JP4943644B2

JP4943644B2 - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP4943644B2
Application number: JP2004322390A
Authority: JP
Inventors: 拓也吉見
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-11-05
Filing date: 2004-11-05
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2024-11-05
Also published as: JP2006131096A

Description

本発明は、パンクが発生して空気圧が０となった際に、相当の距離をランフラット走行することが可能な空気入りラジアルタイヤに関する。

空気入りラジアルタイヤのパンクに対する対処システムとして、現在もっとも広く用いられているのは、ジャッキ及びホイールナット取外しレンチ等を含む車載工具とスペアタイヤとの組合せである。

このシステムを用いたパンク対処方法は、パンクが発生した際に、車輌を速やかに停止させ、パンクが発生したタイヤを、車載工具を用いて取り外し、スペアタイヤに交換するという方法であり、これによりその後の走行を可能にするものである。

ただ、このパンク対処方法には、タイヤ交換のための大きな労力を必要とするという問題があり、この問題を解消するためのパンク対処システムとして、パンク穴を塞ぐシール剤と空気圧充填手段とを有するパンク修理キットやパンク修理装置が考案されている（特許文献１から特許文献３参照）。

このパンク対処方法は、パンクが発生した際に、車輌を速やかに停止させ、パンクが発生したタイヤを取り外すことなく、空気充填バルブを通じてパンク穴を塞ぐシール剤をタイヤ内に注入し、車載バッテリーを電源とする空気圧充填ポンプ等によってタイヤ内に空気を充填するという方法であり、これによりその後の走行を可能にするものである。

これらのパンク対処方法は、いずれも空気圧が０での走行に対応できない通常のタイヤに対して適用することを前提としており、基本的に空気圧が０での走行を許容するものではない。従って、パンクが発生した際には車輌を速やかに停止させてパンクに対処することが必要である。

これに対し、パンクによって空気圧０がとなった状態であっても、相当の速度で相当の距離（例えば、８０ｋｍ／ｈの速度で２００乃至３００ｋｍの距離）を、車輌操縦性を損なうことなく継続して走行することができるようにした、いわゆるランフラットシステムがある。

ランフラットシステムとしては、サイドウォール部に補強ゴムを配置したサイド補強タイプのランフラットタイヤを用いるもの（例えば、特許文献４及び特許文献５参照）、タイヤとリムとで形成される気室内に環状の支持体を配置するもの（例えば、特許文献６及び特許文献７参照）等が挙げられる。

環状の支持体を用いたシステムにおいては、支持体がタイヤトレッド内面を支持することにより、空気圧が０の状態での走行におけるタイヤの変形を抑制し、サイド補強タイプのランフラットタイヤを用いたシステムにおいては、タイヤ自体のサイド部の剛性を増すことにより、空気圧０の状態での走行におけるタイヤの変形を夫々抑制している。

サイド補強タイプのランフラットタイヤは、タイヤをリムに取り付けて空気圧が０かつ無負荷状態におけるタイヤの断面高さをＡとし、空気圧が０かつ最大負荷能力の９０％に相当する荷重を負荷した状態における荷重直下での断面高さをＢとしたとき、Ｄ＝（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００で表される撓み率Ｄが３０％未満となる条件で使用されている。

ちなみに、サイド補強ゴムを有しない通常のタイヤにおいては、上記空気圧が０の状態におけるタイヤの撓み率Ｄは約８０％に達するので、車輌の操縦性が著しく損なわれるだけでなく、空気圧が０のまま走行を継続しようとすると、大変形の繰返しやサイドウォール部の内面同士が接触して摩擦が起き、タイヤが使用不能となるおそれがある。
特開平９−１１８７７９号公報特開２００１−２１２８８３号公報特開２０００−１０３９０５号公報特開昭４９−２０８０２号公報特開昭４９−１１６７０２号公報特開昭５９−２６３０８号公報特開平３−１２１９１３号公報

しかしながら、上記したスペアタイヤ又はパンク修理キット（パンク修理装置）の場合、空気圧が急激に低下するような大きなタイヤ損傷が生じたときに、停車するまでの間は空気圧が０に近く操縦性が著しく損なわれた状態で車輌を走行させなければならず、また、安全に停車できたとしても、パンクに対処すべく安全な場所まで移動することは困難であった。

また、サイド補強タイプのランフラットタイヤの場合、空気圧が０の状態においても相当の速度で相当の距離を走行できるようにするためには、それ相応に厚い補強ゴム層を配置して、サイドウォール部の曲げ剛性を増加させることが必要であり、補強ゴム層を有しない通常のタイヤに比べ、質量増加による転がり抵抗の増加、正常空気圧時での乗り心地の低下、リム組み性の悪化等が避けられなかった。扁平率が４５％以下のタイヤの場合には、サイドウォール部の高さが低いので、正常空気圧時の乗り心地の低下やリム組み性の悪化等が特に問題となっていた。

更に、環状の支持体を用いたランフラットシステムの場合、タイヤとリムとで形成される気室内に環状の支持体を配置することが必要であるため、支持体の配設による質量増加が避けられず、またタイヤ及び支持体をリムに組み付けるために特殊な装置等を必要とする場合があった。

本発明は、上記事実を考慮して、スペアタイヤ又はパンク修理キット等のパンク対処システムとの併用を前提としつつ、空気圧が急激に低下するような大きなタイヤ損傷が生じた場合でも、車輌を安全に停車させるために必要な操縦性が確保されると共に、パンクに対処するための安全な場所への移動等が少なくとも可能な走行能力が確保され、かつ乗り心地に優れ転がり抵抗が少なくリム組み性も良好な空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とする。

請求項１の発明は、一対のビード部間をトロイド状に跨って配設され前記ビード部間に位置するカーカス本体部と前記ビード部のビードコアに内側から外側に巻き回された折返し部とを有する少なくとも１層のカーカスと、前記ビードコアと前記カーカス本体部と前記折返し部との間に配置されたビードフィラーと、前記カーカスのタイヤ幅方向外側に配置されたサイドウォールゴムと、前記カーカス本体部の内側に配置された略三日月状のサイド補強層とを備えてランフラットすることが走行可能とされ、前記ビードコアと前記カーカス本体部と前記折返し部との間には、前記ビードフィラーのみが配置され、前記サイド補強層は、断面積が前記ビードフィラーの断面積の４０％以上１００％以下となるように構成されると共に、タイヤ幅方向において前記ビードフィラーと部分的にオーバーラップするように配置され、前記ビードコアのタイヤ半径方向最外点を基準とした前記ビードフィラーのタイヤ半径方向の高さは、該タイヤ半径方向における前記タイヤ半径方向最外点からカーカスの最大幅が存する高さ位置までの距離の７５乃至１５０％であり、前記サイド補強層の、ＪＩＳＫ６２５３に規定されているデュロメータ式硬さ試験、タイプＡによる硬度は、７０乃至１００であり、前記ビードフィラーの、ＪＩＳＫ６２５３に規定されているデュロメータ式硬さ試験、タイプＡによる硬度は、７０乃至１００であること、を特徴としている。

ここで、サイドウォールゴムとは、一般にタイヤの側面部を指すサイドウォール部のことではなく、該サイドウォール部においてカーカスのタイヤ幅方向外側に配設されたゴムのことをいう。また、略三日月状とは、サイド補強層をタイヤの半径方向で断面したときの厚さが、トレッド部の方向及びビード部の方向に向かって夫々漸減していることを意味している。

硬度とは、ＪＩＳＫ６２５３に規定されている加硫ゴムの硬さ試験方法による硬度であり、例えば、デュロメータ式硬さ試験、タイプＡによるものをいう。

請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤでは、略三日月状のサイド補強層が従来のサイド補強タイプのランフラットタイヤよりも大幅に少なく（薄く）なっているため、ランフラット走行距離は少なくなるものの、タイヤ単体としての弾性が増し、サイドウォール部の剛性の低下、タイヤ質量が減ずる。これにより、乗り心地、リム組み性及び高速耐久性がすべて向上し、転がり抵抗が低減する。これは、特にサイドウォール部の高さが少ない扁平率が４５％以下の低扁平タイヤで顕著である。

三日月状のサイド補強層の体積を減少させるだけでなく、従来のサイド補強タイプのランフラットタイヤよりもビードフィラーの体積を多くすると共に、サイド補強層をタイヤ幅方向においてビードフィラーと部分的にオーバーラップさせることにより、内圧が急激に低下するような大きなタイヤ損傷が生じた場合でも、ビードフィラーとサイド補強層との相乗効果により、空気圧が０の状態でもドライバーが容易に安全な場所まで車輌を移動させることが可能となる。ランフラット走行可能な距離は、８０ｋｍ／ｈの速度で、例えば４０ｋｍである。

サイド補強層の断面積、ビードフィラーのタイヤ半径方向の高さ、サイド補強層及びビードフィラーの硬度に上限及び下限を設けたのは、上限値を超えると乗り心地や転がり抵抗の改良が十分でなくなるからであり、下限を設けたのは、該下限値に満たない場合、タイヤの撓み量が大きくなりすぎて、ランフラット耐久性が悪化するからである。

なお、サイド補強層の断面積は、ビードフィラーの断面積の４０％以上１００％以下としたが、好ましくはビードフィラーの断面積の４０％以上８０％以下であり、更に好ましくは、ビードフィラーの断面積の４０％以上６０％以下である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤにおいて、規定リムに取り付け、空気圧が０かつ無負荷状態における断面高さをＡとし、空気圧が０かつ最大負荷能力の９０％に相当する荷重を負荷した状態における荷重直下での断面高さをＢとしたとき、Ｄ＝（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００で表される撓み率Ｄが３０乃至６０％の範囲にあること、を特徴としている。

ここで、規定リムとは、２００４年発行のＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫに記載された規格におけるリムをいう。

請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤでは、従来のサイド補強タイプのランフラットタイヤ（撓み率Ｄが３０％未満）よりもランフラット走行時に大きく撓むような弾性を有しているので、リム組み性が良好で、正常空気圧時の乗り心地も良好となる。

撓み率Ｄについて上限値（６０％）を設けたのは、該上限値を上回ると、サイド補強のない通常のタイヤと同様に、ランフラット走行時に車輌の操縦性が著しく損なわれると共に、大変形の繰返しによりタイヤが傷んでランフラット走行距離が非常に短くなるおそれがあるからである。

以上説明したように、本発明の空気入りラジアルタイヤによれば、スペアタイヤ又はパンク修理キット等のパンク対処システムとの併用を前提としつつ、空気圧が急激に低下するような大きなタイヤ損傷が生じた場合でも、車輌を安全に停車させるために必要な操縦性が確保されると共に、パンクに対処するための安全な場所への移動等が少なくとも可能な走行能力が確保され、かつ乗り心地に優れ転がり抵抗が少なくリム組み性も良好な空気入りラジアルタイヤを提供できる、という優れた効果を有する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。本実施の形態に係る空気入りラジアルタイヤ１０は、図１において、カーカス１２と、ビードフィラー１４と、サイドウォールゴム１６と、サイド補強層１８とを備えている。

カーカス１２は、一対のビード部２０間をトロイド状に跨って配設され、ビード部２０間に位置するカーカス本体部１２Ａとビード部２０のビードコア２２に内側から外側に巻き回された折返し部１２Ｂとを有するものであって、少なくとも１層配設されている。

カーカス１２のクラウン部には、ベルト層３０、ベルト補強層３２，３４及びトレッド部３６等が配設されている。

図示の実施形態では、カーカス１２が２層で構成され、ビードコア２２の外側から該カーカス１２に重ねてダウンプライカーカス２４が配設されているが、カーカス層の構成はこれらに限るものではない。

ビードフィラー１４は、ビードコア２２とカーカス本体部１２Ａと折返し部１２Ｂとの間に配置された、例えば硬質のゴムであって、その硬度は、例えば７０乃至１００である。

サイドウォールゴム１６は、サイドウォール部２６におけるカーカス１２のタイヤ幅方向外側に配置されたゴムであって、空気入りラジアルタイヤ１０の外側面を構成している。

サイド補強層１８は、カーカス本体部１２Ａの内側に配置された略三日月状の、例えば硬質のゴムであって、その硬度は、例えば７０乃至１００である。

サイド補強層１８の更に内側には、インナーライナー２８が配設され、気密性が確保されている。

また、サイド補強層１８は、断面積がビードフィラー１４の断面積の４０％以上１００％以下となるように構成され、ビードコア２２のタイヤ半径方向最外点を基準としたビードフィラー１４のタイヤ半径方向の高さＦは、該タイヤ半径方向におけるタイヤ半径方向最外点からカーカスの最大幅が存する高さ位置までの距離Ｈの７５乃至１５０％である。

サイド補強層１８の断面積、ビードフィラー１４のタイヤ半径方向の高さＦ、サイド補強層１８及びビードフィラー１４の硬度に上限及び下限を設けたのは、上限値を超えると乗り心地や転がり抵抗の改良が十分でなくなるからであり、下限を設けたのは、該下限値に満たない場合、タイヤの撓み量が大きくなり過ぎて、ランフラット耐久性が悪化するからである。

空気入りラジアルタイヤ１０では、ビードフィラー１４のタイヤ半径方向の高さＦを高くして、従来のサイド補強タイプのランフラットタイヤよりも該ビードフィラー１４の断面積を大きくする反面、サイド補強層１８については従来のサイド補強タイプのランフラットタイヤよりも大幅に断面積が少なく（薄く）している。

また、これにあわせて、ビードフィラー１４及びサイド補強層１８に硬度の高いゴムを使用している。

このため、空気入りラジアルタイヤ１０は、ランフラット走行距離は比較的短くなるが、その代わりに従来のサイド補強タイプのランフラットタイヤが有していた乗り心地や転がり抵抗に関する不具合を改善することができる。

また、空気入りラジアルタイヤ１０は、規定リム（図示せず）に取り付け、空気圧が０かつ無負荷状態における断面高さをＡとし、空気圧が０かつ最大負荷能力の９０％に相当する荷重を負荷した状態における荷重直下での断面高さをＢとしたとき、Ｄ＝（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００で表される撓み率Ｄが３０乃至６０％の範囲となるように構成されていある。

即ち、従来のサイド補強タイプのランフラットタイヤ（撓み率Ｄが３０％未満）よりもランフラット走行時に大きく撓むような弾性を有しているので、リム組み性が良好で、正常空気圧時の乗り心地も良好となる。

撓み率Ｄが上限値である６０％を上回ると、サイド補強のない通常のタイヤと同様に、ランフラット走行時に車輌の操縦性が著しく損なわれると共に、大変形の繰返しによりタイヤが傷んでランフラット走行距離が短くなるおそれがあるので、撓み率Ｄの範囲は３０乃至６０％とすることが望ましい。

空気入りラジアルタイヤ１０は、上記のようなサイド補強層１８及びビードフィラー１４を用い、撓み率Ｄを限定することで、空気圧が０かつ最大負荷能力の９０％に相当する荷重を負荷した状態において、サイドウォール部２６の内面（インナーライナー２８）同士が接触しないように構成されている。

これにより、サイドウォール部２６の内面同士がランフラット走行時に擦れあって傷付くことがなく、少なくともパンクに対処するための安全な場所に移動できる程度の距離であれば、空気圧が０の状態でも車輌の操縦性を確保したまま走行することが可能である。
（試験例）
表１に示すように、サイド補強層断面積／ビードフィラー断面積、ビードフィラー高さ／カーカス最大幅位置の高さ、サイド補強層及びビードフィラーの硬度について、実施例１から実施例３の空気入りラジアルタイヤを製作し、乗り心地性、転がり抵抗及びランフラット走行耐久距離について、以下の条件で試験を行った。その結果を表１に示す。なお、従来例１は従来のサイド補強タイプのランフラットタイヤであり、従来例２は三日月状のサイド補強層を有しない通常のタイヤである。
（乗り心地性試験）
２１５／４５Ｒ１７のサイズのタイヤを７Ｊ×１７のリムに装着して、空気圧２００ｋＰａとし、荷重は車輌質量及び乗員２名の体重の合計に相当するものとし（例えば、タイヤ４本に対して１７０００Ｎ）、２名のドライバーが実車でフィーリング評価を行った。評価は、２名のドライバーが行った評価値の平均値であり、１０段階評価で「１０」が最も乗り心地が優れているものとする。
（転がり抵抗試験）
一般的な転がり抵抗試験を行った。タイヤサイズ及びリムサイズは、上記の乗り心地性試験のものと同様である。荷重は４５００Ｎ、速度は６０ｋｍ／ｈとした。評価は、従来例１の転がり抵抗の値を１００とし、指数化した。指数が大きいほど、転がり抵抗が少なく良好であることを示している。
（ランフラット走行耐久距離試験）
タイヤサイズ、リムサイズ及び荷重は、上記の乗り心地性試験のものと同様である。空気圧は０、速度は３０ｋｍ／ｈとした。この条件のタイヤを車輌の４輪のうち、右のリアに装着し、タイヤが破壊（バースト）又はリム外れにより走行不可能（操舵不能又はリムが路面に接触等）になるまでの距離を測定した。評価は従来例１の耐久距離の値を１００とし、指数化した。指数が大きいほどランフラット走行距離が長いことを示している。

この試験例によれば、乗り心地性については、実施例１から実施例３の何れも、従来例１よりも相当に高い評価が得られており、従来例２に係る通常のタイヤには及ばないものの、従来のサイド補強タイプのランフラットタイヤが有していた乗り心地上の不具合が大幅に改善されていることがわかる。

また、転がり抵抗についても、実施例１から実施例３の何れも、従来例２には及ばないものの、従来例１の値を上回っており、転がり抵抗も改善されている。

そして、ランフラット走行耐久距離については、実施例１から実施例３の何れも従来例１を下回っているが、例えば従来例１が２００ｋｍであるとすると、実施例１は８０ｋｍ、実施例２は９０ｋｍ、実施例３は１４０ｋｍ夫々走行できるものであり、パンクに対処するための安全な場所まで車輌を移動させるのに十分な耐久性を有していることがわかる。

空気入りラジアルタイヤの断面図である。

符号の説明

１０空気入りラジアルタイヤ
１２カーカス
１２Ａカーカス本体部
１２Ｂ折返し部
１４ビードフィラー
１６サイドウォールゴム
１８サイド補強層
２０ビード部
２２ビードコア
２６サイドウォール部
２８インナーライナー（内面）

Claims

一対のビード部間をトロイド状に跨って配設され前記ビード部間に位置するカーカス本体部と前記ビード部のビードコアに内側から外側に巻き回された折返し部とを有する少なくとも１層のカーカスと、前記ビードコアと前記カーカス本体部と前記折返し部との間に配置されたビードフィラーと、前記カーカスのタイヤ幅方向外側に配置されたサイドウォールゴムと、前記カーカス本体部の内側に配置された略三日月状のサイド補強層とを備えてランフラット走行することが可能とされ、
前記ビードコアと前記カーカス本体部と前記折返し部との間には、前記ビードフィラーのみが配置され、
前記サイド補強層は、断面積が前記ビードフィラーの断面積の４０％以上１００％以下となるように構成されると共に、タイヤ幅方向において前記ビードフィラーと部分的にオーバーラップするように配置され、
前記ビードコアのタイヤ半径方向最外点を基準とした前記ビードフィラーのタイヤ半径方向の高さは、該タイヤ半径方向における前記タイヤ半径方向最外点からカーカスの最大幅が存する高さ位置までの距離の７５乃至１５０％であり、
前記サイド補強層の、ＪＩＳＫ６２５３に規定されているデュロメータ式硬さ試験、タイプＡによる硬度は、７０乃至１００であり、
前記ビードフィラーの、ＪＩＳＫ６２５３に規定されているデュロメータ式硬さ試験、タイプＡによる硬度は、７０乃至１００であること、
を特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
規定リムに取り付け、空気圧が０かつ無負荷状態における断面高さをＡとし、空気圧が０かつ最大負荷能力の９０％に相当する荷重を負荷した状態における荷重直下での断面高さをＢとしたとき、Ｄ＝（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００で表される撓み率Ｄが３０乃至６０％の範囲にあること、
を特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。