JP4544637B2

JP4544637B2 - ランフラットタイヤ

Info

Publication number: JP4544637B2
Application number: JP2006305482A
Authority: JP
Inventors: 政弘瀬川; 和孝花
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2006-11-10
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2026-11-10
Also published as: JP2008120212A

Description

本発明は、サイドウォール部に配された補強ゴム層を備える、いわゆるサイド補強タイプのランフラットタイヤに関する。

従来、サイドウォール部に補強ゴム層が配されたサイド補強タイプのランフラットタイヤが知られている。かかるランフラットタイヤによれば、パンク等の障害によりタイヤ内部の空気圧が低下した際、補強ゴム層がタイヤを支持して偏平化を抑制することによりランフラット走行が可能となる。但し、タイヤ内部の空気圧が低下した状態（ランフラット状態）では、ビード部のリムへの押圧が弱まっているため、リムとの嵌合力が低下し、ビード部がリムから外れ易くなるという問題があった。

これに対して、下記特許文献１、２には、リムベース外周側に配される第１ビードと、ビード部のタイヤ幅方向外側に膨出する環状膨出部に配される第２ビードとを備えた、いわゆるダブルビードタイプのランフラットタイヤが開示されている。かかるランフラットタイヤによれば、ランフラット走行時において、第２ビードにより補強された環状膨出部がリムフランジの外周側湾曲面に押圧されるため、リムとの嵌合力が高められ、耐ビード外れ性を向上することができる。

しかしながら、従来のダブルビードタイプのランフラットタイヤでは、ダブルビード構造の採用に起因して、タイヤ質量の増加、転がり抵抗の増加、乗心地性能の低下を招いていた。特に、トレッドのバックリングを防止して耐ビード外れ性を向上させる観点から、ベルト層に太めのスチール等が使用されており、ベルト層の高い剛性によって乗心地性能が犠牲になっていた。
特開昭５１−１１６５０７号公報特開昭５３−１３８１０６号公報

そこで、本発明の目的は、耐ビード外れ性能を維持しながら、乗心地性能の向上を図ることができるランフラットタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明のランフラットタイヤは、環状の第１ビードを有する一対のビード部と、前記ビード部から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、前記サイドウォール部に配された補強ゴム層と、前記サイドウォール部の各々の外周側端同士にショルダ部を介して連なるトレッド部とを備えるランフラットタイヤにおいて、前記ビード部のタイヤ幅方向外側に設けられ、規定リム装着時にリムフランジの外周側湾曲面に対向する内周側面を有する一対の環状膨出部と、前記環状膨出部の各々に配された環状の第２ビードとを備えると共に、両側に配される前記補強ゴム層は何れもゴム硬度６５〜８２°であり、前記トレッド部の下方に配されるベルト層は長手方向に対する曲げ剛性が、タイヤ周方向長さ２００ｍｍ×タイヤ幅方向長さ１００ｍｍ当たりの曲げ剛性として、０．９〜２．１×１０^６Ｎ・ｍ^２であることを特徴とする。

本発明において、ゴム硬度は、ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（Ａタイプ）による硬さを指し、曲げ剛性等の物性は、具体的には実施例に記載された方法で測定される値である。また、規定リムは、タイヤサイズに対応してＪＡＴＭＡで決められた標準となるリムを指し、規定リム装着時とは、装着後にＪＡＴＭＡで決められた空気圧とした状態を指す。

本発明によると、ランフラット走行時に、第２ビードにより補強された環状膨出部がリムフランジに当接しうるため、リムとの装着安定性が高められ、ビード外れを効果的に防止することができる。このため、バックリングによるビード外れも生じにくくなって、ベルト層の剛性を低くすることができるので、乗心地性能の向上を図ることができる。また、ビード外れを効果的に防止できるため、サイドウォール部に配された補強ゴム層の硬度を低減させることができ、これによっても乗心地性能の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、規定リム装着時における本発明のランフラットタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図である。図１においては、右側が車両外側となる。

本発明のランフラットタイヤは、図１に示すように、一対のビード部１と、ビード部１から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、サイドウォール部２の各々の外周側端同士にショルダ部３を介して連なるトレッド部４とを備える。

ビード部１には、例えばスチールワイヤからなるビードワイヤの集束体がタイヤ周方向に環状をなすビード１ａ（前記第１ビードに相当する。）と、ビードフィラー１５とが配設されている。このビード１ａによりカーカス層５の端部を巻き返して係止することで、ビード部１間がカーカス層５で補強された状態で、タイヤがリム８上に強固に嵌着される。正常内圧時には、ビード部１が、リム８のリムベース８ｂのタイヤ外周側に配されるとともに、タイヤ内部の空気圧によりリムフランジ８ａに押し付けられる。

カーカス層５の内周側には、空気圧保持のためのインナーライナー層６が配される。また、カーカス層５の外周側には、たが効果による補強を行うためのベルト層７が配されるとともに、そのベルト層７の外周側表面にトレッドゴムが配される。トレッドゴムには、要求されるタイヤ性能や使用条件に応じた各種のトレッドパターンが形成される。

カーカス層５の構成材料としては、ポリエステル、レーヨン、ナイロン、アラミド等の有機繊維等が使用される。これらの材料は、いずれもゴムとの接着性を高めるべく、通常、表面処理や接着処理等がなされている。ベルト層７については、後述する。

サイドウォール部２のカーカス層５内側には、タイヤ子午線断面が略三日月状をなす補強ゴム層９ａ、９ｂが配される。これにより、タイヤ内部の空気圧が低下した際に、タイヤの偏平化が抑制され、ランフラット走行が可能となる。

上述したゴム層等の原料ゴムとしては、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等が挙げられ、これらは１種単独で又は２種以上混合して使用される。また、これらのゴムはカーボンブラックやシリカ等の充填材で補強されると共に、加硫剤、加硫促進剤、可塑剤、老化防止剤等が適宜配合される。

本発明では、図１に示すように、タイヤ幅方向両側にてダブルビード構造が採用されている。つまり、ビード部１のタイヤ幅方向外側に設けられ、規定リム装着時にリムフランジ８ａの外周側湾曲面に対向する内周側面１１を有する一対の環状膨出部１０と、その環状膨出部１０の各々に配された環状のビード１ｂ（前記第２ビードに相当する。）とを備える。

本実施形態では、環状膨出部１０の内周側面１１がリムフランジ８ａの外周側湾曲面に当接しており、リムフランジ８ａの先端を抱持する縮径部が存在し、その縮径部のタイヤ外周側にビード１ｂが設けられている。環状膨出部１０は、ビード１ｂが設けられた部分を略頂部として、サイドウォール部２になだらかに連なっている。なお、環状膨出部１０は、本実施形態で示す形状のものに限られず、例えばタイヤ子午線断面が半円状や台形状をなすものなどでもよい。

環状膨出部１０を主に構成するゴムの硬度は、補強ゴム層９ａ、９ｂのゴム硬度を小さくしたことを考慮しつつ、ビード外れ抗力とリムずれ性能を維持して乗心地性能を改善する上で６６〜７６°が好ましい。

本実施形態のビード１ｂは、規定リム装着時に、その中心位置がリムフランジ８ａの最外径点よりタイヤ外周側かつタイヤ幅方向外側に位置するように配されている。ビード１ｂを構成するビードワイヤは、ビード１ａと同じスチールワイヤの集束体からなるものに限られず、例えば、有機繊維の集束体からなるものや、繊維強化ゴムを素材としたゴムビードなどであってもよい。

本発明では、補強ゴム層９ａ、９ｂは、何れもゴム硬度６５〜８２°であり、好ましくはゴム硬度６５〜７９°である。これがゴム硬度６５°未満であると、ランフラット耐久性や耐ビード外れ性能が不十分となる。一方、ゴム硬度８２°を超えると、乗心地性能の向上を図ることができない。上記のゴム硬度の範囲内において、補強ゴム層９ａと補強ゴム層９ｂとはゴム硬度が異なっていてもよいが、ランフラット走行時には車両旋回時の車両外側に生じる横力がビード外れの原因となり易いことから、補強ゴム層９ａは補強ゴム層９ｂよりもゴム硬度が大きいことが好ましい。

但し、ランフラット走行状態において車両旋回時に車両外側に生じる横力が、ビード外れの原因となり易いことから、車両外側に配される補強ゴム層９ａは、車両内側に配される補強ゴム層９ｂより最大厚みが０．５ｍｍ以上大きいことが好ましく、０．８〜１．５ｍｍだけ大きいことがより好ましい。具体的には、例えば車両外側に配される補強ゴム層９ａの最大厚みが９．８〜１３．５ｍｍであり、車両内側に配される補強ゴム層９ｂの最大厚みが９〜１２ｍｍである。

補強ゴム層９ａ、９ｂは、本実施形態のような単一のゴム層からなるものに限られず、硬さ等の物性の異なる複数のゴム層から構成されるものでもよい。その場合、例えば、補強ゴム層９ａが２つのゴム層から構成される場合には、｛（ｈａ’×ｔａ’）＋（ｈａ”×ｔａ”）｝／（ｔａ’＋ｔａ”）の式より算出される値が、上記した補強ゴム層９ａのゴム硬度の範囲内であればよい。ここで、ｔａ’、ｈａ’は、補強ゴム層９ａを構成するゴム層の一方の最大厚み、ゴム硬度であり、ｔａ”、ｈａ”は、他方の最大厚み、ゴム硬度である。

図示した例では、両側の補強ゴム層９ａ、９ｂが単一のゴム層で形成され、サイドウォール部２に位置する２層のカーカス層５の内側に配されているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、補強ゴム層の少なくとも一方を２層のゴム層で形成して、カーカス層５を両層の間に介在させるようにしても構わない。

本実施形態では、補強層１６を環状膨出部１０の内周面に略沿って配設しており、これによって環状膨出部１０の内周側面１１を補強して摩滅を抑制することができる。補強層１６としては、スチールコードや、レーヨン、ナイロン、ポリエステル、アラミド等の有機繊維から構成されるチェーファが例示される。

本発明では、トレッド部４の下方に配されるベルト層７の、長手方向に対する曲げ剛性が、タイヤ周方向長さ２００ｍｍ×タイヤ幅方向長さ１００ｍｍ当たりの曲げ剛性として、０．９〜２．１×１０^６Ｎ・ｍ^２であり、好ましくは１．２〜２．０×１０^６Ｎ・ｍ^２である。この曲げ剛性は、製品タイヤからサンプリングして測定する場合、タイヤ周方向長さ２５０ｍｍ×タイヤ幅方向長さ１００ｍｍの寸法にベルト層を切り出し、これをサンプルとして島津製作所製オートグラフ試験機にて、３点曲げ試験を実施する。この際、支点間距離を２００ｍｍ、試験速度１ｍｍ／ｓｅｃとすることで、２００×１００ｍｍあたりの周方向の曲げ剛性を得る。計算方法はタイヤ工学（グランプリ出版）第５章による。

ベルト層７の長手方向に対する曲げ剛性が０．９×１０^６Ｎ・ｍ^２未満であると、コーナリング時にバックリングが極度に大きくなりすぎるため、ベルト折れや、ベルト折れに起因したビード外れの問題が生じる。また、２．１×１０^６Ｎ・ｍ^２を超えると、乗心地性能の向上が図れなくなる。

このようなベルト層７の構成材料としては、従来のランフラットタイヤより曲げ剛性の低い材料が使用され、スチール、アラミド、ＰＥＮ、ポリエステル等が使用される。これらの材料は、いずれもゴムとの接着性を高めるべく、通常、表面処理や接着処理等がなされている。曲げ剛性はコード種類の他、材料の太さ、打ち込み本数、傾斜角度などによって調整することができる。

ベルト層７は、例えば２層構造からなり、タイヤ赤道線に対して好ましくは１９〜２７°の角度でコードが対称に配置される。ベルト層７の外層にはベルト補強層を設けてもよいが、その場合には、ベルト補強層を除外した状態で曲げ剛性が測定される。ベルト補強層は、例えばタイヤ周方向に配置又はらせん状に巻回したコードが使用される。ベルト補強層の構成材料としては、ポリエステル、レーヨン、ナイロン、アラミド等の有機繊維、スチール等の金属繊維等が使用される。

［他の実施形態］
本発明は、上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、前述の実施形態では、カーカス層を２層で構成する例を示したが、これに代えてカーカス層を１層で構成してもよい。また、正常内圧時に、環状膨出部の内周側面がリムフランジの外周側湾曲面から離れているものでも構わない。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における評価項目は下記のようにして測定を行った。

（１）ベルト層の曲げ剛性
製品タイヤから、タイヤ周方向長さ２５０ｍｍ×タイヤ幅方向長さ１００ｍｍの寸法にベルト層を切り出し、これをサンプルとして島津製作所製オートグラフ試験機にて、３点曲げ試験を実施する。この際、支点間距離を２００ｍｍ、試験速度１ｍｍ／ｓｅｃとすることで、２００×１００ｍｍあたりの周方向の曲げ剛性を得る。計算方法はタイヤ工学（グランプリ出版）第５章による。

（２）乗心地性能
実車（国産３０００ｃｃクラスＦＲ車）による官能評価にて比較し、比較例１における乗心地を５ポイントとして指数で評価した。当該指数が大きいほど乗心地性能に優れていることを示す。

（３）耐ビード外れ性
テストタイヤを、実車（国産３０００ｃｃクラスＦＲ車）の左側前方に装着し、直進から半径２０ｍの円形コースを右回りに旋回する、いわゆるＪターン走行を行った。各テストタイヤは、内圧０ｋＰａのランフラット状態とし、ビード外れが発生したときの走行速度（横Ｇに比例）により耐ビード外れ性を評価した。走行速度は、２５ｋｍ／ｈからスタートし、５ｋｍ／ｈ増分する方式でビード外れが発生するまで走行を行った。比較例１を１００として指数評価し、数値が大きいほどビード外れが発生したときの走行速度が大きい、即ち耐ビード外れ性に優れていることを示す。

比較例１〜５
図１においてダブルビード構造を備えず、表１に示すようなベルト層の曲げ剛性、両側の補強ゴム層のゴム硬度（ＰＡＤ硬度）とし、更に、両側の補強ゴム層の最大厚みの差０ｍｍ、トレッドゴム硬度６８°で、サイズが２４５／４０Ｒ１８のテストタイヤを作製した。その評価結果を表１に併せて示す。

比較例６〜８、実施例１〜２
図１に示すタイヤ構造を有し、表１に示すようなベルト層の曲げ剛性、両側の補強ゴム層のゴム硬度（ＰＡＤ硬度）とし、更に、両側の補強ゴム層の最大厚みの差０ｍｍ、トレッドゴム硬度６８°で、サイズが２４５／４０Ｒ１８のテストタイヤを作製した。その評価結果を表１に併せて示す。

表１の結果が示すように、各実施例のランフラットタイヤでは、耐ビード外れ性能を維持しながら、乗心地性能の向上を図ることができる。これに対して、ダブルビード構造を採用しない比較例２〜５では、耐ビード外れ性能が顕著に悪化し、更にベルト層の曲げ剛性またはＰＡＤ硬度が高い比較例１〜３では、乗心地性能が悪化する。また、ダブルビード構造を採用した場合でも、ベルト層の曲げ剛性やＰＡＤ硬度を低下させないと、比較例６〜８のように乗心地性能が改善されない。

本発明のランフラットタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図

符号の説明

１ビード部
１ａ第１ビード
１ｂ第２ビード
２サイドウォール部
３ショルダ部
４トレッド部
７ベルト層
８リム
９ａ補強ゴム層（車両外側）
９ｂ補強ゴム層（車両内側）
１０環状膨出部
１１内周側面

Claims

環状の第１ビードを有する一対のビード部と、前記ビード部から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、前記サイドウォール部に配された補強ゴム層と、前記サイドウォール部の各々の外周側端同士にショルダ部を介して連なるトレッド部とを備えるランフラットタイヤにおいて、
前記ビード部のタイヤ幅方向外側に設けられ、規定リム装着時にリムフランジの外周側湾曲面に対向する内周側面を有する一対の環状膨出部と、前記環状膨出部の各々に配された環状の第２ビードとを備えると共に、
両側に配される前記補強ゴム層は何れもゴム硬度６５〜８２°であり、前記トレッド部の下方に配されるベルト層は長手方向に対する曲げ剛性が、タイヤ周方向長さ２００ｍｍ×タイヤ幅方向長さ１００ｍｍ当たりの曲げ剛性として、０．９〜２．１×１０^６Ｎ・ｍ^２であることを特徴とするランフラットタイヤ。