JP6904355B2 - ランフラットタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、サイドウォール部に断面三日月状のランフラット補強層を備えたランフラットタイヤに関し、更に詳しくは、タイヤ内面に接着した帯状吸音材の配設位置と形状を工夫することにより、ランフラット耐久性を向上すると共に、高速耐久性の悪化を抑制することを可能にしたランフラットタイヤに関する。

パンク状態での走行を可能にする空気入りタイヤとして、サイドウォール部の内側に断面三日月状のランフラット補強層を配置したサイド補強型のランフラットタイヤが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。このようなサイド補強型のランフラットタイヤでは、ランフラット補強層により強化されたサイドウォール部の剛性により荷重を保持することができるので、内圧ゼロの状態でも所定の距離を走行できるようになっている。

しかしながら、走行を続ける間にタイヤの撓みが大きくなり、タイヤ内腔でビード部とトレッド部が接触してタイヤの損傷に至ることがあるので、パンク状態での充分な走行距離を確保できず、ランフラット耐久性が低下するという問題がある。

一方、空気入りタイヤにおいて、騒音を発生させる原因の一つにタイヤ内部に充填された空気の振動による空洞共鳴音がある。このような空洞共鳴現象による騒音を低減する手法として、タイヤとホイールのリムとの間に形成される空洞部内に吸音材を配設することが提案されている。より具体的には、タイヤ内面のトレッド部に対応する領域に帯状の吸音材を接着することが行われている（例えば、特許文献３，４参照）。

しかしながら、上述した帯状吸音材はトレッド部の中央領域に帯状吸音材が配置されているため、トレッド部の中央領域では走行時における蓄熱量が相対的に大きくなることから、その蓄熱によりタイヤの高速耐久性が低下し易いという懸念がある。

日本国特開平７−３０４３１２号公報 日本国特開２００９−６１８６６号公報 日本国特開２００２−６７６０８号公報 日本国特開２００５−１３８７６０号公報

本発明の目的は、タイヤ内面に接着した帯状吸音材の配設位置と形状を工夫することにより、ランフラット耐久性を向上すると共に、高速耐久性の悪化を抑制することを可能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、一対のビード部間に装架されたカーカス層と、サイドウォール部における前記カーカス層のタイヤ幅方向内側に断面三日月状のランフラット補強層とを備えると共に、タイヤ内面のトレッド部に対応する領域にタイヤ周方向に延在する帯状吸音材が接着されたランフラットタイヤにおいて、前記帯状吸音材が前記トレッド部に対応する領域のうち少なくとも一方のショルダー領域に局所的に配置され、前記帯状吸音材の厚さＤと該帯状吸音材の幅ＷとがＤ≧Ｗの関係を満たすことを特徴とするものである。

本発明では、帯状吸音材がトレッド部に対応する領域のうち少なくとも一方のショルダー領域に局所的に配置されていることで、ランフラット走行時にタイヤの撓みが大きくなった際に、帯状吸音材自体が支えとなってタイヤの撓みが過度に大きくなることを抑制し、帯状吸音材がランフラット走行時の補助部材として機能する。その結果、ランフラット耐久性を向上させることが可能となる。また、帯状吸音材がトレッド部の中央領域に配置されている場合と比較して、走行時におけるトレッド部の蓄熱量を低減できるため、ランフラットタイヤの高速耐久性の悪化を抑制することが可能となる。

本発明では、帯状吸音材の厚さＤと帯状吸音材の幅ＷとはＤ≧Ｗの関係を満たすことが好ましい。帯状吸音材はランフラット走行時にリムと干渉する必要があるので、このように帯状吸音材の厚さＤと幅Ｗを適度に設定することで、帯状吸音材がランフラット走行時の補助部材として効果的に機能する。

本発明では、帯状吸音材の外周面におけるタイヤ幅方向外端が許容リムの最大幅位置と許容リムの最小幅位置との間の領域に配置されていることが好ましい。ランフラット走行時にビード部とトレッド部との接触が生じることがあるので、このように帯状吸音材を配置することで、帯状吸音材がランフラット走行時の補助部材として効果的に機能する。上述する許容リムとは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えば、ＪＡＴＭＡであれば適用リムに含まれるものである。具体的には、ＪＡＴＭＡでは、リム幅が異なる複数種類の許容リムが適用リムに含まれているが、その中でリム幅が最も大きい許容リムの幅位置とリム幅が最も小さい許容リムの幅位置を基準として帯状吸音材の外周面におけるタイヤ幅方向外端の位置が規定されるのである。ＴＲＡやＥＴＲＴＯにおいてもタイヤ毎に許容されるリムが許容リムである。

本発明では、帯状吸音材の厚さＤはタイヤ断面高さＳＨに対して２０％〜７０％であることが好ましい。これにより、帯状吸音材がランフラット走行時の補助部材として機能し、ランフラット耐久性を効果的に向上させることが可能となる。

本発明では、帯状吸音材は内周面に複数の切り込みを有することが好ましい。帯状吸音材の厚さＤが比較的大きいので、このように帯状吸音材に切り込みを配設することで、走行時に帯状吸音材にかかる圧縮力を緩和することができ、帯状吸音材の耐久性を向上させることが可能となる。

本発明では、帯状吸音材はタイヤ周方向の少なくとも一箇所に欠落部を有することが好ましい。これにより、タイヤのインフレートによる膨張や、接地転動に起因する接着面のせん断ひずみに長時間耐えることが可能となる。

本発明では、帯状吸音材の外周面の周長は帯状吸音材の内周面の周長より長いことが好ましい。帯状吸音材の厚さＤが比較的大きいので、このように帯状吸音材の寸法を適度に設定することで、走行時に帯状吸音材にかかる圧縮力を緩和することができ、帯状吸音材の耐久性を向上させることが可能となる。

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斜視断面図である。 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一例を示す赤道線断面図である。 図３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子午線断面図である。 図４は図３の帯状吸音材の寸法を示す断面図である。 図５は本発明のランフラットタイヤの内面に接着される帯状吸音材の配設位置を示す説明図である。 図６は本発明のランフラットタイヤの内面に接着される帯状吸音材の変形例の一部を示す斜視図である。 図７（ａ）〜（ｄ）は本発明のランフラットタイヤの内面に接着される帯状吸音材の断面形状の変形例を示し、図７（ａ）〜（ｄ）は各変形例を示すランフラットタイヤの断面図である。

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１〜３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ものである。

図１，２において、本実施形態のランフラットタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２と、これらサイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３とを備えている。

上記ランフラットタイヤにおいて、タイヤ内面４のトレッド部１に対応する領域には、タイヤ周方向に沿って接着層５を介して一対の帯状吸音材６，６が局所的に接着されている。帯状吸音材６は、連続気泡を有する多孔質材料から構成され、その多孔質構造に基づく所定の吸音特性を有している。帯状吸音材６の多孔質材料としては発泡ポリウレタンを用いると良い。一方、接着層５としては、両面接着テープが好ましい。

図３に示すように、一対のビード部３，３間には少なくとも１層のカーカス層１０が装架されている。このカーカス層１０はタイヤ径方向に配向する複数本のカーカスコードを含んでおり、カーカスコードとして有機繊維コードが好ましく使用される。カーカス層１０は各ビード部３に配置されたビードコア１１の廻りにタイヤ内側から外側に巻き上げられている。更に、カーカス層１０はビードフィラー１２を包み込み、サイドウォール部２近傍まで延びて終端している。各ビードコア１１のタイヤ外周側には断面三角形状のビードフィラー１２が配置されている。そして、タイヤ内表面における一対のビード部３，３間の領域にはインナーライナー層１３が配置されている。

一方、トレッド部１におけるカーカス層１０のタイヤ外周側にはベルト層１４が埋設されている。ベルト層１４はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層１４において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。ベルト層１４の補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。ベルト層１４のタイヤ外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して５°以下の角度で配列してなる少なくとも１層のベルトカバー層１５が配置されている。ベルトカバー層１５は少なくとも１本の補強コードを引き揃えてゴム被覆してなるストリップ材をタイヤ周方向に連続的に巻回したジョイントレス構造とすることが望ましい。また、ベルトカバー層１５はベルト層１４の幅方向の全域を覆うように配置しても良く、或いは、ベルト層１４の幅方向外側のエッジ部のみを覆うように配置しても良い。ベルトカバー層１５の補強コードとしては、ナイロンやアラミド等の有機繊維コードが好ましく使用される。

更に、トレッド部１におけるベルト層１４及びベルトカバー層１５の外側にはトレッドゴム層１６が配置されている。サイドウォール部２におけるカーカス層１０とインナーライナー層１３との間にはランフラット走行を可能にするための断面三日月状のランフラット補強層１７が配置されている。サイドウォール部２におけるカーカス層１０の外側にはサイドウォールゴム層１８が配置されている。ビード部３におけるカーカス層１０の外側にはリムクッションゴム層１９が配置されている。

一対の帯状吸音材６，６は、それぞれ長方形の断面形状を有しており、タイヤ中心線ＣＬを基準として左右対称に配置されている。帯状吸音材６は、図１，３に示す態様ではタイヤ内面４のトレッド部１に対応する領域のうち左右のショルダー領域の双方に配置された例を示しているが、左右のショルダー領域のいずれか一方に配置された態様であっても良い。また、帯状吸音材６は、タイヤ中心線ＣＬを跨ぐようにしては配置されず、トレッド部１における中央領域から外れた位置に局所的に配置されるものである。

上述したランフラットタイヤでは、帯状吸音材６がトレッド部１における少なくとも一方のショルダー領域に局所的に配置されていることで、ランフラット走行時にタイヤの撓みが大きくなった際に、帯状吸音材６自体が支えとなってタイヤの撓みが過度に大きくなることを抑制し、帯状吸音材６がランフラット走行時の補助部材として機能する。その結果、ランフラット耐久性を向上させることが可能となる。また、帯状吸音材６がトレッド部１の中央領域に配置されている場合と比較して、走行時におけるトレッド部１の蓄熱量を低減できるため、高速耐久性の悪化を抑制することが可能となる。

図４に示すように、帯状吸音材６の厚さＤは厚さの最大値とし、帯状吸音材６の幅Ｗは帯状吸音材６のタイヤとの接着面側における幅の最大値とする。このとき、帯状吸音材６の厚さＤと帯状吸音材６の幅ＷとはＤ≧Ｗの関係を満たしている。更には、帯状吸音材６の厚さＤと帯状吸音材６の幅Ｗの比Ｄ／Ｗが１．０〜３．０であることが好ましい。帯状吸音材６はランフラット走行時にリムと干渉する必要があるので、このように帯状吸音材６の厚さＤと幅Ｗを適度に設定することで、帯状吸音材６がランフラット走行時の補助部材として効果的に機能する。

また、帯状吸音材６の厚さＤはタイヤ断面高さＳＨに対して２０％〜７０％となるように構成すると良い。このように帯状吸音材６の厚さＤをタイヤ断面高さＳＨに対して適度に設定することで、帯状吸音材６がランフラット走行時の補助部材として機能し、ランフラット耐久性を効果的に向上させることが可能となる。ここで、帯状吸音材６の厚さＤがタイヤ断面高さＳＨに対して２０％未満になると、帯状吸音材６が過度に薄くなりランフラット走行時の補助部材として十分に機能しない一方で、７０％を超えるとリム組み性の低下が懸念される。

図５は本発明のランフラットタイヤの内面に接着される帯状吸音材６の配設位置を示すものである。帯状吸音材６の外周面、即ち、タイヤ内面４との接着面におけるタイヤ幅方向外端を外端Ｐとする。図５の上図は帯状吸音材６の外端Ｐが許容リムの最大幅位置（図示の一点鎖線）に配置された状態を示し、図５の下図は帯状吸音材６の外端Ｐが許容リムの最小幅位置（図示の二点鎖線）に配置された状態を示している。つまり、帯状吸音材６は、その外端Ｐが許容リムの最大幅位置と許容リムの最小幅位置との間の領域Ｒ内に存在するように配置される。ランフラット走行時にビード部３とトレッド部１との接触が生じることがあるので、このように帯状吸音材６を配置することで、帯状吸音材６がランフラット走行時の補助部材として効果的に機能する。そして、適用される各種の許容リムに対してこのような機能を発揮することが可能になる。

図６は本発明のランフラットタイヤの内面に接着される帯状吸音材の変形例の一部を示すものである。図６に示すように、帯状吸音材６の内周面、即ち、タイヤ内面との非接着面にはタイヤ幅方向に延びる複数の切り込み２０が形成されている。各切り込み２０の両端部は帯状吸音材６の幅方向の両端部に連通している。また、切り込み２０は、帯状吸音材６の内周面にのみ開口しており、帯状吸音材６の外周面には開口していない。帯状吸音材６の厚さＤが幅Ｗに比べて大きいので、このように帯状吸音材６に切り込み２０を配設することで、走行時に帯状吸音材６にかかる圧縮力を緩和することができ、帯状吸音材６の耐久性を向上させることが可能となる。

なお、各切り込み２０の一方の端部が帯状吸音材６の内側で終端し、切り込み２０の他方の端部のみが帯状吸音材６の幅方向の端部に連通する態様であっても良く、或いは各切り込み２０の両端部が帯状吸音材６の内側で終端し、帯状吸音材６の幅方向の両端部に非連通であっても良い。

図２に示すように、帯状吸音材６はタイヤ周方向の１箇所に欠落部７を有する。欠落部７とはタイヤ周上で帯状吸音材６が存在しない部分である。帯状吸音材６に欠落部７を設けることにより、タイヤのインフレートによる膨張に起因する接着面のせん断ひずみに長時間耐えることができ、帯状吸音材６の接着面に生じるせん断歪みを効果的に緩和することが可能となる。このような欠落部７はタイヤ周上で１箇所又は３〜５箇所設けるのが良い。つまり、欠落部７をタイヤ周上の２箇所に設けると質量アンバランスに起因してタイヤユニフォミティの悪化が顕著になり、欠落部７をタイヤ周上の６箇所以上に設けると製造コストの増大が顕著になる。

なお、欠落部７をタイヤ周上の２箇所以上に設ける場合、帯状吸音材６がタイヤ周方向に途切れることになるが、そのような場合であっても、例えば、両面接着テープからなる接着層のような他の積層物で複数の帯状吸音材６を互いに連結するようにすれば、これら帯状吸音材６を一体的な部材として取り扱うことができるため、タイヤ内面４への貼り付け作業を容易に行うことができる。

また、図２に示すように、帯状吸音材６の周方向断面において、外周面の周長は帯状吸音材６の内周面の周長より長くなるように構成されている。即ち、帯状吸音材６は、タイヤとの接着面の周長が長くなるような台形の断面形状を有する。帯状吸音材６の厚さＤが比較的大きいので、このように帯状吸音材６の寸法を適度に設定することで、走行時に帯状吸音材６にかかる圧縮力を緩和することができ、帯状吸音材６の耐久性を向上させることが可能となる。

帯状吸音材６の横断面の形状としては、図１，３〜５に示す四角形の他に、図７（ａ）に示すように接着面側を底辺とする三角形の場合や、図７（ｂ）に示すように接着面側の底辺が長い台形の場合、図７（ｃ）に示すように接着面側の底辺が短い台形の場合、図７（ｄ）に示すように四角形と台形を組み合わせた場合を例示することができる。

タイヤサイズ２４５／５０Ｒ１９で、一対のビード部間に装架されたカーカス層と、サイドウォール部におけるカーカス層のタイヤ幅方向内側に断面三日月状のランフラット補強層とを備えると共に、タイヤ内面のトレッド部に対応する領域にタイヤ周方向に延在する帯状吸音材が接着されたランフラットタイヤにおいて、帯状吸音材の有無、帯状吸音材の配設位置、帯状吸音材における厚さＤの幅Ｗに対する比（Ｄ／Ｗ）、帯状吸音材の厚さＤのタイヤ断面高さＳＨに対する比率（Ｄ／ＳＨ×１００％）、帯状吸音材の切り込みの有無、帯状吸音材の周方向断面の形状を表１及び表２のように設定した従来例、比較例及び実施例１〜１０のタイヤを製作した。

なお、帯状吸音材の切り込みの有無について、帯状吸音材が切り込みを有する場合は、その切り込みは帯状吸音材の幅方向に延びる複数の切り込みであって帯状吸音材の両端部に連通するものである。また、帯状吸音材の断面形状については、帯状吸音材をタイヤ周方向に沿って切り欠いた場合に、その帯状吸音材の全体の断面形状を示すものである。

これら試験タイヤについて、下記試験方法により、ランフラット耐久性、高速耐久性及び高撓み時の帯状吸音材の耐久性を評価し、その結果を表１及び表２に併せて示した。

ランフラット耐久性：
各試験タイヤをそれぞれリムサイズ１９×７．５のホイールに組み付け、空気圧０ｋＰａ、荷重５．９ｋＮ（最大負荷能力の６５％）の条件でドラム試験機にて走行試験を実施した。具体的には、走行速度８０ｋｍ／ｈとし、タイヤに故障が発生するまで走行させ、その走行距離を測定した。この走行距離が長いほど、ランフラット耐久性が優れていることを意味する。

高速耐久性：
各試験タイヤをそれぞれリムサイズ１９×７．５のホイールに組み付け、空気圧３６０ｋＰａ、荷重６．１７ｋＮの条件でドラム試験機にて走行試験を実施した。具体的には、初期速度２５０ｋｍ／ｈとし、２０分毎に１０ｋｍ／ｈずつ速度を増加させ、タイヤに故障が発生するまで走行させ、その到達ステップ（速度）を測定した。この到達ステップ（速度）が大きいほど、タイヤの高速耐久性が優れていることを意味する。

高撓み時の帯状吸音材の耐久性：
各試験タイヤをそれぞれリムサイズ１９×７．５のホイールに組み付け、走行速度８０ｋｍ／ｈ、空気圧１６０ｋＰａ、荷重９．２５ｋＮ（最大負荷能力の１０２％）、走行距離６４８０ｋｍの条件でドラム試験機にて走行試験を実施した後、帯状吸音材の剥がれ及び帯状吸音材の破断を目視にて確認した。帯状吸音材の脱落、破断が無い場合を「◎」で示し、接着面の剥がれ又は帯状吸音材の破断が帯状吸音材全体の１／８未満の場合を「○」で示し、接着面の剥がれ又は帯状吸音材の破断が帯状吸音材全体の１／８以上１／４未満の場合を「△」で示し、接着面の剥がれ又は帯状吸音材の破断が帯状吸音材全体の１／４以上の場合を「×」で示した。

表１、表２から判るように、実施例１〜１０のランフラットタイヤは、従来例との対比において、高速耐久性を悪化させることなく、ランフラット耐久性が改善されていた。また、実施例９，１０では、厚手の帯状吸音材に対して切り込みが設けられているため、高撓み時の帯状吸音材の耐久性が良好であった。一方、比較例においては、帯状吸音材をトレッド部におけるセンター部に配置したため、ランフラット耐久性の改善効果を十分に得ることができず、高速耐久性が悪化した。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ タイヤ内面
５ 接着層
６ 帯状吸音材
１０ カーカス層
１７ ランフラット補強層

Claims (6)

1. 一対のビード部間に装架されたカーカス層と、サイドウォール部における前記カーカス層のタイヤ幅方向内側に断面三日月状のランフラット補強層とを備えると共に、タイヤ内面のトレッド部に対応する領域にタイヤ周方向に延在する帯状吸音材が接着されたランフラットタイヤにおいて、
   前記帯状吸音材が前記トレッド部に対応する領域のうち少なくとも一方のショルダー領域に局所的に配置され、前記帯状吸音材の厚さＤと該帯状吸音材の幅ＷとがＤ≧Ｗ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. 前記帯状吸音材の外周面におけるタイヤ幅方向外端が許容リムの最大幅位置と最小幅位置との間の領域に配置されてい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。
3. 前記帯状吸音材の厚さＤがタイヤ断面高さＳＨに対して２０％〜７０％である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. 前記帯状吸音材が内周面に複数の切り込みを有する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. 前記帯状吸音材がタイヤ周方向の少なくとも一箇所に欠落部を有する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。
6. 前記帯状吸音材の外周面の周長が該帯状吸音材の内周面の周長より長いことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のランフラットタイヤ。

Images