JP2022157677A - ランフラットタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、ランフラット耐久性の低下を抑制した、ランフラットタイヤを提供することを目的とする。【解決手段】本発明のランフラットタイヤは、トレッド部と、サイドウォール部と、ビード部と、サイド補強ゴムと、カーカスと、を備え、タイヤ内面にインナーライナーを備え、前記サイド補強ゴムと前記インナーライナーとの間に、内層ゴムが配置され、前記内層ゴムは、ＪＩＳ Ｋ６２７０に準じ、８号ダンベルの中心部を試験片繰り返し引張方向と垂直に１ｍｍ切り欠いた試験片を用いて、１５０℃の条件下で、１０Ｈｚの周波数で繰り返し引張を与えた際に、試験片が破壊するまでの繰り返し回数が、与えた引張歪が１０％～３０％の範囲において、前記サイド補強ゴムの場合の２倍以上であり、基準状態において、比ｔ２／ｔ１は、０．０５～０．３０である。【選択図】図１
Description
本発明は、ランフラットタイヤに関するものである。
空気入りタイヤとして、サイドウォール部に断面三日月状のサイド補強ゴムを有するランフラットタイヤが知られている（例えば、特許文献１）。このようなランフラットタイヤによれば、例えばタイヤがパンクして内圧が低下した状態でも、サイド補強ゴムが荷重を肩代わりすることによって相当な距離の走行が可能である。
ランフラットタイヤにおいては、特にランフラット走行状態では、サイド補強ゴムの最内部は大きな撓みにより、高温・高歪な状態となり、サイド補強ゴムに亀裂が入ってしまうことでランフラット耐久性が低下するおそれがあった。
そこで、本発明は、ランフラット耐久性の低下を抑制した、ランフラットタイヤを提供することを目的とする。
本発明の要旨構成は、以下の通りである。
（１）トレッド部と、
前記トレッド部の両側に連なる一対のサイドウォール部と、
前記各サイドウォール部に連なるビード部と、
前記サイドウォール部に配設された断面三日月状のサイド補強ゴムと、
一対の前記ビード部間でトロイダル状に跨るカーカスと、
を備えた、ランフラットタイヤであって、
タイヤ内面にインナーライナーを備え、
前記サイド補強ゴムと前記インナーライナーとの間に、内層ゴムが配置され、
前記内層ゴムは、ＪＩＳ Ｋ６２７０：２００１に準じ、８号ダンベルの中心部を試験片繰り返し引張方向と垂直に１ｍｍ切り欠いた試験片を用いて、１５０℃の条件下で、１０Ｈｚの周波数で繰り返し引張を与えた際に、試験片が破壊するまでの繰り返し回数が、与えた引張歪が１０％～３０％の範囲において、前記サイド補強ゴムの場合の２倍以上であり、
前記ランフラットタイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした、基準状態において、前記カーカスから前記タイヤ内面に下ろした垂線の方向に計測した際の前記サイド補強ゴムの厚さが最大となる最大厚さｔ１に対する、前記垂線の方向に計測した際の前記内層ゴムの厚さｔ２の比ｔ２／ｔ１は、０．０５～０．３０であることを特徴とする、ランフットタイヤ。
（１）トレッド部と、
前記トレッド部の両側に連なる一対のサイドウォール部と、
前記各サイドウォール部に連なるビード部と、
前記サイドウォール部に配設された断面三日月状のサイド補強ゴムと、
一対の前記ビード部間でトロイダル状に跨るカーカスと、
を備えた、ランフラットタイヤであって、
タイヤ内面にインナーライナーを備え、
前記サイド補強ゴムと前記インナーライナーとの間に、内層ゴムが配置され、
前記内層ゴムは、ＪＩＳ Ｋ６２７０：２００１に準じ、８号ダンベルの中心部を試験片繰り返し引張方向と垂直に１ｍｍ切り欠いた試験片を用いて、１５０℃の条件下で、１０Ｈｚの周波数で繰り返し引張を与えた際に、試験片が破壊するまでの繰り返し回数が、与えた引張歪が１０％～３０％の範囲において、前記サイド補強ゴムの場合の２倍以上であり、
前記ランフラットタイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした、基準状態において、前記カーカスから前記タイヤ内面に下ろした垂線の方向に計測した際の前記サイド補強ゴムの厚さが最大となる最大厚さｔ１に対する、前記垂線の方向に計測した際の前記内層ゴムの厚さｔ２の比ｔ２／ｔ１は、０．０５～０．３０であることを特徴とする、ランフットタイヤ。
ここで、本明細書において、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）のＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（Ｔｈｅ Ｔｉｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．）のＹＥＡＲ ＢＯＯＫ等に記載されているまたは将来的に記載される、適用サイズにおける標準リム（ＥＴＲＴＯのＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬではＭｅａｓｕｒｉｎｇ Ｒｉｍ、ＴＲＡのＹＥＡＲ ＢＯＯＫではＤｅｓｉｇｎ Ｒｉｍ）を指す（即ち、上記の「リム」には、現行サイズに加えて将来的に上記産業規格に含まれ得るサイズも含む。「将来的に記載されるサイズ」の例としては、ＥＴＲＴＯ ２０１３年度版において「ＦＵＴＵＲＥ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴＳ」として記載されているサイズを挙げることができる。）が、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、タイヤのビード幅に対応した幅のリムをいう。また、「規定内圧」とは、上記ＪＡＴＭＡ等に記載されている、適用サイズ・プライレーティングにおける単輪の最大負荷能力に対応する空気圧（最高空気圧）を指し、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、「規定内圧」は、タイヤを装着する車両毎に規定される最大負荷能力に対応する空気圧（最高空気圧）をいうものとする。
（２）前記内層ゴムの前記繰り返し回数は、前記サイド補強ゴムの前記繰り返し回数の１０倍以上である、上記（１）に記載のランフラットタイヤ。
（３）前記内層ゴムは、ＪＩＳ Ｋ６２７０：２００１に準じ、８号ダンベルの中心部を試験片繰り返し引張方向と垂直に１ｍｍ切り欠いた試験片を用いて、１５０℃の条件下で、歪３０％，１０Ｈｚの周波数で繰り返し引張を与えた際に、試験片が破壊するまでの繰り返し回数が７万回以上である、上記（１）又は（２）に記載のランフラットタイヤ。
（４）前記サイド補強ゴムの弾性率に対する、前記内層ゴムの弾性率の比は、０．７５以下である、上記（１）～（３）のいずれか１つに記載のランフラットタイヤ。
ここで、「弾性率」とは、２５℃における２５％伸長時モジュラス引張弾性率（ＪＩＳ Ｋ ６２５１：２０１７）に基づき、加硫ゴムをダンベル状８号形の試験片に加工し、測定温度２５℃で２５％伸長時の引張弾性率をいうものとする。
ここで、「弾性率」とは、２５℃における２５％伸長時モジュラス引張弾性率（ＪＩＳ Ｋ ６２５１：２０１７）に基づき、加硫ゴムをダンベル状８号形の試験片に加工し、測定温度２５℃で２５％伸長時の引張弾性率をいうものとする。
（５）前記内層ゴムは、ビードベースラインからタイヤ断面高さの２０～８０％のタイヤ径方向領域に位置する、上記（１）～（４）のいずれか１つに記載のランフラットタイヤ。
ここで、「ビードベースライン」とは、上記基準状態において、ビードベースを通りタイヤ幅方向に平行な仮想線をいうものとする。
ここで、「ビードベースライン」とは、上記基準状態において、ビードベースを通りタイヤ幅方向に平行な仮想線をいうものとする。
本発明によれば、ランフラット耐久性の低下を抑制した、ランフラットタイヤを提供することができる。
図１は、本発明の一実施形態にかかるランフラットタイヤのタイヤ幅方向部分断面図である。図１は、上記基準状態における、ランフラットタイヤのタイヤ幅方向断面を示している。
図１に示すように、このランフラットタイヤ（以下、単にタイヤとも称する）１０は、トレッドゴムからなるトレッド部１と、トレッド部１の両側に連なる一対のサイドウォールゴムからなるサイドウォール部２と、各サイドウォール部２に連なるビード部３と、を備えている。
図１に示すように、各ビード部３には、ビードコア３ａが埋設されている。また、本例では、ビードコア３ａのタイヤ径方向外側にはビードフィラ３ｂが配置されている。
このタイヤ１は、一対のビード部３間でトロイダル状に跨る１枚以上のカーカスプライからなるカーカス４をさらに備えている。カーカスプライは、本例では有機繊維コードからなる。カーカス４は、ビードコアに係止されるカーカス本体部４ａと、該カーカス本体部４ａから延びてビードコア３ａの周りに折り返されてなるカーカス折り返し部４ｂとからなる。図示例では、カーカス折り返し部４ｂは、ベルト端よりもタイヤ幅方向内側まで延びて終端おり、いわゆるエンベロープ構造となっているが、この例には限られず、カーカス折り返し部４ｂの端は、例えば、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側に位置していても良い。
また、カーカス４のクラウン部のタイヤ径方向外側には、１層以上（図示例では２層）のベルト層５ａ、５ｂからなるベルト５が配置されている。２層のベルト層のベルトコードは、層間で互いに交差するように延びており、ベルトコードは、例えばタイヤ周方向に対して３０～６０°の傾斜角度で傾斜して延びることができる。ベルトコードは、本例ではスチールコードである。
また、このタイヤ１は、サイドウォール部２に、断面三日月状のサイド補強ゴム６が配設されている。このようなサイド補強ゴム６を配設することにより、パンク等によってタイヤの内圧が低下した状態においても、車体重量の支持に寄与するサイド補強ゴム６が、ある程度の距離を安全に走行することを可能にする。図示例では、サイド補強ゴム６は、タイヤ幅方向断面において、該サイド補強ゴム６のタイヤ径方向中央位置付近からタイヤ径方向内側及び外側に向かってタイヤ幅方向の厚さが漸減し、かつ、タイヤ幅方向外側に凸に突出した形状をしている。
図１に示すように、本実施形態のタイヤ１は、タイヤ内面にインナーライナー７を備えている。本例では、インナーライナー７は、ブチルゴムからなる。そして、このタイヤ１では、サイド補強ゴム６とインナーライナー７との間に、内層ゴム８が配置されている。図示例では、内層ゴム８は、サイド補強ゴム６とインナーライナー７とが隣接している領域の略全域にわたって配置されている。内層ゴム８は、ＪＩＳ Ｋ６２７０：２００１に準じ、８号ダンベルの中心部を試験片繰り返し引張方向と垂直に１ｍｍ切り欠いた試験片を用いて、１５０℃の条件下で、１０Ｈｚの周波数で繰り返し引張を与えた際に、試験片が破壊するまでの繰り返し回数が、与えた引張歪が１０％～３０％の範囲において、サイド補強ゴム６の場合の２倍以上（好ましくは１０倍以上）である。材質としては、内層ゴム８は、イソブチレンとイソプレンとの共重合体を有しないゴム（例えばブタジエンゴムと天然ゴムを配合したゴム）からなる。
また、上記基準状態において、カーカス４からタイヤ内面に下ろした垂線の方向に計測した際のサイド補強ゴム６の厚さが最大となる最大厚さｔ１に対する、該垂線の方向に計測した際の内層ゴムの厚さｔ２の比ｔ２／ｔ１は、０．０５～０．３０である。
以下、本実施形態のランフラットタイヤの作用効果について説明する。
以下、本実施形態のランフラットタイヤの作用効果について説明する。
ランフラット走行中のサイド補強ゴムの最内部は、大きな撓みにより、高温・高歪な状態となる。そのためサイド補強ゴムには、ランフラット状態において，荷重を支えるという機能に加え、高温・高歪な状態での耐破壊性という機能も求められる。
そこで、本発明者は、サイド部に配置されるゴムをタイヤ幅方向に２層に分離し、上記２つの機能をそれぞれの層に担わせることにより、上記機能を最大化することが上記の課題を解決するのに有効であるという知見を得た。
具体的には、サイド補強ゴム６に荷重支持を担わせ、一方で、内層ゴム８にタイヤ内面側からの破壊抑制を担わせている。すなわち、上記比ｔ２／ｔ１が０．３０以下であることにより、サイド補強ゴム６の体積を確保して、荷重支持能力を十分なものとしている。また、内層ゴム８は、ＪＩＳ Ｋ６２７０：２００１に準じ、８号ダンベルの中心部を試験片繰り返し引張方向と垂直に１ｍｍ切り欠いた試験片を用いて、１５０℃の条件下で、１０Ｈｚの周波数で繰り返し引張を与えた際に、試験片が破壊するまでの繰り返し回数が、与えた引張歪が１０％～３０％の範囲において、サイド補強ゴム６の場合の２倍以上であり、耐剥離性が高いものである。比ｔ２／ｔ１を０．０５以上とすることで、このような耐剥離性が高い内層ゴム８の体積を確保して、高温・高歪の状態での耐破壊性を十分に確保することができる。特に内層ゴム８を追加した分だけサイド補強ゴム６の体積を削減するようにすれば、タイヤの重量増の抑制も可能となる。
以上のように、本実施形態のランフラットタイヤによれば、ランフラット耐久性の低下を抑制することができる。
そこで、本発明者は、サイド部に配置されるゴムをタイヤ幅方向に２層に分離し、上記２つの機能をそれぞれの層に担わせることにより、上記機能を最大化することが上記の課題を解決するのに有効であるという知見を得た。
具体的には、サイド補強ゴム６に荷重支持を担わせ、一方で、内層ゴム８にタイヤ内面側からの破壊抑制を担わせている。すなわち、上記比ｔ２／ｔ１が０．３０以下であることにより、サイド補強ゴム６の体積を確保して、荷重支持能力を十分なものとしている。また、内層ゴム８は、ＪＩＳ Ｋ６２７０：２００１に準じ、８号ダンベルの中心部を試験片繰り返し引張方向と垂直に１ｍｍ切り欠いた試験片を用いて、１５０℃の条件下で、１０Ｈｚの周波数で繰り返し引張を与えた際に、試験片が破壊するまでの繰り返し回数が、与えた引張歪が１０％～３０％の範囲において、サイド補強ゴム６の場合の２倍以上であり、耐剥離性が高いものである。比ｔ２／ｔ１を０．０５以上とすることで、このような耐剥離性が高い内層ゴム８の体積を確保して、高温・高歪の状態での耐破壊性を十分に確保することができる。特に内層ゴム８を追加した分だけサイド補強ゴム６の体積を削減するようにすれば、タイヤの重量増の抑制も可能となる。
以上のように、本実施形態のランフラットタイヤによれば、ランフラット耐久性の低下を抑制することができる。
ここで、内層ゴム８の上記繰り返し回数は、サイド補強ゴム６の上記繰り返し回数の１０倍以上であることが好ましい。１０倍以上とすることにより、より一層耐亀裂性を高めて、ランフラット耐久性をより向上させることができる。
また、内層ゴム８は、ＪＩＳ Ｋ６２７０：２００１に準じ、８号ダンベルの中心部を試験片繰り返し引張方向と垂直に１ｍｍ切り欠いた試験片を用いて、１５０℃の条件下で、歪３０％，１０Ｈｚの周波数で繰り返し引張を与えた際に、試験片が破壊するまでの繰り返し回数が７万回以上であることが好ましい。このような内層ゴム８を用いることで、より一層耐亀裂性を高めて、ランフラット耐久性をより向上させることができるからである。
ここで、サイド補強ゴム６の弾性率に対する、内層ゴム８の弾性率の比は、０．７５以下（好ましくは０．６以下）であることが好ましい。乗り心地性の低下をより一層抑制することができるからである。
また、内層ゴム８は、ビードベースラインからタイヤ断面高さの２０～８０％のタイヤ径方向領域に位置することが好ましい。
また、内層ゴム８のトレッド側の端は、ビードベースラインからタイヤ断面高さの６０％以上のタイヤ径方向領域に位置することが好ましい。またビード側の端はビードベースラインからタイヤ断面高さの３０％以下のタイヤ径方向領域に位置することが好ましい。上端を６０％以上，下端を３０％以下とすることで、ランフラット走行時における補強ゴムの高歪領域をカバーし、内面からの亀裂進展を抑制することでランフラット走行時の耐久性を向上させることができるからである。
また、内層ゴム８のトレッド側の端は、ビードベースラインからタイヤ断面高さの６０％以上のタイヤ径方向領域に位置することが好ましい。またビード側の端はビードベースラインからタイヤ断面高さの３０％以下のタイヤ径方向領域に位置することが好ましい。上端を６０％以上，下端を３０％以下とすることで、ランフラット走行時における補強ゴムの高歪領域をカバーし、内面からの亀裂進展を抑制することでランフラット走行時の耐久性を向上させることができるからである。
本発明の効果を確かめるため、タイヤサイズＰＳＲ ２３５／６０Ｆ１８の発明例及び比較例にかかるタイヤを試作して、タイヤ性能を評価する試験を行った。
比較例：サイド補強ゴムを１種類のゴムからなるものとした。
発明例：サイド補強ゴム対比３１％の弾性率を有する内層ゴムを、サイド補強ゴムゲージ最厚部において内層ゴムのゲージ／サイド補強ゴムのゲージの比が０．０９となるように配置した構造とした。また、内層ゴムは、上記繰り返し回数がサイド補強ゴムの４倍であるものとした。その他の構成は、比較例と同様である。
比較例：サイド補強ゴムを１種類のゴムからなるものとした。
発明例：サイド補強ゴム対比３１％の弾性率を有する内層ゴムを、サイド補強ゴムゲージ最厚部において内層ゴムのゲージ／サイド補強ゴムのゲージの比が０．０９となるように配置した構造とした。また、内層ゴムは、上記繰り返し回数がサイド補強ゴムの４倍であるものとした。その他の構成は、比較例と同様である。
＜ランフラット耐久性＞
ＩＳＯ規格に準拠したリム、内圧、及び荷重条件において、ランフラット耐久性を評価した。比較例の結果を１００とした指数で表示し、指数が大きい方が性能に優れている。
＜縦バネ係数＞
ＪＡＴＭＡに準拠したリムにリム組みし、２３０ｋＰａの内圧を充填し、４３２０Ｎの荷重を負荷した際の縦バネ係数を算出した。比較例の結果を１００とした指数で表示し、指数が小さい方が性能に優れている。
評価結果を以下の表１に示している。
ＩＳＯ規格に準拠したリム、内圧、及び荷重条件において、ランフラット耐久性を評価した。比較例の結果を１００とした指数で表示し、指数が大きい方が性能に優れている。
＜縦バネ係数＞
ＪＡＴＭＡに準拠したリムにリム組みし、２３０ｋＰａの内圧を充填し、４３２０Ｎの荷重を負荷した際の縦バネ係数を算出した。比較例の結果を１００とした指数で表示し、指数が小さい方が性能に優れている。
評価結果を以下の表１に示している。
１０：ランフラットタイヤ、
１：トレッド部、
２：サイドウォール部、
３：ビード部、
４：カーカス、
５：ベルト、
６：サイド補強ゴム、
７：インナーライナー、
８：内層ゴム
１：トレッド部、
２：サイドウォール部、
３：ビード部、
４：カーカス、
５：ベルト、
６：サイド補強ゴム、
７：インナーライナー、
８：内層ゴム
Claims (5)
- トレッド部と、
前記トレッド部の両側に連なる一対のサイドウォール部と、
前記各サイドウォール部に連なるビード部と、
前記サイドウォール部に配設された断面三日月状のサイド補強ゴムと、
一対の前記ビード部間でトロイダル状に跨るカーカスと、
を備えた、ランフラットタイヤであって、
タイヤ内面にインナーライナーを備え、
前記サイド補強ゴムと前記インナーライナーとの間に、内層ゴムが配置され、
前記内層ゴムは、ＪＩＳ Ｋ６２７０に準じ、８号ダンベルの中心部を試験片繰り返し引張方向と垂直に１ｍｍ切り欠いた試験片を用いて、１５０℃の条件下で、１０Ｈｚの周波数で繰り返し引張を与えた際に、試験片が破壊するまでの繰り返し回数が、与えた引張歪が１０％～３０％の範囲において、前記サイド補強ゴムの場合の２倍以上であり、
前記ランフラットタイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした、基準状態において、前記カーカスから前記タイヤ内面に下ろした垂線の方向に計測した際の前記サイド補強ゴムの厚さが最大となる最大厚さｔ１に対する、前記垂線の方向に計測した際の前記内層ゴムの厚さｔ２の比ｔ２／ｔ１は、０．０５～０．３０であることを特徴とする、ランフットタイヤ。 - 前記内層ゴムの前記繰り返し回数は、前記サイド補強ゴムの前記繰り返し回数の１０倍以上である、請求項１に記載のランフラットタイヤ。
- 前記内層ゴムは、ＪＩＳ Ｋ６２７０：２００１に準じ、８号ダンベルの中心部を試験片繰り返し引張方向と垂直に１ｍｍ切り欠いた試験片を用いて、１５０℃の条件下で、歪３０％，１０Ｈｚの周波数で繰り返し引張を与えた際に、試験片が破壊するまでの繰り返し回数が７万回以上である、請求項１又は２に記載のランフラットタイヤ。
- 前記サイド補強ゴムの弾性率に対する、前記内層ゴムの弾性率の比は、０．７５以下である、請求項１～３のいずれか一項に記載のランフラットタイヤ。
- 前記内層ゴムは、ビードベースラインからタイヤ断面高さの２０～８０％のタイヤ径方向領域に位置する、請求項１～４のいずれか一項に記載のランフラットタイヤ。
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