JP2008273354A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】通常走行時における乗り心地性を向上させながら、ランフラット走行時における耐久性を安定化すると共に、耐久性を向上するよう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の内部に断面が三日月状の硬質の補強ゴム層５を配置したランフラット用の空気入りタイヤ１において、補強ゴム層５の最大厚さ位置Ｑを含み、かつタイヤ幅方向の内側から外側に向かう領域に本体ゴム５ｂよりも硬度の低い軟質ゴム５ａを挿入すると共に、この軟質ゴム５ａのタイヤ幅方向の外側にタイヤ径方向に横断し、かつタイヤ周方向に連続する補強層１１を配置した。
【選択図】図１

Description

本発明は空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、通常走行時における乗り心地性を向上させながら、ランフラット走行時における耐久性を安定化すると共に、耐久性を向上するようにした空気入りタイヤに関する。

タイヤがパンクしてもそのまま一定距離を安全に走行可能にしたランフラット用の空気入りタイヤには、これまで種々の形態のものが提案されている。これらのうち、タイヤサイドウォール部の内部に断面が三日月状の硬質ゴムからなる補強ゴム層を配置したものがある。この種のランフラットタイヤは、タイヤがパンクしてゼロプレッシャーになったとき、サイドウォール部に配置した三日月状の補強ゴム層が車両の負荷荷重を支えて走行するようになっており、一般の空気入りタイヤと同じリムを使用できることから、広く普及するようになっている。

しかしながら、サイドウォール部に三日月状の補強ゴム層を配置したタイヤは、補強ゴム層が高い剛性を有するため、通常走行時における乗り心地性が悪化するという問題があった。さらには、タイヤがパンクして充填内圧が低下したとき、車両の負荷荷重により補強ゴム層の薄肉部分に応力が集中するため亀裂が生じ易く、これが成長してカーカス層を破断してしまうという問題があった。

従来、通常走行時の乗り心地性とランフラット走行時の耐久性とを両立させるために、三日月状の補強ゴム層に軟質ゴムを組み合わせるようにした提案がある（例えば、特許文献１、２参照）。ところが、何れの提案にあっても、通常走行時の乗り心地性はある程度改善されるものの、ランフラット走行時において軟質ゴムに亀裂が生じて、耐久性を確実に改善するまでには至っていなかった。

また、三日月状の補強ゴム層の内部に補強層を配置して負荷荷重による歪み量を低減させると共に、この補強層によりクラックのタイヤ幅方向への成長を遮断させることによりランフラット耐久性を安定化させるようにした提案がある（特許文献３参照）。しかし、この提案は通常走行時の乗り心地性を改善するものではないので、通常走行時の乗り心地性とランフラット走行時の耐久性とを両立させるための対策とはなり得なかった。
特開２００４−３０６７７１号公報 特開２００２−２１１２１６号公報 特開２００６−２２４８３７号公報

本発明の目的は、上述する従来の問題点を解消するもので、通常走行時における乗り心地性を向上させながら、ランフラット走行時における耐久性を安定化すると共に、耐久性を向上するよう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、左右一対のサイドウォール部の内部に断面が三日月状の硬質の補強ゴム層を配置したランフラット用の空気入りタイヤにおいて、前記補強ゴム層の最大厚さ位置を含み、かつタイヤ幅方向の内側から外側に向かう領域に本体ゴムよりも硬度の低い軟質ゴムを挿入すると共に、該軟質ゴムのタイヤ幅方向の外側にタイヤ径方向に横断し、かつタイヤ周方向に連続する補強層を配置したことを特徴とするものである。

また、上述する構成において、以下（１）〜（８）に記載するように構成することが好ましい。
（１）前記補強層をコード層で構成し、該コード層を構成する複数のコードの配列方向をタイヤ径方向に対して０〜４５°で、かつ配列間隔を０．５〜３．０ｍｍにする。
（２）前記補強ゴム層における前記軟質ゴムの占める断面積比率を５〜２０％にする。
（３）前記本体ゴムのＪＩＳ硬さ（Ａタイプ）を７１〜９０とし、前記軟質ゴムのＪＩＳ硬さ（Ａタイプ）を６０〜７０とする。
（４）前記本体ゴムと前記軟質ゴムとの硬度差をＪＩＳ硬さ（Ａタイプ）で５〜２０にする。
（５）前記補強層を前記軟質ゴムに隣接させて配置する。
（６）前記補強層を前記補強ゴム層のタイヤ幅方向の最外側に配置する。
（７）前記軟質ゴムのタイヤ径方向断面高さを、タイヤ幅方向内側から外側に向かって徐々に小さくする。
（８）前記補強層のタイヤ径方向の両端を、それぞれ前記軟質ゴムのタイヤ幅方向外端におけるタイヤ径方向の両端からタイヤ径方向に対して５〜４０ｍｍ離間させる。

本発明によれば、サイドウォール部の内部に配置した断面が三日月状の硬質の補強ゴム層における最大厚さ位置を含み、かつタイヤ幅方向の内側から外側に向かう領域にタイヤ径方向に横断すると共に、本体ゴムよりも硬度の低い軟質ゴムを挿入すると共に、この軟質ゴムのタイヤ幅方向の外側にタイヤ径方向に横断し、かつタイヤ周方向に連続する補強層を配置したので、タイヤのパンク時には、軟質ゴムに応力を集中させて亀裂を発生し易くすると共に、この亀裂のタイヤ幅方向外側への進行を外側に配置した補強層により遮断することにより、ランフラット耐久性を安定化させると共に、ランフラット耐久性を向上させることができる。

しかも、非パンク時には、補強ゴム層の略中央部に配置した軟質ゴムがタイヤ径方向の振動を吸収するため、通常走行時の乗り心地性を向上させることができる。

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による空気入りタイヤを示す断面図、図２（ａ）及び（ｂ）はそれぞれは図１のタイヤにおける補強ゴム層の実施形態を示す説明図である。

図１において、空気入りタイヤ１は左右一対のビード部２、２と、これらビード部２、２からそれぞれ半径方向外側に延びるサイドウォール部３、３と、これらサイドウォール部３、３の半径方向外側同士を連ねる円筒状のトレッド部４とを備えている。

左右一対のビード部２、２間にはカーカス層６が装架され、その両端部６ａ、６ａがそれぞれビード部２、２に埋設されたビードコア７、７の周囲にビードフィラー８、８を包み込んでタイヤ内側から外側に向かって折り返されている。トレッド部４のカーカス層６の外周側にはベルト層９及びベルトカバー層１０が配設され、サイドウォール部３、３の内部には断面が三日月状の硬質の補強ゴム層５がタイヤ径方向に配置されている。

本発明の空気入りタイヤ１では、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、補強ゴム層５の最大厚さ位置Ｑ（点線で示す）を中心にしたタイヤ幅方向の内側から外側に向かう領域に本体ゴム５ｂよりも硬度の低い軟質ゴム５ａを挿入すると共に、この軟質ゴム５ａのタイヤ幅方向の外側にタイヤ径方向に横断し、かつタイヤ周方向に連続する補強層１１を配置している。

これにより、タイヤのパンク時には、軟質ゴム５ａに応力を集中させて亀裂を発生し易くすると共に、この亀裂のタイヤ幅方向外側への進行を外側に配置した補強層１１により遮断することにより、ランフラット耐久性を安定化させ、結果としてランフラット耐久性を向上させることができる。

しかも、非パンク時には、補強ゴム層５の略中央部に配置した軟質ゴム５ａがタイヤ径方向の振動を吸収するため、通常走行時の乗り心地性を向上させることができる。

上述するランフラット耐久性の安定化とは、パンク走行時において、タイヤがいきなり破壊することがない状態をいい、パンク発生からタイヤの破壊に至るまでにある程度の時間又は走行距離が確保できる状態をいう。

本発明における補強層１１は、軟質ゴム５ａに発生した亀裂が本体ゴム５ｂ又はカーカス層６に伝播するのを阻止する役割を担うもので、その構成は特に限定されるものではないが、ゴム被覆を施した有機、無機又は金属コード、好ましくは金属コードからなる織布又はコード層、あるいは本体ゴム５ｂに比して硬質の樹脂又はゴムからなるシートなどが使用される。

補強層１１をコード層で構成する場合には、コード層を構成する複数のコードの配列方向をタイヤ径方向に対して０〜４５°とし、配列間隔を０．５〜３．０ｍｍとなるように調整するとよい。その理由は、軟質ゴム５ａに発生する亀裂は、通例タイヤ径方向に対して９０°前後の角度をもって進行するため、この亀裂を補強層１１が確実に遮断するためには、コードの配列角度及び配列間隔をこの範囲に設定しておき、亀裂が複数のコード間を通り抜けるのを防ぐことにある。

本発明において、軟質ゴム５ａの占める断面積を、補強ゴム層５の全断面積に対して５〜２０％、好ましくは１０〜１５％となるように調整するとよい。これにより、通常走行時における乗り心地性とランフラット走行時における耐久性とをバランスよく両立させることができる。すなわち、軟質ゴム５ａの占める断面積比率が５％未満では、通常走行時における乗心地性が低下することになり、２０％超では、パンク時に車両の負荷荷重を支えることが難しくなり、ランフラット耐久性が低下することになる。

本発明において、補強ゴム層５を構成する本体ゴム５ｂの硬さをＪＩＳ硬さ（Ａタイプ）で７１〜９０、好ましくは７３〜８０とし、軟質ゴム５ａの硬さをＪＩＳ硬さ（Ａタイプ）で６０〜７０、好ましくは６３〜６８にするとよい。

さらに、本体ゴム５ｂと軟質ゴム５ａとの硬度差をＪＩＳ硬さ（Ａタイプ）で５〜２０、好ましくは１０〜１５となるように調整するとよい。硬度差が５未満ではランフラット耐久性の安定化が確保できなくなると共に通常走行時における乗心地性の向上効果が不足することになり、２０超ではパンク時に車両の負荷荷重を支えることが難しくなり、ランフラット耐久性が低下することになる。

本発明の空気入りタイヤ１では、上述する補強層１１を、図２（ａ）に示すように、軟質ゴム５ａに隣接させて配置するとよい。これにより、パンク走行時において、軟質ゴム５ａに発生した亀裂が本体ゴム５ｂに伝播することなく、直接補強層１１により遮断することを可能にして、ランフラット耐久性を安定化させることができる。

さらに好ましくは、補強層１１を、図２（ｂ）に示すように、補強ゴム層５のタイヤ幅方向の最外側に配置するとよい。これにより、補強ゴム層５の撓みに対する抑制力が低減されるため、通常走行時における乗心地性の悪化を防止することができる。

本発明において、軟質ゴム５ａのタイヤ径方向断面高さｈを、タイヤ幅方向内側から外側に向かって徐々に小さくするとよい。このように軟質ゴム５ａの断面高さｈをタイヤ幅方向内側で最も大きくすることによって、ランフラット走行時に亀裂を軟質ゴム５ａの位置に確実に発生させることができる。また、タイヤ幅方向外側では断面高さｈを小さくすることにより、軟質ゴム５ａの中をタイヤ外側に向かって伝播した亀裂を確実に補強層１１で受け止められるようにすることができる。

本発明の空気入りタイヤ１では、補強層１１のタイヤ径方向の上下端１１ａ、１１ｂを、それぞれ軟質ゴム５ａのタイヤ幅方向外端におけるタイヤ径方向の上下端５ｘ、５ｙからタイヤ径方向に対して５〜４０ｍｍ、好ましくは１０〜１５ｍｍ離間させるとよい。すなわち、図２（ａ）及び（ｂ）において、補強層１１の上端１１ａと軟質ゴム５ａの上端５ｘとの間隔をｈ１、補強層１１の下端１１ｂと軟質ゴム５ａの下端５ｙとの間隔をｈ２としたとき、それぞれの間隔ｈ１、ｈ２が５ｍｍ≦ｈ１、ｈ２≦４０ｍｍとなるように調整するとよい。間隔ｈ１、ｈ２が５ｍｍ未満では軟質ゴム５ａから伝播してきた亀裂が本体ゴム５ｂ側に伝播してランフラット耐久性の安定を阻害する恐れがあり、４０ｍｍ超では通常走行時における乗心地の改善効果が低下することになる。

上述するように、本発明の空気入りタイヤは、サイドウォール部の内部に配置する三日月状断面の補強ゴム層の最大厚さ位置に本体ゴムより硬度の低い軟質ゴムを挿入すると共に、この軟質ゴムの外側に補強層を配置することにより、パンク時におけるランフラット耐久性を安定化させると共に、非パンク時における乗り心地性を向上させるもので、簡単な構成でありながら優れた効果を奏することから、各種のランフラットタイヤに対して幅広く適用することができる。

タイヤサイズを２２５／４５Ｒ１８ ９１Ｗ、タイヤ構造を図１にすると共に、サイドウォール部３に配置した補強ゴム層５を除く全ての仕様を共通にして、補強ゴム層５の形態及び本体ゴム５ｂと軟質ゴム５ａとのゴム硬さをそれぞれ表１に示すように異ならせて、従来タイヤ（従来例）、比較タイヤ（比較例１、２）及び本発明タイヤ（実施例１、２）を作製した。

補強ゴム層５の形態は、従来例では図３（ａ）に示すように本体ゴム５ｂのみで構成し、比較例１では図３（ｂ）に示すように本体ゴム５ｂの最大厚さ位置Ｑを中心にした領域を軟質ゴム５ａを挿入し、比較例２では図３（ｃ）に示すように本体ゴム５ｂの最大厚さ位置Ｑを中心にしてタイヤ径方向に横断する補強層１１を配置した。なお、各タイヤにおいて補強ゴム層５の最大厚さを８ｍｍにすると共に、比較例２、実施例１及び２における補強層１１をスチールからなるすだれ織りコード層（コード配列方向及び配置角度：タイヤ径方向に対して４０°、配列間隔：１ｍｍ）とした。

これら５種類のタイヤについて、以下の試験方法により、通常走行時における乗り心地性及びランフラット耐久性を評価し、その結果を従来タイヤを１００とする指数により表１に記載した。数値が大きいほど優れていることを示す。

〔通常走行時における乗り心地性〕
各タイヤをリム（サイズ：１８×７．５ＪＪ）に組み込み、空気圧２２０ｋＰａを充填して、排気量３０００ｃｃの４輪駆動車の前後４輪に装着し、アスファルト路面からなるテストコースを平均時速５０ｋｍ／ｈで１０ｋｍ走行させ、３名のテストドライバーによ
る官能評価を行なった。

〔ランフラット耐久性〕
上記のタイヤのうち、運転者側の前輪の空気圧をゼロ（０ｋＰａ）にして、アスファルト路面からなるテストコースを平均時速９０ｋｍ／ｈで走行させ、空気圧をゼロにしたタイヤが破壊するまでの走行距離を測定した。これを５回にわたり繰り返し行い、その結果により評価した。

表１より、本発明タイヤは、従来タイヤに比較して、通常走行時における乗り心地性及びランフラット耐久性がバランス良く向上していることがわかる。

本発明の実施形態による空気入りタイヤを示す断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ図１のタイヤにおける補強ゴム層の実施形態を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ実施例において評価したタイヤにおける補強ゴム層の構造を示す図２に相当する図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
３ サイドウォール部
５ 補強ゴム層
５ａ 軟質ゴム
５ｂ 本体ゴム
１１ 補強層
Ｑ 補強ゴム層の最大厚さ位置

Claims (9)

1. 左右一対のサイドウォール部の内部に断面が三日月状の硬質の補強ゴム層を配置したランフラット用の空気入りタイヤにおいて、
   前記補強ゴム層の最大厚さ位置を含み、かつタイヤ幅方向の内側から外側に向かう領域に本体ゴムよりも硬度の低い軟質ゴムを挿入すると共に、該軟質ゴムのタイヤ幅方向の外側にタイヤ径方向に横断し、かつタイヤ周方向に連続する補強層を配置した空気入りタイヤ。
2. 前記補強層がコード層からなり、該コード層を構成する複数のコードの配列方向がタイヤ径方向に対して０〜４５°で、かつ配列間隔が０．５〜３．０ｍｍである請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記補強ゴム層における前記軟質ゴムの占める断面積比率を５〜２０％にした請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記本体ゴムのＪＩＳ硬さ（Ａタイプ）が７１〜９０で、前記軟質ゴムのＪＩＳ硬さ（Ａタイプ）が６０〜７０である請求項１、２又は３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記本体ゴムと前記軟質ゴムとの硬度差をＪＩＳ硬さ（Ａタイプ）で５〜２０にした請求項１、２、３又は４に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記補強層を前記軟質ゴムに隣接させて配置した請求項１、２、３、４又は５に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記補強層を前記補強ゴム層のタイヤ幅方向の最外側に配置した請求項１、２、３、４、５又は６に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記軟質ゴムのタイヤ径方向断面高さを、タイヤ幅方向内側から外側に向かって徐々に小さくした請求項１、２、３、４、５、６又は７に記載の空気入りタイヤ。
9. 前記補強層のタイヤ径方向の両端を、それぞれ前記軟質ゴムのタイヤ幅方向外端におけるタイヤ径方向の両端からタイヤ径方向に対して５〜４０ｍｍ離間させた請求項１、２、３、４、５、６、７又は８に記載の空気入りタイヤ。

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