えば芳香族ポリイミド（ＰＩ）〕などを挙げることができる。これら熱可塑性樹脂には、上記のようなゴム組成物を分散させるようにしても良い。

インシュレーション材１０は、全幅にわたって均一の物性を有する材料から構成することが可能であるが、求められる性能を考慮して、タイヤ幅方向の部位に応じて物性を変化させることも可能である。

上述のように構成される空気入りタイヤでは、サイドウォール部２の補強構造に基づいてランフラット走行性能を発揮することが可能であるが、ベルト層８Ａとカーカス層４Ｂとの間にインシュレーション材１０を挿入し、インシュレーション材１０で隔離されるベルト層８Ａとカーカス層４Ｂの相互間隔Ａを溝下ゴムゲージＢに対して適切に規定しているので、トレッド部１の断面方向の曲げ剛性を増大させて低内圧時のトレッド部１のバックリングを防止することができる。その結果、ランフラット走行時において、トレッド部１が全体的に接地するようになり、接地圧分布が均一化するので、ランフラット走行時の耐久性を向上し、更には良好なコーナリング性能を確保することができる。

図３は本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを示し、図４はその要部を示すものである。本実施形態は、ベルト層とカーカス層との間にインシュレーション材を挿入する替わりに、２層のカーカス層の層間にインシュレーション材を挿入したものであるので、図１及び図２と同一物には同一符号を付してその部分の詳細な説明は省略する。

図３に示すように、本実施形態の空気入りタイヤでは、トレッド部１におけるカーカス層４Ａ，４Ｂの層間にインシュレーション材１０が挿入されている。図４に示すように、インシュレーション材１０で隔離されるカーカス層４Ａ，４Ｂの相互間隔をＣとし、トレッド部１のセンター側で測定される溝下ゴムゲージをＢとしたとき、少なくとも接地幅ＴＣＷの６０％の幅Ｗにて規定される領域において、０．５Ｂ≦Ｃ≦１０Ｂの関係が満たされている。

ここで、インシュレーション材１０で隔離されるカーカス層４Ａ，４Ｂの相互間隔Ｃが０．５Ｂ未満であると曲げ剛性が不足してトレッド部１のバックリングを防止する効果が得られず、逆に１０Ｂを超えるとインシュレーション材１０の発熱により耐久性が悪化することになる。また、上記関係を満足する領域が接地幅ＴＣＷの６０％未満であると曲げ剛性の確保が困難になる。

インシュレーション材１０で隔離されるカーカス層４Ａ，４Ｂは互いに平行に配置され、その相互間隔Ｃが一定になっている。但し、相互間隔Ｃはトレッド部１のセンター側からショルダー側に向けて漸減させても良い。いずれにせよ、相互間隔Ｃがトレッド部１のショルダー側からセンター側に向けて漸減し、インシュレーション材１０がトレッド部１のセンター側で凹状に窪んでいると、必要な曲げ剛性を確保することができない。

また、カーカス層４Ａ，４Ｂがタイヤ子午線断面にて描くカーカスラインは、ビードフィラー６の頂点位置よりもタイヤ径方向外側では変曲点及び屈曲点を持たない曲線から構成されている。なお、変曲点とはカーカスラインの曲率が反転する点であり、屈曲点とはカーカスラインが屈曲する点である。インシュレーション材１０を付加した結果、カーカスラインが変曲点又は屈曲点を持つ曲線から構成されることになると、カーカス層４Ａ，４Ｂがテンションメンバーとして有効に機能しなくなる。

上述のように構成される空気入りタイヤでは、サイドウォール部２の補強構造に基づいてランフラット走行性能を発揮することが可能であるが、カーカス層４Ａ，４Ｂとの層間にインシュレーション材１０を挿入し、インシュレーション材１０で隔離されるカーカス層４Ａ，４Ｂの相互間隔Ｃを溝下ゴムゲージＢに対して適切に規定しているので、トレッド部１の断面方向の曲げ剛性を増大させて低内圧時のトレッド部１のバックリングを防止することができる。その結果、ランフラット走行時において、トレッド部１が全体的に接地するようになり、接地圧分布が均一化するので、ランフラット走行時の耐久性を向上し、更には良好なコーナリング性能を確保することができる。

上述した各実施形態では、サイドウォール部の補強構造としてゴム補強層を設けた場合について説明したが、本発明ではサイドウォール部の補強構造としてゴム補強層以外の補強材を採用することが可能である。

タイヤサイズ２４５／４０Ｒ１８で、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至る２層のカーカス層と、トレッド部におけるカーカス層の外周側に埋設された２層のベルト層とを有し、サイドウォール部の補強構造に基づくランフラット走行性能を備えた空気入りタイヤにおいて、トレッド部の補強構造だけを種々異ならせた従来例及び実施例１，２のタイヤをそれぞれ製作した。

実施例１は、図１に示すタイヤ構造を有し、少なくとも接地幅の６０％の領域において、インシュレーション材で隔離されるベルト層とカーカス層の相互間隔Ａが溝下ゴムゲージＢに対してＡ＝１．４Ｂの関係を満足している。実施例２は、図３に示すタイヤ構造を有し、少なくとも接地幅の６０％の領域において、インシュレーション材で隔離されるカーカス層の相互間隔Ｃが溝下ゴムゲージＢに対してＣ＝１．４Ｂの関係を満足している。従来例は、図５に示すタイヤ構造を有し、トレッド部にベルト層以外の補強層とインシュレーション材を備えていない。

これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、ランフラット走行時の耐久性とコーナリング性能を評価し、その結果を表１に示した。

ランフラット走行時の耐久性：
各試験タイヤをリムサイズ１８×８ 1/2ＪＪのホイールに組み付け、バルブコアを抜いた空気圧０ｋＰａの状態で後輪駆動車の前輪右側に装着し、楕円形の周回コースを９０ｋｍ／ｈの速度で反時計廻りに走行し、テストドライバーがタイヤ故障による異常振動を感じ、走行を中止するまでの距離を測定した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐久性が優れていることを意味する。

ランフラット走行時のコーナリング性能：
上記耐久性試験において、テストドライバーが旋回時の安定性をフィーリングにより評価した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど操縦性が優れていることを意味する。

この表１から判るように、実施例１，２のタイヤは、従来例のタイヤに比べてランフラット走行時の耐久性とコーナリング性能が共に優れていた。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。 図１に示す空気入りタイヤの要部拡大図である。 本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。 図３に示す空気入りタイヤの要部拡大図である。 従来の空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４Ａ，４Ｂ カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ ゴム補強層
８Ａ，８Ｂ ベルト層
９ 溝
１０ インシュレーション材
１１ 補強層
Ａ ベルト層とカーカス層との相互間隔
Ｂ 溝下ゴムゲージ
Ｃ カーカス層の相互間隔

Claims (9)

1. トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至るカーカス層と、前記トレッド部におけるカーカス層の外周側に埋設されたベルト層とを有し、前記サイドウォール部の補強構造に基づくランフラット走行性能を備えた空気入りタイヤにおいて、前記ベルト層と前記カーカス層との間にインシュレーション材を挿入し、該インシュレーション材で隔離されるベルト層とカーカス層の相互間隔をＡとし、前記トレッド部のセンター側の溝下ゴムゲージをＢとしたとき、少なくとも接地幅の６０％の領域にわたり、０．５Ｂ≦Ａ≦１０Ｂの関係を満足するようにした空気入りタイヤ。
2. 前記インシュレーション材で隔離されるベルト層とカーカス層の相互間隔Ａを一定にした請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記インシュレーション材で隔離されるベルト層とカーカス層の相互間隔Ａをトレッド部のセンター側からショルダー側に向けて漸減させた請求項１に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記トレッド部にタイヤ周方向に対するコード角度が６０°〜９０°である補強層を前記ベルト層に沿うように埋設した請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記補強層を前記ベルト層の外周側に配置した請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至る２層のカーカス層と、前記トレッド部におけるカーカス層の外周側に埋設されたベルト層とを有し、前記サイドウォール部の補強構造に基づくランフラット走行性能を備えた空気入りタイヤにおいて、前記トレッド部において前記カーカス層の層間にインシュレーション材を挿入し、該インシュレーション材で隔離されるカーカス層の相互間隔をＣとし、前記トレッド部のセンター側の溝下ゴムゲージをＢとしたとき、少なくとも接地幅の６０％の領域にわたり、０．５Ｂ≦Ｃ≦１０Ｂの関係を満足するようにした空気入りタイヤ。
7. 前記カーカス層がタイヤ子午線断面にて描くカーカスラインを、ビードフィラーの頂点位置よりもタイヤ径方向外側では変曲点及び屈曲点を持たない曲線から構成した請求項６に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記インシュレーション材をJIS A 硬度５０〜９０のゴム組成物から構成した請求項１〜７のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
9. 前記インシュレーション材をJIS A 硬度５０〜９０の熱可塑性樹脂、又は、ゴム組成物を含む熱可塑性樹脂から構成した請求項１〜７のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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