JP4073606B2

JP4073606B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4073606B2
Application number: JP2000144488A
Authority: JP
Inventors: 義之鳶野
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2000-05-17
Filing date: 2000-05-17
Publication date: 2008-04-09
Anticipated expiration: 2020-05-17
Also published as: DE60125860T2; US20020000279A1; US6533011B2; US20030116249A1; DE60125860D1; US6901983B2; EP1155878A1; EP1155878B1; JP2001322410A

Description

【０００１】
【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３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、タイヤを破損する。
【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構造、あるいはカーカス本体とその折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構造（特開平１０−２４４８１７号公報）、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構造（特開平７−２１５０２３号公報）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、パンク時においてもタイヤの変形を少なくし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では、タイヤパンク時にサイドウォール部に局部的な歪みが大きくなり、タイヤのサイドウォール部等の破損の発生を軽減することはできない。さらに補強効果を高め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１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第二補強ゴム層を配置した空気入りタイヤにおいて、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Ｗ₂は、ベルト層幅ＢＷの１７〜３３％であり、ビードワイヤの上端からタイヤ外形端までの断面高さＧＬの間でＧＬを４等分した、１／４ＧＬ〜３／４ＧＬにおける各サイドウォール外表面位置Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３からタイヤ内表面までの最小幅をなす、それぞれの断面幅Ｇ１Ｗ，Ｇ２Ｗ，Ｇ３Ｗが次の関係にあることを特徴とする空気入りタイヤである。
【０００７】
Ｇ３Ｗ／Ｇ１Ｗ＝０．８５〜０．９５
Ｇ２Ｗ／Ｇ１Ｗ＝１．０〜１．０５
また本発明では前記１／４ＧＬ〜３／４ＧＬにおける各サイドウォール外表面位置Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３における各断面幅Ｇ１Ｗ，Ｇ２Ｗ，Ｇ３Ｗと、それぞれの位置における第二補強ゴム層の幅Ｇ１ａ，Ｇ２ａ，Ｇ３ａが次の関係にあることが望ましい。
【０００８】
Ｇ１ａ／Ｇ１Ｗ＝０．３０〜０．５５
Ｇ２ａ／Ｇ２Ｗ＝０．３８〜０．４８
Ｇ３ａ／Ｇ３Ｗ＝０．２０〜０．３０
さらに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ことが望ましい。
【０００９】
また前記第一補強ゴム層の上端ＲＥと、ベルト層端ＢＥとの重複幅Ｗ₁はベルト層幅ＢＷの３〜２０％の範囲に設定される。
【００１０】
【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。
【００１１】
図１は本発明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１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返して巻き上げている。そして折返し端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返し部３ａのベルト層７との重複幅はベルト層幅ＢＷの５〜２０％が好ましい。
【００１２】
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〜４５０Ｎ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。
【００１３】
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。
【００１４】
なおスチールコードはタイヤの周方向に対して８０°〜９０°、特に８６°〜９０°の範囲に配列される。
【００１５】
次に本発明ではカーカスプライ本体３とその折返し部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Ｗ₁は、ベルト層幅ＢＷの３〜２０％の範囲が好ましい。重複幅Ｗ₁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い。
【００１６】
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、タイヤ軽量化のためには不利である。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、より好ましくは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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、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の屈曲変形が激しくなる。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、かかる屈曲変形に伴う発熱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ほぼ最大幅となり、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Ｗ₂はベルト層の幅ＢＷの１７〜３３％の範囲である。１７％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３３％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。
【００１９】
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。
【００２０】
次に図１の空気入りタイヤのショルダー部において、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ｔはタイヤ全体の厚さＴの１８〜５０％の範囲であることが望ましい。
【００２１】
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。
【００２２】
ランフラット時、空気入りタイヤは図３に示す如くサイドウォール部が外側に突出するように変形する。この場合、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ｔは１８％未満の場合、上記効果は期待できない。一方、前記厚さＴが５０％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２０〜４０％の範囲である。
【００２３】
次に本発明の空気入りタイヤは、図１において、ビードワイヤ６の上端からタイヤ外形端までの断面高さＧＬの間でＧＬを４等分した、１／４ＧＬ〜３／４ＧＬにおける各サイドウォール外表面位置Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３からタイヤ内表面までの最小幅をなすそれぞれの断面幅Ｇ１Ｗ、Ｇ２Ｗ、Ｇ３Ｗは、所定の関係を有している。
【００２４】
すなわちＧ３Ｗ／Ｇ１Ｗは０．８５〜０．９５の範囲であり、またＧ２Ｗ／Ｇ１Ｗは１．０〜１．０５の範囲である。このようにサイドウォール中央部の肉厚を最も厚く、一方ショルダー部近傍の肉厚を最も薄くすることによりランフラット走行時のたわみ量を抑制することができ、しかもたわみ量をビード部からショルダー部にかけて均一とすることができ、応力集中を効果的に軽減することができる。
【００２５】
さらに本発明は前記Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の各位置における第二補強ゴム層の幅Ｇ１ａ、Ｇ２ａ、Ｇ３ａのそれぞれのタイ断面幅Ｇ１Ｗ、Ｇ２Ｗ、Ｇ３Ｗに対する比はそれぞれＧ１ａ／Ｇ１Ｗ＝０．３０〜０．５５、Ｇ２ａ／Ｇ２Ｗ＝０．３８〜０．４８、Ｇ３ａ／Ｇ３Ｗ＝０．２０〜０．３０の範囲とする。かかる構成にすることにより、第二補強ゴム層による荷重負担割合をビード部からショルダー部方向に漸減させることができ、ランフラット時の効果的な応力緩和を可能にする。
【００２６】
次に本発明のビードコア６は図２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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
【実施例】
図１に示す基本構造のタイヤで表１の仕様を採用して実施例１として表２の構造、さらに比較例１として表３の構造でタイヤサイズ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。
【００３０】
（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、タイヤの外表面にクラックが発生するまでの距離を測定した。
【００３１】
（２）ランフラットタ時のたわみ量
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。この状態でタイヤのたわみ量をタイヤの内圧充填時の断面高さ比で測定し、比較例１を基準とする指数表示とした。
【００３２】
（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。
【００３３】
表２〜表３の評価結果から、本発明の実施例１はドラム耐久性能、ランフラット時のたわみ量、操縦性能のいずれも比較例１より改善されていることがわかる。
【００３４】
【表１】

【００３５】
【表２】

【００３６】
【表３】

【００３７】
今回開示された実施の形態および実施例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。
【００３８】
【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、ランフラット時のたわみ量を断面高さ比で６〜８％（従来は約２０％）に軽減でき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】本発明のタイヤのビード部拡大図である。
【図３】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、６ビードコア、７ベルト層、１０カーカス折返し端、１１インナーライナー。

Claims

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１枚のカーカスプライをビードコアの周りを内側から外側に折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Ｗ₂は、ベルト層幅ＢＷの１７〜３３％であり、ビードワイヤの上端からタイヤ外形端までの断面高さＧＬの間でＧＬを４等分した、１／４ＧＬ〜３／４ＧＬにおける各サイドウォール外表面位置Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３からタイヤ内表面までの最小幅をなす、それぞれの断面幅Ｇ１Ｗ，Ｇ２Ｗ，Ｇ３Ｗが次の関係にあることを特徴とする空気入りタイヤ。
Ｇ３Ｗ／Ｇ１Ｗ＝０．８５〜０．９５
Ｇ２Ｗ／Ｇ１Ｗ＝１．０〜１．０５
１／４ＧＬ〜３／４ＧＬにおける各サイドウォール外表面位置Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３における各断面幅Ｇ１Ｗ，Ｇ２Ｗ，Ｇ３Ｗと、それぞれの位置における第二補強ゴム層の幅Ｇ１ａ，Ｇ２ａ，Ｇ３ａが次の関係にあることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
Ｇ１ａ／Ｇ１Ｗ＝０．３０〜０．５５
Ｇ２ａ／Ｇ２Ｗ＝０．３８〜０．４８
Ｇ３ａ／Ｇ３Ｗ＝０．２０〜０．３０
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または２記載の空気入りタイヤ。
第一補強ゴム層の上端近傍ＲＥと、ベルト層端ＢＥとの重複幅Ｗ₁はベルト層幅ＢＷの３〜２０％の範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
第二補強ゴム層のＪＩＳＡ硬度は６５〜８０度の範囲である請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。