JP2007091167A - 空気入りタイヤ - Google Patents

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    • B60C11/0041Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts comprising different tread rubber layers
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Abstract

【課題】ランフラット走行性と操縦安定性を維持しながら、摩耗時やバンク走行時における騒音性能を改善することが可能な空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】サイドウォール部2に配置したランフラット走行を可能にするゴム補強層13の外周端部13aをベルト層8Aのエッジ8Aeからベルト幅Wの5%以上タイヤ平面視でベルト層8Aと重複するようにトレッド部1まで延設し、トレッドゴム層11を両ゴム補強層13の外周端13b間に位置する内側ゴム層部11Aとその両側に位置する外側ゴム層部11Bとから構成する。内側ゴム層部11AをJIS A硬度が70以上のゴムから構成する一方、外側ゴム層部11BをJIS A硬度が内側ゴム層部11Aのゴムより5〜15低いゴムから構成する。ゴム補強層13とサイドゴム層12のゴムの損失正接 tanδをそれぞれ0.05〜0.25と0.25〜0.45の範囲にする。
【選択図】図1

Description

本発明は、ランフラット走行を可能にした空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、ランフラット走行性と操縦安定性を維持しながら、摩耗時やバンク走行時における騒音性能を改善するようにした空気入りタイヤに関する。
近年、車両の軽量化、スペースの確保といった要求等から、スペアタイヤを廃止し、ランフラット走行を可能にした空気入りタイヤを使用する動きが高まってきている。そのなかでも、左右のサイドウォール部にランフラット走行を可能にするゴム補強層をそれぞれ配置し、そのゴム補強層によってパンクしたタイヤのサイドウォール部を支持することによりランフラット走行を可能にした空気入りタイヤが知られている(例えば、特許文献1,2参照)。
このような空気入りタイヤにおいて、高性能な車両に使用される断面高さの低いタイヤは、高速耐久性の観点から、トレッドのプロファイルが丸みを帯び、その結果、トレッド面の接地幅がトレッド展開幅の80%程度と狭くなり、接地面積の減少により操縦安定性が低下する。そこで、操縦安定性の低下を補うため、トレッドゴム層にJIS A硬度を70以上にしたゴムを使用し、トレッド剛性を高めるようにしている。
しかしながら、このようにトレッド剛性を高めると、摩耗時やバンク走行時に通常走行時には接地しないトレッド面の外側部分が接地した際に、その振動がゴム補強層で補強した隣接するサイドウォール部を経て車両側に伝達され易くなり、車内騒音が悪化する傾向にある。
特開2004−306658号公報 特開2004−136863号公報
本発明の目的は、サイドウォール部に配置したゴム補強層によりランフラット走行を可能にし、トレッドゴム層にJIS A硬度を70以上にしたゴムを使用した空気入りタイヤにおいて、ランフラット走行性と操縦安定性を維持しながら、摩耗時やバンク走行時における騒音性能を改善することが可能な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本発明は、左右のビード部間にカーカス層を延設し、トレッド部のカーカス層外周側にベルト層を配置し、該ベルト層の外周側にトレッドゴム層を配設し、該トレッドゴム層をJIS A硬度が70以上のゴムから構成し、左右のサイドウォール部に配置した各サイドゴム層の内側にランフラット走行を可能にするゴム補強層を配置した空気入りタイヤにおいて、各ゴム補強層の外周端部を前記ベルト層のエッジからベルト幅の5%以上タイヤ平面視で該ベルト層と重複するようにトレッド部まで延設し、前記トレッドゴム層を前記ゴム補強層の外周端間に位置する内側ゴム層部と、その両側に位置しかつ前記ゴム補強層とタイヤ平面視で重複する外側ゴム層部とから構成し、前記内側ゴム層部をJIS A硬度が70以上のゴムから構成する一方、前記外側ゴム層部をJIS A硬度が前記内側ゴム層部のゴムより5〜15低いゴムから構成し、前記ゴム補強層を60℃における損失正接 tanδが0.05〜0.25のゴムから構成し、かつ前記サイドゴム層を0℃における損失正接 tanδが0.25〜0.45のゴムから構成したことを特徴とする。
上述した本発明によれば、トレッドゴム層全体をJIS A硬度が70以上のゴムから構成する従来の構造に代えて、トレッドゴム層を上記内側ゴム層部と外側ゴム層部とから構成し、摩耗時やバンク走行時に接地する外側ゴム層部をJIS A硬度が低いゴムから構成するため、外側ゴム層部が接地した際の振動を抑制することが可能になり、車内騒音を改善することができる。
また、サイドウォール部に配置されるサイドゴム層のゴムの0℃における損失正接 tanδを上記のように特定することで、サイドウォール部を伝達される振動を抑制することができるため、車内騒音の一層の改善が可能になる。
他方、通常走行時に接地する内側ゴム層部は、従来と同じJIS A硬度が70以上のゴムから構成するので、通常走行時の操縦安定性を損なうことがない。
また、60℃における損失正接 tanδを上記のように規定したゴムからゴム補強層を構成することにより、ランフラット走行性を従来と同じレベルに維持することができる。
以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図1,2は、本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示し、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。
左右のビード部3にはビードコア4がそれぞれ埋設され、各ビードコア4の外周側には、サイドウォール部2まで延在する断面三角形状のビードフィラー5が設けられている。左右のビード部3間に複数(図では2層を例示)のカーカス層6が延設され、その両端部がビードコア4の周りにビードフィラー5を挟み込むようにしてタイヤ内側から外側に折り返されている。
カーカス層6の内側には、左右のビード部3間に延在するインナーライナー層7が設けられている。トレッド部1のカーカス層6の外周側には、複数のベルト層8が配置されている。ベルト層8の外周側にはベルトカバー層9が設けられ、その外周側にトレッド面10を有するトレッドゴム層11が配設されている。
左右のサイドウォール部2には、カーカス層6の外側に0℃における損失正接 tanδが0.25〜0.45のゴムからなる左右のサイドゴム層12が配置されている。各サイドゴム層12より内側に位置するカーカス層6とインナーライナー層7との間には、ランフラット走行を可能にする断面三日月状のゴム補強層13が配設されている。ゴム補強層13は、60℃における損失正接 tanδが0.05〜0.25のゴムから構成され、その外周端部13aが複数のベルト層8の内、最大のベルト幅Wを有する1番ベルト層8Aのエッジ8Aeからベルト幅Wの5%以上タイヤ平面視で1番ベルト層8Aと重複するようにトレッド部1まで延設されている。上限としては、20%とするのが好ましい。20%を超えると、ゴム補強層13が大きくなり、タイヤ内空洞の容量が小さくなって通常走行時に荷重を支えられない虞れがある。
トレッドゴム層11は、ベルト層8と重複するように延在する左右のゴム補強層13の外周端13b間に位置する内側ゴム層部11Aとその両側でゴム補強層13とタイヤ平面視で重複する位置にある両外側ゴム層部11Bとから構成され、内側ゴム層部11AをJIS A硬度(25℃)が70以上のゴムから構成するのに対して、外側ゴム層部11BをJIS A硬度(25℃)が内側ゴム層部11Aのゴムより5〜15低いゴムから構成している。
トレッド面10には、図2に示すように、タイヤ方向Tにストレート状に延在する複数(図では4本を例示)の周方向主溝21A,21B,21C,21Dが設けられている。タイヤ赤道面CLの両側に位置する内側の2本の周方向主溝21B,21C間にはリブ22が形成され、このリブ22には、左側の周方向主溝21Bからタイヤ周方向Tに円弧状に延在するラグ溝23が、タイヤ周方向Tに隣接するラグ溝23に接するようにしてタイヤ周方向Tに所定の間隔で配置されている。
トレッド面10の左側のショルダー領域10Slとセンター領域10Cとを区分する位置に配置した外側の周方向主溝21Aとそれに隣り合う内側の周方向主溝21Bとの間には、タイヤ周方向Tに対して傾斜しながらタイヤ幅方向に延在するラグ溝24がタイヤ周方向Tに所定の間隔で配置され、周方向主溝21A,21Bとラグ溝24によりブロック25が区分形成されている。各ブロック25のタイヤ周方向中央には、周方向主溝21Aからブロック25内に延在する1本のラグ溝26が設けられている。ラブ溝26は、ラグ溝24と同様に傾斜している。
トレッド面10の右側のショルダー領域10Srとセンター領域10Cとを区分する位置に配置した外側の周方向主溝21Dとそれに隣り合う内側の周方向主溝21Cとの間には、リブ27が形成されている。このリブ27には周方向主溝21Cからリブ27内に延在する長さの異なる2種類のラグ溝28,29がタイヤ周方向Tに所定の間隔で交互に配置されている。ラグ溝28,29も、ラグ溝24と同様に傾斜している。
左側のショルダー領域10Slには、周方向主溝21Aからタイヤ幅方向外側に向けて延在するラグ溝30がタイヤ周方向Tに所定の間隔で配置され、それらラグ溝30と周方向主溝21Aにより区分されたブロック31が形成されている。各ブロック31には、タイヤ幅方向に延在する1本のサイプ32が設けられている。
右側のショルダー領域10Srには、タイヤ周方向Tにストレート状に延在する1本の周方向細溝33が周方向主溝21Dの近傍に所定の間隔をあけて設けられ、それら周方向細溝33と周方向主溝21Dの間には細リブ34が形成されている。周方向細溝33と交差するようにして、タイヤ幅方向外側に向けて延在するラグ溝35がタイヤ周方向Tに所定の間隔で配置され、それら周方向細溝33とラグ溝35によりブロック36が区分形成されている。各ブロック36には、タイヤ幅方向に延在する1本のサイプ37が設けられている。
上述した本発明によれば、トレッドゴム層11全体をJIS A硬度が70以上のゴムから構成する従来の構造に代えて、トレッドゴム層11を上記内側ゴム層部11Aと外側ゴム層部11Bとから構成し、摩耗時やバンク走行時に接地する外側ゴム層部11BをJIS A硬度が内側ゴム層部11Aのゴムより低いゴムから構成するため、外側ゴム層部11Bが接地した際の振動が抑制され、車内騒音の改善ができる。
また、サイドウォール部2に配置されるサイドゴム層12のゴムの0℃における損失正接 tanδを上記のように規定することにより、サイドウォール部2を伝達される振動を抑制することができるので、車内騒音の一層の改善が可能になる。
他方、通常走行時に接地する内側ゴム層部11Aは、従来と同じJIS A硬度が70以上のゴムから構成するので、通常走行時の操縦安定性を損なうことがない。
また、ゴム補強層13のゴムの60℃における損失正接 tanδを上記のように特定することで、ランフラット走行性を従来と同レベルに維持することができる。
内側ゴム層部11Aのゴムに対する外側ゴム層部11BのゴムのJIS A硬度の差が5未満であると、外側ゴム層部11Bが接地した際の振動を効果的に抑制することが難しくなる。逆に差が15を超えると、操縦安定性が低下する。内側ゴム層部11AのゴムのJIS A硬度の上限値としては、乗心地と操縦安定性のバランスの観点から、78以下にするのがよい。
サイドゴム層12のゴムの0℃における損失正接 tanδが0.25より小さいと、操縦安定性が低下する。逆に0.45より大きいと、発熱が大きくなるためランフラット走行性が低下する。
ゴム補強層13のゴムの60℃における損失正接 tanδが0.05未満であると、隣接する部材との間の接着性が低下するためランフラット走行性の悪化を招き、更に操縦安定性が低下する。逆に0.25を超えると、発熱が大きくなり、熱に起因するゴム補強層13の破壊等でランフラット走行性が低下する。
本発明において、内側ゴム層部11Aに位置する内側トレッド面領域10Aには、周方向主溝2A〜2D、ラグ溝23,24,26,28,29、ラグ溝30の一部、周方向細溝33、ラグ溝35の一部が配置され、各外側ゴム層部11Bに位置する外側トレッド面領域10Bには一部を除いたラグ溝30或いはラグ溝35の部分が配置されているが、内側トレッド面領域10Aに配置した溝の内のラグ溝23,24,26,28,29及びラグ溝30,35の一部の合計溝面積Aと、各外側トレッド面領域10Bに配置した溝の内のラグ溝(ここでは一部を除いたラグ溝30或いはラグ溝35の部分)の合計溝面積Bとの比A/Bを1〜1.6の範囲にするのがよい。
なお、ここで言うラグ溝とは、タイヤ幅方向に平行或いは傾斜して延在する溝に加えて、タイヤ周方向に環状に延在する周方向溝であっても、トレッド面を1周にわたって展開し、展開した周方向溝の一端から他端が見通すことができない蛇行する周方向溝は、ラグ溝に含めるものとする。また、本発明で言う外側トレッド面領域10Bとは、その外側端がトレッド展開幅TDWを規定する位置Mまでの領域である。
比A/Bが1より小さいと、ラグ溝面積の増加により外側トレッド面領域10Bの剛性が低下し、操縦安定性が低下する。比A/Bが1.6より大きいと、ラグ溝面積の減少により外側トレッド面領域10Bでの放熱性が低下し、それにより高速走行時の発熱によるトレッドゴム硬さの低下により操縦安定性が低下する。
外側トレッド面領域10Bにおけるタイヤ幅方向成分のスノートラクションインデックスSTIとしては、70〜90の範囲するのが好ましい。タイヤ幅方向成分のスノートラクションインデックスSTIが70より小さいと、外側トレッド面領域10Bにおける放熱性が低下するため、熱によるトレッドゴム硬さの低下により操縦安定性の悪化を招く。逆に90を超えると、剛性不足により操縦安定性が低下する。
なお、ここで言う外側トレッド面領域10Bにおけるタイヤ幅方向成分のスノートラクションインデックスSTIは、下記の式で求めるものとする。
STI=−6.8+2202×ρ1+672×ρ2+7.6×Dg
但し、ρ1:前後方向(タイヤ周方向)に直交する面に投影した外側トレッド面領域1 0Bの全溝長さ(mm)/外側トレッド面領域10Bの全面積(mm2 ) 〔1/m〕
ρ2:前後方向(タイヤ周方向)に直交する面に投影した外側トレッド面領域1 0Bの全サイプ長さ(mm)/外側トレッド面領域10Bの全面積(mm 2 )〔1/m〕
Dg:外側トレッド面領域10Bに配置した溝の平均深さ〔mm〕
外側トレッド面領域10Bに配置するラグ溝30,35の溝幅の平均としては、それぞれ3〜5mmの範囲にするのが好ましい。溝幅の平均が3mm未満であると、外側トレッド面領域10Bでの放熱性が低下し、逆に5mmを超えると、接地時に騒音が悪化する。
上記フィードフィラー5は、60℃における損失正接 tanδが0.05〜0.25のゴムから構成するのが、良好なランフラット走行性能を確保する上で好ましい。
上記実施形態では、トレッド面にサイプを配置した空気入りタイヤを例示したが、サイプを配置していないトレッドパターンを有する空気入りタイヤであってもよい。
なお、本発明で言うJIS A硬度は、JIS K6253に準拠して測定する。また、損失正接 tanδは、粘弾性スペクトロメーター(東洋精機製作所製)を使用し、温度60℃、周波数20Hz、初期歪10%、動歪±2%の条件で測定するものとする。
本発明は、特に乗用車用の空気入りタイヤに好ましく用いることができるが、それに限定されない。
タイヤサイズを275/40R20で共通にし、内側ゴム層部のゴムのJIS A硬度、及び外側ゴム層部のゴムのJIS A硬度を表1のようにした図1,2の構成を有する本発明タイヤ1〜3と比較タイヤ1,2、及び従来タイヤ(トレッドゴム層全体をJIS A硬度が70のゴムから構成)をそれぞれ作製した。
各試験タイヤ共に、ゴム補強層の外周端部は1番ベルト層のエッジからベルト幅の10%の位置までタイヤ平面視で重複するようにトレッド部まで延設されている。
本発明タイヤ1〜3及び比較タイヤ1,2において、ゴム補強層のゴムの60℃における損失正接 tanδは0.15、サイドゴム層のゴムの0℃における損失正接 tanδは0.35、ビードフィラーのゴムの60℃における損失正接 tanδは0.15、比A/Bは1.3、外側トレッド面領域におけるタイヤ幅方向成分のスノートラクションインデックスSTIは80、外側トレッド面領域のラグ溝の溝幅の平均は3mmで共通である。
従来タイヤにおいて、ゴム補強層のゴムの60℃における損失正接 tanδは0.30、サイドゴム層のゴムの0℃における損失正接 tanδは0.50、ビードフィラーのゴムの60℃における損失正接 tanδは0.35、内側トレッド面領域に対応するトレッド面の領域に配置した溝の内のラグ溝の合計溝面積Aと外側トレッド面領域に対応するトレッド面の領域に配置した溝の内のラグ溝の合計溝面積Bとの比A/Bは1.7、外側トレッド面領域に対応するトレッド面の領域おけるタイヤ幅方向成分のスノートラクションインデックスSTIは60、外側トレッド面領域に対応するトレッド面の領域のラグ溝の溝幅の平均は6mmである。
これら各試験タイヤを以下に示す試験方法により、操縦安定性、騒音性能、及びランフラット走行性の評価試験を行ったところ、表1に示す結果を得た。
操縦安定性
各試験タイヤをリムサイズ20×9Jのリムに装着し、空気圧を260kPa にして排気量4.6Lの4輪駆動車に取り付け、サーキットコースにおいてテストドライバーによる官能試験を実施し、その評価結果を従来タイヤを100とする指数値で示した。この値が大きい程、操縦安定性が優れている。
騒音性能
各試験タイヤを上記と同様にして排気量4.6Lの4輪駆動車に取り付け、テストドライバーによりバンク走行時の車内騒音の官能試験を実施し、その評価結果を従来タイヤを100とする指数値で示した。この値が大きい程騒音が低く、騒音性能が優れている。
ランフラット走行性
各試験タイヤをリムサイズ20×9Jのリムに装着し、空気圧を0kPa にして上記4輪駆動車の左側前輪に使用し、テストドライバーにより楕円形の周回テストコースを時計周りの方向に連続走行し、テストドライバーがタイヤ故障による異常振動を感じ、走行を停止するまでの走行距離を測定した。その結果を従来タイヤを100とする指数値で示した。この値が大きい程、ランフラット走行性が優れている。
なお、左側前輪以外は、上記と同じサイズのタイヤを使用し、その空気圧を260kPa とした。
Figure 2007091167
表1から、本発明タイヤは、ランフラット走行性と操縦安定性を維持しながら、騒音性能を改善できることがわかる。
タイヤサイズを実施例1と同じにし、ゴム補強層のゴムの60℃における損失正接 tanδを表2のようにした本発明タイヤ4〜6と比較タイヤ3,4をそれぞれ作製した。
各試験タイヤ共に、ゴム補強層のゴムの60℃における損失正接 tanδを表2に示す値、外側ゴム層部のゴムのJIS A硬度を65にした他は、実施例1の本発明タイヤ及び比較タイヤと同様である。
これら各試験タイヤを実施例1に示す試験方法により、操縦安定性、騒音性能、及びランフラット走行性の評価試験を行ったところ、表2に示す結果を得た。
Figure 2007091167
表2から、本発明タイヤは、ランフラット走行性と操縦安定性を維持しながら、騒音性能を改善できることがわかる。
タイヤサイズを実施例1と同じにし、サイドゴム層のゴムの60℃における損失正接 tanδを表3のようにした本発明タイヤ7〜9と比較タイヤ5,6をそれぞれ作製した。
各試験タイヤ共に、サイドゴム層のゴムの60℃における損失正接 tanδを表3、外側ゴム層部のゴムのJIS A硬度を65にした他は、実施例1の本発明タイヤ及び比較タイヤと同様である。
これら各試験タイヤを実施例1に示す試験方法により、操縦安定性、騒音性能、及びランフラット走行性の評価試験を行ったところ、表3に示す結果を得た。
Figure 2007091167
表3から、本発明タイヤは、ランフラット走行性と操縦安定性を維持しながら、騒音性能を改善できることがわかる。
本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示すタイヤ子午線要部断面図である。 図1のタイヤにおいて、トレッド面を含むタイヤのデザインエンドまでの要部展開図である。
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
4 ビードコア
5 ビードフィラー
6 カーカス層
8 ベルト層
8A 1番ベルト層
8Ae エッジ
10 トレッド面
10A 内側トレッド面領域
10B 外側トレッド面領域
11 トレッドゴム層
11A 内側ゴム層部
11B 外側ゴム層部
12 サイドゴム層
13 ゴム補強層
13a 外周端部
13b 外周端 23,24,26,28,29,30,35 ラグ溝
32,37 サイプ
T タイヤ周方向
W ベルト幅

Claims (5)

  1. 左右のビード部間にカーカス層を延設し、トレッド部のカーカス層外周側にベルト層を配置し、該ベルト層の外周側にトレッドゴム層を配設し、該トレッドゴム層をJIS A硬度が70以上のゴムから構成し、左右のサイドウォール部に配置した各サイドゴム層の内側にランフラット走行を可能にするゴム補強層を配置した空気入りタイヤにおいて、
    各ゴム補強層の外周端部を前記ベルト層のエッジからベルト幅の5%以上タイヤ平面視で該ベルト層と重複するようにトレッド部まで延設し、前記トレッドゴム層を前記ゴム補強層の外周端間に位置する内側ゴム層部と、その両側に位置しかつ前記ゴム補強層とタイヤ平面視で重複する外側ゴム層部とから構成し、前記内側ゴム層部をJIS A硬度が70以上のゴムから構成する一方、前記外側ゴム層部をJIS A硬度が前記内側ゴム層部のゴムより5〜15低いゴムから構成し、前記ゴム補強層を60℃における損失正接 tanδが0.05〜0.25のゴムから構成し、かつ前記サイドゴム層を0℃における損失正接 tanδが0.25〜0.45のゴムから構成した空気入りタイヤ。
  2. 前記トレッドゴム層のトレッド面に溝を有し、前記内側ゴム層部に位置する内側トレッド面領域に配置した溝の内のラグ溝の合計溝面積Aと各外側ゴム層部に位置する外側トレッド面領域に配置した溝の内のラグ溝の合計溝面積Bとの比A/Bを1〜1.6にした請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記外側ゴム層部に位置する外側トレッド面領域におけるタイヤ幅方向成分のスノートラクションインデックスSTIを70〜90にした請求項1または2に記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記外側ゴム層部に位置する外側トレッド面領域にタイヤ幅方向に延在するラグ溝を有し、該ラグ溝の溝幅の平均を3〜5mmにした請求項1,2または3に記載の空気入りタイヤ。
  5. 左右のビード部に配置したビードコアの外周側に、60℃における損失正接 tanδが0.05〜0.25のゴムからなるフィードフィラーを有する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
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