(57)【要約】【課題】  タイヤの内圧負荷前後に伴うタイヤ最内面の形状を規定することにより、内圧負荷前後の変形を少なくでき、変形に伴う歪みエネルギーを少なくして耐久性を向上できる空気入りタイヤの提供。【解決手段】  ライナ９によるタイヤ最内面を規定する曲線Ｎを、リムに組み込んだ状態で且つ内圧無負荷時に、自然平衡形状曲線又は略自然平衡形状曲線とし、タイヤ１の内圧負荷前におけるタイヤ幅が最も広い位置の曲線Ｎ上の点とタイヤ回転軸線との距離をＲE１とし、内圧負荷後におけるタイヤ幅が最も広い位置の曲線Ｎ上の点とタイヤ回転軸線との距離をＲE２としたとき、ＲE２ ／ＲE１ 比を０．９３〜１．０７とした。【選択図】      図１
2009023470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤのカーカスラインとタイヤ最内面とが非パラレルの関係にある空気入りタイヤにおいて、
リムに組み込んだ前記タイヤ最内面を規定する曲線Ｎを下記式で表される自然平衡形状曲線又は略自然平衡形状曲線とし、
前記タイヤの内圧負荷前におけるタイヤ幅が最も広い位置の曲線Ｎ上の点とタイヤ回転軸線との距離をＲE１とし、内圧負荷後におけるタイヤ幅が最も広い位置の曲線Ｎ上の点とタイヤ回転軸線との距離をＲE２としたとき、ＲE２ ／ＲE１ を０．９３〜１．０７としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
ｃｏｓφ＝（Ｒ2 −ＲE 2 ）／（ＲS 2 −ＲE 2 ）
但し、式中のφは、タイヤ回転軸線から距離Ｒ離れた、曲線Ｎ上の点の接線と、その点を通る回転軸線と平行な直線とのなす角度であり、ＲEは、タイヤ幅が最も広い位置の曲線Ｎ上の点とタイヤ回転軸線との距離であり、ＲSはタイヤ回転軸線から最も遠い、曲線Ｎ上の点とタイヤ回転軸線との距離である。
【請求項２】
請求項１記載の空気入りタイヤにおいて、
前記タイヤのカーカスの内面側に補強用弾性層を配設し、該タイヤのカーカスラインとタイヤ最内面とを非パラレルの関係としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項３】
請求項１記載の空気入りタイヤにおいて、
前記タイヤのカーカスの内面側にパンク防止用シール剤を配設し、該タイヤのカーカスラインとタイヤ最内面とを非パラレルの関係としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に用いられる空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般的な車両の空気入りタイヤは、ロードホイールのリムフランジに沿ってスチール等のコードを複数回巻いたビードと硬いコンパウンドを配するフィラーとの回りにカーカスの端部を外側に巻き上げるようにして巻き付け、その状態でカーカスとホイールリムとの間にリムクッションを配設し、このカーカスの周囲にトレッド部やサイドウォール部等のゴム層を成形している。
【０００３】
一方、ランフラットタイプのラジアルタイヤは、タイヤがパンクしても、そのまま、タイヤ交換が可能な場所まで移動可能であることが求められる。こうしたランフラットタイプのラジアルタイヤとしては、ムース式（特許文献１参照）、中子式（特許文献２参照）、サイド補強式（特許文献３参照）、セルフシール式（特許文献４参照）の空気入りタイヤの技術が公知となっている。
【特許文献１】特開２００２−１４４８１１号公報
【特許文献２】特開２００２−１１４０１２号公報
【特許文献３】特開平１１−１５７３１０号公報
【特許文献４】特開２０００−２１９００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のランフラットタイプのラジアルタイヤのように、タイヤのカーカスラインとタイヤ最内面とが非パラレルの関係にあるタイヤの場合には、タイヤの内圧が直接掛かるタイヤ最内面における内圧負荷前後の変形・歪みがタイヤの耐久性に大きく関与するが、この点ついては考慮されていないという問題点があった。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、タイヤの内圧負荷前後に伴うタイヤ最内面の形状を規定することにより、内圧負荷前後の変形を少なくでき、変形に伴う歪みエネルギーを少なくして耐久性を向上できる空気入りタイヤを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１記載の発明では、リムに組み込んだ前記タイヤ最内面を規定する曲線Ｎを下記式で表される自然平衡形状曲線又は略自然平衡形状曲線とし、前記タイヤの内圧負荷前におけるタイヤ幅が最も広い位置の曲線Ｎ上の点とタイヤ回転軸線との距離をＲE１とし、内圧負荷後におけるタイヤ幅が最も広い位置の曲線Ｎ上の点とタイヤ回転軸線との距離をＲE２としたとき、ＲE２ ／ＲE１ を０．９３〜１．０７としたことを特徴とするものである。
ｃｏｓφ＝（Ｒ2 −ＲE 2 ）／（ＲS 2 −ＲE 2 ）
但し、式中のφは、タイヤ回転軸線から距離Ｒ離れた、曲線Ｎ上の点の接線と、その点を通る回転軸線と平行な直線とのなす角度であり、ＲEは、タイヤ幅が最も広い位置の曲線Ｎ上の点とタイヤ回転軸線との距離であり、ＲSはタイヤ回転軸線から最も遠い、曲線Ｎ上の点とタイヤ回転軸線との距離である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にあっては、内圧負荷前後のタイヤ最内面の変形を小さく抑えることができるため、変形に伴う歪みエネルギーを少なくしてタイヤの耐久性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
先ず、構成を説明する。
図１は実施例１の空気入りタイヤを説明する縦断面図（一部のみ）、図２は実施例１の空気入りタイヤの内圧負荷前後のタイヤ最内面を説明する図である。
【００１０】
図１に示すように、実施例１の空気入りタイヤは、所謂サイド補強式ランフラットラジアルタイヤが採用され、タイヤ１において、ビード２は、図示しないロードホイールのリムフランジに沿って、スチール等のコードを周方向に複数回巻回したものであり、これに隣接して、硬いコンパウンドからなるフィラー３がリムフランジから離れる方向に延設されている。
【００１１】
カーカス４は、タイヤ１の内壁をなす膜材であり、その端部はビード２及びフィラー３を包むようにして、外側に巻き上げられている。
【００１２】
カーカス４のトレッド部分には、補強コードをコーティングしてなるベルト層５が配設されており、その外側にサイドウォール部６やトレッド部７をなすゴム層８が成形されている。
【００１３】
また、タイヤ１の最も内側にはライナ９と呼ばれる膜材が配設されており、実施例１では、このライナ９とサイドウォール部６のカーカス４との間に、三日月型のサイド補強部材１０（補強用弾性層）が介装されている。
【００１４】
サイド補強部材１０はエラストマ（ゴム）製であり、この三日月型のサイド補強部材１０をライナ９とカーカス４との間に介装するために、ライナ９、つまりタイヤ最内面とカーカス４の軌跡、即ちカーカスラインとが平行にならない非パラレルの関係となっている。
【００１５】
そして、実施例１では、図２の二点鎖線で示すように、リムに組み込んだ状態で、タイヤ１に空気を入れる前の内圧負荷前において、このライナ９によるタイヤ最内面を規定する曲線Ｎを自然平衡形状曲線又は略自然平衡形状曲線としている。
【００１６】
つまり、タイヤ１の内圧負荷前のライナ９の曲線Ｎは、下記式１で規定される。
ｃｏｓφ＝（Ｒ2 −ＲE１ 2 ）／（ＲS 2 −ＲE１ 2 ）・・・（式１）
【００１７】
式中のφは、図２に示すように、タイヤ回転軸線から距離Ｒ離れた、曲線Ｎ上の点の接線と、その点を通る回転軸線と平行な直線とのなす角度であり、ＲE１ は、タイヤ幅が最も広い位置の曲線Ｎ上の点とタイヤ回転軸線との距離であり、ＲSはタイヤ回転軸線から最も遠い、曲線Ｎ上の点とタイヤ回転軸線との距離である。
なお、自然平衡形状曲線については、特許文献３にも記載されている。
【００１８】
そして、実施例１では、図２の実線で示すように、タイヤ１に空気を入れた後の内圧負荷後において、タイヤ幅が最も広い位置の曲線Ｎ上の点とタイヤ回転軸線との距離をＲE２としたとき、ＲE２ ／ＲE１比を０．９３〜１．０７の範囲に設定している。
【００１９】
次に、作用を説明する。
従来（特許文献３）のようなサイド補強式ランフラットラジアルタイヤと、実施例１及び比較例のタイヤ１を有限要素法（ＦＥＭ）により、耐久性評価指標として一般的な歪みエネルギー密度の計算を行った。
【００２０】
従来例、実施例１、比較例の要件と歪みエネルギー密度の計算値を下記表１に示す。
【表１】
2009023470.tif 000003
【００２１】
上記計算結果は、カーカスラインを自然平衡形状に規定した従来例を１００とする指数で示し、実施例１のＲE２ ／ＲE１比を様々に変化させてその歪みエネルギー密度を計算した。この値が小さい程、タイヤ１の耐久性が優れる。
また、タイヤモデルは、２０５／６５Ｒ１５サイズであり、ここでは代表値としてサイド補強部材１０に近接するカーカス４の歪みエネルギー密度を比較した。
【００２２】
表１から明らかなように、ＲE２ ／ＲE１比が０．９２以下や１．０８以上になると、内圧負荷前後の変形が大きくなるため、歪みエネルギー密度が急激に大きくなる。
一方、ＲE２ ／ＲE１比を０．９３〜１．０７にすると、歪みエネルギー密度が小さく、耐久性に優れる。
【００２３】
ここで、タイヤのカーカスラインとタイヤ最内面とが非パラレルの関係にあるタイヤの場合には、内圧が直接掛かるタイヤ最内面における内圧負荷前後の変形・歪みがタイヤの耐久性に大きく関与するが、従来の発明ではこの点ついて考慮されていないという問題点があった。
【００２４】
具体的には、タイヤ断面は，ビードコア近傍位置からサイドウォール、トレッド部を経て対向のビードコア近傍位置までのびるカーカスの軌跡、いわゆるカーカスラインで規定され、一般的な空気入りタイヤは、カーカスラインとタイヤ最内面がパラレルな関係にあるため、平衡形状や非平衡形状を議論する場合、カーカスラインとタイヤ最内面のどちらでも同じ結果が得られる。
【００２５】
しかしながら，パンク修理用のシール剤を配置したセルフシール式ランフラットタイヤや、三日月型のサイド補強層をカーカスの内面側に配置したサイド補強式ランフラットタイヤの場合、カーカスラインとタイヤ最内面がパラレルな関係にないため、平衡形状や非平衡形状をカーカスラインとタイヤ最内面のどちらで定義するかで、異なる結果となる。
【００２６】
これに対し、本願発明者は、内圧負荷時にタイヤ最内面が平衡形状に漸近することを見出した。
即ち、カーカスラインとタイヤ最内面がパラレルな関係にないタイヤの場合、カーカスラインではなく、内圧を保持するタイヤ最内面の形状を規定することが重要である。
【００２７】
そして、実施例１では、ライナ９によるタイヤ最内面を規定する曲線Ｎを、リムに組み込んだ状態で自然平衡形状曲線又は略自然平衡形状曲線とし、タイヤ１の内圧負荷前におけるタイヤ幅が最も広い位置の曲線Ｎ上の点とタイヤ回転軸線との距離をＲE１とし、内圧負荷後におけるタイヤ幅が最も広い位置の曲線Ｎ上の点とタイヤ回転軸線との距離をＲE２としたとき、ＲE２ ／ＲE１ 比を０．９３〜１．０７とした。
【００２８】
これにより、内圧負荷後のライナ９が自然平衡形状に漸近した形状に均一に変形し、カーカス４の張力も均一にすることができる。従って、タイヤ１のタイヤ最内面における内圧負荷前後の変形を少なくでき、変形に伴う歪みエネルギーを低減して、耐久性を向上できる。
また、タイヤ１の耐久性を向上させたことにより、例えば、従来よりも細いカーカスコードを用いることも可能であり、軽量化やコストダウンを図ることができる。
【００２９】
さらに、カーカスラインは必ずしも自然平衡形状に規定する必要はないため、カーカスラインを自然平衡形状から意図的に外して凹凸を付けた非平衡形状にすることにより、カーカスの張力を不均一にして操縦安定性や乗り心地の向上や意匠性の向上を図ることもできる。
【００３０】
次に、効果を説明する。
実施例１の空気入りタイヤ１にあっては、タイヤ１のカーカスラインとタイヤ最内面とが非パラレルの関係にある空気入りタイヤ１において、リムに組み込んだタイヤ１のタイヤ最内面を規定する曲線Ｎを式１で表される自然平衡形状曲線又は略自然平衡形状曲線とし、タイヤ１の内圧負荷前におけるタイヤ幅が最も広い位置の曲線Ｎ上の点とタイヤ回転軸線との距離をＲE１とし、内圧負荷後におけるタイヤ幅が最も広い位置の曲線Ｎ上の点とタイヤ回転軸線との距離をＲE２としたとき、ＲE２ ／ＲE１を０．９３〜１．０７とした。これにより、タイヤ１の内圧負荷前後に伴うタイヤ最内面の形状を規定することにより、内圧負荷前後の変形を少なくでき、変形に伴う歪みエネルギーを少なくして耐久性を向上できる。
また、タイヤ１のカーカスの内面側にサイド補強部材１０を配設し、該タイヤ１のカーカスラインとタイヤ最内面とを非パラレルの関係とした所謂サイド補強式ランフラットタイヤに用いて好適となる。
【実施例２】
【００３１】
先ず、構成を説明する。
実施例２において、実施例１と同様の構成部材については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。
図３は実施例２の空気入りタイヤを説明する縦断面図（一部のみ）、図４は実施例２の空気入りタイヤの内圧負荷前後のタイヤ最内面を説明する図である
【００３２】
図３に示すように、実施例２の空気入りタイヤでは、タイヤ２０として所謂セルフシール式ランフラットラジアルタイヤが採用され、タイヤ２０のトレッド部７において、ライナ９とカーカス４との間にパンク防止用のシール剤２１が配設され、これにより、ライナ９、つまりタイヤ最内面とカーカス４の軌跡、即ちカーカスラインとが平行にならない非パラレルの関係となっている点が実施例１と相違する。
【００３３】
また、パンク防止用のシール剤２１は、釘踏み等による損傷部からエアー漏れが発生するのを防止するものであり、タイヤ３０の加硫製造時にシール剤２２を直接塗布する、あるいは、予め袋状部材にシール剤２２を注入・密封したものを配設しておくことにより設けられている。
【００３４】
また、図４に示すように、実施例１と同様に、ライナ９によるタイヤ最内面を規定する曲線Ｎを、リムに組み込んだ状態で自然平衡形状曲線又は略自然平衡形状曲線とし、タイヤ２０の内圧負荷前におけるタイヤ幅が最も広い位置の曲線Ｎ上の点とタイヤ回転軸線との距離をＲE１とし、内圧負荷後におけるタイヤ幅が最も広い位置の曲線Ｎ上の点とタイヤ回転軸線との距離をＲE２としたとき、ＲE２ ／ＲE１ 比を０．９３〜１．０７の範囲に設定している。
【００３５】
次に、従来（特許文献４）のようなセルフシール式ランフラットラジアルタイヤと、実施例２及び比較例のタイヤ２０を有限要素法（ＦＥＭ）により、耐久性評価指標として一般的な歪みエネルギー密度の計算を行った。
【００３６】
従来例、実施例２、比較例の要件と歪みエネルギー密度の計算値を下記表２に示す。
【表２】
2009023470.tif 000004
【００３７】
上記計算結果は、カーカスラインを平衡形状に規定した従来例を１００とする指数で示し、実施例２のＲE２ ／ＲE１ 比を様々に変化させてその歪みエネルギー密度を計算した。この値が小さい程、タイヤ２０の耐久性が優れる。
また、タイヤモデルは、２０５／６５Ｒ１５サイズであり、ここでは代表値としてシール剤２１に近接するカーカス４の歪みエネルギー密度を比較した。
【００３８】
表２から明らかなように、ＲE２ ／ＲE１比が０．９２以下や１．０８以上になると、内圧負荷前後の変形が大きくなるため、歪みエネルギー密度が急激に大きくなる。
一方、ＲE２ ／ＲE１ 比を０．９３〜１．０７にすると、歪みエネルギー密度が小さく、耐久性に優れる。
【００３９】
従って、実施例２においても実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
また、タイヤ１のカーカスの内面側にパンク防止用シール剤２２を配設し、該タイヤ１のカーカスラインとタイヤ最内面とを非パラレルの関係とした所謂セルフシール式ランフラットタイヤに用いて好適となる。
【００４０】
以上、実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【００４１】
例えば、前述した実施例では、サイド補強部材を一種類のエラストマで構成したが、熱可塑性樹脂や熱可塑性樹脂成分とエラストマ成分とを混合して用いても良いし、複数種の材料を組み合わせてサイド補強部材を構成しても良い。
また、前述した実施例では、サイド補強部材を一つだけ用いたが、複数のサイド補強部材を同時に用いても良い。また、その際には、追加されるサイド補強部材をカーカスとカーカスとの間に配置しても、或いはカーカスの外側に配置しても良い。
また、前述した実施例では、コード補強部材を埋設していないが、コード補強部材を埋設しても良い。また、その場合には、ポリエステル、レーヨン、アラミド、ＰＥＮ、ナイロンなどの有機繊維やスチールを単体又は撚り合わせて用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施例１の空気入りタイヤを説明する縦断面図（一部のみ）である。
【図２】実施例１の空気入りタイヤの内圧負荷前後のタイヤ最内面を説明する図である。
【図３】実施例２の空気入りタイヤを説明する縦断面図（一部のみ）である。
【図４】実施例２の空気入りタイヤの内圧負荷前後のタイヤ最内面を説明する図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  タイヤ
２  ビード
３  フィラー
４  カーカス
５  ベルト層
６  サイドウォール部
７  トレッド部
８  ゴム層
９  ライナ
１０  サイド補強部材
２０  タイヤ
２１  シール剤
【図１】
2009023470.tif 000005
【図２】
2009023470.tif 000006
【図３】
2009023470.tif 000007
【図４】
2009023470.tif 000008