JP4626331B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、ランフラット耐久性を改善するようにした空気入りタイヤに関する。

車両の走行中に空気入りタイヤがパンクした場合でも、緊急走行を可能にするようにした技術が市場の要請から多数提案されている。これら多数の提案のうち、空気入りタイヤの左右のサイドウォール部のタイヤ内面側にゴムからなる断面三日月状のゴム補強層をそれぞれ配置し、そのゴム補強層により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ものがある（例えば、特許文献１参照）。

上記ゴム補強層には、ランフラット走行性と転がり抵抗の両立を図るため、高硬度でかつ tanδの低いゴムが使用されているが、ランフラット耐久性がまだ十分なレベルではなく、その改善が求められていた。

即ち、ランフラット走行時にサイドウォール部に発生する大きな縦撓みによりタイヤ内面側では圧縮歪みを受け、最も圧縮歪みが大きいタイヤ最大幅位置に位置するゴム補強層の内面側にクラックが発生し、そのクラックが外側に向けて次第に進行してゴム補強層が支持機能を失い、ランフラット走行を不能にする。

そこで、ランフラット耐久性を向上するため、ゴム補強層内に層間で交差するように補強コードを配列した２層のコード補強層を配置した空気入りタイヤが提案されている（例えば、特許文献２参照）。補強コードが交差する２層のコード補強層を配置することによりサイドウォール部の曲げ剛性を増加させ、それより圧縮歪みを軽減することで、クラックの発生を抑制することができる。

しかしながら、ランフラット走行時に加わる高い荷重と圧縮変形の繰り返しにより、２層のコード補強層間に生じる剪断変形により層間剥離が発生し、ランフラット耐久性を効果的に改善することができない。
特開平５−２８６３１９号公報 特表２００２−５３６２２５号公報

本発明は、ランフラット耐久性を効果的に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のタイヤ内面側に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をそれぞれ配置した空気入りタイヤにおいて、前記ゴム補強層の内部に、タイヤ最大幅位置を超えてタイヤ径方向内側から外側に延在し、かつ前記ゴム補強層のゴムと物性が異なるゴムからなる厚さ０．５〜３mmのゴム層を埋設したことを特徴とする。

本発明の更に他の空気入りタイヤは、左右のサイドウォール部のタイヤ内面側に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をそれぞれ配置した空気入りタイヤにおいて、前記ゴム補強層内に補強コードを所定の間隔で配列してゴム層に埋設した１層のコード補強層を配設し、該コード補強層をタイヤ最大幅位置からタイヤ径方向両側に少なくとも前記ゴム補強層のタイヤ径方向長さＨの５％以上延在させ、前記ゴム補強層内のコード補強層のタイヤ幅方向外側で、かつタイヤ最大幅位置からタイヤ径方向に前記ゴム補強層のタイヤ径方向長さＨの１０％以上離間させて、補強コードを所定の間隔で配列してゴム層に埋設した外側コード補強層を配置したことを特徴とする。

上述したように、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内に、ゴム補強層のゴムと物性が異なるゴムからなるゴム層を配置することにより、ランフラット走行時に最も圧縮歪みが大きいタイヤ最大幅位置に位置するゴム補強層の内面側に発生したクラックがタイヤ幅方向外側に向けて進行してゴム層に到達した後、その界面に沿ってタイヤ径方向に進行し、ゴム補強層内をタイヤ外側まで横断するのを回避させることができるので、ゴム補強層の支持機能を長く持続させ、ランフラット耐久性を効果的に高めることができる。

また、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内に上記のように規定した１層のコード補強層と外側コード補強層を配設することによっても、クラックをコード補強層との界面に沿ってタイヤ径方向に進行させることができるので、ランフラット耐久性を効果的に改善することができる。

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、ＣＬはタイヤセンターラインである。

左右のビード部３間にカーカス層４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５の周りにビードフィラー６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の外周側にはベルト層７が設けられ、その外周側にベルトカバー層８が配置されている。ベルトカバー層８の両端部外周側にエッジカバー層９が配設されている。

カーカス層４の内周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１０が設けられている。左右のサイドウォール部３のタイヤ内面側の、カーカス層４とインナーライナー層１０との間には、ランフラット走行を可能にするゴムからなる断面三日月状のゴム補強層１１がそれぞれタイヤ周方向に沿って環状に配置されている。

ゴム補強層１１内には、タイヤ最大幅位置Ｐを超えてタイヤ径方向内側から外側に延在するゴム層１２がタイヤ周方向に沿って環状に配置してある。ゴム層１２は、ゴム補強層１１のゴムと物性が異なるゴムから構成されている。物性としては、ゴムの硬度を好ましく挙げることができる。

ランフラット走行時に最も圧縮歪みが大きいタイヤ最大幅位置Ｐに位置するゴム補強層１１の内面側にクラックが発生した際に、そのクラックがタイヤ幅方向外側に向けて進行するが、ゴム補強層１１内に物性が異なるゴムからゴム層１２を上記のように埋設することで、クラックがゴム層１２に到達した後、その界面に沿ってタイヤ径方向に進行し、ゴム補強層１１をタイヤ外側まで横断するのを回避することができるので、ゴム補強層１１の支持機能を長く持続させ、ランフラット耐久性を効果的に高めることができる。

物性としてゴムの硬度（ＪＩＳ Ａ硬度）を異ならせる場合には、その差が１０％以上なるようにするのがよい。なお、ここで言う差とは、（ゴム補強層１１とゴム層１２とのゴム硬度差）／（ゴム補強層１１のゴム硬度）×１００として求めるものとする。

差が１０％未満であると、クラックをゴム層１２との界面に沿ってタイヤ径方向に進行させる効果が小さく、ゴム層１２にも横断するクラックが発生するので、ランフラット耐久性を効果的に改善することが難しくなる。上限値としては、一般走行時の耐久性確保の点から５０％以下にすることができる。ゴム層１２のゴム硬度は、ゴム補強層１１よりも高くても低くてもよい。

ゴム層１２の厚さは、０．５〜３mmとする。厚さが０．５mm未満であると、クラックがゴム層１２にも横断して進行し易くなるので、ランフラット耐久性を効果的に改善することが難しくなる。３mmを超えるとゴム層１２が厚くなり過ぎるため、ゴム補強層１１との界面で破壊が発生し易くなり、また硬度がゴム補強層１１より低い場合にはサイドウォール部２の剛性低下を招くので、ランフラット耐久性を効果的に改善することが難しくなる。

ゴム層１２のタイヤ径方向長さｈ(mm)としては、ゴム補強層１１のタイヤ径方向長さＨ(mm)に対して、０．２Ｈ≦ｈ≦０．５Ｈにするのがよい。ゴム層１２のタイヤ径方向長さｈが０．２Ｈ未満であると、クラックをゴム層１２との界面に沿ってタイヤ径方向に進行させる長さが短過ぎるので、ランフラット耐久性を効果的に改善することが難しくなる。０．５Ｈを超えると、ゴム層１２とゴム補強層１１との界面で破壊が発生し易くなる。なお、ここで言う或いは以下で言うタイヤ径方向長さとは、タイヤ軸と直交するタイヤ径方向に沿って測定した長さである。

ゴム補強層１１内に配置するゴム層１２の位置としては、ゴム補強層１１の内面からゴム補強層１１の厚さｔのｔ／４〜ｔ／２の範囲に配置するのが、ランフラット耐久性を効果的に改善する上でよい。また、タイヤ径方向における位置は、タイヤ最大幅位置を通り、径方向両側に延在するようにするのがよい。

図２〜４は、本発明の空気入りタイヤの参考例を示し、これらの参考例では、サイドウォール部２に配設したゴム補強層１１内に、図５に示すように、タイヤ径方向に延在する補強コードｆをタイヤ周方向Ｔに沿って所定の間隔で配列してゴム層１３に埋設したコード補強層１４が１層のみ環状に配置されている。

コード補強層１４は、タイヤ最大幅位置Ｐからタイヤ径方向両側に延在する部分１４ａ，１４ｂのタイヤ径方向長さｈ１，ｈ２が少なくともゴム補強層１１のタイヤ径方向長さＨの５％以上になっており、図２はコード補強層１４をゴム補強層１１内に完全に配置した状態、図３はコード補強層１４の外周側をゴム補強層１１の外周端から延出させ、カーカス層４とインナーライナー層１０との間に位置させるようにしたもの、図４は図３とは逆に、コード補強層１４の内周側をゴム補強層１１の内周端から延出させ、カーカス層４とインナーライナー層１０との間に位置させると共に、ビードコア５近傍まで延在させている。

このようにコード補強層１４をゴム補強層１１内に配置することによっても、クラックをコード補強層１４との界面に沿ってタイヤ径方向に進行させることができるので、ランフラット耐久性を効果的に高めることができる。好ましくは、図３，４のようにコード補強層１４を延在させるのが、ランフラット耐久性をより高める上でよい。

タイヤ径方向長さｈ１，ｈ２がゴム補強層１１のタイヤ径方向長さＨの５％未満であると、クラックをコード補強層１４との界面に沿ってタイヤ径方向に効果的に進行させることができないので、ランフラット耐久性を効果的に高めることが難しくなる。タイヤ径方向長さｈ１，ｈ２の上限値としては、特に限定されるものではないが、コード補強層１４の部分１４ａ，１４ｂのいずれか一方を図３，４のように延在させた場合には、重量の点から、他方のタイヤ径方向長さｈ１或いはｈ２をゴム補強層１１のタイヤ径方向長さＨの２０％以下にするのがよい。

上記コード補強層１４は、ゴム補強層１１の内面からゴム補強層１１の厚さｔのｔ／４〜ｔ／２の範囲に配置するのが、ランフラット耐久性を効果的に改善する上でよい。

コード補強層１４に使用する補強コードｆとしては、スチールコードなどの金属コードや、ナイロン、ポリエステルなどの有機繊維コードを好ましく用いることができる。

補強コードｆは、図示する例では、タイヤ周方向Ｔに対して９０°傾斜して延在（タイヤ径方向に沿って延在）するようにしたが、その傾斜角度としては、耐久性の点からタイヤ周方向Ｔに対して８０〜１００°の範囲にするのがよい。

図６は、本発明の空気入りタイヤの更に他の実施形態を示し、上述したコード補強層１４を配置した図３の空気入りタイヤにおいて、更にゴム補強層１１内のコード補強層１４のタイヤ幅方向外側に、図７に示すように、タイヤ径方向に延在する補強コードｅをタイヤ周方向Ｔに沿って所定の間隔で配列してゴム層１５に埋設した１層の外側コード補強層１６を環状に配置したものである。

この外側コード補強層１６は、タイヤ最大幅位置Ｐからタイヤ径方向にゴム補強層１１のタイヤ径方向長さＨの１０％以上離間（離間距離Ｌ(mm)がＬ≧０．１Ｈ）させて埋設してある。図６では、外側コード補強層１６がタイヤ最大幅位置Ｐからタイヤ径方向外側にゴム補強層１１のタイヤ径方向長さＨの１０％以上離間させるようにしたが、その逆にタイヤ最大幅位置Ｐからタイヤ径方向内側にゴム補強層１１のタイヤ径方向長さＨの１０％以上離間させるようにしてもよい。

２層のコード補強層１４，１６をゴム補強層１１内に配置する場合には、このように外側コード補強層１６を最も撓みの大きいタイヤ最大幅位置Ｐからタイヤ径方向に離間させることで、コード補強層１４，１６の層間での剪断変形を抑制することができるので、ランフラット耐久性を効果的に高めることができる。

外側コード補強層１６は、図示するように、コード補強層１４から離間して配置するのがよく、好ましくは１mm以上離間させるのが層間の剪断変形をより低減する上でよい。上限値は、外側コード補強層１６がゴム補強層１１内に埋設された状態であればよく、その範囲内であればいずれの値であってもよいが、好ましくは、ゴム補強層１１の内面からゴム補強層１１の厚さｔの３／４以下とするのがよい。

外側コード補強層１６は、上述した１層に限定されず、タイヤ径方向の内側と外側にそれぞれ１層設けてもよく、必要に応じて複数層設けることができる。

外側コード補強層１６に使用する補強コードｅとしては、コード補強層１４と同様に、スチールコードなどの金属コードや、ナイロン、ポリエステルなどの有機繊維コードを好ましく用いることができる。

補強コードｅは、図示する例では、タイヤ周方向Ｔに対して９０°傾斜して延在（タイヤ径方向に沿って延在）するようにしたが、その傾斜角度としては、コード補強層１４と同様に、耐久性の点からタイヤ周方向Ｔに対して８０〜１００°の範囲にするのがよい。

ゴム補強層１１は、図８（参考例）に示すように、物性の異なるゴムからなる内側ゴム補強層部１１ａと外側ゴム補強層部１１ｂとから構成し、内側ゴム補強層部１１ａと外側ゴム補強層部１１ｂとの間にコード補強層１４を配置するようにしてもよい。物性としては、上記と同様にゴムの硬度を好ましく挙げることができる。

ゴムの硬度（ＪＩＳ Ａ硬度）を異ならせる場合には、その差が１０％以上なるようにするのが、内側ゴム補強層部１１ａと外側ゴム補強層部１１ｂとの界面に沿ってクラックをタイヤ径方向に進行させる上でよい。なお、ここで言う差とは、（内側ゴム補強層部１１ａと外側ゴム補強層部１１ｂとのゴム硬度差）／（外側ゴム補強層部１１ｂのゴム硬度）×１００として求めるものとする。上限値としては、一般走行時の耐久性確保の点から５０％以下にすることができる。

本発明において、上記ゴム補強層１１に使用するゴムとしては、ランフラット走行を可能にする物性を有するゴムであればよく、従来公知のものが使用でき、例えば、硬度（ＪＩＳ Ａ硬度）が７０〜９０のもを好ましく挙げることができる。

なお、上述したゴムの硬度は、ＪＩＳ６２５３（Ｔｙｐｅ−Ａ デュロメーター使用）に準拠して測定するものとする。

タイヤサイズを２１５／４５Ｒ１７で共通にし、ゴム補強層内に配置したゴム層の構成を表１のように異ならせた図１に示す構成の本発明タイヤ１〜７と、ゴム層が配置されていない従来タイヤ１、及びゴム補強層内に層間で交差するように補強コード（ナイロンコード）を傾斜配列した２層のコード補強層を積層配置した従来タイヤ２をそれぞれ作製した。

これら各試験タイヤをリムサイズ１７×７ＪＪのリムに装着し、以下に示す方法により、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。
ランフラット耐久性
各試験タイヤをバルブコアを抜いた空気圧０kPa の状態で排気量３．０リットルの後輪駆動車の前輪右側に装着し、楕円形の周回コースを時速８０km/hの速度で反時計回りに走行し、テストドライバーがタイヤ故障による異常振動を感じ、走行を中止するまでの距離を測定し、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、ランフラット耐久性が優れている。

表１から、本発明タイヤは、ランフラット耐久性を大きく改善できることがわかる。

タイヤサイズを２３５／４５Ｒ１７で共通にし、ゴム補強層内に配置したコード補強層の構成を表２のようにした参考タイヤ１〜４（図２，３，４）と、ゴム補強層内に配置したコード補強層と外側コード補強層の構成を表２のようにした本発明タイヤ８，９（図６）と、コード補強層及び外側コード補強層が配置されていない従来タイヤ３、及びゴム補強層内に層間で交差するように補強コードを傾斜配列した２層のコード補強層を積層配置した従来タイヤ４をそれぞれ作製した。

これら各試験タイヤをリムサイズ１７×８ＪＪのリムに装着し、実施例１に示す方法により、ランフラット耐久性の評価試験を行ったところ、表２に示す結果を得た。なお、表２では、従来タイヤ３を１００とする指数値で示した。この値が大きい程、ランフラット耐久性が優れている。

表２から、本発明タイヤは、ランフラット耐久性を大きく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半断面図である。 本発明の空気入りタイヤの参考例を示すタイヤ子午線半断面図である。 本発明の空気入りタイヤの更に他の参考例を示すタイヤ子午線半断面図であ る。 本発明の空気入りタイヤの更に他の参考例を示すタイヤ子午線半断面図であ る。 コード補強層の説明図である。 本発明の空気入りタイヤの更に他の実施形態を示すタイヤ子午線半断面図で ある。 外側コード補強層の説明図である。 本発明の空気入りタイヤの更に他の参考例を示すタイヤ子午線半断面図であ 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 カーカス層
７ ベルト層
１０ インナーライナー層
１１ ゴム補強層
１１ａ 内側ゴム補強層部
１１ｂ 外側ゴム補強層部
１２ ゴム層
１３ ゴム層
１４ コード補強層
１５ ゴム層
１６ 外側コード補強層
Ｐ タイヤ最大幅位置
ｅ，ｆ 補強コード

Claims (6)

1. 左右のサイドウォール部のタイヤ内面側に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をそれぞれ配置した空気入りタイヤにおいて、
   前記ゴム補強層の内部に、タイヤ最大幅位置を超えてタイヤ径方向内側から外側に延在し、かつ前記ゴム補強層のゴムと物性が異なるゴムからなる厚さ０．５〜３mmのゴム層を埋設した空気入りタイヤ。
2. 前記物性がゴムの硬度であり、硬度の差を１０％以上にした請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ゴム層を前記ゴム補強層の内面から該ゴム補強層の厚さの１／４〜１／２の範囲に配置した請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ゴム層のタイヤ径方向長さｈ(mm)が、前記ゴム補強層のタイヤ径方向長さＨ(mm)に対して０．２Ｈ≦ｈ≦０．５Ｈである請求項１，２または３に記載の空気入りタイヤ。
5. 左右のサイドウォール部のタイヤ内面側に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をそれぞれ配置した空気入りタイヤにおいて、
   前記ゴム補強層内に補強コードを所定の間隔で配列してゴム層に埋設した１層のコード補強層を配設し、該コード補強層をタイヤ最大幅位置からタイヤ径方向両側に少なくとも前記ゴム補強層のタイヤ径方向長さＨの５％以上延在させ、前記ゴム補強層内のコード補強層のタイヤ幅方向外側で、かつタイヤ最大幅位置からタイヤ径方向に前記ゴム補強層のタイヤ径方向長さＨの１０％以上離間させて、補強コードを所定の間隔で配列してゴム層に埋設した外側コード補強層を配置した空気入りタイヤ。
6. 前記ゴム補強層を物性の異なるゴムからなる内側ゴム補強層部と外側ゴム補強層部とから構成し、該内側ゴム補強層部と外側ゴム補強層部との間に前記コード補強層を配置した請求項５に記載の空気入りタイヤ。

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