JP4635041B2 - ランフラットタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、軽量化を図りつつランフラット耐久性を向上しうるランフラットタイヤに関する。

図７に示されるように、パンク等によりタイヤ内の空気が抜けた状態においても例えば数十キロメートルを比較的高速で走行しうるランフラットタイヤａが知られている。このようなランフラットタイヤは、サイドウォール部のカーカスｃの内側に、断面略三日月状のサイド補強ゴム層ｂが設けられており、パンク時にはこのサイド補強ゴム層ｂが荷重を支持しタイヤの縦撓みを制限する（例えば特許文献１など参照）。

この種のランフラットタイヤでは、ランフラット走行時における荷重支持能力の向上のために、カーカスｃのプライ枚数の増加及び／又はサイド補強ゴム層ｂのゴムボリュームの増加が行われている。しかしながら、このような改善は、タイヤ質量の大幅な増加を招きやすい他、ランフラット走行時のタイヤ温度を上昇させる。このため、ランフラット耐久性の低下や通常走行時の乗り心地の悪化を招くおそれがある。

特開平２０００−３５１３０７号公報

図７から明らかなように、ランフラット走行時では、トレッド部ｄの中央部はタイヤ半径方向内側へと大きく湾曲して路面と接地しなくなる。このため、トレッド部ｄの両外側部において接地圧が著しく高くなり、この部分での発熱及び摩耗が促進されてタイヤ破壊を招くことがある。従って、ランフラット耐久性能を高めるためには、このようなトレッド部のタイヤ半径方向内側へと撓みを抑制することも重要になる。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、耐熱性に優れかつ高弾性であるアラミド繊維を、従来よりも高い撚り係数にて撚り合わせてカーカスコードに使用するとともに、ベルト層とカーカスとの間に硬質かつ低発熱のトレッド補強ゴム層を配することを基本として、ランフラット耐久性を確保しつつ乗り心地性を向上しうるランフラットタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、前記トレッド部の内方かつ前記カーカスの外側に配された少なくとも２枚のベルトプライからなるベルト層と、前記サイドウォール部に配されかつ最大厚さを有する中央部分から半径方向内外に厚さを減じてのびる断面略三日月状のサイド補強ゴム層とを具えるランフラットタイヤであって、前記カーカスは、タイヤ赤道に対して７０〜９０度の角度で配列したカーカスコードをトッピングゴムで被覆したカーカスプライからなるとともに、前記カーカスコードは、次式（１）で示される撚り係数Ｔが０．５０〜０．７０であるアラミド繊維コードからなり、
前記ベルト層と前記カーカスとの間に、硬度が７０度以上かつ損失正接ｔａｎδが０．１５以下である１種のゴム材からなるトレッド補強ゴム層を具え、
前記トレッド補強ゴム層は、前記ベルト層とタイヤ半径方向外側に凸となる滑らかな円弧状曲面をなすカーカスの外面のプロファイルとの隙間を埋めるように、タイヤ赤道からベルト層の外端まで漸増するとともに、
該トレッド補強ゴム層のタイヤ軸方向の幅は、ベルト層のタイヤ軸方向の幅の１．０倍以上１．１倍以下であることを特徴とする。
Ｔ＝Ｎ×√｛（０．１２５×Ｄ／２）／ρ｝×１０^−３ …（１）
（ただし、Ｎは上撚り数（回／１０cm）、Ｄはトータル表示デシテックス（繊度）、ρはコード材料の比重である。）

なお、本明細書において、前記ゴムの硬度は、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に準拠し、温度２３℃で測定されたデュロメータータイプＡによる硬さを意味する。

また請求項２記載の発明は、前記トレッド補強ゴム層は、損失正接（tanδ）が０．０４〜０．１２である請求項１に記載のランフラットタイヤである。

また請求項３記載の発明は、前記トレッド補強ゴム層は、タイヤ赤道位置において、厚さが２〜６mmである請求項１又は２に記載のランフラットタイヤである。

また請求項４記載の発明は、前記トレッド補強ゴム層のタイヤ軸方向の幅は、ベルト層のタイヤ軸方向の幅の１．０〜１．０５倍である請求項１乃至３の何れかに記載のランフラットタイヤである。

また請求項５記載の発明は、前記カーカスコードは、下撚りしたフィラメント束の２本を、上撚りにて互いに撚り合わせた２本撚り構造をなす請求項１乃至４の何れかに記載のランフラットタイヤである。

また請求項６記載の発明は、前記カーカスコードは、前記撚り係数Ｔが０．６０〜０．７０である請求項１乃至５の何れかに記載のランフラットタイヤである。

また請求項７記載の発明は、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填されしかも無負荷である正規状態におけるタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面において、タイヤ外面のプロファイルは、タイヤ赤道面Ｃからタイヤ最大断面巾ＳＷの４５％の距離ＳＰを隔てるタイヤ外面上の点をＰとするとき、タイヤ外面の曲率半径ＲＣが、タイヤ赤道点ＣＰから前記点Ｐに至るまでの間で徐々に減少するとともに、前記タイヤ赤道面Ｃから前記タイヤ最大断面巾ＳＷの半巾（ＳＷ／２）の６０％、７５％、９０％及び１００％の距離Ｘ60、Ｘ75、Ｘ90及びＸ100 を夫々隔てるタイヤ外面上の各点と、タイヤ赤道点ＣＰとの間の各半径方向距離をそれぞれＹ60、Ｙ75、Ｙ90及びＹ100 とし、かつタイヤ断面高さをＳＨとするとき、
０．０５＜ Ｙ60 ／ＳＨ ≦０．１
０．１＜ Ｙ75 ／ＳＨ ≦０．２
０．２＜ Ｙ90 ／ＳＨ ≦０．４
０．４＜ Ｙ100 ／ＳＨ ≦０．７
の関係を満足する請求項１乃至６の何れかに記載のランフラットタイヤである。

また、本明細書において、前記正規リムは、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。

本発明のランフラットタイヤは、耐熱性に優れるアラミド繊維コードがカーカスコードとして採用される。しかも、アラミド繊維コードの撚り係数は、従来に比して大きく設定される。このため、耐疲労性に劣るというアラミド繊維コード特有の欠点を克服しながら、ランフラット走行時の温度上昇によるカーカスコードの損傷を抑制できる。また、アラミド繊維コードは、高弾性であるため、荷重支持能力を高めることができる。このため、カーカスプライの枚数の低減及び／又はサイド補強ゴム層のボリュームの削減などを図りつつランフラット耐久性を確保することが可能である。これは、タイヤ質量の削減や通常走行時における乗り心地の向上に役立つ。

また、本発明のランフラットタイヤは、ベルト層とカーカスとの間に、硬度が７０度以上かつ損失正接ｔａｎδが０．１５以下のトレッド補強ゴム層が配される。このような硬質かつ低発熱のトレッド補強ゴム層は、ランフラット走行時におけるトレッド部の中央部のタイヤ半径方向内側への撓みを抑制し、トレッド部の接地性を改善させ得る。これにより、トレッド部の両外側部での過度の温度上昇や摩耗が防止され、ランフラット耐久性が向上する。さらに、トレッド補強ゴム層は、ベルト層によるカーカスへのタガ締め効果を緩和するので、通常走行時の乗り心地を高めるのにも役立つ。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態のランフラットタイヤ１の正規状態におけるタイヤ子午線断面図である。本実施形態の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層７とを具えるチューブレスタイプの乗用車用タイヤ１Ａとして構成される。なお、特に言及されていない場合、タイヤの各部の寸法は、この正規状態での値とする。

前記カーカス６は、並列されたカーカスコードをトッピングゴムにより被覆した１枚以上、本実施形態では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。また、前記カーカスコードは、タイヤ赤道に対して７０〜９０度の角度で配列される。さらに、本実施形態のカーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間を跨るトロイド状の本体部６ａと、前記ビードコア５の周りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された一対の折返し部６ｂとを具える。

前記本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、例えばゴム硬度が６５〜９８度の硬質のゴムからなり、前記ビードコア５から半径方向外側に先細状にのびるビード補強用のビードエーペックスゴム８が配される。なお、本明細書において、前記ゴム硬度は、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に準拠し、温度２３℃で測定されたデュロメータータイプＡによる硬さを意味する。

ビードベースラインＢＬからビードエーペックスゴム８の外端８ｔまでのタイヤ半径方向の高さｈａは、特に限定はされないが、小さすぎるとランフラット耐久性が不十分となり、逆に大きすぎるとタイヤ質量の過度の増加や乗り心地の悪化を招く恐れがある。このような観点より、ビードエーペックスゴム８の前記高さｈａは、タイヤ断面高さＳＨの１０〜６０％、より好ましくは２０〜５０％が望ましい。

本実施形態において、前記カーカス６の折返し部６ｂは、前記ビードエーペックスゴム８の外端８ｔを半径方向外側に超えて巻き上げられ、その外端部６ｂｅが、本体部６ａとベルト層７との間に挟まれて終端するいわゆる超ハイターンアップ構造を具える。これにより、１枚のカーカスプライ６Ａを用いて、サイドウォール部３が効果的に補強される。また、折返し部６ｂの外端部６ｂｅが、ランフラット走行時に大きく撓むサイドウォール部３から遠ざけられるため、該外端部６ｂｅを起点とした損傷が好適に抑制される。このような観点より、前記折返し部６ｂとベルト層７との重なり部のタイヤ軸方向巾ＥＷは、好ましくは５mm以上、さらに好ましくは１０mm以上が望ましい。他方、タイヤの軽量化の観点より、前記幅ＥＷは、好ましくは４０mm以下、さらに好ましくは３０mm以下が望ましい。なお前記カーカス６が複数枚のカーカスプライから形成される場合、少なくとも１枚のカーカスプライがこのような態様をなすことが望ましい。

前記ベルト層７は、少なくとも２枚、本実施形態ではタイヤ半径方向内、外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから構成される。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードをトッピングゴムで被覆して構成される。なお、本実施形態では、ベルトコードとしてスチールコードが用いられる。また、前記各ベルトプライ７Ａ及び７Ｂは、ベルトコードがタイヤ赤道に対して１０〜４５度の角度で傾けられるとともに、該ベルトコードが互いに交差するように配されている。なお、内のベルトプライ７Ａは、外のベルトプライ７Ｂよりも幅広で形成され、その端はベルト層７の外端７ｅを構成する。また、ベルト層７のタイヤ軸方向の巾Ｗｂは、この外端７ｅ、７ｅ間のタイヤ軸方向の距離として得られる。

また、本実施形態では、ベルト層７のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に、バンド層１０が設けられる。該バンド層１０は、タイヤ赤道に対して５度以下の角度で配列されたバンドコードを具える１枚以上のバンドプライ１０Ａから形成される。該バンド層１０は、高速走行時等におけるベルト層７の動きを抑え、操縦安定性や高速耐久性等を向上させるのに役立つ。バンドプライ１０Ａとしては、ベルト層７のタイヤ軸方向両端部のみを覆う左右一対のエッジバンドプライや、ベルト層７の略全巾を覆うフルバンドプライがあるが、これらは単独で又は組み合わせて使用される。本実施形態のバンド層１０は、１枚のフルバンドプライで形成される。

前記サイド補強ゴム層１１は、最大厚さを有する中央部分１１ａから、タイヤ半径方向内端１１ｉ及び外端１１ｏに向かってそれぞれ厚さを徐々に減じてのびる断面略三日月状をなす。前記内端１１ｉは、ビードエーペックスゴム８の外端８ｔよりもタイヤ半径方向内側に位置するとともに、前記外端１１ｏは、ベルト層７の外端７ｅよりもタイヤ軸方向内側に位置する。このとき、サイド補強ゴム層１１とビードエーペックスゴム８とのタイヤ半径方向の重なり長さＷｉは、好ましくは５〜５０mmであり、かつサイド補強ゴム層１１とベルト層７とのタイヤ軸方向の重なり長さＷｏは、好ましくは０〜５０mmである。これにより、サイド補強ゴム層１１の外端１１ｏ及び内端１１ｉでの剛性段差の発生が抑えられ、ひいては前記両端部１１ｏ、１１ｉへの歪の集中が抑制される。

前記サイド補強ゴム層１１は、本実施形態では、カーカス６の本体部６ａの内側（タイヤ内腔側）に配される。そのため、サイドウォール部３の曲げ変形時には、サイド補強ゴム層１１には主として圧縮応力が、またコード材を有するカーカスプライ６Ａには主として引張応力が作用する。ゴムは圧縮に強く、かつコード材は引張に強いため、上記のようなサイド補強ゴム層１１の配設構造は、サイドウォール部３の曲げ剛性を効率良く高め、ランフラット走行時のタイヤの縦撓みを効果的に低減しうる。

前記サイド補強ゴム層１１のゴム硬度は、好ましくは６０度以上、さらに好ましくは６５度以上が望ましい。前記ゴム硬度が６０度未満であると、ランフラット走行時のサイドウォール部３の歪が大きくなって、ランフラット性能が十分に得られないおそれがある。逆に前記ゴム硬度が高すぎても、タイヤの縦バネ定数が過度に上昇し、乗り心地を著しく悪化させるおそれがある。このような観点より、前記サイド補強ゴム層１１のゴム硬度は、好ましくは９０度以下、さらに好ましくは８０度以下が望ましい。

また、本実施形態のビード部４には、リムプロテクトリブ１２が凸設される。このリムプロテクトリブ１２は、図２に拡大して示されるように、リムフランジＪＦを覆うようにタイヤの基準輪郭線ｊから突出してタイヤ周方向に連続してのびるリブ体であり、前記リムフランジＪＦの先端を越えてタイヤ軸方向外側に最も突出する突出面部１２ｃと、この突出面部１２ｃからビード外側面に滑らかに連なる半径方向内側の斜面部１２ｉと、前記突出面部１２ｃからタイヤ最大巾点Ｍ近傍位置で前記基準輪郭線ｊに滑らかに連なる半径方向外側の斜面部１２ｏとで囲まれる断面略台形状をなす。なお前記内側の斜面部１２ｉは、リムフランジＪＦの円弧部の外面よりも大きい曲率半径ｒで形成された凹円弧面で形成され、通常走行時においては、縁石等からリムフランジＪＦを保護する。またランフラット走行時には、内側の斜面部１２ｉがリムフランジＪＦの円弧部に寄りかかって接触するため、ビード変形量を軽減でき、ランフラット時の操縦安定性及びランフラット耐久性の向上に役立つ。なお、基準輪郭線ｊは、タイヤ外面２Ａに局部的に形成される例えば文字、図形、記号等を示す装飾用、情報用等の微細なリブや溝、前記リムプロテクトリブ１２、カット傷防止用のサイドプロテクトリブなどの局部的凹凸部を除外した滑らかな輪郭線を意味する。

また、本発明では、ランフラット走行時の耐久性及び操縦安定性を向上するために、前記カーカスコードにアラミド繊維コードが採用される。

アラミド繊維は高弾性であるため、該アラミド繊維をランフラットタイヤ１のカーカスコードに使用することにより、タイヤの荷重支持能力を高めることができる。従って、例えばカーカス６のプライ枚数の低減、カーカスコードの細径化及び／又はコード配列密度（コードエンド数）の低下などによるタイヤの軽量化を図りながら、ランフラット走行時のタイヤの歪を低減することができる。

しかも、アラミド繊維は、他の有機繊維材料に比べて、１００〜１５０℃の高温下においても弾性率の低下が小さく、耐熱性に優れる。従って、ランフラット走行時のタイヤ温度上昇によっても、カーカスコードの強度低下による損傷や、弾性率の低下によるタイヤ歪の増加及びそれに伴うさらなるタイヤ温度上昇などを効果的に防止しうる。その結果、ランフラット耐久性が向上する。さらに、タイヤ温度が上昇しても高弾性率を維持してタイヤ剛性を高め得るため、ランフラット時の操縦安定性を向上することもできる。これによりランフラット走行における高速化及び長距離化が達成される。

他方、アラミド繊維は、弾性率が高いゆえ、耐疲労性に劣る傾向がある。そのため本実施形態では、図３に示されるように、カーカスコード２０に、下撚りされたアラミド繊維のフィラメント束２２（即ちストランド２２）の２本を、上撚りにて互いに撚り合わせた２本撚り構造を採用するとともに、このときの撚り合わせを、従来よりも高い撚り係数Ｔで行っている。

ここで、前記「撚り係数Ｔ」は、コードの上撚り数をＮ（単位：回／１０cm）、コード１本のトータル表示デシテックス（繊度）をＤ（単位：dtex）、コード材料の比重をρとしたとき、次式（１）で示される。
Ｔ＝Ｎ×√｛（０．１２５×Ｄ／２）／ρ｝×１０^−３ …（１）

そして、この撚り係数Ｔを例えば０．５０〜０．７０の範囲まで高めることにより、アラミド繊維コードの欠点である耐疲労性を改善することができ、例えばカーカスコードにレーヨンコードを用いたものに比して、ランフラット耐久性を大幅に向上できる。ここで、前記カーカスコード２０の撚り係数Ｔが０．５０を下回ると、耐疲労性の向上効果が少なく、ランフラット耐久性を十分に高めることができない。逆に、撚り係数Ｔが０．７０を上回ると、コードの撚り加工が難しくなり生産性が悪化する。特に、撚り係数Ｔの下限は０．６０以上が望ましく、これによりコードの耐疲労性がさらに改善され、ランフラット耐久性がより一層向上する。

なお、アラミド繊維の重要な特性である高弾性を活かして優れた補強効果を発揮させるために、前記カーカスコード２０には、２本撚り構造が望ましい。この場合、下撚り数と上撚り数とが等しい所謂バランス撚りが好ましいが、撚り数の比（下撚り数／上撚り数）が０．２〜２．０の範囲内、好ましくは０．５〜１．５の範囲内で、下撚り数と上撚り数とを相違させても良い。

また、前記トータル表示デシテックスＤ（繊度）は、特に限定されるものではないが、１５００〜５０００dtexが好ましい。また、カーカスプライ６Ａにおけるコードエンド数ｎ（本／５cm）とトータル表示デシテックスＤとの積（ｎ×Ｄ）は、好ましくは７００００〜１５００００が望ましい。前記積（ｎ×Ｄ）が７００００未満では、アラミド繊維コード２１とはいえプライ強度が不足しやすく、逆に１５００００を超えるとカーカス６の剛性が過度に大きくなって乗り心地を損ねる他、質量や材料コストの不必要な増加を招くおそれがある。このような観点より、前記積（ｎ×Ｄ）は、より好ましくは１０００００以上、かつ、１２００００以下が望ましい。

また、耐疲労性に原因するカーカスコード２０の損傷は、タイヤ変形時に圧縮歪みを受ける部位、即ち図２に符号６ｂ１で示されるように、折返し部６ｂのうちのビード側部分で発生しやすい。しかしながら、本実施形態では、前述の如くビード部４にリムプロテクトリブ１２を凸設しているため、ランフラット走行時におけるビード変形が軽減され、カーカスコード２０に圧縮歪みが作用しにくくなる。その結果、アラミド繊維を採用した場合のカーカスコード２０の疲労損傷をさらに抑えることができ、ランフラット耐久性の一層の向上が図られる。

さらに、このようなアラミド繊維コードの高弾性を活かすために、前記カーカスプライ６Ａのトッピングゴムには、従来のカーカストッピングゴムに比べて、複素弾性率が大きいゴムを採用するのが望ましい。具体的には、カーカスプライ６Ａのトッピングゴムの複素弾性率Ｅ*tは、５〜１３ＭＰａが望ましい。このように高弾性のトッピングゴムを採用することにより、タイヤの変形時、カーカスコード２０に作用する歪を低減できるので、ランフラット耐久性のさらなる向上が達成される。なお、前記複素弾性率Ｅ*tが５ＭＰａを下回ると前記効果が十分に期待できず、逆に１３ＭＰａを超えると、ゴムが硬くなり過ぎ、乗り心地が一気に悪化するおそれがある。このような観点より、前記複素弾性率Ｅ*tは、より好ましくは５．５ＭＰａ以上、さらには６ＭＰａ以上が好ましく、またより好ましくは１１ＭＰａ以下、さらに好ましくは９ＭＰａ以下が望ましい。

なお、本明細書において、前記複素弾性率及び後述する損失正接ｔａｎδはＪＩＳ−Ｋ６３９４の規定に準じて、次に示される条件で（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて測定した値である。
初期歪：１０％
振幅：±１％
周波数：１０Ｈｚ
変形モード：引張
測定温度：７０度Ｃ

さらに、前記の撚り係数Ｔを有するアラミド繊維コードをカーカスコード２０に使用することにより、例えばサイド補強ゴム層１１の最大厚さｔを、従来に比して小さくすることができる。例えば、タイヤサイズ表示から得られるタイヤ断面高さＳＨが１２０mm未満のタイヤの場合、サイド補強ゴム層１１の最大厚さｔを３〜７mmにできるが、好ましくは５mm以上、より好ましくは６mm以上である。このような厚さは、従来比、約３７〜７８％である。また、タイヤ断面高さＳＨが１２０mm以上１３５mm未満のタイヤの場合、サイド補強ゴム層１１の最大厚さｔは、好ましくは５〜９mmにできるが、とりわけ７mm以上、さらには８mm以上が望ましい。これは、従来比、約５０〜８２％である。さらに、タイヤ断面高さＳＨが１３５mm以上のタイヤの場合、サイド補強ゴム層１１の最大厚さｔは、好ましくは７〜１５mmにできるが、好ましくは１１mm以上、かつ１３mm以下がより好ましい。これは、従来比、約５４〜９４％である。

ここで、前記「タイヤサイズ表示から得られるタイヤ断面高さ」は、タイヤサイズ表示に示される「断面幅の呼び」と「扁平比の呼び／１００」との積である（断面幅の呼び）×（扁平比の呼び／１００）から得られる。例えばタイヤサイズ表示が「１９５／６０Ｒ１４」のタイヤの場合、次のようになる。
（タイヤ断面高さ）＝（断面幅の呼び）×（扁平比の呼び／１００）
＝１９５mm×０．６０＝１１７mm

さらに、本実施形態のランフラットタイヤ１は、前記ベルト層７とカーカス６との間にトレッド補強ゴム層９が配されている。該トレッド補強ゴム層９は、硬度が７０度以上であり、かつ、損失正接ｔａｎδが０．１５以下の１種のゴム材からなる。このような硬質かつ低発熱のトレッド補強ゴム層９は、トレッド部２の撓み剛性が向上するため、ランフラット走行時、トレッド部２の中央部のタイヤ半径方向内側への撓みを抑制し、トレッド部２の接地性を改善させ得る。即ち、トレッド部２の両外側部の接地圧を緩和し、トレッド部２の過度の温度上昇や偏摩耗が防止される。これにより、ランフラット耐久性が大幅に向上する。さらに、トレッド補強ゴム層９は、ベルト層７によるカーカス６へのタガ締め効果を緩和するので、通常走行時の乗り心地を高めるのにも役立つ。

ここで、トレッド補強ゴム層９は、その硬度が７０度以上であることが必要であり、より好ましくは７５度以上、さらに好ましくは８０度以上である。即ち、トレッド補強ゴム層９の硬度が７０度未満の場合、トレッド部２の撓み剛性を向上させる効果が十分に得られず、ランフラット耐久性の向上が期待できない。他方、トレッド補強ゴム層９の硬度が大きすぎると、周囲のゴムとの硬度差が著しく大となって大きな剛性段差が生じ、その部分に歪が集中するなど耐久性が低下する場合がある。このような観点より、トレッド補強ゴム層９の硬度は、好ましくは９０度以下が望ましい。

また、トレッド補強ゴム層９の損失正接ｔａｎδは、０．１５以下であることが必要であり、より好ましくは０．１２以下、さらに好ましくは０．０９以下である。トレッド補強ゴム層９の損失正接ｔａｎδが０．１５を超える場合、ランフラット走行時、トレッド部２の撓みによってトレッド補強ゴム層９の発熱量が大となり、熱破壊を生じるおそれがある。逆に、トレッド補強ゴム層９の損失正接ｔａｎδが小さすぎると、配合設計上、構造材料としての強度と耐久性が損なわれる傾向がある。このような観点より、トレッド補強ゴム層９の損失正接ｔａｎδは、０．０４以上が望ましい。なおトレッド補強ゴム層９は、例えば歪が大きくなるトレッド部２の中央部に、より損失正接tan δの小さいゴムを配するなど、２種以上のゴム材を用いて構成されても良い。

また、トレッド補強ゴム層９のタイヤ軸方向の幅Ｗｃは、特に限定されるものではないが、小さすぎるとランフラット走行時におけるトレッド部２の撓みを抑制する効果が十分に得られないおそれがあり、逆に大きすぎると、転がり抵抗を著しく悪化させるおそれがある。このような観点より、トレッド補強ゴム層９の幅Ｗｃは、好ましくはベルト層７のタイヤ軸方向の幅Ｗｂの１．１倍以下、より好ましくは１．０５倍以下が望ましい。

また、トレッド補強ゴム層９のタイヤ赤道位置での厚さｔｃは２〜６mmが望ましい。トレッド補強ゴム層９の厚さｔｃが２mm未満では、トレッド部２の撓み剛性を十分に向上させることが困難な傾向がある。逆に、トレッド補強ゴム層９の厚さｔｃが６mmを超えると、タイヤ質量の増加を招きやすくなる他、ベルト層７によるカーカス６へのタガ効果が不足しやすく、ひいては操縦安定性の悪化を招くおそれがある。また、発熱し易くなって耐久性を低下させるおそれがある。このような観点より、トレッド補強ゴム層９の厚さｔｃは、より好ましくは３mm以上が望ましく、また、より好ましくは５mm以下が望ましい。

図１に示される参考例では、トレッド補強ゴム層９は、実質的に一定の厚さでその全幅に亘ってのびている。また、図４（ａ）に示される参考例では、トレッド補強ゴム層９は、トレッド部２の中央部を厚く構成する一方、タイヤ軸方向外側に向かって厚さが漸減するように構成されている。この実施形態では、トレッド補強ゴム層９の両端部において剛性段差を最小限に抑え、この部分への歪の集中を緩和しうる。また、この実施形態では、トレッド補強ゴム層９のタイヤ軸方向の端部では、ベルト層７とカーカス６とが実質的に接するように構成されている。これにより、トレッド補強ゴム層９は、タイヤ半径方向の内、外からコードを有するプライによって包み込まれるので、トレッド部２の撓みないし曲げ剛性をより効果的に高めることができ、さらにランフラット性能を向上させうる。

また、図４（ｂ）に示されるように、本実施形態のトレッド補強ゴム層９は、ほぼタイヤ軸方向に沿ってのびるベルト層７と、タイヤ半径方向外側に凸となる滑らかな円弧状曲面をなすカーカス６の外面のプロファイルとの隙間を埋めるように、タイヤ軸方向外側に向かってその厚さが漸増する部分を含んで形成される。また、図４の態様では、トレッド補強ゴム層９の厚さｔｃは、ベルト層７の外端７ｅまで漸増する一方、ベルト層７の外端７ｅからタイヤ軸方向外側に向かって漸減している。

さらに、本実施形態のランフラットタイヤ１は、前記正規状態のタイヤ子午断面において、タイヤ外面２Ａのプロファイルは、曲率半径が異なる複数の円弧からなる曲面によって形成されている。図５に示されるように、本実施形態のプロファイルは、タイヤ外面２Ａとタイヤ赤道面Ｃとの交点であるタイヤ赤道点ＣＰから、接地端側に向かって曲率半径ＲＣが漸減する複数の円弧からなる曲面によって形成される。このようなプロファイルは、サイドウォール部３の長さを減じうるため、サイド補強ゴム層１１のゴムボリュームをさらに小さくでき、乗り心地の向上が図られるとともに、タイヤの軽量化を図り得る。従って、トレッド補強ゴム層９による質量増加を抑制するのに役立つ。

前記プロファイルは、タイヤ赤道面Ｃからタイヤ最大断面巾ＳＷの４５％の距離ＳＰを隔てるタイヤ外面２Ａ上の点をＰとするとき、タイヤ外面２Ａの曲率半径ＲＣがタイヤ赤道点ＣＰから点Ｐに至るまでの間で徐々に減少するように設定される。ここで、タイヤ最大断面巾ＳＷとは、図１及び図２に破線で示されるように前記基準輪郭線ｊにおける最大巾である。

また、前記タイヤ赤道面Ｃからタイヤ最大断面巾ＳＷの半巾（ＳＷ／２）の６０％、７５％、９０％及び１００％の距離Ｘ60、Ｘ75、Ｘ90及びＸ100 を夫々隔てる各タイヤ外面２Ａ上の点をＰ60、Ｐ75、Ｐ90及びＰ100 とする。又この各タイヤ外面２Ａ上の点Ｐ60、Ｐ75、Ｐ90及びＰ100 と、タイヤ赤道点ＣＰとの間の半径方向の距離をＹ60、Ｙ75、Ｙ90及びＹ100 とする。

そして、前記正規状態においてビードベースラインＢＬからタイヤ赤道点ＣＰまでの半径方向高さであるタイヤ断面高さをＳＨとするとき、半径方向距離Ｙ60、Ｙ75、Ｙ90及びＹ100 は、それぞれ以下の関係を満足することが望ましい。
０．０５＜ Ｙ60 ／ＳＨ ≦０．１
０．１＜ Ｙ75 ／ＳＨ ≦０．２
０．２＜ Ｙ90 ／ＳＨ ≦０．４
０．４＜ Ｙ100 ／ＳＨ ≦０．７

ここで、ＲＹ60＝Ｙ60／ＳＨ
ＲＹ75＝Ｙ75／ＳＨ
ＲＹ90＝Ｙ90／ＳＨ
ＲＹ100 ＝Ｙ100 ／ＳＨ
として前記関係を満足する範囲ＲＹｉを図６に例示する。図５及び図６のように、上記関係を満足するプロファイルは、サイドウォール部３の領域が短いという特徴を有するため、ランフラットタイヤに採用することにより、サイド補強ゴム層１１のゴムボリュームを低減しタイヤ質量の軽量化に効果がある。しかも、このプロファイルは、トレッドが非常に丸くなるため、フットプリントが、接地巾が小かつ接地長さを大とした縦長楕円形状となる。これは、例えば騒音性能やハイドロプレーニング性能を向上するのにも役立つ（例えば、特許第２９９４９８９号公報参照）。なおＲＹ60、ＲＹ75、ＲＹ90及びＲＹ100 の値が、各下限値を下回ると、トレッド部２を中心としてタイヤ外面２Ａが平坦化するため、従来タイヤとのプロファイルの差が少なくなる。逆に各上限値を上回ると、トレッド部２を中心としてタイヤ外面２Ａが著しく凸状をなすため、接地巾が過小となり、通常走行時において必要な走行性能を確保することができないおそれがある。

なおタイヤでは、予めタイヤサイズを定めることにより、ＪＡＴＭＡ、ＥＴＲＴＯなどのタイヤの規格から、タイヤ偏平率、タイヤ最大断面巾、タイヤ最大高さなどを概ね定め得る。このため、前記ＲＹ60、ＲＹ75、ＲＹ90及びＲＹ100 の範囲を容易に算出できる。従って、タイヤ外面２Ａは、各位置におけるＲＹ60、ＲＹ75、ＲＹ90及びＲＹ100 の範囲を満たすように、かつ曲率半径ＲＣが徐々に減少するように、タイヤ赤道点ＣＰから点Ｐまで滑らかな曲線で描くことにより適宜定めうる。

また、正規状態のタイヤに正規荷重の８０％の荷重を負荷した状態において、タイヤ外面２Ａが接地するタイヤ軸方向最外端２ｅ間のタイヤ軸方向距離である接地巾ＣＷ（図４（ｂ）に示す）を、タイヤ最大断面巾ＳＷの５０％〜６５％の範囲とするのが好ましい。これは、接地巾ＣＷが、タイヤ最大断面巾ＳＷの５０％未満の場合、通常走行において轍でふらつきやすくなるなどワンダリング性能が低下し、かつ接地圧の不均一化により偏摩耗しやすくなるからである。なお接地巾ＣＷが、タイヤ最大断面巾ＳＷの６５％を超える場合には、前述の通過騒音とハイドロプレーニング性能との両立が難しくなる。

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。

図１に示す構造をなすタイヤサイズ２４５／４０Ｒ１８のランフラットタイヤを表１の仕様で試作するとともに、それらについて各種の性能等が評価された。各タイヤは、表１に記載のパラメータ以外は、以下のように同一の仕様とした。
カーカス：プライ枚数１、コード角度９０度（対タイヤ赤道）
ベルト層：ベルトプライ枚数２、コード角度±２４度（対タイヤ赤道）
サイド補強ゴム層：ゴム硬度９０度
ベルト層のタイヤ軸方向の巾Ｗｂ：１９４mm
トレッド補強ゴム層のタイヤ軸方向の巾Ｗｃ：１９４mm
レーヨン繊維コードの比重：１．５１
アラミド繊維コードの比重：１．４４
タイヤ外面のプロファイル：
Ａ：ＲＹ60＝０．０６、ＲＹ75＝０．０８、ＲＹ90＝０．１９、ＲＹ100＝０．５７
Ｂ：ＲＹ60＝０．０９、ＲＹ75＝０．１４、ＲＹ90＝０．３７、ＲＹ100＝０．５７
テスト方法は、次の通りである。

＜ランフラット耐久性能＞
各供試タイヤを、バルブコアを取り去ったリム（１８×８．５Ｊ）にリム組し、デフレート状態でドラム試験機上を速度（８０ｋｍ／ｈ）、縦荷重（４．１４ｋＮ）、室温３８±２°Ｃの条件にて走行させ、タイヤが破壊するまでの走行距離を測定し、従来例を１００とする指数により評価した。数値が大きいほどランフラット耐久性能に優れている。

＜タイヤ質量＞
タイヤ１本当たりの質量を測定し、従来例を１００とする指数で表示した。数値が小さいほど軽量である。

＜縦バネ定数＞
リム（１８×８．５Ｊ）に装着された供試タイヤを内圧２３０ｋＰａ及び荷重５ｋＮの条件で平面に接地させ、タイヤの縦たわみ量が測定された。そして、前記荷重５ｋＮを縦たわみ量で除すことにより、近似的に縦バネ定数を得た。結果は、従来例を１００とする指数で表示した。数値が小さいほど縦バネが小さく乗り心地に有利であることを示す。

＜乗り心地＞
排気量４３００ccの国産ＦＲ自動車の４輪に、内圧２３０ｋＰａ及びリム１８×８．５Ｊの条件で装着し、ドライアスファルト路面の段差路、ベルジャン路（石畳の路面）、ビッツマン路（小石を敷き詰めた路面）を走行させた。そして、ドライバーの官能により、ゴツゴツ感、突き上げ及びダンピングを総合評価し、従来例を１００とする評点で表示した。数値が大きいほど良好である。
＜操縦安定性＞

前記車両を用い、ドライアスファルトのタイヤテストコースを走行し、操舵応答性、グリップ感及び旋回時の限界速度などに関して官能評価を行い、従来例を１００とする評点で表示した。数値が大きいほど良好である。
テストの結果を表１に示す。

テストの結果、実施例のタイヤは、質量の増加を伴うことなくランフラット耐久性を確保し、しかも乗り心地を向上していることが確認できた。

本発明のランフラットタイヤの一実施例を示す子午線断面図である。 そのビード部を拡大して示す断面図である。 カーカスコードを示す部分斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）はトレッド補強ゴム層の他の実施形態を示すトレッド部の断面図である。 タイヤ外面のプロファイルを示す線図である。 タイヤ外面の各位置におけるＲＹｉの範囲を示す線図である。 ランフラット走行時のタイヤの断面図である。

符号の説明

１ ランフラットタイヤ
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
６Ａ カーカスプライ
７ ベルト層
９ トレッド補強ゴム層
１１ サイド補強ゴム層
２０ カーカスコード
２１ アラミド繊維コード

Claims (7)

1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、
   前記トレッド部の内方かつ前記カーカスの外側に配された少なくとも２枚のベルトプライからなるベルト層と、
   前記サイドウォール部に配されかつ最大厚さを有する中央部分から半径方向内外に厚さを減じてのびる断面略三日月状のサイド補強ゴム層とを具えるランフラットタイヤであって、
   前記カーカスは、タイヤ赤道に対して７０〜９０度の角度で配列したカーカスコードをトッピングゴムで被覆したカーカスプライからなるとともに、
   前記カーカスコードは、次式（１）で示される撚り係数Ｔが０．５０〜０．７０であるアラミド繊維コードからなり、
   前記ベルト層と前記カーカスとの間に、硬度が７０度以上かつ損失正接ｔａｎδが０．１５以下である１種のゴム材からなるトレッド補強ゴム層を具え、
   前記トレッド補強ゴム層は、前記ベルト層とタイヤ半径方向外側に凸となる滑らかな円弧状曲面をなすカーカスの外面のプロファイルとの隙間を埋めるように、タイヤ赤道からベルト層の外端まで漸増するとともに、
   該トレッド補強ゴム層のタイヤ軸方向の幅は、ベルト層のタイヤ軸方向の幅の１．０倍以上１．１倍以下であることを特徴とするランフラットタイヤ。
   Ｔ＝Ｎ×√｛（０．１２５×Ｄ／２）／ρ｝×１０^−３ …（１）
   （ただし、Ｎは上撚り数（回／１０cm）、Ｄはトータル表示デシテックス（繊度）、ρはコード材料の比重である。）
   
2. 前記トレッド補強ゴム層は、損失正接（tanδ）が０．０４〜０．１２である請求項１に記載のランフラットタイヤ。
3. 前記トレッド補強ゴム層は、タイヤ赤道位置において、厚さが２〜６mmである請求項１又は２に記載のランフラットタイヤ。
   
   
4. 前記トレッド補強ゴム層のタイヤ軸方向の幅は、ベルト層のタイヤ軸方向の幅の１．０〜１．０５倍である請求項１乃至３の何れかに記載のランフラットタイヤ。
   
5. 前記カーカスコードは、下撚りしたフィラメント束の２本を、上撚りにて互いに撚り合わせた２本撚り構造をなす請求項１乃至４の何れかに記載のランフラットタイヤ。
6. 前記カーカスコードは、前記撚り係数Ｔが０．６０〜０．７０である請求項１乃至５の何れかに記載のランフラットタイヤ。
7. 正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填されしかも無負荷である正規状態におけるタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面において、
   タイヤ外面のプロファイルは、タイヤ赤道面Ｃからタイヤ最大断面巾ＳＷの４５％の距離ＳＰを隔てるタイヤ外面上の点をＰとするとき、
   タイヤ外面の曲率半径ＲＣが、タイヤ赤道点ＣＰから前記点Ｐに至るまでの間で徐々に減少するとともに、
   前記タイヤ赤道面Ｃから前記タイヤ最大断面巾ＳＷの半巾（ＳＷ／２）の６０％、７５％、９０％及び１００％の距離Ｘ60、Ｘ75、Ｘ90及びＸ100 を夫々隔てるタイヤ外面上の各点と、タイヤ赤道点ＣＰとの間の各半径方向距離をそれぞれＹ60、Ｙ75、Ｙ90及びＹ100 とし、かつタイヤ断面高さをＳＨとするとき、
   ０．０５＜ Ｙ60 ／ＳＨ ≦０．１
   ０．１＜ Ｙ75 ／ＳＨ ≦０．２
   ０．２＜ Ｙ90 ／ＳＨ ≦０．４
   ０．４＜ Ｙ100 ／ＳＨ ≦０．７
   の関係を満足する請求項１乃至６の何れかに記載のランフラットタイヤ。

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