JP2008037114A

JP2008037114A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2008037114A
Application number: JP2006209623A
Authority: JP
Inventors: Koujirou Daishiyou; 康次郎大聖
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2008-02-21

Abstract

【課題】乗心地と転がり抵抗の低下を抑制しながらランフラット耐久性を向上することが可能な、あるいは乗心地の低下を抑制しながらランフラット耐久性を一層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】左右のサイドウォール部２にランフラット走行を可能にする補強ゴム層１５を配置した空気入りタイヤである。補強ゴム層１５は、補強ゴムからなる本体層１６内に補強ゴムより硬度が高いゴムまたは樹脂からなる弾性材料から構成した高弾性体片１７を分散配置している。
【選択図】図１

Description

本発明は、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補強ゴム層を配置した空気入りタイヤに関する。

左右のサイドウォール部に硬度が高い断面三日月状の補強ゴム層を配置し、タイヤがパンクなどによりランフラット状態になった際に補強ゴム層により荷重を支持して連続走行を可能にした空気入りタイヤが知られている。このようなランフラット走行を可能にした空気入りタイヤにおいて、補強ゴム層の厚さを厚くすることで、補強ゴム層の耐久性を増加させ、ランフラット走行距離（ランフラット耐久性）を延ばすことが可能になる。しかし、補強ゴム層の厚さを厚くすると、重量の増加により転がり抵抗が悪化し、更に通常走行時の乗心地が悪化する。

従来、乗心地対策として、補強ゴム層を硬度の高いゴム層と低いゴム層を交互にタイヤ径方向に積層する構成にしたり、或いは補強ゴム層を硬度が高いゴム層と低いゴム層をタイヤ幅方向に並設する構成にするようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

しかしながら、このように硬度の高いゴム層と低いゴム層を並べると、ランフラット走行時にゴム層間の界面に局部的な応力集中が生じてその界面で損傷 (剥離）が発生し易くなり、かつそこで損傷が発生すると界面に沿って進行が早く、ランフラット耐久性が低下するという問題があった。

他方、補強ゴム層内に短繊維を配合して補強ゴム層の硬度を高めることにより、補強ゴム層が厚くなるのを回避し、転がり抵抗の悪化を防止するようにした技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、ランフラット走行時に短繊維と補強ゴムとの界面で剥離が発生し易く、上記と同様にランフラット耐久性が低下するという問題があった。
特開２００３−１１８３２４号公報特開２００４−３０６７７４号公報特開平１１−３４８５１２号公報

本発明の目的は、乗心地と転がり抵抗の低下を抑制しながらランフラット耐久性を向上することが可能な、あるいは乗心地の低下を抑制しながらランフラット耐久性を一層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の空気入りタイヤは、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補強ゴム層を配置した空気入りタイヤにおいて、前記補強ゴム層が補強ゴムからなる本体層内に該補強ゴムより硬度が高いゴムまたは樹脂からなる弾性材料から構成した高弾性体片を分散配置してなることを特徴とする。

上述した本発明によれば、補強ゴムより硬度が高い高弾性体片を本体層内に配置したことにより、補強ゴム層の硬度を高めることができるので、補強ゴム層の厚さを厚くすることなく、ランフラット耐久性を向上することができる。補強ゴム層の厚さを厚くする必要がないので、重量の増加を回避し、転がり抵抗の低下を抑制することができ、かつ乗心地の悪化を抑えることができ、更に補強ゴムの硬度を従来より落としても、ランフラット耐久性の向上が可能になるので、乗心地の改善も期待できる。

また、高弾性体片を分散配置することで、高弾性体片と補強ゴムとの界面に局部的な応力集中が発生するのを回避することができるので、界面で損傷 (剥離）が発生するのを抑制することができる。従って、高弾性体片の混入によるランフラット耐久性の低下を回避することができる。

他方、補強ゴム層を厚くして高弾性体片を本体層内に配置した場合、補強ゴム層の硬度をより高めることができるので、ランフラット耐久性を一層向上することが可能になる。また、補強ゴムの硬度を従来より低くしても、ランフラット耐久性の向上が可能となるため、補強ゴム層の厚さを増大したことに起因する乗心地の低下を抑制することができる。

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、ＴＥはタイヤ赤道面である。

左右のビード部３間にカーカス層４，５が延設され、その両端部がビード部３に埋設したビードコア６の周りにビードフィラー７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。トレッド部１のカーカス層４，５の外周側には、２層のベルト層８が配置され、その外周側にベルトカバー層９が設けられている。トレッド面１０には、タイヤ周方向に延在する周方向溝１１とタイヤ幅方向に延在するラグ溝１２が配設され、これら周方向溝１１とラグ溝１２により陸部１３が区分形成されている。

カーカス層４の内側には、左右のビード部３まで延在するインナーライナー層１４が設けられている。左右のサイドウォール部２には、カーカス層４とインナーライナー層１４との間にランフラット走行を可能にする断面三日月状の補強ゴム層１５が配置してある。この補強ゴム層１５は、ビード部３からトレッド部１のベルト層８の端部の内周側まで延在し、ランフラット走行を可能にする硬度の高い単一の補強ゴムからなる本体層１６内に、補強ゴムより更に硬度が高いゴムまたは樹脂からなる弾性材料から構成した多数の高弾性体片１７を分散配置した構成になっている。

高弾性体片１７は、実質的に均一となるように分散配置するのが好ましく、特にタイヤ周方向において均一的に分散させるのが後述する効果の点からよい。各高弾性体片１７は、同じ硬度の弾性材料から構成しても、異なる硬度の弾性材料から構成してもよく、本体層１６を構成する補強ゴムより硬度が高いものであればよい。高弾性体片１７の形状としては、球状であっても円柱状であってもよく、特に限定されない。

このように本発明では、補強ゴムより硬度が高い高弾性体片１７を本体層１６内に配置したことにより、補強ゴム層１５の硬度を高めことができるので、補強ゴム層１５の厚さを厚くすることなく、ランフラット耐久性を向上することができる。補強ゴム層１５の厚さを厚くする必要がないので、重量の増加を回避し、転がり抵抗の低下を抑制することができると共に、乗心地の悪化を抑えることができ、更に補強ゴムの硬度を従来より落としても、ランフラット耐久性の向上が可能になるので、乗心地の改善も期待できる。

また、高弾性体片１７を分散配置することで、高弾性体片１７と補強ゴムとの界面に局部的な応力集中が発生するのを回避することができるので、界面で損傷 (剥離）が発生するのを抑制することができる。従って、高弾性体片１７の混入によるランフラット耐久性が低下するのを回避することができる。

他方、補強ゴム層１５を厚くして高弾性体片１７を本体層１６内に配置した場合、補強ゴム層１５の硬度をより高めることができるので、ランフラット耐久性を一層向上することができる。また、補強ゴムの硬度を従来使用するものより低くしても、ランフラット耐久性の向上が可能であるため、補強ゴム層１５の厚さ増大による乗心地の低下を抑えることができる。

本発明において、補強ゴムの２０℃におけるＪＩＳＡ硬度と弾性材料の２０℃におけるＪＩＳＡ硬度の硬度差としては、３〜２５の範囲にするのがよい。この硬度差が３より小さいと、上述した効果を達成することが難しくなる。逆に硬度差が２５を超えると、差が大きくなり過ぎるため、高弾性体片１７と補強ゴムとの界面で剥離による損傷が発生し易くなる。好ましくは５以上離すのがよい。

補強ゴムの２０℃におけるＪＩＳＡ硬度としては、ランフラット走行を可能にするため、従来と同様の６０〜８５の範囲を採用することができ、タイヤの種類により適宜選択される。高弾性体片１７の弾性材料の２０℃におけるＪＩＳＡ硬度としては、それより高い６５〜９５の範囲にすることができる。

高弾性体片１７の弾性材料の２０℃におけるＪＩＳＡ硬度が６５より低いと、２０℃におけるＪＩＳＡ硬度を６０程度とする補強ゴムを使用した場合に、上記効果を得ることが難しくなる。高弾性体片１７の弾性材料の２０℃におけるＪＩＳＡ硬度が９５を超えると、硬くなり過ぎて界面剥離が発生し易くなる。

補強ゴム層１５全体の体積に占める高弾性体片１７の体積比率としては、５〜５０％の範囲にするのがよい。高弾性体片１７の体積比率が５％より低いと、高弾性体片１７の量が少な過ぎて上述した効果を得ることが難しくなる。逆に高弾性体片１７の体積比率が５０％より高いと、高弾性体片１７の量が多過ぎるため、高弾性体片１７と補強ゴムとの界面で界面破壊（剥離）が発生し易くなり、かつ隣接する高弾性体片１７が近くに存在することになるため、その破壊が隣の高弾性体片１７の界面に進展し、破壊の進行が早くなる。

高弾性体片１７は、上述したように均一的に分散配置するのが好ましいが、補強ゴム層１５内の幅方向で体積比率を異なるようにしてもよく、また補強ゴム層１５の径方向（タイヤ径方向）で体積比率を異なるようしてもよい。

高弾性体片１７の大きさとしては、図２に示すように、対角線長さＬが０．０１〜７．００ｍｍの範囲となるようにするのがよい。対角線長さＬが０．０１ｍｍ未満であると、小さ過ぎて上述した効果を発揮することが難しくなる。逆に７．００ｍｍを超えると、高弾性体片１７と補強ゴムとの界面から損傷し易くなり、ランフラット耐久性が低下する。なお、ここで言う対角線長さＬとは、高弾性体片１７を２枚の平行な板１８で挟んだ時に２枚の板１８と接する２点ａ，ｂ間の長さである。

補強ゴム１５のゴムの６０℃におけるtan δとしては、ランフラット走行時の発熱を抑えるため、０．０３〜０．１０の範囲を使用することができる。好ましくは０．０４〜０．０８の範囲にするのがよい。なお、ここで言う６０℃におけるtan δ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。

高弾性体片１７にゴム片を使用する場合には、廃棄されたゴム製品、例えば廃タイヤなどを粉砕したゴムチップ片を使用するようにしてもよい。現在の技術では、長さが０．１〜２．０ｍｍ程度のゴムチップ片の作製が可能であるため、問題なく本発明に使用することができる。このように粉砕したゴムチップ片を使用する場合、ゴムチップ片が加硫済ゴムであるため、補強ゴムとの接着が悪いことがある。その場合には、未加硫の補強ゴム層を押出成形する際に、ゴムチップ片の表面を接着性に優れた未加硫ゴムで被覆したものを未加硫の補強ゴムと混合して、未加硫の補強ゴム層を押出成形するようにすればよい。

本発明は、特に乗用車に用いられる空気入りタイヤに好ましく用いることができるが、当然のことながらそれに限定さず、他の用途の空気入りタイヤにも適用することができる。

タイヤサイズを２２５／４５Ｒ１７で共通にし、補強ゴム層の補強ゴムと高弾性体片の弾性材料（ゴムを使用）の２０℃におけるＪＩＳＡ硬度と、補強ゴム層全体の体積に占める高弾性体片の体積比率を表１のようにした図１に示す構成の本発明タイヤ１〜５と、本発明タイヤ１において、補強ゴム層を硬度が高いゴム層と低いゴム層を交互にタイヤ径方向に積層する構成にした従来タイヤ１、補強ゴム層を硬度が高いゴム層と低いゴム層をタイヤ幅方向に並設する構成にした従来タイヤ２、補強ゴム層をポリアミド短繊維を混入して構成した従来タイヤ３、及び補強ゴム層に高弾性体片がない従来タイヤ４をそれぞれ試験タイヤとして作製した。

本発明タイヤ１〜５において、補強ゴムの６０℃におけるtan δは０．０６で共通である。また、本発明タイヤ１〜３，５では、対角線長さが１〜３ｍｍの高弾性体片を使用し、また本発明タイヤ４では、高弾性体片には廃タイヤを粉砕したゴムチップ片（対角線長さが０．１〜２．０ｍｍ程度）を使用した。各試験タイヤにおいて、補強ゴム層の厚さ（最大厚さ部分での厚さ）は、表１に示す通りである。

これら各試験タイヤを以下に示す試験方法により、タイヤ質量と乗心地、及びランフラット耐久性の評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。

タイヤ質量
各試験タイヤの質量を測定し、その結果を従来タイヤ１を１００とする指数値で示した。この値が小さい程タイヤが軽く、従って、転がり抵抗が低いことを示す。

乗心地
各試験タイヤを標準リムに組み付け、空気圧を２２０ｋＰａにし排気量２５００ｃｃの乗用車に装着し、テストコースにおいて、テストドライバーによるフィーリング試験を実施し、その評価結果を従来タイヤ１を１００とする指数値で示した。この値が大きい程、乗心地が優れている。

ランフラット耐久性
各試験タイヤを標準リムに組み付け、空気圧を０kPa にして排気量２５００ccの後輪駆動車の右側後輪に使用し、４名乗車相当の荷重を加えた状態で、楕円形の周回テストコースを反時計周りの方向に２００ｋｍ走行した後、試験タイヤをリムから取り外してタイヤ外観と内面（補強ゴム層の状態）を目視により観察し、その結果を◎、○、△、×の４段階で評価した。

◎は外観及び補強ゴム層に殆ど損傷がないことを意味する。○は外観及び補強ゴム層に著しい損傷がないことを意味する。△は外観及び補強ゴム層に著しい損傷があることを意味する。×は２００ｋｍ走行前にタイヤが破壊して走行不能になったことを意味する。なお、右側後輪以外は、上記と同じサイズのタイヤとリムを使用し、その空気圧を２２０ｋＰａとした。

表１から、本発明タイヤ１〜４は、補強ゴム層の厚さを厚くしてランフラット耐久性を向上した従来タイヤ４より補強ゴム層の厚さを薄くしながら、同等のランフラット耐久性を得ることができるのがわかる。乗心地については、乗心地を改良した従来タイヤ１，２と同レベル以上の乗心地を得ることができることがわかる。従って、補強ゴム層の厚さを厚くする前のタイヤに対して、乗心地と転がり抵抗の低下を抑制しながらランフラット耐久性を向上できる。

また、本発明タイヤ２，３から、補強ゴムの高度を従来より落とし、乗心地を従来タイヤ１，２よりも改善するようにしても、従来タイヤ４と同等のランフラット耐久性を得ることができるのがわかる。従って、補強ゴムの硬度を従来より落としても、ランフラット耐久性の向上が可能になるので、乗心地の改善の可能になる。

他方、補強ゴム層の厚さを従来タイヤ４と同じにした本発明タイヤ５は、ランフラット耐久性を一層改善できることがわかる。その際に、補強ゴムの高度を従来より下げても、従来タイヤ１，２と同じレベルの乗心地を得ることができるのがわかる。従って、補強ゴム層の厚さを厚くする前のタイヤに対して乗心地の低下を抑制しながら、ランフラット耐久性を一層改善することができる。

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半断面図である。高弾性体片の対角線長さの測定方法を示す説明図である。

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
１５補強ゴム層
１６本体層
１７高弾性体片

Claims

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補強ゴム層を配置した空気入りタイヤにおいて、前記補強ゴム層が補強ゴムからなる本体層内に該補強ゴムより硬度が高いゴムまたは樹脂からなる弾性材料から構成した高弾性体片を分散配置してなる空気入りタイヤ。
前記補強ゴムの２０℃におけるＪＩＳＡ硬度が６０〜８５、前記弾性材料の２０℃におけるＪＩＳＡ硬度が６５〜９５で、かつ両者の硬度差が３〜２５である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記補強ゴム層全体の体積に占める前記高弾性体片の体積比率が５〜５０％である請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
前記高弾性体片の対角線長さＬが０．０１〜７．００ｍｍである請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記補強ゴムの６０℃におけるtan δが０．０３〜０．１０である請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。