JP2014040150A - ランフラットタイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】ランフラット耐久性を向上しうるランフラットタイヤを提供する。
【解決手段】カーカス6と、サイド補強ゴム層10とを具えるランフラットタイヤ1である。タイヤ内腔面11は、内腔面高さHの0.4倍以上かつ0.9倍以下の範囲であるサイド内腔面12を含む。サイド内腔面12は、凹凸を有しない平滑面15を含む。平滑面15の合計面積は、サイド内腔面12の全面積の90%よりも大きい。
【選択図】図2

Description

本発明は、パンク状態においても比較的長距離を走行しうるランフラットタイヤに関する。
図8に示されるように、サイドウォール部bの内側にサイド補強ゴム層cを備えたランフラットタイヤaが提案されている。パンクによって内圧が低下した場合、サイド補強ゴム層cがタイヤの荷重を支え、タイヤの撓みが抑制される。このようなランフラットタイヤaは、パンク状態でも、比較的長距離を走行(以下、「ランフラット走行」ということがある。)することができる。
ランフラット走行中、サイド補強ゴム層cの変形と復元とが繰り返される。これにより、サイド補強ゴム層cは発熱する。サイド補強ゴム層cの温度が高くなると、破損が生じる。従って、熱に起因する破損が生じにくいランフラットタイヤが望まれている。
上述のような問題を解決するため、サイド補強ゴム層cに熱伝導率の高いゴムを使用し、かつ、サイドウォール部bの外面に多数の凹凸模様を設けたランフラットタイヤが提案されている(例えば下記特許文献1)。このようなランフラットタイヤは、サイド補強ゴム層での熱の蓄積が抑制される。また、該ランフラットタイヤは、凹凸模様によりサイドウォール部の外面の表面積を増加させ、サイドウォール部の放熱性を向上させる。このようなタイヤは、サイド補強ゴム層の高温化を長期に亘って抑制し、ランフラット耐久性が向上する。
特開2010−155576号公報
しかしながら、上記のようなランフラットタイヤも、ランフラット耐久性の向上について十分では無い。このため、さらなる改善が要求されている。
ところで、図8に示されるように、従来のランフラットタイヤaは、タイヤ内腔面eに、局部的に凸となるリブ状の凸部fを有している。このような凸部fは、加硫成形時、加硫ブラダーの外面に形成されたベントライン(空気を逃す為の溝)に、ゴムが入り込むことで形成される。
このような凸部fは、タイヤ内腔面eの表面積を増加させる。しかし、タイヤ内腔面eは、外気と接触しないため、放熱性の向上には十分に寄与しない。逆に、凸部fは、ゴムボリュームを大きくしてサイドウォール部bの熱を局部的に蓄積し、ランフラット耐久性を低下させる原因の一つと考えられる。
本発明は、以上のような問題に鑑み案出されたもので、タイヤ内腔面の主要部を平滑面とすることを基本として、サイドウォール部に熱が蓄積することを抑制し、ランフラット耐久性を向上させ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、前記サイドウォール部の前記カーカスの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、正規リムに装着されかつ正規内圧が充填されしかも無負荷である正規状態でのタイヤ回転軸を含むタイヤ子午断面において、タイヤ内腔面は、前記ビード部のビードトウからのタイヤ半径方向の距離が、前記タイヤ内腔面のタイヤ半径方向の長さである内腔面高さHの0.4倍以上かつ0.9倍以下の範囲であるサイド内腔面を含み、前記サイド内腔面は、凹凸を有しない平滑面を含み、前記平滑面の合計面積は、前記サイド内腔面の全面積の90%よりも大きいことを特徴とする。
また、請求項2記載の発明は、前記平滑面の合計面積は、前記サイド内腔面の全面積の96%以上である請求項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、前記平滑面の合計面積は、前記サイド内腔面の全面積の98%以上である請求項1記載のランフラットタイヤである。
また、請求項4記載の発明は、前記タイヤ内腔面は、該タイヤ内腔面の形状に実質的に一致する外面を有する剛性中子によって形成されたものであり、前記剛性中子は、タイヤ周方向に分割されたセグメントを連ねることにより構成され、前記タイヤ内腔面には、タイヤ周方向で隣合う前記セグメント間の隙間に吸い上げられたバリが形成されている請求項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、前記サイド補強ゴム層は、前記ビードトウから、前記内腔面高さHの0.15倍以上かつ0.9倍以下の範囲に配されている請求項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。
本発明のランフラットタイヤは、サイド内腔面に、凹凸を有しない平滑面を含んでいる。また、該平滑面の合計面積は、サイド内腔面の全面積の90%よりも大きい。これにより、ランフラット走行時、サイドウォール部に局部的に熱が蓄積することが抑制される。このため、ランフラット耐久性が向上する。
本発明の一実施形態を示すランフラットタイヤの断面図である。 図1のランフラットタイヤのタイヤ内腔面を示す斜視図である。 他の実施形態のタイヤ内腔面の展開図である。 剛性中子の斜視図である。 タイヤ構成部材を剛性中子に貼り付ける工程の説明図である。 未加硫タイヤ及び剛性中子の断面図である。 加硫工程を示す断面図である。 従来のランフラットタイヤのタイヤ内腔面を示す斜視図である。
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(以下、単に「タイヤ」ということがある)1の正規状態におけるタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面図である。ここで、正規状態とは、タイヤ1が、正規リム(図示省略)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である。特に言及しない場合、タイヤの各部の寸法等はこの正規状態で測定された値が示されている。
なお前記「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。
また、「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。
図1に示されるように、本実施形態の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、サイドウォール部3においてカーカス6のタイヤ軸方向内側に配されたサイド補強ゴム層10、ビード部4に配されたビードエーペックスゴム8、及び、タイヤ内腔面11に配されたインナーライナー16を具える。また、本実施形態では乗用車用のランフラットタイヤが示されている。
前記カーカス6は、有機繊維のカーカスコードをラジアル配列させた1層以上、本実施形態では1層のカーカスプライ6Aから形成される。このカーカスプライ6Aは、両側のビード部4、4間を跨るトロイド状をなす。また、カーカスプライ6Aの両端部は、例えば、ビードコア5を構成するタイヤ軸方向内外のビードコア片5i、5oに挟まれて終端している。
前記ビードエーペックスゴム8は、硬質のゴムからなり、かつビードトウ4e付近からタイヤ半径方向外方に向かってテーパ状でのびる。これにより、ビード部4及びサイドウォール部3が補強される。
前記サイド補強ゴム層10は、断面略三日月状をなす硬質のゴムからなる。即ち、サイド補強ゴム層10は、サイドウォール部3に沿って湾曲し、かつ、厚さが、中央部分からタイヤ半径方向内端10i及び外端10oに向かってそれぞれ徐々に減じらている。このようなサイド補強ゴム層10は、サイドウォール部3の剛性を効果的に高め、ランフラット走行時のタイヤの縦撓みを効果的に低減する。
サイド補強ゴム層10の配設領域は、好ましくは、ビードトウ4eから、内腔面高さHの0.1倍以上かつ0.95倍以下、より好ましくは0.15倍以上かつ0.90倍以下である。このようなサイド補強ゴム層10は、サイドウォール部3、及びビード部4の曲げ剛性を効果的に補強する。ここで、ビードトウ4eとは、ビード部4のタイヤ半径方向の内端でかつタイヤ軸方向の内側の部分を意味する。また、内腔面高さHとは、タイヤ内腔面11のタイヤ半径方向の長さを意味し、ビードトウ4eから、タイヤ内腔面11の最もタイヤ半径方向外側の位置P1までのタイヤ半径方向の距離である。
このようなサイド補強ゴム層10は、トレッド部2のタイヤ軸方向の外端部からビード部4までを補強し、ランフラット耐久性を向上させる。
サイド補強ゴム層10の複素弾性率E*は、好ましくは5MPa以上、より好ましくは7MPa以上であり、また好ましくは40MPa以下、より好ましくは30MPa以下である。サイド補強ゴム層10の複素弾性率E*が小さくなると、ランフラット性能が向上しないおそれがあり、大きくなると、通常走行時の乗り心地性を低下させるおそれがある。
なお、本明細書において、ゴムの複素弾性率E*は、JIS−K6394の規定に準じ、下記の条件で(株)岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて測定された値である。
初期歪:10%
振幅:±2%
周波数:10Hz
変形モード:引張
測定温度:70°C
前記インナーライナー16は、タイヤ内腔の空気を保持するために、ビード部4、4間を跨るようにトロイド状に配され、タイヤ内腔面11を形成している。また、インナーライナー16は、例えば、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、及び、臭素化ブチルゴムなどのようなガスバリア性を有するゴム組成物が用いられる。
図2は、図1のタイヤ内腔面11を示す斜視図である。図1及び図2に示されるように、タイヤ内腔面11は、サイドウォール部3の内側のサイド内腔面12、トレッド部2の内側のトレッド内腔面13、及び、サイド内腔面12のタイヤ半径方向内側のビード内腔面14を含む。
図1に示されるように、サイド内腔面12は、ビードトウ4eからのタイヤ半径方向の距離が、内腔面高さHの0.4倍以上かつ0.9倍以下である。即ち、サイド内腔面12のタイヤ半径方向の内端12iとビードトウ4eとのタイヤ半径方向の距離H3が、内腔面高さHの0.4倍である。また、サイド内腔面12のタイヤ半径方向の外端12oとビードトウ4eとのタイヤ半径方向の距離H4が、内腔面高さHの0.9倍である。
なお、トレッド内腔面13は、サイド内腔面12の外端12oよりもタイヤ半径方向外側に配されている。
本発明のランフラットタイヤ1は、図2に示されるように、サイド内腔面12が、凹凸を有しない平滑面15を含む。また、サイド内腔面12での平滑面15の合計面積S1は、サイド内腔面12の全面積Ssの90%よりも大きい。このようなサイド内腔面12は、図8に示される従来のランフラットタイヤaのタイヤ内腔面eと比較して、凸部の量が著しく小さい。このため、サイドウォール部3の凸部に熱が局部的に蓄積しない。よって、本発明のランフラットタイヤ1は、ランフラット耐久性が向上する。
「凹凸を有しない平滑面」とは、文字通り、平らで滑らかな面を意味し、例えばベントライン等で形成された凸部以外の部分である。そして、平滑面15の合計面積が大きい程、サイドウォール部3での熱の局部的な蓄積が抑制される。このため、サイド内腔面12での平滑面15の合計面積S1は、好ましくはサイド内腔面12の全面積Ssの96%以上、より好ましくは98%以上が望ましい。従来の一般的なランフラットタイヤでは、サイド内腔面12での平滑面15の割合は90%以下である。
トレッド内腔面13は、平滑面15が大きくなると、加硫成形時、空気が溜まり易くなるおそれがある。この空気溜まりは、成形不良を招き、ユニフォミティの低下や、タイヤ内腔面11の外観不良を招くおそれがある。このため、図3に示されるように、トレッド内腔面13は、サイド内腔面12よりも、平滑面15の面積の比率を小さくし、ベントライン等によって形成された凸部18を含ませるのが望ましい。具体的には、トレッド内腔面13での平滑面15の合計面積S2は、好ましくはトレッド内腔面13の全面積Stの85%以上、より好ましくは88%以上であり、また好ましくは95%以下、より好ましく92%以下である。
ビード内腔面14は、加硫成形時に空気が溜まり易い。このため、ビード内腔面14は、サイド内腔面12及びトレッド内腔面13よりも、平滑面15の面積の比率を小さくし、ベントライン等によって形成される凸部18を含ませるのが望ましい。具体的には、ビード内腔面14での平滑面15の合計面積S3は、好ましくはビード内腔面14の全面積Sbの80%以上、より好ましくは83%以上であり、また好ましくは90%以下、より好ましく87%以下である。このようなビード内腔面14は、ランフラット耐久性を維持しながら、成形不良を抑制する。
タイヤ内腔面11の内、サイド補強ゴム層10のタイヤ半径方向の内端10i及び外端10oの間のタイヤ内腔面である補強層内腔面17では、より発熱し易い。従って、補強層内腔面17での平滑面15の面積を大きくするのが望ましい。例えば、補強層内腔面17での平滑面15の合計面積S4は、補強層内腔面17の全面積Srの好ましくは95%以上、より好ましくは97%以上である。これにより、補強層内腔面17での局部的な熱の蓄積がより一層抑制され、ランフラット耐久性が向上する。
次に、本実施形態のランフラットタイヤ1の製造方法の一例について説明する。
この製造方法では、剛性中子20が用いられる。
剛性中子20は、図4に示されるように、タイヤ内腔面の形状に実質的に一致する外面を有する。また、剛性中子20は、タイヤ周方向に分割される複数のセグメント23を連ねることにより構成される。この複数のセグメント23は、周方向に交互に配される第1、第2のセグメント23A、23Bから構成される。また、各セグメント23A、23Bのサイド内腔面を形成する面は、平滑に研磨されている。
剛性中子20の外面には、未加硫のタイヤ構成部材が順次貼り付けられ、未加硫タイヤが形成される。前記構成部材としては、インナーライナー16、サイド補強ゴム層10、及び、カーカスプライ6A等がある。例えば、カーカスプライ6Aを形成する場合、図5に示されるように、タイヤ周方向幅L1を小とした短冊状のプライ片22が、剛性中子20の外面に貼り付けられる。この複数枚のプライ片22が、タイヤ周方向に順次貼り付けられることにより、カーカスプライ6Aが形成される。そして、図6に示されるように、剛性中子20上に未加硫タイヤ1Nが形成される。
未加硫タイヤ1Nは、図7に示されるように、剛性中子20ごと加硫金型21内に投入され、加硫成形される。剛性中子20を用いた製造方法では、タイヤ内腔面が当初から中子の外面に貼り合わされるため、ブラダーを用いたものに比して空気溜まりが生成するおそれは小さい。従って、例えばサイド内腔面の全てが平滑面で形成され得る。なお、剛性中子20は、サイド内腔面のゴムの一部を、セグメント23A、23B間の隙間24に吸い上げ、膜状のバリを形成するおそれがある。しかし、このようなバリは、実質的にゴム部材の破損の要因とはならないし、その割合もベントラインで形成される凸部に比べると極めて小さくできる。従って、剛性中子20が用いられることにより、タイヤ内腔面11が平滑なランフラットタイヤ1を精度良く形成することができる。
以上、本発明の乗用車用タイヤについて詳細に説明したが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施しうるのはいうまでもない。
図1の基本構造をなす245/40R17の乗用車用タイヤが、表1の仕様に基づき試作された。また、各試供タイヤのランフラット耐久性がテストされた。
試供タイヤの内、加硫ブラダーを用いてタイヤ内腔面が成形されたタイヤは、ベントラインによって形成された凸部を有し、平滑面の面積を所定の比率としている。該凸部は、高さ0.5mm、幅0.5〜1.0mmのリブ状である。また、凸部は、図3に示されるように、タイヤ内腔面を展開したとき、タイヤ軸方向に対して0〜10°で傾斜してのびる。
試供タイヤの内、剛性中子20を用いてタイヤ内腔面が成形されたタイヤは、凸部を有さない。該タイヤは、膜状のバリを有し、平滑面の面積を所定の比率としている。
テスト方法は以下の通りである。
<ランフラット耐久性>
試供タイヤが、ドラム式走行試験機に装着され、ドラム上でランフラット走行が行われた。また、試供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とする指数であり、数値が大きい程、ランフラット耐久性が大きいことを示す。詳細な測定条件は下記の通りである。
装着リム:17×8J
測定前のタイヤの状態:前記リム装着後、内圧230kPaに充填され、38±3℃の雰囲気中に34時間保持される。
測定時の内圧:0kPa(バルブコア除去)
縦荷重:4.14kN
ドラム半径:1.7m
速度:80km/h
<ユニフォミティ>
試供タイヤのラジアルフォースバリエイション(RFV)が、タイヤユニフォミティ試験器で測定された。RFVは、タイヤ回転軸に現れる上下方向の荷重変動力である。結果は、比較例1を100とする指数であり、数値が小さいほどユニフォミティが良好であることを示す。詳細な測定条件は以下の通りである。
内圧:200kPa
縦荷重:4.88kN
タイヤ回転数:60rpm
<空気溜まりによる外観不良率>
各200本の試供タイヤのタイヤ内腔面が目視で観察され、空気溜まりによる外観不良を有する不良タイヤの比率が算出された。結果は、比較例1の値を100とする指数であり、数値が小さいほど良好である。
Figure 2014040150
Figure 2014040150
表1から明らかなように、実施例のランフラットタイヤは、比較例に比べて、ランフラット耐久性が有意に向上していることが確認できる。
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
10 サイド補強ゴム層
11 タイヤ内腔面
12 サイド内腔面
15 平滑面

Claims (5)

  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、前記サイドウォール部の前記カーカスの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、
    正規リムに装着されかつ正規内圧が充填されしかも無負荷である正規状態でのタイヤ回転軸を含むタイヤ子午断面において、
    タイヤ内腔面は、前記ビード部のビードトウからのタイヤ半径方向の距離が、前記タイヤ内腔面のタイヤ半径方向の長さである内腔面高さHの0.4倍以上かつ0.9倍以下の範囲であるサイド内腔面を含み、
    前記サイド内腔面は、凹凸を有しない平滑面を含み、
    前記平滑面の合計面積は、前記サイド内腔面の全面積の90%よりも大きいことを特徴とするランフラットタイヤ。
  2. 前記平滑面の合計面積は、前記サイド内腔面の全面積の96%以上である請求項1記載のランフラットタイヤ。
  3. 前記平滑面の合計面積は、前記サイド内腔面の全面積の98%以上である請求項1記載のランフラットタイヤ。
  4. 前記タイヤ内腔面は、該タイヤ内腔面の形状に実質的に一致する外面を有する剛性中子によって形成されたものであり、
    前記剛性中子は、タイヤ周方向に分割されたセグメントを連ねることにより構成され、
    前記タイヤ内腔面には、タイヤ周方向で隣合う前記セグメント間の隙間に吸い上げられたバリが形成されている請求項1乃至3のいずれかに記載のランフラットタイヤ。
  5. 前記サイド補強ゴム層は、前記ビードトウから、前記内腔面高さHの0.15倍以上かつ0.9倍以下の範囲に配されている請求項1乃至4のいずれかに記載のランフラットタイヤ。
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