JP5475366B2 - 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（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、ベルト補強層の改良に係るランフラットタイヤに関する。

パンク等によりタイヤの内圧が低下した状態でも、タイヤが荷重支持能力を失うことなくある程度の距離を安全に走行することが可能なタイヤ、いわゆるランフラットタイヤとして、タイヤのサイドウォール部のカーカスの内面に、比較的モジュラスが高い断面三日月状のサイド補強ゴム層を配置してサイドウォール部の剛性を向上させ、内圧低下時にサイドウォール部の撓み変形を極端に増加させることなく荷重を負担できるようにしたタイヤや、サイドウォール部を各種補強部材で補強したタイヤ等の、サイド補強タイプのランフラットタイヤが各種提案されている。

かかるランフラットタイヤにおいては、通常のタイヤと同様に、カーカスのトレッド部のタイヤ半径方向外側に、補強材として、ベルト層と、所望に応じベルト補強層とが順次配置される。このようなランフラットタイヤにおけるベルト補強層に係る改良技術としては、例えば、特許文献１に、ベルト補強層を構成する繊維コードとして、総繊度が１０００〜７０００ｄｔｅｘであって、ポリケトン繊維を少なくとも５０質量％以上含み、かつ最大熱収縮応力が０．１〜１．８ｃＮ／ｄｔｅｘであるものを用いた空気入り安全タイヤが開示されている。

特開２００７−２５３８２６号公報（特許請求の範囲等）

従来のサイド補強タイプのランフラットタイヤは、ランフラット走行時のタイヤの撓みが大きく、また、ランフラット走行中にはサイドウォール部が高温になり、ゴムの軟化によりサイドウォール部の剛性が低下して撓みが更に大きくなるため、ランフラット走行末期の故障の主因は、上記断面三日月状のサイド補強ゴム層の割れによるものであった。そのため、従来のサイド補強タイプのランフラットタイヤには、ランフラット走行での耐久距離が短いという問題があった。

これに対し、タイヤのランフラット走行での耐久距離を延ばすために、サイド補強ゴム層のゲージを厚くする等してサイドウォール部を補強すると、タイヤ重量が増加したり、通常走行時のタイヤの縦バネが上昇するなどして、通常走行時の乗り心地が悪化してしまうという問題があった。したがって、通常の内圧時の乗り心地を悪化させることなく、ランフラット耐久性能を向上させるための技術が求められていた。

そこで本発明の目的は、通常走行時の乗り心地を維持しつつ、ランフラット耐久性能を向上したランフラットタイヤを提供することにある。

本発明者は鋭意検討した結果、ベルト補強層に、特定の物性を有する特定材質の補強コードを用いることで、上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、左右一対のビード部と、該ビード部から夫々タイヤ半径方向外側に連なる一対のサイドウォール部と、該一対のサイドウォール部間に跨って延び接地部を形成するトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在してこれら各部を補強する一枚以上のカーカスプライからなるカーカスと、該カーカスのクラウン部のタイヤ半径方向外側に順次配置されたベルト層およびベルト補強層と、前記サイドウォール部において該カーカスの内側に配置された断面三日月状のサイド補強ゴム層と、を備えるランフラットタイヤにおいて、
前記ベルト補強層の補強コードが脂肪族ポリアミド繊維からなり、かつ、タイヤから引き抜かれた該補強コードの、１５０℃における熱収縮応力σ（ｃＮ／ｄｔｅｘ）がσ＞０．２１を満足し、１５０℃における０．３％歪時の弾性率Ｅ（ｃＮ／ｄｔｅｘ）がＥ＞２３．５を満足し、５０℃における３％歪時の弾性率Ｅ’（ｃＮ／ｄｔｅｘ）がＥ’＜３０を満足することを特徴とするものである。

ここで、上記補強コードの１５０℃における熱収縮応力σは、一般的なディップ処理を施した加硫前のコードの２５ｃｍの長さ固定サンプルを５℃／分の昇温スピードで加熱して、１５０℃時にコードに発生する応力である。また、１５０℃における０．３％歪時の弾性率Ｅは、応力−歪曲線の０．３％歪時の傾きにより得られる弾性率である。さらに、５０℃における３％歪時の弾性率Ｅ’は、応力−歪曲線の３％歪時の傾きにより得られる弾性率である。

本発明においては、前記ベルト補強層が、前記ベルト層の全幅以上にわたり配置され、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列された補強コードをゴム引きしてなる少なくとも１層のキャップ層と、前記ベルト層の両端領域に配置され、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列された補強コードをゴム引きしてなる少なくとも１層のレイヤー層と、からなることが好ましい。

本発明によれば、上記構成としたことにより、縦バネの上昇を抑制して通常内圧時の乗り心地を維持しつつ、ランフラット耐久性能を向上したランフラットタイヤを実現することが可能となった。

本発明のランフラットタイヤの一例を示す幅方向片側断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１に、本発明のランフラットタイヤの一例の幅方向片側断面図を示す。図示するように、本発明のランフラットタイヤは、左右一対のビード部１と、ビード部１から夫々タイヤ半径方向外側に連なる一対のサイドウォール部２と、一対のサイドウォール部２間に跨って延び接地部を形成するトレッド部３とを有し、一対のビード部１間にトロイド状に延在してこれら各部１，２，３を補強する一枚以上のカーカスプライからなるカーカス４と、サイドウォール部２においてカーカス４の内側に配置された断面三日月状のサイド補強ゴム層５と、を備えている。

また、図示するタイヤにおいては、ビード部１内に夫々埋設されたリング状のビードコア６のタイヤ半径方向外側にビードフィラー７が配置されており、カーカス４のクラウン部のタイヤ半径方向外側には、順次、二枚のベルト層からなるベルト８と、ベルト補強層９Ａ，９Ｂとが配置されている。

ここで、カーカス４は、平行に配列された複数の補強コードをコーティングゴムで被覆してなるカーカスプライ１枚から構成され、ビード部１内に夫々埋設した一対のビードコア７間にトロイド状に延在する本体部と、各ビードコア７の周りでタイヤ幅方向の内側から外側に向けてタイヤ半径方向外方に巻上げられた折り返し部とからなるが、本発明のタイヤにおいて、カーカス４のプライ数および構造は、これに限られるものではない。また、ベルト層は、通常、コードのゴム引き層、好ましくは、スチールコードのゴム引き層からなり、２枚のベルト層は、ベルト層を構成するコードが互いに赤道面を挟んで交差するように積層されてベルト８を構成する。図示する例では、ベルト８は二枚のベルト層からなるが、本発明の空気入りタイヤにおいては、ベルト８を構成するベルト層の枚数はこれに限られるものではない。

本発明においては、上記ベルト補強層の補強コードとして、脂肪族ポリアミド繊維からなるコードであって、以下の物性を満足するものを用いることが必要である。すなわち、まず、かかるベルト補強層の補強コードの、タイヤから引き抜かれたコードとしての、１５０℃における熱収縮応力σ（ｃＮ／ｄｔｅｘ）がσ＞０．２１、好適には０．４５＞σ＞０．２５を満足し、かつ、１５０℃における０．３％歪時の弾性率Ｅ（ｃＮ／ｄｔｅｘ）がＥ＞２３．５、好適には２４．５＞Ｅ＞２４．０を満足する。ベルト補強層に、σ＞０．２１かつＥ＞２３．５を満足する補強コードを使用することで、ランフラット走行時に剛性を発揮させることができ、タイヤ内圧低下時における縦バネを上昇させて撓みを抑制し、結果として、ランフラット耐久性能を向上することが可能となる。

また、かかるベルト補強層の補強コードの、タイヤから引き抜かれたコードとしての、５０℃における３％歪時の弾性率Ｅ’（ｃＮ／ｄｔｅｘ）が、Ｅ’＜３０、好適にはＥ’＞２６．０を満足する。上記に加えて、Ｅ’＜３０を満足する補強コードを用いることで、通常内圧時の縦バネを低下させて、乗り心地を向上する効果を得ることができる。

本発明においては、ベルト補強層の補強コードとして上記条件を満足するものを用いる点のみが重要であり、ベルト補強層の構成については、特に制限はない。図示するベルト補強層は、ベルト層８の全幅以上にわたり配置され、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列された補強コードをゴム引きしてなる１層のキャップ層９Ａと、ベルト層８の両端領域に配置され、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列された補強コードをゴム引きしてなる１層のレイヤー層９Ｂと、からなるが、キャップ層またはレイヤー層のいずれか一方を１層のみで設けてもよく、また、１層または２層以上のキャップ層と、１層または２層以上のレイヤー層とを、適宜組み合わせて配置してもよい。特には、ベルト補強層として、ベルト層８の両端領域に配置されるレイヤー層を少なくとも１層配置することで、通常内圧時の縦バネの維持と、ランフラット耐久性能の向上とを、より効果的に両立させることが可能となる。

本発明においては、ベルト補強層に上記材質および物性値を満足する補強コードを用いたことで、通常内圧時の縦バネの上昇を抑制しつつ、ランフラット耐久性能を向上させることが可能となったものである。特には、本発明のランフラットタイヤでは、従来使用されていた高価なポリケトン繊維を使用せずに、かかるポリケトン繊維と同等以上の性能を確保できるので、コスト性にも優れている。ここで、本発明において、上記コードの物性値を調整する方法としては、コードの撚り数や、ディップ処理時におけるテンションないし温度を制御する方法が挙げられる。

本発明のランフラットタイヤにおいては、上記ベルト補強層を構成する補強コードに係る条件を満足することのみが重要であり、それ以外のタイヤ構造の詳細や各部材の材質などについては特に制限されず、従来公知のもののうちから適宜選択して構成することができる。

例えば、本発明のタイヤにおいて、トレッド部３の表面には適宜トレッドパターンが形成されており、最内層にはインナーライナー（図示せず）が形成されている。また、本発明のタイヤにおいて、タイヤ内に充填する気体としては、通常の又は酸素分圧を変えた空気、もしくは窒素等の不活性ガスを用いることができる。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
図１に示す構造を有するサイド補強タイプのランフラットタイヤを、タイヤサイズ２１５／４５ＺＲ１７にて、ベルト補強層の補強コードに下記表中に示す条件を適用して作製した。下記表中に示すベルト補強層の補強コードの熱収縮応力および弾性率の値は、ディップ条件（テンション、温度）またはコードの撚り数を制御することにより調整した。また、ベルト補強層の打込み数は、５０本／５０ｍｍとした。カーカスプライ４は一枚とし、そのクラウン部のタイヤ半径方向外側には、交錯する二枚のベルト層からなるベルト８を配置した。なお、下記表中、ベルト補強層を構成する補強コードの１５０℃における熱収縮応力σ、１５０℃における０．３％歪時の弾性率Ｅおよび５０℃における３％歪時の弾性率Ｅ’は、いずれも、タイヤから引き抜いたコードについて測定した値である。

得られた各供試タイヤにつき、ランフラット耐久性および内圧充填時の縦バネを、下記に従い評価した。その結果を、ランフラット耐久指数および縦バネ指数の差で示されるトータル性能とともに、下記表中に示す。

＜ランフラット耐久性＞
各供試タイヤに内圧を充填することなく、荷重４．１７ｋＮ、速度８９ｋｍ／ｈ、温度３８℃の環境下でドラム試験を行い、タイヤが故障に至るまでの走行距離を測定して、比較例１のタイヤが故障に至るまでの走行距離を１００として指数表示した。指数値が大きい程、故障に至るまでの走行距離が長く、ランフラット耐久性に優れていることを示す。

＜内圧充填時の縦バネ＞
２３０ｋＰａの内圧を充填した供試タイヤの荷重−撓み曲線を測定し、得られた荷重−撓み曲線上のある荷重における接線の傾きを該荷重に対する縦バネ定数とし、比較例１のタイヤの縦バネ定数の値を１００として指数表示した。指数値が小さい程、縦バネ定数が小さく、通常走行時の乗り心地に優れていることを示す。

上記表中の結果からわかるように、ベルト補強層に、本発明に係る条件を満足する補強コードを適用した各実施例のタイヤにおいては、かかる条件を満足しない比較例１のタイヤに比し、通常走行時の乗り心地を高めつつ、ランフラット耐久性の向上が達成されていることが明らかである。

１ ビード部
２ サイドウォール部
３ トレッド部
４ カーカス
５ サイド補強ゴム層
６ ビードコア
７ ビードフィラー
８ ベルト
９Ａ，９Ｂ ベルト補強層

Claims (3)

1. 左右一対のビード部と、該ビード部から夫々タイヤ半径方向外側に連なる一対のサイドウォール部と、該一対のサイドウォール部間に跨って延び接地部を形成するトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在してこれら各部を補強する一枚以上のカーカスプライからなるカーカスと、該カーカスのクラウン部のタイヤ半径方向外側に順次配置されたベルト層およびベルト補強層と、前記サイドウォール部において該カーカスの内側に配置された断面三日月状のサイド補強ゴム層と、を備えるランフラットタイヤにおいて、
   前記ベルト補強層の補強コードが脂肪族ポリアミド繊維からなり、かつ、タイヤから引き抜かれた該補強コードの、１５０℃における熱収縮応力σ（ｃＮ／ｄｔｅｘ）がσ＞０．２１を満足し、１５０℃における０．３％歪時の弾性率Ｅ（ｃＮ／ｄｔｅｘ）がＥ＞２３．５を満足し、５０℃における３％歪時の弾性率Ｅ’（ｃＮ／ｄｔｅｘ）がＥ’＜３０を満足することを特徴とするランフラットタイヤ。
2. 前記ベルト補強層が、前記ベルト層の全幅以上にわたり配置され、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列された補強コードをゴム引きしてなる少なくとも１層のキャップ層と、前記ベルト層の両端領域に配置され、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列された補強コードをゴム引きしてなる少なくとも１層のレイヤー層と、からなる請求項１記載のランフラットタイヤ。
3. タイヤから引き抜かれた前記補強コードの、１５０℃における熱収縮応力σ（ｃＮ／ｄｔｅｘ）が、０．４５＞σ＞０．２５を満足する請求項１または２記載のランフラットタイヤ。

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