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  • 特開-ランフラットタイヤ 図1
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023151567
(43)【公開日】2023-10-16
(54)【発明の名称】ランフラットタイヤ
(51)【国際特許分類】
   B60C 17/00 20060101AFI20231005BHJP
   B60C 11/00 20060101ALI20231005BHJP
   B60C 9/22 20060101ALI20231005BHJP
【FI】
B60C17/00 B
B60C11/00 D
B60C9/22 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022061246
(22)【出願日】2022-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】000005278
【氏名又は名称】株式会社ブリヂストン
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100186015
【弁理士】
【氏名又は名称】小松 靖之
(74)【代理人】
【識別番号】100164448
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 雄輔
(72)【発明者】
【氏名】山下 翼
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 悟
【テーマコード(参考)】
3D131
【Fターム(参考)】
3D131AA32
3D131AA39
3D131BB03
3D131BC32
3D131BC39
3D131BC42
3D131CA03
3D131DA09
3D131DA33
3D131DA34
3D131DA43
3D131DA52
3D131DA54
3D131EA02U
3D131EA08U
3D131EA10V
3D131JA03
3D131JA04
(57)【要約】
【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
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ランフラットタイヤに関する。
【背景技術】
【0002】
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)。
【0003】
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)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2009-126262号公報
【特許文献2】特開2015-145177号公報
【特許文献3】特開2015-202765号公報
【特許文献4】特開2017-197152号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
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。
【0006】
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。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
(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。
【0010】
(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。
【0011】
(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。
【0012】
(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。
【発明の効果】
【0013】
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。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】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。
【発明を実施するための形態】
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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)。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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)。
【0034】
また、タイヤ断面高さSHは、113~165mmであることが好ましい。
【0035】
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0036】
(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。
【0037】
【表1】
【0038】
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。
【0039】
(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。
【0040】
【表2】
【0041】
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。
【0042】
(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。
【0043】
【表3】
【0044】
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。
【0045】
(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。
【0046】
【表4】
【0047】
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。
【符号の説明】
【0048】
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
図1