JP6302312B2 - ランフラットタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、優れた耐久性を有するランフラットタイヤに関する。

下記特許文献１は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、カーカスの外側かつトレッド部の内部に配されたベルト層と、サイドウォール部のカーカスの内側に配されたサイド補強ゴム層とを具えたランフラットタイヤを提案している。

パンク時のランフラットタイヤには、荷重負荷走行時、内圧低下に伴ってトレッド部がタイヤ半径方向内側に凹むトレッドリフトが生じる。トレッドリフトが生じると、トレッド部の両外側であるバットレス部が接地する傾向がある。バットレス部が接地すると、タイヤに作用する荷重がサイド補強ゴム層に集中し、発熱等によりサイド補強ゴム層が早期に破壊するという問題があった。

特開２００３−３４１３０８号公報

本発明は、以上のような実状に鑑みなされたもので、ランフラット走行時の耐久性を向上しうるランフラットタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、前記カーカスの外側かつ前記トレッド部の内部に配されたベルト層と、前記サイドウォール部の前記カーカスの内側に配されたサイド補強ゴム層とを具えたランフラットタイヤであって、正規リムにリム組みされかつ内圧が零とされしかも正規荷重が負荷されたパンク状態でのタイヤ子午線断面において、前記ベルト層のタイヤ軸方向の外端は、接地面のタイヤ軸方向の範囲内に位置することを特徴とする。

本発明に係る前記ランフラットタイヤは、前記ベルト層の前記外端が、前記タイヤ子午線断面において、前記トレッド部のトレッド端よりタイヤ軸方向外側のバットレス部に位置しているのが望ましい。

本発明に係る前記ランフラットタイヤは、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の正規状態でのタイヤ子午線断面において、タイヤ断面高さＨと、ビードベースラインからタイヤ最大幅位置までのタイヤ半径方向の距離Ｌ１と、前記ビードベースラインから前記ベルト層の前記外端までのタイヤ半径方向の距離Ｌ２とが、以下の関係を満たすのが望ましい。
Ｌ１＋０．５（Ｈ−Ｌ１）≦Ｌ２≦Ｌ１＋０．８（Ｈ−Ｌ１）

本発明に係る前記ランフラットタイヤは、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の正規状態でのタイヤ子午線断面において、前記ベルト層のタイヤ軸方向の幅が、タイヤ最大幅の８５％〜９０％の範囲であるのが望ましい。

本発明のランフラットタイヤは、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、カーカスの外側かつトレッド部の内部に配されたベルト層と、サイドウォール部のカーカスの内側に配されたサイド補強ゴム層とを具えている。

このランフラットタイヤは、正規リムにリム組みされかつ内圧が零とされしかも正規荷重が負荷されたパンク状態でのタイヤ子午線断面において、ベルト層のタイヤ軸方向の外端が、接地面のタイヤ軸方向の範囲内に位置している。このため、ランフラット走行時、接地面に作用する路面からの反力は、ベルト層とサイド補強ゴム層とに分散され、サイド補強ゴム層の歪みが低減される。これにより、本発明のランフラットタイヤでは、サイド補強ゴム層の発熱が長期に亘って抑えられ、ランフラット走行時の耐久性を向上しうる。

本発明の一実施形態の正規状態のタイヤの子午線断面図である。 図１のサイドウォール部付近の部分拡大図である。 路面に接するパンク状態のタイヤの子午線断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が、図面に基づき説明される。
図１には、本実施形態のランフラットタイヤ（以下、単に「タイヤ」と記載される場合がある。）１の正規状態におけるタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面図が示されている。本実施形態のランフラットタイヤ１は、例えば、乗用車用として好適に利用され得る。

前記「正規状態」とは、タイヤが、正規リム（図示省略）にリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の状態である。本明細書において、特に断りがない場合、タイヤの各部の寸法は、正規状態での値である。

「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えば、ＪＡＴＭＡであれば"標準リム"、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" である。

「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、例えば、ＪＡＴＭＡであれば"最高空気圧"、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" である。

図１に示されるように、本実施形態のタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、カーカス６の外側かつトレッド部２の内部に配置されたベルト層７と、サイドウォール部３のカーカス６の内側に配されたサイド補強ゴム層８と、ビード部４に配されたビードエーペックスゴム９とを具えている。

カーカス６は、少なくとも１枚のカーカスプライ、本実施形態では、１枚のカーカスプライ６Ａから形成されている。カーカスプライ６Ａは、例えば、本体部６ａと、折返し部６ｂとを含んでいる。

本体部６ａは、一対のビード部４の各ビードコア５間を跨ってのびている。折返し部６ｂは、ビードコア５の周りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されている。

折返し部６ｂは、例えば、ビードエーペックスゴム９の外端９ｂよりも、タイヤ半径方向外側で終端するのが望ましい。より好ましい態様の折返し部６ｂは、本体部６ａとベルト層７との間で挟まれて終端するのが望ましい。さらに好ましい態様の折返し部６ｂは、トレッド部２の最もトレッド端Ｔｅ側をタイヤ周方向に連続してのびる縦溝１１のタイヤ半径方向内側で終端するのが望ましい。このようなカーカス６は、サイドウォール部３の剛性を広い範囲で高め、ひいては、ランフラット走行時の耐久性を向上するのに役立つ。

前記「トレッド端」は、正規状態のタイヤに、正規荷重を負荷してキャンバー角０°で平面に接地させたときの接地面の最もタイヤ軸方向外側の位置である。

「正規荷重」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、例えば、ＪＡＴＭＡであれば"最大負荷能力"、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY" である。

カーカスプライ６Ａは、例えば、カーカスコードをトッピングゴムで被覆して形成される。本実施形態のカーカスコードは、タイヤ赤道Ｃに対して、例えば、７５〜９０度の角度で傾けて配されている。カーカスコードには、スチール等の金属繊維コードや、ポリエステル、ナイロン、レーヨン、アラミドなどの有機繊維コードを採用できる。本実施形態では、有機繊維コードが好適に採用され得る。

図２には、図１の一方側のサイドウォール部３付近が拡大された部分拡大図が示されている。図１又は図２に示されるように、本実施形態のビードエーペックスゴム９は、カーカスプライ６Ａの本体部６ａと折返し部６ｂとの間に配されている。

ビードエーペックスゴム９は、ビードコア５のタイヤ半径方向の外面に接する底面９ａからタイヤ半径方向の外端９ｂに向かって先細状にのびている。ビードエーペックスゴム９は、例えば、トレッド部２及びサイドウォール部３を形成するゴムより硬い硬質ゴム、例えば、ＪＩＳ Ａ硬さで６５°以上のゴムから形成される。このようなビードエーペックスゴム９は、ビード部４の剛性を高め、サイド補強ゴム層８と協働してランフラット走行時の撓みを小さくし、ランフラット走行時の耐久性の向上に役立つ。

ビードエーペックスゴム９の外端９ｂは、ビードベースラインＢＬからのタイヤ半径方向高さＨａが、例えば、タイヤ断面高さＨの１０〜５０％の範囲であるのが望ましい。タイヤ半径方向高さＨａがタイヤ断面高さＨの１０％未満の場合、ランフラット走行時の撓みが大きくなり、ランフラット耐久性が低下するおそれがある。逆に、タイヤ半径方向高さＨａがタイヤ断面高さＨの５０％より大きい場合、タイヤ質量の増加や乗り心地の悪化を招くおそれがある。

本実施形態のサイド補強ゴム層８は、中央部分からタイヤ半径方向内外に厚さが減少しており、断面略三日月状に形成されている。好ましくは、サイド補強ゴム層８の最大厚さｔは、タイヤ半径方向高さＨの５％〜１０％の範囲である。このようなサイド補強ゴム層８は、ビードエーペックスゴム９と同様に、例えば、硬質ゴムから形成されるのが望ましい。

サイド補強ゴム層８のタイヤ半径方向の内端８ａは、例えば、カーカスプライ６Ａの本体部６ａを介してビードエーペックスゴム９のタイヤ軸方向の内側面に隣接している。一方、サイド補強ゴム層８のタイヤ半径方向の外端８ｂは、例えば、トレッド端Ｔｅのタイヤ半径方向内側までのびている。このようなサイド補強ゴム層８は、サイドウォール部３の剛性、特にタイヤ最大幅Ｗｍとなる最大幅位置Ｍ付近の曲げ剛性を高め、ランフラット走行時の撓みを小さくし、ランフラット走行時の耐久性を向上しうる。

サイド補強ゴム層８は、内端８ａと外端８ｂとの間のタイヤ半径方向高さＨｂが、例えば、タイヤ断面高さＨの３５〜７０％の範囲であるのが望ましい。タイヤ半径方向高さＨｂがタイヤ断面高さＨの３５％未満の場合、ランフラット走行時の撓みが大きくなり、ランフラット耐久性が低下するおそれがある。逆に、タイヤ半径方向高さＨｂがタイヤ断面高さＨの７０％より大きい場合、タイヤ質量の増加や乗り心地が悪化するおそれがある。

ベルト層７は、例えば、少なくとも１枚、本実施形態では２枚のベルトプライ７Ａ及び７Ｂにより形成されている。各ベルトプライ７Ａ及び７Ｂは、例えば、タイヤ赤道Ｃに対して１０〜３５°の範囲で傾けて配列したベルトコードを含んでいる。ベルトプライ７Ａ及び７Ｂは、ベルトコードが互いに交差する向きに重ねられている。ベルトコードには、例えば、スチールコードが好適であるが、アラミドやレーヨン等の高弾性の有機繊維コードを採用することもできる。

本実施形態では、ベルト層７の外側に、バンド層１０が配されている。バンド層１０は、タイヤ周方向に対して、例えば、５度以下の角度で配列されたバンドコードを具えている。バンドコードには、例えば、ナイロンやアラミド等の有機繊維コードが採用される。

図３には、パンク状態のタイヤ１のタイヤ子午線断面図が示されている。前記パンク状態は、タイヤ１が、正規リムにリム組みされかつ内圧が零（ゲージ圧）とされしかも正規荷重が負荷されて、キャンパー角０度で水平面ＨＰに押し付けられた状態である。

図３に示されるように、パンク状態のタイヤ１には、トレッド部２のタイヤ赤道Ｃ付近がタイヤ半径方向内側に凹むいわゆるトレッドリフトが生じる。このため、タイヤ１の接地面Ｓは、タイヤ赤道Ｃの両側に分かれて形成され、その各々は、トレッド部２の端部側からサイドウォール部３に亘って形成される。このようなパンク状態の接地面Ｓは、通常走行時の接地面よりも大きくタイヤ軸方向の外側に位置するため、従来のタイヤでは、接地に対する強度が不足する傾向があった。

本発明では、このような実状に鑑み、パンク状態のタイヤ子午線断面において、ベルト層７のタイヤ軸方向の外端７ａを、接地面Ｓのタイヤ軸方向の範囲内に位置させている。このタイヤ１では、ランフラット走行時、接地面Ｓに作用する路面からの反力が、ベルト層７とサイド補強ゴム層８とに分散されて負担される。これにより、本実施形態のタイヤ１では、サイド補強ゴム層８の歪み、特に、ベルト層７で覆われた外端８ｂ付近の歪みが効果的に低減される。このため、サイド補強ゴム層８の発熱が抑えられ、その破壊が長期に亘って防止される。従って、タイヤ１は、ランフラット走行時の耐久性が向上する。また、このようなタイヤ１では、トレッド部２のトレッド端Ｔｅ付近の剛性が高められ、トレッド部２のトレッド端Ｔｅ付近の耐摩耗性能が向上する。

パンク状態のタイヤ１の接地面Ｓは、例えば、バットレス部１２を含んで形成される。従って、より好ましい態様では、ベルト層７の外端７ａは、パンク状態のタイヤ子午線断面において、トレッド部２のトレッド端Ｔｅよりタイヤ軸方向外側のバットレス部１２に位置している。

より好ましい態様では、パンク状態のタイヤ子午線断面において、接地面Ｓの範囲に含まれるベルト層７のタイヤ軸方向距離ａが、パンク状態の接地面Ｓの接地幅Ｗｓの４０％以上、さらに好ましくは５０％以上であるのが望ましい。このようなタイヤ１では、ランフラット走行時の耐久性をより一層向上しうる。

上述のようなベルト層７の作用を得るため、図１又は図２に示されるように、正規状態でのタイヤ子午線断面において、ベルト層７のタイヤ軸方向の幅Ｗｂは、例えば、タイヤ最大幅Ｗｍの８５％〜９０％の範囲であるのが望ましい。ベルト層７の幅Ｗｂがタイヤ最大幅Ｗｍの８５％未満の場合、パンク状態において、ベルト層７の外端７ａが、接地面Ｓのタイヤ軸方向の範囲でトレッド端Ｔｅ付近に位置し、ランフラット走行時の耐久性が十分に向上しないおそれがある。逆に、ベルト層７の幅Ｗｂがタイヤ最大幅Ｗｍの９０％より大きい場合、タイヤ質量が過度に増加するおそれがある。

上記と同様の観点から、正規状態でのタイヤ子午線断面において、タイヤ断面高さＨと、ビードベースラインＢＬからタイヤ最大幅Ｗｍまでのタイヤ半径方向の距離Ｌ１と、ビードベースラインＢＬからベルト層７の外端７ａまでのタイヤ半径方向の距離Ｌ２とが、以下の関係を満たすのが望ましい。
Ｌ１＋０．５（Ｈ−Ｌ１）≦Ｌ２≦Ｌ１＋０．８（Ｈ−Ｌ１）

上記関係において、距離Ｌ２がＬ１＋０．５（Ｈ−Ｌ１）未満の場合、ベルト層７の外端７ａがサイドウォール部３付近に位置し、サイドウォール部３に繰り返し生じる撓みにより、タイヤ１の一般耐久性が低減するおそれがある。逆に、距離Ｌ２がＬ１＋０．８（Ｈ−Ｌ１）より大きい場合、ランフラット走行時の耐久性の向上を期待できないおそれがある。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１に示される基本構造を有し、かつ、表１の仕様に基いたタイヤ（サイズ：２２５／６０ＲＦ１８）が試作され、それらの性能がテストされた。なお、比較例として、パンク状態のタイヤ子午線断面において、ベルト層の外端が、接地面のタイヤ軸方向の範囲に含まれていないタイヤが試作され、同様にテストされた。
テスト方法は次の通りである。

＜ランフラット耐久性＞
各テストタイヤがバルブコアを取り外したリム（６．５Ｊ）に組み付けられ、内圧が零のパンク状態で、ＥＣＥ３０の規定に準拠して、下記条件によるドラム試験が実施され、タイヤが破壊するまでの走行時間が測定された。評価は、比較例を１００とする指数であり、数値が大きいほど良好である。
速度：８０km／ｈ
荷重：最大負荷加重の６５％

＜タイヤ質量＞
リムに組み付けられる前の各テストタイヤの１本当たりの質量が測定された。評価は、比較例を１００とする指数であり、数値が小さいほど良好である。

＜耐摩耗性能＞
内圧２１０ｋＰａでリム（６．５Ｊ）に組み付けられた各テストタイヤがテスト車両の全輪に装着され、ドライ路面のテストコースを１５０００ｋｍ走行後に、タイヤ周上３箇所において、トレッド部のトレッド端付近の摩耗量が測定された。評価は、摩耗量を平均した逆数に基づいて、比較例を１００とする指数であり、数値が大きいほど良好である。

表１に示されるように、各実施例のタイヤは、ランフラット耐久性が向上されることが確認できた。

２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
７ ベルト層
７ａ 外端
８ サイド補強ゴム層
Ｓ 接地面

Claims (3)

1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、前記カーカスの外側かつ前記トレッド部の内部に配されたベルト層と、前記サイドウォール部の前記カーカスの内側に配されたサイド補強ゴム層とを具えたランフラットタイヤであって、
   正規リムにリム組みされかつ内圧が零とされしかも正規荷重が負荷されたパンク状態でのタイヤ子午線断面において、前記ベルト層のタイヤ軸方向の外端は、接地面のタイヤ軸方向の範囲内に位置し、
   正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の正規状態でのタイヤ子午線断面において、前記ベルト層のタイヤ軸方向の幅は、タイヤ最大幅の８５％〜９０％の範囲であることを特徴とするランフラットタイヤ。
2. 前記ベルト層の前記外端は、前記タイヤ子午線断面において、前記トレッド部のトレッド端よりタイヤ軸方向外側のバットレス部に位置している請求項１に記載のランフラットタイヤ。
3. 正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の正規状態でのタイヤ子午線断面において、タイヤ断面高さＨと、ビードベースラインからタイヤ最大幅位置までのタイヤ半径方向の距離Ｌ１と、前記ビードベースラインから前記ベルト層の前記外端までのタイヤ半径方向の距離Ｌ２とが、以下の関係を満たす請求項１又は２に記載のランフラットタイヤ。
   Ｌ１＋０．５（Ｈ−Ｌ１）≦Ｌ２≦Ｌ１＋０．８（Ｈ−Ｌ１）

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