JP3983357B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気入りタイヤに関するものであり、より具体的には、パンク等によってタイヤの空気が抜けたときでも走行することができる、いわゆるランフラットタイヤに関するものであり、特にこのタイヤの空気抜け時においても安定して走行できるように走行性能を高めるとともに、ビード部耐久性の向上を図る。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤは、例えば釘あるいは尖った石や岩などの突起物が存在する路面上を負荷転動するとき、上記突起物を踏みしめることによって、突起物がタイヤのトレッド溝に挟まったりするなどの理由から、トレッド踏面に突き刺さることがあり、この結果、パンクして空気が抜けることがある。
【０００３】
そもそも、空気入りタイヤは、使用する際にはタイヤ内部に空気圧を適用することを条件として構成されており、この構成によって初めて、走行性や乗り心地性等のタイヤに要求される諸性能を満足することができる。
【０００４】
従って、パンクしたときのように空気が抜けた状態にあるタイヤでは、荷重を十分に支持することができず、タイヤは大きく潰れて走行性能等の諸性能が急速に悪化し、十分な操舵性が得られなくなるおそれがある。
【０００５】
この場合、ドライバーはハンドルをとられて危険な状況に直面することになり、特に高速走行時においてこのような状況が生じた場合には危険極まりない。
【０００６】
このため、仮に空気が抜けた状態にあるタイヤであっても、空気が抜ける前の正常状態にあるタイヤに比べて極端に性能が低下することなく走行することができる、いわゆるランフラットタイヤの開発が広く行われるようになった。
このランフラットタイヤを開発した例としては、例えば実開平06-050908 号公報がある。
【０００７】
上掲公報には、サイドウォール部を含むタイヤ内面に補強ゴムを配設し、ビードコアの断面形状の適正化を図ること、具体的にはタイヤのビードベース面の幅と、ビードコアを構成するワイヤフィラメントの第１層の幅とを、リムのビードシート幅対比で従来よりも大きく設定した構成のランフラットタイヤが記載されており、この構成を採用することによって、空気が抜けた状態においても、車両の車輪にタイヤが固着された状態を保ち、この結果、運転可能にすることができる旨が記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このランフラットタイヤは、リムフランジ上部101 とタイヤのビード部102 との間に、図９に示すように隙間Ｌが存在するため、空気が抜けた状態で負荷転動する場合には、タイヤのビード部102 は、サイドウォール部の曲げ変形に伴ってリムフランジ上部101 に向かう方向103 に大きく倒れ込むことになり、この結果、タイヤが受ける路面からの反力をリムに十分に伝達できないため、安定した走行性能が得られず、場合によっては走行することすらできないこともあり、加えて、この倒れ込みによって、タイヤのビード部外面がリムフランジ上部と擦れ合いながら接触することになり、この結果、タイヤのビード部外面が摩耗してビード部耐久性が悪化することが発明者らの調査によって判明した。
【０００９】
そのため、発明者らは、空気が抜けた状態にあるタイヤにおいても、安定して走行することができ、かつビード部耐久性を向上させるための検討を行った。
【００１０】
その結果、空気抜け状態にあるタイヤにおいて、リムフランジ上部と対向するビード部外面を補強し、リムフランジ上部とビード部外面とを緊密接触させることによって、ビード部の倒れ込みを抑制してタイヤが受ける路面からの反力をリムに十分に伝達しうるようにするとともに、タイヤのビード部外面とリムフランジ上部との擦れ合いを防止すれば、上記走行性能とビード部耐久性の双方を顕著に向上できることを見出した。
【００１１】
また、ランフラットタイヤは、空気が抜けた状態におけるタイヤ剛性を高めるため、通常はタイヤ内面に補強ゴムを配設する等の補強手段を有するのが一般的であり、これは、空気抜けが生じていない正常状態では、前記補強手段をもたない通常のタイヤに比べてタイヤ剛性が大きくなり、振動乗り心地性が劣る傾向にあるが、前記正常状態にあるランフラットタイヤにおいて、リムフランジ上部とタイヤのビード部外面との間に所定の隙間を設ければ、振動乗り心地性が向上することも判明した。
【００１２】
この発明の目的は、リムフランジ上部と対向するタイヤのビード部外面を補強し、パンク等の空気抜け状態にある場合に、リムフランジ上部とビード部の補強部とを緊密接触させて、ビード部の倒れ込みを抑制し、かつタイヤのビード部外面とリムフランジ上部との擦れ合いを防止することによって、空気抜け時の安定走行と、優れたビード部耐久性とを有する空気入りタイヤ、特にランフラットタイヤを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、タイヤ内面に補強ゴムを配設した空気入りタイヤにおいて、タイヤを適用リムに装着してタイヤ車輪として見た場合に、タイヤのビード部の、リムフランジ上部と対向する位置に、タイヤ幅方向外側へ突出するビード補強部を設け、このビード補強部の、リムフランジ上部と対向する部分に、リムフランジ上部の曲率と実質的に等しい曲率の対向面をもつ比較的軟質のゴムからなるリムずれ防止層を有し、空気圧が大気圧から最大負荷能力に対応する空気圧の80％未満までの範囲であり、かつ無負荷状態から最大負荷能力を加えた状態までの負荷条件下にて、前記ビード補強部のリムずれ防止層がリムフランジ上部と緊密接触することを特徴とする空気入りタイヤである。
【００１４】
また、ここで使用する「適用リム」、「最大負荷能力」及び「最大負荷能力に対応する空気圧」の用語は、いずれもJATMA YEAR BOOK(1997) に規定されている用語と同じ意味とする。
【００１５】
加えて、空気抜けが生じていない正常状態にあるタイヤにおける振動乗り心地性を向上させる必要がある場合には、空気圧が最大負荷能力に対応する空気圧の80〜100 ％の範囲内であり、かつ無負荷状態から最大負荷能力の80％に相当する負荷能力を加えた状態までの負荷条件下にあるタイヤ車輪の幅方向断面にて、タイヤのビード補強部を、リムフランジ上部からタイヤ径方向外方に離隔させることが好ましい。
【００１６】
また、リムずれ防止層は、そのゴム硬さが40未満であり、かつそのゴム厚さが 0.5〜3.0mm の範囲であることがより好ましい。
【００１７】
尚、リムずれ防止層のゴム硬さは、JIS Z 2246で規定するショア硬さ試験機(B7727) によって測定したときの値をいい、また、リムずれ防止層のゴム厚さｔは、最もタイヤ幅方向外側に位置するリムずれ防止層の部分をタイヤ径方向に沿って測ったときの厚さをいうこととする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１に、この発明に従う空気入りタイヤを適用リムに装着してタイヤ車輪としたときの代表的な幅方向断面を示したものであり、図中１は空気入りタイヤ、２はカーカス、３は補強ゴム、４は適用リム、５はリムフランジ、６はビード部、７はタイヤ幅方向、８はビード補強部、９はリムずれ防止層である。
【００１９】
図１に示すタイヤ１は、タイヤ内面、具体的にはカーカス２の内側プライ2aの内側に補強ゴム３を配設したランフラットタイヤである。
【００２０】
この補強ゴム３は、そのゴム質、及びタイヤ内面に配設する範囲等の条件については、従来のランフラットタイヤと同じように配設することができる。
一例として挙げると、ゴム硬さは60〜80である補強ゴム３を、図１に示すようにビード部６の内側位置からタイヤ赤道面17を中心としてベルト18の幅BWの60％の位置までの範囲に配設することができる。
【００２１】
そして、この発明の構成上の主な特徴は、▲１▼タイヤ１のビード部６の、リムフランジ上部5aと対向する位置に、タイヤ幅方向７の外側へ突出するビード補強部８を設けること、▲２▼ビード補強部８の、リムフランジ上部5aと対向する部分に、リムフランジ上部5aの曲率と実質的に等しい曲率の対向面9aをもつ比較的軟質のゴムからなるリムずれ防止層９を有すること、及び▲３▼空気が抜けた状態にあるタイヤ車輪において、前記リムずれ防止層９がリムフランジ上部5aと緊密接触することにあり、これらの発明特定事項▲１▼〜▲３▼の全てを満足することによって、パンク等のようにタイヤの空気が抜けた状態であっても、安定して走行することができ、かつビード部耐久性を向上させることができる。
【００２２】
この点については以下で具体的に説明する。
ビード補強部８は、特に空気が抜けた状態にあるタイヤを負荷転動させたときに、サイドウォール部の変形に伴って生じるビード部６の倒れ込みを抑制するために配設するものであり、タイヤ幅方向断面で見て、図２の破線20で示す従来タイヤのビード部外面輪郭形状からタイヤ幅方向７の外側へ突出して肉盛りした部分を意味する。
【００２３】
ビード補強部８のリムずれ防止層９以外の部分10は、ビード部６を補強してビード部６の倒れ込みを抑制するため、硬質ゴム（好適にはゴム硬さが70〜85）を用いることが好ましい。
【００２４】
リムずれ防止層９は、空気抜け時にビード部６がリムフランジ上部5aと緊密接触するために配設するものであり、そのため、比較的軟質なゴムからなることが必要である。
【００２５】
ビード補強部８のリムずれ防止層９は、そのゴム硬さを40未満にすることが好ましい。即ち、ゴム硬さが40以上になると、リムフランジ上部5aに対して緊密に接触( 密着) できなくなってリムずれを十分に防止できなくなるからである。尚、ゴム硬さ40未満を達成するには、リムずれ防止層９に発泡ゴムを用いることが好ましいが特に限定はしない。
【００２６】
また、リムずれ防止層９は、そのゴム厚さを厚くしすぎると、ビード補強部８に占める容積割合が大きくなりすぎて、ビード部を補強するというビード補強部８の本来の役割が薄らいでしまい、一方、そのゴム厚さを薄くしすぎると、前述したリムずれを有効に防止することができなくなる。このため、リムずれ防止層９のゴム厚さｔは、0.5 〜3.0mm の範囲にすることが好ましい。
【００２７】
さらに、リムずれ防止層９は、リムフランジ上部5aの曲率Ｒと実質的に等しい曲率をもつ対向面9aを有することが、空気抜け時にビード部６がリムフランジ上部5aと緊密接触するために必要である。
【００２８】
尚、ここでいうリムフランジ上部5aとは、具体的には、図２に示すようにフランジ５の断面輪郭形状を曲率Ｒの円弧と仮定し、このときフランジ５のタイヤ径方向の最外方位置19から、中心角が45°の扇形の弧の位置12までのリムフランジ部分を意味する。この理由は、リムずれが、かかるリムフランジ部分で生じやすいため、この発明では、このリムフランジ部分に対向するビード部６にリムずれ防止層９を配置する趣旨からである。
【００２９】
また、ビード補強部８は、図１では、頂部13を平らにした山状の断面形状としたが、この発明ではこの形状だけには限定されず、リムずれ防止層９の対向面9aが、フランジ上部5aの曲率と実質的に等しい曲率であればよく、より具体的には、ビード部６がリムフランジ上部5aと緊密接触する程度の曲率でありさえすれば、他の部分の形状については種々の態様を採ることができる。
【００３０】
加えて、ビード補強部８の前記頂部13は、リムフランジ端部11位置の直上位置か、又はそれよりもタイヤ幅方向７の外側に突出させることがリムずれを有効に防止する上で好ましい。
【００３１】
以上のことから、この発明は、上記▲１▼〜▲３▼を必須の発明特定事項とすることによって、パンク等のようにタイヤの空気が抜けた状態であっても、サイドウォール部の変形に伴うビード部６の倒れ込みが抑制され、タイヤが路面から受ける反力を有効にリム４に伝達することができるため、安定して走行することができ、また、ビード部６がリムフランジ上部5aと緊密接触するため、リムずれが生じにくくなる結果、ビード部耐久性を向上させることができる。
【００３２】
また、この発明は、空気抜け状態における走行性と、ビード部耐久性の双方を向上させることを主な目的とするため、空気抜けが生じていない正常状態にあるタイヤについては特に限定はしないが、例えば、前記正常状態にあるタイヤの振動乗り心地性を向上させる必要がある場合には、空気圧が最大負荷能力に対応する空気圧の80〜 100％の範囲内であり、かつ無負荷状態から最大負荷能力の80％に相当する負荷能力を加えた状態までの負荷条件下で、図３に示すように、タイヤ１のビード補強部８を、リムフランジ上部5aからタイヤ径方向外方14に離隔させ、これらの間に隙間15を設けることが好ましい。
【００３３】
即ち、前記正常状態にあるタイヤが負荷転動して路面からの反力を受ける場合に、前記隙間15は、タイヤからリムに伝達するエネルギーを有効に吸収して緩衝層としての役割を担うため、この結果、振動乗り心地性を向上させることができる。
【００３４】
尚、前記隙間15は、空気抜け時にビード部がリムフランジ上部と緊密接触する程度に設けることが必要であり、具体的には、図３に示すように、ビード補強部８の頂部13とリムずれ防止層９の対向面9aとの境界位置16と、フランジ端部位置11とをタイヤ赤道面17上に投影したときの２点間距離ｄが0.5 〜2.2mm の範囲であることが好ましい。
【００３５】
ところで、空気抜け時に走行できることを示す１つの目安として、空気抜け時( 空気圧が例えば大気圧とする。) のタイヤの縦ばね定数ｋ0 が、内圧適用時( 空気圧が例えば200kPaとする。) のタイヤの縦ばね定数ｋP と同等以上であること、即ち、ｋ0/ｋP ≧1 であることが挙げられる。
【００３６】
図４は、リムずれ防止層９のゴム厚さｔを1.5mm とし、リムずれ防止層９のゴム硬さを変化させたときのｋ0/ｋP を示したものである。尚、図４に示すタイヤは、いずれも内圧適用時の前記距離ｄが1.0mm であり、空気抜け時のタイヤの前記距離ｄが０mm( 即ち、リムずれ防止層９とリムフランジ上部5aとが緊密接触している。) である。
【００３７】
図４の結果から、リムずれ防止層９のゴム硬さは40未満であればｋ0/ｋP ＞1 であり、走行性が確保できることが分かった。
【００３８】
また、図５は、リムずれ防止層９の、ゴム厚さｔを1.5mm 、ゴム硬さを35とし、内圧適用時の前記距離ｄを変化させたときのｋ0/ｋP を示したものである。尚、図５に示すタイヤは、いずれも空気抜け時のタイヤの前記距離ｄは０mmである。
【００３９】
図５の結果から、前記距離ｄが0.5 〜2.2mm の範囲であれば、ｋ0/ｋP ＞1 であり、走行性が確保できることが分かった。
【００４０】
図６は、リムずれ防止層９のゴム硬さを30とし、リムずれ防止層９のゴム厚さｔを変化させたときのｋ0/ｋP を示したものである。尚、図６に示すタイヤは、いずれも内圧適用時の前記距離ｄが1.0mm であり、空気抜け時のタイヤの前記距離ｄが０mmである。
【００４１】
図６の結果から、リムずれ防止層９のゴム厚さｔが 0.5〜3.0mm の範囲であれば、ｋ0/ｋP ＞1 であり、走行性が確保できることが分かった。
【００４２】
図７は、リムずれ防止層９のゴム厚さｔを1.5mm とし、空気抜け時のタイヤ車輪を装着した実車での走行可能距離と、リムずれ防止層９のゴム硬さとの関係を示したものであり、ビード補強部をもたない従来タイヤ( 図9)の実車走行可能距離を100 として指数比で示す。尚、図７に示すタイヤは、いずれも内圧適用時の前記距離ｄが1.0mm であり、空気抜け時のタイヤの前記距離ｄが０mmである。
【００４３】
図７の結果から、リムずれ防止層９のゴム硬さが40未満であれば従来タイヤよりも走行可能距離が長くできることが分かった。
【００４４】
図８は、リムずれ防止層９のゴム硬さを30とし、空気抜け時のタイヤ車輪を装着した実車での走行可能距離と、リムずれ防止層９のゴム厚さｔとの関係を示したものであり、ビード補強部をもたない従来タイヤ( 図9)の実車走行可能距離を100 として指数比で示す。尚、図８に示すタイヤは、いずれも内圧適用時の前記距離ｄが1.0mm であり、空気抜け時のタイヤの前記距離ｄが０mmである。
【００４５】
図８の結果から、リムずれ防止層９のゴム厚さｔが 0.5〜3.0mm の範囲であれば従来タイヤよりも走行可能距離を長くできることが分かった。
【００４６】
尚、上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【００４７】
【実施例】
次に、この発明に従う空気入りタイヤを試作し、性能を評価したので以下で説明する。
・実施例１
実施例１のタイヤは、タイヤサイズが225/60R16 であり、その内面にゴム硬さが78の硬質ゴムからなる補強ゴム３で補強したランフラットタイヤであり、タイヤのビード部６にビード補強部８を設け、このビード補強部８の、リムフランジ上部5aと対向する部分に、ゴム硬さが30、ゴム厚さｔが1.5mm であるリムずれ防止層９を有する。そして、このタイヤを適用リム7JJ-16に装着し、空気圧が大気圧でかつ無負荷状態の条件下にあるタイヤ車輪としたときの幅方向断面形状が、図１に示すようにビード補強部６のリムずれ防止層９がリムフランジ上部5aと緊密接触するようにし、かつ、空気圧を最大負荷能力に対応する空気圧の83％とし、無負荷状態の条件下では、タイヤのビード補強部８を、リムフランジ上部5aからタイヤ径方向外方14に離隔させて、これらの間隔ｄを1.0mm とした。
その他のタイヤ構造については、通常の乗用車用タイヤとほぼ同様な構造とした。
【００４８】
・実施例２
実施例２のタイヤは、ビード部６のボリュームを実施例１のタイヤのビード部のボリュームの80％としたことを除いて実施例１のタイヤとほぼ同様である。
【００４９】
・比較例１
比較例１のタイヤは、ビード補強部８にゴム硬さが35、ゴム厚さｔが1.5 mmであるリムずれ防止層９を設け、空気圧適用時には、実施例１と同様、タイヤのビード補強部８を、リムフランジ上部5aからタイヤ径方向外方14に離隔させて配置させるものの、空気圧が零でかつ無負荷状態の条件下においても、ビード補強部８とリムフランジ上部5aとの間にｄ＝1.0mm の隙間が存在することを除いては実施例１とほぼ同様なタイヤ構造とした。
【００５０】
・比較例２
比較例２のタイヤは、ビード補強部８にリムずれ防止層９を設けず、空気圧適用時には、実施例１と同様、タイヤのビード補強部８を、リムフランジ上部5aからタイヤ径方向外方14に離隔させて配置させるものの、空気圧が大気圧でかつ無負荷状態の条件下では、ビード補強部８がリムフランジ上部5aとの隙間が存在することを除いては実施例１とほぼ同様なタイヤ構造とした。
【００５１】
・従来例
従来例のタイヤは、タイヤのビード部６にビード補強部８をもたず、空気圧が大気圧でかつ無負荷状態の条件下では、図６に示すようにビード部６とリムフランジ上部5aとの間に隙間Ｌが存在することを除いては実施例１とほぼ同様なタイヤ構造とした。
【００５２】
（試験方法）
上記各供試タイヤについて、走行性、ビード部耐久性及び振動乗り心地性について評価した。
走行性は、フロント右車輪にだけタイヤ内圧を適用しない（大気圧）の条件下で、実車による操縦安定性試験を行い、ドライバーのフィーリングによるポイントによって評価した。
ビード部耐久性は、走行性と同じ条件下で走行速度90km/hの直進主体の実車耐久試験を行い、大きな振動が発生して運転ができなくなるまでの走行距離を測定し、これによって評価した。
振動乗り心地性は、実車におけるフィールドテストを行い、ドライバーのフィーリングによるポイントによって評価した。
表１にそれらの評価結果を示す。尚、表１中の数値は、いずれも従来例を100 とした指数比で示してあり、大きいほど優れている。
【００５３】
【表１】
【００５４】
表１の試験結果から、実施例１及び２はいずれも、走行性、ビード部耐久性及び振動乗り心地性が従来例に比べて優れていた。
一方、比較例１及び２はいずれも、空気抜け時にビード補強部８が、リムフランジ上部5aと緊密に接触せずに負荷転動するたびにリムフランジ上部5aに対して擦れながら変動するため、タイヤが路面から受ける反力をリムに十分に伝達できず、また、ビード補強部８が摩耗するため、走行性及びビード部耐久性が悪かった。
【００５５】
【発明の効果】
この発明は、特にパンク等の空気抜け状態にある場合に、リムフランジ上部と対向するタイヤのビード部外面を補強するとともに、リムフランジ上部とビード部外面とを緊密接触させて、ビード部の倒れ込みを抑制するとともに、タイヤのビード部外面とリムフランジ上部との擦れ合いを防止することによって、優れた走行性能とビード部耐久性とを有する空気入りタイヤ、特にランフラットタイヤの提供を可能にすることができる。
加えて、空気抜けが生じていない正常状態において、リムフランジ上部とタイヤのビード部外面との間に所定の隙間を設けておけば、前記正常状態にあるランフラットタイヤの振動乗り心地性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従う空気入りタイヤを適用リムに装着し、空気圧が大気圧で無負荷状態にあるタイヤ車輪の幅方向断面図である。
【図２】図１の一部拡大図である。
【図３】この発明に従う空気入りタイヤを適用リムに装着し、空気圧適用時のタイヤ車輪の要部拡大図である。
【図４】リムずれ防止層のゴム硬さとｋ0/ｋp との関係を示す図である。
【図５】前記距離ｄとｋ0/ｋp との関係を示す図である。
【図６】リムずれ防止層のゴム厚さｔとｋ0/ｋp との関係を示す図である。
【図７】リムずれ防止層のゴム硬さと、内圧を適用しない場合( 大気圧) の実車走行可能距離との関係を示す図である。
【図８】リムずれ防止層のゴム厚さｔと、内圧を適用しない場合( 大気圧) の実車走行可能距離との関係を示す図である。
【図９】従来タイヤを適用リムに装着してタイヤ車輪としたときの要部拡大図である。
【符号の説明】
1 空気入りタイヤ
2 カーカス
3 補強ゴム
4 適用リム
5 リムフランジ
6 ビード部
7 タイヤ幅方向
8 ビード補強部
9 リムずれ防止層
10 ビード補強部の部分
11 フランジ端部位置
12 リムフランジ上の位置
13 ビード補強部８の頂部
14 タイヤ径方向外方
15 隙間
16 ビード補強部８の部分13とリムずれ防止層９の対向面9aとの境界位置
17 タイヤ赤道面
18 ベルト
19 リムフランジのタイヤ径方向最外方位置
20 破線
101 リムフランジ上部
102 ビード部
103 方向
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気入りタイヤに関するものであり、より具体的には、パンク等によってタイヤの空気が抜けたときでも走行することができる、いわゆるランフラットタイヤに関するものであり、特にこのタイヤの空気抜け時においても安定して走行できるように走行性能を高めるとともに、ビード部耐久性の向上を図る。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤは、例えば釘あるいは尖った石や岩などの突起物が存在する路面上を負荷転動するとき、上記突起物を踏みしめることによって、突起物がタイヤのトレッド溝に挟まったりするなどの理由から、トレッド踏面に突き刺さることがあり、この結果、パンクして空気が抜けることがある。
【０００３】
そもそも、空気入りタイヤは、使用する際にはタイヤ内部に空気圧を適用することを条件として構成されており、この構成によって初めて、走行性や乗り心地性等のタイヤに要求される諸性能を満足することができる。
【０００４】
従って、パンクしたときのように空気が抜けた状態にあるタイヤでは、荷重を十分に支持することができず、タイヤは大きく潰れて走行性能等の諸性能が急速に悪化し、十分な操舵性が得られなくなるおそれがある。
【０００５】
この場合、ドライバーはハンドルをとられて危険な状況に直面することになり、特に高速走行時においてこのような状況が生じた場合には危険極まりない。
【０００６】
このため、仮に空気が抜けた状態にあるタイヤであっても、空気が抜ける前の正常状態にあるタイヤに比べて極端に性能が低下することなく走行することができる、いわゆるランフラットタイヤの開発が広く行われるようになった。
このランフラットタイヤを開発した例としては、例えば実開平06-050908 号公報がある。
【０００７】
上掲公報には、サイドウォール部を含むタイヤ内面に補強ゴムを配設し、ビードコアの断面形状の適正化を図ること、具体的にはタイヤのビードベース面の幅と、ビードコアを構成するワイヤフィラメントの第１層の幅とを、リムのビードシート幅対比で従来よりも大きく設定した構成のランフラットタイヤが記載されており、この構成を採用することによって、空気が抜けた状態においても、車両の車輪にタイヤが固着された状態を保ち、この結果、運転可能にすることができる旨が記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このランフラットタイヤは、リムフランジ上部101 とタイヤのビード部102 との間に、図９に示すように隙間Ｌが存在するため、空気が抜けた状態で負荷転動する場合には、タイヤのビード部102 は、サイドウォール部の曲げ変形に伴ってリムフランジ上部101 に向かう方向103 に大きく倒れ込むことになり、この結果、タイヤが受ける路面からの反力をリムに十分に伝達できないため、安定した走行性能が得られず、場合によっては走行することすらできないこともあり、加えて、この倒れ込みによって、タイヤのビード部外面がリムフランジ上部と擦れ合いながら接触することになり、この結果、タイヤのビード部外面が摩耗してビード部耐久性が悪化することが発明者らの調査によって判明した。
【０００９】
そのため、発明者らは、空気が抜けた状態にあるタイヤにおいても、安定して走行することができ、かつビード部耐久性を向上させるための検討を行った。
【００１０】
その結果、空気抜け状態にあるタイヤにおいて、リムフランジ上部と対向するビード部外面を補強し、リムフランジ上部とビード部外面とを緊密接触させることによって、ビード部の倒れ込みを抑制してタイヤが受ける路面からの反力をリムに十分に伝達しうるようにするとともに、タイヤのビード部外面とリムフランジ上部との擦れ合いを防止すれば、上記走行性能とビード部耐久性の双方を顕著に向上できることを見出した。
【００１１】
また、ランフラットタイヤは、空気が抜けた状態におけるタイヤ剛性を高めるため、通常はタイヤ内面に補強ゴムを配設する等の補強手段を有するのが一般的であり、これは、空気抜けが生じていない正常状態では、前記補強手段をもたない通常のタイヤに比べてタイヤ剛性が大きくなり、振動乗り心地性が劣る傾向にあるが、前記正常状態にあるランフラットタイヤにおいて、リムフランジ上部とタイヤのビード部外面との間に所定の隙間を設ければ、振動乗り心地性が向上することも判明した。
【００１２】
この発明の目的は、リムフランジ上部と対向するタイヤのビード部外面を補強し、パンク等の空気抜け状態にある場合に、リムフランジ上部とビード部の補強部とを緊密接触させて、ビード部の倒れ込みを抑制し、かつタイヤのビード部外面とリムフランジ上部との擦れ合いを防止することによって、空気抜け時の安定走行と、優れたビード部耐久性とを有する空気入りタイヤ、特にランフラットタイヤを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、タイヤ内面に補強ゴムを配設した空気入りタイヤにおいて、タイヤを適用リムに装着してタイヤ車輪として見た場合に、タイヤのビード部の、リムフランジ上部と対向する位置に、タイヤ幅方向外側へ突出するビード補強部を設け、このビード補強部の、リムフランジ上部と対向する部分に、リムフランジ上部の曲率と実質的に等しい曲率の対向面をもつ比較的軟質のゴムからなるリムずれ防止層を有し、空気圧が大気圧から最大負荷能力に対応する空気圧の80％未満までの範囲であり、かつ無負荷状態から最大負荷能力を加えた状態までの負荷条件下にて、前記ビード補強部のリムずれ防止層がリムフランジ上部と緊密接触することを特徴とする空気入りタイヤである。
【００１４】
また、ここで使用する「適用リム」、「最大負荷能力」及び「最大負荷能力に対応する空気圧」の用語は、いずれもJATMA YEAR BOOK(1997) に規定されている用語と同じ意味とする。
【００１５】
加えて、空気抜けが生じていない正常状態にあるタイヤにおける振動乗り心地性を向上させる必要がある場合には、空気圧が最大負荷能力に対応する空気圧の80〜100 ％の範囲内であり、かつ無負荷状態から最大負荷能力の80％に相当する負荷能力を加えた状態までの負荷条件下にあるタイヤ車輪の幅方向断面にて、タイヤのビード補強部を、リムフランジ上部からタイヤ径方向外方に離隔させることが好ましい。
【００１６】
また、リムずれ防止層は、そのゴム硬さが40未満であり、かつそのゴム厚さが 0.5〜3.0mm の範囲であることがより好ましい。
【００１７】
尚、リムずれ防止層のゴム硬さは、JIS Z 2246で規定するショア硬さ試験機(B7727) によって測定したときの値をいい、また、リムずれ防止層のゴム厚さｔは、最もタイヤ幅方向外側に位置するリムずれ防止層の部分をタイヤ径方向に沿って測ったときの厚さをいうこととする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１に、この発明に従う空気入りタイヤを適用リムに装着してタイヤ車輪としたときの代表的な幅方向断面を示したものであり、図中１は空気入りタイヤ、２はカーカス、３は補強ゴム、４は適用リム、５はリムフランジ、６はビード部、７はタイヤ幅方向、８はビード補強部、９はリムずれ防止層である。
【００１９】
図１に示すタイヤ１は、タイヤ内面、具体的にはカーカス２の内側プライ2aの内側に補強ゴム３を配設したランフラットタイヤである。
【００２０】
この補強ゴム３は、そのゴム質、及びタイヤ内面に配設する範囲等の条件については、従来のランフラットタイヤと同じように配設することができる。
一例として挙げると、ゴム硬さは60〜80である補強ゴム３を、図１に示すようにビード部６の内側位置からタイヤ赤道面17を中心としてベルト18の幅BWの60％の位置までの範囲に配設することができる。
【００２１】
そして、この発明の構成上の主な特徴は、▲１▼タイヤ１のビード部６の、リムフランジ上部5aと対向する位置に、タイヤ幅方向７の外側へ突出するビード補強部８を設けること、▲２▼ビード補強部８の、リムフランジ上部5aと対向する部分に、リムフランジ上部5aの曲率と実質的に等しい曲率の対向面9aをもつ比較的軟質のゴムからなるリムずれ防止層９を有すること、及び▲３▼空気が抜けた状態にあるタイヤ車輪において、前記リムずれ防止層９がリムフランジ上部5aと緊密接触することにあり、これらの発明特定事項▲１▼〜▲３▼の全てを満足することによって、パンク等のようにタイヤの空気が抜けた状態であっても、安定して走行することができ、かつビード部耐久性を向上させることができる。
【００２２】
この点については以下で具体的に説明する。
ビード補強部８は、特に空気が抜けた状態にあるタイヤを負荷転動させたときに、サイドウォール部の変形に伴って生じるビード部６の倒れ込みを抑制するために配設するものであり、タイヤ幅方向断面で見て、図２の破線20で示す従来タイヤのビード部外面輪郭形状からタイヤ幅方向７の外側へ突出して肉盛りした部分を意味する。
【００２３】
ビード補強部８のリムずれ防止層９以外の部分10は、ビード部６を補強してビード部６の倒れ込みを抑制するため、硬質ゴム（好適にはゴム硬さが70〜85）を用いることが好ましい。
【００２４】
リムずれ防止層９は、空気抜け時にビード部６がリムフランジ上部5aと緊密接触するために配設するものであり、そのため、比較的軟質なゴムからなることが必要である。
【００２５】
ビード補強部８のリムずれ防止層９は、そのゴム硬さを40未満にすることが好ましい。即ち、ゴム硬さが40以上になると、リムフランジ上部5aに対して緊密に接触( 密着) できなくなってリムずれを十分に防止できなくなるからである。尚、ゴム硬さ40未満を達成するには、リムずれ防止層９に発泡ゴムを用いることが好ましいが特に限定はしない。
【００２６】
また、リムずれ防止層９は、そのゴム厚さを厚くしすぎると、ビード補強部８に占める容積割合が大きくなりすぎて、ビード部を補強するというビード補強部８の本来の役割が薄らいでしまい、一方、そのゴム厚さを薄くしすぎると、前述したリムずれを有効に防止することができなくなる。このため、リムずれ防止層９のゴム厚さｔは、0.5 〜3.0mm の範囲にすることが好ましい。
【００２７】
さらに、リムずれ防止層９は、リムフランジ上部5aの曲率Ｒと実質的に等しい曲率をもつ対向面9aを有することが、空気抜け時にビード部６がリムフランジ上部5aと緊密接触するために必要である。
【００２８】
尚、ここでいうリムフランジ上部5aとは、具体的には、図２に示すようにフランジ５の断面輪郭形状を曲率Ｒの円弧と仮定し、このときフランジ５のタイヤ径方向の最外方位置19から、中心角が45°の扇形の弧の位置12までのリムフランジ部分を意味する。この理由は、リムずれが、かかるリムフランジ部分で生じやすいため、この発明では、このリムフランジ部分に対向するビード部６にリムずれ防止層９を配置する趣旨からである。
【００２９】
また、ビード補強部８は、図１では、頂部13を平らにした山状の断面形状としたが、この発明ではこの形状だけには限定されず、リムずれ防止層９の対向面9aが、フランジ上部5aの曲率と実質的に等しい曲率であればよく、より具体的には、ビード部６がリムフランジ上部5aと緊密接触する程度の曲率でありさえすれば、他の部分の形状については種々の態様を採ることができる。
【００３０】
加えて、ビード補強部８の前記頂部13は、リムフランジ端部11位置の直上位置か、又はそれよりもタイヤ幅方向７の外側に突出させることがリムずれを有効に防止する上で好ましい。
【００３１】
以上のことから、この発明は、上記▲１▼〜▲３▼を必須の発明特定事項とすることによって、パンク等のようにタイヤの空気が抜けた状態であっても、サイドウォール部の変形に伴うビード部６の倒れ込みが抑制され、タイヤが路面から受ける反力を有効にリム４に伝達することができるため、安定して走行することができ、また、ビード部６がリムフランジ上部5aと緊密接触するため、リムずれが生じにくくなる結果、ビード部耐久性を向上させることができる。
【００３２】
また、この発明は、空気抜け状態における走行性と、ビード部耐久性の双方を向上させることを主な目的とするため、空気抜けが生じていない正常状態にあるタイヤについては特に限定はしないが、例えば、前記正常状態にあるタイヤの振動乗り心地性を向上させる必要がある場合には、空気圧が最大負荷能力に対応する空気圧の80〜 100％の範囲内であり、かつ無負荷状態から最大負荷能力の80％に相当する負荷能力を加えた状態までの負荷条件下で、図３に示すように、タイヤ１のビード補強部８を、リムフランジ上部5aからタイヤ径方向外方14に離隔させ、これらの間に隙間15を設けることが好ましい。
【００３３】
即ち、前記正常状態にあるタイヤが負荷転動して路面からの反力を受ける場合に、前記隙間15は、タイヤからリムに伝達するエネルギーを有効に吸収して緩衝層としての役割を担うため、この結果、振動乗り心地性を向上させることができる。
【００３４】
尚、前記隙間15は、空気抜け時にビード部がリムフランジ上部と緊密接触する程度に設けることが必要であり、具体的には、図３に示すように、ビード補強部８の頂部13とリムずれ防止層９の対向面9aとの境界位置16と、フランジ端部位置11とをタイヤ赤道面17上に投影したときの２点間距離ｄが0.5 〜2.2mm の範囲であることが好ましい。
【００３５】
ところで、空気抜け時に走行できることを示す１つの目安として、空気抜け時( 空気圧が例えば大気圧とする。) のタイヤの縦ばね定数ｋ0 が、内圧適用時( 空気圧が例えば200kPaとする。) のタイヤの縦ばね定数ｋP と同等以上であること、即ち、ｋ0/ｋP ≧1 であることが挙げられる。
【００３６】
図４は、リムずれ防止層９のゴム厚さｔを1.5mm とし、リムずれ防止層９のゴム硬さを変化させたときのｋ0/ｋP を示したものである。尚、図４に示すタイヤは、いずれも内圧適用時の前記距離ｄが1.0mm であり、空気抜け時のタイヤの前記距離ｄが０mm( 即ち、リムずれ防止層９とリムフランジ上部5aとが緊密接触している。) である。
【００３７】
図４の結果から、リムずれ防止層９のゴム硬さは40未満であればｋ0/ｋP ＞1 であり、走行性が確保できることが分かった。
【００３８】
また、図５は、リムずれ防止層９の、ゴム厚さｔを1.5mm 、ゴム硬さを35とし、内圧適用時の前記距離ｄを変化させたときのｋ0/ｋP を示したものである。尚、図５に示すタイヤは、いずれも空気抜け時のタイヤの前記距離ｄは０mmである。
【００３９】
図５の結果から、前記距離ｄが0.5 〜2.2mm の範囲であれば、ｋ0/ｋP ＞1 であり、走行性が確保できることが分かった。
【００４０】
図６は、リムずれ防止層９のゴム硬さを30とし、リムずれ防止層９のゴム厚さｔを変化させたときのｋ0/ｋP を示したものである。尚、図６に示すタイヤは、いずれも内圧適用時の前記距離ｄが1.0mm であり、空気抜け時のタイヤの前記距離ｄが０mmである。
【００４１】
図６の結果から、リムずれ防止層９のゴム厚さｔが 0.5〜3.0mm の範囲であれば、ｋ0/ｋP ＞1 であり、走行性が確保できることが分かった。
【００４２】
図７は、リムずれ防止層９のゴム厚さｔを1.5mm とし、空気抜け時のタイヤ車輪を装着した実車での走行可能距離と、リムずれ防止層９のゴム硬さとの関係を示したものであり、ビード補強部をもたない従来タイヤ( 図9)の実車走行可能距離を100 として指数比で示す。尚、図７に示すタイヤは、いずれも内圧適用時の前記距離ｄが1.0mm であり、空気抜け時のタイヤの前記距離ｄが０mmである。
【００４３】
図７の結果から、リムずれ防止層９のゴム硬さが40未満であれば従来タイヤよりも走行可能距離が長くできることが分かった。
【００４４】
図８は、リムずれ防止層９のゴム硬さを30とし、空気抜け時のタイヤ車輪を装着した実車での走行可能距離と、リムずれ防止層９のゴム厚さｔとの関係を示したものであり、ビード補強部をもたない従来タイヤ( 図9)の実車走行可能距離を100 として指数比で示す。尚、図８に示すタイヤは、いずれも内圧適用時の前記距離ｄが1.0mm であり、空気抜け時のタイヤの前記距離ｄが０mmである。
【００４５】
図８の結果から、リムずれ防止層９のゴム厚さｔが 0.5〜3.0mm の範囲であれば従来タイヤよりも走行可能距離を長くできることが分かった。
【００４６】
尚、上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【００４７】
【実施例】
次に、この発明に従う空気入りタイヤを試作し、性能を評価したので以下で説明する。
・実施例１
実施例１のタイヤは、タイヤサイズが225/60R16 であり、その内面にゴム硬さが78の硬質ゴムからなる補強ゴム３で補強したランフラットタイヤであり、タイヤのビード部６にビード補強部８を設け、このビード補強部８の、リムフランジ上部5aと対向する部分に、ゴム硬さが30、ゴム厚さｔが1.5mm であるリムずれ防止層９を有する。そして、このタイヤを適用リム7JJ-16に装着し、空気圧が大気圧でかつ無負荷状態の条件下にあるタイヤ車輪としたときの幅方向断面形状が、図１に示すようにビード補強部６のリムずれ防止層９がリムフランジ上部5aと緊密接触するようにし、かつ、空気圧を最大負荷能力に対応する空気圧の83％とし、無負荷状態の条件下では、タイヤのビード補強部８を、リムフランジ上部5aからタイヤ径方向外方14に離隔させて、これらの間隔ｄを1.0mm とした。
その他のタイヤ構造については、通常の乗用車用タイヤとほぼ同様な構造とした。
【００４８】
・実施例２
実施例２のタイヤは、ビード部６のボリュームを実施例１のタイヤのビード部のボリュームの80％としたことを除いて実施例１のタイヤとほぼ同様である。
【００４９】
・比較例１
比較例１のタイヤは、ビード補強部８にゴム硬さが35、ゴム厚さｔが1.5 mmであるリムずれ防止層９を設け、空気圧適用時には、実施例１と同様、タイヤのビード補強部８を、リムフランジ上部5aからタイヤ径方向外方14に離隔させて配置させるものの、空気圧が零でかつ無負荷状態の条件下においても、ビード補強部８とリムフランジ上部5aとの間にｄ＝1.0mm の隙間が存在することを除いては実施例１とほぼ同様なタイヤ構造とした。
【００５０】
・比較例２
比較例２のタイヤは、ビード補強部８にリムずれ防止層９を設けず、空気圧適用時には、実施例１と同様、タイヤのビード補強部８を、リムフランジ上部5aからタイヤ径方向外方14に離隔させて配置させるものの、空気圧が大気圧でかつ無負荷状態の条件下では、ビード補強部８がリムフランジ上部5aとの隙間が存在することを除いては実施例１とほぼ同様なタイヤ構造とした。
【００５１】
・従来例
従来例のタイヤは、タイヤのビード部６にビード補強部８をもたず、空気圧が大気圧でかつ無負荷状態の条件下では、図６に示すようにビード部６とリムフランジ上部5aとの間に隙間Ｌが存在することを除いては実施例１とほぼ同様なタイヤ構造とした。
【００５２】
（試験方法）
上記各供試タイヤについて、走行性、ビード部耐久性及び振動乗り心地性について評価した。
走行性は、フロント右車輪にだけタイヤ内圧を適用しない（大気圧）の条件下で、実車による操縦安定性試験を行い、ドライバーのフィーリングによるポイントによって評価した。
ビード部耐久性は、走行性と同じ条件下で走行速度90km/hの直進主体の実車耐久試験を行い、大きな振動が発生して運転ができなくなるまでの走行距離を測定し、これによって評価した。
振動乗り心地性は、実車におけるフィールドテストを行い、ドライバーのフィーリングによるポイントによって評価した。
表１にそれらの評価結果を示す。尚、表１中の数値は、いずれも従来例を100 とした指数比で示してあり、大きいほど優れている。
【００５３】
【表１】
表１の試験結果から、実施例１及び２はいずれも、走行性、ビード部耐久性及び振動乗り心地性が従来例に比べて優れていた。
一方、比較例１及び２はいずれも、空気抜け時にビード補強部８が、リムフランジ上部5aと緊密に接触せずに負荷転動するたびにリムフランジ上部5aに対して擦れながら変動するため、タイヤが路面から受ける反力をリムに十分に伝達できず、また、ビード補強部８が摩耗するため、走行性及びビード部耐久性が悪かった。
【００５５】
【発明の効果】
この発明は、特にパンク等の空気抜け状態にある場合に、リムフランジ上部と対向するタイヤのビード部外面を補強するとともに、リムフランジ上部とビード部外面とを緊密接触させて、ビード部の倒れ込みを抑制するとともに、タイヤのビード部外面とリムフランジ上部との擦れ合いを防止することによって、優れた走行性能とビード部耐久性とを有する空気入りタイヤ、特にランフラットタイヤの提供を可能にすることができる。
加えて、空気抜けが生じていない正常状態において、リムフランジ上部とタイヤのビード部外面との間に所定の隙間を設けておけば、前記正常状態にあるランフラットタイヤの振動乗り心地性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従う空気入りタイヤを適用リムに装着し、空気圧が大気圧で無負荷状態にあるタイヤ車輪の幅方向断面図である。
【図２】図１の一部拡大図である。
【図３】この発明に従う空気入りタイヤを適用リムに装着し、空気圧適用時のタイヤ車輪の要部拡大図である。
【図４】リムずれ防止層のゴム硬さとｋ0/ｋp との関係を示す図である。
【図５】前記距離ｄとｋ0/ｋp との関係を示す図である。
【図６】リムずれ防止層のゴム厚さｔとｋ0/ｋp との関係を示す図である。
【図７】リムずれ防止層のゴム硬さと、内圧を適用しない場合( 大気圧) の実車走行可能距離との関係を示す図である。
【図８】リムずれ防止層のゴム厚さｔと、内圧を適用しない場合( 大気圧) の実車走行可能距離との関係を示す図である。
【図９】従来タイヤを適用リムに装着してタイヤ車輪としたときの要部拡大図である。
【符号の説明】
1 空気入りタイヤ
2 カーカス
3 補強ゴム
4 適用リム
5 リムフランジ
6 ビード部
7 タイヤ幅方向
8 ビード補強部
9 リムずれ防止層
10 ビード補強部の部分
11 フランジ端部位置
12 リムフランジ上の位置
13 ビード補強部８の頂部
14 タイヤ径方向外方
15 隙間
16 ビード補強部８の部分13とリムずれ防止層９の対向面9aとの境界位置
17 タイヤ赤道面
18 ベルト
19 リムフランジのタイヤ径方向最外方位置
20 破線
101 リムフランジ上部
102 ビード部
103 方向
Claims (3)
- タイヤ内面に補強ゴムを配設した空気入りタイヤにおいて、
タイヤを適用リムに装着してタイヤ車輪として見た場合に、タイヤのビード部の、リムフランジ上部と対向する位置に、タイヤ幅方向外側へ突出するビード補強部を設け、
このビード補強部の、リムフランジ上部と対向する部分に、リムフランジ上部の曲率と実質的に等しい曲率の対向面をもつリムずれ防止層を有し、
該リムずれ防止層が、ビード補強部の他の部分よりも軟質のゴムからなり、
空気圧が大気圧から最大負荷能力に対応する空気圧の８０％未満までの範囲であり、かつ無負荷状態から最大負荷能力を加えた状態までの負荷条件下にて、前記ビード補強部のリムずれ防止層がリムフランジ上部と緊密接触することを特徴とする空気入りタイヤ。 - リムずれ防止層は、そのゴム硬さが４０未満であり、かつそのゴム厚さが０．５〜３．０ｍｍの範囲にある請求項１に記載した空気入りタイヤ。
- 空気圧が最大負荷能力に対応する空気圧の８０〜１００％の範囲内であり、かつ無負荷状態から最大負荷能力の８０％に相当する負荷能力を加えた状態までの負荷条件下にあるタイヤ車輪の幅方向断面にて、タイヤのビード補強部を、リムフランジ上部からタイヤ径方向外方に離隔させてなる請求項１又は２に記載した空気入りタイヤ。
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