JP2003175704A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タイヤ性能を高度に保持してランフラット耐
久性に優れる空気入りタイヤを提案することである。 【解決手段】 少なくとも１プライのラジアルカーカス
と、そのクラウン部外周にてトレッド部を強化する、少
なくとも２層のコード交差層からなるベルトおよびその
外周に沿って巻回した有機繊維コードよりなるキャップ
とを備えるほか、サイドウォール部の全域にわたりカー
カスの内面に沿う断面が三日月状のゴムストックよりな
るゴム補強層を有し、カーカスとベルトとの間に、タイ
ヤ赤道面に対し実質上直交する方向に、多数のコードを
配列してトレッドの幅方向に作用する外力に抵抗させた
少なくとも１層のタイエレメントを配置してなる空気入
りタイヤ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は自動車を、これに装着
したタイヤがパンク状態の下で相当の距離を走行可能な
らしめるように、サイドウォール部全域にわたりカーカ
スの内面に沿う断面が三日月状のゴムストックよりなる
ゴム補強層を有するいわゆるランフラット空気入りタイ
ヤに関し、特にタイヤのトレッド部の適切な強化を図る
ことによりパンク状態下において従来のランフラットタ
イヤに比し一層の長距離を障害の進展のうれいなく安全
に走行できるランフラット耐久性に優れる空気入りタイ
ヤに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車に装着した空気入りタイヤ
が走行中に何らかの原因、多くの場合釘や金属片などの
異物がタイヤに突き刺さることにより内圧が低下したり
またはゼロの状態となった際（以降パンクと記す）、そ
こからドライバが車両を望む場所、例えばタイヤを交換
できるサービスステーションまでの比較的短距離をそれ
以上のタイヤの障害や操舵の不具合などの不利なしに安
全に運行が継続できるように、種々の方策が講じられて
きた。

【０００３】これらの方策のなかで最も簡便でしかも実
効ある対策として、サイドウォール部のほぼ全域にわた
るカーカスの内面にゴム補強層を裏張りし、正常な内圧
時には主としてその内圧により、従としてこのゴム補強
層により分担支持していたタイヤ負荷を、パンク時に主
にこのゴム補強層に肩代り支持させることを意図したい
わゆるランフラットタイヤが一般的である。

【０００４】これはパンク状態での走行下で、上記ゴム
補強層を備えていない一般タイヤのサイドウォール部は
車輪荷重の負担に耐えられず二つ折れの状態まで圧し潰
され、特に空気入りラジアルタイヤの場合は短時間でサ
イドウォール部が致命的な故障に至るところ、ランフラ
ットタイヤではゴム補強層が、サイドウォール部がかな
りに撓むことは避け得ないものの短時間内の致命的故障
は生じないだけの輪重の支持機能を備えるような形状お
よび材質を採ることにより、空気入りラジアルタイヤで
あってもサイドウォール部の構成部材に著しい故障は発
生せずに、また運転上さほど大きな支障なしに走行を継
続することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のラ
ンフラット性能は高性能タイヤに適用するのが通例であ
り、この点で走行距離の殆ど全てにわたって発揮される
べき各種のタイヤ性能、例えば操縦安定性、振動乗り心
地性などは最高水準を保持するのが大前提であり、よっ
て万が一に備えるランフラット性能の付与のためタイヤ
性能に及ぼすマイナスの寄与は最小限度に抑える必要が
あった。

【０００６】そのためゴム補強層の断面形状および材質
の選定に際し、ある程度限られた厚さおよび硬さの範囲
内での決定、採用が余儀なくされ、したがってパンク状
態で所定距離の安全走行が可能とはいうものの、その走
行可能距離にはおのずと限度が生じるのは止むを得な
い。

【０００７】ところがランフラット走行に関して構造上
不利なラジアルカーカスの空気入りタイヤが主流を占め
る昨今、パンク時における安全走行距離の一層の延長要
求が著しく高まる傾向に対し上述したランフラットタイ
ヤではもはやこの要求に応えられない問題が現れ、この
改善が強く望まれるようになった。

【０００８】そこで上述のカーカス内面に沿うゴム補強
層の形状および材質は従来の慣例によるタイヤの最高水
準を保持し得る範囲内での選定に従うものとして、パン
ク状態下でタイヤの故障なしに安全性を十分に保持した
上で走行可能距離を大幅に延長できる、ランフラット耐
久性に優れる空気入りタイヤを提供するのがこの発明の
目的である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】従来のランフラット空気
入りラジアルタイヤのパンク状態下における変形挙動を
綿密に考究したところ、サイドウォール部における撓曲
変形の度合はトレッド部の曲げ変形に対する抵抗力と直
接的に密接な関係をもっていることを見出し、下記する
発明の構成をとることによりランフラット耐久性に優れ
る空気入りタイヤを完成させるに至った。

【００１０】すなわちこの発明は、一対のビード部およ
びサイドウォール部と、その両サイドウォール部に連な
るトレッド部とからなり、これら各部をビード部に埋設
したビードコア相互間にわたって補強する少なくとも１
プライのラジアルカーカスと、そのカーカスのクラウン
部外周にてトレッド部を強化する、少なくとも２層のコ
ード交差層からなるベルトおよびその外周に沿って巻回
した有機繊維コードよりなるキャップとを備えるほか、
サイドウォール部の全域にわたりカーカスの内面に沿う
断面が三日月状のゴムストックよりなりタイヤの負荷を
分担支持するゴム補強層を有する空気入りタイヤにおい
て、上記カーカスとベルトとの間に、タイヤ赤道面に対
し実質上直交する方向に、多数のコードを配列してトレ
ッドの幅方向に作用する外力に抵抗させた少なくとも１
層のタイエレメントを配置してなることを特徴とする。

【００１１】カーカスとベルトとの間に配置された前記
タイエレメントを構成するコードは、高引張弾性率を有
する有機繊維コードであることが好ましい。

【００１２】タイエレメントを、さらにベルトとキャッ
プとの間に配置してなることが好ましく、この場合に
は、ベルトとキャップとの間に配置されたタイエレメン
トを構成するコードは、高圧縮弾性率を有する有機繊維
コードであることがさらに好ましい。

【００１３】以下この発明を図１に基づいて一層具体的
に説明する。図１は空気入りタイヤの断面をタイヤ赤道
面Ｅより左半につき示し、１はカーカス、２はビードコ
ア、３はベルト、４はキャップ、５はトレッド部、６は
サイドウォール部、７がビード部であり、８がゴム補強
層、９−１及び９−２がタイエレメントである。なお１
０はインナーライナ、１１はレイヤを示す。

【００１４】カーカス１はタイヤ赤道面Ｅにほぼ直交す
る多数のコード配列になる少なくとも１プライ（図示の
例では２プライ）のラジアルプライからなり、一対のビ
ード部７（図は一方のみ示す）の内部に埋設した一対の
ビードコア２相互間にわたってビード部７、サイドウォ
ール部６およびそれに連なるトレッド部５を補強する。

【００１５】ベルト３は少なくとも２層のコード交差層
からなり、図示の例はそれを３−１、３−２の２層で示
すものとしてそれら各層における多数のコードがタイヤ
赤道面Ｅを挟んで互いに異なる向きの配列になり各層間
で小さな交角を形成するものとする。

【００１６】キャップ４はベルト３の外周に沿って巻回
した有機繊維コードのゴム引き層からなり、高速走行中
におけるベルト３のタイヤ半径方向の成長抑制層の役に
供するものとしてその幅はベルト３のそれより広幅とす
るものであり、ベルト３との協働でトレッド部５の強化
に与り、高性能空気入りタイヤの走行性能を一段と高め
る役を果たす。

【００１７】ゴム補強層８はこの種のランフラットタイ
ヤの慣例に従い、カーカス１のプライゴムおよびサイド
ウォール部６のゴムに比しより高い硬度を有するゴムと
するのが好ましく、常態の内圧下において従たるタイヤ
負荷の分担支持部材として機能するが、専らその目的と
するところはパンク時において、サイドウォール部６域
におけるサイドゴムとカーカスプライとでは到底無理な
負荷支持を十分とはいえないまでも可能とするため設け
るもので、この意味でステーの役を担うものであり、よ
ってゴム補強層８はサイドウォール部６の全域、より具
体的にはビードコア２のタイヤ半径方向外側近傍からト
レッド部５の側端部に至る領域のカーカス１の内面に沿
って断面が中央部分で最も厚い先細りとなる三日月状の
ゴムストックとする。

【００１８】さらにベルト３、より詳しくは例えば図１
に示すようにコード交差層のうち内側のコード層３−１
とカーカス１との間に、タイヤ赤道面Ｅに対し実質上直
交する方向に、多数のコードを配列してトレッドの幅方
向に作用する外力に抵抗させた少なくとも一層のタイエ
レメント９−２を配置する。ここに実質上とは製品の目
標に対し生産上の不可避的な変動を加味するとの意であ
る。

【００１９】さらに、タイエレメント９−１をベルト３
の外側のコード層３−２とキャップ４との間に配置し、
タイエレメント９−２とともに、ベルト３を挟み込む配
列としてもよい。

【００２０】タイエレメント９−１及び９−２はその多
数のコードがベルト３における、コード交差層３−１お
よび３−２それぞれの層のコードが形成する多数の縦長
の（タイヤ赤道面Ｅに沿う向きに長い）菱形メンバを横
切ってのび、これらメンバと薄く強固なゴムを介して結
節部を形成し、それ故トレッド部５の幅方向に作用する
外力に抵抗する要素部材であり、この幅はベルト３の最
小幅に対し少なくとも５０％とするのが好ましい。

【００２１】タイエレメント９−１及び９−２に用いる
コードはそれぞれ高い圧縮弾性率及び高い引張弾性率を
示す性状の、例えば前者につきナイロンのモノフィラメ
ントコード、後者に対しアラミド繊維の撚りコードが適
合する。

【００２２】なお図１に示す１１はレイヤであり、それ
はトレッド幅方向に区分されたある領域の幅毎にベルト
３またはキャップ４の外周に沿って有機繊維コードを巻
回した幅狭のコード層であり、図示の例ではベルト３お
よびキャップ４の両側端部を掩い、キャップ４とともに
高速での高性能発揮に寄与する。

【００２３】

【作用】図２に上述のゴム補強層８を備えたランフラッ
ト空気入りタイヤのパンク時における負荷（輪重）直下
における変形のありさまをタイヤ外側輪郭につき、従来
のランフラットタイヤを破線Ａ、この発明のタイヤを実
線Ｂにて模式により示した。Ｐａ、Ｐｂはそれぞれ破線
Ａ、実線Ｂのビード部７におけるリムのフランジ上の着
力点を示し、Ｓは路面をあらわす。

【００２４】ゴム補強層８を備えていない通常のタイヤ
はパンク時には、図示していないが負荷支持機能に欠け
るためサイドウォール部はほぼ二つ折れ状に変形する
が、従来のランフラットタイヤではサイドウォール部の
中央域で相当な厚みを有するゴム補強層８の大きな曲げ
抵抗性、それは特にゴム８の内面側に生じる圧縮に対し
ゴム固有の大きな圧縮モジュラスがもたらすものである
が、この抵抗性により破線Ａで示すようなサイドウォー
ル部６の撓みにより負荷を支持する機能を有する。

【００２５】ところがこの負荷支持機能のゆえに輪重Ｆ
の分力成分Ｆ′が図の矢印の向きに作用しこの力Ｆ′が
ゴム補強層８を伝わってトレッド部５の両端に外力を及
ぼす。このときトレッド部５は内圧がゼロの下でベルト
３およびキャップ４のテンションが失われているのでト
レッド部５の両側からの外力と対抗し得ない。それ故ト
レッド部５は弧Ｌで示すようにタイヤの内方に向かって
大きく反曲することになる。その結果サイドウォール部
６はさらに大きく撓みそのトレッド部５寄りの部分が路
面Ｓと接触し滑り転動するのでゴムの摩滅が急速に進
み、比較的早期にカーカス１に損傷が生じる懸念があ
る。

【００２６】上述のトレッド部５の弧Ｌで示した大きな
反曲はとくにトレッド部５の中央域にてその動負荷半径
を減じることに相当し、これはベルト３のコード交差層
３−１、３−２におけるコードのタイヤ赤道面Ｅに対す
る傾斜角度の増加を伴い、これはとりもなおさずこれら
の交差コードが形成する縦長の菱形が拡幅すると同時に
縦の長さを減じる、いわゆるパンタグラフ挙動を行うこ
とに外ならない。

【００２７】そこでタイヤ赤道面Ｅに対し実質上直交す
る多数のコード配列になるタイエレメント９−２をカー
カス１とベルト３の内側のコード交差層３−１との間に
配置して多数のコードが上記菱形を横切ってのびるとと
もに菱形をなすコードとの間で多数の結節部を形成する
ことにより、菱形コードの拡幅変形挙動すなわちパンタ
グラフ挙動を有効に抑制し、この抑制がトレッド部５の
反曲の度合を顕著に低減する効果をもたらすものであ
り、そのありさまを図２に示す。

【００２８】その結果トレッド部５の反曲部の弧の長さ
が従来のＬからｌまで減少し、その分図２に示すように
点Ｐａとの対比においてｈの高さの点Ｐｂまでビード部
７が押し上げられ、サイドウォール部６の路面Ｓとの接
触部分は従来のランフラットタイヤに比し大幅に減少す
ると同時にカーカス１までのゴム厚さが厚い部分が接触
することになるので、ランフラット耐久性は顕著に向上
する。

【００２９】さらにタイエレメント９−１をコード交差
層３−２とキャップ４との間に付加配置すれば上記効果
は一層増す。

【００３０】上述したように従来のランフラットタイヤ
ではゴム補強層８の負荷支持機能を十分に発揮し得なか
ったところ、タイエレメント９−１、９−２をあらたに
設けることによってゴム補強層８の機能を十分に引き出
すことが可能となったのである。

【００３１】

【実施例】乗用車用高性能空気入りラジアルタイヤのサ
イズがＰ２７５／４０ＺＲ１７であり、その構成は図１
に準じる。カーカス１は２プライのレーヨンコードにな
り、ベルト３はスチールコードの交差角度が６０°の２
層からなる。キャップ４はナイロンコードの１層、レイ
ヤ１１はナイロンコードの１層を対にして用いた。ゴム
補強層８はＪＩＳ硬度８４度で最大厚さが７ｍｍのゴム
ストックとした。

【００３２】上記を共通の構成とし、タイエレメント９
−１及び９−２につき実施例１は９−１、９−２をとも
にアラミド繊維の撚りコード層とし、実施例２では９−
１をナイロンのモノフィラメントコード層、９−２をア
ラミド繊維の撚りコード層とした。なおモノフィラメン
トコードはＤＵＰＯＮ社のＨＹＴＥＮを用いた。またタ
イエレメント９−１、９−２の幅はベルト３の最小コー
ド交差層の幅の９８％に設定した。

【００３３】実施例１及び２のタイヤと、タイエレメン
トを備えず他はすべて実施例に合わせた従来例のタイヤ
とを供試タイヤとし、下記の実車テストを実施した。テ
スト車両の前輪右に各供試タイヤを装着し、バルブコア
を抜きパンク状態として速度９０ｋｍ／ｈで、タイヤに
著しい損傷が発生するまでサーキットを走行させた。

【００３４】評価は損傷発生までに走行した距離を従来
例を１００とする指数にてあらわし、その結果実施例１
では２３０、実施例２で４６０の値が得られた。

【００３５】この評価結果からタイエレメントの効果は
著大であること、なかでもトレッド部５の反曲の際圧縮
応力が作用するベルト３の外側に耐圧縮抵抗性に優れる
ナイロンモノフィラメントコードを配置し、これに加え
引張応力が作用するカーカス１側に引張強度に優れるア
ラミド繊維の撚りコードのタイエレメント９−２を配置
した実施例２が特に優れた結果を示した。

【００３６】

【発明の効果】この発明によればタイヤ性能を最高の水
準に保持してなおかつランフラット耐久性が格段に優れ
る空気入りタイヤを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の空気入りタイヤの左半断面を示
す。

【図２】 パンク時の挙動を説明する略線図である。

【符号の説明】

１ カーカス ３ ベルト ４ キャップ ５、トレッド部 ６ サイドウォール部 ７ ビード部 ８ ゴム補強層 ９−１、９−２ タイエレメント

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のビード部およびサイドウォール部
   と、その両サイドウォール部に連なるトレッド部とから
   なり、これら各部をビード部に埋設したビードコア相互
   間にわたって補強する少なくとも１プライのラジアルカ
   ーカスと、そのカーカスのクラウン部外周にてトレッド
   部を強化する、少なくとも２層のコード交差層からなる
   ベルトおよびその外周に沿って巻回した有機繊維コード
   よりなるキャップとを備えるほか、サイドウォール部の
   全域にわたりカーカスの内面に沿う断面が三日月状のゴ
   ムストックよりなりタイヤの負荷を分担支持するゴム補
   強層を有する空気入りタイヤにおいて、 上記カーカスとベルトとの間に、タイヤ赤道面に対し実
   質上直交する方向に、多数のコードを配列してトレッド
   の幅方向に作用する外力に抵抗させた少なくとも１層の
   タイエレメントを配置してなることを特徴とする空気入
   りタイヤ。
2. 【請求項２】 カーカスとベルトとの間に配置された前
   記タイエレメントを構成するコードは、高引張弾性率を
   有する有機繊維コードである請求項１記載の空気入りタ
   イヤ。
3. 【請求項３】 タイエレメントを、さらにベルトとキャ
   ップとの間に配置してなる請求項１又は２記載の空気入
   りタイヤ。
4. 【請求項４】 ベルトとキャップとの間に配置された前
   記タイエレメントを構成するコードは、高圧縮弾性率を
   有する有機繊維コードである請求項３記載の空気入りタ
   イヤ。