JP2006131080A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ重量の増加や乗り心地性の悪化を生じさせることなく、サイド部の変形歪を抑制し、ランフラット走行耐久性を向上させる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】空気入りタイヤ１００は、トレッド部３と、一対のビードコア４とビードコアの径方向外側に配置されたビードフィラー１２とを含むビード部１と、トレッド部３からサイドウォール部２を経てビード部１のビードコア４に至るカーカスプライからなるカーカス５と、カーカス５のタイヤ内腔側に略三日月状のサイド補強ゴム層１１と、ビードコア４の径方向外側で、かつ、ベルト層６の径方向内側の領域内に、互いに交差する３つの軸方向に沿って配列するコードを互いに織り合わせた３軸織物と、３軸織物を被覆するコーティングゴムとからなるコード補強層２０とを備える。又、コーティングゴムの１００％モジュラスは、２．５〜６．０ＭＰａである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、略三日月状のサイド補強ゴム層を備える空気入りタイヤに関する。

従来、タイヤがパンクを生じても、一定距離走行が可能なタイヤ、いわゆるランフラットタイヤがある。このランフラット走行耐久性を向上させる場合、サイド部に配置したサイド補強ゴム層のゲージを厚くしたり、サイド補強ゴム層の幅を広げたり、ビードフィラーゴムのボリュームを増やす等の手段が一般的にとられている。

又、ランフラットタイヤにおけるタイヤの歪を抑制するため、通常インサートと呼ばれるスチールや有機繊維で構成された簾織物をサイドウォール部に適用することも行われている。

更に、ランフラットタイヤにおける操縦安定性を向上するため、サイドウォール部のビード部付近に繊維を３方向から網目状に織り、ゴムとの一体複合部材を形成するいわゆる３軸織物を配する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−１５６６１９号公報

しかしながら、ゴムのボリュームを増やす場合、ゴム量増によるタイヤ全体の重量増を招くばかりでなく、タイヤ内部で発生した熱を放熱しにくく、熱によるタイヤ故障が発生しやすい傾向がある。それに加え、正規の内圧を充填して使用する通常の使用時においては、サイドゴムゲージ増による縦方向のバネ定数が上がり、乗り心地性が悪化する。

又、簾織物をサイドウォール部に適用する場合、繊維方向と繊維と直交する方向の剛性が非常に大きい、いわゆる違法性が強いため、特定の方向に対する歪抑制に効果があるが、ランフラット時のサイド変形のように、タイヤ転動中のせん断変形や引っ張り変形が周期的に加わる変形下においては、有効に機能しない。又、複数枚の簾織物を重ねた場合には、重量増加と共に複合材料特有の層間せん断による部材端からの破壊が懸念される。

更に、特許文献１に記載の技術は、通常使用時の性能向上を目的としており、ランフラット走行には、向いていない。

そこで、本発明は、上記の課題に鑑み、大幅なタイヤ重量の増加や乗り心地性の悪化を生じさせることなく、サイド部の変形歪を抑制し、ランフラット走行耐久性を向上させる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の特徴は、トレッド部と、一対のビードコアとビードコアの径方向外側に配置されたビードフィラーとを含むビード部と、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスプライからなるカーカスと、カーカスの径方向外側に配置されたベルト層と、カーカスのタイヤ内腔側に配置された略三日月状のサイド補強ゴム層とを備える空気入りタイヤであって、ビードコアの径方向外側で、かつ、ベルト層の径方向内側の領域内に、互いに交差する３つの軸方向に沿って配列するコードを互いに織り合わせた３軸織物と、３軸織物を被覆するコーティングゴムとからなるコード補強層を備え、コーティングゴムの１００％モジュラスは、２．５〜６．０ＭＰａである空気入りタイヤであることを要旨とする。

本発明の特徴に係る空気入りタイヤによると、大幅なタイヤ重量の増加や乗り心地性の悪化を生じさせることなく、サイド部の変形歪を抑制し、ランフラット走行耐久性を向上させることができる。又、コーティングゴムの１００％モジュラスが２．５ＭＰａより小さいと、高弾性率のゴムを用いる効果が発揮できず、６ＭＰａより大きいと、亀裂が生じやすく耐久性が低下してしまう。

又、本発明の特徴に係る空気入りタイヤにおいて、コード補強層の１つの軸は、タイヤのラジアル方向に存在することが好ましい。

又、本発明の特徴に係る空気入りタイヤにおいて、コード補強層は、カーカスに隣接して配置されることが好ましい。

又、本発明の特徴に係る空気入りタイヤにおいて、コード補強層は、ビードコアとタイヤ最大幅部との間の領域に配置されることが好ましい。

又、本発明の特徴に係る空気入りタイヤにおいて、コード補強層の径方向高さは、タイヤ断面高さの１０〜７０％であることが好ましい。

本発明によれば、大幅なタイヤ重量の増加や乗り心地性の悪化を生じさせることなく、サイド部の変形歪を抑制し、ランフラット走行耐久性を向上させる空気入りタイヤを提供することができる。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（空気入りタイヤの構成）
本実施形態に係る空気入りタイヤ１００は、図１に示すように、一対のビード部１及び一対のサイドウォール部２と、サイドウォール部２相互間にわたりトロイド状に連なるトレッド部３とを備える。図１においては、左片側のみを示しているが、通常左右対称に構成されることは勿論である。

カーカス５は、１対のビード部１にそれぞれ埋設したビードコア４間でトロイド状に延びる本体部５ａと、ビードコア４の周りでその周面に沿わせてタイヤ幅方向内側から外側に巻き回す折返し部５ｂとから構成され、サイドウォール部２及びトレッド部３を補強するトロイド状ラジアルカーカスである。尚、カーカス５は、外側から内側に向けて巻き回して構成されてもよい。又、カーカス５は、少なくとも１枚のカーカスプライからなる。カーカスプライは、互いに平行に並べられた複数本のコードを備え、これら複数本のコードがコーティングゴムに埋設されている通常の構造のものである。又、カーカスの内面には、インナーライナー１０が設けられている。

ビード部１は、一対のビードコア４とビードコア４の径方向外側に配置されたビードフィラー１２とを含む。ビードコア４の断面形状は、図１に示すような略円形の他、略六角形状であってもよい。

又、サイドウォール部２のカーカス５のタイヤ内腔側に、比較的硬質なゴムからなる略三日月状のサイド補強ゴム層１１が配置される。

又、カーカス５及びトレッド部３間には、コードを平行に配列し、コーティングゴムで被覆した２層の傾斜ベルトプライからなるベルト層６が配置され、トレッド部３を強化する。尚、ベルト層６は、それを構成する傾斜ベルトプライのうち、少なくとも２層のベルトプライが、コードが互いにタイヤ赤道面を挟んで交差するように積層した交差ベルトを構成することが好ましい。
又、ベルト層６の径方向外側には、ベルト補強層７が配置され、ベルト層６を補強する。図１では、ベルト補強層７として、継ぎ目無しのナイロンキャップ１層、及び、ナイロンキャップの両端部のタイヤ径方向外側には、それぞれベルト層６の端部を覆うように２層のレイヤーが設けられている。

又、ビードコア４の径方向外側で、かつ、ベルト層６の径方向内側の領域内には、コード補強層２０が配置される。図２に示すように、コード補強層２０は、ビードフィラー１２の、カーカス５の本体部５ａに隣接する領域に存在する。

コード補強層２０は、図３に示すように、互いに交差する３つの軸方向に沿って配列するコードを互いに織り合わせた３軸織物と、３軸織物を被覆するコーティングゴムとからなる。具体的には、３軸織物は、約６０°の角度で交差している２成分（Ｘ軸、Ｙ軸）の縦糸１８Ｘ、１８Ｙに、横糸１８Ｚ（Ｚ軸）が組織し、各糸が６０°の交差角で織られている２Ｄ−３軸織物である。尚、コード補強層２０は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の何れか１軸を、タイヤのラジアル方向に配置する。

又、縦糸１８Ｘ、１８Ｙ及び横糸１８Ｚの材料としては、何れの材料を用いても良いが、重量、強度の面で芳香族ポリアミド又は炭素繊維を用いることが好ましく、又、これらを織り合わせたものであっても良い。
又、コード補強層２０におけるコーティングゴムの１００％モジュラスは、２．５〜６．０ＭＰａである。

又、コード補強層２０は、図２に示すように、ビードコア４とタイヤ最大幅部Ｐとの間の領域に配置される。

又、コード補強層２０の径方向高さＨ２は、タイヤ断面高さＨ１の１０〜７０％である。

（変形例）
次に、上述した空気入りタイヤのコード補強層２０の他の配置場所について、説明する。

例えば、図２において、コード補強層２０は、ビードフィラー１２の、カーカス５の本体部５ａに隣接する領域に配置されると説明したが、図４に示すように、ビードフィラー１２の、カーカス５の折返し部５ｂに隣接する領域に配置されてもよい。

又、図５に示すように、コード補強層２０は、カーカス５の本体部５ａの径方向内側に隣接して配置されてもよく、図６に示すように、カーカス５の折返し部５ｂの径方向外側に隣接して配置されてもよい。

（作用及び効果）
本実施形態に係る空気入りタイヤ１００は、ビードコア４の径方向外側で、かつ、ベルト層６の径方向内側の領域内に、互いに交差する３つの軸方向に沿って配列するコードを互いに織り合わせた３軸織物と、３軸織物を被覆するコーティングゴムとからなるコード補強層を備える。

このように、サイド補強ゴム層１１のゲージは変えず、カーカス５付近に３軸織物からなるコード補強層２０を配置することにより、タイヤ重量を大幅に増加させることなく、又、ゲージ増によるタイヤ縦方向のバネ定数の上昇に伴う乗り心地性の悪化を生じさせることがない。又、３軸織物を配置することで、サイド部の変形歪を抑制し、効果的にランフラット走行耐久性を向上させることができる。従って、本実施形態に係る空気入りタイヤ１００によると、大幅なタイヤ重量の増加や乗り心地性の悪化を生じさせることなく、サイド部の変形歪を抑制し、ランフラット走行耐久性を向上させることができる。

又、コード補強層２０のコーティングゴムの１００％モジュラスは、２．５〜６．０ＭＰａである。コーティングゴムの１００％モジュラスが２．５ＭＰａより小さいと、高弾性率のゴムを用いる効果が発揮できず、６ＭＰａより大きいと、亀裂が生じやすく耐久性が低下してしまうためである。

又、ランフラット時のタイヤ変形の際、３軸織物を構成しているコードは張力を受ける。本実施形態に係る空気入りタイヤ１００によると、コード補強層２０の１つの軸はタイヤのラジアル方向に存在するため、ランフラット変形であるタイヤサイド部の歪を更に抑制でき、ランフラット走行耐久性は、効果的に向上する。

又、本実施形態に係る空気入りタイヤ１００において、コード補強層２０は、カーカス５に隣接して配置されるため、更にタイヤ縦方向のバネ定数の上昇に伴う乗り心地性の悪化を生じさせることがない。

又、本実施形態に係る空気入りタイヤ１００において、コード補強層２０は、ビードコア４とタイヤ最大幅部Ｐとの間の領域に配置される。タイヤ最大幅位置Ｐより径方向外側に配置されると、タイヤ変形の大きいバットレス部（トレッド部３とサイドウォール部２の間）に配置位置が近くなり、通常使用の状況で乗り心地の悪化を招くこととなり、好適でない。

又、本実施形態に係る空気入りタイヤ１００において、コード補強層２０の径方向高さＨ２は、タイヤ断面高さＨ１の１０〜７０％である。１０％より小さいと、コード同士の拘束力が弱まり、７０％より大きいと、タイヤ変形の大きいバットレス部（トレッド部３とサイドウォール部２の間）に配置位置が近くなり、通常使用の状況で乗り心地の悪化を招くこととなり、好適でない。

以下に実施例を挙げて、本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

本発明の効果を確かめるために、本発明が適用された実施例のタイヤ２種、従来例のタイヤ１種、比較例のタイヤ１種を製造し、ランフラット耐久性を調べた。実施例、従来例、比較例共に、サイズ２１５／４５ ＺＲ１７のタイヤであり、カーカス５は１層の折り返し構造、ベルト層６は、赤道面に対する角度が６４°の２層構造、ベルト補強層７は、１キャップ２レイヤー構造であった。

従来例、比較例は、補強コード層２０を含まない構造であり、比較例は、ビードフィラー１２のゲージを増加した。

又、実施例１、２は、補強コード層２０をビードフィラー１２の、それぞれカーカス５の本体部５ａに隣接する領域に配置したものと、カーカス５の折返し部５ｂに隣接する領域に配置したものである。又、実施例１、２に用いたコード補強層２０の３軸織物は、芳香族ポリアミドからなる繊維であり、配向角度６０°、幅２５ｍｍであった。又、コード補強層２０に用いたコーティングゴムの１００％モジュラスは、５．３ＭＰａであった。

表１に、従来例、比較例、実施例１、２の条件及び試験結果を示す。

尚、タイヤ重量は、従来例タイヤを１００として、指数表示した。値が大きいほど、重量が重いことを示す。

（ランフラット耐久性）
試供タイヤをランフラット状態にし、４２５ｋｇｆの荷重を負荷して、温度３８℃で、径１．７ｍのドラム上で一定速度（８９ｋｍ／ｈ）で直進走行させて、故障に至るまでの走行距離を測定した。走行距離は、従来例を１００とし、指数表示した。値が大きいほど、ランフラット耐久性に優れることを示す。

（結果）
実施例１は、従来例１及び比較例１と比較すると、ランフラット耐久性が飛躍的に向上していた。又、タイヤ重量も、比較例１ほど増加しなかった。

又、実施例２は、従来例１と比較すると、ランフラット耐久性が向上していた。又、又、タイヤ重量も、比較例１ほど増加しなかった。

又、実施例１と実施例２とを比較すると、実施例１のほうが、ランフラット耐久性が飛躍的に向上していた。このため、コード補強層２０をビードフィラー１２の、それぞれカーカス５の本体部５ａに隣接する領域に配置することにより、ランフラット耐久性が更に向上することが分かった。

以上の結果より、ビードコア４の径方向外側で、かつ、ベルト層６の径方向内側の領域内に、互いに交差する３つの軸方向に沿って配列するコードを互いに織り合わせた３軸織物と、３軸織物を被覆するコーティングゴムとからなるコード補強層２０を配置することにより、タイヤ重量の増加や乗り心地性の悪化を生じさせることなく、サイド部の変形歪を抑制し、ランフラット走行耐久性を向上させることが分かった。

本実施形態に係る空気入りタイヤの回転軸心を含む断面図である。 図１のコード補強層の拡大断面図である。 本実施形態に係るビード補強層の平面図である。 変形例に係るコード補強層の拡大断面図である（その１）。 変形例に係るコード補強層の拡大断面図である（その２）。 変形例に係るコード補強層の拡大断面図である（その３）。 従来例に係るコード補強層の拡大断面図である。 比較例に係るコード補強層の拡大断面図である。

符号の説明

１…ビード部
２…サイドウォール部
３…トレッド部
４…ビードコア
５…カーカス
６…ベルト層
７…ベルト補強層
１０…インナーライナー
１１…サイド補強ゴム層
１２…ビードフィラー
２０…コード補強層
１００…空気入りタイヤ

Claims (5)

1. トレッド部と、一対のビードコアと該ビードコアの径方向外側に配置されたビードフィラーとを含むビード部と、前記トレッド部からサイドウォール部を経て前記ビード部のビードコアに至るカーカスプライからなるカーカスと、前記カーカスの径方向外側に配置されたベルト層と、前記カーカスのタイヤ内腔側に配置された略三日月状のサイド補強ゴム層とを備える空気入りタイヤであって、
   前記ビードコアの径方向外側で、かつ、前記ベルト層の径方向内側の領域内に、互いに交差する３つの軸方向に沿って配列するコードを互いに織り合わせた３軸織物と、該３軸織物を被覆するコーティングゴムとからなるコード補強層を備え、
   前記コーティングゴムの１００％モジュラスは、２．５〜６．０ＭＰａであることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記コード補強層の１つの軸は、タイヤのラジアル方向に存在することを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記コード補強層は、前記カーカスに隣接して配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記コード補強層は、前記ビードコアとタイヤ最大幅部との間の領域に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記コード補強層の径方向高さは、タイヤ断面高さの１０〜７０％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
   

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