JP4648561B2 - 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、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 (3)
- 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。
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