JP2007290503A - 空気入りランフラットタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ランフラット走行性能を確保しつつ、タイヤ重量を低減できる空気入りランフラットタイヤを提供すること。
【解決手段】カーカスを１枚のカーカスプライ２４で構成し、折返し部２４Ｂをベルト２２とオーバーラップする位置まで延ばす。カーカスプライ２４に用いるコードのコード繊度を１８４０ｄｔｅｘ／３以上とする。悪路走行時にビードフィラー内側のカーカスプライ２４に作用する過大な引張応力に耐えることができ、ランフラット走行性能を確保しつつ、タイヤ重量を低減できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りランフラットタイヤにかかり、特に、パンク等により内圧が低下しても一定の距離の安全走行を可能にする空気入りランフラットタイヤに関する。

断面三日月状の補強ゴム層をサイド部に備えたサイド補強タイプの空気入りランフラットタイヤは、通常の空気入りタイヤ対比で補強ゴム層の分だけ重量が増加するため、タイヤ総重量が増加するという問題がある。
特開平９―１１４１７号公報 特開平１１―１５７３１１号公報 特開平１１―２２７４２４号公報 特開２００１−８０３１８号公報

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、ランフラット走行性能を確保しつつ、重量を低減できる空気入りランフラットタイヤの提供を目的とする。

発明者は、種々の実験検討を重ねた結果、カーカス構造とカーカスコードの繊度を最適化することで、ランフラット走行性能を確保しつつ、タイヤ重量を低減できることを見出した。

請求項１に記載の空気入りランフラットタイヤは、一対のビードコアと、ベルト層と、一方のビードコアから他方のビードコアへトロイド状に跨り、端部分が前記ベルト層とオーバーラップするように前記ビードコアをタイヤ内側からタイヤ径方向外側へ折り返され、コード繊度が１８４０ｄｔｅｘ／３以上とされたコードを配列した１枚のカーカスプライと、一方のビードコアから他方のビードコアへ至る前記カーカスプライの本体部と、前記カーカスプライの折返し部分との間に配置され、前記ビードコアからタイヤ径方向外側へ向けて厚さを漸減させながら延びるビードフィラーと、前記カーカスプライのタイヤ軸方向内側に配置され、ビード部側、及びトレッド側に向けて厚さが漸減するサイド補強ゴムと、を有することを特徴としている。

次に、請求項１に記載の空気入りランフラットタイヤの作用を説明する。
請求項１に記載の空気入りランフラットタイヤでは、カーカスプライが１枚であるが、ビードコアを折り返した端部分がベルト層とオーバーラップする位置まで延びているため、ビード部〜サイド部〜トレッド部までの間には、従来タイヤと同様にカーカスプライが２層となるため、ビード部〜サイド部〜トレッド部までの剛性は、カーカスプライを２枚用いた空気入りランフラットタイヤと同様に確保できる。

ここで、サイド補強ゴムとビードフィラーとがオーバーラップしている部分において、従来タイヤではカーカスプライが２枚（２層）であるが、本発明のカーカス構造では、サイド補強ゴムとビードフィラーとの間でカーカスプライが１層しか存在しない。平坦な路面でのランフラット走行では、本発明構造と従来構造とで耐久性の違いは無いが、悪路走行により路面の突起から衝撃を受けてタイヤサイド部が大変形した際には、ビードフィラー内側のカーカスに過大な引張応力が作用するため、カーカスプライ１層では強度不足の懸念があるが、カーカスプライに用いるコードのコード繊度を１８４０ｄｔｅｘ／３以上としているので耐久性を従来同等以上に確保できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りランフラットタイヤにおいて、複数本のコードを含む補強コード層が、ビード部内において前記カーカスプライに隣接するように配置されている、ことを特徴としている。

次に、請求項２に記載の空気入りランフラットタイヤの作用を説明する。
請求項２に記載の空気入りランフラットタイヤでは、補強コード層がビード部内のカーカスプライに隣接して配置されているため、カーカスプライに作用する引張応力の一部分を補強コード層が負担し、カーカス耐久性を更に向上させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の空気入りランフラットタイヤにおいて、前記補強コード層は、前記ビードコアを折り返している、ことを特徴としている。

次に、請求項３に記載の空気入りランフラットタイヤの作用を説明する。
補強コード層がビードコアを折り返しているため、カーカス２層構造に近いレベルのカーカス耐久性を有する。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の空気入りランフラットタイヤにおいて、前記補強コード層のコードと前記カーカスプライのコードとの成す角度が、５０〜９０°の範囲内に設定されている、ことを特徴としている。

次に、請求項４に記載の空気入りランフラットタイヤの作用を説明する。
補強コード層のコードとカーカスプライのコードとを交差させ、交差する角度を５０〜９０°の範囲内とすることで、更なるカーカス耐久性の向上を実現できる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の空気入りランフラットタイヤにおいて、前記カーカスプライのコードは、融点が２３０〜４００°の範囲内、弾性率が１０ｇ／ｄ以下の有機繊維で構成されている、ことを特徴としている。

次に、請求項５に記載の空気入りランフラットタイヤの作用を説明する。
融点が２３０〜４００°の範囲内、弾性率が１０ｇ／ｄ以下の有機繊維で構成されるコードをカーカスプライに用いることにより、カーカス耐久性と乗心地の両立が可能となる。

以上説明したように本発明の空気入りランフラットタイヤは上記の構成としたので、ランフラット走行性能を確保しつつ、タイヤ重量を低減できる、という優れた効果を有する。

図１に示すように、本実施形態の空気入りランフラットタイヤ１０は、乗用車用であり、一対のビード部１２と、一対のサイドウォール部１４と、両サイドウォール部１４に連なるトレッド部１６とを有し、一対のビード部１２内に埋設したビードコア１８相互間をトロイド状に跨るカーカス２０と、カーカス２０の外周でトレッド部１６を強化するベルト２２とを有する。なお、タイヤサイズは２４５／４５Ｒ１８ ９６Ｖである。

本実施形態のカーカス２０は、複数本のコードを配列してゴム被覆した１枚のカーカスプライ２４から構成されている。カーカスプライ２４は、端部分がビードコア１８の周りをタイヤ内側から外側へ向けて折り返されおり、両ビードコア１８を跨る部分が本体部２４Ａ、折り返されている部分が折返し部２４Ｂである。そして、折返し部２４Ｂは、端部分がベルト２２とオーバーラップするまで延びている。

ここで、カーカスプライ２４のコードは、融点が２３０〜４００°Ｃの範囲内、弾性率が４〜１０ｇ／ｄの範囲内とされた有機繊維から構成することが好ましい。カーカスプライ２４のコードの具体例としては、芳香族ポリアミドを除く、レーヨン、ポリエチレンテレフタレート等の有機繊維が好ましい。カーカスプライ２４のコードは、コード繊度が１８４０ｄｔｅｘ／３〜１９００ｄｔｅｘ／３の範囲内に設定することが好ましい。さらに、カーカスプライ２４におけるコードの打ち込み数は、４０〜６０本／５ｃｍとすることが好ましい。

本実施形態のベルト２２は、互いに平行に配列された複数本のコードをゴム被覆した２枚のベルトプライ２６から構成されている。なお、ベルト２２は、ベルトプライ２６が１枚でも良く、３枚以上であっても良い。本実施形態のベルトプライ２６は、線径０．２３ｍｍの１×５構造とされたスチールコードであり、打ち込み数が３６本／５ｃｍである。
また、ベルト２２のタイヤ径方向外側に、有機繊維コード層２７が設けられている。有機繊維コード層２７は、有機繊維コードを複数本並べてゴム被覆したものであり、本実施形態では、１４００ｄｔｅｘ／２のナイロンのコードを用いている。

カーカスプライ２４の本体部２４Ａと折返し部２４Ｂとの間には、ビードコア１８の外周面からタイヤ径方向外側に向けて先細り状に延びる硬質のゴムからなるビードフィラー２８が設けられている。乗用車用タイヤの場合、ビードフィラー２８は、ゴム硬度を８０〜１００（ＪＩＳ Ａ）の範囲内、最大厚みを５〜８ｍｍの範囲内に設定することが好ましい。本実施形態のビードフィラー２８は、ゴム硬度が９８°（加硫後）、最大厚みが７ｍｍである。

また、本実施形態では、ビードコア１８とカーカスプライ２４との間、及びビードフィラー２８とカーカスプライ２４との間に、ビードコア１８を折り返すように補強コード層２９が設けられている。この補強コード層２９には複数本のコードが埋設されている。補強コード層２９のコードと、カーカスプライ２４のコードとは交差させ、両者の成す角度を５０〜９０°の範囲内に設定することが好ましい。

さらに、この空気入りランフラットタイヤ１０では、ビード部１２のビードコア１８からトレッド部１６にわたるカーカス２０の本体部２４Ａの内面側に、断面が三日月状（タイヤ径方向内側、及びタイヤ径方向外側に向けて徐々に厚さが漸減する形状）のサイド補強ゴム３０が設けられている。

サイド補強ゴム３０は、仮にタイヤ内圧が零になったとしても、走行中の車両総重量を安定して支持し、空気入りランフラットタイヤ１０を装着するリム３２からの離脱を防止し、空気入りランフラットタイヤ１０の破壊を阻止するために硬質のゴムにより構成されている。乗用車用タイヤの場合、サイド補強ゴム３０は、ゴム硬度を９０〜１００（ＪＩＳ Ａ）の範囲内、最大厚みを６〜９ｍｍの範囲内に設定することが好ましい。本実施形態のサイド補強ゴム３０は、硬度が９８°（加硫後）、最大厚みが８ｍｍである。

空気入りランフラットタイヤ１０の内面には、空気不透過性に優れるインナーライナー３３が設けられている。
また、ベルト２２のタイヤ径方向外側にはトレッド部１６を形成するトレッドゴム層３４が配置され、カーカス２０のタイヤ軸方向外側にはサイドウォール部１４を形成するサイドゴム層３６が配置されている。折返し部２４Ｂのタイヤ軸方向外側には、ビードコア１８近傍からタイヤ最大幅部に向けて延びるゴムチェーファー３８が配置されている。なお、ゴムチェーファー３８のタイヤ径方向外側端付近は、サイドゴム層３６によって覆われている。

ゴムチェーファー３８のタイヤ径方向内側端よりもタイヤ軸方向内側には、ビードトゥを形成するゴムチェーファー４０が配置されている。なお、ゴムチェーファー４０の外面はカバーゴム４２で覆われており、カバーゴム４２は、一端部がゴムチェーファー３８とオーバーラップしており、他端部がインナーライナー３３とオーバーラップしている。

ビード部１２の外面には、リム３２のフランジ４４よりもタイヤ径方向外側に、フランジ４４の上部と対向するようにタイヤ幅方向外側へ突出する断面山形のビード補強部４６が設けられている。ビード補強部４６のリムフランジ側の側面は、ランフラット走行時にビード部１２が外側に倒れこんだときに、フランジ４４に当接する。なお、ビード補強部４６は、表面がサイドゴム層３６で形成され、内部がゴムチェーファー３８で形成されている。

なお、本実施形態では、サイドゴム層３６はゴムチェーファー３８よりもゴム破壊伸度が大きく設定されており、ゴムチェーファー３８はサイドゴム層３６よりも弾性率が高く設定されている。
ここで、ゴム破壊伸度とは、引張試験機にてゴムが破断したときの伸び率のことである（単位は％）。
また、サイドゴム層３６のゴム破壊伸度は、ゴムチェーファー３８のゴム破壊伸度の２００％以上に設定することが好ましい。
さらに、ゴムチェーファー３８の弾性率は、サイドゴム層３６の弾性率の３００％以上に設定することが好ましい。

（作用）
本実施形態の空気入りランフラットタイヤでは、カーカスプライ２４が１枚であるが、ビードコア１８を折り返した折返し部２４Ｂがベルト２２とオーバーラップする位置まで延びているため、ビード部１２〜サイド部１４〜トレッド部１６までの間には、従来タイヤと同様にカーカスプライが２層となるため、ビード部１２〜サイド部１４〜トレッド部１６までの剛性は、カーカスプライを２枚用いた従来構造の空気入りランフラットタイヤと同様に確保できる。

ここで、サイド補強ゴム３０とビードフィラー２８とがオーバーラップしている部分において、従来構造の空気入りランフラットタイヤではカーカスプライが２枚であるが、本実施形態では、サイド補強ゴム３０とビードフィラー２８との間で１枚のカーカスプライ２４しか存在しないが、カーカスプライ２４に用いるコードのコード繊度を１８４０ｄｔｅｘ／３以上としているので、悪路走行により路面の突起から衝撃を受けてタイヤサイド部が大変形した際のビードフィラー内側のカーカスプライ２４に作用する過大な引張応力に耐えることができる。

また、補強コード層２９がビード部１２内のカーカスプライ２４に隣接し、ビードコア１８を折り返して配置され、かつ補強コード層２９のコードとカーカスプライ２４のコードとを５０〜９０°で交差させているため、カーカスプライ２４に作用する引張応力の一部分を補強コード層２９で負担し、カーカス耐久性を更に向上させることができる。
なお、補強コード層２９のコードとカーカスプライ２４のコードとの交差角度が５０°未満になると、２つのコードの交差による剛性が低下し、カーカス耐久性向上の効果を期待できない。

なお、融点が２３０〜４００°の範囲内、弾性率が１０ｇ／ｄ以下の有機繊維で構成されるコードをカーカスプライ２４に用いているので、カーカス耐久性と乗心地の両立が可能となる。

（試験例）
本発明の効果を確かめるために、従来例の空気入りランフラットタイヤ、比較例の空気入りランフラットタイヤ、及び本発明の適用された実施例の空気入りランフラットタイヤを用意し、タイヤ重量、及びカーカス破断荷重を調べた。

以下に試験タイヤを説明する。
実施例：上述した実施形態のタイヤ（カーカスプライのコードのコード繊度が１８４０ｄｔｅｘ／３）である。
比較例：カーカスプライのコードのコード繊度を１８４０ｄｔｅｘ／２としている以外は実施例と同様の構成。

従来例：カーカスか２枚のカーカスプライから構成され、カーカスプライの端部はベルト層には達していない。また、カーカスプライのコードのコード繊度は、１８４０ｄｔｅｘ／２。
タイヤのサイズは何れも２４５／４５Ｒ１８ ９６Ｖである。

カーカス破断試験：タイヤを８ＪＪ×１８のリムに装着し、内圧２３０ｋＰａ、キャンバー角０°、スリップアングル０°にて、平坦な台上に設けた高さ２０ｍｍ、幅（タイヤ前後方向の寸法）１０ｍｍ、長さ（タイヤ軸方向の寸法）がタイヤ幅以上に設定されたスチールの角材に上から垂直に押し付けて荷重を徐々に増加させ、カーカスが破断したときの荷重を測定した。評価は、従来例のタイヤのカーカスが破断した時の荷重を１００とする指数表示としており、指数の数値が大きいほどカーカス破断荷重が大きく、カーカスの耐久性に優れていることを表している。
タイヤ重量：タイヤの重量を測定。評価は、従来例のタイヤの重量を１００とする指数表示とし、数値が小さいほど軽量であることを表している。
試験結果は、以下の表１に記載した通りである。

試験結果が示すように、本発明の適用された実施例のタイヤは、カーカス破断荷重、即ち耐久性が従来例と同等に確保された上で、軽量化が図られていることが分かる。比較例は、軽量化は図られているが、カーカス破断荷重が低く、耐久性不足であることが分かる。

本発明の適用された実施形態の空気入りランフラットタイヤの断面図である。

符号の説明

１０ 空気入りランフラットタイヤ
１２ ビード部
１４ サイドウォール部
１６ トレッド部
１８ ビードコア
２０ カーカス
２４ カーカスプライ
２６ ベルト
２８ ビードフィラー
３０ サイド補強ゴム
３４ トレッドゴム層
３６ サイドゴム層
３８ ゴムチェーファー
４２ 補強ゴム層
４６ ビード補強部

Claims (5)

1. 一対のビードコアと、
   ベルト層と、
   一方のビードコアから他方のビードコアへトロイド状に跨り、端部分が前記ベルト層とオーバーラップするように前記ビードコアをタイヤ内側からタイヤ径方向外側へ折り返され、コード繊度が１８４０ｄｔｅｘ／３以上とされたコードを配列した１枚のカーカスプライと、
   一方のビードコアから他方のビードコアへ至る前記カーカスプライの本体部と、前記カーカスプライの折返し部分との間に配置され、前記ビードコアからタイヤ径方向外側へ向けて厚さを漸減させながら延びるビードフィラーと、
   前記カーカスプライのタイヤ軸方向内側に配置され、ビード部側、及びトレッド側に向けて厚さが漸減するサイド補強ゴムと、
   を有することを特徴とする空気入りランフラットタイヤ。
2. 複数本のコードを含む補強コード層が、ビード部内において前記カーカスプライに隣接するように配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りランフラットタイヤ。
3. 前記補強コード層は、前記ビードコアを折り返している、ことを特徴とする請求項２に記載の空気入りランフラットタイヤ。
4. 前記補強コード層のコードと前記カーカスプライのコードとの成す角度が、５０〜９０°の範囲内に設定されている、ことを特徴とする請求項３に記載の空気入りランフラットタイヤ。
5. 前記カーカスプライのコードは、融点が２３０〜４００°の範囲内、弾性率が１０ｇ／ｄ以下の有機繊維で構成されている、ことを特徴とする請求項４に記載の空気入りランフラットタイヤ。

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