JP2005297876A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤの正常状態での車両の振動乗り心地性能を損ねることなく、ランフラット走行時のタイヤの走行耐久性を高めた空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部１と、トレッド部１の両側部から半径方向内方に伸びる一対のサイドウォール部２と、それぞれのサイドウォール部２の内周側に連続するそれぞれのビード部３と、それぞれのビード部３に配設したビードコア４間にトロイダルに延在させて側部部分をビードコアの周りで半径方向外側に巻上げた少なくとも一枚のカーカスプライ５とを具え、タイヤ幅方向の断面形状が三日月状の補強ゴム１０を、主には、サイドウォール部の内側部分に配設してなる空気入りラジアルタイヤであって、カーカスプライ５の巻上げ部分６に沿わせて、タイヤのラジアル方向に対して±１０度の角度で延在する補強コードよりなるサイド部補強層１１を少なくとも一層以上配設し、該補強コードの伸びが０．１％以上かつ１．５％未満の領域における弾性率を、そのコードの伸びが１．５％以上の領域の弾性率よりも小さくしてなる。
【選択図】図１

Description

この発明は、乗用車に用いて好適な空気入りラジアルタイヤに関するものであり、タイヤの正常状態での車両の振動乗り心地性能を損ねることなく、タイヤ内圧を低減ないしは完全に喪失した状態の下でのタイヤの負荷転動時（以下、ランフラット走行時という）のすぐれた走行耐久性を実現する技術を提案するものである。

タイヤのパンク等により、タイヤ内部の充填空気が漏出した場合には、タイヤが荷重負担能力を失い車両の運動の安定性が損なわれる。一方、この状態で走行を継続するときは、タイヤのサイドウォール部に極めて大きな曲げ変形が発生し、そこへの歪の集中と温度の上昇とによりサイドウォール部に局部的な破壊が発生するおそれがある。
このような事象を回避するために、特開平７−３１５０１６号公報や特開平９−５８２２９号公報に記載されているように、空気入りラジアルタイヤのサイドウォール部を、比較的高い弾性率を有する厚肉の幅方向断面形状が三日月状の補強ゴムにて補強するとともに、サイドウォール部からビード部にかけてカーカスのタイヤ幅方向外側にゴム引きスチールコードからなる補強層を配して、タイヤ内部の充填空気が漏出した場合にも、サイドウォール部の曲げ変形を抑制して、タイヤの荷重負担能力を担保することで車両の挙動の不安定化を防止する、いわゆるランフラットタイヤが提案されている。
ここで、補強層をカーカスのタイヤ幅方向外側に隣接させて設ける理由は、三日月状の補強ゴムのみの配設では、必要とされる荷重負担能力を得るために補強ゴムの厚みを過大に厚くする必要があるので、補強層に荷重の一部を負担させて、補強ゴムの厚みを減じて軽量化を図るためである。
特開平７−３１５０１６号公報 特開平９−５８２２９号公報

ところがこのような構成のランフラットタイヤでは、ランフラット走行時には高い荷重負担能力の下で、サイドウォール部の曲げ変形を抑制して、優れた走行耐久性を向上することができるが、タイヤの正常状態での振動乗り心地性能は、とくには補強層によってサイドウォール部の曲げ変形が抑制されることになるため、逆に悪化してしまうという問題点があった。

本発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、タイヤの正常状態での車両の振動乗り心地性能を損ねることなく、ランフラット走行時のタイヤの走行耐久性を高めた空気入りラジアルタイヤを提供するものである。

本発明に係る空気入りラジアルタイヤは、トレッド部と、トレッド部の両側部から半径方向内方に伸びる一対のサイドウォール部と、それぞれのサイドウォール部の内周側に連続するそれぞれのビード部と、それぞれのビード部に配設したビードコア間にトロイダルに延在させて側部部分をビードコアの周りで半径方向外側に巻上げた少なくとも一枚のカーカスプライとを具え、タイヤ幅方向の断面形状が三日月状の補強ゴムを、主には、サイドウォール部の内側部分に配設してなるものであって、カーカスプライの巻上げ部分に沿わせて、タイヤのラジアル方向に対して±１０度の角度で延在する補強コードよりなるサイド部補強層を少なくとも一層以上配設し、該補強コードの伸びが０．１％以上かつ１．５％未満の領域における弾性率を、そのコードの伸びが１．５％以上の領域の弾性率よりも小さくしてなる。

これによれば、サイド部補強層の補強コードをラジアル方向に対して±１０度の範囲に配設して、補強コードによる荷重負担をより効果的なものとすることができる。
サイド部補強層の補強コードのタイヤ周方向に対する角度を−１０度未満もしくは、＋１０度より大きくすると、ランフラット走行時のサイドウォール部に発生する曲げ変形を抑制する効果が小さくなりすぎる。
また、該補強コードを伸びが０．１％以上かつ１．５％未満の領域の弾性率を、伸びが１．５％以上の領域の弾性率よりも小さくすることにより、ランフラット走行時のサイドウォール部の圧潰変形に伴い発生する大きな曲げ変形を、その補強コードの弾性率の大きい伸びが１．５％以上の領域での耐張力により抑制して、サイドウォール部の幅方向への膨出変形を防止して、走行耐久性を高めるとともに、タイヤの正常状態においてサイドウォール部に発生する小さい曲げ変形を、伸びが０．１％以上かつ１．５％未満の領域の弾性率の低さをもって許容して、振動乗り心地性能を高めることができる。

ここで好ましくは、サイド部補強層をカーカスプライの巻上げ部分の幅方向外側に沿わせる。
これによれば、サイド部補強層をサイドウォール部の曲げ変形の中心よりもタイヤ幅方向外側に位置させることができるため、ランフラット走行時のサイドウォール部の圧潰変形に伴い発生する大きな曲げ変形を、その補強コードの弾性率の大きい伸びが１．５％以上の領域での耐張力により抑制して、サイドウォール部の幅方向への膨出変形を防止して、走行耐久性を高める効果を、さらに高めることができる。

ここで好ましくは、サイド部補強層を、タイヤ最大幅位置を中心としたタイヤ断面高さの２０％〜７０％の範囲に設ける。これによれば、サイドウォール部の曲げ変形のとくに大きい領域に、サイド部補強層を配設することにより、ランフラット走行時のサイドウォール部に発生する曲げ変形をより効果的に抑制することができるため、ランフラット走行時のタイヤの走行耐久性を高めることができる。
サイド部補強層の配設範囲を２０％より小さくすると、ランフラット走行時のサイドウォール部の曲げ変形を抑制する効果が小さくなりすぎ、サイド部補強層の配設範囲を７０％より大きくすると、サイド部の剛性が高くなりすぎてタイヤの正常状態の振動乗り心地性能が悪化するとともに、タイヤの重量増加を招き好ましくない。

ここで、タイヤの最大幅位置とは、図１に示すように、タイヤを適用リムに装着するとともに、規定の空気圧を充填して、無負荷状態としたタイヤ幅方向断面内で、タイヤ赤道面ＥＸに平行に引いた接線Ｌがタイヤの側面の模様や文字やリムガードを除いた外輪郭と接する位置Ｍをいう。
またタイヤの断面高さとは、タイヤの外径とリム径の差の１／２をいい、また、タイヤの外径とは、タイヤを適用リムに装着するとともに、規定の空気圧を充填して、無負荷状態としたタイヤの外径をいうものとする。ここで適用リムとは下記の規格に規定されたリムをいい、規定の空気圧とは、下記の規格において、最大負荷能力に対応して規定される空気圧をいい、最大負荷能力とは、下記の規格でタイヤに負荷することが許される最大の質量をいう。
そして規格とは、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 Tyre and Rim Technical OrganisationのSTANDARDS MANUAL”であり、日本では日本自動車タイヤ協会の”JATMA YEAR BOOK”である。

ところで、補強コードとしては、波状もしくはジグザグ状の迂曲コードもしくは、ハイエロンゲーションコードとする。
これらのコードはいずれも、伸びが０．１％以上かつ１．５％未満の領域において弾性率が小さいものであり、１．５％以上の領域では高い弾性率を有するものである。これらのいずれによっても、タイヤの正常状態での振動乗り心地性能を高め、かつ、ランフラット走行時の走行耐久性を高めることができる。
ここで、迂曲コードとは、コードを波状もしくはジグザグ状に塑性変形させ、伸びが上記条件を見たすコードをいい、弾性率のコントロールが容易であることが特徴である。また、ハイエロンゲーションコードとは、直線状のコードであるが、伸びが上記条件を見たすコードであり、タイヤの成形性に優れるものである。

以上に述べたところから明らかなように、この発明によれば、ランフラット走行時のサイドウォール部に発生する曲げ変形を、その補強コードの張力により抑制して、走行耐久性を高めるとともに、タイヤの正常状態においては、該補強コードの伸びが０．１％以上かつ１．５％未満の領域における弾性率を、伸びが１．５％以上の領域の弾性率よりも小さくすることにより、サイドウォール部に発生する曲げ変形を阻害することなく、振動乗り心地性能を高めることができる。

以下に、この発明の実施の形態を図面に示すところに基づいて説明する。
図１はこの発明の一実施形態を表わす、タイヤを適用リムに装着するとともに、規定の空気圧を充填し、そこに無負荷状態のタイヤ幅方向断面図である。図中１はトレッド部を示し、２は、トレッド部の両側部から半径方向内方に伸びる一対のサイドウォール部を示し、３は、それぞれのサイドウォール部２の内周側に連続するそれぞれのビード部３を示す。

ここでは、それぞれのビード部３に配設したビードコア４間にわたってトロイダル状に伸びてビード部３、サイドウォール部２、トレッド部１をカーカスプライ５で補強するとともに、そのカーカスプライ５の側部部分を、ビードコア４の周りで半径方向外方に巻上げて、巻上げ部６を形成し、このカーカスプライ５のクラウン部の外周側には、トレッド部１を補強する一層以上のベルト層からなるベルト７を配設し、さらにその外周側に保護層８を配設する。カーカスプライ５の内周側にはインナーライナー９を配設し、おもにサイドウォール部のカーカスプライ５とインナーライナー９との間に、補強ゴム１０をタイヤ幅方向断面内で三日月形状となる様に配設する。さらに、カーカスの巻上げ部６のタイヤ幅方向外側に隣接させて、ゴム引きした補強コードよりなるサイド部補強層１１を配設する。このサイド部補強層１１の補強コード１２は、補強コードを、図２にタイヤの側面視で補強コード１２を透視して示すように、ラジアル方向Ｒに対して±１０度の範囲に傾斜させて配設する。このようなサイド部補強層１１はタイヤ最大幅位置Ｍを中心として、タイヤ断面高さＨの２０〜７０％、ここでは４０％の範囲に設け、該補強コードの伸びが０．１％以上かつ１．５％未満の領域での弾性率を、１．５％以上の領域での弾性率よりも小さくしている。

図３は、補強コードの形態を示す模式図である。
補強コード１２は、図３（ａ）に示すように、前述のハイエロンゲーションコードとすることができるほか、図３（ｂ）に示すように、波状の迂曲コードとすることもでき、図３（ｃ）に示すように、ジグザグ状の迂曲コードとすることも出来る。
図４は、ハイエロンゲーションコードの特性を示す荷重―伸び線図である。
図４に示すように、本発明で用いるハイエロンゲーションコードの、弾性率が小さい伸びの範囲は、０．１％以上かつ１．５％未満であり、タイヤの正常状態においては、その弾性率の低さをもって、サイドウォール部の曲げ変形を許容し、振動乗り心地性能を高めることができる。また、ランフラット走行時においては、伸びが１．５％以上の領域における、高い弾性率をもって、サイドウォール部の曲げ変形を抑制し、走行耐久性を高めることができる。

本発明の実施形態たる空気入りラジアルタイヤの、ランフラット走行時のタイヤの走行耐久性と、タイヤの正常状態での車両の振動乗り心地性能とを評価する目的で、サイズが２１５／４５ ＺＲ１７の、サイド部補強層の配設領域をタイヤ最大幅位置Ｍを中心としてタイヤ断面高さＨの３０％とし、サイド部補強層の補強コードを波状の迂曲コードとした実施例タイヤ１、ジグザグ状の迂曲コードとした実施例タイヤ２、ハイエロンゲーションコードとした実施例タイヤ３、サイド部補強層を有しない比較例タイヤ１、サイド部補強層の補強コードを弾性率の低い初期伸び領域領域を有しない通常のスチールコードとした比較例タイヤ２について、
呼びが７．５ＪＪ−１７のリムに装着して、バルブコアの抜き取りによって、タイヤへの充填空気圧を完全に漏出させて、最大負荷能力に対応した質量を負荷して、速度９０ｋｍ／ｈでドラム回転試験を行い、タイヤに故障が発生するまでの距離、つまりランフラット走行距離を測定した。

さらに、呼びが７．５ＪＪ−１７のリムに装着して、タイヤへの充填空気圧を２３０ｋＰａとし、最大負荷能力に対応した質量４２５ｋｇｆを負荷して、トレッド踏面からリム径ラインまでの距離を測定し、タイヤ断面高さを引いて、撓みを測定し、前記質量を撓みで除して、縦ばね定数を測定した。
それぞれの測定結果を、比較例タイヤ１をコントロールタイヤとして指数評価した結果を表１に示す。ランフラット走行距離については、指数は大きいほど性能が良好であることを示し、縦ばね定数については、指数が小さいほど縦ばね定数が小さく、振動乗り心地性能が良好であることを示す。

表１において、比較例タイヤ１と実施例タイヤ１〜３を比較すると、実施例タイヤ１〜３は、ランフラット走行距離を長くすることができ、ランフラット走行時のタイヤの走行耐久性を高められていることがわかる。
実施例タイヤ１〜３と比較例タイヤ２とを比較すると、実施例タイヤは縦ばね定数が小さく、タイヤの正常状態での車両の振動乗り心地性能を高めることができることが分かる。

本発明は、ランフラット走行時のタイヤの走行耐久性を高めるとともに、タイヤの正常状態での車両の振動乗り心地性能を高めた空気入りラジアルタイヤなどに適用して効果的なものである。

この発明の一実施形態をタイヤの半部について示す幅方向断面図である。 図１に示すタイヤのサイド部補強層の補強コードの延在態様を示す、タイヤ軸方向部分矢視図である。 図１に示すタイヤの、補強コードの種々の形態を示す展開図である。 ハイエロンゲーションコードの特性を示す荷重―伸び線図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ ビードコア
５ カーカスプライ
６ 巻上げ部
７ ベルト
８ 保護層
９ インナーライナー
１０ 補強ゴム
１１ サイド部補強層
１２ 補強コード

Claims (5)

1. トレッド部と、トレッド部の両側部から半径方向内方に伸びる一対のサイドウォール部と、それぞれのサイドウォール部の内周側に連続するそれぞれのビード部と、それぞれのビード部に配設したビードコア間にトロイダルに延在させて側部部分をビードコアの周りで半径方向外側に巻上げた少なくとも一枚のカーカスプライとを具え、タイヤ幅方向の断面形状が三日月状の補強ゴムを、主には、サイドウォール部の内側部分に配設してなる空気入りラジアルタイヤであって、
   カーカスプライの巻上げ部分に沿わせて、タイヤのラジアル方向に対して±１０度の角度で延在する補強コードよりなるサイド部補強層を少なくとも一層以上配設し、該補強コードの伸びが０．１％以上かつ１．５％未満の領域における弾性率を、そのコードの伸びが１．５％以上の領域の弾性率よりも小さくしてなる空気入りラジアルタイヤ。
2. サイド部補強層をカーカスプライの巻上げ部分の幅方向外側に沿わせてなる請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. サイド部補強層を、タイヤ最大幅位置を中心としてタイヤ断面高さの２０％〜７０％の範囲に設けてなる請求項１もしくは２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 補強コードを、波状もしくはジグザグ状に延びる迂曲コードとしてなる請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 補強コードを、ハイエロンゲーションコードとしてなる請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。

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