JP2006117155A - ランフラットタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】サイドウォール部に補強ゴム層が配されたランフラットタイヤにおいて、ランフラット耐久性および乗心地性を確保しながら、優れた耐リム外れ性を発揮することができるランフラットタイヤを提供すること。
【解決手段】ランフラットタイヤが、環状のビード１ａを有する一対のビード部１と、ビード部１から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、ビード部１間に架け渡され、ビード１ａにて巻き上げられたカーカスプライ１４からなるカーカス層４と、サイドウォール部２に断面略三日月状をなして配される補強ゴム層９と、補強ゴム層９をタイヤ幅方向に分断する繊維層１３と、少なくとも一方のビード部１よりタイヤ幅方向外側に膨出し、リム装着時にリムフランジ８ａの外周側湾曲面に対向する内周面１１を有する環状膨出部１０と、環状膨出部１０に配される環状のビード１ｂと、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、サイドウォール部に補強ゴム層が配された、いわゆるサイド補強タイプのランフラットタイヤに関する。

従来、サイドウォール部に補強ゴム層が配された、いわゆるサイド補強タイプのランフラットタイヤが知られている。かかる補強ゴム層は、一般に、タイヤ子午線断面が三日月状を呈し、パンク等の障害によりタイヤ内圧が低下した状態（ランフラット状態）では、補強ゴム層がサイドウォール部の撓み変形を抑制して、ランフラット走行が可能となる。また、サイド補強タイプのランフラットタイヤが備える補強ゴム層として、繊維層によりタイヤ幅方向に分断されたものが知られている（下記特許文献１参照）。かかる構造によれば、補強ゴム層の剛性を過度に増大させることなく補強ゴム層を補強することができるため、ランフラット耐久性と乗心地性の両者を確保することができる。

しかしながら、サイド補強タイプのランフラットタイヤでは、ランフラット走行時に、タイヤの内圧低下に起因してビード部のリムへの押圧が弱まることがあり、そのためにリムとの嵌合力が低下して、ビード部がリムから外れ易くなるという問題があった。そこで、従来、リムのビードシート部外周側に配される第１ビードとは別に、ビード部のタイヤ幅方向外側に膨出した環状膨出部に配される第２ビードを備えた、いわゆるダブルビードタイプのランフラットタイヤが提案されている（例えば、下記特許文献２、３参照）。

かかるダブルビードタイプのランフラットタイヤによれば、ランフラット走行時において、第２ビードにより補強された環状膨出部がリムフランジの外周側湾曲面に押圧されるため、リムとの嵌合力が高められ、耐リム外れ性を向上することができる。但し、従来のダブルビードタイプのランフラットタイヤは、ランフラット耐久性および乗心地性が共に十分とは言えなかった。

また、サイド補強タイプのランフラットタイヤでは、サイドウォール部に配される補強ゴム層のボリュームに比例して、タイヤ重量が増加するという問題があった。即ち、補強ゴム層のボリュームが小さ過ぎると、サイドウォール部の撓み変形を抑制する効果が低減し、ランフラット耐久性を阻害するため、ある程度のボリュ−ムを確保する必要があり、タイヤの軽量化が困難であった。
特開２０００−５２７２４号公報 特開昭５１−１１６５０７号公報 特開昭５３−１３８１０６号公報

そこで、本発明の目的は、サイドウォール部に補強ゴム層が配されたランフラットタイヤにおいて、ランフラット耐久性および乗心地性を確保しながら、優れた耐リム外れ性を発揮することができるランフラットタイヤを提供することであり、更なる目的としては、上記に加えてタイヤの軽量化を図ることができるランフラットタイヤを提供することである。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明のランフラットタイヤは、環状の第１ビードを有する一対のビード部と、前記ビード部から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、前記ビード部間に架け渡され、前記第１ビードにて巻き上げられたカーカスプライからなるカーカス層と、前記サイドウォール部に断面略三日月状をなして配される補強ゴム層と、前記補強ゴム層をタイヤ幅方向に分断する繊維層と、少なくとも一方の前記ビード部よりタイヤ幅方向外側に膨出し、リム装着時にリムフランジの外周側湾曲面に対向する内周面を有する環状膨出部と、前記環状膨出部に配される環状の第２ビードと、を備える。

上記構成によれば、ランフラット走行時に、第２ビードにより補強された環状膨出部がリムフランジの外周側湾曲面に押圧されるため、リムとの嵌合力が高められて、優れた耐リム外れ性を発揮することができる。しかも、繊維層が補強ゴム層を補強するとともに、万が一補強ゴム層にクラックが発生した際、そのクラックの進展を繊維層によって妨げることができるため、ランフラット耐久性を確保することができる。また、補強ゴム層の剛性を増大させる必要がないため、乗心地性を確保することができる。

上記において、前記補強ゴム層の三日月形状最大幅位置における厚みＴの、タイヤ断面高さＨに対する比率Ｔ／Ｈが０．０７〜０．０９であるものが好ましい。

本発明に係るランフラットタイヤでは、ランフラット状態においてサイドウォール部の撓み変形を抑制する効果が、第２ビードにより補強された環状膨出部がリムフランジの外周側湾曲面に押圧されることによっても奏される。そのため、上記の撓み変形が抑制される分、補強ゴム層のボリュームを低減してタイヤの軽量化を図ることができる。即ち、従来のサイド補強タイプのランフラットタイヤでは、上記の比率Ｔ／Ｈが０．０９を超えて０．１１程度であったのに対して、本発明では、上記の比率Ｔ／Ｈを０．０７〜０．０９とすることにより、ランフラット耐久性を阻害することなく、タイヤの軽量化を図ることができる。

上記において、前記カーカス層が１枚のカーカスプライからなるものが好ましい。これにより、効果的にタイヤの軽量化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るランフラットタイヤの一例を示すタイヤ子午線半断面図である。

図１に示すランフラットタイヤは、一対のビード部１と、ビード部１から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、サイドウォール部２の各々の外周側端に連なるトレッド部３とを備える。一対のビード部１は、それぞれスチールワイヤの収束体がタイヤ周方向に環状をなすビード１ａ（前記第１ビードに相当する。）と、ビード１ａのタイヤ外周側に配されるビードフィラー１２とを有する。ビード部１は、リム８のビードシート部８ｂのタイヤ外周側に配され、正常なタイヤ内圧であればリムフランジ８ａに押圧されて、タイヤがリム８に嵌合される。

カーカス層４は、ポリエステルコードをタイヤ赤道線Ｃに対して略９０°の角度で配列したカーカスプライ１４からなり、一対のビード部１の間に架け渡されるように配される。カーカスプライ１４は、ビード１ａおよびビードフィラー１２を挟み込むようにタイヤ幅方向外側に巻き上げられている。カーカス層４は、複数枚のカーカスプライにより構成されるものでもよいが、本実施形態のように１枚のカーカスプライ１４により構成されるものが好ましい。これにより、タイヤの軽量化を図ることができる。

本実施形態では、巻き上げられたカーカスプライ１４の巻き上げ端部１５が、ベルト層６の端部に達する位置に配されている。これにより、ランフラット状態では、サイドウォール部２の撓み変形を抑制する張力がカーカス層４の外側に作用することとなり、後述する補強ゴム層９の剛性を増大させることなく、乗心地性を確保することができる。

カーカス層４の内側には、空気圧保持のためのインナーライナー層５が配されるとともに、カーカス層４の外側には、たが効果による補強を行うためのベルト層６およびベルト補強層７が配されている。ベルト層６は、スチールコードをタイヤ赤道線Ｃに対して２０°前後の角度で配列した２枚のベルトプライからなり、ベルトプライ間でスチールコードが互いに逆向きに交差するように積層されている。カーカスプライまたはベルトプライを構成するコードとしては、上記以外にレーヨン、ナイロン、アラミド等の有機繊維等が使用される。通常、これらコードにはゴムとの接着性を高めるべく、表面処理や接着処理等がなされている。

サイドウォール部２のカーカス層４の内側には、タイヤ子午線断面が略三日月状をなす補強ゴム層９が配されている。これにより、タイヤ内圧が低下した際、タイヤの撓み変形が抑制されて、ランフラット走行が可能となる。なお、本発明のランフラットタイヤが備える補強ゴム層９は、従来のサイド補強タイプのランフラットタイヤに用いられる補強ゴム層であれば、厚みや硬さなど特に制限されることなく何れも適用することができる。

本実施形態では、補強ゴム層９が、繊維層１３によりタイヤ幅方向に分断されており、繊維層１３の内側に配されたゴム層９ａと、繊維層１３の外側に配されたゴム層９ｂとの２層から構成されている。繊維層１３は、補強ゴム層９を補強するとともに、万が一補強ゴム層９にクラックが発生した場合にその進展を妨げる機能を有し、ランフラット耐久性を効果的に向上し得る。ゴム層９ａ、９ｂとしては、例えば、ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（Ａタイプ）による硬さが６５〜９０°のゴム層が挙げられる。なお、補強ゴム層９を構成するゴム層９ａ、９ｂは、厚みや径方向長さ、硬さ等の物性が同一であるものに限られない。

ビード部１のタイヤ幅方向外側には、環状膨出部１０が形成されている。環状膨出部１０は、リムフランジ８ａよりもタイヤ幅方向外側に膨出するとともに、リムフランジ８ａの外周側湾曲面に対向する内周面１１を有する。これにより、ランフラット走行時に、環状膨出部１０がリムフランジ８ａの外周側湾曲面に押圧され、リム８との嵌合力が高められて耐リム外れ性が向上する。環状膨出部１０は、両側のビード部１にそれぞれ形成されていることが好ましいが、少なくとも一方のビード部１に形成されていればよく、例えば装着時に車両外側となる側にのみ形成するものでも構わない。

環状膨出部１０には、ビードワイヤがタイヤ周方向に環状をなすビード１ｂ（前記第２ビードに相当する。）が配される。本実施形態のビード１ｂは、リム装着時に、その中心位置がリムフランジ８ａの最外径点よりタイヤ外周側かつタイヤ幅方向外側に位置するように配されている。なお、ビード１ｂの配設位置は特に限定されるものではない。ビード１ｂを構成するビードワイヤは、ビード１ａと同じスチールワイヤの収束体からなるものに限られず、例えば、有機繊維の収束体からなるものや、繊維強化ゴムを素材としたゴムビード等であってもよい。ビード１ｂは、両側の環状膨出部１０にそれぞれ配されていることが好ましいが、少なくとも一方の環状膨出部１０に形成されていればよく、例えば装着時に車両外側となる側にのみ形成するものでも構わない。

補強層１６は、環状膨出部１０の内周面１１に略沿って配設されている。これにより、リムフランジ８ａから応力を受ける環状膨出部１０の内周面１１を補強し、耐久性を向上することができる。補強層１６としては、スチールコードや、レーヨン、ナイロン、ポリエステル、アラミド等の有機繊維等から構成されるチェーハーが例示される。

本発明に係るランフラットタイヤでは、ランフラット状態におけるサイドウォール部２の撓み変形の抑制効果が、ビード１ｂにより補強された環状膨出部１０がリムフランジ８ａの外周側湾曲面に押圧されることによっても奏される。そのため、上記の撓み変形が抑制される分、補強ゴム層９のボリュームを従来よりも低減して、タイヤの軽量化を図ることができる。

従来、サイド補強タイプのランフラットタイヤが備える補強ゴム層９は、三日月形状最大幅位置Ｍにおける厚みＴのタイヤ断面高さＨに対する比率Ｔ／Ｈが０．０９を超えて０．１１程度であったが、本実施形態に係るランフラットタイヤでは、上記の撓み変形が抑制される分を考慮して比率Ｔ／Ｈを０．０７〜０．０９に設定している。これにより、補強ゴム層のボリュームを低減して、タイヤの軽量化を図ることができる。比率Ｔ／Ｈが０．０７未満であると、補強ゴム層９による撓み変形の抑制効果が小さくなる傾向にある。なお、比率Ｔ／Ｈは、０．０７〜０．０８がより好ましい。

比率Ｔ／Ｈを０．０７〜０．０９とする場合、補強ゴム層９は、上記硬さ試験による硬さが６５〜９０°であるものが好ましく、７５〜８５°であるものがより好ましい。補強ゴム層９の硬さが上記範囲内に設定されていることにより、ランフラット耐久性と乗心地性との両者を効果的に確保しながら、補強ゴム層９のボリュームを低減してタイヤの軽量化を図ることができる。

［別実施形態］
前述の実施形態では、補強ゴム層９が、繊維層１３により分断された２層のゴム層９ａ、９ｂからなる例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、３層以上のゴム層により構成されるものでもよい。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における評価項目は下記のようにして測定を行った。

（１）ランフラット耐久性
直径１７００ｍｍのドラム上を、タイヤ内圧０ｋＰａ、速度９０ｋｍ／ｈにて、ＪＡＴＭＡ１００％荷重を負荷して走行させ、クラックやセパレーションなどの不具合が確認されるまでの試験時間を測定した。比較例１を１００として指数評価し、当該数値が大きいほど試験時間が長い、即ちランフラット耐久性に優れていることを示す。

（２）乗心地性
リム組みしたテストタイヤを実車（２．５Ｌ級国内向セダン車、２名乗車）に装着し、良路および悪路を走行してフィーリング試験による官能評価を行った。フィーリング試験では、乗員にテストタイヤの種類をふせておき、タイヤ内圧２３０ｋＰａで走行して採点を行わせた。比較例１を１００として指数評価し、当該数値が大きいほど試験時間が長い、即ち乗心地性に優れていることを示す。

（３）耐リム外れ性
リム組みしたテストタイヤを上記実車の左側前方に装着し、直進から半径２０ｍの円形コースを右回りに旋回する、いわゆるＪターン走行を行った。各テストタイヤは、内圧０ｋＰａのランフラット状態とし、リム外れが発生したときの走行速度（横Ｇに比例）により耐リム外れ性を評価した。走行速度は、２５ｋｍ／ｈからスタートし、５ｋｍ／ｈ増分する方式でリム外れが発生するまで走行を行った。比較例１を１００として指数評価し、数値が大きいほどリム外れが発生したときの走行速度が大きい、即ち耐リム外れ性に優れていることを示す。

比較例１
図２（ａ）に示す構造のテストタイヤを作製し（不図示のタイヤ幅方向反対側部分も同じ構造を有する。他の実施例等についても同様とする。）、比較例１とした。即ち、繊維層１３によりタイヤ幅方向に分断された２層のゴム層９ａ、９ｂからなる補強ゴム層９を備えつつ、ビード部１のタイヤ幅方向外側に環状部膨出部１０およびビード１ｂを備えない構造とした。タイヤサイズは２４５／４０Ｒ１８ ９３Ｗとし、ホイールサイズ１８×８ＪＪのリムに装着した。ゴム層９ａ、９ｂの硬さは、上記硬さ試験にて共に８０°とし、補強ゴム層９の三日月形状最大幅位置における厚みＴの、タイヤ断面高さＨに対する比率Ｔ／Ｈを０．１１とした。

比較例２
図２（ｂ）に示す構造のテストタイヤを作製し、比較例２とした。即ち、１層のゴム層からなる補強ゴム層１７を備えつつ、図１に示した環状膨出部１０およびビード１ｂを備える構造とした。補強ゴム層１７は、比較例１が備える補強ゴム層９と同じ厚みとし、上記硬さ試験による硬さを８０°とした。また、タイヤサイズ、ホイールサイズも比較例１と同じとした。

比較例３
補強ゴム層の比率Ｔ／Ｈを０．０７５としたこと以外は、比較例１と同じ構造のテストタイヤを作製した。

実施例１
図１に示す構造のテストタイヤを作製し、実施例１とした。即ち、繊維層１３によりタイヤ幅方向に分断された２層のゴム層９ａ、９ｂからなる補強ゴム層９を備え、ビード部１のタイヤ幅方向外側に環状膨出部１０およびビード１ｂを備える構造とした。補強ゴム層９の厚みや硬さ、タイヤサイズ、ホイールサイズは、比較例１と同じとした。

実施例２
補強ゴム層の比率Ｔ／Ｈを０．０７５としたこと以外は、実施例１と同じ構造のテストタイヤを作製した。結果を表１に示す。

比較例１は、補強ゴム層に繊維層を有することにより、補強ゴム層の剛性を増大させることなく補強ゴム層を補強することができるため、比較例２に比べてランフラット耐久性および乗心地性に優れていることがわかる。一方、比較例２は、ランフラット走行時に、ビードにより補強された環状膨出部がリムフランジの外周側湾曲面に押圧されて、リムとの嵌合力が高められるため、比較例１に比べて耐リム外れ性に優れていることがわかる。そして、実施例１では、比較例１と比較例２の短所を補ってランフラット耐久性および乗心地性を確保しながら、優れた耐リム外れ性を発揮していることがわかる。

比較例３は、補強ゴム層のボリュームを低減することにより、サイドウォール部の撓み変形を抑制する効果が小さくなり、比較例１に比べてランフラット耐久性が悪化していることがわかる。これに対し、実施例２では、比較例３と同じく補強ゴム層のボリュームを低減したものの、ビードで補強された環状膨出部によりサイドウォール部の撓み変形が抑制されるため、比較例３に比べて優れたランフラット耐久性を発揮していることがわかる。これにより、実施例２では、ランフラット耐久性を確保しながら、補強ゴム層のボリュームを低減した分、タイヤの軽量化を図ることができる。

本発明に係るランフラットタイヤの一例を示す子午線半断面図 比較例１、２のテストタイヤの構造を示す要部断面図

符号の説明

１ ビード部
１ａ ビード
１ｂ ビード
２ サイドウォール部
４ カーカス層
８ リム
８ａ リムフランジ
９ 補強ゴム層
１０ 環状膨出部
１３ 繊維層
１４ カーカスプライ
１５ 巻き上げ端部
Ｃ タイヤ赤道線
Ｈ タイヤ断面高さ
Ｔ 補強ゴム層の三日月形状最大幅位置における厚み

Claims (3)

1. 環状の第１ビードを有する一対のビード部と、前記ビード部から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、前記ビード部間に架け渡され、前記第１ビードにて巻き上げられたカーカスプライからなるカーカス層と、前記サイドウォール部に断面略三日月状をなして配される補強ゴム層と、前記補強ゴム層をタイヤ幅方向に分断する繊維層と、少なくとも一方の前記ビード部よりタイヤ幅方向外側に膨出し、リム装着時にリムフランジの外周側湾曲面に対向する内周面を有する環状膨出部と、前記環状膨出部に配される環状の第２ビードと、を備えるランフラットタイヤ。
2. 前記補強ゴム層の三日月形状最大幅位置における厚みＴの、タイヤ断面高さＨに対する比率Ｔ／Ｈが０．０７〜０．０９である請求項１記載のランフラットタイヤ。
3. 前記カーカス層が１枚のカーカスプライからなる請求項１又は２記載のランフラットタイヤ。

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