JP2020138602A

JP2020138602A - ランフラットタイヤ

Info

Publication number: JP2020138602A
Application number: JP2019034105A
Authority: JP
Inventors: 崇之藏田; Takayuki Kurata
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2019-02-27
Filing date: 2019-02-27
Publication date: 2020-09-03
Also published as: EP3932694A4; US20220144017A1; CN113490609A; EP3932694A1; WO2020175627A1

Abstract

【課題】断面形状が三日月状のサイド補強ゴムと、タイヤ周方向に延びる周方向コードを樹脂材料によって被覆したカーカス補強ベルトとを備える場合において、バックリングの抑制と、カーカス補強ベルトの故障防止とを高い次元で両立し得るランフラットタイヤを提供する。【解決手段】ランフラットタイヤ１０は、路面に接するトレッド部２０と、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と、タイヤ骨格を形成するカーカス４０とを含む。ランフラットタイヤ１０は、タイヤサイド部にはサイド補強ゴム７０が設けられる。トレッド部２０のタイヤ径方向内側には、タイヤ周方向に沿って延びる周方向コード５１をゴム材料によって被覆したカーカス補強ベルト５０と、樹脂材料によって形成されたシート状の補強層８０とが層状に設けられる。【選択図】図２

Description

本発明は、周方向コードをゴム材料によって被覆したカーカス補強ベルトを備えるランフラットタイヤに関する。

従来、路面と接するトレッド部のタイヤ径方向内側に、タイヤ骨格を形成するカーカスを補強するカーカス補強ベルト（クラウン補強材と呼ばれている）備えたタイヤが知られている（特許文献１参照）。カーカス補強ベルトは、タイヤ周方向に延びる周方向コードをゴム材料によって被覆することによって形成される。

カーカス補強ベルトは、一般的な交錯ベルト層の代替として設けられるため、特許文献１に開示されているタイヤには、交錯ベルト層が設けられていない。

また、特許文献１に開示されているタイヤには、カーカス補強ベルトのタイヤ径方向外側に、樹脂材料によって形成されたシート状の補強層が設けられている。具体的には、当該補強層は、熱可塑性ポリマーフィルムによって形成されている。このような補強層によって、タイヤのコーナリング剛性に有利に働くとされている。

特開2016-193725号公報

ところで、上述したような周方向コードをゴム材料によって被覆したカーカス補強ベルトを備えるタイヤにおいて、ランフラット走行を実現しようとする場合、次のような問題があると考えられる。

具体的には、一般的な交錯ベルト層でなく、上述したようなカーカス補強ベルトと、樹脂材料によって形成されたシート状の補強層との組合せでは、ランフラット走行時におけるバックリングを十分に抑制することが難しいと考えられる。

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、トレッド部のタイヤ径方向内側に、タイヤ周方向に延びる周方向コードをゴム材料によって被覆したカーカス補強ベルトと、樹脂材料によって形成されたシート状の補強層を備える場合において、バックリングをより確実に抑止し得るランフラットタイヤの提供を目的とする。

本発明の一態様は、路面に接するトレッド部と、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、タイヤ骨格を形成するカーカスとを含むランフラットタイヤであって、前記タイヤサイド部にはサイド補強ゴムが設けられ、前記トレッド部のタイヤ径方向内側には、タイヤ周方向に沿って延びる周方向コードをゴム材料によって被覆したカーカス補強ベルトと、樹脂材料によって形成されたシート状の補強層とが層状に設けられる。

上述したランフラットタイヤによれば、トレッド部のタイヤ径方向内側に、タイヤ周方向に延びる周方向コードをゴム材料によって被覆したカーカス補強ベルトと、樹脂材料によって形成されたシート状の補強層を備える場合において、バックリングをより確実に抑止し得る。

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、ランフラットタイヤ10の一部分解平面図である。図４は、ランフラットタイヤ10Aの一部拡大断面図である。図５は、ランフラットタイヤ10Bの一部拡大断面図である。図６は、ランフラットタイヤ10Cの一部拡大断面図である。図７は、ランフラットタイヤ10D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。ランフラットタイヤ10は、タイヤ赤道線CLを基準として、概ね対称の形状を有する。

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）。また、類似した構成要素の区別を容易にするため、一部の構成要素において模式的な模様が図示されている。

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40、カーカス補強ベルト50、ビード部60、サイド補強ゴム70、補強層80及び幅方向トリート90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40は、ランフラットタイヤ10の骨格（タイヤ骨格）を形成する。カーカス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41（図１において不図示、図３参照）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41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41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。

カーカス補強ベルト50は、トレッド部20のタイヤ径方向内側に設けられる。カーカス補強ベルト50は、主にカーカス40を補強する目的で設けられる。本実施形態では、カーカス補強ベルト50は、従来の一般的な交錯ベルト層を代替するベルトである。このため、ランフラットタイヤ10には、交錯ベルト層は設けられていない。

カーカス補強ベルト50は、周方向コード51を有し、周方向コード51をゴム材料によって被覆したベルトである。

具体的には、周方向コード51は、タイヤ周方向に沿って延びる。なお、タイヤ周方向に沿って延びるとは、周方向コード51がタイヤ周方向と平行に配置された状態、及びタイヤ周方向に対して、±10度以内の角度を成すように傾いて配置された状態を含む。

周方向コード51は、スチールなどの金属コードによって形成されてもよいし、アラミドなどの有機繊維のコードによって形成されてもよい。

また、周方向コード51は、タイヤ幅方向において概ね一定の距離を隔てて複数配置されていてもよいし、タイヤ周方向に沿って螺旋状に巻き回された１本のコードでもよい。周方向コード51を被覆するゴム材料は、例えば、カーカス40に用いられるゴム材料、或いは一般的な交錯ベルト層に用いられるゴム材料と同一とすることができる。

さらに、カーカス補強ベルト50の形状は、１本または複数本の周方向コード51を被覆し、所定幅に裁断されたスパイラル状のベルトでもよいし、タイヤ周方向に対して傾斜して配置される複数の短冊状のベルトでもよい。或いは、カーカス補強ベルト50の形状は、トレッド部20の一方のショルダー部分から他方のショルダー部分に亘って設けられる円環状のベルトでもよい。

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、タイヤ周方向に沿って円環状である。

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。

補強層80は、カーカス補強ベルト50のタイヤ径方向外側に設けられる。補強層80は、樹脂材料によって形成されており、シート状である。

補強層80は、例えば、熱可塑性ポリマーによって形成し得る。具体的には、２つ以上の方向に延伸され、または配向された熱可塑性ポリマーフィルム（多軸延伸フィルム）を用い得る。熱可塑性ポリマーフィルムは、引張り方向に関わらず、少なくとも500MPaを引張弾性率を有し、2,000MPaを超える引張弾性率を有することが好ましい。

なお、補強層80は、必ずしも熱可塑性ポリマーによって形成されていなくてもよく、架橋構造を有する熱硬化性ポリマーによって形成されてもよい。

幅方向トリート90は、カーカス補強ベルト50のタイヤ径方向内側に設けられる。幅方向トリート90は、タイヤ幅方向において所定幅を有する。幅方向トリート90は、タイヤ幅方向に延びる幅方向コード91（図１において不図示、図３参照）をゴム材料によって被覆したゴムのトリートである。

幅方向トリート90は、カーカス40の形成に用いるゴム、或いはビードフィラー62（図１において不図示、図２参照）の形成に用いるゴムと同種のゴムによって形成し得る。

ランフラットタイヤ10では、トレッド部20のタイヤ径方向内側において、カーカス補強ベルト50、補強層80及び幅方向トリート90が層状に設けられる。

（２）トレッド部のタイヤ径方向内側の詳細構成
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一部拡大断面図である。図３は、ランフラットタイヤ10の一部分解平面図である。

図２及び図３に示すように、ビード部60は、ビードコア61と、ビードフィラー62とを有する。本構成例では、ビードコア61は、一般的な構成であり、スチールなどで形成された複数の金属コードが撚られることによって形成される。

ビードフィラー62は、ビードコア61を介して折り返されたカーカス40間の空隙に充填される補強部材であり、他の部分よりも硬質なゴム部材を用いて形成される。

なお、ビード部60は、金属コードを樹脂材料によって被覆したビードコア、及び樹脂材料を用いて形成されたビードコアによって構成されてもよい。

また、ランフラットタイヤ10では、タイヤ径方向外側から、補強層80、カーカス補強ベルト50及び幅方向トリート90の順に重ねられる。

補強層80は、カーカス補強ベルト50と接している。また、幅方向トリート90もカーカス補強ベルト50と接している。これにより、補強層80、カーカス補強ベルト50及び幅方向トリート90の三層構造が形成される。

なお、カーカス補強ベルト50は、カーカス40と接してもよいし、カーカス40と接しなくてもよい。また、カーカス補強ベルト50と補強層80との間、カーカス補強ベルト50と幅方向トリート90との間には、トレッド部20またはタイヤサイド部30を形成するゴムなどが、実質的に一部介在していても構わない。

補強層80は、特にコードは有しておらず、タイヤ周方向に沿って円環状のシートである。一方、幅方向トリート90は、タイヤ幅方向に延びる幅方向コード91を有する。

なお、タイヤ幅方向に延びるとは、実質的にタイヤ幅方向に沿っていればよく、幅方向コード91がタイヤ周方向に沿っていない程度であればよい。具体的には、幅方向コード91とタイヤ幅方向とが成す角度は、0度以上、60度以下であることが好ましい。

幅方向コード91としては、スチールなどの金属材料、或いはケブラー、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（PET）などの有機繊維を用いて形成し得る。

（３）変更例
次に、ランフラットタイヤ10の変更例について説明する。以下、ランフラットタイヤ10と異なる部分について主に説明する。

（３．１）変更例１
図４は、ランフラットタイヤ10Aの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10Aは、ランフラットタイヤ10と同様に、カーカス補強ベルト50、補強層80及び幅方向トリート90を備える。

ランフラットタイヤ10Aでは、タイヤ径方向外側から、カーカス補強ベルト50、補強層80及び幅方向トリート90の順に重ねられる。

（３．２）変更例２
図５は、ランフラットタイヤ10Bの一部拡大断面図である。図５に示すように、ランフラットタイヤ10Bも、ランフラットタイヤ10と同様に、カーカス補強ベルト50、補強層80及び幅方向トリート90を備える。

ランフラットタイヤ10Bでは、タイヤ径方向外側から、幅方向トリート90、カーカス補強ベルト50及び補強層80の順に重ねられる。

（３．３）変更例３
図６は、ランフラットタイヤ10Cの一部拡大断面図である。図６に示すように、ランフラットタイヤ10Cも、ランフラットタイヤ10と同様に、カーカス補強ベルト50、補強層80及び幅方向トリート90を備える。

ランフラットタイヤ10Cでは、タイヤ径方向外側から、幅方向トリート90、補強層80及びカーカス補強ベルト50の順に重ねられる。

（４）作用・効果
次に、上述したランフラットタイヤ10, 10A〜10Cの作用及び効果について説明する。ランフラットタイヤ10, 10A〜10Cでは、タイヤサイド部30にサイド補強ゴム70が設けられるとともに、トレッド部20のタイヤ径方向内側において、カーカス補強ベルト50、補強層80及び幅方向トリート90が層状に設けられる。

このため、一般的な交錯ベルト層ではなく、周方向コード51をゴム材料によって被覆したカーカス補強ベルト50と、樹脂材料によって形成されたシート状の補強層80とを備える場合でも、サイド補強ゴム70によってランフラット走行時におけるバックリングを効果的に抑制し得る。

また、ランフラットタイヤ10, 10A〜10Cでは、カーカス補強ベルト50、補強層80及び幅方向トリート90が層状に設けられるため、路面の尖った突起などを乗り越えることによるカーカス補強ベルト50の故障をより確実に防止し得る。

具体的には、周方向コード51を樹脂材料によって被覆したカーカス補強ベルト50が、補強層80及び幅方向トリート90によって保護及び補強されるため、ランフラット走行時におけるカーカス補強ベルト50の曲げ変形、及び当該曲げ変形に起因する故障を抑制し得る。

すなわち、ランフラットタイヤ10, 10A〜10Cによれば、バックリングの抑制と、カーカス補強ベルト50の故障防止とを高い次元で両立し得る。

特に、ランフラットタイヤ10及びランフラットタイヤ10Bのように、カーカス補強ベルト50を補強層80及び幅方向トリート90によってサンドイッチする構造の場合、補強層80及び幅方向トリート90は、カーカス補強ベルト50の補強材として機能するが、タイヤ径方向における補強層80と幅方向トリート90との距離を確保することができるため、カーカス補強ベルト50、補強層80及び幅方向トリート90を一体して捉えた場合における面内（タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面）剛性を高め得る。

これにより、路面の尖った突起などを乗り越えることによるカーカス補強ベルト50の故障に対する耐久性が大きく向上するとともに、ランフラット走行可能距離も長くなる。

なお、幅方向トリート90に含まれる幅方向コード91は、ケブラーなどよりもスチールとした方がカーカス補強ベルト50の故障に対する耐久性は高くなる。また、幅方向コード91がタイヤ幅方向と成す角度が60度に近づくに連れて、コーナリングフォースが立ち上がり易くなり、コーナリングパワーが増大する。

また、ランフラットタイヤ10Aのように、タイヤ径方向外側から、カーカス補強ベルト50、補強層80及び幅方向トリート90の順に重ねた場合も、カーカス補強ベルト50の故障に対する耐久性が大きく向上する。

なお、ランフラットタイヤ10Cは、ランフラットタイヤ10及びランフラットタイヤ10Bと比較すると、カーカス補強ベルト50の故障に対する耐久性、及びランフラット走行可能距離について中間的な性能（但し、幅方向コード91の角度や材質による）を発揮する。

（５）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などに設けられていた幅方向トリート90は、必ずしも設けられていなくても構わない。

図７は、その他の実施形態に係るランフラットタイヤ10Dの一部拡大断面図である。図７に示すように、ランフラットタイヤ10Dは、ランフラットタイヤ10などと比較すると補強層80は設けられているが、幅方向トリート90は設けられていない。

つまり、ランフラットタイヤ10Dでは、タイヤサイド部30にサイド補強ゴム70が設けられるとともに、トレッド部20のタイヤ径方向内側に、カーカス補強ベルト50と補強層80とが層状に設けられる。

ランフラットタイヤ10Dによれば、サイド補強ゴム70が設けられているため、周方向コード51をゴム材料によって被覆したカーカス補強ベルト50と、樹脂材料によって形成されたシート状の補強層80を備える場合でも、バックリングをより確実に抑止し得る。

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〜10D 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
41 カーカスコード
50 カーカス補強ベルト
51 周方向コード
60 ビード部
61 ビードコア
62 ビードフィラー
70 サイド補強ゴム
80 補強層
90 幅方向トリート
91 幅方向コード
100 リムホイール
110 フランジ部分

Claims

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、
タイヤ骨格を形成するカーカスと
を含むランフラットタイヤであって、
前記タイヤサイド部には、サイド補強ゴムが設けられ、
前記トレッド部のタイヤ径方向内側には、
タイヤ周方向に沿って延びる周方向コードをゴム材料によって被覆したカーカス補強ベルトと、
樹脂材料によって形成されたシート状の補強層と
が層状に設けられるランフラットタイヤ。
前記トレッド部のタイヤ径方向内側には、タイヤ幅方向に延びる幅方向コードをゴム材料によって被覆した幅方向トリートがさらに設けられる請求項１に記載のランフラットタイヤ。
タイヤ径方向外側から、前記補強層、前記カーカス補強ベルト及び前記幅方向トリートの順に重ねられる請求項２に記載のランフラットタイヤ。
タイヤ径方向外側から、前記幅方向トリート、前記カーカス補強ベルト及び前記補強層の順に重ねられる請求項２に記載のランフラットタイヤ。
タイヤ径方向外側から、前記幅方向トリート、前記補強層及び前記カーカス補強ベルトの順に重ねられる請求項２に記載のランフラットタイヤ。
タイヤ径方向外側から、前記カーカス補強ベルト、前記補強層及び前記幅方向トリートの順に重ねられる請求項２に記載のランフラットタイヤ。
前記幅方向コードとタイヤ幅方向とが成す角度は、0度以上、60度以下である請求項２乃至６の何れか一項に記載のランフラットタイヤ。