JP5332077B2 - 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に関し、さらに詳しくは、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面での操縦安定性の向上を図りながら、パンク走行時における氷上路面での運動性能、特に発進性を向上させるようにしたランフラットタイヤに関する。

従来、パンクしてもそのまま一定距離を安全に走行可能にしたランフラットタイヤとして、タイヤサイドウォール部に横断面形状が三日月状の硬質ゴム層を配置したものが広く知られている（例えば、特許文献１、２参照）。この種のランフラットタイヤは、タイヤがパンクしてゼロプレッシャーになったとき、サイドウォール部に配置した三日月状の硬質ゴム層が車両の負荷荷重を支えて走行するようになっている。

しかしながら、この種のランフラットタイヤは、上述するように左右両側の硬質ゴムによって車両荷重を支えるため、パンク走行時に、図４に示すようにトレッド部４の幅方向中央部がバックリングして接地面積が減少し、低摩擦路面を走行する場合の運動性能が低下するという問題がある。特に、スタッドレスタイヤのようにトレッド剛性が低くなるように設計されたタイヤにあっては、この傾向が顕著にあらわれ、氷上路面上でタイヤが空転してしまうという問題があった。

この対策として、トレッド部に配置した２層のベルト層の外周側にタイヤ周方向に対して高角度で延在するコードからなるベルト付加層を配置して、トレッド部における幅方向の圧縮剛性を高めることにより、バックリング現象を抑制するようにした提案（特許文献３参照）がある。

しかしながら、この提案では、トレッド剛性がベルト層の３層化により大幅に高くなり過ぎるため、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面での操縦安定性が低下するという問題があった。
特開２００３−９４９１２号公報 特開２００３−３２６９２４号公報 国際公開ＷＯ２００３／０２４７２７号公報

本発明の目的は、上述する従来の問題点を解消するもので、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面での操縦安定性の向上を図りながら、パンク走行時における氷上路面での運動性能、特に発進性を向上させるようにしたランフラットタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明のランフラットタイヤは、左右一対のビード部に埋設されたビードコア間にカーカス層を装架し、サイドウォール部に横断面形状が略三日月状の硬質ゴム層を配置すると共に、前記カーカス層の外周側に３層のベルト層を配置したランフラットタイヤにおいて、前記３層のベルト層のコード材料をスチール又は高弾性の有機繊維で構成すると共に、これら３層のベルト層のうち、最内ベルト層と中間ベルト層の少なくも一方をスチールコードで構成し、かつ該３層のベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を、最内ベルト層と中間ベルト層において４５〜７５°にすると共に層間で互いに交差させ、最外ベルト層において１０〜３０°にしたことを要旨とするものである。

本発明によれば、３層のベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を、最内ベルト層と中間ベルト層において層間で互いに交差させた４５〜７５°の高角度にする一方、最外ベルト層において１０〜３０°の低角度にしたので、ベルト層全体としての周方向の面外剛性の上昇を抑制しながら、トレッド部の幅方向における圧縮剛性を増強するため、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面での操縦安定性の向上を図りながら、パンク走行時におけるバックリング現象を抑制して氷上路面での運動性能（特に、発進性）を向上させることができる。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態による空気入りタイヤを示す断面図、図２は図１のタイヤのトレッド面とベルト層の配置関係を説明する一部を破断して示す平面図である。

図１において、空気入りタイヤ１は左右一対のビード部２、２と、これらビード部２、２からそれぞれ半径方向外側に延びるサイドウォール部３、３と、これらサイドウォール部３、３の半径方向外側同士を連ねる円筒状のトレッド部４とを備えている。

左右一対のビード部２、２間にはカーカス層６が装架され、サイドウォール部３におけるカーカス層６のタイヤ軸方向内側には横断面形状が略三日月状の硬質ゴム層７を配置すると共に、トレッド部４におけるカーカス層６の外周側には、層間で互いにコードが交差する２層のベルト層８、９と、その外側に１層のベルト層１０を配置している。

これら３層のベルト層８、９、１０を構成するコードは、それぞれスチールコード又は高強度かつ高弾性の有機繊維コードからなる。なお、図中の５は高速走行時におけるベルト層８、９、１０の拡径を抑制するためのタイヤ周方向に延びるナイロンなどの有機繊維コードからなるベルトカバー層を示しており、タイヤの要求特性によっては配置しない場合がある。

図２は図１のタイヤのトレッド面とベルト層の配置関係を示す平面図で、本実施例ではトレッド面が多数のブロックを配置したブロックパターンに形成され、最内ベルト層８及び中間ベルト層９を構成するコード８ｃ、９ｃのタイヤ周方向に対するコード角度α、βをそれぞれ４５〜７５°、好ましくは４５〜７０°とし、最外ベルト層１０を構成するコード１０ｃのタイヤ周方向に対するコード角度γを１０〜３０°としている。

このように各ベルト層のコード角度をα、β、γを、最内ベルト層８と中間ベルト層９において層間で互いに交差させた４５〜７５°の高角度にする一方、最外ベルト層１０において１０〜３０°の低角度とすることにより、ベルト層全体としての周方向の面外剛性と幅方向の面外剛性とのバランスを適正化して、トレッド部の幅方向における圧縮剛性を増強するため、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面での操縦安定性の向上を図りながら、パンク走行時におけるバックリング現象を抑制して氷上路面での運動性能（特に、発進性）を向上させることができる。

最内ベルト層８及び中間ベルト層９のタイヤ周方向に対するコード角度α、βが４５°未満では、ベルト層全体としての周方向の面外剛性が幅方向の面外剛性に比して高くなり過ぎて、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面での操縦安定性が低下することになり、７５°超では、ベルト層全体としての幅方向の面外剛性が周方向の面外剛性に比して高くなり過ぎて、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面での操縦安定性が低下することになる。

また、最外ベルト層１０のタイヤ周方向に対するコード角度γが１０°未満では、上記と同様に、ベルト層全体としての周方向の面外剛性が幅方向の面外剛性に比して高くなり過ぎて、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面における操縦安定性が低下することになり、３０°超では、上記と同様に、ベルト層全体としての幅方向の面外剛性が周方向の面外剛性に比して高くなり過ぎて、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面における操縦安定性が低下することになる。

本発明のランフラットタイヤにおける各ベルト層８、９、１０を構成するコードの材料は、特に限定されないが、上述するように、スチールコードにより構成するほか、軽量化の観点から、アラミド繊維、ポリケトン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、又はこれらを含む複合繊維などに代表される引っ張り弾性率を１０，０００〜１５０，０００Ｎ／ｍｍ^２、好ましくは２０，０００〜１００，０００Ｎ／ｍｍ^２とする高強度かつ高弾性の有機繊維コードが好ましく使用される。

そして、本発明では、最内ベルト層８及び中間ベルト層９を構成するコードのうち少なくとも一方を、スチールコードにより構成している。これにより、トレッド部４における幅方向の圧縮剛性を適正、かつ確実に高めることができるため、パンク走行時におけるバックリング現象を確実に抑制して、氷上路面での運動性能（特に、発進性）を一層向上させることができる。

各ベルト層８、９、１０を構成するコード８ｃ、９ａ、１０ｃの配置関係は、図２に示すように、最内ベルト層８と中間ベルト層９とのコード方向をタイヤ赤道面に対して互いに反対方向になるように交差させて配置するが、中間ベルト層９と最外ベルト層１０とのコード方向をタイヤ赤道面に対して同方向となるように配置するとよい。これにより、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面での操縦安定性と、パンク走行時における氷上路面での運動性能とをバランス良く向上させることができる。

上述する中間ベルト層９と最外ベルト層１０との配置関係は、タイヤのサイズや要求特性によっては、図３に示すように、中間ベルト層９と最外ベルト層１０とのコード方向をタイヤ赤道面に対して互いに反対方向になるように配置する場合がある。

本発明において、最外ベルト層１０を構成するコードとしては、上述するように、スチールコードにより構成するほか、軽量化の観点から、高強度かつ高弾性の有機繊維コードを使用することができる。有機繊維コードとしては、上述するように、例えばアラミド繊維、ポリケトン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、及びこれらを含む複合繊維の少なくとも１種を挙げることができる。

上述するように、本発明のランフラットタイヤは、トレッド部におけるカーカス層の外周側に層間で互いにコードの方向が交差する２層のベルト層と、その外側に１層のベルト層を配置し、内側の２層のベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度をそれぞれ４５〜７５°の高角度にすると共に、外側のベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を１０〜３０°の低角度とすることにより、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面での操縦安定性の向上を図りながら、パンク走行時におけるバックリング現象を抑制して、氷上路面での運動性能を向上させるもので、特に氷雪路面を走行するスタッドレスタイヤとして好ましく適用される。

タイヤサイズ（２０５／５５Ｒ１６）、タイヤ構造（図１）及びトレッドパターン（図２）をそれぞれ共通にして、各ベルト層８、９、１０におけるコードの材質とタイヤ周方向に対するコード角度、及びそれぞれのコードのタイヤ赤道面に対するコード方向を表１のように異ならせて、従来タイヤ（従来例）、比較タイヤ（比較例１〜３）及び本発明タイヤ（実施例１〜５）をそれぞれ製作した。

なお、各タイヤにおいて、最内ベルト層８の幅を１９０ｍｍ、中間ベルト層９の幅を１８０ｍｍ、最外ベルト層１０の幅を１７０ｍｍと共通にした。

これら９種類のタイヤについて、以下に示す試験方法により、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面での操縦安定性、パンク走行時における氷上路面での発進性をそれぞれ評価し、その結果を表１に併記した。

〔一般路面での乗心地性〕
各タイヤをリムに組み込み、空気圧２３０ｋＰａを充填して、排気量２５００ｃｃの後輪駆動車両の前後４輪に装着し、アスファルト路面からなるテストコースを平均時速６０ｋｍ／ｈで走行させ、３名のテストドライバーによる官能評価を行なった。その結果を、従来例を１００とする指数により表示した。数値が大きいほど乗心地性が優れていることを示す。

〔雪上路面での操縦安定性〕
上述した車両を、雪上路面からなるテストコース（気温：−３〜−８℃、雪温：−４〜−８℃）を平均時速４０ｋｍ／ｈで１０ｋｍ走行させ、３名のテストドライバーによる官能評価を行なった。その結果を、従来例を１００とする指数により表示した。数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを示す。

〔氷上路面での発進性〕
上述した車両に装着したタイヤのうち、運転者側の前輪の空気圧をゼロ（０ｋＰａ）にして、氷上路面からなるテストコースを発進させたときの車両の走行状況を観察し、発進性の評価とした。その結果を、従来例を１００とする指数により表示した。数値が大きいほど発進性が優れていることを示す。

表１より、本発明タイヤ（実施例１〜５）は、従来タイヤ及び比較タイヤに比較して、非パンク走行時における一般路面での乗心地性及び雪上路面での操縦安定性、及びパンク走行時における氷上路面での発進性をバランス良く向上させていることがわかる。

本発明の実施形態による空気入りタイヤを示す断面図である。 図１のタイヤのトレッド面とベルト層の配置関係を説明する一部を破断して示す平面図である。 本発明の他の実施形態による図２に相当する平面図である。 従来のランフラットタイヤのパンク走行時におけるトレッド部の変形状況を説明する断面図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
２ ビード部
３ サイドウォール部
４ トレッド部
５ ベルトカバー層
６ カーカス層
７ 硬質ゴム層
８ 最内ベルト層
９ 中間ベルト層
１０ 最外ベルト層
８ｃ、９ｃ、１０ｃ コード
α、β、γ コード角度

Claims (5)

1. 左右一対のビード部に埋設されたビードコア間にカーカス層を装架し、サイドウォール部に横断面形状が略三日月状の硬質ゴム層を配置すると共に、前記カーカス層の外周側に３層のベルト層を配置したランフラットタイヤにおいて、
   前記３層のベルト層のコード材料をスチール又は高弾性の有機繊維で構成すると共に、これら３層のベルト層のうち、最内ベルト層と中間ベルト層の少なくも一方をスチールコードで構成し、かつ該３層のベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を、最内ベルト層と中間ベルト層において４５〜７５°にすると共に層間で互いに交差させ、最外ベルト層において１０〜３０°にしたランフラットタイヤ。
2. 前記最外ベルト層のタイヤ赤道面に対するコード方向を、前記中間ベルト層のコード方向と同方向になるように配置した請求項１に記載のランフラットタイヤ。
3. 前記最外ベルト層を構成するコードを引っ張り弾性率が１０，０００〜１５０，０００Ｎ／ｍｍ ² である有機繊維コードとした請求項１又は２に記載のランフラットタイヤ。
4. 前記有機繊維コードがアラミド繊維、ポリケトン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、及びこれらを含む複合繊維の少なくとも１種からなる請求項３に記載のランフラットタイヤ。
5. 氷雪路走行用スタッドレスタイヤである請求項１〜４のいずれかに記載のランフラットタイヤ。

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