JP5263264B2 - 空気入りランフラットタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りランフラットタイヤに関し、更に詳しくは、ランフラット耐久性を維持しながらタイヤ重量の低減を可能にすると共に、通常走行時における乗心地性を向上するようにした空気入りランフラットタイヤに関する。

一般に、サイドウォール部の内面側に断面三日月状の補強ゴム層を配置したランフラットタイヤは、この補強ゴム層の厚さを厚くしたり、より硬度の高いゴムを補強ゴム層に使用したりすることで、ランフラット時における耐久性を確保している。しかし、このようにしてランフラット耐久性を向上したタイヤでは、重量の増加により転がり抵抗が増加したり、サイド剛性の増加により通常走行時において乗心地性が悪化するという問題がある。

従来、通常走行時の乗心地性を改善しながら、ランフラット耐久性を向上させるための対策として、補強ゴム層の材料に特殊なゴムを使用したり、補強ゴム層の材料に短繊維を配合するようにした提案がある（例えば、特許文献１参照）。しかし、いずれの提案にあっても、通常走行時の乗心地性の向上やタイヤ重量の低減の効果は不充分であり、未だ改善の余地があった。

特開２００５−３４３３７２号公報

本発明の目的は、上述する問題点を解決するもので、ランフラット耐久性を維持しながらタイヤ重量の低減を可能にすると共に、通常走行時における乗心地性を向上するようにした空気入りランフラットタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りランフラットタイヤは、左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部における前記カーカス層の外周側にベルト層と該ベルト層の外周側に位置するベルトカバー層とを配置すると共に、サイドウォール部における前記カーカス層のタイヤ幅方向内側に断面三日月状の補強ゴム層を配置した空気入りランフラットタイヤにおいて、タイヤ子午線方向断面において、タイヤ赤道面がトレッド表面と交わる点をＴ０とし、前記点Ｔ０からタイヤ総幅ＳＷの４０％の位置においてタイヤ赤道面に平行に引いた直線がトレッド表面と交わる点をＴ１としたとき、前記点Ｔ０と前記点Ｔ１とを結んだ直線がタイヤ幅方向に対して成す角度θがタイヤ総幅ＳＷとタイヤ断面高さＳＨに対して（ＳＨ／ＳＷ×６＋３）°≦θ≦（ＳＨ／ＳＷ×６＋８）°の関係を満たすようにすると共に、前記ビードフィラーの外周端のビードヒールからの高さＨ１をタイヤ断面高さＳＨの３０〜５０％にし、前記補強ゴム層の最大厚み位置のビードヒールからの高さＨ２をタイヤ断面高さＳＨの３５〜５５％にする一方で、前記ベルトカバー層を相対的に高伸縮かつ低弾性の有機繊維と相対的に低伸縮かつ高弾性の有機繊維とからなるコードで形成したことを特徴とする。

本発明者は、サイドウォール部におけるカーカス層のタイヤ幅方向内側に断面三日月状の補強ゴム層を配置した空気入りランフラットタイヤについて鋭意研究した結果、補強ゴム層を薄くした場合、カーカス層がタイヤ幅方向外側へ最も膨らんだ位置（タイヤ最大幅位置）を屈曲点としてランフラット走行時にサイドウォール部が大きく撓み、その結果として、補強ゴム層の破壊が進行することを知見した。

そこで、本発明では、ビードフィラーの外周端の高さＨ１をタイヤ断面高さＳＨの３０〜５０％にし、補強ゴム層の最大厚み位置の高さＨ２をタイヤ断面高さＳＨの３５〜５５％にすることにより、ビード部周りの変形を抑制し、ランフラット走行時におけるサイドウォール部の屈曲点をトレッド部側へ移動させるようにしている。

また、本発明では、タイヤ赤道面がトレッド表面と交わる点Ｔ０と点Ｔ０からタイヤ総幅ＳＷの４０％の位置においてタイヤ赤道面に平行に引いた直線がトレッド表面と交わる点Ｔ１とを結んだ直線がタイヤ幅方向に対して成す角度θをタイヤ総幅ＳＷとタイヤ断面高さＳＨに対して（ＳＨ／ＳＷ×６＋３）°≦θ≦（ＳＨ／ＳＷ×６＋８）°の関係にしているが、このこともランフラット走行時におけるサイドウォール部の屈曲点をトレッド部側へ移動させることに貢献する。

このように、本発明によれば、ビードフィラー及び補強ゴム層の配置を規定すると共に、トレッドプロファイルを最適化することにより、ランフラット走行時におけるサイドウォール部の屈曲点をトレッド部側へ移動させるので、補強ゴム層を従来より薄くした場合であっても補強ゴム層の破壊を防止し、ランフラット耐久性を維持することが出来る。従って、ランフラット耐久性を維持しながら、タイヤ重量の低減を可能にし、更には通常走行時における乗心地性を向上することが出来る。

本発明においては、補強ゴム層を形成するゴムの６０℃におけるｔａｎδが０．０２〜０．１５の範囲であり、６０℃における動的弾性率が５〜２０ＭＰａの範囲であるようにすることが好ましい。これにより、ランフラット耐久性を向上すると共に、通常走行時の乗心地性を向上することが出来る。

本発明においては、ビードフィラーを形成するゴムの６０℃におけるｔａｎδが０．０５〜０．２５の範囲であり、６０℃における動的弾性率が５〜２０ＭＰａの範囲であるようにすることが好ましい。これにより、ランフラット耐久性を維持しながら通常走行時の乗心地性を向上することが出来る。

本発明においては、タイヤ子午線方向断面における補強ゴム層の断面積がビードフィラーの断面積の１９０〜２７０％の範囲であるようにすることが好ましい。これにより、ランフラット耐久性を維持したまま乗心地性を向上することが出来る。

本発明の実施形態による空気入りタイヤの子午線方向断面図である。

図１は本発明の実施形態からなる空気入りランフラットタイヤを示し、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３間にはタイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含む１層のカーカス層４が装架され、そのカーカス層４の端部がビードコア５の周りにタイヤ内側から外側に折り返されている。ビードコア５の外周上には高硬度のゴム組成物からなるビードフィラー６が配置され、そのビードフィラー６がカーカス層４により包み込まれている。

サイドウォール部２におけるカーカス層４のタイヤ幅方向内側には高硬度のゴム組成物からなる断面三日月状の補強ゴム層７が配置されている。この補強ゴム層７はタイヤ径方向の中央部が最も厚くビード部側及びトレッド部側に向かって徐々に薄くなっている。

トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層８が埋設されている。これらベルト層８はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層８の外周側には、補強コードをタイヤ周方向に巻回してなるベルトカバー層９が配置されている。

本発明は、このような空気入りランフラットタイヤにおいて、補強ゴム層７の厚みを薄くすることでタイヤ重量を低減し、かつ乗心地性を向上するようにしたとき、補強ゴム層７が薄いことによってランフラット走行時にサイドウォール部２が大きく撓み、屈曲点がタイヤ最大幅位置に集中し、補強ゴム層７が大きく変形して補強ゴム層７が破壊することを防止するために、タイヤ子午線方向断面形状を下記のように設定している。

図１に示すように、タイヤ子午線方向断面において、タイヤ赤道面Ｅがトレッド表面と交わる点をＴ０とし、点Ｔ０からタイヤ総幅ＳＷの４０％の位置においてタイヤ赤道面Ｅに平行に引いた直線がトレッド表面と交わる点をＴ１とする。このとき、点Ｔ０と点Ｔ１とを結んだ直線がタイヤ幅方向に対して成す角度θがタイヤ総幅ＳＷとタイヤ断面高さＳＨに対して（ＳＨ／ＳＷ×６＋３）°≦θ≦（ＳＨ／ＳＷ×６＋８）°の関係を満たすようにする。即ち、角度θは偏平率により規定されることになり、具体的には、偏平率２５％（ＳＨ／ＳＷ＝０．２５）で角度θを４．５〜９．５°、偏平率３０％（ＳＨ／ＳＷ＝０．３０）で角度θを４．８〜９．８°、偏平率３５％（ＳＨ／ＳＷ＝０．３５）で角度θを５．１〜１０．１°、偏平率４０％（ＳＨ／ＳＷ＝０．４０）で角度θを５．４〜１０．４°、偏平率４５％（ＳＨ／ＳＷ＝０．４５）で角度θを５．７〜１０．７°、偏平率５０％（ＳＨ／ＳＷ＝０．５０）で角度θを６．０〜１１．０°、偏平率５５％（ＳＨ／ＳＷ＝０．５５）で角度θを６．３〜１１．３°の範囲にする。これら角度θはいずれも従来のタイヤに比べて大きくなっている。こうすることで、ランフラット走行時のベルトバックルを抑制しランフラット耐久性を向上することが出来る。角度θが（ＳＨ／ＳＷ×６＋３）°より小さいとランフラット走行時のベルトバックルを抑制することが出来ずランフラット耐久性が低下する。角度θが（ＳＨ／ＳＷ×６＋８）°より大きいとランフラット耐久性の大幅な向上が見込めず、また偏摩耗が発生し易くなる。

ビードフィラー６の外周端６ａのビードヒール３ａからの高さＨ１をタイヤ断面高さＳＨの３０〜５０％にする。このようにビードフィラー６の外周端６ａの高さを従来よりも高くすることで、ランフラット耐久性を維持したまま通常走行時の乗心地性を向上することが出来る。高さＨ１がタイヤ断面高さＳＨの３０％より小さいとビード部３の剛性が不足しランフラット耐久性が低下する。高さＨ１がタイヤ断面高さＳＨの５０％より大きいと通常走行時の乗心地性が低下する。

補強ゴム層７の最大厚み位置７ａのビードヒール３ａからの高さＨ２をタイヤ断面高さＳＨの３５〜５５％にする。このように補強ゴム層７の最大厚み位置７ａの高さを従来よりも低くすることで、ランフラット耐久性を向上することが出来る。高さＨ２がタイヤ断面高さＳＨの３５％より小さいとサイドウォール部２の剛性が不足しランフラット耐久性が不足する。高さＨ２がタイヤ断面高さＳＨの５５％より大きいと通常走行時の乗心地性が低下する。

尚、本発明において、タイヤ寸法は、その空気入りタイヤが基づく規格（ＪＡＴＭＡ、ＥＴＲＴＯ又はＴＲＡ等）により規定されるタイヤ寸法の測定方法に準拠して測定されるものである。

本発明において、補強ゴム層７を形成するゴムの６０℃におけるｔａｎδを０．０２〜０．１５の範囲にすることが好ましく、更に好ましくは０．０２〜０．１０の範囲にすると良い。こうすることで、ランフラット耐久性を向上することが出来る。補強ゴム層７のｔａｎδが０．０２より小さいと実用上製造が困難になる。補強ゴム層７のｔａｎδが０．１５より大きいとランフラット耐久性を向上する効果が充分得られない。

また、補強ゴム層７を形成するゴムの６０℃における動的弾性率Ｅ１を５〜２０ＭＰａの範囲にすることが好ましく、更に好ましくは５〜１５ＭＰａの範囲にすると良い。こうすることで、通常走行時の乗心地性を向上することが出来る。動的弾性率Ｅ１が５ＭＰａより小さいとランフラット耐久性を向上する効果が充分得られない。動的弾性率Ｅ１が２０ＭＰａより大きいと通常走行時の乗心地性が低下する。

本発明において、ビードフィラー６を形成するゴムの６０℃におけるｔａｎδを０．０５〜０．２５の範囲にすることが好ましく、更に好ましくは０．０２〜０．２０の範囲にすると良い。こうすることで、ランフラット耐久性を向上することが出来る。ビードフィラー６のｔａｎδが０．０２より小さいと実用上製造が困難になる。ビードフィラー６のｔａｎδが０．２５より大きいとランフラット耐久性を向上する効果が充分得られない。

また、ビードフィラー６を形成するゴムの６０℃における動的弾性率Ｅ２を５〜２０ＭＰａの範囲にすることが好ましく、更に好ましくは５〜１５ＭＰａの範囲にすると良い。こうすることで、通常走行時の乗心地性を向上することが出来る。動的弾性率Ｅ２が５ＭＰａより小さいとランフラット耐久性を向上する効果が充分得られない。動的弾性率Ｅ２が２０ＭＰａより大きいと通常走行時の乗心地性が低下する。

尚、本発明において、ｔａｎδは、東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて、初期歪１０％、振幅２％、周波数２０Ｈｚの条件で、また、動的弾性率Ｅ１及びＥ２は、東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて、静的歪み１０％、動的歪み±２％、周波数２０Ｈｚの条件で測定されるものとする。

本発明において、補強ゴム層７を形成するゴムの６０℃における動的弾性率Ｅ１及びビードフィラー６を形成するゴムの６０℃における動的弾性率Ｅ２がＥ１＜Ｅ２の関係を満たすことが好ましい。こうすることで、サイドウォール部２においてタイヤ内周側の方がタイヤ外周側よりも高剛性になり、屈曲点をタイヤ外周側に移動することが出来、ランフラット耐久性を向上することが出来る。動的弾性率Ｅ１及びＥ２の大小関係がＥ１＞Ｅ２になると、サイドウォール部２においてタイヤ外周側の方がタイヤ内周側よりも高剛性になり、ランフラット耐久性を向上する効果が充分得られない。

本発明において、タイヤ子午線方向断面における補強ゴム層７の断面積をビードフィラー６の断面積の１９０〜２７０％の範囲にすることが好ましく、更に好ましくは２００〜２５０％の範囲にすると良い。こうすることで、ランフラット耐久性を維持したまま乗心地性を改善することが出来る。補強ゴム層７の断面積がビードフィラー６の断面積の１９０％より小さいとランフラット耐久性が低下する。補強ゴム層７の断面積がビードフィラー６の断面積の２７０％より大きいと通常走行時の乗心地性が低下する。

本発明において、カーカス層４の巻き上げ端４ａをベルト層８とカーカス層４との間に配置することが好ましい。カーカス層４の巻き上げ端４ａがサイドウォール部２にある場合、ランフラット走行時に巻き上げ端４ａを起点として故障が発生する可能性があるため、カーカス層４を延長して巻き上げ端４ａをサイドウォール部２ではなくトレッド部１のベルト層８とカーカス層４との間に配置することでランフラット耐久性を更に向上することが出来る。

本発明において、ベルトカバー層９は特性の異なる２種類の有機繊維からなるコードで形成する。具体的には、相対的に高伸縮かつ低弾性の有機繊維と相対的に低伸縮かつ高弾性の有機繊維とからなるコードでベルトカバー層９を形成する。こうすることで、通常走行時には主として高伸縮かつ低弾性の有機繊維の特性を発揮するベルトカバー層９を構成する一方で、ランフラット走行時には低伸縮かつ高弾性の有機繊維の特性に基づいてトレッド部のバックルを効果的に抑制することが出来、ランフラット耐久性に加えて操縦安定性及び乗心地性を向上することが出来る。このような高伸縮かつ低弾性の有機繊維としては、ナイロンやポリエステル等を挙げることが出来、低伸縮かつ高弾性の有機繊維としては、アラミドやポリオレフィンケトン等を挙げることが出来る。

タイヤサイズを２５５／４０ＲＦ１９で共通にし、タイヤ断面形状とビードフィラー及び補強ゴム層の仕様を表１のようにした従来例、比較例１〜４、実施例１〜５の１０種類のタイヤを作成した。

従来例は本発明の規定する範囲に対して角度θ及びビードフィラーの高さが小さく、補強ゴム層の高さが大きい例である。比較例１及び２はビードフィラーの高さが本発明の範囲から外れる例である。比較例３は補強ゴム層の高さが本発明の範囲から外れる例である。比較例４は角度θが本発明の範囲から外れる例である。

実施例１〜５はいずれもタイヤ断面形状を本発明の規定の範囲内にした例であり、ビードフィラー及び補強ゴム層の６０℃における動的弾性率及びｔａｎδ、ビードフィラー及び補強ゴム層の断面積をそれぞれ異ならせている。

尚、比較例１〜３及び実施例１〜５は、いずれも補強ゴム層として従来例の補強ゴム層より最大厚さが３ｍｍ薄いものを使用している。

これら１０種類のタイヤについて、下記の評価方法により、タイヤ重量、ランフラット耐久性、乗心地性を評価し、その結果を表１に併せて示した。

タイヤ重量
試験タイヤの重量を測定した。従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほどタイヤ重量が小さく優れていることを意味する。

ランフラット耐久性
試験タイヤをリムサイズ１９×９Ｊのホイールに組み付けて２．５Ｌクラスの乗用車に装着し、４名乗車相当の荷重を負荷し、バルブコアを除去した状態で、８０ｋｍ走行した。走行後にタイヤ外観及びタイヤ内面を目視で確認し、外観上著しい損傷がない場合を○、外観上著しい損傷がある場合を△、８０ｋｍ走行することが出来ず、且つビード部周辺、外観上に著しい損傷がある場合を×として示した。

乗心地性
試験タイヤをリムサイズ１９×９Ｊのホイールに組み付けて２．５Ｌクラスの乗用車に装着し、空気圧２５０ｋＰａとして、テストコースにおいて乗心地性を５点法により官能評価した。評価結果は、従来例を基準点３として示した。この数値が大きいほど乗心地性が優れていることを意味する。

この表１から判るように、実施例１〜５はいずれも従来例との対比において、ランフラット耐久性を維持しながら、タイヤ重量を低減し、乗心地性を向上し、これらの性能を高度に両立した。一方、比較例１〜４はランフラット耐久性、タイヤ重量、乗心地性の改善効果が不充分であった。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ 補強ゴム層
８ ベルト層
９ ベルトカバー層
Ｅ タイヤ赤道面
ＳＷ タイヤ総幅
ＳＨ タイヤ断面高さ

Claims (4)

1. 左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部における前記カーカス層の外周側にベルト層と該ベルト層の外周側に位置するベルトカバー層とを配置すると共に、サイドウォール部における前記カーカス層のタイヤ幅方向内側に断面三日月状の補強ゴム層を配置した空気入りランフラットタイヤにおいて、
   タイヤ子午線方向断面において、タイヤ赤道面がトレッド表面と交わる点をＴ０とし、前記点Ｔ０からタイヤ総幅ＳＷの４０％の位置においてタイヤ赤道面に平行に引いた直線がトレッド表面と交わる点をＴ１としたとき、前記点Ｔ０と前記点Ｔ１とを結んだ直線がタイヤ幅方向に対して成す角度θがタイヤ総幅ＳＷとタイヤ断面高さＳＨに対して（ＳＨ／ＳＷ×６＋３）°≦θ≦（ＳＨ／ＳＷ×６＋８）°の関係を満たすようにすると共に、前記ビードフィラーの外周端のビードヒールからの高さＨ１をタイヤ断面高さＳＨの３０〜５０％にし、前記補強ゴム層の最大厚み位置のビードヒールからの高さＨ２をタイヤ断面高さＳＨの３５〜５５％にする一方で、前記ベルトカバー層を相対的に高伸縮かつ低弾性の有機繊維と相対的に低伸縮かつ高弾性の有機繊維とからなるコードで形成したことを特徴とする空気入りランフラットタイヤ。
2. 前記補強ゴム層を形成するゴムの６０℃におけるｔａｎδが０．０２〜０．１５の範囲であり、６０℃における動的弾性率が５〜２０ＭＰａの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りランフラットタイヤ。
3. 前記ビードフィラーを形成するゴムの６０℃におけるｔａｎδが０．０５〜０．２５の範囲であり、６０℃における動的弾性率が５〜２０ＭＰａの範囲であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りランフラットタイヤ。
4. タイヤ子午線方向断面における前記補強ゴム層の断面積が前記ビードフィラーの断面積の１９０〜２７０％の範囲であることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の空気入りランフラットタイヤ。