(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るトロイド状のカーカスと、
このカーカスのタイヤ軸方向内側かつサイドウォール領域に配された断面略三日月状の補強ゴム層とを有するランフラットタイヤであって、
前記サイドウォール部の外面には、タイヤ周方向に間隔を設けて配された複数個の放熱用溝状部が設けられ、かつ
該放熱用溝状部は、少なくともタイヤ最大幅位置を含んでタイヤ半径方向内及び／又は外にのび、
前記サイド補強ゴム層の厚さは、前記タイヤ最大幅位置において、サイドウォール部外面から前記サイド補強ゴム層までの厚さの１．５〜４．０倍であり、
しかも前記放熱用溝状部のサイドウォール部外面からの溝深さは、前記タイヤ最大幅位置におけるサイドウォール部外面から前記サイド補強ゴム層までの厚さの０．５〜０．８倍であることを特徴とするランフラットタイヤ。
【請求項２】
前記放熱用溝状部のタイヤ半径方向の溝長さは、タイヤ断面高さの２０〜５０％である請求項１記載のランフラットタイヤ。
【請求項３】
前記放熱用溝状部の溝幅は、５〜１０mmである請求項１又は２に記載のランフラットタイヤ。
【請求項４】
前記放熱用溝状部は、少なくとも一方のサイドウォール部に、６０〜８０本配されている請求項１乃至３のいずれかに記載のランフラットタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パンク時でも比較的高速度で一定距離を継続走行しうるランフラットタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、パンク時でも比較的高速度で一定距離を継続走行しうるランフラットタイヤが知られている。代表的なランフラットタイヤとしては、下記特許文献１に示されるように、サイドウォール部に、荷重支持能力の高い断面略三日月状のサイド補強ゴム層が設けられる。このようなランフラットタイヤは、タイヤ内腔の空気圧が大気圧とほぼ等しくなったパンク状態において、補強されたサイドウォール部で荷重を支持でき、ひいては継続して例えば１００km程度の走行が可能である。
【０００３】
しかし、ランフラットタイヤといえども、パンク状態での走行（以下、このような走行を単に「ランフラット走行」と呼ぶことがある。）では、サイドウォール部に生じる周期的な屈曲歪は通常走行に比べると大きなものになる。従って、ランフラット走行において、距離及び／又は速度の増加に従い、サイドウォール部が発熱し、ひいては内部のゴム材料の剥離やコード材料に熱破壊が生じて走行不能に陥る場合がある。
【０００４】
ランフラット走行距離を増大させるために、サイドウォール部により大型のサイド補強ゴム層が配されたランフラットタイヤが知られている。しかし、このようなランフラットタイヤでは、タイヤの重量の増加による燃費性能の悪化やサイドウォール部の耐発熱性の悪化が生じ、補強に見合った効果が十分に得られていないのが現状である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１２６５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、サイドウォール部の外面に複数個の放熱用溝状部を設けることを基本として、タイヤの重量増加を最小限に抑えつつランフラット走行距離を増大させ得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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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経てビード部のビードコアに至るトロイド状のカーカスと、このカーカスのタイヤ軸方向内側かつサイドウォール領域に配された断面略三日月状の補強ゴム層とを有するランフラットタイヤであって、前記サイドウォール部の外面には、タイヤ周方向に間隔を設けて配された複数個の放熱用溝状部が設けられ、かつ該放熱用溝状部は、少なくともタイヤ最大幅位置を含んでタイヤ半径方向内及び／又は外にのびることを特徴とする。
【０００８】
ここで、タイヤ最大幅位置とは、タイヤを正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填するとともに無負荷とした正規状態において、サイドウォール部外面（サイドウォール部に設けられた文字、記号又はリムプロテクターなどを除いた面とし、以下同じである。）で最もタイヤ軸方向外側に張り出した位置として定められる。
【０００９】
また、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"とする。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" とするが、タイヤが乗用車用である場合には一律に１８０ｋＰａとする。
【００１０】
また本発明では、前記サイド補強ゴム層の厚さは、前記タイヤ最大幅位置において、サイドウォール部外面から前記サイド補強ゴム層までの厚さの１．５〜４．０倍に形成される。
【００１１】
さらに、本発明では、前記放熱用溝状部のサイドウォール部外面からの溝深さは、前記タイヤ最大幅位置におけるサイドウォール部外面から前記サイド補強ゴム層までの厚さの０．５〜０．８倍である。
【００１２】
また請求項２記載の発明は、前記放熱用溝状部のタイヤ半径方向の溝長さは、タイヤ断面高さの２０〜５０％である請求項１記載のランフラットタイヤである。
【００１３】
また請求項３記載の発明は、前記放熱用溝状部の溝幅は、５〜１０mm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。
【００１４】
また請求項４記載の発明は、前記放熱用溝状部は、少なくとも一方のサイドウォール部に、６０〜８０本配されている請求項１乃至３のいずれかに記載のランフラットタイヤである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のランフラットタイヤは、サイドウォール部の外面には、タイヤ周方向に間隔を隔てて複数個の放熱用溝状部が配される。また、放熱用溝状部は、最も屈曲が大きくかつ発熱し易いタイヤ最大幅位置を含んでタイヤ半径方向内及び／又は外にのびている。従って、ランフラット走行時において、放熱用溝状部はサイドウォール部、とりわけサイド補強ゴム層の発熱を抑え、ひいては内部構造の剥離等の損傷を長時間抑制しうる。従って、ランフラット走行距離が増大する。また放熱用溝状部によって、サイドウォール部のゴム重量が削減され、ひいてはタイヤの軽量化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１に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の正規状態の右半分断面図が示される。また、図２には図１のサイドウォール部３の部分拡大図が、図３にはタイヤの部分側面図がそれぞれ示される。
【００１７】
前記タイヤ１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に至るトロイド状のカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内方に配されたベルト層７と、前記サイドウォール部３に配された断面略三日月状をなすサイド補強ゴム層９とが設けられ、本実施形態では乗用車用のものが示される。
【００１８】
前記カーカス６は、本実施形態では１枚のカーカスプライ６Ａを、一対のビードコア５間に架け渡すことにより形成される。カーカスプライ６Ａは、平行に配列されたカーカスコードをトッピングゴムにて被覆して形成される。前記カーカスコードとしては、ナイロン、ポリエステル、レーヨン又は芳香族ポリアミド等の有機繊維が好適であり、この例ではポリエステルが用いられる。また、カーカスコードは、例えばタイヤ赤道Ｃに対して７５〜９０度で傾けられている。
【００１９】
またカーカスプライ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に至るトロイド状の本体部６ａと、この本体部６ａの両端に連なりかつ前記ビードコア５の周りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを含んで構成される。この例では、折返し部６ｂの外端６ｂｅが、タイヤ最大幅位置Ｍよりもタイヤ半径方向外側に位置するハイターンナップ構造（ＨＴＵ）が示される。このようなハイターンナップ構造により、少ないプライ枚数でサイドウォール部３が効果的に補強される。ただし、タイヤ軽量化のために、折返し部６ｂの外端６ｂｅをリムＪのフランジの外端よりも半径方向内側に位置させても良い。さらに、カーカス６は、複数枚のカーカスプライ６Ａを用いて構成することもできる。
【００２０】
また、カーカスプライ６Ａの前記本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードエーペックス８が配される。前記ビードエーペックス８は、ビードコア５の外面からタイヤ半径方向外側に先細状でのび、例えばＪＩＳＡ硬さで６５〜９５度、より好ましくは７５〜９５度程度の硬質ゴムにより形成される。これにより、ビード部４の曲げ剛性が高められ、タイヤ１の縦撓みが小さく抑えられ得る。
【００２１】
また、ビードエーペックス８のビードベースラインＢＬからの高さｈａは、特に限定はされないが、小さすぎるとランフラット走行時の耐久性が低下しやすく、逆に大きすぎてもタイヤ重量の過度の増加や著しい乗り心地の悪化を招くおそれがある。このような観点より、前記高さｈａは、タイヤ断面高さＨの１０〜５５％、より好ましくは３０〜４５％程度が望ましい。
【００２２】
前記ベルト層７は、本例ではスチールからなるベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば１０〜３５゜程度で傾けて配列されたタイヤ半径方向内、外のベルトプライ７Ａ、７Ｂから構成される。ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、前記ベルトコードが互いに交差する向きに重ね合わされている。前記ベルトコードとしては、スチール材料以外にも、アラミド、レーヨン等の高弾性の有機繊維材料が必要に応じて採用される。
【００２３】
また、本実施形態において、ベルト層７のタイヤ半径方向の外側には、バンド層１１が配されている。該バンド層１１は、有機繊維コードをタイヤ周方向に対して例えば５度以下となるように小さい角度で配列した少なくとも１層のバンドプライで構成される。本実施形態では、ベルト層７と等しい幅を有するフルバンドプライ１１Ａと、そのショルダ部のみを覆う一対のエッジバンドプライ１１Ｂとで構成される。なおバンドプライは、リボン状の帯状プライを螺旋状に巻き付けることにより形成されたジョイントレスバンドやプライをスプライスしたもののいずれでも良い。
【００２４】
またタイヤ１は、両側のサイドウォール部３の各々に、ランフラット走行用のサイド補強ゴム層９が配される（但し、図１では片側のみが示されている。）。前記サイド補強ゴム層９は、前記カーカス６のタイヤ軸方向内側かつサイドウォール領域に配されている。サイド補強ゴム層９は、ほぼ最大の厚さを有した中央の厚肉部分９ａからタイヤ半径方向の内端９ｉ及び外端９ｏに向かってそれぞれ厚さを徐々に減じることにより全体として断面略三日月状で形成されたものが示される。このようなサイド補強ゴム層９は、ランフラット走行時にタイヤの荷重を支えてタイヤ１の縦撓みを抑制し、ひいては継続した走行を可能とする。
【００２５】
サイド補強ゴム層９の厚さは、小さすぎると十分な補強効果が得られにくく、逆に大きすぎてもタイヤの重量を増大させるおそれがある。このような観点より、少なくともタイヤ最大幅位置Ｍにおいて、サイド補強ゴム層９はの厚さＴは、サイドウォール部外面から前記サイド補強ゴム層９までの厚さｔｓの好ましくは１．５倍以上、より好ましくは２．０倍以上が望ましく、また上限に関しては好ましくは４．０倍以下、より好ましくは３．５倍以下が望ましい。
【００２６】
また、サイド補強ゴム層９の前記内端９ｉは、ビードエーペックス８の外端８ｔよりもタイヤ半径方向内側かつビードコア５よりもタイヤ半径方向外側に位置するのが好ましい。また、サイド補強ゴム層９の外端９ｏは、ベルト層７のタイヤ半径方向の内側、即ちベルト層７の外端７ｅよりもタイヤ軸方向内側にのびて終端することが望ましい。このようなサイド補強ゴム層９は、サイドウォール部３の広い領域でタイヤの縦剛性を高め得る。また、各々の端部９ｏ及び９ｉが、走行時に歪が小さい領域に配置されるため、前記各端部９ｏ及び９ｉを起点とする損傷の発生を抑えることができる。
【００２７】
また、前記サイド補強ゴム層９は、そのＪＩＳデュロメータＡ硬さが小さすぎると、サイドウォール部３の補強効果が小さくなり、十分なランフラット走行距離を得ることができず、逆に大きすぎると通常走行時の乗り心地に悪影響を及ぼす傾向がある。このような観点より、サイド補強ゴム層９を構成するゴム組成物は、そのＪＩＳデュロメータＡ硬さが、好ましくは６５゜以上、より好ましくは７０度以上、さらに好ましくは７５度以上が望ましく、かつ上限については、好ましくは９９度以下、より好ましくは９５度以下が望ましい。
【００２８】
また、動的なゴム硬さを規定するために、サイド補強ゴム層９のゴム組成物としては複素弾性率が１４ＭＰａ以上、より好ましくは１８ＭＰａ以上が望ましく、また、上限に関しては、好ましくは３５ＭＰａ以下、より好ましくは３０ＭＰａ以下が望ましい。さらに、ランフラット走行距離の増大のために、サイド補強ゴム層９自体を低発熱性のゴムで構成することが望ましい。このような観点より、前記ゴム組成物は、損失正接ｔａｎδが０．０５〜０．０７のものが望ましい。なお前記損失正接及び複素弾性率は、いずれも岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータ「ＶＥＳ  Ｆ−３型」を用いて、測定温度７０℃、周波数１０Ｈｚ、初期伸長歪１０％及び片振幅１％で測定された値とする。
【００２９】
前記サイド補強ゴム層９に用いられるゴムポリマーとしては、特に限定されないが、例えばジエン系ゴム、より具体的には天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム又はアクリロニトリルブタジエンゴムが望ましい。これらは１種又は２種以上をブレンドして用いられる。
【００３０】
また、タイヤ内腔面には、空気を透過しにくいゴムからなるインナーライナゴム１２が配されている。これにより、非パンク状態では、このインナーライナゴム１２によってタイヤ内腔面とリムＪとで囲まれるタイヤ内腔の空気圧が保持される。
【００３１】
また、図２及び図３から明らかなように、本実施形態のタイヤ１は、前記サイドウォール部３の外面に、タイヤ周方向に間隔を設けて配された複数個の放熱用溝状部１０が設けられる。この実施形態の放熱用溝状部１０は、実質的にラジアル方向に沿ってのびているものが示される。
【００３２】
前記放熱用溝状部１０は、少なくともタイヤ最大幅位置Ｍを含み、かつそこからタイヤ半径方向内及び／又は外にのびる。本実施形態の放熱用溝状部１０は、タイヤ最大幅位置Ｍからタイヤ半径方向内及び外の両側にのびている。このような放熱用溝状部１０は、幅及び溝深さを有するため、サイドウォール部３の表面積を増加させる。また、放熱用溝状部１０は、それが設けられていない部分に比べて、サイドウォール部３のゴム厚さを減じうる。このような放熱用溝状部１０は、ランフラット走行時にサイド補強ゴム層９に蓄えられた熱を能率良く外部に散逸させることができる。従って、ランフラット連続走行によって生じがちなサイド補強ゴム層９の発熱に起因したゴム剥離等の損傷を長時間に亘って抑制し、ひいてはランフラット走行距離を増大させ得る。なお、サイドウォール部に、円周方向にのびる溝を設けることも考えられる。しかしながら、このような溝は、タイヤサイド部の縦たわみ量を増大させ、ランフラット性能を低下させる傾向がある。これに対して、タイヤ半径方向にのびる溝状部１０は、タイヤの縦たわみ量を殆ど増加させることなく放熱効果を発揮しうる。
【００３３】
前記放熱用溝状部９の溝深さＧＤ及び溝幅ＧＷについては、これらが小さすぎると放熱効果が十分に得られない傾向があり、逆に大きすぎてもサイドウォール部３の耐外傷性が悪化して耐久性が低下しやすい。
【００３４】
このような観点より、前記放熱用溝状部１０のサイドウォール部外面からの溝深さＧＤは、好ましくはタイヤ最大幅位置Ｍにおけるサイドウォール部外面から前記サイド補強ゴム層９までの厚さｔｓの０．５倍以上、より好ましくは０．５５倍以上が望ましく、また上限に関しては、好ましくは０．８倍以下、より好ましくは０．７５倍以下が望ましい。
【００３５】
なお、放熱用溝状部１０の前記溝深さＧＤは、一定でも良く又は変化するものでも良いが、好ましくは図２に示されるように、放熱用溝状部１０のタイヤ半径方向内端１０ｉ及び外端１０ｏに関しては、溝深さＧＤが端部に向かって滑らかに漸減するように構成することが望ましい。これにより、ランフラット走行時、放熱用溝状部の両端部１０ｉ、１０ｏにおいて屈曲に伴う応力集中を緩和でき、ゴム欠けやクラックの発生を効果的に防止しうる。特に好ましくは、図２の断面のように、放熱用溝状部１０の両端部１０ｉ、１０ｏに連なる溝底面は、タイヤ外方に中心を有する曲率半径ｒの円弧状で滑らかに凹むものが望ましい。
【００３６】
また、前記放熱用溝状部１０の溝幅ＧＷは、好ましくは５mm以上、より好ましくは６．５mm以上が望ましく、また上限に関しては好ましくは１０mm以下、より好ましくは８．５mm以下が望ましい。なお、放熱用溝状部１０の溝幅ＧＷは、該溝の長手方向と直角方向に測定される。また、この溝幅ＧＷは、１本の放熱用溝状部１０の中で一定でも良いし、また変化させることもできる。
【００３７】
また、前記放熱用溝状部１０のタイヤ半径方向の溝長さｈｂは特に限定されるものではないが、小さすぎると前述の放熱効果が十分に得られない傾向があり、逆に大きすぎると、サイドウォール部３の耐外傷性が悪化して耐久性が低下しやすい。このような観点より、放熱用溝状部１０のタイヤ半径方向の溝長さｈｂは、タイヤ断面高さＨの好ましくは２０％以上、より好ましくは３０％以上が望ましく、また上限に関しては、好ましくは５０％以下、より好ましくは４０％以下が望ましい。
【００３８】
前記放熱用溝状部１０は、少なくとも一方、好ましくは両方のサイドウォール部３に、６０〜８０本設けられることが望ましい。６０本未満では、十分な放熱効果が得られない場合があり、逆に８０本を超えると、放熱用溝状部１０のタイヤ周方向の配設ピッチが小さくなってサイドウォール部３の耐外傷性が低下しやすくなる。
【００３９】
また放熱用溝状部１０のタイヤ周方向の配設ピッチは、一定であることが望ましいが、これを変化させたいわゆるバリアブルピッチも採用できる。この場合、走行中における放熱用溝状部１０の風切り音をホワイトノイズ化するのに役立つ。
【００４０】
図４には、本発明の他の実施形態が示される。この実施形態において、放熱用溝状部１０は、ラジアル方向に対して傾けられた態様が示される。図３の態様では、タイヤに駆動力又は制動力が働いた場合、接地部近傍では、サイドウォール部３に作用するせん断力によって放熱用溝状部１０が大きくせん断変形し、この放熱用溝状部１０を起因としたゴム欠け等が生じやすくなる。これに対して、図４に示されるように、ラジアル方向Ｄに対して放熱用溝状部１０をθで傾けた場合、例えばタイヤの回転方向Ｒでは、制動時には放熱用溝状部１０が主としてその長手方向に伸びる引張変形を受けることになり、せん断変形に比べて損傷発生の機会が低減する。前記角度θは、特に限定されないが、好ましくは５〜４５゜程度が望ましい。
【００４１】
図５には、本発明のさらに他の実施形態が示される。この実施形態では、放熱用溝状部１０は、タイヤ最大幅位置Ｍ近傍からタイヤ半径方向外側にのびる外の放熱用溝状部１０Ａと、タイヤ最大幅位置Ｍ近傍からタイヤ半径方向内側にのびる内の放熱用溝状部１０Ｂとを含み、かつ、これらがタイヤ周方向に交互に配置されている。このような実施形態では、サイド補強ゴム層９のより広い範囲から熱を散逸させるとともに、放熱用溝状部１０がタイヤ半径方向で分散して配置される結果、サイドウォール部３の強度低下を最小限に抑え得る。
【００４２】
図６には、本発明のさらに他の実施形態が示される。この実施形態では、放熱用溝状部１０は、タイヤ半径方向の長さが異なる複数種類（この例では大、中及び小の３種類）を含む。また、各放熱用溝状部１０の長さの中心は、前記タイヤ最大幅位置Ｍに設けられ、かつ前記長さが周期的に変化するように配置される。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態のランフラットタイヤ１は、タイヤの軽量化を図りつつランフラット走行距離を増大させ得る。なお、上記実施形態では、乗用車用のタイヤを例に挙げて説明したが、本発明はこのような実施態様に限定されるものではなく、他のカテゴリのタイヤについても適用できるのは言うまでもない。また、放熱用溝状部１０は、直線状でのびるものの他、ジグザグや曲線状でのびるものなど、種々の形状が採用されても良い。
【実施例】
【００４４】
表１の仕様に基づいて２３５／５５Ｒ１８のランフラットタイヤを試作した。そして、これらのランフラット走行距離及びタイヤ重量をテストした。各タイヤは、いずれもスチールコードからなる２枚のベルトプライからなるベルト層、アラミドコードからなる１プライのバンド層及びポリエステルコードを用いたカーカスを具えるものとした。また、サイド補強ゴム層は、断面形状、タイヤ半径方向の配設領域及びゴム硬さ（ＪＩＳデュロメータＡ硬さ：８６度）を統一した。
テストの方法は、次の通りである。
【００４５】
＜タイヤ重量＞
タイヤ１本当たりの重量を測定し、従来例１の値を１００とする指数で表示した。数値が小さいほど軽量である。
【００４６】
＜ランフラット走行距離＞
各供試タイヤを、バルブコアを取り外したリム（１８×７−ＪＪ）にリム組し、内圧を大気圧とした組立体を準備した。そして、各組立体を直径１．７ｍのドラム試験機上で走行させ、タイヤが破壊するまでの走行距離を測定し、従来例１を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど良好である。なお走行条件は、速度８０km／ｈ、縦荷重４．３１ｋＮとした。
テスト結果などを表１に示す。
【００４７】
【表１】
0004658736.tif 000002
0004658736.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態を示すランフラットタイヤの断面図である。
【図２】その部分拡大図である。
【図３】タイヤの部分側面図である。
【図４】他の実施形態を示すタイヤの部分側面図である。
【図５】他の実施形態を示すタイヤの部分側面図である。
【図６】他の実施形態を示すタイヤの部分側面図である。
【符号の説明】
【００４９】
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
７  ベルト層
８  ビードエーペックスゴム
９  サイド補強ゴム層
１０  放熱用溝状部
Ｍ  タイヤ最大幅位置
【図１】
0004658736.tif 000004
【図２】
0004658736.tif 000005
【図３】
0004658736.tif 000006
【図４】
0004658736.tif 000007
【図５】
0004658736.tif 000008
【図６】
0004658736.tif 000009