(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部内に埋設したビードコア相互間にわたり一対のサイドウォール部とトレッド部とを補強するラジアル配列コードプライのカーカスと、該カーカスの外周にてトレッド部を強化する複数コード層のベルトと、カーカスの折返し部に沿うビード部補強コード層とを備える空気入りタイヤにおいて、
上記カーカスコードプライ、ベルトコード層及びビード部補強コード層の少なくとも何れか１種の構成部材の端部は、それを覆い包むシート状エンドゴムを備え、
カーカスコード、ベルトコードおよびビード部補強コードのそれぞれのコードのコーティングゴムは、硫黄配合量が４〜１０ＰＨＲの範囲のゴム組成物であり、上記エンドゴムは、その配合成分中の硫黄配合量が０．５〜３．０ＰＨＲの範囲内のゴム組成物であり、そのエンドゴムのゲージは、該ゴムが端部を覆い包む部材のコード直径（ｄ）と、該部材のゲージ（ａ）とに関し、
０．３×（ａ−ｄ）以上であり、かつ１．４×ａ以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
エンドゴムは、その配合成分中に該ゴムが端部を覆い包む部材のコードコーティングゴムのカーボンブラック含有量に対し０．８５〜１．８倍の範囲内のカーボンブラックを含有する請求項１に記載したタイヤ。
【請求項３】
エンドゴムが、上記コードコーティングゴムの１００％モジュラスに対し０．５〜２．０倍の範囲内の１００％モジュラスを有する請求項１もしくは２に記載したタイヤ。
【請求項４】
エンドゴムが、その配合成分中にコバルト塩又は他の金属塩の何れか一方を含有する請求項１〜３のいずれかに記載したタイヤ。
【請求項５】
ビード部補強コード層は、該層が沿うカーカスの折返し部端を越えてタイヤ半径方向外側に延びる請求項１〜４のいずれかに記載したタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一対のビード部内に埋設したビードコア相互間にわたり一対のサイドウォール部とトレッド部とを補強するラジアル配列コードプライのカーカスと、該カーカスの外周にてトレッド部を強化する複数コード層のベルトと、カーカスの折返し部に沿うビード部補強コード層とを備える空気入りタイヤに関し、特にコード端部における耐久性を大幅に向上させた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りラジアルタイヤの構成部材として補強、強化の役を担うカーカスプライ、ベルト、ビード部補強層（チェーファ）には、ゴムなどの高分子ポリマ組成物（以下ゴムという）によりコード（フィラメントを含む、以下同じ）をコーティングした部材を使用している。このような構成部材は単一のゴムより剛性が高く、それ故負荷転動するタイヤの内部に発生する応力を有効に負担して所期の性能を発揮する反面、コードとゴムとでは剛性が著しく相違するためコードとゴムとの相互接着界面での故障が発生し勝ちである。
【０００３】
このコードとゴムとの接着界面での故障は、接着力不足に由来するものと、ゴムの抗破壊性能の不足に由来するものとに大別され、特に解決がより一層困難と目されていた相互間接着力強化は今日ではすでに十分に達成されていて、従って接着界面における故障は、現在大幅に改善されてきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし先に述べた構成部材は端部を有すること、そしてこの端部にはタイヤの負荷転動に伴い応力や歪が集中することは不可避であり、そのため構成部材端部には亀裂が発生し勝ちである。よってこの亀裂が進展して故障に至ることは避け難く、そこで構成部材端部に作用する入力を緩和するための各種手段が提案されているが、これら手段にしても必要とされるタイヤ耐久性を満たすには不十分であるのが現状である。
【０００５】
例えばコードがスチールコードであるとき、応力・歪の集中を緩和する手段として、ポリマとして天然ゴム単体又は天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンのブレンドのゴムにコバルト塩又は他の金属塩を含むコードのコーティングゴムと同一ゴム乃至類似ゴムを狭幅シート状ゴムとし、これで端部を覆い包む手段（いわゆるエンドゴムの適用）が提案されているが、十分とはいえない。
【０００６】
従ってこの発明の目的は、コードをゴムコーティングした構成部材の端部における耐久性を、他の耐久性を損なわうことなく実用上十分なレベルまで高めることが可能な空気入りタイヤを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明による空気入りタイヤは、冒頭に記載したタイヤにおいて、カーカスコードプライ、ベルトコード層及びビード部補強コード層の少なくとも何れか１種の構成部材の端部は、それを覆い包むシート状エンドゴムを備え、
カーカスコード、ベルトコードおよびビード部補強コードのそれぞれのコードのコーティングゴムは、硫黄配合量が４〜１０ＰＨＲの範囲のゴム組成物であり、上記エンドゴムは、その配合成分中の硫黄配合量が０．５〜３．０ＰＨＲの範囲内のゴム組成物であり、そのエンドゴムのゲージは、該ゴムが端部を覆い包む部材のコード直径（ｄ）と、該部材のゲージ（ａ）とに関し、
０．３×（ａ−ｄ）以上であり、かつ１．４×ａ以下であることを特徴とする空気入りタイヤを特徴とする。
【０００８】
この発明を実施するにあたり、エンドゴムは、その配合成分中に該ゴムが端部を覆い包む部材のコードコーティングゴムのカーボンブラック含有量に対し０．８５〜１．８倍の範囲内のカーボンブラックを含有すること、
エンドゴムが、上記コードコーティングゴムの１００％モジュラスに対し０．５〜２．０倍の範囲内の１００％モジュラスを有すること、
エンドゴムが、その配合成分中にコバルト塩又は他の金属塩の何れか一方を含有すること、
そして、ビード部補強コード層は、該層が沿うカーカスの折返し部端を越えてタイヤ半径方向外側に延びることが好適である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明を実施例に基づき以下詳細に説明する。
図１に、リムＲ（外輪郭の一部を示す）に組付けた空気入りタイヤ（チューブレスでラジアル構造）の回転軸心を含む平面による断面を示す。図において、１は一対のビード部、２は一対のサイドウォール部、３はトレッド部であり、カーカス４はビード部１内に埋設したビードコア５相互間にわたりサイドウォール部２とトレッド部３とを補強し、ベルト６はカーカス４の外周にてトレッド部３を強化する。
【００１０】
カーカス４はビードコア５の周りをタイヤ内側から外側に向けて巻上げた折返し部４ｔを有し、この折返し部４ｔに沿って、図示例は折返し部４ｔの外側に沿って、ビード部１の補強コード層７（以下チェーファという）を配置する。図示のチェーファ７は折返し部４ｔに沿いつつカーカス４本体側まで巻上げた構成を有するが、少なくとも折返し部４ｔ側に配置する。なおスティフナゴム８又はビードフィラーゴム８がビードコア５の外周からカーカス４に沿ってタイヤ半径方向外側に向け先細りに延びる。このスティフナゴム８を硬スティフナゴム８−１と軟スティフナゴム８−２とに分けた例を図２に示す。図２の折返し部４ｔは軟スティフナゴム８−２に接する。
【００１１】
カーカス４は１プライ以上（図示例は１プライ）のラジアル配列コードプライからなり、ベルト６は複数コード層の積層体からなり、そのうち隣接する少なくとも２層がコード交差層になり、カーカス４のプライ、ベルト６の各コード層及びチェーファ７は慣例に従いコーティングゴム中にコードを埋設してなる。ここにコードはスチールコード、有機繊維コ─ドの何れも可とし、後者はマルチフィラメントの撚合せコード、特開平６−２６２９０６号公報が開示するような束コード、モノフィラメントコードを含む。
【００１２】
ここに、カーカス４のコードプライ、ベルト６のコード層及びチェーファ７の少なくとも何れか１種の構成部材の端部は、この端部を覆い包むシート状エンドゴムを備えるものとする。図１に示す例ではカーカス４の両側折返し部４ｔ端部をエンドゴム１０−１で、ベルト６の第３層（カーカス４側から数えた）両側端部をエンドゴム１０−２で覆い包む。
【００１３】
他の例は、図１のビード部１の片側部分図である図３に示すように、図１、２の場合と異なり折返し部４ｔ端部を別個のシート状ゴムで内外面から挟み込むエンドゴム１０−３とすることもできる。なお図１〜３で示すエンドゴム１０−１、１０−２、１０−３の部材端部への適用は一例を示すに過ぎず、それ以外の部材端部にエンドゴム１０−４、１０−５などを適用することができるのは勿論であり、よって以降、新たなエンドゴムを説明するときを除きエンドゴムは符号１０のみにてあらわす。
【００１４】
エンドゴム１０を適用する、カーカス４のコードプライ、ベルト６のコード層及びチェーファ７それぞれの端部におけるコードの配列状態例を図４に平面図として図解し、図４のコードＣはコーティングゴムＣｒを透視した図であり、端部の縁を符号ｅにて示す。図４（ａ）はカーカス４の折返し部の端部、図４（ｂ）はベルト６のコード層の端部、そして図４（ｃ）はチェーファ７の端部である。なお図４（ｃ）のコードＣは束コードである。図４はコ−ドの適用の一例を示すに過ぎず、カーカス４、ベルト６及びチェーファ７それぞれのコ−ドの形態や配列角度、コ−ド配列間隔を限定するものではない。
【００１５】
そしてエンドゴム１０は、その配合成分中の硫黄配合量が０．５〜３．０ＰＨＲ（ポリマ１００重量部に対する重量部数）の範囲内のゴム組成物であることが必要である。その理由を下記する。
【００１６】
先に述べた各構成部材端部から生じた故障を詳細に観察し、解析した結果以下に述べる事実を解明した。
まず、部材端部における微小な亀裂発生は不可避としても、この微小亀裂がコーティングゴム及び／又はエンドゴム内にまで拡大進展し、さらにはこれらゴムの周辺部材にまで亀裂が成長してタイヤ故障を引き起こす程の破壊に至ることが問題であること、この周辺部材は特に発熱量が多い部位に配置するため、低発熱特性重視の配合組成とせざるを得ず、この配合組成物はどのようにしても低抗破壊特性を有すること、よってタイヤ故障発生を回避して寿命を成るべく向上させるためには、コーティングゴム及び／又はエンドゴムの耐亀裂成長性を向上させることが必要である、ということである。
【００１７】
次に、コーティングゴム内及びエンドゴム内での亀裂進展は、タイヤの荷重負荷転動下で歪が繰り返し入力されるため、端部の縁に生じた微小亀裂の核が走行時間の経過と共に少しずつ成長する現象であり、併せて材料物性の面でみれば走行時間の経過と共にゴムの熱・酸素劣化が進み、抗破壊特性の劣化が余儀なくされ、その結果亀裂成長速度が早まるための現象である、ということである。
【００１８】
酸素劣化抑制の手段として、ゴムの硫黄配合量を減じることが有効である反面、コーティングゴムに関してはコードとの接着性を高度に保持するため４〜１０ＰＨＲ程度の硫黄を配合する必要があり、この点で硫黄配合量の減少は許されない。そこでエンドゴム１０のみを従来とは大幅に異なる低硫黄配合とすること、すなわち０．５〜３．０ＰＨＲの範囲内の硫黄配合量のゴム組成物とすることにより、コードとの接着性を十分に保持した上で、少なくともエンドゴムの耐亀裂成長性を向上させることができ、このゴムの周辺部材に亀裂が及ぶのを阻止することができる。
【００１９】
ゴム中の硫黄含有量を著しく減少させると、ゴム自体の架橋が不十分となる結果、必要な強度が得られず、目的に反して亀裂が進展し易くなるので、硫黄配合量の下限を０．５ＰＨＲとする必要があり、上限を３．０ＰＨＲとするのは酸素劣化の度合いを実用上問題とならない程度に低く抑えるためである。
【００２０】
また仮にエンドゴム１０に微小亀裂が生じたとしても、この亀裂が周囲のゴム部材に達するのを阻止して、亀裂をエンドゴム１０に止めるのが有利であるから、そのためにエンドゴム１０のゲージを規定することが必要であり、その場合、図５でエンドゴム１０が覆い包む部材端部の、コードＣの中心軸線に沿う断面を示すように、エンドゴム１０のゲージｇは、コードＣの直径ｄと、部材トータルゲージａとに関し、０．３（ａ−ｄ）≦ｇを満たすものであれば良い。
【００２１】
しかし低硫黄配合組成になるエンドゴム１０のゲージｇが厚すぎることは、コーティングゴムＣｒや他の周囲部材ゴムから多量の硫黄の移行を容易とし、このことはコーティングゴムＣｒではコードとの接着性を低下させ、周囲部材ゴムでは接触位置の局部的な架橋の減少による強度低下をもたらすので、これを回避するにはｇ≦１．４ａでなければならない。結局エンドゴム１０のゲージｇは、
０．３（ａ−ｄ）≦ｇ≦１．４ａの関係を満たすのが良い。この関係の下では亀裂が他の部材まで進展することは殆どなく、かつ他の部材の強度に悪影響を及ぼすこともない。
【００２２】
また硫黄含有量が少なくなると、架橋量の減少に伴いエンドゴム１０の剛性が低下する。このことはコードＣやコーティングゴムＣｒなどとの部材相互間で剛性差が拡大することを意味し、荷重負荷転動下で相対的に剛性が低いエンドゴム１０に変形や歪が集中することになり、時には亀裂核の早期発生と、亀裂成長の助長とがもたらされる。この不利を回避するためにエンドゴム１０の剛性を適当な値まで高めておくことが有利であり、よってエンドゴム１０は、それが端部を覆い包む部材のコーティングゴムＣｒのカーボンブラック含有量の０．８５〜１．８倍の範囲内のカーボンブラックを含有するのが適当である。
【００２３】
またカーボンブラックの配合量をほどよく加減せずとも、カーボンブラック以外の充填材料の配合量を調整することにより、エンドゴム１０の剛性を確保することで、先に述べた不具合を改善することが可能であり、このことは、剛性の代用特性として有用な１００％モジュラスＭ100 （kgf/cm2)を用い、エンドゴム１０のＭ100 （kgf/cm2)をコーティングゴムＣｒのＭ100 （kgf/cm2)の０．５〜２．０倍とすることで有効に達成することができる。
【００２４】
また、エンドゴム１０がその配合成分中に有機酸コバルト（Ｃｏ）塩又はニッケル（Ｎｉ）塩、例えばステアリン酸Ｃｏ、オクチル酸Ｃｏ、トール酸Ｃｏ、オレイン酸Ｃｏ、ナフテン酸Ｃｏ、リノレイン酸Ｃｏ、樹脂酸Ｃｏ及びこれらと同様なＮｉ塩を含有すれば、コードがスチールコードの場合、エンドゴム１０が覆い包む部材端部にスチールコード端部が露出するようなことが生じてもエンドゴム１０とスチールコード端部との間に十分な接着が得られるので、端部亀裂の発生抑制に役立つ。
【００２５】
図１〜３に示すチェーファ７のビードベースからの高さはカーカス４の折返し部４ｔの高さより低い例であるが、図２、３同様に部分断面を示す図６、図７におけるチェーファ７は何れも折返し部４ｔ端を越えてタイヤ半径方向外側に延びて終端し、図６のチェーファ７は折返し部４ｔに沿う領域に止まる内側端を有し、外側端部をエンドゴム１０−４にて覆い包む例である。また図７ではチェーファ７外側端部と折返し部４ｔ端部とにエンドゴム１０−４、１０−１を適用する例を示した。この図６、図７に示すチェーファ７構成では、カーカス４の折返し部４ｔの端からではなくチェーファ７の端から先に亀裂が発生し故障に至るが、カーカス４とは異なり空気充填による引き抜け力が殆ど作用しないために、エンドゴムとの組合せにより亀裂成長を遅らせる利点、すなわちタイヤ寿命を向上させる利点を有する。なお図７におけるスティフナゴム８−３はスティフナゴム８−２よりさらに軟質なゴムである。
【００２６】
【実施例】
トラック−バス用空気入りラジアルタイヤで、サイズが１１／７０Ｒ２２．５（チューブレス）であり、基本構成は図１に従い、カーカス４は１プライ、ベルト６は４層のコード交差層であり、チェーファ７を含めこれらに用いたコードは全てスチールコードである。
【００２７】
実施例１〜５は図２に示すビード部１の構成を有し、カーカス４のプライコード径ｄが１．０６ｍｍ、プライトータルゲージａが２．１４ｍｍである。これら実施例タイヤを評価するための基準タイヤとして比較例１、２のタイヤを準備した。これらタイヤの、エンドゴム１０−１の主たる配合成分とその重量部数（ＰＨＲ）及び１００％モジュラスＭ100 （kgf/cm2)と、カーカス４のコーティングゴム（Ｃ／Ｇと略記す）のそれらも併せ、そしてエンドゴム１０−１のゲージｇとを表１に示す。なおカーボンブラックはＣ／Ｂと略記した。
【００２８】
【表１】
0003650188.tif 000002
【００２９】
次に、実施例６〜８は図６に示すビード部１の構成を有し、チェーファ７のコード径ｄが０．９４ｍｍ、コード層トータルゲージａが２．１２ｍｍである。これら実施例タイヤを評価するための基準タイヤとして比較例３、４のタイヤを準備した。これらタイヤの、エンドゴム１０−４の主たる配合成分とその重量部数（ＰＨＲ）及び１００％モジュラスＭ100 （kgf/cm2)と、チェーファ７のコーティングゴム（Ｃ／Ｇと略記）のそれらも併せ、そしてエンドゴム１０−４のゲージｇとを表２に示す。カーボンブラックは先に合せＣ／Ｂと略記した。
【００３０】
【表２】
0003650188.tif 000003
【００３１】
次に、実施例９、１０は図２に従い、実施例１〜６に類似したビード部１の構成を有し、カーカス４のプライコード径ｄが１．０６ｍｍ、プライトータルゲージａが２．１４ｍｍである。これら実施例タイヤを評価するための基準タイヤとして比較例５、６のタイヤを準備した。これらタイヤの、エンドゴム１０−１の主たる配合成分とその重量部数（ＰＨＲ）及び１００％モジュラスＭ100 （kgf/cm2)と、カーカス４のコーティングゴム（Ｃ／Ｇと略記す）のそれらも併せ、そしてエンドゴム１０−１のゲージｇとを表３に示す。
【００３２】
【表３】
0003650188.tif 000004
【００３３】
最後に、実施例９、１０の変形例として図２に従う実施例１１〜１３のタイヤを比較例７のタイヤと共に準備した。これらタイヤの諸元を表３に示す実施例９、１０の諸元に合せて表４に示す。
【００３４】
【表４】
0003650188.tif 000005
【００３５】
実施例１〜１３及び比較例１〜７の各タイヤを供試タイヤとして、表１〜４のグループ内でドラムによりビード部の耐久性を試験し、評価した。試験条件は、タイヤの内圧を８．５kgf/cm2 として負荷荷重５０００kgf にてドラムに押圧し、ドラム表面速度を６０km/hとし、評価はビード部に故障が生じるまでに走行した距離を測定し、測定値は、表１の評価グループ内は比較例１、表２の評価グループ内は比較例３、表３及び表４の評価グループ内は比較例５をそれぞれ１００とする指数にてあらわし、各表ではこの指数を耐久寿命として最下段に示した。値は大なるほど良い。
【００３６】
各表に示す耐久寿命から、この発明の各実施例タイヤは何れも優れたビード部耐久性を発揮することが分かる。なおベルトの端部故障（セパレーション故障）も別途実施したところ、ビード部耐久性とほぼ同じ結果が得られている。
【００３７】
【発明の効果】
従来、タイヤ構成部材のうちコードのゴムコーティング部材端部の亀裂発生とその進展がタイヤの耐久寿命を著しく低下させていたのに対し、この発明によれば、端部の耐亀裂性と耐亀裂成長性との両者の性能を大幅に向上させることができ、これにより大幅な長寿命化が達成でき、特にトラック−バス用タイヤの再三にわたるリキャップにも十分耐えることが可能な空気入りタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による空気入りタイヤの一実施例タイヤの断面図である。
【図２】この発明による他の実施例タイヤのビード部断面図である。
【図３】この発明による別の実施例タイヤのビード部断面図である。
【図４】端部におけるコーティングゴム内でのコード配列の説明図である。
【図５】この発明によるエンドゴム及びコード層端部の断面図である。
【図６】この発明によるさらに他の実施例タイヤのビード部断面図である。
【図７】この発明によるさらに別の実施例タイヤのビード部断面図である。
【符号の説明】
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
４ｔ  折返し部
５  ビードコア
６  ベルト
７  チェーファ
８、８−１、８−２、８−３  スティフナゴム
１０−１、１０−２、１０−３、１０−４  エンドゴム
Ｃ  コード
Ｃｒ  コーティングゴム
ａ  コード層トタルゲージ
ｄ  コード直径
ｇ  エンドゴムゲージ
【図１】
0003650188.tif 000006
【図２】
0003650188.tif 000007
【図３】
0003650188.tif 000008
【図４】
0003650188.tif 000009
【図５】
0003650188.tif 000010
【図６】
0003650188.tif 000011
【図７】
0003650188.tif 000012