JP4052772B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は空気入りタイヤ、特にパンク時の内圧低下の状況においても長い距離を安全走行できるランフラットタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に空気入りタイヤはタイヤパンク時、図5に示す如く剛性の低いサイドウォール部21がタイヤ幅方向に突出するように折れ曲がり、かつトレッド部22はタイヤ半径方向内方に移動し、タイヤは平坦化する。そこで走行を継続するとタイヤビード部23はリムウェル24に落ち込み、タイヤがリムから外れてしまい、操縦ができなくなる危険を伴う。あるいはビード部内側上辺23aがトレッド部のタイヤ内側域22aと激しい摩擦を繰返し、タイヤの破損を招来する。
【0003】
従来、タイヤのパンク時においても安全走行を可能ならしめるいわゆるランフラットタイヤの構造は、タイヤカーカスの内側に接してビード部からショルダー部にわたり、両端方向に厚さを漸減する三日月状の補強ゴム層を配置するもの、あるいはカーカス本体とその折り返し部の間にビード部からトレッド部端にわたる補強ゴムを配置するもの(特開平10−244817)、さらに複数のカーカスプライあるいは補強プライの間に2層の補強ゴムを配置するもの(特開平7−215023)等が提案されている。
【0004】
上記従来の技術はサイドウォール部を補強ゴムで剛性を高め、上記危険を軽減しようとするものである。しかし上述の如くカーカス本体部分の内周側に配設された補強ゴム層をもってタイヤのサイドウォール部等の破損の発生を軽減するには、補強ゴム層の厚さが必然的に厚くなり、このためタイヤ重量が増大し、車両の燃費効率を低下させる問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来技術に比して、タイヤ重量を有効に低減し、併せてタイヤパンク時においても長い距離を安全走行ができる空気入りタイヤ、特にランフラットタイヤを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明はスチールコードを実質的にタイヤのラジアル方向に配列した少なくとも一枚のカーカスプライをビードコアの周りに内側から外側に折り返して巻き上げるとともに、前記カーカスプライのクラウン部の外側に前記カーカスの折り返し部と重複部分を有するようにベルト層を配置し、前記カーカスプライ本体とその折り返し部との間に第一補強ゴム層を配置し、さらにカーカスプライ本体の内側にタイヤショルダー部相当からビード部にわたる領域に中央部から両端方向に厚さを漸減する第二補強ゴム層を配置した空気入りタイヤにおいて、
前記第一補強ゴム層の上端位置REと前記ベルト層端BEとの重複幅W2はベルト層幅BWの3〜20%の範囲であり、第二補強ゴム層の上端位置RFと、前記ベルト層端BEとの重複幅W3は、ベルト層幅BWの7〜30%であり、
ベルト層端BEとトレッド端TEを結ぶ直線TL上における前記第二補強ゴム層の厚さRWはタイヤの全体の厚さSWの5〜25%であることを特徴とする前記空気入りタイヤである。そして好ましくは前記第一補強ゴム層はビードコア上辺からサイドウォール部方向に延びるJISA硬度80〜95度の硬質ゴム層と、該硬質ゴム層上辺からベルト層端部近傍に延びるJISA硬度65〜80度の軟質ゴム層の二層で構成されている。そして第二補強ゴム層のJISA硬度は65〜80度の範囲であることが好ましい。
【0007】
さらに本発明の空気入りタイヤはビードワイヤの下端からタイヤ外形端までの断面高さGLの間でGLを6等分した1/6GL〜4/6GLにおける各インナーライナーの位置G1、G2、G3、G4からタイヤ外郭ラインまでの最小幅をなすそれぞれの断面最小幅線G1W、G2W、G3W、G4Wにおいて、第二補強ゴム層の幅Ga、軟質ゴム層の幅Gb、硬質ゴム層の幅Gc、およびサイドウォール13の幅Gdが次の関係にあることが望ましい。
【0008】
G1Wにおいて G1a≦G1d<G1c
G2Wにおいて G2b<G2a≦G2c<G2d
G3Wにおいて G3a≒G3b≒G3d
G4Wにおいて G4a≒G4b<G4d
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【0010】
図1は本発明の一の実施形態を示す空気入りタイヤの断面図の右半分である。ここで本発明の空気入りタイヤ1は、コードを実質的にタイヤのラジアル方向に配列した少なくとも一枚のカーカスプライ3をビードコア6の周りを内側から外側に折り返して巻き上げている。そして折り返し端10は、該カーカスプライのクラウン部の外側に配置された、ベルト層7の下側でベルト層端部と一部重複するように固定される。カーカスプライ3はタイヤ走行時の繰返し変形に伴いその折り返し端10はビード部方向に引張られ、さらにベルト層端部BE近傍でのゴムの変形と相まって、応力集中が生じやすい。したがって前記折り返し端10をベルト層の下側に固定することにより、応力集中が軽減され、サイドウォール部の剛性を高める効果を有する。ここでカーカスプライの折り返し部3aのベルト層7との重複幅W1はベルト層幅BWの5〜20%が好ましい。
【0011】
なお、カーカスコードはスチールコード、たとえば1×2、1×3、1×4、1×5等の(1×n)構造のもの、あるいは(2×n)構造のものが用いられ、コードを構成するスチール素線の直径は好ましくは0.10〜0.30mm、特に0.15〜0.27mmの範囲である。そしてスチールコードは1本当りの引張強度が100N〜480N、特に、150N〜350Nの範囲のものが好適に用いられる。かかるスチールコードを用いることによりタイヤサイドウォール部の横剛性が向上し、ランフラット時の操縦安定性および耐久性が一層向上する。
【0012】
さらに幅5cm間でのカーカス強度(エンズ数×コード強度/5cm)が3500N〜15800N、特に好ましくは4500N〜11000Nの範囲である。カーカス強度が3500Nより小さいと剛性が不十分となり、ランフラット時における耐久性能が悪くなり、一方15800Nを超えるとタイヤ走行時に蓄熱しやすく、耐久性能が低下する。
【0013】
なおスチールコードはタイヤのラジアル方向、すなわち周方向に対して80°〜90°、特に86°〜90°の範囲に配列される。
【0014】
次に本発明ではカーカスプライ本体3とその折り返し部3aとの間にビードコア6の上辺からベルト層端部近傍に延びる第一補強ゴム層4が配置される。そして第一補強ゴム層の上端位置REと、前記ベルト層端BEとの重複幅W2は、ベルト層幅BWの3〜20%である。重複幅W2が3%より少ないと、第一補強ゴム層上端位置REがベルト層端BEの近傍もしくは下方に位置することになり、この領域での剛性の段差を形成し、応力集中を招来しやすく、結果としてベルト層両端近傍でのゴム剥離が生じる。
【0015】
一方20%を超えるとランフラット性に寄与しないゴム層の容量が増加し、タイヤ軽量化を阻害する。第一補強ゴム層4は好ましくはビードコア上辺からサイドウォール部方向に厚さを漸減して延びるJISA硬度が80〜95度の、好ましくは85〜95度の硬質ゴム層4aと、該硬質ゴム層4aの上辺からベルト層端部近傍に延びるJISA硬度65〜80度、好ましくは65〜70度の軟質ゴム層4bの二層で構成されている。
【0016】
硬質ゴム層4aはビード部を補強し、タイヤパンク時にタイヤの横剛性を高め、一方軟質ゴム層4bはタイヤサイドウォール部を補強するとともにショルダー部のベルト層両端近傍での応力集中を緩和し損傷を軽減する。なお、第一補強ゴム層4を一層で構成する場合は、JISA硬度が65〜90度、好ましくは65〜85度の範囲のものが用いられる。そして第一補強ゴム層4は周囲がカーカスプライで囲まれ、しかもカーカスプライの折り返し部上端はベルト層端部の下側に固定されているため、容積効果で補強効果は一層増大する。
【0017】
次に、本発明の空気入りタイヤは前記カーカスプライ本体3の内側にタイヤショルダー部相当領域からビード部にわたる領域に、中央部から両端方向に厚さを漸減して延びる第二補強ゴム層2が配置される。第二補強ゴム層2はオイル配合量の少ない耐熱性の優れたゴム組成物であり、JISA硬度が65〜80度の比較的軟質のゴムが用いられる。タイヤパンク時、サイドウォール部は外側に突出するように折れ曲がり、タイヤ内側の第二補強ゴム層2が相互に接触し摩擦することになる。したがって第二補強ゴム層は低発熱性ゴム、たとえばレジリエンスが50%以上のゴムで構成することにより、かかる摩擦による損傷を軽減することができる。そして第二補強ゴム層2の断面形状はサイドウォール部領域で最大幅となり、両端方向に厚さを漸減し、上端位置RFはベルト層端BEを越えて内方に延びている。そしてベルト層との重複幅W3はベルト層の幅BWの7〜30%の範囲である。7%未満の場合、パンク時において第二補強ゴム層が相互に接触せず摩擦発熱を軽減できない。一方30%を超えると発熱軽減に機能しない不要なゴムを配置することになり、タイヤの好ましくない重量を増加することになる。
【0018】
なお、第一補強層の上端RE、第二補強層の上端およびカーカス折り返し端10の相互間隔はベルト層幅BWの2〜20%の範囲とすることにより、応力集中の起点を分散することができ、耐久性を一層向上できる。
【0019】
次に図1の空気入りタイヤのショルダー部の拡大図を示す図2において、ベルト層端BEとトレッド端TEを結ぶ直線TL上における前記第二補強ゴム層の厚さRWはタイヤ全体の厚さSWの5〜25%の範囲である。
【0020】
ここでトレッド端TEはトレッド部の曲率の円弧の延長線と、ショルダー部の曲率の円弧の延長線の交点として定義される。
【0021】
ランフラット時、タイヤは図5に示す如く大きく変形する。この際、ベルト層端部で応力歪が発生しやすく、この領域に一定の厚さのゴム層を配置することにより、応力集中を効果的に分散緩和できる。したがって前記厚さRWは5%未満の場合、上記効果は期待できない。一方、前記厚さRWが25%を超えてもその厚さ増加に伴う効果は認められず、かえってタイヤの重量増加になる。より好ましくは7〜15%の範囲である。
【0022】
次に本発明の空気入りタイヤは、図1および図3において、ビードワイヤ6の下端からタイヤ外形端までの断面高さGLの間でGLを6等分した、1/6GL〜4/6GLにおける各インナーライナー位置G1、G2、G3、G4からタイヤ外郭ラインまでの最小幅をなすそれぞれの断面最小幅線G1W、G2W、G3W、G4Wにおいて、第二補強ゴム層の幅Ga、軟質ゴム層の幅Gb、硬質ゴム層の幅Gc、およびサイドウォール13の幅Gdが、次の関係にあることが望ましい。ここでタイヤの外郭ラインとは、タイヤのビード部からサイドウォール13に至る外表面の輪郭線で、リムプロテクター部12は、ビード部とサイドウォールの輪郭線のなめらかな延長線12Lで定義される。
【0023】
G1Wにおいて G1a≦G1d<G1c
G2Wにおいて G2b<G2a≦G2c<G2d
G3Wにおいて G3a≒G3b≒G3d
G4Wにおいて G4a≒G4b<G4d
さらに本発明ではG1〜G4の各位置において次の関係を満足することが望ましい。
【0024】
上記構成にすることにより、第一補強ゴム層4、第二補強ゴム層2およびサイドウォール13の厚さを最小限にし、ランフラット時の走行安定性および耐久性を改善することができる。
【0025】
次に本発明のビードコア6は図4に示される如く、その断面高さCHと断面幅CWの比CW/CHは1.0以上、特に1.2〜2.0の範囲とすることが好ましい。
【0026】
本発明では第一補強ゴム層および第二補強ゴム層を配置するため、一般の空気入りタイヤよりもビード部の断面幅COWは肉厚に形成される。したがってかかるビード部を補強するため、所定のビード部の幅が必要になるが、一方ではタイヤの軽量化の要請からビード部の断面で幅広の形状のものが有利となる。
【0027】
なお本発明では前記第二補強ゴム層2の内側に全面にわたってインナーライナー11を配置することができる。ここでインナーライナー11は、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム等を主体とするゴム組成物が用いられる。
【0028】
【実施例】
図1に示す基本構造のタイヤで表1、表2で示す仕様でタイヤサイズ195/45R15のタイヤを製造した。各タイヤの性能評価は次の方法で行なった。評価はいずれも優◎、良○、可△、不可×の4段階評価とした。
【0029】
(1) ドラム耐久性能
タイヤを荷重262kgで空気圧を0で走行させ、タイヤが外表面にクラックが発生するまでの距離を測定した。
【0030】
(2) リム落ち実車テスト
タイヤを車両に装着し、空気圧を0としランフラット状態にした。この状態で7.5Rの円を速度27km/hで旋回走行し、タイヤがリムウェルに落ち込むまでの旋回回数を測定した。
【0031】
(3) 操縦性能
車両にタイヤを装着し、前輪の一本のみをランフラット状態にし、速度60km/hで走行し、操縦安定性をフィーリング評価した。
【0032】
【表1】
【0033】
【表2】
【0034】
表2の評価結果から、本発明の実施例はドラム耐久性能、リム落ち実車テスト操縦性能のいずれも比較例より改善されていることがわかる。
【0035】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0036】
【発明の効果】
上述の如く本発明はタイヤパンク等における内圧低下時にサイドウォール部に生じる歪を十分分散させることができ、一方ではサイドウォール部の剛性を高めたため、操縦安定性を維持しながらランフラット走行距離を確保することができる。またサイドウォール部に配置される第一、第二補強ゴム層の硬度および肉厚さを所定範囲としたので、タイヤの重量を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態を示すタイヤ断面図の右半分である。
【図2】 図1のタイヤショルダー部拡大図である。
【図3】 図1のタイヤの肉厚寸法を示す図である。
【図4】 本発明のタイヤのビード部拡大図である。
【図5】 従来の空気入りタイヤのパンク時の断面図である。
【符号の説明】
1 空気入りタイヤ、2 第二補強ゴム層、3 カーカス、4 第一補強ゴム層、4a 硬質ゴム層、4b 軟質ゴム層、5 トレッド部、6 ビードコア、7 ベルト層、8 バンド、10 カーカス折り返し端、11 インナーライナー。
Claims (4)
- スチールコードを実質的にタイヤのラジアル方向に配列した少なくとも一枚のカーカスプライをビードコアの周りに内側から外側に折り返して巻き上げるとともに、前記カーカスプライのクラウン部の外側に前記カーカスの折り返し部と重複部分を有するようにベルト層を配置し、前記カーカスプライ本体とその折り返し部との間に第一補強ゴム層を配置し、さらにカーカスプライ本体の内側にタイヤショルダー部相当からビード部にわたる領域に中央部から両端方向に厚さを漸減する第二補強ゴム層を配置した空気入りタイヤにおいて、
前記第一補強ゴム層の上端位置REと、前記ベルト層端BEとの重複幅W2はベルト層幅BWの3〜20%の範囲であり、第二補強ゴム層の上端位置RFと、前記ベルト層端BEとの重複幅W3は、ベルト層幅BWの7〜30%であり、
ベルト層端BEとトレッド端TEを結ぶ直線TL上における前記第二補強ゴム層の厚さRWはタイヤの全体の厚さSWの5〜25%であることを特徴とする前記空気入りタイヤ。 - 第一補強ゴム層はビードコア上辺からサイドウォール部方向に延びるJISA硬度80〜95度の硬質ゴム層と、該硬質ゴム層上辺からベルト層端部近傍に延びるJISA硬度65〜80度の軟質ゴム層の二層で構成されていることを特徴とする請求項1記載の空気入りタイヤ。
- ビードワイヤの下端からタイヤ外形端までの断面高さGLの間でGLを6等分した、1/6GL〜4/6GLにおける各インナーライナー位置G1、G2、G3、G4からタイヤ外郭ラインまでの最小幅をなすそれぞれの断面最小幅線G1W、G2W、G3W、G4Wにおいて、第二補強ゴム層の幅Ga、軟質ゴム層の幅Gb、硬質ゴム層の幅Gc、およびサイドウォールの幅Gdが次の関係にあることを特徴とする請求項2記載の空気入りタイヤ。
G1Wにおいて G1a≦G1d<G1c
G2Wにおいて G2b<G2a≦G2c<G2d
G3Wにおいて G3a≒G3b≒G3d
G4Wにおいて G4a≒G4b<G4d - 第二補強ゴム層のJISA硬度は65〜80度の範囲である請求項1記載の空気入りタイヤ。
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