JP2009107457A - 空気入りランフラットタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ランフラット走行時の走行距離を延ばす共に、タイヤ性能変化がマイルドな空気入りランフラットタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤ幅方向断面における形状が三日月形状である補強層を有するサイド補強型ランフラットタイヤにおいて、三日月型のサイド補強層が少なくとも２層以上のリボン積層ゴムからなり、該２層以上のリボン積層ゴム間の界面が、ランフラット走行時に最も屈曲するカーカス部位の接線方向に対して、−２０°〜＋２０°の角度で配置される。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りランフラットタイヤに関し、詳しくは故障などによりタイヤ内圧が０ｋＰａとなった状態でも交換せずにそのまま一定距離を走行できるサイド補強型ランフラットタイヤに関する。

パンク等によってタイヤ内圧が低下した際にもある程度の距離を安心して走行できるランフラットタイヤとしては、タイヤの空気室内におけるリム部分に支持体を取り付けた、いわゆる中子タイプと、サイドウォール部に比較的硬質なゴムからなる補強ゴム層を配設して、通常走行時にはタイヤ荷重をタイヤ内圧で支持し、ランフラット走行時にはタイヤ荷重を補強層ゴムで支持するランフラットタイヤ、いわゆるサイド補強型ランフラットタイヤが知られている（特許文献１、２）。

サイド補強型ランフラットタイヤのランフラット走行時の耐久性を向上させて走行距離を延ばすためには、タイヤ内圧が低下した状態で荷重を負荷した時のビード部及びサイドウォール部の変形を抑制することが必要であるが、例えばビードフィラーや補強ゴム層の厚さを増すことによってかかる変形を抑制すると、タイヤ重量の増加や通常走行時の乗り心地が悪くなる等の問題が生じる。

そこで、ランフラット走行距離を延ばすために、サイド補強層ゴムの硬度を高くする（特許文献３）、サイド補強層のゴムの配置を工夫する（特許文献４、５）などの方法が提案されている。しかしながら、これらの方法は、ランフラット走行距離を延ばすものであるが、ランフラット走行時のタイヤ性能の変化への対応、操縦の安定性の向上には効果的ではない。

ランフラット走行時は、サイド補強層に高荷重が懸かるため、サイド補強層は圧縮歪と自己発熱によりゴム破壊が起こり、ランフラット走行開始から、この破壊が起こるまでの距離がランフラット走行距離となる。運転者は、ランフラット走行が始まる時点、及びランフラット走行が終わる時点の少なくとも２回大きなタイヤ性能変化を体験することになる。この性能が大きく変わる時、この大きなタイヤ性能変化をやわらげ、性能変化に伴って運転制御が出来なくなるのを回避することが必須である。
特開平２−２８３５０８号公報 特開平５−２２９３１６号公報 特開平５−３１００１３号公報 特開平５−２３８２１５号公報 特開平１０−７１８０７号公報

本発明は、ランフラット走行時のタイヤ性能変化を出来る限りマイルドにし、制御不能状態をできる限り減らすことを目的とし、具体的にはランフラット走行時のサイド補強層ゴムの破壊速度を低減することによって、ランフラット走行時のタイヤ性能変化をマイルドにし、制御不能状態になることを回避できるランフラットタイヤを提供することを目的とする。

本発明者は、上記問題を解決するため鋭意検討した結果、タイヤ幅方向断面における形状が三日月形状である補強層を有するサイド補強型ランフラットタイヤにおいて、三日月型のサイド補強層が少なくとも２層以上のリボン積層ゴムからなり、該２層以上のリボン積層ゴムの界面が、ランフラット走行時に最も屈曲するカーカス部位の接線方向に対して、特定の角度で配置され、好ましくは該リボン積層が２種以上のゴム種からなり、さらにそれらの各ゴム種の１００％伸張モジュラス値の最高と最低が、一定値以上となるゴムの組合わせであるとタイヤの亀裂伸展が遅くなることを見出し、本発明を完成した。

本発明によれば、ランフラット走行時の走行距離を長くすると共に、タイヤ性能変化をマイルドにすることができる。

ランフラットタイヤは、ランフラット走行時、車重を支えるためサイド部が大きく撓むが、サイド補強層によりタイヤは変形するものの完全には潰れない。この時、補強層の局部に応力が集中する。歪が発生する部分は、繰り返し圧縮を受けて自己発熱し、最終的には最大歪部の法線方向に亀裂が入り、ランフラット走行ができなくなる。特に、高硬度のサイド補強層ゴムでは、補強層内にできた亀裂初期核からの亀裂伸展速度が速く、ランフラット走行時のタイヤ性能が大きく変化する。

本発明のランフラットタイヤは、サイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置され、タイヤ幅方向断面における形状が三日月形状であるサイド補強層を有するサイド補強型ランフラットタイヤ（図１）において、三日月型のサイド補強層が少なくとも２層以上のリボン積層ゴムからなり、該２層以上のリボン積層ゴム間の界面が、ランフラット走行時に最も屈曲するカーカス部位の接線方向に対して、−２０°〜＋２０°の角度、好ましくは０°（即ち接線と平行）で配置された補強層を有するものである。

このようなタイヤでは、亀裂初期核からの亀裂伸展時、亀裂伸展方向と７０°〜１１０°の角度、好ましい場合においては９０°をなす方向にリボン積層界面が存在するため、亀裂伸展がリボン積層界面に一時的に逃げ、結果として最大歪部の法線方向での亀裂伸展速度を遅くする。

また、本発明のランフラットタイヤでは、サイド補強層をなすリボン積層が２種以上のゴム種からなり、それらの各ゴム種の１００％伸張モジュラス値の最高値を有するゴムと最低値を有するゴムで、１００％伸張モジュラス値の差が２ＭＰａ以上となる２種以上のゴムの組合わせで構成された場合、異種ゴム間での剛性段差により、ゴム−ゴム間への亀裂伸展が促進され、最大歪部の法線方向での亀裂伸展速度をより遅くすることができるので好ましい。

本発明のサイド補強層をなすリボン積層に使用するゴム種としては、ゴム硬さがショア硬度で６５°〜９５°、１００％伸張モジュラス値が６．０〜１５．０ＭＰａのゴムが好ましい。
１００％伸張モジュラス値が６．０ＭＰａ未満では、満足なサイド補強効果が得がたく、１５．０ＭＰａを超えると硬すぎてゴム亀裂が生じ易い。

本発明のサイド補強層は、リボン状ゴムストリップを互いにオーバーラップさせながら順次積層し、断面三日月型に形成する。

次に、実施例及び比較例により、本発明を詳しく説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。

実施例１〜２及び比較例１〜３
２２５／６０Ｒ１７である、サイド補強型ランフラットタイヤを作製した。
図２で、（１）はランフラット走行時の最大歪部のカーカス部位の接線方向に対してリボン積層界面が平行になるよう１種（ゴムＡ）のリボン状ゴムを積層したタイヤ（実施例１）の、（２）はランフラット走行時の最大歪部の接線方向に対してリボン積層界面が平行になるよう２種（ゴムＡとゴムＢ）のリボン状ゴムを積層したタイヤ（実施例２）の、（３）はランフラット走行時の最大歪部の接線方向に対してリボン積層界面が角度４５°になるよう１種（ゴムＡ）のリボン状ゴムを積層したタイヤ（比較例１）の模式図である。このほかに（４）としてサイド補強層が１種（ゴムＡ）の一体押出物で構成されたタイヤ（比較例２）、（５）としてサイド補強層が１種（ゴムＢ）の一体押出物で構成されたタイヤ（比較例３）を用意した。
（１）〜（５）のタイヤはサイド補強層の構成以外は全て同一である。
使用したリボン状ゴムの１００％伸張モジュラス値は、ゴムＡが１１．５ＭＰａ、
ゴムＢが７．３ＭＰａである。

性能評価
回転ドラム試験により、（１）〜（５）のタイヤを荷重５００ｋｇ、内圧０ｋＰａにした上で、時速８０ｋｍ／ｈにて走行させた際、振動が発生し（不安定）、さらに振動が大きく一定になる（故障）ランフラット走行終了前に発生する「不安定→故障」に掛かる時間（以下、性能変化時間）とランフラット走行距離とを（５）のタイヤを１００として、指数で表示する。
ランフラット走行距離は、指数が大きくなるほど走行距離が延び、より長い間ランフラット走行ができることを意味する。
性能変化時間は、指数が大きくなるほど「不安定→故障」までの時間が延び、性能変化が緩やかに進み、運転者が制御不能になる可能性をより小さくすることを意味する。
サイド補強層の構成及び性能評価の結果を表１に示す。

実施例１では、比較例２の一体押出物と同一ゴムを使用しているにも拘わらず、性能変化時間が長くなり、運転者は車の制御をよりし易くなる。また、若干ではあるが、ランフラット走行距離も向上している。一方、比較例１は実施例１と同一ゴムを使用しているが、リボン積層界面が４５°をなすもので、性能変化時間やランフラット走行距離は若干低下している。比較例３は比較例２と同様に補強層を作製するが使用するゴムが異なるもので、性能変化時間は比較例３のゴムの方が良いが、比較例２と同じゴムを使用した実施例１よりは劣っている。

サイド補強層を有するランフラットタイヤのタイヤ幅方向断面図である。 リボン積層で構成される三日月型サイド補強層の断面を示す図である。 （１）はランフラット走行時の最大歪部の接線とリボン積層が平行で１種のゴムからなる補強層 （２）はランフラット走行時の最大歪部の接線とリボン積層が平行で２種のゴムからなる補強層 （３）はランフラット走行時の最大歪部の接線とリボン積層が４５°をなす１種のゴムからなる補強層

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 カーカス部
６ ベルト部
７ サイド補強層
８ サイド補強層
９ ランフラット走行時の最大歪部の接線
１０ リボン積層ゴム間の界面

Claims (4)

1. タイヤ幅方向断面における形状が三日月形状である補強層を有するサイド補強型ランフラットタイヤにおいて、三日月型のサイド補強層が少なくとも２層以上のリボン積層ゴムからなり、該２層以上のリボン積層ゴム間の界面が、ランフラット走行時に最も屈曲するカーカス部位の接線方向に対して、−２０°〜＋２０°の角度で配置されることを特徴とする空気入りランフラットタイヤ。
2. リボン積層ゴム間の界面が、ランフラットランフラット走行時に最も屈曲するカーカス部位の接線方向に対して、０°の角度で配置された請求項１記載の空気入りランフラットタイヤ。
3. サイド補強層をなす２層以上のリボン積層ゴムが２種以上のゴム種からなる請求項１又は２に記載の空気入りランフラットタイヤ。
4. ２層以上のリボン積層をなす各ゴムの１００％伸張モジュラス値が、最も高いゴム種と最も低いゴム種で２ＭＰａ以上の差となる２種以上のゴム種を組合わせたリボン積層からなる請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りランフラットタイヤ。

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