JP2012020685A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ランフラット耐久性を維持しつつ、転がり抵抗の低減及び乗り心地性を向上させた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】空気入りタイヤにおいて、ビードフィラ２０は、トレッド部７０側にあるビードフィラ先端部２５からタイヤ径方向におけるビードフィラ２０の４０％〜６０％までを構成するビードフィラ上側部２３を有し、断面においてビードフィラ上側部２３の厚みは、２．５ｍｍ以下であり、ビードフィラ先端部２５は、補強ゴム層４０の断面における厚みが最大となる最大厚み部４５と、タイヤ径方向高さが同一であり、空気入りタイヤは、空隙が形成された発泡ゴム層５０を有し、トレッド幅方向において、発泡ゴム層５０は、ビードフィラ先端部２５に重なるように配置される。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、特に、ランフラットタイヤに関する。

従来、パンク等の理由により空気圧が失われた状態においても、一定の距離を走行（いわゆるランフラット走行）できるように、サイドウォール部に補強ゴム層を有する空気入りタイヤが知られている（例えば、特許文献１参照）。補強ゴム層によって、サイドウォール部の剛性が向上するため、空気圧が失われてもサイドウォール部が屈曲せず、ランフラット走行が可能になる。

特開２００６−３５９０９号公報

ランフラット走行時にサイドウォール部の屈曲を抑制できるほどの剛性を持たせるために、他のゴム材料に比べて、補強ゴム層の単位体積当たりの質量は大きい。このため、通常の空気入りタイヤに比べて、補強ゴム層を有する空気入りタイヤは、一般的に重くなる。このため、補強ゴム層を有する空気入りタイヤは、転がり抵抗が増加し、自動車の燃費が悪化していた。また、正常の空気圧で通常走行したときに、タイヤ径方向の剛性、いわゆる縦ばねが増加するため、乗り心地性も悪化していた。

タイヤ径方向及びトレッド幅方向に沿った断面において、補強ゴム層の厚みを薄くすると、転がり抵抗は低減し、乗り心地性は向上する。しかしながら、サイドウォール部の剛性が低下するため、ランフラット耐久性が低下していた。

ランフラット耐久性を維持しつつ、転がり抵抗の低減及び乗り心地性の向上は、補強ゴム層を有する空気入りタイヤにおいて、いまだ求められている。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ランフラット耐久性を維持しつつ、転がり抵抗の低減及び乗り心地性を向上させた空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。本発明の特徴は、一対のビードコアと、前記ビードコアからタイヤ径方向外側に延びる一対のビードフィラと、前記一対のビードコア及び前記一対のビードフィラの間に跨り、前記ビードコア及び前記ビードフィラを巻き込むようにトレッド幅方向外側に曲げられたカーカスと、前記カーカスよりも前記トレッド幅方向内側に配置される補強ゴム層と、を有し、前記タイヤ径方向及び前記トレッド幅方向に沿った断面において、前記補強ゴム層は、前記補強ゴム層の中央部から端部に向かうに連れ、前記補強ゴム層の厚みが減少する空気入りタイヤであって、前記ビードフィラは、トレッド部側にある前記ビードフィラの先端部から前記ビードコア側の前記ビードフィラの端部に向かって４０％〜６０％までを構成するビードフィラ上端部を有し、前記断面において前記ビードフィラ上端部の厚みは、２．５ｍｍ以下であり、前記ビードフィラの先端部は、前記補強ゴム層の前記断面における厚みが最大となる最大厚み部と、タイヤ径方向高さが同一であり、前記空気入りタイヤは、空隙が形成された発泡ゴム層を有し、前記トレッド幅方向において、前記発泡ゴム層は、前記ビードフィラの先端部に重なるように配置されることを要旨とする。

本発明の特徴によれば、前記断面においてビードフィラ上端部の厚みは、２．５ｍｍ以下である。ビード部に剛性を持たせるために、他のゴム材料に比べてビードフィラの単位体積当たりの質量は大きい。このため、ビードフィラ上端部の厚みを２．５ｍｍ以下にして薄くすることにより、空気入りタイヤの質量を減少できる。これにより、転がり抵抗を低減できる。また、ビードフィラ上端部の厚みが薄くなるため、縦ばねが減少し、乗り心地性が向上する。

ランフラット耐久性が低下する原因の一つに、ランフラット走行時のサイドウォール部のたわみによって、タイヤ径方向において、補強ゴム層にビードフィラの先端部から応力が加わることが挙げられる。これよって、ビードフィラの先端部近傍にある補強ゴム層部分に応力が集中し、補強ゴム層の破壊の起点となっていた。本発明の特徴によれば、ビードフィラの先端部は、最大厚み部と、タイヤ径方向高さが同一であるため、タイヤ径方向において、ビードフィラの先端部から補強ゴム層に応力が加わることが抑制される。これによって、ランフラット耐久性を維持することができる。

本発明の特徴によれば、トレッド幅方向において、発泡ゴム層は、ビードフィラの先端部に重なるように配置される。発泡ゴム層は、ランフラット走行時に発生する熱によって、発泡ゴム層の内部の空隙が膨張し、発泡ゴム層に剛性を与える。その結果、発泡ゴム層は、ビードフィラ上端部の厚みを薄くすることにより低下したサイドウォール部の剛性を補って、ランフラット耐久性を維持することができる。発泡ゴム層は、補強ゴム層やビードフィラに比べて、軽量であるため、空気入りタイヤの質量を減少できる。

本発明の他の特徴は、前記カーカスにおいて、前記トレッド幅方向外側に曲げられた前記カーカス部分を外側カーカスとすると、前記外側カーカスは、前記トレッド幅方向において、前記ビードフィラの先端部と前記発泡ゴム層との間に配置されることを要旨とする。

本発明の他の特徴は、前記カーカスにおいて、前記トレッド幅方向外側に曲げられた前記カーカス部分を外側カーカスとすると、前記発泡ゴム層は、前記トレッド幅方向において、前記ビードフィラの先端部と前記外側カーカスとの間に配置されることを要旨とする。

本発明によれば、ランフラット耐久性を維持しつつ、転がり抵抗の低減及び乗り心地性を向上させた空気入りタイヤを提供できる。

図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤ１の部分断面図である。 図２は、本実施形態に係る空気入りタイヤ２の部分断面図である。

本発明に係る空気入りタイヤの一例について、図面を参照しながら説明する。具体的には、（１）空気入りタイヤ１の概略構成、（２）比較評価、（３）空気入りタイヤ１の変形例、（４）作用効果、について説明する。

以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。図面は模式的なのものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（１）空気入りタイヤ１の概略構成
本実施形態に係る空気入りタイヤ１の概略構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤ１の部分断面図である。断面は、タイヤ径方向及びトレッド幅方向に沿っている。

空気入りタイヤ１は、一対のビードコア１０、一対のビードフィラ２０、カーカス３０、補強ゴム層４０及び発泡ゴム層５０を有する。また、空気入りタイヤ１は、サイドウォール部６０とトレッド部７０とを有する。

ビードコア１０は、空気入りタイヤ１をリムに固定するために設けられる。ビードコア１０は、ビードワイヤー（不図示）によって構成される。

ビードフィラ２０は、ビードコア１０からタイヤ径方向外側に延びる。ビードフィラ２０は、トレッド部７０側にあるビードフィラ２０の先端部であるビードフィラ先端部２５を有する。図１に示されるように、ビードフィラ先端部２５は、補強ゴム層４０の厚みｈが最大となる最大厚み部４５とタイヤ径方向高さが同一である。従って、ビードフィラ先端部２５と最大厚み部４５とは、トレッド幅方向において、重なる。なお、最大厚み部４５は、走行可能な適正な空気圧時におけるトレッド幅方向における厚みである。

ビードフィラ２０は、トレッド部７０側に位置するビードフィラ上側部２３を有する。ビードフィラ上側部２３は、ビードフィラ先端部２５から、ビードコア１０側のビードフィラ端部に向かって４０％〜６０％までを構成する部分である。ビードフィラ上側部２３の厚みｂは、２．５ｍｍ以下である。ビードフィラ上側部２３は、厚みｂが２．５ｍｍ以下であるため、空気入りタイヤ１の質量を減少できる。これにより、転がり抵抗を低減できる。さらに、厚みｂが薄いと、タイヤ径方向の弾性も低下するため、乗り心地性に関係のある縦ばねが減少する。これにより、乗り心地性が向上する。

カーカス３０は、一対のビードコア１０及び一対のビードフィラ２０の間に跨る。カーカス３０は、ビードコア１０及びビードフィラ２０を巻き込むようにトレッド幅方向外側に曲げられる。カーカス３０は、内側カーカス３２と外側カーカス３５とを有する。内側カーカス３２は、一対のビードコア１０及び一対のビードフィラ２０の間に跨る部分である。外側カーカス３５は、トレッド幅方向外側に曲げられた部分である。外側カーカス３５は、トレッド幅方向において、ビードフィラ先端部２５と発泡ゴム層５０との間に配置される。

補強ゴム層４０は、サイドウォール部６０に配置され、サイドウォール部６０の剛性を向上させる。補強ゴム層４０は、カーカス３０、具体的には、内側カーカス３２よりもトレッド幅方向内側に配置される。図１に示されるように、タイヤ径方向及びトレッド幅方向に沿った断面において、補強ゴム層４０は、補強ゴム層４０の中央部から端部に向かうに連れ、補強ゴム層４０の厚みｈが減少する。補強ゴム層４０の中央部は、補強ゴム層４０の端部よりもトレッド幅方向外側に配置される。すなわち、補強ゴム層４０は、前記断面において、三日月形状である。

補強ゴム層４０は、補強ゴム層４０の厚みｈが最大となる最大厚み部４５を有する。最大厚み部４５は、タイヤ径方向における最大厚み位置を中心として、タイヤ径方向において５０ｍｍ以内の範囲にある補強ゴム層４０部分である。従って、最大厚み部４５のタイヤ径方向外側端部は、最大厚み位置から２５ｍｍタイヤ径方向外側にあり、最大厚み部４５のタイヤ径方向内側端部は、最大厚み位置から２５ｍｍタイヤ径方向内側にある。

発泡ゴム層５０は、シート状の部材である。発泡ゴム層５０は、トレッド幅方向において、ビードフィラ先端部２５に重なるように配置される。すなわち、発泡ゴム層５０は、トレッド幅方向において、ビードフィラ先端部２５を覆っている。発泡ゴム層５０は、外側カーカス３５に沿って配置される。発泡ゴム層５０は、前記断面において、タイヤ径方向に延びるように配置される。発泡ゴム層５０は、外側カーカス３５のトレッド幅方向外側に配置される。

前記断面において、発泡ゴム層５０の厚さは、０．１〜２ｍｍの範囲内であることが好ましい。発泡ゴム層５０の厚さが０．１ｍｍ以上であることにより、サイドウォール部６０の剛性をより向上させることができる。発泡ゴム層５０の厚さが２ｍｍ以下であることにより、発泡ゴム層５０の質量によって、空気入りタイヤ１の質量が増加することは少ない。さらに、発泡ゴム層５０の厚さは薄いため、タイヤ径方向の弾性は、弱くなり、乗り心地性に関係のある縦ばねが減少する。これにより、乗り心地性が向上する。ランフラット走行時には、通常走行時に比べて、空気入りタイヤ１の内部は、より発熱する。このため、ランフラット走行時には、通常走行時以上に、発泡ゴム層５０の空隙が熱膨張することにより、サイドウォール部６０の剛性は、向上する。

発泡ゴム層５０は、タイヤ径方向においてビードフィラ先端部２５からタイヤ径方向外側に３０ｍｍ及びビードフィラ先端部２５からタイヤ径方向内側に３０ｍｍの範囲内に配置されることが好ましい。すなわち、図１において、距離Ｌは、３０ｍｍである。発泡ゴム層５０が距離２Ｌ、すなわちタイヤ径方向においてビードフィラ先端部２５を中心として６０ｍｍの範囲内にあれば、サイドウォール部６０の剛性を向上させつつも、空気入りタイヤ１の質量が大幅に増加することもない。

発泡ゴム層５０は、発泡ゴム層５０の内部に空隙が形成される。空隙と発泡ゴム層５０との体積比である発泡率は、３〜５０％の範囲にあることが好ましい。発泡率を３％以上にすることにより、発泡ゴム層５０の質量が軽くなり、空気入りタイヤ１の質量の増加が抑制される。発泡率を５０％以下にすることにより、発泡ゴム層５０の強度を向上させる。

空気入りタイヤ１のサイドウォール部６０において、トレッド幅方向のおける位置関係は、トレッド幅方向内側から外側に向かって、補強ゴム層４０、内側カーカス３２、ビードフィラ先端部２５、外側カーカス３５、発泡ゴム層５０の順になるように、それぞれ配置される。

（２）比較評価
本発明に係る空気入りタイヤ１の効果を確かめるために、以下の条件において、評価を行った。

タイヤサイズ：２０５／５５Ｒ１６
リムサイズ：６．５Ｊ−１６
内圧：２５０ｋＰａ
荷重：５．００ｋＮ
実施例に係る空気入りタイヤは、図１に示される空気入りタイヤ１を用いた。比較例に係る空気入りタイヤは、従来から知られているビードフィラを用いた。すなわち、比較例に係る空気入りタイヤは、ビードフィラ先端部のタイヤ径方向高さが、最大厚み部のタイヤ径方向高さよりも低い空気入りタイヤを用いた。比較例に係る空気入りタイヤは、発泡ゴム層を有していない。補強ゴムの形状については、実施例も比較例も同一である。

質量を除いて、比較例の空気入りタイヤの値を基準（１００）として、実施例の空気入りタイヤ１の値を算出した。結果を表１に示す。

表１に示されるように、実施例では、縦ばね及び横ばねが、比較例に比べて、低下している。その結果、乗り心地が向上している。実施例では、比較例に比べて、質量が減少している。その結果、転がり抵抗係数も低下している。ランフラット耐久性は、実施例も比較例も同一である。

従って、実施例の空気入りタイヤ１では、ランフラット耐久性を維持しつつ、転がり抵抗の低減及び乗り心地性を向上できることが分かった。

（３）空気入りタイヤ１の変形例
本実施形態に係る空気入りタイヤ１の変形例について、図２を参照しながら説明する。以下の説明において、空気入りタイヤ１と同様の部分は、適宜省略する。図２は、本実施形態に係る空気入りタイヤ２の部分断面図である。

図２に示されるように、発泡ゴム層５０は、トレッド幅方向において、ビードフィラ先端部２５と外側カーカス３５との間に配置される。従って、空気入りタイヤ２のサイドウォール部６０において、トレッド幅方向のおける位置関係は、トレッド幅方向内側から外側に向かって、補強ゴム層４０、内側カーカス３２、ビードフィラ先端部２５、発泡ゴム層５０、外側カーカス３５の順になるように、それぞれ配置される。

空気入りタイヤ２では、発泡ゴム層５０は、内部に配置されるため、空気入りタイヤ１に比べると、より高温の部分に配置される。このため、発泡ゴム層５０は、ランフラット走行時に発生する熱によって、発泡ゴム層により剛性を与える。その結果、ランフラット耐久性を維持又は向上させることができる。

（４）作用効果
本発明によれば、ビードフィラ上側部２３の厚みｂは、２．５ｍｍ以下である。これにより、空気入りタイヤ１の質量を減少できる。これによって、転がり抵抗を低減できる。ビードフィラ上側部２３の厚みｂが薄くなるため、タイヤ径方向の弾性が低下する。これによって、縦ばねが減少し、乗り心地性が向上する。

本発明によれば、ビードフィラ先端部２５は、最大厚み部４５と、タイヤ径方向高さが同一である。ビードフィラ先端部２５が、最大厚み部４５よりもタイヤ径方向高さが低い場合、ランフラット走行時のサイドウォール部６０のたわみによって、補強ゴム層４０にビードフィラ先端部２５から応力が加わることがある。ビードフィラ先端部２５と最大厚み部４５とのタイヤ径方向高さが同一になることによって、ビードフィラ先端部２５から補強ゴム層４０にタイヤ径方向において応力が加わることが抑制される。これによって、ビードフィラ先端部２５近傍にある補強ゴム層４０部分に応力が集中することがないため、補強ゴム層４０の破壊を抑制でき、ランフラット耐久性を維持できる。

ビードフィラ先端部２５が、最大厚み部４５よりもタイヤ径方向高さが高い場合、サイドウォール部６０の弾性力が増すため、縦ばねが増加する。ビードフィラ先端部２５を最大厚み部４５とタイヤ径方向高さが同一にすることにより、縦ばねが増加することを抑制する。その結果、乗り心地性を向上できる。

本発明によれば、トレッド幅方向において、発泡ゴム層５０は、ビードフィラ先端部２５に重なるように配置される。発泡ゴム層５０は、ランフラット走行時に発生する熱によって、発泡ゴム層５０の内部の空隙が膨張し、発泡ゴム層５０に剛性を与える。その結果、発泡ゴム層５０は、ビードフィラ上側部２３の厚みｂを２．５ｍｍ以下にすることにより低下したサイドウォール部６０の剛性を補って、ランフラット耐久性を維持することができる。発泡ゴム層５０は、補強ゴム層４０やビードフィラ２０に比べて、軽量であるため、空気入りタイヤ１の質量を減少できる。

本発明によれば、外側カーカス３５は、トレッド幅方向において、ビードフィラ先端部２５と発泡ゴム層５０との間に配置される。トレッド幅方向において、発泡ゴム層５０とビードフィラ先端部２５とが隣接していた場合、ビードフィラ先端部２５からの応力によって、発泡ゴム層５０が破壊される可能性もある。ビードフィラ先端部２５と発泡ゴム層５０との間に外側カーカス３５を配置することによって、発泡ゴム層５０の破壊を抑制することができる。これによって、ランフラット耐久性をより向上することができる。

本発明によれば、発泡ゴム層５０は、トレッド幅方向において、ビードフィラ先端部２５と外側カーカス３５との間に配置される。このような配置によって、発泡ゴム層５０は、トレッド幅方向において、サイドウォール部６０のより中央近くに配置されるため、ランフラット走行時に発生する熱によって、発泡ゴム層の内部の空隙がより膨張し、発泡ゴム層により剛性を与える。これによって、ランフラット耐久性をより向上することができる。

本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。本発明はここでは記載していない様々な実施形態を含む。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１，２…タイヤ、 １０…ビードコア、 ２０…ビードフィラ、 ２３…ビードフィラ上側部、 ２５…ビードフィラ先端部、 ３０…カーカス、 ３２…内側カーカス、 ３５…外側カーカス、 ４０…補強ゴム層、 ４５…最大厚み部、 ５０…発泡ゴム層、 ６０…サイドウォール部、 ７０…トレッド部、

Claims (3)

1. 一対のビードコアと、
   前記ビードコアからタイヤ径方向外側に延びる一対のビードフィラと、
   前記一対のビードコア及び前記一対のビードフィラの間に跨り、前記ビードコア及び前記ビードフィラを巻き込むようにトレッド幅方向外側に曲げられたカーカスと、
   前記カーカスよりも前記トレッド幅方向内側に配置される補強ゴム層と、を有し、
   前記タイヤ径方向及び前記トレッド幅方向に沿った断面において、前記補強ゴム層は、前記補強ゴム層の中央部から端部に向かうに連れ、前記補強ゴム層の厚みが減少する空気入りタイヤであって、
   前記ビードフィラは、トレッド部側にある前記ビードフィラの先端部から前記ビードコア側の前記ビードフィラの端部に向かって４０％〜６０％までを構成するビードフィラ上端部を有し、
   前記断面において前記ビードフィラ上端部の厚みは、２．５ｍｍ以下であり、
   前記ビードフィラの先端部は、前記補強ゴム層の前記断面における厚みが最大となる最大厚み部と、タイヤ径方向高さが同一であり、
   前記空気入りタイヤは、空隙が形成された発泡ゴム層を有し、
   前記トレッド幅方向において、前記発泡ゴム層は、前記ビードフィラの先端部に重なるように配置される空気入りタイヤ。
2. 前記カーカスにおいて、前記トレッド幅方向外側に曲げられた前記カーカス部分を外側カーカスとすると、
   前記外側カーカスは、前記トレッド幅方向において、前記ビードフィラの先端部と前記発泡ゴム層との間に配置される請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記カーカスにおいて、前記トレッド幅方向外側に曲げられた前記カーカス部分を外側カーカスとすると、
   前記発泡ゴム層は、前記トレッド幅方向において、前記ビードフィラの先端部と前記外側カーカスとの間に配置される請求項１に記載の空気入りタイヤ。

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