JP5070755B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ランフラット走行性能を有する空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、通常走行時の操縦安定性とランフラット走行時の耐久性を維持しつつ通常走行時の乗心地を改善するようにした空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤにおいて、サイドウォール部に断面三日月形状の補強ライナーを配設し、その補強ライナーの剛性に基づいてランフラット走行を可能にしたものがある。このようなサイド補強型のランフラットタイヤは、ホイールに装着された中子等の支持体に頼らずにタイヤ構造に基づいてランフラット走行を達成するという利点があるものの、サイドウォール部の剛性が一般のタイヤに比べて高いため通常走行時の乗心地が悪くなるという欠点がある。

これに対して、通常走行時の乗心地等のタイヤ性能を良好に維持しながら、ランフラット走行時の耐久性を改善するために、補強ライナーのタイヤ径方向の位置を左右一対のサイドウォール部で互いに異ならせ、車両装着時に車両外側に配置されるサイドウォール部の補強ライナーの２等分点をタイヤ最大幅位置よりもトレッド部寄りに配置し、車両装着時に車両内側に配置されるサイドウォール部の補強ライナーの２等分点をタイヤ最大幅位置よりもビード部寄りに配置した構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

即ち、車両において１本のタイヤがパンクした場合、その車両はパンクしたタイヤ側へ僅かに傾くため、車両外側のサイドウォール部の撓み中心位置はタイヤ最大幅位置よりもトレッド部側に偏り、車両内側のサイドウォール部の撓み中心位置はタイヤ最大幅位置よりもビード部側に偏る傾向がある。そのため、上述のように補強ライナーのタイヤ径方向の位置を左右一対のサイドウォール部で互いに異ならせた構造によれば、サイドウォール部の撓みが生じる部分を効果的に補強し、少ない補強部材でランフラット走行時の耐久性を効果的に改善することができる。

しかしながら、上記構造では、補強ライナーのタイヤ径方向の質量配分が左右一対のサイドウォール部で互いに異なるため、走行速度の上昇に伴ってコニシティー成分が大きくなり、これが操縦安定性を低下させるという問題がある。
特開平６−２１９１１２号公報

本発明の目的は、通常走行時の操縦安定性とランフラット走行時の耐久性を維持しつつ通常走行時の乗心地を改善することを可能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にそれぞれ断面三日月形状の補強ライナーを配設した空気入りタイヤにおいて、前記補強ライナーの断面形状をタイヤ赤道面の両側で左右対称にして、前記補強ライナーのタイヤ径方向の質量配分を左右一対のサイドウォール部において実質的に同じにすると共に、各補強ライナーを硬さが異なる複数種類のゴム層から構成し、車両装着時に車両外側に配置されるサイドウォール部の補強ライナーではタイヤ径方向外側のゴム層をタイヤ径方向内側のゴム層よりも硬くし、車両装着時に車両内側に配置されるサイドウォール部の補強ライナーではタイヤ径方向内側のゴム層をタイヤ径方向外側のゴム層よりも硬くし、最も硬いゴム層の硬さ範囲を８０〜９５とし、最も軟らかいゴム層の硬さ範囲を６０〜７５とし、各補強ライナーにおける最も硬いゴム層と最も軟らかいゴム層との硬さの差を５〜２０としたことを特徴とするものである。

本発明では、サイド補強型のランフラットタイヤにおいて、補強ライナーの断面形状をタイヤ赤道面の両側で左右対称にして、前記補強ライナーのタイヤ径方向の質量配分を左右一対のサイドウォール部において実質的に同じにすると共に、各補強ライナーを硬さが異なる複数種類のゴム層から構成し、車両装着時に車両外側に配置されるサイドウォール部の補強ライナーではタイヤ径方向外側のゴム層を相対的に硬くし、車両装着時に車両内側に配置されるサイドウォール部の補強ライナーではタイヤ径方向内側のゴム層を相対的に硬くし、最も硬いゴム層の硬さ範囲を８０〜９５とし、最も軟らかいゴム層の硬さ範囲を６０〜７５とし、各補強ライナーにおける最も硬いゴム層と最も軟らかいゴム層との硬さの差を５〜２０とする。

即ち、車両において１本のタイヤがパンクした場合、その車両はパンクしたタイヤ側へ僅かに傾くため、車両外側のサイドウォール部の撓み中心位置と車両内側のサイドウォール部の撓み中心位置とが互いにずれ、車両外側のサイドウォール部の撓み中心位置はトレッド部寄りとなり、車両内側のサイドウォール部の撓み中心位置はビード部寄りとなる。そのため、上述のように車両外側のサイドウォール部では硬いゴム層をトレッド部寄りに配置し、車両内側のサイドウォール部では硬いゴム層をビード部寄りに配置した構造によれば、サイドウォール部の撓みが生じる部分を効果的に補強し、ランフラット走行時の耐久性を効果的に改善することができる。

その一方で、車両外側のサイドウォール部では軟らかいゴム層をビード部寄りに配置し、車両内側のサイドウォール部では軟らかいゴム層をトレッド部寄り配置しているので、通常走行時の乗心地を改善することができる。しかも、補強ライナーの断面形状はタイヤ赤道面の両側で左右対称であり、これら補強ライナーのタイヤ径方向の質量配分が左右一対のサイドウォール部で実質的に同じであるため、走行速度の上昇に伴ってコニシティー成分が大きくなることはない。従って、通常走行時の操縦安定性を良好に維持することができる。

本発明において、硬さとはＪＩＳ Ｋ６２５３に規定されるデュロメータ硬さ（Ａ）である。上記硬さの差を設定することにより、ランフラット走行時の耐久性を維持しながら乗心地を効果的に改善することができる。

また、各補強ライナーにおける最も硬いゴム層の断面積比率は３０％〜９０％とすることが好ましい。ここで、断面積比率とはタイヤ子午線断面にて測定される断面積の比率である。上記断面積比率を設定することにより、ランフラット走行時の耐久性を維持しながら乗心地を効果的に改善することができる。

本発明において、上記硬さの差及び断面積比率を適用するにあたって、各補強ライナーは２種類のゴム層からなる２層構造であることが好ましいが、各補強ライナーには２種類以上のゴム層からなる多層構造を採用することも可能である。

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は本発明が適用される空気入りタイヤの基本構造を示す子午線半断面図である。図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間には２層のカーカス層４が装架され、これらカーカス層４の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。ビードコア５の外周側にはゴムからなる断面三角形状のビードフィラー６が配置されている。トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には、２層のベルト層７がタイヤ全周にわたって配置されている。これらベルト層７は、タイヤ周方向に対して傾斜する補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。更に、ベルト層７の外周側にはベルトカバー層８が配置されている。ベルトカバー層８はタイヤ周方向に配向する補強コードを含み、その補強コードをタイヤ周方向に連続的に巻回したものである。

上記空気入りタイヤにおいて、サイドウォール部２におけるカーカス層４のタイヤ幅方向内側にはゴムからなる断面三日月形状の補強ライナー１０が配設されている。この補強ライナー１０はサイドウォール部２の他のゴム層よりも硬く、その剛性に基づいてランフラット走行時の荷重を支持するものである。本発明は、このようなサイド補強タイプのランフラットタイヤに適用されるが、その具体的な構造は上記基本構造に限定されるものではない。

図２は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線断面図であり、図３はそ空気入りタイヤのランフラット走行状態を示す子午線断面図である。図２及び図３において、ＯＵＴは車両装着時の車両外側であり、ＩＮは車両装着時の車両外側である。

図２に示すように、車両装着時に車両外側に配置されるサイドウォール部２Ａの補強ライナー１０Ａ及び車両装着時に車両内側に配置されるサイドウォール部２Ｂの補強ライナー１０Ｂの断面形状はタイヤ赤道面Ｅの両側で左右対称になっている。つまり、補強ライナー１０Ａ，１０Ｂのタイヤ径方向の質量配分は左右一対のサイドウォール部２Ａ，２Ｂにおいて実質的に同じである。

車両装着時に車両外側に配置されるサイドウォール部２Ａの補強ライナー１０Ａは硬さが異なる２種類のゴム層Ａ１，Ａ２から構成されている。ゴム層Ａ１，Ａ２はタイヤ径方向に積層されているが、タイヤ軸方向に対して傾斜する境界面を介して互いに接合されている。車両外側の補強ライナー１０Ａにおいて、タイヤ径方向外側のゴム層Ａ１の硬さがタイヤ径方向内側のゴム層Ａ２の硬さよりも高く設定されている。

一方、車両装着時に車両内側に配置されるサイドウォール部２Ｂの補強ライナー１０Ｂは硬さが異なる２種類のゴム層Ｂ１，Ｂ２から構成されている。ゴム層Ｂ１，Ｂ２はタイヤ径方向に積層されているが、タイヤ軸方向に対して傾斜する境界面を介して互いに接合されている。車両内側の補強ライナー１０Ｂにおいて、タイヤ径方向内側のゴム層Ｂ１の硬さがタイヤ径方向外側のゴム層Ｂ２の硬さよりも高く設定されている。

図３に示すように、リムＲに組み付けられて車両に装着された空気入りタイヤがパンクした場合、補強ライナー１０Ａ，１０Ｂを備えたサイドウォール部２Ａ，２Ｂの剛性と残存する内圧とにより車両の荷重を支持することでランフラット走行が可能になる。その際、車両はパンクしたタイヤ側へ僅かに傾くため、車両外側のサイドウォール部２Ａの撓み中心位置Ｐ１と車両内側のサイドウォール部２Ｂの撓み中心位置Ｐ２との間にずれ量ｄを生じ、車両外側のサイドウォール部２Ａの撓み中心位置Ｐ１はトレッド部寄りとなり、車両内側のサイドウォール部２Ｂの撓み中心位置Ｐ２はビード部寄りとなる。勿論、ハンドル操作等により、空気入りタイヤの車両外側に荷重が掛かる場合には、上記のような傾向は顕著に現れる。なお、ここで言う撓み中心位置Ｐ１，Ｐ２とは、タイヤが撓んだ状態においてタイヤ外表面がリムＲから離れる位置と路面Ｇとのタイヤ径方向距離の中心位置である。

これに対して、上述のように車両外側のサイドウォール部２Ａでは硬いゴム層Ａ１をトレッド部寄りに配置し、車両内側のサイドウォール部２Ｂでは硬いゴム層Ｂ１をビード部寄りに配置することにより、サイドウォール部２Ａ，２Ｂの撓みが生じる部分を効果的に補強し、ランフラット走行時の耐久性を効果的に改善することができる。

一方、車両外側のサイドウォール部２Ａでは軟らかいゴム層Ａ２をビード部寄りに配置し、車両内側のサイドウォール部２Ｂでは軟らかいゴム層Ｂ２をトレッド部寄り配置しているので、通常走行時の乗心地を改善することができる。しかも、補強ライナー１０Ａ，１０Ｂの断面形状はタイヤ赤道面Ｅの両側で左右対称であり、これら補強ライナー１０Ａ，１０Ｂのタイヤ径方向の質量配分が左右一対のサイドウォール部２Ａ，２Ｂで実質的に同じであるため、走行速度の上昇に伴ってコニシティー成分が大きくなることはない。従って、通常走行時の操縦安定性を良好に維持することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、各補強ライナー１０Ａ，１０Ｂにおける最も硬いゴム層Ａ１，Ｂ１と最も軟らかいゴム層Ａ２，Ｂ２との硬さの差は５〜２０の範囲に設定されている。この硬さの差が５未満であると通常走行時の乗心地の改善効果が不十分になり、逆に２０を超えるとランフラット走行時の耐久性が低下する可能性がある。なお、最も硬いゴム層Ａ１，Ｂ１の硬さ範囲（実数値）は８０〜９５とし、最も軟らかいゴム層Ａ２，Ｂ２の硬さ範囲（実数値）は６０〜７５とする。これにより、通常走行時の乗心地とランフラット走行時の耐久性を両立することが可能になる。

各補強ライナー１０Ａ，１０Ｂにおける最も硬いゴム層Ａ１，Ｂ１の断面積比率は３０％〜９０％の範囲に設定されている。この断面積比率が３０％未満であるとランフラット走行時の耐久性が低下する可能性があり、逆に９０％を超えると通常走行時の乗心地の改善効果が不十分になる。

タイヤサイズ２２５／４５ＺＲ１８の空気入りタイヤにおいて、左右一対のサイドウォール部にそれぞれ断面三日月形状の補強ライナーを配設し、これら補強ライナーの断面形状をタイヤ赤道面の両側で左右対称にすると共に、各補強ライナーを硬さが異なる２種類のゴム層から構成し、車両装着時に車両外側に配置されるサイドウォール部の補強ライナーではタイヤ径方向外側のゴム層をタイヤ径方向内側のゴム層よりも硬くし、車両装着時に車両内側に配置されるサイドウォール部の補強ライナーではタイヤ径方向内側のゴム層をタイヤ径方向外側のゴム層よりも硬くした実施例のタイヤを作製した。実施例のタイヤにおいて、各補強ライナーにおける最も硬いゴム層の硬さを９０とし、最も軟らかいゴム層の硬さを７５とし、両者の差を１５とした。また、各補強ライナーにおける最も硬いゴム層の断面積比率は６６．７％とした。

比較のため、従来例１，２のタイヤを用意した。従来例１のタイヤは、左右一対のサイドウォール部にそれぞれ断面三日月形状の補強ライナーを配設し、これら補強ライナーの断面形状をタイヤ赤道面の両側で左右対称にすると共に、各補強ライナーを１種類のゴム層（硬さ９０）から構成したものである。従来例２のタイヤは、左右一対のサイドウォール部にそれぞれ断面三日月形状の補強ライナーを配設し、これら補強ライナーのタイヤ径方向の位置を左右一対のサイドウォール部で互いに異ならせ、車両装着時に車両外側に配置されるサイドウォール部の補強ライナーの２等分点をトレッド部寄りにオフセットし、車両装着時に車両内側に配置されるサイドウォール部の補強ライナーの２等分点をビード部寄りにオフセットすると共に、各補強ライナーを１種類のゴム層（硬さ８５）から構成したものである。

これら試験タイヤについて、以下の試験方法により、操縦安定性、乗心地、ランフラット耐久性をそれぞれ評価し、その結果を表１に示した。

操縦安定性：
試験タイヤをリムサイズ１８×７ 1/2ＪＪのホイールに組付けて車両に装着し、全タイヤの空気圧を２２０ｋＰａとし、通常走行時の操縦安定性についてテストドライバーによる官能評価を行った。評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど通常走行時の操縦安定性が優れていることを意味する。

乗心地：
試験タイヤをリムサイズ１８×７ 1/2ＪＪのホイールに組付けて車両に装着し、全タイヤの空気圧を２２０ｋＰａとし、通常走行時の乗心地についてテストドライバーによる官能評価を行った。評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど通常走行時の乗心地が優れていることを意味する。

ランフラット耐久性：
試験タイヤをリムサイズ１８×７ 1/2ＪＪのホイールに組付けて車両に装着し、右前輪のバルブを開放してタイヤの空気圧０ｋＰａとし、他の車輪のタイヤの空気圧を２２０ｋＰａとし、速度９０ｋｍ／ｈにて走行し、タイヤが故障するまでの走行距離を測定した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどランフラット耐久性が優れていることを意味する。

この表１に示すように、実施例のタイヤは、従来例１との対比において、操縦安定性とランフラット耐久性を維持しながら乗心地を改善することができた。一方、従来例２のタイヤは、ランフラット耐久性を維持しながら乗心地を改善することが可能であるものの、従来例１よりも操縦安定性が劣っていた。

本発明が適用される空気入りタイヤの基本構造を示す子午線半断面図である。 本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線断面図である。 本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのランフラット走行状態を示す子午線断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
２，２Ａ，２Ｂ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ ベルト層
８ ベルトカバー層
１０，１０Ａ，１０Ｂ 補強ライナー
Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２ ゴム層
ＩＮ 車両内側
ＯＵＴ 車両外側

Claims (3)

1. 左右一対のサイドウォール部にそれぞれ断面三日月形状の補強ライナーを配設した空気入りタイヤにおいて、前記補強ライナーの断面形状をタイヤ赤道面の両側で左右対称にして、前記補強ライナーのタイヤ径方向の質量配分を左右一対のサイドウォール部において実質的に同じにすると共に、各補強ライナーを硬さが異なる複数種類のゴム層から構成し、車両装着時に車両外側に配置されるサイドウォール部の補強ライナーではタイヤ径方向外側のゴム層をタイヤ径方向内側のゴム層よりも硬くし、車両装着時に車両内側に配置されるサイドウォール部の補強ライナーではタイヤ径方向内側のゴム層をタイヤ径方向外側のゴム層よりも硬くし、最も硬いゴム層の硬さ範囲を８０〜９５とし、最も軟らかいゴム層の硬さ範囲を６０〜７５とし、各補強ライナーにおける最も硬いゴム層と最も軟らかいゴム層との硬さの差を５〜２０とした空気入りタイヤ。
2. 各補強ライナーにおける最も硬いゴム層の断面積比率を３０％〜９０％とした請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 各補強ライナーを２種類のゴム層から構成した請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。

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