JP4568547B2 - 空気入りランフラットタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤのサイド部内部に略三日月状の断面形状を有する補強ゴム層を備えた空気入りランフラットタイヤに関し、特にショルダー部の耐偏摩耗性を改善するものである。

一般的に、タイヤのトレッド部の断面形状は、いわゆるクラウン形状とよばれる、複数の円弧を連続的につないだ凸状の曲線形状となっている。このクラウン形状により、タイヤのサイド部の剛性の影響を受けるショルダー部への接地圧集中を防ぎ、ショルダー部の肩落ち摩耗などの偏摩耗を低減させている。

ところが、タイヤのトレッド部の断面形状をこのようなクラウン形状とした場合、接地圧集中に起因するショルダー部の偏摩耗を低減させた反面、ショルダー部の外径とトレッド部中央の外径との径差に起因する偏摩耗が発生してしまうこととなる。すなわち、ショルダー部の外径が、タイヤ幅方向中央（タイヤ赤道面）におけるトレッド部の外径に比較して小さいことから、タイヤ転動時にショルダー部に対して前後方向のせん断力（以下、前後力という）がより多く発生し、路面とショルダー部の表面との間が滑りやすくなり、ショルダー部の偏摩耗（ヒール・アンド・トゥ摩耗など）が発生する。

このように、ショルダー部の偏摩耗は、少なくとも、ショルダー部への接地圧集中と、その接地圧集中を解決しようとしたクラウン形状の内周と外周との径差という、互いに相反する２つの要因に起因して発生することが分かっている。

このような問題点を解決する方法として、従来では、ショルダー部の接地圧集中を可能な限り防ぎつつクラウン形状の径（クラウンＲ）を極力大きくして、ショルダー部の外径とトレッド部中央の外径との径差を小さくする方法や、クラウン形状を構成する複数の円弧の曲線形状を適正化する方法などが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−３０７１３号公報

ところで、近年では、タイヤのサイド部内部に略三日月状の断面形状を有する補強ゴム層を備えてサイド部の剛性を飛躍的に高めたランフラットタイヤとよばれるタイヤが開発されている。ランフラットタイヤでは、サイド部の剛性が飛躍的に高められた結果、従来のタイヤに比較してショルダー部への接地圧集中がより増大してショルダー部の偏摩耗が発生しやすくなっており、上述したようなクラウン形状の径（クラウンＲ）を大きくする方法や、クラウン形状を構成する複数の円弧の曲線形状を適正化する方法では、偏摩耗に対する改良としては限界があった。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、タイヤのサイド部内部に略三日月状の断面形状を有する補強ゴム層を備えた空気入りランフラットタイヤにおいて、ショルダー部に発生する偏摩耗を低減することを目的とする。

上述した問題を解決するために、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、一対のビードコア（ビードコア３）に跨って円環状に配設されるとともに、前記一対のビードコアを巻き込むように折り返されたカーカスを有するカーカス層（カーカス層５）と、該カーカス層のタイヤ径方向外側に配設され、かつ、端部がショルダー部（ショルダー部８）の近傍にて終端され、カーカス層を補強する少なくとも１層のベルト層（ベルト層６）と、 前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配設され、前記ベルト層を補強するベルト補強層（ベルト補強層１０）と、サイド部（サイド部９）内部に、略三日月状の断面形状を有する補強ゴム層（補強ゴム層２）とを備え、タイヤ赤道面における前記ベルト層の外径Ｒｃに対する、前記ベルト層の端部の外径Ｒｓの比（Ｒｓ／Ｒｃ×１００）が１００％以上、かつ、１０３％以下であり、前記ベルト補強層は、前記ベルト層全体を覆う第１補強層と、前記第１補強層のタイヤ径方向外側に配設され、前記ショルダー部の近傍で終端する前記第１補強層の端部と前記ベルト層の端部とを覆う第２補強層とを有し、前記第１補強層及び前記第２補強層には、熱収縮性の有機繊維コードが配列されることを要旨とする。

ここで、ベルト層の外径Ｒｃ、及び、ベルト層の端部の外径Ｒｓはいずれも、タイヤ軸線ＳＬを中心とする径である。

かかる特徴によれば、カーカス層の外周（タイヤ径方向外側）に配設されたベルト層について、タイヤ赤道面におけるベルト層の外径を１００％としたとき、ショルダー部の近傍となるベルト層端部の外径が１００％以上、かつ、１０３％以下となるようにした。また、ベルト層のタイヤ径方向外側に配設されるベルト補強層は、熱収縮性の有機繊維コードが配列される第１補強層及び第２補強層とを有している。

このような特徴を有する空気入りランフラットタイヤによれば、タイヤ赤道面からショルダー部の近傍にかけて外径を絞った（小さくした）ベルト層を備えた空気入りランフラットタイヤに較べて、次のような特有の作用が得られる。すなわち、タイヤに荷重がかかり接地面付近のクラウン形状が平らになったときのベルト層のタイヤ周方向の伸びに着目すれば、タイヤ赤道面におけるベルト層のタイヤ周方向の伸びよりも、ショルダー部の近傍となるベルト層端部のタイヤ周方向の伸びを小さくすることができる。このような作用は、言い換えればショルダー部の近傍となるベルト層端部のタイヤ周方向の収縮力を小さくするものである。

一方、路面とトレッド面（ショルダー部のトレッド面を含む）の表面とに発生する滑りの原因となる前後力は、路面とトレッド面の摩擦力と、タイヤを構成する部材（トレッドゴムやベルト層など）の粘弾性的性質による収縮力とよって現れるせん断力である。

本発明の第１の特徴によれば、上述したように、接地面付近のクラウン形状が平らになったときに、ショルダー部の近傍となるベルト層端部のタイヤ周方向の収縮力を小さくすることができる。従って、ベルト層端部の近傍に位置するショルダー部に現れる前後力が小さくなり、路面とショルダー部の表面とに発生する滑りが抑えられて、ショルダー部に発生する偏摩耗を低減することができる。

さらに、本発明の第１の特徴によれば、タイヤ赤道面におけるベルト層の外径を１００％としたときのショルダー部の近傍となるベルト層端部の外径を１０３％以下となるようにしたので、ベルト層端部からトレッド面までのゴムゲージ（特にベルト層端部からトレッドパターンの溝底までのゲージ）を十分に確保することができる。

このように、かかる特徴によれば、ショルダー部に発生する偏摩耗を低減することができる。特に、肩落ち摩耗に対する耐摩耗性を向上させることができる。さらに、ショルダー部に現れる前後力を小さくすることができるので、ショルダー部のブロックの踏込み側と蹴出し側とに現れるヒール・アンド・トゥ摩耗に対する耐摩耗性を向上させることができる。

本発明の第２の特徴によれば、前記一対のビードコアを巻き込むように折り返されたカーカスのカーカス端部（カーカス端部５Ｅ）が、前記ベルト層と折り重なるように終端されることが好ましい。

以上説明したように、本発明によれば、タイヤのサイド部内部に略三日月状の断面形状を有する補強ゴム層を備えた空気入りランフラットタイヤにおいて、ショルダー部に発生する偏摩耗を低減することができる。

次に、本発明に係る空気入りランフラットタイヤの実施形態の一例について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の記載において説明する図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。

（空気入りランフラットタイヤの構造）
図１は、本発明の実施形態に係る空気入りランフラットタイヤ１のタイヤ軸方向における一部断面図である。本実施形態に係る空気入りランフラットタイヤ１は、タイヤに異常（例えば、パンク等）が生じ、タイヤの内圧を正常に保つことができない状態となったときでも、飛躍的に剛性が高められたサイド部によってトレッド部を支え、所定の走行距離に渡る走行性能を確保して安全性を高めたランフラットタイヤである。

同図に示すように、空気入りランフラットタイヤ１は、トレッド部７と、ショルダー部８と、サイド部９とを有する。サイド部９の内部には、サイド部９の剛性を高めるために、略三日月状の断面形状を有する補強ゴム層２が備えられている。

また、空気入りランフラットタイヤ１は、一対のビードコア３（対面側は図示せず）に跨って円環状に配設されるとともに、ビードコア３を巻き込むように折り返されたカーカスを有するカーカス層５を備える。

なお、カーカス層５が有するカーカスは、高弾性率、低熱収縮率、耐熱性、接着安定性等の特性に優れるレーヨン繊維からなる補強コードを有するものとなっている。ランフラットタイヤでは、ランフラット走行時（タイヤ内圧がほぼ零）にカーカスに張力が付与されない状態となるため、このような特性を具えた補強コードが必要となる。また、レーヨン繊維からなる補強コードで補強されたカーカスを備えたタイヤは、操縦安定性、高速耐久性、ユニフォミティーに優れた性能を発揮する。

さらに、空気入りランフラットタイヤ１は、カーカス層５のタイヤ径方向外側に、カーカス層５を補強するための、スチールコードをゴム被覆した２層のベルト６ａ、６ｂを有するベルト層６を備える。ベルト層６のベルト層端部６Ｅは、ショルダー部８の近傍にて終端されている。

なお、本実施形態における空気入りランフラットタイヤ１においては、上述したように補強ゴム層２を備えたことによってタイヤ重量が増加してしまうため、重量増を抑えるための工夫としてカーカス層５が有するカーカスの数を一層のみとした。さらに、１層のカーカスで十分なタイヤ剛性を得るため、ビードコア３を巻き込むように折り返されたカーカスは、サイド部９を介してトレッド方向へ延設され、ベルト層６と折り重なる位置でカーカス端部５Ｅが終端される構造となっている。

そして、空気入りランフラットタイヤ１のベルト層６は、タイヤ赤道面ＣＬにおけるベルト層６の外径Ｒｃ（タイヤ軸線ＳＬを中心とする半径）に対して、ベルト層端部６Ｅの外径Ｒｓ（タイヤ軸ＳＬを中心とする半径）の比が、１００％以上、かつ、１０３％以下となっている。すなわち、ベルト層６の外径は、タイヤ幅方向中央部とショルダー部近傍（ベルト層端部６Ｅ）とで等しい径か、又は、タイヤ幅方向中央部よりショルダー部近傍（ベルト層端部６Ｅ）において大きい径となっている。

なお、タイヤ赤道面ＣＬにおけるベルト層６の外径Ｒｃに対するベルト層端部６Ｅの外径Ｒｓの比が１０３％を越えると、ベルト層端部からトレッド面までのゴムゲージが十分に確保できず、好ましくない。

また、空気入りランフラットタイヤ１は、ベルト層６のタイヤ径方向外側に、ベルト層６を補強するため、熱収縮性の有機繊維コードを配列した第１補強層１０ａと第２補強層１０ｂとを有するベルト補強層１０を備える。

（比較評価）
本発明の効果を確かめるために、発明者らは、上述した本発明の実施形態に基づいて、従来例のタイヤを１種、比較例のタイヤを１種、本発明が適用された実施例のタイヤを２種製造して評価試験を実施した。この評価試験では、前述した比較例、及び、実施例のタイヤをそれぞれ実車に装着して実車走行による摩耗試験を行い、ショルダー部のショルダーブロックに発生したヒール・アンド・トゥ摩耗量を評価した。

なお、ヒール・アンド・トゥ摩耗量の算出方法として、ショルダーブロックの踏込み側と蹴出し側との残溝の差を、タイヤの両側のショルダー部周上の全てのショルダーブロックで測定して平均値を算出し、従来例のタイヤを測定したときの平均値を１００としてヒール・アンド・トゥ摩耗量（指数）とした。

表１は、クラウンＲ（すなわち、クラウン形状の径）と、ベルト層の径差（すなわち、タイヤ赤道面ＣＬにおけるベルト層の外径Ｒｃに対する、ベルト層端部の外径Ｒｓの比）と、実車走行による摩耗試験後にショルダーブロックに発生したヒール・アンド・トゥ摩耗量（指数）を取りまとめたものである。

なお、比較評価に関するデータは、以下に示す条件において測定されたものである。

１）タイヤサイズ：２４５／４５Ｒ１８ ９６Ｖ
２）タイヤ構造
・カーカス層・・・・レーヨン×１層
・ベルト層・・・・・スチールコード×２層
・ベルト補強層・・・ナイロンキャップレイヤー
３）走行モード
・ホイールリムサイズ・・・８ＪＪ×１８
・タイヤ空気圧・・・・・・２３０ｋＰａ
・荷重・・・・・・・・・・５名乗車相当
・スラローム・・・・・・・７５ｋｍ／ｈ ： ６０％
・直進加速・・・・・・・・２０〜８０ｋｍ／ｈ ： ２０％
・直進減速・・・・・・・・８０〜２０ｋｍ／ｈ ： ２０％
・走行距離・・・・・・・・２，０００ｋｍ

（結果）
従来例のタイヤは、ベルト層の径差が９０％となっいる。すなわち、タイヤ赤道面ＣＬにおけるベルト層の外径Ｒｃよりもベルト層端部の外径Ｒｓのほうが小さい、タイヤ赤道面ＣＬからショルダー部の近傍にかけて外径を絞った（小さくした）ベルト層となっている。

比較例のタイヤは、ベルト層の径差は従来例のタイヤと同じ９０％であるが、従来例のタイヤに較べてクラウンＲを大きく設計したものである。

実施例１のタイヤは、本発明の実施形態に基づいたタイヤであり、従来例のタイヤに較べてベルト層端部の外径Ｒｓを大きくしてベルト径差を１００％、すなわち、タイヤ赤道面ＣＬからショルダー部の近傍にかけて外径を均一としたベルト層となっている。

実施例２のタイヤは、本発明の実施形態に基づいたタイヤであり、従来例のタイヤに較べてベルト層端部の外径Ｒｓを大きくしてベルト径差を１０３％、すなわち、タイヤ赤道面ＣＬからショルダー部の近傍にかけて外径を大きくしたベルト層となっている。

比較例のタイヤと従来例のタイヤとの試験結果から、クラウンＲを大きく設計すると、タイヤのショルダー部に発生するヒール・アンド・トゥ摩耗について、耐摩耗性が劣ることが確認できる。

実施例１のタイヤと従来例のタイヤとの試験結果から、ベルト径差を大きく（ベルト径差９０％をベルト径差１００％に変更）すると、タイヤのショルダー部に発生するヒール・アンド・トゥ摩耗について、耐摩耗性が向上することが確認できた。

実施例２のタイヤと実施例１のタイヤとの試験結果から、ベルト径差をより大きく（ベルト径差１００％をベルト径差１０３％に変更）すると、タイヤのショルダー部に発生するヒール・アンド・トゥ摩耗について、より耐摩耗性が向上することが確認できた。

なお、実施形態、実施例１及び実施例２において、ベルト層６は、スチールコードをゴム被覆した２層のベルト６ａ、６ｂを備えるものとしたが、本発明はこれに限定されない。ベルト層６が備えるベルトの数は２層以外であってもよいし、また、コードの材質もスチールコードでなくてもよく、例えば、アラミド繊維などで形成された繊維コードであってもよい。

また、実施形態、実施例１及び実施例２において、カーカス層が有するカーカスは、レーヨン繊維からなる補強コードを有するのもとしたが、本発明はこれに限定されない。カーカスが有する補強コードの材質は、レーヨン繊維でなくてもよく、例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートおよびアラミドなどを用いて適宜、設計・変更が可能である。

（作用・効果）
以上説明した本発明の実施形態に係る空気入りランフラットタイヤ１によれば、サイド部９の内部にサイド部９の剛性を高めるための略三日月状の断面形状を有する補強ゴム層２を備え、カーカス層５の外周（タイヤ径方向外側）に配設されたベルト層６について、タイヤ赤道面ＣＬにおけるベルト層６の外径Ｒｃを１００％としたとき、ショルダー部８の近傍となるベルト層端部６Ｅの外径Ｒｓが１００％以上、かつ、１０３％以下となるようにした。また、ベルト層のタイヤ径方向外側に配設されるベルト補強層１０は、熱収縮性の有機繊維コードが配列される第１補強１０ａ層及び第２補強層１０ｂとを有している。

従って、本発明の実施形態に係る空気入りランフラットタイヤ１によれば、接地面付近のクラウン形状が平らになったときに、ショルダー部８の近傍となるベルト層端部６Ｅのタイヤ周方向の延びを小さくして、ベルト層端部６Ｅのタイヤ周方向の収縮力を小さくすることができる。その結果、ベルト層端部６Ｅの近傍に位置するショルダー部８に現れる前後力が小さくなり、路面とショルダー部８の表面とに発生する滑りが抑えられて、ショルダー部８に発生する偏摩耗を低減することができる。

また、本発明の実施形態に係る空気入りランフラットタイヤ１では、一対のビードコア３を巻き込むように折り返されたカーカスのカーカス端部５Ｅが、ベルト層６と折り重なるように終端されている。

より具体的には、上述したように、本発明の実施形態に係る空気入りランフラットタイヤ１は、カーカス層５が有するカーカスが、ビードコア３を巻き込むように折り返され、サイド部９を介してトレッド方向へ延設され、ベルト層６と折り重なる位置でカーカス端部５Ｅが終端される構造となっている。

このような構造によって、空気入りランフラットタイヤ１は、サイド部９からショルダー部に渡り、２層のカーカスが配設されて補強されることとなり、サイド部９の内部に設けられた補強ゴム層２と併せて、より高いサイド部９の剛性を有するタイヤとなっている。そして、このようにサイド部９の剛性がより高い構造の空気入りランフラットタイヤ１において、本発明はより多大な効果を発揮する。

本発明の実施形態に係る空気入りランフラットタイヤ１のタイヤ軸方向における一部断面図である。

符号の説明

１…空気入りランフラットタイヤ、２…補強ゴム層、３…ビードコア、５…カーカス層，カーカス、５Ｅ…カーカス端部、６…ベルト層、６ａ，６ｂ…ベルト、６Ｅ…ベルト層端部、７…トレッド部、８…ショルダー部、９…サイド部、１０…ベルト補強層、１０ａ…第１補強層、１０ｂ…第２補強層、ＣＬ…タイヤ赤道面

Claims (2)

1. 一対のビードコアに跨って円環状に配設されるとともに、前記一対のビードコアを巻き込むように折り返されたカーカスを有するカーカス層と、
   該カーカス層のタイヤ径方向外側に配設され、かつ、端部がショルダー部の近傍にて終端され、前記カーカス層を補強する少なくとも１層のベルト層と、
   前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配設され、前記ベルト層を補強するベルト補強層と、
   サイド部内部に、略三日月状の断面形状を有する補強ゴム層とを備え、
   タイヤ赤道面における前記ベルト層の外径Ｒｃに対する、前記ベルト層の端部の外径Ｒｓの比（Ｒｓ／Ｒｃ×１００）が１００％以上、かつ、１０３％以下であり、
   前記ベルト補強層は、
   前記ベルト層全体を覆う第１補強層と、
   前記第１補強層のタイヤ径方向外側に配設され、前記ショルダー部の近傍で終端する前記第１補強層の端部と前記ベルト層の端部とを覆う第２補強層とを有し、
   前記第１補強層及び前記第２補強層には、熱収縮性の有機繊維コードが配列されることを特徴とする空気入りランフラットタイヤ。
2. 前記一対のビードコアを巻き込むように折り返されたカーカスのカーカス端部が、前記ベルト層と折り重なるように終端されることを特徴とする請求項１に記載の空気入りランフラットタイヤ。

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