(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記リムクッションゴム層の厚さをDとし、前記Aと前記Dを加算した厚さをFとしたとき、F/Cは0.60〜0.90である、請求項1または2に記載の空気入りタイヤ。
さらに、前記カーカス層において、前記カーカス層の巻き回されたタイヤ幅方向外側部分とタイヤ幅方向内側部分の間には、前記ビードコアのそれぞれに接するようビードフィラーゴムが設けられ、前記ビードフィラーゴムの60℃におけるtanδは、0.20以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
【背景技術】
【0002】
今日、パンクなどにより内圧がゼロ(大気圧)あるいはゼロに近い状態で所定距離走行可能な、いわゆるランフラットタイヤと呼ばれる空気入りタイヤが提案されている。
【0003】
このランフラットタイヤは、主として高性能スポーツカーや高級セダン乗用車などに装着され、一般道路走行や高速道路の高速走行中、タイヤがフラット(パンク)状態となっても、乗用車の操縦安定性を著しく損なうことなく安全に、所定の場所まで、例えば100km程度走行可能であることが求められる。
【0004】
例えば、従来のランフラットタイヤに比べてランフラット耐久性を顕著に向上させた、特に偏平率60以上の空気入りタイヤが知られている(特許文献1)。
当該空気入りタイヤは、 一対のビード部内に埋設したビードコア相互間にわたり一対のサイドウォール部とトレッド部とを補強する1プライ以上のラジアル配列コードがゴムで被覆されたカーカスと、該カーカスの外周でトレッド部を強化するベルトとを備える。さらに、当該空気入りタイヤは、ビードコアからトレッド部端に向け先細り状に延びるビードフィラーゴムと、最内側カーカスプライの内面に、断面ほぼ三日月状の強化ゴム層とを有する。ビードフィラーゴムとこれを取り囲むカーカスプライとの間及び/又は強化ゴム層とこれに最隣接するカーカスプライとの間に、比較的軟質である少なくとも1枚の保護ゴムシートが配置される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記公知の空気入りタイヤを、高性能スポーツカーや高級セダン乗用車に比べてタイヤへの負荷荷重が大きいスポーツ・ユーティリティ・ビークル(Sport Utility Vehicle)用の、偏平率が60以上の空気入りタイヤに適用した場合、ランフラットの状態で大きな負荷荷重を支えるために、三日月状の強化ゴム層を大きくすることになる。このとき三日月状の強化ゴム層を大きくすることにより、サイド部は高負荷荷重に耐えることができるが、その反面、リムフランジが空気入りタイヤと接触するビード部が大きく変形してビード耐久性が劣化する場合が生じる。
なお、リムフランジが空気入りタイヤと接触するビード部の部分に補強部材を設けることでビード耐久性を向上させることはできるが、補強に伴ってタイヤの重量も増大する。タイヤの重量の増加は、転がり抵抗の増加、操縦安定性の悪化、さらには、車両に装着したときの車両の総重量の増加につながるため好ましくない。
【0007】
そこで、本発明は、サイド領域におけるカーカス層のタイヤ幅方向内側に、カーカス層に沿って設けられた三日月断面形状を成した補強ゴム層を有する空気入りタイヤであって、タイヤの重量が増加することなくビード耐久性が向上する空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様は、一対のビードコアと、繊維材を被覆ゴムで被覆し、前記一対のビードコアのそれぞれの周りに巻き回されたカーカスプライ層と、前記ビードコアのそれぞれとタイヤトレッド部端との間の2つのサイド領域における前記カーカス層のタイヤ幅方向内側に、前記カーカス層に沿って設けられた三日月断面形状を成した補強ゴム層と、
前記空気入りタイヤがリムフランジと接触するリムクッションゴム層と、を有する空気入りタイヤである。
前記カーカスプライ層の前記被覆ゴムは、前記被覆ゴムの厚さが一定の厚さを有する第1の部分と、前記第1の部分における前記厚さに対して厚い第2の部分と、を有し、
前記ビードコアのそれぞれの周りに巻き回された前記カーカス層のタイヤ幅方向外側部分であって前記リムクッションゴム層と前記繊維材との間に位置する前記被覆ゴムの部分には、前記第2の部分が配置されており、
前記第2の部分における最大厚さをAとし、前記第1の部分における厚さをBとしたとき、A/Bは、1.3〜3.0であり、
前記補強ゴム層の最大厚さをCとしたとき、A/Cは、0.10〜0.35であり、
前記被覆ゴムの60℃におけるtanδが0.20以下であ
り、
前記第2の部分のタイヤ径方向における配置位置は、タイヤ径方向における前記空気入りタイヤの最も内側の位置を基準にしたタイヤ断面高さHの15〜40%の高さの範囲内である。
【0009】
その際、前記リムクッションゴム層の厚さをDとしたとき、A/Dは0.20〜0.50である、ことが好ましい。
【0010】
また、前記リムクッションゴム層の厚さをDとし、前記Aと前記Dを加算した厚さをFとしたとき、F/Cは0.60〜0.90である、ことが好ましい。
【0012】
さらに、前記カーカス層において、前記カーカス層の巻き回されたタイヤ幅方向外側部分とタイヤ幅方向内側部分の間には、前記ビードコアのそれぞれに接するようビードフィラーゴムが設けられ、前記ビードフィラーゴムの60℃におけるtanδは、0.20以下である、ことが好ましい。
【0013】
なお、タイヤ偏平率は60以上である、ことが好ましい。
【発明の効果】
【0014】
上記空気入りタイヤによれば、タイヤの重量が増加することなくビード耐久性が向上する。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の空気入りタイヤについて詳細に説明する。
【0017】
図1は、本実施形態の空気入りタイヤ(以降、タイヤという)10の断面を示す図である。本実施形態のタイヤ10は、タイヤサイズ225/65R17のタイヤを説明するが、本発明では、このタイヤサイズに限定されない。
空気入りタイヤ10は、例えば、乗用車用タイヤである。乗用車用タイヤは、JATMA YEAR BOOK 2009(日本自動車タイヤ協会規格)のA章に定められるタイヤをいう。この他、B章に定められる小型トラック用タイヤに適用することもできる。
【0018】
以降で説明するタイヤ周方向とは、タイヤ回転軸を中心に空気入りタイヤ10を回転させたとき、トレッド面の回転する方向をいい、タイヤ径方向とは、タイヤ回転軸に対して直交して延びる放射方向をいい、タイヤ径方向外側とは、タイヤ回転軸からタイヤ径方向に離れる側をいう。タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸方向に平行な方向をいい、タイヤ幅方向外側とは、空気入りタイヤ10のタイヤセンターラインCLから離れる両側をいう。
【0019】
空気入りタイヤ10は、骨格材として、カーカスプライ層12と、ベルト層14と、一対のビードコア16とを有し、これらの骨格材の周りに、トレッドゴム層18と、サイドゴム層20と、ビードフィラーゴム層22と、リムクッションゴム層24と、インナーライナゴム層26と、補強ゴム層27と、を主に有する。
【0020】
カーカスプライ層12は、一対の円環状のビードコア16の間を巻きまわしてトロイダル形状を成した、有機繊維をゴムで被覆した部材であり、第1プライ材12aと第2プライ材12bとを含む。第1プライ材12aの端部は、タイヤ10のサイド部の最大幅位置Rに比べてタイヤ径方向外側に位置し、第2プライ材12bの端部は、ビードフィラーゴム層22の端部のタイヤ径方向外側であって、最大幅位置Rよりもタイヤ径方向内側に位置する。カーカスプライ層12のタイヤ径方向外側にベルト層14が設けられている。ベルト層14は、タイヤ周方向に対して、所定の角度、例えば20〜30度傾斜したスチールコードにゴムを被覆したスチールベルト材14a,14bと、タイヤ周方向に平行な、あるいはタイヤ周方向に対して所定の角度で傾斜した有機繊維をゴムで被覆した有機繊維補強材14cと、を含む。下層のスチールベルト材14aが上層のスチールベルト材14bに比べてタイヤ幅方向の幅が長い。スチールベルト材14a,14bのスチールコードの傾斜方向は互いに逆方向であり、スチールベルト材14a,14bは交錯層を形成する。さらに、交錯層のタイヤ径方向外側に有機繊維補強材14cが設けられているので、ベルト層14は充填された空気圧によるカーカスプライ層12の膨張を抑制する。
【0021】
ベルト層14のタイヤ径方向外側には、トレッドゴム層18が設けられ、トレッドゴム層18の端部には、サイドゴム層20が接続されてサイド部を形成している。サイドゴム層20のタイヤ径方向内側の端には、リムクッションゴム層24が設けられ、タイヤ10を装着するホイールのリムフランジR
fと接触する。ビードコア16のタイヤ径方向外側には、ビードコア16の周りに巻きまわす前のカーカスプライ層12の部分と、ビードコア16の周りに巻きまわしたカーカスプライ層12の部分との間に挟まれ、ビードコア16のそれぞれに接するようにビードフィラーゴム層22が設けられている。タイヤ10とホイールとで囲まれる空気を充填するタイヤ空洞領域に面するタイヤ10の内表面には、インナーライナゴム層26が設けられている。
【0022】
補強ゴム層27は、一対のビードコア16のそれぞれとタイヤトレッド部端との間に形成される2つのサイド領域のカーカスプライ層12のタイヤ幅方向内側に、カーカス層に沿って設けられた三日月断面形状を成した層である。補強ゴム層27は、ランフラット状態になってもサイド部が負荷荷重によって屈曲しないように支持する部材である。
【0023】
図2は、ビード部周りを拡大した部分拡大図である。
図3は、第1プライ材12aのビードコア16周りの巻き回しを説明する図である。
図3では、第1プライ材12aをわかりやすく説明するために第2プライ材12bは記されていない。
図2および
図3に示すように、カーカスプライ層12の第1プライ材12aの被覆ゴムは、被覆ゴムの厚さが一定の厚さを有する第1の部分と、第1の部分における一定の厚さに対して厚い第2の部分と、を有する。
図3に示されるように、ビードコア16の周りに巻き回されたカーカスプライ層12の第1プライ材12aのタイヤ幅方向外側部分であってリムクッションゴム層24と第1プライ材12aの有機繊維材との間に位置する被覆ゴムの部分には、第2の部分Sが配置されている。すなわち、第1プライ材12aの有機繊維材の層とリムクッションゴム層24との間において、第1プライ材12aの補強ゴム層の厚さが部分的に厚くなっている。このように第1プライ材12aの有機繊維材の層とリムクッションゴム層24との間の被覆ゴムに第1の部分に対して厚さの厚い第2の部分Sを配置するのは、タイヤ10がランフラット状態になったとき、ビード耐久性を確保できるようにするためである。
【0024】
図2に示すA〜Eの寸法の定義を参照しながら、より詳細に説明すると、カーカスプライ層12の第1のプライ材12aの被覆ゴムの第2の部分Sにおける最大厚さをAとし、第1の部分における一定の厚さをBとしたとき、A/Bは、1.3〜3.0であり、好ましくは1.5〜2.5である。また、補強ゴム層27の三日月断面形状の最大厚さをCとしたとき、A/Cは、0.10〜0.35であり、好ましくは0.15〜0.30である。さらに、上記被覆ゴムの60℃におけるtanδが0.20以下であり、好ましくは、0.18以下である。ここで、「厚さ」とは、部材や層等をタイヤ径方向に沿って切断したとき、断面形状におけるタイヤ幅方向外側の断面線上の注目点からタイヤ幅方向内側の断面線上の最も近い点までの最短距離をいう。
【0025】
タイヤ10のランフラット状態では、リムフランジR
fと接触するタイヤ10の接触端からこの接触端を含む接触面に対して垂直方向に位置するリムクッションゴム層24とカーカスプライ層14との境界面で剥離が発生しやすい。しかし、タイヤ10では、60℃におけるtanδが0.20以下の被覆ゴムを従来に比べて厚くすることにより、すなわち、A/Bを1.3〜3.0とし、A/Cを0.10〜0.35とすることにより、上記剥離を抑制することができる。従来、カーカスプライ層とリムクッションゴム層との間に、上記剥離を抑制するための補強材あるいはゴムシートを配置していため、タイヤ重量が増加し、コストも増加し、さらにはタイヤの生産性も低下していた。しかし、本実施形態では、上記構成により、タイヤ重量の増加及び生産性の低下を抑制して、ビード耐久性を向上することができる。すなわち、本実施形態は、ビード耐久性を向上しつつ、タイヤ重量の増加及び生産性の低下を抑制することができる。
被覆ゴムの第2の部分Sは、第1プライ材12aを作製する段階から設けられてもよいし、タイヤ成形前に、被覆ゴムが一定の厚さを有する第1の部分からなる第1プライ材に、第1の部分と同じゴム物性を有するゴム材を部分的に貼り付けて第2の部分Sを作製してもよい。加硫後のタイヤ10では、ゴム材を部分的に貼り付けて第2の部分Sを設けても、第1プライ材12aを作製段階から第2の部分Sを設けても、同じゴム物性のゴム部材を用いるので区別はつかない。
【0026】
さらに、リムクッションゴム層の最大厚さをDとしたとき、A/Dは0.20〜0.50であることが、よりビード耐久性を向上させる点で好ましい。A/Dが0.20未満の場合、ビード耐久性は向上せず、0.5より大きい場合、タイヤ10の重量が増加し、コスト及び車両総重量の点で好ましくない。
また、厚さAと厚さDを加算した厚さをFとしたとき、F/Cは0.60〜0.90であることが好ましい。F/Cが0.60未満の場合ビード耐久性は不足し、0.90より大きいとビード耐久性が過度に向上して、補強ゴム層27に変形が集中して補強ゴム層27が損傷する。
【0027】
さらに、第2の部分Sにおける厚さをaとしたとき、a/Cが0.10〜0.35である部分Eは、リムクッションゴム層24の、タイヤ径方向における最も内側の位置を基準にしてタイヤ断面高さH(リムクッションゴム層24の、タイヤ径方向における最も内側の位置から、トレッドゴム層18の、タイヤ径方向における最も外側の位置までのタイヤ径方向の長さ:
図1参照)の15〜40%のタイヤ径方向の範囲に配置されていることが好ましい。タイヤ断面高さHの15〜40%の位置は、リムクッションゴム層24が設けられる位置であり、この範囲の位置に第2の部分Sを配置することで、第2の部分Sはリムクッションゴム層24と確実に境界面を形成する。一方、第2の部分Sを、タイヤ断面高さHの15%未満あるいは40%を越えるタイヤ径方向の位置に配置しても、ビード耐久性は向上せず、重量が増加するだけである。
さらに、ビードフィラーゴム層22の60℃におけるtanδは、0.20以下であることが好ましく、特に0.15以下であることが好ましい。tanδが0.20を越えると、ビード部の発熱が高くなり、ビード耐久性が低下する。なお、上記被覆ゴムおよびビードフィラーゴム層22で定めるtanδは、例えば粘弾性スペクトロメータ(例えば、株式会社東洋精機製作所製 レオログラフ- ソリッド)を用いて、初期歪10%、振幅±2%、周波数20Hzで測定される。
【0028】
このようにタイヤ10の厚さおよび位置に関する寸法を規定することにより、後述するように、タイヤの重量増加を抑制しつつ、ビード耐久性を向上させることができる。
【0029】
なお、本実施形態のタイヤ10は、第1プライ材12a,第2プライ材12bの2層のプライ材を有するカーカスプライ材12を用いるが、プライ材が1層のカーカスプライ層を用いてもよい。また、カーカスプライ層12に用いる繊維は有機繊維に限定されず、スチール線材を用いることもできる。
図4(a),(b)は、1層のカーカスプライ層をカーカスプライ層12として用いたときの、被覆ゴムの第2の部分Sの形状が、上記実施形態と異なる形態を示す図である。
図3(a)に示す形態は、第2の部分Sの厚さが、タイヤ径方向下側から徐々に厚くなり、最大厚さAとなり、その後、徐々に薄くなる形態である。
図3(b)に示す形態は、第2の部分Sの厚さが、タイヤ径方向下側で急激に厚くなって、最大厚さAとなり、その後、徐々に薄くなる形態である。なお、タイヤ偏平率が大きくなるほど、サイド部に用いる三日月断面形状の補強ゴム層27のサイズは大きくなるので、タイヤの重量増加は著しくなる。このため、タイヤの偏平率が60以上のタイヤに対して、タイヤの重量を抑制しつつビード耐久性を向上させる本実施形態のタイヤ10を適用することが好ましい。
このように、第2の部分Sの厚さの分布は、厚さが一定の第1の部分に比べて厚い限り、特に制限されない。
【0030】
[実施例]
以下、本発明の空気入りタイヤの効果を調べるために、種々のタイヤを作製してタイヤの重量とビード耐久性の評価を行った。
作製したタイヤのサイズは、225/65R17である。ビード耐久性の評価は、ECE30に記載されるランフラットタイヤ用ドラム耐久試験条件でタイヤを試験し、タイヤが破壊するまでの走行距離を求めた。具体的には、作製したタイヤは、リムサイズ17×6.5Jのリムに装着し、内圧0MPa(大気圧)とし走行速度を80km/時とした。タイヤの負荷荷重は、JATMA規定の最大荷重の65%とした。
下記表1は、従来例、実施例1〜9、比較例1〜6の仕様とそのときの評価結果を示す。表1では、求めた走行距離が従来例を基準として指数化されている。指数は、値が高いほどビード耐久性が向上することを表す。また表1のタイヤの重量は指数で示され、指数の値が高いほど重量が低下することを表す。
【0031】
下記表1からわかるように、実施例1〜3及び比較例1,2の比較より、A/Bが1.3〜3.0であることが必要であり、実施例4〜6及び比較例3,4の比較より、A/Cが0.1〜0.35であることが必要であり、実施例7〜9及び比較例5より、被覆ゴムのtanδは0.2以下であることが必要である。これより、A/Bを1.3〜3.0とし、A/Cを0.1〜0.35とし、さらに、tanδ(60℃)を0.2以下とすることにより、タイヤの重量を抑制しつつビード耐久性を向上することができることがわかる。
【0033】
さらに、上記A/B=2.0,A/C=0.15,tanδ=0.10に設定して、A/Dを種々変化させた実施例10〜15のタイヤを作製し、タイヤの重量とビード耐久性の評価を行った。タイヤサイズ、リムサイズ、内圧、走行速度、タイヤの負荷荷重は、上記実施例1〜9、比較例1〜5、従来例の場合と同様にした。評価も、上記実施例1〜9、比較例1〜5、従来例の場合と同様に行った。
下記表2では、実施例10〜15の仕様とそのときの評価結果である。ビード耐久性の試験で求めた走行距離は、表1の従来例を基準として指数化している。指数は、値が高いほどビード耐久性が向上することを表す。またタイヤの重量は指数で示され、指数の値が高いほど重量が低下することを表す。
【0035】
実施例10〜15の比較より、A/Dを0.2〜0.5にすることが、タイヤの重量を抑制しつつ、ビード耐久性を向上させる点で好ましいことがわかる。
【0036】
さらに、上記A/B=2.0,A/C=0.15,tanδ=0.10,A/D=0.30に設定して、F/C及びEの値(%)を種々変化させた実施例16〜19のタイヤを作製し、タイヤの重量とビード耐久性の評価を行った。タイヤサイズ、リムサイズ、内圧、走行速度、タイヤの負荷荷重は、上記実施例1〜9、比較例1〜5、従来例の場合と同様にした。評価も、上記実施例1〜9、比較例1〜5、従来例の場合と同様に行った。
下記表3は、実施例16〜19の仕様とそのときの評価結果である。ビード耐久性の試験で求めた走行距離は、表1の従来例を基準として指数化している。指数は、値が高いほどビード耐久性が向上することを表す。またタイヤの重量は指数で示され、指数の値が高いほど重量が低下することを表す。
【0038】
表3より、F/Cが0.6〜0.9である実施例16〜19は、いずれもタイヤの重量を抑制しつつビード耐久性が向上するといえる。また、Eの値(%)が15〜40%である実施例16〜19は、いずれもタイヤの重量を抑制しつつビード耐久性が向上するといえる。
以上より、本実施形態のタイヤの効果は明らかである。
【0039】
以上、本発明の空気入りタイヤについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。