JP4648561B2

JP4648561B2 - ランフラットタイヤ

Info

Publication number: JP4648561B2
Application number: JP2001106172A
Authority: JP
Inventors: 正俊田中
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2001-04-04
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2021-04-04
Also published as: JP2002301915A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐リム外れ性能を確保しつつ、乗り心地性と軽量化とを改善した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５に例示する如く、サイドウオール部ａの内側に、断面略三日月状の補強ゴム層ｂを設けるものが、例えば特開昭５３−１８１０４号公報、特開昭６４−３０８０９号公報、特開平２−２８１２８９号公報などで開示されている。
【０００３】
このものは、通常、一般的なラジアル構造のタイヤをベースとして形成されており、前記補強ゴム層ｂに、低発熱でかつ比較的高硬度のゴムを用いるとともに、この補強ゴム層ｂの半径方向内端および外端が、それぞれビードエーペックスゴムｃおよびベルト層ｄと重なり部ｅ、ｅを形成するように、サイドウォール部ａに配置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この補強構造は、パンク時の荷重支持性やリム外れ防止の機能を担うものであるが、これによって重量増加と縦バネの増加が顕著となる。特に、サイドウォール部ａの領域が少ない低偏平タイヤにおいては、縦バネの増加がよりいっそう顕著となり、乗り心地性を大きく損ねる傾向となる。
【０００５】
そこで、近年、前記ビードエーペックスゴムｃを小型化し、ビードエーペックスゴムｃより半径方向外側のサイドウォール部ａにおけるフレキシブル領域を増大させることが望まれている。しかし、一方で、ビード部ｆの横剛性が低下し、リム外れ性能を損ねるため、前記ビードエーペックスゴムｃの小型化を十分に達成することは困難であった。
【０００６】
本発明は、ビードコアを最下段のワイヤ列を底辺とした断面略三角形状とすることを基本として、ビードエーペックスゴムを高さ１０mm以下に小型化、あるいは排除することができ、必要なランフラット性能及び耐リム外れ性能を確保しながら、乗り心地性の向上、及び軽量化を達成しうるランフラットタイヤの提供を目的としている。
【０００７】
【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へてビード部のビードコアに至るプライ本体部に前記ビードコアの周りを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を一連に設けた１枚以上のカーカスプライからなるカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの半径方向外側に配されるベルト層と、サイドウォール部に配される断面略三日月状のサイドウォール補強ゴム層を具えるランフラットタイヤであって、前記ビードコアは、螺旋状に巻回することによりビードワイヤがビード底部に沿って横方向に並ぶワイヤ列が複数段に重ねられたリング状をなし、かつ前記ワイヤ列のワイヤ本数を、前記最下段のワイヤ列から最上段に向かって減じることにより、前記最下段のワイヤ列を底辺とした断面略三角形状をなすとともに、前記サイドウォール補強ゴム層は、前記プライ本体部の間、最内側のプライ本体部の内側、又は前記プライ本体部とプライ折返し部との間を通って、前記ビードコアの半径方向外端より半径方向内方の一端から、前記ベルト層のタイヤ軸方向外端よりもタイヤ軸方向内方の他端までのび、前記ビードコアから半径方向外方に向かって先細状にのびるビードエーペックスゴムを排除、若しくはビードエーペックスゴムのビードコア外端からの半径方向高さを１０mm以下に減じるとともに、前記ビードコアは、前記外端が、リムのフランジ上端と同高さ、又はフランジ上端よりも半径方向内方に位置することを特徴としている。
【０００８】
又請求項２の発明では、前記ビードコアは、ワイヤ列の段数Ｋを最下段のワイヤ列に配されるビードワイヤの本数Ｎより大としたことを特徴としている。
【０００９】
又請求項３の発明では、前記ビードコアは、前記外端が、最下段のワイヤ列における垂直２等分線よりもタイヤ軸方向外側に位置することを特徴としている。
【００１１】
【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１がタイヤ偏平率が６０％以下の低偏平な乗用車用ラジアルタイヤである場合の子午断面図である。
【００１２】
図１において、本実施形態の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の半径方向外側かつに配されるベルト層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ウォール補強ゴム層１１とを具えている。
【００１３】
前記カーカス６は、前記ビードコア５、５間を跨るトロイド状のプライ本体部６ａの両端に、前記ビードコア５の周りを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を設けた少なくとも１枚のカーカスプライから形成される。本例では、１枚のカーカスプライ６Ａからなる場合を例示している。
【００１４】
このカーカスプライ６Ａは、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミドなどの有機繊維からなるカーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して７０〜９０度の角度で配列している。
【００１５】
また前記プライ折返し部６ｂの外端６ｅは、本例では、タイヤ半径方向外側にのび前記ベルト層７の外端７Ｅをタイヤ軸方向内側に超えて終端する、いわゆる超ハイターンナップ構造をなすものを示している。
【００１６】
これにより、最小のカーカスプライ枚数にてサイドウォール部３の効果的な補強をなしうるとともに、前記サイドウォール補強ゴム層１１などのいっそうの薄肉化なども可能となる。さらに前記外端６ｅが、パンク走行時に大きく撓むサイドウォール部３に現れないため、該外端６ｅを起点とするルース、セパレーションなどを好適に抑制することもできる。なおこのプライ折返し部６ｂと前記ベルト層７とのタイヤ軸方向の重なり長さＢＷは、５〜１５mmが好ましい。
【００１７】
又前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば１０〜３５度の角度で配列した２枚以上（乗用車用タイヤでは通常２枚、重荷重用タイヤでは通常３〜４枚）のベルトプライから構成される。本例では、２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂからなる場合を例示しており、ベルトコードがプライ間相互で交差するようにコードの向きを違えて重置される。これによってベルト剛性を高めトレッド部２を優れたタガ効果を有して補強する。なお前記ベルトコードとして、例えばスチールコード、或いはこれに匹敵する高強度の芳香族ポリアミド繊維コード等が好適に採用される。
【００１８】
なおベルト層７の外側に、バンド層９を設けることが好ましい。このバンド層９は、ナイロン等の有機繊維のバンドコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば５度以下の小角度で配列したバンドプライ９Ａからなり、少なくとも前記ベルト層７の外端部を被覆することにより、リフティングを防止し高速走行性能を向上させる。本例では、前記バンドプライ９Ａとして、ベルト層７の外面全体を被覆するフルバンドを例示しているが、ベルト層７の外端部のみを被覆するエッジバンドであっても良く、又両者を混用することもできる。
【００１９】
次に、前記サイドウォール補強ゴム層１１は、最大厚さＴを有する中央部分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、サイドウォール補強ゴム層１１は、パンク状態で最も屈曲しやすいタイヤ最大巾位置Ｍの近傍で最大厚さとするのが好ましい。
【００２０】
このサイドウォール補強ゴム層１１は、カーカス６が、本例の如く１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の内側（図１に示す）、又はプライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間（図４に示す）に配することができる。またカーカス６が複数のカーカスプライ６Ａ・・・で形成される場合には、プライ本体部６ａ、６ａの間、又は最内側（タイヤ内腔側）のプライ本体部６ａの内側、又はプライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間に配することができる。
【００２１】
いずれの場合にも、サイドウォール補強ゴム層１１は、ビードコア５の半径方向外端５Ｅよりも半径方向内方の一端ＥＬから、ベルト層７の前記外端７Ｅよりもタイヤ軸方向内方の他端ＥＵまで延在する。これによって、ビードコア５との間、及びベルト層７との間に、それぞれ重なり部１２Ｌ、１２Ｕを形成する。なお重なり部１２Ｌの半径方向の重なり長さＷＬは、５〜１５mmが好ましく、重なり部１２Ｕのタイヤ軸方向の重なり長さＷＵは、１０〜２０mmが好ましい。なお重なり長さＷＬ、ＷＵが、それぞれ５mm及び１０mmより小では、前記外端５Ｅ、７Ｅ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、１５mm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、前記サイドウォール補強ゴム層１１の前記最大厚さＴは、５〜１５mmの範囲が好ましい。
【００２３】
またサイドウォール補強ゴム層１１に用いるゴムとして、本願では特に規制しないが、ランフラット用の補強ゴム層として従来的な、例えば損失正接（ tanδ）が０．０２〜０．１０、かつゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）が６５〜９５度の低発熱かつ硬質のゴムを用いるのが好ましい。なお、損失正接（ tanδ）は、岩本製作所（株）製の粘弾性スペクトロメーターを用い、温度７０℃、周波数１０Ｈｚ、動歪±２％の条件で測定した値である。
【００２４】
次に、前記ビードコア５として、図２に示すように、ビードワイヤ２０を螺旋状に巻回してなる断面略三角形状のものを使用するとともに、ビードコアから半径方向外方に向かって先細状にのびる従来的なビードエーペックスゴムを排除、若しくは図４に示すように、ビードエーペックスゴム８のビードコア外端５Ｅからの半径方向高さＨ１を１０mm以下に減じている。
【００２５】
ここで、ビードコア５は、ビードワイヤ２０を螺旋状に巻回することにより、このビードワイヤ２０がビード底部５Ｓに沿って横方向に並ぶワイヤ列Ｒが複数段に重ねられたリング状体である。また、前記ワイヤ列Ｒのワイヤ本数Ｎを、前記最下段のワイヤ列Ｒ１から最上段に向かって減じることにより、前記最下段のワイヤ列Ｒ１を底辺とした断面略三角形状に形成されている。
【００２６】
本例では、ビードコア５が、６段のワイヤ列Ｒ１〜Ｒ６を有し、かつ各ワイヤ列におけるワイヤ本数Ｎ１〜Ｎ６が、Ｎ１＝５、Ｎ２＝５、Ｎ３＝４、Ｎ４＝３、Ｎ５＝２、Ｎ６＝１である場合を例示している。以下に、ビードコア構造を、（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３＋Ｎ４＋Ｎ５＋Ｎ６）の形式で、即ち本例では（５＋５＋４＋３＋２＋１）の形式で示すことがある。
【００２７】
このビードコア５は、ビードコア構造が（５＋５＋５＋５）とした、断面矩形状の従来的なビードコアｇ（図３に示す）と比較したとき、ワイヤ本数Ｎの総和ΣＮが２０本と同じであるため、同等の引っ張り強度、及び重量を維持できる。その反面、ビードコアのコア高さＨ（或いはワイヤ列の段数Ｋ）が１．５倍となるため、断面矩形状のビードコアｇに比して捻り剛性が高くなり、タイヤの横剛性の向上に大きく貢献できる。
【００２８】
従って、本例の如く、従来的なビードエーペックスゴムを完全に排除した場合にも、パンク時の耐リム外れ性能を確保することができる。またこのビードエーペックスゴムの排除により、軽量化が達成でき、さらにはサイドウォール部３におけるフレキシブル領域が大幅に増大する結果、乗り心地性をも向上しうる。
【００２９】
ここで、ビードコア５では、ワイヤ列Ｒの段数Ｋを、最下段のワイヤ列Ｒ１に配されるビードワイヤ本数Ｎ１より大（Ｋ＞Ｎ１）とした、縦長の断面略三角形状とすることが、捻り剛性の向上、即ち耐リム外れ性能の向上のために好ましい。しかし、コア高さＨが高過ぎ、ビードコア５の前記外端５Ｅが、リムＪのフランジ上端ＪＥを越えて半径方向外方に突出している場合には、この外端５Ｅの位置でビード変形が屈曲状に発生し、耐久性を損ねる傾向となる。従って、前記外端５Ｅは、フランジ上端ＪＥと同高さ、或いはフランジ上端ＪＥよりも半径方向内方に位置させる。
【００３０】
またビードコア５は、２等辺三角形状の断面をなすよりも、前記外端５Ｅが、最下段のワイヤ列Ｒ１における垂直２等分線Ｘよりもタイヤ軸方向外側に偏っていることが好ましい。これは、ランフラットタイヤが空気圧を失った状態で旋回する際、旋回外側のサイドウォール部の下方部がタイヤ軸方向内側に応力を受け、変形が増大する結果、リム外れが発生するためである。従って、この際のリム外れ防止においては、前記外端５Ｅがタイヤ軸方向外側に偏っていると有利となる。
【００３１】
またカーカス６では、プライ折返し部６ｂが、ビードコア５の外側面をへてプライ本体部６ａに沿って折れ曲がるが、本願の如く、ビードエーペックスゴムを完全に排除ないし大巾に小型化した場合には、この折れ曲がりが急となり、プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間に空隙が生じやすくなる。従って、前記外端５Ｅの偏りは、前記折れ曲がりを緩和させるためにも好ましい。また前記外端５Ｅの偏りにより、前記プライ本体部６ａが、ビードコア５の前記ワイヤ列Ｒ１のタイヤ軸方向内端点からタイヤ最大巾位置Ｍに向かって直線に近い形状でのびることができ、タイヤの撓み量の低減にも役立つ。
【００３２】
なお、前記ビードコア５は、ワイヤ列Ｒのワイヤ本数Ｎが、最下段のワイヤ列Ｒ１から最上段に向かって減じていれば、最上段のワイヤ本数Ｎが２〜３本であってもよい。またワイヤ本数Ｎが等しい列を含むことができるが、捻り剛性の向上のためには、最上段のワイヤ本数Ｎは１本、ワイヤ本数Ｎが等しい列は１以下とするのが好ましい。
【００３３】
次に、図４に、ランフラットタイヤ１の他の実施例を示す。図においてランフラットタイヤ１は、カーカス６のプライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間にサイドウォール補強ゴム層１１を配している。このサイドウォール補強ゴム層１１は、ビードコア５の内側面と重なり部１２Ｌを形成する。
【００３４】
また、ビード部４には、ビードコア５から半径方向外方に向かって先細状にのびるビードエーペックスゴム８が配されるとともに、このビードエーペックスゴム８のビードコア外端５Ｅからの半径方向高さＨ１を１０mm以下に減じている。
【００３５】
なお、ビードエーペックスゴム８は、従来と同様、ゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）が６５〜９５度の硬質のゴムが好適に使用でき、またビードエーペックスゴム８をサイドウォール補強ゴム層１１と同質のゴムで形成することもできる。
【００３６】
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。
【００３７】
【実施例】
表１の仕様に基づきタイヤサイズが２０５／５５Ｒ１６のランフラットタイヤを試作するとともに、各試供タイヤの操縦安定性、乗り心地性、ランフラット性能、耐リム外れ性能、タイヤ重量を測定しその結果を表１に示す。
【００３８】
＜操縦安定性および乗り心地性＞
供試タイヤをリム（１６×６．５ＪＪ）、内圧（２００ｋＰａ）の条件にて、車両（２０００ｃｃ）の全輪に装着し、タイヤテストコースのドライアスファルト路面上にて、操縦安定性および乗り心地性を、それぞれドライバーの官能評価により従来例を３とする５点法で評価した。数値の大きい方が良好である。
【００３９】
＜ランフラット性能＞
供試タイヤをバルブコアを取り去ったリム（１６×６．５ＪＪ）にリム組し内圧０の状態でドラム試験機上を速度９０ｋｍ／ｈかつ縦荷重４．５ｋＮで走行させ、タイヤが破壊するまでの走行距離を測定し、従来例を１００とする指数により評価した。数値の大きい方が良好である。なお、完走は走行距離３００ｋｍとした。
【００４０】
＜耐リム外れ性能＞
操縦安定性テストでの車両を用いて、右前輪の空気圧を抜いたパンク状態（ゲージ圧０ｋＰａ）で、半径２５ｍのＵターンを行い、リム外れが発生したときの横加速度（Ｇ）を従来例を１００とする指数により評価した。数値の大きい方が良好である。
【００４１】
＜タイヤ重量＞
タイヤ１本当たりの重量を測定し、従来例との差を表示している。−は従来例より軽量である。
【００４２】
【表１】

【００４３】
【発明の効果】
本発明は、叙上の如く構成しているため、ビードエーペックスゴムを高さ１０mm以下に小型化、あるいは排除することができ、必要なランフラット性能及び耐リム外れ性能を確保しながら、乗り心地性の向上、及び軽量化を達成しうる。
【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】ビード部を拡大して示す断面図である。
【図３】従来的なビードコアを示す断面図である。
【図４】本発明のランフラットタイヤの他の実施例を示す断面図である。
【図５】従来的なランフラットタイヤを示す断面図である。
【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
６Ａカーカスプライ
６ａプライ本体部
６ｂプライ折返し部
７ベルト層
８ビードエーペックスゴム
１１サイドウォール補強ゴム層
２０ビードワイヤ
Ｒワイヤ列

Claims

トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るプライ本体部に前記ビードコアの周りを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を一連に設けた１枚以上のカーカスプライからなるカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの半径方向外側に配されるベルト層と、サイドウォール部に配される断面略三日月状のサイドウォール補強ゴム層を具えるランフラットタイヤであって、
前記ビードコアは、螺旋状に巻回することによりビードワイヤがビード底部に沿って横方向に並ぶワイヤ列が複数段に重ねられたリング状をなし、かつ前記ワイヤ列のワイヤ本数を、前記最下段のワイヤ列から最上段に向かって減じることにより、前記最下段のワイヤ列を底辺とした断面略三角形状をなすとともに、
前記サイドウォール補強ゴム層は、前記プライ本体部の間、最内側のプライ本体部の内側、又は前記プライ本体部とプライ折返し部との間を通って、前記ビードコアの半径方向外端より半径方向内方の一端から、前記ベルト層のタイヤ軸方向外端よりもタイヤ軸方向内方の他端までのび、
前記ビードコアから半径方向外方に向かって先細状にのびるビードエーペックスゴムを排除、若しくはビードエーペックスゴムのビードコア外端からの半径方向高さを１０mm以下に減じるとともに、
前記ビードコアは、前記外端が、リムのフランジ上端と同高さ、又はフランジ上端よりも半径方向内方に位置することを特徴とするランフラットタイヤ。
前記ビードコアは、ワイヤ列の段数Ｋを最下段のワイヤ列に配されるビードワイヤの本数Ｎより大としたことを特徴とする請求項１記載のランフラットタイヤ。
前記ビードコアは、前記外端が、最下段のワイヤ列における垂直２等分線よりもタイヤ軸方向外側に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載のランフラットタイヤ。