JP7684073B2 - ランフラットタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ランフラットタイヤに関するものである。

空気入りタイヤとして、サイドウォール部に断面三日月状のサイド補強ゴムを有するランフラットタイヤが知られている（例えば、特許文献１）。このようなランフラットタイヤによれば、例えばタイヤがパンクして内圧が低下した状態でも、サイド補強ゴムが荷重を肩代わりすることによって相当な距離の走行が可能である。

特開２０１１－１８４０００号公報

ランフラットタイヤは、サイド補強ゴムを配置していることにより、縦バネ係数の増大による乗り心地性の低下を招いてしまうという問題があった。

そこで、本発明は、乗り心地性の低下を抑制した、ランフラットタイヤを提供す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、
前記各サイドウォール部に連なるビード部と、
前記サイドウォール部に配設された断面三日月状のサイド補強ゴムと、
一対の前記ビード部間でトロイダル状に跨るカーカスと、
を備えた、ランフラットタイヤであって、
前記ビード部に一対のビードコアが埋設され、前記ビードコアのタイヤ径方向外側にビードフィラが配置され、
前記ビードフィラは、タイヤ幅方向に、第１ビードフィラと、前記第１ビードフィラよりもタイヤ幅方向外側に配置された第２ビードフィラと、に分割され、
前記カーカスは、前記ビードコアに係止されるカーカス本体部と、前記カーカス本体部から、前記第１ビードフィラと前記第２ビードフィラとの間を通って延びるように折り返されてなる、カーカス折り返し部と、からなり、
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幅方向断面において、前記ビードコアの断面積Ａ１に対する、前記第１ビードフィラの断面積Ａ２の比Ａ２／Ａ１が、０．７以上１．５以下であり、
前記第１ビードフィラのタイヤ径方向外側端から、前記タイヤ径方向外側端からタイヤ径方向外側にタイヤ断面高さの４０％離間した位置までのタイヤ径方向領域において、前記サイド補強ゴムの一部は、他の部分よりも弾性率の低い低弾性部であり、
前記第１ビードフィラの弾性率Ｅ１は、前記サイド補強ゴムの前記他の部分の弾性率Ｅ２より大きく、
前記低弾性部の弾性率Ｅ３は、前記他の部分の弾性率Ｅ２の８０％以下であることを特徴とする、ランフラットタイヤ。

ここで、弾性率とは、２５℃における２５％伸長時モジュラス引張弾性率（ＪＩＳ Ｋ ６２５１：２０１７）に基づき、加硫ゴムをダンベル状８号形の試験片に加工し、測定温度２５℃で２５％伸長時の引張弾性率をいうものとする。
また、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。

（２）前記第１ビードフィラの硬度と前記第２ビードフィラの硬度とが同じである、請求項１に記載のランフラットタイヤ。
ここで、「硬度」とは、温度２０℃において、ＪＩＳＫ６２５３のＡ タイプデュロメータで測定した硬度をいうものとする。

（３）前記第１ビードフィラは、前記ビードコアに隣接し、タイヤ径方向外側からタイヤ径方向内側に向かってタイヤ幅方向の幅が漸増する、断面略三角形の形状であり、
前記第２ビードフィラは、タイヤ径方向外側からタイヤ径方向の中央部に向かってタイヤ幅方向の幅が漸増し、タイヤ径方向の前記中央部からタイヤ径方向内側に向かってタイヤ幅方向の幅が漸減する、断面略三角形状の形状であり、
前記第１ビードフィラのタイヤ幅方向外側の斜辺と、前記第２ビードフィラのタイヤ幅方向内側の２つの斜辺のうちタイヤ径方向内側に位置する斜辺とが隣接している、上記（１）又は（２）に記載のランフラットタイヤ。

（４）比Ｅ１／Ｅ２は、１．２～３である、上記（１）～（３）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、乗り心地性の低下を抑制した、ランフラットタイヤを提供することができる。

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部分断面図である。 従来構造におけるビード部の曲げ変形を模式的に示す図である。 本実施形態でのビード部の曲げ変形を模式的に示す図である。 対比となる例でのビード部の曲げ変形を模式的に示す図である。

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幅方向部分断面図である。図１は、上記基準状態における、ランフラットタイヤのタイヤ幅方向断面を示している。

図１に示すように、このランフラットタイヤ（以下、単にタイヤとも称する）１０は、トレッドゴムからなるトレッド部１と、トレッド部１の両側に連なる一対のサイドウォールゴムからなるサイドウォール部２と、各サイドウォール部２に連なるビード部３と、を備えている。

図１に示すように、各ビード部３には、ビードコア３ａが埋設されている。また、本例では、ビードコア３ａのタイヤ径方向外側にはビードフィラ３ｂが配置されている。ビードフィラ３ｂは、タイヤ幅方向に、第１ビードフィラ３１と、第１ビードフィラ３１よりもタイヤ幅方向外側に配置された第２ビードフィラ３２と、に分割されている。第１ビードフィラ３１と第２ビードフィラ３２とは同じ材質でできており、従って硬度等も同じである。第１ビードフィラ３１は、ビードコア３ａに隣接し、タイヤ径方向外側からタイヤ径方向内側に向かってタイヤ幅方向の幅が漸増する、断面略三角形の形状をなしている。第２ビードフィラ３２は、タイヤ径方向外側からタイヤ径方向の中央部（第１ビードフィラ３１のタイヤ径方向外側端付近）に向かってタイヤ幅方向の幅が漸増し、タイヤ径方向の中央部からタイヤ径方向内側に向かってタイヤ幅方向の幅が漸減する、断面略三角形状の形状をなしている。第１ビードフィラ３１のタイヤ幅方向外側の斜辺と第２ビードフィラ３２のタイヤ幅方向内側の２つの斜辺のうち、タイヤ径方向内側に位置する斜辺とが隣接している。第１ビードフィラ３１と第２ビードフィラ３２とを合わせた全体形状で見ると、タイヤ径方向外側からタイヤ径方向内側に向かってタイヤ幅方向の幅が漸増する、断面略三角形の形状をなしている。

このタイヤ１は、一対のビード部３間でトロイダル状に跨る１枚以上のカーカスプライからなるカーカス４をさらに備えている。カーカスプライは、本例では有機繊維コードからなる。カーカス４は、ビードコアに係止されるカーカス本体部４ａと、該カーカス本体部４ａから、第１ビードフィラ３１と第２ビードフィラ３２との間を通って延びるように折り返されてなる、カーカス折り返し部４ｂと、からなる。図示例では、カーカス折り返し部４ｂは、ベルト端よりもタイヤ幅方向内側まで延びて終端おり、いわゆるエンベロープ構造となっているが、この例には限られず、カーカス折り返し部４ｂの端は、例えば、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側に位置していても良い。

また、カーカス４のクラウン部のタイヤ径方向外側には、１層以上（図示例では２層）のベルト層５ａ、５ｂからなるベルト５が配置されている。２層のベルト層のベルトコードは、層間で互いに交差するように延びており、ベルトコードは、例えばタイヤ周方向に対して３０～６０°の傾斜角度で傾斜して延びることができる。ベルトコードは、本例ではスチールコードである。

また、このタイヤ１は、サイドウォール部２に、断面三日月状のサイド補強ゴム６が配設されている。このようなサイド補強ゴム６を配設することにより、パンク等によってタイヤの内圧が低下した状態においても、車体重量の支持に寄与するサイド補強ゴム６が、ある程度の距離を安全に走行することを可能にする。図示例では、サイド補強ゴム６は、タイヤ幅方向断面において、該サイド補強ゴム６のタイヤ径方向中央位置付近からタイヤ径方向内側及び外側に向かってタイヤ幅方向の厚さが漸減し、かつ、タイヤ幅方向外側に凸に突出した形状をしている。
また、タイヤ内面には、インナーライナー７が配置されている。

ここで、本実施形態のタイヤでは、第１ビードフィラ３１のタイヤ径方向外側端から、当該第１ビードフィラ３１のタイヤ径方向外側端からタイヤ径方向外側にタイヤ断面高さの４０％離間した位置まで、である、タイヤ径方向領域において、サイド補強ゴム６の一部は、他の部分６ａよりも弾性率の低い低弾性部６ｂである。より具体的には、低弾性部６ｂの弾性率Ｅ３は、他の部分６ａの弾性率Ｅ２の８０％以下であり、好ましくは、低弾性部６ｂの弾性率Ｅ３は、他の部分６ａの弾性率Ｅ２の５０％以下であり、より好ましくは、低弾性部６ｂの弾性率Ｅ３は、他の部分６ａの弾性率Ｅ２の２０％以下である。

図示例では、低弾性部６ｂの全体が上記タイヤ径方向領域に位置している。低弾性部６ｂの８０％以上が上記タイヤ径方向領域に位置していることが好ましい。

ここで、上記基準状態におけるタイヤ幅方向断面において、ビードコア３ａの断面積Ａ１に対する、第１ビードフィラ３１の断面積Ａ２の比Ａ２／Ａ１は、０．７以上１．５以下である。

また、第１ビードフィラ３１の弾性率Ｅ１は、サイド補強ゴム６の他の部分６ａの弾性率Ｅ２より大きい。

さらに、上記の通り、低弾性部６ｂの弾性率Ｅ３は、他の部分６ａの弾性率Ｅ２の８０％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。

本実施形態のランフラットタイヤによれば、まず、サイドウォール部にサイド補強ゴム６が配置されていることから、ランフラット耐久性を確保することができる。
ここで、図２Ａに模式的に示すように、ビードフィラが分割されておらず、カーカス折り返し部がビードフィラのタイヤ幅方向外側の辺に沿って延びる場合、ビードフィラ全体がカーカス本体部とカーカス折り返し部とに囲まれた構成となるため、ビードフィラが配置されている部分の剛性が高くなり通常走行時に曲げ変形が生じづらく、略ビードフィラのタイヤ径方向外側端位置よりもタイヤ径方向内側のタイヤ径方向領域に位置するサイド補強ゴムの部分での曲げ変形が生じづらくなり、縦バネ係数が増大し、乗り心地性が低下してしまう。
そこで、本実施形態のように、ビードフィラ３ｂを、タイヤ幅方向に、第１ビードフィラ３１と、第１ビードフィラ３１よりもタイヤ幅方向外側に配置された第２ビードフィラ３２と、に分割し、カーカス折り返し部４ｂが第１ビードフィラ３１と第２ビードフィラ３２との間を通って延びるように折り返されてなる構成とすることにより、第１ビードフィラ３１のみがカーカス本体部４ａとカーカス折り返し部４ｂとに囲まれ、第２ビードフィラ３２をカーカス折り返し部４ｂよりもタイヤ幅方向外側に配置することができ、これにより、略第１ビードフィラ３１のタイヤ径方向外側端位置よりもタイヤ径方向外側の領域については、図２Ａに示した場合と比べて曲げ変形が生じやすくなる。このようにして、曲げ変形が生じやすいタイヤ径方向領域を大きく確保することにより、当該領域に位置するサイド補強ゴムの部分での曲げ変形を適度に生じやすくして、縦バネ係数を低減し、乗り心地性の低下を抑制し得る。
そこで、図２Ｂに模式的に示したように、第１ビードフィラ３１のタイヤ径方向外側端から、当該第１ビードフィラ３１のタイヤ径方向外側端からタイヤ径方向外側にタイヤ断面高さの４０％離間した位置まで、である、タイヤ径方向領域において、サイド補強ゴム６の一部を、他の部分６ａよりも弾性率の低い低弾性部６ｂ（上記の通り、低弾性部６ｂの弾性率Ｅ３は、他の部分６ａの弾性率Ｅ２の８０％未満である）とすることで、図２Ｃに示したような、低弾性部を有しない構成に比べて、ビードフィラの一部である第２ビードフィラ３２をカーカスのタイヤ幅方向外側に位置させて、略第１ビードフィラ３１のタイヤ径方向外側端位置よりもタイヤ径方向外側の領域における曲げ変形を生じやすくする効果と、低弾性部６ｂにより、剛性を適度に低下させる効果とが相まって、縦バネ係数を低減して乗り心地性の低下を抑制することができる。
また、本実施形態では、上記基準状態におけるタイヤ幅方向断面において、ビードコア３ａの断面積Ａ１に対する、第１ビードフィラ３１の断面積Ａ２の比Ａ２／Ａ１を０．７以上１．５以下としている。比Ａ２／Ａ１が１．５超だと、曲げ変形が生じやすいタイヤ径方向領域を大きく確保する効果が十分に得られず、乗り心地性の低下を十分に抑制することができない。一方で、比Ａ２／Ａ１が０．７未満だと、ビード部の剛性を十分に確保することができず、操縦安定性の低下等を招いてしまう。
また、本実施形態では、第１ビードフィラ３１の弾性率Ｅ１は、サイド補強ゴム６の他の部分６ａの弾性率Ｅ２より大きい。これにより、ビード部の剛性の確保と乗り心地性の低下の抑制とをより高い次元で両立させることができる。

ここで、比Ａ２／Ａ１は、０．８以上１．２以下であることが好ましい。比Ａ２／Ａ１を０．８以上とすることにより、ビード部の剛性を撚り増大させて操縦安定性をより向上させることができ、一方で、比Ａ２／Ａ１を１．２以下とすることにより、乗り心地性の低下をより一層抑制することができるからである。

また、比Ｅ１／Ｅ２は、１．２～３であることが好ましい。比Ｅ１／Ｅ２を１．２以上とすることにより、ビード部の剛性の確保と乗り心地性の低下の抑制とをさらに高い次元で両立させることができ、一方で、比Ｅ１／Ｅ２を３以下とすることにより、サイド補強ゴムの剛性を確保して、ランフラット耐久性が低下しないようにすることができる。

また、比Ｅ３／Ｅ２は、７０％以下であることが好ましく、６０％以下であることがより好ましい。ビード部の剛性の確保と乗り心地性の低下の抑制とをさらに高い次元で両立させることができるからである。一方で、低弾性部と他の部分とで剛性段差が大きくなりすぎないようにするために、比Ｅ３／Ｅ２は、５０％以上であることが好ましい。

ここで、図示例では、低弾性部６ｂは、タイヤ内面側に隣接して配置されている。タイヤの曲げ変形のうち、タイヤ内面側では圧縮の曲げ応力がかかり、タイヤ外側では引張の曲げ応力がかかるが、圧縮の曲げに対する剛性を低下させる方が、引っ張りの曲げに対する剛性を低下させるよりも相対的に、効果的に縦バネ係数を低減することができる。従って、低弾性部６ｂがタイヤ内面側に隣接して配置されていることにより、より一層縦バネ係数を低減して乗り心地性の低下をより一層抑制することができる。
同様の理由により、同じ低弾性部６ｂの断面積であれば、タイヤ径方向の延在範囲が長く、また、タイヤ内面側に位置する方が、乗り心地性を有効に向上させ得る。このような観点から、低弾性部６ｂは、第１ビードフィラ３１のタイヤ径方向外側端から、当該第１ビードフィラ３１のタイヤ径方向外側端からタイヤ径方向外側にタイヤ断面高さの４０％離間した位置まで、である、タイヤ径方向領域の８０％以上にわたるタイヤ径方向領域に延在することが好ましく、及び／又は、低弾性部の断面積の８０％以上が、サイド補強ゴムの幅方向中心線（各タイヤ径方向位置における幅方向中点を結んだ仮想線）よりもタイヤ幅方向内側に位置することが好ましい。

以下の実施例において、データはシミュレートされたデータである。
（実施例）
本発明の効果を確かめるため、タイヤサイズＰＳＲ ２３５／４０Ｆ１９の発明例及び比較例１、２にかかるタイヤ性能を評価する試験を行った。
発明例：ビードフィラは、タイヤ幅方向に、第１ビードフィラと、第１ビードフィラよりもタイヤ幅方向外側に配置された第２ビードフィラと、に分割され、カーカスは、ビードコアに係止されるカーカス本体部と、カーカス本体部から、第１ビードフィラと前記第２ビードフィラとの間を通って延びるように折り返されてなる、カーカス折り返し部と、からなる構成とした。比Ａ２／Ａ１を１．０とした。第１ビードフィラのタイヤ径方向外側端から、タイヤ径方向外側端からタイヤ径方向外側にタイヤ断面高さの４０％離間した位置までのタイヤ径方向領域において、サイド補強ゴムの一部を他の部分よりも弾性率の低い低弾性部とした。Ｅ３は、Ｅ２の７５％とした。
比較例１：比Ａ２／Ａ１を２．０とした。また、低弾性部を有しないものとした。その他は発明例と同様である。
比較例２：比Ａ２／Ａ１を１．０とした。低弾性部を有しないものとした。その他は発明例と同様である。
また、各タイヤについて、Ｅ１＞Ｅ２（Ｅ１／Ｅ２＝１．３）とし、共通とした。

＜ランフラット耐久性＞
ＩＳＯ規格に準拠したリム、内圧、及び荷重条件において、ランフラット耐久性を評価した。比較例１の結果を１００とした指数で表示し、指数が大きい方が性能に優れている。
＜縦バネ係数＞
ＪＡＴＭＡに準拠したリムにリム組みし、２３０ｋＰａの内圧を充填し、４３２０Ｎの荷重を負荷した際の縦バネ係数を算出した。比較例１の結果を１００とした指数で表示し、指数が小さい方が性能に優れている。
評価結果を以下の表１に示している。

１０：ランフラットタイヤ、
１：トレッド部、
２：サイドウォール部、
３：ビード部、
３ａ：ビードコア、
３ｂ：ビードフィラ、
３１：第１ビードフィラ、
３２：第２ビードフィラ、
４：カーカス、
５：ベルト、
６：サイド補強ゴム、
７：インナーライナー

Claims (4)

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、
   前記各サイドウォール部に連なるビード部と、
   前記サイドウォール部に配設された断面三日月状のサイド補強ゴムと、
   一対の前記ビード部間でトロイダル状に跨るカーカスと、
   を備えた、ランフラットタイヤであって、
   前記ビード部に一対のビードコアが埋設され、前記ビードコアのタイヤ径方向外側にビードフィラが配置され、
   前記ビードフィラは、タイヤ幅方向に、第１ビードフィラと、前記第１ビードフィラよりもタイヤ幅方向外側に配置された第２ビードフィラと、に分割され、
   前記カーカスは、前記ビードコアに係止されるカーカス本体部と、前記カーカス本体部から、前記第１ビードフィラと前記第２ビードフィラとの間を通って延びるように折り返されてなる、カーカス折り返し部と、からなり、
   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幅方向断面において、前記ビードコアの断面積Ａ１に対する、前記第１ビードフィラの断面積Ａ２の比Ａ２／Ａ１が、０．７以上１．５以下であり、
   前記第１ビードフィラのタイヤ径方向外側端から、前記タイヤ径方向外側端からタイヤ径方向外側にタイヤ断面高さの４０％離間した位置までのタイヤ径方向領域において、前記サイド補強ゴムの一部は、他の部分よりも弾性率の低い低弾性部であり、
   前記低弾性部の全体が、前記タイヤ径方向領域に位置しており、
   前記低弾性部の全体が、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側のみに位置しており、
   前記第１ビードフィラの弾性率Ｅ１は、前記サイド補強ゴムの前記他の部分の弾性率Ｅ２より大きく、
   前記低弾性部の弾性率Ｅ３は、前記他の部分の弾性率Ｅ２の８０％以下であることを特徴とする、ランフラットタイヤ。
2. 前記第１ビードフィラの硬度と前記第２ビードフィラの硬度とが同じである、請求項１に記載のランフラットタイヤ。
3. 前記第１ビードフィラは、前記ビードコアに隣接し、タイヤ径方向外側からタイヤ径方向内側に向かってタイヤ幅方向の幅が漸増する、断面略三角形の形状であり、
   前記第２ビードフィラは、タイヤ径方向外側からタイヤ径方向の中央部に向かってタイヤ幅方向の幅が漸増し、タイヤ径方向の前記中央部からタイヤ径方向内側に向かってタイヤ幅方向の幅が漸減する、断面略三角形状の形状であり、
   前記第１ビードフィラのタイヤ幅方向外側の斜辺と、前記第２ビードフィラのタイヤ幅方向内側の２つの斜辺のうちタイヤ径方向内側に位置する斜辺とが隣接している、請求項１又は２に記載のランフラットタイヤ。
4. 比Ｅ１／Ｅ２は、１．２～３である、請求項１～３のいずれか一項に記載のランフラットタイヤ。

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