(57)【要約】【課題】  従来の補強ゴム層を有する安全タイヤに較べ、内圧充填時の通常走行性能（乗り心地等）を高レベルで維持し、内圧０ｋＰａ時のタイヤ横ばねを向上させることができるため、ランフラット耐久性が大幅に改善した空気入り安全タイヤを提供する。【解決手段】  左右一対のビードリング１４，１４と、複数のコードが被覆ゴム中に並列に埋設された層からなるカーカス層２０と、該カーカス層２０のタイヤ半径方向外側に配置された一対のサイドウォール部１８とを具備してなる空気入り安全タイヤであって、上記サイドウォール部１８の補強ゴム層３０に、短繊維配合ゴムを配置し、かつ、該短繊維がタイヤ周方向に配向していることを特徴とする空気入り安全タイヤ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のビードリングと、複数のコードが被覆ゴム中に並列に埋設された層からなるカーカス層と、該カーカス層のタイヤ半径方向外側に配置された一対のサイドウォール部とを具備してなる空気入り安全タイヤであって、上記サイドウォール部の補強ゴム層に、短繊維配合ゴムを配置し、かつ、該短繊維がタイヤ周方向に配向していることを特徴とする空気入り安全タイヤ。
【請求項２】
短繊維のアスペクト比がＬ／ｄ＞２である請求項１に記載の空気入り安全タイヤ。
【請求項３】
短繊維の引張弾性率が３ＧＰａ以上である請求項１又は２に記載の空気入り安全タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入り安全タイヤに関し、更に詳しくは、タイヤのサイドウォール部を補強し、良好なランフラット走行を可能ならしめた空気入り安全タイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、タイヤが走行時にパンクしたときに、サイドウォール部が内圧に肩代わりし全荷重を負担して走行するランフラットタイヤが開発されている。
この空気入りタイヤは、ランフラット走行が可能、すなわち、タイヤが走行中に釘や、金属片などの異物がタイヤに突きささる等の原因でパンクして、タイヤの内部圧力（以下、「内圧」という。）が低下しても、その状態のまま相当の距離を安全に継続走行し希望の場所、例えば、タイヤを交換できるサービスステーションまで到達することができるタイヤ（以下、「空気入り安全タイヤ」という）である。
【０００３】
このような空気入り安全タイヤとしては、例えば、タイヤの空気室内におけるリムの部分に、金属、合成樹脂製の環状中子を取りつけた中子タイプと、サイドウォール部のビードリングからショルダー区域にかけて、カーカス層の内面に断面が三日月状の比較的硬質ゴムの層を配置して補強したサイド補強タイプが知られている。
これら２つのタイプのうち中子タイプは、ランフラット走行に当たって荷重支持能力が高いことから、乗り心地をあまり問題にしない荷物運搬用車両、軍用車両向けとして、また、サイド補強タイプは、比較的荷重負担が小さく、乗り心地を重視する乗用車向けとして、夫々それなりに評価を得ている。
【０００４】
これらのうち最も簡便で実効ある方策として、通常タイヤ内で最も肉薄で剛性の低いサイドウォール部に、断面三日月状の補強ゴム層を、そのカーカス層の内面側に配置し、車輪荷重を支えるようにした、いわゆるサイド補強ランフラットタイヤがある。
このサイド補強ランフラットタイヤは、通常空気圧時には通常タイヤと同じく主として内圧による補強コードの張力で荷重を負担し、一方、パンク無内圧時にはサイドウォール部固有の部材剛性自身で支持することを意図したものである。
【０００５】
このサイド補強ランフラットタイヤの断面三日月状の補強ゴム層に用いるゴム組成物として、例えば、特定物性となるミクロ有機短繊維を配合したゴム組成物を用いたもの（例えば、特許文献１参照）や、フィブリル化された不連続の短繊維の形態のアラミド繊維を含有する繊維強化ゴム組成物を用い、アラミド繊維がタイヤ方向半径方向に対し０〜２０°の角度で長手方向に整列しているもの（例えば、特許文献２参照）、更に、芳香族ポリアミド繊維、脂肪族ポリアミド繊維などの短繊維とゴム組成物とからなるゴム繊維複合体を用いたもの（例えば、特許文献３参照）などが知られている。
【０００６】
しかしながら、サイド補強ランフラットタイヤにおいて、上記各文献に記載される短繊維配合ゴム組成物を用いた空気入り安全タイヤは、ランフラット耐久性を向上させるために、ゴム補強層を厚くする必要があるため、タイヤ重量が増加する上、内圧充填時のタイヤ縦ばねが増加し、乗り心地性能が悪化するなどの課題がある。
更に、近年では、車輛の低燃費化にともなって、タイヤの重量及び転がり抵抗の軽減が強く要請され、タイヤ重量軽減のためにタイヤサイドウォール部の薄肉化が益々指向され、従来の補強ゴム層の使用とは相反する傾向がある。さらに、タイヤの内圧低下時のランフラット走行が可能であると同時に内圧充填時の通常走行での性能も当然要求されるという二律背反となる要求がある。
【特許文献１】特開昭５７−４７２０５号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献２】特開平７−３２８２８号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献３】特開平１１−３４８５１２号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来技術の課題及び現状に鑑み、これを解消するためになされたものであり、タイヤ内で最も肉薄で剛性の低いサイドウォール部の補強ゴム層に特定物性の短繊維配合ゴムを配置して、従来の補強ゴム層を有する安全タイヤに較べ、補強ゴム層の重量は同等で、内圧充填時の通常走行性能（乗り心地等）を高レベルで維持（内圧充填時のタイヤ縦ばね同等）、内圧０ｋＰａ時の横ばねを向上させ、ランフラット走行性能を大幅に改善させた、空気入り安全タイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記従来の課題を解決すべく、特に、補強ゴム層とタイヤのランフラット走行性能との関係について鋭意検討した結果、サイドウォール部の補強ゴム層として特定方向に配向する短繊維配合ゴムを用いることにより、上記目的の空気入り安全タイヤが得られることを見い出し、本発明を完成するに至ったのである。
すなわち、本発明は、次の（１）〜（３）に存する。
（１）  左右一対のビードリングと、複数のコードが被覆ゴム中に並列に埋設された層からなるカーカス層と、該カーカス層のタイヤ半径方向外側に配置された一対のサイドウォール部とを具備してなる空気入り安全タイヤであって、上記サイドウォール部の補強ゴム層に、短繊維配合ゴムを配置し、かつ、該短繊維がタイヤ周方向に配向していることを特徴とする空気入り安全タイヤ。
（２）  短繊維のアスペクト比がＬ／ｄ＞２である上記（１）に記載の空気入り安全タイヤ。
（３）  短繊維の引張弾性率が３ＧＰａ以上である上記（１）又は（２）に記載の空気入り安全タイヤ。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、従来の補強ゴム層を有する安全タイヤに較べ、内圧充填時の通常走行性能（乗り心地等）を高レベルで維持し、内圧０ｋＰａ時のタイヤ横ばねを向上させることができるため、ランフラット耐久性が大幅に改善される空気入り安全タイヤが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施形態を詳しく説明する。
本発明の空気入り安全タイヤは、左右一対のビードリングと、複数のコードが被覆ゴム中に並列に埋設された層からなるカーカス層と、該カーカス層のタイヤ半径方向外側に配置された一対のサイドウォール部とを具備してなる空気入り安全タイヤであって、上記サイドウォール部の補強ゴム層に、短繊維配合ゴムを配置し、かつ、該短繊維がタイヤ周方向に配向していることを特徴とするものであり、例えば、図１に示す空気入り安全タイヤが挙げられる。
本発明の実施形態となる空気入り安全タイヤ１０は、図１に示すように、円筒状クラウン部１２の両端から径方向内側に向かって、先端部にビードフィラー１６、ビードリング１４を埋設したサイドウォール部１８が連なり、これらサイドウォール部１８の一方からクラウン部１２を通り他方のサイドウォール部１８に至る間を繊維コードで補強されたラジアルプライの１枚からなり、その両端部をビードリング１４の回りに軸方向外側に巻上げて固定した折り返しカーカス層２０（カーカス層折り返し部２０ｂを有するカーカス層本体２０ａ）、ビードリング１４近傍から、サイドウォール部１８と折り返しカーカス層２０の外側との間を通り、他方のビードリング近傍に至る間にさらに１枚のダウンカーカス層２２、サイドウォール１８部の折り返しカーカス層２０の内周面に、荷重を分担支持する、断面が三日月状の補強ゴム層３０、折り返しカーカス層２０の内側、三日月状の補強ゴム層の内側にインナーライナー２８、また折り返しカーカス層２０のクラウン部１２外周囲上に複数のベルト層２４、及びトレッド部２６を順次配置して夫々補強してなるものである。
【００１１】
本発明の空気入り安全タイヤ１０では、上記サイドウォール部１８の断面が三日月状の補強ゴム層３０に、短繊維配合ゴムを配置し、かつ、該短繊維がタイヤ周方向に配向するように配設されている。本発明において、タイヤ周方向に配向とは、図２に示す矢印の方向である。
【００１２】
本発明の補強ゴム層３０に用いられる短繊維配合ゴムのゴム成分としては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）等が挙げられる。これら中でも効果の点から天然ゴム、ブタジエンゴムが好ましい。
【００１３】
本発明に用いられる短繊維は、ゴムと配合した際、タイヤ周方向に剛性を持たせるという点から、引張弾性率が３ＧＰａ以上が好ましい。なお、本発明（実施例等を含む）において、引張弾性率は、ＪＩＳ  Ｌ  １０１７−２００２に準拠し、島津製作所社製オートグラフにより、室温２５±２℃、湿度５５％において得た荷重−伸長曲線の立上がりの接線の傾きとフィラメント繊度から算出した。
この引張弾性率が３ＧＰａ未満であると、周方向剛性を選択的に向上させることができない場合がある。
【００１４】
また、本発明に用いられる短繊維は、タイヤ周方向に配向させるという点から、短繊維のアスペクト比がＬ／ｄ＞２が好ましい。なお、本発明（実施例を含む）において、アスペクト比は、繊維長さＬ、繊維径ｄとしたときのＬ／ｄを意味する。
この短繊維のアスペクト比がＬ／ｄ≦２となるものでは、タイヤ周方向に配向しない場合がある。
【００１５】
本発明に用いる短繊維としては、上述の引張弾性率、アスペクト比を有するものが好ましく、具体的には、上記引張弾性率、アスペクト比を有する芳香族ポリアミド（アラミド）繊維、脂肪族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリイミド繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリオレフィンケトン（ＰＯＫ）繊維、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ガラス繊維、カーボン繊維、スチール繊維；、綿、レーヨン、セルロースなどの天然高分子繊維等が挙げられ、これらの短繊維は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【００１６】
これらの短繊維の長さは、０．５〜１０ｍｍが好ましく、１〜５ｍｍが更に好ましい。この長さが０．５ｍｍ未満であると、繊維が配向しずらくなり周方向剛性を発現させにくくなり、一方、１０ｍｍを超えると、繊維同士の絡みにより所期の目的である短繊維をタイヤ周方向に配列させた補強ゴム層の形成が困難となりやすく好ましくない。
また、短繊維の断面形状は、円状のものでもよいし、円状と異なる断面形状のものでもよい。
【００１７】
これらの短繊維の含有量は、短繊維配合ゴムのゴム成分１００質量部に対し、０．１〜２０質量部が好ましく、更に好ましくは、１〜１０質量部が望ましい。この含有量が０．１質量部未満であると、均一性が維持できず補強ゴム層としての剛性が発現しにくくなり、一方、２０質量部を超えると、短繊維配合ゴの繊維比率が多くなり、補強ゴム層の耐久性が低下しやすくなり、タイヤとしての耐久性も低下しやすくなるため好ましくない。
なお、前記短繊維は、加硫後におけるマトリックスゴムとの接着が十分であれば、短繊維に予め接着処理を施さずともよいが、接着が不十分な時には短繊維に接着処理を施してもよい。
【００１８】
本発明の短繊維配合ゴムには、更に、本発明の目的が損なわれない範囲で、通常、ゴム工業界で用いられる種々の成分を含むことができる。例えば、種々の成分として、充填剤（例えば、炭酸カルシウム及び炭酸カルシウムなどの無機充填剤）；加硫促進剤；老化防止剤；酸化亜鉛；ステアリン酸；軟化剤；及びオゾン劣化防止剤等の添加剤を挙げることができる。なお、加硫促進剤として、ＭＢＴＳ（ジベンゾチアジルジスルフィド）及びＣＺ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）等のチアゾール系加硫促進剤；ＴＴ（テトラメチルチウラムスルフィド）等のチウラム系加硫促進剤；並びにＤＰＧ（ジフェニルグアニジン）等のグアニジン系の加硫促進剤等を挙げることができる。
【００１９】
本発明では、前記断面三日月形ゴム層となる補強ゴム層３０は、空気入り安全タイヤの空気が抜けた時のサイドウォールのたわみを抑えるため、サイドウォール内側の圧縮変形を抑制する機能（例えば、高硬度）を有する必要があるため、該補強ゴム層は、その一部又は全部に短繊維配合ゴムが配設されており、且つ短繊維配合ゴム中の短繊維をタイヤ周方向に配列させることが必要である。
この短繊維の配列方向をタイヤ周方向に配向することにより、タイヤ周方向剛性があがるため、内圧０ｋＰａ時のタイヤ横ばねを向上することができる。更に好ましくは、短繊維がタイヤ周方向に対して、０〜４０°の角度で長手方向に整列していることが望ましい。
なお、短繊維の配列方向を実質的にラジアル方向に０〜２０°の角度で長手方向に整列してなるものは、本発明の効果を発揮できないものである。
また、補強ゴム層３０の配設位置は、特に限定されないが、カーカス層の内周面に配設することが好ましい。
【００２０】
本発明では、補強ゴム層には、その一部又は全部に短繊維配合ゴムが配設されるが、補強ゴム層としての剛性の点でゴム層の全部に配設されることが好ましい。
【００２１】
この短繊維配合ゴム中の短繊維をタイヤ周方向に配向する方法等としては、例えば、用いる短繊維配合ゴムを作製する際に、押し出し方向に短繊維が配向した短繊維配合ゴムを配設することにより行うことができる。
【００２２】
また、本発明の空気入り安全タイヤは、さらにもう一層の第２の補強ゴム層を有してもよい。この第２の補強ゴム層は、ゴム組成物のみを用いてもよく、本発明の短繊維配合ゴムを用いてもよい。この第２の補強ゴム層に短繊維配合ゴムを用いる場合、その繊維は、短繊維、長繊維を問わず、また織物、不織布を用いてもよい。この第２の補強ゴム層に用いるゴム組成物のゴム成分、及び繊維は、上述したものと同様のものを用いることができる。また、この第２の補強ゴム層の配設位置は、特に制限されず、サイドウォール部の一部又は全部を補強するように配設すればよく、カーカス層との位置関係も制限されない。
【００２３】
更に、本発明の空気入り安全タイヤは、カーカス層の折り返しカーカス層本体の外側に、さらにダウンカーカス層の少なくとも１枚が配設されていることがタイヤの耐久性の点で好ましい。ここで、折り返しカーカス層本体とは、一方のビード部からクラウン部を通り他方のビード部に渡る部分（図１のカーカス層本体２０ａ）を意味する。
【００２４】
このように構成される本発明の空気入り安全タイヤは、左右一対のビードリングと、複数のコードが被覆ゴム中に並列に埋設された層からなるカーカス層と、該カーカス層のタイヤ半径方向外側に配置された一対のサイドウォール部とを具備してなる空気入り安全タイヤであって、上記サイドウォール部の補強ゴム層に、短繊維配合ゴムを配置し、かつ、該短繊維がタイヤ周方向に配向せしめることにより、タイヤ周方向の剛性が上がるため、内圧０ｋＰａ時のタイヤ横ばねを向上させることができ、また、内圧０ｋＰａ時のタイヤ横ばねが高いとランフラット走行時のタイヤへの入力を抑制でき、ランフラット走行距離を伸ばすことが可能となる。また、内圧充填時のタイヤ径方向の剛性（タイヤ縦ばね）は上がらないため、通常走行時の乗り心地は変わらないため、従来の補強ゴム層を有する安全タイヤに較べ、内圧充填時の通常走行性能（乗り心地等）を高レベルで維持できる。
【実施例】
【００２５】
次に、本発明を実施例及び比較例により更に詳しく説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００２６】
〔実施例１〜６及び比較例１〜３〕
下記表１に示す配合組成となる短繊維配合ゴム組成物を調製した。
実施例１〜４及び比較例２及び３に用いる短繊維は、アラミドを使用し、アスペクト比２００、引張弾性率５９ＧＰａ、直径１０μｍ、長さ２ｍｍのものを使用した。
また、実施例5及び６に用いる短繊維は、ＰＥＴを使用し、アスペクト比２００、引張弾性率１２ＧＰａ、直径１０μｍ、長さ２ｍｍのものを使用した。
【００２７】
また、用いられる空気入り安全タイヤは、図１と同じ構造を持ち、サイズが２１５／４５ＺＲ１７のチューブレス構造である。カーカス層（ボディプライ）は、１８４０デシテックス（ｄｔｅｘ）の２本撚りのレーヨンコードを５０本／５ｃｍで打ち込んだ層を２枚（２Ｐ構造）用いた。補強ゴム層は、補強ゴム層の形状、厚さ、配置、組成等は、特に制限されることはない。また、下記表１に記載の短繊維を含有するゴム組成物からなり、加硫後の最大厚みが下記表１の最厚部ゲージとなるように作製した。ベルト層は、１×５構造で、その線径が０．２５ｍｍであるスチールコードを打込み数が４０本／５ｃｍ、スチールコード角度がタイヤ周方向に対し２０°としたスチールベルト層の２枚切り離し構造を有する。
得られた各試作タイヤについて、重量及び下記評価方法により、内圧２３０ｋＰａ時のタイヤ縦ばね（指数）、内圧０ｋＰａ時のタイヤ横ばね（指数）、ランフラット耐久性（指数）を評価した。
これらの結果を下記表１に示す。なお、全ての試験タイヤの内圧充填時耐久性は問題のないレベルであった。
【００２８】
（タイヤ縦ばねの評価方法）
標準リムに各試作タイヤを組み込み、内圧を２３０ｋＰａに調整してから、タイヤを擬似路面上に置き、該タイヤに鉛直方向の一定荷重４．１７ｋＮを加えた時の鉛直方向の変位を測定し、比較例１をコントロール（１００）としたときの指数で表した。指数が大きい程縦ばねが大きいことを示す。
【００２９】
（タイヤ横ばねの評価方法）
標準リムに各試作タイヤを組み込み、内圧を０ｋＰａに調整してから、タイヤを擬似路面上に置き、該タイヤに鉛直方向の一定荷重４．１７ｋＮを加えた時の横方向の変位を測定し、比較例１をコントロール（１００）としたときの指数で表した。指数が大きい程横ばねが大きいことを示す。
【００３０】
（ランフラット耐久性の評価方法）
各試作タイヤを常圧でリム組みし、内圧２３０ｋＰａを封入してから３８℃の室御中に２４時間放置後、バルブのコアを抜き、内圧を大気圧として、荷重４．１７ｋＮ、速度８９ｋｍ／ｈｒ、室温３８℃の条件でドラム走行テストを行った。この際の故障発生走行距離をランフラット耐久性とし、比較例１をコントロール（１００）としたときの指数で表した。指数が大きい程ランフラット耐久性は良好である。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
上記表１の結果から明らかなように、本発明範囲となる実施例１〜６の空気入り安全タイヤは、本発明の範囲外となる比較例１〜３に較べて、内圧０ｋＰａ時のタイヤ横ばねを向上できた。また、内圧０ｋＰａ時のタイヤ横ばねが高いと、ランフラット走行時のタイヤの入力を抑制できるため、ランフラット走行距離が伸びた。内圧充填時のタイヤ径方向の剛性（タイヤ縦ばね）は上がらないため、通常走行時の乗り心地は変わらないことが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の空気入り安全タイヤは、タイヤのサイドウォール部を補強し、従来にない良好なランフラット走行ができるので、産業上の利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態の一例を示す空気入り安全タイヤの概略断面図である。
【図２】タイヤ周方向を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  空気入り安全タイヤ
１４  ビードリング
１８  サイドウォール部
２０  カーカス層
３０  補強ゴム層（短繊維配合ゴム層）
【図１】
2007276569.tif 000004
【図２】
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