JP4720359B2 - 氷雪路用空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ランフラット機能を備えた氷雪路用空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、質量の増加や生産性の低下を回避しながら氷盤等の摩擦係数が低い路面でのランフラット走行を可能にした氷雪路用空気入りタイヤに関する。

ランフラット機能を備えた空気入りタイヤとして、例えば、サイドウォール部に断面三日月状の補強ゴム層を埋設し、該補強ゴム層の剛性に基づいてゼロプレッシャー状態での荷重を支持するようにしたものがある。ところが、このようなランフラット機能を備えた空気入りタイヤにおいて、ゼロプレッシャー状態で氷盤等の摩擦係数が低い路面を走行すると、タイヤが回転しなくなることがある。これは、ゼロプレッシャー状態においてトレッド部がタイヤ径方向内側へバックリングし、接地面積が大幅に減少することで、タイヤと路面との間に十分な摩擦力を発生させることができなくなるからである。つまり、図４に示すように、ゼロプレッシャー状態では空気入りタイヤＴのトレッド部が路面Ｒから浮き上がってショルダー部に接地圧が集中する傾向がある。

これに対して、ランフラット機能を備えた空気入りタイヤにおいて、トレッド部にスチールコード等からなる補強層を埋設し、トレッド部のバックリングを抑制することにより、摩擦係数が低い路面での走行性能を改善することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、トレッド部に補強層を追加した場合、空気入りタイヤの質量が増加したり、生産性が低下するという問題がある。そのため、これら不都合を生じることなく摩擦係数が低い路面での走行性能を改善することが望まれている。
国際公開第０３／０２４７２７号パンフレット

本発明の目的は、質量の増加や生産性の低下を回避しながら氷盤等の摩擦係数が低い路面でのランフラット走行を可能にした氷雪路用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氷雪路用空気入りタイヤは、ランフラット機能を備えた氷雪路用空気入りタイヤにおいて、タイヤ断面幅ＳＷとトレッド接地幅ＴＷとの関係を０．５≦ＴＷ／ＳＷ≦０．８とし、トレッド接地幅ＴＷより外側のショルダー領域の表面に０℃におけるJIS-A 硬度が３０〜５０のゴム層Ａを配置し、該ゴム層Ａの厚さを５ｍｍ以下としたことを特徴とするものである。

本発明では、トレッド接地幅ＴＷより外側のショルダー領域、即ち、通常内圧状態では接地しないもののゼロプレッシャー状態において接地する領域に軟らかいゴム層Ａを配置している。そのため、ゼロプレッシャー状態においてトレッド部にバックリングが生じても、ゴム層Ａに基づいてタイヤと路面との間に高い摩擦力を発生させることができる。これにより、氷盤等の摩擦係数が低い路面でのランフラット走行が可能になる。軟らかいゴム層Ａは通常内圧状態では接地しないため、通常内圧状態での走行性能に悪影響を与えるものではない。また、トレッド部にバックリングを抑制するための補強層を追加する必要がなくなるため、質量の増加や生産性の低下を回避することが可能である。

本発明において、ショルダー領域にゴム層Ａで覆われたゴム層Ｂを配置し、該ゴム層Ｂの３００％モジュラスをゴム層Ａの３００％モジュラスよりも大きくし、かつ該ゴム層Ｂの３００％モジュラスを８ＭＰａ以上にすることが好ましい。ゴム層Ａの下地として高モジュラスのゴム層Ｂを配置することにより、ショルダー領域の陸部がランフラット走行時に大きく変形するのを防止し、ランフラット走行時の氷上性能と耐久性を向上することができる。ここで、ゴム層Ａの厚さは５ｍｍ以下とする。また、ショルダー領域に存在する陸部にはタイヤ幅方向に延びるサイプを配置することが望ましい。

本発明において、ランフラット機能を備えた空気入りタイヤとは、例えば、サイドウォール部に断面三日月状の補強ゴム層を埋設し、該補強ゴム層の剛性に基づいてゼロプレッシャー状態での荷重を支持するものであるが、その荷重支持構造は特に限定されるものではない。

タイヤ断面幅ＳＷは、ＪＡＴＭＡイヤーブック（２００５年度版）に規定される新品タイヤの寸法の測定方法に準拠して、タイヤを標準リムに装着した状態で測定される断面幅である。また、トレッド接地幅ＴＷは、ＪＡＴＭＡイヤーブック（２００５年度版）に規定される静的負荷半径の測定方法に準拠して、タイヤを標準リムに装着した状態で測定される接地幅である。つまり、乗用車用タイヤの場合、内圧を１８０ｋＰａとし、最大負荷能力の８８％に相当する質量を負荷した条件とする。それ以外のタイヤの場合、内圧を最高空気圧（最大負荷能力に対応する空気圧）とし、最大負荷能力に相当する質量を負荷した条件とする。

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は本発明の実施形態からなる氷雪路用空気入りタイヤを示し、図２はその要部を拡大して示すものである。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。図１に示すように、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の外周上には高硬度ゴムからなるビードフィラー６が配置され、このビードフィラー６はカーカス層４の折り返し部分によって包み込まれている。サイドウォール部２におけるカーカス層４のタイヤ軸方向内側には高硬度ゴムからなる断面三日月状の補強ゴム層７が配置されている。また、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側にはタイヤ周方向に対して傾斜する補強コードを含む２層のベルト層８が配置されている。更に、ベルト層８の外周側にはタイヤ周方向に配向する補強コードを含むベルトカバー層９が配置されている。

上記空気入りタイヤは、サイドウォール部２に断面三日月状の補強ゴム層７を備えているため、その補強ゴム層７の剛性に基づいてゼロプレッシャー状態での荷重を支持することができる。つまり、この空気入りタイヤはランフラット機能を備えている。

上記空気入りタイヤにおいて、タイヤ断面幅ＳＷとトレッド接地幅ＴＷとの関係は０．５≦ＴＷ／ＳＷ≦０．８となっており、図２に示すように、トレッド接地幅ＴＷより外側のショルダー領域の表面には０℃でのJIS-A 硬度が３０〜５０のゴム層Ａが配置されている。

このようにトレッド接地幅ＴＷより外側のショルダー領域に軟らかいゴム層Ａを配置することにより、ゼロプレッシャー状態においてトレッド部１にバックリングが生じても、ゴム層Ａの存在に基づいてタイヤと路面との間に高い摩擦力を発生させることができるので、氷盤等の摩擦係数が低い路面でのランフラット走行が可能になる。また、軟らかいゴム層Ａは通常内圧状態では接地しないため、通常内圧状態での走行性能に悪影響を与えることはない。しかも、トレッド部１にバックリングを抑制するための補強層を追加する必要がないため、そのような付加的な補強層に起因する質量の増加や生産性の低下を招くことはない。

ここで、ＴＷ／ＳＷが０．５未満であると通常内圧状態での氷上性能が不十分になり、逆に０．８を超えるとゼロプレッシャー状態での接地面積が十分に得られないため、ランフラット走行時の氷上性能が不十分になる。ＴＷ／ＳＷの好ましい範囲は０．６５〜０．８０である。

また、ゴム層ＡのJIS-A 硬度が３０未満であると耐摩耗性が低下し、逆に５０を超えると氷上性能が不十分になる。ゴム層ＡのJIS-A 硬度の好ましい範囲は３５〜４５である。ゴム層Ａを低硬度とする一方で、トレッド接地幅ＴＷ内のゴム層Ｃは、通常内圧状態での氷上性能を考慮して、そのJIS-A 硬度を４５〜６０にする良い。

ゴム層Ａの厚さＤは５ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ〜３ｍｍとする。ゴム層Ａの厚さＤが５ｍｍを超えて厚くなると、ゼロプレッシャー状態で氷上を走行する際に低硬度のゴム層Ａに起因してショルダー領域のブロックが倒れ込み、接地面積が減少して氷上性能が低下する恐れがある。氷上摩擦力を増大させるために、ゴム層Ａには熱膨張性マイクロカプセル、熱膨張性黒鉛、発泡剤含有樹脂、短繊維よりなる群から選ばれた少なくとも１種を配合すると良い。

上記空気入りタイヤにおいて、トレッド接地幅ＴＷより外側のショルダー領域にはゴム層Ａで覆われたゴム層Ｂが配置されている。ゴム層Ｂの３００％モジュラスはゴム層Ａの３００％モジュラスよりも大きく、かつゴム層Ｂの３００％モジュラスは８ＭＰａ以上、好ましくは８ＭＰａ〜１８ＭＰａの範囲に設定されている。ゴム層Ｂの３００％モジュラスを８ＭＰａ以上にすることにより、ショルダー領域のブロックがランフラット走行時に大きく変形するのを防止し、ランフラット走行時の氷上性能と耐久性を向上することができる。

図３は上記氷雪路用空気入りタイヤに採用されるトレッドパターンの一例を示すものである。図３において、トレッド部１には、タイヤ周方向に延びる複数本の縦溝１１と、タイヤ幅方向に延びる複数本の横溝１２とが形成され、これら縦溝１１及び横溝１２により複数のブロック１３やリブ１４が区画されている。これらブロック１３やリブ１４からなる各陸部にはタイヤ幅方向に延びる複数本のサイプ１５が設けられている。サイプ１５はエッジ効果により氷上性能の向上に寄与する。図３に示すように、トレッド接地幅ＴＷより外側のショルダー領域にもサイプ１５を配置した場合、ランフラット走行時の氷上性能を十分に確保することができる。

但し、本発明は上記トレッドパターンに限定されるものではなく、氷雪路用として好適な任意のパターンを採用することが可能であり、特にブロック基調を有するパターンを採用することが好ましい。

タイヤサイズ２４５／４０Ｒ１８でランフラット機能を備えた氷雪路用空気入りタイヤにおいて、タイヤ断面幅ＳＷとトレッド接地幅ＴＷとの比ＴＷ／ＳＷ、トレッド接地幅ＴＷより外側のショルダー領域の表面に配置するゴム層Ａの物性、ゴム層Ａの下地となるゴム層Ｂの物性、トレッド接地幅ＴＷ内のゴム層Ｃの物性を表１のように種々異ならせた従来例１、実施例１〜８及び比較例１〜５のタイヤをそれぞれ製作した。

従来例１のタイヤは、トレッド部にバックリングを防止するためのスチールベルト補強層を付加したものである。一方、実施例１〜８及び比較例１〜５のタイヤは、スチールベルト補強層を設けていないものである。また、従来例１及び比較例１のタイヤは、ゴム層Ａ，Ｂを設けずにトレッド部をゴム層Ｃだけで構成したものである。全ての試験タイヤは、同一のブロック基調のトレッドパターンを有し、その陸部にタイヤ幅方向に延びる複数本のサイプを形成したものであるが、実施例８のタイヤについてはトレッド接地幅ＴＷより外側のショルダー領域に存在する陸部にもサイプを配置し、それ以外のタイヤについてはショルダー領域の陸部にサイプを配置しないようにした。

これら試験タイヤについて、下記試験方法により、氷上制動性能、氷上発進性能、耐摩耗性、質量を評価し、その結果を表１に併せて示した。

氷上制動性能：
試験タイヤをリムサイズ１８×８Ｊのホイールに嵌合して国産の後輪駆動車に装着し、空気圧２３０ｋＰａの条件で、氷盤路にて速度４０ｋｍ／ｈの走行状態からＡＢＳ制動を行い、完全に停止するまでの制動距離を求めた。また、一方の前輪のバルブコアを抜いてタイヤ内圧を０ｋＰａとし、この条件で上記と同様に制動距離を求めた。評価結果は、測定値の逆数を用い、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氷上制動性能が優れていることを意味する。

氷上発進性能：
試験タイヤをリムサイズ１８×８Ｊのホイールに嵌合して国産の後輪駆動車に装着し、一方の前輪のバルブコアを抜いてタイヤ内圧を０ｋＰａとし、氷盤路にて完全に停止した状態から低速で発進した後、徐々に加速し、０ｋＰａにしたタイヤの挙動を観察した。他のタイヤと同様に回転している場合を「○」で示し、他のタイヤよりも回転が少ない場合を「△」で示し、殆ど回転していない場合を「×」で示した。

耐摩耗性：
試験タイヤをリムサイズ１８×８Ｊのホイールに嵌合して国産の後輪駆動車に装着し、一方の前輪のバルブコアを抜いてタイヤ内圧を０ｋＰａとし、その条件で舗装路面を１００ｋｍ走行後、ショルダー部の摩耗量を確認した。許容できる摩耗状態の場合を「ＯＫ」で示し、許容できない摩耗状態の場合を「ＮＧ」で示した。

質量：
試験タイヤの質量を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、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軽量であることを意味する。

この表１に示すように、実施例１〜８のタイヤは、従来例１よりも軽量であり、しかも氷上制動性能、氷上発進性能、耐摩耗性について従来例１と同等の結果を得ることができた。一方、比較例１のタイヤは、ゼロプレッシャー状態での氷上制動性能が従来例１よりも劣っていた。比較例２，５のタイヤは、ゼロプレッシャー状態での氷上制動性能と氷上発進性能が従来例１よりも劣っていた。比較例３のタイヤは、通常内圧状態での氷上制動性能が従来例１よりも劣っていた。比較例４のタイヤは、耐摩耗性が従来例１よりも劣っていた。

本発明の実施形態からなる氷雪路用空気入りタイヤを示す子午線断面図である。 図１の空気入りタイヤの要部を示す断面図である。 図１の空気入りタイヤのトレッドパターンの一例を示す展開図である。 従来の空気入りタイヤにおけるトレッド部のバックリング状態を示す断面図である。

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
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ 補強ゴム層
８ ベルト層
９ ベルトカバー層
１１ 縦溝
１２ 横溝
１３ ブロック
１４ リブ
１５ サイプ
Ａ，Ｂ，Ｃ ゴム層
ＳＷ タイヤ断面幅
ＴＷ トレッド接地幅

Claims (4)

1. ランフラット機能を備えた氷雪路用空気入りタイヤにおいて、タイヤ断面幅ＳＷとトレッド接地幅ＴＷとの関係を０．５≦ＴＷ／ＳＷ≦０．８とし、トレッド接地幅ＴＷより外側のショルダー領域の表面に０℃におけるJIS-A 硬度が３０〜５０のゴム層Ａを配置し、該ゴム層Ａの厚さを５ｍｍ以下とした氷雪路用空気入りタイヤ。
2. 前記ショルダー領域に前記ゴム層Ａで覆われたゴム層Ｂを配置し、該ゴム層Ｂの３００％モジュラスをゴム層Ａの３００％モジュラスよりも大きくし、かつ該ゴム層Ｂの３００％モジュラスを８ＭＰａ以上とした請求項１に記載の氷雪路用空気入りタイヤ。
3. 前記ゴム層Ａに熱膨張性マイクロカプセル、熱膨張性黒鉛、発泡剤含有樹脂及び短繊維よりなる群から選ばれた少なくとも１種を配合した請求項１又は請求項２に記載の氷雪路用空気入りタイヤ。
4. 前記ショルダー領域に存在する陸部にタイヤ幅方向に延びるサイプを配置した請求項１〜３のいずれかに記載の氷雪路用空気入りタイヤ。

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