JP2007276596A - 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乗心地性や操縦安定性の向上を図りながら、同時にパンク走行時における耐久性も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】 サイドウォール部３に横断面形状が略三日月状の硬質ゴム層６を配置すると共に、カーカス層５の外周側にコード方向を層間で交差させた少なくとも２層のベルト層７，８を備えたランフラットタイヤ１において、２層のベルト層７，８の間にタイヤ周方向に対するコード角度が実質的に９０°であるベルト補強層９を配置した。
【選択図】 図１

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乗心地性及び操縦安定性の向上を図りながら、パンク走行時における耐久性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。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、パンク走行時には、図３に例示するようにトレッド部４の幅方向中央部がバックリングしてサイドウォール部３の上方域までが巻き込まれるように接地するため、サイドウォール部３の上方域のゴムが発熱を生じ、破壊に至るという問題がある。

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赤道面に対して実質上直交する多数のコードからなるタイエレメントを配置して、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１参照）がある。

しかしながら、この提案では、タイエレメントを２層のベルト層よりも接地側に配置しているため、トレッド剛性が大幅に高くなり過ぎること、さらにはコーナリングパワーの荷重依存性が低下することから、非パンク走行時における乗心地性や操縦安定性（特に、レーンチェンジ性能）が低下するという問題があった。
特開平６−１９１２４３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乗心地性や操縦安定性の向上を図りながら、同時にパンク走行時における耐久性も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間にカーカス層を装架し、サイドウォール部における前記カーカス層のタイヤ内側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コード方向を層間で交差させた少なくとも２層のベルト層を有するランフラットタイヤにおいて、前記ベルト層の層間にタイヤ周方向に対するコード角度が実質的に９０°であるベルト補強層を配置したことを要旨とするものである。

本発明によれば、コード方向を交差させた少なくとも２層のベルト層の層間にタイヤ周方向に対してコード角度を実質的に９０°とするベルト補強層を配置したので、トレッド剛性の極端な増大を抑えながら、ベルト層全体としての幅方向の面外剛性を確保することにより、非パンク走行時における乗心地性及び操縦安定性を向上させると共に、ランフラット耐久性を向上させることができる。

さらに、パンク走行時におけるトレッド部の動きが低減されるため、サイドウォール部の負担を軽減することが可能になるため、サイドウォール部に配置する硬質ゴム層を縮小化することにより、軽量化を図りながら、非パンク走行時における乗心地性を一層向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を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空気入りタイヤを示す断面図、図２は本発明の他の実施形態による空気入りタイヤのトレッド部を示す断面図である。

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５が装架され、サイドウォール部３におけるカーカス層５の内側には横断面形状が略三日月状の硬質ゴム層６を配置すると共に、トレッド部４におけるカーカス層５の外周側にはコードの方向を層間で交差させた少なくとも２層（図では２層）のベルト層７、８が配置されている。

２層のベルト層７、８の間には、タイヤ周方向に対するコード角度を実質的に９０°とするベルト補強層９が配置されている。ベルト層７、８及びベルト補強層９を構成するコードには、スチールコード又は高強度かつ高弾性率の有機繊維コードが使用される。また、ベルト補強層９を構成するコードのタイヤ周方向に対するコード角度は９０°に設定されるが±１０°の変動幅が許容される。なお、図中の１０は高速走行時におけるベルト層７、８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。また、ベルトカバー層１０はベルト層７、８の全幅を覆うように配置する場合もある。

このように構成されたランフラットタイヤ１は、ベルト層７，８の間にタイヤ周方向に対してコード角度を実質的に９０°とするベルト補強層９を配置したので、トレッド剛性の極端な増大を抑えながら、ベルト層全体としての幅方向の面外剛性を確保することにより、非パンク走行時における乗心地性及び操縦安定性を向上させると共に、ランフラット耐久性を向上させることができる。

さらに、パンク走行時におけるトレッド部４の動きが低減されるため、サイドウォール部３の負担を軽減することが可能になるため、サイドウォール部３に配置する硬質ゴム層６を縮小化することにより、軽量化を図りながら、非パンク走行時における乗心地性を一層向上させることができる。

なお、図１の実施形態では、トレッド部４におけるカーカス層５の外周側に２層のベルト層７，８を配置した場合を示したが、トレッド部４に配置するベルト層の数はこれに限られることはない。３層以上のベルト層を配置した場合にあっても、これらのうちの少なくとも２層のベルト層の間に上述するベルト補強層９を配置するようにすればよい。

図１の実施形態では、２層のベルト層７，８の間に配置するベルト補強層９がタイヤ幅方向に連続した一体ものの形態により構成されている場合を示したが、ベルト補強層９は、図２に示すように、タイヤ幅方向に複数（図では９ａ、９ｂの２つ）に分割して配置する場合がある。これにより、ベルト層全体としての周方向の面外剛性と幅方向の面外剛性とのバランスを適正化して、非パンク走行時における乗心地性及び操縦安定性と、パンク走行時における耐久性とをバランスよく向上させることができる。

本発明において、２層のベルト層７，８の間に配置するベルト補強層９の幅Ｗ３はベルト最大幅Ｗ１の３０〜８０％、好ましくは３５〜７５％に設定するとよい。ベルト補強層９の幅Ｗ３がベルト最大幅Ｗ１の３０％未満ではパンク走行時におけるバックリング抑制効果が十分には得られずランフラット耐久性の向上効果が不足することになり、８０％超では非パンク走行時における乗心地性の向上効果が十分には得られなくなる。

なお、図２の実施形態のように、ベルト補強層９をタイヤ幅方向に複数に分割した場合におけるベルト補強層９の幅Ｗ３は、分割されたそれぞれのベルト補強層９（図２の９ａ、９ｂ）の幅の総和（図２のＷａ＋Ｗｂ）が適用される。

本発明におけるベルト補強層９は、そのタイヤショルダーＳｈ側の端末９ｅ、９ｅが最小幅を有するベルト層８の端末８ｅ、８ｅよりもタイヤ幅方向の内側に位置するように配置するとよい。これにより、ベルト層８の端末８ｅ、８ｅ近傍におけるセパレーションを抑制し、ベルト部４の耐久性の低下を防止することができる。

上述する場合において、ベルト補強層９の端末９ｅと最小幅を有するベルト層８の端末８ｅとの間には５ｍｍ以上、好ましくは１０ｍｍ以上の間隔を設けるようにするとよい。さらに、図２の実施形態のように、ベルト補強層９をタイヤ幅方向に２つに分割する場合には、左右のベルト補強層９ａ、９ｂの間隔Ｗｏを、ベルト最大幅Ｗ１の１／２程度の間隔になるように調整するとよい。これにより、トレッド部４に形成される主溝の位置やトレッドパターンなどの影響を受けることなしに、パンク走行時における優れたバックリング抑制効果を確保することができる。

本発明のランフラットタイヤ１におけるベルト層７、８及びベルト補強層９を構成するコードには、上述するように、スチールコードにより構成するほか、軽量化の観点から、高強度かつ高弾性率の有機繊維コードが使用される。高強度かつ高弾性率の有機繊維コードとしては、例えば、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挙げられる。しかしながら、最も好ましい形態としては、パンク走行時におけるバックリング抑制効果を確実に確保する観点から、ベルト補強層９を構成するコードにスチールコードを使用するとよい。

さらに、ベルト層７、８及びベルト補強層９にスチールコードを使用する場合には、ベルト補強層９を構成するスチールコードの素線径をベルト層７、８を構成するスチールコードの素線径より大径にすることが好ましい。さらに好ましくは、ベルト補強層９を構成するスチールコードの素線径をベルト層７、８を構成するスチールコードの素線径の１．１〜１．３倍になるように調整するとよい。これにより、非パンク走行時における乗心性を実質的に維持しながら、ランフラット耐久性を確実に向上させることができる。

すなわち、ベルト補強層９を構成するスチールコードの素線径を太くすると共に、スチールコードのワイヤ本数を減らしてワイヤ使用量を同等にすることにより、ランフラット耐久性を向上させることができる。また、ベルト補強層９を構成するスチールコードの素線径を太くすると共に、スチールコードのワイヤ本数及びワイヤ使用量を減らして剛性を同等にすることにより、軽量化を図ることができる。

上述する値が１．１倍未満ではベルト層全体としての幅方向の面外剛性を確保することが難しくなるため、ランフラット耐久性の向上効果が低下することになり、１．３倍超では幅方向の面外剛性が高くなり過ぎるため、非パンク走行時の乗心地性の向上効果が低下し易くなる。

本発明のランフラットタイヤ１は、パンク走行時におけるトレッド部４の動きが低減されるため、サイドウォール部３の負担を軽減することが可能になる。したがって、サイドウォール部３に配置する硬質ゴム層６の形態を縮小して軽量化を図ると共に、非パンク走行時における乗心性を向上させることができる。

すなわち、本発明のランフラットタイヤ１では、硬質ゴム層６のタイヤ径方向の高さＨをタイヤ断面高さＳＨの５０〜９０％、好ましくは６０〜８５％に設定した上で、硬質ゴム層６の厚さを薄肉化することができる。硬質ゴム層６を薄肉化する目安としては、硬質ゴム層６のタイヤ径方向の高さＨとタイヤ幅方向の最大厚さＤとの比Ｈ／Ｄが８〜２０となるように調整するとよい。

これにより、ランフラット耐久性を実質的に維持しながら、非パンク走行時における乗心性を確実に向上させることができる。したがって、特に非パンク走行時における乗心性を重視する場合には、上述するＨ／Ｄの値が８〜２０となるように調整するとよい。Ｈ／Ｄが８未満では硬質ゴム層６の肉厚が大き過ぎるため、軽量化とは逆行することになると共に乗心地性の向上効果が低下することになり、Ｈ／Ｄが２０超では硬質ゴム層６の肉厚が薄くなり過ぎて、ランフラット耐久性の向上効果が低下することになる。

上述するように、本発明のランフラットタイヤは、コード方向を互いに層間で交差させた２層のベルト層の間にタイヤ周方向に対するコード角度を実質的に９０°とするベルト補強層を配置することにより、非パンク走行時における乗心地性や操縦安定性の向上を図りながら、パンク走行時における耐久性も向上させるようにしたもので、特に氷雪路面での走行性能を高めるためにトレッド剛性を低く設計するスタッドレスタイヤに対して好ましく適用される。

タイヤサイズ（２２５／４５Ｒ１７）、ベルト補強層の仕様及びその配置位置を除くタイヤ構造（図１）を共通にして、ベルト補強層を構成するコードの材質、タイヤ周方向に対する角度、ベルト補強層の形態、配置位置、幅及びその幅のベルト最大幅に対する比率、をそれぞれ表１のように異ならせた従来タイヤ（従来例）、比較タイヤ（比較例）及び本発明タイヤ（実施例１〜６）をそれぞれ製作した。

なお、各タイヤにおいて、ベルト層のコードをスチールコードとし、ベルト層及びベルト補強層を構成するスチールコード及びその打ち込み数をそれぞれ同一（構造：１×６、素線径：０．２５ｍｍ、打ち込み数：３８本／５０ｍｍ）にすると共に、実施例６におけるベルト補強層のアラミドコードの引っ張り強度をベルト層のスチールコードの引っ張り強度と同等にした。さらに、サイドウォール部に配置した硬質ゴム層のタイヤ径方向高さＨを７５ｍｍ、タイヤ幅方向の最大厚さＤを１０．７ｍｍとした。

これら８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乗心地性及び操縦安定性、パンク走行時における耐久性 (以下、ランフラット耐久性という）をそれぞれ評価し、その結果を表１に併記した。

〔乗心地性〕
各タイヤをリム（１７×８ＪＪ）に組み込み、空気圧２００ｋＰａ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、平坦な路面と不整路面とからなるテストコースを平均時速５０ｋｍ／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。

〔操縦安定性〕
上述した車両を、平坦な周回路面からなるテストコースを時速８０〜２５０ｋｍ／ｈで走行させ、レーンチェンジ時及びコーナリング時における操舵性と直進走行時における安定性との両面から、３名のテストドライバーによる官能評価を行なった。その結果を総合して、操縦安定性の評価として従来例を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。

〔ランフラット耐久性〕
上述した車両に装着したタイヤのうち、後輪右側の空気圧をゼロ（０ｋＰａ）にして、楕円形の周回コースを平均時速９０ｋｍ／ｈの速度で反時計廻りに走行し、３名のテストドライバーにより、テストドライバーがタイヤ故障による異常騒音を感じ、走行を中止するまでの走行距離を測定し、その結果を従来例を１００とする指数により表示した。数値が大きいほどランフラット耐久性が優れていることを示す。

表１より、本発明タイヤ（実施例１、４、５、６）は、従来タイヤに比較して、ランフラット耐久性を向上させながら、乗心地性及び操縦安定性を向上させていることがわかる。なお、本発明タイヤ（実施例２、３）は、ランフラット耐久性がやや低下しているが、この程度の低下は合格レベルであることを確認した。また、比較タイヤは、ベルト補強層のコード角度がタイヤ周方向に傾斜しているため、従来タイヤに比較して、乗心地性及び操縦安定性の向上効果が十分得られず、加えてランフラット耐久性が合格レベルにまで達していないことを確認した。

本発明の実施形態による空気入りタイヤを示す断面図である。 本発明の他の実施形態による空気入りタイヤのトレッド部を示す一部断面図である。 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 カーカス層
６ 硬質ゴム層
７、８ ベルト層
９ ベルト補助層
１０ ベルトカバー層

Claims (8)

1. 左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、サイドウォール部における前記カーカス層のタイヤ内側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コード方向を層間で交差させた少なくとも２層のベルト層を有するランフラットタイヤにおいて、
   前記ベルト層の層間にタイヤ周方向に対するコード角度が実質的に９０°であるベルト補強層を配置したランフラットタイヤ。
2. 前記ベルト補強層がタイヤ幅方向に複数に分割された請求項１に記載のランフラットタイヤ。
3. 前記ベルト補強層の幅が前記ベルト層の最大幅の３０〜８０％である請求項１又は２に記載のランフラットタイヤ。
4. 前記ベルト補強層のタイヤショルダー側端末が前記ベルト補強層のうちの最小幅を有するベルト層の端末よりもタイヤ幅方向内側に位置する請求項１、２又は３に記載のランフラットタイヤ。
5. 前記タイヤショルダー側端末が最小幅を有する前記ベルト層の端末よりも５ｍｍ以上タイヤ幅方向の内側に位置する請求項４に記載のランフラットタイヤ。
6. 前記ベルト層及びベルト補強層を構成するコードがスチールコードである請求項１〜５のいずれかに記載のランフラットタイヤ。
7. 前記ベルト補強層を構成するスチールコードの素線径が前記ベルト層を構成するスチールコードの素線径の１．１〜１．３倍である請求項６に記載のランフラットタイヤ。
8. 前記硬質ゴム層のタイヤ径方向の高さＨとタイヤ幅方向の最大厚さＤとの比Ｈ／Ｄが８〜２０である請求項１〜７のいずれかに記載のランフラットタイヤ。

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