JP4501511B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、サイド補強型ランフラットタイヤの乗り心地性やロードノイズを悪化させることなくランフラット耐久性を向上するようにした空気入りタイヤに関する。

サイドウォール部に補強ゴム層を挿入した所謂サイド補強型ランフラットタイヤでは、ランフラット走行時のサイドウォール部の変形を少なくするため、その補強ゴム層に高モジュラスのゴム材料を使用する設計がなされている。しかし、このようにサイドウォール部に高モジュラスゴムが埋設されることにより、ランフラット走行中においてビードフィラー上端付近のサイドウォール部が破壊のイニシャルポイントになることが多い。

従来、このようなサイドウォール部の破壊時期を極力延長させ、ランフラット走行距離を延ばすための対策として、ビードフィラー近傍に補強繊維層を挿入する提案がある（特許文献１など）。しかし、このように補強繊維層を挿入することによりサイドウォール部の縦剛性が増加するため、乗り心地性やロードノイズの悪化を招くという問題があった。

本発明の目的は、サイド補強型ランフラットタイヤの乗り心地性やロードノイズの悪化を招くことなくランフラット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本発明の空気入りタイヤは、左右一対のビード部にそれぞれビードフィラーを配置し、サイドウォール部に前記ビードフィラーと一部がオーバラップする断面三日月状の補強ゴム層を配置したランフラット用空気入りタイヤにおいて、前記ビードフィラーを内周側基部と外周側先端部との２層構造にすると共に、前記ビードフィラーの周辺にカーカス層以外の補強繊維層を配置することなく、前記ビードフィラーの少なくとも前記外周側先端部と前記補強ゴム層とのゴム特性をｔａｎδが０．１５以下で、かつ動的弾性率Ｅ1 が５〜１５ＭＰａであるようにしたことを特徴とするものである。

本発明の空気入りタイヤによれば、補強ゴム層と共にビードフィラーにも少なくとも外周側先端部に低ｔａｎδのゴムを使用したので、ランフラット走行時におけるビードフィラー上端部付近の発熱を抑制できるようになって、サイドウォール部に破損が発生するまでの時期を延長し、ランフラット走行可能な距離を延ばすことができる。しかも、カーカス層以外に補強繊維層を配置することをせずに、補強ゴム層とビードフィラーの動的弾性率を５〜１５ＭＰａにしたので、乗り心地性やロードノイズの悪化を抑制することができる。さらに、ビードフィラー及び補強ゴム層に低ｔａｎδのゴムを使用したことにより転がり抵抗も改善することができる。

以下、図に示す実施形態を参照して本発明を説明する。

図１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である。

１はトレッド部であり、その左右両側にそれぞれサイドウォール部２，２とビード部３，３が径方向内側に延長している。各ビード部３には、スチールワイヤが束ねられたビードコア４が埋設され、そのビードコア４の外周側にビードフィラー５が径方向外側へ延長するように設けられている。このビードフィラー５は内周側基部５ａと外周側先端部５ｂとの２層構造になっている。サイドウォール部２の内側には断面三日月状の補強ゴム層６がライナーとして挿入されている。補強ゴム層６は、径方向内端側をビードフィラー５の外周側先端部５ｂとオーバラップさせ、かつ径方向外端側をトレッド部１側へ延長するようにしている。

タイヤ内部に設けたカーカス層７の外周側には複数のベルト層８が設けられている。カーカス層７は、このトレッド部１の外周部からそれぞれ左右のサイドウォール部２，２の補強ゴム層６，６の外側を通り、ビードフィラー５，５の内側を経てビードコア４，４をタイヤ内側から外側へ折り返すようになっている。さらに、ビードコア４，４を折り返したカーカス層７の端部は、それぞれビードフィラー５，５の外側を経由して補強ゴム層６，６の外側を覆うカーカス層７の上に重なっている。

本発明の空気入りタイヤには、上記のようにビードフィラー周辺にカーカス層以外に補強繊維層を配置していないことが特徴である。ビードフィラー周辺に補強繊維層を配置すると、サイドウォール部の縦剛性を増加するため乗り心地性やロードノイズを悪化させる原因になる。

このように補強繊維層を設けないタイヤ構造において、ビードフィラーの少なくとも外周側先端部と補強ゴム層のゴム材料として、共にｔａｎδが０．１５以下、好ましくは０．１０であり、かつ動的弾性率Ｅ1 が５〜１５ＭＰａ、好ましくは７〜１０ＭＰａであるゴム物性のものが使用される。ｔａｎδは低いほど好ましいが、現在製造可能な最低値としては約０．０１とされている。

ビードフィラーについては、補強ゴム層と径方向でオーバラップする少なくとも外周側先端部が上記ｔａｎδと動的弾性率Ｅ1 のゴム物性を満たしていればよい。すなわち、図１の実施形態のように、２層構造のビードフィラーにおいて、外周側先端部５ｂが上記ゴム物性を満たすようにする。勿論、外周側先端部５ｂと内周側基部５ａの両方が上記ゴム物性を満たしていてもよい。２層構造のビードフィラーの内周側基部５ａについては、必ずしも上記ゴム物性を満たす必要はないが、好ましくは外周側先端部５ｂよりも大きいモジュラスのゴムにすると操縦性安定性の上からは好ましいといえる。

ビードフィラーの少なくとも外周側先端部と補強ゴム層とは、上記ゴム特性を満足するかぎり、両者は同一種類のゴムであってもよく、或いは互いに異種類のゴムであってもよい。しかしながら、好ましくは同一種類のゴムを使用することが望ましく、ランフラット耐久性の向上のみならず、生産性を向上することができる。

本発明においてゴム物性の特定に使用するｔａｎδ及び動的弾性率Ｅ1 は、ゴム温度が６０℃のときの物性であり、かつ測定条件を初期歪み１０％、振幅±２％、振動周波数２０Ｈｚにしたときの測定値を意味する。

上記のようにビードフィラーの少なくとも外周側先端部のゴム物性を補強ゴム層と同様の低ｔａｎδにしたことにより、ランフラット走行時にビードフィラー上端部の発熱を抑制することができるため、そのビードフィラー上端部付近のサイドウォール部が破損に至るまでの期間を延長することができる。また、カーカス層以外に補強繊維層を配置することなく、補強ゴム層とビードフィラーの動的弾性率を５〜１５ＭＰａの範囲にしたので、乗り心地性やロードノイズの悪化を抑制することができる。また、ビードフィラー及び補強ゴム層を低ｔａｎδにしたことにより転がり抵抗も低減することができる。

ビードフィラー及び補強ゴム層のｔａｎδが０．１５よりも大きいと、ランフラット走行時においてビードフィラー上端部の発熱が増大するため、本発明が目的とするランフラット耐久性は得られなくなる。また、動的弾性率が５ＭＰａよりも小さいと、サイドウォール部の縦剛性が低くなりすぎ、操縦安定性が低下する。また、ランフラット走行時には車両支持機能を低下する。

また、動的弾性率が１５ＭＰａよりも大きい場合には、サイドウォール部の縦剛性が高くなるため、乗り心地が通常タイヤに比べて劣るというランフラットタイヤ特有の問題が顕在化してしまう。

ビードフィラーと補強ゴム層とは、上記動的弾性率Ｅ1 を設定範囲内にした状態で両者間の剛性差を極力小さくすることが望ましい。ビードフィラーの動的弾性率をＥ1b、補強ゴム層の動的弾性率をＥ1rとすると、前者の後者に対する比Ｅ1b／Ｅ1rを０．８〜１．２の範囲にすることである。このように両者の動的弾性率Ｅ1b，Ｅ1rを互いに接近した状態にすることにより、ビードフィラー先端部への応力集中が緩和され、ランフラット耐久性を一層向上することができるようになるからである。

また、補強ゴム層の厚み（子午線断面での厚み）は、その最大厚みの箇所で１０〜１２ｍｍにすることが好ましい。１０ｍｍ未満ではランフラット走行性を不安定にする恐れがあり、また１２ｍｍよりも大きくなると発熱しやすく、耐久性に不利になる。

本発明の空気入りタイヤはサイド補強型ランフラットタイヤとして使用されるが、特に偏平率が５５％以下のタイヤに適用する場合に好適である。

タイヤサイズが２２５／５０Ｒ１７、タイヤ構造が図１、カーカス層がレーヨンコード層２プライ、補強ゴム層の最大厚みが１２ｍｍである点を共通にし、補強ゴム層のゴム物性（ｔａｎδ及び動的弾性率Ｅ1r）とビードフィラーのゴム物性（ｔａｎδ及び動的弾性率Ｅ1b）を表１のように異ならせた１５種類のランフラット用空気入りタイヤ（実施例１〜６，比較例１〜９）を製作した。

また、実施例１において、ビードフィラーの外側にナイロン繊維補強層を配置した以外は実施例１と同一構成にした比較例のランフラット用空気入りタイヤ（比較例１０）を製作した。

上記１６種類のタイヤについて、それぞれ下記試験方法によりランフラット耐久性、乗り心地性、ロードノイズ及び転がり抵抗を測定し、その結果を表１に記載した。

表１に示す試験結果から、本発明の空気入りタイヤ（実施例１〜６）は、いずれも比較例タイヤに比べて乗り心地性、ロードノイズ及び転がり抵抗を犠牲にすることなく、ランフラット耐久性を向上していることがわかる。

〔ランフラット耐久性〕
リム組みしたタイヤを内圧０の状態で国産乗用車のフロント右側に装着し、時速９０ｋｍ／ｈでテストコースを走行し、そのタイヤが破損して走行不能になるまでの走行距離を測定した。

評価は比較例１の測定値を１００とする指数で示した。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。

〔乗り心地性〕
リム組みしたタイヤに空気圧２３０ｋＰａを充填して国産乗用車に装着し、専門パネラーがテストコースを走行するときの乗り心地性をフィーリングテストにより評価した。

評価は比較例１の測定値を１００とする指数で示した。指数値が大きいほど乗り心地性に優れていることを意味する。

〔ロードノイズ〕
リム組みしたタイヤに空気圧２３０ｋＰａを充填して国産乗用車に装着し、舗装道路を時速６０ｋｍ／ｈで走行し、運転席窓際位置に取り付けたマイクロフォンにより集音した騒音の音圧レベルを測定した。

評価は測定値の逆数をもって行い、比較例１の測定値の逆数を１００とする指数で示した。指数値が大きいほどロードノイズが優れていることを意味する。

〔転がり抵抗〕
ドラム径１７０７ｍｍのドラム試験機を使用し、空気圧２３０ｋＰａ，荷重５ｋＮ，速度８０ｋｍ／ｈの条件にしたときの転がり抵抗力を測定した。

評価は測定値の逆数をもって行い、比較例１の測定値の逆数を１００とする指数で示した。指数値が大きいほど転がり抵抗が優れていることを意味する。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの子午線断面図である。

符号の説明

１ トレッド
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ ビードコア
５ ビードフィラー
５ａ 基部
５ｂ 先端部
６ 補強ゴム層
７ カーカス層
８ ベルト層

Claims (4)

1. 左右一対のビード部にそれぞれビードフィラーを配置し、サイドウォール部に前記ビードフィラーと一部がオーバラップする断面三日月状の補強ゴム層を配置したランフラット用空気入りタイヤにおいて、前記ビードフィラーを内周側基部と外周側先端部との２層構造にすると共に、前記ビードフィラーの周辺にカーカス層以外の補強繊維層を配置することなく、前記ビードフィラーの少なくとも前記外周側先端部と前記補強ゴム層とのゴム特性をｔａｎδが０．１５以下で、かつ動的弾性率Ｅ1 が５〜１５ＭＰａであるようにした空気入りタイヤ。
2. 前記ビードフィラーの少なくとも前記外周側先端部の動的弾性率Ｅ1bの前記補強ゴム層の動的弾性率Ｅ1rに対する比Ｅ1b／Ｅ1rを０．８〜１．２にした請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記補強ゴム層の最大厚みが１０〜１２ｍｍである請求項１〜２のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
4. タイヤの偏平率が５５％以下である請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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