JP4456338B2 - ランフラットタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ランフラット時のトレッドリフトを抑制し、耐久性及び操縦安定性を向上しうるランフラットタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
パンク等によりタイヤ内の空気が抜けた場合でも、比較的長距離を走行しうるランフラットタイヤとして、図３（Ａ）に例示する如く、サイドウォール部ａの内側に、断面略三日月状のサイド補強ゴム層ｂを設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。なお図中の符号ｃは、カーカスコードをラジアル配列させたカーカス、符号ｄはベルトコードを交差配列させたトレッド補強用のベルト層である。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３５１３０７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この種のタイヤでは、ランフラット走行時、図３（Ｂ）に示すように、サイドウォール部ａが屈曲してショルダー部分ｅが接地するのに伴い、トレッド部ｆの中央部が路面から浮き上がるトレッドリフトが発生する。
【０００５】
このとき、ショルダー部分ｅの接地圧が非常に高くなり、この部分ｅで異常摩耗を発生させるとともに、サイドウォール部ａの撓みが増加することによってサイド補強ゴム層ｂの発熱が促進される。そのため、ランフラット時の耐久性が低下する。又接地面積が減少して接地性が損なわれるため、操縦安定性や制動性能も低下することになる。
【０００６】
従来、このトレッドリフトを抑制する手段として、ベルトコードにスチールコードを用いるとともに、このコードの直径を増す及びコード密度を高めるなどしてベルト剛性を高めることが行われている。しかし係る手段では、インフレートでの通常走行において乗り心地性を損ねるとともに、スチール量の増加に伴いタイヤ重量を上昇させるという問題がある。
【０００７】
そこで本発明は、従来のベルト層に代え、バンドコードを螺旋巻きしたバンド層と高硬度かつ低発熱性のゴムを用いたトレッド補強ゴム層とからなるベルト状体を、カーカスの外側に隣接することを基本として、乗り心地性の低下やタイヤ重量の増加を招くことなく、トレッドリフトを効果的に抑制でき、ランフラット時における耐久性及び操縦安定性等を向上しうるランフラットタイヤの提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスと、前記サイドウォール部に配される断面略三日月状のサイド補強ゴム層とを具え、前記トレッド部の内方に、前記カーカスにその半径方向外側で隣接して配置されるバンド層と、このバンド層の半径方向外側に配されかつ外面がトレッドゴムに直接接触するトレッド補強ゴム層とからなるベルト状体を設けるとともに、前記トレッド補強ゴム層は、前記トレッドゴムよりも高硬度かつ温度７０℃、動歪２％及び周波数１０Hzで測定された正接損失（tan δ）が小な低発熱性のゴムからなり、かつ、前記正接損失（tan δ）が０．０２以上かつ０．０６以下でしかもゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）が７７°以上かつ９５°以下であり、しかも前記バンド層は、バンドコードをタイヤ周方向に対して５°以下の角度で螺旋巻きしたバンドプライからなることを特徴としている。
【０００９】
又請求項２の発明では、前記バンド層は、バンドコード１本を３％伸ばす時の力（Ｎ）と、５cm巾当たりのバンドコード打込み本数（本）との積であるプライ弾性率が４００〜２０００（Ｎ・本）であることを特徴としている。
【００１０】
又請求項３の発明では、前記バンドコードは、レーヨンコードである請求項１又は２記載のランフラットタイヤである。
【００１３】
ここで前記「トレッド接地巾ＷＴ」とは、正規リムにリム組しかつ正規内圧を充填した正規内圧状態のタイヤに正規荷重を付加して平面に接地させたときのトレッド接地端間のタイヤ軸方向の巾を意味する。また前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。また前記「正規内圧」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" を意味するが、乗用車用タイヤの場合には１８０ｋＰａとする。又前記「正規荷重」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY"に０．８８を乗じた荷重を意味する。
【００１４】
又本明細書では、特に断りがない限り、タイヤの各部の寸法等は、前記正規内圧状態で特定される値とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明のランフラットタイヤがタイヤ偏平率が５０％以下の低偏平な乗用車用ラジアルタイヤである場合を示す断面図である。
【００１６】
図１において、ランフラットタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の半径方向外側に配されるベルト状体７と、サイドウォール部３に配される断面略三日月状のサイド補強ゴム層１１とを具える。
【００１７】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７５〜９０°の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａからなり、カーカスコードとして、例えばスチールコードまたはポリエステル、ナイロン、レーヨン等の有機繊維コードなどが適宜採用される。
【００１８】
又前記カーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間を跨るプライ本体部６ａの両端に、前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部６ｂを一連に具える。そして、このプライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、前記ビードコアから半径方向外方にのびる断面三角形状のビードエーペックスゴム８が配設される。
【００１９】
次に、前記サイド補強ゴム層１１は、最大厚さＴを有する中央部分１１Ａからタイヤ半径方向内外に厚さを除々に減じてのびる断面略三日月状をなし、サイドウォール部３の曲げ剛性を高め、パンク状態におけるタイヤの縦撓みを減じる働きをする。そのために、前記中央部分１１Ａを、パンク状態で最も屈曲しやすいカーカス最大巾位置Ｍ（プライ本体部６ａがタイヤ軸方向外側に最も張り出す高さ位置）の近傍に位置させる。
【００２０】
このサイド補強ゴム層１１は、曲げ剛性を高める観点から、本例の如く前記カーカス６のタイヤ内腔側に配するのが好ましいが、カーカス６が複数枚のカーカスプライ６Ａで形成される場合には、プライ本体部６ａ、６ａ間に配することもできる。
【００２１】
いずれの場合にも、サイド補強ゴム層１１は、ビードエーペックスゴム８の半径方向外端よりも半径方向内方の下端ＥＬから、前記ベルト状体７のタイヤ軸方向外端よりもタイヤ軸方向内方の上端ＥＵまで延在させるのが好ましい。これによって、ビードエーペックスゴム８との間、及びベルト状体７との間に、それぞれ重なり部１２Ｌ、１２Ｕを形成し、上端ＥＵ、下端ＥＬでの剛性段差を緩和させる。なお下の重なり部１２Ｌの半径方向の重なり長さＷＬは、５〜６０mm、上の重なり部１２Ｕのタイヤ軸方向の重なり長さＷＵは、５〜２０mmが好ましい。前記重なり長さＷＬ、ＷＵが、それぞれ５mmより小では、前記上端ＥＵ、下端ＥＬで屈曲状の変形が起こる恐れがあり、また重なり長さＷＬ、ＷＵが、６０mm及び２０mmより大では、不必要な重量増加を招く。
【００２２】
なお重量増加と補強効果との観点から、サイド補強ゴム層１１の前記最大厚さＴは、５〜１５mmの範囲が好ましい。
【００２３】
次に、前記ベルト状体７は、図２に拡大して示すように、前記カーカス６にその半径方向外側で隣接して配されるバンド層９と、このバンド層９のさらに外側に配されるトレッド補強ゴム層１０とによって形成される。
【００２４】
このうち前記バンド層９は、バンドコードをタイヤ周方向に対して５°以下の角度で螺旋巻きした１枚以上、本例では１枚のバンドプライ９Ａから形成される。該バンド層９のタイヤ軸方向の巾Ｗ１は、トレッド接地巾ＷＴの９５％以上かつ１２０％以下をなし、トレッド部２の略全体を、高いタガ効果を有して拘束する。前記バンドコードとしては、スチールコード、又はナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードなどが適宜使用しうるが、軽量化の観点から有機繊維コードを用いるのが好ましい。
【００２５】
なおコード１本を３％伸ばす時の力（Ｎ）と、５ｃｍ巾当たりのコード打込み本数（本）との積をプライ弾性率と定義したとき、前記バンド層９のプライ弾性率を、４００（Ｎ・本）以上かつ〜２０００（Ｎ・本）以下の範囲とするのが好ましい。
【００２６】
又前記トレッド補強ゴム層１０は、トレッドゴム２Ｇよりもゴム硬度が大かつ正接損失（tan δ）が小な高硬度かつ低発熱性のゴムから形成される。なおトレッドゴム２Ｇが、複数のゴム層で形成される場合には、前記トレッド補強ゴム層１０は、トレッドゴム２Ｇのうちの、最も硬質のゴムよりもゴム硬度を大かつ最も低発熱性のゴムよりも正接損失（tan δ）を小とする。
【００２７】
特にトレッド補強ゴム層１０としては、そのゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）を７７°以上かつ９５°以下、正接損失（tan δ）を０．０２以上かつ０．０６以下の範囲とする。
【００２８】
ここで、タイヤにトレッドリフトが発生しているとき、前記図３（Ｂ）に示すように、トレッド部のカーカス側が引っ張り側、又トレッド面側が圧縮側となる。従って、前記カーカス６に隣接してバンド層９を設けることにより、ラジアル方向に対してカーカスコードが、又周方向に対してバンドコードが、夫々引っ張り側の張力を負担することができ、引っ張り側の剛性を効果的に高めることができる。又このバンド層９のさらに半径方向外方に、圧縮剛性に優れる高硬度のゴムからなるトレッド補強ゴム層１０を配することにより、圧縮側の剛性を効果的に高めることができる。そして、これらの相乗効果によって、トレッドリフトへの抗力が高まり、その発生を効果的に抑制することができるのである。
【００２９】
このとき、前記トレッド補強ゴム層１０の正接損失（tan δ）が０．０６以下であることにより、トレッド部２の曲げ変形からの復元性が高まるなど、路面追従性が増しランフラット走行性能をいっそう向上させることができる。しかも、低発熱であるため、温度上昇が抑えられランフラット時の耐久性向上にも寄与できる。なお正接損失（tan δ）が０．０２未満になると、エネルギーロスが小さくなるものの補強性が低くなる可能性が生じる。
【００３０】
なお前記正接損失（tan δ）は、岩本製作所製のゴム粘弾性スペクトルメーターを用いて、温度７０℃、動歪２％、周波数１０Hzで測定した値である。
【００３１】
又前記トレッドリフト抑制効果を、有効に発揮させるためには、前記トレッド補強ゴム層１０の厚さｔを２ｍｍ以上かつ８ｍｍ以下とすることが好ましい。この厚さｔが２ｍｍ未満では、圧縮側の剛性が過小となってトレッドリフト抑制効果を不十分なものとする。逆に、８ｍｍを越えると、乗り心地性に不利となる他、タイヤ重量を不必要に増加させる傾向となる。従って、前記厚さｔは３ｍｍ以上かつ７ｍｍ以下がさらに好ましい。又前記ゴム硬度も同様、７７°未満では、トレッドリフト抑制効果を不十分なものとし、又９５°を越えると乗り心地性の悪化を招く。このような観点から、ゴム硬度は、７７°以上かつ９５°以下、さらには７８°以上かつ９４°以下の範囲がより好ましい。
【００３２】
又タイヤ１では、インフレートでの通常走行においては、優れたコーナリング性能とエンベロープ性能とを発揮することが必要がある。しかし、前記トレッド補強ゴム層１０が、高硬度かつ低発熱性を有するため、必要なトレッド剛性を確保しながら、トレッドゴムに、路面グリップ性に優れる比較的軟質のゴムを使用することが可能となり、コーナリング性能を高く維持しながらエンベロープ性能を向上させることが可能となる。
【００３３】
なお前記通常走行、特に高速走行において接地面を安定させコーナリング性能等を含む操縦安定性を高く発揮させるために、前記バンド層９の巾Ｗ１をトレッド接地巾ＷＴの９５％以上かつ１２０％以下、前記トレッド補強ゴム層１０の巾Ｗ２をトレッド接地巾ＷＴの１００％以上かつ１２０％以下に設定することが好ましい。なお、前記巾Ｗ１、Ｗ２が夫々の下限値を下回ったときには操縦安定性を損ねる傾向となり、逆に上限値を上回ったときには、屈曲の大きいショルダー部分で構成材料の剛性差が大きくなり、構造損傷の恐れが増大するという問題がある。
【００３４】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【００３５】
【実施例】
図１に示す構造をなすタイヤサイズが２４５／４０Ｒ１８のタイヤを表１に示す仕様により試作し、試供タイヤのトレッドリフトの量（図３（Ｂ）に示す距離ｈ）、タイヤ重量、ランフラット耐久性、通常走行での操縦安定性、乗り心地性をテストした。なお表１の仕様以外は同一仕様とした。
【００３６】
（１）操縦安定性、乗り心地性：
試供タイヤを、リム（８×８ＪＪ）、内圧（２３０ｋＰａ）にて、車両（４３００ｃｃ）の４輪に装着し、ドライアスファルト路面のタイヤテストコースを走行したときの操縦安定性（剛性感およびハンドル応答性）、及び乗り心地性を、ドライバーの官能評価により従来例を１００として評価した。値の大きい方が良好である。
（２）転がり抵抗：
転がり抵抗試験機を用いて測定し、従来例を１００として評価した。値の大きい方が悪い。
【００３７】
【表１】

【００３８】
表の如く、実施例品は、通常走行での操縦安定性や乗り心地性等を損ねることなく、かつタイヤの軽量化を図りながらトレッドリフトを効果的に抑制できるのが確認できる。
【００３９】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は、従来のベルト層に代え、バンドコードを螺旋巻きしたバンド層と高硬度かつ低発熱性のゴムを用いたトレッド補強ゴム層とからなるベルト状体を用いているため、乗り心地性の低下やタイヤ重量の増加を招くことなく、トレッドリフトを効果的に抑制でき、ランフラット時における耐久性及び操縦安定性等を向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のランフラットタイヤの一実施例を示す断面図である。
【図２】そのトレッド部を拡大して示す断面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は従来技術及びその問題点を説明する断面図である。
【符号の説明】
２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
１１ サイド補強ゴム層
９ バンド層
２Ｇ トレッドゴム
１０ トレッド補強ゴム層
７ ベルト状体
９Ａ バンドプライ

Claims (3)

1. トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスと、前記サイドウォール部に配される断面略三日月状のサイド補強ゴム層とを具え、
   前記トレッド部の内方に、前記カーカスにその半径方向外側で隣接して配置されるバンド層と、このバンド層の半径方向外側に配されかつ外面がトレッドゴムに直接接触するトレッド補強ゴム層とからなるベルト状体を設けるとともに、
   前記トレッド補強ゴム層は、前記トレッドゴムよりも高硬度かつ温度７０℃、動歪２％及び周波数１０Hzで測定された正接損失（tan δ）が小な低発熱性のゴムからなり、かつ、前記正接損失（tan δ）が０．０２以上かつ０．０６以下でしかもゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）が７７°以上かつ９５°以下であり、
   しかも前記バンド層は、バンドコードをタイヤ周方向に対して５°以下の角度で螺旋巻きしたバンドプライからなることを特徴とするランフラットタイヤ。
2. 前記バンド層は、バンドコード１本を３％伸ばす時の力（Ｎ）と、５cm巾当たりのバンドコード打込み本数（本）との積であるプライ弾性率が４００〜２０００（Ｎ・本）である請求項１記載のランフラットタイヤ。
3. 前記バンドコードは、レーヨンコードである請求項１又は２記載のランフラットタイヤ。

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