JP4671318B2

JP4671318B2 - ランフラットタイヤ

Info

Publication number: JP4671318B2
Application number: JP2001136432A
Authority: JP
Inventors: 凌村松; 達也加藤
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2001-05-07
Filing date: 2001-05-07
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2021-05-07
Also published as: JP2002331811A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カーカスプライにより構成されるカーカス層と、前記カーカス層のタイヤ半径方向外側に配置される、第１ベルトプライ及び第２ベルトプライの少なくとも２つのベルトプライからなるベルト層と、前記ベルト層の前記タイヤ半径方向外側に設けられるトレッド部と、補強ゴムにより補強されたサイドウォール部とを備えた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、パンク等によりタイヤの空気が抜けた状態になっても、継続して走行性能を維持することのできるタイヤである。かかるランフラットタイヤの構成を図３に示す。
【０００３】
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３と、リムストップ部４とを有する。また、タイヤ軸方向に一対のビード部５を有し、一対のビード部５の間に架け渡されるようにカーカス層６を有する。カーカス層６は、第１カーカスプライ６ａと第２カーカスプライ６ｂとからなり、各カーカスプライ６ａ，６ｂ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。
【０００４】
また、カーカス層６のタイヤ半径方向のすぐ外側にはベルト層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に対して所定の角度をなして配列したものである。
【０００５】
また、サイドウォール部３には、断面形状が略三日月形の補強ゴム層８を設け、タイヤ１に空気抜けが生じた場合にでも、サイドウォール部３の屈曲変形量を抑えている。これにより、ランフラット性能を維持しようとするものである。
【０００６】
しかしながら、サイドウォール部を補強ゴム層８により強化したとしても、図５のようにバックリング現象が生じる。つまり、トレッド部２のタイヤ幅方向の中央部が浮き上がった形で変形する。このようなバックリングは、タイヤの屈曲変形量を大きくし、ランフラット性能を低下させる原因となる。
【０００７】
かかる問題を解決したランフラットタイヤとして、特開平１１−１１５４２１号公報に開示されるランフラットタイヤがある。このタイヤは、図４に示すように、上記バックリングを抑制するために、カーカス層６のカーカスプライ６ａ，６ｂ間、又は、カーカス層６とベルト層７の間のプライ間に、高弾性のトレッド補強ゴム層９を設けている。これにより、トレッド部２を補強しバックリング変形を抑制しようとするものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる補強ゴム層９を設けたとしても補強効果としては不十分であり、バックリングを効果的に抑制することができない。さらに、バックリングには図５に示すようなタイヤ幅方向における変形のみならず、図６に示すようなタイヤ周方向にも発生する可能性がある。このような周方向のバックリングもタイヤパンク時におけるランフラット性能を低下させる。
【０００９】
また、上記公報に開示されるランフラットタイヤは、ベルトプライは周方向に対して小さな角度で配置されているが、カーカスプライは周方向に対して略９０゜で配置されているので、カーカス層は周方向に方向性を持たない。周方向に方向性を持たないカーカス層と、ベルト層との間に補強ゴム層を設けても、周方向のバックリングには効果がない。
【００１０】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、バックリングを効果的に抑制し、ランフラット性能を向上させることのできるランフラットタイヤを提供することである。
【００１１】
【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、
カーカスプライにより構成されるカーカス層と、
前記カーカス層のタイヤ半径方向外側に配置される、タイヤ軸方向の幅が異なる第１ベルトプライ及び第２ベルトプライの少なくとも２つのベルトプライからなるベルト層と、
前記ベルト層の前記タイヤ半径方向外側に設けられるトレッド部と、
補強ゴムにより補強されたサイドウォール部とを備えたランフラットタイヤであって、
前記第１ベルトプライと前記第２ベルトプライの間に補強ゴム層を設け、
前記補強ゴム層のタイヤ軸方向に沿った幅寸法は、前記２つのベルトプライのうちの幅の狭い方のベルトプライの幅寸法以上、かつ、前記２つのベルトプライのうちの幅の広い方のベルトプライの幅寸法以下になるように設定されていることを特徴とするものである。
【００１２】
この構成によるランフラットタイヤは、カーカス層と、カーカス層の外側に配置されるベルト層とを有し、一番外側に路面に接触するトレッド部を有する。カーカス層は、１層又は２層以上のカーカスプライにより構成される。ベルト層は、第１ベルトプライと第２ベルトプライの少なくとも２層から構成される。そして、この第１ベルトプライと第２ベルトプライとの間に補強ゴム層を設けている。ベルトプライは、通常は、金属製 (スチール製) のコードにより形成される。
【００１３】
したがって、カーカスプライとカーカスプライの間（カーカス層を構成するプライコードは有機繊維が多い）の間に補強ゴム層を設けるよりも、第１ベルトプライと第２ベルトプライの間を補強する方が、補強効果が大きい。つまり、同じ補強ゴム層を設けるにしても、カーカスプライ間やカーカス層とベルト層の間に設けるよりも、ベルトプライ間に設けるほうが理論的に補強効果が大きい。既に説明したように、ベルト層を構成するベルトプライは、通常周方向に対して角度を持って配置されているので、かかるベルトプライ間に補強ゴム層を設けることにより、周方向のバックリングを効果的に抑制することができる。その結果、バックリングを効果的に抑制しランフラット性能を向上させることのできるランフラットタイヤを提供することができる。
【００１４】
本発明の好適な実施形態として、前記補強ゴム層は、ゴムのＪＩＳＡ硬度が５０〜９５であり、厚みが１ｍｍ〜４ｍｍであるものがあげられる。なお、ＪＩＳＡ硬度とは、ＪＩＳＫ６２５３デュロメータ硬さ試験のタイプＡデュロメータによるものをいう。
【００１５】
補強ゴム層として、かかる硬度と厚みにすることで、タイヤとしての諸性能を維持しながらも、ランフラット性能を向上させることができる。すなわち、ゴムの硬度が５０よりも低くなると、操縦安定性が低下する。また、ゴムの硬度が９５を超えると、ゴムの破壊特性が悪化し、実用的ではなくなる。
【００１６】
また、厚みが１ｍｍよりも薄くなると、補強効果がほとんど現われなくなる。厚みが４ｍｍを超えると、第１ベルトプライと第２ベルトプライの距離が離れてくるため、ベルト層の本来の機能が損なわれ、操縦安定性が悪化する。実験結果では、タイヤの諸性能も含めて、厚みが３ｍｍの時に最も効果があることが判明した (実施例の記載を参照) 。
【００１７】
本発明の更に別の好適な実施形態として、前記補強ゴム層のタイヤ軸方向に沿った幅寸法は、前記２つのベルトプライのうちの幅の狭い方のベルトプライの幅寸法の４０％以上、かつ、前記２つのベルトプライのうちの幅の広いほうのベルトプライの幅寸法の１００％以下になるように設定されているものがあげられる。
【００１８】
補強ゴム層のタイヤ軸方向に沿った幅寸法を上記のように設定することにより、所望の補強効果を発揮することができる。すなわち、幅が狭い方のベルトプライの幅寸法の４０％よりも幅が狭くなると、補強ゴム層を設けたにもかかわらず補強効果が薄くなる。また、幅が広いほうのベルトプライの幅寸法よりも幅が大きくなると、タイヤ全体の重量が大きくなり好ましくないからである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明にかか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、ランフラットタイヤの断面図である。なお、タイヤ１は、タイヤ幅方向に対称であるので、タイヤ赤道線Ｃの右半分を図示している。
【００２０】
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３と、リムストップ部４とを有する。また、タイヤ軸方向 (幅方向) に一対のビード部５を有し、一対のビード部５の間に架け渡されるようにカーカス層６を有する。カーカス層６は、第１カーカスプライ６ａと第２カーカスプライ６ｂとからなり、各カーカスプライ６ａ，６ｂ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。
【００２１】
カーカス層６は、ビード部５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、この内側部分６０と、折り返された外側部分６１とを有している。この内側部分６０と外側部分６１に挟まれるように、ビードエーペックスゴム１０と、補強ゴム層８が設けられている。補強ゴム層８は、ＪＩＳＡ硬度が６０〜８０であり、断面形状が略三日月形である。補強ゴム層８により、サイドウォール部３が補強される。
【００２２】
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ると、タイヤのたわみ変形が大きくなる。この変形を抑制するために、サイドウォール部３に補強ゴム層８を設けており、これにより、サイドウォール部３のたわみ変形を抑えることができる。補強ゴム層８を設けているので、タイヤ１のリムライン位置より、同位置と最大幅位置の間の１／３だけ上部となる位置でのタイヤ厚みをＨ１、タイヤ最大幅位置におけるタイヤ厚みをＨ２とすると (図１参照) 、Ｈ２はＨ１に対して、６０％〜１４０％となる。なお、厚みを測定する方向は、タイヤ内面のＲ形状に対して垂直な方向である。
【００２３】
また、トレッド部２においては、カーカス層６のタイヤ半径方向のすぐ外側にはベルト層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】
さらに、第１ベルトプライ７ａと第２ベルトプライ７ｂの間に、補強ゴム層１１を設けている。この補強ゴム層１１を設けることにより、トレッド部２の強度を上げることができる。第１・第２ベルトプライ７ａ，７ｂは、タイヤ赤道線に対して傾斜させて配列されているので、この間に補強ゴム層１１を設けることで、周方向のバックリングも効果的に抑制することができる。
【００２５】
これにより、パンク等によりタイヤ１に空気抜けが生じたとしても、図５や図６に示されるようなバックリング (トレッド部２の変形) を抑制することができる。図２にトレッド部２の詳細を示す。
【００２６】
＜実施例＞
図８に示す＜表＞に、補強ゴム層１１を設けた場合の実施例（１〜７) と補強ゴム層がない場合のタイヤ (比較例) との比較結果を示す。なお、表において厚み０．５ｍｍとあるのは、補強ゴム層を特に設けない状態でも、ベルト間にはわずかのゴム層が存在するので、その厚みを示している。なお使用したタイヤの種類は２０５／５０Ｒ１６である。さらに、表にあげたタイヤはすべてサイドウォール部に補強ゴム層を有する。
【００２７】
表において、最大幅サイド部厚み比率とは、リムフランジ上端でのビード部厚み (図１のＨ１参照) に対する、タイヤ最大幅位置におけるサイドウォール部の厚み（Ｈ２）の比率（％）をいう。両方の厚みが等しいときは１００％となる。サイドウォール部３を断面三日月形の補強ゴム層８により補強している場合は、サイドウォール部の厚み、すなわち厚み比率が大きくなる。
【００２８】
ベルト間補強ゴム層とは、上記説明した第１・第２ベルトプライ７ａ，７ｂの間に設けられる補強ゴム層１１のことである。硬度はＪＩＳＫ６２５３デュロメータ硬さ試験のタイプＡデュロメータによるものである。幅指数（％）は、補強ゴム層１１が隣接するベルトプライのうち幅の狭い方のベルトプライの幅に対する比率をいう。図２の例では、第１ベルトプライ７ａの幅Ｗａと第２ベルトプライ７ｂの幅Ｗｂを比較すると、Ｗｂのほうが狭い。よって、幅指数は（Ｗｂ／Ｗ）×１００で表わされる。幅指数が小さくなると補強ゴム層の幅も小さくなる。
【００２９】
タイヤ質量指数は、比較例に対する質量の比率を示す。指数が１００であれば、比較例と質量が同じであることを示す。指数が１００を超えれば、比較例よりも質量が大きいことを示す。各実施例は、補強ゴム層１１を設けている分だけ比較例よりも質量は大きくなる。
【００３０】
タイヤたわみ指数について説明する。図７に示すように、ビード部の外形形状に合わせて接線Ｌ１，Ｌ２を引く。そして、タイヤに作用する垂直荷重が０、タイヤ内圧が２ｋｇ／ｃｍ² の場合における、接線Ｌ１，Ｌ２の交点からトレッド部表面までの高さをＡとし、タイヤに作用する垂直荷重が４４０ｋｇ、タイヤ内圧が０（パンク時）の場合における、上記交点からトレッド部表面までの高さをＢとする。この場合のたわみはＡ−Ｂ＝δである。このたわみを比較例と比較した場合の比率がタイヤたわみ指数である。指数が１００であれば、比較例と同じ量だけたわむことを示す。指数が１００よりも小さくなればなるほど、たわみが小さくランフラット性能が優れていることを示す。また、あわせてたわみ量（ｍｍ）を表に示す。
【００３１】
表１からも分かるように、補強ゴム層１１を設けることにより、比較例に比べてタイヤたわみ指数が小さくなっており、ランフラット性能が改善されていることが分かる。補強ゴム層に使用するゴムの硬度は、ＪＩＳＡ硬度で５０〜９５が好ましい。ゴムの硬度が５０よりも低くなると、操縦安定性が低下する。また、ゴムの硬度が９５を超えると、ゴムの破壊特性が悪化し、実用的ではなくなる。
【００３２】
次に、補強ゴム層１１の厚みに着目する。比較例の補強ゴム層の厚みｔは０．５ｍｍであり、実施例のタイヤは実施例５を除いて１．３ｍｍ、実施例５が３ｍｍである。０．５ｍｍよりも厚みを大きくした方がタイヤたわみ指数が小さく、ランフラット性能の改善が図られる。特に、厚みが３ｍｍのときがタイヤたわみ指数がもっとも小さく、より好ましいと考えられる。なお、好ましい厚みの範囲は１〜４ｍｍであり、１ｍｍよりも薄くなると、補強効果がほとんど現われなくなる。厚みが４ｍｍを超えると、第１ベルトプライ７ａと第２ベルトプライ７ｂの距離が離れてくるため、ベルト層の本来の機能が損なわれ、操縦安定性が悪化する。また、厚みを大きくするとタイヤ質量指数が大きくなりすぎるという欠点もある。
【００３３】
次に、補強ゴム層の幅指数に着目する。幅指数については、実施例５，６，７を見ても分かるように、幅の広いほうがタイヤたわみ指数が小さくなる。つまり、幅寸法が大きいほど補強効果があることが分かる。好ましい補強ゴム層の幅寸法（Ｗ）は、第１・第２ベルトプライ７ａ，７ｂのうちの幅の狭い方のベルトプライの幅寸法の４０％以上、かつ、２つのベルトプライのうちの幅の広いほうのベルトプライの幅寸法の１００％以下になるように設定されていることである。幅が狭い方のベルトプライの幅寸法の４０％よりも幅が狭くなると、補強ゴム層を設けたにもかかわらず補強効果が薄くなる。また、幅が広いほうのベルトプライの幅寸法よりも幅が大きくなると、タイヤ全体の重量が大きくなり好ましくないからである。実施例８は、幅指数が５０であるが、タイヤたわみ指数は比較例よりも小さくなっており、補強効果が改善されていることが分かる。
【００３４】
また、実施例２について説明すると、このタイヤはサイドウォール部における補強ゴムの厚みが薄くなっている。したがって、タイヤたわみ指数が比較例と同じ程度になっている。しかし、タイヤ質量指数は、比較例よりも小さくなっている。つまり、ベルト間に補強ゴム層を設けることにより、従来のランフラットタイヤと同程度のランフラット性能を維持しながらも、タイヤの質量を軽減化できるという利点もある。
【００３５】
＜別実施形態＞
（１）本実施形態において、ベルト層を構成するベルトプライは第１・第２ベルトプライ７ａ，７ｂの２層構造であるが、３層以上の構造にしても良い。その場合、任意の層間に補強ゴム層を設けることができる。
【００３６】
（２）ベルト層を構成するベルトプライはスチール等の金属製ではなく、合成繊維製でもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ランフラットタイヤの断面図
【図２】トレッド部の詳細を示す断面図
【図３】従来技術にかかるランフラットタイヤの断面図
【図４】従来技術にかかるランフラットタイヤのトレッド部の詳細を示す図
【図５】バックリング現象を示す図
【図６】バックリング現象を示す図
【図７】タイヤたわみ指数を説明する図
【図８】比較例と実施例のランフラット性能を比較した表
【符号の説明】
１タイヤ
２トレッド部
３サイドウォール部
６カーカス層
７ベルト層
７ａ，７ｂ第１・第２ベルトプライ
８補強ゴム層
１１補強ゴム層

Claims

カーカスプライにより構成されるカーカス層と、
前記カーカス層のタイヤ半径方向外側に配置される、タイヤ軸方向の幅が異なる第１ベルトプライ及び第２ベルトプライの少なくとも２つのベルトプライからなるベルト層と、
前記ベルト層の前記タイヤ半径方向外側に設けられるトレッド部と、
補強ゴムにより補強されたサイドウォール部とを備えたランフラットタイヤであって、
前記第１ベルトプライと前記第２ベルトプライの間に補強ゴム層を設け、
前記補強ゴム層のタイヤ軸方向に沿った幅寸法は、前記２つのベルトプライのうちの幅の狭い方のベルトプライの幅寸法以上、かつ、前記２つのベルトプライのうちの幅の広い方のベルトプライの幅寸法以下になるように設定されていることを特徴とするランフラットタイヤ。
前記補強ゴム層は、ゴムのＪＩＳＡ硬度が５０〜９５であり、厚みが１ｍｍ〜４ｍｍ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。
前記補強ゴム層の厚みは、３ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載のランフラットタイヤ。