JP2009120023A - ランフラットタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】大幅な質量増加を伴うことなく乗り心地及び耐久性を向上する。
【解決手段】カーカス６とベルト層７と断面略三日月状のサイド補強ゴム層９とを具えるランフラットタイヤ１である。カーカス６のカーカスコードは、撚り係数Ｔが０．５〜０．７であるアラミド繊維からなる。カーカス６とベルト層７との間には、タイヤ軸方向にのびるインスレーションゴム１１を有する。インスレーションゴム１１は、トレッド中央部に配されたクラウンゴム部１２と、その両外側に配されかつクラウンゴム部１２とは配合が異なる一対のショルダーゴム部１３とを少なくとも含む。前記クラウンゴム部１２の硬さが７０〜９９度であり、かつ前記ショルダーゴム部１３の硬さ及び損失正接ｔａｎδは、前記クラウンゴム部１２の硬さ及び損失正接ｔａｎδよりも小さい。
【選択図】図１

Description

本発明は、パンク時でも一定の速度で継続した走行が可能なランフラットタイヤに関し、詳しくは大幅な質量増加を伴うことなく乗り心地及び耐久性を向上しうるランフラットタイヤに関する。

従来、図９に示されるように、パンク等によってタイヤの空気が抜けた場合でも、比較的高速度で一定の距離を継続走行（以下、このような走行を「ランフラット走行」と言う。）しうるランフラットタイヤｂが知られている（下記特許文献１ないし２参照）。このようなランフラットタイヤｂは、サイドウォール部に断面略三日月状の補強ゴム層ｃが設けられ、この補強ゴム層ｃによって剛性を高められたサイドウォール部が、空気圧に代わってタイヤに作用する荷重を実質的に支持する。これにより、タイヤの縦撓みが最小限に抑えられ、ひいてはランフラット走行が可能となる。

ところで、ランフラット走行中、トレッド部ｄは、両側のサイドウォール部の撓みに伴い幅方向の大きな圧縮力を受け、そのクラウン部ｄ１がタイヤ半径方向内側へ大きく撓む。このようなクラウン部ｄ１の大きな撓みが長時間繰り返されると、トレッド部においてゴムとコードの剥離が誘発されやすい。

また上記の撓み基づき、タイヤｂは、クラウン部ｄ１の両側であるショルダー部ｄ２だけで接地することになる。このような走行は、ショルダー部ｄ２の接地圧を高め、該ショルダー部ｄ２での発熱や摩耗を促進する。そして、例えばベルト層ｅのエッジ等に亀裂が生じ、これが成長してタイヤの破壊等を招く場合がある。

このようなクラウン部ｄ１の撓みを抑えるために、トレッドゴムの厚さＴを大きくし耐圧縮剛性を高めることが考えられる。しかしながら、この方法では、通常走行時での接地面において、ベルト層ｅと路面との距離が大きくなり、ひいては旋回時の応答性を悪化させるなど操縦安定性が低下しやすい。

また、本件出願人は、前述のクラウン部ｄ１の撓みを抑制するために、下記特許文献３を既に提案した。この提案は、トレッド部ｄにおいて、ベルト層とカーカスとの間に補強ゴム層を配することを教える。しかしながら、該補強ゴムは、全体が１種類のゴムで構成されているため、クラウン部ｄ１とショルダー部ｄ２とにそれぞれ異なった特性を与えることができず、耐久性の向上等に関してはさらなる改善の余地がある。

特開２００２−３０１９１１号公報 特許第２９９４９８９号公報 特開２００２−１２００４号公報

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、高弾性であるアラミド繊維コードをカーカスコードに使用するとともに、カーカスとベルト層との間にインスレーションゴムを配置することを基本として、タイヤ質量の大幅な増加を伴うことなくランフラット走行時における操縦安定性と耐久性とを向上しうるランフラットタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの半径方向外側に配されるベルト層と、前記サイドウォール部のカーカス内側に配された断面略三日月状のサイド補強ゴム層とを具えるランフラットタイヤであって、前記カーカスは、タイヤ赤道に対して４５〜９０°の角度で配列したカーカスコードをトッピングゴムで被覆したカーカスプライからなるとともに、前記カーカスコードは、下式（１）で示される撚り係数Ｔが０．５〜０．７であるアラミド繊維からなり、しかも前記カーカスと前記ベルト層との間には、タイヤ軸方向にのびるインスレーションゴムを有し、前記インスレーションゴムは、トレッド中央部に配されたクラウンゴム部と、そのタイヤ軸方向の両外側に配されかつ前記クラウンゴム部とは配合が異なる一対のショルダーゴム部とを少なくとも含み、前記クラウンゴム部の硬さが７０〜９９度であり、かつ前記ショルダーゴム部の硬さ及び損失正接ｔａｎδは、前記クラウンゴム部の硬さ及び損失正接ｔａｎδよりも小さいことを特徴とする。
Ｔ＝Ｎ×√｛（０．１２５×Ｄ／２）／ρ｝×１０^-3 …（１）
ただし、Ｎは上撚り数（回／１０cm）、Ｄはコードのトータル表示デシテックス（繊度）、ρはコード材料の比重である。

また請求項２記載の発明は、前記クラウンゴム部の損失正接ｔａｎは０．１５〜０．２５であり、かつ前記ショルダーゴム部の硬さは５０度以上かつ７０度未満しかも損失正接ｔａｎδは０．０４〜０．１２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、前記ベルト層は、タイヤ半径方向に重ねられた複数のベルトプライから構成されるとともに、前記インスレーションゴムのタイヤ軸方向の幅は、タイヤ半径方向の最も外側に配されたベルトプライのタイヤ軸方向の幅の９０〜１１０％である請求項１又は２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、前記ベルト層は、タイヤ半径方向に重ねられた複数のベルトプライから構成されるとともに、前記クラウンゴム部のタイヤ軸方向の幅は、タイヤ半径方向の最も外側に配されたベルトプライのタイヤ軸方向の幅の６０〜８５％である請求項１乃至３のいずれかに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、前記インスレーションゴムの厚さは２．０〜１０．０mmである請求項１乃至４のいずれかに記載のランフラットタイヤである。

また請求項６記載の発明は、前記カーカスコードの前記撚り係数Ｔが０．６〜０．７である請求項１乃至５のいずれかに記載のランフラットタイヤである。

また請求項７記載の発明は、前記カーカスプライの前記トッピングゴムは、複素弾性率Ｅ*tが５〜１３ＭＰａである請求項１乃至６のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

また請求項８記載の発明は、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷である正規無負荷状態のタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面において、タイヤ外面のプロファイルは、前記タイヤ外面とタイヤ赤道（Ｃ）との交点（ＣＰ）からタイヤ最大幅（ＳＷ）の４５％の距離（ＳＰ）を隔てるタイヤ外面上の点を（Ｐ）とするとき、前記交点（ＣＰ）から前記点（Ｐ）までの区間においてタイヤ外面の曲率半径（ＲＣ）は徐々に減少するとともに、次の関係を満足する請求項１乃至７のいずれかに記載のランフラットタイヤである。
０．０５＜ Ｙ60 ／Ｈ ≦０．１
０．１＜ Ｙ75 ／Ｈ ≦０．２
０．２＜ Ｙ90 ／Ｈ ≦０．４
０．４＜ Ｙ100 ／Ｈ ≦０．７
ここで、Ｙ60、Ｙ75、Ｙ90及びＹ100 は、前記交点（ＣＰ）からタイヤ軸方向にタイヤ最大幅の半幅（ＳＷ／２）の６０％、７５％、９０％及び１００％のタイヤ軸方向距離をそれぞれ隔てるタイヤ外面上の各点Ｐ60、Ｐ75、Ｐ90及びＰ100 と、前記交点（ＣＰ）とのタイヤ半径方向の各距離、Ｈはタイヤ断面高さである。

また、前記損失正接及び複素弾性率はＪＩＳ−Ｋ６３９４の規定に準じて、次に示される条件で粘弾性スペクトロメータを用いて測定した値である。
初期歪：１０％
振幅：±１％
周波数：１０Ｈｚ
変形モード：引張
測定温度：７０°

本発明のランフラットタイヤは、耐熱性に特に優れるアラミド繊維コードがカーカスコードとして用いられる。従って、ランフラット走行時の温度上昇によるカーカスコード損傷を抑制できる。また、アラミド繊維コードは高弾性であり荷重支持能力を高めることができるため、カーカスプライ枚数の低減（軽量化）を図りながら、ランフラット走行時のタイヤの縦撓み量を軽減できる。しかも、このような高弾性のカーカスコードは、ランフラット走行時において、トレッド中央部の半径方向内方への撓みを抑制し、ひいてはトレッドショルダー部での発熱を軽減しうる。

また、本発明のランフラットタイヤは、カーカスとベルト層との間に、トレッド幅方向にのびるインスレーションゴムを有する。このインスレーションゴムにおいて、トレッド中央部に配されたクラウンゴム部は、圧縮応力に対して相対的に高い抵抗性を示す硬質のゴムから形成される一方、クラウンゴム部のタイヤ軸方向の両外側に配された一対のショルダーゴム部は、クラウンゴム部よりも相対的に低発熱性のゴムから形成される。このようなランフラットタイヤは、前記アラミド繊維のカーカスコードとの相乗作用により、ランフラット走行時において、トレッド中央部の半径方向内方への撓みをさらに抑制するとともに、トレッドショルダー部での発熱を軽減しうる。

従って、本発明のランフラットタイヤは、ランフラット耐久性をより一層高めうる。またランフラット走行時の操縦安定性も向上でき、ランフラット走行における高速化及び長距離化を達成しうる。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態のランフラットタイヤ１の正規無負荷状態における断面図、図２はそのトレッド部の要部拡大図、図３は正規無負荷状態から内圧を零としかつ正規荷重を負荷した前記タイヤ１のランフラット状態の断面図がそれぞれ示される。なお、特に言及が無い場合、タイヤの各部寸法等は、前記正規無負荷状態での値とする。

ここで、前記「正規無負荷状態」とは、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た無負荷の状態とする。

また、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。さらに、前記「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、前記「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"とする。

前記ランフラットタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス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の内部に配置されたベルト層７と、前記ビードコア５の外面からタイヤ半径方向外側にテーパ状でのびるビードエーペックスゴム８と、前記カーカス６の内側かつサイドウォール部３の領域の少なくとも一部に配された断面略三日月状をなすサイド補強ゴム層９と、本実施形態ではサイド補強ゴム層９のタイヤ軸方向内側に配されたガスバリア性を有するゴムからなるインナーライナーゴム１０と、カーカス６とベルト層７との間に配されたインスレーションゴム１１とを含んで構成される。

前記カーカス６は、タイヤ赤道Ｃに対して例えば７０〜９０°の角度で配列されたカーカスコードを有する少なくとも１枚、本実施形態では１枚のカーカスプライ６Ａで形成される。また、カーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間を跨ってのびるトロイド状の本体部６ａと、その両側に設けられかつ前記ビードコア５の周りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された一対の折返し部６ｂと含む。

前記カーカスプライ６Ａの本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、前記ビードエーペックスゴム８が配される。該ビードエーペックスゴム８は、例えば硬さが６５〜９５度以上、より好ましくは７０〜９０度の比較的硬質のゴムからなることにより、ビード部４の曲げ剛性を高め、ひいては操縦安定性を向上させるのに役立つ。なお、本明細書においては、ゴムの硬さは、温度２３℃で測定したＪＩＳ−Ｋ６２５３に基づくデュロメータータイプＡによる硬さを意味する。

ビードベースラインＢＬからビードエーペックスゴム８の外端８ｔまでのタイヤ半径方向の高さｈａは、特に限定はされないが、小さすぎるとランフラット状態での操縦安定性が低下しやすい。このような観点より、前記高さｈａは、タイヤ断面高さＨの２０％以上、より好ましくは２５％以上が望ましい。他方、前記高さｈａが大きすぎると乗り心地の悪化を招くおそれがあるので、好ましくはタイヤ断面高さＨの５０％以下、より好ましくは４５％以下が望ましい。

本実施形態において、カーカスプライ６Ａの折返し部６ｂは、ビードエーペックスゴム８の外端８ｔをタイヤ半径方向外側に超えてのびており、その外端部６ｂｅは、本体部６ａとベルト層７との間に挟まれる位置にある。これにより、少ない枚数のカーカスプライ６Ａにより、サイドウォール部３が効果的に補強される。

前記ベルト層７は、タイヤ赤道Ｃに対して例えば１０〜３５゜の角度で配列されたベルトコード（本実施形態ではスチールコード）を有するベルトプライの複数枚をタイヤ半径方向に重ねて形成される。この実施形態において、ベルト層７は、幅中心を揃えて重ねられた２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂで構成される。

前記ベルト層７の幅（この例では幅の広い内のベルトプライ７Ａの外端７ｅ間の幅）ＢＷｉは、タイヤ最大幅ＳＷの０．７０〜０．９５倍が好ましい。このようなベルト層７は、トレッド部２のほぼ全域に亘ってタガ効果を付与し、タイヤ外面のプロファイルを効果的に保持し得る。また、最もタイヤ半径方向外側に配されたベルトプライ７Ｂは、そのタイヤ軸方向の幅ＢＷｏ（図２に示される）が前記ベルト層の幅ＢＷｉのほぼ９０〜９８％程度で形成されるのが望ましい。これにより、ベルトプライ７Ａ及び７Ｂの外端が重なることによる大きな剛性段差の発生を防止しうる。

ここで、前記タイヤ最大幅ＳＷは、タイヤ最大幅点Ｍ、Ｍ間のタイヤ軸方向距離である。また、タイヤ最大幅点Ｍは、サイドウォール部３に設けられた文字、模様及びリムプロテクタなどを除外したタイヤ断面輪郭形状から定められ、具体的にはカーカス６の最大幅をなす点ｍと実質的に同じ高さにある。

前記サイド補強ゴム層９は、その中央部９ａからタイヤ半径方向の内端９ｉ及び外端９ｏに向かってそれぞれ厚さが徐々に減じられかつサイドウォール部３に沿って滑らかに湾曲した断面略三日月状で形成され、タイヤ周方向に連続してのびている。勿論、該サイド補強ゴム層９は、各サイドウォール部３にそれぞれ設けられている。

本実施形態において、サイド補強ゴム層９の内端９ｉは、ビードエーペックスゴム８の外端８ｔよりもタイヤ半径方向内側かつビードコア５よりもタイヤ半径方向外側に設けられる。これにより、サイドウォール部３からビード部４にかけての曲げ剛性がバランス良く向上される。とりわけ、サイド補強ゴム層９とビードエーペックスゴム８との重なり部のタイヤ半径方向の長さＷｉは、好ましくは５〜５０mmである。

また、サイド補強ゴム層９の外端９ｏは、例えばトレッド部２の内側に至ってのびており、本実施形態では、ベルト層７の外端７ｅよりもタイヤ軸方向内側に設けられる。これにより、バットレス部等の剛性が効果的に高められる。とりわけ、サイド補強ゴム層９とベルト層７との重なり部のタイヤ軸方向の長さＷｏは、好ましくは０mmよりも大きくかつ５０mm以下である。

サイド補強ゴム層９の内端９ｉ及び外端９ｏ間のタイヤ半径方向の長さＬ（即ち、サイド補強ゴム層９のタイヤ半径方向長さ）は、特に限定はされないが、小さすぎるとサイドウォール部３への補強効果が低下しやすく、逆に大きすぎても通常走行時での乗り心地やリム組み性を悪化させる傾向がある。このような観点より、前記長さＬは、好ましくはタイヤ断面高さＨの３５％以上、より好ましくは４０％以上が望ましく、また、好ましくは７０％以下、より好ましくは６５％以下が望ましい。

サイド補強ゴム層９の最大厚さｔｃは、負荷される荷重やタイヤサイズに応じて適宜定めることができるが、小さすぎると、サイドウォール部３を補強する効果が得られ難い。このような観点より、前記最大厚さｔｃは、好ましくは５mm以上、より好ましくは８mm以上が望ましい。他方、前記厚さｔｃが大きすぎると、タイヤ質量の増加及び過度の発熱を招くおそれがあるので、該厚さｔｃは、好ましくは２０mm以下、より好ましくは１５mm以下が望ましい。

ランフラット走行時におけるタイヤの縦撓みを抑えるために、サイド補強ゴム層９の硬さは、好ましくは３０度以上、より好ましくは４０度以上、さらに好ましくは６０度以上が望ましい。他方、サイド補強ゴム層９の硬さが大きすぎると、タイヤの縦バネが大きくなり、通常走行時の乗り心地を著しく悪化させる傾向があるので、好ましくは９０度以下、より好ましくは８５度以下が望ましい。

以上のようなランフラットタイヤ１において、本発明では、先ず、ランフラット走行時の操縦安定性及び耐久性を向上するべく、前記カーカスコードにアラミド繊維が採用される。

前記アラミド繊維は、高弾性繊維として知られ、ランフラットタイヤ１のカーカスコードに使用することにより、タイヤの荷重支持能力を高めることができる。従って、例えばカーカスプライ枚数の低減、カーカスコードの細径化、及び／またはコード配列密度（コードエンド数）の低下などによるタイヤの軽量化を図りながら、ランフラット走行時のタイヤ変形を低減できる。しかも、アラミド繊維は、１００〜１５０℃の高温下においても弾性率の低下が、他の有機繊維コード材料に比べて小さく、耐熱性に優れるという特性を有する。従って、ランフラット走行時のタイヤ温度上昇によっても、カーカスコードが強度低下して損傷を招いたり、また弾性率の低下によるタイヤ変形量の増加や、それに伴うさらなるタイヤ温度上昇を招くことを防止できる。その結果、ランフラット耐久性を向上できる。さらにタイヤ温度上昇によっても、高弾性率を維持してタイヤ剛性を高め得るため、ランフラット時の操縦安定性を向上しうる。

他方、アラミド繊維は、弾性率が高いゆえに耐疲労性に劣る傾向がある。そのため本実施形態では、図４に略示されるように、カーカスコード２０に、下撚りしたアラミド繊維のフィラメント束２１（即ちストランド２１）の２本を、さらに上撚りにて互いに撚り合わせた２本撚り構造が採用されるとともに、このときの撚り合わせを、従来よりも高い撚り係数Ｔで行っている。

ここで、前記「撚り係数Ｔ」は、コードの上撚り数をＮ（単位：回／１０cm）、コード１本のトータル表示デシテックス（トータル繊度）をＤ（単位：dtex）、コード材料の比重をρとしたとき、次式（１）で示される。
Ｔ＝Ｎ×√｛（０．１２５×Ｄ／２）／ρ｝×１０^-3 …（１）

そして、この撚り係数Ｔを０．５〜０．７の範囲まで高めることにより、アラミド繊維コードの欠点である耐疲労性を改善でき、従来のレーヨンコードの場合に比して、ランフラット耐久性を大幅に向上することが可能となる。なお前記カーカスコード２０の撚り係数Ｔが０．５を下回ると、耐疲労性の向上効果が少なく、ランフラット耐久性を十分に高めることができない。逆に、撚り係数Ｔが０．７を上回ると、コードの撚り加工が難しくなり生産性に不利となる。特に撚り係数Ｔの下限は０．６以上が好ましく、これによりコードの耐疲労性がさらに改善され、ランフラット耐久性をより一層向上しうる。

なおカーカスコード２０では、アラミド繊維の重要な特性である高弾性を活かして優れた補強効果を発揮させるために、２本撚り構造が望ましく採用される。そのとき、下撚り数と、上撚り数とが等しい所謂バランス撚りが好ましいが、撚り数の比（下撚り数／上撚り数）が０．２〜２．０の範囲内、好ましくは０．５〜１．５の範囲内で、下撚り数と上撚り数とを相違させても良い。

また前記トータル表示デシテックスＤ（繊度）は、特に限定されるものではないが、ランフラットタイヤの場合、１５００〜５０００dtexの範囲が好ましい。またカーカスプライ６Ａにおけるコードエンド数ｎ（本／５ｃｍ）と前記トータル表示デシテックスＤとの積は、７００００〜１５００００の範囲が好ましく、７００００未満では、アラミド繊維コードとはいえ、ランフラット耐久性や操縦安定性が不十分となり、逆に１５００００を越えると、カーカス剛性が過大となって乗り心地性を損ねるとともに、質量やコストの不必要な増加を招く。このような観点から前記積Ｄ×ｎの下限は１０００００以上がさらに好ましく、上限は１２００００以下がさらに好ましい。

さらに、本実施形態では、前記カーカスプライ６Ａのトッピングゴムには、従来のものに比して高弾性のゴム、具体的には、複素弾性率Ｅ*tが５〜１３ＭＰａのゴムが採用されている。このように高弾性のゴムをカーカスコードのトッピングゴムに採用することで、タイヤ変形時、カーカスコード２０に掛かる歪みを低減でき、ランフラット耐久性のさらなる向上を達成しうる。なお、前記複素弾性率Ｅ*tが５ＭＰａを下回ると前記効果が十分に期待できず、逆に１３ＭＰａを上回ると、ゴムが硬くなり過ぎ、乗り心地性が一気に悪化するおそれがある。このような観点から、複素弾性率Ｅ*tの下限値は、５．５ＭＰａ以上、さらには６ＭＰａ以上が好ましく、また上限値は１１ＭＰａ以下、さらに９ＭＰａ以下が好ましい。

また、本発明のランフラットタイヤ１では、カーカス６とベルト層７との間の領域にインスレーションゴム１１が配される。このようなインスレーションゴム１１は、トレッド部２の耐圧縮剛性を高め、例えば図３に示されるように、トレッド部２のタイヤ半径方向内方への撓み量Ｌｆを従来（図９）に比して小さく抑え得る。このような作用は、撚り係数Ｔが限定された前記アラミド繊維のカーカスコードとの組み合わせにおいてより一層効果的に発揮される。また、これに伴い、トレッドショルダー部の接地幅ＴＣＷを増加させそこでの接地圧の著しい上昇を抑えうる。なお、インスレーションゴム１１をカーカス６とベルト層７との間の領域に配した理由は、この領域にゴム層を配しても操縦安定性への影響が比較的小さいためである。

また、前記インスレーションゴム１１は、トレッド中央部に配されたクラウンゴム部１２と、そのタイヤ軸方向の両外側に配されかつ前記クラウンゴム部１２とは配合が異なる一対のショルダーゴム部１３、１３とから構成される。本実施形態のインスレーションゴム１１は、クラウンゴム部１２とショルダーゴム部１３とが接続されることによりトレッド部２でタイヤ軸方向に連続して形成される。

前記クラウンゴム部１２は、上述のトレッド中央部分の撓みを抑制するために、その硬さＨｄｃが少なくとも７０度以上、好ましくは７５度以上、さらに好ましくは８０度以上のゴムで構成されるのが望ましい。前記硬さＨｄｃが７０度未満であると、トレッド中央部の耐圧縮剛性を十分に高めることができず、ひいてはタイヤ半径方向内方への撓み量を抑制できない。他方、クラウンゴム部１２の硬さＨｄｃが大きすぎると、通常走行時の乗り心地の悪化や、カーカスプライ６Ａ及び／又はベルトプライ７Ａ、７Ｂのトッピングゴムとの著しい硬度差が生じ、それらの界面で応力集中や接着力低下を招く不具合がある。このような観点より、クラウンゴム部の前記硬さＨｄｃは、９９度以下、より好ましくは９０度以下、さらに好ましくは８５度以下が望ましい。

また、クラウンゴム部１２の損失正接ｔａｎδは、特に限定されないが、大きすぎると発熱に伴う耐久性の悪化が生じやすくなる。このような観点より、前記損失正接ｔａｎδは、好ましくは０．２５以下、より好ましくは０．２０以下が望ましい。他方、この損失正接ｔａｎδの下限も特に限定されないが、小さくしすぎると、上記ゴム硬さを維持するのが困難な傾向がある。このような観点より、クラウンゴム部１２の損失正接ｔａｎδは、好ましくは０．１０以上、より好ましくは０．１５以上が望ましい。

また、ランフラット走行時、路面との間で接地及び離間を繰り返すトレッドショルダー部は、トレッド中央部に比べると非常に大きな歪を受ける。このため、該トレッドショルダー部に配されるインスレーションゴム１１のショルダーゴム部１３には、クラウンゴム部１２よりも低発熱性のゴム、即ち、クラウンゴム部１２よりも損失正接ｔａｎδが小さいゴムが用いられる。

ショルダーゴム部１３の損失正接ｔａｎδの具体的な値は特に限定されないが、好ましくは０．１２以下、より好ましくは０．１０以下、さらに好ましくは０．０９以下が望ましい。このように、ショルダーゴム部１３の損失正接ｔａｎδを具体的に限定した場合、ランフラット走行時におけるトレッドショルダー部の発熱をより確実に抑制し、耐久性をさらに向上できる。他方、ショルダーゴム部１３の損失正接ｔａｎδを小さくしすぎると、十分なゴム硬さが得られない傾向があるので、好ましくは０．０４以上、より好ましくは０．０６以上が望ましい。

また、ショルダーゴム部１３の硬さＨｄｓも特に限定されない。しかしながら、前記硬さＨｄｓが小さすぎると、ベルト層７とカーカス６との間の歪が大きくなって操縦安定性が悪化するおそれがある。このような観点より、ショルダーゴム部１３の硬さＨｄｓは、好ましくは５０度以上、より好ましくは５５度以上が望ましい。他方、ショルダーゴム部１３の硬さＨｄｓが大きすぎると、それに伴って損失正接ｔａｎδが増加し易くなる他、通常走行時の乗り心地の悪化が生じやすい。このような観点より、前記硬さＨｄｓは、好ましくは７０度未満、より好ましくは６５度以下が望ましい。

また、ランフラット耐久性及び乗り心地をさらにバランス良く高めるために、クラウンゴム部１２の硬さＨｄｃと、ショルダーゴム部１３の硬さＨｄｓとの差（Ｈｄｃ−Ｈｄｓ）は、好ましくは１０度以上、より好ましくは１５度以上が望ましく、また上限に関しては、好ましくは２５度以下、より好ましくは２０度以下が望ましい。

また、図２に示されるように、インスレーションゴム１１のタイヤ軸方向の幅ＲＷは、タイヤ半径方向の最も外側に配されたベルトプライ７Ｂのタイヤ軸方向の幅ＢＷｏの９０〜１１０％が望ましい。前記インスレーションゴム１１の幅ＲＷが、ベルトプライ７Ｂの幅ＢＷｏの９０％未満の場合、トレッドショルダー部に広い範囲でショルダーゴム部１３を配することができず、ひいては発熱抑制効果が十分に得られないおそれがある。逆に、インスレーションゴム１１の幅ＲＷが、ベルトプライ７Ｂの幅ＢＷｏの１１０％を超える場合、成形工程が困難になる割には発熱抑制効果が期待できない。なお、ベルト層７の性能は、通常、ベルトプライ７Ａ、７Ｂの重なっている部分の寄与が大きい。また、一般的なタイヤでは、タイヤ半径方向の最も外側に幅の小さいベルトプライが配置されるので、本実施形態では、インスレーションゴム１１の幅ＲＷは、前記外側のベルトプライ７Ｂの幅ＢＷｏと関連付けられている。

また、インスレーションゴム１１において、クラウンゴム部１２のタイヤ軸方向の幅ＣＷは、前記ベルトプライ７Ｂの前記幅ＢＷｏの６０％以上、より好ましくは６５％以上が望ましい。クラウンゴム部１２の幅ＣＷがベルトプライ７Ｂの前記幅ＢＷｏの６０％未満の場合、トレッド中央部の撓みを抑制する効果が低下する傾向がある。他方、クラウンゴム部１２の幅ＣＷが大きすぎても、ショルダーゴム部１３の領域が小さくなり、トレッドショルダー部の発熱抑制効果が低下しやすくなる。このような観点より、クラウンゴム部１２の幅ＣＷは、ベルトプライ７Ｂの幅ＢＷｏの８０％以下、より好ましくは７５％以下が望ましい。なお、本実施形態において、クラウンゴム部１２は、その幅中心をタイヤ赤道Ｃに実質的に揃えて配されている。また、ショルダーゴム部１３もタイヤ赤道Ｃに関して左右対称に設けられている。

また、インスレーションゴム１１の厚さｔｉは、好ましくは２．０mm以上、より好ましくは２．５mm以上、さらに好ましくは３．０mm以上が望ましい。ここで、インスレーションゴム１１の厚さは、便宜上、タイヤ赤道Ｃの位置において、カーカスプライ６Ａと最も内側に配されたベルトプライ７Ａとのコード間距離として測定されるものとする。インスレーションゴム１１の厚さｔｉが２．０mm未満の場合、特にトレッド中央部において十分な耐圧縮剛性を与えることができないおそれがある。他方、インスレーションゴム１１の厚さｔｉが大きすぎると、発熱性や操縦安定性を悪化させるおそれがある。このような観点より、インスレーションゴム１１の厚さｔｉは、好ましくは１０．０mm以下、より好ましくは８．０mm以下、さらに好ましくは６．０mm以下が望ましい。

なお、インスレーションゴム１１の厚さｔｉは一定でも良いし、またトレッドの幅方向で変化しても良い。本実施形態では、少なくともベルト層７とカーカス６との間で実質的に一定の厚さｔｉでのびる態様が示される。

また、インスレーションゴム１１は、図５に示されるように、例えばクラウンゴム部１２などに短繊維ｆを配合することができる。本実施形態において、短繊維ｆは、その長手方向がインスレーションゴム１１の幅方向に沿って配向されている。このようなクラウンゴム部１２は、実質的な質量増加を伴うことなく、幅方向Ｙの耐圧縮剛性がより一層高められる点で好ましい。なお、前記短繊維ｆとしては、例えばナイロン、ポリエステル、アラミド、レーヨン、ビニロン、芳香族ポリアミド、コットン、セルロース樹脂又は結晶性ポリブタジエンなど有機繊維が好適である。また短繊維ｆは、ゴムとの接着性を向上させるために、例えば平均繊維径が１〜１００μ、平均繊維長が０．１〜５mm程度のものが望ましい。

図６には、インスレーションゴム１１のさらに他の実施形態が示される。この実施形態では、インスレーションゴム１１の厚さｔｉが、タイヤ赤道Ｃからタイヤ軸方向外側に向かって漸増する態様が示される。このようなインスレーションゴム１１は、タイヤ断面におけるベルトプライ７Ａとカーカスプライ６Ａとの曲率差を好ましく吸収しうるともに、厚さが相対的に大きいショルダーゴム部１３によって、トレッドショルダー部の発熱がより一層抑制される点で好ましい。

さらに、本実施形態のランフラットタイヤ１は、図７（正規無負荷状態）に示されるようなタイヤ外面のプロファイル（輪郭線）ＴＬを有する。該プロファイルＴＬはトレッド部２の溝を埋めた状態で特定される。前記正規無負荷状態において、該プロファイルＴＬは、タイヤ外面とタイヤ赤道Ｃとの交点ＣＰからタイヤ最大幅ＳＷの４５％の距離ＳＰを隔てるタイヤ外面上の点をＰとするとき、前記交点ＣＰから前記点Ｐまでの区間においてタイヤ外面の曲率半径ＲＣをタイヤ軸方向外側に向かって徐々に減少させるとともに、次の関係を満足する。
０．０５＜ Ｙ60 ／Ｈ ≦０．１
０．１＜ Ｙ75 ／Ｈ ≦０．２
０．２＜ Ｙ90 ／Ｈ ≦０．４
０．４＜ Ｙ100 ／Ｈ ≦０．７
ここで、Ｙ60、Ｙ75、Ｙ90及びＹ100 は、タイヤ赤道Ｃからタイヤ軸方向にタイヤ最大幅の半幅（ＳＷ／２）の６０％、７５％、９０％及び１００％のタイヤ軸方向距離をそれぞれ隔てるタイヤ外面上の各点Ｐ60、Ｐ75、Ｐ90及びＰ100 と、前記交点ＣＰとのタイヤ半径方向の各距離である。また、前記”Ｈ”はタイヤ断面高さである。

また、ＲＹ60＝Ｙ60／Ｈ
ＲＹ75＝Ｙ75／Ｈ
ＲＹ90＝Ｙ90／Ｈ
ＲＹ100 ＝Ｙ100 ／Ｈ
とすると、上記関係を満足する範囲は図８にグラフとして示される。これらから明らかなように、前記関係を満足するタイヤ外面のプロファイルＴＬは非常に丸くなる。このため、本プロファイルＴＬを有するタイヤの接地形状は、接地幅が小さく、また接地長さが大きくなる。これは、走行中のタイヤノイズを減らし、かつ、ハイドロプレーニング性能を向上するのに役立つ。

また、本プロファイルＴＬは、トレッド部２において撓みやすい領域を増大させる反面、サイドウォール部３の領域を短くする。このため、該プロファイルを具えたランフラットタイヤ１は、タイヤを大幅に軽量化しうる。従って、慣例的なトレッドプロファイルを有するランフラットタイヤに比べ、インスレーションゴム１１を設けた場合であってもとしても、実質的なタイヤ質量の増加が抑制される。なお、前記曲率半径ＲＣは、好ましくは本実施形態のように連続的に減少するものが望ましいが、段階的に減少させることもできる。さらに、該プロファイルＴＬは、タイヤの縦バネを減少させるので、通常走行時の乗り心地に優れる。

本発明は、乗用車用のものとして特に好適であるが、図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施できるのは言うまでもない。

本発明の効果を確認するために、表２の仕様に基づきタイヤサイズ「２４５／４０Ｒ１８」の本発明に従うランフラットタイヤ（実施例）が複数種類試作され、下記の性能がテストされた。また、比較のために、インスレーションゴムを有しないランフラットタイヤ（比較例１乃至４）及び１種の配合からなるインスレーションゴムを有するタイヤ（比較例５，６）についても併せてテストが行われた。

さらに、タイヤ外面のプロファイルは、次のＡ、Ｂの２種類がテストされた。
Ａ：ＲＹ60＝０．０６、ＲＹ75＝０．０８、ＲＹ90＝０．１９、ＲＹ100＝０．５７
Ｂ：ＲＹ60＝０．０９、ＲＹ75＝０．１４、ＲＹ90＝０．３７、ＲＹ100＝０．５７
サイド補強ゴム層の共通仕様は次の通りである。

＜サイド補強ゴム層の共通仕様＞
ベルト層と重なるタイヤ軸方向長さＷｏ：１５mm
ビードエーペックスゴムと重なるタイヤ半径方向長さＷｉ：１０mm
タイヤ半径方向の長さＬ：３０mm
最大厚さｔｃ：７mm
また、表１には、クラウンゴム部及びショルダーゴム部に用いられた代表的な２種の配合を示す。

さらに、テストの方法は、次の通りである。

＜ランフラット耐久性＞
各供試タイヤを下記リムにリム組み後、内圧２３０ｋＰａを充填し、温度３８±２℃で３４時間放置した後、リムのバルブコアを抜き取ってタイヤ内腔と大気とを自由に連通させた。そして、この状態で、半径１．７ｍのドラムを有するドラム試験機上を下記条件で走行させ、タイヤが破壊するまでの走行距離が測定された。結果は、比較例１を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど良好である。
リム：１８×８．５Ｊ
速度：８０km／ｈ
縦荷重：４．１４ｋＮ

＜タイヤ質量＞
各供試タイヤの１本当たりの質量が測定された。結果は、比較例１を１００とする指数で示す。数値が小さいほど軽量であることを示す。

＜縦バネ係数＞
リム（１８×８．５Ｊ）に装着された供試タイヤを内圧２３０ｋＰａ及び荷重５ｋＮの条件で平面に接地させ、タイヤの縦たわみ量が測定された。そして、前記荷重５ｋＮを縦たわみ量で除すことにより、近似的に縦バネ定数を得た。結果は、比較例１を１００とする指数で表示した。数値が小さいほど縦バネが小さく乗り心地に有利であることを示す。

＜乗り心地・操縦安定性＞
排気量４３００ｃｃの国産ＦＲ車に各供試タイヤを４輪装着するとともに、上記リム及び内圧２３０ｋＰａの条件でドライアスファルト路面での旋回時の応答性及びグリップ感などに関する操縦安定性をドライバーの官能により評価した。同様に、アスファルト段差路、ベルジャン路（石畳の路面）及びビッツマン路（小石を敷き詰めた路面）等において、ゴツゴツ感、突き上げ及びダンピングといった乗り心地に関する官能評価を行なった。いずれも比較例１を１００点とする評点で評価した。数値が大きいほど良好である。
テストの結果などを表２に示す。

テストの結果、実施例のタイヤは、比較例に比べて、タイヤ質量の増加なしにランフラット耐久性を向上していることが確認できた。また、比較例と比べても乗り心地及び操縦安定性において実質的な差異は見られなかった。

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。 そのトレッド部を拡大した部分拡大図である。 図１のランフラット状態を示すタイヤの断面図である。 カーカスコードの撚りを説明するための線図である。 インスレーションゴムの他の実施形態を示す斜視図である。 インスレーションゴムのさらに他の実施形態を示すトレッド部の部分拡大断面図である。 タイヤ外面のプロファイルを示す線図である。 タイヤ外面の各位置におけるＲＹｉの範囲を示す線図である。 従来のランフラットタイヤのランフラット状態の断面図である。

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
７Ｂ 最も外側のベルトプライ
９ サイド補強ゴム層
１１ インスレーションゴム
１２ クラウンゴム部
１３ ショルダーゴム部

Claims (8)

1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの半径方向外側に配されるベルト層と、前記サイドウォール部のカーカス内側に配された断面略三日月状のサイド補強ゴム層とを具えるランフラットタイヤであって、
   前記カーカスは、タイヤ赤道に対して４５〜９０°の角度で配列したカーカスコードをトッピングゴムで被覆したカーカスプライからなるとともに、前記カーカスコードは、下式（１）で示される撚り係数Ｔが０．５〜０．７であるアラミド繊維からなり、しかも
   前記カーカスと前記ベルト層との間には、タイヤ軸方向にのびるインスレーションゴムを有し、
   前記インスレーションゴムは、トレッド中央部に配されたクラウンゴム部と、そのタイヤ軸方向の両外側に配されかつ前記クラウンゴム部とは配合が異なる一対のショルダーゴム部とを少なくとも含み、
   前記クラウンゴム部の硬さが７０〜９９度であり、かつ
   前記ショルダーゴム部の硬さ及び損失正接ｔａｎδは、前記クラウンゴム部の硬さ及び損失正接ｔａｎδよりも小さいことを特徴とするランフラットタイヤ。
   Ｔ＝Ｎ×√｛（０．１２５×Ｄ／２）／ρ｝×１０^-3 …（１）
   ただし、Ｎは上撚り数（回／１０cm）、Ｄはコードのトータル表示デシテックス（繊度）、ρはコード材料の比重である。
2. 前記クラウンゴム部の損失正接ｔａｎは０．１５〜０．２５であり、かつ前記ショルダーゴム部の硬さは５０度以上かつ７０度未満しかも損失正接ｔａｎδは０．０４〜０．１２である請求項１記載のランフラットタイヤ。
3. 前記ベルト層は、タイヤ半径方向に重ねられた複数のベルトプライから構成されるとともに、前記インスレーションゴムのタイヤ軸方向の幅は、タイヤ半径方向の最も外側に配されたベルトプライのタイヤ軸方向の幅の９０〜１１０％である請求項１又は２記載のランフラットタイヤ。
4. 前記ベルト層は、タイヤ半径方向に重ねられた複数のベルトプライから構成されるとともに、前記クラウンゴム部のタイヤ軸方向の幅は、タイヤ半径方向の最も外側に配されたベルトプライのタイヤ軸方向の幅の６０〜８５％である請求項１乃至３のいずれかに記載のランフラットタイヤ。
5. 前記インスレーションゴムの厚さは２．０〜１０．０mmである請求項１乃至４のいずれかに記載のランフラットタイヤ。
6. 前記カーカスコードの前記撚り係数Ｔが０．６〜０．７である請求項１乃至５のいずれかに記載のランフラットタイヤ。
7. 前記カーカスプライの前記トッピングゴムは、複素弾性率Ｅ*tが５〜１３ＭＰａである請求項１乃至６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
8. 正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷である正規無負荷状態のタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面において、
   タイヤ外面のプロファイルは、前記タイヤ外面とタイヤ赤道（Ｃ）との交点（ＣＰ）からタイヤ最大幅（ＳＷ）の４５％の距離（ＳＰ）を隔てるタイヤ外面上の点を（Ｐ）とするとき、前記交点（ＣＰ）から前記点（Ｐ）までの区間においてタイヤ外面の曲率半径（ＲＣ）は徐々に減少するとともに、次の関係を満足する請求項１乃至７のいずれかに記載のランフラットタイヤ。
   ０．０５＜ Ｙ60 ／Ｈ ≦０．１
   ０．１＜ Ｙ75 ／Ｈ ≦０．２
   ０．２＜ Ｙ90 ／Ｈ ≦０．４
   ０．４＜ Ｙ100 ／Ｈ ≦０．７
   （ここで、Ｙ60、Ｙ75、Ｙ90及びＹ100 は、前記交点（ＣＰ）からタイヤ軸方向にタイヤ最大幅の半幅（ＳＷ／２）の６０％、７５％、９０％及び１００％のタイヤ軸方向距離をそれぞれ隔てるタイヤ外面上の各点Ｐ60、Ｐ75、Ｐ90及びＰ100 と、前記交点（ＣＰ）とのタイヤ半径方向の各距離、Ｈはタイヤ断面高さである。）