(57)【要約】【課題】荷重支持構造の適正化を図ることにより、軽量化とランフラット耐久性の向上を両室させた安全タイヤを提供する。【解決手段】タイヤ１は、ビードコア２及びビードフィラー３を埋設した一対のビード部４と、サイドウォール部５と、トレッド部６とで構成される。タイヤ１は、その内部に、トロイド状に延びるプライからなるカーカス７と、カーカス７のクラウン部外周側に位置するベルト層８を具える。トレッド部６に、タイヤ周方向に沿って延びる主溝９を配設する。カーカス７の外面上に、ベルト層８の幅端部１０からバットレス域１１を越えて延びる左右一対の補強層１２を、それらを構成するコードが、タイヤ周方向Ｃを挟んで互いに交差するよう配置する。ベルト層８のタイヤ径方向外側に、補助ベルト層１３を、それを構成するコードがタイヤ周方向Ｃを横切って延びるよう配置する。【選択図】  図１
2007308055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビードコア及びビードフィラーを埋設した一対のビード部、該ビード部からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部、及び両サイドウォール部間にまたがって延びるトレッド部の各部にわたってトロイド状に延びる少なくとも１枚のプライからなるカーカスと、カーカスのクラウン部外周側に位置し、コードをゴム被覆してなる少なくとも１層のベルト層を具えるとともに、トレッド部に、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも２本の主溝を設けてなる安全タイヤにおいて、
タイヤ幅方向断面にて、前記カーカスの外面上に、金属コードをゴム被覆してなり、少なくともベルト層の幅端部からバットレス域を越えて延びる左右一対の補強層を、それらを構成するコードがタイヤ周方向を挟んで互いに交差するよう配置し、
前記ベルト層のタイヤ径方向外側に、金属コードをゴム被覆してなる少なくとも１層の補助ベルト層を、それを構成するコードがタイヤ周方向を横切って延びるよう配置することを特徴とする安全タイヤ。
【請求項２】
前記補助ベルト層は、その両幅端部が、最もタイヤ幅方向外側に位置する主溝である一対の最外主溝よりも外側に位置する、請求項１に記載の安全タイヤ。
【請求項３】
前記補助ベルト層を構成するコードとタイヤ周方向のなす角が４０°以上９０°以下の範囲内にある、請求項１又は２に記載の安全タイヤ。
【請求項４】
前記補助ベルト層を構成するコードは、直径が０．６ｍｍ以上であるフィラメントからなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の安全タイヤ。
【請求項５】
各補強層を構成する金属コードとタイヤ周方向のなす角が８０°以上９０°未満の範囲内にある、請求項１〜４のいずれか一項に記載の安全タイヤ。
【請求項６】
標準リムに装着し規定の内圧を充填した状態にて、前記ビードフィラーのタイヤ径方向外端部とリム径ラインとの間のタイヤ径方向距離が、標準リムのフランジ高さの２００％以下である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の安全タイヤ。
【請求項７】
前記ビードフィラーは、ヤング率が１４．７ｋＰａ未満のゴムで構成される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の安全タイヤ。
【請求項８】
前記カーカスと補強層の間に補助ゴム層をさらに具える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の安全タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ビードコア及びビードフィラーを埋設した一対のビード部、該ビード部からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部、及び両サイドウォール部間にまたがって延びるトレッド部の各部にわたってトロイド状に延びる少なくとも１枚のプライからなるカーカスと、カーカスのクラウン部外周側に位置し、コードをゴム被覆してなる少なくとも１層のベルト層を具えるとともに、トレッド部に、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも２本の主溝を設けてなる安全タイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤ、例えば乗用車用タイヤにおいては、タイヤ内部にゲージ圧で１５０ｋＰａから２５０ｋＰａ程度の圧力下に気体を封じ込めて、タイヤのカーカスおよびベルト等のタイヤ骨格部に張力を発生させ、この張力によって、タイヤへの入力に対してタイヤの変形並びにその復元を可能としている。すなわち、タイヤの内圧が所定の範囲に保持されることによって、タイヤの骨格に一定の張力を発生させて、荷重支持機能を付与するとともに、剛性を高めて、駆動、制動および旋回性能などの、車両の走行に必要な基本性能を付与している。
【０００３】
ところで、所定の内圧に保持されたタイヤが外傷を受けると、この外傷を介して高圧の気体が外部に漏れ出してタイヤの内圧が大気圧まで減少する、いわゆるパンク状態となるため、タイヤ骨格部に発生させていた張力はほとんど失われ、サイドウォール部は膨出変形し、ビード部は倒れ込み変形する。そして、タイヤに所定の内圧が付与されることによって得られる、荷重支持機能や、駆動、制動および旋回性能も失われる結果、そのタイヤを装着した車両は走行不能に陥るのである。
【０００４】
そこで、パンク状態においても走行を可能とするタイヤ、いわゆる安全タイヤについて多くの提案がなされている。例えば、二重壁構造を有するもの、タイヤ内に空気のう等の荷重支持装置を配設したもの、タイヤとリムとで区画されたタイヤ気室に、熱膨張が可能な樹脂による連続相と独立気泡とからなる中空粒子の多数を配置して、パンク時の中空粒子の体積増加によりタイヤ気室の内圧を回復させるようにしたもの等が知られている。また、比較的車重の軽い乗用車用の安全タイヤとしては、サイドウォール部に断面三日月状の補強ゴム層を配設して、内圧の正常時にはタイヤ荷重を内圧で支持し、一方、ランフラット走行時にはタイヤ荷重を補強ゴム層で肩代わり支持する安全タイヤ、いわゆるサイド補強型安全タイヤが知られている（例えば特許文献１参照）。サイド補強型安全タイヤは、前記の安全タイヤに比べて、比較的構造が簡単で、かつパンクの補修やタイヤの廃棄に際して荷重支持装置や中空粒子のタイヤ内に配置したものを回収する必要がない点で有利である。
【０００５】
また、ランフラット走行中のサイド補強型安全タイでヤは、サイドウォール部の膨出変形及びビード部の倒れ込み変形に加えて、トレッド踏面の中央が路面から浮き上がる現象である、いわゆるバックリングが発生する場合がある。特に、トレッド部に、タイヤ周方向に沿って伸びる主溝を設けた場合には、この主溝が屈曲の起点となり、大きなバックリングを起こしやすい。バックリングの発生したタイヤでは、ゴムの肉厚の比較的薄いバットレス域が接地してしまい、ゴムの摩耗によってカーカスやベルト層のコードが露出し、ついには破断してタイヤの破壊に至るおそれがある。
【０００６】
このようなバックリングを抑制するため、例えば、特許文献２には、ベルト層のクラウン部外周に、タイヤ赤道面に対し実質上直交する多数のコード配列になる少なくとも１層のタイエレメントを配置したタイヤが記載されている。また、特許文献３及び４には、ベルト層のタイヤ径方向内側に環状のビードコアを配置してランフラット走行性を向上させたタイヤが記載されている。さらに、特許文献５には、カーカスとベルト層との間に、周方向剛性を高めるための補強コード層と、幅方向剛性を高めるための補強ゴム層を配置して、ランフラット耐久性を高めたタイヤが記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１６１９６４号公報
【特許文献２】特開平６−１９１２４３号公報
【特許文献３】特開平８−２４４４２２号公報
【特許文献４】欧州特許出願公開第１０２２１６２号明細書
【特許文献５】国際公開第９９／４８７１０号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１〜５に記載されたような従来のサイド補強型安全タイヤにおいては、ゴムの圧縮剛性のみで内圧の低下時の荷重支持を行っているため、それに必要となる補強ゴム層が不可避的に大きくなり、これに伴ってタイヤの質量が大幅に増加するという問題があった。また、特許文献２に記載されたタイヤは、コード材質によっては十分にバックリングを抑制することができない場合があり、特許文献３及び４に記載されたタイヤは、従来の製造設備を用いて製造することが困難である上、環状ビードコアの剛性が高すぎるため、路面からの突起入力があった際の振動乗心地性が悪化する場合があり、特許文献５に記載されたタイヤでは、タイヤ幅方向の補強に関してはゴムのみからなる補強層しか配設されておらず、バックリングを抑制する効果は十分でなかった。
【０００９】
この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、その目的は、荷重支持構造の適正化を図ることにより、軽量化を達成しつつ、ランフラット走行時のバックリングを有効に抑制して、耐久性を格段に向上させた安全タイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するため、この発明は、ビードコア及びビードフィラーを埋設した一対のビード部、該ビード部からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部、及び両サイドウォール部間にまたがって延びるトレッド部の各部にわたってトロイド状に延びる少なくとも１枚のプライからなるカーカスと、カーカスのクラウン部外周側に位置し、コードをゴム被覆してなる少なくとも１層のベルト層を具えるとともに、トレッド部に、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも２本の主溝を設けてなる安全タイヤにおいて、タイヤ幅方向断面にて、前記カーカスの外面上に、金属コードをゴム被覆してなり、少なくともベルト層の幅端部からバットレス域を越えて延びる左右一対の補強層を、それらを構成するコードがタイヤ周方向を挟んで互いに交差するよう配置し、前記ベルト層のタイヤ径方向外側に、金属コードをゴム被覆してなる少なくとも１層の補助ベルト層を、それを構成するコードがタイヤ周方向を横切って延びるよう配置することを特徴とする安全タイヤである。かかる構成を採用することにより、断面三日月状の補強ゴム層を配設することなく、ランフラット走行中のサイドウォール部の膨出変形、ビード部の倒れ込み変形及びバックリングの発生を有効に防止できる。
【００１１】
なお、ここでいう「ベルト層の幅端部」とは、ベルト層が１層の場合にはそのベルト層の、ベルト層が複数層の場合には最も幅広のベルト層の、それぞれ最外端部を表すものとする。
【００１２】
また、補助ベルト層は、その両幅端部が、最もタイヤ幅方向外側に位置する主溝である一対の最外主溝よりも外側に位置することが好ましい。
【００１３】
さらに、補助ベルト層を構成するコードは、タイヤ周方向のなす角が４０°以上９０°以下の範囲内にあること、直径が０．６ｍｍ以上であるフィラメントからなること、がそれぞれ好ましい。
【００１４】
さらにまた、各補強層を構成する金属コードとタイヤ周方向のなす角が８０°以上９０°未満の範囲内にあることが好ましい。
【００１５】
加えて、標準リムに装着し規定の内圧を充填した状態にて、ビードフィラーのタイヤ径方向外端部とリム径ラインとの間のタイヤ径方向距離が、標準リムのフランジ高さの２００％以下であることが好ましく、１５０％以下であることがより好ましく、１００未満であることが一層好ましい。ここで「標準リム」及び「規定の圧力」とは、空気のうを収納する安全タイヤに対して、ＪＡＴＭＡ、ＴＲＡ、ＥＴＲＴＯ等の、タイヤが製造、販売、又は使用される地域において有効な工業基準、規格等に規定されている適用サイズにおける標準リム（または、"Approved Rim"、"Recommended Rim"）、及びそのタイヤの最大負荷能力に応じた内圧のことをいうものとし、「リム径ライン」とはリム径を測定する位置をいうものとする。
【００１６】
また、ビードフィラーを、ヤング率が１４．７ｋＰａ未満のゴムで構成することが好ましい。
【００１７】
さらに、カーカスと補強層の間に補助ゴム層をさらに具えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、補強層によって、断面三日月状の補強ゴム層を用いることなくランフラット走行中のサイドウォール部の膨出変形及びビード部の倒れ込み変形を防止し、補助ベルト層によってバックリングの発生を防止しているので、安全タイヤの大幅な軽量化と耐久性向上を同時に達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、図面を参照しつつこの発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明に従う代表的な安全タイヤ（以下、単に「タイヤ」という。）の幅方向断面であり、標準リムＲに装着した状態で示す。
【００２０】
図１に示すタイヤ１は、ビードコア２及びビードフィラー３を埋設した一対のビード部４（図には一方のビード部のみを示す。）と、このビード部４からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部５（図には一方のサイドウォール部のみを示す）と、両サイドウォール部間にまたがって延びるトレッド部６とで構成される。また、タイヤ１は、その内部に、ビード部４、サイドウォール部５及びトレッド部６の各部にわたってトロイド状に延びる少なくとも１枚のプライ（図１では１枚のプライ）からなるカーカス７と、カーカス７のクラウン部外周側に位置し、コードをゴム被覆してなる少なくとも１層（図１では２層）のベルト層８を具える。さらに、トレッド部６には、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも２本（図１では左右各半域にそれぞれ３本、計６本）の主溝９ａ、９ｂ、９ｃが設けられている。
【００２１】
そして、この発明の構成上の主な特徴は、タイヤ幅方向断面にて、カーカス７の外面上に、金属コードをゴム被覆してなり、少なくともベルト層８の幅端部１０からバットレス域１１を越えて延びる左右一対の補強層１２を、それらを構成するコードが、図２に示すように、タイヤ周方向Ｃを挟んで互いに交差するよう配置すること、ベルト層８のタイヤ径方向外側に、金属コードをゴム被覆してなる少なくとも１層（図１では１層）の補助ベルト層１３を、それを構成するコードが、図２に示すように、タイヤ周方向Ｃを横切って延びるよう配置することにある。
【００２２】
以下、この発明が上記構成を採用するに至った経緯を作用とともに説明する。
発明者らは、通常のラジアルタイヤがパンクした際に、どのようにしてタイヤの破壊が進行するかについて検討を行ったところ、ベルト層の幅端部からの亀裂の進展と、バットレス域が大きく屈曲変形することによるケース破壊と、バックリングによるバットレス域の摩耗及び発熱とが大きな要因であるとの知見を得た。ベルト層の幅端部からの亀裂は、ベルト層を配設している部分と配設していない部分との剛性段差が大きいために生じており、特にベルト層を構成するコードがスチールコードであり、コード切断端が露出している場合に顕著に生じる。また、バットレス域は、ベルト層、ビードフィラー等の補強部材が配設されていない上、被覆ゴムの肉厚が薄いため、構造剛性が他の部分に比べて大幅に小さく屈曲しやすい。そこで、発明者らは、少なくともベルト層の幅端部からバットレス域を越える範囲に、好ましくは図１に示したようにベルト層の幅端部とオーバーラップさせた状態で補強層を配設することで、ベルト層の幅端部での剛性段差を解消し、かつバットレス域の構造剛性を向上させれば、上述したようなタイヤ破壊を防止できるとの着想を得た。
【００２３】
しかし、単に上記範囲に補強層を配設したのみでは、ベルト層の幅端部からの亀裂の発生は抑制できても、必ずしもタイヤ破壊を有効に防止できなかった。発明者らはこうしたタイヤ破壊についてさらに検討を重ね、左右の補強層を構成するコードがタイヤ周方向に対して同方向に傾斜している場合にタイヤ破壊が発生していることを突き止めた。この理由につき、図１１を参照しつつさらに説明する。図１１では、左右のいずれの補強層を構成するコードもタイヤ周方向に対して同方向に傾斜している、すなわちタイヤ周方向をｙ軸、タイヤ幅方向をｘ軸とした座標平面の第２象限及び第４象限にコードが延びている。このようなコード構成を有するタイヤが図１１の下側から順に接地する場合、左半域では、補強層のコードがトレッド部側に位置する端部から先に荷重を受け、この荷重を負担していわば梁として作用するため、タイヤの変形が小さく、反対に右半域では、補強層のコードがビード部側に位置する端部から先に荷重を受けるため、荷重を負担することがなく、左半域に比べるとタイヤの変形が大きい。このため、左半域から右半域に向かう横力が発生する結果、ますます右半域のバットレス域の変形が大きくなってタイヤの破壊が助長される。そこで、発明者らは、左右の補強層を、図２に示すように、それらを構成するコードがタイヤ周方向に対して互いに逆向きとなるよう、すなわちタイヤ周方向を挟んで互いに交差するよう配置し、タイヤの左右両半域の変形を同じ程度に維持することで、上記のバットレス域の剛性段差の解消及び構造剛性の向上に加え、かかる横力の発生を防止することに想到した。これによって、従来の断面三日月状の補強ゴムを用いる場合に比べて、ランフラット耐久性は同等レベルに維持しながら、構造の簡略化と大幅な軽量化を図れることを見出した。
【００２４】
また、タイヤ周方向に沿って延びる主溝をトレッド部に配設したタイヤは、この主溝に起因してトレッド部の剛性が低下し、図１２に示すように、トレッド部が路面に対して凹状に変形するバックリングを起こしすいが、タイヤ周方向Ｃを横切って延びる金属コードを含む補助ベルト層１３を配置すれば、トレッド部６の剛性が高まり、図３に示すように、バックリングを有効に抑制できることを見出した。この発明はこれらの知見に基づいて完成されたものであり、従来の安全タイヤに比べて、大幅な軽量化と耐久性向上を同時に達成することができる。
【００２５】
ここで、補強層１２及び補助ベルト層１３を構成するコードを金属コードとするのは、これらの層は、タイヤ内圧低下時に梁の役割を果たしてタイヤの変形を抑制する作用をすることから、耐圧縮性が要求されるからである。好ましい金属コードは、コスト及び耐フレッティング性の観点から、スチールコードである。
【００２６】
また、左右各半域にそれぞれ複数本の主溝を配設したタイヤでは、これら主溝のうち、特に最もタイヤ幅方向外側に位置する主溝である最外主溝９ｃを中心として局部的な変形が生じ、トレッド部６全体が大きくバックリングすることが知られている。かかる最外主溝９ｃを中心とした局部的な変形を抑制するためには、補助ベルト層１３の幅端部１４を最外主溝９ｃのタイヤ幅方向外側に配置する、すなわち、補助ベルト層１３を、タイヤ赤道面Ｅから、最外主溝９ｃの直下を通り、さらにタイヤ幅方向外側まで延ばして配設することが好ましい。これによって、最外主溝９ｃを配設した部分の剛性を補強することができ、最外主溝９ｃを中心としたトレッド部６の局部的な変形、ひいてはバックリングを有効に抑制することができる。
【００２７】
バックリングが発生する際には、補助ベルト層１３にはタイヤ幅方向に圧縮力が作用する。したがって、バックリングをより一層有効に抑制するためには、補助ベルト層１３のタイヤ幅方向圧縮力を高めることが好ましい。具体的には、補助ベルト層１３を構成するコードとタイヤ周方向のなす角αを比較的大きくすることが好ましく、４０°以上９０°以下とすることがより好ましく、６０°以上９０°以下とすることがさらに好ましく、９０°とすることが最も好ましい。あるいは、補助ベルト層１３を構成するコードに、直径の比較的太いフィラメント、好ましくは直径が０．６ｍｍ以上であるフィラメントを用いれば、同量の材料を用いても直径の比較的太いフィラメントと比べて高い圧縮剛性を得ることができるので、質量の増加を抑制しつつバックリングを有効に抑制できる。無論、直径の比較的太いフィラメントを用いたコードを、タイヤ周方向とのなす角が比較的大きくなるよう配置すれば、補助ベルト層のタイヤ幅方向の圧縮剛性が一層向上することは言うまでもない。
【００２８】
ベルト層８の幅端部での剛性段差を低減する観点からは、ベルト層８と補強層１２が３ｍｍ以上オーバーラップして配設されていることが好ましく、５ｍｍ以上オーバーラップして配設されていることがさらに好ましい。しかし、オーバーラップ量が２０ｍｍを超えると、剛性段差を低減する効果にはほとんど変化はないが、補強層１２が大きくなることによりタイヤ１の質量が増加することから、オーバーラップ量を２０ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００２９】
また、ランフラット走行時には、変形が最大となるバットレス域１１に次いで、タイヤ１の最大幅位置１５（タイヤの断面幅を測定する位置をいうものとし、タイヤの外側面上に模様、文字又はリムガード部等がある場合には、これらを除いたタイヤの断面幅を測定する位置）に故障が発生しやすい。この理由は以下の通りである。走行中のタイヤ車輪には、リムＲを介してビード部４に伝わる駆動力と、トレッド部６と路面との摩擦により発生し、タイヤ車輪の駆動力とは反対方向に作用する抵抗力が働く。この結果、リムＲに固定されたビード部４と路面に接触するトレッド部６との間に回転の角速度の差が生じ、サイドウォール部５にねじり変形が発生する。サイド補強型ランフラットタイヤでは、ランフラット走行時には、プライコードに十分な張力が加わっておらず、補強されたサイドウォール部５の固有の剛性のみでタイヤ荷重を支持しているため、通常のタイヤと比較して、サイドウォール部５のねじり変形が大きく、このねじり変形はタイヤ最大幅位置１５で最大となる。そこで、補強層１２を、ベルト層８の幅端部１０からタイヤ最大幅位置１５を越える範囲に配設し、これによってサイドウォール部５の剛性を一層高めてタイヤ最大幅位置１５でのねじり変形を抑制することが、ランフラット耐久性向上の観点から好ましい。この場合には、プライコードに十分な張力が加わっていないことから、補強層１２のタイヤ径方向内側端部１６が自由端となり、故障発生の核となるおそれがある。そこで、この内側端部１６を、屈曲変形の少ないリムライン（標準リムにタイヤを組み付け、最大負荷能力に応じた内圧を適用した無負荷状態で、リムフランジのタイヤ径方向最外端からタイヤ径方向外方へ３０ｍｍ離隔した部分）よりもタイヤ径方向内側に配置し、タイヤ径方向内側端部１６を実質的に固定することが好ましい。
【００３０】
また、タイヤ１の外側面上であって、かつタイヤを装着した標準リムＲのフランジＲＦよりもタイヤ幅方向外側に突出するリムガード部１７を設けてもよい。かかるリムガード部１７を設けると、ビード部４の曲げ剛性が格段に高められ、ランフラット走行時のサイドウォール部５の撓みや変形量が効果的に抑制されて、タイヤ故障が生じにくくなる。この場合には、リムガード部１７を設けた範囲の屈曲変形が少ないことから、補強層１２のタイヤ径方向内側端部１６を、リムガード部１７のタイヤ径方向外端部１８を通りタイヤ内面に直交する直線Ｎよりもタイヤ径方向内側とすれば、補強層１２のタイヤ径方向内側端部１６を実質的に固定することができ、ここからの故障の発生を抑制できる。
【００３１】
特にタイヤに加わる荷重が大きい場合には、タイヤの負荷転動に際して、左右の補強層１２を構成するコードが、トレッド部６側に位置する端部から先に荷重を受けるようにこれら補強層１２を配置する、すなわち、タイヤ回転方向から見て両補強層を構成するコードがハの字状をなすように各補強層１２を配設することが好ましい。このような配置とすれば、上述したように、補強層１２が梁として作用するため、タイヤの変形を一層抑制することができ、ランフラット耐久性の向上に一層寄与するからである。
【００３２】
また、補強層１２を構成する金属コードをタイヤ周方向Ｃに近づけて配置する、すなわち補強層１２を構成する金属コードとタイヤ周方向Ｃのなす角βが小さくなるように配置すると、補強層１２のせん断剛性が向上するので、バットレス域１１のたわみ変形の発生を抑制し、コードが受ける荷重を低減する効果がある。しかし、角βが小さくなるほど、バットレス域１１がたわんだ際に補強層１２がそれを構成するコードをねじる向きに変形するので、コードが切断されるおそれが増す。そして、前者と後者を比較すると、後者の影響が非常に大きい。こうした知見に基づいて、発明者らは補強層１２を構成する金属コードとタイヤ周方向Ｃのなす角βの適正範囲を鋭意検討し、角βを大きくすることが有利であることを見出した。具体的には、角βを８０°以上９０°未満の範囲内とすれば、コードの切断を懸念することなく、バットレス域１１のたわみ変形の発生を抑制することができ、ランフラット耐久性の向上に有利であることを見出した。より好ましい角βの範囲は８５°以上９０°未満である。金属コードの構成は特に限定されないが、ランフラット走行中に大きな曲げ入力があった場合にも、変形歪を小さくしてランフラット耐久性を向上させる観点からは、比較的直径の小さいフィラメントを用いることが好ましく、特には直径が０．３ｍｍ以下の細フィラメントを用いることが好ましい。
【００３３】
一般のタイヤでは、ビードフィラーを高くしたり、硬いゴムで構成したりすることで、ビード部及びサイドウォール部の剛性を上げ、タイヤの変形を抑制することが行われる。しかし、サイド補強型のランフラットタイヤにこのような構成を採用すると、タイヤの内圧が低下した場合に変形できる領域が少なくなり、局所的に、特にはバットレス域に変形が集中してしまい、ランフラット耐久性を低下させる要因となり得る。したがって、ランフラット耐久性を維持する観点から、ビードフィラー３を低くすることが好ましく、具体的には、タイヤ１を標準リムＲに装着し規定の内圧を充填した状態にて、ビードフィラー３のタイヤ径方向外端部１９とリム径ラインＲＬとの間のタイヤ径方向距離ｈ１が、リムフランジＲＦの高さｈ２の２００％以下であることが好ましい。この高さｈ１は、正常な内圧での走行時のビード部４を補強する効果を損なわない範囲で小さくすることができ、より好ましい範囲はｈ２の１５０％以下であり、さらに好ましい範囲は、図４に示すように、ｈ２の１００％未満である。同様の理由で、ビードフィラー３を構成するゴムは柔らかいことが好ましく、具体的にはヤング率が１４．７ｋＰａ未満のゴムであることが好ましい。
【００３４】
さらに、図５に示すように、カーカス７と補強層１２の間に補助ゴム層２０を具えてもよい。かかる構成を採用すると、一般にゴムは圧縮に強いので、補助ゴム層２０も荷重を負担し、補強層１２に加わる荷重が軽減される。したがって、補強層１２の金属コードの寿命が延びる上、補強層１２のコードの打ち込み本数を減らすことができ、補強層１２を軽量化することができる。このように補助ゴム層２０を配設すると、それを配設しない場合に比べて、補強層１２を、よりタイヤ外表面側に配置することができる。タイヤが屈曲変形した場合に、タイヤの外表面側では引張力が作用するが、金属コードは耐引張性に優れているので、これを外表面側に配置することで一層有効にタイヤ１のバットレス域１１の変形を抑制できる。特に、補助ゴム層２０を配設した領域において、補強層１２の少なくとも一部がタイヤ１の厚み中心線ＴＣよりも外表面側に位置すると、変形を抑制する効果が大きくなる。
【００３５】
なお、上述したところは、この発明の実施形態の一部を示したにすぎず、この発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの構成を相互に組み合わせたり、種々の変更を加えたりすることができる。例えば、図１では、補強層１２のビード部側の端部をカーカス７の本体部と折返し部の間に挟んだ態様を示したが、図６に示すように、補強層１２がカーカス７の外面を覆うような配置としてもよい。また、図７〜９に示すように、タイヤ１の特に屈曲変形を生じやすい部分の補強層１２の内面又は外面に、補助補強層２１を配設することもできる。かかる補助補強層２１により、タイヤ１の屈曲変形がより一層有効に抑制されるからである。なお、補助補強層２１は、補強層１２と同様の構成とすることが好ましい。また、補強層１２を構成する金属コードとタイヤ周方向Ｃとのなす角βは、図２に示すように左右各半域で同じとしてもよいが、図１０に示すように、左右各半域で異ならせてもよい。
【実施例】
【００３６】
次に、この発明に従うタイヤを試作し性能評価を行ったので、以下に説明する。
【００３７】
実施例１〜１０のタイヤは、タイヤサイズが２０５／５５Ｒ１６の乗用車用ラジアルタイヤであり、スチールコードをゴム被覆してなる補強層及び直径が０．３ｍｍであるスチールコードをゴム被覆してなる補助ベルト層を有し、表１に示す諸元を有する。実施例１、２及び５〜１０のタイヤは補助ベルト層を構成するコードとタイヤ周方向のなす角が９０°であり、実施例３のタイヤは補助ベルト層を構成するコードとタイヤ周方向のなす角が５０°であり、実施例４のタイヤは補助ベルト層を構成するコードとタイヤ周方向のなす角が４０°である。また、実施例１、３、４及び７〜１０のタイヤは図１に示すような構造を有しており、実施例２のタイヤは補助ベルト層の両端部が最外主溝より内側にあることを除いて図１と同様の構造を有しており、実施例５のタイヤは図４に示すような構造を有しており、実施例６のタイヤは図５に示すような構造を有している。さらに、補強層を構成するコードとタイヤ周方向のなす角は、左右各半域で同じであり、実施例１〜７では８５°、実施例８では８０°、実施例９では７５°、実施例１０では７０°である。
【００３８】
比較のため、タイヤサイズが実施例１〜１０のタイヤと同じであり、断面三日月状の補強ゴム層を有する従来例１のタイヤ、タイヤサイズが実施例１〜１０のタイヤと同じであり、補強構造を有していない従来例２のタイヤ、タイヤサイズが実施例１〜１０のタイヤと同じであり、補強層を構成するコードがスチールコードであり、このコードとタイヤ周方向のなす角が８５°であるものの、補助ベルト層を有していない比較例１のタイヤ、タイヤサイズが実施例１〜１０のタイヤと同じであり、図１に示すような構造を有しており、タイヤ周方向とのなす角が９０°のスチールコードをゴム被覆してなる補助ベルト層を有するものの、補強層を構成するコードが有機繊維コードであり、このコードとタイヤ周方向のなす角が８５°である比較例２のタイヤについても併せて試作した。
【００３９】
前記各供試タイヤの質量を測定した。その測定結果を表１に示す。また、前記各供試タイヤを、サイズ７Ｊ×１６のリムに装着してタイヤ車輪とし、テスト車両に取り付け、３．９２ｋＮのタイヤ負荷荷重を加え、内圧を０ｋＰａ（相対圧）とした状態で８０ｋｍ／ｈの速度でテストコースを走行し、タイヤが破壊するまでの走行時間を測定し、この走行時間によりランフラット耐久性を評価した。その評価結果を表１に示す。
【００４０】
また、前記各供試タイヤをサイズ７Ｊ×１６のリムに装着してタイヤ車輪とし、内圧を０ｋＰａ（相対圧）とした。そして、無負荷状態と３．９２ｋNの負荷荷重を適用した状態との路面からのタイヤ軸高さの変化を測定し、これをたわみ量として評価した。また、上記負荷荷重を適用した状態での荷重直下におけるトレッド部の路面からの最大浮き上がり量を測定し、これをバックリング量として評価した。たわみ量及びバックリング量の評価結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
なお、表１中のビードフィラーの高さとは標準リムのリムフランジ高さを１００％としたときの指数比である。また、質量の評価結果は、従来例１のタイヤの質量を１００としたときの指数比で示してあり、数値が小さいほど軽量であることを示している。さらに、ランフラット耐久性の評価結果は、走行時間が６０分以上のものをＡ、４５分以上６０分未満のものをＢ、３０分以上４５分未満のものをＣ、１５分以上３０分未満のものをＤ、１５分未満のものをＥとして示しており、Ａが最も優れており、Ｅが最も劣っている。
【００４３】
表１に示す結果から、実施例１〜１０のタイヤは、従来例１のタイヤに比べて、ランフラット耐久性を良好に維持しながら大幅な軽量化が図れていることが分かる。また、従来例２のタイヤは、軽量ではあるが、ランフラット走行が不可能であることが分かる。さらに、実施例１〜１０のタイヤは、比較例１及び２のタイヤに比べて、質量は若干大きいものの、たわみ及びバックリングが大幅に低減されており、総合的な性能に優れていることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
この発明により、荷重支持構造の適正化を図ることにより、軽量化を達成しつつ、ランフラット走行時のバックリングを有効に抑制して、耐久性を格段に向上させた安全タイヤを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明に従う代表的な安全タイヤの幅方向左半断面図であり、標準リムに装着した状態を概略的に示す。
【図２】この発明に従う代表的な安全タイヤのベルト層、補強層及びカーカスのコード配列を示す概略展開図である。
【図３】この発明に従う代表的な安全タイヤの内圧低下状態を模式的に示す幅方向断面図である。
【図４】この発明に従う他の安全タイヤの幅方向左半断面図であり、標準リムに装着した状態を概略的に示す。
【図５】この発明に従う他の安全タイヤの幅方向左半断面図であり、標準リムに装着した状態を概略的に示す。
【図６】この発明に従う他の安全タイヤの幅方向左半断面図であり、標準リムに装着した状態を概略的に示す。
【図７】この発明に従う他の安全タイヤの幅方向左半断面図であり、標準リムに装着した状態を概略的に示す。
【図８】この発明に従う他の安全タイヤの幅方向左半断面図であり、標準リムに装着した状態を概略的に示す。
【図９】この発明に従う他の安全タイヤの幅方向左半断面図であり、標準リムに装着した状態を概略的に示す。
【図１０】この発明に従う他の安全タイヤのベルト層、補強層及びカーカスのコード配列を示す展開図である。
【図１１】従来の安全タイヤのベルト層、補強層及びカーカスのコード配列を示す展開図である。
【図１２】補助ベルト層を有していない安全タイヤの内圧低下状態を模式的に示す幅方向断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  タイヤ
２  ビードコア
３  ビードフィラー
４  ビード部
５  サイドウォール部
６  トレッド部
７  カーカス
８  ベルト層
９、９ａ、９ｂ、９ｃ  主溝
１０  ベルト層の幅端部
１１  バットレス域
１２  補強層
１３  補助ベルト層
１４  補助ベルト層の幅端部
１５  タイヤ最大幅位置
１６  補強層のタイヤ径方向内側端部
１７  リムガード部
１８  リムガード部のタイヤ径方向外端部
１９  ビードフィラーのタイヤ径方向外端部
２０  補助ゴム層
２１  補助補強層
Ｒ  リム
ＲＦ  リムフランジ
ＲＬ  リム径ライン
Ｃ  タイヤ周方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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