JP2011240895A - ランフラットタイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】 ランフラット走行時における耐久性と通常走行時における乗心地性とを両立させるようにしたランフラットタイヤを提供する。
【解決手段】 サイド補強型のランフラットタイヤ1において、カーカス層5の外周面に沿ってビードコア3に達しない第二カーカス層12を配置すると共に、ビードフィラー4の外周端4aの位置、リムライン13の法線X上のカーカス層5中心にした内側のゴム厚
Gcと外側のゴム厚Gaとの関係、ビード部2の上方域におけるサイドゴムのゴム厚GaとGbとの関係、及びカーカス層5の巻上げ端末5aの位置、をそれぞれ特定した。
【選択図】図2

Description

本発明はランフラットタイヤに関し、さらに詳しくは、ランフラット走行時における耐久性と通常走行時における乗心地性とを両立させるようにしたランフラットタイヤに関する。
一般に、サイドウォール部の内面側に断面三日月状のサイド補強層を配置したランフラットタイヤでは、ランフラット走行時における耐久性を確保するために、サイド補強層の厚さを厚くしたり、硬度の高いゴムを使用する方法が採られている。しかし、このような対策だけでは良好なランフラット耐久性を確保するには限界があると共に、サイド剛性の増加に伴い通常走行時における乗心地性が大幅に悪化するという問題があった。
特に、タイヤ断面高さがある程度大きくなると、ランフラット走行時における故障形態は、ビード部の近傍におけるリムクッション付近での破壊が主体となるため、この故障を防ぐと同時に、良好な乗心地性を確保するための対策が強く求められてきた。
この対策として、従来、カーカス層の巻上げ部のタイヤ軸方向外側におけるリムラインの近傍に緩衝ゴム層を配置して、この緩衝ゴム層が、サイドウォール部が座屈したときに、リムフランジによる突き上げに対して、カーカス巻上げ端部とリムフランジとの間において緩衝作用を発揮し、その部分での断裂を防止するようにしたり(例えば、特許文献1参照)、カーカス層の巻上げ端末をリムフランジ上端部に接触する領域から遠ざけるようにして、カーカス層の巻上げ端末の近傍における応力集中に伴う亀裂の発生や成長を抑制するようにした(例えば、特許文献2参照)提案がある。
しかし、いずれの提案にあっても、ランフラット耐久性の向上効果には限界があると同時に、通常走行時における乗心地性の向上効果の改善には直接繋がらないため、ランフラット耐久性と乗心地性とを両立させるための対策としては、未だ満足し得るものではなかった。
特開平7−304312号公報 特開2009−61866号公報
本発明の目的は、上述する問題点を解消するもので、ランフラット走行時における耐久性と通常走行時における乗心地性とを両立させるようにしたランフラットタイヤを提供することにある。
上記目的を達成する本発明のランフラットタイヤは、左右一対のビード部に埋設されたビードコアの周囲を該ビードコアの外周側に配置されたビードフィラーを包み込んでタイヤ内側から外側に向けて折り返した少なくとも一層のカーカス層を備え、トレッド部の外周側に複数のベルト層を配置し、該ベルト層の外周側にベルトカバー層を配置すると共に、サイドウォール部における前記カーカス層とインナーライナー層との間に断面三日月状のサイド補強層を配置したランフラットタイヤにおいて、前記カーカス層の外周面に沿って前記ビードフィラーのタイヤ内壁面側に端部を有し、かつ前記ビードコアの外周面と前記ビードフィラーの外周端との間に端末を有する第二カーカス層を配置すると共に、前記ビードフィラーの外周端を前記ビード部の外壁面におけるリムラインの法線よりもタイヤ径方向の内側に位置させ、かつ前記リムラインの法線上における前記カーカス層と前記サイドウォール部の外壁面との間のゴム厚をGaとし、前記第二カーカス層の法線上における該第二カーカス層と前記サイドウォール部の外壁面との間の最大ゴム厚をGbとしたとき、GaとGbとの関係が0.65Gb<Ga<0.85Gbであり、かつ前記リムラインの法線上における前記カーカス層とタイヤ内壁面との間のゴム厚をGcとしたとき、GcとGaとの関係が0.85Ga<Gc<1.00Gaであり、かつ前記カーカス層の巻上げ端末を、少なくとも一方のサイドウォール部において前記第二カーカス層と前記サイドウォール部の外壁面との間のゴム厚が最大となる第二カーカス層上の点を境界にして該第二カーカス層に沿った両側の5mm以内の範囲に位置させるようにしたことを特徴とする。
さらに、上述する構成において、以下(1)〜(3)に記載するように構成することが好ましい。
(1)前記断面三日月状のサイド補強層をタイヤ径方向に連なる内側ゴムと外側ゴムとで構成すると共に、該サイド補強層を構成するゴムのJIS−A硬さを内側ゴムにおいて外側ゴムよりも大きくする。この場合において、前記サイド補強層を構成するゴムの60℃におけるtanδを外側ゴムにおいて内側ゴムよりも小さくするとよい。
(2)前記カーカス層の巻上げ端末を、一方のサイドウォール部において前記ベルト層の内側まで延在させるようにする。この場合において、前記カーカス層の巻上げ端末をベルト層の内側まで延在させたサイドウォール部を、ネガティブキャンバー角の付与された車輪又はキャンバー角の付与されていない車輪では車両の内側に装着し、ポジティブキャンバー角の付与された車輪では車両の外側に装着するようにするとよい。
(3)前記ベルトカバー層を弾性率の異なる低弾性ヤーンと高弾性ヤーンとを撚り合せた複合繊維コードで構成する。
本発明によれば、カーカス層の外周面に沿って端末がビードコアの外周面に至らない第二カーカス層を配置したので、カーカス層に加わる張力に伴うせん断歪みから開放された第二カーカス層がクラウン部の剛性を強化することにより、通常走行時においては良好な操縦安定性及び乗心地性を発揮すると共に、ランフラット走行時においてはトレッド部のバックルの発生を抑制してランフラット耐久性を向上させることができる。
しかも、ビードフィラーの外周端をリムラインの法線よりもタイヤ径方向の内側に位置させたので、ランフラット走行時においてリムの接触圧による大きな応力を受け易い領域からビードフィラーの外周端を遠ざけたことにより、ビードフィラーの先端に働くせん断応力を抑制することができ、この近傍におけるゴムのセパレーションを抑制してランフラット耐久性を向上させることができる。
また、リムラインの法線上におけるカーカス層とサイドウォール部の外壁面との間のゴム厚Gaと、第二カーカス層の法線上における前記サイドウォール部の外壁面との間の最大ゴム厚Gbとの関係を、所定の範囲内に設定して、カーカス層の外側におけるタイヤ径方向のゴム厚の変化の割合を規制したので、リムの接触圧に伴う局部的な集中応力が緩和されて、ランフラット走行時にはリムクッション近傍におけるゴムのセパレーション故障を抑制すると同時に、ビード部の上方域におけるゴム厚の確保により、通常走行時には乗心地性を改善することができる。
さらに、リムラインの法線上におけるカーカス層とタイヤ内壁面との間のゴム厚Gcを大きく確保して、このゴム厚Gcを上述するゴム厚Gaに近づけるように設定したので、カーカス層と第二カーカス層との間に働くせん断応力を緩和することが可能になり、これに伴うセパレーション故障が抑制されて、特にランフラット走行時において耐久性が向上すると同時に、リムからの入力による変形が大きい領域におけるゴム厚の確保により、通常走行時における乗心地性を向上させることができる。
また、カーカス層の巻上げ端末をサイドウォール部の外壁面との間のゴム厚が最大となる位置の近傍に配置するようにしたので、カーカス層の巻上げ端末からの剥離故障が抑制されて、特にランフラット走行時において耐久性を向上させることができる。
サイドウォール部の内面側にサイド補強層を配置した形態からなるランフラットタイヤの構造を示す断面図である。 本発明の実施形態からなるランフラットタイヤにおけるサイドウォール部の一例を拡大して示す断面図である。 本発明の実施形態からなるランフラットタイヤにおけるサイドウォール部の他の例を拡大して示す断面図である。 本発明の実施形態からなるランフラットタイヤにおけるサイドウォール部のさらに他の例を拡大して示す断面図である。
以下、本発明の構成につき添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図1はサイドウォール部の内面側にサイド補強層を配置した形態からなるランフラットタイヤの構造を示す断面図である。
図1において、ランフラットタイヤ1は、左右一対のビード部2、2に埋設されたビードコア3、3の周囲をビードコア3、3の外周側に配置されたビードフィラー4、4を包み込んでタイヤ内側から外側に向けて折り返した少なくとも一層のカーカス層5を備え、トレッド部6の外周側に複数のベルト層7を配置し、ベルト層7の外周側にベルトカバー層8を配置すると共に、サイドウォール部9、9におけるカーカス層5とインナーライナー層10との間に断面三日月状のサイド補強層11を配置している。
そして、本発明では、図2に示すように、カーカス層5の外周面に沿ってビードフィラー4のタイヤ内壁面側に端部を有し、かつビードコア3の外周面3aとビードフィラー4の外周端4aとの間に端末12aを有する第二カーカス層12を配置すると共に、ビードフィラー4の外周端4aをビード部2の外壁面におけるリムライン13の法線Xよりもタ
イヤ径方向の内側に位置させている。なお、上記リムライン13とは、タイヤとリムとの嵌合状況が外部から判断できるように、ビード部2の外壁面に設けられたタイヤ周方向に延在する細い線をいう。
このように、カーカス層5の外周面に沿って端末12aがビードコア3の外周面3aに至らない第二カーカス層12を配置したので、カーカス層5に加わる張力に伴うせん断歪みから開放された第二カーカス層12がクラウン部の剛性を強化することにより、通常走行時においては良好な操縦安定性及び乗心地性を発揮すると共に、ランフラット走行時においてはトレッド部6のバックルの発生を抑制してランフラット耐久性を向上させることができる。
しかも、ビードフィラー4の外周端4aをビード部2の外壁面におけるリムライン13の法線Xよりもタイヤ径方向の内側に位置させたので、ランフラット走行時においてリム
の接触圧による大きな応力を受け易い領域からビードフィラー4の外周端4aを遠ざけたことにより、ビードフィラー4の先端に働くせん断応力を抑制することができ、この近傍におけるゴムのセパレーションを抑制して、ランフラット耐久性を向上させることができる。
さらに、本発明では、リムライン13の法線X上におけるカーカス層5とサイドウォー
ル部9の外壁面との間のゴム厚をGaとし、第二カーカス層12の法線上における第二カーカス層12とサイドウォール部9の外壁面との間の最大ゴム厚をGbとしたとき、GaとGbとの関係が0.65Gb<Ga<0.85Gb、好ましくは0.70Gb<Ga<0.80Gbとなるようにしている。なお、図2において、Yは第二カーカス層12とサイドウォール部9の外壁面との間のゴム厚が最大となる位置における第二カーカス層12の法線を示している。
このように、リムライン13の法線X上におけるゴム厚Gaと、第二カーカス層12の
法線上における最大ゴム厚Gbとの関係を設定して、ビード部2の上方域のカーカス層5の外側におけるタイヤ径方向のゴム厚の変化の割合を規制するようにしたので、リムの接触圧に伴う局部的な集中応力が緩和されることになり、ランフラット走行時にはリムクッション近傍におけるゴムのセパレーション故障が抑制されて、ランフラット耐久性を向上させることができると同時に、ビード部2の上方域におけるゴム厚の確保により、通常走行時には乗心地性を改善することができる。
ここで、リムライン13の法線X上におけるゴム厚Gaを第二カーカス層12の法線上
における最大ゴム厚Gbの0.85倍以上に設定すると、カーカスラインの形状に無理が生じたり、ゴムの容積が全体として必要以上に大きくなるため、耐久性を阻害する要因になる。
さらに、本発明では、リムライン13の法線X上におけるカーカス層5とタイヤ内壁面
との間のゴム厚をGcとしたとき、このゴム厚Gcと上述するゴム厚Gaとの関係を0.85Ga<Gc<1.00Ga、好ましくは0.90Ga<Gc<0.95Gaにすると共に、カーカス層5の巻上げ端末5aを、少なくとも一方のサイドウォール部9において、第二カーカス層12とサイドウォール部の外壁面との間のゴム厚が最大となる第二カーカス層12上の点Pを境界にして、第二カーカス層12に沿った両側の5mm以内の図中Qで示す範囲に位置させるようにしている。
このように、リムライン13の法線X上におけるカーカス層5とタイヤ内壁面との間の
ゴム厚Gcを大きく確保して、このゴム厚Gcを上述するゴム厚Gaに近づけるように設定したので、カーカス層5と第二カーカス層12との間に働くせん断応力を緩和することが可能になり、これに伴いカーカス層5と第二カーカス層12との間でのセパレーション故障が抑制されて、特にランフラット走行時において耐久性が向上すると同時に、リムからの入力に伴う変形が大きい領域におけるゴム厚の確保により、通常走行時における乗心地性を向上させることができる。
しかも、カーカス層5の巻上げ端末5aをサイドウォール部9の外壁面との間のゴム厚が最大となる位置の近傍に配置するようにしたので、カーカス層5の巻上げ端末5aからのセパレーション故障が抑制されて、特にランフラット走行時において耐久性を向上させることができる。
ここで、リムライン13の法線X上におけるタイヤ内壁面側のゴム厚Gcをタイヤ外壁
面側のゴム厚Gaと同等以上に設定すると、カーカスラインの形状に無理が生じたり、ゴムの容積が全体として必要以上に大きくなるため、耐久性を阻害する要因になる。
本発明において、上述するサイド補強層11を、第3図に示すように、タイヤ径方向に連なる内側ゴム11aと外側ゴム11bとで構成すると共に、これらのゴムのJIS−A硬さを内側ゴム11aにおいて外側ゴム11bよりも大きくするとよい。これにより、トレッド部6側の柔軟なゴムの配置により、ショルダー部近傍のゴムの撓みにより、リムから受ける応力が低減されて、通常走行時における乗心地性をさらに向上させることができる。
この場合において、さらに好ましくは、サイド補強層11を構成するゴムの60℃におけるtanδを外側ゴム11bにおいて内側ゴム11aよりも小さくするとよい。これにより、トレッド部6側の柔軟なゴムの発熱が抑制されて、耐久性を向上させることができる。
本発明において、カーカス層5の巻上げ端末5aを一方のサイドウォール部9において、図4に示すように、ベルト層7の端部の内側まで延在させることができる。これにより、サイド剛性が高められると同時に、巻上げ端末5aが走行時において比較的変形の少ないベルト層7の端部の内側に位置することになるので、巻上げ端末5a近傍におけるクラック故障が効率的に抑制されて、ランフラット耐久性を向上させることができる。
この場合において、上述するように構成したサイドウォール部9を、ネガティブキャンバー角の付与された車輪又はキャンバー角の付与されでいない車輪では車両の内側に装着し、ポジティブキャンバー角の付与された車輪では車両の外側に装着するようにするとよい。これにより、サイド剛性が高められた側のサイドウォール部9の荷重支持機能が強化せれて、通常走行時は勿論のこと、ランフラット走行時においても良好な操縦安定を確保することができると同時に、巻上げ端末5a近傍におけるクラック故障の抑制により、良好なランフラット耐久性を確保することができる。
本発明において、さらに好ましくは、ベルトカバー層8を弾性率の異なる低弾性ヤーンと高弾性ヤーンとを撚り合せた複合繊維コードで構成するとよい。このように、ベルトカバー層8として低弾性繊維コードと高弾性繊維コードとを撚り合せた複合繊維コードを使用することにより、高熱に伴なって歪みの回復性が得難くなる低弾性繊維コードの欠点と、圧縮疲労性や接着性にやや難点のある高弾性繊維コードの欠点とを相互に補完させることが可能になる。
そして、この複合繊維コードの種類や物性を適宜選定することによって、クラウン部における剛性を確保して、通常走行時においては良好な操縦安定性及び乗心地性を発揮すると共に、ランフラット走行時においてはトレッド部6のバックルの発生を抑制してランフラット耐久性を向上させるようにすることができる。
上述するように、本発明のランフラットタイヤ1は、カーカス層5の外周面に沿って第二カーカス層12を配置してクラウン部の剛性を強化すると共に、ビードフィラー4の外周端4aの位置、カーカス層5の巻上げ端末5aの位置、リムライン13の法線X上にお
けるカーカス層5中心にした内外ゴムの厚さGcとGaとの関係、及びビード部2の上方域におけるサイドゴムの厚さGaとGbとの関係をそれぞれ特定することによって、ビード部2におけるリムからの接触圧に伴う局部的な集中応力を回避して、ランフラット耐久性及び乗心地性を両立させるようにしたもので、近年の高性能車両に装着するランフラットタイヤとして幅広く適用することができる。
<従来例、実施例1、2、比較例1、2>
タイヤサイズを245/45R17、左右のサイドウォール部の基本構造を図2として、第二カーカス層12の有無、ビードフィラー外周端4aの位置、ビード部上方域におけるゴム厚Ga、Gb、Gc、カーカス層5の折り返し端末5aの位置、をそれぞれ表1のように異ならせて、従来タイヤ(従来例)、本発明タイヤ(実施例1、2)及び比較タイヤ(比較例1、2)を作製した。
これら5種類のタイヤをそれぞれ排気量1800ccのFF車の前後輪に装着して、以下の試験方法により、ランフラット耐久性及び乗心地性の評価を行った。
なお、各タイヤにおいて、カーカス層5及び第二カーカス層12にはそれぞれレーヨン繊維コード、ベルト層8、8にはスチールコード、サイド補強層11、11にはJIS−A硬さ80のゴム、ベルトカバー層8、8にはナイロン繊維コードを使用した。
〔ランフラット耐久性〕
各タイヤをリム(サイズ:17×8.0J)に組み込み、空気圧を230kPaとして、4輪のうち駆動輪右側(1本)のバルブコア除去して、アスファルト路面からなるテストコースを平均速度80km/hにて走行させ、ドライバーがタイヤの故障による振動を感じるまで走行を続け、その平均走行距離を以って、ランフラット耐久性の評価とした。そして、この評価を熟練された3名のテストドライバーにより行い、その結果を平均して従来タイヤを100とする指数により表1に併記した。数値が大きいほどランフラット耐久性が優れていることを示す。
〔乗心地性〕
各タイヤをリム(サイズ:17×8.0J)に組み込み、空気圧を230kPaとして、乾燥したアスファルト路面からなるテストコースを平均速度80km/hにて走行させ、熟練された3名のテストドライバーによる官能評価を行った。この評価結果を従来タイヤを3とする5点法により集計し、その平均値を表1に併記した。数値が大きいほど乗心地性が優れていることを示す。
Figure 2011240895
表1より、本発明タイヤは、従来タイヤ及び比較タイヤに比して、ランフラット耐久性及び乗心地性がバランス良く向上していることがわかる。
<実施例3>
上述する実施例1のタイヤにおけるサイド補強層11、11を、表2に示すように、タイヤ径方向に連なるJIS−A硬さの異なる内側ゴム11aと外側ゴム11bで構成して本発明タイヤ(実施例3)を作製した。ここで、内側ゴム11aと外側ゴム11bとの断面積を同等にした。
このタイヤについて、上記と同じ試験方法により、ランフラット耐久性及び乗心地性の評価を行い、その結果を、表1における従来例の結果と併せて表2に併記した。
Figure 2011240895
表2より、本発明タイヤは、従来タイヤに比して、ランフラット耐久性及び乗心地性が高いレベルで両立していることがわかる。
<実施例4>
上述する実施例1のタイヤにおけるカーカス層5の折り返し端末5aを、表3に示すように、一方のサイドウォール部9において、ベルト層8の端部内側まで延在させると共に、カーカス層5とベルト層8の端部とが5mm重なり合うようにして本発明タイヤ(実施例4)を作製した。
このタイヤについて、上記と同じ試験方法により、ランフラット耐久性及び乗心地性の評価を行い、その結果を、表1における従来例の結果と併せて表3に併記した。
Figure 2011240895
表3より、本発明タイヤは、従来タイヤに比して、ランフラット耐久性及び乗心地性が高いレベルで両立していることがわかる。
<実施例5>
上述する実施例1のタイヤにおけるベルトカバー層8,8を弾性率の異なるナイロンからなる低弾性有機繊維とアラミドからなる高弾性有機繊維とを撚り合せた複合繊維コードで構成して本発明タイヤ(実施例5)を作製した。
このタイヤについて、上記と同じ試験方法により、ランフラット耐久性及び乗心地性の評価を行い、その結果を、表1における従来例の結果と併せて表4に併記した。
Figure 2011240895
表4より、本発明タイヤは、従来タイヤに比して、ランフラット耐久性及び乗心地性が高いレベルで両立していることがわかる。
1 ランフラットタイヤ
2 ビード部
3 ビードコア
4 ビードフィラー
5 カーカス層
6 トレッド部
7 ベルト層
8 ベルトカバー層
9 サイドウォール部
10 インナーライナー層
11 サイド補強層
12 第二カーカス層
13 リムライン
Ga、Gb、Gc ゴム厚
X、Y 法線

Claims (6)

  1. 左右一対のビード部に埋設されたビードコアの周囲を該ビードコアの外周側に配置されたビードフィラーを包み込んでタイヤ内側から外側に向けて折り返した少なくとも一層のカーカス層を備え、トレッド部の外周側に複数のベルト層を配置し、該ベルト層の外周側にベルトカバー層を配置すると共に、サイドウォール部における前記カーカス層とインナーライナー層との間に断面三日月状のサイド補強層を配置したランフラットタイヤにおいて、
    前記カーカス層の外周面に沿って前記ビードフィラーのタイヤ内壁面側に端部を有し、かつ前記ビードコアの外周面と前記ビードフィラーの外周端との間に端末を有する第二カーカス層を配置すると共に、前記ビードフィラーの外周端を前記ビード部の外壁面におけるリムラインの法線よりもタイヤ径方向の内側に位置させ、かつ
    前記リムラインの法線上における前記カーカス層と前記サイドウォール部の外壁面との間のゴム厚をGaとし、前記第二カーカス層の法線上における該第二カーカス層と前記サイドウォール部の外壁面との間の最大ゴム厚をGbとしたとき、GaとGbとの関係が0.65Gb<Ga<0.85Gbであり、かつ
    前記リムラインの法線上における前記カーカス層とタイヤ内壁面との間のゴム厚をGcとしたとき、GcとGaとの関係が0.85Ga<Gc<1.00Gaであり、かつ
    前記カーカス層の巻上げ端末を、少なくとも一方のサイドウォール部において前記第二カーカス層と前記サイドウォール部の外壁面との間のゴム厚が最大となる第二カーカス層上の点を境界にして該第二カーカス層に沿った両側の5mm以内の範囲に位置させるようにしたことを特徴とするランフラットタイヤ。
  2. 前記断面三日月状のサイド補強層をタイヤ径方向に連なる内側ゴムと外側ゴムとで構成すると共に、該サイド補強層を構成するゴムのJIS−A硬さを内側ゴムにおいて外側ゴムよりも大きくした請求項1に記載のランフラットタイヤ。
  3. 前記サイド補強層を構成するゴムの60℃におけるtanδを外側ゴムにおいて内側ゴムよりも小さくした請求項2に記載のランフラットタイヤ。
  4. 前記カーカス層の巻上げ端末を、一方のサイドウォール部において前記ベルト層の内側まで延在させるようにした請求項1、2又は3に記載のランフラットタイヤ。
  5. 前記カーカス層の巻上げ端末をベルト層の内側まで延在させたサイドウォール部を、ネガティブキャンバー角の付与された車輪又はキャンバー角の付与されていない車輪では車両の内側に装着し、ポジティブキャンバー角の付与された車輪では車両の外側に装着するようにした請求項4に記載のランフラットタイヤ。
  6. 前記ベルトカバー層を弾性率の異なる低弾性ヤーンと高弾性ヤーンとを撚り合せた複合繊維コードで構成した請求項1〜5のいずれか1項に記載のランフラットタイヤ。
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