JP4456338B2 - ランフラットタイヤ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ランフラット時のトレッドリフトを抑制し、耐久性及び操縦安定性を向上しうるランフラットタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】
パンク等によりタイヤ内の空気が抜けた場合でも、比較的長距離を走行しうるランフラットタイヤとして、図3(A)に例示する如く、サイドウォール部aの内側に、断面略三日月状のサイド補強ゴム層bを設けたものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。なお図中の符号cは、カーカスコードをラジアル配列させたカーカス、符号dはベルトコードを交差配列させたトレッド補強用のベルト層である。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−351307号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この種のタイヤでは、ランフラット走行時、図3(B)に示すように、サイドウォール部aが屈曲してショルダー部分eが接地するのに伴い、トレッド部fの中央部が路面から浮き上がるトレッドリフトが発生する。
【0005】
このとき、ショルダー部分eの接地圧が非常に高くなり、この部分eで異常摩耗を発生させるとともに、サイドウォール部aの撓みが増加することによってサイド補強ゴム層bの発熱が促進される。そのため、ランフラット時の耐久性が低下する。又接地面積が減少して接地性が損なわれるため、操縦安定性や制動性能も低下することになる。
【0006】
従来、このトレッドリフトを抑制する手段として、ベルトコードにスチールコードを用いるとともに、このコードの直径を増す及びコード密度を高めるなどしてベルト剛性を高めることが行われている。しかし係る手段では、インフレートでの通常走行において乗り心地性を損ねるとともに、スチール量の増加に伴いタイヤ重量を上昇させるという問題がある。
【0007】
そこで本発明は、従来のベルト層に代え、バンドコードを螺旋巻きしたバンド層と高硬度かつ低発熱性のゴムを用いたトレッド補強ゴム層とからなるベルト状体を、カーカスの外側に隣接することを基本として、乗り心地性の低下やタイヤ重量の増加を招くことなく、トレッドリフトを効果的に抑制でき、ランフラット時における耐久性及び操縦安定性等を向上しうるランフラットタイヤの提供を目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
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経てビード部のビードコアに至るカーカスと、前記サイドウォール部に配される断面略三日月状のサイド補強ゴム層とを具え、前記トレッド部の内方に、前記カーカスにその半径方向外側で隣接して配置されるバンド層と、このバンド層の半径方向外側に配されかつ外面がトレッドゴムに直接接触するトレッド補強ゴム層とからなるベルト状体を設けるとともに、前記トレッド補強ゴム層は、前記トレッドゴムよりも高硬度かつ温度70℃、動歪2%及び周波数10Hzで測定された正接損失(tan δ)が小な低発熱性のゴムからなり、かつ、前記正接損失(tan δ)が0.02以上かつ0.06以下でしかもゴム硬度(デュロメータA硬さ)が77°以上かつ95°以下であり、しかも前記バンド層は、バンドコードをタイヤ周方向に対して5°以下の角度で螺旋巻きしたバンドプライからなることを特徴としている。
【0009】
又請求項2の発明では、前記バンド層は、バンドコード1本を3%伸ばす時の力(N)と、5cm巾当たりのバンドコード打込み本数(本)との積であるプライ弾性率が400〜2000(N・本)であることを特徴としている。
【0010】
又請求項3の発明では、前記バンドコードは、レーヨンコードである請求項1又は2記載のランフラットタイヤである。
【0013】
ここで前記「トレッド接地巾WT」とは、正規リムにリム組しかつ正規内圧を充填した正規内圧状態のタイヤに正規荷重を付加して平面に接地させたときのトレッド接地端間のタイヤ軸方向の巾を意味する。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。又前記「正規荷重」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、JATMAであれば最大負荷能力、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 "LOAD CAPACITY"に0.88を乗じた荷重を意味する。
【0014】
又本明細書では、特に断りがない限り、タイヤの各部の寸法等は、前記正規内圧状態で特定される値とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
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、本発明のランフラットタイヤがタイヤ偏平率が50%以下の低偏平な乗用車用ラジアルタイヤである場合を示す断面図である。
【0016】
図1において、ランフラットタイヤ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、トレッド部2の内方かつ前記カーカス6の半径方向外側に配されるベルト状体7と、サイドウォール部3に配される断面略三日月状のサイド補強ゴム層11とを具える。
【0017】
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例えば75〜90°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、例えばスチールコードまたはポリエステル、ナイロン、レーヨン等の有機繊維コードなどが適宜採用される。
【0018】
又前記カーカスプライ6Aは、前記ビードコア5、5間を跨るプライ本体部6aの両端に、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。そして、このプライ本体部6aとプライ折返し部6bとの間には、前記ビードコアから半径方向外方にのびる断面三角形状のビードエーペックスゴム8が配設される。
【0019】
次に、前記サイド補強ゴム層11は、最大厚さTを有する中央部分11Aからタイヤ半径方向内外に厚さを除々に減じてのびる断面略三日月状をなし、サイドウォール部3の曲げ剛性を高め、パンク状態におけるタイヤの縦撓みを減じる働きをする。そのために、前記中央部分11Aを、パンク状態で最も屈曲しやすいカーカス最大巾位置M(プライ本体部6aがタイヤ軸方向外側に最も張り出す高さ位置)の近傍に位置させる。
【0020】
このサイド補強ゴム層11は、曲げ剛性を高める観点から、本例の如く前記カーカス6のタイヤ内腔側に配するのが好ましいが、カーカス6が複数枚のカーカスプライ6Aで形成される場合には、プライ本体部6a、6a間に配することもできる。
【0021】
いずれの場合にも、サイド補強ゴム層11は、ビードエーペックスゴム8の半径方向外端よりも半径方向内方の下端ELから、前記ベルト状体7のタイヤ軸方向外端よりもタイヤ軸方向内方の上端EUまで延在させるのが好ましい。これによって、ビードエーペックスゴム8との間、及びベルト状体7との間に、それぞれ重なり部12L、12Uを形成し、上端EU、下端ELでの剛性段差を緩和させる。なお下の重なり部12Lの半径方向の重なり長さWLは、5〜60mm、上の重なり部12Uのタイヤ軸方向の重なり長さWUは、5〜20mmが好ましい。前記重なり長さWL、WUが、それぞれ5mmより小では、前記上端EU、下端ELで屈曲状の変形が起こる恐れがあり、また重なり長さWL、WUが、60mm及び20mmより大では、不必要な重量増加を招く。
【0022】
なお重量増加と補強効果との観点から、サイド補強ゴム層11の前記最大厚さTは、5〜15mmの範囲が好ましい。
【0023】
次に、前記ベルト状体7は、図2に拡大して示すように、前記カーカス6にその半径方向外側で隣接して配されるバンド層9と、このバンド層9のさらに外側に配されるトレッド補強ゴム層10とによって形成される。
【0024】
このうち前記バンド層9は、バンドコードをタイヤ周方向に対して5°以下の角度で螺旋巻きした1枚以上、本例では1枚のバンドプライ9Aから形成される。該バンド層9のタイヤ軸方向の巾W1は、トレッド接地巾WTの95%以上かつ120%以下をなし、トレッド部2の略全体を、高いタガ効果を有して拘束する。前記バンドコードとしては、スチールコード、又はナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードなどが適宜使用しうるが、軽量化の観点から有機繊維コードを用いるのが好ましい。
【0025】
なおコード1本を3%伸ばす時の力(N)と、5cm巾当たりのコード打込み本数(本)との積をプライ弾性率と定義したとき、前記バンド層9のプライ弾性率を、400(N・本)以上かつ〜2000(N・本)以下の範囲とするのが好ましい。
【0026】
又前記トレッド補強ゴム層10は、トレッドゴム2Gよりもゴム硬度が大かつ正接損失(tan δ)が小な高硬度かつ低発熱性のゴムから形成される。なおトレッドゴム2Gが、複数のゴム層で形成される場合には、前記トレッド補強ゴム層10は、トレッドゴム2Gのうちの、最も硬質のゴムよりもゴム硬度を大かつ最も低発熱性のゴムよりも正接損失(tan δ)を小とする。
【0027】
特にトレッド補強ゴム層10としては、そのゴム硬度(デュロメータA硬さ)を77°以上かつ95°以下、正接損失(tan δ)を0.02以上かつ0.06以下の範囲とする。
【0028】
ここで、タイヤにトレッドリフトが発生しているとき、前記図3(B)に示すように、トレッド部のカーカス側が引っ張り側、又トレッド面側が圧縮側となる。従って、前記カーカス6に隣接してバンド層9を設けることにより、ラジアル方向に対してカーカスコードが、又周方向に対してバンドコードが、夫々引っ張り側の張力を負担することができ、引っ張り側の剛性を効果的に高めることができる。又このバンド層9のさらに半径方向外方に、圧縮剛性に優れる高硬度のゴムからなるトレッド補強ゴム層10を配することにより、圧縮側の剛性を効果的に高めることができる。そして、これらの相乗効果によって、トレッドリフトへの抗力が高まり、その発生を効果的に抑制することができるのである。
【0029】
このとき、前記トレッド補強ゴム層10の正接損失(tan δ)が0.06以下であることにより、トレッド部2の曲げ変形からの復元性が高まるなど、路面追従性が増しランフラット走行性能をいっそう向上させることができる。しかも、低発熱であるため、温度上昇が抑えられランフラット時の耐久性向上にも寄与できる。なお正接損失(tan δ)が0.02未満になると、エネルギーロスが小さくなるものの補強性が低くなる可能性が生じる。
【0030】
なお前記正接損失(tan δ)は、岩本製作所製のゴム粘弾性スペクトルメーターを用いて、温度70℃、動歪2%、周波数10Hzで測定した値である。
【0031】
又前記トレッドリフト抑制効果を、有効に発揮させるためには、前記トレッド補強ゴム層10の厚さtを2mm以上かつ8mm以下とすることが好ましい。この厚さtが2mm未満では、圧縮側の剛性が過小となってトレッドリフト抑制効果を不十分なものとする。逆に、8mmを越えると、乗り心地性に不利となる他、タイヤ重量を不必要に増加させる傾向となる。従って、前記厚さtは3mm以上かつ7mm以下がさらに好ましい。又前記ゴム硬度も同様、77°未満では、トレッドリフト抑制効果を不十分なものとし、又95°を越えると乗り心地性の悪化を招く。このような観点から、ゴム硬度は、77°以上かつ95°以下、さらには78°以上かつ94°以下の範囲がより好ましい。
【0032】
又タイヤ1では、インフレートでの通常走行においては、優れたコーナリング性能とエンベロープ性能とを発揮することが必要がある。しかし、前記トレッド補強ゴム層10が、高硬度かつ低発熱性を有するため、必要なトレッド剛性を確保しながら、トレッドゴムに、路面グリップ性に優れる比較的軟質のゴムを使用することが可能となり、コーナリング性能を高く維持しながらエンベロープ性能を向上させることが可能となる。
【0033】
なお前記通常走行、特に高速走行において接地面を安定させコーナリング性能等を含む操縦安定性を高く発揮させるために、前記バンド層9の巾W1をトレッド接地巾WTの95%以上かつ120%以下、前記トレッド補強ゴム層10の巾W2をトレッド接地巾WTの100%以上かつ120%以下に設定することが好ましい。なお、前記巾W1、W2が夫々の下限値を下回ったときには操縦安定性を損ねる傾向となり、逆に上限値を上回ったときには、屈曲の大きいショルダー部分で構成材料の剛性差が大きくなり、構造損傷の恐れが増大するという問題がある。
【0034】
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。
【0035】
【実施例】
図1に示す構造をなすタイヤサイズが245/40R18のタイヤを表1に示す仕様により試作し、試供タイヤのトレッドリフトの量(図3(B)に示す距離h)、タイヤ重量、ランフラット耐久性、通常走行での操縦安定性、乗り心地性をテストした。なお表1の仕様以外は同一仕様とした。
【0036】
(1)操縦安定性、乗り心地性:
試供タイヤを、リム(8×8JJ)、内圧(230kPa)にて、車両(4300cc)の4輪に装着し、ドライアスファルト路面のタイヤテストコースを走行したときの操縦安定性(剛性感およびハンドル応答性)、及び乗り心地性を、ドライバーの官能評価により従来例を100として評価した。値の大きい方が良好である。
(2)転がり抵抗:
転がり抵抗試験機を用いて測定し、従来例を100として評価した。値の大きい方が悪い。
【0037】
【表1】
【0038】
表の如く、実施例品は、通常走行での操縦安定性や乗り心地性等を損ねることなく、かつタイヤの軽量化を図りながらトレッドリフトを効果的に抑制できるのが確認できる。
【0039】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は、従来のベルト層に代え、バンドコードを螺旋巻きしたバンド層と高硬度かつ低発熱性のゴムを用いたトレッド補強ゴム層とからなるベルト状体を用いているため、乗り心地性の低下やタイヤ重量の増加を招くことなく、トレッドリフトを効果的に抑制でき、ランフラット時における耐久性及び操縦安定性等を向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のランフラットタイヤの一実施例を示す断面図である。
【図2】そのトレッド部を拡大して示す断面図である。
【図3】(A)、(B)は従来技術及びその問題点を説明する断面図である。
【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
11 サイド補強ゴム層
9 バンド層
2G トレッドゴム
10 トレッド補強ゴム層
7 ベルト状体
9A バンドプライ
Claims (3)
- 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と、前記サイドウォール部に配される断面略三日月状のサイド補強ゴム層とを具え、
前記トレッド部の内方に、前記カーカスにその半径方向外側で隣接して配置されるバンド層と、このバンド層の半径方向外側に配されかつ外面がトレッドゴムに直接接触するトレッド補強ゴム層とからなるベルト状体を設けるとともに、
前記トレッド補強ゴム層は、前記トレッドゴムよりも高硬度かつ温度70℃、動歪2%及び周波数10Hzで測定された正接損失(tan δ)が小な低発熱性のゴムからなり、かつ、前記正接損失(tan δ)が0.02以上かつ0.06以下でしかもゴム硬度(デュロメータA硬さ)が77°以上かつ95°以下であり、
しかも前記バンド層は、バンドコードをタイヤ周方向に対して5°以下の角度で螺旋巻きしたバンドプライからなることを特徴とするランフラットタイヤ。 - 前記バンド層は、バンドコード1本を3%伸ばす時の力(N)と、5cm巾当たりのバンドコード打込み本数(本)との積であるプライ弾性率が400〜2000(N・本)である請求項1記載のランフラットタイヤ。
- 前記バンドコードは、レーヨンコードである請求項1又は2記載のランフラットタイヤ。
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