JPWO2010104139A1 - ランフラットタイヤ - Google Patents

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Abstract

本発明に係るランフラットタイヤ1は、少なくともビードコア10aを含む一対のビード部10と、カーカス12と、トレッド幅方向W及びタイヤ径方向Dに沿った断面形状が三日月状である補強ゴム層40とを備える。ランフラットタイヤ1は、補強ゴム層40に沿って設けられるサイド補強層14と、ビード部10に沿って設けられ、ビードコア10aの周りでトレッド幅方向Wの内側から外側に折り返される折り返しビード補強層16とを備える。折り返しビード補強層16は、ビード部10のトレッド幅方向Wの内側に設けられるビード補強層本体部16Aと、ビード補強層本体部16Aに連なり、ビードコア10aの周りでトレッド幅方向Wの内側から外側に折り返された折り返し部16Bとにより構成される。

Description

本発明は、バットレス部からサイドウォール部にかけて設けられ、断面形状が三日月状である補強ゴム層を備えるランフラットタイヤに関する。
従来、パンクした場合など、内圧が大きく低下した場合でも車両が一定距離を走行可能なランフラットタイヤでは、タイヤのサイドウォール部にトレッド幅方向に沿った断面が三日月状である補強ゴム層を備える構造が広く用いられている。
補強ゴム層は、内圧が大きく低下した場合でもサイドウォール部の変形を抑制し、車両が一定距離を走行することを可能とする。このような補強ゴム層を備えたランフラットタイヤにおいて、高速走行における耐久性を向上するために、補強ゴム層を厚くする方法が知られている。しかしながら、このような補強ゴム層を厚くしたランフラットタイヤでは、剛性が高まる反面、タイヤ重量が増加するため、タイヤの転動に伴って生じる遠心力も増加する。従って、トレッドに係る負荷が大きくなり、トレッドの耐久性が低下してしまう。
そこで、補強ゴム層に沿って設けられるサイド補強層を備えるランフラットタイヤが広く用いられている(例えば、特許文献1)。このようなサイド補強層は、ビード部からバットレス部にかけて、補強コードをタイヤ周方向に沿って巻いた構成を有する。これにより、タイヤ重量を増加させることなく、耐久性を向上できるランフラットタイヤを提供できる。
特開2007−106398号公報(第6−7頁、第1、4図)
しかしながら、上述した従来の方法、つまり、サイドウォール部にサイド補強層を用いることでタイヤ重量を増加させることなく、耐久性を向上する方法には、次のような問題があった。すなわち、車両の走行性能の向上に伴い、高速走行における縦バネ成分が強くなり、タイヤの乗り心地に対する更なる改善が要求されていた。
そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、車両の高速走行における耐久性を低下させることなく、乗り心地をさらに向上したランフラットタイヤの提供を目的とする。
上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第1の特徴は、少なくともビードコア(ビードコア10a)を含む一対のビード部(ビード部10)と、一方のビード部から他方のビード部にかけて設けられたカーカス(カーカス12)とトレッド部(トレッド部34)の幅方向外側端を含むバットレス部(バットレス部36)から、バットレス部に連なるサイドウォール部(サイドウォール部38)にかけて設けられ、トレッド幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面形状が三日月状である補強ゴム層(補強ゴム層40)と、を備えるランフラットタイヤ(ランフラットタイヤ1)であって、補強ゴム層に沿って設けられるサイド補強層(サイド補強層14)と、ビード部に沿って設けられ、ビードコアの周りでトレッド幅方向の内側から外側に折り返される折り返しビード補強層(折り返しビード補強層16)とを備え、折り返しビード補強層は、ビード部のトレッド幅方向(トレッド幅方向W)の内側に設けられるビード補強層本体部(ビード補強層本体部16A)と、ビード補強層本体部に連なり、ビードコアの周りでトレッド幅方向の内側から外側に折り返された折り返し部(折り返し部16B)とにより構成されることを要旨とする。
このようなランフラットタイヤによれば、補強ゴム層に沿って設けられるサイド補強層を備える。このため、パンクした場合など、ランフラットタイヤの内圧が大きく低下した場合にサイドウォール部の剛性を高めて、サイドウォール部のたわみを抑制し、耐久性を確保できる。ランフラットタイヤによれば、補強ゴム層を厚くする必要が無くなるため、タイヤ重量を増加させることなく、耐久性を向上できる。
また、ランフラットタイヤは、ビード部に沿って設けられ、ビードコアの周りでトレッド幅方向の内側から外側に折り返され、ビード補強層本体部と折り返し部とにより構成される折り返しビード補強層を備える。このため、ランフラットタイヤ1の内圧が大きく低下した場合に、トレッド幅方向に沿って、変形しやすいビード部を補強できる。
つまり、ランフラットタイヤによれば、サイド補強層と、折り返しビード補強層とにより、ランフラットタイヤの内圧が大きく低下した場合に、必要な箇所のみを補強できると共に、縦バネ成分に影響を及ぼすタイヤ径方向Dに沿った剛性を過剰に高めることなくなる。このため、トレッド幅方向に沿った変形を効果的に抑制できる。
従って、ランフラットタイヤによれば、車両の高速走行における耐久性を低下させることなく、乗り心地をさらに向上できる。
本発明の第2の特徴は、本発明の第1の特徴に係り、カーカスのタイヤ径方向外側に配設されるベルト層(例えば、ベルト層20a及びベルト層20b)を備え、サイド補強層のタイヤ径方向外側の端部(端部14a)は、ベルト層のタイヤ径方向内側に位置し、ベルト層に覆われ、サイド補強層のタイヤ径方向内側の端部(端部14b)は、ビード補強層本体部のタイヤ径方向外側の端部(端部16c)と重なることを要旨とする。
本発明の第3の特徴は、本発明の第1または2の特徴に係り、サイド補強層及び折り返しビード補強層は、それぞれ有機繊維コードにより構成され、サイド補強層を構成する有機繊維コードと、折り返しビード補強層を構成する有機繊維コードとは、異なる繊維材料であることを要旨とする。
本発明の第4の特徴は、本発明の第1乃至3の特徴に係り、前記折り返しビード補強層は、前記サイド補強層よりも張力が高い有機繊維コードにより構成されることを要旨とする。
なお、張力(いわゆる、引張強度)とは、各部材の試験片を用いて、JIS L 1017に基づいて測定したものである。
本発明の第5の特徴は、本発明の第3または4の特徴に係り、サイド補強層を構成する有機繊維コードの繊維材料は、レーヨンであり、折り返しビード補強層を構成する有機繊維コードの繊維材料は、アラミドであることを要旨とする。
本発明の特徴によれば、車両の高速走行における耐久性を低下させることなく、乗り心地をさらに向上したランフラットタイヤを提供することができる。
本発明の実施形態に係るランフラットタイヤの一部分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るランフラットタイヤのトレッド幅方向及びタイヤ径方向の断面図である。
次に、本発明に係るランフラットタイヤの実施形態について、図面を参照しながら説明する。具体的には、(1) ランフラットタイヤの構成、(2)比較評価、(3)作用・効果、(4)その他の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
(1) ランフラットタイヤの構成
図1は、本発明の実施形態においてランフラットタイヤ1のトレッド幅方向の断面を含む一部分解斜視図である。図2は、ランフラットタイヤ1のトレッド幅方向の断面図である。なお、図1、2においては、カーカス等の位置を明確にするために、一部断面のハッチングを省略している。図1、図2に示すランフラットタイヤ1は、特に、内圧が大きく低下した場合の高速走行における耐久性に優れたランフラットタイヤである。具体的には、(1.1)ビード部、(1.2)カーカス、(1.3)ベルト層、(1.4)補強ゴム層、(1.5)サイド補強層、(1.6)折り返しビード補強層について、説明する。
(1.1)ビード部
ランフラットタイヤ1は、少なくともビードコア10a及びビードフィラー10bを含む1対のビード部10を有している。具体的には、ビード部10を構成するビードコア10aには、スチールコードなどが用いられる。
(1.2)カーカス
ランフラットタイヤ1は、一方のビード部10から他方のビード部10にかけて設けられたカーカス12を備える。カーカス12は、ビードコア10aの周りでタイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側に折り返される。カーカス12は、カーカスコードおよびゴムからなり、ランフラットタイヤ1の骨格を形成する。
(1.3)ベルト層
ランフラットタイヤ1は、2層の交錯ベルト層(ベルト層20a及びベルト層20b)及び少なくとも1層の追加ベルト層22を有するベルト層24を備える。
(1.4)補強ゴム層
ランフラットタイヤ1は、トレッド部34とサイドウォール部38との間に形成され、トレッド部34の幅方向外側端に連なるバットレス部36を備える。具体的には、ランフラットタイヤ1は、トレッド部34のトレッド幅方向Wの両側に一対のバットレス部36を備える。ランフラットタイヤ1は、バットレス部36から、サイドウォール部38にかけて設けられ、トレッド幅方向W及びタイヤ径方向Dに沿った断面形状が三日月状である補強ゴム層40を備える。カーカス12及び補強ゴム層40のタイヤ径方向内側には、チューブに相当する気密性の高いゴム層であるインナーライナー18が設けられている。
補強ゴム層40は、サイドウォール部38を補強する。補強ゴム層40は、トレッド幅方向W及びタイヤ径方向Dに沿った断面において、バットレス部36からサイドウォール部38に向かうにつれて、厚くなり、ビードコア10aからサイドウォール部38に向かうにつれて、厚くなる。具体的には、トレッド幅方向W及びタイヤ径方向Dに沿った断面において、補強ゴム層40の厚さGは、3mm以上、11mm以下である。なお、補強ゴム層40の厚さGは、カーカス12に対して直交する方向に沿った長さを示す。
(1.5)サイド補強層
ランフラットタイヤ1は、補強ゴム層40に沿って設けられるサイド補強層14を備える。具体的には、サイド補強層14は、補強ゴム層40のトレッド幅方向Wの外側を覆うように設けられる。サイド補強層14は、補強コードをタイヤ周方向Rに沿って巻いた構成を有する。
サイド補強層14のタイヤ径方向外側の端部14aは、ベルト層24のタイヤ径方向内側に位置し、ベルト層24によりタイヤ径方向内側に向かって覆われる。具体的には、端部14aは、ベルト層20aのタイヤ径方向内側に位置する。サイド補強層14のタイヤ径方向内側の端部14bは、補強ゴム層40のタイヤ径方向内側の端部よりもタイヤ径方向内側に位置する。
サイド補強層14は、折り返しビード補強層16よりも張力が低い有機繊維コードにより構成される。具体的には、サイド補強層14を構成する有機繊維コードの繊維材料は、レーヨンである。
(1.6)折り返しビード補強層
ランフラットタイヤ1は、ビード部10に沿って設けられ、ビードコア10aの周りでトレッド幅方向Wの内側から外側に折り返される折り返しビード補強層16を備える。折り返しビード補強層16は、ビード部10と、カーカス12との間に設けられる。折り返しビード補強層16は、ビード部10のトレッド幅方向Wの内側に設けられるビード補強層本体部16Aと、ビード補強層本体部16Aに連なり、ビードコア10aの周りでトレッド幅方向Wの内側から外側に折り返された折り返し部16Bとにより構成される。
サイド補強層14のタイヤ径方向内側の端部14bは、ビード補強層本体部16Aのタイヤ径方向外側の端部16cと重なる。具体的には、ビード補強層本体部16Aのタイヤ径方向外側の端部16cは、補強ゴム層40のタイヤ径方向内側の端部よりもタイヤ径方向内側に位置する。また、折り返し部16Bのタイヤ径方向外側の端部16dは、補強ゴム層40のタイヤ径方向内側の端部よりもタイヤ径方向外側、かつタイヤ最大幅の位置よりもタイヤ径方向内側に位置する。
折り返しビード補強層16は、サイド補強層14よりも張力が高い有機繊維コードにより構成される。なお、サイド補強層14を構成する有機繊維コードと、折り返しビード補強層16を構成する有機繊維コードとは、異なる繊維材料である。具体的には、折り返しビード補強層16を構成する有機繊維コードの繊維材料は、アラミド繊維である。具体的には、折り返しビード補強層16は、所定の有機繊維コードにゴム成分が含浸されることによって構成されている。
(2)比較評価
次に、本発明の効果を更に明確にするために、以下の比較例及び実施例に係る空気入りタイヤを用いて行った比較評価について説明する。具体的には、(2.1)評価方法、(2.2)評価結果について説明する。なお、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
(2.1)評価方法
3種類のランフラットタイヤを用いて、(2.1.1)縦バネ定数評価、(2.1.2)耐久距離評価、及び(2.1.3)高速耐久性評価の評価を行った。ランフラットタイヤに関するデータは、以下に示す条件において測定された。
・ タイヤサイズ :245/40R18
・ リムサイズ : ETRTO記載の標準リム
・ 内圧条件 : 0kPa
・ 試験車種 : 自動四輪車
・ 荷重条件 :ETRTO記載の最大荷重(最大負荷能力)
各ランフラットタイヤは、カーカス、補強ゴム層、サイド補強層、及び折り返しビード補強層の構成が異なっており、それ以外の構成は、本実施形態のランフラットタイヤ1と同様である。
比較例1に係るランフラットタイヤには、サイド補強層、折り返しビード補強層が備えられておらず、2層からなるカーカスが備えられている。
比較例2に係るランフラットタイヤには、折り返しビード補強層が備えられておらず、1層からなるカーカスが備えられている。比較例2に係るランフラットタイヤのサイド補強層は、ビード部からバットレス部にかけて、補強ゴム層に沿って設けられている。
実施例1に係るランフラットタイヤは、本実施形態に係るランフラットタイヤ1と同一である。実施例1に係るランフラットタイヤは、比較例1、比較例2に比べて補強ゴム層の厚みが薄く、折り返しビード補強層を備えている点で大きくことなる。
(2.1.1)縦バネ定数評価
評価方法;各ランフラットタイヤをリムに装着し、空気圧を調整した後、最大負荷能力の88%に相当する質量およびその質量の±50kgの質量を加え、その時のたわみ量を測定する。そして、たわみ−荷重を直線回帰することにより求められる傾きを剛性(縦バネ定数)とした。
なお、測定結果は、比較例1に係るランフラットタイヤの剛性(縦バネ定数)を100として指数表示した。指数値が大きい程、剛性が大きいことを示す。従って、指数値が大きい程、タイヤの乗り心地は、低下することを示す。
(2.1.2)耐久距離評価
評価方法;各ランフラットタイヤを試験ドラムに装着し、ランフラットタイヤが故障するまでの耐久距離を指数化した。なお、比較例1に係るランフラットタイヤの耐久性を100とし、その他のランフラットタイヤの耐久性を評価した。数値が大きいほど、耐久性に優れている。
(2.1.3)高速耐久性評価
評価方法;各ランフラットタイヤを試験ドラムに装着し、速度を150km/hから10km/hずつ段階的に加速し、各速度の維持時間を10分間とする高速耐久ドラム試験を行った。この際の故障が発生した速度を測定した。
(2.2)評価結果
各ランフラットタイヤの評価結果について、表1を参照しながら説明する。
Figure 2010104139
実施例1に係るランフラットタイヤは、比較例1、比較例2と同等の耐久性を備えつつ、縦バネ定数評価では、低い数値を示した。従って、実施例1に係るランフラットタイヤは、車両の高速走行における耐久性を低下させることなく、乗り心地をさらに向上できた。
(3)作用・効果
以上説明したように、本実施形態に係るランフラットタイヤ1によれば、補強ゴム層40に沿って設けられるサイド補強層14を備える。このため、パンクした場合など、ランフラットタイヤ1の内圧が大きく低下した場合にサイドウォール部38の剛性を高めて、サイドウォール部38のたわみを抑制し、耐久性を確保できる。ランフラットタイヤ1によれば、従来のランフラットタイヤのように補強ゴム層40を厚くする必要が無くなるため、タイヤ重量を増加させることなく、耐久性を向上できる。
また、ランフラットタイヤ1は、ビード部10に沿って設けられ、ビードコア10aの周りでトレッド幅方向Wの内側から外側に折り返され、ビード補強層本体部16Aと折り返し部16Bとにより構成される折り返しビード補強層16を備える。このため、ランフラットタイヤ1の内圧が大きく低下した場合に、トレッド幅方向Wに沿って、変形しやすいビード部10を補強できる。
つまり、ランフラットタイヤ1によれば、サイド補強層14と、折り返しビード補強層16とにより、ランフラットタイヤ1の内圧が大きく低下した場合に、必要な箇所のみを補強できると共に、縦バネ成分に影響を及ぼすタイヤ径方向Dに沿った剛性を過剰に高めることがなくなる。このため、トレッド幅方向Wに沿った変形を効果的に抑制できる。
従って、ランフラットタイヤ1によれば、車両の高速走行における耐久性を低下させることなく、乗り心地を更に向上できる。
また、ランフラットタイヤ1は、従来のランフラットタイヤと比べて、タイヤ重量を軽量化することができ、高速走行時におけるトレッド部34の負荷を軽減できる。従って、ランフラットタイヤ1の耐久性を更に向上できる。
本実施形態では、サイド補強層14のタイヤ径方向外側の端部14aは、ベルト層20aのタイヤ径方向内側に位置し、ベルト層20aに覆われる。また、サイド補強層14のタイヤ径方向内側の端部14bは、ビード補強層本体部16Aのタイヤ径方向外側の端部16cと重なる。このため、サイド補強層14は、補強ゴム層40のトレッド幅方向Wの外側を充分に覆うことができ、サイドウォール部38のたわみを更に抑制し、耐久性を充分に確保できる。
本実施形態では、サイド補強層14及び折り返しビード補強層16は、それぞれ有機繊維コードにより構成されるため、タイヤ重量を増加させることなく、耐久性を向上できる。また、サイド補強層14を構成する有機繊維コードと、折り返しビード補強層16を構成する有機繊維コードとは、異なる繊維材料であるため、ランフラットタイヤ1の内圧や、転動速度の変化など、様々な状況の変化に対応することができる。
本実施形態では、折り返しビード補強層16は、サイド補強層14よりも張力が高い有機繊維コードにより構成されるため、ランフラットタイヤ1の耐久性をさらに向上できる。一方、サイド補強層14は、折り返しビード補強層16よりも張力が低い有機繊維コードにより構成されるため、縦バネが強くなりすぎることなく、乗り心地を更に向上できる。
本実施形態では、サイド補強層14を構成する有機繊維コードの繊維材料は、レーヨンであるため、タイヤ重量を増加させることなくサイドウォール部38を補強することができる。また、折り返しビード補強層16を構成する有機繊維コードの繊維材料は、アラミドであるため、剛性を求められるビード部10を充分に補強できる。
本実施形態では、ビード部10における補強ゴム層40の厚さGは、3mm以上、11mm以下である。このため、ランフラットタイヤ1は、従来の補強ゴム層を厚くしたランフラットタイヤと比べて、タイヤ重量を充分に軽量化される。
(4)その他の実施形態
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。
上述した実施形態では、サイド補強層14のタイヤ径方向外側の端部14aは、ベルト層20aのタイヤ径方向内側に位置し、ベルト層20aに覆われる。また、サイド補強層14のタイヤ径方向内側の端部14bは、ビード補強層本体部16Aのタイヤ径方向外側の端部16cと重なる。しかし、これに限られず、例えば、補強ゴム層40の形状、特性に応じて、サイド補強層14は、補強ゴム層40の一部を覆うように設けられてもよい。また、サイド補強層14のタイヤ径方向内側の端部14bは、ビード補強層本体部16Aのタイヤ径方向外側の端部16cと重ならなくてもよい。
上述した実施形態では、サイド補強層14を構成する有機繊維コードの繊維材料は、レーヨンであり、折り返しビード補強層16を構成する有機繊維コードの繊維材料は、アラミドであるが、これに限られず、要求に応じて、高弾性の有機繊維コードは、アラミド繊維、低弾性の有機繊維コードは、ポリアミド系合成繊維等であってもよい。
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
なお、日本国特許出願第2009−057990号(2009年3月11日出願)の全内容が本願明細書に組み込まれている。
産業上の利用の可能性
以上のように、本発明に係るランフラットタイヤは、車両の高速走行における耐久性を低下させることなく、乗り心地をさらに向上するため、タイヤの設計技術や製造技術などにおいて有用である。
D…タイヤ径方向、R…タイヤ周方向、W…トレッド幅方向、1…ランフラットタイヤ、10…ビード部、10a…ビードコア、10b…ビードフィラー、12…カーカス、14…サイド補強層、14a、14b…端部、16…ビード補強層、16A…ビード補強層本体部、16B…折り返し部、16c…端部、18…インナーライナー、20a、20b…ベルト層、22…追加ベルト層、24…複合ベルト層、34…トレッド部、36…バットレス部、38…サイドウォール部、40…補強ゴム層

Claims (5)

  1. 少なくともビードコアを含む一対のビード部と、
    一方の前記ビード部から他方の前記ビード部にかけて設けられたカーカスと、
    トレッド部の幅方向外側端を含むバットレス部から、前記バットレス部に連なるサイドウォール部にかけて設けられ、トレッド幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面形状が三日月状である補強ゴム層と、
    を備えるランフラットタイヤであって、
    前記補強ゴム層に沿って設けられるサイド補強層と、
    前記ビード部に沿って設けられ、前記ビードコアの周りでトレッド幅方向の内側から外側に折り返される折り返しビード補強層とを備え、
    前記折り返しビード補強層は、
    前記ビード部のトレッド幅方向の内側に設けられるビード補強層本体部と、
    前記ビード補強層本体部に連なり、前記ビードコアの周りでトレッド幅方向の内側から外側に折り返された折り返し部とにより構成されるランフラットタイヤ。
  2. 前記カーカスのタイヤ径方向外側に配設されるベルト層を備え、
    前記サイド補強層のタイヤ径方向外側の端部は、
    前記ベルト層のタイヤ径方向内側に位置し、前記ベルト層に覆われ、
    前記サイド補強層のタイヤ径方向内側の端部は、
    前記ビード補強層本体部のタイヤ径方向外側の端部と重なる請求項1に記載のランフラットタイヤ。
  3. 前記サイド補強層及び前記折り返しビード補強層は、それぞれ有機繊維コードにより構成され、
    前記サイド補強層を構成する有機繊維コードと、前記折り返しビード補強層を構成する有機繊維コードとは、異なる繊維材料である請求項1又は請求項2に記載のランフラットタイヤ。
  4. 前記折り返しビード補強層は、前記サイド補強層よりも張力が高い有機繊維コードにより構成される請求項1乃至3の何れか一項に記載のランフラットタイヤ。
  5. 前記サイド補強層を構成する有機繊維コードの繊維材料は、レーヨンであり、
    前記折り返しビード補強層を構成する有機繊維コードの繊維材料は、アラミドである請求項3または4に記載のランフラットタイヤ。
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