JP2007296871A - ランフラットタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤの質量の増加を抑制しつつランフラット耐久性を向上する。
【解決手段】トレッド部からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るトロイド状のカーカス６と、前記カーカス６の内側に配されかつ断面略三日月状をなすサイド補強ゴム９と、前記ビードコア５の外面からタイヤ半径方向外側に先細状でのびるビードエーペックス８とを具えたランフラットタイヤ１であって、ビードエーペックス８は、ゴム部８Ａと、補強コード層８Ｂとを含むことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、パンク時でも比較的長い距離を継続走行しうるランフラットタイヤ及びその製造方法に関し、詳しくはタイヤの質量の増加を抑制しつつランフラット耐久性を向上しうるものに関する。

従来、パンク等によってタイヤの空気が抜けた場合でも、比較的高速度で一定の距離を継続走行（以下、このような走行を「ランフラット走行」と言う。）しうるランフラットタイヤが知られている（下記特許文献１ないし２参照）。この種のランフラットタイヤは、サイドウォール部の曲げ剛性を高めるために、断面略三日月状をなすサイド補強ゴムが設けられる。そして、タイヤの空気が抜けた場合、このサイド補強ゴムの曲げ剛性によってタイヤの縦撓みが抑制される。

発明者らは、ランフラット走行中におけるタイヤ各部の応力解析等を行ったところ、荷重の多くはサイド補強ゴムによって支持されるが、ビードコアからタイヤ半径方向外側に断面略先細状でのびるビードエーペックスにも大きな曲げないしせん断歪が生じていることが判明した。そして、ランフラット耐久テストにおいて破壊したタイヤのいくつかは、ビードエーペックスの大きな歪によるカーカスプライの剥離が原因であることも判明した。このように、ランフラットタイヤの耐久性には、ビードエーペックスも大きく影響している。

特開２００２−３０１９１１号公報 特許第２９９４９８９号公報

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、ビードエーペックスを、ゴム部と、補強コード層とで構成することを基本として、タイヤの著しい質量の増加を抑制しつつランフラット耐久性を向上しうるランフラットタイヤ及びその製造方法を提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、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トロイド状のカーカスと、前記カーカスの内側に配されかつ断面略三日月状をなすサイド補強ゴムと、前記ビードコアの外面からタイヤ半径方向外側に先細状でのびるビードエーペックスとを具えたランフラットタイヤであって、前記ビードエーペックスは、ゴム部と、補強コード層とを含むことを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記ゴム部は、リボン状のゴムストリップがタイヤ回転軸の周りに螺旋状に巻き重ねられたストリップ積層部を含む請求項１記載のランフラットタイヤである。

また請求項３記載の発明は、前記ゴム部は、ビードコア側に配されかつ押出成形品からなるベースゴム部のタイヤ半径方向外側に、前記ストリップ積層部が設けられている請求項２記載のランフラットタイヤである。

また請求項４記載の発明は、前記補強コード層は、リボン状のコードプライがタイヤ回転軸の周りに螺旋状に複数周巻き付けられて形成されている請求項１乃至３のいずれかに記載のランフラットタイヤである。

また請求項５記載の発明は、前記補強コード層は、ラジアル方向に対して±５０度の角度を有するコードを有する請求項１乃至４のいずれかに記載のランフラットタイヤである。

また請求項６記載の発明は、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷である正規無負荷状態のタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面において、タイヤ外面のプロファイルは、前記タイヤ外面とタイヤ赤道（Ｃ）との交点（ＣＰ）からタイヤ最大幅（ＳＷ）の４５％の距離（ＳＰ）を隔てるタイヤ外面上の点を（Ｐ）とするとき、前記交点（ＣＰ）から前記点（Ｐ）までの区間においてタイヤ外面の曲率半径（ＲＣ）は徐々に減少するとともに、次の関係を満足する請求項１乃至５のいずれかに記載のランフラットタイヤである。
０．０５＜ Ｙ60 ／Ｈ ≦０．１
０．１＜ Ｙ75 ／Ｈ ≦０．２
０．２＜ Ｙ90 ／Ｈ ≦０．４
０．４＜ Ｙ100 ／Ｈ ≦０．７
ここで、Ｙ60、Ｙ75、Ｙ90及びＹ100 は、前記交点（ＣＰ）からタイヤ軸方向にタイヤ最大幅の半幅（ＳＷ／２）の６０％、７５％、９０％及び１００％のタイヤ軸方向距離をそれぞれ隔てるタイヤ外面上の各点Ｐ60、Ｐ75、Ｐ90及びＰ100 と、前記交点（ＣＰ）とのタイヤ半径方向の各距離、Ｈはタイヤ断面高さである。）

また請求項７記載の発明は、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トロイド状のカーカスと、前記カーカスの内側に配されかつ断面略三日月状をなすサイド補強ゴムと、前記ビードコアの外面からタイヤ半径方向外側に先細状でのびるビードエーペックスとを具えたランフラットタイヤを製造するための方法であって、リボン状のゴムストリップとリボン状のコードプライとを重ねることにより複合ストリップを形成する工程と、円筒状の被巻付体に、前記複合ストリップを螺旋状に巻き付けることにより前記ビードエーペックスの少なくとも一部を形成する工程とを含むことを特徴とするランフラットタイヤの製造方法である。

また請求項８記載の発明は、前記複合ストリップは、前記ゴムストリップの幅がコードプライの幅よりも大であり、かつ、ゴムストリップの両側縁がコードプライの両側縁からはみ出して重ねられる請求項７記載のランフラットタイヤの製造方法である。

本発明のランフラットタイヤは、カーカスの内側に配されかつ断面略三日月状をなすサイド補強ゴムと、ビードコアの外面からタイヤ半径方向外側に先細状でのびるビードエーペックスとを具えており、かつ、該ビードエーペックスが、ゴム部と、該ゴム部を補強する補強コード層とを含む。このようなビードエーペックスは、補強コード層のコードによってその曲げ剛性等が向上される。また、ゴムと同等ないし小さい比重のコードを用いることにより、質量増加を抑制しつつ効果的にサイド補強ゴムの曲げ剛性等を高め、ランフラット耐久性を向上しうる。

また、本発明の製造方法によれば、ゴムストリップとコードプライとを予め重ねて一体化した複合ストリップを形成し、これを被巻付体に螺旋状に巻き付けたストリップ積層部を用いてビードエーペックスの少なくとも一部を形成する工程を含むことにより、生産性が大幅に向上する。

以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１は、本実施形態のランフラットタイヤ１の正規無負荷状態における断面図、図２はその要部拡大図、図３は正規無負荷状態から内圧を零としかつ正規荷重を負荷した前記タイヤ１のランフラット状態の断面図がそれぞれ示される。特に言及が無い場合、タイヤの各部寸法等は、前記正規無負荷状態での値とする。

ここで、前記「正規無負荷状態」とは、ランフラットタイヤ１が正規リムＪにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の状態である。

また、前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"とする。

さらに、前記「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" とするが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。

さらに、前記「正規荷重」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY"とする。

前記ランフラットタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配置されたベルト層７と、前記ビードコア５のタイヤ半径方向の外面からタイヤ半径方向外側に先細状でのびるビードエーペックス８と、前記カーカス６の内側かつサイドウォール部３の領域の少なくとも一部に配された断面略三日月状をなすサイド補強ゴム９と、サイド補強ゴム９のタイヤ軸方向内側に配されたガスバリア性を有するゴムからなるインナーライナーゴム１０とを含む。

前記カーカス６は、タイヤ赤道Ｃに対して例えば７０〜９０°の角度で配列されたカーカスコードをトッピングゴムで被覆した１枚以上、本実施形態では１枚のカーカスプライ６Ａで形成される。前記カーカスコードとしては、ナイロン、ポリエステル、レーヨン又は芳香族ポリアミドのような有機繊維コードが好ましい。また、カーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間を跨ってのびるトロイド状の本体部６ａと、その両側に設けられかつ前記ビードコア５の周りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された一対の折返し部６ｂと含む。この本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、前記ビードエーペックスゴム８が配される。

ビードベースラインＢＬからビードエーペックスゴム８の外端８ｔまでのタイヤ半径方向の高さｈａは、特に限定はされないが、小さすぎるとランフラット状態での操縦安定性が低下しやすく、逆に大きすぎると乗り心地の悪化を招くおそれがある。このような観点より、ビードエーペックス８の前記高さｈａは、好ましくはタイヤ断面高さＨの２０％以上、より好ましくは２５％以上が望ましく、また上限に関しては、好ましくは５０％以下、より好ましくは４５％以下が望ましい。

本実施形態において、カーカスプライ６Ａの折返し部６ｂは、ビードエーペックスゴム８の外端８ｔをタイヤ半径方向外側に超えてのびており、その外端部６ｂｅは、本体部６ａとベルト層７との間に挟まれる位置にある。これにより、１枚のカーカスプライ６Ａにより、サイドウォール部３が効果的に補強される。

前記ベルト層７は、タイヤ赤道Ｃに対して例えば１０〜３５゜の角度で配列されたベルトコードをトッピングゴムで被覆したタイヤ半径方向内、外の計２枚のクロスベルトプライ７Ａ、７Ｂで構成される。前記ベルト層７の幅（この例では幅の広い内のベルトプライ７Ａの外端７ｅ間の幅）ＢＷは、タイヤ最大幅ＳＷの０．７０〜０．９５倍が好ましい。これにより、トレッド部２のほぼ全域に亘ってタガ効果を付与し、後述のタイヤ外面のプロファイルを保持する。

なお、タイヤ最大幅ＳＷは、タイヤ最大幅点Ｍ、Ｍ間のタイヤ軸方向距離である。また、タイヤ最大幅位置Ｍは、サイドウォール部３に設けられた文字、模様及びリムプロテクタなどを除外したタイヤ断面輪郭形状から定められ、具体的にはカーカス６の最大幅をなす点ｍと同じ高さにある。

前記インナーライナーゴム１０は、タイヤ内腔ｉの空気を保持するために、前記サイド補強ゴム９の内側を含み、ほぼビード部４、４間を跨るようにトロイド状に配されている。また、該インナーライナーゴム１０は、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム及び／又は臭素化ブチルゴムなどのようなガスバリア性を有するゴム組成物で形成される。

前記サイド補強ゴム９は、その中央部分からタイヤ半径方向の内端９ｉ及び外端９ｏに向かってそれぞれ厚さが徐々に減じられかつサイドウォール部３に沿って滑らかに湾曲した断面略三日月状の輪郭を具える。

また、サイド補強ゴム９の内端９ｉは、ビードエーペックス８の外端８ｔよりもタイヤ半径方向内側かつビードコア５よりもタイヤ半径方向外側に位置するのが望ましい。これにより、サイドウォール部３からビード部４にかけての曲げ剛性をバランス良く向上させ得る。とりわけ、サイド補強ゴム９とビードエーペックスゴム８との重なり部のタイヤ半径方向の長さＷｉは、好ましくは５〜５０mmが望ましい。

サイド補強ゴム９の外端９ｏは、例えばトレッド部２の内側に至ってのび、ベルト層７の外端７ｅよりもタイヤ軸方向内側の位置で終端するのが望ましい。これは、バットレス部等の剛性をも効果的に高めるのに役立つ。サイド補強ゴム９とベルト層７との重なり部のタイヤ軸方向の長さＷｏは、好ましくは０よりも大かつ５０mm以下が望ましい。

サイド補強ゴム９の内端９ｉ及び外端９ｏ間のタイヤ半径方向の長さＬは、特に限定はされないが、小さすぎるとサイドウォール部３の補強効果が低下しやすく、逆に大きすぎると、通常走行時での乗り心地やリム組み性を悪化させる傾向がある。このような観点より、サイド補強ゴム９の前記長さＬは、好ましくはタイヤ断面高さＨの３５〜７０％、より好ましくは４０〜６５％程度に設定されるのが望ましい。

サイド補強ゴム９の最大厚さｔｃは、負荷される荷重やタイヤサイズに応じて適宜定めることができるが、小さすぎると、サイドウォール部３を補強する効果が得られ難く、逆に大きすぎると、タイヤ質量の増加及び過度の発熱を招くおそれがある。このような観点より、前記最大厚さｔｃは、好ましくは５mm以上、より好ましくは８mm以上が望ましく、上限については、好ましくは２０mm以下、より好ましくは１５mm以下が望ましい。

ランフラット走行時におけるタイヤの縦撓みを抑えるために、サイド補強ゴム９の複素弾性率Ｅ* は、好ましくは２ＭＰａ以上、より好ましくは５ＭＰａ以上、さらに好ましくは７ＭＰａ以上が望ましい。他方、前記複素弾性率Ｅ* が大きすぎると、タイヤの縦バネが大きくなり、通常走行時の乗り心地を著しく悪化させる傾向があるので、好ましくは１５０ＭＰａ以下、より好ましくは１２０ＭＰａ以下、さらに好ましくは５０ＭＰａ以下、特に好ましくは２０ＭＰａ以下が望ましい。

前記ビードエーペックス８は、ゴムから形成されたゴム部８Ａと、該ゴム部８Ａを補強する補強コード層８Ｂとから構成されている。また、本実施形態のビードエーペックス８は、図５に示されるように、リボン状のゴムストリップ１１及びリボン状のコードプライ１２を、図７に示されるようにタイヤ回転軸の周りに螺旋状に巻き付けたストリップ積層部８ｍと、ビードコア５側に配されかつ断面略三角形状で押出成形されたベースゴム部８ｐとを接続することにより形成される。なお、図５及び図７に示されたゴムストリップ１１、コードプライ１２及びベースゴム部８ｐなどは、いずれも未加硫の状態のものが示されている。

このようなビードエーペックス８は、補強コード層８Ｂのコードによって、その曲げ剛性や周方向剛性等が向上される。従って、ランフラット走行時、ビードエーペックス８の歪が低減される。また、ゴム部８Ａと同等ないしこれよりも小さい比重のコードを用いた場合には、質量増加を抑制しつつより効果的にサイド補強ゴムの曲げ剛性等を高め得る。さらに、コードは、ゴム部８Ａに比べると発熱し難いので、ランフラット走行時におけるビードエーペックス８の発熱を抑えることができる、これらの相乗作用により、本実施形態のランフラットタイヤ１は、ビードエーペックス８からのカーカスプライ６Ａの剥離などを効果的に抑制し、ランフラット耐久性を向上しうる。

さらに、本実施形態のようにストリップ積層部８ｍを含むビードエーペックス８は、ゴムストリップ１１等の螺旋の巻付けピッチなどを変えることにより、その断面形状を容易にかつ自由に変更できる。従って、従来のような押出成形ゴムの両端をスプライス接合して成形されていたものに比べて汎用性が高く、生産性に優れる。また、ゴムのスプライス部を完全に無くすことが可能となる他、ベースゴム部８ｐを用いた場合でもそのスプライス部は従来よりも小さくできるため、タイヤのユニフォミティが向上する。

ここで、ゴム部８Ａの複素弾性率（これは、実質的にゴムストリップ１１及びベースゴム部８ｐの複素弾性率である。）は、特に限定されないが、小さすぎるとビードエーペックス８の剛性が不足し、ランフラット走行時の縦撓みを十分に抑制できないおそれがある。このような観点より、ゴム部８Ａの複素弾性率は、好ましくは１０ＭＰａ以上、より好ましくは１１ＭＰａ以上が望ましい。他方、ゴム部８Ａの複素弾性率Ｅ* が大きすぎると、通常走行時の乗り心地が著しく悪化するおそれがある。従って、前記複素弾性率Ｅ* は、好ましくは７０ＭＰａ以下、より好ましくは５０ＭＰａ以下が望ましい。

さらに、ゴム部８Ａの損失正接ｔａｎδ（これは、実質的にゴムストリップ１１及びベースゴム部８ｐの損失正接である。）も特に限定されないが、大きすぎるとゴム部８Ａが発熱しやすく、ひいてはビードエーペックス８の耐久性を悪化させるおそれがある。このような観点より、ゴム部８Ａの損失正接ｔａｎδは、好ましくは０．３０以下、より好ましくは０．２５以下が望ましい。他方、ゴム部８Ａの損失正接ｔａｎδが小さすぎると、その反発弾性率が大きくなり、通常走行時の乗り心地が悪化するおそれがあるので、好ましくは０．０２以上、より好ましくは０．０３以上が望ましい。

前記ゴム部の複素弾性率や損失正接ｔａｎδは、４mm幅×３０mm長さ×１．５mm厚さの短冊状試料と粘弾性スペクトロメーターとを用い、温度７０℃、周波数１０Ｈｚ及び動歪±２％の条件で測定された値とする。

本実施形態の補強コード層８Ｂは、前記コードプライ１２をタイヤ回転軸の周りに少なくとも１周、好ましくは複数周螺旋状に巻き付けられて形成される。このような補強コード層８Ｂも、プライ同士のスプライス部の無いいわゆるジョイントレス構造をなすため、タイヤ周方向の重量バランスが均一化され、ひいてはタイヤのユニフォミティを大幅に向上させ得る。

図５には、タイヤに成形される前のコードプライ１２の一例が示される。該コードプライ１２は、平行に配列された複数本のコード１３と、該コード１３を被覆する未加硫のトッピングゴム１４とで構成されたリボン状をなす。前記コード１３は、この例ではコードプライ１２の幅方向と実質的に平行に配列される（言い換えると、コード１３はコードプライ１２の長さ方向に対して直角に配列される。）。

前記コード１３としては、好ましくはゴム部８Ａの比重と同等ないしはそれよりも小さい比重を有する有機繊維コード、例えばナイロン、ポリエステル、レーヨン、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）又は芳香族ポリアミド等が望ましい。ただし、必要に応じて、スチールコードを用いることもできる。

また、コード１３の打ち込み本数などは、必要に応じて適宜定めることができるが、ビードエーペックス８への補強効果と通常乗り心地とをバランスさせるために、コード１３の打ち込み本数は、コード１３の長手方向と直角方向に測定されたプライ１cm幅当たり、３本以上、より好ましくは５本以上が望ましく、また上限に関しては、好ましくは１５本以下、より好ましくは１２本以下が望ましい。

このようなコードプライ１２は、ゴムストリップ１１とともにタイヤ周方向に螺旋状に複数周巻き付けられることによって、ビードエーペックス８の内部に組み入れられて補強コード層８Ｂを構成する。また、図２に示されるように、本実施形態の補強コード層８Ｂは、そのコード１３がタイヤ半径方向の位置をずらせながら、ビードエーペックスの高さ方向のほぼ全域に亘って配されている。これによって、補強コード層８Ｂは、ビードエーペックス８の剛性をバランス良く向上させ、ランフラット耐久性の向上にも寄与する。

さらに、本実施形態では、補強コード層８Ｂを構成する全てのコード１３がゴム部８Ａの中に配されて該ゴム部８Ａで完全に覆われている。即ち、補強コード層８Ｂのコード１３が、カーカスプライ６Ａの本体部６ａ及び折返し部６ｂのカーカスコードと直接接触することなくビードエーペックス８の中に配される。さらに、補強コード層８Ｂの各コード１３同士もビードエーペックス８の中で互いに直接接触することなく設けられる。このようなビードエーペックス８は、コード１３同士又はコード１３とカーカスコードとが直接接触して摩擦損傷するいわゆるフレッティング損傷が効果的に防止され、ビード部４の耐久性が向上する。

また、補強コード層８Ｂのコード１３は、ラジアル方向に対して±５０度、より好ましくは±３０度、さらに好ましくは±１０度の角度θで配置されるのが望ましい。図４には、ビードエーペックス８をタイヤ軸方向外側から見た部分側面図が示される。前記「ラジアル方向」とは、タイヤ回転軸を含むタイヤ断面の切り口の方向ＲＤとする。

このような補強コード層８Ｂを有するビードエーペックス８は、高い曲げ剛性（横剛性）を有するため、通常走行時の操縦安定性の向上はもとより、図３に示されるようなランフラット走行時において、ビードエーペックス８の曲げ歪を減じ得る。また、ゴム部８Ａの使用量を削減し、タイヤ質量の軽減にも大きく寄与しうる。さらに、ゴム部８Ａは、コード１３に対してラジアル方向にせん断変形可能であるため、通常走行時の乗り心地が十分に確保できる。なお、前記角度θが５０度よりも大きくなると、ビードエーペックス８への補強効果が低下するおそれがある。

また、ビードエーペックス８の全質量に対するコード１３の全質量は、好ましくは１０％以上、より好ましくは２０％以上、さらに好ましくは２５％以上が望ましい。前記コード１３の質量がビードエーペックス８の全質量の１０％未満の場合、十分な補強効果が得られない傾向がある。他方、コード１３の質量が大きくなると、通常走行時の乗り心地が著しく悪化するおそれがあるので、その割合はビードエーペックス８の全質量の好ましくは８０％以下、より好ましくは７０％以下、さらに好ましくは６５％以下が望ましい。

また、ビードエーペックス８において、補強コード層８Ｂが設けられる領域は、特に限定されないが、例えば図２において、ビードコア５の外面から、ビードエーペックスの高さＬａの１０％以上、より好ましくは２０％以上、さらに好ましくは３０％以上の位置に設けられるのが望ましい。これにより、生カバー成型時、ベースゴム部８ｐとの境界部などに空気が残存するのが効果的に防止される。

以上のようなランフラットタイヤ１は、図５及び図６に示されるように、前記ゴムストリップ１１とコードプライ１２とを予め重ねて一体化した複合ストリップ１７を形成し、これを図７に示されるように、タイヤ成型ドラムといった円筒状の被巻付体Ｄに螺旋状に巻き付けたストリップ積層部８ｍを用いてビードエーペックス８の少なくとも一部を形成する工程を含んで製造されることが望ましい。このような複合ストリップ１７を用いることにより、ゴムストリップ１１及びコードプライ１２を個々に巻き付ける場合に比べて生産性が大幅に向上する。

また、ビードエーペックス８は、全てが前記複合ストリップ１７から形成されても良い。このようなビードエーペックス８は、ゴムストリップ１１とコードプライ１２とが交互に配されるため、非常に高い曲げ剛性を発揮しうるため、より長いランフラット走行が可能である。他方、ビードエーペックス８の曲げ剛性を過度に高めてしまうと、通常走行時の乗り心地の悪化が生じやすい。このため、乗り心地とランフラット性能とを両立させるために、ストリップ積層部８ｍの一部を複合ストリップ１７で形成するとともに、その残部をゴムストリップ１１のみで形成することも好ましく実施しうる。

以下、ランフラットタイヤの具体的な製造方法の一例について述べる。
先ず、前記複合ストリップ１７は、図５に示したようなストリップ供給具３０によって形成される。該供給具３０は、各々連続供給されるゴムストリップ１１及びコードプライ１２を圧着しかつ一体化しうる一対の押圧ローラＲ１、Ｒ２を含む。このローラＲ１、Ｒ２の隙間にゴムストリップ１１及びコードプライ１２を重ねて通過させることにより、連続的に複合ストリップ１７を形成しかつその下流側に設けられた被巻付体Ｄへと供給できる。

また、図６に示されるように、本実施形態において、複合ストリップ１７は、ゴムストリップ１１及びコードプライ１２が、各々の幅の中心ＣＬを実質的に揃えて圧着される。しかも、本実施形態では、ゴムストリップ１１の幅ＲＷがコードプライ１２の幅ＰＷよりも大であり、かつ、ゴムストリップ１１の両側縁１１ｅがコードプライの両側縁１２ｅから幅方向にはみ出して重ねられている。これにより、複合ストリップ１７は、幅方向の両側に、ゴムストリップ１１がコードプライ１２からはみ出すはみ出し部２０が設けられる。

前記はみ出し部２０は、複合ストリップ１７を互いに巻き重ねた際に、内、外のコードプライ１２同士が直接重なり合うのを確実に防止できる。従って、コードプライ１２のコード１３同士が互いに接触し、摩擦によるフレッティング損傷等を効果的に防止できる。また、はみ出し部２０は、柔軟に変形しうる結果、巻き重ね時、複合ストリップ１７の端部の隙間を埋め、段差等を効果的に吸収する。この結果、精度良くビードエーペックス８の断面形状を仕上げるのに役立つ。

前記はみ出し部２０の幅ＳＴは、特に限定されないが、小さすぎると前記効果が得られ難く、逆に大きすぎてもビードエーペックス８の断面形状が制約されるおそれがある。このような観点より、前記長さＳＴは、好ましくは２mm以上、より好ましくは３mm以上が望ましく、また上限に関しては、好ましくは１０mm以下、より好ましくは８mm以下が望ましい。ただし、はみ出し部２０は、本発明の必須の要件ではないので、ゴムストリップ１１をコードプライ１２と同じ幅で形成しても良いのは言うまでもない。

また、略円筒状をなす成型ドラムからなる被巻付体Ｄには、図７に示されるように、予めシート状のインナーライナーゴム１０Ｐと、断面略三日月状をなす未加硫のサイド補強ゴム９と、カーカスプライ６Ａとが円筒状に順次巻き付けられている。ただし、カーカスプライ６Ａの両端部は、この段階では折り返されていない。また、カーカスプライ６Ａの外側には、リング状をなすビードコア５と、その外周面に予め接続された断面略三角形状をなす前記ベースゴム部８ｐが設けられる。なおゴム部分は、いずれも未加硫であるのは言うまでもない。

前記ベースゴム部８ｐはビードエーペックス８のビードコア側（内方）部分を形成するもので、本実施形態では押出機で断面三角形状に一体に押し出された押出品からなり、かつその底辺部分を前記ビードコア５の外面に接続されしかも両端部をスプライスさせてリング状に予め形成されている。このベースゴム部８ｐは、本実施形態では、ゴムストリップ１１と同じゴム組成物が用いられているが、適宜物性を変えても良いのは言うまでもない。

本実施形態では、カーカスプライ６Ａの外側に、先ずゴムストリップ１１だけが巻き付けられる。即ち、ストリップ供給具３０は、コードプライ１２をコンベヤ２２上で待機させる一方、ゴムストリップ１１だけを押圧ローラＲ１、Ｒ２の隙間に通過させて被巻付体Ｄへと供給する。

供給されたゴムストリップ１１の一端をカーカスプライ６Ａの外側に止着した後、被巻付体Ｄをその中心線（これは、後のタイヤ回転軸と同軸である。）の周りで回転させるとともに、ゴムストリップ１１をタイヤ軸方向も一方側（この例ではタイヤ軸方向外側）へ所定のスピードで移動させる。これにより、ゴムストリップ１１は、カーカスプライ６Ａの外側に螺旋状に巻き取られる。この際、被巻付体Ｄに対するゴムストリップ１１のタイヤ軸方向（この例ではタイヤ軸方向外側）への送り量ないしスピードが適宜調節され、所定の断面形状のストリップ積層体８ｍの形成が開始される。

ここで、ゴムストリップ１１は、幅ＲＷが１０〜３０mm、かつ、厚さｔ１が０．６〜２．０mmであるのが望ましい。ゴムストリップの幅ＲＷが１０mm未満の場合又は厚さｔ１が０．６mm未満の場合、その剛性が小さくなるので、巻付け時の張力によってゴムストリップ１１が破断しやすくなる。また所定の断面形状を作るためには、巻付け回数が著しく増加するおそれがあり、生産性が悪化する。逆にゴムストリップ１１の前記幅ＲＷが３０mmを超える場合又は厚さｔ１が２．０mmを超える場合、ストリップ積層部８ｍの断面形状が粗くなる傾向がある。

次に、ゴムストリップ１１が所定の回数で巻付けられた後、例えばコードプライ１２を保持するコンベヤ２２を駆動して、コードプライ１２を押圧ローラＲ１、Ｒ２の上流位置近傍へと供給する。これにより、コードプライ１２の端部は、送り出されているゴムストリップ１１と接触しかつこれとともに押圧ローラＲ１、Ｒ２の隙間を通過しうる。これにより、ストリップ供給具３０は、被巻付体Ｄに、複合ストリップ１７を供給できる。これらの工程は、ゴムストリップ１１の巻付けを一時的に停止して行われても良いし、巻付けを停止することなく連続的に行われても良い。いずれにせよ、少なくともゴムストリップ１１を切断することなく行われることが生産性の観点から望ましい。

被巻付体Ｄに供給された複合ストリップ１７は、ゴムストリップ１の場合と同様、所定の位置に必要な螺旋ピッチで巻き付けられると、切断具２３によって、コードプライ１２が切断される。これにより、ストリップ供給具３０は、再び被巻付体Ｄにゴムストリップ１１だけを供給し、必要な位置でゴムストリップ１１が切断され、その端部が止着される。このような工程を行うことにより、ビードエーペックス８（ストリップ積層部８ｍ）の内部かつ所定の位置に、ゴムストリップ１１によって完全に覆われた状態でコードプライ１２を配置することができる。

また、ビードエーペックス８は、その外端８ｔに向かって先細状でのびるため、該外端８ｔの部分にコード１３が含まれていると、カーカスプライ６Ａとの接着性が低下し、剥離等が生じやすい傾向がある。しかし、上記実施形態のように、ストリップ積層部８ｍの形成に際して、その巻付け初期にゴムストリップ１１だけを用いていることで、ビードエーペックス８の外端８ｔ近傍をゴムだけで形成できる。従って、ビードエーペックス８の外端近傍での耐久性の悪化を防止できる。なお、ゴムストリップ１１の螺旋の巻付け方向が、タイヤ軸方向内側に向かって行われる場合には、少なくとも巻付け終期にはゴムストリップ１１だけを用いることが望ましい。

しかる後、図８に示されるように、カーカスプライ６Ａの両端部を軸方向外側から内側に折り返すターンナップ工程が行われる。この際、ストリップ積層部８ｍにベースゴム部８ｐを重ね、両部材８ｍ及び８ｐを合体させる。これにより、未加硫のビードエーペックス８が成形される。しかる後、慣例に従い、折り返されたカーカスプライ６Ａの折返し部６ｂの外側に、サイドウォールゴム３Ｇやクリンチゴム４Ｇが円筒状に巻き付けられ、その後、ビードコア５、５の間隔を縮めながらトレッド領域をタイヤ半径方向外側に突出させることにより、予め待機しているリング状のベルト層７及びトレッドゴム２Ｇと合体させる（シェーピング工程）。これにより、図９に示されるような生カバー１Ｌが得られる。そして、該生カバー１Ｌを加硫成形することによって、本実施形態のランフラットタイヤ１が製造される。

なお、上述のような成型方法では、ビードエーペックス８の位置や形状が安定して成型できない場合には、例えば中子成形法を用いることができる。中子成形法は、例えば組立中子（図示しないが、これが被巻付体となる。）の周りに必要なゴム材料及びプライ等を貼り付けそのまま加硫し、その後、中子を分解して取り出すことにより行われる。この成形法では、精度良くビードエーペックス８を成型できる他、カーカスのシェーピング工程が不要となるので、補強コード層８Ｂのコード１３をタイヤ周方向に近い角度で傾けることもできる。

また、前記実施形態では、ゴムストリップ１１及び複合ストリップ１７を被巻付体Ｄの軸方向外側に向かって巻き付ける態様を示したが、内側に向かって巻き付けることも勿論可能である。また、例えば図１０に模式的に示されるように、複合ストリップ１７は、成型ドラムＤの軸方向の一方側Ｓ１に向かって巻き付けられる第１の巻付け段階と、前記被巻付体Ｄの軸方向の他方側Ｓ２に向かって巻き付けられる第２の巻付け段階とを含んでも良い。

この間、ゴムストリップ１１ないし複合ストリップ１７は、任意の位置（本実施形態ではビードエーペックス８の一方側Ｓ１の端部）で折り返されて連続的に巻き付けられる。なお、第１及び第２の巻付け段階の間、複合ストリップ１７は連続しても良いし、別々に送り込まれても良い（本実施形態では後者である）。これにより、ビードエーペックス８は、一方側Ｓ１に向かってゴムストリップ１１及び複合ストリップ１７が巻き付けられた第１の層８ａと、他方側Ｓ２に向かって巻き付けられた第２の層８ｂとが内外で重ね合わされて形成される。

図１１には、このようなビードエーペックス８を用いたランフラットタイヤの部分断面図を示す。図１１から明らかなように、この実施形態のビードエーペックス８は、前記第１の層８ａがタイヤ軸方向内側に、第２の層８ｂがタイヤ軸方向外側にそれぞれ配されている。また第１の層８ａ及び第２の層８ｂのゴムストリップ１１は互いに接続され、これにより、ゴムストリップ１１の界面Ｅは、この図ではトレッド部２側に向かって凸となる略Ｖ字状にのびている。

ゴムストリップを用いて形成されたビードエーペックス８を有するランフラットタイヤについて、タイヤが破壊するまで耐久テストを続けたところ、ビードエーペックス８は、ゴムストリップ１１の界面Ｅに沿って亀裂が発生することが多いことが判明した。従って、本実施形態のように、第１の層８ａ及び第２の層８ｂの各ゴムストリップ１１をほぼＶ字状に接続させることにより、図２の態様に比して、前記界面Ｅの長さを増大させ得る。これにより、前記界面Ｅに沿った亀裂は、ビードエーペックス８を分断するためにより長い距離を成長する必要がある。つまり、ビードエーペックス８の耐久性が向上する。

前記実施形態では、１回の折返しによりビードエーペックス８を形成したが２回以上折返しを重ねてビードエーペックス８を形成することもできる。このようなビードエーペックス８は、各層のゴムストリップ１１は、ジグザグ状に接続されることでより長い界面Ｅの長さを持つことができる。従って、クラックの成長に時間を要するので、耐久性をさらに向上させることができる。

なお、ビードエーペックス８は、ゴムストリップ１１を用いる方法以外にも、種々の方法で成型することができる。例えば、ゴム部８Ａは、押出機等から押出された成型品が用いられても良い、この場合、ゴム部８Ａは、例えば複数個に分割してそれぞれ押し出し成形され、それらの間にコードプライ１２を挟み込むことでビードエーペックス８を成型できる。

次に、トレッド部２を含め路面と接地する可能性があるタイヤ外面の好ましい実施形態のプロファイル（輪郭線）について述べる。図１２には正規無負荷状態のタイヤ外面のプロファイルＴＬが描かれている。該プロファイルＴＬはトレッド部２の溝を除外して特定されるものとする。前記正規無負荷状態において、タイヤ外面とタイヤ赤道Ｃとの交点ＣＰからタイヤ最大幅ＳＷの４５％の距離ＳＰを隔てるタイヤ外面上の点をＰとするとき、前記交点ＣＰから前記点Ｐまでの区間においてタイヤ外面の曲率半径ＲＣを徐々に減少させるとともに、次の関係を満足させることが望ましい。
０．０５＜ Ｙ60 ／Ｈ ≦０．１
０．１＜ Ｙ75 ／Ｈ ≦０．２
０．２＜ Ｙ90 ／Ｈ ≦０．４
０．４＜ Ｙ100 ／Ｈ ≦０．７
ここで、Ｙ60、Ｙ75、Ｙ90及びＹ100 は、タイヤ赤道Ｃからタイヤ軸方向にタイヤ最大幅の半幅（ＳＷ／２）の６０％、７５％、９０％及び１００％のタイヤ軸方向距離をそれぞれ隔てるタイヤ外面上の各点Ｐ60、Ｐ75、Ｐ90及びＰ100 と、前記交点ＣＰとのタイヤ半径方向の各距離である。また、前記”Ｈ”はタイヤ断面高さである。

また、ＲＹ60＝Ｙ60／Ｈ
ＲＹ75＝Ｙ75／Ｈ
ＲＹ90＝Ｙ90／Ｈ
ＲＹ100 ＝Ｙ100 ／Ｈ
とすると、前記関係を満足する範囲は図１３にグラフとして示される。図１２及び図１３から明らかなように、前記関係を満足するタイヤ外面のプロファイルＴＬは非常に丸くなる。このため、そのようなプロファイルＴＬを有するタイヤの接地形状は、接地幅が小さく、また接地長さが大きくなる。これは、騒音性能及びハイドロプレーニング性能の向上に役立つ。

また、このようなプロファイルは、撓みやすいトレッドの領域を増大させる反面、サイドウォール部３の領域が短くなるという特徴を有する。このため、該プロファイルを具えたランフラットタイヤ１は、縦バネが減少し乗り心地に優れるとともに、ビードエーペックス８の長さ及びゴムボリュームを低減でき、ランフラットタイヤにおける質量低下が達成される点で特に好ましい。なお、前記曲率半径ＲＣは段階的に減少する態様でも良いが、好ましくは本実施形態のように連続的に減少するものが望ましい。

本発明は、乗用車用のものとして特に好適であるが、図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施できるのは言うまでもない。

本発明の効果を確認するために、表１の仕様に基づきタイヤサイズ「２４５／４０Ｒ１８」のランフラットタイヤについて、下記の性能がテストされた。実施例のランフラットタイヤは、いずれもビードエーペックスがゴム部と補強コード層（コードはナイロンコードであり、繊度は９４０ｄｔｅｘ／２とした。）とからなり、実施例１〜５は、図１の基本構造を有するものとした。また、実施例６は、図１１に示したように、ストリップをビードエーペックスの一端側で折り返して巻き付けることに形成されたものとした（補強コード層の位置も図の通りである。）。また、いずれの例についてもコードプライの周回数を変えることで、ビードエーペックスの全質量に対するコードの全質量を変化させた。

また、ゴムストリップ及び補強コード層の仕様は次の通りである。
＜ゴムストリップ＞
幅ＲＷ：２０mm
厚さｔ１：１mm
損失正接ｔａｎδ：０．０５
＜補強コード層＞
幅ＰＷ：１５mm
厚さｔ２：１mm
コードプライのエンズ：４５本／５cm
コード角度：ラジアル方向に対して実質的に０度

また、本発明外のランフラットタイヤとして、比較例１及び２が準備された。比較例１は、実施例１のビードエーペックスの補強コード層の部分を、タイヤ質量が変わらないようにゴムに置き換えたものである。また、比較例２は、比較例１のランフラットタイヤのビードエーペックスとカーカスプライの折返し部との間に、ナイロンコードからなる１層の補強コード層を配置したものである。なお、実施例及び比較例は、ビードエーペックス以外は共通の構造とした。
テストの方法は、次の通りである。

＜ランフラット耐久性＞
各供試タイヤを下記リムにリム組み後、内圧２３０ｋＰａを充填し、温度３８℃で３４時間放置した後、リムのバルブコアを抜き取ってタイヤ内腔と大気とを自由に連通させた。そして、この状態で、半径１．７ｍのドラムを有するドラム試験機上を下記条件で走行させ、タイヤが破壊するまでの走行距離が測定された。結果は、比較例１を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど良好である。
リム：１８×８．５ＪＪ
速度：８０km／ｈ
縦荷重：４．１４ｋＮ

＜タイヤ質量＞
各供試タイヤの１本当たりの質量が測定された。結果は、比較例１を１００とする指数で示す。数値が小さいほど軽量であることを示す。

＜ユニフォミティ＞
ＪＡＳＯｃ６０７に準じ、各テストタイヤの一次のラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ）を測定し、比較例１を１００とする指数でこれを表示した。数値が小さいほど、ユニフォミティに優れていることを示す。

＜乗り心地（実車評価）＞
排気量４３００cm³ の国産ＦＲ車に各供試タイヤを４輪装着するとともに、上記リム及び内圧２３０ｋＰａの条件でドライアスファルト路面の段差路、ベルジャン路（石畳の路面）、ビッツマン路（小石を敷き詰めた路面）等において、ゴツゴツ感、突き上げ、ダンピングに関して官能評価を行い、比較例１を１００点とする評点で評価した。数値が大きいほど良好である。
テストの結果などを表１に示す。

テストの結果、実施例のタイヤは、比較例に比べて、タイヤ質量の増加なしにランフラット耐久性を向上していることが確認できた。また、実施例と比較例１とは、乗り心地において実質的な差異が無いことも確認できた。

本発明の実施形態を示すランフラットタイヤの断面図である。 その要部拡大図である。 そのランフラット状態を示すタイヤの断面図である。 ビードエーペックスの側面図である。 複合ストリップを製造する工程の一例を示す斜視図である。 その複合ストリップの断面図である。 ランフラットタイヤの製造方法を説明する断面図である。 ランフラットタイヤの製造方法を説明する断面図である。 それによって成型された生カバーの断面図である。 本発明の他の実施形態を示すゴムストリップの巻付け方法を示す線図である。 本発明の他の実施形態を示すランフラットタイヤの断面図である。 タイヤ外面のプロファイルを示す線図である。 タイヤ外面の各位置におけるＲＹｉの範囲を示す線図である。

符号の説明

１ ランフラットタイヤ
２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
７ ベルト層
８ ビードエーペックス
８Ａ ゴム部
９Ｂ 補強コード層
９ サイド補強ゴム
１１ ゴムストリップ
１２ コードプライ
１３ コード
１４ トッピングゴム
１７ 複合ストリップ
Ｅ ゴムストリップの界面

Claims (8)

1. 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トロイド状のカーカスと、前記カーカスの内側に配されかつ断面略三日月状をなすサイド補強ゴムと、前記ビードコアの外面からタイヤ半径方向外側に先細状でのびるビードエーペックスとを具えたランフラットタイヤであって、
   前記ビードエーペックスは、ゴム部と、補強コード層とを含むことを特徴とするランフラットタイヤ。
2. 前記ゴム部は、リボン状のゴムストリップがタイヤ回転軸の周りに螺旋状に巻き重ねられたストリップ積層部を含む請求項１記載のランフラットタイヤ。
3. 前記ゴム部は、ビードコア側に配されかつ押出成形品からなるベースゴム部のタイヤ半径方向外側に、前記ストリップ積層部が設けられている請求項２記載のランフラットタイヤ。
4. 前記補強コード層は、リボン状のコードプライがタイヤ回転軸の周りに螺旋状に複数周巻き付けられて形成されている請求項１乃至３のいずれかに記載のランフラットタイヤ。
5. 前記補強コード層は、ラジアル方向に対して±５０度の角度を有するコードを有する請求項１乃至４のいずれかに記載のランフラットタイヤ。
6. 正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷である正規無負荷状態のタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面において、
   タイヤ外面のプロファイルは、前記タイヤ外面とタイヤ赤道（Ｃ）との交点（ＣＰ）からタイヤ最大幅（ＳＷ）の４５％の距離（ＳＰ）を隔てるタイヤ外面上の点を（Ｐ）とするとき、前記交点（ＣＰ）から前記点（Ｐ）までの区間においてタイヤ外面の曲率半径（ＲＣ）は徐々に減少するとともに、
   次の関係を満足する請求項１乃至５のいずれかに記載のランフラットタイヤ。
   ０．０５＜ Ｙ60 ／Ｈ ≦０．１
   ０．１＜ Ｙ75 ／Ｈ ≦０．２
   ０．２＜ Ｙ90 ／Ｈ ≦０．４
   ０．４＜ Ｙ100 ／Ｈ ≦０．７
   （ここで、Ｙ60、Ｙ75、Ｙ90及びＹ100 は、前記交点（ＣＰ）からタイヤ軸方向にタイヤ最大幅の半幅（ＳＷ／２）の６０％、７５％、９０％及び１００％のタイヤ軸方向距離をそれぞれ隔てるタイヤ外面上の各点Ｐ60、Ｐ75、Ｐ90及びＰ100 と、前記交点（ＣＰ）とのタイヤ半径方向の各距離、Ｈはタイヤ断面高さである。）
7. 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トロイド状のカーカスと、前記カーカスの内側に配されかつ断面略三日月状をなすサイド補強ゴムと、前記ビードコアの外面からタイヤ半径方向外側に先細状でのびるビードエーペックスとを具えたランフラットタイヤを製造するための方法であって、
   リボン状のゴムストリップとリボン状のコードプライとを重ねることにより複合ストリップを形成する工程と、
   円筒状の被巻付体に、前記複合ストリップを螺旋状に巻き付けることにより前記ビードエーペックスの少なくとも一部を形成する工程とを含むことを特徴とするランフラットタイヤの製造方法。
8. 前記複合ストリップは、前記ゴムストリップの幅がコードプライの幅よりも大であり、かつ、ゴムストリップの両側縁がコードプライの両側縁からはみ出して重ねられる請求項７記載のランフラットタイヤの製造方法。

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