JP2007210490A - ランフラットタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面での操縦安定性の向上を図りながら、パンク走行時における氷上路面での運動性能を向上させるようにしたランフラットタイヤを提供する。
【解決手段】 トレッド部４におけるカーカス層６の外側に３層のベルト層８、９、１０を配置したランフラットタイヤ１において、これらベルト層８、９、１０のタイヤ周方向に対するコード角度を、最内ベルト層８及び最外ベルト層１０においてそれぞれ４０〜７５°にし、中間ベルト層９において０〜３５°にすると共に、最内ベルト層８と中間ベルト層９とのタイヤ赤道面に対するコード方向が互いに反対方向になるように配置した。
【選択図】 図２

Description

本発明はランフラットタイヤに関し、さらに詳しくは、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面での操縦安定性の向上を図りながら、パンク走行時における氷上路面での運動性能を向上させるようにしたランフラットタイヤに関する。

従来、パンクしてもそのまま一定距離を安全に走行可能にしたランフラットタイヤとして、タイヤサイドウォール部に横断面形状が三日月状の硬質ゴム層を配置したものが広く知られている（例えば、特許文献１、２参照）。この種のランフラットタイヤは、タイヤがパンクしてゼロプレッシャーになったとき、サイドウォール部に配置した三日月状の硬質ゴム層が車両の負荷荷重を支えて走行するようになっている。

しかしながら、この種のランフラットタイヤは、上述するように左右両側の硬質ゴムによって車両荷重を支えるため、パンク走行時に、図４に示すようにトレッド部４の幅方向中央部がバックリングして接地面積が減少し、低摩擦路面を走行する場合の運動性能が低下するという問題がある。特に、スタッドレスタイヤのようにトレッド剛性が低くなるように設計されたタイヤにあっては、この傾向が顕著にあらわれ、氷上路面上でタイヤが空転してしまうという問題があった。

この対策として、トレッド部に配置した２層のベルト層の外周側にタイヤ周方向に対して高角度で延在するコードからなるベルト付加層を配置して、トレッド部における幅方向の圧縮剛性を高めることにより、バックリング現象を抑制するようにした提案（特許文献３参照）がある。

しかしながら、この提案では、トレッド剛性がベルト層の３層化により大幅に高くなり過ぎるため、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面での操縦安定性が低下するという問題があった。
特開２００３−９４９１２号公報 特開２００３−３２６９２４号公報 国際公開ＷＯ２００３／０２４７２７号公報

本発明の目的は、上述する従来の問題点を解消するもので、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面での操縦安定性の向上を図りながら、パンク走行時における氷上路面での運動性能を向上させるようにした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ランフラットタイヤは、左右一対のビード部に埋設されたビードコア間にカーカス層を装架し、サイドウォール部に横断面形状が略三日月状の硬質ゴム層を配置すると共に、トレッド部における前記カーカス層の外周側に３層のベルト層を配置したランフラットタイヤにおいて、前記３層のベルト層におけるタイヤ周方向に対するコード角度α、β、γを、それぞれ最内ベルト層においてα＝４０〜７５°、中間ベルト層においてβ＝０〜３５°、最外ベルト層においてγ＝４０〜７５°にすると共に、前記最内ベルト層と中間ベルト層とのコード方向がタイヤ赤道面に対して互いに反対方向になるように配置したことを要旨とするものである。

本発明によれば、トレッド部に配置した３層のベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を、最内ベルト層のコード角度α及び最外ベルト層のコード角度γをそれぞれ４０〜７５°の高角度にし、中間ベルト層のコード角度βを０〜３５°の低角度にし、かつ最内ベルト層と中間ベルト層とのタイヤ赤道面に対するコード方向を互いに交差させるようにしたので、ベルト層全体としての周方向の面外剛性の上昇を抑制すると共に、幅方向の面外剛性をバランスよく確保して、トレッド部の幅方向における圧縮剛性を増強することが可能になり、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面での操縦安定性の向上を図りながら、パンク走行時におけるバックリング現象を抑制して氷上路面での運動性能を向上させることができる。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態によるランフラットタイヤを示す断面図、図２は図１のタイヤのトレッド面とベルト層の配置関係を説明する一部を破断して示す平面図である。

図１において、ランフラットタイヤ１は左右一対のビード部２、２と、これらビード部２、２からそれぞれ半径方向外側に延びるサイドウォール部３、３と、これらサイドウォール部３、３の半径方向外側同士を連ねる円筒状のトレッド部４とを備えている。

左右一対のビード部２、２間にはカーカス層６が装架され、サイドウォール部３におけるカーカス層６のタイヤ軸方向内側には横断面形状が略三日月状の硬質ゴム層７を配置すると共に、トレッド部４におけるカーカス層６の外周側には３層のベルト層８、９、１０を配置している。

なお、図中の５は高速走行時におけるベルト層８、９、１０の拡径を抑制するためのタイヤ周方向に延びるナイロンなどの有機繊維コードからなるベルトカバー層を示しており、タイヤの要求特性によっては配置しない場合がある。

図２は図１のタイヤのトレッド面とベルト層の配置関係を示す平面図で、本実施例ではトレッド面が多数のブロックを配置したブロックパターンに形成されている。３層のベルト層８、９、１０のうち、最内ベルト層８と中間ベルト層９とのタイヤ赤道面に対するコード方向は互いに交差するように配置されている。

そして、最内ベルト層８を構成するコード８ｃのタイヤ周方向に対するコード角度α及び最外ベルト層１０を構成するコード１０ｃのタイヤ周方向に対するコード角度γをそれぞれ４０〜７５°、好ましくは５０〜６０°にすると共に、中間ベルト層９を構成するコード９ｃのタイヤ周方向に対するのコード角度βを０〜３５°、好ましくは２０〜３０°にしている。

このように最内ベルト層８のコード角度α及び最外ベルト層１０のコード角度γをそれぞれ４０〜７５°の高角度にし、中間ベルト層のコード角度βを０〜３５°の低角度にしたので、ベルト層全体としての周方向の面外剛性の上昇を抑制しながら、幅方向の面外剛性をバランスよく確保して、トレッド部の幅方向における圧縮剛性を増強することが可能になる。これにより、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面での操縦安定性の向上を図りながら、パンク走行時におけるバックリング現象を抑制して氷上路面での運動性能を向上させることができる。

各ベルト層のコード角度α及びγが上述する範囲未満では、ベルト層全体としての周方向の面外剛性が幅方向の面外剛性に比して高くなり過ぎて、パンク走行時における氷上路面での運動性能が低下することになる。また、コード角度α及びγが上述する範囲を超えると、ベルト層全体としての幅方向の面外剛性が周方向の面外剛性に比して高くなり過ぎて、パンク走行時における氷上路面での運動性能を確保することはできるものの、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面での操縦安定性が低下することになる。

ベルト層８、９、１０を構成するコードは、それぞれスチールコード又は高強度かつ高弾性の有機繊維コードからなり、有機繊維コードとしては、引っ張り弾性率を１０，０００〜１５０，０００Ｎ／ｍｍ^２、好ましくは２０，０００〜１００，０００Ｎ／ｍｍ^２とするアラミド繊維、ポリケトン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維又はこれらを含む複合繊維などが使用される。

本発明において、最内ベルト層８におけるコード角度αと最外ベルト層１０におけるコード角度γとの関係をα≧γとなるように設定するとよい。これにより、ベルト層全体としての幅方向の面外剛性と幅方向の面外剛性とのバランスが良好に保持され、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面での操縦安定性と、パンク走行時における氷上路面での運動性能との両立を一層確実にすることができる。

さらに、３層のベルト層８、９、１０のうち、最内ベルト層８及び最外ベルト層１０を構成するコード８ｃ及び１０ｃはスチールコードにより構成するとよい。これにより、ベルト層全体としての幅方向の面外剛性を確実に確保して、トレッド部４における幅方向の圧縮剛性を適正、かつ確実に高めることができるため、パンク走行時におけるバックリング現象を確実に抑制して、氷上路面での運動性能を一層向上させることができる。

本発明において、中間ベルト層９及び最外ベルト層１０におけるコード９ａ及び１０ｃの配置関係は、図２に示すように、中間ベルト層９と最外ベルト層１０とのコード方向がタイヤ赤道面に対して互いに同方向となるように配置するとよい。これにより、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面での操縦安定性と、パンク走行時における氷上路面での運動性能とのバランスを、タイヤの要求特性に応じて調整し易くすると共に、ベルト層の耐久性を確保する上で有利となる。

上述する中間ベルト層９と最外ベルト層１０との配置関係は、タイヤのサイズや要求特性によっては、中間ベルト層９と最外ベルト層１０とのコード方向をタイヤ赤道面に対して互いに反対方向になるように配置する場合がある。

上述するように、本発明のランフラットタイヤ１では、タイヤ周方向に対するコード角度を高角度にしたベルト層を最内層及び最外層として配置することにより、幅方向の面外剛性を十分に確保するようにしているので、トレッド部４の幅方向における圧縮剛性を増強してランフラット走行性を向上させる目的のために、トレッド部４に高硬度のゴムを使用する必要がない。

すなわち、本発明のランフラットタイヤ１では、トレッド部４を構成するキャップゴムとして、従来タイヤに比較して低硬度のゴムを使用することができる。これにより、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面での操縦安定性を確保する上で有利である。キャップゴムの硬さの目安としては、０℃におけるＪＩＳ Ａ硬さが４０〜５０、好ましくは４３〜４８であることが好ましい。ＪＩＳ Ａ硬さが４０未満では、パンク走行時における氷上路面での良好な運動性能を確保することが難しくなる。

上述するように、本発明のランフラットタイヤは、トレッド部におけるカーカス層の外周側に３層のベルト層を配置し、これら３層のベルト層のうち、最内ベルト層と中間ベルト層とのタイヤ赤道面に対するコード方向が互いに反対方向になるように配置すると共に、これら３層のベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を、最内ベルト層及び最外ベルト層においてそれぞれ４０〜７５°の高角度にし、中間ベルト層において０〜３５°の低角度にすることにより、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面での操縦安定性の向上を図りながら、パンク走行時におけるバックリング現象を抑制して、氷上路面での運動性能を向上させるもので、特に氷雪路面を走行するスタッドレスタイヤとして好ましく適用される。

タイヤサイズ（２０５／５５Ｒ１６）、タイヤ構造（図１）及びトレッドパターン（図２）をそれぞれ共通にして、各ベルト層８、９、１０におけるタイヤ周方向に対するコード角度、及びそれぞれのコードのタイヤ赤道面に対するコード方向を表１のように異ならせて、従来タイヤ（従来例）、比較タイヤ（比較例１〜３）及び本発明タイヤ（実施例１〜７）をそれぞれ製作した。

なお、各タイヤにおいて、各ベルト層８、９、１０を構成するコードをスチールコードとし、最内ベルト層８の幅を１９０ｍｍ、中間ベルト層９の幅を１８０ｍｍ、最外ベルト層１０の幅を１７０ｍｍとそれぞれ共通にした。

これら１１種類のタイヤについて、以下に示す試験方法により、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面での操縦安定性、パンク走行時における氷上路面での発進性及び制動性、ランフラット走行性をそれぞれ評価し、その結果を表１に併記した。

〔一般路面での乗心地性〕
各タイヤをリム（１６×７Ｊ）に組み込み、空気圧２３０ｋＰａを充填して、排気量２５００ｃｃの後輪駆動車両の前後４輪に装着し、アスファルト路面からなるテストコースを平均時速６０ｋｍ／ｈで走行させ、３名のテストドライバーによる官能評価を行なった。その結果を、従来例を１００とする指数により表示した。数値が大きいほど乗心地性が優れていることを示す。

〔雪上路面での操縦安定性〕
上述した車両を、雪上路面からなるテストコース（気温：−３〜−８℃、雪温：−４〜−８℃）を平均時速４０ｋｍ／ｈで１０ｋｍ走行させ、３名のテストドライバーによる官能評価を行なった。その結果を、従来例を１００とする指数により表示した。数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを示す。

〔氷上路面での発進性及び制動性〕
上述した車両に装着したタイヤのうち、運転者側の前輪の空気圧をゼロ（０ｋＰａ）にして、氷上路面からなるテストコースを発進させたときの車両の発進状況及び発進後に加速した状態における制動性を３名のテストドライバーにより官能評価を行なった。その結果を、発進時に支障が生じなかった場合を○とし、発進後におけるタイヤの制動状況（タイヤの空転状況など）を従来例を１００とする指数により表示した。数値が大きいほど制動性が優れていることを示す。

〔ランフラット走行性〕
上述した車両に装着したタイヤのうち、運転者側の前輪の空気圧をゼロ（０ｋＰａ）にして、氷上路面からなるテストコースを走行させたときの操縦安定性について３名のテストドライバーにより官能評価を行ない、ランフラット走行性の評価とした。その結果を、従来例を１００とする指数により表示した。数値が大きいほど発進性が優れていることを示す。

表１より、本発明タイヤは、従来タイヤ及び比較タイヤに比較して、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面での操縦安定性、及びパンク走行時における氷上路面での運動性能（発進性、制動性、走行性）をバランス良く向上させていることがわかる。

本発明の実施形態によるランフラットタイヤを示す断面図である。 図１のタイヤのトレッド面とベルト層の配置関係を説明する一部を破断して示す平面図である。 従来のランフラットタイヤのパンク走行時におけるトレッド部の変形状況を説明する断面図である。

符号の説明

１ ランフラットタイヤ
２ ビード部
３ サイドウォール部
４ トレッド部
５ ベルトカバー層
６ カーカス層
７ 硬質ゴム層
８ 最内ベルト層
９ 中間ベルト層
１０ 最外ベルト層
８ｃ、９ｃ、１０ｃ コード

Claims (6)

1. 左右一対のビード部に埋設されたビードコア間にカーカス層を装架し、サイドウォール部に横断面形状が略三日月状の硬質ゴム層を配置すると共に、トレッド部における前記カーカス層の外周側に３層のベルト層を配置したランフラットタイヤにおいて、
   前記３層のベルト層におけるタイヤ周方向に対するコード角度α、β、γを、それぞれ最内ベルト層においてα＝４０〜７５°、中間ベルト層においてβ＝０〜３５°、最外ベルト層においてγ＝４０〜７５°にすると共に、前記最内ベルト層と中間ベルト層とのコード方向がタイヤ赤道面に対して互いに反対方向になるように配置したランフラットタイヤ。
2. 前記最内ベルト層のコード角度αと前記最外ベルト層のコード角度γとの関係をα≧γとした請求項１に記載のランフラットタイヤ。
3. 前記最内ベルト層及び最外ベルト層を構成するコードをスチールコードとした請求項１又は２に記載のランフラットタイヤ。
4. 前記最外ベルト層と前記中間ベルト層とのコード方向がタイヤ赤道面に対して同方向になるように配置した請求項１、２又は３に記載のランフラットタイヤ。
5. 前記トレッド部を構成するキャップゴムの０℃におけるＪＩＳ Ａ硬さを４０〜５０とした請求項１〜４のいずれかに記載のランフラットタイヤ。
6. 氷雪路走行用スタッドレスタイヤである請求項１〜５のいずれかに記載のランフラットタイヤ。

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