JP2014162377A

JP2014162377A - ランフラットタイヤ

Info

Publication number: JP2014162377A
Application number: JP2013035795A
Authority: JP
Inventors: Keita Yumii; 慶太弓井
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2014-09-08

Abstract

【課題】ランフラット走行時の耐久性を犠牲にすることなく、乗り心地性を確保し、車両入力を低減するランフラットタイヤを提供する。
【解決手段】カーカス２のタイヤ径方向外側に、１層以上の傾斜ベルト３と、トレッド４とを順に有し、カーカスのタイヤ幅方向内側に断面三日月状の補強ゴム層５を備えたランフラットタイヤであって、適用リムに装着し、規定内圧を充填し、最大負荷荷重の１３０％を負荷した状態での接地端Ｅ１３０よりタイヤ幅方向内側で、傾斜ベルトの端部よりタイヤ幅方向外側の領域に、剛性低減部を形成し、無負荷とした状態のタイヤ幅方向断面において、トレッド表面のタイヤ幅方向最外側の点Ｐを通る、トレッドの表面の接線Ｌ１と、剛性低減部よりタイヤ幅方向外側にあるトレッドの表面のタイヤ幅方向最内側の点Ｑを通る、トレッドの表面の接線Ｌ２とがなす交角は、１８０°未満であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ランフラットタイヤに関するものである。

従来、パンク等によってタイヤ内圧が低下した際にもある程度の距離の走行が可能なタイヤとして、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ゴム層を配設したサイド補強型のランフラットタイヤが知られている（例えば、特許文献１参照）。上記のようなランフラットタイヤは、正常時にはタイヤ荷重をタイヤ内圧で支持し、一方で、ランフラット走行時（パンク走行時）にはタイヤ荷重をサイド補強ゴム層で肩代わり支持するものである。

ここで、ランフラットタイヤの走行距離は、ランフラットタイヤの耐久性に依存するため、該耐久性を向上することが望まれている。

これに対して、特許文献２では、本発明者らにより、最大負荷荷重の７５％の荷重を負荷したゼロ内圧状態と、最大負荷荷重の７５％の荷重を負荷した通常内圧状態とのそれぞれの状態での、分割したタイヤ要素に発生する応力を解析するシミュレーションが行われた結果、通常内圧走行時の接地端からベルト端までの幅方向領域にて、ゼロ内圧時より通常内圧時の応力が大きいことを見出され、当該幅方向領域に剛性低減部を設けることにより、ランフラット走行時での耐久性を確保しつつも通常走行時の乗り心地性を向上させる技術が提案されている。

特許第４１０４８２５号公報特開２０１０−２７４８５７号公報

しかしながら、路面から車両への入力という別の性能に着目すると、該入力は正規荷重の７５％より高い荷重域における縦バネ係数に強く依存するため、特許文献２に記載の技術には、路面からの入力の低減に関してさらに性能を向上させる余地があった。

本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、その目的は、ランフラット走行時の耐久性を犠牲にすることなく、乗り心地性を確保し、車両入力を低減することのできるランフラットタイヤを提供することにある。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた。本発明者は、路面からの入力を最大負荷荷重の１３０％の荷重を負荷した際の縦バネ係数で見積もったところ、当該縦バネ係数は、上記幅方向領域より幅方向外側、すなわち、ベルト端より幅方向外側の領域に位置するトレッド部の寄与が大きいことを知見し、当該領域に剛性低減部を設けることで路面からの入力を低減させることができることを見出した。その一方で、本発明者は、当該領域はランフラット走行時の接地領域でもあるため、剛性低減部を設けるだけではランフラット耐久性が低下してしまうおそれがあるという新たな問題点をも見出し、これに対しては、当該剛性低減部より幅方向外側のトレッド輪郭線の角度を適切化することがランフラット耐久性を確保する上で有効であるという新規知見も得た。

本発明は、上記の知見に基づくものであり、その要旨構成は、以下の通りである。本発明のランフラットタイヤは、一対のビード部間にトロイダル状に跨るカーカスのタイヤ径方向外側に、１層以上のタイヤ周方向に対して傾斜した傾斜ベルト層からなる傾斜ベルトと、トレッドとを順に有し、前記カーカスのタイヤ幅方向内側に断面三日月状の補強ゴム層を備え、前記タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした状態における、前記タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、最大負荷荷重の１３０％を負荷した状態での接地端Ｅ１３０よりタイヤ幅方向内側、且つ、前記傾斜ベルトの端部よりタイヤ幅方向外側のタイヤ幅方向領域に、タイヤの剛性を低減させる剛性低減部を形成し、前記タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした状態のタイヤ幅方向断面において、前記剛性低減部よりタイヤ幅方向内側にある前記トレッドの表面のタイヤ幅方向最外側の点Ｐを通る、前記剛性低減部よりタイヤ幅方向内側の前記トレッドの表面の接線Ｌ１と、前記剛性低減部よりタイヤ幅方向外側にある前記トレッドの表面のタイヤ幅方向最内側の点Ｑを通る、前記剛性低減部よりタイヤ幅方向外側の前記トレッドの表面の接線Ｌ２とがなす交角は、１８０°未満であることを特徴とする。

剛性低減部を上記の幅方向位置に設けることにより、通常走行時の乗り心地性を確保しつつも、路面から車両への入力を低減することができる。さらに、上記接線Ｌ１と上記接線Ｌ２とのなす交角を上記の範囲とすることにより、ランフラット走行時のタイヤの耐久性を確保することができる。

ここで、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）ＹＥＡＲＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（ＥｕｒｏｐｅａｎＴｙｒｅａｎｄＲｉｍＴｅｃｈｎｉｃａｌＯｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）ＳＴＡＮＤＡＲＤＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（ＴＨＥＴＩＲＥａｎｄＲＩＭＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮＩＮＣ．）ＹＥＡＲＢＯＯＫ等に規定されたリムをいうものとする。また、「規定内圧」とは、上記のＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫ（日本自動車タイヤ協会規格）等に定められたラジアルプライタイヤのサイズに対応する適用リム及び空気圧−負荷能力対応表に基づくものである。さらに、「最大負荷荷重」とは、上記所定の産業規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）のことである。また、「接地端」とは、接地面のタイヤ幅方向両端を意味する。さらに、「タイヤの剛性」とは、上記最大負荷荷重の１３０％を負荷した状態でのタイヤの縦剛性をいう。また、「傾斜ベルトの端部」とは、１層以上の傾斜ベルト層のうち最もベルト層端部がタイヤ幅方向外側にある、最大幅傾斜ベルト層の端部をいうものとする。なお、「剛性低減部」を形成する幅方向位置については、「剛性低減部」のタイヤ幅方向最内側部分が、最大負荷荷重の１３０％を負荷した状態での接地端よりタイヤ幅方向内側、且つ、前記状態における前記ベルトの端部よりタイヤ幅方向外側のタイヤ幅方向領域にあるように形成することを意味する。また、本発明にあっては、前記剛性低減部は、前記トレッドの表面に開口する凹部であることが好ましい。これにより、効果的かつ簡易な方法でタイヤの剛性を低減させることができるからである。

さらに、本発明では、前記接線Ｌ１と、前記凹部により区画されるタイヤ幅方向外側の側壁とが交差することが好ましい。これにより、ランフラット走行時の耐久性を確保する効果を高めることができるからである。

本発明によれば、ランフラット走行時の耐久性を犠牲にすることなく、乗り心地性を確保し、車両入力を低減することのできるランフラットタイヤを提供することができる。

本発明の一実施形態にかかるランフラットタイヤのタイヤ幅方向断面図である。本発明の一実施形態にかかるランフラットタイヤのタイヤ幅方向部分断面図である。（ａ）（ｂ）ランフラット走行時での作用効果について説明するための図である。（ａ）〜（ｃ）剛性低減部（凹部）の例を示す図である。（ａ）（ｂ）剛性低減部の他の例を示す図である。剛性低減部が傾斜溝である例を示す図である。剛性低減部が傾斜溝である例を示す図である。剛性低減部が傾斜溝である例を示す図である。発明例及び比較例のトレッド踏面の半部を示す展開図である。従来例のトレッド踏面の半部を示す展開図である。（ａ）（ｂ）接線Ｌ１と接線Ｌ２との交角について説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して例示説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかるランフラットタイヤ（以下、タイヤとも称する）のタイヤ幅方向断面図である。ここで、図１は、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を負荷し、無負荷状態でのタイヤの断面を示している。また、図１は、タイヤ赤道面ＣＬを境界とする一方の半部のみを示しているが、他方の半部については、一方の半部と同様の構造であるため、図示及びその説明を省略する。図１に示すように、本実施形態のタイヤは、一対のビード部１にトロイダル状に跨るカーカス２のタイヤ径方向外側に、タイヤ周方向に対して傾斜した複数のベルト層からなる傾斜ベルト３とトレッド４とを順に有している。図示例では、ビード部１には、ビードコア１ａが埋設されており、カーカス２はビードコア１ａにトロイダル状に跨って延びている。また、図示例では、傾斜ベルト３は、３層の傾斜ベルト層３ａ〜３ｃからなる。そして、本実施形態のタイヤは、図１に示すようにカーカス２のタイヤ幅方向内側に断面三日月状の補強ゴム層５を備えている。図示例では、補強ゴム層５は、カーカス２のタイヤ幅方向内側、且つ、タイヤ内面６のタイヤ幅方向外側に位置している。

ここで、図１に示すように、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、最大負荷荷重の７５％の荷重を負荷した際の接地端をＥ７５とし、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、最大負荷荷重の１３０％の荷重を負荷した際の接地端をＥ１３０とする。また、本実施形態のタイヤでは、図１に示すように、傾斜ベルト端３ｅは、接地端Ｅ７５よりタイヤ幅方向外側、且つ、接地端Ｅ１３０よりタイヤ幅方向内側のタイヤ幅方向領域に位置している。そして、本実施形態のタイヤは、上記接地端Ｅ１３０よりタイヤ幅方向内側、且つ、上記傾斜ベルト端３ｅよりタイヤ幅方向外側のタイヤ幅方向領域に、タイヤの剛性を低減させる剛性低減部として、トレッド表面４ａに開口する凹部７を形成している。なお、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を負荷し、最大負荷荷重を負荷した際の接地面のタイヤ幅方向最大幅をトレッド幅ＴＷとするとき、１層以上のベルト層のうち最大幅のベルト層のタイヤ幅方向の幅Ｗは、トレッド幅ＴＷの１００〜１２０％であることが好ましい。

図２は、本実施形態にかかるタイヤのタイヤ幅方向部分断面図である。図２は、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を負荷し、無負荷とした際のタイヤの断面を示している。また、図２は、タイヤ赤道面ＣＬを境界とする一方の半部のみを示しているが、他方の半部については、一方の半部と同様であるため、図示及びその説明を省略する。図２に示すように、剛性低減部（凹部７）よりタイヤ幅方向内側のトレッド表面４ａのタイヤ幅方向最外側の点を点Ｐとし、剛性低減部（凹部７）よりタイヤ幅方向外側のトレッド表面４ｂのタイヤ幅方向最内側の点を点Ｑとする。そして、点Ｐを通るトレッド表面４ａの接線Ｌ１と、点Ｑを通るトレッド表面４ｂの接線Ｌ２とがなす交角をθとする。ここで、「交角θ」は、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、接線Ｌ１を幅方向内側向きの接線ベクトルとし、接線Ｌ２を幅方向外側向きの接線ベクトルとし、接線Ｌ１と接線Ｌ２との交点を原点Ｏとしたときの、２つの接線ベクトルのなす角を意味する。なお、図１１（ａ）は、交角θが１８０°未満である場合を示し、一方で、図１１（ｂ）は交角θが１８０°以上である場合を示している。このとき、本実施形態のタイヤでは、接線Ｌ１と接線Ｌ２との交角は、図２、図１１（ａ）に示すように、１８０°未満である。

本実施形態のタイヤによれば、まず、接地端Ｅ１３０より幅方向内側、且つ、傾斜ベルト端３ｅより幅方向外側の幅方向領域に凹部を設けているため、当該領域でのタイヤの剛性を低減させることができる。このため、高荷重時の応力の発生の大きい箇所でのタイヤ剛性を低減することができるため、路面からの入力を有効に低減させることができる。また、剛性低減部を設ける幅方向位置は、傾斜ベルト端３ｅより幅方向外側であり、通常走行時の接地域より幅方向外側であるため、乗り心地性も確保することができる。さらに、上記接線Ｌ１と接線Ｌ２との交角θを１８０°未満とすることにより、ランフラット走行時の撓み量を低減してランフラット耐久性を確保することもできる。すなわち、図３（ａ）に模式的に示すように、接線Ｌ１と接線Ｌ２とのなす交角が１８０°以上である場合には、通常内圧時（上図）におけるタイヤ断面高さＨ１に対して、ランフラット走行時（下図）のタイヤ高さ（接地面からビードトゥまでのタイヤ径方向距離）ｈ１が小さくなる割合が大きく、ランフラット走行時での撓み量が相対的に大きくなる。一方で、図３（ｂ）に模式的に示すように、接線Ｌ１と接線Ｌ２とのなす交角が１８０°未満である場合には、ランフラット走行時での撓み量が相対的に小さくなる。すなわち、通常内圧時（上図）におけるタイヤ断面高さＨ２に対して、ランフラット走行時（下図）のタイヤ高さｈ２が小さくなる割合が、図３（ａ）に示す場合と比較して相対的に小さくなる。以上のように、本実施形態のタイヤによれば、ランフラット走行時の耐久性を犠牲にすることなく、乗り心地性を確保し、車両入力を低減することができる。

ここで、本発明においては、図１に示すように、剛性低減部７はトレッド表面４ａに開口する凹部とすることが好ましい。効果的、且つ、簡易な方法で上記タイヤの剛性を低減させることができるからである。なお、凹部は、例えば、図４（ａ）に示すようなトレッド周方向に連続的延びる周方向溝とすることが好ましい。効果的にタイヤの剛性を低下させることができるからである。あるいは、凹部は、図４（ｂ）に示すようなトレッド周方向に断続的に延在する穴部とすることができる。また、周方向溝を、図４（ｃ）に示すように、他の溝８と交差しないように不連続に形成することが好ましい。この場合、周方向溝７が他の溝８と交差することにより生じる偏摩耗を防止することができる。また、周方向溝は、直状の他、ジグザグ状や波状とすることもできる。また、凹部の形状は、様々なものとすることができ、図１に示すような、断面矩形状の他、例えば断面半球状、断面三角形状などの形状とすることができる。さらに、剛性低減部の他の例としては、図５（ａ）に示すように、例えばタイヤ周方向に延在する、他の幅方向領域と比較して相対的に剛性の低いトレッドゴムからなる、低剛性ゴム周方向帯９とすることができる。また、図５（ｂ）に示すように、低剛性ゴム周方向帯９を複数列（図示例では２列）並べることもできる。

また、図６〜図８は、本発明の他の実施形態にかかるタイヤのトレッド踏面を示す展開図である。なお、図６〜図８は、タイヤ赤道面ＣＬを境界とするタイヤ幅方向の一方の半部のみを示しており、他方の半部については、タイヤ赤道面ＣＬを境界とする対称パターンであるため、説明を省略する。図６〜図８に示すように、本発明にあっては、剛性低減部は、周方向溝の代わりに傾斜溝１０とすることもできる。傾斜溝１０は、図６に示すように、他の溝に連通していても良いし、図７に示すように、陸部内に留まっていても良い。さらに、図８に示すように、１つの陸部内に複数の傾斜溝を設けても良い。

さらに、本発明では、図２に示すように、接線Ｌ１と、凹部７により区画されるタイヤ幅方向外側の側壁１１とが交差することが好ましい。これにより、上述したランフラット走行時における撓み量をさらに低減させて、より一層ランフラット耐久性を確保することができるからである。

ここで、本発明では、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした状態のタイヤ幅方向断面において、補強ゴム層５のタイヤ径方向外側、且つ、タイヤ幅方向内側の端部５ａのタイヤ幅方向位置は、傾斜ベルト端３ｅよりタイヤ幅方向内側、且つ、Ｅ７５よりタイヤ幅方向外側であることが好ましい。ランフラット耐久性を損なう事なく、通常使用時の縦剛性を抑えられるため乗り心地が向上するからである。

本発明の効果を確かめるため、発明例１、２、及び比較例１〜３にかかるタイヤを試作し、従来例にかかるタイヤを用意した。発明例１、２、および比較例１〜３にかかるタイヤは、図９に示すトレッドパターンを有し、従来例にかかるタイヤは、図１０に示すトレッドパターンを有している。各タイヤの諸元は、表１に示している。

タイヤサイズ２２５／４５Ｒ１７の上記各タイヤに対し、タイヤ性能を評価するための以下の試験を行った。
＜ランフラット耐久性＞
ランフラット走行時の撓み量を求めた。ここで、撓み量は、上記各タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、最大負荷荷重を負荷した際のタイヤ最大径とリム径との差の半分の値Ｈと、この状態から内圧を０ｋＰａとした際のタイヤ最大径とリム径との差の半分の値ｈとの差を測定することにより行った。
従来例にかかるタイヤの評価結果を１００とした指数で示し、数値が大きい方がランフラット耐久性に優れていることを示す。
＜乗り心地性＞
上記各タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、最大負荷荷重の７５％を負荷したときの縦バネ係数を測定することにより評価した。従来例にかかるタイヤの評価結果を１００とした指数で示し、数値が小さい方が縦バネ係数が小さく、乗り心地性に優れていることを示す。
＜車両入力＞
上記各タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、最大負荷荷重の１３０％を負荷したときの縦バネ係数を測定することにより評価した。従来例にかかるタイヤの評価結果を１００とした指数で示し、数値が小さい方が車両入力が小さく、優れていることを示す。
これらの評価結果を表１に示す。

表１に示すように、発明例１、２にかかるタイヤは、いずれも従来例にかかるタイヤと比較して、ランフラット耐久性及び乗り心地性が同等以上であり、かつ車両入力が低減されていることがわかる。また、発明例１と発明例２との比較により、接線Ｌ１と、側壁１１とが交差する発明例１にかかるタイヤは、発明例２にかかるタイヤよりランフラット耐久性に優れていることがわかる。

１ビード部、１ａビードコア、２カーカス、３ベルト、３ａ〜３ｃベルト層
４トレッド、４ａ、４ｂトレッド表面、５補強ゴム層、５ａ補強ゴム層の幅方向内側端、６タイヤ内面、７凹部、８溝、９低剛性ゴム周方向帯、１０周方向溝、１１外側側壁、ＣＬタイヤ赤道面

Claims

一対のビード部間にトロイダル状に跨るカーカスのタイヤ径方向外側に、１層以上のタイヤ周方向に対して傾斜した傾斜ベルト層からなる傾斜ベルトと、トレッドとを順に有し、前記カーカスのタイヤ幅方向内側に断面三日月状の補強ゴム層を備えたランフラットタイヤであって、
前記タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした状態における、前記タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、最大負荷荷重の１３０％を負荷した状態での接地端Ｅ１３０よりタイヤ幅方向内側、且つ、前記傾斜ベルトの端部よりタイヤ幅方向外側のタイヤ幅方向領域に、タイヤの剛性を低減させる剛性低減部を形成し、
前記タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした状態のタイヤ幅方向断面において、前記剛性低減部よりタイヤ幅方向内側にある前記トレッドの表面のタイヤ幅方向最外側の点Ｐを通る、前記剛性低減部よりタイヤ幅方向内側の前記トレッドの表面の接線Ｌ１と、前記剛性低減部よりタイヤ幅方向外側にある前記トレッドの表面のタイヤ幅方向最内側の点Ｑを通る、前記剛性低減部よりタイヤ幅方向外側の前記トレッドの表面の接線Ｌ２とがなす交角は、１８０°未満であることを特徴とする、ランフラットタイヤ。
前記剛性低減部は、前記トレッドの表面に開口する凹部である、請求項１に記載のランフラットタイヤ。
前記タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした状態でのタイヤ幅方向断面において、前記接線Ｌ１と、前記凹部により区画されるタイヤ幅方向外側の側壁とが交差する、請求項２に記載のランフラットタイヤ。