JP4592391B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、略三日月状のサイド補強ゴム層を備える空気入りタイヤに関する。

近年、乗用車の進歩は目覚ましく、乗り心地や操縦安定性など基本性能は、一昔前のモデルから飛躍的に向上しているばかりでなく、ファッション性や燃費、安全性などの諸性能も大幅に改善されている。

特に、安全性の向上は、一般ユーザが最も重要視して購入する項目の一つでもある。このように、タイヤの安全性を向上させる上で、パンクに対する対策は欠かせない。パンクが生じ、急激なタイヤ内圧の低下が生じる場合は、時として深刻な状況を招きかねない現象であり、以前のタイヤと比べてパンクの発生は大幅に減少したとはいえ、皆無ではない。このようなパンクの発生に対し、急激なタイヤ内圧の低下を防ぎ、安全にタイヤ交換することが可能な場所まで移動ができる数種類のランフラットタイヤの発売がなされており、車種によっては、新車購入時より装着されている場合もある。

その中で、サイド補強型ランフラットタイヤ（例えば、特許文献１参照。）は、従来のリムをそのまま使用することができ、更にランフラット走行距離も１００ｋｍを超える能力を持ち、安全面と利便性の観点から優れたタイヤであると考えられている。
特開昭４９−２０８０２号公報

サイド補強型ランフラットタイヤにおいて、重量の重い車種の耐久性を確保するには、サイドの補強部分のゴムゲージを厚くすることが効果的であるが、単純に厚くすると、タイヤの縦方向のバネ定数が上がり、路面からのショックや振動を吸収できずにゴツゴツとした乗り心地となってしまう。

そこで、本発明は、上記の課題に鑑み、耐久性を向上させ、かつ、乗り心地を悪化させないサイド補強型ランフラットタイヤを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の特徴は、トレッド部と、一対のビードコアとビードコアの径方向外側に配置されたビードフィラーとを含むビード部と、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスプライからなるカーカスと、カーカスのタイヤ内腔側に略三日月状のサイド補強ゴム層とを備える空気入りタイヤであって、ビードベースラインＢＬからサイド補強ゴム層の径方向内端までの高さＨ１は、ビードベースラインＢＬからビードフィラーの径方向外端までの高さＨ２の４０〜５５％であり、高さＨ２は、ビードベースラインからタイヤ最大幅位置までの径方向高さＨ３の７５〜１００％であり、標準空気圧が充填された際のタイヤとリムフランジの接触端点Ｐの法線方向における断面において、前記サイド補強ゴム層のゲージと、リムと直接接するゴムチェーファーのゲージと、前記ビードフィラーのゲージの比率が、１：１：１．２〜１．５である空気入りタイヤであることを要旨とする。

本発明の特徴に係る空気入りタイヤによると、高さＨ１、高さＨ２を上記の大きさに規定することにより、タイヤサイド部の径方向曲げ剛性が高くなり、リムフランジ部を支点として生じる逆Ｒの変形が抑制される。よって、タイヤサイド部全体の変形歪が拡散され、ランフラット走行距離が飛躍的に延びることができる。又、ゴムゲージを厚くしているわけではないので、乗り心地を悪化させることがない。

又、本発明の特徴に係る空気入りタイヤのビードコアの断面形状は、略六角形あるいは略円形であることが好ましい。

この空気入りタイヤによると、ビードがリムフランジを越える際のビード部の変形抗力を減ずることができる。

又、本発明の特徴に係る空気入りタイヤは、標準空気圧が充填された際のタイヤとリムフランジの接触端点Ｐの法線方向における断面において、サイド補強ゴム層のゲージと、リムと直接接するゴムチェーファーのゲージと、ビードフィラーのゲージの比率が、１：１：１．２〜１．５である。

この空気入りタイヤによると、ランフラット状態での歪分布がゴムチェーファーとビードフィラーとサイド補強ゴム層とで均一であるため、ランフラット耐久性を向上させる。又、ビード部のゴム層のゲージは増やす必要がないため、乗り心地を悪化させることがない。

尚、「標準リム」とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２００４年度版規定のリムであり、「標準空気圧」とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２００４年度版の最大負荷能力に対応する空気圧であり、「標準荷重」とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２００４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、荷重とは下記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）のことであり、内圧とは下記規格に記載されている単輪の最大荷重（最大負荷能力）に対応する空気圧のことであり、リムとは下記規格に記載されている適用サイズにおける標準リム（または、"Ａｐｐｒｏｖｅｄ Ｒｉｍ" 、"Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ Ｒｉｍ"）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。

本発明によれば、耐久性を向上させ、かつ、乗り心地を悪化させないサイド補強型ランフラットタイヤを提供することができる。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。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、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（空気入りタイヤの構成）
本実施形態に係る空気入りタイヤ１００は、図１に示すように、一対のビード部１及び一対のサイドウォール部２と、サイドウォール部２相互間にわたりトロイド状に連なるトレッド部３とを備える。図１においては、左片側のみを示しているが、通常左右対称に構成されることは勿論である。

カーカス５は、１対のビード部１にそれぞれ埋設したビードコア４間でトロイド状に延び、ビードコア４の周りでその周面に沿わせてタイヤ幅方向内側から外側に、巻き回して構成され、サイドウォール部２及びトレッド部３を補強するトロイド状ラジアルカーカスである。尚、カーカスは、外側から内側に向けて巻き回して構成されてもよい。又、カーカス５は、少なくとも１枚のカーカスプライからなるが、図１では、２枚のカーカスプライから構成されている。カーカスプライは、互いに平行に並べられた複数本のコードを備え、これら複数本のコードがコーティングゴムに埋設されている通常の構造のものである。又、カーカスの内面には、インナーライナー１０が設けられている。

ビード部１は、一対のビードコア４とビードコア４の径方向外側に配置されたビードフィラー１２とを含む。ビードコア４の断面形状は、図１に示すような略六角形の他、略円形であってもよい。

又、サイドウォール部２のカーカス５のタイヤ内腔側に、比較的硬質なゴムからなる略三日月状のサイド補強ゴム層１１が配置される。

又、カーカス５及びトレッド部３間には、タイヤ赤道面に対し比較的小さな角度、好適には２５〜３０°の角度で延びるコードを平行に配列し、コーティングゴムで被覆した２層の傾斜ベルトプライからなるベルト層６が配置され、トレッド部３を強化する。尚、ベルト層６は、それを構成する傾斜ベルトプライのうち、少なくとも2層のベルトプライが、コードが互いにタイヤ赤道面を挟んで交差するように積層した交差ベルトを構成することが好ましい。
又、ベルト層６の径方向外側には、ベルト補強層７が配置され、ベルト層６を補強する。図１では、ベルト層６の端部を被覆する２枚のベルト補強層７が示されている。

又、少なくともビードコア４のタイヤ幅方向内側からタイヤサイド部へ向けて延びる、弾性率の高いゴムからなるゴムチェーファー２４が配置される。ゴムチェーファー２４を構成するゴムの１００％モジュラスは、３．６〜６．０ＭＰａが好ましい。又、ゴムチェーファー２４は、リムと直接接する部分である。

又、ビードベースラインＢＬからサイド補強ゴム層１１の径方向内端までの高さＨ１は、ビードベースラインＢＬからビードフィラー１２の径方向外端までの高さＨ２の４０〜５５％である。又、ビードベースラインＢＬからビードフィラー１２の径方向外端までの高さＨ２は、ビードベースラインからタイヤ最大幅位置までの径方向高さＨ３の７５〜１００％である。

又、標準空気圧が充填された際のタイヤとリムフランジ２０の接触端点Ｐの法線方向Ｎにおける断面において、サイド補強ゴム層１１のゲージと、リムと直接接するゴムチェーファー２４のゲージと、ビードフィラー１２のゲージの比率は、１：１：１．２〜１．５である。

（作用及び効果）
従来のランフラット走行時の故障形態を観察すると、タイヤ最大幅部は、空気内圧がないため、路面とリムフランジ２０が挟み込むような正Ｒの変形が生じ、この部分で故障が発生している。サイド内側に補強ゴムを最大厚さ５ｍｍにすると、ランフラット走行距離が伸びると同時にサイド部からビード部に故障位置が移動する。これは、サイド部分の歪が緩和され、リムフランジ接点を支点として、逆Ｒの変形が生じているビード側の歪が、タイヤに加わる部分の中で最大になるためと推察される。一般にほどんどの車両が車軸にキャンバーを付けており、このキャンパー側のリムフランジ部が故障を生じやすい。

本実施形態に係る空気入りタイヤ１００は、サイド補強ゴム層１１の下端（径方向内端）位置をタイヤのかなり下側、即ち、ビードベースラインＢＬからビードフィラー１２の径方向外端までの高さＨ２の４０〜５５％の位置にし、かつ、ビードフィラーの高さＨ２をビードベースラインからタイヤ最大幅位置までの径方向高さＨ３と同じか７５％の位置に配置することで、タイヤサイド部の径方向曲げ剛性が高くなり、リムフランジ接点を支点として生じる逆Ｒの変形が抑制される。よって、タイヤサイド部全体の変形歪が拡散され、ランフラット走行距離が飛躍的に延びることができる。又、ゴムゲージを厚くしているわけではないので、乗り心地を悪化させることがない。

又、リムフランジ２０と接しているゴムチェーファー２４も耐リムずれ性に優れたゴムを一般的には使用するが、結果として硬めのゴムである。リムフランジ接点を支点として変形するタイヤを更に効果的に抑制する方法として、本実施形態では、標準空気圧が充填された際のタイヤとリムフランジ２０の接触端点Ｐの法線方向Ｎにおける断面において、サイド補強ゴム層１１のゲージと、リムと直接接するゴムチェーファー２４のゲージと、ビードフィラー１２のゲージの比率を、１：１：１．２〜１．５としている。例えば、サイド補強ゴム層１１のゲージと、ゴムチェーファー２４のゲージとを約３．５ｍｍとほぼ同じ厚みとし、ビードフィラー１２のゲージを４．２〜５．２ｍｍとする。このようなゲージとすることで、ランフラット状態での歪分布がゴムチェーファーとビードフィラーとサイド補強ゴム層とで均一であるため、ランフラット耐久性を向上させる。又、ビード部のゴム層のゲージは増やす必要がないため、乗り心地を悪化させることがない。

又、従来、サイド補強ゴム層を厚くすると、タイヤをリムに組む際、バールなどを用いてリムフランジを越える必要があるが、タイヤサイド部分が硬くなり過ぎ、サイド変形が起きず、リム組が極端に難しくなるという課題があった。本実施形態に係る空気入りタイヤ１００によると、過度のゲージ増を避けることができるため、リム組みがスムースに行うことができる。

更に、ビードコアの断面形状を、略六角形あるいは略円形とすることで、ビードがリムフランジ２０を越える際のビード部の変形抗力を減ずることができる。

以下に実施例を挙げて、本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

本発明の効果を確かめるために、本発明が適用された実施例のタイヤ１種、従来例のタイヤ１種を製造し、耐久性を調べた。実施例、従来例共に、サイズ２７５／３５Ｒ１９のタイヤであり、ビードコアの断面形状は略六角形であった。

実施例１及び従来例１の設計値は表１に示すとおりである。

（耐久性）
試供タイヤを標準リム（９．５Ｊ×１９ ＥＨ２タイプリム）に組み付け、後輪左側に装着した後、ランフラット状態にし、５３５ｋｇの荷重を負荷して、一定速度（６０ｋｍ／ｈ）で直進走行させて、故障に至るまでの走行距離を測定した。

（結果）
結果を表２に示す。

実施例１は、従来例１と比較すると、ランフラット走行距離が飛躍的に伸び、耐久性が向上していた。又、故障位置も補強ゴムのみであり、ビードフィラーに故障は発生しなかった。よって、ビードベースラインＢＬからサイド補強ゴム層の径方向内端までの高さＨ１を、ビードベースラインＢＬからビードフィラーの径方向外端までの高さＨ２の４０〜５５％とし、かつ、高さＨ２を、ビードベースラインからタイヤ最大幅位置までの径方向高さＨ３の７５〜１００％とすることにより、耐久性が向上することが分かった。

本実施形態に係る空気入りタイヤの回転軸心を含む断面図である。

符号の説明

１…ビード部
２…サイドウォール部
３…トレッド部
４…ビードコア
５…カーカス
６…ベルト層
７…ベルト補強層
１０…インナーライナー
１１…サイド補強ゴム層
１２…ビードフィラー
２０…リムフランジ
２４…ゴムチェーファー
１００…空気入りタイヤ

Claims (2)

1. トレッド部と、一対のビードコアと該ビードコアの径方向外側に配置されたビードフィラーとを含むビード部と、前記トレッド部からサイドウォール部を経て前記ビード部のビードコアに至るカーカスプライからなるカーカスと、前記カーカスのタイヤ内腔側に略三日月状のサイド補強ゴム層とを備える空気入りタイヤであって、
   ビードベースラインＢＬから前記サイド補強ゴム層の径方向内端までの高さＨ１は、ビードベースラインＢＬから前記ビードフィラーの径方向外端までの高さＨ２の４０〜５５％であり、
   前記高さＨ２は、ビードベースラインからタイヤ最大幅位置までの径方向高さＨ３の７５〜１００％であり、
   標準空気圧が充填された際のタイヤとリムフランジの接触端点Ｐの法線方向における断面において、前記サイド補強ゴム層のゲージと、リムと直接接するゴムチェーファーのゲージと、前記ビードフィラーのゲージの比率が、１：１：１．２〜１．５であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記ビードコアの断面形状は、略六角形あるいは略円形であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。

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