JP5516038B2 - 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、ランフラット走行時における耐久性と通常走行時における乗心地性とを両立させるようにしたランフラットタイヤに関する。

一般に、サイドウォール部の内面側に断面三日月状のサイド補強層を配置したランフラットタイヤでは、ランフラット走行時における耐久性を確保するために、サイド補強層の厚さを厚くしたり、硬度の高いゴムを使用する方法が採られている。しかし、これらのタイヤは重量増加によって転がり抵抗が増加したり、サイド剛性の増加によって通常走行時における乗心地性が大幅に悪化するという問題がある。

この対策として、サイド補強層を構成する材料として熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成部を使用することにより、タイヤ重量を軽減しながら、サイド補強層による荷重支持機能を強化して、ランフラット耐久性を向上させるようにした提案がある（特許文献１参照）。しかしながら、この提案では、ランフラット耐久性を向上させることができるものの、通常走行時における乗心地性が悪化するという問題があった。

また、ランフラット耐久性を維持しながら、通常走行時における乗心地性を改善するための対策として、サイド補強層のトレッド部側に、軟らかいゴムを配置するようにした提案がある（特許文献２参照）。しかし、この提案では、乗心地性はやや向上するものの、ランフラット耐久性が不足するため、ランフラット耐久性と乗心地性とを両立させるための対策としては、未だ満足し得るものではなかった。

特許第３５３２０３６号公報 特開２０１０−６３２７号公報

本発明の目的は、上述する問題点を解消するもので、ランフラット走行時における耐久性と通常走行時における乗心地性とを両立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本発明のランフラットタイヤは、左右一対のサイドウォール部におけるカーカス層とインナーライナー層との間に断面三日月状のゴム組成物からなるサイド補強層を配置したランフラットタイヤにおいて、前記サイド補強層をそれぞれタイヤ径方向の内側に位置する内側補強層と外側に位置する外側補強層との２つのパーツにより構成し、前記内側補強層と外側補強層との接合面における中点の断面高さをタイヤ断面高さの０．４〜０．６倍にすると共に、前記内側補強層のうち、少なくとも一方のサイドウォール部における前記内側補強層を前記ゴム組成物に代えて熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成部により構成し、前記熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成部の２５℃におけるヤング率を３０〜３００ＭＰａにしたことを特徴とする。

さらに、上述する構成において、以下（１）〜（４）に記載するように構成することが好ましい。

（１）一方のサイドウォール部における前記内側補強層及び外側補強層をゴム組成物で構成した場合において、前記内側補強層を構成するゴム組成物の２５℃における１００％モジュラスを１０〜１５ＭＰａにすると共に、前記外側補強層を構成するゴム組成物の２５℃における１００％モジュラスを１〜１０ＭＰａにする。
（２）一方のサイドウォール部における前記内側補強層のみを前記熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成部で構成した場合において、該サイドウォール部における前記外側補強層を構成するゴム組成物の２５℃における１００％モジュラスを１〜１０ＭＰａにすると共に、該サイドウォール部を、ネガティブキャンバー角の付与された車輪又はキャンバー角の付与されていない車輪では車両の内側に装着し、ポジティブキャンバー角の付与された車輪では車両の外側に装着するようにする。
（３）左右のサイドウォール部における前記内側補強層をそれぞれ熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成部で構成した場合において、前記外側補強層を構成するゴム組成物の２５℃における１００％モジュラスを１〜１０ＭＰａにしたうえで、前記内側補強層を構成する前記熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成部の２５℃におけるヤング率を左右のサイドウォール部において３ＭＰａ以上異ならせると共に、ネガティブキャンバー角の付与された車輪又はキャンバー角の付与されていない車輪では前記ヤング率が大きい側を車両内側に装着し、ポジティブキャンバー角の付与された車輪では前記ヤング率が大きい側を車両外側に装着するようにする。
（４）左右のサイドウォール部における前記内側補強層をそれぞれ熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成部で構成した場合において、前記外側補強層を構成するゴム組成物の２５℃における１００％モジュラスを１〜１０ＭＰａにしたうえで、前記内側補強層と外側補強層との接合面における中点の断面高さを一方のサイドウォール部においてタイヤ断面高さの０．４〜０．５５倍にし、他方のサイドウォール部においてタイヤ断面高さの０．４５〜０．６倍にし、かつ該中点の断面高さを左右のサイドウォール部において異ならせると共に、ネガティブキャンバー角の付与された車輪又はキャンバー角の付与されていない車輪では前記中点の断面高さが高い側を車両内側に装着し、ポジティブキャンバー角の付与された車輪では前記中点の断面高さが高い側を車両外側に装着するようにする。

本発明によれば、左右のサイドウォール部におけるサイド補強層をそれぞれタイヤ径方向の内側に位置する内側補強層と外側に位置する外側補強層の２つのパーツにより構成すると共に、前記内側補強層のうち、少なくとも一方のサイドウォール部における内側補強層をゴム組成物に代えて熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成部により構成するようにしたので、トレッド部側では柔軟なゴム組成物の配置により、サイドウォール部の上方域におけるゴムの撓みに伴い、リムから受ける応力が低減されて、通常走行時における乗心地性が良好に確保できると同時に、ビード部側では硬質の熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成部の配置により、車両の荷重支持機能が強化されて、ランフラット耐久性を向上させることができる。
しかも、内側補強層と外側補強層との接合面における中点の断面高さを、タイヤ断面高さの０．４〜０．６倍にしたので、ランフラット耐久性と通常走行時における乗心地性とをバランスよく向上させることができる。
さらに、本発明では、内側補強層を構成する熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成部の２５℃におけるヤング率を３０〜３００ＭＰａにしたので、通常走行時における乗心地性を阻害させることなしに、ランフラット走行時における荷重支持機能を確実に強化させてランフラット耐久性を一層高いレベルで向上させることができる。

本発明の実施形態からなるランフラットタイヤの一例を示す断面図である。 本発明の実施形態からなるランフラットタイヤの他の例を示す断面図である。

以下、本発明の構成につき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からなるランフラットタイヤの一例を示す断面図である。

図１において、本発明のランフラットタイヤ１は、左右一対のサイドウォール部２、２におけるカーカス層３、３とインナーライナー層４との間に断面三日月状のサイド補強層５、５を配置している。図中６はトレッド部を示し、７はビード部を示している。

そして、本発明では、サイド補強層５、５をそれぞれタイヤ径方向の内側に位置する内側補強層５ａと外側に位置する外側補強層５ｂの２つのパーツにより構成すると共に、これらサイド補強層５、５のうち、少なくとも一方のサイドウォール部２における内側補強層５ａ（図では斜線を施した右側の内側補強層５ａ）をゴム組成物に代えて熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成部により構成している。

これにより、トレッド部６側では柔軟なゴム組成物の配置により、サイドウォール部の上方域におけるゴムの撓みに伴い、リムから受ける応力が低減されて、通常走行時における乗心地性が良好に確保できると同時に、ビード部２側では硬質の熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成部の配置により、車両の荷重支持機能が強化されて、ランフラット耐久性を向上させることができる。

図２は本発明の実施形態からなるランフラットタイヤの他の例を示す断面図で、本実施形態では、左右のサイドウォール部２、２に配置されたサイド補強層５、５の内側補強層５ａ、５ａが、斜線を施して示すように、それぞれ熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成部により構成されている。これにより、通常走行時における乗心地性及びランフラット耐久性を一層高いレベルで両立させることができる。

そして本発明では、図１及び図２に示すように、内側補強層５ａと外側補強層５ｂとの接合面における中点Ｑの断面高さｈを、タイヤ断面高さＳＨの０．４〜０．６倍に設定している。これにより、ランフラット耐久性と通常走行時における乗心地性とをバランスよく向上させることができる。

サイド補強層５を構成するゴム組成物は、特に限定されるものではないが、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム等のジエン系ゴムが好ましく使用される。

また、内側補強層５ａを構成する熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリニトリル系樹脂、ポリメタクリレート系樹脂、ポリビニル系樹脂等が使用され、熱可塑性樹脂にブレンドするエラストマーとしては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム等のジエン系ゴム及びその水添物やエチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム等のオレフィン系ゴムが使用される。

ここで、熱可塑性樹脂とエラストマーとの組成比は、特に限定されるものではないが、好ましくは、これらの重量比を９０／１０〜１０／９０として、熱可塑性樹脂のマトリックス中にエラストマー成分が不連続相として分散した形態となるように調整するとよい。

さらに本発明では、内側補強層５ａを構成する熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成部の２５℃におけるヤング率を３０〜３００ＭＰａ、好ましくは５０〜１５０ＭＰａにしている。この場合において、外側補強層５ｂを構成するゴム組成物には、良好な乗心地性を確保するために、２５℃における１００％モジュラスが、１〜１０ＭＰａ、好ましくは２〜７ＭＰａの柔軟なゴム組成物により構成するとよい。

ここで、内側補強層５ａを構成する熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成部の２５℃におけるヤング率が３０ＭＰａ未満では、荷重支持機能が低下して、ランフラット耐久性が低下することになり、３００ＭＰａ超になると通常走行時における乗心地性が悪化することになる。

また、図１に示すように、一方のサイドウォール部２における内側補強層５ａ及び外側補強層５ｂをそれぞれゴム組成物で構成する場合には、内側補強層５ａを構成するゴム組成物の２５℃における１００％モジュラスを１０〜１５ＭＰａ、好ましくは１０〜１３ＭＰａにし、外側補強層５ｂを構成するゴム組成物の２５℃における１００％モジュラスを１〜１０ＭＰａ、好ましくは２〜７ＭＰａにするとよい。これにより、通常走行時における乗心地性及びランフラット耐久性を確実に高いレベルで両立させることができる。

また、図１に示すように、一方のサイドウォール部２における内側補強層５ａのみを熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成部で構成する場合には、外側補強層５ｂを構成するゴム組成物の２５℃における１００％モジュラスを１〜１０ＭＰａ、好ましくは２〜７ＭＰａにすると共に、このサイドウォール部２を、ネガティブキャンバー角の付与された車輪又はキャンバー角の付与されていない車輪では車両の内側に装着し、ポジティブキャンバー角の付与された車輪では車両の外側に装着するようにするとよい。これにより、内側補強層５ａを熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成部で構成したサイドウォール部２の荷重支持機能が強化されて、ランフラット耐久性を高いレベルで向上させることができる。

また、図２に示すように、左右のサイドウォール部２，２における内側補強層５ａ、５ａをそれぞれ熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成部で構成した場合には、外側補強層５ｂ、５ｂを構成するゴム組成物の２５℃における１００％モジュラスを１〜１０ＭＰａ、好ましくは２〜７ＭＰａにしたうえで、内側補強層５ａ、５ａを構成する熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成部の２５℃におけるヤング率を左右のサイドウォール部２，２において３ＭＰａ以上、好ましくは３０ＭＰａ以下異ならせると共に、ネガティブキャンバー角の付与された車輪又はキャンバー角の付与されていない車輪では上記ヤング率が大きい側を車両内側に装着し、ポジティブキャンバー角の付与された車輪では上記ヤング率が大きい側を車両外側に装着するようにするとよい。これにより、ランフラット耐久性を一層高いレベルで向上させることができる。

さらに、図２に示すように、左右のサイドウォール部２、２における内側補強層５ａ、５ａをそれぞれ熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成部で構成した場合には、外側補強層５ｂ、５ｂを構成するゴム組成物の２５℃における１００％モジュラスを１〜１０ＭＰａ、好ましくは２〜７ＭＰａにしたうえで、内側補強層５ａと外側補強層５ｂとの接合面における中点Ｑの断面高さｈを一方のサイドウォール部２においてタイヤ断面高さＳＨの０．４〜０．５５倍にし、他方のサイドウォール部２においてタイヤ断面高さＳＨの０．４５〜０．６倍にし、かつこれら中点Ｑの断面高さｈを左右のサイドウォール部２、２において異ならせると共に、ネガティブキャンバー角の付与された車輪又はキャンバー角の付与されていない車輪では中点Ｑの断面高さｈが高い側を車両内側に装着し、ポジティブキャンバー角の付与された車輪では中点Ｑの断面高さｈが高い側を車両外側に装着するようにするとよい。これにより、ランフラット耐久性を確実に高いレベルで向上させることができる。

上述する実施形態では、内側補強層５ａと外側補強層５ｂとが、それぞれ単一のパーツにより構成された場合について述べたが、本発明のランフラットタイヤ１では、内側補強層５ａを構成する熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー組成部又はゴム組成物、及び外側補強層５ｂを構成するゴム組成物、をそれぞれタイヤ径方向に連結する複数のパーツに分けて構成することができる。この場合において、各パーツを構成する材料の物性及びその配置は、特に限定されるものではない。

上述するように、本発明のランフラットタイヤ１は、サイド補強層５をそれぞれタイヤ径方向の内側に位置する内側補強層５ａと外側に位置する外側補強層５ｂの２つのパーツにより構成し、内側補強層５ａと外側補強層５ｂとの接合面における中点Ｑの断面高さｈをタイヤ断面高さＳＨの０．４〜０．６倍にすると共に、少なくとも一方のサイドウォール部２における内側補強層５ａをゴム組成物に代えて熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成部により構成し、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成部の２５℃におけるヤング率を３０〜３００ＭＰａにしたことにより、ランフラット走行時における耐久性と通常走行時における乗心地性とを高いレベルで両立させるようにしたもので、近年の高性能車両に装着するランフラットタイヤとして幅広く適用することができる。

＜従来例、実施例１、２、比較例１、２＞
タイヤサイズを２０５／５５Ｒ１６ ９１Ｖ、タイヤの基本構造を図１として、左右の
サイド補強層を構成する内側補強層及び外側補強層の境界面におけるＱ点の位置、及び内側補強層及び外側補強層を構成する材料及びその物性、を表１のように異ならせた各種タイヤを作製し、これら各種タイヤを表１に示すようにキャンバー角の付与された排気量１８００ｃｃのＦＦ車の前後輪に装着して、以下の試験方法により、ランフラット耐久性及び乗心地性の評価を行った。

ここで、材料Ａには天然ゴムを使用し、材料Ｂにはナイロン１１（熱可塑性樹脂）と臭素化ブチルゴム（エラストマー）とを重量比４０／６０でブレンドした熱可塑性エラストマーを使用した。なお、表１における材料Ａの物性（ＭＰａ）については２５℃における１００％モジュラスを示し、材料Ｂの物性（ＭＰａ）については２５℃におけるヤング率を示している。

〔ランフラット耐久性〕
各タイヤをリム（サイズ：１６×６．０Ｊ）に組み込み、空気圧を２３０ｋＰａとして、４輪のうち駆動輪右側（１本）のバルブコアを除去して、アスファルト路面からなるテストコースを平均速度８０ｋｍ／ｈにて走行させ、ドライバーがタイヤの故障による振動を感じるまで走行を続け、その走行距離を以って、ランフラット耐久性の評価とした。そして、この評価を熟練された３名のテストドライバーにより行い、その結果を平均して従来タイヤを１００とする指数により表１に併記した。数値が大きいほどランフラット耐久性が優れていることを示す。

〔乗心地性〕
各タイヤをリム（サイズ：１６×６．０Ｊ）に組み込み、空気圧を２３０ｋＰａとして、乾燥したアスファルト路面からなるテストコースを平均速度８０ｋｍ／ｈにて走行させ、熟練された３名のテストドライバーによる官能評価を行った。この評価結果を従来タイヤを３とする５点法により集計し、その平均値を表１に併記した。数値が大きいほど乗心地性が優れていることを示す。

表１より、実施例１、２に示す本発明タイヤは、従来例、比較例１、２に示すタイヤに比して、良好な乗心地性を維持しながら、ランフラット耐久性が向上していることがわかる。

＜実施例３〜９、比較例３＞
タイヤサイズを２０５／５５Ｒ１６ ９１Ｖ、タイヤ構造を図２として、左右のサイド
補強層を構成する内側補強層及び外側補強層の材料及びその物性を表２のように異ならせた各種タイヤを作製し、これら各種タイヤを表２に示すようにキャンバー角の付与された排気量１８００ｃｃのＦＦ車の前後輪に装着して、上述する試験方法と同様に、ランフラット耐久性及び乗心地性の評価を行い、その結果を表１における従来例と併せて表２に併記した。

なお、材料Ａ、Ｂには、それぞれ上記と同じ組成物を使用し、これらの物性（ＭＰａ）についても上記と同様に表２に表示した。

表２より、実施例３〜９に示す本発明タイヤは、従来例、比較例３に示すタイヤに比して、良好な乗心地性を維持しながら、ランフラット耐久性が向上していることがわかる。

１ ランフラットタイヤ
２ サイドウォール部
３ カーカス層
４ インナーライナー層
５ サイド補強層
５ａ 内側補強層
５ｂ 外側補強層
Ｑ 内側補強層と外側補強層との接合面における中点
ｈ 中点の断面高さ
ＳＨ タイヤ断面高さ

Claims (5)

1. 左右一対のサイドウォール部におけるカーカス層とインナーライナー層との間に断面三日月状のゴム組成物からなるサイド補強層を配置したランフラットタイヤにおいて、
   前記サイド補強層をそれぞれタイヤ径方向の内側に位置する内側補強層と外側に位置する外側補強層との２つのパーツにより構成し、前記内側補強層と外側補強層との接合面における中点の断面高さをタイヤ断面高さの０．４〜０．６倍にすると共に、前記内側補強層のうち、少なくとも一方のサイドウォール部における前記内側補強層を前記ゴム組成物に代えて熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成部により構成し、前記熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成部の２５℃におけるヤング率を３０〜３００ＭＰａにしたランフラットタイヤ。
2. 一方のサイドウォール部における前記内側補強層及び外側補強層をそれぞれゴム組成物で構成した場合において、前記内側補強層を構成するゴム組成物の２５℃における１００％モジュラスを１０〜１５ＭＰａにすると共に、前記外側補強層を構成するゴム組成物の２５℃における１００％モジュラスを１〜１０ＭＰａにした請求項１に記載のランフラットタイヤ。
3. 一方のサイドウォール部における前記内側補強層のみを熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成部で構成した場合において、該サイドウォール部における前記外側補強層を構成するゴム組成物の２５℃における１００％モジュラスを１〜１０ＭＰａにすると共に、該サイドウォール部を、ネガティブキャンバー角の付与された車輪又はキャンバー角の付与されていない車輪では車両の内側に装着し、ポジティブキャンバー角の付与された車輪では車両の外側に装着するようにした請求項１又は２に記載のランフラットタイヤ。
4. 左右のサイドウォール部における前記内側補強層をそれぞれ熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成部で構成した場合において、前記外側補強層を構成するゴム組成物の２５℃における１００％モジュラスを１〜１０ＭＰａにしたうえで、前記内側補強層を構成する前記熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成部の２５℃におけるヤング率を左右のサイドウォール部において３ＭＰａ以上異ならせると共に、ネガティブキャンバー角の付与された車輪又はキャンバー角の付与されていない車輪では前記ヤング率が大きい側を車両内側に装着し、ポジティブキャンバー角の付与された車輪では前記ヤング率が大きい側を車両外側に装着するようにした請求項１に記載のランフラットタイヤ。
5. 左右のサイドウォール部における前記内側補強層をそれぞれ熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー組成部で構成した場合において、前記外側補強層を構成するゴム組成物の２５℃における１００％モジュラスを１〜１０ＭＰａにしたうえで、前記内側補強層と外側補強層との接合面における中点の断面高さを一方のサイドウォール部においてタイヤ断面高さの０．４〜０．５５倍にし、他方のサイドウォール部においてタイヤ断面高さの０．４５〜０．６倍にし、かつ該中点の断面高さを左右のサイドウォール部において異ならせると共に、ネガティブキャンバー角の付与された車輪又はキャンバー角の付与されていない車輪では前記中点の断面高さが高い側を車両内側に装着し、ポジティブキャンバー角の付与された車輪では前記中点の断面高さが高い側を車両外側に装着するようにした請求項１又は４に記載のランフラットタイヤ。

Images