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JP6634833B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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JP6634833B2 JP2016002057A JP2016002057A JP6634833B2 JP 6634833 B2 JP6634833 B2 JP 6634833B2 JP 2016002057 A JP2016002057 A JP 2016002057A JP 2016002057 A JP2016002057 A JP 2016002057A JP 6634833 B2 JP6634833 B2 JP 6634833B2
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Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。詳細には、本発明は、荷重支持層を備えたランフラットタイヤに関する。
近年、サイドウォールの内側に荷重支持層を備えたランフラットタイヤが開発され、普及しつつある。この支持層には、高硬度な架橋ゴムが用いられている。このランフラットタイヤは、サイド補強タイプと称されている。サイド補強タイプのランフラットタイヤでは、パンクによって内圧が低下すると、支持層によって荷重が支えられる。この支持層は、パンク状態でのタイヤの撓みを抑制する。このランフラットタイヤでは、パンク状態でも、ある程度の距離の走行が可能である。このパンク状態での走行は、ランフラット走行と称される。
ランフラット走行時において、タイヤが路面上の突起物を乗り越えるときや、このタイヤがポットホールに落ち込んだときに、タイヤのビードの部分が大きく変形することがある。通常、ビードの周りには、カーカスプライが軸方向内側から外側に向かって折り返されている。ビードの部分の変形により、カースプライに含まれるコードが切断することが起こりうる。このコードの切断を伴う損傷は、ピンチカットと称される。ランフラット走行においてもピンチカットが発生しないランフラットタイヤが望まれている。
ランフラット走行時には、ビードの部分は変形と復元とを繰り返す。これはビードの部分での発熱を招来する。長時間ランフラット走行をすると、この発熱と変形とにより、ビードの部分が損傷することが起こりうる。ランフラットタイヤには、長時間のランフラット走行においてもビードの部分に損傷が発生しない高いランフラット耐久性が求められている。
特開2007−153276公報には、ピンチカットの発生を抑制するために、ビードの部分の周辺に、コードを含む補強層を挿入したランフラットタイヤが開示されている。また、ピンチカットの発生を抑制するために、カーカスを2枚のカーカスプライで構成することでカーカスの剛性を高くする方法も知られている。
特開2010−137853公報には、高いランフラット耐久性と通常走行時の良好な乗り心地とを実現するために、インサート(荷重支持層)を硬いゴムと柔らかいゴムとの二層構造としたタイヤが開示されている。
特開2007−153276公報 特開2010−137853公報
通常走行時の良好な乗り心地を維持した上で、さらなる耐ピッチカット性及びランフラット耐久性の向上が求められている。カーカスプライの数を増やす方法や補強層を挿入する方法では、タイヤのサイド部分の縦バネ定数が増大し、通常走行時の乗り心地が悪化するおそれがある。これらの方法では、タイヤの質量が増大することで、転がり抵抗が増大するおそれがある。また、特開2010−137853公報に開示されたタイヤでは、耐ピンチカット性の向上については言及されていない。
本発明の目的は、通常走行時の良好な乗り心地が維持された上で、耐ピッチカット性及びランフラット耐久性が向上された空気入りタイヤの提供にある。
本発明に係る空気入りタイヤは、それぞれがサイド部に位置する一対のビードと、一方のビードと他方のビードとの間に架け渡されたカーカスと、それぞれがサイド部においてカーカスの軸方向内側に位置する一対の荷重支持層とを備えている。上記ビードは、コアと、このコアから半径方向外側に延びるエイペックスとを備えている。上記カーカスは、カーカスプライを備えている。上記カーカスプライは上記コアの周りにて軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、上記カーカスプライには主部と折返し部とが形成されている。
上記サイド部の外側面上に位置し、半径方向において上記コアの外側端からの距離が上記コアの外側端から上記エイペックスの先端までの距離の0.7倍である点が点Poとされ、上記点Poから、上記サイド部の内側面まで引いた上記内側面の法線がLoとされ、上記サイド部の外側面上に位置し、半径方向において上記コアの外側端からの距離が上記コアの外側端から上記エイペックスの先端までの距離の0.3倍である点が点Piとされ、上記点Piから、上記サイド部の内側面まで引いた上記内側面の法線がLiとされ、上記点Poからの距離が、上記法線Loの長さDoの35%である上記法線Lo上の点がPo35とされ、上記点Poからの距離が、上記長さDoの65%である上記法線Lo上の点がPo65とされ、上記点Piからの距離が、上記法線Liの長さDiの35%である上記法線Li上の点がPi35とされ、上記点Piからの距離が、上記法長さDiの65%である上記法線Li上の点がPi65とされたとき、上記主部は、上記点Po35、点Po65、点Pi35及び点Pi65で囲まれた領域を通過する。
好ましくは、上記点Poからの距離が、上記長さDoの40%である上記法線Lo上の点がPo40とされ、上記点Poからの距離が、上記長さDoの60%である上記法線Lo上の点がPo60とされ、上記点Piからの距離が、上記長さDiの40%である上記法線Li上の点がPi40とされ、上記点Piからの距離が、上記長さDiの60%である上記法線Li上の点がPi60とされたとき、上記主部は、上記点Po40、点Po60、点Pi40及び点Pi60で囲まれた領域を通過する。
好ましくは、上記エイペックスは上記コアの半径方向外側面と接する第一層と、この第一層の軸方向外側に位置する第二層とを備えている。上記折返し部は、上記第一層と第二層との間に通されている。
好ましくは、上記サイド部とリムRとの接触面の半径方向外側縁が別離点PBとされたとき、別離点PBにおけるサイド部の厚みTSの、上記荷重支持層の最大厚みTIに対する比(TS/TI)は、1.5以上2.0以下である。
好ましくは、上記サイド部は、その外側面に多数のディンプル又は突起を有している。
好ましくは、上記サイド部において上記ディンプル又は突起が配置された領域がSとされ、この領域Sの半径方向幅がDWとされ、ビードベースラインから上記エイペックスの先端までの高さがBHとされたとき、半径方向において、上記領域Sの中心位置は上記エイペックスの先端の位置と同じであり、幅DWの高さBHに対する比(DW/BH)は0.3以上0.6以下である。
前述のとおり、タイヤが路面上の突起物を乗り越えるときや、このタイヤがポットホールに落ち込んだときに、サイド部のビードの部分は、リムのフランジに押し付けられて、大きく変形する。ビードの部分の外側面と内側面の間には、ビードの部分の変形時にも圧縮力及び引っ張り力がともに作用しない部分が存在する。この部分は、中立面と称される。本発明に係る空気入りタイヤでは、ビードの部分の近辺において、カーカスプライの主部は、中立面の近辺を通されている。この主部に負荷される引っ張り力及び圧縮力は小さい。このタイヤでは、ピッチカットの発生が抑制されている。また、この構造は、ランフラット走行時においても、主部に負荷される力を緩和する。このタイヤでは、長時間のランフラット走行においても、損傷が起こりにくい。このタイヤは、ランフラット耐久性に優れる。さらに、このタイヤでは、カーカスの数の増加や補強層の付加はされていない。このタイヤでは、縦バネ定数や質量の増加は抑えられている。このタイヤでは、通常走行時の良好な乗り心地及び低い転がり抵抗が維持されている。
図1は、本発明の一実施形態に係るタイヤの一部が示された断面図である。 図2は、図1のタイヤの一部が示された拡大断面図である。 図3は、ランフラット走行状態にあるタイヤが示された模式図である。 図4は、本発明の他の実施形態に係るタイヤの一部が示された断面図である。 図5は、図4のタイヤの一部が示された拡大断面図である
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
図1には、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ2が示されている。図1において、上下方向がタイヤ2の半径方向であり、左右方向がタイヤ2の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ2の周方向である。図1において、一点鎖線CLはタイヤ2の赤道面を表わす。このタイヤ2の形状は、トレッドパターンを除き、赤道面に対して対称である。
このタイヤ2は、トレッド4、一対のサイドウォール6、一対のクリンチ8、一対のビード10、カーカス12、一対の荷重支持層14、ベルト16、バンド18、インナーライナー20、及び一対のチェーファー22を備えている。このタイヤ2のうち、トレッド4の端近辺から半径方向内側に延びる部分は、サイド部24と称される。サイドウォール6、クリンチ8、ビード10、荷重支持層14及びチェーファー22は、サイド部24に位置している。このタイヤ2は、チューブレスタイプである。このタイヤ2は、乗用車に装着される。
トレッド4は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド4は、路面と接地するトレッド面26を形成する。トレッド面26には、溝28が刻まれている。この溝28により、トレッドパターンが形成されている。トレッド4は、ベース層30とキャップ層32とを有している。キャップ層32は、ベース層30の半径方向外側に位置している。キャップ層32は、ベース層30に積層されている。ベース層30は、接着性に優れた架橋ゴムからなる。ベース層30の典型的な基材ゴムは、天然ゴムである。キャップ層32は、耐摩耗性、耐熱性及びグリップ性に優れた架橋ゴムからなる。
それぞれのサイドウォール6は、トレッド4の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール6の半径方向外側端は、トレッド4と接合されている。このサイドウォール6の半径方向内側端は、クリンチ8と接合されている。このサイドウォール6は、耐カット性及び耐候性に優れた架橋ゴムからなる。サイドウォール6は、軸方向においてカーカス12よりも外側に位置している。サイドウォール6は、カーカス12の損傷を防止する。
損傷防止の観点から、サイドウォール6の硬さは50以上が好ましく、55以上がより好ましい。通常状態の乗り心地性の観点から、硬さは70以下が好ましく、65以下がより好ましい。本願において、硬さは「JIS K6253」の規定に準じ、タイプAのデュロメータによって測定される。図1に示された断面にこのデュロメータが押し付けられて、硬さが測定される。測定は、23℃の温度下でなされる。後述するクリンチ8、エイペックス及び荷重支持層14の硬さも同様にして測定される。
それぞれのクリンチ8は、サイドウォール6の半径方向略内側に位置している。クリンチ8は、軸方向において、ビード10及びカーカス12よりも外側に位置している。クリンチ8は、耐摩耗性に優れた架橋ゴムからなる。図示されないが、クリンチ8は、リムのフランジと当接する。
耐摩耗性の観点から、クリンチ8の硬さは60以上が好ましく、65以上がより好ましい。通常状態の乗り心地性の観点から、硬さは90以下が好ましく、80以下がより好ましい。
サイドウォール6とクリンチ8との境界近辺に、軸方向外側に向かってテーパー状に突出したリムプロテクター34が形成されている。図示されないが、このタイヤ2がリムに装着されたとき、リムプロテクター34の端面は、軸方向において、リムのフランジの端よりも外側に位置している。リムプロテクター34は、軸方向において、フランジの端から突出している。車両が路肩に寄せられたとき、リムプロテクター34が縁石に接触する。これにより、リムフランジと縁石との接触が回避される。リムプロテクター34は、フランジの損傷を防止する。
それぞれのビード10は、サイドウォール6よりも半径方向内側に位置している。ビード10は、クリンチ8よりも軸方向内側に位置している。ビード10は、コア36と、このコア36から半径方向外向きに延びるエイペックス38とを備えている。コア36はリング状であり、巻回された非伸縮性ワイヤーを含む。ワイヤーの典型的な材質は、スチールである。エイペックス38は、半径方向外向きに先細りである。エイペックス38は、高硬度な架橋ゴムからなる。
ビード10の部分が適切な剛性を有するとの観点から、エイペックス38の硬さは60以上が好ましく、65以上がより好ましい。通常走行時の乗り心地性の観点から、硬さは90以下が好ましく、80以下がより好ましい。
カーカス12は、カーカスプライ40からなる。カーカスプライ40は、両側のビード10の間に架け渡されている。カーカスプライ40は、トレッド4及びサイドウォール6に沿っている。カーカスプライ40は、コア36の周りを、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、カーカスプライ40には、主部42と折返し部44とが形成されている。折返し部44の端は、ベルト16の直下にまで至っている。換言すれば、折返し部44はベルト16とオーバーラップしている。このカーカス12は、いわゆる「超ハイターンアップ構造」を有する。超ハイターンアップ構造を有するカーカス12は、パンク状態におけるタイヤ2の耐久性に寄与する。
図1に示されるように、主部42は、エイペックス38の軸方向内側に位置している。折返し部44は、エイペックス38の軸方向外側に位置している。換言すれば、エイペックス38はカーカスプライ40の主部42とその折返し部44との間に位置している。
図示されていないが、カーカスプライ40は、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。それぞれのコードが赤道面に対してなす角度の絶対値は、75°から90°である。換言すれば、このカーカス12はラジアル構造を有する。コードは、有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ポリエチレンテレフタレート繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。
それぞれの荷重支持層14は、サイドウォール6の軸方向内側に位置している。この荷重支持層14は、カーカス12よりも軸方向内側に位置している。この荷重支持層14は、インナーライナー20の軸方向外側に位置している。荷重支持層14は、カーカス12とインナーライナー20とに挟まれている。荷重支持層14は、半径方向において、内向きに先細りであり外向きにも先細りである。この荷重支持層14は、三日月に類似の形状を有する。半径方向において、荷重支持層14の内側端は、エイペックス38の先端46よりも、内側に位置している。換言すれば、荷重支持層14はエイペックス38とオーバーラップしている。荷重支持層14の半径方向外側端は、ベルト16の端よりも軸方向において内側に位置している。換言すれば、荷重支持層14はベルト16とオーバーラップしている。
荷重支持層14は、高硬度な架橋ゴムからなる。タイヤ2がパンクしたとき、この荷重支持層14が荷重を支える。この荷重支持層14により、パンク状態であっても、タイヤ2はある程度の距離を走行しうる。このタイヤ2は、ランフラットタイヤ2とも称されている。このタイヤ2は、サイド補強タイプである。このタイヤ2が、図1に示された荷重支持層14の形状とは異なる形状を有する荷重支持層14を備えてもよい。
ランフラット走行時に荷重を支えうるとの観点から、荷重支持層14の硬さは60以上が好ましく、65以上がより好ましい。通常状態の乗り心地性の観点から、硬さは90以下が好ましく、80以下がより好ましい。
ベルト16は、トレッド4の半径方向内側に位置している。ベルト16は、カーカス12と積層されている。ベルト16は、カーカス12を補強する。ベルト16は、内側層16a及び外側層16bからなる。図1から明らかなように、内側層16aの幅は、外側層16bの幅よりも若干大きい。図示されていないが、内側層16a及び外側層16bのそれぞれは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードは、赤道面に対して傾斜している。傾斜角度の絶対値は、通常は10°以上35°以下である。内側層16aのコードの赤道面に対する傾斜方向は、外側層16bのコードの赤道面に対する傾斜方向とは逆である。コードの好ましい材質は、スチールである。コードに、有機繊維が用いられてもよい。ベルト16が、3以上の層を備えてもよい。
バンド18は、ベルト16の半径方向外側に位置している。軸方向において、バンド18の幅はベルト16の幅と略同等である。図示されていないが、バンド18は、コードとトッピングゴムとからなる。コードは、螺旋状に巻かれている。このバンド18は、いわゆるジョイントレス構造を有する。コードは、実質的に周方向に延びている。周方向に対するコードの角度は、5°以下、さらには2°以下である。このコードによりベルト16が拘束されるので、ベルト16のリフティングが抑制される。コードは、有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。
ベルト16及びバンド18は、補強層を構成している。ベルト16のみから、補強層が構成されてもよい。バンド18のみから、補強層が構成されてもよい。
インナーライナー20は、カーカス12及び荷重支持層14の内面に接合されている。インナーライナー20は、架橋ゴムからなる。インナーライナー20には、空気遮蔽性に優れたゴムが用いられている。インナーライナー20は、タイヤ2の内圧を保持する。
それぞれのチェーファー22は、ビード10の近傍に位置している。タイヤ2がリムに組み込まれると、このチェーファー22がリムと当接する。この当接により、ビード10の近傍が保護される。この実施形態では、チェーファー22はクリンチ8と一体となっている。チェーファー22の材質はクリンチ8の材質と同じである。チェーファー22が、布とこの布に含浸したゴムとからなっていてもよい。
図2は、図1のタイヤ2のビード10の部分の拡大図である。図2において、上下方向が半径方向であり、左右方向が軸方向であり、紙面との垂直方向が周方向である。図において、両矢印BLは、半径方向においてコア36の外側端48からエイペックス38の先端46までの距離である。
図2において、点Poは、コア36の外側端48からの距離が、BLの0.7倍であるサイド部24の外側面上の点である。直線Loは、点Poからサイド部24の内側面まで引いた、内側面の法線である。両矢印Doは、法線Loの長さである。これは、点Poにおけるサイド部24の厚みである。点Po35は、点Poからの距離が長さDoの35%である法線Lo上の点である。点Po65は、点Poからの距離が長さDoの65%である法線Lo上の点である。
図2において、点Piは、コア36の外側端48からの距離が、BLの0.3倍であるサイド部24の外側面上の点である。直線Liは、点Piからサイド部24の内側面まで引いた、内側面の法線である。両矢印Diは、法線Liの長さである。これは、点Piにおけるサイド部24の厚みである。点Pi35は、点Piからの距離が長さDiの35%である法線Li上の点である。点Pi65は、点Piからの距離が長さDiの65%である法線Li上の点である。
このタイヤ2では、カーカスプライ40の主部42は、法線Lo及び法線Liと交差する。主部42は、点Po35、点Po65、点Pi35及び点Pi65で囲まれた領域を通過する。この明細書では、点Po35、点Po65、点Pi35及び点Pi65で囲まれた領域は、30%幅中立面領域と称される。ここで、主部42が30%幅中立面領域を通過するとは、法線Loと法線Liとの間の領域において、主部42の中心線が、30%幅中立面領域の内部に含まれていることを意味する。
図2において、点Poxは主部42の中心線と法線Loとの交点である。主部42の中心線とは、主部42の幅方向の中央を通り、主部42の延在方向に延びる線である。両矢印Woは点Poから点Poxまでの長さである。主部42が30%幅中立面領域を通過することから、長さWoの長さDoに対する比(Wo/Do)は、0.35以上0.65以下である。
図2において、点Pixは主部42の中心線と法線Liとの交点である。両矢印Wiは点Piから点Pixまでの長さである。主部42が30%幅中立面領域を通過することから、長さWiの長さDiに対する比(Wi/Di)は、0.35以上0.65以下である。
以下では、本発明の作用効果が説明される。
図3は、ランフラット走行時のタイヤ2の状態が示された模式図である。このタイヤ2はリムRに装着されている。タイヤ2が路面上の突起物を乗り越えるときや、このタイヤ2がポットホールに落ち込んだときに、サイド部24のビード10の部分は、リムRのフランジ50に押し付けられる。これにより、ビード10の近辺は、軸方向内側に凸な丸みを帯びた形状に大きく変形する。エイペックス38の半径方向中央の近辺52にて特にこの変形は大きくなる。この変形により、カーカスプライ40に荷重が負荷される。これまでのタイヤでは、この変形により、ピンチカットが発生することがあった。
ビード10の部分の変形により、ビード10の部分のうち、リムRに近い部分には大きな圧縮力が働く。すなわち、ビード10の部分の外側面近辺には大きな圧縮力が働く。ビード10の部分のうち、リムRと反対側の部分には、大きな引っ張り力が働く。すなわち、ビード10の部分の内側面近辺には大きな引っ張り力が働く。ビード10の部分の内側面と外側面との中間近辺には、圧縮力及び引っ張り力がともに作用しない部分が存在する。この部分は、中立面と称される。中立面の近辺では、ビード10の変形時に負荷される圧縮力又は引っ張り力は、小さくなっている。
このタイヤ2では、主部42は30%幅中立面領域を通過している。変形の大きなエイペックス38の半径方向中央の近辺52にて、この主部42はビード10の部分の外側面と内側面との中央近辺を通っている。この主部42は、中立面の近辺を通過している。ビード10の部分が大きく変形しても、この主部42に負荷される圧縮力又は引っ張り力は小さい。この主部42はピンチカットが防止されている。このタイヤ2は耐ピンチカット性に優れる。さらに、主部42に負荷される圧縮力又は引っ張り力が小さくされているため、長時間のランフラット走行においてもこの主部42のコードがゴムから剥離することが抑えられている。このタイヤ2は、ランフラット耐久性に優れる。
上記のとおり、このタイヤ2では、カーカスプライ40の主部42の位置を適正に整えることで、耐ピンチカット性及びランフラット耐久性が向上されている。カーカスプライ40の枚数の増加や補強層の挿入はされていない。このタイヤ2では、縦バネ定数の増加及び質量の増加は抑えられている。このタイヤ2では、良好な乗り心地及び低い転がり抵抗が維持されている。この実施形態では示されていないが、ビード10の部分においてランフラット耐久性が向上されているため、荷重支持層14の厚さを薄くしても良好なランフラット耐久性が実現されうる。これにより、縦バネ定数及び質量を小さくすることができる。これにより、乗り心地の向上及び転がり抵抗の低減を図ることができる。
図示されないが、点Po40は、点Poからの距離が長さDoの40%である法線Lo上の点である。点Po60は、点Poからの距離が長さDoの60%である法線Lo上の点である。点Pi40は、点Piからの距離が長さDiの40%である法線Li上の点である。点Pi60は、点Piからの距離が長さDiの60%である法線Li上の点である。
このタイヤ2では、主部42は、点Po40、点Po60、点Pi40及び点Pi60で囲まれた領域を通過するのが好ましい。この明細書では、点Po40、点Po60、点Pi40及び点Pi60で囲まれた領域は、20%幅中立面領域と称される。主部42が20%幅中立面領域を通過することで、主部42に負荷される圧縮力又は引っ張り力は、より効果的に小さくされている。この主部42はピンチカットが防止されている。長時間のランフラット走行においてもこの主部42には損傷が起こりにくい。このタイヤ2は、ランフラット耐久性に優れる。
このタイヤ2では、タイヤ2の各部材の寸法及び角度は、特に言及のない限り、タイヤ2が正規リムRに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤ2に空気が充填された状態で測定される。測定時には、タイヤ2には荷重がかけられない。本明細書において正規リムRとは、タイヤ2が依拠する規格において定められたリムRを意味する。JATMA規格における「標準リムR」、TRA規格における「Design Rim」、及びETRTO規格における「Measuring Rim」は、正規リムRである。本明細書において正規内圧とは、タイヤ2が依拠する規格において定められた内圧を意味する。JATMA規格における「最高空気圧」、TRA規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びETRTO規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。なお、タイヤ2が乗用車用である場合は、内圧が180kPaの状態で、寸法及び角度が測定される。後述するタイヤも同様である。
図4には、本発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤ62が示されている。図4において、上下方向がタイヤ62の半径方向であり、左右方向がタイヤ62の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ62の周方向である。図4において、一点鎖線CLはタイヤ62の赤道面を表わす。このタイヤ62の形状は、トレッドパターンを除き、赤道面に対して対称である。
このタイヤ62は、トレッド64、一対のサイドウォール66、一対のクリンチ88、一対のビード70、カーカス72、一対の荷重支持層74、ベルト76、バンド78、インナーライナー80、及び一対のチェーファー82を備えている。このタイヤ62のうち、トレッド64の端近辺から半径方向内側に延びる部分は、サイド部84と称される。サイドウォール66、クリンチ88、ビード70、荷重支持層74及びチェーファー82は、サイド部84に位置している。このタイヤ62は、チューブレスタイプである。このタイヤ62は、乗用車に装着される。
このタイヤ62では、トレッド64、クリンチ88、ベルト76、バンド78、インナーライナー80及びチェーファー82は、図1のタイヤ2と同様の構造である。これらは、その形状において図1のタイヤ2と異なるところがあるが、本発明の内容に影響を及ぼすものではない。以下では、図4のタイヤ62のサイドウォール66、ビード70、カーカス72及び荷重支持層74について説明がされる。
それぞれのサイドウォール66は、トレッド64の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール66の半径方向外側端は、トレッド64と接合されている。このサイドウォール66の半径方向内側端は、クリンチ88と接合されている。サイドウォール66は、その表面に多数のディンプル86を備えている。
サイドウォール66がディンプル86を備えなくてもよい。ディンプル86が、サイドウォール66以外のサイド部84の外側面に設けられていてもよい。また、サイドウォール66が多数の突起を備えていてもよい。突起は、サイドウォール66以外のサイド部84の外側面に設けられていてもよい。
それぞれのビード70は、コア88及びエイペックス90を備えている。コア88はリング状であり、巻回された非伸縮性ワイヤーを含む。ワイヤーの典型的な材質は、スチールである。
図4に示されるように、エイペックス90は、第一層92及び第二層94を備えている。エイペックス90は、第一層92及び第二層94から構成されている。第一層92は、コア88から半径方向外向きに延びている。第一層92は、半径方向外向きに先細りである。第一層92は、高硬度な架橋ゴムからなる。
第二層94は、第一層92よりも軸方向外側に位置している。第二層94は、クリンチ88よりも軸方向内側に位置している。第二層94は、半径方向において、内向きに先細りであり外向きにも先細りである。半径方向において、第二層94の外端96は、第一層92の外端98よりも外側に位置している。半径方向において、第二層94の外端96は、クリンチ88の外端よりも外側に位置している。この第二層94の外端96は、サイドウォール66で覆われている。半径方向において、第二層94の内端は、クリンチ88の内端よりも外側に位置している。この第二層94の内端は、クリンチ88で覆われている。なお、この第二層94の外端96が、クリンチ88の外端100よりも内側に位置してもよい。この場合、第二層94の外端96はクリンチ88で覆われる。
この実施形態では、この第二層94の架橋ゴムは第一層92の架橋ゴムと同じである。この第二層94が、第一層92の架橋ゴムとは異なる架橋ゴムから構成されてもよい。
ビード70の部分が適切な剛性を有するとの観点から、第一層92及び第二層94の硬さは60以上が好ましく、65以上がより好ましい。通常状態の乗り心地性の観点から、この硬さは90以下が好ましく、80以下がより好ましい。
カーカス72は、カーカスプライ102からなる。カーカスプライ102は、両側のビード70の間に架け渡されている。カーカスプライ102は、トレッド64及びサイドウォール66に沿っている。カーカスプライ102は、コア88の周りを、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、カーカスプライ102には、主部104と折返し部106とが形成されている。折返し部106の端は、ベルト76の直下にまで至っている。換言すれば、折返し部106はベルト76とオーバーラップしている。このカーカス72は、いわゆる「超ハイターンアップ構造」を有する。超ハイターンアップ構造を有するカーカス72は、パンク状態におけるタイヤ62の耐久性に寄与する。
図5には、図4のタイヤ62のビード70の部分が示されている。図5において、上下方向がタイヤ62の半径方向であり、左右方向がタイヤ62の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ62の周方向である。この図に示されるとおり、主部104は、第一層92及び第二層94の軸方向内側に通されている。折返し部106は、第一層92と第二層94との間に通されている。この第一層92の大きさは、従来の一つの層で構成されたエイペックス90の大きさに比べて小さい。折返し部106は、第二層94の軸方向内側において、内側に向けて湾曲している。このタイヤ62では、従来の一つの層で構成されたエイペックス90を有するタイヤ62と比べて、折返し部106は、サイド部84の内側面に近い位置に通されている。
それぞれの荷重支持層74は、サイドウォール66の軸方向内側に位置している。この荷重支持層74は、カーカス72よりも軸方向内側に位置している。この荷重支持層74は、インナーライナー80の軸方向外側に位置している。荷重支持層74は、カーカス72とインナーライナー80とに挟まれている。荷重支持層74は、半径方向において、内向きに先細りであり外向きにも先細りである。この荷重支持層74は、三日月に類似の形状を有する。荷重支持層74の内側端は、第二層94の外側端よりも、内側に位置している。換言すれば、荷重支持層74は第二層94とオーバーラップしている。荷重支持層74の半径方向外側端は、ベルト76の端よりも軸方向において内側に位置している。換言すれば、荷重支持層74はベルト76とオーバーラップしている。
図5において、図において、両矢印BLは、半径方向においてコア88の外側端108からエイペックス90の先端110までの距離である。これは、コア88の外側端108から第二層94の外端96までの距離である。
図5において、点Poは、コア88外側端からの距離が、BLの0.7倍であるサイド部84の外側面上の点である。直線Loは、点Poからサイド部84の内側面まで引いた、内側面の法線である。両矢印Doは、法線Loの長さである。これは、点Poにおけるサイド部84の厚みである。点Po35は、点Poからの距離が長さDoの35%である法線Lo上の点である。点Po65は、点Poからの距離が長さDoの65%である法線Lo上の点である。
図5において、点Piは、コア88外側端からの距離が、BLの0.3倍であるサイド部84の外側面上の点である。直線Liは、点Piからサイド部84の内側面まで引いた、内側面の法線である。両矢印Diは、法線Liの長さである。これは、点Piにおけるサイド部84の厚みである。点Pi35は、点Piからの距離が長さDiの35%である法線Li上の点である。点Pi65は、点Piからの距離が長さDiの65%である法線Li上の点である。
このタイヤ62では、カーカスプライ102の主部104は、法線Lo及び法線Liと交差する。このとき、主部104は、点Po35、点Po65、点Pi35及び点Pi65で囲まれた領域を通過する。この明細書では、点Po35、点Po65、点Pi35及び点Pi65で囲まれた領域は、30%幅中立面領域と称される。ここで、主部104が30%幅中立面領域を通過するとは、法線Loと法線Liとの間の領域において、主部104の中心線が、30%幅中立面領域の内部に含まれていることを意味する。
図5において、点Poxは主部104の中心線と法線Loとの交点である。両矢印Woは点Poから点Poxまでの長さである。主部104が30%幅中立面領域を通過することから、長さWoの長さDoに対する比(Wo/Do)は、0.35以上0.65以下である。
図5において、点Pixは主部104の中心線と法線Liとの交点である。両矢印Wiは点Piから点Pixまでの長さである。主部104が30%幅中立面領域を通過することから、長さWiの長さDiに対する比(Wi/Di)は、0.35以上0.65以下である。
以下では、本発明の作用効果が説明される。
このタイヤ62では、主部104は30%幅中立面領域を通過している。変形の大きなエイペックス90の半径方向中央付近にて、この主部104はビード70の部分の外側面と内側面との中央近辺を通っている。この主部104は、中立面の近辺を通過している。ビード70の部分が大きく変形しても、この主部104に負荷される圧縮力又は引っ張り力は小さい。この主部104はピンチカットが防止されている。このタイヤ62は耐ピンチカット性に優れる。さらに、主部104に負荷される圧縮力又は引っ張り力が小さくされているため、長時間のランフラット走行においてもこの主部104のコードがゴムから剥離することが抑えられている。このタイヤ62は、ランフラット耐久性に優れる。
図3で示されるとおり、ランフラット走行時には、タイヤのサイド部は大きく撓む。ビードの近辺は、リムフランジに押し付けられる。ビードの部分のうち、リムフランジと接触する部分には、リムフランジから大きな荷重が負荷される。従来、カーカスプライの折返し部は、エイペックスの軸方向外側に通されていた。折返し部は、エイペックスよりも、リムフランジ側に通されていた。リムフランジからの荷重により、折返し部には大きな圧縮力が働く。この圧縮力により、折返し部にピンチカットが発生することがあった。この圧縮力により、長時間のランフラット走行において、折返し部に損傷が発生することがあった。
この実施形態のタイヤ62では、エイペックス90は第一層92と第二層94とを備えている。折返し部106は、第一層92と第二層94との間を通されている。折返し部106は第二層94の軸方向内側において、内側に向けて湾曲している。折返し部106は、リムフランジから遠ざかる方向に湾曲している。これにより、折返し部106へ働く圧縮力は大きく緩和される。この折返し部106はピンチカットが防止されている。さらに、折返し部106に負荷される圧縮力が小さくされていることから、長時間のランフラット走行においてもこの折返し部106に損傷が発生することが抑えられている。このタイヤ62は、ランフラット耐久性に優れる。
図5に示されるとおり、この折返し部106は、サイド部84の内側面の方向に湾曲している。この折返し部106には、引っ張り力が負荷される。この折返し部106は、ビード70の部分の剛性に寄与する。このビード70の部分は、変形が抑制されている。これは、長時間のランフラット走行においてもビード70の部分に損傷が発生することを抑制する。このタイヤ62は、ランフラット耐久性に優れる。
図4において、点PBはサイド部84の外側面上の点である。点PBは、このタイヤ62がリムに組み込まれたとき、サイド部84とリムとの接触面の半径方向外側縁を表す。点PBは別離点と称される。両矢印TSは、別離点PBにおけるサイド部84の厚みである。詳細には、厚みTSは、点PBからサイド部84の内側面まで引いた、内側面の法線の長さである。両矢印TIは、荷重支持層74の最大厚みである。詳細には、厚みTIは、荷重支持層74の軸方向内側面から引いた法線に沿って計測した、荷重支持層74の内側面と外側面との距離の最大値である。
上記のとおり、このタイヤ62では、ビード70の部分においてランフラット耐久性が向上されているため、荷重支持層74の厚さを薄くしても良好なランフラット耐久性が実現できる。厚みTIを適正に調整することで、良好なランフラット耐久性を実現したうえで、縦バネ定数及び質量を小さくすることができる。これにより、乗り心地の向上及び転がり抵抗の低減を図ることができる。
このタイヤ62では、厚みTIに対する厚みTSの比(TS/TI)は、1.5以上が好ましい。比(TS/TI)を1.5以上とすることで、縦バネ定数及び質量が小さくされうる。このタイヤ62では、乗り心地の向上及び転がり抵抗の低減が実現されている。この観点から、比(TS/TI)は、1.6以上がより好ましい。比(TS/TI)は、2.0以下が好ましい。比(TS/TI)を2.0以下とすることで、この荷重支持層74は十分な剛性を備える。この荷重支持層74での損傷が防止されている。このタイヤ62は、良好なランフラット耐久性が維持されている。この観点から、比(TS/TI)は、1.9以下がより好ましい。
このタイヤ62では、サイド部84が、その外側面に多数のディンプル86又は突起を有しているのが好ましい。車両が走行したとき、これらのディンプル86又は突起によって乱流が発生する。この乱流は、サイド部84からの放熱を促進する。このタイヤ62は、ランフラット走行においても、昇温しにくい。このタイヤ62は、ランフラット耐久性に優れる。
図5において、実線BBLはビード70ベースラインを表している。このビード70ベースラインBBLは、タイヤ62が装着されるリムRのリムR径(JATMA参照)を規定する線に相当する。このビード70ベースラインBBLは、軸方向に延びる。両矢印BHは、ビード70ベースラインBBLからエイペックス90の先端110までの半径方向高さである。符号Sは、ディンプル86が配置された領域を表す。両矢印DWは、領域Sの半径方向幅である。サイド部84の外側面が突起を有する場合は、領域Sは突起が配置された領域を表す。
半径方向において、領域Sの中心位置が上記エイペックス90の先端110の位置と同じであるのが好ましい。ここで、「半径方向において、領域Sの中心位置が上記エイペックス90の先端110の位置と同じ」とは、ビード70ベースラインBBLから領域Sの中心位置までの高さSH(図示されず)の、高さBHに対する比(SH/BH)が、0.95以上1.05以下であることを意味する。走行時に、ビード70エイペックス90の先端110近辺に応力の集中が起こりうる。ビード70エイペックス90の先端110の近辺では、特に発熱が起こりやすい。半径方向において、領域Sの中心位置とエイペックス90の先端110の位置とを同じとすることにより、このタイヤ62では、効果的に放熱が促進される。このタイヤ62は、ランフラット耐久性に優れる。
幅DWの高さBHに対する比(DW/BH)は、0.3以上が好ましい。比(DW/BH)を0.3以上とすることで、このタイヤ62では、効果的に放熱が促進される。このタイヤ62は、ランフラット耐久性に優れる。この観点から、比(DW/BH)は、0.4以上がより好ましい。比(DW/BH)は、0.6以下が好ましい。比(DW/BH)を0.6以下とすることで、このディンプル86又は突起は、サイド部84の外側面をデザインするときに邪魔になりにくい。このタイヤ62は良好なデザインの自由度を有する。
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
[実験1]
[実施例1]
図1に示された構成を備え、下記の表1に示された仕様を備えた実施例1の空気入りタイヤ(ランフラットタイヤ)を得た。このタイヤは、225/60RF18である。このタイヤでは、高さBLは35mmである。カーカスプライの主部は、20%幅中立面領域を通過している。このことが、表の20%幅中立面領域の欄に、「Yes」として表されている。主部について、比(Wo/Do)及び比(Wi/Di)の値が、表1に示されている。20%幅中立面領域を通過していることから、当然30%幅中立面領域も通過している。このことが、表の30%幅中立面領域の欄に、「Yes」として表されている。このタイヤでは、エイペックス及び荷重支持層の、温度140℃における複素弾性率及び損失正接は、同等とされている。
[実施例2−5及び比較例1−2]
比(Wo/Do)及び比(Wi/Di)を表1のとおりに変更して、実施例2−5及び比較例1−2のタイヤを得た。このとき、主部が20%幅中立面領域及び30%幅中立面領域を通過しているか否かは、表1に示される通りである。比較例1は、従来のランフラットタイヤである。比(Wo/Do)及び比(Wi/Di)の変更においては、ビードの部分における補強層の厚みが変更された。エイペックスの厚みは一定に保たれている。これらのタイヤでは、その他は、実施例1のタイヤと同様である。
[耐ピンチカット性能]
タイヤを正規リムR(サイズ=6.5J)に組み込み、市販の前輪駆動の乗用車に装着した。このタイヤの内圧を常圧としてパンク状態を再現した。この車両に車両の最大積載重の荷物を積み、このタイヤに荷重(6.8kN)を負荷した。テストコースの路面上に高さ200mmの突起を設け、この車両を走行させて前輪でこの突起を乗り越えさせた。このタイヤを目視で観察して、ピンチカットによる損傷の発生の有無を確認した。車両の速度は40km/hから開始し、速度を10km/hずつ段階的に上昇させて、タイヤに損傷が生じた速度を測定した。この結果が、比較例1を100とした指数値で下記の表1に示されている。数値が大きいほど、ピンチカットが発生し難い。数値が大きいほど、好ましい。
[ランフラット耐久性]
タイヤを正規リム(サイズ=6.5J)に組み込み、市販の前輪駆動の乗用車に装着した。このタイヤの内圧を常圧としてパンク状態を再現した。装着後、JATMAにて規定される最大負荷荷重の65%に相当する縦荷重をタイヤに負荷した。この車両を80km/hの速度で走行試験機の回転ドラム上を走行させ、タイヤが破壊するまでの走行距離を測定した。この結果が、比較例1を100とした指数値で下記の表1に示されている。数値が大きいほど、好ましい。数値が大きいほど、ランフラット耐久性に優れる。
[タイヤ質量]
タイヤの質量を計測した。この結果が、比較例1を100とした指数値で下記の表1に示されている。数値が小さいほど、質量が小さいことが示されている。数値が小さいほど、好ましい。
[縦バネ定数]
下記の条件にて、タイヤの縦バネ定数を測定した。
使用リム:6.5J
内圧:200kPa
荷重:5.0kN
この結果が、比較例1を100とした指数値で下記の表1に示されている。数値が小さいほど、縦バネ定数が小さいことを表している。数値が小さいほど、好ましい。
Figure 0006634833
[実験2]
[実施例6]
図4に示された構成を備え、下記の表2に示された仕様を備えた実施例6の空気入りタイヤ(ランフラットタイヤ)を得た。ただし、このタイヤでは、サイド部の外側面は、ディンプル86又は突起を備えていない。このタイヤは、235/55RF18である。このタイヤでは、高さBHは50mmである。このタイヤでは、比(Wo/Do)は0.4、比(Wi/Di)は0.5である。この主部は、30%幅中立面領域を通過している。このタイヤでは、第一層、第二層及び荷重支持層の、温度140℃における複素弾性率及び損失正接は、同等とされている。
[実施例7]
エイペックスを一つの層のみで構成し、厚みTIを変えて比(TS/TI)を表2のとおりとした他は実施例6と同様にして、実施例7のタイヤを得た。この荷重支持層TIの幅は、従来のタイヤの荷重支持層の幅である。
[実施例8−11]
厚みTIを変えて比(TS/TI)を表2のとおりとした他は実施例6と同様にして、実施例8−11のタイヤを得た。
[実施例12]
サイド部の外周面が、多数のディンプルを備えていることの他は実施例6と同様にして、実施例12のタイヤを得た。このタイヤでは、半径方向において、領域Sの中心位置と上記エイペックスの先端の位置とは同じである。
[実施例13−17]
幅DWを変えて比(DW/BH)を表3のとおりとした他は実施例12と同様にして、実施例13−17のタイヤを得た。
[ランフラット耐久性]
タイヤを正規リム(サイズ=7.5J)に組み込み、実験1と同じ方法でランフラット耐久性を測定した。この結果が、実施例7を100とした指数値で下記の表2−3に示されている。数値が大きいほど、好ましい。数値が大きいほど、ランフラット耐久性に優れる。
[タイヤ質量]
タイヤの質量を計測した。この結果が、実施例7を100とした指数値で下記の表2−3に示されている。数値が小さいほど、質量が小さいことが示されている。数値が小さいほど、好ましい。
[縦バネ定数]
下記の条件にて、タイヤの縦バネ定数を測定した。
使用リム:7.5J
内圧:200kPa
荷重:4.5kN
この結果が、実施例7を100とした指数値で下記の表2−3に示されている。数値が小さいほど、縦バネ定数が小さいことを表している。数値が小さいほど、好ましい。
[転がり抵抗]
転がり抵抗試験機を用い、下記の測定条件で転がり抵抗を測定した。
使用リム:7.5J
内圧:200kPa
荷重:4.5kN
速度:90km/h
この結果が、実施例7を100とした指数値で下記の表2−3に示されている。数値が小さいほど好ましい。
[デザインの自由度]
表側サイド面のデザインの自由度につき、下記の基準に従って格付けした。
A:自由度が高い
B:自由度が低い
この結果が、下記の表2−3に示されている。
Figure 0006634833
Figure 0006634833
表1−3に示されるように、実施例のタイヤでは、比較例のタイヤに比べて評価が高い。荷重支持層の厚みTS及び領域Sの幅DWを適正にすることで、さらに優れた結果が得られている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。
以上説明されたタイヤは、種々の車両に適用されうる。
2、62・・・タイヤ
4、64・・・トレッド
6、66・・・サイドウォール
8、88・・・クリンチ
10、70・・・ビード
12、72・・・カーカス
14、74・・・荷重支持層
16、76・・・ベルト
16a・・・内側層
16b・・・外側層
18、78・・・バンド
20、80・・・インナーライナー
22、82・・・チェーファー
24、84・・・サイド部
26・・・トレッド面
28・・・溝
30・・・ベース層
32・・・キャップ層
34・・・リムプロテクター
36、88・・・コア
38、90・・・エイペックス
40、102・・・カーカスプライ
42、104・・・主部
44、106・・・折返し部
46、110・・・エイペックスの先端
48、108・・・コアの外側端
50・・・リムフランジ
86・・・ディンプル
92・・・第一層
94・・・第二層
96・・・第二層の外端
98・・・第一層の外端

Claims (3)

  1. それぞれがサイド部に位置する一対のビードと、一方のビードと他方のビードとの間に架け渡されたカーカスと、それぞれがサイド部においてカーカスの軸方向内側に位置する一対の荷重支持層とを備えており、
    上記ビードが、コアと、このコアから半径方向外側に延びるエイペックスとを備えており、
    上記カーカスが、カーカスプライを備えており、
    上記カーカスプライが上記コアの周りにて軸方向内側から外側に向かって折り返されており、
    この折り返しにより、上記カーカスプライには主部と折返し部とが形成されており、
    上記エイペックスが上記コアの半径方向外側面と接する第一層と、この第一層の軸方向外側に位置する第二層とを備えており、
    上記折返し部が、上記第一層と第二層との間に通されており、
    上記サイド部の外側面上に位置し、半径方向において上記コアの外側端からの距離が、上記コアの外側端から上記エイペックスの先端までの距離の0.7倍である点が点Poとされ、
    上記点Poから、上記サイド部の内側面まで引いた上記内側面の法線がLoとされ、
    上記サイド部の外側面上に位置し、半径方向において上記コアの外側端からの距離が、上記コアの外側端から上記エイペックスの先端までの距離の0.3倍である点が点Piとされ、
    上記点Piから、上記サイド部の内側面まで引いた上記内側面の法線がLiとされ、
    上記点Poからの距離が、上記法線Loの長さDoの35%である上記法線Lo上の点がPo35とされ、
    上記点Poからの距離が、上記長さDoの65%である上記法線Lo上の点がPo65とされ、
    上記点Piからの距離が、上記法線Liの長さDiの35%である上記法線Li上の点がPi35とされ、
    上記点Piからの距離が、上記長さDiの65%である上記法線Li上の点がPi65とされたとき、
    上記主部が、上記点Po35、点Po65、点Pi35及び点Pi65で囲まれた領域を通過しており、
    上記サイド部が、その外側面に多数のディンプル又は突起を有しており、
    上記サイド部において上記ディンプル又は突起が配置された領域がSとされ、この領域Sの半径方向幅がDWとされ、ビードベースラインBBLから上記第二層の先端までの高さがBHとされたとき、半径方向において、上記領域Sの中心位置が上記第二層の先端の位置と同じであり、幅DWの高さBHに対する比(DW/BH)が0.3以上0.6以下である空気入りタイヤ。
  2. 上記点Poからの距離が、上記長さDoの40%である上記法線Lo上の点がPo40とされ、
    上記点Poからの距離が、上記長さDoの60%である上記法線Lo上の点がPo60とされ、
    上記点Piからの距離が、上記長さDiの40%である上記法線Li上の点がPi40とされ、
    上記点Piからの距離が、上記長さDiの60%である上記法線Li上の点がPi60とされたとき、
    上記主部が、上記点Po40、点Po60、点Pi40及び点Pi60で囲まれた領域を通過する請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. 上記サイド部とリムとの接触面の半径方向外側縁が別離点PBとされたとき、別離点PBにおけるサイド部の厚みTSの、上記荷重支持層の最大厚みTIに対する比(TS/TI)が、1.5以上2.0以下である請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。
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