JP2009090776A - Run-flat tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パンクした状態でもある程度の距離を走行しうるランフラットタイヤに関する。 The present invention relates to a run-flat tire that can travel a certain distance even in a punctured state.
タイヤには、剛性が必要である。剛性付与の目的で、タイヤを構成する部材に短繊維補強ゴムが用いられることがある。特開2001−347809公報には、トレッドがベース層とキャップ層とを備えており、このベース層が多数の短繊維を含むタイヤが開示されている。これら短繊維は、半径方向に配向している。 Tires need rigidity. For the purpose of imparting rigidity, a short fiber reinforced rubber may be used as a member constituting the tire. Japanese Patent Laid-Open No. 2001-347809 discloses a tire in which a tread includes a base layer and a cap layer, and the base layer includes a large number of short fibers. These short fibers are oriented in the radial direction.
近年、サイドウォールの内側に支持層を備えたランフラットタイヤが開発され、普及しつつある。この支持層には、高硬度な架橋ゴムが用いられている。このランフラットタイヤは、サイド補強型ランフラットタイヤと称されている。サイド補強型ランフラットタイヤでは、パンクによって内圧が低下すると、支持層によって荷重が支えられる。この支持層は、パンク状態でのタイヤの撓みを抑制する。パンク状態で走行が継続されても、高硬度な架橋ゴムが、支持層での発熱を抑制する。このランフラットタイヤでは、パンク状態でも、ある程度の距離の走行が可能である。このランフラットタイヤが装着された自動車には、スペアタイヤの常備は不要である。このランフラットタイヤの採用により、不便な場所でのタイヤ交換が避けられうる。
パンク状態では、サイド部(サイドウォール及び支持層)が撓む。さらにパンク状態では、支持層によってトレッドのショルダーが強く加圧され、クラウンが路面から浮き上がる。サイド部の撓みとクラウンの浮き上がりとは、パンク状態でのタイヤの耐久性を阻害する。 In the puncture state, the side portions (sidewalls and support layers) bend. Furthermore, in the puncture state, the shoulder of the tread is strongly pressed by the support layer, and the crown is lifted from the road surface. The deflection of the side portion and the lifting of the crown hinder the durability of the tire in a punctured state.
硬い支持層が採用されれば、優れた耐久性が得られる。しかし、硬い支持層を備えたタイヤの縦バネ定数は、大きい。厚い支持層が採用されれば、優れた耐久性が得られる。しかし、厚い支持層を備えたタイヤの縦バネ定数は、大きい。縦バネ定数が大きなタイヤは、通常状態(タイヤに正規内圧が負荷された状態)での乗り心地性に劣る。従来のタイヤでは、通常状態での乗り心地性とパンク状態での耐久性とは、背反する性能である。 If a hard support layer is employed, excellent durability can be obtained. However, a tire having a hard support layer has a large longitudinal spring constant. If a thick support layer is employed, excellent durability can be obtained. However, a tire having a thick support layer has a large longitudinal spring constant. A tire having a large longitudinal spring constant is inferior in riding comfort in a normal state (a state in which a normal internal pressure is applied to the tire). In conventional tires, riding comfort in a normal state and durability in a puncture state are contradictory performances.
本発明の目的は、パンク状態での耐久性に優れたサイド補強型ランフラットタイヤの提供にある。 An object of the present invention is to provide a side-reinforced run-flat tire excellent in durability in a puncture state.
本発明に係るランフラットタイヤは、
(1)その表面がトレッド面をなすトレッド、
(2)このトレッドの端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォール、
(3)このサイドウォールよりも半径方向略内側に位置する一対のビード、
(4)上記トレッド及びサイドウォールに沿っており、両ビードの間に架け渡されており、アラミド繊維からなるコードを有するカーカス、
(5)上記トレッドとカーカスとの間に位置する補強層、
(6)上記サイドウォールの軸方向内側に位置しており、その断面が略三日月形状である支持層
並びに
(7)上記ビードの軸方向外側に位置するクリンチ部
を備える。このタイヤは、互いに曲率半径が異なる複数の円弧からなる曲面を含むトレッドプロファイルを有する。クリンチ部は、ゴムのマトリクスと、このマトリクス中に分散した多数の短繊維とを含む。
The run flat tire according to the present invention is
(1) A tread whose surface forms a tread surface,
(2) a pair of sidewalls extending substantially inward in the radial direction from the end of the tread;
(3) A pair of beads positioned substantially inward of the sidewall in the radial direction,
(4) A carcass having a cord made of an aramid fiber, which extends along the tread and the sidewall and is bridged between both beads.
(5) a reinforcing layer located between the tread and the carcass,
(6) A support layer that is located on the inner side in the axial direction of the sidewall and has a substantially crescent-shaped cross section, and (7) a clinch portion that is located on the outer side in the axial direction of the bead. This tire has a tread profile including a curved surface formed of a plurality of arcs having different curvature radii. The clinch portion includes a rubber matrix and a large number of short fibers dispersed in the matrix.
好ましくは、これら短繊維の平均長さLは10μm以上1000μm以下であり、その平均直径Dは0.05μm以上50μm以下であり、そのアスペクト比(L/D)は10以上である。 Preferably, these short fibers have an average length L of 10 μm or more and 1000 μm or less, an average diameter D of 0.05 μm or more and 50 μm or less, and an aspect ratio (L / D) of 10 or more.
好ましくは、クリンチ部は、100質量部の基材ゴムと、0.5質量部以上50質量部以下の短繊維とを含む。好ましくは、これら短繊維は半径方向に配向する。好ましくは、クリンチ部の損失正接tanδは、0.20以上である。 Preferably, the clinching part includes 100 parts by mass of a base rubber and 0.5 parts by mass or more and 50 parts by mass or less of short fibers. Preferably, these short fibers are oriented in the radial direction. Preferably, the loss tangent tan δ of the clinch portion is 0.20 or more.
好ましくは、カーカスのコードの撚り係数Tは、0.5以上0.7以下である。このコードは、アラミド繊維が下撚りされてなる複数のヤーンが上撚りされた構造を有する。撚り係数Tは、下記数式(I)によって算出される。
T = N * ((0.125 * D / 2) / ρ)1/2 * 10−3 (I)
この数式(I)において、Nはコード10cm当たりの上撚り数を表し、Dはトータル繊度(dtex)を表し、ρはコード材料の比重(g/cm3)を表す。
Preferably, the twist coefficient T of the carcass cord is 0.5 or more and 0.7 or less. This cord has a structure in which a plurality of yarns formed by twisting aramid fibers are twisted. The twist coefficient T is calculated by the following mathematical formula (I).
T = N * ((0.125 * D / 2) / ρ) 1/2 * 10 −3 (I)
In this mathematical formula (I), N represents the number of upper twists per 10 cm of cord, D represents the total fineness (dtex), and ρ represents the specific gravity (g / cm 3 ) of the cord material.
好ましくは、タイヤは、トレッド面の中心点TCから軸方向外側に向かってその曲率半径が徐々に減少するプロファイルを有する。 Preferably, the tire has a profile in which the radius of curvature gradually decreases from the center point TC of the tread surface toward the outside in the axial direction.
本発明に係るランフラットタイヤでは、繊維補強されたクリンチ部が、パンク状態でのサイド部の撓みを抑制する。このクリンチ部はさらに、パンク状態でのクラウンの浮き上がりを抑制する。このランフラットタイヤは、パンク状態での耐久性に優れる。 In the run flat tire according to the present invention, the fiber-reinforced clinching part suppresses the bending of the side part in the punctured state. This clinching portion further suppresses the floating of the crown in the puncture state. This run-flat tire is excellent in durability in a puncture state.
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments with appropriate reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係るランフラットタイヤ2の一部が示された断面図である。図2は、図1のタイヤ2の一部がリム4と共に示された拡大断面図である。図1及び2において、上下方向が半径方向であり、左右方向が軸方向であり、紙面との垂直方向が周方向である。このタイヤ2は、図1中の一点鎖線CLを中心としたほぼ左右対称の形状を呈する。この一点鎖線CLは、タイヤ2の赤道面を表す。この図1において両矢印Hで示されているのは、基準線BL(後に詳説)からのタイヤ2の高さである。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a part of a run
このタイヤ2は、トレッド6、ウイング8、サイドウォール10、クリンチ部12、ビード14、カーカス16、支持層18、ベルト20、バンド22、インナーライナー24及びチェーファー26を備えている。タイヤ2のサイド部28には、サイドウォール10及び支持層18が位置している。ベルト20及びバンド22は、補強層を構成している。ベルト20のみから、補強層が構成されてもよい。バンド22のみから、補強層が構成されてもよい。このタイヤ2は、チューブレスタイプの空気入りタイヤ2である。
The
トレッド6は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド6は、路面と接地するトレッド面30を形成する。トレッド面30には、溝32が刻まれている。この溝32により、トレッドパターンが形成されている。トレッド6は、キャップ層34とベース層36とを有している。キャップ層34は、架橋ゴムからなる。ベース層36は、他の架橋ゴムからなる。キャップ層34は、ベース層36の半径方向外側に位置している。キャップ層34は、ベース層36に積層されている。
The
サイドウォール10は、トレッド6の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール10は、架橋ゴムからなる。サイドウォール10は、カーカス16の外傷を防止する。サイドウォール10は、リブ38を備えている。リブ38は、軸方向外側に向かって突出している。パンク状態での走行のとき、このリブ38がリム4のフランジ40と当接する。この当接により、ビード14の変形が抑制されうる。変形が抑制されたタイヤ2は、パンク状態での耐久性に優れる。
The
クリンチ部12は、サイドウォール10の半径方向略内側に位置している。クリンチ部12は、軸方向において、ビード14及びカーカス16よりも外側に位置している。図2に示されるように、クリンチ部12は、リム4のフランジ40と当接する。
The clinching
ビード14は、サイドウォール10の半径方向内側に位置している。ビード14は、コア42と、このコア42から半径方向外向きに延びるエイペックス44とを備えている。コア42はリング状であり、複数本の非伸縮性ワイヤー(典型的にはスチール製ワイヤー)を含む。エイペックス44は、半径方向外向きに先細りである。エイペックス44は、高硬度な架橋ゴムからなる。
The
図1において矢印Haで示されているのは、基準線BLからのエイペックス44の高さである。この基準線BLは、コア42の、半径方向における最も内側地点を通過する。この基準線BLは、軸方向に延びる。タイヤ2の高さHに対するエイペックス44の高さHaの比(Ha/H)は、0.1以上0.7以下が好ましい。比(Ha/H)が0.1以上であるエイペックス44は、パンク状態において車重を支持しうる。このエイペックス44は、パンク状態でのタイヤ2の耐久性に寄与する。この観点から、比(Ha/H)は0.2以上がより好ましい。比(Ha/H)が0.7以下であるタイヤ2は、乗り心地性に優れる。この観点から、比(Ha/H)は0.6以下がより好ましい。
In FIG. 1, what is indicated by an arrow Ha is the height of the apex 44 from the reference line BL. The reference line BL passes through the innermost point of the core 42 in the radial direction. The reference line BL extends in the axial direction. The ratio (Ha / H) of the height Ha of the apex 44 to the height H of the
カーカス16は、カーカスプライ46からなる。カーカスプライ46は、両側のビード14の間に架け渡されており、トレッド6及びサイドウォール10に沿っている。カーカスプライ46は、コア42の周りを、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、カーカスプライ46には、主部48と折り返し部50とが形成されている。折り返し部50の端52は、ベルト20の直下にまで至っている。換言すれば、折り返し部50はベルト20とオーバーラップしている。このカーカス16は、いわゆる「超ハイターンアップ構造」を有する。超ハイターンアップ構造を有するカーカス16はは、サイドウォール10を十分に補強する。
The
後述されるように、カーカスプライ46は、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードが赤道面に対してなす角度の絶対値は、45°から90°、さらには75°から90°である。換言すれば、このカーカス16はラジアル構造を有する。
As will be described later, the carcass ply 46 includes a large number of cords arranged in parallel and a topping rubber. The absolute value of the angle formed by each cord with respect to the equator plane is 45 ° to 90 °, and further 75 ° to 90 °. In other words, the
支持層18は、サイドウォール10の軸方向内側に位置している。支持層18は、カーカス16とインナーライナー24とに挟まれてる。支持層18は、半径方向において、内向きに先細りであり外向きにも先細りである。この支持層18は、三日月に類似の形状である。支持層18は、高硬度な架橋ゴムからなる。タイヤ2がパンクしたとき、この支持層18が車重を支える。この支持層18により、パンク状態であっても、タイヤ2はある程度の距離を走行しうる。このタイヤ2は、「サイド補強型ランフラットタイヤ」である。タイヤ2が、図1に示された支持層18の形状とは異なる形状を有する支持層を備えてもよい。
The
カーカス16のうち、支持層18とオーバーラップしている部分は、インナーライナー24と離れている。換言すれば、支持層18の存在により、カーカス16は湾曲されられている。パンク状態のとき、支持層18には圧縮荷重がかかり、カーカス16のうち支持層18と近接している領域には引張り荷重がかかる。支持層18はゴム塊なので、圧縮荷重に十分に耐えうる。カーカスコードは、引張り荷重に十分に耐えうる。支持層18とカーカスコードとにより、パンク状態でのタイヤ2の縦撓みが抑制される。縦撓みが抑制されたタイヤ2は、パンク状態での操縦安定性に優れる。
A portion of the
パンク状態での縦歪みの抑制の観点から、支持層18の硬度は60以上が好ましく、65以上がより好ましい。通常状態(タイヤ2に正規内圧が負荷された状態)の乗り心地性の観点から、硬度は90以下が好ましく、80以下がより好ましい。硬度は、「JIS K6253」の規定に準じ、タイプAのデュロメータによって測定される。図1に示された断面にこのデュロメータが押し付けられ、硬度が測定される。測定は、23℃の温度下でなされる。
From the viewpoint of suppressing longitudinal strain in the puncture state, the hardness of the
支持層18の下端54は、エイペックス44の上端56よりも、半径方向において内側に位置している。換言すれば、支持層18はエイペックス44とオーバーラップしている。図1において矢印L1で示されているのは、支持層18の下端54とエイペックス44の上端56との半径方向距離である。距離L1は、5mm以上50mm以下が好ましい。距離L1がこの範囲であるタイヤ2では、均一な剛性分布が得られる。距離L1は10mm以上がより好ましい。距離L1は40mm以下がより好ましい。
The
支持層18の上端58は、ベルト20の端60よりも軸方向において内側に位置している。換言すれば、支持層18はベルト20とオーバーラップしている。図1において矢印L2で示されているのは、支持層18の上端58とベルト20の端60との軸方向距離である。距離L2は、2mm以上50mm以下が好ましい。距離L2がこの範囲であるタイヤ2では、均一な剛性分布が得られる。距離L2は5mm以上がより好ましい。距離L1は40mm以下がより好ましい。
The
パンク状態での縦歪みの抑制の観点から、支持層18の最大厚みは3mm以上が好ましく、4mm以上がより好ましく、7mm以上が特に好ましい。タイヤ2の軽量の観点から、最大厚みは、25mm以下が好ましく、20mm以下がより好ましい。
From the viewpoint of suppressing vertical strain in the puncture state, the maximum thickness of the
ベルト20は、カーカス16の半径方向外側に位置している。ベルト20は、カーカス16と積層されている。ベルト20は、カーカス16を補強する。ベルト20は、内側層62及び外側層64からなる。図1から明らかなように、内側層62の幅は、外側層64の幅よりも若干大きい。図示されていないが、内側層62及び外側層64のそれぞれは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードは、赤道面に対して傾斜している。傾斜角度の絶対値は、通常は10°以上35°以下である。内側層62のコードの赤道面に対する傾斜方向は、外側層64のコードの赤道面に対する傾斜方向とは逆である。コードの好ましい材質は、スチールである。コードに、有機繊維が用いられてもよい。ベルト20の軸方向幅は、タイヤ2の最大幅W(後に詳説)の0.85倍以上1.0倍以下が好ましい。ベルト20が、3枚以上の層を備えてもよい。
The
バンド22は、ベルト20を覆っている。図示されていないが、このバンド22は、コードとトッピングゴムとからなる。コードは、螺旋状に巻かれている。バンド22は、いわゆるジョイントレス構造を有する。コードは、実質的に周方向に延びている。周方向に対するコードの角度は、5°以下、さらには2°以下である。このコードによりベルト20が拘束されるので、ベルト20のリフティングが抑制される。コードは、通常は有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。
The
タイヤ2が、バンド22に代えて、ベルト20の端60の近傍のみを覆うエッジバンドを備えてもよい。タイヤ2が、バンド22と共に、エッジバンドを備えてもよい。
The
図3は、図1のタイヤ2のクリンチ部12の一部が示された拡大断面図である。図3において、上下方向がタイヤ2の半径方向であり、矢印Aで示された方向がタイヤ2の周方向である。クリンチ部12は、ゴム組成物が架橋されてなる。クリンチ部12は、ゴムのマトリクス66と多数の短繊維68とを含んでいる。これら短繊維68は、マトリクス66に分散している。換言すれば、クリンチ部12は、繊維補強ゴム(FRR)からなる。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the
パンク状態においてクリンチ部12には、引張り応力が発生する。短繊維68を含むクリンチ部12は、パンク状態での走行が継続されても破壊しにくい。さらに、短繊維68により、タイヤ2のサイド部28の撓みが抑制される。サイド部28の撓みの抑制により、トレッド6のクラウンの浮き上がりが抑制される。サイド部28の撓み及びクラウンの浮き上がりが抑制されたタイヤ2は、パンク状態での耐久性に優れる。通常状態では、短繊維68が縦バネ定数に与える影響は少ない。このクリンチ部12は、タイヤ2の乗り心地性を阻害しない。このクリンチ部12により、通常状態での乗り心地性とパンク状態での耐久性とが両立される。
In the puncture state, tensile stress is generated in the clinching
図3に示されるように、短繊維68は半径方向に配向している。半径方向に配向した短繊維68により、サイド部28の撓みがより抑制される。
As shown in FIG. 3, the
図4は、図3のクリンチ部12の短繊維68が示された模式図である。図4において、上下方向がタイヤ2の半径方向である。図4において矢印θで示されているのは、短繊維68の角度である。角度θは、直線S1と直線S2とのなす角度の絶対値である。直線S1は、半径方向に延びている。直線S2は、短繊維68の一端70及び他端72を通過している。角度θは、0°以上90°以下である。
FIG. 4 is a schematic view showing the
パンク状態での耐久性の観点から、角度θが20°以下である短繊維68の数の、短繊維68の総数に対する比率は、50%以上が好ましく、70%以上がより好ましく、90%以上が特に好ましい。比率の算出においては、クリンチ部12の、半径方向に沿った断面に露出した短繊維68の角度が、測定される。無作為に抽出された100本の短繊維68について、角度の測定がなされる。
From the viewpoint of durability in a puncture state, the ratio of the number of
クリンチ部12には、有機繊維及び無機繊維が用いられうる。有機繊維の具体例としては、アラミド繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維及びレーヨン繊維が挙げられる。無機繊維の具体例としては、ガラス繊維、カーボン繊維及びボロン繊維が挙げられる。アラミド繊維が好ましい。アラミド繊維は高弾性である。アラミド繊維により、パンク状態でのサイド部28の撓みが抑制される。アラミド繊維を含むクリンチ部12は、タイヤ2の耐久性に寄与する。
Organic fibers and inorganic fibers can be used for the clinching
クリンチ部12に紙繊維が用いられてもよい。紙繊維は安価なので、この紙繊維により低コストでタイヤ2が得られうる。紙繊維の製作では、原料紙が裁断又は粉砕される。この原料紙が、さらに叩解によって解繊され、紙繊維が得られる。叩解されているので、この紙繊維の表面積は大きい。
Paper fibers may be used for the clinching
短繊維68の平均長さL(図4参照)は、10μm以上が好ましい。平均長さLが10μm以上である短繊維68により、クリンチ部12が十分に補強される。この観点から、平均長さLは50μm以上がより好ましく、100μm以上がさらに好ましく、300μm以上が特に好ましい。マトリクス66への分散性の観点から、平均長さLは1000μm以下が好ましく、800μm以下がより好ましく、700μm以下が特に好ましい。
The average length L (see FIG. 4) of the
短繊維68の平均直径Dは、0.05μm以上が好ましい。平均直径Dが0.05μm以上である短繊維68により、クリンチ部12が十分に補強される。この観点から、平均直径Dは0.10μm以上がより好ましく、1μm以上がさらに好ましく、5μm以上が特に好ましい。マトリクス66への分散性の観点から、平均直径Dは50μm以下が好ましく、30μm以下がより好ましく、20μm以下が特に好ましい。
The average diameter D of the
短繊維68のアスペクト比(L/D)は、10以上が好ましい。アスペクト比(L/D)が10以上である短繊維68により、クリンチ部12が十分に補強される。この観点から、アスペクト比(L/D)は20以上がより好ましい。マトリクス66への分散性の観点から、アスペクト比(L/D)は300以下が好ましく、200以下がより好ましい。
The aspect ratio (L / D) of the
短繊維68の量は、基材ゴム100質量部に対して0.5質量部以上50質量部以下が好ましい。0.5質量部以上の短繊維68を含むクリンチ部12は、タイヤ2の耐久性に寄与する。この観点から、短繊維68の量は3質量部以上がより好ましい。短繊維68の量が50質量部以下であるタイヤは、乗り心地性に優れる。この観点から、配合量は20質量部以下がより好ましい。
The amount of the
クリンチ部12の損失正接tanδは、0.20以上が好ましい。損失正接tanδが0.20以上であるクリンチ部12は、短繊維68を含むにもかかわらず、通常状態での乗り心地性を阻害しない。ランフラットタイヤ2では、通常状態でのクリンチ部12の撓みが少ない。従って、損失正接tanδが大きなクリンチ部12による、転がり抵抗の増大という弊害は、抑制されうる。乗り心地性の観点から、損失正接tanδは0.25以上がより好ましく、0.30以上が特に好ましい。転がり抵抗の観点から、損失正接tanδは、0.40以下が好ましく、0.35以下がより好ましい。
The loss tangent tan δ of the
損失正接tanδは、「JIS K 6394」の規定に準拠して、以下に示される条件で、粘弾性スペクトロメーター(島津製作所社製の「VA−200」)によって測定される。
初期歪み:10%
振幅:±2%
周波数:10Hz
変形モード:引張
測定温度:70℃
The loss tangent tan δ is measured by a viscoelastic spectrometer (“VA-200” manufactured by Shimadzu Corporation) under the following conditions in accordance with the provisions of “JIS K 6394”.
Initial strain: 10%
Amplitude: ± 2%
Frequency: 10Hz
Deformation mode: Tensile Measurement temperature: 70 ° C
図2に示される点Prは、クリンチ部12の表面に沿って軸方向外側に移動したときにこのクリンチ部12がフランジ40から離れる点である。点Prの決定においては、タイヤ2は後述される正規リムに組まれる。点Prの決定においては、タイヤ2には、後述される正規内圧が負荷される。図2において矢印T1で示されているのは、クリンチ部12の厚みである。厚みT1は、点Prとカーカス16との距離である。パンク状態での耐久性の観点から、厚みT1は3mm以上が好ましく、4mm以上がより好ましい。乗り心地性の観点から、厚みT1は11mm以下が好ましく、10mm以下がより好ましい。
A point Pr shown in FIG. 2 is a point at which the
図2において、矢印L3で示されているのは、クリンチ部12の長さである。長さL3は、半径方向において測定される。長さL3は、フランジ40のサイズ、エイペックス44の高さHa、リブ38の位置等が考慮されて決定される。長さL3は、通常は30mm以上70mm以下である。
In FIG. 2, what is indicated by an arrow L3 is the length of the
短繊維68が、周方向に配向してもよい。周方向に配向した短繊維68により、大きな捻り剛性が得られる。周方向に配向した短繊維68は、乗り心地性を阻害しない。クリンチ部12が、特定の方向に配向しない短繊維68を含んでもよい。
The
図5は、図1のタイヤ2のカーカスプライ46の一部が示された断面斜視図である。このカーカスプライ46は、並列された多数のカーカスコード74と、トッピングゴム76とからなる。
FIG. 5 is a cross-sectional perspective view showing a part of the carcass ply 46 of the
図6は、図5のカーカスプライ46のカーカスコード74の一部が示された分解図である。このカーカスコード74は、2本のヤーン78が上撚りされた構造を有する。3本以上のヤーン78が撚られてもよい。それぞれのヤーン78は、アラミド繊維が下撚りされてなる。パンク状態での走行により、タイヤ2は昇温する。アラミド繊維の弾性率の温度依存性は小さいので、パンク状態での走行においても、カーカスコード74がカーカス16の破損を抑制する。
FIG. 6 is an exploded view showing a part of the
このカーカスコード74の撚り係数Tは、0.5以上である。このカーカスコード74は、いわゆる「ハイツイスト構造」を有する。アラミド繊維は、高強度である。一方、アラミド繊維は耐疲労性に劣る。ハイツイスト構造は、カーカスコード74の耐疲労性を高める。このカーカスコード74では、アラミド繊維とハイツイスト構造との組み合わせにより、強度と耐疲労性とが両立されている。このカーカスコード74は、パンク状態におけるタイヤ2の縦歪みを抑制する。このカーカスコード74は、パンク状態でのタイヤ2の操縦安定性に寄与する。
The twist coefficient T of the
支持層18の撓みを抑制するクリンチ部12と、耐疲労性に優れるカーカスコード74との相乗効果により、このタイヤ2では極めて優れた耐久性が達成されている。このタイヤ2では、パンク状態でも長時間の走行が可能である。
Due to the synergistic effect of the
カーカスコード74の撚り係数Tは、下記数式(I)によって算出される。
T = N * ((0.125 * D / 2) / ρ)1/2 * 10−3 (I)
この数式(I)において、Nはコード10cm当たりの上撚り数を表し、Dはトータル繊度(dtex)を表し、ρはコード材料の比重(g/cm3)を表す。トータル繊度Dは、それぞれのヤーン78の繊度の総和である。
The twist coefficient T of the
T = N * ((0.125 * D / 2) / ρ) 1/2 * 10 −3 (I)
In this mathematical formula (I), N represents the number of upper twists per 10 cm of cord, D represents the total fineness (dtex), and ρ represents the specific gravity (g / cm 3 ) of the cord material. The total fineness D is the total fineness of the
タイヤ2の強度及び耐久性の観点から、撚り係数Tは、0.6以上がより好ましい。カーカスコード74の製作容易の観点から、撚り係数Tは0.7以下が好ましい。
In light of the strength and durability of the
カーカスコード74の耐疲労性の観点から、上撚り数Nは、40以上が好ましく、50以上がより好ましい。上撚り数Nは、100以下が好ましい。
From the viewpoint of fatigue resistance of the
カーカスコード74の耐疲労性の観点から、カーカスコード74の、下撚り数N1と上撚り数Nとの比(N1/N)は、0.2以上2.0以下が好ましく、0.5以上1.5以下が好ましい。比(N1/N)は、理想的には1.0である。
From the viewpoint of fatigue resistance of the
カーカスコード74のトータル繊度Dは、1500dtex以上5000dtex以下が好ましい。それぞれのヤーン78の繊度は、700dtex以上3000dtex以下が好ましい。カーカスコード74の密度Deは、30本/5cm以上60本/5cm以下が好ましい。カーカスプライ46におけるトータル繊度Dと密度Deとの積(D*De)は、70000以上150000以下が好ましく、100000以上120000以下がより好ましい。
The total fineness D of the
トッピングゴム76(図5参照)の複素弾性率E*は、5MPa以上である。このトッピングゴム76は、高弾性である。このトッピングゴム76は、パンク状態でのタイヤ2の操縦安定性及び耐久性に寄与する。この観点から、複素弾性率E*は6MPa以上がより好ましい。複素弾性率E*は、13MPa以下が好ましい。複素弾性率E*は、「JIS K 6394」の規定に準拠して、以下に示される条件で、粘弾性スペクトロメーター(島津製作所社製の「VA−200」)によって測定される。
初期歪み:10%
振幅:±2%
周波数:10Hz
変形モード:引張
測定温度:70℃
The complex elastic modulus E * of the topping rubber 76 (see FIG. 5) is 5 MPa or more. This topping
Initial strain: 10%
Amplitude: ± 2%
Frequency: 10Hz
Deformation mode: Tensile Measurement temperature: 70 ° C
図7は、図1のタイヤ2の一部が示された断面図である。図7には、トレッド6、ウイング8及びサイドウォール10が示されている。トレッド6からウイング8を経てサイドウォール10に至る表面の形状は、プロファイルと称される。図7において矢印W/2で示されているのは、タイヤ2の幅Wの半分である。幅Wは、リブ38(図1参照)を除いて、軸方向で最も外側にある点P100が基準とされて決定される。プロファイルは、中心点TCから点P100に至っている。図7において、点P60、点P75及び点P90は、それぞれ、点TCからの軸方向距離がタイヤ2の半分の幅(W/2)の60%、75%及び90%であるプロファイル上の点を表す。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a part of the
このタイヤ2は、CTTプロファイルを有している。このCTTプロファイルでは、中心点TCから点P90の間において、その曲率半径が徐々に減少している。CTTプロファイルは、典型的には、インボリュート曲線に基づいて決定される。CTTプロファイルが、インボリュート曲線に近似された多数の円弧から構成される部位を備えてもよい。図7に示されたタイヤ2では、中心点TCから点P90の間において、プロファイルが、インボリュート曲線に近似された多数の円弧から構成されている。円弧の数は3以上が好ましく、5以上がより好ましい。他の関数曲線に依拠して、CTTプロファイルが決定されてもよい。
The
CTTプロファイルが、関数曲線に近似された多数の円弧を備える場合、それぞれの円弧は、これに隣接する円弧と接する。それぞれの円弧の曲率半径は、これよりも軸方向内側にある円弧の曲率半径よりも小さい。 If the CTT profile comprises a number of arcs approximated by a function curve, each arc touches an arc adjacent to it. The radius of curvature of each arc is smaller than the radius of curvature of the arc located on the inner side in the axial direction.
図7において、Y60は点TCと点P60との半径方向距離を表し、Y75は点TCと点P75との半径方向距離を表し、Y90は点TCと点P90との半径方向距離を表し、Y100は点TCと点P100との半径方向距離を表す。このCTTプロファイルは、下記数式(1)から(4)を満たす。
0.05 < Y60/H ≦ 0.10 (1)
0.10 < Y75/H ≦ 0.2 (2)
0.2 < Y90/H ≦ 0.4 (3)
0.4 < Y100/H ≦ 0.7 (4)
このCTTプロファイルは、タイヤ2の諸性能に寄与する。このプロファイルでは、タイヤ2に正規荷重の80%が付加されたときの接地幅は、タイヤ2の最大幅Wの0.50倍以上0.65倍以下である。
In FIG. 7, Y 60 represents the radial distance between the point TC and the point P 60 , Y 75 represents the radial distance between the point TC and the point P 75, and Y 90 represents the radius between the point TC and the point P 90. Y 100 represents the radial distance between the point TC and the point P 100 . This CTT profile satisfies the following formulas (1) to (4).
0.05 <Y 60 /H≦0.10 (1)
0.10 <Y 75 /H≦0.2 (2)
0.2 <Y 90 /H≦0.4 (3)
0.4 <Y 100 / H ≦ 0.7 (4)
This CTT profile contributes to various performances of the
CTTプロファイルを備えたタイヤ2では、接地面の適正な形状が得られる。この接地面により、優れた乗り心地性が得られる。短繊維68が半径方向に配向しているので、クリンチ部12は、この乗り心地性を阻害しない。CTTプロファイルは、耐久性に悪影響を与えることがある。このタイヤ2では、クリンチ部12により、耐久性が補われる。CTTプロファイルと繊維補強されたクリンチ部12との組み合わせにより、耐久性と乗り心地性とが両立される。
In the
タイヤ2の各部位の寸法及び角度は、特に言及のない限り、タイヤ2が正規リムに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤ2に空気が充填された状態で測定される。測定時には、タイヤ2には荷重がかけられない。本明細書において正規リムとは、タイヤ2が依拠する規格において定められたリムを意味する。JATMA規格における「標準リム」、TRA規格における「Design Rim」、及びETRTO規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤ2が依拠する規格において定められた内圧を意味する。JATMA規格における「最高空気圧」、TRA規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びETRTO規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。但し、乗用車タイヤの場合、内圧が180kPaの状態で、寸法及び角度が測定される。
Unless otherwise specified, the size and angle of each part of the
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。 Hereinafter, the effects of the present invention will be clarified by examples. However, the present invention should not be construed in a limited manner based on the description of the examples.
[実施例1]
図1に示された構造を備えたランフラットタイヤを得た。このタイヤは、最大厚みが9mmであり硬度が78である支持層を備えている。このタイヤのカーカスコードは、アラミド繊維からなる。このカーカスコードの撚り係数Tは、0.43である。このタイヤのクリンチ部は、繊維補強ゴム(FRR)からなる。このクリンチ部の厚みT1は、8mmである。このクリンチ部の損失正接tanδは、0.15である。このクリンチ部は、基材ゴム100質量部に対して13質量部の短繊維を含んでいる。この短繊維の材質は、アラミドである。短繊維は、半径方向に配向している。この短繊維の、平均長さLは500μmであり、平均直径Dは10μmである。このタイヤは、CTTプロファイルを有している。このプロファイルは、インボリュート曲線に近似された多数の円弧からなる。中心点TCから点P90の間の円弧の数は、5である。このプロファイルでは、(Y60/H)は0.09であり、(Y75/H)は0.14であり、(Y90/H)は0.37であり、(Y100/H)は0.57である。このタイヤのサイズは、「245/40R18」である。
[Example 1]
A run flat tire having the structure shown in FIG. 1 was obtained. This tire includes a support layer having a maximum thickness of 9 mm and a hardness of 78. The tire carcass cord is made of aramid fibers. The twist coefficient T of this carcass cord is 0.43. The clinch portion of the tire is made of fiber reinforced rubber (FRR). The clinch portion has a thickness T1 of 8 mm. The loss tangent tan δ of this clinch portion is 0.15. This clinching part contains 13 parts by mass of short fibers with respect to 100 parts by mass of the base rubber. The material of this short fiber is aramid. The short fibers are oriented in the radial direction. The short fibers have an average length L of 500 μm and an average diameter D of 10 μm. This tire has a CTT profile. This profile consists of a number of arcs approximated to an involute curve. The number of arcs between the center point TC and the point P 90 is five. In this profile, (Y 60 / H) is 0.09, (Y 75 / H) is 0.14, (Y 90 / H) is 0.37, and (Y 100 / H) is 0.57. The size of this tire is “245 / 40R18”.
[比較例1]
クリンチ部に、短繊維を含まないノーマルなゴム組成物を用いた他は実施例1と同様にして、比較例1のタイヤを得た。
[Comparative Example 1]
A tire of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that a normal rubber composition containing no short fibers was used in the clinching part.
[実施例2から6]
下記表1に示される損失正接tanδを有するクリンチ部を設けた他は実施例1と同様にして、実施例2から6のタイヤを得た。
[Examples 2 to 6]
Tires of Examples 2 to 6 were obtained in the same manner as Example 1 except that a clinch portion having a loss tangent tan δ shown in Table 1 below was provided.
[実施例7から11及び比較例2から6]
クリンチ部の厚みと配合とを下記表2に示される通りとした他は実施例1と同様にして、実施例7から11及び比較例2から6のタイヤを得た。
[Examples 7 to 11 and Comparative Examples 2 to 6]
Tires of Examples 7 to 11 and Comparative Examples 2 to 6 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the thickness and formulation of the clinching part were as shown in Table 2 below.
[実施例12から13及び比較例7]
撚り係数Tが0.50であるカーカスコードを用いた他は実施例1と同様にして、実施例12のタイヤを得た。このカーカスコードは、ハイツイスト構造を有する。損失正接tanδが0.25であるクリンチ部を設けた他は実施例12と同様にして、実施例13のタイヤを得た。短繊維を含まないノーマルなゴム組成物を用いた他は実施例12と同様にして、比較例7のタイヤを得た。
[Examples 12 to 13 and Comparative Example 7]
A tire of Example 12 was obtained in the same manner as Example 1 except that a carcass cord having a twist coefficient T of 0.50 was used. This carcass cord has a high twist structure. A tire of Example 13 was obtained in the same manner as Example 12 except that a clinch portion having a loss tangent tan δ of 0.25 was provided. A tire of Comparative Example 7 was obtained in the same manner as Example 12 except that a normal rubber composition containing no short fibers was used.
[実施例14から15及び比較例8]
撚り係数Tが0.66であるカーカスコードを用いた他は実施例1と同様にして、実施例14のタイヤを得た。このカーカスコードは、ハイツイスト構造を有する。損失正接tanδが0.25であるクリンチ部を設けた他は実施例14と同様にして、実施例15のタイヤを得た。短繊維を含まないノーマルなゴム組成物を用いた他は実施例14と同様にして、比較例8のタイヤを得た。
[Examples 14 to 15 and Comparative Example 8]
A tire of Example 14 was obtained in the same manner as Example 1 except that a carcass cord having a twist coefficient T of 0.66 was used. This carcass cord has a high twist structure. A tire of Example 15 was obtained in the same manner as Example 14 except that a clinch portion having a loss tangent tan δ of 0.25 was provided. A tire of Comparative Example 8 was obtained in the same manner as Example 14 except that a normal rubber composition containing no short fibers was used.
[比較例9から11]
材質がレーヨンであり、撚り係数Tが0.59であるカーカスコードを用いた他は実施例1と同様にして、比較例9のタイヤを得た。損失正接tanδが0.25であるクリンチ部を設けた他は比較例9と同様にして、比較例10のタイヤを得た。短繊維を含まないノーマルなゴム組成物を用いた他は比較例9と同様にして、比較例11のタイヤを得た。
[Comparative Examples 9 to 11]
A tire of Comparative Example 9 was obtained in the same manner as in Example 1 except that a carcass cord having a rayon material and a twist coefficient T of 0.59 was used. A tire of Comparative Example 10 was obtained in the same manner as Comparative Example 9, except that a clinch portion having a loss tangent tan δ of 0.25 was provided. A tire of Comparative Example 11 was obtained in the same manner as Comparative Example 9 except that a normal rubber composition containing no short fibers was used.
[実施例16]
CTTプロファイルではない通常のプロファイルを形成した他は実施例1と同様にして、実施例16のタイヤを得た。このタイヤでは、(Y60/H)は0.06であり、(Y75/H)は0.08であり、(Y90/H)は0.19であり、(Y100/H)は0.57である。
[Example 16]
A tire of Example 16 was obtained in the same manner as Example 1 except that a normal profile other than the CTT profile was formed. In this tire, (Y 60 / H) is 0.06, (Y 75 / H) is 0.08, (Y 90 / H) is 0.19, and (Y 100 / H) is 0.57.
[乗り心地性]
タイヤを正規リムに組み込み、このタイヤに空気を充填して内圧を230kPaとした。このタイヤを、前側エンジン後輪駆動タイプであり、排気量が4300ccである乗用車に装着した。アスファルト舗装されかつ段差を有する路面、ベルジャン路面及びビッツマン路面にてこの乗用車を走行させ、ドライバーに乗り心地性を評価させた。この結果が、比較例3が基準とされた指数として、下記の表1から3に示されている。数値が大きいほど好ましい。
[Ride comfort]
A tire was incorporated into a regular rim, and the tire was filled with air to adjust the internal pressure to 230 kPa. This tire was a front engine rear wheel drive type and was mounted on a passenger car having a displacement of 4300 cc. The passenger car was run on asphalt-paved and stepped roads, Belgian roads and Bitzmann roads, and the driver was evaluated for ride comfort. The results are shown in Tables 1 to 3 below as indices based on Comparative Example 3. Larger numbers are preferable.
[パンク状態での耐久性]
タイヤを正規リムに組み込み、このタイヤに空気を充填して内圧を230kPaとした。このタイヤを、38℃±3℃の温度下に34時間保持した。リムのバルブコアを抜き取って、タイヤの内部を大気と連通させた。このタイヤをドラム式走行試験機に装着し、4.14kNの縦荷重をタイヤに負荷した。このタイヤを、80km/hの速度で、半径が1.7mであるドラムの上を走行させた。タイヤが破壊するまでの走行距離を、測定した。この結果が、比較例3が基準とされた指数として、下記の表1から3に示されている。数値が大きいほど、好ましい。
[Durability in puncture]
A tire was incorporated into a regular rim, and the tire was filled with air to adjust the internal pressure to 230 kPa. This tire was held at a temperature of 38 ° C. ± 3 ° C. for 34 hours. The valve core of the rim was pulled out and the inside of the tire communicated with the atmosphere. This tire was mounted on a drum-type running test machine, and a vertical load of 4.14 kN was applied to the tire. This tire was run on a drum having a radius of 1.7 m at a speed of 80 km / h. The distance traveled until the tire broke was measured. The results are shown in Tables 1 to 3 below as indices based on Comparative Example 3. A larger numerical value is preferable.
[転がり抵抗]
タイヤを正規リムに組み込み、このタイヤに空気を充填して内圧を200kPaとした。このタイヤを、転がり抵抗試験機に装着し、4.6kN(正規荷重の80%)の荷重をタイヤに負荷した。このタイヤを、80km/hの速度で走行させ、転がり抵抗を測定した。この結果が、比較例3が基準とされた指数として、下記の表1から3に示されている。数値が小さいほど好ましい。
[Rolling resistance]
A tire was incorporated into a regular rim, and the tire was filled with air so that the internal pressure was 200 kPa. This tire was mounted on a rolling resistance tester, and a load of 4.6 kN (80% of the normal load) was applied to the tire. This tire was run at a speed of 80 km / h, and rolling resistance was measured. The results are shown in Tables 1 to 3 below as indices based on Comparative Example 3. A smaller numerical value is preferable.
表1から3に示されるように、各実施例のタイヤは、諸性能に優れている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。 As shown in Tables 1 to 3, the tires of the examples are excellent in various performances. From this evaluation result, the superiority of the present invention is clear.
本発明に係るランフラットタイヤは、種々の車両に装着されうる。 The run flat tire according to the present invention can be mounted on various vehicles.
2・・・ランフラットタイヤ
4・・・リム
6・・・トレッド
10・・・サイドウォール
12・・・クリンチ部
14・・・ビード
16・・・カーカス
18・・・支持層
20・・・ベルト
22・・・バンド
28・・・サイド部
38・・・リブ
40・・・フランジ
42・・・コア
44・・・エイペックス
46・・・カーカスプライ
66・・・マトリクス
68・・・短繊維
74・・・カーカスコード
76・・・トッピングゴム
78・・・ヤーン
2 ... Run
Claims (7)
このトレッドの端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォール、
このサイドウォールよりも半径方向略内側に位置する一対のビード、
上記トレッド及びサイドウォールに沿っており、両ビードの間に架け渡されており、アラミド繊維からなるコードを有するカーカス、
上記トレッドとカーカスとの間に位置する補強層、
上記サイドウォールの軸方向内側に位置しており、その断面が略三日月形状である支持層
並びに
上記ビードの軸方向外側に位置する一対のクリンチ部
を備えており、
互いに曲率半径が異なる複数の円弧からなる曲面を含むトレッドプロファイルを有しており、
上記クリンチ部が、ゴムのマトリクスと、このマトリクス中に分散した多数の短繊維とを含むランフラットタイヤ。 A tread whose surface forms a tread surface,
A pair of sidewalls extending substantially inward in the radial direction from the ends of the tread,
A pair of beads positioned substantially radially inward of the sidewalls;
A carcass having a cord made of an aramid fiber, which extends along the tread and the sidewall and is bridged between both beads.
A reinforcing layer located between the tread and the carcass,
It is located on the axially inner side of the sidewall, and includes a support layer having a substantially crescent-shaped cross section and a pair of clinch portions located on the axially outer side of the bead,
It has a tread profile including a curved surface composed of a plurality of arcs having different curvature radii from each other,
A run-flat tire in which the clinching portion includes a rubber matrix and a large number of short fibers dispersed in the matrix.
このコードの、下記数式(I)によって算出される撚り係数Tが、0.5以上0.7以下である請求項1から5のいずれかに記載のタイヤ。
T = N * ((0.125 * D / 2) / ρ)1/2 * 10−3 (I)
(この数式(I)において、Nはコード10cm当たりの上撚り数を表し、Dはトータル繊度(dtex)を表し、ρはコード材料の比重(g/cm3)を表す。) The carcass cord has a structure in which a plurality of yarns in which aramid fibers are twisted are twisted,
The tire according to any one of claims 1 to 5, wherein a twist coefficient T calculated by the following mathematical formula (I) of the cord is 0.5 or more and 0.7 or less.
T = N * ((0.125 * D / 2) / ρ) 1/2 * 10 −3 (I)
(In this formula (I), N represents the number of upper twists per 10 cm of cord, D represents the total fineness (dtex), and ρ represents the specific gravity (g / cm 3 ) of the cord material.)
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