JP4526116B2 - ランフラットタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、サイドウォール部に配された補強ゴム層と、ビード部のタイヤ幅方向外側に膨出した環状膨出部と、その環状膨出部に配されたビードとを備え、ランフラット走行時のリム外れを防止し得るランフラットタイヤに関する。

図６は、従来のランフラットタイヤの一例を示す半断面図である。係るランフラットタイヤは、サイドウォール部２に補強ゴム層９を備えた、いわゆるサイド補強タイプのランフラットタイヤであり、パンク等の障害によりタイヤ内部の空気圧が低下した際には、補強ゴム層９がタイヤを支持して完全に偏平化することを防止する。これにより、ランフラット走行が可能となり、ある程度の距離を安全に走行することができる。また、係るランフラットタイヤは、ビード部１のタイヤ幅方向外側に膨出した環状膨出部１０と、環状膨出部１０に配されたビード１ｂとを備えた、いわゆるダブルビードタイプのランフラットタイヤであり、環状膨出部１０がリムフランジ８ａを抱持することによって、ランフラット走行時のリム外れを抑制することができる。このようなランフラットタイヤは、例えば下記特許文献１、２に開示されている。

しかしながら、従来のダブルビードタイプのランフラットタイヤでは、耐リム外れ性が十分でないことが分かった。即ち、図７（ａ）に示すように、ランフラット状態からＲ方向に比較的高速で旋回走行を行うと、図７（ｂ）に示すように、車両は遠心力による横力Ｆを受けるため、その車両の外側に位置するビード部１ｏが、リム８のハンプを越えて内側に外れ易くなるという問題があった。

上記問題点について本発明者らが鋭意研究したところ、以下の事柄が分かった。図８は、従来のダブルビードタイプのランフラットタイヤのビード部を模式的に示した要部断面図である。ビード部１の上方には、ランフラット走行での接地時におけるリム８のビードシート部に作用する嵌合圧のグラフを示している。図８に示すように、従来のランフラットタイヤでは、ランフラット走行時にビードトゥの嵌合圧が比較的低いことが分かった。そして、本発明者らは、このビードトゥの嵌合圧低下が、ビード１ａをリムフランジ８ａに押し付ける方向に作用する捻りモーメントＭ１（抗力モーメント）を低下させ、耐リム外れ性を悪化させることを見出した。

なお、リム外れ対策として、補強ゴム層９のボリュームやトレッド部３の剛性を高めることが考えられるが、かかる対策は乗心地性を悪化させるという問題があった。また、下記特許文献３〜７には、環状膨出部１０のほぼ内周面に沿って補強層を配設したダブルビードタイプのタイヤが開示されているが、いずれも上記のビードトゥの嵌合圧低下を抑制し得るものではなかった。
特開昭５１−１１６５０７号公報 特開昭５３−１３８１０６号公報 特開昭５０−８２７０１号公報 特開昭５１−７６７０７号公報 実開昭５２−１９８０３号公報 特表平５−５０８３６６号公報 特表２００２−５００１２１号公報

そこで、本発明の目的は、サイドウォール部に補強ゴム層が配されたサイド補強タイプのランフラットタイヤにおいて、乗心地性を悪化させることなく優れた耐リム外れ性を発揮するランフラットタイヤを提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成すべく、ダブルビードタイプのランフラットタイヤにおけるリム外れについて鋭意研究したところ、更に以下の事柄を見出した。即ち、ランフラット走行でのタイヤ転動に伴う環状膨出部１０の変位を調べたところ、図９ａのグラフに示す結果が得られた。このグラフの横軸は、図９ｂに対応するタイヤの回転角度であり、周方向接地中心点を挟んで踏込み側および蹴出し側にそれぞれ４５°の範囲を設定している。縦軸は、環状膨出部１０のタイヤ径方向内側への変位である。図９ａに示すように、タイヤ転動時に踏込み側において環状膨出部１０がタイヤ径方向内側に変位していることが分かった。これにより、本発明者らは、ダブルビードタイプのランフラットタイヤにおいて、ランフラット走行時に図８に示すような捻りモーメントＭ２が発生していることを見出した。本発明は、この捻りモーメントＭ２に着目してなされたものであり、下記の如き構成により上述の目的を達成できるものである。

即ち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、環状の第１ビードを有する一対のビード部と、前記ビード部から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、前記サイドウォール部に断面略三日月状をなして配された補強ゴム層と、少なくとも一方の前記ビード部よりタイヤ幅方向外側に膨出し、リムフランジの外周側湾曲面に沿った内周面を有する環状膨出部と、前記環状膨出部に配される第２ビードと、一端が前記第１ビードをタイヤ内周側から巻くように配設され、前記第１ビードと前記第２ビードとの間を通り、他端が前記第２ビードをタイヤ外周側から巻くように配設された巻き付け部材と、を備える。

上記構成によれば、タイヤ転動の際、踏込み時に環状膨出部に作用する捻りモーメントＭ２により、巻き付け部材をタイヤ幅方向外側に引っ張る方向に張力が発生し、第１ビードがリム側に押し付けられる。その結果、ビードトゥの嵌合圧が高められ、ランフラット走行での接地時において捻りモーメントＭ１の低下を抑制することができ、リム外れを効果的に防止することができる。しかも、補強ゴム層のボリュームやトレッド部の剛性を高める場合と異なり、乗心地性を悪化させることがない。

本発明の好ましい実施形態として、前記巻き付け部材が、前記第１ビードのタイヤ幅方向内側から、その第１ビードのタイヤ内周側を経て、前記第１ビードと前記第２ビードとの間を通り、その第２ビードのタイヤ外周側からタイヤ幅方向外側を経て、その第２ビードのタイヤ内周側に至る経路に沿って配設されたものが挙げられる。

上記構成によれば、巻き付け部材が各ビードの周りを略取り囲むように配設されていることにより、捻りモーメントＭ２に伴う張力が巻き付け部材に作用し易くなる。即ち、ランフラット走行では、接地時に第１ビードがリム側に強固に押し付けられ、ビードトゥの嵌合圧が効果的に高められる。これにより、リム外れをより好適に防止し得る。

本発明の好ましい実施形態として、前記巻き付け部材であるカーカスプライが前記ビード部間に架け渡され、前記第１ビードにてタイヤ幅方向外側に巻き上げられ、前記第２ビードをタイヤ外周側から巻くように配設された、または、カーカスプライとは別部材である前記巻き付け部材を配設しつつ、前記カーカスプライが、前記ビード部間に架け渡され、前記第１ビードにてタイヤ幅方向外側に巻き上げられ、前記第２ビードをタイヤ外周側から巻くように配設されたものが挙げられる。

上記構成によれば、巻き付け部材に代えて、カーカスプライが第２ビードをタイヤ外周側から巻くように配設されていることにより、タイヤの軽量化および成形工程の簡略化を図りつつ、上記の作用効果を奏することができる。また、巻き付け部材を配設しつつ、カーカスプライが第２ビードをタイヤ外周側から巻くように配設されていることにより、上述の作用効果に加えてビード部の補強効果が好適に得られる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るランフラットタイヤの一例を示す半断面図である。図２は、図１におけるビード部を模式的に示した要部断面図である。

図１に示すランフラットタイヤは、一対のビード部１と、ビード部１から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、サイドウォール部２間に設けられたトレッド部３とを備える。一対のビード部１は、それぞれスチールワイヤの収束体がタイヤ周方向に環状をなすビード１ａ（前記第１ビードに相当する。）と、ビード１ａのタイヤ外周に配されるビードフィラー１２とを有し、リム８のビードシート部８ｂのタイヤ外周側に配されることで、タイヤがリム８に固定可能に構成されている。カーカス層４は、ポリエステルコードをタイヤ赤道線Ｃに対して略９０°の角度で配列したカーカスプライ１４からなり、一対のビード部１の間に架け渡されるように配されている。カーカスプライ１４は、ビード１ａにてタイヤ幅方向外側に巻き上げられ、ビードフィラー１２を挟み込むように配されている。

カーカス層４の内周側には、空気圧保持のためのインナーライナー層５が配されるとともに、カーカス層４の外周側には、たが効果による補強を行うためのベルト層６およびベルト補強層７が配されている。ベルト層６は、スチールコードをタイヤ赤道線Ｃに対して２５°前後の角度で配列した２枚のベルトプライからなり、ベルトプライ間でスチールコードが互いに逆向きに交差するように積層されている。カーカスプライまたはベルトプライを構成するコードとしては、上記以外にレーヨン、ナイロン、アラミド等の有機繊維等が使用される。通常、これらコードにはゴムとの接着性を高めるべく、表面処理や接着処理等がなされている。

サイドウォール部２のカーカス層４の内側には、タイヤ子午線断面視において略三日月状をなす補強ゴム層９が配されている。これにより、タイヤ内部の空気圧が低下した際、タイヤの撓み変形が抑制され、ランフラット走行が可能となる。補強ゴム層９は、例えば、ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（Ａタイプ）による硬さが６５〜９０°のゴム層により構成される。なお、本発明のランフラットタイヤが備える補強ゴム層９は、従来のサイド補強タイプのランフラットタイヤに用いられる補強ゴム層であれば、硬さや厚みなど特に制限されることなく何れも適用することができる。また、補強ゴム層９は、単一のゴム層からなるものに限られず、硬さ等の物性の異なる複数のゴム層から構成されるものでもよい。

ビード部１のタイヤ幅方向外側には、環状膨出部１０が形成されている。環状膨出部１０は、リムフランジ８ａよりもタイヤ幅方向外側に膨出するとともに、リムフランジ８ａの外周側湾曲面に沿った内周面を有している。その内周面の先端側に位置する尖頭部１１は、リムフランジ８ａの外径に比して小径に設定されており、環状膨出部１０はリムフランジ８ａを抱持可能に形成されている。環状膨出部１０は、両側のビード部１にそれぞれ形成されていることが好ましいが、少なくとも一方のビード部１に形成されていればよく、例えば装着時に車両外側となる側にのみ形成するものでも構わない。

環状膨出部１０には、ビードワイヤがタイヤ周方向に環状をなすビード１ｂ（前記第２ビードに相当する。）が配されている。本実施形態のビード１ｂは、リム装着時に、その中心位置１ｃがリムフランジ８ａの最外径点８ｃよりタイヤ外周側かつタイヤ幅方向外側に位置するように配されている。ビード１ｂを構成するビードワイヤは、ビード１ａと同じスチールワイヤの収束体からなるものに限られず、例えば、有機繊維の収束体からなるものや、繊維強化ゴムを素材としたゴムビード等であってもよい。ビード１ｂは、両側の環状膨出部１０にそれぞれ配されていることが好ましいが、少なくとも一方の環状膨出部１０に形成されていればよく、例えば装着時に車両外側となる側にのみ形成するものでも構わない。

チェーハー１５（前記巻き付け部材に相当する。）は、一端がビード１ａをタイヤ内周側から巻くように、他端がビード１ｂをタイヤ外周側から巻くように配設されており、タイヤ子午線断面視において略Ｓ字状をなしている。これにより、タイヤ転動の際、踏込み時に発生する捻りモーメントＭ２により、チェーハー１５をタイヤ幅方向外側に引っ張る方向に張力が発生し、ビード１ａがリム側に押し付けられる。その結果、図２のグラフにて点線１３で示されるようにビードトゥの嵌合圧が高められ、ランフラット走行での接地時において捻りモーメントＭ１の低下を抑制することができる。

チェーハー１５は、上述の張力が作用した際にビード１ａをリム側に押し付けるのに十分な強度および耐久性を有するものであれば、特に限定されるものではなく、構成材料やエンド数は適宜選択することができる。なお、構成材料として、レーヨン、ナイロン、ポリエステル、アラミド等の有機繊維やスチールコードが例示される。ここで、チェーハー１５を構成する繊維材料は、ラジアル方向に配列されたものが好ましい。これにより、上述の張力がラジアル方向に作用するため、ビード１ａをより効果的にリム側に押し付けることができる。

チェーハー１５は、本実施形態のように、ビード１ａのタイヤ幅方向内側から、ビード１ａのタイヤ内周側を経て、ビード１ａとビード１ｂとの間を通り、ビード１ｂのタイヤ幅方向外側から、ビード１ｂのタイヤ内周側に至る経路に沿って配設されたものが好ましい。これにより、捻りモーメントＭ２に伴う張力がチェーハー１５に作用し易くなり、ビード１ａがリム側に強固に押し付けられる。また、チェーハー１５は、その一端がビード１ｂに直接巻き付けられるものでもよく、ゴム層等を介して間接的に巻き付けられるものでも構わない。

図３は、別実施形態に係るビード部を模式的に示した要部断面図である。係る実施形態では、チェーハーに代えて、カーカスプライ１４の巻き上げ部１４ａが、ビード１ｂをタイヤ外周側から巻くように配設されている。これにより、タイヤ転動の際、踏込み時に発生する捻りモーメントＭ２により、カーカスプライ１４の巻き上げ部１４ａをタイヤ幅方向外側に引っ張る方向に張力が発生し、ビード１ａがリム側に押し付けられる。その結果、ビードトゥの嵌合圧を高められ、ランフラット走行での接地時において捻りモーメントＭ１の低下を抑制して、リム外れを効果的に防止することができる。また、本実施形態では、チェーハーを省略することによって、タイヤの軽量化および成形工程の簡略化が可能となる。

図４は、別実施形態に係るビード部を模式的に示した要部断面図である。係る実施形態では、チェーハー１５を配設しつつ、カーカスプライ１４の巻き上げ部１４ａが、ビード１ｂをタイヤ外周側から巻くように配設されている。これにより、タイヤ転動の際、踏込み時に発生する捻りモーメントＭ２により、チェーハー１５およびカーカスプライ１４の巻き上げ部１４ａをタイヤ幅方向外側に引っ張る方向に張力が発生し、ビード１ａがリム側に押し付けられる。その結果、ビードトゥの嵌合圧が高められてリム外れが効果的に防止され得る。本実施形態では、チェーハー１５およびカーカスプライ１４に張力が作用することにより、ビード１ａがリム側により強固に押し付けられ、ビードトゥの嵌合圧を効果的に高めることができる。

［別実施形態］
（１）前述の実施形態では、カーカス層４が１枚のカーカスプライ１４により構成される例を示したが、本発明では、カーカス層４が複数枚のカーカスプライにより構成されるものでもよい。かかる場合、カーカス層４を構成する全てまたは一部のカーカスプライの巻き上げ部が、ビード１ｂをタイヤ外周側から巻くように配設されるものでもよい。

（２）本発明のランフラットタイヤは、環状膨出部１０のほぼ内周面に沿って配設された補強層を備えるものでもよい。

（３）前述の実施形態では、チェーハー１５が、ビード１ａのタイヤ幅方向内側から、ビード１ａのタイヤ内周側を経て、ビード１ａとビード１ｂとの間を通り、ビード１ｂのタイヤ幅方向外側から、ビード１ｂのタイヤ内周側に至る経路に沿って配設された例を示したが、本発明では、チェーハー１５またはカーカスプライ１４の巻き上げ部１４ａが、各ビード１ａ、１ｂを所定の方向から巻くように配設されたものであれば、これに限られない。例えば、図５に示すように、チェーハー１５の一端が、ビード１ａよりタイヤ幅方向内側に達していないものでもよく、他端がビード１ｂよりタイヤ内周側に達していないものでもよい。

本発明の構成と効果を具体的に示すため、タイヤサイズ２４５／４０ＺＲ１８のテストタイヤを用いて試験を行った。試験では、ホイールサイズ１８×８ＪＪのリムに装着した各テストタイヤを、実車（国産３０００ｃｃクラスＦＲ車）の左側前方に装着し、直進から半径２０ｍの円形コースを右回りに旋回する、いわゆるＪターン走行を行った。各テストタイヤは、内圧０ｋＰａのランフラット状態とし、リム外れが発生したときの走行速度（横Ｇに比例）により耐リム外れ性を評価した。走行速度は、２５ｋｍ／ｈからスタートし、５ｋｍ／ｈ増分する方式でリム外れが発生するまで走行を行った。従来例を１００として指数評価し、数値が大きいほどリム外れが発生したときの走行速度が大きい、即ち耐リム外れ性に優れていることを示す。

テストタイヤとしては、それぞれ構成が異なる従来例、比較例および実施例を用意した。従来例は、環状膨出部、ビード１ｂおよびチェーハーを備えない点以外は、図１に示したランフラットタイヤと同様の構造とした。比較例は、チェーハーを備えない点以外は、図１に示したランフラットタイヤと同様の構造とした。実施例１は、図１、２に示すように、各ビード１ａ、１ｂにチェーハーを巻くように配設した構造のランフラットタイヤとした。チェーハーには、ラジアル方向に対して４５°の角度で傾斜して配列したスチールコードからなるエンド数２０／インチのスチールチェーハーを採用した。実施例２は、図３に示すように、チェーハーに代えて、カーカスプライ１４の巻き上げ部１４ａがビード１ｂをタイヤ外周側から巻くように配設した点以外は、図１に示したランフラットタイヤと同様の構造とした。なお、比較例および実施例において、環状膨出部１０およびビード１ｂは、それぞれ一対のビード部１の両側に形成した。

表１によれば、実施例１、２は、従来例および比較例に比して速い走行速度にて、リム外れが発生していることが分かる。これにより、実施例１、２において、上述のチェーハーまたはカーカスプライの巻き上げ部の配設が、リム外れを抑制する効果を奏していることが分かる。そして、その効果は、チェーハーまたはカーカスプライの巻き上げ部に作用する張力により、ビード１ａがリム側に押し付けられ、その結果、ランフラット走行での接地時においてビードトゥの嵌合圧が高められたことに起因すると認められる。

本発明に係るランフラットタイヤの一例を示す半断面図 図１におけるビード部を模式的に示した要部断面図 別実施形態に係るビード部を模式的に示した要部断面図 別実施形態に係るビード部を模式的に示した要部断面図 別実施形態に係るビード部を模式的に示した要部断面図 従来のランフラットタイヤの一例を示す半断面図 ランフラット走行時のタイヤとリムの断面図 従来のランフラットタイヤにおけるビード部を模式的に示した要部断面図 環状膨出部のタイヤ径方向内側への変位を示すグラフ タイヤの回転角度を説明する模式側面図

符号の説明

１ ビード部
１ａ ビード
１ｂ ビード
１ｉ 旋回時車両内側に位置するビード部
１ｏ 旋回時車両外側に位置するビード部
２ サイドウォール部
４ カーカス層
８ リム
８ａ リムフランジ
８ｂ ビードシート部
９ 補強ゴム層
１０ 環状膨出部
１２ ビードフィラー
１４ カーカスプライ
１４ａ 巻き上げ部
１５ チェーハー
Ｃ タイヤ赤道線

Claims (3)

1. 環状の第１ビードを有する一対のビード部と、前記ビード部から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、前記サイドウォール部に断面略三日月状をなして配された補強ゴム層と、少なくとも一方の前記ビード部よりタイヤ幅方向外側に膨出し、リムフランジの外周側湾曲面に沿った内周面を有する環状膨出部と、前記環状膨出部に配される第２ビードと、一端が前記第１ビードをタイヤ内周側から巻くように配設され、前記第１ビードと前記第２ビードとの間を通り、他端が前記第２ビードをタイヤ外周側から巻くように配設された巻き付け部材と、を備えるランフラットタイヤ。
2. 前記巻き付け部材は、前記第１ビードのタイヤ幅方向内側から、その第１ビードのタイヤ内周側を経て、前記第１ビードと前記第２ビードとの間を通り、その第２ビードのタイヤ外周側からタイヤ幅方向外側を経て、その第２ビードのタイヤ内周側に至る経路に沿って配設された請求項１記載のランフラットタイヤ。
3. 前記巻き付け部材であるカーカスプライが前記ビード部間に架け渡され、前記第１ビードにてタイヤ幅方向外側に巻き上げられ、前記第２ビードをタイヤ外周側から巻くように配設された、または、カーカスプライとは別部材である前記巻き付け部材を配設しつつ、前記カーカスプライが、前記ビード部間に架け渡され、前記第１ビードにてタイヤ幅方向外側に巻き上げられ、前記第２ビードをタイヤ外周側から巻くように配設された請求項１または２記載のランフラットタイヤ。

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