JP2023151567A - ランフラットタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、扁平率が大きいランフラットタイヤにおいて、乗り心地性能を大きく低下させることなく、ランフラット耐久性能を向上させることを目的とする。【解決手段】扁平率が７０～８５であるランフラットタイヤであって、比ＴＷ／Ｗは０．７５以上０．８４以下であり、トレッド部を構成するトレッドゴムは、発泡ゴム層を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、ランフラットタイヤに関する。

パンク等により内圧が低下した状態でも一定距離を安全に走行可能にするランフラットラジアルタイヤとして、タイヤサイド部をサイド補強ゴムで補強するサイド補強型のランフラットラジアルタイヤが知られている（例えば、特許文献１）。

また、近年、タイヤ断面高さが比較的高い（扁平率の大きい）ランフラットタイヤが求められている（例えば、特許文献２～４）。

特開２００９－１２６２６２号公報 特開２０１５－１４５１７７号公報 特開２０１５－２０２７６５号公報 特開２０１７－１９７１５２号公報

特に扁平率が７０～８５のランフラットタイヤでは、内圧が低下した際のタイヤの撓み量が大きくなる。それを補ってランフラット耐久性能を向上させるためにサイド補強ゴムを厚くすると、タイヤの縦バネ係数が高くなり、乗り心地性能が損なわれる。このように、扁平率の大きいランフラットタイヤにおいては、ランフラット耐久性能と乗り心地性能とを両立させることは困難であった。

そこで、本発明は、扁平率が大きいランフラットタイヤにおいて、乗り心地性能を大きく低下させることなく、ランフラット耐久性能を向上させることを目的とする。

本発明の要旨構成は、以下の通りである。
（１）トレッド部と、
前記トレッド部の両側に連なる一対のサイドウォール部と、
前記サイドウォール部の各々に連なる一対のビード部と、
前記サイドウォール部に設けられる断面三日月状のサイド補強ゴムと、
前記一対のビード部間をトロイダル状に跨る２枚以上のカーカスプライからなるカーカスと、
前記カーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に配置された、層間でベルトコードが互いに交差してなる、２層以上の傾斜ベルト層からなる、ベルトと、を備えた、ランフラットタイヤであって、
前記カーカスプライは、ラジアル配列の有機繊維コードをゴム被覆してなり、
前記ベルトコードは、スチールコードからなり、
前記ランフラットタイヤは、扁平率が７０～８５であり、
トレッド幅をＴＷとし、前記ランフラットタイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした基準状態におけるタイヤ最大幅をＷとするとき、前記基準状態において、比ＴＷ／Ｗは０．７５以上０．８４以下であり、
前記トレッド部を構成するトレッドゴムは、発泡ゴム層を有することを特徴とする、ランフラットタイヤ。
ここで、「トレッド幅」とは、ランフラット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状態の接地面のタイヤ幅方向外側端を接地端とするとき、前記基準状態における両接地端間のタイヤ幅方向の距離を意味する。

本明細書において、「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）のＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）のＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（Ｔｈｅ Ｔｉｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．）のＹＥＡＲ ＢＯＯＫ等に記載されているまたは将来的に記載される、適用サイズにおける標準リム（ＥＴＲＴＯのＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬではＭｅａｓｕｒｉｎｇ Ｒｉｍ、ＴＲＡのＹＥＡＲ ＢＯＯＫではＤｅｓｉｇｎ Ｒｉｍ）を指す（即ち、上記の「リム」には、現行サイズに加えて将来的に上記産業規格に含まれ得るサイズも含む。「将来的に記載されるサイズ」の例としては、ＥＴＲＴＯ ２０１３年度版において「ＦＵＴＵＲＥ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴＳ」として記載されているサイズを挙げることができる。）が、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、タイヤのビード幅に対応した幅のリムをいう。また、「規定内圧」とは、上記ＪＡＴＭＡ等に記載されている、適用サイズ・プライレーティングにおける単輪の最大負荷能力に対応する空気圧（最高空気圧）を指し、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、「規定内圧」は、タイヤを装着する車両毎に規定される最大負荷能力に対応する空気圧（最高空気圧）をいうものとする。また、「最大負荷荷重」は、上記の最大負荷能力に対応する荷重をいう。

（２）前記傾斜ベルト層のうちタイヤ幅の幅が最大である最大幅ベルト層の前記基準状態でのタイヤ幅方向の幅をＢＷとするとき、
比ＢＷ／ＴＷが０．９４以上１．００以下である、上記（１）に記載のランフラットタイヤ。

（３）有機繊維コードをゴム被覆してなる補強プライが、タイヤ周方向に螺旋状に巻回された状態の、１層以上のスパイラルベルト層をさらに備えた、上記（１）又は（２）に記載のランフラットタイヤ。

（４）前記スパイラルベルト層の端は、タイヤ幅方向において、前記傾斜ベルト層のうちタイヤ幅の幅が最大である最大幅ベルト層の端と、前記傾斜ベルト層のうちタイヤ幅の幅が最小である最小幅ベルト層の端との間に位置する、上記（３）に記載のランフラットタイヤ。

（５）前記比ＴＷ／Ｗは、０．８３以上０．８４以下である、上記（１）～（４）のいずれか１つに記載のランフラットタイヤ。

本発明によれば、扁平率が大きいランフラットタイヤにおいて、乗り心地性能を大きく低下させることなく、ランフラット耐久性能を向上させることができる。

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の一方の半部を示す、タイヤ幅方向部分断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に例示説明する。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の（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を示す、タイヤ幅方向部分断面図である。図１は、上記基準状態における、タイヤ幅方向断面を示している。なお、他方のタイヤ幅方向半部については、上記の一方のタイヤ幅方向半部と同様の構成をしている。

図１に示すように、このタイヤ１は、トレッド部２と、トレッド部２の両側に連なる一対のサイドウォール部３と、サイドウォール部３の各々に連なる一対のビード部４と、を備えている。

図示例では、トレッド部２を構成するトレッドゴムは、タイヤ径方向に２層の積層構造を有しており、ベースゴム層２ａのタイヤ径方向外側にキャップゴム層２ｂが配置されている。本例では、ベースゴム層２ａは、非発泡ゴム層であり、キャップゴム層２ｂは発泡ゴム層である。このように、本実施形態では、トレッド部２を構成するトレッドゴムは、発泡ゴム層を有する。図示例では、２層構造のうちキャップゴム層２ｂを発泡ゴム層としているが、ベースゴム２ａを発泡ゴム層としても良く、あるいは、トレッドゴムを１層のみの発泡ゴム層とすることもできる。

また、サイドウォール部３には、断面三日月状のサイド補強ゴム５が設けられている。パンク時等の内圧低下時（例えば０ｋＰａ）に、このサイド補強ゴム５がタイヤの荷重を肩代わり支持することにより、ランフラット走行が可能となる。

図示例では、各ビード部４には、ビードコア４ａが埋設されている。また、ビードコア４ａのタイヤ径方向外側には、断面略三角形状のビードフィラ４ｂが配置されている。

このタイヤ１は、一対のビード部４間をトロイダル状に跨る２枚以上のカーカスプライからなるカーカス６をさらに備えている。カーカスプライは、ラジアル配列の有機繊維コードをゴム被覆してなる。従って、このタイヤ１は、ランフラットラジアルタイヤである。カーカス６は、一対のビード部４間をトロイダル状に跨ってビードコア４ａまで延びるカーカス本体部と、該カーカス本体部からビードコア４ａ周りに折り返されてタイヤ径方向外側に延びるカーカス折り返し部とからなる。図示例では、２枚のカーカスプライのうち、ビードコアに近い方の１枚のカーカスプライの折り返し端は、ビードフィラのタイヤ径方向外側端よりもタイヤ径方向内側に位置する。一方で、２枚のカーカスプライのうち、ビードコアから遠い方の１枚のカーカスプライの折り返し端は、ビードフィラのタイヤ径方向外側端やタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向外側に位置する。各折り返し端の位置は、この例に限定されることなく、適宜変更することができる。

また、このタイヤ１は、カーカス６のクラウン部のタイヤ径方向外側に配置された、層間でベルトコードが互いに交差してなる、２層以上の（図示例では２層の）傾斜ベルト層７ａ、７ｂからなる、ベルト７をさらに備えている。ベルトコードは、スチールコードからなる。ベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は、特には限定されないが、例えば３０～７０°とすることができる。

さらに、このタイヤは、有機繊維コードをゴム被覆してなる補強プライが、タイヤ周方向に螺旋状に巻回された状態の、１層以上の（図示例では２層の）スパイラルベルト層８ａ、８ｂをさらに備えている。スパイラルベルト層８ａ、８ｂは、ベルト７のタイヤ径方向外側に配置されていることが、タイヤの径方向への成長を抑制する上で好ましい。

また、本例では、スパイラルベルト層８ａ、８ｂの端（タイヤ幅方向の端）は、タイヤ幅方向において、傾斜ベルト層のうちタイヤ幅の幅が最大である最大幅ベルト層（図示例ではベルト層７ａ）の端よりもタイヤ幅方向外側に位置している。一方で、スパイラルベルト層８ａ、８ｂの端（タイヤ幅方向の端）は、タイヤ幅方向において、傾斜ベルト層のうちタイヤ幅の幅が最大である最大幅ベルト層（図示例ではベルト層７ａ）の端と、傾斜ベルト層のうちタイヤ幅の幅が最小である最小幅ベルト層（図示例ではベルト層７ｂ）の端との間に位置することも好ましい。

ここで、ランフラットタイヤは、扁平率が７０～８５（より好ましくは８０～８５）である。タイヤ・リム組立体としては、内圧が３００ｋＰａ以上、さらに４５０ｋＰａ以上といった高内圧であることが好ましい。一例としては、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫの小型トラック用タイヤ最高空気圧区分において、ＬＶ（ライトバージョン）及びＳＶ（スタンダードバージョン）に区分されるカテゴリーの扁平率が７０～８５（より好ましくは８０～８５）のタイヤであることが好ましい（少なくともＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫの２０２１年版の上記タイヤを含み、さらに現行サイズに加えて将来的に上記産業規格に含まれ得るサイズも含む）。上述した乗り心地性能の低下の問題は、これらのような、通常時高内圧使用条件のタイヤにおいて特に顕著に生じるため、本開示による構成を特に好適に適用することができる。

ここで、トレッド幅をＴＷとし、上記基準状態におけるタイヤ最大幅（タイヤ幅方向の最大幅）をＷとするとき、本実施形態のタイヤ１では、上記基準状態において、比ＴＷ／Ｗは０．７５以上０．８４以下である（好ましくは、０．８３以上０．８４以下である）。

さらに、傾斜ベルト層のうちタイヤ幅の幅が最大である最大幅ベルト層（図示例ではベルト層７ａ）の上記基準状態でのタイヤ幅方向の幅をＢＷとするとき、比ＢＷ／ＴＷが０．９４以上１．００以下である。
以下、本実施形態のランフラットタイヤの作用効果について説明する。

上述したように、本実施形態のランフラットタイヤは、扁平率が７０～８５であるため、内圧が低下した際のタイヤの撓み量が大きくなる。内圧が低下した際のタイヤの撓みが大きくなる原因として、サイド補強ゴムが断面三日月形状であり内面に大きな曲率を有することで曲げモーメント大きくなることが挙げられる。これに対し、本実施形態のタイヤ１では、上記比ＴＷ／Ｗを０．７５以上とすることにより、タイヤ内面の曲率を大きくすることで曲げモーメントを低減し、ランフラット耐久性能を向上させることができる。一方、内面曲率を大きくしすぎると、サイドウォール部が撓むことによるクッション性が失われることから、上記比ＴＷ／Ｗを０．８４以下とすることにより、ランフラット耐久性能と乗り心地性能とを両立させることができる。すなわち、上記比ＴＷ／Ｗが０．７５未満又は０．８４超だと、曲げモーメントが適正値から外れることにより、ランフラット耐久性能と乗り心地性能との両立が困難となってしまう。
さらに、本実施形態では、トレッド部２を構成するトレッドゴムが発泡ゴム層を有するため、トレッドゴムの剛性を緩和して乗り心地性能の低下を抑制することができる。
このように、本実施形態のランフラットタイヤによれば、扁平率が大きいランフラットタイヤにおいて、乗り心地性能を大きく低下させることなく、ランフラット耐久性能を向上させることができる。
上記比ＴＷ／Ｗは０．８３以上０．８４以下であることが、ランフラット耐久性能をさらに向上させる上でより好ましい。また、内圧低下時のリム外れを抑制することもできる。なお、本実施形態のように、２層以上の傾斜ベルト層及び１層以上のスパイラルベルト層を有する構成とすることにより、内圧低下時のリム外れを有効に抑制することができる。

また、上記比ＢＷ／ＴＷは、０．９４以上１．００以下であることが好ましい。サイド補強ゴム５を有することにより、ベルト層間の端部の歪みが増大する傾向にあるが、上記比ＢＷ／ＴＷを０．９４以上１．００とすることにより、ベルト端の位置を路面からの力とサイド補強ゴムの復元力とが相殺される位置に近づけることで歪みを抑制し、ベルト耐久性を向上させることができる。

また、スパイラルベルト層の端は、タイヤ幅方向において、傾斜ベルト層のうちタイヤ幅の幅が最大である最大幅ベルト層の端と、傾斜ベルト層のうちタイヤ幅の幅が最小である最小幅ベルト層の端との間に位置することが好ましい。傾斜ベルト層の端部に生じる歪みを抑制して、傾斜ベルト層の耐久性を向上させることができるからである。
なお、ベルト層が３層以上ある場合には、例えば、スパイラルベルト層の端は、タイヤ幅方向において、傾斜ベルト層のうちタイヤ幅の幅が最大である最大幅ベルト層の端と、傾斜ベルト層のうちタイヤ幅の幅が２番目に大きいベルト層の端との間に位置させることができる。

ここで、発泡ゴム層は、（トレッドゴムが複数層の積層構造を有する場合）タイヤ径方向最外側の層であることが好ましい。発泡ゴム層の空隙により路面の凹凸に追従しやすく、乗り心地性能の低下をさらに抑制することができるからである。

ここで、サイド補強ゴムの厚さｔ１は、１０ｍｍ以上であることが好ましい。ランフラット耐久性能をより一層向上させ得るからである。なお、「厚さｔ１」は、上記基準状態におけるタイヤ幅方向断面において、カーカス３からタイヤ内面におろした垂線の方向での厚さを計測した際に最大厚さとなる位置における厚さをいうものとする。

上記最小幅ベルト層の端におけるタイヤの総ゲージｔ２が２３ｍｍ以下であることが好ましい。扁平率が７０～８５であり、サイド補強ゴムを有するランフラットタイヤでは、大きな荷重がかかるため、ベルト端部における発熱を抑制することが望ましい。最小幅ベルト層の端付近のゴムボリュームを小さくして発熱量を低減してベルト耐久性をさらに向上させ得るからである。なお、「総ゲージｔ２」は、上記基準状態におけるタイヤ幅方向断面において、上記最小幅ベルト層の端からカーカスにおろした垂線の延長線がタイヤ外表面及びタイヤ内面と交わる２点間の距離をいう。

また、タイヤ径方向最外側の補強層（ベルトのタイヤ径方向外側にベルト補強層を有する場合は、最外側のベルト補強層、ベルト補強層を有しない場合は、最外側のベルト層）からタイヤ外表面までのトレッド厚さｔ３は、１３ｍｍ以上であることが好ましい。乗り心地性能をさらに向上させ得るからである。なお、「厚さｔ３」は、タイヤ赤道面におけるタイヤ径方向の厚さをいう（タイヤ赤道面上に溝を有する場合は、当該溝がないと仮定した場合の仮想線を引いた際の厚さをいうものとする）。

また、タイヤ断面高さＳＨは、１１３～１６５ｍｍであることが好ましい。

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

（実施例１）
トレッド部と、サイドウォール部と、ビード部と、断面三日月状のサイド補強ゴムと、カーカスと、ベルトと、スパイラルベルト層と、トレッドゴムと、を備えた、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ （２０２１年版）に定める１９５／８０Ｒ１５ ＬＴにおける単輪使用のロードインデックス１０７のランフラットタイヤ（発明例１～３、比較例１）を試作した。
キャップゴム層とベースゴム層との２層構造のうち、キャップゴム層を発泡ゴム層とし、ベースゴム層を非発泡ゴム層とした。
カーカスプライは、有機繊維コードからなり、ベルトコードはスチールコードからなり、スパイラルベルト層には、有機繊維コードを用いた。比ＴＷ／Ｗ等の各タイヤの諸元は、表１に示している。
各タイヤをパンク状態とし、時速４０ｋｍ／ｈでランフラット走行させた際の走行距離を計測した。評価結果を表１に示している。

表１に示すように、比ＴＷ／Ｗが０．７５以上０．８４以下である発明例１～３（特に比ＴＷ／Ｗが０．８３以上０．８４以下である発明例１、２）は、比較例１と比べて、ランフラット耐久性能が向上したことがわかる。

（実施例２）
発明例１と同様の構成を有するタイヤにおいて、上記「総ゲージｔ２」を変化させたタイヤを作成した（発明例４～６）。そして、時速１００ｋｍにて３０分走行後のベルト端の温度を計測した。評価結果を以下の表２に示している。

表２に示すように、上記最小幅ベルト層の端におけるタイヤの総ゲージｔ２が２３ｍｍ以下である場合、ベルト端部の温度の上昇を抑制することができたことがわかる。

（実施例３）
発明例１と同様の構成で、トレッド厚さｔ３を１３．５ｍｍとしたものを発明例７として試作した。また、サイド補強ゴムを有しないスタッドレスタイヤでキャップゴム層に発泡ゴムを用いたタイヤ（比較例２）及びキャップゴム層（及びベースゴム層）に非発泡ゴム層を用いたタイヤ（比較例３）を試作した。そして、実施例１と同様のランフラット耐久性能の試験及び、乗り心地性能を示す指標として不正路での上下加速度を計測した。評価結果を以下の表３に示している。

表３に示すように、発明例７は、ランフラット耐久性能を大きく向上させている一方で、乗り心地性能がほとんど低下しなかったことがわかる。

（実施例４）
発明例１と同様の構成で、ＢＷ／ＴＷを変更したタイヤを試作し（発明例８－１１）、傾斜ベルト層の端部での、周方向－径方向がなす面の面歪みを、ＦＥＭでシミュレーションした。結果を表４に示している。

表４に示すように、比ＢＷ／ＴＷが０．９４以上１．００以下である場合には、大きな周方向－径方向面歪みが発生しなかったことがわかる。

１：ランフラットタイヤ（タイヤ）、 ２：トレッド部、 ２ａ：ベースゴム層、
２ｂ：キャップゴム層、 ３：サイドウォール部、 ４：ビード部、
４ａ：ビードコア、 ４ｂ：ビードフィラ、 ５：サイド補強ゴム、
６：カーカス、 ７：ベルト、 ７ａ、７ｂ：傾斜ベルト層、
８ａ、８ｂ：スパイラルベルト層、
ＣＬ：タイヤ赤道面、 ＴＷ：トレッド幅

Claims (5)

1. トレッド部と、
   前記トレッド部の両側に連なる一対のサイドウォール部と、
   前記サイドウォール部の各々に連なる一対のビード部と、
   前記サイドウォール部に設けられる断面三日月状のサイド補強ゴムと、
   前記一対のビード部間をトロイダル状に跨る２枚以上のカーカスプライからなるカーカスと、
   前記カーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に配置された、層間でベルトコードが互いに交差してなる、２層以上の傾斜ベルト層からなる、ベルトと、を備えた、ランフラットタイヤであって、
   前記カーカスプライは、ラジアル配列の有機繊維コードをゴム被覆してなり、
   前記ベルトコードは、スチールコードからなり、
   前記ランフラットタイヤは、扁平率が７０～８５であり、
   トレッド幅をＴＷとし、前記ランフラットタイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした基準状態におけるタイヤ最大幅をＷとするとき、前記基準状態において、比ＴＷ／Ｗは０．７５以上０．８４以下であり、
   前記トレッド部を構成するトレッドゴムは、発泡ゴム層を有することを特徴とする、ランフラットタイヤ。
2. 前記傾斜ベルト層のうちタイヤ幅の幅が最大である最大幅ベルト層の前記基準状態でのタイヤ幅方向の幅をＢＷとするとき、
   比ＢＷ／ＴＷが０．９４以上１．００以下である、請求項１に記載のランフラットタイヤ。
3. 有機繊維コードをゴム被覆してなる補強プライが、タイヤ周方向に螺旋状に巻回された状態の、１層以上のスパイラルベルト層をさらに備えた、請求項１又は２に記載のランフラットタイヤ。
4. 前記スパイラルベルト層の端は、タイヤ幅方向において、前記傾斜ベルト層のうちタイヤ幅の幅が最大である最大幅ベルト層の端と、前記傾斜ベルト層のうちタイヤ幅の幅が最小である最小幅ベルト層の端との間に位置する、請求項３に記載のランフラットタイヤ。
5. 前記比ＴＷ／Ｗは、０．８３以上０．８４以下である、請求項１～４のいずれか一項に記載のランフラットタイヤ。
   

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