JP2017197133A - ランフラットラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ重量増加を抑制しつつランフラット走行時の耐久性を確保する。【解決手段】ランフラットラジアルタイヤ（タイヤ１０）は、一対のビード部１２間に跨るカーカス１４と、タイヤサイド部２２に設けられ、カーカス１４の内面に沿ってタイヤ径方向に延びるサイド補強ゴム層２４と、を備え、タイヤ周方向に沿った方向から見て、リム３０に組み付ける前のビード部１２間距離がリム３０に組み付けた後のビード部１２間距離よりも大きく形成され、タイヤ断面高さＳＨが１４５ｍｍ以上とされている。【選択図】図１

Description

本発明は、ランフラットラジアルタイヤに関する。

下記特許文献１には、タイヤサイド部をサイド補強ゴムで補強し、ランフラット走行時（空気圧が低下した異常走行時）の耐久性を確保したサイド補強型のランフラットラジアルタイヤが開示されている。

特開２０１３−９５３６９号公報

上述した特許文献１に示されるように、近年、タイヤ断面高さが比較的大きいランフラットラジアルタイヤが求められている。このようなランフラットラジアルタイヤにおいてランフラット走行時の耐久性を確保する場合、サイド補強ゴムの厚みを大きくすることが考えられる。しかし、サイド補強ゴムの厚みを大きくした場合、タイヤの重量が過剰に大きくなる場合がある。また、製造コストが増える。

本発明は、上記事実を考慮して、ランフラットラジアルタイヤにおいて、タイヤ重量増加を抑制しつつランフラット走行時の耐久性を確保することを目的とする。

本発明の第１態様のランフラットラジアルタイヤは、一対のビード部間に跨るカーカスと、タイヤサイド部に設けられ、前記カーカスの内面に沿ってタイヤ径方向に延びるサイド補強ゴム層とを備え、リムに組み付ける前のタイヤ幅方向の前記ビード間隔が標準リム幅よりも大きく形成され、タイヤ断面高さが１４５ｍｍ以上とされている。

本発明の第１態様のランフラットラジアルタイヤは、リムに組み付ける前のビード間隔が標準リム幅よりも大きく形成されているため、タイヤをリムに組み付ける際に、ビード部が近づく方向にタイヤが変形する。このとき、カーカスの内面に沿って設けられたサイド補強ゴム層が、圧縮される。なお、標準リム幅は、リムに組み付けた後のビード間隔と略一致する寸法である。

非圧縮状態のサイド補強ゴム層が適用されたタイヤと圧縮状態のサイド補強ゴム層が適用されたタイヤとを比較すると、圧縮状態のサイド補強ゴム層が適用されたタイヤが、非圧縮状態のサイド補強ゴム層が適用されたタイヤよりも、タイヤの空気圧が無い、あるいは低い状態において、同じ負荷荷重に対する縦たわみが小さくなり、サイド補強ゴム層の発熱が減少する。

このため、例えばサイド補強ゴム層の厚みを大きくするなどしてタイヤ重量を増加させることなく、ランフラット走行時の耐久性を高めることができる。したがって、タイヤ重量増加を抑制しつつランフラット走行時の耐久性を確保することができる。

本発明の第２態様のランフラットラジアルタイヤは、第１態様のランフラットラジアルタイヤにおいて、前記リムに組み付ける前の前記ビード間隔と前記標準リム幅との差を前記タイヤ断面高さで除した値が０．０６よりも大きく、２．００よりも小さい。

本発明の第２態様のランフラットラジアルタイヤは、タイヤ断面高さに対するリムに組み付け前後のビード間隔の変化の割合が６％よりも大きい。このため、タイヤ断面高さに対するリムに取付け前後のビード間隔の変化の割合が６％以下のタイヤと比較して、リム組み付け後のサイド補強ゴム層は、より大きな圧縮力をうける。したがって、ランフラット走行時の耐久性が向上する。なお、リムに組み付けた後の前記ビード間隔と標準リム幅とは略一致する。

また、タイヤ断面高さに対するリムに組み付け前後のビード間隔の変化の割合が２００％よりも小さい。このため、タイヤ断面高さに対するリムに取付け前後のビード間隔の変化の割合が２００％以上のタイヤと比較して、必要な性能を維持する内圧時形状を確保しやすい。

本発明の第３態様のランフラットラジアルタイヤは、第１態様又は第２態様のランフラットラジアルタイヤにおいて、前記リムに組み付ける前の前記ビード間隔が前記標準リム幅の１０５％以上２７０％未満とされている。

本発明の第３態様のランフラットラジアルタイヤは、リムに組み付ける前のビード間隔が標準リム幅の前記ビード間隔の１０５％以上とされている。このため、リムに組み付ける前のビード間隔が標準リム幅の１０５％未満とされているタイヤと比較して、リム組み付け後のサイド補強ゴム層は、より大きな圧縮力をうける。したがって、ランフラット走行時の耐久性が向上する。

また、リムに組み付ける前のビード間隔が標準リム幅の前記ビード間隔の２７０％未満とされている。このため、リムに組み付ける前のビード間隔が標準リム幅の２７０％以上とされているタイヤと比較して、必要な性能を維持する内圧時形状を確保しやすい。

本発明の第４態様のランフラットラジアルタイヤは、第１態様〜第３態様の何れか１態様のランフラットラジアルタイヤにおいて、前記カーカスのタイヤ径方向外側にベルト層を備え、前記リムに組み付けて内圧を標準空気圧とした状態における、前記タイヤサイド部のタイヤ幅方向端部からタイヤ幅方向に沿って引いた直線と前記カーカスとが交差する基準点から、前記ベルト層の端部までの、前記カーカスに沿った長さをＨとした場合、前記サイド補強ゴム層の厚みが最大となる位置が、前記基準点から前記カーカスに沿って０．１Ｈ〜０．７Ｈの範囲に配置されている。

タイヤをリムに組み付ける際にビード部が近づく方向にタイヤを変形させた場合、基準点から０．１Ｈ〜０．７Ｈの範囲、すなわちタイヤサイド部のショルダーよりの部分が、他の部分と比較して圧縮応力が大きくなる。

本発明の第４態様のランフラットラジアルタイヤは、この圧縮応力が大きくなる部分においてサイド補強ゴム層の厚みが最大になるようにサイド補強ゴム層を形成している。このため、サイド補強ゴム層の厚みが最大となる位置が、基準点からカーカスに沿って０．１Ｈ〜０．７Ｈの範囲以外に配置されているタイヤと比較して、圧縮応力が大きい部分の体積が大きい。したがって、支持荷重が大きくなり、ランフラット走行時の耐久性が向上する。

本発明のランフラットラジアルタイヤは、タイヤ重量増加を抑制しつつランフラット走行時の耐久性を確保することができる。

本発明の実施形態に係るランフラットラジアルタイヤを、リムに組み付ける前の状態においてタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って切断した切断面の片側を示す半断面図である。 本発明の実施形態に係るランフラットラジアルタイヤを、リムに組み付けた後の状態においてタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って切断した切断面の片側を示す半断面図である。 本発明の実施形態に係るランフラットラジアルタイヤをリムに組み付けた後の内部応力状態を示す応力分布図である。 本発明の実施形態に係る予圧縮されたランフラットラジアルタイヤと、予圧縮されていないランフラットラジアルタイヤとの、それぞれの縦たわみと支持荷重との関係を示したグラフである。 本発明の実施形態に係るランフラットラジアルタイヤをリムに組み付けた後の支持荷重の増分の寄与を示す密度分布図である。 本発明の実施形態に係るランフラットラジアルタイヤのランフラット耐久性の変化率と転がり抵抗の低減率を示したグラフである。

以下、本発明のランフラットラジアルタイヤの一実施形態を図面に基づき説明する。
図１、図２には、本実施形態のランフラットラジアルタイヤ１０（以下、「タイヤ１０」と称する。）のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って切断した切断面（タイヤ周方向に沿った方向から見た断面）の片側が示されている。なお、図中矢印ＡＷはタイヤ１０の幅方向（タイヤ幅方向）を示し、矢印ＡＲはタイヤ１０の径方向（タイヤ径方向）を示す。ここでいうタイヤ幅方向とは、タイヤ１０の回転軸と平行な方向を指している。また、タイヤ径方向とは、タイヤ１０の回転軸と直交する方向をいう。また、符号ＣＬはタイヤ１０の赤道面（タイヤ赤道面）を示している。

また、本実施形態では、タイヤ径方向に沿ってタイヤ１０の回転軸に近い側を「タイヤ径方向内側」、タイヤ径方向に沿ってタイヤ１０の回転軸から遠い側を「タイヤ径方向外側」と記載する。一方、タイヤ幅方向に沿ってタイヤ赤道面ＣＬに近い側を「タイヤ幅方向内側」、タイヤ幅方向に沿ってタイヤ赤道面ＣＬから遠い側を「タイヤ幅方向外側」と記載する。

（タイヤ）
図１は、リム３０に組み付ける（装着する）前のタイヤ１０を示しており、図２は、リム３０に組み付けて標準空気圧を充填したときのタイヤ１０を示している。リム３０は標準リムとされている。なお、ここでいう「標準リム」とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２０１４年度版規定のリムを指す。また、上記標準空気圧とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２０１５年度版の最大負荷能力に対応する空気圧である。

なお、以下の説明において、荷重とは下記規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）のことであり、内圧とは下記規格に記載されている単輪の最大荷重（最大負荷能力）に対応する空気圧のことであり、リムとは下記規格に記載されている適用サイズにおける標準リム（または、”Ａｐｐｒｏｖｅｄ Ｒｉｍ”、”Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ Ｒｉｍ”）のことである。規格は、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によって決められている。例えば、アメリカ合衆国では、”Ｔｈｅ Ｔｉｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｉｎｃ．のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ ”で、欧州では”Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｉｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎのＳｔａｎｄａｒｄｓ Ｍａｎｕａｌ”で、日本では日本自動車タイヤ協会の“ＪＡＴＭＡ Ｙｅａｒ Ｂｏｏｋ”にて規定されている。

図１に示されるように、タイヤ１０は、左右一対のビード部１２（図１では、片側のビード部１２のみ図示）と、一対のビード部１２間をトロイド状に跨るカーカス１４と、カーカス１４よりもタイヤ径方向外側に設けられた傾斜ベルト層１６及び補強コード層１８と、補強コード層１８よりもタイヤ径方向外側に設けられてタイヤ１０の外周部を構成するトレッド部２０と、ビード部１２とトレッド部２０とを連結するタイヤサイド部２２と、タイヤサイド部２２に設けられたサイド補強ゴム層２４と、を備えている。なお、本実施形態のタイヤサイド部２２は、ビード部１２側のサイドウォール下部２２Ａと、トレッド部２０側のサイドウォール上部２２Ｂとで構成されている。

また、本実施形態のタイヤ１０は、図２に示されるタイヤ断面高さ（セクションハイト）ＳＨが１４５ｍｍ以上５００ｍｍ以下に設定されている。また、２５０ｍｍ以下とされていることが更に好適である。なお、ここでいう「タイヤ断面高さＳＨ」とは、タイヤ１０をリム３０に組み付けて内圧を標準空気圧とした状態におけるタイヤ外径とリム径Ｄ２との差の１／２の長さを指す。さらに、「タイヤ外径」はトレッド部２０の踏面のタイヤ赤道面ＣＬ上での点Ｐ（図２参照）から、タイヤ軸に対して線対称に配置される同様の点Ｐまでの距離であり、「リム径」とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２０１４年度版規定のリム径である。

また、本実施形態では、タイヤ１０のタイヤサイズを２３５/６５Ｒ１７としているが、本発明の実施形態はこれに限られず、例えば２４５／６０Ｒ１８、２５５／６５Ｒ１８、２３５／６５Ｒ１８、２１５／７０Ｒ１６等としてもよい。

（ビード部）
図２に示されるように、一対のビード部１２には、ビードコア２６がそれぞれ埋設されている。これらのビードコア２６には、カーカス１４が跨っている。ビードコア２６は、断面が円形や多角形状など、空気入りタイヤにおけるさまざまな構造を採用することができる。多角形としては例えば六角形を採用することができる。また、ビード部１２には補強等を目的としてゴム層・コード層等をさらに設けてもよく、このような追加部材はカーカス１４やビードフィラー２８に対してさまざまな位置に設けることができる。

（カーカス）
カーカス１４は、２枚のカーカスプライ１４Ａ、１４Ｂ（タイヤ赤道面ＣＬにおいてタイヤ径方向外側に配置されるカーカスプライをカーカスプライ１４Ａ、内側に配置されるカーカスプライをカーカスプライ１４Ｂとする）によって構成されており、カーカスプライ１４Ａ、１４Ｂはそれぞれ、複数本のコードを被覆ゴムで被覆して形成されている。

このようにして形成されたカーカス１４が一方のビードコア２６から他方のビードコア２６へトロイド状に延びてタイヤの骨格を構成している。また、カーカス１４の端部側はビードコア２６に係止されている。具体的には、カーカス１４は、端部側がビードコア２６周りにタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ折り返されて係止されている。また、カーカス１４の折り返された端部（端部１４ＡＥ、１４ＢＥ）は、タイヤサイド部２２に配置されている。カーカスプライ１４Ａの端部１４ＡＥは、カーカスプライ１４Ｂの端部１４ＢＥよりもタイヤ径方向内側に配置されている。

なお、本実施形態では、カーカス１４の端部をタイヤサイド部２２に配置する構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、例えばカーカス１４の端部をトレッド部２０に配置する構成としてもよい。また、カーカス１４の端部側を折り返さず、複数のビードコア２６で挟みこんだり、ビードコア２６に巻きつけた構造を採用することもできる。

なお、タイヤ１０をリム３０に組み付けて内圧を標準空気圧とした状態においてカーカス１４の幅が最大となるタイヤ径方向位置は、ビード部１２寄りに形成してもよいし、トレッド部２０寄りに形成してもよい。例えば、カーカス１４の幅が最大となるタイヤ径方向位置は、図２に示すビード部１２のビードベース部１２Ｂからタイヤ径方向外側に、タイヤ断面高さＳＨ対比で５０％〜９０％の範囲に設けることができる。

なお、本実施形態においてカーカス１４はラジアルカーカスとされている。また、カーカス１４の材質は特に限定されず、レーヨン、ナイロン、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アラミド、ガラス繊維、カーボン繊維、スチール等が採用できる。なお、軽量化の点からは、有機繊維コードが好ましい。また、カーカスの打ち込み数は２０〜６０本/５０ｍｍの範囲とされているが、この範囲に限定されるのもではない。

ビード部１２のカーカス１４で囲まれた領域には、ビードコア２６からタイヤ径方向外側へ延びるビードフィラー２８が埋設されている。このビードフィラー２８は、タイヤ径方向外側に向けて厚みが減少している。なお、ビードフィラー２８を設けない構造とすることもできる。

（傾斜ベルト層）
カーカス１４のタイヤ径方向外側には、傾斜ベルト層１６が配設されている。この傾斜ベルト層１６は、２枚のベルトプライ１６Ａ、１６Ｂ（タイヤ径方向外側に配置されるベルトプライをベルトプライ１６Ａ、内側に配置されるベルトプライをベルトプライ１６Ｂとする）によって構成されている。このベルトプライ１６Ａ、１６Ｂはそれぞれ、複数本のコード（例えば、有機繊維コードや金属コードなど）を被覆ゴムで被覆して形成されている。ベルトプライ１６Ａ、１６Ｂを構成するコードは、タイヤ周方向に対して傾斜する方向に延びている。コードの傾斜角度は、タイヤ周方向に対して１０°以上とすることが好ましい。なお、ベルトプライ１６Ａは、タイヤ幅方向に沿った幅（長さ）がベルトプライ１６Ｂのタイヤ幅方向に沿った幅（長さ）よりも狭く（短く）されている。

なお、最も幅の大きい最大幅傾斜ベルト層、すなわちベルトプライ１６Ｂのタイヤ幅方向に沿った幅（長さ）をＢ［ｍｍ］とした場合、Ｂは、トレッド幅ＴＷ［ｍｍ］の９０％以上１１５％以下とされているが、Ｂは、１００％以上１０５％以下とするのが更に好ましい。

なお、傾斜ベルト層１６は１層のみの構成とすることもできる。但し、狭幅大径サイズの乗用車用ラジアルタイヤにおいては、傾斜ベルト層が１層のみの場合、旋回時の接地面形状がゆがみやすいため、２層以上の互いのコードが交錯する方向に延在する傾斜ベルト層とすることが好ましい。乗用車用空気入りラジアルタイヤとしては、２層のベルト層が交錯層を形成する構成が好適である。

なお、ベルトプライ１６Ａ、１６Ｂのコードとして金属コードを用いる場合は、スチールコードを用いるのが最も一般的である。スチールコードはスチールを主成分とし、炭素、マンガン、ケイ素、リン、硫黄、銅、クロムなど種々の微量含有物を含むことができる。

また、コードはモノフィラメントコードや、複数のフィラメントを撚り合せたコードを用いることができる。撚り構造も種々の設計が採用可能であり、断面構造、撚りピッチ、撚り方向、隣接するフィラメント同士の距離も様々なものが使用できる。さらには異なる材質のフィラメントを縒り合せたコードを採用することもで、断面構造としても特に限定されず、単撚り、層撚り、複撚りなど様々な撚り構造を取ることができる。

（補強コード層）
傾斜ベルト層１６のタイヤ径方向外側には、補強コード層１８が設けられている。この補強コード層１８は、２枚の補強プライ１８Ａ、１８Ｂ（タイヤ径方向外側に配置される補強プライを補強プライ１８Ａ、内側に配置される補強プライを補強プライ１８Ｂとする）によって構成されている。補強プライ１８Ａは、補強プライ１８Ｂよりもタイヤ幅方向に沿った幅（長さ）が小さく形成され、傾斜ベルト層１６の全体を覆っている。また、この補強プライ１８Ａ、１８Ｂはそれぞれ、タイヤ周方向に対して角度がほぼ平行なコード（例えば、有機繊維コードや金属コードなど）を複数本平行に並べて形成されている。なお、補強プライ１８Ａは、補強プライ１８Ｂよりもタイヤ幅方向に沿った幅（長さ）が大きく形成されていてもよい。何れの場合においても、トレッド部２０端部の剛性変化がなだらかになり、局所的な破壊が抑制される。

なお、補強コード層１８には、破断強度を高めるために波状のコードを用いてもよい。同様に破断強度を高めるために、ハイエロンゲーションコード（例えば破断時の伸びが４．５〜５．５％）を用いてもよい。

また、本実施形態では、一例として、補強コード層１８を構成するコードとしてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いているが、このコードは種々の材質が採用可能であり、例えばレーヨン、ナイロン、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、アラミド、ガラス繊維、カーボン繊維、スチール等が採用できる。なお、軽量化の点からは、有機繊維コードが特に好ましい。

また、コードはモノフィラメントコードや、複数のフィラメントを縒り合せたコード、さらには異なる材質のフィラメントを縒り合せたハイブリッドコードを採用することもできる。コードの打ち込み数は２０〜６０本/５０ｍｍの範囲とされているが、この範囲に限定されるのもではない。

また、補強コード層１８は、タイヤ１０の仕様に応じて、タイヤ幅方向に剛性・材質・層数・打ち込み密度等の分布を持たせることもでき、例えば本実施形態では、補強プライ１８Ａ、１８Ｂのタイヤ幅方向に沿った幅（長さ）を略同一としているが、本発明はこの構成に限定されず、例えば補強プライ１８Ａを、補強プライ１８Ｂよりも狭く（短く）あるいは広く（長く）してもよい。また、タイヤ幅方向端部のみ層数を増やすこともでき、一方でセンター部のみ層数を増やすこともできる。さらに、補強コード層１８を省略してもよい。

また、補強コード層１８は、傾斜ベルト層１６よりも幅広または幅狭に設計することもできる。例えば、傾斜ベルト層１６のうち幅の最も大きい最大幅傾斜ベルト層（本実施形態ではベルトプライ１６Ｂ）の９０％〜１１０％の幅とすることができる。

（トレッド部）
傾斜ベルト層１６及び補強コード層１８のタイヤ径方向外側には、トレッド部２０が設けられている。トレッド部２０は、走行中に路面に接地する部位であり、トレッド部２０の踏面には、タイヤ周方向に延びる周方向溝２１が複数本形成されている。また、トレッド部２０には、周方向溝２１を連通し、タイヤ幅方向に延びる図示しない幅方向溝が複数形成されている。周方向溝２１及び幅方向溝の形状や本数は、タイヤ１０に要求される排水性や操縦安定性等の性能に応じて適宜設定される。このため、幅方向溝はサイプやリブ状陸部内で終端する横溝とすることもできるし、これらを組み合わせて構成することもできる。

また、本実施形態においては、タイヤ赤道面ＣＬを境とした車両装着方向内側と車両装着方向外側のタイヤ半部においてネガティブ率は同一とされているが、本発明の実施形態はこれに限られない。例えば装着方向指定のタイヤの場合には、タイヤ赤道面ＣＬを境とした車両装着方向内側と車両装着方向外側のタイヤ半部で、ネガティブ率に差を設けてもよい。

また、リブ状陸部のうち、タイヤ幅方向最外側の周方向溝２１とトレッド部２０のタイヤ幅方向端部（踏面外端部２０Ｅ）により区分されるショルダーリブ状陸部に関しては、さまざまな構成を採用することができる。例えば、車両装着方向が指定されるタイヤおいて、装着方向外側と内側におけるショルダーリブ状陸部のタイヤ幅方向長さを変えることもできる。なお、操縦安定性を考慮した場合には装着方向外側のショルダーリブ状陸部のタイヤ幅方向長さを装着方向内側のショルダーリブ状陸部のタイヤ幅方向長さよりも大きくすることが好ましい。

また、タイヤ１０では、トレッド部２０のタイヤ幅方向外側の踏面外端部２０Ｅと、トレッド部２０の踏面のタイヤ赤道面ＣＬ上での点Ｐとのタイヤ径方向の距離を落ち高ＴＨ［ｍｍ］としたときに、落ち高ＴＨをトレッド幅ＴＷ［ｍｍ］の４．５％以下になるように設定することが好ましい。ＴＨ／ＴＷをこの範囲とすることにより、タイヤのクラウン部がフラット化（平坦化）し、接地面積が増大して、路面からの入力（圧力）を緩和して、タイヤ径方向のたわみ率を低減し、タイヤの耐久性及び耐磨耗性を向上させることができる。

なお、本実施形態においてトレッド部２０に用いられるトレッドゴムは単層構成とされているが、本発明の実施形態はこれに限られない。例えばトレッドゴムはタイヤ径方向に異なる複数のゴム層で形成されていても良い。この複数のゴム層としては正接損失、モジュラス、硬度、ガラス転移温度、材質等が異なっているものを使用することができる。また、複数のゴム層のタイヤ径方向の厚みの比率は、タイヤ幅方向に変化していてもよく、また周方向溝底のみ等をその周辺と異なるゴム層とすることもできる。

さらに、トレッドゴムはタイヤ幅方向に異なる複数のゴム層で形成されていても良い。この複数のゴム層としては正接損失、モジュラス、硬度、ガラス転移温度、材質等が異なっているものを使用することができる。また、複数のゴム層のタイヤ幅方向の長さの比率は、タイヤ径方向に変化していてもよく、また周方向溝近傍のみ、トレッド端近傍のみ、ショルダー陸部のみ、センター陸部のみといった限定された一部の領域のみをその周囲とは異なるゴム層とすることもできる。

（タイヤサイド部）
タイヤサイド部２２は、タイヤ径方向に延びてビード部１２とトレッド部２０とをつなぎ、ランフラット走行時にタイヤ１０に作用する荷重を負担できるように構成されている。タイヤサイド部２２のタイヤ幅方向端部２２Ｃは、ビードベース部１２Ｂからタイヤ径方向外側に、タイヤ断面高さＳＨ対比で５０％〜９０％の範囲に設けることができる。

なお、タイヤサイド部２２には乱流発生用突起を設けることもできる。この場合、乱流発生用突起によって発生した乱流により、タイヤサイド部２２が冷却されランフラット走行性能をさらに向上させることができる。乱流発生用突起はタイヤサイド部のうち、タイヤ外表面、タイヤ内表面の何れかに設けることもできる。また、タイヤ外表面、タイヤ内表面の何れにも設けることもできるし、装着方向指定のタイヤの場合に、一対のタイヤサイド部の内、片側のサイド部にのみ乱流発生用突起を設けることも可能である。さらに、タイヤサイド部にディンプルを設けて、表面積を増やして放熱を高めることにより、ランフラット走行性能をさらに向上させることもできる。

（サイド補強ゴム層）
タイヤサイド部２２には、カーカス１４のタイヤ幅方向内側にタイヤサイド部２２を補強するサイド補強ゴム層２４が設けられている。サイド補強ゴム層２４は、パンクなどでタイヤ１０の内圧が減少した場合に車両及び乗員の重量を支えた状態で所定の距離を走行させるための補強ゴムである。

本実施形態では、サイド補強ゴム層２４を１種類のゴム材で形成しているが、本発明の実施形態はこれに限られず、複数のゴム材で形成してもよい。このサイド補強ゴム層２４は、ゴム材が主成分であれば、他にフィラー、短繊維、樹脂等の材料を含んでもよい。さらに、ランフラット走行時の耐久力を高めるため、サイド補強ゴム層２４を構成するゴム材として、硬さが７０〜８５のゴム材を含んでもよい。さらに、粘弾性スペクトロメータ（例えば、東洋精機製作所製スペクトロメータ）を用いて周波数２０Ｈｚ、初期歪み１０％、動歪み±２％、温度６０℃の条件で測定した損失係数ｔａｎδが０．１０以下の物性を有するゴム材を含んでもよい。なお、ここでいうゴムの硬さとは、ＪＩＳ Ｋ６２５３(タイプＡデュロメータ)で規定される硬さを指す。

また、本実施形態では、本発明のサイド補強層の一例として、ゴムを主成分とするサイド補強ゴム層２４を用いているが、これに限らず、ゴム様の弾性を有する他の材料（例えば、熱可塑性樹脂等）を主成分とするサイド補強層を用いてもよい。

サイド補強ゴム層２４は、カーカス１４の内面に沿ってビード部１２側からトレッド部２０側へタイヤ径方向に延びている。また、サイド補強ゴム層２４は、中央部分からビード部１２側及びトレッド部２０側に向かうにつれて厚みが減少する形状、例えば、略三日月形状とされている。なお、ここでいうサイド補強ゴム層２４の厚みとは、タイヤ１０をリム３０に組み付けて内圧を標準空気圧とした状態におけるカーカス１４の法線に沿った長さを指す。

サイド補強ゴム層２４は、ビード部１２側の下端部２４Ａがカーカス１４を挟んでビードフィラー２８とタイヤ幅方向から見て重なっており、トレッド部２０側の上端部２４Ｂがカーカス１４を挟んで傾斜ベルト層１６とタイヤ径方向から見て重なっている。具体的には、サイド補強ゴム層２４の上端部２４Ｂは、カーカス１４を挟んでベルトプライ１６Ｂと重なっている。すなわち、サイド補強ゴム層２４の上端部２４Ｂは、ベルトプライ１６Ｂの端部１６ＢＥよりもタイヤ幅方向内側に位置している。

なお、ベルトプライ１６Ｂのタイヤ幅方向に沿った幅（長さ）をＢ［ｍｍ］とした場合、サイド補強ゴム層２４の上端部２４Ｂがベルトプライ１６Ｂと重なっている重なり幅は、一方のタイヤ幅方向の端部側で０．１５Ｂ［ｍｍ］以上とされている。

図２に示されるように、タイヤ１０では、タイヤ１０をリム３０に組み付けて内圧を標準空気圧とした状態におけるタイヤ幅方向の長さが最大（最大値Ｗ＝タイヤ幅）となるタイヤ幅方向端部２２Ｃからタイヤ幅方向に沿って引いた直線ＷＬとカーカス１４のタイヤ幅方向外側表面とが交差する基準点Ｏから、ベルトプライ１６Ｂの端部１６ＢＥまでのカーカス１４に沿った長さをＨ［ｍｍ］としたときに、基準点Ｏからカーカス１４に沿った長さが０．１Ｈ［ｍｍ］〜０．７Ｈ［ｍｍ］で示される領域Ａにおいて、サイド補強ゴム層２４の厚みが最大となる。

なお、サイド補強ゴム層２４の厚みが最大となる位置は、基準点Ｏからカーカス１４に沿った長さが０．２Ｈ［ｍｍ］〜０．６Ｈ［ｍｍ］にすることが望ましく、０．３Ｈ［ｍｍ］〜０．５Ｈ［ｍｍ］にすると更に好適である。

また、タイヤ１０をリム３０に組み付ける前のビード間隔ＷＢ１は、リム３０に組み付けた後のビード間隔ＷＢ２よりも大きく形成され、ＷＢ１とＷＢ２との差をタイヤ断面高さＳＨで除した値が０．０６よりも大きく、２．００よりも小さい。換言すると、リム３０に対するタイヤ１０の組み付け前後のタイヤ１０のタイヤ幅方向への変形量は、タイヤ断面高さの６％よりも大きく、２００％よりも小さい。すなわち、以下に示す（１）式を満たす。

０．０６＜（ＷＢ１−ＷＢ２）／ＳＨ＜２．００ （１）

なお、リム３０に組み付けた後のビード間隔ＷＢ２は、タイヤ１０をリム組みし、標準空気圧を充填した状態でリムフランジ部３０Ｆ（図２において、フランジ径Ｄ１で示される部分とリム径Ｄ２で示される部分の間のタイヤ径方向の幅がＤ３で示される部分）のタイヤ径方向の中心を通るタイヤ幅方向に平行な直線と、ビード部１２のタイヤ幅方向外側の外表面とが交わる場所を交点ＢＥとしたときに、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで対向する交点ＢＥ間距離であり、標準リム幅と略一致する。また、リム３０に組み付ける前のビード間隔ＷＢ１は、タイヤ１０のリム組み前において交点ＢＥに相当する点が位置する場所を点ＢＥ１としたときに、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで対向する点ＢＥ１間距離である。

さらに、ＷＢ１はＷＢ２の１０５％以上２７０％未満とされている。すなわち、（２）式を満たす。

１．０５ＷＢ２≦ＷＢ１＜２．７０ＷＢ２ （２）

なお、本実施形態においては（１）式、（２）式が何れも成り立つ構成とされている。具体的には、ＷＢ１＝２１８ｍｍ、ＷＢ２＝１７８、ＳＨ＝１５２．４とされ、０．０６＜（ＷＢ１−ＷＢ２）／ＳＨ＝０．２６＜２．００であり（１）式が成り立つ。また、１．０５ＷＢ２＝１８６．９≦ＷＢ１＝２１８＜２．７０ＷＢ２＝４８０．６であり（２）式が成り立つ。

なお、本実施形態においては、上述した通り、リム３０に組み付けた後のビード間隔ＷＢ２は、標準リム幅と略一致する。このため、上述の構成を換言すると、タイヤ１０をリム３０に組み付ける前のビード間隔ＷＢ１は、リム３０のリム幅よりも大きく形成され、この差をタイヤ断面高さＳＨで除した値が０．０６よりも大きく、２．００よりも小さい。さらに、タイヤ１０をリム３０に組み付ける前のビード間隔ＷＢ１は、リム３０のリム幅の１０５％以上２７０％未満とされている。

なお、タイヤ１０をリム３０に組み付ける前のビード間隔ＷＢ１は、タイヤ成形後、タイヤ軸方向が鉛直方向となる状態で標準状態下（標準温度２３±２℃、標準湿度５０±１０％、標準気圧８６〜１０６ｋＰａ）に平置きされた状態で３日間以上放置した状態で測定される。

タイヤ１０の内面には、一方のビード部１２から他方のビード部１２に亘ってインナーライナー２５が配設されている。本実施形態では、一例として、ブチルゴムを主成分とするインナーライナー２５を配設しているが、これに限らず、他のゴム材や、樹脂を主成分とするフィルム層のインナーライナーを配設してもよい。なお、タイヤ１０の内面の内、少なくともタイヤサイド部２２の内側は、サイド補強ゴム層２４により、空気透過性が低く形成されているため、インナーライナー２５を設けないこともできる。

さらに、タイヤ１０の内面には、空洞共鳴音を低減するために、多孔質部材を配置したり、静電植毛加工を行うこともできる。また、タイヤ１０の内面には、パンク時の空気の漏れを防ぐためのシーラント部材を備えることもできる。

なお、本実施形態では、タイヤ断面高さＳＨが高いタイヤ１０を対象としているため、リムガード（リムプロテクション）を設けていないが、本発明はこの構成に限定されず、リムガードを設けてもよい。

（作用・効果）
次に、本実施形態のタイヤ１０の作用及び効果について説明する。

本実施形態のタイヤ１０は、タイヤ１０をリム３０に組み付ける前のビード部１２間距離ＷＢ１（図２におけるタイヤ赤道面ＣＬを挟んで対向する点ＢＥ１間距離）は、リム３０に組み付けた後のビード間隔ＷＢ２よりも大きく形成されている。すなわちタイヤ１０は、タイヤ幅方向に変形させてリム３０に組み付けられる。このとき、タイヤ１０には、図３に示すように、タイヤサイド部２２に圧縮応力が発生する。図３に示したハッチングの濃度は、圧縮応力の大きさを示しており、濃度が高いほど圧縮応力が大きいことを示す。なお、以下の説明では、このように荷重がかかる前に予めタイヤに圧縮力が加えられ、タイヤの内部応力として圧縮応力が発生している状態を指して、「予圧縮がある」と称す。または、「予圧縮されている」等とも称す。

図３に示すように、タイヤ１０をリム３０に組み付けた状態では、タイヤサイド部２２のトレッド部２０側のサイドウォール上部２２Ｂに圧縮応力が集中する。具体的には、サイド補強ゴム層２４の、基準点Ｏからカーカス１４に沿った長さが０．１Ｈ［ｍｍ］〜０．７Ｈ［ｍｍ］で示される領域Ａ（図２参照）において、圧縮応力が大きい部分が集中している。

ここで、ランフラット走行時のタイヤの支持荷重Ｆｚは、タイヤ内部の応力σとの関係で、概略が（５）式のように表される。

（３）式において（ｄε／ｄｚ）はタイヤの縦たわみ変化あたりの歪み変化を示しており、Ｖはタイヤの体積を示している。したがって、（３）式の右辺は、タイヤを微小部位ごとに分解し、それぞれの部位について「応力」と「単位縦たわみあたりの歪み変化」と「体積」を掛け合わせ、これらをタイヤ全体について足し合わせた値を示している。なお、縦たわみとは、タイヤに対して縦方向（タイヤをリムに組み付けて標準空気圧を充填したときの上下方向）に沿って荷重を加えたときにタイヤが径方向に沿って変形する変形量のことを示す。

（３）式に示されるように、タイヤの内部の圧縮応力σが大きくなれば、ランフラット走行時の支持荷重Ｆｚは大きくなる。本実施形態のタイヤ１０は、リム３０に組み付けた状態でタイヤ幅方向に変形させられることにより、サイド補強ゴムに予め圧縮力が加えられ（予圧縮され）内部の圧縮応力σが大きくなっている。このためランフラット走行時の支持荷重Ｆｚは、支持荷重への寄与が大きいサイド補強ゴムの圧縮応力と圧縮歪みにおいて、予め圧縮力が加えられていない（予圧縮がない）タイヤと比較して大きい。

図４には、予め圧縮力が加えられていない（予圧縮がない）タイヤの縦たわみと支持荷重の関係が点線で示されている。また、予め圧縮力が加えられた（予圧縮がある）タイヤの縦たわみと支持荷重の関係が、実線で示されている。

予圧縮がないタイヤと予圧縮があるタイヤとを比較すると、予圧縮があるタイヤが、予圧縮がないタイヤよりも、同じ縦たわみに対する支持荷重が大きい。換言すると、予圧縮がないタイヤと予圧縮があるタイヤとを比較すると、予圧縮があるタイヤが、予圧縮がないタイヤよりも、同じ支持荷重に対する縦たわみが小さい。

また、本実施形態においては、タイヤ１０のタイヤ断面高さＳＨは１４５ｍｍ以上とされ、リム３０に対するタイヤ１０の組み付け前後のタイヤ１０のタイヤ幅方向への変形量（ＷＢ１−ＷＢ２）と、タイヤ断面高さＳＨとの間に、（１）式が成り立っている。また、リム３０に対するタイヤ１０の組み付け前のビード間隔ＷＢ１とリム３０に対するタイヤ１０の組み付け後のビード間隔ＷＢ２との間に（２）式が成り立っている。

すなわち、一般的なランフラットラジアルタイヤと比較してタイヤ断面高さＳＨが大きいランフラットラジアルタイヤであるタイヤ１０において、リム３０への組み付け前後のタイヤ幅方向への変形量が大きく構成されている。このため、ランフラット走行時の耐久性が特に必要とされるタイヤ断面高さＳＨが大きいランフラットラジアルタイヤにおいて、ランフラット走行時の耐久性が向上している。

また、一般的なランフラットラジアルタイヤでは、リム３０に対するタイヤ１０の組み付け前後のタイヤ１０のタイヤ幅方向への変形量（ＷＢ１−ＷＢ２）が大きい場合は、リム組みがし難くなる場合があるが、タイヤ１０はタイヤ断面高さＳＨが１４５ｍｍ以上とされているため、比較的変形しやすく、容易にリム組みできる。

なお、本実施形態においては、リム３０に対するタイヤ１０の組み付け前後のタイヤ１０のタイヤ幅方向への変形量（ＷＢ１−ＷＢ２）と、タイヤ断面高さＳＨとの間に（１）式が成り立ち、ＷＢ１とＷＢ２との間に（２）式が成り立っているが、本発明の実施形態はこれに限られない。例えば（１）式、（２）式のうち何れか一方のみが成り立つように構成することもできる。又は、（１）式の左側すなわち以下に示す（４）式のみが成り立つ構成、（２）式の左側すなわち以下に示す（４）式のみが成り立つ構成、（５）式と（４）式が共に成り立つ構成などとすることができる。

（ＷＢ１−ＷＢ２）／ＳＨ＞０．０６ （４）

ＷＢ１≧１．０５ＷＢ２ （５）

あるいは、（１）式〜（５）式の何れも成り立たない場合において、必要とされるランフラット走行時の耐久性に応じて（６）式のみが成り立つように構成することもできる。

０＜（ＷＢ１−ＷＢ２） （６）

このように、タイヤ１０を、（６）式が成り立つ構成とすれば、タイヤ１０は、タイヤ幅方向に変形させてリム３０に組み付けられるので、タイヤサイド部２２に圧縮応力が発生し、ランフラット走行時の耐久性が向上する。また、タイヤ１０をリム３０に組みつけ易くなる。

なお、タイヤ１０を予圧縮してビード間隔を変化させるとタイヤサイド部２２の曲率が変化する。この曲率変化量に応じて、タイヤサイド部２２に生じる圧縮応力は変化する。曲率変化量は（ＷＢ１−ＷＢ２）／（ＳＨ）^２に比例するので、タイヤ断面高さＳＨが大きくなると、曲率変化量が小さくなり圧縮応力も小さくなる（相関関係１００）。

一方で、タイヤ断面高さＳＨが大きいタイヤはサイド補強ゴム層２４の厚みが大きくなるので、同じ曲率変化に対して大きな圧縮応力が発生する。すなわちタイヤ断面高さＳＨが大きくなると、圧縮応力は大きくなる（相関関係２００）。

本実施形態のタイヤ１０においては、このタイヤ断面高さＳＨと圧縮応力に関する相関関係１００及び２００を考慮して、（１）式、（４）式、（６）式のように、予圧縮効果の指標として（ＷＢ１−ＷＢ２）／ＳＨや（ＷＢ１−ＷＢ２）を用いている。

図５には、タイヤ１０をリム３０に組み付けた後の、支持荷重の増分の寄与が示されている。図５に示したハッチングの濃度は、支持荷重の増分の大きさを示
しており、濃度が高いほど支持荷重の増分が大きいことを示す。タイヤ１０をリム３０に組み付けた状態では、タイヤサイド部２２のトレッド部２０側のサイドウォール上部２２Ｂで、支持荷重の増分が大きくなっている。具体的には、サイド補強ゴム層２４の、基準点Ｏからカーカス１４に沿った長さが０．１Ｈ［ｍｍ］〜０．７Ｈ［ｍｍ］で示される領域Ａ（図２参照）において、支持荷重の増分が大きくなっている。

また、本実施形態においては、基準点Ｏからカーカス１４に沿った長さが０．１Ｈ［ｍｍ］〜０．７Ｈ［ｍｍ］で示される領域Ａにおいて、サイド補強ゴム層２４の厚みが最大となる。すなわち、タイヤ１０のサイド補強ゴム層２４は、予圧縮が与えられることにより支持荷重の増分が大きくされた部位の厚みが大きく形成されている。これにより、支持荷重が大きい部分の体積が大きくなり、ランフラット走行時の耐久性が向上する。

なお、サイド補強ゴム層２４の厚みが最大となる位置は、タイヤ１０の仕様によっては、領域Ａ以外の部分であってもよい。サイド補強ゴム層２４の厚みが最大となる位置が領域Ａ以外の部分であっても、サイド補強ゴム層２４は予圧縮されるので、ランフラット走行時の耐久性が向上する。

また、タイヤ１０は、ベルトプライ１６Ｂとサイド補強ゴム層２４が、０．１５Ｂ［ｍｍ］以上の幅で重なり合っている。これにより、トレッド部２０の幅方向端部からサイドウォール上部２２Ｂにかけての剛性が向上しているので、タイヤサイド部２２のバックリングを抑制し、リム外れ性を向上できる。

さらに、サイド補強ゴム層２４には予め圧縮力が加えられている（予圧縮がある）ため、予圧縮がない場合と比較して、荷重がかけられた際のタイヤ１０の縦たわみが少ない。このため、ランフラット走行に至る前の通常走行時の転がり抵抗が低下している。また、縦たわみが少ないことにより、ランフラット走行時にサイドゴムの発熱が低減され、ランフラット走行時の耐久性が向上する。

図６には、上述したタイヤ１０の実施形態と同様に予圧縮された複数のランフラットラジアルタイヤについて、予圧縮されていないランフラットラジアルタイヤと性能を比較したグラフが示されている。図６に示すように、予圧縮されたランフラットラジアルタイヤは、予圧縮されていないランフラットラジアルタイヤと比較して、ランフラット耐久性が、約４％〜５２％、平均約２７％向上している。また、予圧縮されたランフラットラジアルタイヤは、予圧縮されていないランフラットラジアルタイヤと比較して、通常走行時の転がり抵抗が、約２％〜５．３％、平均約３．１％低減している。このため、通常走行時の燃費が向上している。このように、本発明の実施形態におけるタイヤは、ランフラット走行時の耐久性が向上するとともに、通常走行時の走行性能が向上している。なお、ランフラット走行時の耐久性は、ＩＳＯ条件に従うランフラット耐久ドラムの走行距離により測定される。また、通常走行時の転がり抵抗は、ＩＳＯ１８１６４に準拠しスムースドラム、フォース式にて測定される。

１０ タイヤ（ランフラットラジアルタイヤ）、 １２ ビード部、 １４ カーカス、
１６ 傾斜ベルト層（ベルト層）、
２２ タイヤサイド部、 ２４ サイド補強ゴム層、 ３０リム

Claims (4)

1. 一対のビード部間に跨るカーカスと、
   タイヤサイド部に設けられ、前記カーカスの内面に沿ってタイヤ径方向に延びるサイド補強ゴム層とを備え、
   リムに組み付ける前のタイヤ幅方向に沿ったビード間隔が標準リム幅よりも大きく形成され、タイヤ断面高さが１４５ｍｍ以上とされたランフラットラジアルタイヤ。
2. 前記リムに組み付ける前の前記ビード間隔と前記標準リム幅との差を前記タイヤ断面高さで除した値が０．０６よりも大きく、２．００よりも小さい、請求項１に記載のランフラットラジアルタイヤ。
3. 前記リムに組み付ける前の前記ビード間隔が前記標準リム幅の１０５％以上２７０％未満とされた、請求項１又は請求項２に記載のランフラットラジアルタイヤ。
4. 前記カーカスのタイヤ径方向外側にベルト層を備え、
   前記リムに組み付けて内圧を標準空気圧とした状態における、前記タイヤサイド部のタイヤ幅方向端部からタイヤ幅方向に沿って引いた直線と前記カーカスとが交差する基準点から、前記ベルト層の端部までの、前記カーカスに沿った長さをＨとした場合、
   前記サイド補強ゴム層の厚みが最大となる位置が、前記基準点から前記カーカスに沿って０．１Ｈ〜０．７Ｈの範囲に配置されている、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のランフラットラジアルタイヤ。

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