JP2011079357A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】高速耐久性と操縦安定性とを高いレベルで両立させ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におけるゴム層を１００％モジュラス及びＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）がそれぞれ異なる内側ゴム層９と外側ゴム層１０との２層で構成すると共に、これらゴム層の１００℃における１００％モジュラス及びＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）を内側ゴム層９において外側ゴム層１０よりも大きくした。
【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、高速耐久性と操縦安定性とを両立させるようにした空気入りタイヤに関する。

一般に、空気入りタイヤの操縦安定性を向上させるための手法として、サイドウォール部の剛性を向上させることによりタイヤの横剛性を高めることが広く行われてきた。しかしながら、サイドウォール部の剛性を向上させることによって、タイヤの高速耐久性が低下するという問題がある。

従来、タイヤの高速耐久性を維持しながら操縦安定性を確保するために、サイドウォール部の構造に工夫を加えたり、サイドウォール部を構成するゴムの物性を特定するようにした多くの提案がある（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、いずれの提案にあっても、高速耐久性と操縦安定性とを両立させるには限界があり、特に近年の道路環境の整備を背景とする走行条件の多様化により、タイヤの走行性能を確保することが難しくなってきたという問題がある。

特開平５−５０８１３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、高速耐久性と操縦安定性とを高いレベルで両立させ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、左右一対のビード部と、これらビード部からそれぞれ径方向外側に延びるサイドウォール部と、これらサイドウォール部の半径方向外側同士を連結する円筒状のトレッド部とを備え、前記左右一対のビード部間に跨るようにカーカス層を装架し、前記トレッド部における前記カーカス層の外周側に複数のベルト層を配置すると共に、該ベルト層の最内層端末と前記カーカス層との間に層間内と層間外に跨るベルトエッジクッションゴムを配置し、前記ビード部のリムフランジとの接触面にリムクッションゴムを配置した空気入りタイヤにおいて、前記サイドウォール部におけるゴム層を１００％モジュラス及びＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）がそれぞれ異なる内側ゴム層と外側ゴム層との２層で構成すると共に、これらゴム層の１００℃における１００％モジュラス及びＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）を前記内側ゴム層において前記外側ゴム層よりも大きくしたことを特徴とする。

さらに、上述する構成において、以下（１）〜（５）に記載するように構成することが好ましい。

（１）前記内側ゴム層の１００℃における１００％モジュラスを５〜１３ＭＰａ、ＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）を７０〜９５にすると共に、前記外側ゴム層の１００℃における１００％モジュラスを１〜３ＭＰａ、ＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）を４４〜６０にする。

（２）前記ベルトエッジクッションゴムの６０℃におけるｔａｎδを０．０５〜０．２にすると共に、該ベルトエッジクッションゴムの前記カーカス層に沿うタイヤ径方向の長さを２０〜３０ｍｍにする。この場合において、前記ベルトエッジクッションゴムと前記内側ゴム層とをタイヤ径方向に対して互いに重なり合うように接合すると共に、この接合部における前記カーカス層に沿うタイヤ径方向の長さを３〜１０ｍｍにするとよい。

（３）前記リムクッションゴムの１００℃における１００％モジュラスを３〜８ＭＰａ、ＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）を７０〜８０にすると共に、該リムクッションゴムの前記カーカス層に沿うビードヒール側のビードコア底面からのタイヤ径方向の長さを２０〜３０ｍｍにする。

（４）前記内側ゴム層の１００℃における１００％モジュラスを左右のサイドウォール部において異ならせると共に、前記１００％モジュラスが大きい側のサイドウォール部が車両の外側に位置するように車両に対する装着方向を指定する。

（５）扁平率を５０％にする。

上述した本発明によれば、サイドウォール部におけるゴム層を１００％モジュラス及びＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）がそれぞれ異なる内側ゴム層と外側ゴム層との２層で構成すると共に、これらゴム層の１００℃における１００％モジュラス及びＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）を内側ゴム層において外側ゴム層よりも大きくしたので、タイヤ走行時にはサイドウォール部に加わる応力がサイドウォール部の外側において緩和されるため、サイドウォール部の外側を核として発生するクラックを抑制して、良好な高速耐久性を確保できると同時に、サイドウォール部の内側における剛性の確保により良好な操縦安定性を得ることができる。

さらに、上述する内側ゴム層の１００℃における１００％モジュラスを左右のサイドウォール部において異ならせると共に、この１００％モジュラスが大きい側のサイドウォール部が車両の外側に位置するように装着することによって、良好な高速耐久性を確保しながら、旋回走行時における操縦安定性を一層向上させることができる。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの構造を示す断面図である。 図１のタイヤにおけるショルダー部を拡大して示す一部断面図である。

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において、本発明の空気入りタイヤ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結する円筒状のトレッド部４とを備え、左右一対のビード部２、２間に跨るようにカーカス層５を装架し、トレッド部４におけるカーカス層５の外周側に複数のベルト層６を配置している。

さらに、ベルト層６の最内層端末６ａとカーカス層５との間には、層間内と層間外に跨るようにベルトエッジクッションゴム７が配置され、ビード部２のリムフランジ（図示省略）との接触面には、リムクッションゴム８が配置されている。

サイドウォール部３は、内側ゴム層９と外側ゴム層１０との２層で構成され、これら２層のゴム層がカーカス層５に沿ってベルトエッジクッションゴム７とリムクッションゴム８との間に配置されている。そして、これら２層の内側ゴム層９と外側ゴム層１０とは、互いに１００％モジュラス及びＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）をそれぞれ異ならせており、これら２層のゴム層の１００℃における１００％モジュラス及びＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）を、内側ゴム層９において外側ゴム層１０よりも大きくしている。

これにより、タイヤ走行時にはサイドウォール部３に加わる応力が内側ゴム層９よりも外側ゴム層１０において緩和されるため、サイドウォール部３の外側を核として発生するクラックを抑制して、良好な高速耐久性を確保できると同時に、サイドウォール部の内側における内側ゴム層９の高い剛性の確保により良好な操縦安定性を得ることができる。

本発明において、上述する内側ゴム層９の１００℃における１００％モジュラスを５〜１３ＭＰａ、好ましくは８〜１１ＭＰａにし、ＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）を７０〜９５、好ましくは８５〜９３にすると共に、外側ゴム層１０の１００℃における１００％モジュラスを１〜３ＭＰａ、好ましくは１．５〜２．５ＭＰａにし、ＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）を４４〜６０、好ましくは５０〜５５にするとよい。

これにより、タイヤ走行時における高速耐久性と操縦安定性とを高いレベルで両立させることができる。ここで、内側ゴム層９の１００℃における１００％モジュラス及びＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）が上記の範囲を逸脱すると操縦安定性が低下することになり、外側ゴム層１０の１００℃における１００％モジュラス及びＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）が上記の範囲を逸脱すると高速耐久性が低下することになる。

上述する場合において、好ましくは、タイヤ最大幅位置における内側ゴム層９の厚さをサイドウォール部３の総厚さの１５〜５０％となるように設定するとよい。これにより、タイヤ重量の増加を抑制しながら良好な操縦安定性を確保することができる。ここで、内側ゴム層９の厚さがサイドウォール部３の総厚さの１５％未満では操縦安定性を確保することが難しくなる。

なお、上述するタイヤ最大幅位置におけるサイドウォール部３及び内側ゴム層９の厚さは、タイヤを正規リムに嵌合し、正規の空気圧を充填した状態において測定された値が適用される。

さらに好ましくは、上述するベルトエッジクッションゴム７の６０℃におけるｔａｎδを０．０５〜０．２、好ましくは０．０８〜０．１５にすると共に、ベルトエッジクッションゴム７のカーカス層５に沿ったタイヤ径方向の長さＬ（図２参照）を２０〜３０ｍｍ、好ましくは２０〜２５ｍｍに設定するとよい。これにより、ベルト層６の最内層端末６ａ近傍におけるセパレーションを効率よく抑制して一層良好な高速耐久性を確保することができる。

この場合において、ベルトエッジクッションゴム７と内側ゴム層９とを、図２に示すように、タイヤ径方向に対して互いに重なり合うように接合すると共に、この接合部におけるカーカス層５に沿ったタイヤ径方向の長さｌを３〜１０ｍｍ、好ましくは５〜８ｍｍに設定するとよい。これにより、ベルト層６の最内層端末６ａ近傍におけるセパレーションを確実に抑制することができる。

なお、上述するｔａｎδは、粘弾性スペクトロメーター（岩本製作所製）を使用して、周波数を２０Ｈｚ、初期歪みを１０％、動歪みを±２％、温度６０℃として測定したときの値をいう。

本発明において、さらに好ましくは、ビード部２のリムフランジ側に配置したリムクッションゴム８の１００℃における１００％モジュラスを３〜８ＭＰａ、好ましくは４〜６ＭＰａにし、ＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）を７０〜８０、好ましくは７２〜７６にすると共に、リムクッションゴム８のカーカス層５に沿ったビードヒール側のビードコア１１の底面からのタイヤ径方向の長さｈを２０〜３０ｍｍ、好ましくは２０〜２５ｍｍに設定するとよい。これにより、ビード部２と図示しないリムフランジとの摩擦によるゴムの劣化を抑制して、ビード部２の耐久性を確保することができる。

このように構成された本発明の空気入りタイヤは、上述するように、タイヤ走行時における高速耐久性と操縦安定性とを高いレベルで両立させることができる。しかしながら、旋回走行時においては、車両の遠心力に伴い良好な操縦安定性を確保することが難しくなる場合がある。

そのため、本発明では、さらに好ましくは、上述する内側ゴム層９の１００℃における１００％モジュラスを左右のサイドウォール部３、３において異ならせたうえで、１００％モジュラスが大きい側のサイドウォール部３が車両の外側に位置するように車両に対する装着方向を指定するとよい。さらに、上述する構成に加えて、トレッドパターンをタイヤ赤道面を中心にした左右において非対称に構成することができる。

このように内側ゴム層９の１００％モジュラスが大きい側のサイドウォール部３を車両の外側に位置するように装着させることにより、旋回走行時であっても良好な操縦安定性を確保することができる。この場合において、左右のサイドウォール部３、３における内側ゴム層９の１００℃における１００％モジュラスの差が３〜１２ＭＰａ程度、好ましくは４〜８ＭＰａとなるように調整するとよい。これにより、旋回走行時における旋回角度の如何にかかわらず良好な操縦安定性を確保することができる。

上述するように、本発明の空気入りタイヤ１は、サイドウォール部３、３におけるゴム層を１００％モジュラス及びＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）がそれぞれ異なる２層のゴム層で構成すると共に、これら２層のゴム層の１００％モジュラス及びＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）を内側ゴム層９において外側ゴム層１０よりも大きくすることにより、高いレベルでの高速耐久性及び操縦安定性の両立を可能にしたもので、特にサイドウォール部３、３の剛性がタイヤの走行性能に対して大きな影響を及ぼす扁平率を５０％以下とする扁平タイヤに対して優れた効果を発揮する。

＜従来例、実施例１〜３、比較例１＞
タイヤサイズを２２５／４５Ｒ１８、タイヤ構造を図１として、サイドウォール部を構成する内側ゴム層９及び外側ゴム層１０の１００℃における１００％モジュラス（表１において１００％モジュラスという）及びＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）を表１のように異ならせて、従来タイヤ（従来例）、本発明タイヤ（実施例１〜３）及びを比較タイヤ（比較例１）をそれぞれ作製した。

なお、各タイヤにおいて、内側ゴム層９及び外側ゴム層１０の厚さをタイヤ最大幅位置においてそれぞれ２．０ｍｍにすると共に、ベルトエッジクッションゴムの６０℃におけるｔａｎδを０．０８、タイヤ径方向の長さＬを２５ｍｍ、リムクッションゴムの１００℃における１００％モジュラスを５．５ＭＰａ、ＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）を７３、タイヤ径方向の長さｈを２５ｍｍにした。

これら５種類のタイヤについて、以下の試験方法により高速耐久性及び操縦安定性の評価を行い、その結果を表１に併記した。数値が大きいほど優れていることを示している。

〔高速耐久性〕
各タイヤをそれぞれサイズ７．５ＪＪのリムに組み込み、空気圧３２０ｋＰａを充填したうえで、室内ドラム耐久試験機によりＪＡＴＭＡ規定の最大荷重の１２０％の荷重を負荷させて、速度１２０ｋｍ／ｈにて２時間走行させた後、同一荷重にて速度を１５０ｋｍ／ｈにあげて２時間走行させ、以下３０分毎に速度を１０ｋｍ／ｈずつステップアップさせながら、タイヤが破壊するまで走行させた。そして、タイヤが破壊するまでの走行距離を以って高速耐久性の評価とし、その結果を従来例を１００とする指数により表１に併記した。

〔操縦安定性〕
各タイヤをそれぞれサイズ７．５ＪＪのリムに組み込み、空気圧２２０ｋＰａを充填して排気量２５００ｃｃの国産乗用車の前後車輪に装着したうえで、アスファルト路面からなるテストコースを速度６０〜１００ｋｍ／ｈにて走行させ、３名の熟練したテストドライバーによる官能評価を行った。その結果を平均して、従来例を３とする５点法により表１に併記した。

表１より、本発明タイヤは、サイドウォール部を構成するゴムを１層で構成した従来タイヤに比して、高速耐久性と操縦安定性とがバランスよく向上していることがわかる。なお、サイドウォール部を構成するゴムを１層で構成したうえで、１００％モジュラス及びＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）を従来タイヤに比して大きくした比較タイヤは、従来タイヤに比して高速耐久性が低下していることを確認した。

＜従来例、実施例４、５、比較例２＞
上述する実施例と同様にして、サイドウォール部を構成する内側ゴム層９及び外側ゴム層１０の１００℃における１００％モジュラス及びＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）を表２のように左右のサイドウォール部において異ならせた本発明タイヤ（実施例４、５）と左右のサイドウォール部において同等にした比較タイヤ（比較例２）とを作製した。

これら３種類のタイヤと上述する従来タイヤとにそれぞれ空気圧２２０ｋＰａを充填したうえで、車両に対する装着方向を表２のようにして上述する車両の前後車輪に装着した。そして、これら４種類の車両について、以下の試験方法により操縦安定性の評価を行い、その結果を表２に併記した。

〔操縦安定性〕
各車両について、アスファルト路面からなるＳ字状に蛇行するテストコースを速度６０〜１００ｋｍ／ｈにて直進走行と旋回走行との繰り返しによる走行を行ない、３名の熟練したテストドライバーによる官能評価を行った。その結果を平均して、従来例を３とする５点法により表２に併記した。

表２より、実施例４及び５は従来例に比して、旋回走行時における操縦安定性が大幅に向上していることがわかる。なお、サイドウォール部を構成する２層のゴム層を左右のサイドウォール部において同等にした比較例２は、従来例に比して旋回走行時における操縦安定性がやや向上していたが、この向上効果が実施例４及び５に比して僅かであることを確認した。

１ 空気入りタイヤ
２ ビード部
３ サイドウォール部
４ トレッド部
５ カーカス層
６ ベルト層
６ａ ベルト層の最内層端末
７ ベルトエッジクッションゴム
８ リムクッションゴム
９ 内側ゴム層
１０ 外側ゴム層

Claims (7)

1. 左右一対のビード部と、これらビード部からそれぞれ径方向外側に延びるサイドウォール部と、これらサイドウォール部の半径方向外側同士を連結する円筒状のトレッド部とを備え、前記左右一対のビード部間に跨るようにカーカス層を装架し、前記トレッド部における前記カーカス層の外周側に複数のベルト層を配置すると共に、該ベルト層の最内層端末と前記カーカス層との間に層間内と層間外に跨るベルトエッジクッションゴムを配置し、前記ビード部のリムフランジとの接触面にリムクッションゴムを配置した空気入りタイヤにおいて、
   前記サイドウォール部におけるゴム層を１００％モジュラス及びＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）がそれぞれ異なる内側ゴム層と外側ゴム層との２層で構成すると共に、これらゴム層の１００℃における１００％モジュラス及びＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）を前記内側ゴム層において前記外側ゴム層よりも大きくした空気入りタイヤ。
2. 前記内側ゴム層の１００℃における１００％モジュラスを５〜１３ＭＰａ、ＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）を７０〜９５にすると共に、前記外側ゴム層の１００℃における１００％モジュラスを１〜３ＭＰａ、ＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）を４４〜６０にした請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ベルトエッジクッションゴムの６０℃におけるｔａｎδを０．０５〜０．２にすると共に、該ベルトエッジクッションゴムの前記カーカス層に沿うタイヤ径方向の長さを２０〜３０ｍｍにした請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ベルトエッジクッションゴムと前記内側ゴム層とをタイヤ径方向に対して互いに重なり合うように接合すると共に、この接合部における前記カーカス層に沿うタイヤ径方向の長さを３〜１０ｍｍにした請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記リムクッションゴムの１００℃における１００％モジュラスを３〜８ＭＰａ、ＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）を７０〜８０にすると共に、該リムクッションゴムの前記カーカス層に沿うビードヒール側のビードコア底面からのタイヤ径方向の長さを２０〜３０ｍｍにした請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記内側ゴム層の１００℃における１００％モジュラスを左右のサイドウォール部において異ならせると共に、前記１００％モジュラスが大きい側のサイドウォール部が車両の外側に位置するように車両に対する装着方向を指定した請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
7. 扁平率が５０％以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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