JP4458993B2 - ランフラットタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ランフラットタイヤ、特に耐久性に優れ、内圧低下時にも安全に走行できるサイド補強タイプのランフラットタイヤに関するものである。

従来、パンク等によりタイヤの内圧が低下した状態でも、タイヤが荷重支持能力を失うことなくある程度の距離を安全に走行することが可能なタイヤ、所謂ランフラットタイヤとして、タイヤのサイドウォール部のカーカスの内面に、比較的モジュラが高い断面三日月状のサイド補強ゴム層を配置してサイドウォール部の剛性を向上させ、内圧低下時にサイドウォール部の撓み変形を極端に増加させることなく荷重を負担できるようにしたサイド補強タイプのランフラットタイヤが各種提案されている。

上記サイド補強タイプのランフラットタイヤは、サイド補強ゴム層の配設によりビード部からサイドウォール部にわたる部位が十分に補強されているため、ランフラット走行時においても、該部位での故障は生じにくい。一方、ランフラット走行時には、タイヤ内部の空気がほとんど抜けているため、トレッド部を内部から支持することができず、トレッド踏面の幅方向中央領域が浮き上がってバックリング現象を起こし易く、その結果、トレッド部の両側領域に荷重が集中して接地圧が高くなるとともに、バットレス部の一部も接地することとなる。

しかしながら、サイド補強タイプのランフラットタイヤでは、通常バットレス部は特に補強されていないため、サイドウォール部及びトレッド部と比べると剛性が小さく、変形し易い。そのため、ランフラット走行時には、バットレス部が大きな曲げ変形を繰返し受けることによって、バットレス部を構成するゴムの表面にクラックが発生し易く、また、該クラックがタイヤ内部にまで進展して、最終的にラジアルカーカスに到達し、コード破断等の故障を引き起こす場合がある。

これに対し、特開２００４−１８２０３６号公報（特許文献１）には、タイヤのショルダー部分に周方向溝を設けるとともに、該周方向溝の内周側に繊維補強層を配設したサイド補強タイプのランフラットタイヤが開示されている。該タイヤにおいては、周方向溝によって、内圧低下時にタイヤのトレッド踏面の幅方向中央領域が踏面から大きく浮き上がる問題を解決しつつ、周方向溝の内側に配設された繊維補強層が溝底を保護して、ランフラット耐久性の低下を防止している。

また、特開２００３−１５４８２１号公報（特許文献２）には、サイド補強タイプのランフラットタイヤにおいて、バットレス部のカーカスの内側に硬質ゴム又は繊維コードをゴム被覆したコード層からなる屈曲抑制補強層を配置し、ランフラット走行時におけるバットレス部の変形を抑制することによってランフラット耐久性を向上させたランフラットタイヤが開示されている。

特開２００４−１８２０３６号公報 特開２００３−１５４８２１号公報

しかしながら、従来のサイド補強タイプのランフラットタイヤは、ランフラット走行時のタイヤの撓みが大きく、また、ランフラット走行中にはサイドウォール部が高温になり、ゴムの軟化によりサイドウォール部の剛性が低下して撓みが更に大きくなるため、ランフラット走行末期の故障の主因は、上記断面三日月状のサイド補強ゴム層の割れによるものである。そのため、従来のサイド補強タイプのランフラットタイヤには、ランフラット走行での耐久距離が短いという問題がある。

また、サイド補強ゴム層のゲージを厚くする等してサイドウォール部を補強すると、タイヤ重量が増加したり、通常走行時のタイヤの縦バネが上昇してしまい、通常走行時の乗り心地が悪化してしまう。

そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、通常走行時の乗り心地を悪化させることなく、ランフラット耐久性に優れ、内圧低下時にも安全に走行できるランフラットタイヤを提供することにある。

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、サイド補強タイプのランフラットタイヤにおいて、バットレス部に特定の弾性率を有する繊維コードをゴム引きしてなる繊維コード補強層を配設することで、ランフラットタイヤの通常走行時の乗り心地を悪化させることなく、タイヤのランフラット耐久性を大幅に改善できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明のランフラットタイヤは、一対のビード部にそれぞれ埋設されたビードコア間にトロイド状に延在させた１枚以上のカーカスプライからなるラジアルカーカスと、該ラジアルカーカスのクラウン部のタイヤ半径方向外側に配設されたトレッド部と、該トレッド部の両端部に位置する一対のバットレス部と、該バットレス部と前記ビード部との間を連結する一対のサイドウォール部と、少なくとも該サイドウォール部にわたる前記ラジアルカーカスの内側に配設された断面三日月状のサイド補強ゴム層とを備えたランフラットタイヤにおいて、
前記バットレス部に、180℃で測定した30Ｎ荷重時の弾性率が3.6cＮ/％・dtex以上の繊維コードをゴムで被覆してなる繊維コード補強層を配設したことを特徴とする。

ここで、180℃で測定した30Ｎ荷重時の弾性率は、180℃で測定した繊維コードの荷重−伸び曲線の荷重30Ｎに対応する点における接線の傾き（cＮ/％）を、1dtex当りの値に換算することで算出される。

本発明のランフラットタイヤの好適例においては、前記繊維コードが非線形性を有し、180℃で測定した30Ｎ荷重時の弾性率が3.6cＮ/％・dtex以上で且つ180℃で測定した10Ｎ荷重時の弾性率が1.5cＮ/％・dtex以下である。なお、180℃で測定した10Ｎ荷重時の弾性率は、180℃で測定したコードの荷重−伸び曲線の荷重10Ｎに対応する点における接線の傾き（cＮ/％）を、1dtex当りの値に換算することで算出される。この場合、通常走行時（低歪時）の繊維コードの剛性が低いため、ランフラットタイヤの通常走行時の乗り心地の悪化を防止することができ、また、ランフラット走行時（高歪時）の繊維コードの剛性が高いため、ランフラットタイヤの撓みを十分に抑制して、タイヤのランフラット耐久性を向上させることができる。

本発明のランフラットタイヤの他の好適例においては、前記繊維コードのタイヤのラジアル方向に対する角度が0〜30°である。この場合、繊維コードがタイヤに径方向の剛性を主として付与できるため、繊維コードの非線形性をタイヤに充分に反映させることができ、ランフラット走行時のタイヤの撓みを抑制しつつ、通常走行時のタイヤの乗り心地の悪化を防止することができる。

本発明のランフラットタイヤの他の好適例においては、前記繊維コード補強層を前記ラジアルカーカスの少なくとも外側に配設する。

本発明のランフラットタイヤの繊維コード補強層に用いられる繊維コードは、融点が300℃以上の有機繊維又は融点を有さない有機繊維からなるのが好ましく、アラミド繊維又は炭素繊維からなるのが特に好ましい。この場合、上記繊維コードの非線形性をタイヤ中で十分に発揮させることができる。

本発明のランフラットタイヤの他の好適例においては、前記繊維コードの撚り係数（Ｎ_T）が0.14以下である。ここで、撚り係数（Ｎ_T）は、下記式(I)：

［式中、Ｎ_T：撚り係数、Ｎ：撚り数（回/10cm）、Ｄ：コードの総dtexの半分、ρ：コードの比重を表す］で定義される。この場合、繊維コード補強層の耐疲労性が幾分犠牲になるものの、繊維コード補強層を高剛性として、タイヤのランフラット耐久性を向上させることができる。

本発明によれば、バットレス部に特定の弾性率を有する繊維コードをゴム引きしてなる繊維コード補強層が配設された、通常走行時の乗り心地を悪化させることなく、ランフラット耐久性に優れ、内圧低下時にも安全に走行できるサイド補強タイプのランフラットタイヤを提供することができる。

以下に、図を参照しながら本発明を詳細に説明する。図１は、本発明のランフラットタイヤの一実施態様の左半分の断面図である。図示例のランフラットタイヤは、一対のビード部１にそれぞれ埋設されたビードコア２間にトロイド状に延びる本体部及びビードコア２の周りでタイヤ幅方向内側から外側に向けて半径方向外方に巻上げた折り返し部を有するラジアルカーカス３と、該ラジアルカーカス３のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置されたトレッド部４と、該トレッド部の両端部に位置する一対のバットレス部５と、該バットレス部５と前記ビード部１との間を連結する一対のサイドウォール部６と、少なくとも該サイドウォール部６にわたるラジアルカーカス３の内側に配設された断面三日月状のサイド補強ゴム層７と、上記バットレス部５においてラジアルカーカス３の外側に配設された繊維コード補強層８とを備える。

また、図示例のランフラットタイヤにおいては、上記ビードコア２のタイヤ半径方向外側にビードフィラー９が配置されており、更に、上記ラジアルカーカス３のクラウン部のタイヤ半径方向外側には二枚のベルト層からなるベルト１０が配置されていることに加え、該ベルト１０のタイヤ半径方向外側でベルト１０の全体を覆うようにベルト補強層１１Ａが配置され、該ベルト補強層１１Ａの両端部のみを覆うように一対のベルト補強層１１Ｂが配置されている。ここで、ベルト層は、通常、タイヤ赤道面に対して傾斜して延びるコードのゴム引き層からなり、２枚のベルト層は、該ベルト層を構成するコードが互いに赤道面を挟んで交差するように積層されてベルト１０を構成する。また、ベルト補強層１１Ａ，１１Ｂは、通常、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列したコードのゴム引き層からなる。

なお、図示例のランフラットタイヤのラジアルカーカス３は、１枚のカーカスプライからなるが、本発明のランフラットタイヤにおいては、ラジアルカーカス３を構成するカーカスプライの数はこれに限られるものではなく、２枚以上であってもよく、また、その構造も特に限定されるものではない。また、図示例のベルト１０は、二枚のベルト層からなるが、本発明のランフラットタイヤにおいては、ベルト１０を構成するベルト層の枚数はこれに限られるものではない。更に、本発明のランフラットタイヤにおいては、ベルト補強層１１Ａ，１１Ｂの配設も必須ではなく、別の構造のベルト補強層を配設することもできる。

本発明のランフラットタイヤでは、上記バットレス部５に配設される繊維コード補強層８に、180℃で測定した30Ｎ荷重時の弾性率が3.6cＮ/％・dtex以上の繊維コードをゴムで被覆してなるコード-ゴム複合体を用いる。該繊維コード補強層８を構成する繊維コードは、180℃における30Ｎ荷重時の弾性率が高いため、ランフラット走行時のようなバットレス部５の歪が大きい際に高剛性を発揮し、タイヤの撓みを抑制して、タイヤのランフラット耐久性を向上させる。

また、上記繊維コード補強層８を構成する繊維コードは、非線形性を有し、180℃で測定した30Ｎ荷重時の弾性率が3.6cＮ/％・dtex以上で且つ180℃で測定した10Ｎ荷重時の弾性率が1.5cＮ/％・dtex以下であるのが好ましい。10Ｎ荷重時、即ち低荷重時の弾性率が低い繊維コードを上記繊維コード補強層８に用いた場合、通常走行時のようなバットレス部５の歪が小さい際は、繊維コード補強層８が低剛性で、ランフラットタイヤの通常走行時の乗り心地の悪化を防止することができる。また、該繊維コードは、30Ｎ荷重時、即ち高荷重時の弾性率が高いため、上述のようにランフラット走行時のようなバットレス部５の歪が高い際は高剛性で、タイヤの撓みを抑制して、タイヤのランフラット耐久性を向上させることができる。

上記繊維コード補強層８を構成する繊維コードは、タイヤのラジアル方向に対する角度が0〜30°の範囲であることが好ましい。該繊維コードのタイヤのラジアル方向に対する角度を0〜30°の範囲とすることで、ランフラット走行時のタイヤの撓みを抑制しつつ、通常走行時のタイヤの乗り心地の悪化を防止して、タイヤのランフラット耐久性を向上させることができる。ここで、繊維コードが非線形性を有し、該繊維コードのタイヤのラジアル方向に対する角度が0〜30°の場合、タイヤへのせん断剛性の付与を最低限に抑えつつ、タイヤに径方向の剛性を主として付与できるため、繊維コードの非線形性をタイヤに充分に反映させることができる。そのため、繊維コード補強層８が、通常走行時の低歪時には低剛性で、ランフラット走行時の高歪時には高剛性となり、通常走行時のタイヤの縦バネの上昇を充分に抑制して、タイヤの乗り心地を維持しつつ、ランフラット走行時のタイヤの縦バネを向上させ、ランフラット走行時のタイヤの撓みを充分に抑制して、タイヤのランフラット耐久性を大幅に改善することができる。

なお、本発明のランフラットタイヤにおいて、上記繊維コード補強層８は、上記バットレス部５に配設される限り特に制限されるものではなく、上記ラジアルカーカス３の内側でも、外側でもよく、また、該ラジアルカーカス３の内側及び外側の双方に配設されてもよいが、該ラジアルカーカス３の少なくとも外側に配設されるのが好ましい。

上記繊維コード補強層８を構成する繊維コードは、融点が300℃以上の有機繊維又は融点を有さない有機繊維からなるのが好ましく、該有機繊維としては、アラミド繊維及び炭素繊維が好適に挙げられる。アラミド繊維及び炭素繊維等の有機繊維は、熱収縮がないため、これらの有機繊維を繊維コードに用いた場合、タイヤ中で繊維コードの非線形性が極端に発現され、通常走行時（低歪時）には低剛性で、ランフラット走行時（高歪時）には高剛性となり、通常走行時のタイヤの縦バネの上昇を抑制しつつ、ランフラット走行時のタイヤの縦バネを向上させ、タイヤの撓みを充分に抑制することができる。

上記繊維コード補強層８を構成する繊維コードは、撚り係数（Ｎ_T）が0.14以下であるのが好ましい。通常のコードの撚り係数が0.8程度であるのに対し、撚り係数（Ｎ_T）が0.14以下の低撚り係数コードを用いることで、繊維コード補強層８の耐疲労性を幾分犠牲にしつつも、繊維コード補強層８を高剛性とし、タイヤのランフラット耐久性を大幅に改善することができる。なお、上記繊維コードの撚り数、総表示デシテックス数、比重等は特に限定されるものではなく、撚り係数（Ｎ_T）が0.14以下になるように適宜選択されるのが好ましい。

上述した本発明のランフラットタイヤは、上記バットレス部５に、180℃で測定した30Ｎ荷重時の弾性率が3.6cＮ/％・dtex以上の繊維コードをゴムで被覆してなる繊維コード補強層８を配設する以外特に制限はなく、常法により製造することができる。

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

実施例のタイヤとして、表１に示す材質、構造、撚り係数及び弾性率の繊維コードを表１に示す打ち込み数で用いた繊維コード補強層を、該繊維コード補強層中の繊維コードのタイヤラジアル方向に対する角度が表１に示す角度となるようにバットレス部に配置し、図１に示す構造でサイズ２１５／４５ＺＲ１７のサイド補強タイプのランフラットタイヤを試作した。また、比較例のタイヤとして、バットレス部に繊維コード補強層を配設しない以外は、実施例のタイヤと同じ構造のタイヤを試作した。次に、得られたタイヤの縦バネ及びランフラット耐久性を下記の方法で評価し、結果を表１に示した。

（１）縦バネ
230kPaの内圧を充填した供試タイヤと内圧を充填しない供試タイヤのそれぞれの荷重−撓み曲線を測定し、得られた荷重−撓み曲線上のある荷重における接線の傾きを該荷重に対する縦バネ定数とし、比較例１のタイヤの縦バネ定数の値を100として指数表示した。指数値が大きい程、縦バネ定数が大きいことを示す。

（２）ランフラット耐久性
供試ランフラットタイヤに内圧を充填することなく、荷重4.17kＮ、速度89km/h、室温38℃の環境下でドラム試験を行い、タイヤが故障に至るまでの走行距離を測定した。

表１及び表２から明らかなように、本発明で規定する弾性率を有する繊維コードでバットレス部を補強することにより、内圧充填時（即ち、通常走行における低歪時）のタイヤの縦バネの上昇を充分に抑制しつつ、内圧未充填時（即ち、ランフラット走行における高歪時）のタイヤの縦バネを大幅に向上させ、ランフラット走行時のタイヤの撓みを抑制して、タイヤのランフラット耐久性を大幅に改善することができる。

本発明のランフラットタイヤの一例の左半分の断面図である。

符号の説明

１ ビード部
２ ビードコア
３ ラジアルカーカス
４ トレッド部
５ バットレス部
６ サイドウォール部
７ サイド補強ゴム層
８ 繊維コード補強層
９ ビードフィラー
１０ ベルト
１１Ａ，１１Ｂ ベルト補強層

Claims (7)

1. 一対のビード部にそれぞれ埋設されたビードコア間にトロイド状に延在させた１枚以上のカーカスプライからなるラジアルカーカスと、該ラジアルカーカスのクラウン部のタイヤ半径方向外側に配設されたトレッド部と、該トレッド部の両端部に位置する一対のバットレス部と、該バットレス部と前記ビード部との間を連結する一対のサイドウォール部と、少なくとも該サイドウォール部にわたる前記ラジアルカーカスの内側に配設された断面三日月状のサイド補強ゴム層とを備えたランフラットタイヤにおいて、
   前記バットレス部に、180℃で測定した30Ｎ荷重時の弾性率が3.6cＮ/％・dtex以上の繊維コードをゴムで被覆してなる繊維コード補強層を配設したことを特徴とするランフラットタイヤ。
2. 前記繊維コードが非線形性を有し、180℃で測定した30Ｎ荷重時の弾性率が3.6cＮ/％・dtex以上で且つ180℃で測定した10Ｎ荷重時の弾性率が1.5cＮ/％・dtex以下であることを特徴とする請求項１に記載のランフラットタイヤ。
3. 前記繊維コードのタイヤのラジアル方向に対する角度が0〜30°であることを特徴とする請求項１又は２に記載のランフラットタイヤ。
4. 前記繊維コード補強層が前記ラジアルカーカスの少なくとも外側に配設されることを特徴とする請求項１に記載のランフラットタイヤ。
5. 前記繊維コードは、融点が300℃以上の有機繊維又は融点を有さない有機繊維からなることを特徴とする請求項１又は２に記載のランフラットタイヤ。
6. 前記繊維コードがアラミド繊維又は炭素繊維からなることを特徴とする請求項５に記載のランフラットタイヤ。
7. 前記繊維コードの撚り係数（Ｎ_T）が0.14以下であることを特徴とする請求項１に記載のランフラットタイヤ。

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