JP2013147092A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性能を低下させることなく、乗心地及び転がり抵抗の改善された空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】本発明に係るランフラットタイヤ２０，３０，４０は、タイヤ径方向に延び、三日月状断面の補強ゴム５を備えるサイド部２と、サイド部２の径方向内側の端部に配置され、ビードコア３ａ及びビードフィラー３ｂを含むビード部３と、サイド部２内を延びるカーカス４と、を備える。カーカス４は、前記補強ゴムに沿って延びる本体部分４ａと、ビードコア３ａの周囲を巻き付けるように折り返される折り返し部分４ｂと、を含み、ビード部３は、規定の内圧及び荷重でリムと接触するリム接触端Ｘを有し、カーカス４の折り返し部分４ｂは、リム接触端Ｘからカーカス４の本体部分４ａに下ろした垂線Ｎとは異なる位置で終端する。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤに関し、特に、耐久性能を維持しつつ、縦バネ及び転がり抵抗を低減したランフラットタイヤに関する。

ランフラットタイヤとは、タイヤがパンクしても所定のスピードで一定距離を走行（ランフラット走行）できるタイヤである。タイヤサイド部に三日月状の補強ゴムを備えたランフラットタイヤが、従来技術として知られている。このようなランフラットタイヤは、パンクによって空気圧が０ｋＰａまで低下した状態でも、補強ゴムで荷重を支えることによって、車両走行を可能にする。

特開２０１１−２４６１２２号 特開２０１１−２２５００７号

しかしながら、従来技術のランフラットタイヤは、タイヤサイド部に補強ゴムを備えることによってタイヤの縦バネ、すなわちタイヤの縦方向の弾力性が増加する。そのため、通常の空気圧が入っている状態では、一般のタイヤよりも乗心地が硬く感じられた。また、補強ゴムを備えることによってタイヤの体積が増加するため、走行時に補強ゴムが発熱し、転がり抵抗が増大した。そこで従来は、補強ゴムの弾性率を下げることによって縦バネを低減し、乗心地を改善してきた。また、ゴムを低発熱化することによって、転がり抵抗の低減を図ってきた。

だが、縦バネの低いランフラットタイヤは、空気圧が０ｋＰａ又は極度に低い状態でランフラット走行を行うと、タイヤサイド部が大きく撓み、補強ゴムの発熱が増大する。その結果、補強ゴムが早期に破壊故障することにより、ランフラット走行時の走行可能距離が短くなり、タイヤの耐久性能が低下するという問題があった。

そこで、本発明は、耐久性能を低下させることなく、乗心地及び転がり抵抗を改善したランフラットタイヤの提供を目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、タイヤ径方向に延び、三日月状断面の補強ゴム（補強ゴム５）を備えるタイヤサイド部（サイド部２）と、前記タイヤサイド部の径方向内側の端部に配置され、ビードコア（ビードコア３ａ）およびビードフィラー（ビードフィラー３ｂ）を含むビード部（ビード部３）と、カーカス（カーカス４）と、を備えるランフラットタイヤ（ランフラットタイヤ１０）であって、前記カーカスは、前記補強ゴムに沿って延びる本体部分（本体部分４ａ）と、前記ビードコアの周囲を巻き付けるように折り返される折り返し部分（折り返し部分４ｂ）と、を含み、前記ビード部は、正規内圧及び荷重でリムと接触するリム接触端（リム接触端Ｘ）を有し、前記カーカスの前記折り返し部分は、前記リム接触端から前記カーカスの前記本体部分に下ろした垂線（垂線Ｎ）とは異なる位置で終端することを要旨とする。

かかる特徴によれば、カーカスの折り返し部分がビードフィラーの周囲を巻き付けることがなくなるため、この部分に働くせん断剛性が低下し、ビード部の構造剛性が低下する。その結果、タイヤの縦バネが低減し、乗心地が改善される。また、荷重時にビード部がリムと接触する位置（リム接触端）からカーカス本体部分に下ろした垂線の位置は、空気圧が非常に低い状態又は０ｋＰａでのランフラット状態において、ビード部が曲げられる変曲点に相当するため、剛性段差から部材端における歪みが集中する。そこで、リム接触端からカーカス本体部分に下ろした垂線とは異なる位置でカーカスの折り返し部分を終端させることにより、歪みの集中による故障を回避することができる。

なお、正規内圧とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２００８年度版の最大負荷能力に対応する空気圧であり、正規荷重とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２００８年度版の単輪を適用した場合の最大負荷能力に相当する荷重である。日本以外では、正規内圧とは、後述する規格に記載されている単輪の最大荷重（最大負荷能力）に対応する空気圧であり、正規荷重とは、後述する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）のことである。規格は、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。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 ＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎのＳｔａｎｄａｒｄｓ Ｍａｎｕａｌ”である。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記カーカスの前記折り返し部分が、前記ビードコアを巻き付けた後、前記カーカスの前記本体部分に沿って径方向に延び、前記垂線よりも径方向内側で終端することを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記ビードフィラーの径方向外側の端部が、前記垂線よりも径方向外側に位置することを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記ビードフィラーが、前記補強ゴムの弾性率と等しい、又はそれよりも高い弾性率を有することを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記ビードフィラーが、前記補強ゴムと径方向の位置が重複するよう配置され、その重複する部分の長さが、タイヤ断面高さの１５％以上であることを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記カーカスの前記折り返し部分が、前記ビードコアの径方向外側の面において終端することを要旨とする。

本発明によれば、耐久性能を維持しつつ、乗心地及び転がり抵抗を改善したランフラットタイヤを提供することができる。

図１は、従来技術によるランフラットタイヤを示した断面図である。（従来例） 図２は、本発明の実施形態に係るランフラットタイヤを示した断面図である。（実施例１） 図３は、本発明の実施形態に係るランフラットタイヤを示した断面図である。（実施例２） 図４は、本発明の実施形態に係るランフラットタイヤを示した断面図である。（実施例３） 図５は、本発明の比較評価における比較例のランフラットタイヤを示した断面図である。（比較例１） 図６は、本発明の比較評価における比較例のランフラットタイヤを示した断面図である。（比較例２） 図７は、本発明の比較評価における比較例のランフラットタイヤを示した断面図である。（比較例３） 図８は、本発明の比較評価における比較例のランフラットタイヤを示した断面図である。（比較例４）

以下、本発明に係るランフラットタイヤの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意されたい。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率の異なる部分が含まれることは勿論である。

図１は、従来技術によるランフラットタイヤ１０のタイヤ径方向に沿った部分断面図である。ランフラットタイヤ１０には、空気又は窒素ガスなどの不活性ガスを充填することができる。

ランフラットタイヤ１０は、走行時に路面と接するトレッド部１と、トレッド部１の両端をタイヤ径方向内側方向に延びるサイド部２と、サイド部２のタイヤ径方向内側の端部に配置されたビード部３と、タイヤの骨格を形成するカーカス４とを備える。ビード部３は、高炭素鋼を束ねたビードコア３ａと、硬質ゴムで形成され、概ね三角形断面のビードフィラー３ｂとを含む。ビードコア３ａは、ビード部３のタイヤ径方向内側の端部に配置され、ビードフィラー３ｂは、ビードコア３ａの径方向外側に配置される。カーカス４は、ビード部３からサイド部２、トレッド部１を通って反対側のビード部（図示せず）まで延び、両端をビード部で固定されている。カーカス４の両端は、ビードコア３ａ及びビードフィラー３ｂを巻き付けるように折り返され、ビードフィラー３ｂの径方向外側で終端している。

ランフラットタイヤ１０は、サイド部２内に補強ゴム５をさらに備える。補強ゴム５は、タイヤ径方向に沿った断面が三日月状であり、カーカス４の内面（タイヤ幅方向内側）に配置されている。

図２〜図４は、本発明の実施形態によるランフラットタイヤ２０，３０，４０を示す部分断面図である。なお、図１と同一の符号は、図１に示される部品又は部分と同一の部品又は部分を示す。

図２〜図４において、カーカス４は、補強ゴム５のタイヤ幅方向外側に沿って延びる本体部分４ａと、ビードコア３ａの周囲を巻き付けるようにタイヤ幅方向内側から外側に向けて折り返される折り返し部分４ｂとを含む。図１が示すランフラットタイヤ１０とは異なり、カーカス４の折り返し部分４ｂが、ビードコア３ａの周囲を巻き付けるようにタイヤ幅方向内側から外側に向けて折り返される。そのため、ビードフィラー３ｂはカーカス４の折り返し部分４ｂによって周囲を巻き付けられることがなく、せん断剛性が低下する。また、カーカス４の折り返し部分４ｂは、荷重時にビード部３の外面がリム６と接する端部（リム接触端Ｘ）から、カーカス４の本体部分４ａに下ろした垂線Ｎとは異なる位置で終端する。これにより、ランフラット状態において垂線Ｎに歪が集中することによる故障を回避する。

図２が示すランフラットタイヤ２０は、カーカス４の折り返し部分４ｂが、ビードコア３ａの上面で終端する。従来例のランフラットタイヤ１０と比べてカーカス４の折り返し部分が短いことにより、サイド部２の剛性が低下し、縦バネがさらに低減する。

図３が示すランフラットタイヤ３０は、カーカス４の折り返し部分４ｂが、カーカス４の本体部分４ａに沿って延び、垂線Ｎよりもタイヤ径方向内側（下側）で終端している。カーカス４の本体部分４ａと折り返し部分４ｂとの接着域が少ないことにより、せん断歪が低減し、ビード部３周りの発熱が低減する。これにより、転がり抵抗が低減する。

図４が示すランフラットタイヤ４０は、カーカス４の折り返し部分４ｂが、カーカス４の本体部分４ａに沿って延び、垂線Ｎよりもタイヤ径方向外側（上側）で終端する。これにより、ランフラット状態において垂線Ｎに歪が集中することによる故障を回避する。

図２〜図４が示すランフラットタイヤ２０，３０，４０において、概ね三角形状であるビードフィラー３ｂの高さはいずれも、好ましくは垂線Ｎの径方向位置よりも高い。すなわち、ビードフィラー３ｂの径方向外側の端部は、垂線Ｎよりもタイヤ径方向外側に位置する。さらに好ましくは、ビードフィラー３ｂの径方向外側の端部は、タイヤ最大幅Ｗ_ｍａｘの径方向位置にある。タイヤ最大幅Ｗ_ｍａｘの位置では、せん断歪が最大となるため、ここに配置されたゴムは変形量が増加し、発熱が増大することによって転がり抵抗も増加する。また、上述したように、垂線Ｎの位置は、ランフラット状態において、ビード部３が曲げられる変曲点に相当するため、剛性段差から部材端における歪みが集中する。そのため、補強ゴム５の径方向内側の端部及びビードフィラー３ｂの径方向外側端部を、いずれも垂線Ｎ上に位置しないように配置することにより、歪みの集中による故障を回避する。

好ましくは、ビードフィラー３ｂは、補強ゴム５の弾性率と等しい、又はそれよりも高い弾性率を有する材料で形成される。ビードフィラー３ｂの弾性率が補強ゴム５の弾性率よりも低いと、空気圧が非常に低い状態又は０ｋＰａでのランフラット状態において、ビード部３の倒れ込み変形が増大する。そのため、ビード部３が故障し、ランフラット耐久性能を低下させる。

また、ビードフィラー３ｂは、補強ゴム５とタイヤ径方向の位置が重複するように配置される。好ましくは、ビードフィラー３ｂと補強ゴム５とが重複する部分の長さは、タイヤ断面高さＳＨの１５％以上である。

次に、本発明の効果を更に明確にするために、従来例、実施例、及び比較例に係るランフラットタイヤを用いて行った比較評価について説明する。具体的には、（１）各ランフラットタイヤの構成、（２）評価結果について説明する。なお、本発明は、これらの例によって何ら限定されるものではない。

（１）各ランフラットタイヤの構成
まず、従来例、実施例、及び比較例に係るランフラットタイヤについて、簡単に説明する。なお、いずれの例も、タイヤサイズ２２５／４５Ｒ１７、リム７．５Ｊ×１７を使用した。

従来例に係るランフラットタイヤ１０は、図１に示すように、カーカス４の折り返し部分４ｂが、ビードコア３ａ及びビードフィラー３ｂを巻き付けるように延び、ビードフィラー３ｂよりもタイヤ径方向外側で終端している。

実施例１に係るランフラットタイヤ２０は、図２に示すように、カーカス４の折り返し部分４ｂが、ビードコア３ａの上面（径方向外側の面）で終端している。

実施例２に係るランフラットタイヤ３０は、図３に示すように、カーカス４の折り返し部分４ｂが、カーカス４の本体部分４ａに沿って延び、垂線Ｎよりもタイヤ径方向内側で終端している。

実施例３に係るランフラットタイヤ４０は、図４に示すように、カーカス４の折り返し部分４ｂが、カーカス４の本体部分４ａに沿って延び、垂線Ｎよりもタイヤ径方向外側で終端している。

比較例１に係るランフラットタイヤ５０は、図５に示すように、カーカス４の折り返し部分４ｂが、カーカス４の本体部分４ａに沿って延び、垂線Ｎ上で終端している。

比較例２に係るランフラットタイヤ６０は、図６に示すように、カーカス４の折り返し部分４ｂがビードコア３ａの上面で終端している点で、図２のランフラットタイヤ２０と共通する。ただし、ビードフィラー３ｂの径方向外側の端部が、垂線Ｎ上に位置するように配置されている点で、図２のランフラットタイヤ２０と相違する。

比較例３に係るランフラットタイヤ７０は、図７に示すように、カーカス４の折り返し部分４ｂがビードコア３ａの上面で終端している点で、図２のランフラットタイヤ２０と共通する。ただし、補強ゴム５の径方向内側の端部が、垂線Ｎ上に位置するように配置されている点で、図２のランフラットタイヤ２０と相違する。

比較例４に係るランフラットタイヤ８０は、図８に示すように、カーカス４の折り返し部分４ｂがビードコア３ａの上面で終端している点で、図２のランフラットタイヤ２０と共通する。ただし、ビードフィラー３ｂの弾性率が、補強ゴム５の弾性率よりも低い点で、図２のランフラットタイヤ２０と相違する。

（２）評価結果
上述した従来例、実施例、及び比較例に係るランフラットタイヤを用いた評価結果について、表１を参照しながら説明する。具体的には、乗心地、転がり抵抗、ランフラット耐久性能について説明する。

［乗心地］
乗り心地評価として下記条件でタイヤの縦バネを測定し、従来例に係るランフラットタイヤ１０の縦バネ値を‘１００’とし、その他のランフラットタイヤの縦バネ値を指数で示した。表１において、指数が小さいほど、縦バネ値が低い事を意味する。
・荷重： ４．２２ｋＮ
・空気圧： ２３０ｋＰａ

［転がり抵抗］
各ランフラットタイヤを転がり抵抗試験ドラムに装着し、転がり抵抗の値を下記条件で測定した。従来例に係るランフラットタイヤ１０の転がり抵抗の値を‘１００’とし、その他のランフラットタイヤの転がり抵抗の値を指数で示した。表１において、指数が小さいほど、転がり抵抗が低いことを意味する。
・荷重： ４．８２ｋＮ
・空気圧：２１０ｋＰａ
・速度： ８０ｋｍ／ｈ

［ランフラット耐久性能］
下記条件で、ＩＳＯのＲＦ耐久性能レベルを達成するか否かを判断した。表１において、○がＩＳＯのＲＦ耐久性能レベルを達成したことを意味し、×が未達であったことを意味する。
・荷重： ４．２２ｋＮ
・空気圧：０ｋＰａ
・速度： ８０ｋｍ／ｈで８０ｋｍ走行

この結果、実施例１〜３に係るランフラットタイヤは、従来例に係るランフラットタイヤと比べて縦バネ値が低いことから、乗心地が良好であることが判明した。転がり抵抗についても、従来例に係るランフラットタイヤと比べて低いことが判明した。また、比較例１〜４に係るランフラットタイヤは、乗心地（縦バネ値）及び転がり抵抗に関しては実施例１〜３に係るランフラットタイヤと同程度の結果を示したものの、ランフラット耐久性能がＩＳＯのＲＦ耐久性能レベルを満たさないことが判明した。すなわち、実施例１〜３に係るランフラットタイヤは、耐久性能を維持しつつ、乗心地及び転がり抵抗がいずれも改善されるということが判明した。

以上のように、本発明は、カーカスの折り返し部分を好適に構成することにより、耐久性能を維持しつつ乗心地と転がり抵抗を改善したランフラットタイヤに利用することができる。

１ トレッド部
２ サイド部
３ ビード部
４ カーカス
５ 補強ゴム
６ リム
１０，２０，３０，４０ ランフラットタイヤ

Claims (6)

1. タイヤ径方向に延び、三日月状断面の補強ゴムを備えるタイヤサイド部と、前記タイヤサイド部の径方向内側の端部に配置され、ビードコアおよびビードフィラーを含むビード部と、カーカスと、を備える空気入りラジアルタイヤであって、
   前記カーカスは、前記補強ゴムに沿って延びる本体部分と、前記ビードコアの周囲を巻き付けるように折り返される折り返し部分と、を含み、
   前記ビード部は、正規内圧及び荷重でリムと接触するリム接触端を有し、前記カーカスの前記折り返し部分は、前記リム接触端から前記カーカスの前記本体部分に下ろした垂線とは異なる位置で終端する、空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記カーカスの前記折り返し部分は、前記ビードコアを巻き付けた後、前記カーカスの前記本体部分に沿って径方向に延び、前記垂線よりも径方向内側で終端する、請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記ビードフィラーの径方向外側の端部は、前記垂線よりも径方向外側に位置する、請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記ビードフィラーは、前記補強ゴムの弾性率と等しい、又はそれよりも高い弾性率を有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記ビードフィラーは、前記補強ゴムと径方向の位置が重複するように配置され、その重複する部分の長さは、タイヤ断面高さの１５％以上である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
6. 前記カーカスの前記折り返し部分は、前記ビードコアの径方向外側の面において終端する、請求項１、３乃至５のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤ。

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