JP5941402B2 - ランフラットタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤサイド部に、タイヤ幅方向に沿う断面形状が三日月状をなすサイド補強ゴムを配設したランフラットタイヤに関するものである。

タイヤサイド部に、タイヤ幅方向に沿う断面形状が三日月状をなすサイド補強ゴムを配設した、いわゆるサイド補強型のランフラットタイヤでは、タイヤサイド部へのサイド補強ゴムの配設に起因してタイヤの縦ばね定数が大きくなり、乗り心地性能が低下することが知られている。

特許文献１には、トレッドを非常に丸い輪郭形状とすることで、サイド補強ゴム層のゴムボリュームを低減でき、ランフラット性能を確保しながらタイヤ質量の増加や乗り心地性の低下を低く抑える発明が記載されている。

特開２００７−０６９７７５号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたタイヤでは、トレッドが非常に丸い輪郭形状となって、タイヤサイド部に設けることのできるサイド補強ゴムの体積が減少することによりランフラット走行時のサイド補強ゴム層の歪が大きくなるため、ランフラット耐久性能が悪化する懸念があった。

本発明のランフラットタイヤは、一対のビード部のそれぞれから各サイドウォール部を経てトレッド部に至る一枚以上のカーカスプライからなるカーカスと、ビード部及びサイドウォール部を含むタイヤサイド部に配設されて、タイヤ幅方向に沿う断面形状が三日月状をなすサイド補強ゴムと、前記カーカスのクラウン域のタイヤ半径方向外側に配設されて、トレッド表面を形成するトレッドゴムとを具えるランフラットタイヤであって、タイヤ幅方向の断面において、タイヤ外輪郭形状が、トレッド表面のタイヤ幅方向外端領域に、該トレッド表面を形成する複数の外輪郭曲線のうち最小の曲率半径を有する曲線部を含み、前記曲線部を挟んでタイヤ幅方向の内側及び外側のそれぞれに隣接する曲線状又は直線状の二つの隣接外輪郭線と該曲線部との各接点における、該曲線部の接線のそれぞれが相互に交差する交点を仮想トレッド端とし、該仮想トレッド端からタイヤの半径方向の最外位置までのタイヤ半径方向距離Ｄ１と、タイヤの断面高さＳＨとが、Ｄ１≧０．１５ＳＨの関係を満たし、前記仮想トレッド端の、タイヤ赤道面からのタイヤ幅方向距離ＴＷに対し、タイヤ赤道面からタイヤ幅方向外側に０．６ＴＷだけ離れた位置での、トレッド表面上の点からタイヤの半径方向の前記最外位置までのタイヤ半径方向距離Ｄ２と、前記断面高さＳＨとが、Ｄ２≦０．０５ＳＨの関係を満たすものである。

本発明でいう「タイヤの断面高さＳＨ」とは、タイヤ幅方向の断面で、ビードベースから、タイヤの半径方向の最外位置までの、タイヤ半径方向に沿う距離をいう。

本発明でいう「タイヤの断面半幅ＳＷ」とは、タイヤの総幅から、タイヤの側面の模様、文字などを除いた幅の１／２をいい、この「総幅」とは、タイヤ側面の模様又は文字など、すべてを含むサイドウォール部間のタイヤ幅方向の最大距離をいう。

なお、本発明でいう「仮想トレッド端からタイヤの半径方向の最外位置までのタイヤ半径方向距離Ｄ１」、「タイヤ赤道面からタイヤ幅方向外側に０．６ＴＷだけ離れた位置での、トレッド表面上の点からタイヤの半径方向の前記最外位置までのタイヤ半径方向距離Ｄ２」、「タイヤの断面高さＳＨ」、「仮想トレッド端の、タイヤ赤道面からの前記タイヤ幅方向距離ＴＷ」、「タイヤの断面半幅ＳＷ」及び「曲率半径」を測定するに当っては、タイヤを適用リムに組み付けるとともに規定内圧を充填した無負荷の状態で行うものとする。

ここで、「適用リム」とは、タイヤサイズに応じて下記の規格に規定されたリムをいい、「規定内圧」とは、下記の規格において、最大負荷能力に対応して規定される空気圧をいい、「最大負荷能力」とは、下記の規格でタイヤに負荷されることが許容される最大の質量をいう。そして、その規格とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格によって決められたものであり、例えば、アメリカ合衆国では、“ＴＨＥ ＴＩＲＥ ＡＮＤ ＲＩＭ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ ＩＮＣ．”の“ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ”であり、欧州では、“Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ”の“ＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ”であり、日本では、“日本自動車タイヤ協会”の“ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ”である。

通常走行時の乗り心地性能と、ランフラット走行時の耐久性能とを高い次元で両立させることのできるランフラットタイヤを提供する。

本発明のランフラットタイヤの一の実施形態を、タイヤ半部について示す、タイヤ幅方向に沿う断面図である。

以下に図面を参照ながら、本発明の実施の形態について説明する。
図１に例示するランフラットタイヤ１０は、トレッド部１、そのトレッド部１のそれぞれの側部からタイヤ半径方向内側に延びる一対のサイドウォール部２（片側のみ図示）、および、各サイドウォール部２のタイヤ半径方向内側に連なる一対のビード部３（片側のみ図示）からなるものであり、ここでは、サイドウォール部２とビード部３とを含んで、タイヤサイド部２０と称する。

そして、図示のランフラットタイヤ１０は、一対のビード部３に埋設したそれぞれのビードコア６と、一対のビード部３のそれぞれから各サイドウォール部２を経てトレッド部１に至るまでトロイド状に延在する本体部分４ａおよび、その本体部分４ａに連続するとともに、ビードコア６の周りで折り返してなる折り返し部分４ｂを有する一枚以上、図では一枚のカーカスプライからなるカーカス４と、ビードコア６のタイヤ半径方向外側で、カーカス４の本体部分４ａと折り返し部分４ｂとの間に配設したビードフィラー７と、カーカス４のクラウン域のタイヤ半径方向外側に配設したベルト５と、ベルト５のタイヤ半径方向外側に配設されて、トレッド表面を形成するトレッドゴム１１とを具える。

ここで、たとえば、有機繊維コードまたはスチールコード等をラジアル方向に延在させてなるカーカスプライによるラジアル構造とすることができるカーカス４は、上述した本体部分４ａに連続するとともに、ビードコア６の周りに折り返した折り返し部分４ｂにより、該本体部分４ａをビード部３に係留してなるものである。

またここで、カーカス４のタイヤ半径方向外側に位置するベルト５は、図１に示すように、スチールもしくは有機繊維等からなるコードを、タイヤ周方向に対して傾斜する向きに延在させてなる内側ベルト層５１と、その内側ベルト層５１のコードと交差する向きにコードを延在させてなる外側ベルト層５２のそれぞれをタイヤ半径方向の外側に向けて順次に配置するとともに、それらの内外側ベルト層５１、５２のタイヤ半径方向外側に、実質的にタイヤ周方向に延びるコードからなるベルト補強層５３を配置して構成することができる。但し、ベルト層等の構成、配設域、及び層数等は、必要に応じて適宜変更することができる。

さらに、カーカス４の本体部分４ａのタイヤ幅方向内側に配置されてタイヤ内面を形成する、空気不透過性に優れるゴム材料等からなるインナーライナー８と、タイヤサイド部２０で、カーカス４の本体部分４ａとインナーライナー８との間に介在させた一対のサイド補強ゴム９（片側のみ図示）とを具える。

なおここでは、上記のサイド補強ゴム９は、図１に示すタイヤ幅方向断面内で、タイヤ半径方向の中央域からの、タイヤ半径方向の内側及び外側のそれぞれに向かうに従い次第に薄くなる厚みを有するとともに、タイヤ幅方向の内側を向く内表面および、タイヤ幅方向の外側を向く外表面のそれぞれをともに、タイヤ幅方向の外側に向けて凸状に湾曲させてなる略三日月形状をなす。サイド補強ゴム９は、タイヤ半径方向の中央域に、最大厚さＧａを有する。ここで、サイド補強ゴム９の最大厚さＧａは、タイヤの幅方向に沿う断面で、サイド補強ゴム９の、曲線をなすタイヤ幅方向の内表面上の点と、その点で引いた法線がサイド補強ゴム９のタイヤ幅方向の外表面と交わる点との距離の最大値である。
このようなサイド補強ゴム９を配設することにより、パンク等によってタイヤの内圧が低下した状態でも、車体重量の支持に寄与するサイド補強ゴム９が、ある程度の距離を安全に走行することを可能にする。

ところで、タイヤの幅方向断面内の外輪郭形状において、トレッド表面は、図１に示すように、たとえば、直線状の、または曲率半径が互いに異なる曲線状の複数の外輪郭線をつないで形成されているが、これらの外輪郭線のうち、トレッド表面のタイヤ幅方向外端領域に存在して、トレッド表面を形成する複数の外輪郭曲線のなかでも最小の曲率半径を有するものを曲線部Ｒ１とする。そして、この曲線部Ｒ１を挟んでタイヤ幅方向の内側及び外側のそれぞれに隣接する二つの隣接外輪郭線Ｘ１、Ｘ２と曲線部Ｒ１との各接点Ｑ１、Ｑ２における、曲線部Ｒ１の接線Ｔ１、Ｔ２のそれぞれが相互に交差する交点を、仮想トレッド端Ｐとしたところにおいて、この発明では、タイヤ幅方向に沿う図示の断面で、仮想トレッド端Ｐからタイヤの半径方向の最外位置Ｃまでのタイヤ半径方向距離Ｄ１と、タイヤの断面高さＳＨとが、
Ｄ１≧０．１５ＳＨ
の関係を満たすものとする。

ここで、タイヤの断面高さＳＨは、図１に示すように、タイヤ幅方向の断面で、ビードベースから、タイヤの半径方向の最外位置Ｃまでの、タイヤ半径方向に沿う距離をいう。なお、曲線部Ｒ１は、トレッド表面の幅方向最外位置であるタイヤ接地端を含む幅方向領域にわたって延在するものである。
曲線部Ｒ１を挟んでタイヤ幅方向の内側及び外側のそれぞれに隣接する二つの隣接外輪郭線Ｘ１、Ｘ２のそれぞれは、一定の曲率半径を有する一の円弧からなる曲線又は、一の直線とすることができる。隣接外輪郭線Ｘ１、Ｘ２が曲線からなる場合、その曲率半径は、曲線部Ｒ１の曲率半径よりも大きい。

このことによれば、トレッド部１のタイヤ幅方向端部領域での、タイヤ外表面からタイヤの半径方向の最外位置Ｃまでのタイヤ半径方向距離が長くなることにより、接地圧が作用した際に、トレッド部１がタイヤ半径方向内側に変形し易くなって、異なる接地圧の作用による、タイヤへの負荷の変動を、タイヤサイド部２０の変形よりも、トレッド部１の変形で受け持つことになるので、タイヤの縦ばね定数が小さくなる。その結果として、通常走行時での乗り心地性能を向上させることができる。

さらに、この発明では、図示の同様の幅方向断面で、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ幅方向外側に０．６ＴＷだけ離れた位置での、トレッド表面上の点からタイヤの半径方向の最外位置Ｃまでのタイヤ半径方向距離Ｄ２と、タイヤの断面高さＳＨとが、Ｄ２≦０．０５ＳＨの関係を満たすものとする。ここで、ＴＷは、仮想トレッド端Ｐの、タイヤ赤道面ＣＬからのタイヤ幅方向距離である。

タイヤ赤道面ＣＬから０．６ＴＷ離れた位置でのタイヤ半径方向距離Ｄ２と、タイヤの断面高さＳＨとが上記の関係を満たすものとすることで、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ幅方向外側に０．６ＴＷだけ離れた位置よりタイヤ幅方向内側に位置する、トレッド部１の幅方向中間領域での、トレッド表面からタイヤの半径方向の最外位置Ｃまでのタイヤ半径方向距離を短くすることができる。これにより、接地面積を大きく確保することができるので、ランフラット走行時の、サイド補強ゴム９への歪を小さく抑えて、ランフラット耐久性能を向上させることができる。
これはすなわち、上記距離Ｄ２と、前記断面高さＳＨとが、Ｄ２＞０．０５ＳＨの関係を満たすものとした場合は、トレッド部のタイヤ幅方向外側の端部領域から中間領域の全体にわたって、トレッド表面からタイヤの半径方向の最外位置までのタイヤ半径方向距離が長くなり、接地面積の減少に起因して、ランフラット走行時にサイド補強ゴムへの歪が大きくなるため、ランフラット耐久性能を十分に向上させることができない。

ここで、タイヤ幅方向に沿う図示の断面で、仮想トレッド端Ｐからタイヤの半径方向の最外位置Ｃまでのタイヤ半径方向距離Ｄ１と、タイヤの断面高さＳＨとは、さらに、Ｄ１≧０．２ＳＨの関係を満たすことが好ましい。このことによれば、トレッド部１のタイヤ幅方向端部領域での、タイヤ外表面からタイヤの半径方向の最外位置Ｃまでのタイヤ半径方向距離をさらに長くすることができる。これにより、タイヤの縦ばね定数がさらに小さくなり、通常走行時での乗り心地性能のさらなる向上を実現することができる。

またここで、この発明では、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ幅方向外側に０．６ＴＷだけ離れた位置での、トレッド表面上の点からタイヤの半径方向の最外位置Ｃまでのタイヤ半径方向距離Ｄ２とタイヤの断面高さＳＨとが、Ｄ２≦０．０４ＳＨの関係を満たすことが好ましい。このことによれば、トレッド部１の幅方向中間領域でのトレッド表面からタイヤの半径方向の最外位置Ｃまでのタイヤ半径方向距離をさらに短くすることができる。これにより、ランフラット耐久性能のさらなる向上を実現することができる。

そしてまた好ましくは、仮想トレッド端Ｐの、タイヤ赤道面ＣＬからのタイヤ幅方向距離ＴＷと、タイヤの断面半幅ＳＷとは、ＴＷ≧０．９４ＳＷの関係を満たし、さらには、ＴＷ≧０．９６ＳＷの関係を満たすことが好ましい。
この場合、仮想トレッド端Ｐの、タイヤ赤道面ＣＬからのタイヤ幅方向距離ＴＷを、タイヤの断面半幅に対して長くしたことにより、接地面積の増大に基き、ランフラット走行時の、サイド補強ゴム９への大きな歪の発生を防止して、ランフラット耐久性能を向上させることができる。
これを言い換えれば、当該距離ＴＷと、タイヤの断面半幅ＳＷとが、ＴＷ＜０．９４ＳＷの関係を満たすものとした場合、当該距離ＴＷが短くなるので、トレッド部のタイヤ幅方向外側の端部領域でのトレッド表面からタイヤの半径方向の最外位置までのタイヤ半径方向距離を、上述したように長くしたこの発明のタイヤでは、ランフラット走行時にサイド補強ゴムに発生する歪が大きくなって、ランフラット耐久性能を十分に向上させることができないおそれがある。

なお、曲線部Ｒ１の曲率半径は、３５ｍｍ以下とすることが好ましい。このことにより、曲線部Ｒ１の曲率半径が３５ｍｍより大きい場合に比して、曲線部Ｒ１の表面からタイヤの半径方向の最外位置Ｃまでのタイヤ半径方向距離が短くなるので、より大きな接地面積を確保して、タイヤサイド部２０の、タイヤ幅方向外側への倒れ込み変形を抑制することができる。これにより、ランフラット走行時にサイド補強ゴム９に発生する歪を抑制して、ランフラット耐久性能を向上させることができる。このような観点からは、曲線部Ｒ１の曲率半径を、２５ｍｍ以下とすることがより好ましい。

そしてここで、仮想トレッド端Ｐからタイヤの半径方向の最外位置Ｃまでのタイヤ半径方向距離Ｄ１と、仮想トレッド端Ｐの、タイヤ赤道面ＣＬからのタイヤ幅方向距離ＴＷとが、Ｄ１≧０．１５ＴＷの関係、とくにＤ１≧０．２ＴＷの関係を満たすことが好ましい。このことによれば、トレッド部１のタイヤ幅方向外端領域での、タイヤ外表面からタイヤの半径方向の最外位置Ｃまでのタイヤ半径方向距離の、トレッド幅に対する割合を大きくすることができる。これにより、接地圧の作用によって、トレッド部１がより変形し易くなるので、タイヤの縦ばね定数が小さくなり、通常走行時の乗り心地性能を向上させることができる。

なお、この実施形態では、上述した「距離」、「幅」その他の長さは、ＪＡＴＭＡに規定される標準リムに組み付けるとともに、規定内圧である１８０ｋＰａの内圧を充填したタイヤの状態の下で、測定するものとした。

図１に示すような構成を有する実施例タイヤ１〜５及び、比較例タイヤ１〜４につき、下記の方法で性能を評価した。その評価結果を、表１に示す。

＜縦ばね定数＞
上述した実施例タイヤ１〜５ならびに比較例タイヤ１〜４のそれぞれを、ＪＡＴＭＡに規定される標準リムに組み付けた後、タイヤ内圧２３０ｋＰａを充填した状態で、最大負荷能力に対応する荷重の７０％の荷重をタイヤ半径方向に加え、タイヤのタイヤ半径方向の撓みを測定した。そして、その測定結果を、実施例タイヤ１及び２ならびに比較例タイヤ１については比較例タイヤ１を基準とする指数値で表し、また、実施例タイヤ３及び４ならびに比較例タイヤ２及び３については比較例タイヤ２を基準とする指数値で表し、さらには、実施例タイヤ５及び比較例タイヤ４については比較例タイヤ４を基準とする指数値で表した。
ここで、表１に示す指数値は、数値が小さいほど乗り心地性能にすぐれることを示す。

＜ランフラット耐久性能評価試験＞
実施例タイヤ１〜５と比較例タイヤ１〜４のそれぞれについて、JATMAの標準リムに組み付け、内圧0kPa、バルブコア抜き、最大荷重の65%荷重を負荷、速度80km/hの条件でのランフラット耐久ドラム試験を行い、その走行距離を測定した。その測定結果を、実施例タイヤ１及び２ならびに比較例タイヤ１については比較例タイヤ１を基準とする指数値で表し、また、実施例タイヤ３及び４ならびに比較例タイヤ２及び３については比較例タイヤ２を基準とする指数値で表し、さらには、実施例タイヤ５及び比較例タイヤ４については比較例タイヤ４を基準とする指数値で表した。
ここで、表１に示す指数値は、数値が大きいほどランフラット耐久性能に優れていることを示す。

表１に示す結果から、実施例タイヤ１〜５は、比較例タイヤ１、２、４と同程度のランフラット耐久性能を発揮すること、及び、比較例タイヤ１〜４より縦ばね定数が小さいことが解かる。
よって、この発明のランフラットタイヤによれば、所要のランフラット耐久性能を確保しつつ、通常走行時の乗り心地を向上させることができるので、通常走行時の乗り心地性能と、ランフラット走行時の耐久性能とを高い次元で両立させることができる。

１ トレッド部、２ サイドウォール部、３ ビード部、４ カーカス、４ａ カーカス本体部分、４ｂ カーカス折り返し部分、５ ベルト、６ ビードコア、７ ビードフィラー、８ インナーライナー、９ サイド補強ゴム、１０ ランフラットタイヤ、１１ トレッドゴム、２０ タイヤサイド部、５１ 内側ベルト層、５２ 外側ベルト層、５３ ベルト補強層、Ｃ タイヤの半径方向の最外位置、ＣＬ タイヤ赤道面、Ｐ 仮想トレッド端、Ｑ１、Ｑ２ 接点、Ｒ１ 曲線部、Ｘ１、Ｘ２ 隣接外輪郭線

Claims (5)

1. 一対のビード部のそれぞれから各サイドウォール部を経てトレッド部に至る一枚以上のカーカスプライからなるカーカスと、ビード部及びサイドウォール部を含むタイヤサイド部に配設されて、タイヤ幅方向に沿う断面形状が三日月状をなすサイド補強ゴムと、前記カーカスのクラウン域のタイヤ半径方向外側に配設されて、トレッド表面を形成するトレッドゴムとを具えるランフラットタイヤであって、
   タイヤ幅方向の断面において、タイヤ外輪郭形状が、トレッド表面のタイヤ幅方向外端領域に、該トレッド表面を形成する複数の外輪郭曲線のうち最小の曲率半径を有する曲線部を含み、
   前記曲線部を挟んでタイヤ幅方向の内側及び外側のそれぞれに隣接する曲線状又は直線状の二つの隣接外輪郭線と該曲線部との各接点における、該曲線部の接線のそれぞれが相互に交差する交点を仮想トレッド端とし、該仮想トレッド端からタイヤの半径方向の最外位置までのタイヤ半径方向距離Ｄ１と、タイヤの断面高さＳＨとが、Ｄ１≧０．１５ＳＨの関係を満たし、
   前記仮想トレッド端の、タイヤ赤道面からのタイヤ幅方向距離ＴＷに対し、タイヤ赤道面からタイヤ幅方向外側に０．６ＴＷだけ離れた位置での、トレッド表面上の点からタイヤの半径方向の前記最外位置までのタイヤ半径方向距離Ｄ２と、前記断面高さＳＨとが、Ｄ２≦０．０５ＳＨの関係を満たすことを特徴とするランフラットタイヤ。
2. 前記仮想トレッド端の、タイヤ赤道面からの前記タイヤ幅方向距離ＴＷと、タイヤの断面半幅ＳＷとが、ＴＷ≧０．９４ＳＷの関係を満たす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。
3. 前記曲線部の曲率半径を、３５ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１又は２に記載のランフラットタイヤ。
4. 前記仮想トレッド端からタイヤの半径方向の最外位置までの前記タイヤ半径方向距離Ｄ１と、前記仮想トレッド端の、タイヤ赤道面からの前記タイヤ幅方向距離ＴＷとが、Ｄ１≧０．１５ＴＷの関係を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のランフラットタイヤ。
5. タイヤ赤道面からタイヤ幅方向外側に０．６ＴＷだけ離れた位置での、トレッド表面上の点からタイヤの半径方向の前記最外位置までのタイヤ半径方向距離Ｄ２と前記断面高さＳＨとが、Ｄ２≦０．０４ＳＨの関係を満たすことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のランフラットタイヤ。
   

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