JP2006069491A - ランフラットタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、パンク時の縦撓み量を制限し、継続して一定の距離を走行しうるランフラットタイヤを提供する。
【解決手段】 一対のビード部４、４間を跨ってのびるトロイド状のカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されたベルト層７とを有するランフラットタイヤ１である。トレッド部２は、タイヤ内腔ｉを向くトレッド内側に、タイヤ半径方向内方へ突出しかつタイヤ周方向にのびている少なくとも一つの支持体９が設けられる。前記支持体９は、タイヤを正規リムＪにリム組みしかつ正規内圧を充填して正規荷重を負荷させた正規負荷状態においてリムと接触せず、しかも正規負荷状態から内圧を零としたパンク状態ではリムＪと接触して荷重を支持する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、パンク時の縦撓み量を制限し、継続して一定の距離を走行しうるいわゆる自己支持型のランフラットタイヤに関する。

従来、図５に示されるように、サイドウォール部ｃの内側に、断面略三日月状をなす補強ゴム層ｄが設けられたいわゆる自己支持型のランフラットタイヤｂが広く知られている（例えば下記特許文献１参照）。ランフラットタイヤｂは、内圧が低下した場合、補強されたサイドウォール部ｃでタイヤ荷重を支持し、サイドウォール部ｃの大きな変形が防止される。このため、パンク時においても、比較的高速度で例えば数百kmの距離を走行することができる。近年、パンク状態でのランフラットタイヤｂの走行距離を増大させるために、補強ゴム層ｄの厚さ及び硬さを大きくする傾向がある。

しかしながら、補強ゴム層ｄの厚さや硬さや大きくすると、内圧が適正に充填された状態において乗り心地が悪化するという問題がある。

特開平８−２４４４２２号公報

本発明は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、トレッド部のタイヤ内腔を向くトレッド内側に、タイヤ半径方向内方へ突出しかつタイヤ周方向にのびている少なくとも一つの支持体を設け 前記支持体を、タイヤを正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填して正規荷重を負荷させた正規負荷状態ではリムと接触させず、しかも正規負荷状態から内圧を零としたパンク状態ではリムと接触させて荷重を支持させることによって、通常走行時の乗り心地を損ねることなくパンク時の継続走行を可能としうる自己支持型のランフラットタイヤを提供することを目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、一対のビード部間を跨ってのびるトロイド状のカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたベルト層とを有するランフラットタイヤであって、前記トレッド部は、タイヤ内腔を向くトレッド内側に、タイヤ半径方向内方へ突出しかつタイヤ周方向にのびる少なくとも一つの支持体が設けられ、前記支持体は、タイヤを正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填して正規荷重を負荷させた正規負荷状態では前記リムと接触せず、しかも正規負荷状態から内圧を零としたパンク状態では前記リムと接触して荷重を支持することを特徴としている。

ここで、前記「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"とする。

また「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、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" とするが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。

さらに「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、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"であるが、タイヤが乗用車用の場合には前記荷重の８８％に相当する荷重とする。

また請求項２記載の発明は、リムにリム組みされかつ正規内圧が充填されしかも無負荷である正規無負荷状態において、ビードベースラインと前記支持体のタイヤ半径方向の内端との間のタイヤ半径方向の距離は、タイヤ断面高さの１０〜３０％である請求項１記載のランフラットタイヤである。

また請求項３記載の発明は、前記支持体は、トレッド中央部かつカーカスのタイヤ半径方向内側に配されかつタイヤ半径方向内方に向かって突出する補強ゴムを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のランフラットタイヤである。

また請求項４記載の発明は、前記支持体は、前記補強ゴムと、そのタイヤ内腔側を向く内向き面に沿って配された少なくとも１枚の補強プライとを含み、前記補強プライの両端部は、前記カーカスに沿ってビード部までのびていることを特徴とする請求項３記載のランフラットタイヤである。

また請求項５記載の発明は、前記支持体は、前記補強ゴムと、タイヤ子午断面において環状に折り曲げられその内部に前記補強ゴムの少なくとも一部を含む補強プライとを含むことを特徴とする請求項３記載のランフラットタイヤである。

本発明のランフラットタイヤは、トレッド部のタイヤ内腔を向くトレッド内側に、タイヤ半径方向内方へ突出しかつタイヤ周方向にのびる少なくとも一つの支持体が設けられる。該支持体は、タイヤを正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填して正規荷重を負荷させた正規負荷状態ではリムと接触しない。従って、支持体は正規負荷状態での乗り心地を悪化させることがない。また支持体は、正規負荷状態から内圧を零としたパンク状態ではリムと接触して荷重を支持できる。従って、パンク状態において、継続した走行を可能とする。またトレッド部の支持体である程度の荷重が支持される結果、サイドウォール部に設けられていた補強ゴム層を完全に無くすことや、或いは乗り心地を悪化させない程度に非常に薄く構成することで、乗り心地の悪化を招くことなくパンク状態での走行距離を増大させ得る。

以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１には本実施形態のランフラットタイヤ１が正規リムＪにリム組みされかつ正規内圧が充填されしかも無負荷である正規無負荷状態が示されている。

ランフラットタイヤ１は、適正な内圧が充填されているときに路面と接地するトレッド部２と、リムに着座する一対のビード部４、４と、前記トレッド部２と前記ビード部４との間をのびる一対のサイドウォール部３とを有するトロイド状をなす。またランフラットタイヤ１は、前記各々のビード部４、４に埋設されたビードコア５、５間をのびるトロイド状のカーカス６と、このカーカス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とを含んで補強される。この実施形態では、カーカス６の内側かつサイドウォール領域には、断面略三日月状をなす補強ゴム層（図５で符号ｄで表されている）は設けられていない。

前記カーカス６は、本実施形態では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。カーカスプライ６Ａは、カーカスコードをトッピングゴムにて被覆して形成される。カーカスコードにはナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミドなどの有機繊維が好適に用いられる。またカーカスコードは、例えばタイヤ赤道Ｃに対して７５〜９０度、より好ましくは９０度の角度で傾けて配列される。

またカーカスプライ６Ａは、本例では一対のビードコア５、５間をトロイド状に跨る本体部６ａと、この本体部６ａの両端に連なりかつビードコア５の周りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを含む。本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外側にのびるビードエーペックス８が配される。ビードエーペックス８は、ビードコア５の外面からタイヤ半径方向外側に先細状でのびており、例えばＪＩＳＡ硬さで６５〜９５度、より好ましくは７０〜９５度程度の硬質ゴムにより形成されるのが望ましい。このようなビードエーペックス８は、ビード部４の曲げ剛性を高め、操縦安定性の向上及びタイヤ１の縦撓みの抑制に役立つ。

また、この例では、カーカスプライ６Ａの折返し部６ｂの外端６ｂｅが、ベルト層７のタイヤ軸方向の外端７ｅをタイヤ軸方向内側に超えた位置で終端するものが示されている。このような折返し部６ｂは、少ない枚数でサイドウォール部３を効果的に補強しうる。また、ゴムとの接着性が低い折返し部６ｂの外端６ｂｅは、パンク走行中に比較的大きく撓むサイドウォール部３ではなく歪の小さいベルト層７とカーカスプライ６Ａの本体部６ａとの間に位置するため、前記外端６ｂｅを起点としたセパレーション等の損傷を効果的に防止しうる。

前記ベルト層７は、本例ではスチールからなるベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば１０〜３５゜程度で傾けて配列された２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから構成される。ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、前記ベルトコードが互いに交差するように重ね合わされ、カーカス６を強くタガ締めしトレッド部２の剛性を高める。ベルトコードとしては、スチール材料以外にも、アラミド、レーヨン等の高弾性の有機繊維材料を必要に応じて用い得る。

またランフラットタイヤ１のトレッド部２には、タイヤ内腔を向くトレッド内側に、タイヤ半径方向内方へ突出しかつタイヤ周方向にのびている少なくとも一つの支持体９が設けられる。本実施形態の支持体９は、トレッド中央部に一つ設けられており、タイヤ周方向に環状で連続している。また支持体９は、タイヤ子午線断面において、タイヤ赤道Ｃに関して実質的に線対称形状で形成されている。

図１の状態に正規荷重を負荷しタイヤ１を平面に接地させた正規負荷状態では、支持体９はリムと接触しない。言い換えれば、ランフラットタイヤ１が車両に適切なリムと内圧の下で装着されて平坦路を走行する通常走行状態においても、支持体９とリムとは接触しない。このため、支持体９は、通常走行状態での乗り心地を損ねることがない。また本実施形態のランフラットタイヤ１は、サイドウォール部３に、従来のような厚さの大きい断面略三日月状の補強ゴム層が設けられていないため、サイドウォール部３の曲げ剛性を柔軟に維持できる。従って、サイドウォール部３により路面からの衝撃を吸収し、乗り心地を向上できる。

他方、正規負荷状態から内圧を零（大気圧）としたパンク状態では、図２に示されるように、支持体９はリムＪと接触して荷重を支持する。このような支持体９の作用は、パンク状態において、タイヤの縦撓み、とりわけサイドウォール部３の大きな屈曲変形を抑制し、過度の発熱を抑え耐久性を向上させる。これにより、ランフラットタイヤ１は、パンク状態での継続した走行距離が増やすことができる。

支持体９のリムＪとの接触の有無は、タイヤの側壁部（サイドウォール部３及びビード部４）の剛性や、正規無負荷状態におけるビードベースラインＢＬと前記支持体９のタイヤ半径方向の内端９ｉとの間のタイヤ半径方向の距離ｈ等を適切に規制することによってコントロールできる。一例として、前記距離ｈは、タイヤ断面高さＨの１０〜３０％、より好ましくは１０〜１５％が特に好ましい。前記距離ｈがタイヤ断面高さＨの１０％未満の場合、路面の僅かな段差などによって支持体９がリムＪと接触しやすくなる傾向があり、逆に３０％を超えると、パンク状態において支持体９とリムＪとが接触してもサイドウォール部３の撓み量が大きくなる傾向がある。

特に好ましくは、パンク状態におけるタイヤ断面高さ（ビードベースラインＢＬから接地する平面までのタイヤ半径方向の高さ）ＨＰが、正規無負荷状態でのタイヤ断面高さＨの６０〜９５％、より好ましくは８０〜９５％になるように、支持体９の前記距離ｈ及び圧縮剛性等を定めるのが望ましい。

図１及び図２に示される支持体９は、補強ゴム１０と、そのタイヤ内腔ｉ側を向く内向き面１０ａに沿って配された少なくとも１枚（この例では１枚）の補強プライ１１とを含んで構成されている。補強プライ１１のさらに内側には、この例では空気非透過性に優れたゴムからなるインナーライナー１２が配されている。なおインナーライナー１２は、支持体９を含むトレッド部２のみならず、サイドウォール部３及びビード部４に亘って連続して配されている。

前記補強ゴム１０は、トレッド中央部でかつカーカス６の内面からタイヤ半径方向内方に向かってのびている。また補強ゴム１０は、図１の断面形状でタイヤ周方向に連続した環状をなし、実質的に支持体９の主要部分を構成する。さらに補強ゴム１０は、基部１０Ａと、突出部１０Ｂとを含む。

前記基部１０Ａは、タイヤ断面において、両側面がタイヤ軸方向外側に中心を有しかつタイヤ赤道Ｃ側に向かって凸となる円弧Ｃａで形成された部分である。基部１０Ａのタイヤ軸方向の最大幅ＣＷは、好ましくはトレッド接地幅ＴＷの２０〜８０％、より好ましくは３０〜５０％であるのが望ましい。なおトレッド接地幅ＴＷは、正規負荷状態でトレッド面２ａが路面と接地するタイヤ軸方向の最大幅とする。

パンク状態では、支持体９に大きな荷重が負荷されるため、補強ゴム１０の基部１０Ａとカーカスプライ６Ａとの接着界面には大きな応力が作用する。このため、この基部１０Ａの幅を大きく確保して応力ないし歪の緩和を図り、前記界面における剥離等の損傷を防止することが望ましい。また前記基部１０Ａの円弧Ｃａの曲率半径Ｒａは、特に限定されるものではないが、好ましくは８０〜４００mm、より好ましくは１００〜３００mmとし、基部１０Ａの両側縁においても応力の分散を図ることが望ましい。

また突出部１０Ｂは、基部１０Ａのタイヤ半径方向内側に連設された部分であり、ており、両側面が実質的な直線か又はタイヤ軸方向外側に凸となる円弧で形成される。本実施形態の突出部１０Ｂは、先細状で補強ゴム１０のタイヤ半径方向の内端までのびている。突出部１０Ｂのタイヤ半径方向の内端部分１０Ｂｉは、タイヤ半径方向内方に凸となる滑らかな円弧面Ｃｂで形成される。この円弧面Ｃｂの曲率半径Ｒｂは、リムＪとの接触時の衝撃を和らげるため、例えば１０〜３０mm程度が望ましい。

補強ゴム１０は、通常走行時に路面の段差等を乗り越える場合、リムＪと瞬間的に接触することがある。しかし、先細状かつ内端部分１０Ｂｉの剛性を低下させた突出部１０Ｂは、瞬間的な応力に対して、その内端部分１０Ｂｉを柔軟に変形させて衝撃を緩和する。これにより、乗り心地の悪化をより一層確実に防止しうる。他方、パンク状態のように補強ゴム１０に大きな荷重が連続して負荷される場合、幅の広い基部１０Ａで荷重を確実に支持し高い圧縮剛性を発揮してタイヤの縦撓み量を一定範囲に規制できる。

前記補強プライ１１は、前記カーカスプライ６Ａの本体部６ａの内側に配されており、本実施形態では本体部６ａに沿って該本体部６ａに添着されてのびる両側部１１ｂ、１１ｂと、この両側部１１ｂ、１１ｂの間に設けられカーカスプライの本体部６ａとの間で前記補強ゴム１０を挟む中央部１１ａとを含む。前記両側部１１ｂは、ビード部４のビードコア５の近傍に設けられた内端１１ｂｅからタイヤ半径方向外側にのび、サイドウォール部３を経てベルト層７の外端７ｅをタイヤ軸方向内側に超えたトレッドショルダ部に至る。また中央部１１ａは、カーカスプライ６Ａの本体部６ａから徐々に離間し、タイヤ赤道Ｃの位置でカーカスプライ６Ａから最も離間している。なおカーカスプライの本体部６ａは、トレッド部２においてトレッド溝を埋めた仮想トレッド面に沿って滑らかにのびている。また、サイドウォール部３の剛性を低下させるために、両側部１１ｂの内端１１ｂｅは、さらにタイヤ半径方向外側に位置させても良い。

補強プライ１１に用いられるコードとしては、特に限定はされないが、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミドなどの有機繊維が好適に用いられる。また補強プライ１１のコードは、例えばタイヤ赤道Ｃに対して５〜３０度、より好ましくは１０〜１５度の角度で傾けて配列される。また、補強プライ１１の枚数は、２枚以上とすることもできる。

以上のような支持体９は、補強ゴム１０がカーカスプライ６Ａと補強プライ１１とで挟まれている結果、耐圧縮剛性を大きくできる。従って、パンク状態時においてもタイヤ軸方向外側への変形や傾動が抑制され、タイヤの縦撓み量を確実に制限できる。また、補強プライ１１を複合させたことにより、補強ゴム１０の体積を小さくしつつも大きな荷重を支持することができる。また本実施形態の支持体９は、タイヤ内腔ｉの空気の流れに変化をもたらし、走行時に発生しがちな空洞共鳴を低減する。これは、ロードノイズの低減に役立つ。

補強ゴム１０の物性値については特に限定されないが、好ましくはＪＩＳデュロメータＡ硬さで６５〜９０゜、より好ましくは７０〜８５゜、さらに好ましくは７４〜８０゜が望ましい。補強ゴム１０のゴム硬さが６５゜未満の場合、パンク状態での圧縮剛性が低下し、十分な継続走行距離が得られない傾向がある。逆に補強ゴム１０のＪＩＳデュロメータＡ硬さが９０゜を超えると、カーカスプライ６Ａとの接着界面において、剛性段差が生じやすく、この部分に歪が集中して耐久性を損ねる傾向がある。また発熱を抑えるために、補強ゴム１０は、損失正接tan δの小さいゴム配合が望ましい。具体的にはtan δが７０℃、周波数１０Hz、動歪±２％においてtan δが０．２０〜０．３０、より好ましくは０．２０〜０．２５が望ましい。

また補強ゴム１０に用いるゴムポリマーは特に限定はされないが、好ましくはジエン系ゴム、より具体的には天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴムが望ましい。これらは１種又は２種以上をブレンドして用いることができるのは言うまでもない。またゴム硬さの調節は、ゴムポリマーの配合の変更や、フィラーの充填量などを違えることにより適宜行うことができる。

図３には、本発明のランフラットタイヤ１の他の実施形態が示される。
この実施形態のランフラットタイヤ１は、図１に比べて支持体９が小型化されており、またサイドウォール部３の内側には厚さが小さい補強ゴム層２０、２０が設けられている。この実施形態のランフラットタイヤ１は、パンク状態において、支持体９と補強ゴム層２０とで荷重を支持することができる。従って、図１の態様に比して、支持体９を小型化でき、タイヤ重量を軽量にするのに役立つ。なお補強ゴム層２０の最大厚さｔが大きすぎると、乗り心地が悪化するため、例えば１０mm以下、より好ましくは８mm以下とするのが望ましい。

図４は、さらに本発明のランフラットタイヤ１の他の実施形態が示される。
この実施形態のランフラットタイヤ１は、補強プライ１１の構成が図１及び図２の態様とは異なっている。本実施形態の補強プライ１１は、支持体９のほぼ中心部に設けられており、タイヤ子午断面において一部が途切れる環状に折り曲げられその内部に補強ゴム１０の少なくとも一部を含んでいる。このような支持体９は、補強プライ１１によって包まれたより圧縮剛性の高い部分２１が形成されるため、小さい体積で大きな荷重を支持させるのに役立つ。なお図示していないが、支持体の補強ゴム１０を配合が異なる２種以上で構成しても良い。

本発明の効果を確認するために、表１の仕様に基づいて２１５／６０Ｒ１６のランフラットタイヤを複数種類試作し、タイヤ重量、ランフラット耐久性能及び乗り心地を評価した。なお比較のために、従来例１、２として図５に示したランフラットタイヤについても併せてテストを行った。なお従来例１の補強ゴム層は、その最大厚さｔを１０mm、ＪＩＳＡ硬さを７５度とし、従来例２の補強ゴム層は、最大厚さを８mm、ＪＩＳＡ硬さを７５度とした。テスト方法は、次の通りである。

＜タイヤ重量＞
タイヤ１本当たりの重量を測定し、従来例１を１００とする指数で表示した。数値が小さいほど軽量であることを示す。

＜ランフラット耐久性能＞
各供試タイヤをバルブコアを取り去った正規リム（１６×７ＪＪ）にリム組し内圧を零としたパンク状態でドラム試験機上を以下の条件で走行させ、タイヤが破壊するまでの走行時間を測定した。結果は従来例１を１００とする指数により表示した。数値が大きいほど良好である。
走行速度：９０ｋｍ／ｈ
縦荷重：５．７４ｋＮ
キャンバー角：０゜

＜乗り心地＞
各供試タイヤを１６×７ＪＪのリムに組み付け内圧２００ｋＰａを満たして排気量２５００cm³ の国産ＦＲ車の４輪に装着するとともに、ドライバー１名乗車の下、ドライアスファルト路面の段差路、ベルジャン路（石畳の路面）、ビッツマン路（小石を敷き詰めた路面）等において、ゴツゴツ感、突き上げ、ダンピングに関して官能評価を行い、従来例１を６とする１０点法で評価した。数値が大きいほど良好である。
テストの結果等を表１に示す。

テストの結果、実施例のタイヤは、従来例１に比べて大きな重量増加を伴うことなくランフラット耐久性能と乗り心地とを高い次元で向上していることが確認できる。

本発明の実施形態を示すランフラットタイヤの断面図である。 そのパンク状態の断面図である。 本発明の他の実施形態を示すランフラットタイヤの断面図である。 本発明の他の実施形態を示すランフラットタイヤの断面図である。 従来のランフラットタイヤの断面図である。

符号の説明

１ ランフラットタイヤ
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
９ 支持体
１０ 補強ゴム
１０ａ 内向き面
１０Ａ 基部
１０Ｂ 突出部
１１ 補強プライ

Claims (5)

1. 一対のビード部間を跨ってのびるトロイド状のカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたベルト層とを有するランフラットタイヤであって、
   前記トレッド部は、タイヤ内腔を向くトレッド内側に、タイヤ半径方向内方へ突出しかつタイヤ周方向にのびる少なくとも一つの支持体が設けられ、
   前記支持体は、タイヤを正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填して正規荷重を負荷させた正規負荷状態では前記リムと接触せず、しかも正規負荷状態から内圧を零としたパンク状態では前記リムと接触して荷重を支持することを特徴とするランフラットタイヤ。
2. 正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填されしかも無負荷である正規無負荷状態において、ビードベースラインと前記支持体のタイヤ半径方向の内端との間のタイヤ半径方向の距離は、タイヤ断面高さの１０〜３０％である請求項１記載のランフラットタイヤ。
3. 前記支持体は、トレッド中央部かつカーカスのタイヤ半径方向内側に配されかつタイヤ半径方向内方に向かって突出する補強ゴムを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のランフラットタイヤ。
4. 前記支持体は、前記補強ゴムと、そのタイヤ内腔側を向く内向き面に沿って配された少なくとも１枚の補強プライとを含み、
   前記補強プライの両端部は、前記カーカスに沿ってビード部までのびていることを特徴とする請求項３記載のランフラットタイヤ。
5. 前記支持体は、前記補強ゴムと、タイヤ子午断面において環状に折り曲げられその内部に前記補強ゴムの少なくとも一部を含む補強プライとを含むことを特徴とする請求項３記載のランフラットタイヤ。

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