JP7034835B2 - 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する。

タイヤのサイドウォール部に断面三日月状のサイド補強層を備えたランフラットタイヤが開示されている（特許文献１参照）。このサイド補強層は、高弾性率の熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー組成物から構成されている。そして、サイドウォール部の剛性を従来の高硬度ゴムからなるサイド補強層を配置した場合と同レベルに確保したとき、サイド補強層の肉厚を大きく低下させて薄肉化でき、タイヤの軽量化が可能になるとされている。

特開平１０－３５２３２号公報

しかしながら、上記した従来例では、タイヤの内圧が０（大気圧）での走行時、つまりランランフラット走行時に、サイド補強層が繰返し変形することにより発熱し、サイド補強層を構成する樹脂が溶融し、タイヤ故障が発生する可能性がある。

本発明は、ゴム製のサイド補強層を薄肉化することを目的とする。

第１の態様に係るランフラットタイヤは、ビードコアがそれぞれ埋設された一対のビード部と、前記ビード部のタイヤ半径方向外側に夫々連なるサイドウォール部と、前記一対のビード部に跨り、前記ビードコア間に位置する本体部と前記ビードコア周りに内側から外側へ折り返された折返し部とを有するカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置されたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に設けられるトレッドと、前記本体部のタイヤ内側に配置され、前記トレッド側及び前記ビード部側に向かって厚さがそれぞれ漸減するように構成されたゴム製のサイド補強層と、前記ビードコアと前記本体部と前記折返し部との間に設けられた樹脂製のビードフィラーと、を有する。

このランフラットタイヤでは、リムフランジのタイヤ径方向外側端を基準としたときのビードフィラーのタイヤ径方向外側端の位置の範囲を適切に設定しているので、ランフラット走行に必要な縦ばねが樹脂製のビードフィラーによって補われる。これにより、サイド補強層に要求される縦ばねが減少するため、該サイド補強層を薄肉化できる。

第２の態様は、第１の態様に係るランフラットにおいて、前記ビード部がリムに装着され内圧が付与されていない状態で、前記リムのリムフランジのタイヤ径方向外側端の位置を基準としたとき、前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端の位置が、タイヤ径方向において－１０ｍｍ～＋５ｍｍの範囲にある。

上記範囲設定により、ランフラット走行時におけるビードフィラーの樹脂の溶融が発生しない。したがって、所定距離をランフラット走行可能な耐久性、所謂ランフラット耐久性が確保される。サイド補強層はゴム製であるので、上記した従来例のような、ランフラット走行時におけるサイド補強層の溶融の懸念はない。

ここで、リムフランジのタイヤ径方向外側端の位置を基準としたときのビードフィラーのタイヤ径方向外側端の位置が、上記範囲からタイヤ径方向外側に外れた場合、ランフラット走行時にビードフィラーの樹脂が溶融して、ランフラット耐久性の低下や、ビードフィラーのタイヤ径方向外側端での剛性段差の発生による故障が懸念される。また、リムフランジのタイヤ径方向外側端の位置を基準としたときのビードフィラーのタイヤ径方向外側端の位置が、上記範囲からタイヤ径方向内側に外れた場合、ランフラット走行時にビードフィラーの樹脂の溶融は発生しないが、縦ばねが不足し、ランフラット耐久性の観点でビードフィラーに樹脂を用いるメリットが小さくなる。

第３の態様は、第１の態様又は第２の態様に係るランフラットタイヤにおいて、前記ベルト層が、コードを樹脂で被覆して構成されている。

このランフラットタイヤでは、ベルト層がコードを樹脂で被覆して構成されているので、タイヤ外周部の曲げ剛性が向上している。このため、タイヤ外周部の耐久性を高めることができる。

第４の態様は、第３の態様に係るランフラットタイヤにおいて、前記ベルト層が、前記コードを前記樹脂で被覆して構成された樹脂被覆コードがタイヤ周方向に螺旋状に巻かれ、互いに隣接する一方の前記樹脂被覆コードの前記樹脂と他方の前記樹脂被覆コードの前記樹脂とが一体的に接合されている。

このランフラットタイヤでは、ベルト層が、樹脂被覆コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻かれ、互いに隣接する樹脂被覆コードの樹脂同士が一体的に接合されているので、タイヤ外周部の曲げ剛性が更に向上している。このため、タイヤ外周部の耐久性を更に高め、ランフラット走行時におけるバックリングの発生を抑制できる。ここで、バックリングとは、トレッドの変形により接地面の一部が路面から浮き上がる現象である。

本発明に係るランフラットタイヤによれば、ゴム製のサイド補強層を薄肉化することができる。

第１実施形態に係るランフラットタイヤを示す半断面図である。 第１実施形態に係るランフラットタイヤを示す半断面図である。 リムベースラインからのビードフィラー高さと、ランフラット耐久性との関係を示す散布図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図面における「ＣＬ」は、タイヤ赤道面を意味し、「ＢＬ」はリムベースラインを意味する。また、矢印Ｒ方向はタイヤ半径方向を示し、矢印Ｗ方向はタイヤ幅方向を示す。タイヤ半径方向とは、タイヤ回転軸（図示せず）と直交する方向を意味する。タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸と平行な方向を意味する。タイヤ幅方向をタイヤ軸方向と言い換えることもできる。

各部の寸法測定方法は、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）が発行する２０１８年度版ＹＥＡＲ ＢＯＯＫに記載の方法による。使用地又は製造地において、ＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は、各々の規格に従う。

［第１実施形態］
図１において、本実施形態に係るランフラットタイヤ１０は、ビード部１２と、サイドウォール部１４と、カーカス１６と、ベルト層１８と、トレッド２２と、サイド補強層２４と、ビードフィラー２６と、を有している。

一対のビード部１２には、ビードコア２８がそれぞれ埋設されている。ビード部１２は、リム３０に嵌め込まれる部分である。ビードコア２８は、ビードコード（図示せず）で構成され、環状に形成されている。このビードコードは、スチールコード等の金属コード、有機繊維コード、樹脂被覆した有機繊維コード、または硬質樹脂などで構成される。ビードコア２８を熱可塑性材料で構成する場合、その熱可塑性材料としては、オレフィン系、エステル系、アミド系、もしくはウレタン系のＴＰＥか、一部ゴム系の樹脂を混練してあるＴＰＶであることが好ましい。これらの熱可塑性材料としては、例えば、ＩＳＯ７５－２又はＡＳＴＭ Ｄ６４８に規定される荷重たわみ温度（０．４５ＭＰａ荷重時）が７５℃以上、同じくＪＩＳ Ｋ７１１３に規定される引張降伏伸びが１０％以上、同じくＪＩＳ Ｋ７１１３に規定される引張破壊伸びが５０％以上、ＪＩＳ Ｋ７１１３に規定されるビカット軟化温度（Ａ法）が１３０℃以上であることが好ましい。

サイドウォール部１４は、ビード部１２のタイヤ半径方向外側に夫々連なる部位である。サイドウォール部１４は、ランフラットタイヤ１０の側部を形成し、ビード部１２からクラウン部３２に向かってタイヤ軸方向外側に凸となるように緩やかに湾曲している。クラウン部３２は、両側のサイドウォール部１４を連結している。

カーカス１６は、一対のビード部１２に跨っている。このカーカス１６は、ビードコア２８間に位置する本体部１６Ａと、ビードコア２８周りに内側から外側へ折り返された折返し部１６Ｂとを有している。このカーカス１６は、例えばタイヤ周方向に並べられたコード（図示せず）をゴム被覆して構成されている。一例として、折返し部１６Ｂは、クラウン部３２まで延び、ベルト層１８と本体部１６Ａとの間に挟まれている。なお、折返し部１６Ｂは、サイドウォール部１４で終端していてもよい。

ベルト層１８は、カーカス１６のタイヤ径方向外側に配置されている。このベルト層１８は、例えばタイヤ径方向に重ねられた内側ベルト１８Ａ及び外側ベルト１８Ｂを有する、所謂交錯ベルト層である。内側ベルト１８Ａ及び外側ベルト１８Ｂは、並列に配置された複数のコード（図示せず）をゴム被覆して構成されている。そして、内側ベルト１８Ａのコードと外側ベルト１８Ｂのコードとは、タイヤ径方向から見て互いに交差している（図示せず）。

ベルト層１８のタイヤ幅方向の端部のタイヤ径方向外側には、ベルト端補強用のレイヤー３４が設けられている。このレイヤー３４に用いられる繊維コードとしては、例えば、脂肪族ポリアミド、ポリエステル、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードを用いることができる。なお、この繊維コードとしてスチールコードを用いることもでき、また一般的な空気入りタイヤに用いられている公知のレイヤーの材料を用いることができる。レイヤー３４の繊維コードは、ゴム、または樹脂で被覆されている。レイヤー３４は、複数本の繊維コードを含んでいてもよいが、例えば、繊維を含まない、樹脂材料単体、ゴム単体のシート状部材で構成されていてもよい。レイヤー３４の曲げ剛性は、レイヤー３４がトレッド２２の変形に追従するように、ベルト層１８の曲げ剛性以下とすることが好ましい。

トレッド２２は、ベルト層１８のタイヤ半径方向外側に設けられている。換言すれば、トレッド２２は、クラウン部３２に支持されている。このトレッド２２は、路面に対する接地面を有している。

サイド補強層２４は、ゴム製であり、カーカス１６の本体部１６Ａのタイヤ内側に配置され、トレッド２２側及びビード部１２側に向かって厚さがそれぞれ漸減するように構成されている。換言すれば、サイド補強層２４は、タイヤ幅方向断面において三日月状に形成されている。

ビードフィラー２６は、樹脂製であり、ビードコア２８と、カーカス１６の本体部１６Ａと、カーカス１６の折返し部１６Ｂとの間に設けられている。ビードフィラー２６の樹脂を構成する樹脂材料は、熱可塑性エラストマーとされている。但し本実施形態はこれに限らず、例えば樹脂材料として、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及び（メタ）アクリル系樹脂、ＥＶＡ樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂等の汎用樹脂のほか、エンジニアリングプラスチック（スーパーエンジニアリングプラスチックを含む）等を用いることができる。なお、ここでの樹脂材料には、加硫ゴムは含まれない。

熱可塑性樹脂（熱可塑性エラストマーを含む）とは、温度上昇と共に材料が軟化、流動し、冷却すると比較的硬く強度のある状態になる高分子化合物をいう。本明細書では、このうち、温度上昇と共に材料が軟化、流動し、冷却すると比較的硬く強度のある状態になり、かつ、ゴム状弾性を有する高分子化合物を熱可塑性エラストマーとし、温度上昇と共に材料が軟化、流動し、冷却すると比較的硬く強度のある状態になり、かつ、ゴム状弾性を有しない高分子化合物をエラストマーでない熱可塑性樹脂として、区別する。

熱可塑性樹脂（熱可塑性エラストマーを含む）としては、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）、ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡ）、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、ポリエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）、及び、動的架橋型熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）、ならびに、ポリオレフィン系熱可塑性樹脂、ポリスチレン系熱可塑性樹脂、ポリアミド系熱可塑性樹脂、及び、ポリエステル系熱可塑性樹脂等が挙げられる。

熱硬化性樹脂とは、温度上昇と共に３次元的網目構造を形成し、硬化する高分子化合物をいい、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂等が挙げられる。

ビード部１２がリム３０に装着され内圧が付与されていない状態で、リム３０のリムフランジ３０Ｆのタイヤ径方向外側端の位置Ｈ１を基準としたとき、ビードフィラー２６のタイヤ径方向外側端の位置Ｈ２は、タイヤ径方向において－１０ｍｍ～＋５ｍｍの範囲にある。換言すれば、位置Ｈ１，Ｈ２間のタイヤ径方向距離Ｄは、－１０ｍｍ～＋５ｍｍである。

ここで、「＋」とは、図１に示されるように、ビードフィラー２６のタイヤ径方向外側端の位置Ｈ２が、リムフランジ３０Ｆのタイヤ径方向外側端の位置Ｈ１よりタイヤ径方向外側にあることを意味する。逆に「－」とは、ビードフィラー２６のタイヤ径方向外側端の位置Ｈ２が、リムフランジ３０Ｆのタイヤ径方向外側端の位置Ｈ１よりタイヤ径方向内側にあることを意味する。

リムフランジ３０Ｆのタイヤ径方向外側端の位置Ｈ１を基準としたときのビードフィラー２６のタイヤ径方向外側端の位置Ｈ２が上記範囲からタイヤ径方向外側（＋方向）に外れた場合、ランフラット走行時にビードフィラー２６の樹脂が溶融して、ランフラット耐久性の低下が懸念される。また、上記範囲からタイヤ径方向内側（－方向）に外れた場合、ランフラット走行時にビードフィラー２６の樹脂の溶融は発生しないが、縦ばねが不足し、ランフラット耐久性の観点でビードフィラー２６に樹脂を用いるメリットが小さくなる。

リムフランジ３０Ｆがビード部１２から離れる位置をリム離反点の位置をＣとすると、ビードフィラー２６のタイヤ径方向外側端の位置Ｈ２は、図１において二点鎖線で示されるように、リムフランジ３０Ｆのタイヤ径方向外側端の位置Ｈ１と、リム離反点Ｃとの間にあることが望ましい。この場合、カーカス１６の本体部１６Ａ及び折返し部１６Ｂは、二点鎖線で示されるビードフィラー２６の外形に沿って配置される。

（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１において、本実施形態に係るランフラットタイヤ１０では、リムフランジ３０Ｆのタイヤ径方向外側端の位置Ｈ１を基準としたときのビードフィラー２６のタイヤ径方向外側端の位置Ｈ２の範囲を適切に設定しているので、ランフラット走行に必要な縦ばねが樹脂製のビードフィラー２６によって補われる。これにより、サイド補強層２４に要求される縦ばねが減少するため、該サイド補強層２４を薄肉化できる。また、上記範囲設定により、ランフラット走行時におけるビードフィラー２６の樹脂の溶融が発生しないため、所定距離をランフラット走行可能な耐久性、所謂ランフラット耐久性が確保される。サイド補強層２４はゴム製であるので、ランフラット走行時におけるサイド補強層２４の溶融の懸念はない。

本実施形態によれば、ランフラット耐久性を確保しつつ、ゴム製のサイド補強層２４を薄肉化することができる。

［第２実施形態］
図２において、本実施形態に係るランフラットタイヤ２０では、ベルト層３８が、コード４０を樹脂４２で被覆して構成されている。このベルト層３８は、コード４０を樹脂４２で被覆して構成された樹脂被覆コード４４がタイヤ周方向に螺旋状に巻かれ、互いに隣接する一方の樹脂被覆コード４４の樹脂４２と他方の樹脂被覆コード４４の樹脂４２とが、例えば熱溶着により一体的に接合されている。

カーカス１６の外周には、樹脂被覆コード４４の樹脂４２のタイヤ径方向の内側面が接合されている。樹脂４２のタイヤ径方向の外側面には、クッションゴム（図示せず）を介してトレッド２２が接合されている。一例として、カーカス１６の折返し部１６Ｂは、クラウン部３２まで延び、ベルト層３８のタイヤ幅方向外側端部付近で終端している。

他の部分については、第１実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。

（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図２において、本実施形態に係るランフラットタイヤ２０では、ベルト層３８がコード４０を樹脂４２で被覆して構成されている。特に、ベルト層３８が、樹脂被覆コード４４をタイヤ周方向に螺旋状に巻かれ、互いに隣接する樹脂被覆コード４４の樹脂４２同士が一体的に接合されているので、タイヤ外周部の曲げ剛性が向上している。このため、タイヤ外周部の耐久性を更に高め、ランフラット走行時におけるバックリングの発生を抑制できる。ここで、バックリングとは、トレッド２２の変形により接地面の一部が路面から浮き上がる現象である。またこれによって、ランフラット走行中のコーナリング時に、ビード部１２がリム３０から外れる現象を抑制できる。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

例えば、ビード部１２がリム３０に装着され内圧が付与されていない状態で、リム３０のリムフランジ３０Ｆのタイヤ径方向外側端の位置Ｈ１を基準としたとき、ビードフィラー２６のタイヤ径方向外側端の位置Ｈ２は、タイヤ径方向において－１０ｍｍ～＋５ｍｍの範囲に限られない。ランフラット走行時におけるビードフィラー２６の溶融が生じなければ、ビードフィラー２６のタイヤ径方向外側端の位置Ｈ２が、この範囲を＋側に外れていてもよい。また縦ばねが不足しなければ、ビードフィラー２６のタイヤ径方向外側端の位置Ｈ２が、この範囲を－側に外れていてもよい。

（試験例）
図３には、リムベースラインＢＬからのビードフィラー高さと、ランフラット耐久性との関係が示されている。ランフラット耐久性の評価は、ＩＳＯに規定されたランフラット耐久ドラム試験（ＪＡＴＭＡが発行する２０１８年版のＹＥＡＲ ＢＯＯＫに記載された適用サイズ・プライレーティングにおける最大荷重の６５％を負荷し、８０ｋｍ／ｈで走行）でのタイヤ故障時までの走行距離による。ランフラット耐久性は、ビードフィラー高さが７ｍｍ（図１のＤ＝－１１ｍｍ）の場合を基準（１００）とした指数により示されており、数字が大きい程良好な結果であることを示している。

［試験条件］
タイヤサイズ：２２５／４０Ｒ１８
リム：１８インチ
内圧：０（大気圧）

図３によれば、ビードフィラー高さが約１２ｍｍ（図１のＤ＝－６ｍｍ）のときに、基準の場合と比較して、ランフラット耐久性が約２．４倍となることがわかる。また、ビードフィラー高さが約１８ｍｍ（図１のＤ＝０ｍｍ）のときに、基準の場合と比較して、ランフラット耐久性が約２．７倍となることがわかる。更に、ビードフィラー高さが約２２ｍｍ（図１のＤ＝＋４ｍｍ）のときに、基準の場合と比較して、ランフラット耐久性が約２．４倍となることがわかる。なお、ビードフィラー高さが約２４ｍｍ（図１のＤ＝＋６ｍｍ）のときには、基準の場合と比較して、ランフラット耐久性が約０．５倍に低下することがわかる。つまり、Ｄ＝－１０ｍｍ～＋５ｍｍの範囲では、基準の場合と比較して、ランフラット耐久性が向上することがわかる。

１０…ランフラットタイヤ、１２…ビード部、１４…サイドウォール部、１６…カーカス、１６Ａ…本体部、１６Ｂ…折返し部、１８…ベルト層、２０…ランフラットタイヤ、２２…トレッド、２４…サイド補強層、２６…ビードフィラー、２８…ビードコア、３０…リム、３０Ｆ…リムフランジ、３８…ベルト層、Ｈ１…リムフランジのタイヤ径方向外側端の位置、Ｈ２ ビードフィラーのタイヤ径方向外側端の位置

Claims (3)

1. ビードコアがそれぞれ埋設された一対のビード部と、
   前記ビード部のタイヤ半径方向外側に夫々連なるサイドウォール部と、
   前記一対のビード部に跨り、前記ビードコア間に位置する本体部と前記ビードコア周りに内側から外側へ折り返された折返し部とを有するカーカスと、
   前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置されたベルト層と、
   前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に設けられるトレッドと、
   前記本体部のタイヤ内側に配置され、前記トレッド側及び前記ビード部側に向かって厚さがそれぞれ漸減するように構成されたゴム製のサイド補強層と、
   前記ビードコアと前記本体部と前記折返し部との間に設けられた樹脂製のビードフィラーと、
   を有し、
   前記ビード部がリムに装着され内圧が付与されていない状態で、前記リムのリムフランジのタイヤ径方向外側端の位置を基準としたとき、前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端の位置が、タイヤ径方向において－１０ｍｍ～＋５ｍｍの範囲にあるランフラットタイヤ。
2. 前記ベルト層は、コードを樹脂で被覆して構成されている請求項１に記載のランフラットタイヤ。
3. 前記ベルト層は、前記コードを前記樹脂で被覆して構成された樹脂被覆コードがタイヤ周方向に螺旋状に巻かれ、互いに隣接する一方の前記樹脂被覆コードの前記樹脂と他方の前記樹脂被覆コードの前記樹脂とが一体的に接合されている請求項２に記載のランフラットタイヤ。

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