JP4383125B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、パンクしても一定距離を走行しうるランフラット性能を有する空気入りタイヤ、特にサイドウォール部に、空気抜けの際の荷重支持機能を受け持つサイド補強ゴム層を設けた空気入りタイヤに関する。

従来より、ランフラット性能を有する空気入りタイヤの一つとして、サイドウォール部に断面三日月状の補強ゴム層を設けた、所謂サイド補強型のランフラットタイヤが知られている。この種のランフラットタイヤは、パンクによりタイヤ内圧が低下したとき、サイド補強ゴム層が車両の荷重を支持し、タイヤ修理場所や交換場所までの相当長い距離を走行することが可能となる。

しかしながら、この種のランフラットタイヤでは、サイド部の曲げ剛性を向上させるために、どうしても補強ゴム層の厚さを厚くする必要があり、重量の増加、乗り心地の低下などが避けられないという問題がある。

そこで出願人は、このサイド補強型のランフラットタイヤの軽量化を目的として、タイヤが撓んだ時に引張カが働くサイドウォール部のカーカスのタイヤ軸方向外面側に補強コードプライを設けることにより、前記補強ゴム層の図る技術を提案している（特許文献１）。又、耐パンク性能の向上を目的として、タイヤ内腔に突出しかつ周方向に連続する複数のリブを設ける技術も提案している（特許文献２）。

特開平７ー３１５０１６号公報 特開２００２一２９２１２号公報

しかし特許文献１に開示されるタイヤにおいても、補強コードプライにより荷重支持能カが一部負担されるとはいえ、ある程度の補強ゴム層の厚さは必要であり、充分な軽量化を達成することは困難であった。なお特許文献２に開示されるタイヤは、パンク自体を発生させないという観点からは効果があるものの、パンクした際の荷重支持能カを確保するという技術ではなく、従って、ランフラット性能を発揮することはできなかった。

そこで本発明は、サイド補強ゴム層として、断面略三日月状の補強基部の内面に、タイヤ半径方向内外にのびる凹溝状の凹み部をタイヤ周方向に隔設することを基本として、ランフラット性能を低下させることなく、軽量化を達成しうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至る少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスと、前記サイドウォール部かつタイヤ内腔側に配されかつタイヤの空気抜けの際の荷重支持機能を受け持つサイド補強ゴム層とを具える空気入りタイヤであって、
前記サイド補強ゴム層は、タイヤ半径方向内外にのびる断面略三日月状の補強基部のタイヤ内腔側の内面に、タイヤ半径方向に対して０〜６０度の角度θを有してタイヤ半径方向内外にのびかつタイヤ周方向に隔たる複数の凹溝状の凹み部を具え、
前記サイド補強ゴム層は、前記補強基部の内面と前記カーカスの内面との間のゴム厚さＴが最大となる最大厚さＴｍａｘの位置Ｐ１を、カーカス最大巾位置Ｐ０よりも半径方向外方とし、かつ前記凹み部の前記補強基部の内面からの溝深さＤが最大となる最大深さＤｍａｘの位置Ｐ２を、前記最大厚さの位置Ｐ１よりも半径方向内方とするとともに、
前記最大深さＤｍａｘの位置Ｐ２と前記カーカス最大巾位置Ｐ０との間のカーカスに沿う距離Ｌ２は、１０ｍｍ以下であることを特徴としている。

又請求項２の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至る少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスと、前記サイドウォール部かつタイヤ内腔側に配されかつタイヤの空気抜けの際の荷重支持機能を受け持つサイド補強ゴム層とを具える空気入りタイヤであって、
前記サイド補強ゴム層は、タイヤ半径方向内外にのびる断面略三日月状の補強基部のタイヤ内腔側の内面に、タイヤ半径方向に対して０〜６０度の角度θを有してタイヤ半径方向内外にのびかつタイヤ周方向に隔たる複数の凹溝状の凹み部を具え、
前記サイド補強ゴム層は、前記補強基部の内面と前記カーカスの内面との間のゴム厚さＴが最大となる最大厚さＴｍａｘの位置Ｐ１から、前記凹み部の前記補強基部の内面からの溝深さＤが最大となる最大深さＤｍａｘの位置Ｐ２までの間のカーカスに沿う距離Ｌ１を、１０ｍｍ以上とするとともに、
前記最大深さＤｍａｘの位置Ｐ２は、カーカス最大巾位置Ｐ０との間のカーカスに沿う距離Ｌ２を１０ｍｍ以下としたことを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記サイド補強ゴム層は、前記補強基部の内面と前記カーカスの内面との間のゴム厚さＴの最大厚さＴｍａｘを４〜４０ｍｍとするとともに、前記凹み部の前記最大深さＤｍａｘを３〜２０ｍｍとしたことを特徴としている。

又請求項４の発明では、前記凹み部は、その溝深さＤを、前記最大深さＤｍａｘの位置Ｐ２から半径方向内外に徐々に減じる溝深さ低減部分を有するとともに、この低減部分は、前記最大厚さＴｍａｘの位置Ｐ１を通ることを特徴としている。

又請求項５の発明では、前記サイド補強ゴム層は、前記凹み部の形成数を２０〜１００個とするとともに、カーカス最大巾位置での前記凹み部の周方向溝巾Ｗａの総和ΣＷａを、カーカス最大巾位置でのタイヤ内腔面周長さＬの３０〜８０％としたことを特徴としている。

又本明細書では、特に断りがない限り、タイヤの各部の位置及び寸法等は、タイヤを正規リムにリム組しかつ正規内圧の５％の内圧を充填した状態（５％内圧状態という）で特定される値とする。また前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。また前記「正規内圧」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" を意味するが、乗用車用タイヤの場合には１８０ｋＰａとする。

本発明は叙上の如く構成しているため、ランフラット性能を低下させることなく、大巾な軽量化を達成することができる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明の空気入りタイヤが乗用車用のランフラットタイヤである場合の５％内圧状態を示す子午断面図である。

図１において、空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、前記サイドウォール部３かつタイヤ内腔側に配されかつタイヤの空気抜けの際の荷重支持機能を受け持つサイド補強ゴム層１１とを少なくとも具備して構成される。なおトレッド部２の内方かつ前記カーカス６の外側には、タガ効果を有してトレッド部２を補強する強靱なベルト層７を設けている。

前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して７０〜９０°の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａからなり、カーカスコードとして、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミドなどの有機繊維コードが好適に採用しうる。又前記カーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間に跨るプライ本体部６ａの両側に、前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部６ｂを一連に具えるとともに、このプライ本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外側に先細状にのびるビード補強用のビードエーペックスゴム８が配される。

なお本例では、前記プライ折返し部６ｂは、タイヤ半径方向外方に高く巻き上げられ、その外端が、前記ベルト層７とプライ本体部６ａとの間で狭持されて終端する場合を例示している。これにより、ビード部からサイドウォール部３にかけての曲げ剛性を高めるとともに、プライ折返し部６ｂの外端が、パンク走行時に大きく撓むサイドウォール部３に現れないため、該外端を起点とするコードルースなどを好適に抑制しうる。なおプライ折返し部６ｂとベルト層７とのタイヤ軸方向の重なり巾Ｗｊは、好ましくは５ｍｍ以上、さらには１０ｍｍ以上、さらには１５〜２５ｍｍとするのが望ましい。

又カーカス６のタイヤ内腔側内面、即ち前記プライ本体部６ａの内面には、例えばブチル系ゴム等の耐空気透過性ゴムからなるインナーライナゴム層１２が添設され、タイヤ内腔内の空気の漏れを防止する。

又前記ベルト層７は、スチールコード等の高強力のベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜３５゜程度で配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成され、各ベルトコードがプライ間相互で交差することにより、ベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して強固に補強している。

なおこのベルト層７の半径方向外側には、主に高速耐久性を高める目的で、例えばナイロン等の有機繊維のバンドコードを周方向に対して５度以下の角度で配列させたバンド層９を設けることができる。このバンド層９として、前記ベルト層７のタイヤ軸方向外端部のみを被覆する左右一対のエッジバンドプライ、及びベルト層７の略全巾を覆うフルバンドプライが適宜使用でき、本例では、１枚のフルバンドプライからなる場合を例示している。

次に、空気入りタイヤ１では、ランフラット性能を確保するため、前記サイドウォール部３かつタイヤ内腔側に前記サイド補強ゴム層１１を形成している。このサイド補強ゴム層１１は、図２に示す如く、前記インナーライナゴム層１２のタイヤ内腔側内面に添設されかつタイヤ半径方向内外にのびる断面略三日月状の補強基部２０と、この補強基部２０の内面に凹設される複数の凹溝状の凹み部２１とから形成される。

前記補強基部２０は、４０〜１００°のゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）を有し、厚肉の中央部分からタイヤ半径方向内外に向かって厚さを徐々に減じた断面略三日月状のゴムから形成される。又補強基部２０では、その半径方向外端は、ベルト層７とタイヤ半径方向内外に重なり部Ｋｕを有して終端するとともに、その半径方向内端は、ビードエーペックスゴム８とタイヤ軸方向内外に重なり部Ｋｌを有して終端する。このとき、補強基部２０の内外端での剛性段差を緩和し、かつ補強をバランス良く行うために、前記重なり部Ｋｕの重なり巾Ｗｕは０〜４０ｍｍの範囲、又重なり部Ｋｌの重なり巾Ｗｌは０〜６０ｍｍの範囲であるのが好ましい。

又前記凹み部２１は、図３に略示する如く、タイヤ半径方向に対して０〜６０度の角度θを有しかつカーカス最大巾位置Ｐ０を越えてタイヤ半径方向内外にのびる凹溝状をなし、タイヤ周方向に等間隔を有して隔設される。なお前記「カーカス最大巾位置Ｐ０」とは、図１の如く、最もタイヤ内腔側に配されるプライ本体部６ａが、タイヤ軸方向外側に最も張出す位置を意味し、通常内圧走行時においては、タイヤの撓みはカーカス最大巾位置Ｐ０の近傍で発生する。

このように構成したサイド補強ゴム層１１では、前記凹み部２１の形成によって大巾な軽量化を達成する一方、凹み部２１、２１間でリブ状となる補強基部２０のリブ状部分２０Ａによって曲げ剛性を高め、タイヤ半径方向の荷重支持能力を確保することが可能となる。即ち、サイド補強ゴム層１１を効率よく機能せしめ、ゴム重量に対する荷重支持能力を大巾に向上させる。その結果、従来的なランフラットタイヤの補強ゴム層よりも重量を軽減しつつ、荷重支持能力を維持又は増加させることができ、ランフラット性能と軽量化との両立を達成することが可能となる。しかも、前記凹み部２１が、タイヤの撓みの大きい前記カーカス最大巾位置Ｐ０を通るため、乗り心地性の向上も可能となる。

なお前記凹み部２１の角度θが６０度を越えると、リブ状部分２０Ａによる補強効率が損なわれるなど、ゴム重量に対する荷重支持能力が低減し、ランフラット性能と軽量化との両立が達成できなくなる。従って、前記角度θは、好ましくは４５度以下、さらには３０度以下、さらには１５度以下、さらには０度とするのが好ましい。

ここで、図４に拡大して示すように、前記凹み部２１の前記補強基部２０の内面からの溝深さをＤとしたとき、その最大深さＤｍａｘを３〜２０ｍｍとするのが好ましい。３ｍｍ未満では、軽量化の効果が期待できず、又２０ｍｍを越えると、凹み部２１の溝底から前記カーカス６の内面（最もタイヤ内腔側に配されるプライ本体部６ａの内面に相当）との間のゴム厚さＪが過小となって、ランフラット走行時の耐久性低下を招く恐れがある。従って、前記最大深さＤｍａｘは、好ましくは５〜２０ｍｍ、さらには７〜２０ｍｍとするのが好ましい。なお凹み部２１では、その溝深さＤを、前記最大深さＤｍａｘの位置Ｐ２から半径方向内外に向かって徐々に減じ、これによって、応力集中による耐久性低下を抑制している。

又サイド補強ゴム層１１では、前記補強基部２０の内面と前記カーカス６の内面との間のゴム厚さの最大厚さＴｍａｘを４〜４０ｍｍとするのが好ましく、４ｍｍ未満では、補強基部２０による補強効果が充分に見込めず、必要な荷重支持能力、即ちランフラット性能を確保することが難しい。逆に４０ｍｍを越えると、不必要な重量増加を招くなど本願のメリットを損ねる傾向となる。又凹み部２１の溝底からの前記ゴム厚さＪの最小厚さＪｍｉｎ（図示しない）は、前記インナーライナゴム層１２の厚さ以上かつ５〜２０ｍｍの範囲とするのが好ましく、インナーライナゴム層１２の厚さ未満かつ５ｍｍ未満では、ランフラット走行時の耐久性の低下を招く恐れがあり、逆に２０ｍｍを越えると不必要な重量増加を招くなど本願のメリットを損ねる傾向となる。なおゴム厚さＪは、凹み部２１の全長に亘り略一定、即ち全長に亘り最小厚さＪｍｉｎで形成することもできる。

又サイド補強ゴム層１１では、さらに、前記最大厚さＴｍａｘの位置Ｐ１を、前記カーカス最大巾位置Ｐ０よりも半径方向外方とするとともに、前記最大深さ位置Ｐ２を、前記最大厚さの位置Ｐ１よりも半径方向内方とするのが好ましい。これは、ランフラット走行時に最も曲げ応力が作用する部位が、前記カーカス最大巾位置Ｐ０とバットレス部分Ｂｓとの間に位置するからであり、この部位の付近に、前記最大厚さの位置Ｐ１を設定することにより、曲げ変形をより効率よく抑制できる。他方、通常内圧走行時においては、前述の如く、カーカス最大巾位置Ｐ０の近傍でタイヤの撓みが大きく発生するため、前記最大深さの位置Ｐ２を、前記最大厚さの位置Ｐ１よりも半径方向内方とし、カーカス最大巾位置Ｐ０の剛性を減じることにより、通常内圧走行時の乗り心地性を向上できる。即ち、通常内圧走行時の乗り心地性と、ランフラット性能とを両立することが可能となる。

係る場合、前記最大厚さの位置Ｐ１と、最大深さの位置Ｐ２との間のカーカス６に沿う距離Ｌ１を、１０ｍｍ以上とすることが好ましく更には３０mm以上とするのが好ましい。前記距離Ｌ１が、１０ｍｍ未満では、カーカス最大巾位置Ｐ０の剛性を充分に減じえず、乗り心地性の向上ができなくなる。特に、この乗り心地性の観点から、前記最大深さの位置Ｐ２と、カーカス最大巾位置Ｐ０との間のカーカス６に沿う距離Ｌ２を、１０ｍｍ以下とするのが好ましく、又これにより振動吸収性の向上も期待できる。

又前記凹み部２１は、前述の如く、溝深さＤが、前記最大深さの位置Ｐ２から半径方向内外に向かって徐々に減じる溝深さ低減部分２１Ａを有するが、このとき、前記低減部分２１Ａが前記最大厚さの位置Ｐ１を通ることが好ましい。これにより、前記最大厚さの位置Ｐ１での曲げ剛性が充分に確保でき、優れたランフラット性能を発揮しうる。

ここで、本明細書では、前記サイド補強ゴム層１１において、最大厚さＴｍａｘ、最大深さＤｍａｘが一定となる一定領域を有する場合には、その一定領域の中間点を、前記最大厚さの位置Ｐ１、最大深さの位置Ｐ２とする。又、「徐々に減じる」とは、滑らかに減じる（漸減する）、及び段階的に減じる場合を含むが、好ましくは漸減するのが望ましい。

又前記サイド補強ゴム層１１では、前記凹み部２１の形成数ｎを２０〜１００個とするとともに、図３の如く、カーカス最大巾位置Ｐ０での前記凹み部２１の周方向溝巾Ｗａの総和ΣＷａを、カーカス最大巾位置Ｐ０でのタイヤ内腔面周長さＬの３０〜８０％とするのが好ましい。なお前記形成数ｎが２０個未満、及び総和ΣＷａが３０％未満では軽量化の効果が期待できず、逆に形成数ｎが１００個より大、及び総和ΣＷａが８０％より大では剛性確保が難しくなる。

次に、このような空気入りタイヤ１は、加硫成形した後の既加硫タイヤの補強基部２０の内面に、凹み部２１を切削加工することによって形成できる。

しかし加硫成形時、ブラダー３０によって前記凹み部２１を凹設するのが、生産性、及び品質安定性の観点から好ましい。詳しくは、図５（Ａ）に示すように、未加硫の生タイヤ１ａにおいて、そのサイドウォール部３かつタイヤ内腔側に、補強基部形成用のゴム層２０ａを添着する。そして、この生タイヤ１ａを加硫金型及びブラダー３０を用いて加硫成形する。このとき、前記ブラダー３０として、図５（Ｂ）に示すように、ブラダー本体３０Ａの側部領域（サイドウォール部３を押し圧する領域）に、前記凹み部形成用の凸状リブ３０Ｂを突設したリブ付きブラダーを使用する。そして加硫成形時、膨張するブラダー３０の前記凸状リブ３０Ｂがゴム層２０ａ内に押し入ることにより、凹み部２１を凹設した空気入りタイヤ１を形成できる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１の内部構造を有するタイヤサイズ２４５／４０Ｒ１８のランフラットタイヤを表１の仕様にて試作するとともに、該試供タイヤのランフラット性能、乗り心地性、タイヤ重量を測定しその結果を表１に示す。

＜ランフラット性能＞
供試タイヤをバルブコアを取り去った正規リム（１８×８）にリム組し内圧０の状態でドラム試験機上を速度９０ｋｍ／ｈかつ縦荷重５．７４ｋＮで走行させ、タイヤが破壊するまでの走行距離を測定し、比較例１を１００とする指数により評価した。数値が大きいほど良好である。

＜乗り心地性＞
供試タイヤを正規リム（２４５／４０Ｒ１８）にリム組みし内圧２００ｋＰａを充填するとともに縦荷重３．１９ｋＮを加えたときの縦撓み量を求め、比較例１を１００とする指数で表示している。数値が大きいほど縦バネ定数が小さく、乗り心地に優れる。

＜タイヤ重量＞
タイヤ１本当たりの重量を測定し、比較例１を１００とする指数で表示している。数値が小さいほど良好である。

表に示すように、実施例のタイヤはランフラット性能を低下させることなく、軽量化を達成しうるのが確認できる。

本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。 サイド補強ゴム層をタイヤ内腔側からみた斜視図である。 凹み部の配置状態を概念的に示すタイヤ内腔側からの側面図である。 サイド補強ゴム層を拡大して示す断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は本発明の空気入りタイヤの形成方法を説明する線図である。

符号の説明

２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
６Ａ カーカスプライ
１１ サイド補強ゴム層
２０ 補強基部
２１ 凹み部

Claims (5)

1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至る少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスと、前記サイドウォール部かつタイヤ内腔側に配されかつタイヤの空気抜けの際の荷重支持機能を受け持つサイド補強ゴム層とを具える空気入りタイヤであって、
   前記サイド補強ゴム層は、タイヤ半径方向内外にのびる断面略三日月状の補強基部のタイヤ内腔側の内面に、タイヤ半径方向に対して０〜６０度の角度θを有してタイヤ半径方向内外にのびかつタイヤ周方向に隔たる複数の凹溝状の凹み部を具え、
   前記サイド補強ゴム層は、前記補強基部の内面と前記カーカスの内面との間のゴム厚さＴが最大となる最大厚さＴｍａｘの位置Ｐ１を、カーカス最大巾位置Ｐ０よりも半径方向外方とし、かつ前記凹み部の前記補強基部の内面からの溝深さＤが最大となる最大深さＤｍａｘの位置Ｐ２を、前記最大厚さの位置Ｐ１よりも半径方向内方とするとともに、
   前記最大深さＤｍａｘの位置Ｐ２と前記カーカス最大巾位置Ｐ０との間のカーカスに沿う距離Ｌ２は、１０ｍｍ以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至る少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスと、前記サイドウォール部かつタイヤ内腔側に配されかつタイヤの空気抜けの際の荷重支持機能を受け持つサイド補強ゴム層とを具える空気入りタイヤであって、
   前記サイド補強ゴム層は、タイヤ半径方向内外にのびる断面略三日月状の補強基部のタイヤ内腔側の内面に、タイヤ半径方向に対して０〜６０度の角度θを有してタイヤ半径方向内外にのびかつタイヤ周方向に隔たる複数の凹溝状の凹み部を具え、
   前記サイド補強ゴム層は、前記補強基部の内面と前記カーカスの内面との間のゴム厚さＴが最大となる最大厚さＴｍａｘの位置Ｐ１から、前記凹み部の前記補強基部の内面からの溝深さＤが最大となる最大深さＤｍａｘの位置Ｐ２までの間のカーカスに沿う距離Ｌ１を、１０ｍｍ以上とするとともに、
   前記最大深さＤｍａｘの位置Ｐ２は、カーカス最大巾位置Ｐ０との間のカーカスに沿う距離Ｌ２を１０ｍｍ以下としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
3. 前記サイド補強ゴム層は、前記補強基部の内面と前記カーカスの内面との間のゴム厚さＴの最大厚さＴｍａｘを４〜４０ｍｍとするとともに、前記凹み部の前記最大深さＤｍａｘを３〜２０ｍｍとしたことを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記凹み部は、その溝深さＤを、前記最大深さＤｍａｘの位置Ｐ２から半径方向内外に徐々に減じる溝深さ低減部分を有するとともに、この低減部分は、前記最大厚さＴｍａｘの位置Ｐ１を通ることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記サイド補強ゴム層は、前記凹み部の形成数を２０〜１００個とするとともに、カーカス最大巾位置での前記凹み部の周方向溝巾Ｗａの総和ΣＷａを、カーカス最大巾位置でのタイヤ内腔面周長さＬの３０〜８０％としたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の空気入りタイヤ。

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