JP4270372B2

JP4270372B2 - ランフラットタイヤ

Info

Publication number: JP4270372B2
Application number: JP2003141888A
Authority: JP
Inventors: 潤児玉
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2023-05-20
Also published as: JP2004345385A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サイドウォール部に補強ゴム領域を有するランフラットタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ランフラットタイヤとは、パンク等の障害によりタイヤ内部の空気圧の低下が生じたとしても、ある程度の距離を走行することのできるタイヤのことをいう。このようなランフラット走行を可能にするためのタイヤ構造の１つとして、サイドウォール部の内面を補強ゴム層により補強したものが知られている。
【０００３】
当該補強ゴム層には、ランフラット走行時での耐久性が要求されるため、比較的硬度の高いゴムが使用されていた。しかし、補強ゴム層の硬度が高いほど振動の吸収性に劣るので、通常走行時（パンクをしていない状態）の乗り心地を損ねてしまうという問題が生じていた。
【０００４】
そこで、従来から、補強ゴム領域を複数領域に分け、それらをカーカス層間に配した補強構造や、補強ゴム層として硬度の高いゴムだけでなく、比較的硬度の低いゴムを用いた補強構造が提案されている。
【０００５】
例えば、下記特許文献１に開示されるランフラットタイヤの補強ゴム領域は３層の補強ゴム層からなり、内側の補強ゴム層を、カーカスプライのタイヤ内面側に配している。そして、中間の補強ゴム層を、２層のカーカスプライの本体部の間に配し、外側の補強ゴム層を、タイヤ外面側のカーカスプライの本体部と、それら２層のカーカスプライの折返し部との間に配すると共に、外側の補強ゴム層のタイヤ半径方向の内端部を、ビードフィラーが配される位置まで延ばしている。更に、各補強ゴム層のタイヤ半径方向における端部の位置や、タイヤ最大幅位置での厚さ等についても定めている。
【０００６】
また、下記特許文献２に開示される安全タイヤは、サイドウォール部のカーカス層の内側を三日月状の補強ゴム層により補強している。この補強ゴム層は、軟質ゴムからなる内側層と、同じく軟質ゴムからなる外側層と、前記内側層と前記外側層との間に介在し、且つ硬質ゴムからなる中間層とを含む積層体により形成される。
【０００７】
また、下記特許文献３に開示される安全タイヤの補強ゴム層は、サイドウォール部の中央部を主体とするカーカス層に配置したショアＡ硬度が７０〜８５°の高弾性ゴム層と、前記高弾性ゴム層のタイヤ内面側に配置される部分を有するショアＡ硬度が５５〜７０°の耐クラック性ゴム層とを有している。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−８５３２４号公報（第２項、図１）
【特許文献２】
特開平１−２７８８０６号公報（第１項、図１、図２）
【特許文献３】
特開昭６２−２７９１０７号公報（第１項、図１、図２）
【発明が解決しようとする課題】
一般に、補強ゴム層の硬度が低いほど乗り心地性能が向上する傾向にあるのに対し、ランフラット走行時の耐久性能面からは補強ゴム層の硬度が高いものが好ましい。よって、ランフラット走行時の耐久性能と通常走行時の乗り心地性能は相反する性能となる。また、タイヤ内の空気が抜けた状態で走行するランフラット走行においては、耐久性だけでなく、操縦安定性も求められる。
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたタイヤの補強ゴム層は、タイヤ重量の大幅な増加を伴わずに耐久性を向上させることを目的としており、通常走行時の乗り心地性は十分とはいえない。また、乗り心地性能を向上させるべく、硬度の低いゴムを使用したとしても、それによって剛性が下がり、耐久性が損なわれるため、ランフラット走行時の耐久性能と通常走行時の乗り心地性能を両立させることが困難である。
【００１０】
一方、上記特許文献２に記載されたタイヤの補強ゴム層は、低硬度ゴムの使用量が少ないため、通常走行時の乗り心地性の改善効果が十分でないことが判明した。更に、上記特許文献３に記載されたタイヤの補強ゴム層は、硬度の低いゴムの存在により、ランフラット走行時の補強ゴム層の変形が大きく、耐久性能の改善効果が小さいことが判明した。加えて、上記特許文献１〜３に記載された発明は、ランフラット走行時における操縦安定性を考慮したものではないため、ランフラット走行時の操縦が安定しないおそれがある。
【００１１】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、硬度の低いゴムの非圧縮性を利用して、ランフラット走行時の耐久性能及び操縦安定性を確保しつつ、通常走行時の乗り心地性能を向上させたランフラットタイヤを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明に係るランフラットタイヤは、一対のビード部の間に架け渡され、前記ビード部において端部を折り返されたカーカス層と、サイドウォール部に断面略三日月形状をなす補強ゴム領域とを備えるランフラットタイヤであって、前記補強ゴム領域は、前記カーカス層のタイヤ内面側に配され、且つＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（タイプＡ）による硬さが６５〜１００゜である第１補強ゴム層と、前記第１補強ゴム層のタイヤ外面側であって、前記カーカス層のタイヤ内面側に配され、且つＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（タイプＡ）による硬さが４５゜以上で、前記第１補強ゴム層の硬度よりも５〜５５°低く設定されている第２補強ゴム層と、前記ビード部において折り返された前記カーカス層の本体部と折返し部との間に配され、且つＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（タイプＡ）による硬さが７５〜１００゜である第３補強ゴム層を備え、前記ビード部において折り返された前記カーカス層の端部が、前記第３補強ゴム層を覆うようにタイヤ半径方向外側に延びる。
【００１３】
上記において、前記第３補強ゴム層のタイヤ半径方向の内端部が、ビードフィラーが配される位置まで延びて、前記ビードフィラーと一体化されたものであることが好ましい。
【００１４】
［作用効果］
本発明によるランフラットタイヤの作用・効果は以下の通りである。
【００１５】
タイヤのパンク等によりタイヤ内の空気が抜けた状態で走行するランフラット走行時においては、サイドウォール部の曲げ変形に伴って、カーカス層内側に配された補強ゴム領域に圧縮歪が作用する。その際、比較的硬度の低い補強ゴム層がタイヤ内面側又は外面側に逃げてしまうと、補強ゴム領域は容易に変形し、耐久性能を損なってしまう。
【００１６】
本発明に係る構成では、第２補強ゴム層のタイヤ外面側にはカーカス層及び第３補強ゴム層が配され、タイヤ内面側には第１補強ゴム層が配されているため、ランフラット走行時の第２補強ゴム層がタイヤ内面側又は外面側に逃げることを防止することができる。その結果、第２補強ゴム層の非圧縮性により、補強ゴム領域が変形しにくくなるため、ランフラット走行時の耐久性を阻害することがない。
【００１７】
しかも、タイヤ変形時の圧縮歪が大きいタイヤ内面側には比較的硬度の高い第１補強ゴム層が配されており、更に、比較的硬度の高い第３補強ゴム層がカーカス層の本体部と折返し部との間に配されているため、補強ゴム領域の曲げ剛性が大幅に高められる。これにより、補強ゴム領域は十分な荷重支持能力を有し、ランフラット走行時において優れた耐久性能を発揮することができる。
【００１８】
また、カーカス層の端部が第３補強ゴム層を覆うようにタイヤ半径方向外側に延びていることにより、ランフラット走行時には、第３補強ゴム層がビードフィラーと連動して作用し、操縦安定性が確保される。また、比較的硬度の低い第２補強ゴム層が通常走行時の振動を吸収するので、乗り心地性能を向上させることができる。
【００１９】
その結果、ランフラット走行時の耐久性能及び操縦安定性能を確保しつつ、通常走行時の乗り心地性能を向上させたランフラットタイヤを提供することができる。
【００２０】
更に、第３補強ゴム層がビードフィラーと一体化されることで、ランフラット走行時に第３補強ゴム層がビードフィラーと連動して作用する効果がより顕著になり、操縦安定性を好適に確保することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係るランフラットタイヤの好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明に係るランフラットタイヤの一例を示す断面図である。なお、タイヤ１は、タイヤ幅方向に対象であるので、タイヤ赤道線Ｃの右半分のみを図示している。
【００２２】
このタイヤ１は、路面に接触するトレッド部２と、側面に位置するサイドウォール部４と、リムストリップ部５とを有する。また、タイヤの軸方向( 図１の左右方向) に一対のビード部６を有し、一対のビード部６の間に架け渡されるようにカーカス層８を有する。カーカス層８は、１層のカーカスプライからなり、前記カーカスプライは、タイヤ赤道線Ｃに対して所定の角度をなして巻き付けたカーカスコードにより構成される。カーカスコードの素材としては有機繊維が主として用いられる。
【００２３】
なお、トレッド部２においては、カーカス層８のタイヤ半径方向のすぐ外側にベルト層７を有しており、半径方向内側の第１ベルトプライ７ａと、この第１ベルトプライ７ａの外側に重ねて配置される第２ベルトプライ７ｂとを有している。各ベルトプライ７ａ，７ｂは、例えばスチール製のコードをタイヤ赤道線Ｃに対して１５゜〜３５゜の角度をなして配列したものである。なお、第１ベルトプライ７ａにおけるコードの配列と、第２ベルトプライ７ｂにおけるコードの配列とは、互いに交差するようになっている。
【００２４】
カーカス層８は、ビード部６において内側から外側に向けて折り返されるように設けられており、この折返し部８ｂに挟まれるように、ビードフィラー９が設けられている。また、折り返されたカーカス層８の端部は、ベルト層７の端部が配される位置まで達している。
【００２５】
タイヤのパンク等によりタイヤ内の空気が抜けて内圧がゼロになった場合、タイヤ１のたわみ変形は大きくなる。この変形を抑制するために、断面形状が略三日月状をなす補強ゴム領域３をサイドウォール部４に設けており、これにより、サイドウォール部４のたわみ変形を抑制することができる。
【００２６】
補強ゴム領域３は、図１に示すように、カーカス層８のタイヤ内面側に配され且つＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（タイプＡ）による硬さが６５〜１００゜である第１補強ゴム層３１と、第１補強ゴム層３１のタイヤ外面側であって、カーカス層８のタイヤ内面側に配され且つ前記硬さ試験による硬さが４５゜以上で、第１補強ゴム層３１の硬度よりも５〜５５°低く設定されている第２補強ゴム層３２と、カーカス層の本体部８ａと折返し部８ｂとの間に配され且つ前記硬さ試験による硬さが７５〜１００゜である第３補強ゴム層３３から構成されている。
【００２７】
ランフラット走行時においては、サイドウォール部４の曲げ変形に伴って、カーカス層８の内側に配された補強ゴム領域３に大きな圧縮歪が作用する。その際、比較的硬度の低い補強ゴム層がタイヤ内面側又は外面側に逃げてしまうと、補強ゴム領域３は容易に変形し、耐久性能を損なってしまう。
【００２８】
しかし、本実施形態に係る構成では、第２補強ゴム層３２のタイヤ外面側にカーカス層８及び第３補強ゴム層３３が配され、タイヤ内面側には第１補強ゴム層３１が配されているため、ランフラット走行時の第２補強ゴム層３２がタイヤ内面側又は外面側に逃げることを防止することができる。その結果、第２補強ゴム層３２の非圧縮性によって、補強ゴム領域３が変形しにくく、ランフラット走行時の耐久性を阻害することがない。
【００２９】
しかも、タイヤ変形時の圧縮歪が大きいタイヤ内面側には、比較的硬度の高い第１補強ゴム層３１が配置されており、更に、比較的硬度の高い第３補強ゴム層３３がカーカス層の本体部８ａと折返し部８ｂとの間に配されているため、補強ゴム領域３の曲げ剛性が大幅に高められる。これにより、補強ゴム領域３は十分な荷重支持能力を有し、ランフラット走行時において耐久性能を発揮することができる。
【００３０】
また、第３補強ゴム層３３はカーカス層８によって覆われていると共に、タイヤ半径方向の内端部がビードフィラー９のタイヤ外面側に配されている。これにより、ランフラット走行時には、第３補強ゴム層３３がビードフィラー９と連動して作用するので、操縦安定性が確保される。尚、ビードフィラー９には第３補強ゴム層３３と異なるゴム材料を使用してもよく、同一のゴム材料であってもよい。
【００３１】
そして、通常走行時においては、比較的硬度の低い第２補強ゴム層３２が振動を吸収するので、乗り心地性能を向上させることができる。
【００３２】
その結果、ランフラット走行時の耐久性能及び操縦安定性を確保しつつ、通常走行時の乗り心地性能を向上させたランフラットタイヤを提供することができる。
【００３３】
本発明の好適な実施形態として、各補強ゴム層のＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（タイプＡ）による硬さは、第１補強ゴム層３１で７０〜９５゜、第２補強ゴム層３２で５０〜７５゜、第３補強ゴム層３３で８０〜９５゜となるように設定するものがあげられる。実施例にも示すように、各補強ゴム層の硬度について、上記の数値を選択することが好ましい。
【００３４】
［他の実施形態］
（１）前述の実施形態では、図１のように、第３補強ゴム層３３がビードフィラー９と当接して配される例を示したが、これに限られるものではなく、例えば、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すような構成であってもよい。
【００３５】
図２（ａ）では、２層のカーカス層８１、８２が設けられている。カーカス層８１の折返し部８１ｂは第３補強ゴム層３３を覆うように配され、カーカス層８２の折返し部８２ｂはビードフィラー９を覆うと共に、第３補強ゴム層３３とビードフィラー９に挟まれるように配されている。
【００３６】
図２（ｂ）では、ビード部において折り返された補強層１０が設けられている。補強層１０は、その折返し部によりビードフィラー９を覆うと共に、第３補強ゴム層３３とビードフィラー９に挟まれるように配されている。
【００３７】
（２）前述の実施形態では、補強ゴム領域３において、第３補強ゴム層３３とビードフィラー９が個別の部材として配される例を示したが、図３に示すように、第３補強ゴム層３３のタイヤ半径方向の内端部が、ビードフィラー９が配される位置まで延びて、ビードフィラー９と同一材料で一体化されたものであってもよい。これにより、ランフラット走行時に第３補強ゴム層３３がビードフィラー９と連動して作用する効果がより顕著になり、操縦安定性を好適に確保することができる。
【００３８】
（３）前述の実施形態では、カーカス層８のタイヤ内面側に、第１補強ゴム層３１及び第２補強ゴム層３２の２層の補強ゴム層が配される例を示したが、３層以上の補強ゴム層が配される構成としてもよい。その場合においても、比較的硬度の高いゴムをタイヤ最内面側に、比較的硬度の低いゴムをタイヤ外面側に配置することで、非圧縮性を利用することができ、ランフラット走行時の耐久性能が確保される。
【００３９】
（４）図１〜図３では、各補強ゴム層の厚みを同程度に設定した例を示したが、このような比率に限られず、各補強ゴム層の厚みの比率は、タイヤ最大幅位置Ｗにおいて、０．５〜１．５：０．５〜１．５：０．５〜１．５であることが好ましい。上記の比率を変えることで、各性能のバランスを変化させることができる。例えば、第１、第２、第３の各補強ゴム層３１、３２、３３の厚みの比率を、１．５：１．０：１．０に設定することで、耐久性に重点を置いたランフラットタイヤを、また、１．０：１．５：１．０に設定することで、乗り心地性能に重点を置いたランフラットタイヤを、それぞれ提供することができる。
【００４０】
（５）前述の実施形態では、カーカス層８が１層で形成され、折り返されたカーカス層８の端部がベルト層７の端部が配される位置まで達している例を示したが、本発明ではカーカス層８を２層以上で構成してもよい。また、折り返されたカーカス層８の端部が、第３補強ゴム層３３を覆うようにタイヤ半径方向に延びるものであれば、ベルト層７の端部に達するものでなくともよい。
【００４１】
【実施例】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における物性と評価項目は下記のようにして測定を行った。
【００４２】
（１）耐久性能（外観故障発生時間）
ドラム径１．７ｍ、キャンバー角０°のドラムを用いて走行試験を行った。走行条件は、空気圧＝０ｋＰａ、速度＝８０ｋｍ／ｈ、荷重＝５４２３Ｎとし、タイヤには２４５／４０ＺＲ１８を使用した。評価は、サイドウォール部上方領域にクラック等に起因する破壊を生じるまでの走行距離を測定し、これを指数評価することにより行った。従来例のタイヤを１００とし、指数が小さい方がランフラット走行時の耐久性能が劣っていることを示す。
【００４３】
（２）操縦安定性能
タイヤに２４５／４０ＺＲ１８を使用した実車（国産車、２名乗車）により、良路および悪路でのランフラット走行時における官能評価を行った。従来例を基準として、ポイントがプラスであれば従来例よりも操縦安定性能が良好であることを示す。
【００４４】
（３）乗り心地性能
タイヤに２４５／４０ＺＲ１８を使用した実車（国産車、２名乗車）により、良路および悪路での通常走行時における官能評価を行った。従来例を基準として、ポイントがプラスであれば従来例よりも乗り心地性能が良好であることを示す。
【００４５】
従来例
図４に示すように、第１補強ゴム層と第２補強ゴム層の２層の補強ゴム層がカーカス層の内側に配された補強ゴム領域と、通常の大きさ及び形状を呈するビードフィラーを備えた試作タイヤを作製し、上記の評価試験を行った。その結果を表１に示す。表１において、第２補強ゴム層の硬度は第１補強ゴム層の硬度との差で表した。なお、表１に示す第３補強ゴム層の硬度はビードフィラーの硬度を示している。
【００４６】
実施例１及び２、比較例１及び２
図３に示した補強ゴム領域を備える試作タイヤを作製し、上記の評価試験を行った。その結果を表１に示す。なお、第３補強ゴム層の硬度はビードフィラーの硬度と同じ硬度とした。
【００４７】
比較例３
第２補強ゴム層の硬度を、第１補強ゴム層より４０°低く設定したこと以外は、従来例と同様である試作タイヤを作製し、上記の評価試験を行った。その結果を表１に示す。
【表１】

表１の結果が示すように、本発明に係るランフラットタイヤによれば、従来例と比べて、ランフラット走行時の耐久性能を損ねることなく、通常走行時の乗り心地性を改善することができた。また、各補強ゴム層の硬度を変化させることにより、耐久性能と乗り心地性能のバランスを変化させることができることがわかる。更に、第３補強ゴム層がビードフィラーと一体化された効果により、ランフラット走行時における操縦安定性が従来例よりも良好となった。
【００４８】
比較例１は、乗り心地性能は優れているものの、第２補強ゴム層の硬度が低すぎるため、補強ゴム領域による荷重支持が不十分となり、耐久性能が大幅に悪化する。比較例２は、第１補強ゴム及び第３補強ゴムの硬度が低いため、ランフラット状態における耐久性能が悪化し、しかも乗り心地の良化代は小さい。比較例３では、ビードフィラーが通常の大きさ及び形状であるため、実施例のように第３補強ゴム層がビードフィラーと連動して作用する効果が奏されず、操縦安定性に劣る。以上により、表１の結果から本発明に係るランフラットタイヤの効果を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るランフラットタイヤの一例を示す断面図
【図２】別実施形態に係るランフラットタイヤを示す断面図
【図３】別実施形態に係るランフラットタイヤを示す断面図
【図４】従来例の補強ゴム領域を示す断面図
【符号の説明】
１ランフラットタイヤ
３補強ゴム領域
３１第１補強ゴム層
３２第２補強ゴム層
３３第３補強ゴム層
４サイドウォール部
８カーカス層
９ビードフィラー
Ｗタイヤ最大幅位置
Ｃタイヤ赤道線

Claims

一対のビード部の間に架け渡され、前記ビード部において端部を折り返されたカーカス層と、
サイドウォール部に断面略三日月形状をなす補強ゴム領域とを備えるランフラットタイヤであって、
前記補強ゴム領域は、前記カーカス層のタイヤ内面側に配され、且つＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（タイプＡ）による硬さが６５〜１００゜である第１補強ゴム層と、
前記第１補強ゴム層のタイヤ外面側であって、前記カーカス層のタイヤ内面側に配され、且つＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（タイプＡ）による硬さが４５゜以上で、前記第１補強ゴム層の硬度よりも５〜５５°低く設定されている第２補強ゴム層と、
前記ビード部において折り返された前記カーカス層の本体部と折返し部との間に配され、且つＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（タイプＡ）による硬さが７５〜１００゜である第３補強ゴム層を備え、
前記ビード部において折り返された前記カーカス層の端部が、前記第３補強ゴム層を覆うようにタイヤ半径方向外側に延びるランフラットタイヤ。
前記第３補強ゴム層のタイヤ半径方向の内端部が、ビードフィラーが配される位置まで延びて、前記ビードフィラーと一体化されている請求項１記載のランフラットタイヤ。