JP2006199066A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 通常内圧走行時の乗り心地性能等を損なうことなく、ランフラット耐久性、及びランフラット走行時のハンドリング性能を向上させた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】 ビードコア１を埋設した１対のビード部１１、１対のサイドウォール部１２、及びトレッド部１３の各部にわたってトロイド状に延び、両端部がビードコア１の周りに夫々タイヤ幅方向内側から外側に向かって巻き上げられた少なくとも１プライからなるカーカス２と、カーカス２のクラウン部とトレッド部１３の間に、少なくとも１枚のベルト３と、少なくともサイドウォール部１２の内面側に、略三日月状の断面形状をもつ補強ゴム１４とを備える空気入りタイヤである。巻き上げられたカーカス２の、ビード部１１からサイドウォール部１２にかけての屈曲点Ｏと緩衝ゴム６を挟んで対向する位置に、該緩衝ゴム６表面を覆うように繊維補強層７が配設されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも略記する）に関し、特には高ハイトサイズで、高負荷荷重向けサイド補強型ランフラットタイヤとして好適な空気入りタイヤに関する。

低内圧またはパンクしたランフラット状態で継続走行すると、通常の設計内圧状態に比べてタイヤのサイドウォール部の撓みや変形量が大きいため、早期にタイヤ故障に至る場合が多い。一般タイヤでの故障状況としては、サイドウォール部での変形量が大きいためにタイヤ内面同士が繰返し接触して、摩滅や切断に至ったり、ビード部での倒れ込み変形量が大きいことと相俟ってリム外れが生じる場合がある。これらの故障を改善するため、例えば、サイドウォール部の剛性を強化したり、ビードやリムに特殊加工を施したものがランフラットタイヤとして知られている。

サイドウォール部の剛性を強化するサイド補強型のランフラットタイヤにおいては、ランフラット走行後は補強ゴムで壊れるのが理想的であるが、実際はビードフィラー部での破壊が先行するケースがあり、特に高ハイトサイズや高荷重で使用する場合に、その傾向が多く散見される。

その原因の第１としては、内圧０で荷重がかかった場合、タイヤは図７の矢印に示すように力が作用し、リムフランジを支点にビードフィラー付近は荷重直下にて外側に曲げられる変形を受けるため、従来構造の折り返しプライは強い繰り返しの圧縮を受けやすく、破壊しやすくなることによる。この傾向は高ハイトサイズおよび高荷重となるほど大きくなる。

原因の第２は、曲げの支点となるリムフランジがタイヤの折り返しプライ近傍を突き上げることで、この部位に発熱や機械的なダメージが蓄積することによる。その結果、折り返しプライ付近の破壊を助長する要因となる。

特許文献１では、このようなリムフランジの突き上げを弱めるため、カ−カスの巻き上げ端部が、ビードリング近傍から径方向外側に延びるカーカス本体との密着部を形成し、この密着部の軸方向外側にゴムフィラーに代わる緩衝ゴム層を備えたランフラットタイヤが開示されており、このランフラットタイヤによるとランフラット走行時には、緩衝ゴム層はカーカス内面補強ゴム層と協同して荷重支持のための強化に寄与し、それと同時に、サイドウォールが座屈したとき、リムフランジによる突き上げに対し、カーカス巻き上げ端部とリムフランジとの間で緩衝作用を発揮し、その部分の断裂など、不所望の故障の発生を有利に防止することができると報告されている。

また、特許文献２においては、タイヤのサイドウォール部の外面に、縁石などの障害物との接触によってタイヤやリムが損傷するのを防止する等の目的として設けられているリムガードと称されるリムガード部の適正化を図ることによって、特に、正常内圧で通常走行したときの乗り心地性等の他の性能を犠牲にすることなく、低内圧又はパンクしたランフラット状態で継続走行したときのランフラット耐久性を有効に向上させたランフラットタイヤが報告されている。
特開平０７−３０４３１２号公報（特許請求の範囲、［０００６］等） 特開２００４−２９９６７０号公報（特許請求の範囲、［００１６］等）

特許文献１記載の緩衝ゴムの適用により、不所望な故障の発生を良好に防止することができるようになったが、今日、より高い効果が望まれており、加えて、緩衝ゴムを入れることでビードフィラーが小さくなる分、タイヤの横剛性が小さくなるというデメリットがあり、この改善も望まれている。即ち、タイヤの横剛性が小さくなると、通常使用時（内圧充填時）の操縦安定性が悪くなる他、コーナリングを伴うランフラット走行時においてのハンドリングの悪化やランフラット耐久性の低下を引き起こすことになる。

また、特許文献２記載のランフラットタイヤは、耐カット性を向上させるためにリムガードの強度を向上させたものであるが、高ハイトサイズで、高負荷荷重向けサイド補強型ランフラットタイヤにおいてリムフランジ部の突き上げを緩和させるという技術ではなかった。

そこで本発明の目的は、通常内圧走行時の乗り心地性能等を損なうことなく、ランフラット耐久性、及びランフラット走行時のハンドリング性能を向上させた空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、サイド補強型のランフラットタイヤにおいてビード部からサイドウォール部にかけての所定の箇所を繊維補強層で補強することにより上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の空気入りタイヤは、ビードコアを埋設した１対のビード部、両ビード部からタイヤ径方向外側に延びる１対のサイドウォール部、及び両サイドウォール部に跨って延在するトレッド部の各部にわたってトロイド状に延び、両端部が前記ビードコアの周りに夫々タイヤ幅方向内側から外側に向かって巻き上げられた少なくとも１プライからなるカーカスと、該カーカスのクラウン部と前記トレッド部の間に、少なくとも１枚のコードゴム引き層からなるベルトと、少なくともサイドウォール部の内面側に、略三日月状の断面形状をもつ補強ゴムとを備える空気入りタイヤにおいて、
巻き上げられた前記カーカスの、ビード部からサイドウォール部にかけての屈曲点とゴム部材を挟んで対向する位置に、該ゴム部材表面を覆うように繊維補強層が配設されていることを特徴とするものである。

本発明の空気入りタイヤは、前記ゴム部材が、好ましくは緩衝ゴムまたはガムチェーファーである。また、本発明においては、標準リムに装着し、規格内圧を充填した無負荷状態のタイヤとリムフランジの離反部を離反点Ｐとし、この離反点Ｐからタイヤ厚さ方向に引いた直線が、巻き上げられた前記カーカスと交差する点を交点Ｑ、タイヤ内側境界面と交差する点を交点Ｒとしたとき、前記離反点Ｐから交点Ｑまでの距離（ＰＱ）が前記タイヤ厚さの全幅（ＰＲ）の４０％以上であることが好ましく、また、前記緩衝ゴムの１００％モジュラスがカーカスに使用されるゴムの１００％モジュラスよりも高いことが好ましい。さらに、前記繊維補強層が不織布とゴムとの複合体であることが好ましく、より好ましくは前記不織布がポリエチレンテレフタレート短繊維からなる。

本発明は、標準リムに装着し、規格内圧を充填した無負荷状態でのセクションハイトＳＨが１２０ｍｍ以上であるタイヤに好適に適用することができ、また、内圧０のときの１輪当たりの負荷荷重が５３９０Ｎ以上である場合に、より効果的である。

ここで、規格とは、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によって決められている規格である。例えば、アメリカ合衆国では「Ｔｈｅ Ｔｉｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｉｎｃ．のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ」であり、欧州では「Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｉｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｉｔｏｎ の Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｍａｎｕａｌ」であり、日本では日本自動車タイヤ協会の「ＪＡＴＭＡ Ｙｅａｒ Ｂｏｏｋ」にて規定されている。よって、規格内圧は、前記規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）に対する空気圧であり、また、標準リムは、前記規格に記載されている適用サイズにおける標準リム（または、「Ａｐｐｒｏｖｅｄ Ｒｉｍ」、「Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ Ｒｉｍ」）である。

本発明によれば、通常内圧走行時の乗り心地性能を損なうことなく、ランフラット走行時のハンドリング性能（横ばね）およびランフラット耐久性能を大幅に高めることができる。よって、高ハイトサイズで、高負荷荷重向けサイド補強型ランフラットタイヤとして特に好適である。

図１は、本発明の好適実施形態に係る空気入りタイヤの幅方向右半断面を示したものである。図１に示すタイヤ１０は、ビードコア１が埋設された１対のビード部１１、両ビード部１１からタイヤ径方向外側に延びる１対のサイドウォール部１２、及び両サイドウォール部１２に跨って延在するトレッド部１３の各部にわたってトロイド状に延びる少なくとも１枚のプライ（図１では１枚のプライ）からなるカーカス２が設けられている。カーカス２を構成するプライのうち、少なくとも１枚のプライは、６ナイロン、６６ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、レーヨン、ポリエチレンナフタレート及びアラミドの中から選ばれた一の有機繊維コードを有することが、ランフラット走行におけるカーカスコードの折れを防ぐ上で好ましい。

また、カーカス２のクラウン部とトレッド部１３の間には、少なくとも１層のコードゴム引き層（図１では２層のコードゴム引き層）からなるベルト３ａが設けられている。また、ベルト３ａの両端部を覆う位置に、コードがタイヤ周方向と平行に延びる少なくとも１対の狭幅補強ベルト（図１では２対の狭幅補強ベルト）３ｂを配設することができる。

さらに、少なくともサイドウォール部４の内面側、図１では、ビード部１１からベルト３ａの端部直下にわたるカーカス２内面とインナーライナー１４との間に、略三日月状の断面形状をもつ補強ゴム４が配設されて、いわゆるサイド補強型のランフラットタイヤを構成している。

本発明においては、ビードコア１およびビードフィラー５の周りにタイヤ幅方向内側から外側に向かって巻き上げられたカーカス２がビード部からサイドウォール部にかけて屈曲点Ｏを有し、この屈曲点Ｏと緩衝ゴム６を挟んで対向する位置に、該緩衝ゴム６表面を覆うように繊維補強層７が配設されていることが肝要である。

緩衝ゴム層６は、補強ゴム層４と協同して荷重支持のための強化に寄与し、同時に、サイドウォールが座屈したとき、リムフランジによる突き上げに対し、カーカス２巻き上げ端部とリムフランジとの間で緩衝作用を発揮し、その部分の断裂など、不所望の故障の発生を有利に防止する作用を有する。よって、緩衝ゴム６の１００％モジュラスは、カーカスに使用されるゴムのそれよりも高いことが好ましい。より好ましくは、５〜１５ＭＰａである。また、緩衝ゴム６としては、フランジ突き上げによる発熱を低減するため、低発熱のものが好適である。

緩衝ゴム６はガムチェーファーゴム８に比べ、１００％モジュラスの高いゴムを使用する結果、ヒステリシスロス（ｔａｎδ）が小さく、発熱を抑えることができる。これにより補強ゴム４の熱劣化を抑えることができ、ランフラット耐久性が向上する。

本発明においては、図４に示すように、緩衝ゴム層６の代わりにガムチェーファー８を延伸させても良好な効果を上げることが可能である。その場合、部材数を減らすことができるという利点がある。

また、カーカス２の屈曲点Ｏと緩衝ゴム６を挟んで対向する位置に、該緩衝ゴム６表面を覆うように繊維補強層７を配設することで、リムフランジ２０の突き上げを弱める効果を高めることが可能となるとともに、タイヤの横バネが上がるため、ビート部の曲げ剛性を補完する作用をも有する。

繊維補強層７は、厚さが薄く、複雑な形状に適合しやすい不織布が好適である。但し、その他の補強構造層、例えば、コード層、キャンパス層等でも所望の効果を得ることができる。ポリエチレンテレフタレート短繊維の不織布は伸びに優れているので、タイヤに対してリムをはめたりはずしたりする際の変形に追従しやすく、特に好適である。なお、アラミド短繊維やスチール短繊維の不織布でも効果を期待できるが、剛性が高いために伸びに劣る。

本発明においては、図２に示すように、標準リムに装着し、規格内圧を充填した無負荷状態のタイヤとリムフランジの離反部を離反点Ｐとし、この離反点Ｐからタイヤ厚さ方向に引いた直線Ａ−Ａ’が、巻き上げられたカーカス２と交差する点を交点Ｑ、タイヤ内側境界面と交差する点を交点Ｒとしたとき、離反点Ｐから交点Ｑまでの距離（ＰＱ）がタイヤ厚さの全幅（ＰＲ）の４０％以上であることが好ましく、より好ましくは６０〜８５％である。

このようにして折り返されたカーカス２をタイヤ内側（曲げの外側）を通る様にすることで、折り返されたカーカス２にかかる圧縮力を低減することが可能となる。即ち、概してカーカス２は引張り力に対しては相当の強度を有するが、圧縮力に対しては糸の撚りを緩める方向の変形となり、繰り返し圧縮に対して著しく強度低下が引き起こされるが、折り返されたカーカス２がタイヤ内側（曲げの外側）を通る様にすることで、ビード分の曲げ剛性を向上させることが可能となる。なお、繊維補強層７は、折返されたカーカス２をタイヤ内側を通る様にすることで落ちたビート部の曲げ剛性を補完し、タイヤの横剛性を確保する機能を有する。

本発明は、標準リムに装着し、規格内圧を充填した無負荷状態でのセクションハイトＳＨが１２０ｍｍ以上であるタイヤに好適に適用することができ、また、内圧０のときの１輪当たりの負荷荷重が５３９０Ｎ以上である場合に、より効果的である。

以下、本発明を実施例に基づき説明する。
供試タイヤはいずれも、タイヤサイズが２２５／６０Ｒ１７であるサイド補強型で、リムガード付きのランフラットタイヤである。略三日月状の断面形状をもつ補強ゴムは、サイドウォール部の内面側で、ビード部からベルトの端部直下にわたるカーカス内面とインナーライナーとの間に配設されている。カーカスは２枚の折返しプライ構造を有する。ベルトは、コードがタイヤ幅方向に対し６４°の傾斜角度で交差積層した２枚のコードゴム引き層で構成され、補強ベルトは１枚の広幅補強ベルトと２対の狭幅補強ベルトで構成されている。

ビード部からサイドウォール部にかけての構造は、実施例１は図３に、実施例２は図４に、従来例は図５に、また比較例は図６に、それぞれ示す。なお、実施例１および２で用いた繊維補強層７は、ポリエチレンテレフタレート短繊維からなる不織布（目付量：１２０ｇ／ｍ²）を使用した。また、緩衝ゴム６の１００％モジュラスは、１１ＭＰａである。その他のタイヤ構造については、通常の乗用車用ランフラットタイヤ（空気入りラジアルタイヤ）と同様に構成した。得られた供試タイヤについて以下の性能評価を行った。

（通常使用時の乗り心地性）
標準リムに装着し、規格内圧を充填した各供試タイヤを実車に装着して所定のコース走行させ、フィーリングにより評価した。評価は、従来例のハンドリング性を１００として指数表示した。数値が大なる程、結果が良好である。
（ランフラット走行時のハンドリング性）
標準リムに装着し、規格内圧を充填した各供試タイヤのうち実車の駆動輪に装着した一輪の内圧を抜いて所定のコース走行させ、フィーリングにより評価した。評価は、従来例のハンドリング性を１００として指数表示した。数値が大なる程、結果が良好である。
（ランフラット耐久性）
標準リムに装着し、内圧０ｋＰａ（相対圧）の各供試タイヤを実車に装着して所定のコース走行させ、タイヤが故障したときの走行距離を測定し、この測定値から評価した。評価は、従来例の走行距離を１００として指数表示した。数値が大なる程、結果が良好である。
得られた結果を下記の表１に併記する。

本発明の好適実施形態に係るタイヤの幅方向右半断面図である。 ビードを拡大して示す摸式的説明図である。 実施例１のタイヤのビードを拡大して示す断面図である。 実施例２のタイヤのビードを拡大して示す断面図である。 従来例のタイヤのビードを拡大して示す断面図である。 比較例のタイヤのビードを拡大して示す断面図である。 ランフラット走行時のビードにおける力の方向を示す摸式的説明図である。

符号の説明

１ ビードコア
２ カーカス
３ ベルト
４ 補強ゴム
５ ビードフィラー
６ 緩衝ゴム
７ 繊維補強層
８ ガムチェーファー
１０ タイヤ
１１ ビード部
１２ サイドウォール部
１３ トレッド部
１４ インナーライナー

Claims (9)

1. ビードコアを埋設した１対のビード部、両ビード部からタイヤ径方向外側に延びる１対のサイドウォール部、及び両サイドウォール部に跨って延在するトレッド部の各部にわたってトロイド状に延び、両端部が前記ビードコアの周りに夫々タイヤ幅方向内側から外側に向かって巻き上げられた少なくとも１プライからなるカーカスと、該カーカスのクラウン部と前記トレッド部の間に、少なくとも１枚のコードゴム引き層からなるベルトと、少なくともサイドウォール部の内面側に、略三日月状の断面形状をもつ補強ゴムとを備える空気入りタイヤにおいて、 巻き上げられた前記カーカスの、ビード部からサイドウォール部にかけての屈曲点とゴム部材を挟んで対向する位置に、該ゴム部材表面を覆うように繊維補強層が配設されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記ゴム部材が緩衝ゴムである請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ゴム部材がガムチェーファーである請求項１記載の空気入りタイヤ。
4. 標準リムに装着し、規格内圧を充填した無負荷状態のタイヤとリムフランジの離反部を離反点Ｐとし、この離反点Ｐからタイヤ厚さ方向に引いた直線が、巻き上げられた前記カーカスと交差する点を交点Ｑ、タイヤ内側境界面と交差する点を交点Ｒとしたとき、前記離反点Ｐから交点Ｑまでの距離（ＰＱ）が前記タイヤ厚さの全幅（ＰＲ）の４０％以上である請求項１〜３のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
5. 前記緩衝ゴムの１００％モジュラスがカーカスに使用されるゴムの１００％モジュラスよりも高い請求項２又は４記載の空気入りタイヤ。
6. 前記繊維補強層が不織布とゴムとの複合体である請求項１〜５のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
7. 前記不織布がポリエチレンテレフタレート短繊維からなる請求項６記載の空気入りタイヤ。
8. 標準リムに装着し、規格内圧を充填した無負荷状態でのセクションハイトＳＨが１２０ｍｍ以上である請求項１〜７のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
9. 内圧０ｋＰａのときの１輪当たりの負荷荷重が５３９０Ｎ以上である請求項１〜８のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。

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