WO2020255832A1 - ランフラットタイヤ - Google Patents

Abstract

ランフラットタイヤ(10)のビード部(60)は、ビードコード(61a)を有するビードコア部分(61)と、ビードコア部分(61)に連なり、ビードコア部分(61)のタイヤ径方向外側に設けられ第１ビードフィラー部分(62)と、カーカスプライ(40)を介して第１ビードフィラー部分(62)のタイヤ幅方向外側に設けられる第２ビードフィラー部分(80)とを含む。第２ビードフィラー部分(80)は、樹脂材料によって形成される。　

Description

ランフラットタイヤ

　本発明は、サイド補強ゴム型のランフラットタイヤに関する。

　断面形状が三日月状のサイド補強ゴムを備えたランフラットタイヤにおいて、乗り心地の改善を目的として、カーカスプライのタイヤ幅方向外側に追加補強ゴム（第２エイペックスと呼ばれている）を設ける構造が知られている（特許文献１参照）。

特開2010-137852号公報

　特許文献１に記載されたランフラットタイヤは、乗り心地の改善には一定の効果を有すると想定されるものの、追加補強ゴムが用いられることによって、ランフラットタイヤの重量がさらに増加することが懸念される。

　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、乗り心地を改善しつつ、軽量化されたランフラットタイヤの提供を目的とする。

　本開示の一態様は、トレッド部（トレッド部20）と、前記トレッド部に連なり、前記トレッド部のタイヤ径方向内側に位置するタイヤサイド部（タイヤサイド部30）と、前記タイヤサイド部に連なり、前記タイヤサイド部のタイヤ径方向内側に位置するビード部（ビード部60）と、前記タイヤサイド部に設けられるサイド補強ゴム（サイド補強ゴム70）とを含むランフラットタイヤ（ランフラットタイヤ10）であって、前記ランフラットタイヤの骨格を形成するカーカスプライ（カーカスプライ40）を備え、前記ビード部は、ビードコードを有するビードコア部分（ビードコア部分61）と、前記ビードコア部分に連なり、前記ビードコア部分のタイヤ径方向外側に設けられる第１ビードフィラー部分（第１ビードフィラー部分62）と、前記カーカスプライを介して前記第１ビードフィラー部分のタイヤ幅方向外側に設けられる第２ビードフィラー部分（第２ビードフィラー部分80）とを含み、前記第２ビードフィラー部分は、樹脂材料によって形成される。

図１は、ランフラットタイヤ10の断面図である。 図２は、ランフラットタイヤ10の一部拡大断面図である。 図３は、変更例に係るランフラットタイヤ10Aの一部拡大断面図である。 図４は、他の変更例に係るランフラットタイヤ10Bの一部拡大断面図である。

　以下、実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同一の機能や構成には、同一または類似の符号を付して、その説明を適宜省略する。

　（１）タイヤの全体概略構成
　図１は、本実施形態に係るランフラットタイヤ10の断面図である。具体的には、図１は、ランフラットタイヤ10のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面図である。なお、図１では、断面ハッチングの図示は省略されている（以下同）。

　ランフラットタイヤ10は、パンクなどによって内圧（空気圧）が著しく低下した場合（例えば、0kPa）でも、一定速度で一定距離（80km/hで80km）の走行（ランフラット走行）が可能である。

　図１に示すように、ランフラットタイヤ10は、トレッド部20、タイヤサイド部30、カーカスプライ40、ベルト層50、ビード部60、サイド補強ゴム70及び第２ビードフィラー部分80を備える。

　トレッド部20は、路面（不図示）に接する部分である。トレッド部20には、ランフラットタイヤ10の使用環境や装着される車両の種別に応じたパターン（不図示）が形成される。

　タイヤサイド部30は、トレッド部20に連なり、トレッド部20のタイヤ径方向内側に位置する。タイヤサイド部30は、トレッド部20のタイヤ幅方向外側端からビード部60の上端までの領域である。タイヤサイド部30は、サイドウォールなどと呼ばれることもある。

　カーカスプライ40は、ランフラットタイヤ10の骨格を形成する。カーカスプライ40は、タイヤ径方向に沿って放射状に配置されたカーカスコード（不図示）がゴム材料によって被覆されたラジアル構造である。但し、ラジアル構造に限定されず、カーカスコードがタイヤ径方向に交錯するように配置されたバイアス構造でも構わない。

　また、カーカスコードは、特に限定されず、概ね一般的な乗用自動車（ミニバン、SUV(Sport Utility Vehicle)を含む）用のタイヤと同様に有機繊維のコードによって形成し得る。

　ベルト層50は、トレッド部20のタイヤ径方向内側に設けられる。ベルト層50は、補強コード51を有し、補強コード51が樹脂によって被覆された単層スパイラルベルトである。

　補強コード51は、金属繊維または有機繊維などのモノフィラメント（単線）、またはこれらの繊維を撚ったマルチフィラメント（撚り線）で構成することができる。本実施形態では、補強コード51として、スチールコードを用い得る。

　補強コード51を被覆する樹脂には、タイヤサイド部30を構成するゴム材料、及びトレッド部20を構成するゴム材料よりも引張弾性率の高い樹脂材料が用いられる。補強コード51を被覆する樹脂としては、弾性を有する熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー（TPE）、及び熱硬化性樹脂等を用いることができる。走行時の弾性と製造時の成形性を考慮すると、熱可塑性エラストマーを用いることが望ましい。

　熱可塑性エラストマーとしては、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）、動的架橋型熱可塑性エラストマー（TPV）などが挙げられる。

　また、熱可塑性樹脂としては、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。さらに、熱可塑性樹脂材料としては、例えば、ISO75－2またはASTM D648に規定されている荷重たわみ温度（0.45MPa荷重時）が78°Ｃ以上、JIS K7113に規定される引張降伏強さが10MPa以上、同じくJIS K7113に規定される引張破壊伸びが50％以上、JIS K7206に規定されるビカット軟化温度（Ａ法）が130°Ｃ以上であるものを用いることができる。

　ビード部60は、タイヤサイド部30に連なり、タイヤサイド部30のタイヤ径方向内側に位置する。ビード部60は、タイヤ周方向に延びる円環状である。本実施形態では、ビード部60のビードコア部分61（図１において不図示、図２参照）と、第１ビードフィラー部分62（図2参照）とは、一体として形成される。

　また、ビードコア部分61の一部（ビードコードを除く）と、第１ビードフィラー部分62とは、樹脂材料を用いて形成される。ビード部60の構成については、さらに後述する。

　ビード部60は、リムホイール100の径方向外側端に形成されるフランジ部分110（図１において不図示、図２参照）に係止される。

　サイド補強ゴム70は、タイヤサイド部30に設けられる。サイド補強ゴム70は、断面形状が三日月状であり、ランフラットタイヤ10の内圧が大きく低下した場合、ランフラットタイヤ10が装着された車両（不図示）の荷重を支持する。

　サイド補強ゴム70は、単一または複数種類のゴム材料によって形成されてもよいし、ゴム材料が主成分であれば、他の材料（短繊維、樹脂など）を含んでもよい。

　第２ビードフィラー部分80は、ビード部60に含まれる。第２ビードフィラー部分80は、タイヤ径方向において、サイド補強ゴム70の一部とオーバラップしつつ、サイド補強ゴム70よりもタイヤ径方向内側に設けられる。第２ビードフィラー部分80は、カーカスプライ40のタイヤ径方向外側に設けられる。

　第２ビードフィラー部分80は、第１ビードフィラー部分62などと同様に、樹脂材料によって形成される。

　（２）ビード部の構成
　図２は、ランフラットタイヤ10の一部拡大断面図である。具体的には、図２は、ランフラットタイヤ10のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿ったビード部60を含む一部拡大断面図である。

　図２に示すように、カーカスプライ40は、ビード部60を介してタイヤ幅方向外側に折り返される。具体的には、カーカスプライ40は、本体部41と折り返し部42とを含む。

　本体部41は、トレッド部20、タイヤサイド部30及びビード部60に亘って設けられ、ビード部60、具体的には、ビードコア部分61において折り返されるまでの部分である。

　折り返し部42は、本体部41に連なり、ビード部60、具体的には、ビードコア部分61を介してタイヤ幅方向外側に折り返された部分である。折り返し部42の端部42aは、タイヤサイド部30まで延びる。

　すなわち、本実施形態では、カーカスプライ40には、端部42aの位置がタイヤサイド部30のタイヤ最大幅付近に位置するハイターンアップ構造が採用されている。但し、カーカスプライ40には、後述する変更例にように、端部42aの位置がビード部60、具体的には、ビードコア部分61、第１ビードフィラー部分62または第２ビードフィラー部分80に位置するローターアップ構造が採用されても構わない。

　ベルト層50は、上述したように、補強コード51が樹脂によって被覆された単層スパイラルベルトである。但し、ベルト層50は、単層スパイラルベルトに限定されない。例えば、ベルト層50は、ゴムによって被覆された２層交錯ベルトでもよい。

　ビード部60のタイヤ幅方向外側面には、リムライン90が設けられる。リムライン90は、ビード部60がリムホイール100に正しく装着されているかを確認するために、タイヤ周方向に沿って形成される凸部である。本実施形態では、リムライン90は、フランジ部分110のタイヤ径方向外側端よりも6mm程度、タイヤ径方向外側に設けられている。

　ビード部60は、ビードコア部分61と第１ビードフィラー部分62とを含む。上述したように、ビードコア部分61と、第１ビードフィラー部分62とは、樹脂材料を用いて一体として形成される。

　具体的には、ビードコア部分61（ビードコード61aを除く）と、第１ビードフィラー部分62とは、樹脂材料を用いて形成される。当該樹脂材料としては、ベルト層50に用いられている樹脂材料と同一の樹脂材料を用い得る。

　但し、ビードコア部分61及び第１ビードフィラー部分62は、必ずしもベルト層50に用いられている樹脂材料と同一の樹脂材料によって形成されていなくても構わない。つまり、ベルト層50に用い得る上述した樹脂材料であれば、ベルト層50と、ビードコア部分61及び第１ビードフィラー部分62とに用いられる樹脂材料は、異なっていてもよい。

　ビードコア部分61は、ビードコード61aを有する。ビードコード61aは、スチールなどの金属材料によって形成される。

　ビードコア部分61は、金属材料によって形成されたビードコード61aを樹脂によって被覆することによって形成される。

　本実施形態では、ランフラットタイヤ10のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面において、ビードコード61aは、3x3（タイヤ径方向xタイヤ幅方向）の構成となるように設けられる。

　なお、ビードコード61aは、特に撚られておらず、1本または複数本（例えば、タイヤ幅方向に沿った3本）を束にしたビードコード61aがタイヤ周方向に沿って複数回、巻き付けられている。

　第１ビードフィラー部分62は、ビードコア部分61に連なり、ビードコア部分61のタイヤ径方向外側に設けられる。第１ビードフィラー部分62は、カーカスプライ40の本体部41と、折り返し部42との間に形成された空隙を埋めるように設けられる。第１ビードフィラー部分62は、タイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側に行くに連れて厚み（タイヤ幅方向に沿った幅）が薄くなる先細状である。

　また、ビード部60は、第２ビードフィラー部分80を含む。第２ビードフィラー部分80は、第１ビードフィラー部分62のタイヤ幅方向外側に設けられる。

　本実施形態では、第２ビードフィラー部分80は、カーカスプライ40を介して第１ビードフィラー部分62のタイヤ幅方向外側に設けられる。より具体的には、第２ビードフィラー部分80は、カーカスプライ40の折り返し部42のタイヤ幅方向外側に設けられる。つまり、第１ビードフィラー部分62と第２ビードフィラー部分80との間には、折り返し部42が介在する。

　このため、折り返し部42が第１ビードフィラー部分62と第２ビードフィラー部分80とによって挟まれた状態となり、カーカスプライ40の変形及び変位を規制する。

　上述したように、カーカスプライ40には、ローターナップ構造が採用されてもよく、ローターナップ構造が採用された場合には、第１ビードフィラー部分62と第２ビードフィラー部分80との間には、折り返し部42が介在しなくてもよい。また、この場合、第２ビードフィラー部分80は、カーカスプライ40の本体部41と接してもよい。

　さらに、ローターナップ構造が採用された場合、折り返し部42は、第１ビードフィラー部分62と第２ビードフィラー部分80との間に介在せず、第２ビードフィラー部分80のタイヤ幅方向外側に設けられるようにしてもよい。

　第２ビードフィラー部分80も、第１ビードフィラー部分62などと同様に、樹脂材料によって形成される。当該樹脂材料としては、ベルト層50に用いられている樹脂材料と同一の樹脂材料を用い得る。なお、第２ビードフィラー部分80の弾性率は、ベルト層50よりも高くてもよく、適宜弾性率を調整してもよい。

　但し、第２ビードフィラー部分80も、必ずしもベルト層50に用いられている樹脂材料と同一の樹脂材料によって形成されていなくても構わない。つまり、ベルト層50に用い得る上述した樹脂材料であれば、ベルト層50と、第２ビードフィラー部分80とに用いられる樹脂材料は、異なっていてもよい。

　第２ビードフィラー部分80のタイヤ径方向における内側端81は、先細状の第１ビードフィラー部分62のタイヤ径方向内側端の付近に位置することが好ましい。但し、内側端81は、ビードコア部分61まで延在してもよい。

　また、第２ビードフィラー部分80のタイヤ径方向における外側端82は、フランジ部分110と対応するリムライン90よりもタイヤ径方向外側に位置することが好ましい。

　さらに、外側端82は、サイド補強ゴム70のタイヤ径方向の内側端よりもタイヤ径方向外側に位置することが好ましい。

　第２ビードフィラー部分80は、一体に形成されるビードコア部分61及び第１ビードフィラー部分62とは、別体として形成される。但し、製造上の問題がない場合には、ビードコア部分61、第１ビードフィラー部分62及び第２ビードフィラー部分80は、一体として形成されてもよい。

　第２ビードフィラー部分80は、一体に形成されるビードコア部分61及び第１ビードフィラー部分62と同様に、円環状である。製造工程では、カーカスプライ40の折り返し部42がビードコア部分61を介して折り返された後、タイヤ幅方向外側から第２ビードフィラー部分80が嵌め込まれる。

　（３）作用・効果
　上述した実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。具体的には、ランフラットタイヤ10のビード部60は、ビードコア部分61、第１ビードフィラー部分62及び第２ビードフィラー部分80を含む。第１ビードフィラー部分62のタイヤ幅方向外側に設けられる第２ビードフィラー部分80は、ベルト層50などと同様な樹脂材料によって形成される。

　従来、ランフラットタイヤを含む空気入りタイヤでは、カーカスプライ40のタイヤ幅方向外側に、他の部分を構成するゴムよりも硬いゴム材料を用いて形成された補強部材（第２ビードフィラー、第２エイペックスなどと呼ばれる）を設ける構造が知られている。

　しかしながら、このような従来の補強部材は、ゴム材料を用いて形成されており、樹脂材料と比較すると、重量が増加する。

　ランフラットタイヤ10では、樹脂製の第２ビードフィラー部分80が用いられており、ランフラットタイヤ10の軽量化に貢献する。また、第２ビードフィラー部分80は、ランフラットタイヤ10の縦ばね性をコントロールできるため、乗り心地の向上にも貢献する。すなわち、ランフラットタイヤ10によれば、乗り心地を改善しつつ、軽量化を図り得る。軽量化は、乗り心地の向上にも貢献するが、転がり抵抗、燃費性能などを向上させる観点からも好ましい。

　さらに、樹脂製の第２ビードフィラー部分80は、従来のゴム製の補強部材と比較すると、弾性率が高い。このため、第２ビードフィラー部分80のサイズ（ボリューム）を抑えつつ、同様の強度を確保し得る。これにより、さらなる軽量化と、乗り心地の改善を図り得る。

　また、樹脂製の第２ビードフィラー部分80は、ゴム材料のように、製造工程（加硫工程）において流動することがなく、設計どおりのタイヤ形状での製造が容易である。これにより、品質のばらつきを抑制しつつ、高品質なランフラットタイヤを安定して供給し得る。

　さらに、樹脂製の第２ビードフィラー部分80は、上述したように、サイズ（ボリューム）を調整することによって、ランフラットタイヤ10に付与される縦ばね性などの性能のコントロールが容易である。これにより、所望の性能を有するランフラットタイヤ10を容易に製造し得る。

　また、本実施形態では、第１ビードフィラー部分62と第２ビードフィラー部分80との間には、折り返し部42が介在する。このため、折り返し部42が第１ビードフィラー部分62と第２ビードフィラー部分80とによって挟まれた状態となり、カーカスプライ40の変形及び変位を規制する。特に、高弾性の第２ビードフィラー部分80が、カーカスプライ40の過度な変形及び変位を効果的に規制し得る。これにより、さらなる乗り心地の改善、及び操縦安定性の向上に貢献し得る。

　本実施形態では、ビードコア部分61及び第１ビードフィラー部分62も、樹脂材料によって形成される。これにより、ランフラットタイヤ10のさらなる軽量化に貢献し、転がり抵抗、燃費性能などをさらに向上し得る。また、ビードコア部分61、第１ビードフィラー部分62及び第２ビードフィラー部分80を樹脂製とすることよって、性能のコントロールがさらにし易くなる。

　本実施形態では、第２ビードフィラー部分80のタイヤ径方向における内側端81は、先細状の第１ビードフィラー部分62のタイヤ径方向内側端の付近に位置し、第２ビードフィラー部分80のタイヤ径方向における外側端82は、フランジ部分110と対応するリムライン90よりもタイヤ径方向外側に位置する。

　このように、第２ビードフィラー部分80がビード部60の主要な領域に設けられるため、特に、ランフラット走行時におけるランフラットタイヤ10の十分な縦ばね性を、ビードコア部分61、第１ビードフィラー部分62及びサイド補強ゴム70と相俟って発揮し得る。

　（４）その他の実施形態
　以上、実施例に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。

　例えば、上述したランフラットタイヤ10の構成は、次のように変更してもよい。図３は、変更例に係るランフラットタイヤ10Aの一部拡大断面図である。具体的には、図３は、ランフラットタイヤ10Aのタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿ったビード部60を含む一部拡大断面図である。

　図３に示すように、ランフラットタイヤ10Aは、ビードコア部分61C及び第１ビードフィラー部分62Cの形状及び構造が、ランフラットタイヤ10のビードコア部分61及び第１ビードフィラー部分62と異なる。

　ビードコア部分61C及び第１ビードフィラー部分62Cは、従来の一般的なランフラットタイヤを含む空気入りタイヤのように、ゴム材料を主材料として構成される。ビードコード61aは、広く用いられているスチールの撚り線によって形成されてもよいし、ビードコア部分61と同様の単線のスチールコードによって形成されてもよい。

　ビードコア部分61C及び第１ビードフィラー部分62Cの形状が、ビードコア部分61及び第１ビードフィラー部分62と異なることに応じて、サイド補強ゴム70A及び第２ビードフィラー部分80Aの形状も異なっている。

　第２ビードフィラー部分80Aは、ランフラットタイヤ10の第２ビードフィラー部分80と同様に、樹脂材料によって形成される。第２ビードフィラー部分80Aは、第２ビードフィラー部分80と比較すると、厚みがないが、このように、第２ビードフィラー部分の厚み及び形状は、周囲の部材の形状に合わせて変更されてもよい。

　また、図４は、他の変更例に係るランフラットタイヤ10Bの一部拡大断面図である。具体的には、図４は、ランフラットタイヤ10Bのタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿ったビード部60を含む一部拡大断面図である。

　図４に示すように、ランフラットタイヤ10Bでは、カーカスプライ40の折り返し部42の端部42aのタイヤ径方向における位置が、第２ビードフィラー部分80に位置する。このような構造は、ローターアップ構造と呼ばれてもよい。このように、折り返し部42の端部42aのタイヤ径方向における位置は、特に限定されない。

　さらに、上述したように、ベルト層50は、単層スパイラルベルトに限定されない。例えば、ベルト層50は、ゴムによって被覆された２層交錯ベルトでもよい。

　上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの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。

　10, 10A, 10B　ランフラットタイヤ
　20　トレッド部
　30　タイヤサイド部
　40　カーカスプライ
　41　本体部
　42　折り返し部
　42a　端部
　50　ベルト層
　51　補強コード
　60　ビード部
　61, 61C　ビードコア部分
　61a　ビードコード
　62, 62C　第１ビードフィラー部分
　70, 70A　サイド補強ゴム
　80, 80A　第２ビードフィラー部分
　81　内側端
　82　外側端
　90　リムライン
　100　リムホイール
　110　フランジ部分

Claims (4)

1. 　路面に接するトレッド部と、
   　前記トレッド部に連なり、前記トレッド部のタイヤ径方向内側に位置するタイヤサイド部と、
   　前記タイヤサイド部に連なり、前記タイヤサイド部のタイヤ径方向内側に位置するビード部と、
   　前記タイヤサイド部に設けられるサイド補強ゴムと
   を含むランフラットタイヤであって、
   　前記ランフラットタイヤの骨格を形成するカーカスプライを備え、
   　前記ビード部は、
   　ビードコードを有するビードコア部分と、
   　前記ビードコア部分に連なり、前記ビードコア部分のタイヤ径方向外側に設けられる第１ビードフィラー部分と、
   　前記カーカスプライを介して前記第１ビードフィラー部分のタイヤ幅方向外側に設けられる第２ビードフィラー部分と
   を含み、
   　前記第２ビードフィラー部分は、樹脂材料によって形成されるランフラットタイヤ。
2. 　前記カーカスプライは、
   　本体部と、
   　前記本体部に連なり、前記ビード部を介してタイヤ幅方向外側に折り返された折り返し部と
   を有し、
   　前記第１ビードフィラー部分と前記第２ビードフィラー部分との間には、前記折り返し部が介在する請求項１に記載のランフラットタイヤ。
3. 　前記第１ビードフィラー部分は、樹脂材料によって形成される請求項１または２に記載のランフラットタイヤ。
4. 　前記ビードコア部分は、前記ビードコードを樹脂材料によって被覆することによって形成される請求項１乃至３の何れか一項に記載のランフラットタイヤ。

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