JP4507736B2

JP4507736B2 - ランフラットタイヤ

Info

Publication number: JP4507736B2
Application number: JP2004214520A
Authority: JP
Inventors: 政弘瀬川; 和彦河村
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2004-07-22
Filing date: 2004-07-22
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2024-07-22
Also published as: JP2006035895A

Description

本発明は、サイドウォール部に補強ゴム層が配されたランフラットタイヤに関する。

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が低下した場合であっても、ある程度の距離を安全に走行することができるタイヤを言う。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、サイドウォール部に補強ゴム層を備えた、いわゆるサイド補強タイプのランフラットタイヤが知られている。係るランフラットタイヤによれば、タイヤ内部の空気圧が低下した状態において、補強ゴム層がタイヤを支持して完全に偏平化することを防止し、ランフラット走行が可能となる。

ところが、タイヤ内部の空気圧が低下した状態（ランフラット状態）では、ビード部のリムへの押圧が弱まっているため、リムとの嵌合力が低下し、ビード部がリムから外れ易くなるという問題があった。このリム外れの問題に対して本発明者らが鋭意研究したところ、ランフラット状態で接地する際にリムとの嵌合力が顕著に低下することが分かった。これは、図４に示すように、接地時にサイドウォール部２が撓んでリムフランジ８ａ側に押し付けられる際、リムフランジ８ａの外周側湾曲面と接触する領域１４に支点を有するモーメントが発生し、そのモーメントがビード部１をリム８から浮き上がらせるものと考えられる。

従来、リム外れ対策として、補強ゴム層のボリュームを増加したり、トレッド剛性を高めたりすることが行われていたが、これらはタイヤ重量の増加や乗心地性の悪化を引き起こすものであった。また、下記特許文献１には、ランフラット状態での走行性能を高める目的で、ビード補強部にリムずれ防止層を設けたランフラットタイヤが開示されている。しかしながら、かかるランフラットタイヤでは、リムずれ防止層がリムフランジ上部と対向する部分に配されるものであるため、上述のビード部を浮き上がらせるモーメントの発生を抑制するものではなかった。
特開平１１−１５７３１１号公報

そこで、本発明の目的は、サイドウォール部に補強ゴム層が配されたランフラットタイヤにおいて、優れた耐リム外れ性を発揮するランフラットタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き構成の本発明により達成することができる。即ち、本発明のランフラットタイヤは、環状のビードを有する一対のビード部と、前記ビード部から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、前記サイドウォール部に配設された補強ゴム層と、を備えるランフラットタイヤにおいて、少なくとも一方の前記ビード部のタイヤ幅方向外側に設けられ、規定リム装着時にリムフランジの外周側湾曲面に対向する内周側面を有する環状膨出部と、その環状膨出部の内周側面に配された軟質ゴム層とを備え、その軟質ゴム層が、規定リム装着時に、前記ビードの中心よりタイヤ径方向内側に引いた直線とリムベースの外周側面との交点から、リムフランジの外周側湾曲面に対して引くことができる接線の接点付近に配され、前記軟質ゴム層は、前記環状膨出部の内周側面を形成する他のゴム層よりも、ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（Ａタイプ）による硬さが５°以上低く、前記環状膨出部の内周側面において前記接点に対向する点を基準点とし、その基準点から前記ビードの中心までのタイヤ幅方向距離をＬ、前記軟質ゴム層のタイヤ内周側端から前記基準点までの前記接線方向の距離をａ、前記軟質ゴム層のタイヤ外周側端から前記基準点までの前記接線方向の距離をｂとするとき、０．２Ｌ≦ａ≦０．５Ｌおよび０．３Ｌ≦ｂ≦０．５Ｌを満たすものである。

タイヤの撓み変形に伴って、リムフランジの外周側湾曲面と接触する領域に支点を有するモーメントが発生することは既述のとおりであるが、かかるモーメントは、ビードの中心よりタイヤ径方向内側に延びる直線とリムベースの外周側面との交点から、リムフランジの外周側湾曲面に対して引くことができる接線の接点を支点とするときに、ビード部を浮き上がらせる作用が顕著となる。従って、本発明の構成によれば、環状膨出部の内周側面の上記接点付近に軟質ゴム層が配されていることにより、その接点を支点とするモーメントを分散することができる。その結果、ビード部の浮き上がりを効果的に抑制して、リムとの嵌合力を確保し、優れた耐リム外れ性を発揮することができる。ここで、規定リムとは、タイヤサイズに対応してＪＡＴＭＡで決められた標準となるリムを指し、規定リム装着時とは、規定リムに空気圧１８０ｋＰａで装着した状態を指す。また、軟質ゴム層とは、環状膨出部の内周側面に配された他のゴム層よりも軟質のゴム層を指す。

上記において、前記軟質ゴム層は、ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（Ａタイプ）による硬さが５０〜６５°であるものが好ましい。

軟質ゴム層の硬さを上記範囲に設定することにより、ビード部の耐久力を確保するとともに、上述したようにビード部を浮き上がらせるモーメントを分散して、耐リム外れ性を高めることができる。

軟質ゴム層を配する領域を上記範囲に設定することにより、ビード部の耐久力を確保するとともに、上述したようにビード部を浮き上がらせるモーメントを分散して、耐リム外れ性を高めることができる。ここで、接点に対向する点とは、その接点から引いた法線と環状膨出部の内周側面との交点を指す。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、規定リムに装着した本発明のランフラットタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図である。図２は、図１に示すランフラットタイヤのビード部の要部断面図である。

図１に示すランフラットタイヤは、一対のビード部１と、ビード部１から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、サイドウォール部２の各々の外周側端同士をショルダ部３を介して連ねるトレッド部４とを備える。

ビード部１には、例えば鋼線等のビードワイヤの収束体がタイヤ周方向に環状をなすビード１ａと、ビードフィラー１ｂとが配設され、このビード１ａによりカーカス層５の端部を巻き返して係止することで、ビード部１間がカーカス層５で補強された状態で、タイヤがリム８上に強固に嵌着される。そして、正常内圧時には、ビード部１が、リム８のリムベース８ｂのタイヤ外周側に配されるとともに、タイヤ内部の空気圧によりリムフランジ８ａに押付けられる。

カーカス層５の内周側には、空気圧保持のためのインナーライナー層６が配される。また、カーカス層５の外周側には、たが効果による補強を行うためのベルト層７が配されるとともに、ベルト層７の外周表面には、トレッドゴムによりトレッドパターンが形成される。カーカス層５やベルト層７の構成材料としては、スチールや、ポリエステル、レーヨン、ナイロン、アラミド等の有機繊維等が使用される。これらの材料は、いずれもゴムとの接着性を高めるべく、通常、表面処理や接着処理等がなされている。

サイドウォール部２のカーカス層５内側には、タイヤ子午線断面が略三日月状をなす補強ゴム層９が配される。これにより、タイヤ内部の空気圧が低下した際、タイヤの撓み変形が抑制され、ランフラット走行が可能となる。補強ゴム層９は、例えば、ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（Ａタイプ）による硬さが６５〜９０°のゴムにより構成される。なお、本発明のランフラットタイヤが備える補強ゴム層９は、従来のサイド補強タイプのランフラットタイヤに用いられる補強ゴム層であれば、硬さや厚みなど特に制限されることなく何れも適用することができる。また、補強ゴム層９は、単一のゴム層からなるものに限られず、硬さ等の物性の異なる複数のゴム層から構成されるものでもよい。

上述したゴム層等の原料ゴムとしては、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等が挙げられ、これらは１種単独で又は２種以上混合して使用される。また、これらのゴムはカーボンブラックやシリカ等の充填材で補強されると共に、加硫剤、加硫促進剤、可塑剤、老化防止剤等が適宜配合される。

ビード部１のタイヤ幅方向外側には、リムフランジ８ａの外周側湾曲面に対向する内周側面１１を有する環状膨出部１０が形成されている。本実施形態では、環状膨出部１０の内周側面１１がリムフランジ８ａの外周側湾曲面から徐々に離間しており、外周側端からサイドウォール部２になだらかに連なっている。環状膨出部１０は、両側のビード部１にそれぞれ形成されていることが好ましいが、少なくとも一方のビード部１に形成されていればよく、例えば装着時に車両外側となる側にのみ形成するものでも構わない。また、環状膨出部１０は、本実施形態で示す形状のものに限られず、例えばタイヤ子午線断面が半円状や台形状等をなすものや、タイヤ幅方向外側に大きく膨出してリムフランジ８ａを抱持可能に構成されたものなどでもよい。

本発明では、図２に示すように、環状膨出部１０の内周側面１１に、その内周側面１１に配された他のゴム層１２よりも軟質である軟質ゴム層１３が配される。軟質ゴム層１３は、前記他のゴム層１２よりも、ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（Ａタイプ）による硬さが５°以上低い。また、軟質ゴム層１３の上記試験による硬さは好ましくは５０〜６５°であり、より好ましくは５５〜６０°である。軟質ゴム層１３の硬さが５０°未満であると、リムフランジ８ａとの接触による摩滅の問題が生じやすくなる。一方、６５°を越えると、軟質ゴム層１３に支点を有するモーメントを分散する効果に乏しく、耐リム外れ性の向上効果が小さくなる傾向にある。

軟質ゴム層１３は、ビード１ａの中心よりタイヤ径方向内側に延びる直線ｓとリムベース８ｂの外周側面との交点ｃから、リムフランジ８ａの外周側湾曲面に対して引くことができる接線Ｔの接点Ｐ付近の領域に配される。タイヤの撓み変形に伴って発生するモーメントは、接点Ｐを支点とするときにビード部１を浮き上がらせる作用が顕著となるが、かかる構成によりそのモーメントの支点を効果的に分散することができる。

ここで、環状膨出部１０の内周側面１１において接点Ｐに対向する点を基準点Ｐ´とする。本実施形態では、軟質ゴム層１３が接点Ｐにおいてリムフランジ８ａの外周側湾曲面に接触しているため、接点Ｐが基準点Ｐ´と同位置となっている。本発明では、図２に示すように、軟質ゴム層１３が、基準点Ｐ´を略中央とする領域に配されるものが好ましい。

更に、ビード１ａの中心から基準点Ｐ´までのタイヤ幅方向距離をＬ、軟質ゴム層１３のタイヤ内周側端１３ａから基準点Ｐ´までの接線Ｔ方向の距離をａ、軟質ゴム層１３のタイヤ外周側端１３ｂから基準点Ｐ´までの接線Ｔ方向の距離をｂとするとき、０．２Ｌ≦ａ≦０．５Ｌおよび０．３Ｌ≦ｂ≦０．５Ｌを満たし、０．３Ｌ≦ａ≦０．４Ｌおよび０．３Ｌ≦ｂ≦０．４Ｌを満たすものがより好ましい。ａ＜０．２Ｌまたはｂ＜０．３Ｌであると、軟質ゴム層１３が配される領域が小さすぎるため、モーメントの支点を分散する効果が小さくなる傾向にある。一方、ａ＞０．５Ｌまたはｂ＞０．５Ｌであると、軟質ゴム層１３が配される領域が大きすぎるため、ビード部１の耐久力が低下する傾向にある。

内周側面１１を基準とする軟質ゴム層１３の厚みｔは、１．５ｍｍ以上であることが好ましく、１．８〜２．５ｍｍであることがより好ましい。厚みｔが１．５ｍｍ未満であると、軟質ゴム層１３が薄すぎるため、モーメントを分散する効果が小さくなる傾向にある。また、本実施形態では、軟質ゴム層１３がタイヤ子午線断面で略三日月状をなす例を示したが、本発明はこれに限られず、例えばシート状や半円状、台形状等を成すものでもよい。

図２に示す状態からタイヤ内部の空気圧が低下すると、タイヤの撓み変形に伴って、環状膨出部１０の内周側面１１がリムフランジ８ａの外周側湾曲面に接触する。その際、リムフランジ８ａの外周側湾曲面と接触する領域に支点を有するモーメントが発生するが、本発明では、上述のように接点Ｐ付近に軟質ゴム層１３が配されていることにより、ビード部１を浮き上がらせる作用が顕著なモーメントを分散し、ビード部１のリム８からの浮き上がりを効果的に抑制することができる。

［別実施形態］
前述の実施形態では、規定リム装着時に、軟質ゴム層１３が接点Ｐにおいてリムフランジ８ａの外周側湾曲面に接触する例を示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、図３に示すように、規定リム装着時に環状膨出部１０の内周側面１１がリムフランジ８ａの外周側湾曲面から離間するものでもよい。かかる構成によっても、上述のビード部１の浮き上がりを抑制する効果が奏される。また、軟質ゴム層１３は、接点Ｐ付近に配されるものであれば、ランフラット走行時にリムフランジ８ａの外周側湾曲面に緊密接触しなくても構わない。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。

（１）耐リム外れ性
テストタイヤを、実車（国産３０００ｃｃクラスＦＲ車）の左側前方に装着し、直進から半径２０ｍの円形コースを右回りに旋回する、いわゆるＪターン走行を行った。各テストタイヤは、内圧０ｋＰａのランフラット状態とし、リム外れが発生したときの走行速度（横Ｇに比例）により耐リム外れ性を評価した。走行速度は、２５ｋｍ／ｈからスタートし、５ｋｍ／ｈ増分する方式でリム外れが発生するまで走行を行った。比較例１を１００として指数評価し、数値が大きいほどリム外れが発生したときの走行速度が大きい、即ち耐リム外れ性に優れていることを示す。

（２）ビード耐久性
ＩＳＯドラフトに準拠する方法に基づき、直径１７００ｍｍのドラム上を、空気圧０ｋＰａ、速度８０ｋｍ／ｈにて、ＪＡＴＭＡ６５％荷重を負荷して走行させ、ビード部にクラックやセパレーション、摩滅による故障等の不具合が確認されるまでの試験時間を測定した。比較例１を１００として指数評価し、当該数値が高いほど試験時間が長い、すなわちビード耐久性に優れていることを示す。

従来例、実施例及び参考例
図１、２に示す構造を有し、タイヤサイズが２２５／４５ＺＲ１７のテストタイヤを作製した。但し、従来例は、軟質ゴム層１３を備えず、環状膨出部１０の内周側面１１にはゴム層１２のみを配する構成とした。実施例及び参考例において、軟質ゴム層１３の各寸法（Ｌ、ａ、ｂおよびｔ）、ゴム層１２および軟質ゴム層１３の硬さは、それぞれ表１に示す値とした。なお、上記項目を評価する際、各テストタイヤをホイールサイズ１７×７．５−ＪＪのリムに装着して試験を行った。結果を表１に示す。

表１の結果に示すように、各実施例は、環状膨出部の内周側面に軟質ゴム層を備えることによって、ビード部を浮き上がらせるモーメントを分散することができ、従来例に比べて耐リム外れ性に優れていることがわかる。ここで、実施例３では軟質ゴム層が軟らかすぎるために、また、実施例５では軟質ゴム層の寸法が大きすぎるために、環状膨出部の内周側面とリムフランジとの接触による摩滅の問題が生じやすく、ビード耐久性が比較的低くなる傾向にあった。そして、参考例では軟質ゴム層が硬すぎるために、また、実施例４および６では、軟質ゴム層の寸法が小さすぎるために、モーメントの分散効果が小さく、耐リム外れ性の向上効果が小さくなる傾向にあった。これに対して、実施例１および実施例２では、ビード耐久性を確保しながら耐リム外れ性を大きく改善できており、軟質ゴム層の各寸法（Ｌ、ａ、ｂおよびｔ）および硬さを、上述した範囲内とすることが好ましいことがわかる。

規定リムに装着した本発明に係るランフラットタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図図１に示すランフラットタイヤのビード部を示す要部断面図本発明の別形態に係るランフラットタイヤのビード部を示す要部断面図従来のランフラットタイヤのビード部を示す要部断面図

符号の説明

１ビード部
１ａビード
１ｂビードフィラー
２サイドウォール部
５カーカス層
８リム
８ａリムフランジ
８ｂリムベース
９補強ゴム層
１０環状膨出部
１１内周側面
１２ゴム層
１３軟質ゴム層
ａ軟質ゴム層のタイヤ内周側端から基準点までの距離
ｂ軟質ゴム層のタイヤ外周側端から基準点までの距離
ｃ交点
ｓ直線
ｔ軟質ゴム層の厚み
Ｌ基準点から交点までのタイヤ幅方向距離
Ｐ接点
Ｐ´ 基準点
Ｔ接線

Claims

環状のビードを有する一対のビード部と、前記ビード部から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、前記サイドウォール部に配設された補強ゴム層と、を備えるランフラットタイヤにおいて、
少なくとも一方の前記ビード部のタイヤ幅方向外側に設けられ、規定リム装着時にリムフランジの外周側湾曲面に対向する内周側面を有する環状膨出部と、その環状膨出部の内周側面に配された軟質ゴム層とを備え、
その軟質ゴム層が、規定リム装着時に、前記ビードの中心よりタイヤ径方向内側に引いた直線とリムベースの外周側面との交点から、リムフランジの外周側湾曲面に対して引くことができる接線の接点付近に配され、
前記軟質ゴム層は、前記環状膨出部の内周側面を形成する他のゴム層よりも、ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（Ａタイプ）による硬さが５°以上低く、
前記環状膨出部の内周側面において前記接点に対向する点を基準点とし、その基準点から前記ビードの中心までのタイヤ幅方向距離をＬ、前記軟質ゴム層のタイヤ内周側端から前記基準点までの前記接線方向の距離をａ、前記軟質ゴム層のタイヤ外周側端から前記基準点までの前記接線方向の距離をｂとするとき、０．２Ｌ≦ａ≦０．５Ｌおよび０．３Ｌ≦ｂ≦０．５Ｌを満たすことを特徴とするランフラットタイヤ。
前記軟質ゴム層は、ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（Ａタイプ）による硬さが５０〜６５°である請求項１記載のランフラットタイヤ。