JP4765483B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ランフラット走行を可能にした空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、乗心地性の低下を抑制しながら、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（内圧が０のランフラット状態）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、左右のサイドウォール部にゴム補強層をそれぞれ配置し、そのゴム補強層によって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タイヤが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

しかしながら、上述したゴム補強層を設けた空気入りタイヤは、ランフラット状態において、８０ｋｍ程度の走行距離を保障するに留まり、ランフラット耐久性が十分とは言えず、その改善が求められていた。

そこで、タイヤの断面高さを低くして、ランフラット走行時におけるサイドウォール部の変形量を小さくすることで、サイドウォール部の発熱を抑制し、それによってランフラット走行可能な距離を延ばすことができるが、そのように断面高さを低くすると、通常走行時の乗心地が大きく悪化し、ランフラット耐久性と乗心地性の両立が極めて難しいという問題があった。
特開２０００−３５１３０７号公報 特開２０００−５２７２４号公報

本発明の目的は、乗心地性の悪化を極力抑えつつ、ランフラット耐久性を向上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は、トレッド面に溝を有すると共に、両サイドウォール部にランフラット走行を可能にするゴム補強層をそれぞれ配置し、車両装着方向を指定した空気入りタイヤであって、車両外側に位置するビード部の内径Ｄｏを車両内側に位置するビード部の内径Ｄｉより大きくすることにより、車両外側に位置するタイヤ部分の断面高さＳＨｏを車両内側に位置するタイヤ部分の断面高さＳＨｉより低くすると共に、タイヤ赤道面より車両外側に位置するトレッド面の外側領域における溝面積比率を、タイヤ赤道面より車両内側に位置するトレッド面の内側領域における溝面積比率より０．５〜５％小さくしたことを特徴とする。

上述した本発明によれば、ランフラット走行時に変形する車両外側のサイドウォール部の変形量を小さくして該サイドウォール部の発熱を抑制することができるので、ランフラット耐久性の改善が可能になる。

しかも、ランフラット走行時の衝撃を断面高さが高い車両内側のタイヤ部分のサイドウォール部が吸収して、車両外側に位置するサイドウォール部に加わる衝撃を緩和するので、ランフラット耐久性を一層高めることができる。

他方、車両内側に位置するタイヤ部分の断面高さは変更しないので、乗心地性が大きく悪化することがない。

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、２，３は左右のサイドウォール部、４，５は左右のビード部、ＣＬはタイヤ赤道面である。

左右のビード部４，５間に複数のカーカス層６が延設され、その両端部がビード部４，５に埋設したビードコア７の周りにビードフィラー８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６の外周側には、複数のベルト層９が設けられている。ベルト層９の外周側には、ベルトカバー層１０が配置されている。

トレッド面１１には、タイヤ周方向に延在する複数の周方向溝１２とタイヤ幅方向に延在する複数の横溝（不図示）により、ブロック１３が区画形成されている。カーカス層６の内側には、左右のビード部４，５間に延在するインナーライナー層１４が配設されている。

左右のサイドウォール部２，３には、インナーライナー層１４の内側に、タイヤがパンクしてランフラット状態になった際の走行を可能にする断面三日月状のゴム補強層１５，１６が配置してある。上記空気入りタイヤは、車両装着方向が指定されており、図１においてタイヤ赤道面ＣＬの左側を車両内側にして車両に装着するようになっている。

車両外側に位置する右側のビード部５の内径Ｄｏは、車両内側に位置する左側のビード部４の内径Ｄｉより大きく形成され、それにより車両外側に位置するタイヤ部分Ｔｏの断面高さＳＨｏを車両内側に位置するタイヤ部分Ｔｉの断面高さＳＨｉより低くしてある。なお、ここで言うビード部４，５の内径Ｄｉ，Ｄｏとは、ＪＡＴＭＡに規定されるリム径に相当する径である。

これにより車両外側に位置する右側のサイドウォール部３のタイヤ径方向長さが、車両内側に位置する左側のサイドウォール部２のタイヤ径方向長さより短くなり、それによってランフラット走行時に車両外側に位置する右側のサイドウォール部３の変形量を車両内側に位置する左側のサイドウォール部２より小さくして、発熱量を抑制するようにしている。

また、車両内側に位置するサイドウォール部２に配置した左側のゴム補強層１５の最大厚さが、車両外側に位置するサイドウォール部３に配置した右側のゴム補強層１６の最大厚さより厚くなっている。

本発明者は、ランフラット耐久性と乗心地性の両立の点から鋭意検討した結果、以下のことを知見した。
即ち、一般の車両に装着してランフラット走行が不能になった各タイヤを調べてみると、いずれのタイヤも車両外側に位置するサイドウォール部が破壊され、ランフラット走行が不能になっていた。ランフラット走行時にも、車両内側より車両外側に大きな力が加わる結果である。

そこで、車両外側に位置するサイドウォール部に着目し、そのサイドウォール部のタイヤ径方向長さを短くして車両外側に位置するタイヤ部分の断面高さのみを低く（車両外側に位置するビード部の内径のみを大きく）し、ランフラット耐久性と通常走行時の乗心地性を調べてみると、乗心地性の大きな低下を招くことなく、しかもランフラット耐久性が、左右のビード部の内径を共に大きくしてタイヤ断面高さを低くしたタイヤより更に改善できることがわかった。

ランフラット走行時に破壊される車両外側に位置するサイドウォール部３のタイヤ径方向長さを短くすることで、ランフラット走行時におけるサイドウォール部３の変形量を小さくしてサイドウォール部３の発熱を抑制し、サイドウォール部３を従来より破壊され難くすることができる一方、ランフラット走行時の衝撃を断面高さＳＨｉが高い車両内側のタイヤ部分Ｔｉ（サイドウォール部２）が吸収して、車両外側に位置するサイドウォール部３に加わる衝撃を緩和するので、ランフラット耐久性を大きく改善できるのである。

そこで、本発明では、上述したように車両外側に位置するビード部の内径Ｄｏを車両内側に位置するビード部の内径Ｄｉより大きくすることにより、車両外側に位置するタイヤ部分Ｔｏの断面高さＳＨｏを車両内側に位置するタイヤ部分Ｔｉの断面高さＳＨｉより低くしたのである。これにより、乗心地性の悪化を極力抑えつつ、ランフラット耐久性を向上することができる。

本発明において、車両内側に位置するサイドウォール部２に配置したゴム補強層１５の最大厚さは、車両外側に位置するサイドウォール部３に配置したゴム補強層１６の最大厚さより５％以上厚くするのが、ランフラット走行時の操縦安定性（ハンドリング性能）の点からよい。上限値としては、３０％を超えると乗心地性の悪化が顕著となるため、３０％以下にするのがよい。好ましくは、１０〜１５％が両者のバランスの点からよい。

タイヤ赤道面ＣＬより車両外側に位置するトレッド面１１の外側領域１１ｏにおける溝面積比率（外側領域１１ｏの全面積に占める溝の割合）は、タイヤ赤道面ＣＬより車両内側に位置するトレッド面１１の内側領域１１ｉにおける溝面積比率（内側領域１１ｉの全面積に占める溝の割合）より０．５〜５％小さくする。これにより外側領域１１ｏにおけるトレッド剛性を高くして路面との接地性を高めることができるので、ランフラット走行時の操縦安定性を高めることができる。５％を超えると、操縦安定性の改善効果が小さくなることに加えて、乗心地性の悪化や偏摩耗の問題が発生する。好ましくは、１．５〜２．５％がよい。

車両内側に位置するタイヤ部分Ｔｉの断面高さＳＨｉは１４０〜３００ｍｍの範囲、内径Ｄｏと内径Ｄｉとの差は２インチ（約５１ｍｍ）以上にするのが、十分なサイドウォール部の撓みによる通常走行時の乗心地性の確保と、剛性確保によるランフラット走行時の操縦安定性を効果的に発揮する上でよい。差の上限値としては、ランフラット走行時の操縦安定性を確保するために、６インチ（約１５２ｍｍ）以下にするのがよい。

ゴム補強層１５，１６に使用するゴムとしては、従来公知のものが使用でき、例えば、ＪＩＳ Ａ硬度としては５０〜９５、損失係数tan δとしては０．０５〜０．３、２０℃における１００％モジュラスとしては０．５〜１５ＭＰａの範囲のゴムを使用するのが、良好なランフラット性能と剛性確保の点からよい。

なお、ここでいう損失係数tan δは、粘弾性スペクトロメーター（東洋精機製作所製）を使用し、温度６０℃、周波数２０Ｈｚ、初期歪１０％、動歪±２％の条件で測定するものとする。ＪＩＳ Ａ硬度及び１００％モジュラスは、それぞれＪＩＳ（Ｋ６２５３とＫ６２５１）に準拠して測定する。

上記実施形態では、ゴム補強層１５，１６をインナーライナー層１４の内側に設けた例を示したが、インナーライナー層１４とカーカス層６との間、或いはカーカス層６間に配置したものであってもよい。

また、ゴム補強層１５，１６は、ランフラット走行が可能であれば、いずれの形状であってもよく、上述した断面三日月状の形状に限定されない。
本発明は、特に乗用車用の空気入りタイヤに好ましく用いることができるが、それに限定されない。

タイヤの左右で断面高さを異ならせた図１に示す構成を有する参考タイヤ及び本発明タイヤと、参考タイヤにおいて車両外側に位置するタイヤ部分Ｔｏを車両内側に位置するタイヤ部分Ｔｉと同様の構成にした従来タイヤと、参考タイヤにおいて車両内側に位置するタイヤ部分Ｔｉを車両外側に位置するタイヤ部分Ｔｏと同様の構成にしてタイヤ断面高さを低くした比較タイヤをそれぞれ作製した。

参考タイヤ及び本発明タイヤにおいて、車両外側に位置するタイヤ部分Ｔｏの断面高さは、タイヤサイズ２１５／３５Ｒ１８と同じ断面高さを有し、車両内側に位置するタイヤ部分Ｔｉの断面高さはタイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６と同じ断面高さを有している。また、車両外側に位置するサイドウォール部に配置したゴム補強層の最大厚さを１００とする指数で表すと、車両内側に位置するサイドウォール部に配置したゴム補強層の最大厚さは１１５である。

参考タイヤは、トレッド面の溝面積比率が外側領域及び内側領域共に３２％であるのに対して、本発明タイヤは、外側領域の溝面積比率が３０．５％、内側領域の溝面積比率が３３．５％である。

従来タイヤはタイヤサイズが２０５／５５Ｒ１６、比較タイヤはタイヤサイズが２１５／３５Ｒ１８、従来タイヤ及び比較タイヤ共に、左右のゴム補強層の最大厚さの指数値は、上記した車両外側に位置するサイドウォール部に配置したゴム補強層の最大厚さを１００とする指数で表すと、１００である。

これら各試験タイヤを以下に示す試験方法により、乗心地性、ランフラット耐久性、及びランフラット走行時の操縦安定性の評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。

乗心地性
各試験タイヤをリムに装着し、空気圧を２００kPa にして排気量２０００ｃｃの後輪駆動車に取り付け、テストコースにおいてテストドライバーによる官能試験を実施し、その評価結果を従来タイヤを１００とする指数値で示した。この値が高い程、乗心地性が優れている。

ランフラット耐久性
各試験タイヤをリムに装着し、空気圧を０kPa にして排気量２０００ccの後輪駆動車の右側前輪に使用し、楕円形の周回テストコースを平均時速１００km/hで反時計周りの方向に連続走行し、走行不能になる（テストドライバーがタイヤ故障による異常振動を感じ、走行を停止する）までの走行距離を測定した。その結果を従来タイヤを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。

なお、右側前輪以外は、上記と同じサイズのタイヤを使用し、その空気圧を２００kPa とした。但し、本発明タイヤを装着した後輪駆動車には、右側前輪以外にタイヤサイズが２０５／５５Ｒ１６のタイヤを使用した。
操縦安定性
上記ランフラット耐久性試験中に、テストドライバーによる官能試験を実施し、その評価結果を従来タイヤを１００とする指数値で示した。この値が高い程、ランフラット走行時の操縦安定性が優れている。

表１から、本発明タイヤは、乗心地性の悪化を極力抑えつつ、ランフラット耐久性を改善できることがわかる。また、車両内側のサイドウォール部に配置したゴム補強層の最大厚さを車両外側のサイドウォール部に配置したゴム補強層の最大厚さより１５％厚くした本発明タイヤは、ランフラット走行時の操縦安定性を改善することができ、更に外側領域の溝面積比率を小さくすることによって、ランフラット走行時の操縦安定性を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断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
２，３ サイドウォール部
１１ トレッド面
１１ｉ 内側領域
１１ｏ 外側領域
１２ 周方向溝
１５，１６，ゴム補強層
ＣＬ タイヤ赤道面
ＳＨｉ，ＳＨｏ 断面高さ
Ｔｉ，Ｔｏ タイヤ部分

Claims (4)

1. トレッド面に溝を有すると共に、両サイドウォール部にランフラット走行を可能にするゴム補強層をそれぞれ配置し、車両装着方向を指定した空気入りタイヤであって、
   車両外側に位置するビード部の内径Ｄｏを車両内側に位置するビード部の内径Ｄｉより大きくすることにより、車両外側に位置するタイヤ部分の断面高さＳＨｏを車両内側に位置するタイヤ部分の断面高さＳＨｉより低くすると共に、タイヤ赤道面より車両外側に位置するトレッド面の外側領域における溝面積比率を、タイヤ赤道面より車両内側に位置するトレッド面の内側領域における溝面積比率より０．５〜５％小さくした空気入りタイヤ。
2. 前記ゴム補強層が断面三日月状に形成され、車両内側に位置するサイドウォール部に配置したゴム補強層の最大厚さを、車両外側に位置するサイドウォール部に配置したゴム補強層の最大厚さより５〜３０％厚くした請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 車両内側に位置するタイヤ部分の断面高さＳＨｉが１４０〜３００ｍｍである請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ゴム補強層が、ＪＩＳ Ａ硬度を５０〜９５、損失係数tan δを０．０５〜０．３、１００％モジュラスを０．５〜１５ＭＰａの範囲にしたゴムからなる請求項１，２または３に記載の空気入りタイヤ。

Images