JP6312543B2 - ランフラットタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ランフラット耐久性能と乗り心地性能とを向上させたランフラットタイヤに関する。

例えば、サイドウォール部に、断面略三日月状のサイド補強ゴム層が設けられたランフラットタイヤが提案されている。ランフッラット走行時、このようなランフラットタイヤのサイド補強ゴム層は、大きな歪を受けて発熱する。さらなる継続したランフラット走行により、サイド補強ゴム層は、発熱により破壊する。

ランフラット継続走行距離を増大させるために、サイドウォール部の外表面に、タイヤ軸方向外側に隆起してタイヤの放射方向にのびる凸部が設けられたランフラットタイヤが提案されている。このような凸部は、サイドウォール部の表面積を増加させる。また、凸部は、走行時にサイドウォール部周囲に、気流を生じさせる。この気流は、サイドウォール部の表面から熱を奪い、ひいてはサイド補強ゴム層の温度上昇を抑える。

しかしながら、上記ランフラットタイヤのサイドウォール部は、凸部によって、タイヤ周方向に不均一な剛性を有するので、周期的な振動成分の発生等、望ましくない乗り心地を持つという傾向があった。

特開２０１４−３７２１４号公報

本発明は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、ランフラット耐久性能と乗り心地性能とを向上させた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。

本発明は、各サイドウォール部に、断面略三日月状のサイド補強ゴム層が配されたランフラットタイヤであって、少なくとも一方の前記サイドウォール部の外表面には、タイヤ軸方向外側に隆起する凸部がタイヤ周方向に複数個設けられ、前記サイドウォール部の正面視において、前記各凸部は、タイヤ放射方向に対して傾いてのびており、タイヤ周方向で隣り合う前記凸部は、タイヤ周方向で互いにオーバラップして配置されていることを特徴とする。

本発明に係るランフラットタイヤは、前記サイドウォール部の正面視において、前記各凸部が円弧状にのびているのが望ましい。

本発明に係るランフラットタイヤは、前記凸部の前記タイヤ放射方向に対する角度が、タイヤ半径方向外側に向かって漸増しているのが望ましい。

本発明に係るランフラットタイヤは、前記凸部の前記タイヤ放射方向に対する角度が３０〜５０度であるのが望ましい。

本発明に係るランフラットタイヤは、前記トレッド部が、予め定められた回転方向を有し、前記凸部のタイヤ半径方向の内端は、前記凸部のタイヤ半径方向の外端よりも前記回転方向の先着側に位置しているのが望ましい。

本発明に係るランフラットタイヤは、前記凸部の隆起高さが０．５〜４．０mmであるのが望ましい。

本発明に係るランフラットタイヤは、前記凸部の長手方向と直角な幅が０．５〜４．０mmであるのが望ましい。

本発明のランフラットタイヤは、サイドウォール部の外表面に、タイヤ軸方向外側に隆起する凸部がタイヤ周方向に複数個設けられている。このような凸部は、サイドウォール部の表面積を増加させる。また、凸部は、走行中、サイドウォール部の周囲に気流を発生させるため、サイドウォール部の外表面の熱を奪い、ひいてはサイド補強ゴム層の温度上昇を抑える。これにより、ランフラット耐久性能が向上する。

サイドウォール部に設けられた凸部は、タイヤ放射方向に対して傾いてのびている。これにより、サイドウォール部の表面積がさらに増加するとともに、タイヤの回転方向に沿った成分を持つ気流を生じさせる。このような気流は、より効果的にサイドウォール部の外表面の熱を奪うことで、さらにランフラット耐久性能を向上させる。

タイヤ周方向で隣り合う凸部は、タイヤ周方向で互いにオーバラップして配置されている。これにより、サイドウォール部の剛性が、タイヤ周方向で均一化され、乗り心地性能が向上する。

本発明の一実施形態のランフラットタイヤの左側半分のタイヤ子午線断面図である。 図１のタイヤの部分斜視図である。 図１のタイヤのサイドウォール部の正面図である。 凸部の長手方向と直角な断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の他の実施形態を示す凸部の断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の他の実施形態を示すサイドウォール部の正面図である。 比較例を示すサイドウォール部の正面図である。

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（以下、単に「タイヤ」ということがある。）１の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図である。

正規状態とは、タイヤ１が、正規リム（図示せず）にリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の状態である。本明細書では、特に断りがない場合、タイヤ各部の寸法等は、正規状態において特定される値である。

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" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"である。また、前記「正規内圧」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、各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" である。

本実施形態のタイヤ１は、回転方向Ｒ（図２に示す）が指定されている。回転方向Ｒは、例えば、サイドウォール部３に、文字等で表示されている。

図１に示されるように、本実施形態のタイヤ１は、トレッド部２から両側のサイドウォール部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、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されたベルト層７とを具えている。

カーカス６は、例えば、１枚のカーカスプライ６Ａにより構成されている。カーカスプライ６Ａは、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至る本体部６ａと、本体部６ａに連なりかつビードコア５の回りで折り返された折返し部６ｂとを含んでいる。カーカスプライ６Ａは、このような態様に限定されるものではなく、例えば、本体部６ａの端部（図示省略）がビードコア５で折り返されることなくビードコア５で終端する態様でも良い。

カーカスプライ６Ａは、タイヤ赤道Ｃに対して、例えば７５〜９０度、より好ましくは８０〜９０度の角度で傾けて配列されたカーカスコードを有する。このカーカスコードには、例えば、ナイロン、ポリエステル又はレーヨン等の有機繊維コード等が好適に採用される。本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、硬質のゴムからなるビードエーペックスゴム８が設けられる。

ベルト層７は、例えば、２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから構成されている。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、例えば、タイヤ赤道Ｃに対して１５〜４０°の角度で傾けられたスチールコード等の高弾性のベルトコードを有する。ベルト層７のタイヤ半径方向の外側には、高速耐久性を高めるために、例えば、バンドコードを有するバンド層（図示省略）が配されても良い。

本実施形態のタイヤ１は、サイドウォール部３においてカーカス６のタイヤ軸方向外側に配されるサイドウォールゴム９と、サイドウォール部３のカーカス６の内側に配されるサイド補強ゴム層１０と、タイヤ内腔面Ｎを形成する空気非透過性のゴムからなるインナーライナー１１とを具えている。

サイド補強ゴム層１０は、断面略三日月状である。本実施形態のサイド補強ゴム層１０は、タイヤ半径方向の内端１０ｉ、及び外端１０ｅからその最大厚さＴｍを有する中央部１０ｃに向かって厚さが漸増している。サイド補強ゴム層１０の内端１０ｉは、ビードエーペックスゴム８の半径方向の外端８ｅよりもタイヤ半径方向の内側に位置している。サイド補強ゴム層１０の外端１０ｅは、ベルト層７のタイヤ軸方向の外端７ｅよりもタイヤ軸方向内側に位置している。

サイド補強ゴム層１０は、ランフラット性能を維持しつつ、走行時の発熱を小さくしてランフラット耐久性能と乗り心地性能とを高めるために、その複素弾性率Ｅ*は、例えば、６〜１２MPa程度、損失正接tanδは、０．０２〜０．０５程度が望ましい。

本明細書において、複素弾性率Ｅ*及び損失正接tanδは、ＪＩＳ−Ｋ６３９４の規定に準拠して、下記の条件で、粘弾性スペクトロメータを用いて測定された値である。
初期歪：１０％
振幅：±２％
周波数：１０Hz
変形モード：引張
測定温度：７０℃

インナーライナー１１は、本実施形態では、トレッド部２に位置する第１部分１１ａと、ビード部４に位置する第２部分１１ｂとに分割されている。第１部分１１ａのタイヤ軸方向外端１１ｅは、例えば、サイド補強ゴム層１０の外端１０ｅよりも５〜１５mmタイヤ軸方向外側に位置している。第２部分１１ｂのタイヤ半径方向外端１１ｓは、例えば、サイド補強ゴム層１０の内端１０ｉよりも５〜１５mmタイヤ半径方向外側に位置している。このようなインナーライナー１１は、サイド補強ゴム層１０の大部分を覆わないので、タイヤ１を軽量化する。また、インナーライナー１１は、サイド補強ゴム層１０の熱がタイヤ内腔に排出されるのを妨げない。

サイドウォールゴム９は、タイヤ半径方向内外にのびている。本実施形態では、サイドウォールゴム９のタイヤ半径方向の外端９ｅは、ベルト層７と折返し部６ｂとで挟まれている。また、サイドウォールゴム９のタイヤ半径方向の内端９ｉは、例えば、ビードエーペックスゴム８の外端８ｅよりもタイヤ半径方向内方に位置している。サイドウォールゴム９は、ビードエーペックスゴム８よりも柔らかく、例えば、複素弾性率Ｅ＊が１〜１０ＭＰａのゴムで構成されている。

図２は、タイヤ１の部分斜視図である。図３は、サイドウォール部３の正面図である。図２、図３に示されるように、サイドウォール部３の外表面３ｓは、基準面１２と、タイヤ軸方向外側に隆起する複数個の凸部１４とが設けられている。基準面１２は、カーカス６の本体部６ａのタイヤ軸方向外側の面と略平行にのびる面である。本実施形態の基準面１２は、平滑面で形成されている。基準面１２は、例えば、タイヤ加硫時に生じるバルジやデント等の凹凸を目立ち難くする小さな突起（リッジ）の集合体であるセレーション（図示省略）を含んでも良い。凸部１４は、基準面１２から突出している。このような凸部１４は、サイドウォール部３の表面積を増加させる。また、凸部１４は、走行中、サイドウォール部３の周囲に気流を発生させるため、サイドウォール部３の外表面３ｓの熱を奪い、ひいてはサイド補強ゴム層１０（図１に示す）の温度上昇を抑える。これにより、ランフラット耐久性能が向上する。

凸部１４は、タイヤ放射方向に対して傾いてのびている。これにより、サイドウォール部３の表面積がさらに増加するとともに、タイヤの回転方向Ｒに沿った成分を持つ気流を生じさせる。このような気流は、より効果的にサイドウォール部３の外表面３ｓの熱を奪うことで、さらにランフラット耐久性能を向上させる。

凸部１４の傾斜の向きは、全ての凸部１４が同じ方向である。これにより、タイヤの回転方向Ｒに沿った成分を持つ気流が同じ方向に統一されて流れる。このため、サイドウォール部３の外表面３ｓの熱を効果的に奪うことができ、さらにランフラット耐久性能が向上する。

タイヤ周方向で隣り合う凸部１４は、タイヤ周方向で互いにオーバラップして配置されている。例えば、一つの凸部１４のタイヤ半径方向の外端を通るタイヤ半径方向線ｎは、これと隣り合う他の凸部１４を横切る。このような凸部１４の配置は、サイドウォール部３の剛性をタイヤ周方向で均一化し、乗り心地性能を向上する。

凸部１４のオーバラップ量は、タイヤ周方向に亘って同じであるのが望ましい。即ち、凸部１４は、好ましくは、タイヤ周方向に亘って、タイヤ半径方向線ｎ上に、同じ個数配されている。これにより、サイドウォール部３の縦剛性が、タイヤ周方向で均一化され得る。サイドウォール部３の外表面３ｓの熱を効果的に奪うとともにタイヤ１の過度の質量増加を抑制するため、凸部１４は、タイヤ半径方向線ｎ上に２個又は３個設けられるのが望ましい。本実施形態では、タイヤ周方向に亘って、タイヤ半径方向線ｎ上に、凸部１４が２個配されている。

本実施形態の凸部１４は、円弧状にのびている。このような凸部１４は、タイヤ１の回転による遠心力を利用して、タイヤの回転方向Ｒに沿った気流をさらにスムーズに生じさせる。従って、一層、効果的にサイドウォール部３の外表面３ｓの熱を奪うことができる。

凸部１４のタイヤ半径方向の中点１４ｃ上において、凸部１４のタイヤ放射方向に対する角度θｃは、好ましくは、３０〜５０度である。凸部１４の前記角度θｃが３０度未満の場合、タイヤの回転方向に沿った成分の気流をスムーズに生じさせることができないおそれがある。また、角度θｃが５０度を超える場合、サイドウォール部３の周囲の気流が小さくなり、サイドウォール部３の外表面３ｓの熱を効果的に奪うことができないおそれがある。

凸部１４は、タイヤ半径方向外側のタイヤ放射方向に対する角度θａが、タイヤ半径方向内側のタイヤ放射方向に対する角度θｂよりも、大きいのが望ましい。これにより、タイヤ周方向の長さが小さいサイドウォール部３のタイヤ半径方向内側よりも、タイヤ周方向の長さが大きいサイドウォール部３のタイヤ半径方向外側に、凸部１４を大きく配することができる。このため、サイドウォール部３の外表面３ｓの熱を、タイヤ半径方向の内外に亘って、バランス良く奪うことができるので、ランフラット耐久性能がさらに向上する。

上述の作用を効果的に発揮させるため、凸部１４は、タイヤ放射方向に対する角度θがタイヤ半径方向外側に向かって漸増しているのが望ましい。即ち、このような凸部１４は、タイヤ半径方向の外側に向かって凸の円弧状でのびている。

凸部１４のタイヤ半径方向の内端１４ｉは、例えば、凸部１４のタイヤ半径方向の外端１４ｅよりも回転方向Ｒの先着側に位置している。これにより、サイドウォール部３の周囲の気流がタイヤの回転に合わせてスムーズにタイヤ半径方向の内側から外側へ移動し、サイドウォール部３の熱をより速やかに排出することができる。従って、一層、ランフラット耐久性能が向上する。また、このような凸部１４は、気流による騒音を小さくする効果を有している。

図４は、凸部１４の長手方向と直角な断面である。図４に示されるように、凸部１４は、例えば、頂部１６と、頂部１６の両側に設けられた側面１８とを有する、断面視略三角形状である。このような凸部１４は、タイヤ１の質量増加を抑制しつつ、サイドウォール部３の表面積を増加させるため、乗り心地性能とランフラット耐久性能とを向上する。

側面１８は、サイドウォール部３の基準面１２と円弧部２０を介して滑らかに接続されている。これにより、凸部１４と基準面１２との間の剛性が大きくなり、例えば、クラックや欠け等の発生を抑制することができる。このような作用を効果的に発揮させるため、円弧部２０の曲率半径ｒ２は、好ましくは、０．７〜３．０mmである。

凸部１４は、隆起高さＨ１が、好ましくは、０．５mm以上、より好ましくは１．５mm以上、さらに好ましくは２．０mm以上、一層好ましくは２．５mm以上であり、好ましくは４．０mm以下、より好ましくは３．５mm以下、さらに好ましくは３．０mm以下であるのが望ましい。凸部１４の隆起高さＨ１が０．５mm未満の場合、十分な気流を発生できないおそれがある。凸部１４の隆起高さＨ１が４．０mmを超える場合、タイヤ質量が大きくなり、乗り心地性能が悪化するおそれがある。上述の作用を効果的に発揮させるために、凸部１４の長手方向と直角な幅Ｗ１は、好ましくは０．５mm以上、より好ましくは１．５mm以上、さらに好ましくは２．０mm以上、一層好ましくは２．５mm以上であり、好ましくは４．０mm以下、より好ましくは３．５mm以下、さらに好ましくは３．０mm以下であるのが望ましい。

図１に示されるように、凸部１４は、例えば、サイド補強ゴム層１０の中央部１０ｃのタイヤ軸方向外側に設けられるのが望ましい。これにより、サイドウォール部３の外表面３ｓの温度が最も高くなり易い部分を効果的に低減できるため、より一層、ランフラット耐久性能が向上する。

特に限定されるものではないが、凸部１４のタイヤ半径方向の長さＬ１は、好ましくは、タイヤ断面高さＨａの１５％〜３５％である。これにより、サイドウォール部３の外表面３ｓの熱を効果的に奪うとともに、タイヤ１の過度の質量増加を抑制することができるので、ランフラット耐久性能と乗り心地性能とがバランス良く向上する。

このような凸部１４は、車両内側又は車両外側の少なくとも一方のサイドウォール部３に設けられていれば良いが、両側のサイドウォール部３に設けられるのが望ましい。また、凸部１４は、タイヤ周方向に連続して環状を形成するよう設けられるのが望ましい。

図５（ａ）は、他の実施形態の凸部１４の長手方向と直角な断面図である。この実施形態の凸部１４は、長手方向と直角な断面が、略矩形状である。このような凸部１４は、断面三角形状の凸部１４よりもサイドウォール部３の表面積を増加させ、ランフラット耐久性能を向上する。

図５（ｂ）は、さらに他の実施形態の凸部１４の長手方向と直角な断面図である。この実施形態の凸部１４は、側面１８が、頂部１６に向かってステップ状で形成されている。このような凸部１４は、断面略矩形状の凸部１４に比して、ゴム体積を小さくできるため、乗り心地性能が向上する。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施することができる。

図１の基本構造を有するサイズ２２５／５５Ｒ１７のランフラットタイヤが、表１の仕様に基づき試作され、各試供タイヤのランフラット耐久性能、及び乗り心地性能がテストされた。なお、各試供タイヤの主な共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
サイド補強ゴム層の複素弾性率Ｅ＊：９．０MPa
サイド補強ゴム層の損失正接tanδ：０．０３
サイドウォールゴムの複素弾性率Ｅ＊：４．０MPa
凸部の隆起高さＨ１：２．５mm
凸部の幅Ｗ１：２．５mm
比較例２及び比較例３の凸部の角度ピッチは同じである。
テスト方法は次の通りである。

＜ランフラット耐久性能＞
ドラム式走行試験機を用いて、試供用タイヤを下記の条件にて走行させ、タイヤから異音が発生するまでの走行距離が測定された。結果は、比較例１の走行距離を１００とする指数で表示されている。数値が大きい程、良好である。走行距離の上限は、比較例１の走行距離の１．３倍である。
リム ：１７×７JJ
速度 ：８０km／h
内圧 ：０kPa
縦荷重 ：５．２kN
ドラム半径 ：１．７m

＜乗り心地性能＞
試供用タイヤが、下記の条件で、排気量３５００ccの国産乗用車の全輪に装着された。テストドライバーは、この車両を乾燥アスファルト路面のテストコースを走行させ、そのときのバネ上の動き、当たりの硬さ、剛性感等に関する乗り心地性能がテストドライバーの官能により評価された。結果は、比較例１を１００とする指数で表示されている。数値が大きい程、良好である。
リム ：１７×７JJ
内圧 ：２３０kPa
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、比較例のタイヤに比べてランフラット耐久性能及び乗り心地が向上していることが確認できた。また、サイド補強ゴム層の複素弾性率Ｅ＊や損失正接tanδが異なるタイヤ、凸部の断面形状を変えたタイヤについてもテストしたが、このテスト結果と同じ傾向が示された。さらに、凸部の隆起高さＨ１が２．０〜４．０mm、凸部の幅Ｗ１が２．０〜４．０mmのタイヤ及びタイヤ放射方向線ｎ上に、凸部１４が２個又は３個配されているタイヤが、良い結果であり、凸部の隆起高さＨ１が２．５mm以上、凸部の幅Ｗ１が２．５mm以上のタイヤがさらに良い結果であった。

１ ランフラットタイヤ
３ サイドウォール部
３ｓ 外表面
１０ サイド補強ゴム層
１４ 凸部

Claims (6)

1. 各サイドウォール部に、断面略三日月状のサイド補強ゴム層が配されたランフラットタイヤであって、
   少なくとも一方の前記サイドウォール部の外表面には、タイヤ軸方向外側に隆起する凸部がタイヤ周方向に複数個設けられ、
   前記サイドウォール部の正面視において、前記各凸部は、タイヤ放射方向に対して傾いてのびており、
   タイヤ周方向で隣り合う前記凸部は、タイヤ周方向で互いにオーバラップして配置されており、
   前記トレッド部は、予め定められた回転方向を有し、
   前記凸部のタイヤ半径方向の内端は、前記凸部のタイヤ半径方向の外端よりも前記回転方向の先着側に位置していることを特徴とするランフラットタイヤ。
2. 前記サイドウォール部の正面視において、前記各凸部は円弧状にのびている請求項１記載のランフラットタイヤ。
3. 前記凸部の前記タイヤ放射方向に対する角度は、タイヤ半径方向外側に向かって漸増している請求項１又は２に記載のランフラットタイヤ。
4. 前記凸部の前記タイヤ放射方向に対する角度が３０〜５０度である請求項１乃至３のいずれかに記載のランフラットタイヤ。
5. 前記凸部は、隆起高さが０．５〜４．０mmである請求項１乃至４のいずれかに記載のランフラットタイヤ。
6. 前記凸部は、長手方向と直角な幅が０．５〜４．０mmである請求項１乃至５のいずれかに記載のランフラットタイヤ。

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