JP4133000B2

JP4133000B2 - Run flat tire

Info

Publication number: JP4133000B2
Application number: JP2002171244A
Authority: JP
Inventors: 広之飯田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2002-06-12
Filing date: 2002-06-12
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2022-06-12
Also published as: JP2004017668A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カーカスの内面側でかつ少なくともサイドウォール部に補強層を有するランフラットタイヤに関するものであり、特にかかるタイヤの耐久性の向上を図る。
【０００２】
【従来の技術】
通常の空気入りラジアルタイヤでは、タイヤに必要とされる剛性を発現させるために、ビード部にビードコアやビードフィラーを埋設することでホイールのリムとの嵌合を強固にするとともに剛性を確保し、またカーカスのクラウン部外周にベルトを配置することでリング剛性を得ている。さらに、タイヤ内部に空気を充填することで、ベルトに張力が付与され、前述のリング剛性がより増大する。また、通常カーカスプライが主体となって構成されているサイドウォール部にも同様の張力が付与され、サイドウォール部は、かかる張力によって発現される剛性によってベルトとビード部との間をバネのように弾性的に結合する。このように通常の空気入りラジアルタイヤにおいては、サイドウォール部に付加的な部材をあえて配設しないことで、通常走行時の乗心地を確保している。
【０００３】
しかし、車両の操縦安定性を向上させる等の理由から、空気入りラジアルタイヤのサイドウォール部の剛性を高める必要が生じることがある。
【０００４】
特に、パンク時においてもある程度の距離の走行が可能な空気入りラジアルタイヤ、いわゆるランフラットタイヤでは、低内圧またはパンクした状態で荷重を負荷したときの撓み変形を抑制する必要があることから、空気圧に依存することなくタイヤ単体またはリムとの組み合わせ体で十分に剛性を発揮することが要求されている。
【０００５】
タイヤの剛性を高めるための手段としては、例えば図５（ａ）に示すように、サイドウォール部１０１に断面が三日月状の補強層１０３をカーカス１０２の内面側に配置する。カーカス１０２が複数枚のプライで構成されているときには、図５（ｂ）に示すように、プライの間にこの補強層１０３を挟み込んで配置するのが有用である。補強層１０３の材質としては硬質のゴム材料等が使用され、特に剛性を増大させる観点から引張りおよび圧縮剛性の高いものを用いるのが一般的である。また、補強層１０３はこれに隣接する部材との間に生じる剛性段差を小さくするため、補強層１０３の厚さが、図６に示すようにタイヤ径方向端縁１０４ａ、１０４ｂに向かって薄くなるように形成されてはいるものの、補強層１０３の端部１０５ａ、１０５ｂ形状の適正化が図られていないため、剛性段差が依然として大きくなる傾向があり、補強層１０３の端部１０５ａ、１０５ｂ近傍に応力が集中する結果、早期に故障が生じやすいという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、この発明の目的は、補強層、特のその端部および移行部の厚さ方向の断面形状の適正化を図ることにより、補強層とこれに接する部材との間で生じる剛性段差を小さくして、優れた耐久性を有するランフラットタイヤを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明は、一対のビード部、ビード部からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部および両サイドウォール部間にまたがって延びるトレッド部の各部にわたってトロイド状に延びる少なくとも１枚のプライからなるカーカスを配設し、カーカスのクラウン部とトレッド部との間に、タイヤ赤道面を挟んでコードが互いに交差するように積層した少なくとも２層のコード層からなるベルトを具え、カーカスの内面側および／またはプライ間でかつ少なくともサイドウォール部の範囲にわたって断面三日月状の補強層を具えるランフラットタイヤにおいて、補強層は、タイヤ幅方向断面で見て、補強層のタイヤ径方向端縁位置から補強層の外周面に沿って測定した距離を変数ｘとし、補強層の厚さをｔ_１とするとき、前記厚さ（ｔ_１）が下記（１）式の関係式を満足するように漸増する一対の端部と、該端部との境界位置に変曲点を持ち、補強層の厚さが最大となる点に向かって厚さが漸増する一対の移行部と、両移行部間に位置する中央部とを有し、前記変曲点の位置は、補強層の厚さの最大値の７０％以下の範囲にあることを特徴とするランフラットタイヤである。
記
ｔ_１＝ａｘ^ｎ・・・・・（１）
但し、ａ＞０、ｎ＞１である。
【０００８】
ここにいう「変曲点」には、曲線の凹凸の状態が変わる点に加えて、曲線と直線の交点を含むものとする。
【０００９】
なお、この発明において、タイヤの各部の寸法は、ＪＡＴＭＡに規定された標準リムに組み付け、適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力に対応する空気圧を充填してタイヤをリムに嵌合した後、タイヤ内圧をこの空気圧の１０％に相当する空気圧まで減圧した状態で測定するものとする。
【００１０】
移行部の厚さの変化率は、変曲点から補強層の厚さが最大となる点に向かって漸減することが好ましい。ここで「厚さの変化率」とは、タイヤ幅方向断面内での補強層に対する接線の傾きのことであり、具体的には、補強層のタイヤ幅方向断面を表す式の微分係数として求めることができる。
【００１１】
また、累乗の指数ｎは４／３以上であることが好ましい。
【００１２】
加えて、補強層の一方の端部とこれに隣接する移行部とを合わせた幅が前記補強層の幅の０．２倍以上であることが好ましい。
【００１３】
さらにまた、補強層の厚さの最大値が補強層の幅の０.１４倍以上であることが好ましい。
【００１４】
ここで、「端部の幅」および「補強層の幅」とは、タイヤ幅方向断面で見て、補強層の外周面に沿ってそれぞれ測定したときの幅をいう。
【００１５】
また、「補強層の厚さ」とは補強層の外周面に立てた法線上で測定した補強層の外周面と内周面との間の距離をいう。
【００１６】
さらに、補強層の中央部の厚さはほぼ一定であることが好ましい。
【００１７】
加えて、補強層の中央部を中央域と両端域に区分するとき、中央域の厚さが両端域のそれに比べて薄いことが好ましい。
【００１８】
さらにまた、補強層は、そのタイヤ径方向外側に位置する端部をベルトの端部下方にオーバーラップさせて配設し、かかるオーバーラップ範囲をタイヤ幅方向に測定したときの幅が、カーカス高さの０．２倍以上であることが好ましい。
【００１９】
また、タイヤを標準リムに装着した状態にて、補強層のタイヤ径方向縁とリム径ラインとの間のタイヤ径方向距離が、標準リムのフランジ高さの１．３倍以上であることが好ましい。ここで「リム径ライン」とは、リム径を測定する位置を意味する。
【００２０】
さらに、補強層が硬質ゴムであることが好ましい。
【００２１】
加えて、補強層の１００％モジュラスが４ＭＰａ以上であることが好ましい。
【００２２】
さらにまた、カーカスを構成する少なくとも１枚のプライが、ナイロン６、ナイロン６６、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、レーヨン、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）およびアラミドからなる群より選択されたコードを有することが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明に従う代表的なランフラットタイヤ（以下、「タイヤ」という。）の幅方向半断面を示した図である。
【００２４】
図１に示すタイヤ１は、一対のビード部２、ビード部２からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部３および両サイドウォール３部間にまたがって延びるトレッド部４の各部にわたってトロイド状に延びる少なくとも１枚のプライ、図１では２枚のプライからなるカーカス５を配設し、カーカス５のクラウン部６とトレッド部４との間に、タイヤ赤道面７を挟んでコードが互いに交差するように積層した少なくとも２層のコード層、図１では２層のコード層８ａ、８ｂからなるベルト９を具え、カーカス５の内面側でかつ少なくともサイドウォール部３の範囲にわたって断面三日月状の補強層１０を具えており、いわゆるサイド補強タイプのランフラットタイヤの構造を有する。
【００２５】
そして、この発明の構成上の主な特徴は、補強層１０、特にその端部１３ａ、１３ｂおよび移行部１６ａ、１６ｂの厚さ方向の断面形状の適正化を図ることにあり、具体的には、補強層１０が、タイヤ幅方向断面で見て、補強層１０のタイヤ径方向端縁１１ａ、１１ｂ位置から補強層１０の外周面１２に沿って測定した距離を変数ｘとし、補強層１０の厚さをｔ_１とするとき、厚さｔ_１が下記（１）式の関係式を満足するように漸増する一対の端部１３ａ、１３ｂと、端部１３ａ、１３ｂとの境界位置１４ａ、１４ｂに変曲点を持ち、補強層１０の厚さが最大となる点１２に向かって厚さが漸増する一対の移行部１６ａ、１６ｂと、両移行部１６ａ、１６ｂ間に位置する中央部１７とを有し、前記変曲点の位置は、補強層の厚さの最大値の７０％以下の範囲にあることにある。
記
ｔ_１＝ａｘ^ｎ・・・・・（１）
但し、ａ＞０、ｎ＞１である。
【００２６】
以下、この発明が上記構成を採用するに至った経緯を作用とともに説明する。発明者は、サイドウォール部３をタイヤ周方向に単位長さ切り出し、これを円弧状の梁とみなしてモデル化し、タイヤに負荷荷重Ｗが適用されたときに生じる曲げと軸力による最大圧縮応力σを解析した。すなわち、タイヤ幅方向断面内において、円弧の中心を通りタイヤ回転軸に平行な線Ｌから角度θの位置における最大圧縮応力σは、サイドウォール部３の、曲率半径、タイヤ周方向断面積および断面係数、ならびに開き角をそれぞれＲ、Ａ、Ｚおよびφとすると、次式のように表される。
【００２７】
【数１】

但し、−φ／２≦θ≦φ／２である。
【００２８】
上式より、最大圧縮応力σは、θ＝−φ／２またはφ／２において最小となり、θ＝０において最大となることが分かる。
【００２９】
また、サイドウォール部３の剛性を高めるため、カーカス５内面側に補強層１０を配設した場合の最大圧縮応力σ′は、補強層１０のタイヤ周方向断面積をａとすると、次式のように表される。
【００３０】
【数２】

【００３１】
したがって、任意の角度θにおける最大圧縮応力σ′を均一にするためには、上式の右辺第二項が右辺第一項に反比例して変化する必要がある。すなわち、ｃｏｓθが最小のときにＷ／（Ａ＋ａ）が最大になる、すなわちａが最小となり、ｃｏｓθが最大のときにＷ／（Ａ＋ａ）が最小になる、すなわちａが最大となる必要がある。このような断面積ａの変化を有する補強層１０のタイヤ幅方向断面形状は三日月状となる。
【００３２】
しかしながら、このような断面形状の補強層１０を用いたとしても、補強層１０がサイドウォール部３と接合する両端縁１１においては、補強層１０とこれに隣接する部材との間に剛性段差を生じやすいため、補強層１０の端縁１１近傍に応力が集中し、早期に故障が生じやすいという問題があった。
【００３３】
発明者は、この問題を解決するためには、補強層１０とこれに隣接する部材との間で剛性が連続的に変化するように端部１３ａ、１３ｂの形状を加工すればよいことを見出した。そこで、材料力学の断面二次モーメントを用いて曲げ剛性を考慮し、補強層１０とこれに隣接する部材との間で剛性が連続的に変化するには、両端部１３ａ、１３ｂにおいて断面二次モーメントの２階微分が連続であり、かつ両端縁１１ａ、１１ｂにおいて実質上零となればよいことを見出した。
【００３４】
すなわち、補強層１０の一方の端部１３ａまたは１３ｂについて考察すると、補強層１０のタイヤ径方向端縁１１から補強層の外周面１２に沿って測定した距離を変数ｘとし、補強層１０の厚さをｔ_１とするとき、０≦ｘ≦１／２の領域において、曲げ剛性として周方向単位幅あたりの断面二次モーメントＩは次のように表される。
【００３５】
【数３】

【００３６】
ここで、ｘ＜０でｔ_１＝０、Ｉ＝０の領域を含めてｘ＝０でＩおよび１階微分、２階微分が常に実質上連続となる、すなわちＩ（０）＝Ｉ^（１）（０）＝Ｉ^（２）（０）＝０となる取扱いの簡便な一般関数形としては、定数項を含まない工事関数形が考えられる。さらに、ここでは端部領域についてのみ議論しているので、この領域では変曲点を含まない漸増状態を常に満足することが好ましい。ここで高次多項式について考えると、最高次数項についてのみ取り上げると前述の条件が満足されるので、ｔ_１はｘの累乗、すなわちｔ_１＝ａｘ^ｎと表すことができる。これを上式に代入し、１階微分および２階微分を求めると次のようになる。
【００３７】
【数４】

【００３８】
補強層１０とこれに隣接する部材との間で剛性が連続的に変化するためには、０≦ｘ≦１／２の領域において、少なくとも上記３つの式が連続であることが必要である。さらに、端縁１１において剛性段差を生じないためには、ｘの減少に伴ってＩも漸減して零に収束すること、すなわち２階微分が１次関数系よりも大きいこと、望ましくは２次関数以上であることが必要である。
【００３９】
したがって、Ｉ^（２）の累乗の指数部について、
３ｎ−２＞１、 ∴ｎ＞１
望ましくは、
３ｎ−２≧２、 ∴ｎ≧４／３
であることが必要である。
【００４０】
移行部１６ａ、１６ｂの形状は、特に限定されず、曲線状、直線状等とすることができるが、移行部１６ａ、１６ｂの厚さの変化率が、変曲点から補強層１０の厚さが最大となる点に向かって漸減する、例えば上に凸形状の曲線であると、剛性段差をより一層回避できることから、好ましい。
【００４１】
よってこの発明では、端部１３ａ、１３ｂの形状の適正化を図ることにより、補強層１０とこれに接する部材との間で生じる剛性段差を小さくすることができる。
【００４２】
また、一方の端部１３ａ、１３ｂとこれに隣接する移行部１６ａ、１６ｂとを合わせた幅が補強層１０の幅Ｗ_１の０．２倍以上であることが好ましい。剛性段差に起因する応力の集中現象を回避するには、剛性が漸増する断面形状を有することが重要であるが、一方の端部１３ａ、１３ｂとこれに隣接する移行部１６ａ、１６ｂとを合わせた幅が補強層１０の幅の０．２倍未満では、その効果は不十分であり、補強層１０全体として十分に応力の集中を抑制することができなくなるおそれがあるからである。
【００４３】
さらに、補強層１０の厚さの最大値ｔ_ｍａｘが補強層１０の幅Ｗ_１の０.１４倍以上であることが好ましい。厚さの最大値ｔ_ｍａｘが幅Ｗ_１の０．１４倍より小さいと、ランフラットタイヤに必要とされるタイヤの剛性が不足する傾向があるからである。なお、補強層１０の厚さの最大値ｔ_ｍａｘとは、図２に示すように、タイヤ貼り付け前の補強層１０の形状で測定したときの厚さの最大値ｔ_ｍａｘを意味する。
【００４４】
さらにまた、変曲点の位置は、補強層１０の厚さの最大値の７０％以下の範囲にある。変曲点の位置を補強層１０の厚さの最大値の７０％以下の範囲とすることで、移行部分１６ａ、１６ｂにおける補強層１０の厚さをなだらかに漸増させることが可能となり、補強層１０の厚さの変化が急激となる部分が無くなり、タイヤのランフラット性能を向上させることができるからである。
【００４５】
さらにまた、補強層１０の中央部１７においては、端部１３ａ、１３ｂに比べると曲げ剛性が十分に大きくなっており、実質上応力の集中は発生しないため、端部１３ａ、１３ｂや移行部１６ａ、１６ｂのように必ずしも曲げ剛性が上述した３つの式で連続である必要はなく、少なくとも曲げ剛性、すなわち厚さの分布が連続していればよい。したがって、中央部１７は平坦であってもよく、または角部や凹部を有していてもよいが、加工適正の観点からは図２に示すように中央部１７の厚さはほぼ一定であることが好ましく、タイヤの軽量化の観点からは図３に示すように中央部１７の中央域１９の厚さが両端域１８のそれに比べて薄いことが好ましい。
【００４６】
加えて、補強層１０は、そのタイヤ径方向外側に位置する端部１３ｂをベルト９の端部下方にオーバーラップさせて配設し、かかるオーバーラップ範囲をタイヤ幅方向に測定したときの幅Ｗ_２が、カーカス高さＨ_ｃの０．２倍以上であることが好ましい。補強層１０とベルト９とがオーバーラップしていないと、ベルト９の端部直下での剛性が相対的に低くなる結果、この領域に応力が集中して早期に故障することがあるからである。
【００４７】
また、補強層１０のタイヤ径方向内端縁１１ａとリム径ライン２０との間のタイヤ径方向距離ｄが、標準リムのフランジ高さの１．３倍以上であることが好ましい。ビード部２には、ビードワイヤ、ビードフィラー等の補強部材が埋設されている上、リムと嵌合することでビード部はリムフランジからも支持されるので、標準リムのフランジ高さの１．３倍未満の領域にまで補強層１０を配設してもタイヤ重量を増加させるばかりで、十分な剛性増大効果は得られない傾向があるからである。
【００４８】
さらに、補強層１０の材質は、ゴム、樹脂またはこれらの材料中に大量の空隙部を有するもの、例えば発泡ゴム、発泡ウレタン等を用いることが可能であるが、操縦安定性と乗心地性の双方をバランスよく確保する観点からは硬質ゴムであることが好ましい。
【００４９】
さらにまた、補強層１０の１００％モジュラスが４ＭＰａ以上であることが好ましい。１００％モジュラスが４ＭＰａ未満の場合には、ランフラット走行に必要な剛性を確保できないからである。
【００５０】
加えて、カーカスを構成する少なくとも１枚のプライが、ナイロン６、ナイロン６６、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、レーヨン、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）およびアラミドからなる群より選択されたコードを有することが好ましい。ランフラット走行時にはタイヤ内圧がほぼ零となり、カーカスに張力が付与されない状態で走行するため、柔軟性および耐摩耗性を具えたカーカスコードが必要となるからである。
【００５１】
なお、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。
【００５２】
補強層は、図１ではカーカス５の内面側に配設した例を示したが、例えば図４に示すようにカーカス５が２枚以上のプライから構成される場合には、補強層１０ａをカーカスプライの間に挟んで配設してもよく、また、双方に配設してもよい。双方に配設する場合には、２つの補強層１０ａ、１０ｂを合わせて寸法を測定する。
【００５３】
【実施例】
次に、この発明に従うランフラットタイヤを試作し、性能評価を行ったので、以下に説明する。
【００５４】
（試験例１）
実施例１〜４のタイヤは、図１に示す幅方向断面を有し、タイヤサイズが２４５／４５Ｒ１８であるランフラットタイヤであって、補強層は、１００％モジュラスが１０．５ＭＰａである硬質ゴムで構成され、補強層の幅が８０ｍｍであり、補強層の端部と移行部とを合わせた幅は補強層の幅の０．２２倍であり、補強層の端部における厚さｔ_１は、
ｔ_１＝ａｘ^ｎ
で表され、ｎが表１に示す値をとり、ｘ＝０で実質ｔ_１＝０、ｘ＝０．２でｔ_１＝６．０ｍｍであり、補強層は、中央部の厚さが一定であって、厚さの最大値が８ｍｍであり、カーカスはレーヨンコードからなる２枚のプライで構成され、補強層とベルトとのオーバーラップ範囲をタイヤ幅方向に測定したときの幅がカーカス高さの０．２５倍であるランフラットタイヤである。
【００５５】
比較のため、図６に示す補強層を用いた従来タイヤ（従来例）と、累乗の指数ｎがこの発明の適正範囲外であるタイヤ（比較例１および２）についても併せて試作した。
【００５６】
（試験方法）
前記各供試タイヤを標準リム（８ＪＪ）に組み付けてタイヤ車輪とし、空気圧０ｋＰａ（相対圧）、試験負荷荷重５２９０Ｎ、走行速度９０ｋｍ／ｈの条件下でドラム試験機上を走行させ、タイヤが故障するまでの走行距離を測定し、この測定値によって耐久性を評価した。その評価結果を表１に示す。なお、表１中の耐久性は従来例の耐久性を１００としたときの指数比で示してあり、数値の大きいほど耐久性が優れている。
【００５７】
【表１】

【００５８】
表１に示す結果から、補強層の端部の形状がこの発明の累乗の指数ｎの適正範囲を満足する場合に耐久性が優れている。
【００５９】
（試験例２）
次に、実施例５〜９のタイヤは、タイヤサイズが２２５／５０Ｒ１６であり、補強層の幅が７５ｍｍであり、補強層の厚さの最大値が９ｍｍであり、端部および移行部の補強層幅に対する比が表２に示す値であること以外は実施例３のタイヤと同様の構造を有するランフラットタイヤである。
【００６０】
（試験方法）
前記各供試タイヤを標準リム（７ＪＪ）に組み付けてタイヤ車輪とし、空気圧０ｋＰａ（相対圧）、試験負荷荷重５２９０Ｎ、走行速度８０ｋｍ／ｈの条件下でドラム試験機上を走行させ、タイヤが故障するまでの走行距離を測定し、この測定値によって耐久性を評価した。その評価結果を表２に示す。なお、表２中の耐久性は実施例５の耐久性を１００としたときの指数比で示してあり、数値の大きいほど耐久性が優れている。
【００６１】
【表２】

【００６２】
表２に示す結果から、実施例５〜９のタイヤのうち、特に補強層の端部の幅が補強層の幅の０．２倍以上である実施例７〜９は耐久性が格段に向上している。
【００６３】
【発明の効果】
この発明によれば、耐久性に優れたランフラットタイヤを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従う代表的なランフラットタイヤの幅方向半断面図である。
【図２】この発明に従う補強層１０のタイヤ貼付け前の幅方向断面図である。
【図３】この発明に従う他の補強層１０のタイヤ貼付け前の幅方向断面図である。
【図４】この発明に従う他のランフラットタイヤの幅方向半断面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）はいずれも従来のランフラットタイヤの幅方向半断面図である。
【図６】図５（ａ）に示す従来タイヤの補強層１０３のみを抜き出して示した拡大図である。
【符号の説明】
１タイヤ
２ビード部
３サイドウォール部
４トレッド部
５カーカス
６クラウン部
７タイヤ赤道面
８ａ、８ｂコード層
９ベルト
１０補強層
１１ａ、１１ｂタイヤ径方向端縁
１２外周面
１３ａ、１３ｂ端部
１４ａ、１４ｂ境界位置
１５タイヤ径方向中心位置
１６ａ、１６ｂ移行部
１７中央部
１８中央部両端域
１９中央部中央域
２０リム径ライン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a run-flat tire having a reinforcing layer on the inner surface side of a carcass and at least in a sidewall portion, and in particular, improves the durability of such a tire.
[0002]
[Prior art]
In a normal pneumatic radial tire, in order to develop the rigidity required for the tire, a bead core and a bead filler are embedded in the bead portion to strengthen the fitting with the wheel rim and ensure the rigidity. Ring rigidity is obtained by arranging a belt on the outer periphery of the crown of the carcass. Furthermore, by filling the tire with air, tension is applied to the belt, and the above-described ring rigidity is further increased. In addition, the same tension is applied to the side wall portion that is mainly composed of the carcass ply, and the side wall portion is like a spring between the belt and the bead portion due to the rigidity expressed by the tension. Elastically coupled to As described above, in a normal pneumatic radial tire, an additional member is not provided on the sidewall portion, thereby ensuring riding comfort during normal driving.
[0003]
However, for reasons such as improving the steering stability of the vehicle, it may be necessary to increase the rigidity of the sidewall portion of the pneumatic radial tire.
[0004]
In particular, in a pneumatic radial tire that can travel a certain distance even during puncture, a so-called run flat tire, it is necessary to suppress flexural deformation when a load is applied in a low internal pressure or punctured state. It is required to exhibit sufficient rigidity with a tire alone or in combination with a rim without depending on the above.
[0005]
As a means for increasing the rigidity of the tire, for example, as shown in FIG. 5A, a reinforcing layer 103 having a crescent-shaped cross section is disposed on the inner surface side of the carcass 102 in the sidewall portion 101. When the carcass 102 is composed of a plurality of plies, it is useful to sandwich the reinforcing layer 103 between the plies as shown in FIG. 5B. As the material of the reinforcing layer 103, a hard rubber material or the like is used, and in particular, a material having high tensile and compressive rigidity is used from the viewpoint of increasing rigidity. Further, the reinforcing layer 103 reduces the rigidity step generated between the adjacent members and the thickness of the reinforcing layer 103 decreases toward the tire

radial end edges

104a and 104b as shown in FIG. However, since the shape of the

end portions

105a and 105b of the reinforcing layer 103 is not optimized, there is a tendency that the rigidity step is still large, and in the vicinity of the

end portions

105a and 105b of the reinforcing layer 103. As a result of stress concentration, there was a problem that failure was likely to occur at an early stage.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to reduce the rigidity step between the reinforcing layer and the member in contact with the reinforcing layer by optimizing the cross-sectional shape in the thickness direction of the reinforcing layer, particularly its end portion and transition portion. Then, it is providing the run flat tire which has the outstanding durability.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention extends in a toroidal manner across a pair of bead portions, a pair of sidewall portions extending outward in the tire radial direction from the bead portions, and each portion of the tread portion extending between both sidewall portions. A belt composed of at least two cord layers, in which a carcass made of at least one ply is disposed and the cords are laminated so that the cords cross each other across the tire equator plane between the crown portion and the tread portion of the carcass. A run flat tire having a crescent-shaped reinforcing layer between the inner surface side of the carcass and / or between the plies and at least over the range of the sidewall portion, wherein the reinforcing layer is a tire of the reinforcing layer as seen in the cross section in the tire width direction. The distance measured along the outer peripheral surface of the reinforcing layer from the radial edge position is defined as a variable x, and the thickness of the reinforcing layer is t _1. The thickness (t ₁ ) has a pair of end portions that gradually increase so as to satisfy the following relational expression (1), and an inflection point at the boundary position between the end portions, possess a pair of transition portions where the thickness gradually increases in thickness toward a point of maximum, and a central portion located between the transition, the position of the inflection point, the maximum thickness of the reinforcing layer It is a run flat tire characterized by being in the range of 70% or less of the value .
T ₁ = ax ⁿ (1)
However, a> 0 and n> 1.
[0008]
The “inflection point” here includes an intersection of a curve and a straight line in addition to a point at which the uneven state of the curve changes.
[0009]
In the present invention, the dimensions of each part of the tire are assembled to a standard rim prescribed by JATMA, filled with air pressure corresponding to the maximum load capacity in the applicable size and ply rating, and then fitted into the rim. It is assumed that the internal pressure is measured in a state where the pressure is reduced to an air pressure corresponding to 10% of the air pressure.
[0010]
It is preferable that the rate of change of the thickness of the transition portion gradually decreases from the inflection point toward the point where the thickness of the reinforcing layer becomes maximum. Here, the “thickness change rate” is an inclination of a tangent to the reinforcing layer in the tire width direction cross section, and specifically, is obtained as a differential coefficient of an expression representing the tire width direction cross section of the reinforcing layer. be able to.
[0011]
The exponent n is preferably 4/3 or more.
[0012]
In addition, it is preferable that the combined width of one end portion of the reinforcing layer and the transition portion adjacent thereto is 0.2 times or more the width of the reinforcing layer.
[0013]
Furthermore, it is preferable that the maximum thickness of the reinforcing layer is 0.14 times or more the width of the reinforcing layer.
[0014]
Here, “the width of the end portion” and “the width of the reinforcing layer” refer to the width when measured along the outer peripheral surface of the reinforcing layer as seen in the cross section in the tire width direction .
[0015]
Further, the “thickness of the reinforcing layer” refers to a distance between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the reinforcing layer measured on a normal line standing on the outer peripheral surface of the reinforcing layer.
[0016]
Furthermore, it is preferable that the thickness of the central portion of the reinforcing layer is substantially constant.
[0017]
In addition, when the central portion of the reinforcing layer is divided into a central region and both end regions, it is preferable that the thickness of the central region is thinner than that of both end regions.
[0018]
Furthermore, the reinforcing layer is disposed with its end located on the outer side in the tire radial direction overlapped below the end of the belt, and the width when the overlapping range is measured in the tire width direction is higher than the carcass height. It is preferably 0.2 times or more.
[0019]
Further, with the tire mounted on the standard rim, the distance in the tire radial direction between the tire radial edge of the reinforcing layer and the rim diameter line may be 1.3 times or more the flange height of the standard rim. preferable. Here, the “rim diameter line” means a position where the rim diameter is measured.
[0020]
Furthermore, the reinforcing layer is preferably a hard rubber.
[0021]
In addition, the 100% modulus of the reinforcing layer is preferably 4 MPa or more.
[0022]
Furthermore, it is preferable that at least one ply constituting the carcass has a cord selected from the group consisting of nylon 6, nylon 66, polyethylene terephthalate (PET), rayon, polyethylene naphthalate (PEN), and aramid.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a half-section in the width direction of a typical run-flat tire (hereinafter referred to as “tire”) according to the present invention.
[0024]
A tire 1 shown in FIG. 1 has a pair of bead portions 2, a pair of sidewall portions 3 that extend outward in the tire radial direction from the bead portions 2, and a tread portion 4 that extends between both sidewall portions 3. A carcass 5 composed of at least one ply extending, two plies in FIG. 1 is disposed, and the cords cross each other with the tire equatorial plane 7 sandwiched between the crown portion 6 and the tread portion 4 of the carcass 5. 1 is provided with a belt 9 comprising two

cord layers

8a and 8b, and a reinforcing layer having a crescent cross section on the inner surface side of the carcass 5 and at least in the range of the sidewall portion 3. 10 and has a structure of a so-called side reinforcing type run flat tire.
[0025]
The main feature of the configuration of the present invention is to optimize the cross-sectional shape in the thickness direction of the reinforcing layer 10, particularly the

end portions

13a and 13b and the

transition portions

16a and 16b. The distance measured along the outer circumferential surface 12 of the reinforcing layer 10 from the position of the tire radial direction edge 11a, 11b of the reinforcing layer 10 when the reinforcing layer 10 is seen in the tire width direction cross section is defined as a variable x. When the thickness is t ₁ , boundary positions 14 a and 14 b between the pair of

end portions

13 a and 13 b and the

end portions

13 a and 13 b that gradually increase so that the thickness t ₁ satisfies the relational expression (1) below. A pair of

transition portions

16a and 16b whose thickness gradually increases toward a point 12 where the thickness of the reinforcing layer 10 is maximum, and a central portion 17 located between the

transition portions

16a and 16b. It has a position of the inflection point, the maximum thickness of the reinforcing layer It lies in a range of 0% or less.
T ₁ = ax ⁿ (1)
However, a> 0 and n> 1.
[0026]
Hereinafter, how the present invention has adopted the above configuration will be described together with the operation. The inventor cuts the unit length of the sidewall portion 3 in the tire circumferential direction, models this as an arc-shaped beam, and produces the maximum compressive stress due to bending and axial force generated when a load W is applied to the tire. σ was analyzed. That is, in the tire width direction cross section, the maximum compressive stress σ at the position of the angle θ from the line L passing through the center of the arc and parallel to the tire rotation axis is the curvature radius, the tire circumferential direction cross-sectional area and the cross section of the sidewall portion 3. When the coefficient and the opening angle are R, A, Z, and φ, respectively, they are expressed as follows.
[0027]
[Expression 1]

However, −φ / 2 ≦ θ ≦ φ / 2.
[0028]
From the above equation, it can be seen that the maximum compressive stress σ is minimum at θ = −φ / 2 or φ / 2 and maximum at θ = 0.
[0029]
Further, in order to increase the rigidity of the sidewall portion 3, the maximum compressive stress σ ′ when the reinforcing layer 10 is disposed on the inner surface side of the carcass 5 is given by It is expressed as follows.
[0030]
[Expression 2]

[0031]
Therefore, in order to make the maximum compressive stress σ ′ at an arbitrary angle θ uniform, the second term on the right side of the above equation needs to change in inverse proportion to the first term on the right side. That is, W / (A + a) is maximized when cos θ is minimum, that is, a is minimum, and W / (A + a) is minimized when cos θ is maximized, that is, a needs to be maximized. The cross-sectional shape in the tire width direction of the reinforcing layer 10 having such a change in the cross-sectional area a is a crescent shape.
[0032]
However, even if the reinforcing layer 10 having such a cross-sectional shape is used, there is a rigid step between the reinforcing layer 10 and a member adjacent thereto at both end edges 11 where the reinforcing layer 10 is joined to the sidewall portion 3. Since it tends to occur, stress concentrates in the vicinity of the edge 11 of the reinforcing layer 10, and there is a problem that failure is likely to occur at an early stage.
[0033]
In order to solve this problem, the inventor has found that the shapes of the

end portions

13a and 13b may be processed so that the rigidity continuously changes between the reinforcing layer 10 and a member adjacent thereto. It was. Therefore, in order to continuously change the rigidity between the reinforcing layer 10 and a member adjacent to the reinforcing layer 10 in consideration of the bending rigidity using the cross-sectional secondary moment of material mechanics, the secondary cross-sections at both

end portions

13a and 13b. It has been found that the second derivative of the moment should be continuous and substantially zero at both end edges 11a and 11b.
[0034]
That is, considering one

end

13a or 13b of the reinforcing layer 10, the distance measured from the tire radial direction edge 11 of the reinforcing layer 10 along the outer peripheral surface 12 of the reinforcing layer is a variable x, and the thickness of the reinforcing layer 10 is when to t ₁ is in the region of 0 ≦ x ≦ 1/2, moment of inertia of area I per circumferential unit width as flexural rigidity is expressed as follows.
[0035]
[Equation 3]

[0036]
Here, including x <0, t ₁ = 0, and I = 0 including the region where I = 0, I and first and second derivatives are always substantially continuous, that is, I (0) = I ^{(1 ) (0) = I (2} ) (0) = 0 and becomes as a simple general functional form of handling, it is conceivable construction functional form without the constant term. Furthermore, since only the end region is discussed here, it is preferable to always satisfy the gradually increasing state that does not include the inflection point in this region. Considering a high-order polynomial here, the above-mentioned condition is satisfied when only the highest-order term is taken up, so that t ₁ can be expressed as a power of x, that is, t ₁ = ax ⁿ . Substituting this into the above equation, the first and second derivatives are obtained as follows.
[0037]
[Expression 4]

[0038]
In order for the rigidity to continuously change between the reinforcing layer 10 and a member adjacent thereto, it is necessary that at least the above three expressions are continuous in the region of 0 ≦ x ≦ 1/2. Further, in order not to cause a rigidity step at the edge 11, I gradually decreases as x decreases and converges to zero, that is, the second-order derivative is larger than the linear function system, preferably a quadratic function system. It must be more than a function.
[0039]
Therefore, for the exponent part of the power of I ⁽²⁾ ,
3n-2> 1, ∴n> 1
Preferably
3n-2 ≧ 2, ∴n ≧ 4/3
It is necessary to be.
[0040]
The shape of the

transition portions

16a and 16b is not particularly limited, and may be a curved shape, a straight shape, or the like. However, the rate of change in the thickness of the

transition portions

16a and 16b varies from the inflection point to the thickness of the reinforcing layer 10. It is preferable that the curve gradually decreases toward the point at which the maximum is, for example, an upwardly convex curve, since the rigidity step can be further avoided.
[0041]
Therefore, in this invention, the rigidity level difference which arises between the reinforcement layer 10 and the member which contact | connects this can be made small by optimizing the shape of

edge part

13a, 13b.
[0042]
Moreover, it is preferable that the width | variety which combined one

edge part

13a, 13b and the

transition part

16a, 16b adjacent to this is 0.2 times or more of the width W ₁ of the reinforcement layer 10. FIG. In order to avoid the stress concentration phenomenon caused by the rigidity step, it is important to have a cross-sectional shape in which the rigidity is gradually increased, but one

end portions

13a and 13b and the

transition portions

16a and 16b adjacent thereto are combined. This is because if the width is less than 0.2 times the width of the reinforcing layer 10, the effect is insufficient, and the concentration of stress may not be sufficiently suppressed as the entire reinforcing layer 10.
[0043]
Furthermore, it is preferable that the maximum value t _max of the thickness of the reinforcing layer 10 is 0.14 times or more the width W ₁ of the reinforcing layer 10. This is because if the maximum thickness t _max is smaller than 0.14 times the width W ₁ , the tire rigidity required for the run-flat tire tends to be insufficient. In addition, the maximum value t _max of the thickness of the reinforcing layer 10 means the maximum value t _max of the thickness when measured with the shape of the reinforcing layer 10 before attaching the tire, as shown in FIG.
[0044]
Furthermore, the position of the inflection point is in the range of 70% or less of the maximum value of the thickness of the reinforcing layer 10 . By setting the position of the inflection point in the range of 70% or less of the maximum value of the thickness of the reinforcing layer 10, it becomes possible to gradually increase the thickness of the reinforcing layer 10 at the

transition portions

16a and 16b. This is because there is no portion in which the thickness change of 10 is abrupt, and the run-flat performance of the tire can be improved.
[0045]
Furthermore, in the central portion 17 of the reinforcing layer 10, the bending rigidity is sufficiently large as compared with the

end portions

13a and 13b, and stress concentration is not substantially generated. Therefore, the

end portions

13a and 13b and the transition portion 16a are not generated. 16b, the bending stiffness does not necessarily have to be continuous in the above-described three formulas, and at least the bending stiffness, that is, the thickness distribution only has to be continuous. Therefore, although the center part 17 may be flat, or may have a corner | angular part and a recessed part, as shown in FIG. 2, the thickness of the center part 17 is substantially constant from a viewpoint of processing appropriateness. From the viewpoint of reducing the weight of the tire, it is preferable that the thickness of the central region 19 of the central portion 17 is thinner than that of the end regions 18 as shown in FIG.
[0046]
In addition, the reinforcing layer 10 is provided with an end 13b positioned on the outer side in the tire radial direction so as to overlap below the end of the belt 9, and the width W when the overlap range is measured in the tire width direction. ₂ is preferably equal to or more than 0.2 times the carcass height _{H c.} This is because, if the reinforcing layer 10 and the belt 9 do not overlap with each other, the rigidity immediately below the end of the belt 9 becomes relatively low, and as a result, stress concentrates in this region, and an early failure may occur. .
[0047]
Moreover, it is preferable that the tire radial direction distance d between the tire radial direction inner edge 11a of the reinforcement layer 10 and the rim diameter line 20 is 1.3 times or more of the flange height of the standard rim. A reinforcing member such as a bead wire or a bead filler is embedded in the bead portion 2 and the bead portion is also supported from the rim flange by fitting with the rim, so that the flange height of the standard rim is 1.3. This is because even if the reinforcing layer 10 is disposed in a region less than double, the tire weight only increases and a sufficient rigidity increasing effect tends not to be obtained.
[0048]
Furthermore, the material of the reinforcing layer 10 may be rubber, resin, or a material having a large amount of voids in these materials, for example, foamed rubber, foamed urethane, etc. From the viewpoint of ensuring both in good balance, it is preferably a hard rubber.
[0049]
Furthermore, the 100% modulus of the reinforcing layer 10 is preferably 4 MPa or more. This is because if the 100% modulus is less than 4 MPa, the rigidity necessary for run-flat running cannot be ensured.
[0050]
In addition, it is preferable that at least one ply constituting the carcass has a cord selected from the group consisting of nylon 6, nylon 66, polyethylene terephthalate (PET), rayon, polyethylene naphthalate (PEN), and aramid. This is because, during run-flat running, the tire internal pressure becomes almost zero, and the carcass cord having flexibility and wear resistance is required to run in a state where no tension is applied to the carcass.
[0051]
The above description is merely an example of the embodiment of the present invention, and various modifications can be made within the scope of the claims.
[0052]
1 shows an example in which the reinforcing layer is disposed on the inner surface side of the carcass 5, but when the carcass 5 is composed of two or more plies as shown in FIG. 4, for example, the reinforcing layer 10a is attached to the carcass. It may be disposed between the plies, or may be disposed on both sides. In the case where the two reinforcing

layers

10a and 10b are arranged, the dimensions are measured together.
[0053]
【Example】
Next, a run-flat tire according to the present invention was prototyped and performance evaluation was performed, which will be described below.
[0054]
(Test Example 1)
The tires of Examples 1 to 4 are run-flat tires having a cross section in the width direction shown in FIG. 1 and a tire size of 245 / 45R18, and the reinforcing layer is a hard rubber whose 100% modulus is 10.5 MPa. The width of the reinforcing layer is 80 mm, the combined width of the end portion of the reinforcing layer and the transition portion is 0.22 times the width of the reinforcing layer, and the thickness t ₁ at the end portion of the reinforcing layer is ,
t ₁ = ax ⁿ
Where n is the value shown in Table 1, x = 0 is substantially t ₁ = 0, x = 0.2 is t ₁ = 6.0 mm, and the thickness of the reinforcing layer is constant in the center portion The maximum thickness is 8 mm, the carcass is composed of two plies made of rayon cord, and the width when the overlapping range of the reinforcing layer and the belt is measured in the tire width direction is the carcass height This is a run-flat tire that is 0.25 times the height.
[0055]
For comparison, a conventional tire using the reinforcing layer shown in FIG. 6 (conventional example) and a tire having an exponent n of power outside the proper range of the present invention (comparative examples 1 and 2) were also prototyped.
[0056]
(Test method)
Each of the above test tires is assembled to a standard rim (8JJ) to form a tire wheel, and the tire breaks down on a drum tester under conditions of air pressure 0 kPa (relative pressure), test load 5290N, and travel speed 90 km / h. The distance traveled until it was measured was measured, and the durability was evaluated based on the measured value. The evaluation results are shown in Table 1. In addition, the durability in Table 1 is shown as an index ratio when the durability of the conventional example is set to 100. The larger the value, the better the durability.
[0057]
[Table 1]

[0058]
From the results shown in Table 1, the durability is excellent when the shape of the end of the reinforcing layer satisfies the appropriate range of the exponent n of the present invention.
[0059]
(Test Example 2)
Next, in the tires of Examples 5 to 9, the tire size is 225 / 50R16, the width of the reinforcing layer is 75 mm, the maximum value of the thickness of the reinforcing layer is 9 mm, and the end portion and the transition portion are reinforced. A run flat tire having the same structure as the tire of Example 3 except that the ratio to the layer width is the value shown in Table 2.
[0060]
(Test method)
Each of the above test tires is assembled on a standard rim (7JJ) to form a tire wheel. The tire breaks down on the drum tester under conditions of air pressure 0 kPa (relative pressure), test load 5290N, and travel speed 80 km / h. The distance traveled until it was measured was measured, and the durability was evaluated based on the measured value. The evaluation results are shown in Table 2. The durability in Table 2 is shown as an index ratio when the durability of Example 5 is set to 100. The larger the value, the better the durability.
[0061]
[Table 2]

[0062]
From the results shown in Table 2, among the tires of Examples 5 to 9, in particular, the durability of Examples 7 to 9 in which the width of the end portion of the reinforcing layer is 0.2 times or more the width of the reinforcing layer is significantly improved. is doing.
[0063]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a run-flat tire having excellent durability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a half-sectional view in the width direction of a typical run-flat tire according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view in the width direction of a reinforcing layer 10 according to the present invention before affixing a tire.
FIG. 3 is a cross-sectional view in the width direction of another reinforcing layer 10 according to the present invention before affixing a tire.
FIG. 4 is a half sectional view in the width direction of another run flat tire according to the present invention.
FIGS. 5A and 5B are half cross-sectional views in the width direction of a conventional run-flat tire.
FIG. 6 is an enlarged view showing only the reinforcing layer 103 of the conventional tire shown in FIG. 5 (a).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tire 2 Bead part 3 Side wall part 4 Tread part 5 Carcass 6 Crown part 7 Tire

equatorial surface

8a, 8b Cord layer 9 Belt 10 Reinforcement layer 11a, 11b Tire radial direction edge 12 Outer

peripheral surface

13a, 13b End part 14a, 14b Boundary position 15 Tire radial

direction center position

16a, 16b Transition part 17 Central part 18 Central part both ends area 19 Central part central area 20 Rim diameter line

Claims

A pair of bead portions, a pair of sidewall portions extending outward in the tire radial direction from the bead portions, and a carcass made of at least one ply extending in a toroid shape over each portion of the tread portion extending between both sidewall portions are disposed. A belt comprising at least two cord layers laminated so that the cords cross each other across the tire equatorial plane between the crown portion and the tread portion of the carcass, and between the inner surface side of the carcass and / or between the plies And in a run flat tire comprising a reinforcing layer having a crescent-shaped cross section over the range of at least the sidewall portion,
The reinforcing layer is seen in the cross section in the tire width direction,
When the distance measured along the outer peripheral surface of the reinforcing layer from the tire radial direction edge position of the reinforcing layer is a variable x and the thickness of the reinforcing layer is t ₁ , the thickness (t ₁ ) is the following (1) A pair of end portions that gradually increase to satisfy the relational expression;
A pair of transition portions having an inflection point at a boundary position with the end portion, the thickness gradually increasing toward a point where the thickness of the reinforcing layer is maximized;
Possess a central portion located between the transition portion,
The run-flat tire is characterized in that the position of the inflection point is in a range of 70% or less of the maximum value of the thickness of the reinforcing layer .
T ₁ = ax ⁿ (1)
However, a> 0 and n> 1.

The run-flat tire according to claim 1, wherein a rate of change in thickness of the transition portion gradually decreases from an inflection point toward a point where the thickness of the reinforcing layer becomes maximum.

The run-flat tire according to claim 1 or 2, wherein an exponent n of power is 4/3 or more.

The run-flat tire according to any one of claims 1 to 3, wherein a width of one end portion of the reinforcing layer and a transition portion adjacent thereto is 0.2 times or more the width of the reinforcing layer.

The run-flat tire according to any one of claims 1 to 4, wherein a maximum value of the thickness of the reinforcing layer is 0.14 times or more the width of the reinforcing layer.

The run flat tire according to any one of claims 1 to 5 , wherein a thickness of a central portion of the reinforcing layer is substantially constant.

The run flat tire according to any one of claims 1 to 5 , wherein when the central portion of the reinforcing layer is divided into a central region and both end regions, the thickness of the central region is thinner than that of both end regions.

The reinforcing layer is disposed such that the end including the outer edge in the tire radial direction is overlapped below the end of the belt, and the width when the overlap range is measured in the tire width direction is the carcass height. The run flat tire according to any one of claims 1 to 7 , wherein the run flat tire is 0.2 times or more.

In a state where the tire is mounted on a standard rim, a distance in the tire radial direction between the inner edge in the tire radial direction of the reinforcing layer and a rim diameter line is 1.3 times or more the flange height of the standard rim. Item 9. The run flat tire according to any one of items 1 to 8 .

The run-flat tire according to any one of claims 1 to 9 , wherein the reinforcing layer is hard rubber.

The run-flat tire according to any one of claims 1 to 10 , wherein a 100% modulus of the reinforcing layer is 4 MPa or more.

At least one ply constituting the carcass, nylon 6, nylon 66, polyethylene terephthalate, rayon, of any one of claims 1 to 11 having a code selected from the group consisting of polyethylene naphthalate and aramid Run flat tire.