JP2009179105A - 空気入りランフラットタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】比較的軽量な車両に用いる場合、ランフラット耐久性を確保しつつ乗り心地の悪化を抑える。
【解決手段】カーカスを１枚のカーカスプライ２４で構成し、折返し部２４Ｂの端部をタイヤサイド部１４に配置する。カーカスコードをレーヨンコードの３本撚りとし、サイド補強ゴム層３０の最大厚さＴ１を、タイヤサイド部１４の厚さＴ０の３０〜４０％の範囲内に設定することで、比較的軽量な車両に用いた場合に、ランフラット耐久性を確保しながら乗り心地の向上を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りランフラットタイヤにかかり、特に、パンク等により内圧が低下しても一定の距離の安全走行を可能にする空気入りランフラットタイヤに関する。

従来より、普通乗用車向けの空気入りランフラットタイヤとして、断面三日月状等のサイド補強ゴム層をタイヤサイド部に備えたサイド補強タイプの空気入りランフラットタイヤが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この種の空気入りランフラットタイヤは、ランフラット走行時に普通乗用車の荷重を支えて所定の距離を走行するために、サイド補強ゴム層を厚くしたり、カーカス層を２枚にしたり、カーカス層が１枚でも繊維補強層を追加することにより耐久性を確保していた。
特開平２―１４７４１７号公報 特開平３―１７６２１３号公報 特開２００２―５００５８７号公報

しかしながら、軽乗用車向けのノーマルタイヤは、普通乗用車向けタイヤに比べて簡素な構造で乗り心地の良いタイヤであるが、軽乗用車向け空気入りランフラットタイヤに普通乗用車と同様の構造を適用すると、車重に比較して剛性が高くなり過ぎて乗り心地を大幅に阻害することになり、さらには車体への入力も大きく、車両の耐久性にも影響を及ぼす懸念がある。
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、比較的軽量な車両に用いた場合に、ランフラット耐久性を確保しつつ乗り心地の悪化を抑えることのできる空気入りランフラットタイヤを提供することが目的である。

発明者は、種々の実験検討を重ねた結果、カーカス構造、カーカスコードの繊度、及びサイド補強ゴム層の厚さを最適化することで、ランフラット走行性能を確保しつつ、乗り心地の悪化を抑えられることを見出した。

請求項１に記載の空気入りランフラットタイヤは、一対のビードコアと、ベルト層と、一方のビードコアから他方のビードコアへトロイド状に跨り、端部分が前記ビードコアをタイヤ内側からタイヤ径方向外側へ折り返され、レーヨンコードの３本撚りとされた複数本のカーカスコードを互いに平行に配列してゴム被覆した１枚のカーカスプライと、一方のビードコアから他方のビードコアへ至る前記カーカスプライの本体部と、前記カーカスプライの折返し部との間に配置され、前記ビードコアからタイヤ径方向外側へ向けて厚さを漸減させながら延びるビードフィラーと、前記カーカスプライのタイヤ軸方向内側に配置され、ビード部側、及びトレッド部側に向けて厚さが漸減するサイド補強ゴム層と、を備え、前記カーカスプライの折返し端が、前記ベルト層の端部と前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端との間であるタイヤサイド部に位置し、前記サイド補強ゴム層の最大厚さＴ１が、前記サイド補強ゴム層の最大厚さ部分で計測する前記タイヤサイド部の厚さＴ０の３０〜４０％の範囲内に設定されている。

次に、請求項１に記載の空気入りランフラットタイヤの作用を説明する。
請求項１に記載の空気入りランフラットタイヤでは、カーカスプライが１枚であるが、カーカスコードをレーヨンコードの３本撚りとし、サイド補強ゴム層の最大厚さＴ１を、タイヤサイド部の厚さＴ０の３０〜４０％の範囲内に設定することで、比較的軽量な車両（例えば、車重９５０ｋｇ以下）に用いた場合に、ランフラット耐久性を確保しながら乗り心地の向上を図ることができる。

例えば、悪路走行により路面の突起から衝撃を受けてタイヤサイド部が大変形した際には、ビードフィラー内側のカーカスに過大な引張応力が作用するため、２本撚りのカーカスコードを備えたカーカスプライ１層では強度不足の懸念があるが、本発明ではカーカスプライに用いるコードのコード繊度を１８４０ｄｔｅｘ／３以上とすることで耐久性を十分に確保できる。
カーカスプライの折返し端を、ベルト層の端部とビードフィラーのタイヤ径方向外側端との間であるタイヤサイド部に配置したことで、プライ端をベルト層にオーバーラップさせた従来品に比較して軽量で乗り心地を向上させることができる。
また、レーヨンコードは発熱が少ないため、ランフラット走行に好適である。
ここで、サイド補強ゴム層の最大厚さＴ１が、タイヤサイド部の厚さＴ０の３０％未満では、ランフラット耐久性が不十分となる。一方、サイド補強ゴム層の最大厚さＴ１が、タイヤサイド部の厚さＴ０の４０％を超えると、乗り心地の悪化を招く。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りランフラットタイヤにおいて、前記カーカスプライの本体部と折返し部との間のゴムゲージが、前記カーカスコードの直径の１．０〜１．５倍の範囲内に設定されている重なり領域を、前記折返し部の端部側に設けている、ことを特徴としている。

次に、請求項２に記載の空気入りランフラットタイヤの作用を説明する。
レーヨンコードの３本撚りとされたカーカスコードを含む本発明のカーカスプライは、２本撚りのカーカスコードを含むカーカスプライに比較してゲージが厚いため、カーカス端での歪みが、２本撚りのカーカスコードを含むカーカスプライ対比で大きくなる。このため、請求項２に記載の空気入りランフラットタイヤでは、カーカスプライの本体部と折返し部との間のゴムゲージを、カーカスコードの直径の１．０〜１．５倍の範囲内に設定した重なり領域を折返し部の端部側に設けることで該歪みを抑えることができる。これにより、カーカスの折返し部の端部からのセパレーションの発生を抑えることができる。

なお、重なり領域におけるカーカスプライの本体部と折返し部との間のゴムゲージが、カーカスコードの直径の１．０倍未満では、カーカス端での歪みを抑えることができなくなる。
一方、重なり領域におけるカーカスプライの本体部と折返し部との間のゴムゲージが、カーカスコードの直径の１．５倍を超えると、ゴムの体積が増えすぎて発熱耐久性が悪化することが懸念される。

また、カーカスプライの本体部と折返し部との間のゴムゲージを、カーカスコードの直径の１．０〜１．５倍の範囲内に設定する重なり領域は、折返し部の端部からタイヤ径方向内側へカーカスプライに沿って少なくとも１０ｍｍを確保することが好ましい。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の空気入りランフラットタイヤにおいて、前記ベルト層は、２枚のベルトプライから構成され、前記ベルト層のタイヤ径方向外側には、前記ベルト層の全体を覆うように複数本のナイロンコードを含むベルト補強層が配設されており、前記ナイロンコードが、ナイロンフィラメントを束ねて下撚りのみを施した片撚りコードである、ことを特徴としている。

次に、請求項３に記載の空気入りランフラットタイヤの作用を説明する。
２枚のベルトプライから構成されたベルト層は、ランフラット走行時にバックリングしてベルト折れが懸念される。このため、ベルト層のタイヤ径方向外側に、ベルト層の全体を覆うように複数本のナイロンコードを含むベルト補強層が配設することで、バックリングを抑制することができる。
また、片撚りコードは、相撚りコードに比較して面外剛性を抑えて乗り心地性能の悪化を抑制しつつ、コード折れに対する耐久性を向上させることができる。

以上説明したように請求項１に記載の空気入りランフラットタイヤは上記の構成としたので、ランフラット走行性能を確保しつつ、乗り心地の悪化を抑えることができる、という優れた効果を有する。
請求項２に記載の空気入りランフラットタイヤは上記の構成としたので、カーカスの折返し端からのセパレーションの発生を抑えることができる、という優れた効果を有する。
また、請求項３に記載の空気入りランフラットタイヤは上記の構成としたので、ベルトのコード折れに対する耐久性を向上させることができる、という優れた効果を有する。

［第１の実施形態］
図１に示すように、本実施形態の空気入りランフラットタイヤ１０は、軽乗用車用であり、一対のビード部１２と、一対のタイヤサイド部１４と、両タイヤサイド部１４に連なるトレッド部１６とを有し、一対のビード部１２内に埋設したビードコア１８相互間をトロイド状に跨るカーカス２０と、カーカス２０の外周でトレッド部１６を強化するベルト２２とを有する。

本実施形態のカーカス２０は、複数本のカーカスコードを互いに平行に配列してゴム被覆した１枚のカーカスプライ２４から構成されている。カーカスプライ２４は、端部分がビードコア１８の周りをタイヤ内側から外側へ向けて折り返されおり、両ビードコア１８を跨る部分が本体部２４Ａ、折り返されている部分が折返し部２４Ｂである。
そして、折返し部２４Ｂは、端部分がタイヤサイド部１４に位置している。

ここで、タイヤサイド部１４とは、空気入りランフラットタイヤ１０の中で、後述するビードフィラー２８のタイヤ径方向外側端部を通りカーカスプライ２４の本体部２４Ａの接線に対して直角な法線Ｌ１と、後述するベルト２２の端部を通りカーカスプライ２４の本体部２４Ａの接線に対して直角な法線Ｌ２との間の矢印Ａで示す部分のことであり、法線Ｌ１よりもタイヤ径方向内側がビード部１２である。

本実施形態のカーカスプライ２４に用いられているカーカスコードは、レーヨンコードの３本撚りである。なお、カーカスコードの繊度は、１８４０ｄｔｅｘ／３〜１９００ｄｔｅｘ／３の範囲内に設定することが好ましい。
さらに、カーカスプライ２４におけるカーカスコードの打ち込み数は、４０〜６０本／５ｃｍとすることが好ましい。

本実施形態のカーカス２０では、カーカスプライ２４の折返し部２４Ｂの端部側が、本体部２４Ａと密着しており、この密着部分を重なり領域ＳＡとしている。重なり領域ＳＡは、折返し部２４Ｂの端部からタイヤ径方向内側へカーカスプライ２４に沿って少なくとも１０ｍｍを確保することが好ましい。
また、重なり領域ＳＡでは、図２に示すように、本体部２４Ａと折返し部２４Ｂとの間のゴムゲージＧを、カーカスコード２３の直径の１．０〜１．５倍の範囲内に設定することが好ましい。なお、図２において、符号２５はカーカスコード２３を被覆しているコーティングゴムである。

本実施形態のベルト２２は、互いに平行に配列された複数本のスチールコードをゴム被覆した２枚のベルトプライ２６から構成されている。
ベルト２２のタイヤ径方向外側にはトレッド部１６を形成するトレッドゴム層３４が配置されている。
カーカス２０のタイヤ軸方向外側にはタイヤサイド部１４を形成するサイドゴム層３６が配置されている。
カーカスプライ２４の本体部２４Ａと折返し部２４Ｂとの間には、サイドゴム層３６よりも硬質のゴムからなり、ビードコア１８の外周面からタイヤ径方向外側に向けて先細り状に延びるビードフィラー２８が配置されている。
さらに、ビード部１２には、ビードトゥを形成するゴムチェーファー４０が配置されており、ゴムチェーファー４０の外面はカバーゴム４２で覆われている。
空気入りランフラットタイヤ１０の内面には、空気不透過性に優れるインナーライナー３３が設けられている。

本実施形態の空気入りランフラットタイヤ１０では、ビード部１２からトレッド部１６にわたるカーカス２０の本体部２４Ａの内面側に、断面が三日月状（タイヤ径方向内側、及びタイヤ径方向外側に向けて徐々に厚さが漸減する形状）のサイド補強ゴム層３０が設けられている。
サイド補強ゴム層３０は、仮にタイヤ内圧が零になったとしても、走行中の車両総重量を安定して支持し、空気入りランフラットタイヤ１０を装着するリム３２からの離脱を防止し、空気入りランフラットタイヤ１０の破壊を阻止するために、サイドゴム層３６よりも硬質のゴムにより構成されている。

サイド補強ゴム層３０は、タイヤ径方向略中央部分が最も厚く、その最大厚さＴ１は、サイド補強ゴム層３０の最大厚さ部分で計測するタイヤサイド部１４の厚さＴ０の３０〜４０％の範囲内に設定されている。
軽乗用車用タイヤの場合、サイド補強ゴム層３０は、ゴム硬度を９０〜１００（ＪＩＳ Ａ）の範囲内、最大厚さＴ１を４〜６ｍｍの範囲内に設定することが好ましい。本実施形態のサイド補強ゴム層３０は、硬度が９８°（加硫後）、最大厚みが５ｍｍである。

（作用）
本実施形態の空気入りランフラットタイヤ１０では、カーカスプライ２４が１枚であるが、カーカスコードが発熱の少ないレーヨンコードの３本撚りとし、サイド補強ゴム層３０の最大厚さＴ１を、タイヤサイド部１４の厚さＴ０の３０〜４０％の範囲内に設定しているので、軽乗用車等の軽量な車両に用いた場合においても、ランフラット耐久性を確保しながら乗り心地の向上を図ることができる。
カーカスプライ２４の折返し端をタイヤサイド部１４に配置しているので、折返し端をベルト層にオーバーラップさせた従来品に比較して軽量で乗り心地を向上させることができる。

なお、サイド補強ゴム層３０の最大厚さＴ１がタイヤサイド部１４の厚さＴ０の３０％未満では、ランフラット耐久性が不十分となり、サイド補強ゴム層３０の最大厚さＴ１がタイヤサイド部１４の厚さＴ０の４０％を超えると乗り心地の悪化を招く。

また、カーカスプライ２４の本体部２４Ａと折返し部２４Ｂとの間のゴムゲージＧを、カーカスコードの直径の１．０〜１．５倍の範囲内に設定した重なり領域ＳＡを折返し部２４Ｂの端部側に設けているので、カーカスコード間のコーティングゴム２５が緩衝材となり、ランフラット走行時におけるカーカス端での歪みを抑えることができる。

なお、重なり領域ＳＡにおけるカーカスプライ２４の本体部２４Ａと折返し部２４Ｂとの間のゴムゲージＧが、カーカスコード２３の直径の１．０倍未満では、カーカス端での歪みを抑えることができなくなり、折返し部２４Ｂの端部からのセパレーションの発生を抑えることができなくなる懸念がある。一方、重なり領域ＳＡにおけるカーカスプライ２４の本体部２４Ａと折返し部２４Ｂとの間のゴムゲージＧが、カーカスコード２３の直径の１．５倍を超えると、コーティングゴム２５の体積が増えすぎて発熱耐久性が悪化することが懸念される。

また、重なり領域ＳＡの長さが１０ｍｍ未満では、カーカス端での歪みを抑えることができなくなり、折返し部２４Ｂの端部からのセパレーションの発生を抑えることができなくなる懸念がある。一方、重なり領域ＳＡが長すぎると、ビードフィラー２８が低くなることによりランフラット耐久性が低下する、あるいはプライ端が高くなることによりトップの部材端の歪みが増大して部材端割れるとなるので、上限は２０ｍｍ以内とすることが好ましい。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る空気入りランフラットタイヤ１０を図３にしたがって説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
図３に示すように、本実施形態の空気入りランフラットタイヤ１０では、ベルト２２のタイヤ径方向外側に、ベルト２２全体を覆う様に有機繊維コード層４４が設けられている。本実施形態の有機繊維コード層４４は複数本のナイロンコードを互いに平行に並べてコーティングゴムで被覆したものである。
本実施形態のナイロンコードは、ナイロンフィラメントを束ねて下撚りのみを施した片撚りコードである。なお、本実施形態では、１４００ｄｔｅｘ／２のナイロンコードを用いているがこれに限るものでは無い。

このような有機繊維コード層４４をベルト２２のタイヤ径方向外側に配置することで、ベルト２２全体が補強され、ランフラット走行時のベルト折れの原因となるバックリングを抑制することができ、ベルト２２のコード折れに対する耐久性を向上させることができる。

（試験例）
本発明の効果を確かめるために、従来例の空気入りランフラットタイヤ、比較例の空気入りランフラットタイヤ、及び本発明の適用された実施例の空気入りランフラットタイヤを用意し、タイヤ重量、及びカーカス破断荷重を調べた。

以下に試験タイヤを説明する。
実施例１：上述した第１の実施形態のタイヤ（カーカスプライのコードのコード繊度が１８４０ｄｔｅｘ／３）であり、折返し端がタイヤサイド部に配置されている。
実施例２：上述した第２の実施例のタイヤ（実施例１＋ベルト補強層）である。
比較例：カーカスプライのコードのコード繊度を１８４０ｄｔｅｘ／２としている以外は実施例と同様の構成。
タイヤのサイズは何れも１５５／６５ＲＦ１４である。また、その他の諸元は以下の表１，２に記載した通りである。

次に、試験項目及び試験方法を説明する。
・ランフラット耐久性：供試タイヤを４．５Ｊ×１４のリムに組み、内圧０ｋＰａ、ドラム試験機にて荷重２５５ｋｇ、雰囲気温度３８±３°Ｃとし速度８０ｋｍ／ｈに加速した時点からタイヤ内部で故障が起こり、振動レベルが一気に上昇するまでの走行時間を評価した。本サイズにおいて確保すべき走行時間を１００として指数表示した。指数の数値が大きいほどランフラット耐久性が良好であることを示している。
・乗り心地：供試タイヤを車両に装着して、比較例をコントロールとしてテストドライバーのフィーリングで比較例を１００として指数表示した。指数の数値が大きいほど乗り心地が良いことを示している。
・バックリング：供試タイヤを４．５Ｊ×１４のリムに組み、内圧０ｋＰａ、荷重２６５ｋｇで平板に押し付けた状態をＣＴスキャンで撮影し、タイヤの幅方向中心において接地面から踏面までの距離を測定。測定値の逆数を指数表示した。結果は、比較例の値を１００とし、指数の数値が大きいほどバックリングが少ないことを示している。
・折返し端の耐セパレーション性能：供試タイヤを４．５×１４のリムに組み、内圧３００ｋＰａでドラム試験機にて荷重７７５ｋｇ、雰囲気温度３８°Ｃとし、速度６０ｋｍ／ｈで走行させ、故障発生までの時間を評価した。本サイズとして確保すべき走行時間を１００として指数表記した。指数の数値が大きいほど耐セパレーションせいが良好であることを示している。
試験結果は、以下の表１，２に記載した通りである。

試験の結果、本発明の適用された実施例１，２のタイヤは、ランフラット耐久性を確保しつつ、乗り心地を向上できていることが分かる。また、実施例２では、ベルト補強層の追加によりバックリングが少なくなっていることが分かる。
また、比較例は、ランフラット耐久性が必要以上あるが、実施例に比較して乗り心地が悪いことが分かる。

本発明の適用された第１の実施形態に係る空気入りランフラットタイヤの断面図である。 カーカスの重なり領域の断面図である。 本発明の適用された第２の実施形態に係る空気入りランフラットタイヤの断面図である。 従来の空気入りランフラットタイヤの断面図である。

符号の説明

１０ 空気入りランフラットタイヤ
１２ ビード部
１４ タイヤサイド部
１６ トレッド部
１８ ビードコア
２０ カーカス
２２ ベルト
２４ カーカスプライ
２４Ａ 本体部
２４Ｂ 折返し部
ＳＡ 重なり領域
２６ ベルトプライ
２８ ビードフィラー
３０ サイド補強ゴム層
３４ トレッドゴム層
３６ サイドゴム層

Claims (3)

1. 一対のビードコアと、
   ベルト層と、
   一方のビードコアから他方のビードコアへトロイド状に跨り、端部分が前記ビードコアをタイヤ内側からタイヤ径方向外側へ折り返され、レーヨンコードの３本撚りとされた複数本のカーカスコードを互いに平行に配列してゴム被覆した１枚のカーカスプライと、
   一方のビードコアから他方のビードコアへ至る前記カーカスプライの本体部と、前記カーカスプライの折返し部との間に配置され、前記ビードコアからタイヤ径方向外側へ向けて厚さを漸減させながら延びるビードフィラーと、
   前記カーカスプライのタイヤ軸方向内側に配置され、ビード部側、及びトレッド部側に向けて厚さが漸減するサイド補強ゴム層と、
   を備え、
   前記カーカスプライの折返し端が、前記ベルト層の端部と前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端との間であるタイヤサイド部に位置し、
   前記サイド補強ゴム層の最大厚さＴ１が、前記サイド補強ゴム層の最大厚さ部分で計測する前記タイヤサイド部の厚さＴ０の３０〜４０％の範囲内に設定されている、ことを特徴とする空気入りランフラットタイヤ。
2. 前記カーカスプライの本体部と折返し部との間のゴムゲージが、前記カーカスコードの直径の１．０〜１．５倍の範囲内に設定されている重なり領域を、前記折返し部の端部側に設けている、ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りランフラットタイヤ。
3. 前記ベルト層は、２枚のベルトプライから構成され、
   前記ベルト層のタイヤ径方向外側には、前記ベルト層の全体を覆うように複数本のナイロンコードを含むベルト補強層が配設されており、
   前記ナイロンコードが、ナイロンフィラメントを束ねて下撚りのみを施した片撚りコードである、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りランフラットタイヤ。

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