(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のビード部と、並列された複数のコードが被覆ゴム中に埋設された層からなる少なくとも１枚のカーカスプライが該ビード部間に跨がるカーカス部と、該カーカス部のタイヤ半径方向外側に配置された複数層のスチールベルトプライからなるベルト部と、該ベルト部のタイヤ半径方向外側に配置された環状のトレッド部と、該トレッド部の左右に配置された一対のサイドウォール部と、該サイドウォール部に配設された三日月状の断面のゴム補強層とを具備してなる空気入り安全タイヤにおいて、
前記左右一対のビード部の夫々が一対のビードコアからなり、前記少なくとも１枚のカーカスプライが該一対のビードコアの間を通り、折り下げられて、かつ該ビードコア近傍で終焉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】
前記ビード部のタイヤ半径方向外側にビードフィラーが配置され、前記カーカスプライは、前記ゴム補強層のタイヤ軸方向外側および前記ビードフィラーの軸方向内側を通り、かつ該ビードフィラー軸方向外側には該カーカスプライ端が位置しない請求項１記載の空気入り安全タイヤ。
【請求項３】
前記カーカスプライの埋設コードがスチールコードで、その破断伸度が３．５％以上である請求項１または２記載の空気入り安全タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐久性と乗り心地を両立させた空気入り安全タイヤに関し、特には、通常内圧走行時における乗り心地を損なうことなく、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。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤ内圧が０ｋｇ／ｃｍ２時の走行、いわゆるランフラット走行が可能な空気入りタイヤ（「空気入り安全タイヤ」という）として、カーカス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。このサイド補強タイプは、比較的荷重負担が軽く、乗り心地を重視する車両向けとして、それなりに評価を得ている。
【０００３】
サイド補強タイプは、サイドウォールにおけるカーカス層の内面に断面が三日月状の比較的硬質の補強ゴム層を、その一方の端部がゴムフィラーとオーバーラップするように配置して強化されている。走行中にタイヤがパンクして空気が抜けてしまうと、補強ゴム層で強化したサイドウォール固有の剛性によって荷重を支持し、速度は多少落とさなければならないとはいえ、所定の距離ランフラット走行を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のサイド補強タイプの空気入り安全タイヤにおいても、ランフラット走行性はなお十分とは言えないのが現状である。
即ち、汎用の乗用車用タイヤの場合、荷重負担は比較的小さいといっても、乗用車も大型になると１本当たりの荷重は５００ｋｇｆ前後と大きくなる。このような場合、パンク状態でのサイドウォールの変形はさらに大きくなり、走行時に受ける数倍の動荷重によってサイドウォールは完全に座屈してしまい、これを繰り返しながら走行することとなる。その結果、サイドウォールにおけるビード部は、リムのフランジによって突き上げられ、湾曲したフランジとゴムフィラーに挟まれた外皮ゴムとカーカス折り返し部が、熱によって融けたり、断裂してしまい、これにより、パンクの原因となった部分を修理しても、以後の使用は不可能となる。
【０００５】
汎用タイヤサイズの安全空気入り安全タイヤをランフラット条件で走行させた場合、タイヤの内部温度は２００℃以上の高温になるため、耐熱性に優れているといわれている、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）でさえも、高温時のゴムとの接着性が十分ではなく、具体的には、ＰＥＴカーカスを適用したタイヤの場合、ランフラット走行での故障はＰＥＴ／接着層界面での剥離が主なものとなる。そのため、ランフラット耐久性という点では低いレベルとなる。
【０００６】
この問題を解決するために、スチールカーカスプライを用いることも考えられるが、この場合は、スチールカーカスの剛性が著しく高まり、ランフラット耐久性と通常内圧充填走行時の乗り心地との両立が困難である。即ち、タイヤの内圧が０ｋｇ／ｃｍ２であるランフラット走行が可能な空気入り安全タイヤにおいても、内圧充填時の通常走行での性能は当然に要求されるからである。
【０００７】
そこで本発明の目的は、耐久性と乗り心地を両立させた空気入り安全タイヤ、特には、通常内圧走行時における乗り心地を損なうことなく良好なランフラット走行を可能ならしめた乗用車用空気入り安全タイヤを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、これまでの空気入り安全タイヤのランフラット走行時には、その変形形態からビード部のカーカスプライ折り返し部に極度の圧縮歪がかかる点に着目して、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定のカーカスプライ構造を採用する等の下記の手段によって、前記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
（１）すなわち、本発明の空気入り安全タイヤは、左右一対のビード部と、並列された複数のコードが被覆ゴム中に埋設された層からなる少なくとも１枚のカーカスプライが該ビード部間に跨がるカーカス部と、該カーカス部のタイヤ半径方向外側に配置された複数層のスチールベルトプライからなるベルト部と、該ベルト部のタイヤ半径方向外側に配置された環状のトレッド部と、該トレッド部の左右に配置された一対のサイドウォール部と、該サイドウォール部に配設された三日月状の断面のゴム補強層とを具備してなる空気入り安全タイヤにおいて、
前記左右一対のビード部の夫々が一対のビードコアからなり、前記少なくとも１枚のカーカスプライが該一対のビードコアの間を通り、折り下げられて、かつ該ビードコア近傍で終焉していることを特徴とする。
【００１０】
（２）前記空気入り安全タイヤにおいて、前記ビード部のタイヤ半径方向外側にビードフィラーが配置され、前記カーカスプライは、前記ゴム補強層のタイヤ軸方向外側および前記ビードフィラーの軸方向内側を通り、かつ該ビードフィラー軸方向外側には該カーカスプライ端が位置しない空気入り安全タイヤである。
【００１１】
（３）前記空気入り安全タイヤにおいて、前記カーカスプライの埋設コードがスチールコードで、その破断伸度が３．５％以上である空気入り安全タイヤである。
【００１２】
カーカスプライに適用される補強材は、従来の通常プライ構造ではランフラット走行時に、引張りと圧縮の両方の歪を受けるため、その材質と歪のレベルにより、プライ材の座屈による故障に結びつくケースが多かった。しかし、本発明の上記カーカスプライ構造により、カーカスプライは引張り方向の歪が支配的となり、プライに適用する材料が一般的に引張り方向の強力が圧縮に比べ高いという性質上、プライ材の故障が殆どなくなる。また、プライを引張り方向の歪みが支配的な位置にのみ配したことで、ランフラット走行時にサイドゴム補強層が負担する屈曲の歪みがカーカスプライの引張りによる負担増加で低減され、当該ゴム補強層のゴム重量の軽減が可能となる。
【００１３】
【発明の実地の形態】
本発明に用いられる、少なくとも１枚のカーカスプライの埋設コードとしては、スチールコードまたは有機繊維コードのいずれをも用いることができる。
【００１４】
スチールコードを用いる場合は、高伸度スチールコードを用いることが好ましい。高伸度ではないスチールコードを用いると、カーカスの剛性が著しく高まり、ランフラット耐久性と通常内圧充填走行時の乗り心地との両立が困難となるからである。本発明に好適に用いることができる高伸度スチールコードについて詳述すると、先ず、タイヤから取り出して測定したときの破断伸度が、好ましくは３．５％以上、より好ましくは４．０％以上である。この伸度が３．５％未満では、スチールコード自体の疲労耐久性の点で好ましくない。コードのフィラメントピッチ長さに対して型付け量を大きくすることで高破断伸度を有するコードが得られる。
【００１５】
あるいはまた、ダイス引き抜きにより伸線したフィラメントに、例えば３８０〜４３０℃でブルーイング処理を行うことによって得られる破断伸度が３．５％以上、好ましくは４．０％以上としたフィラメントからなるコードをカーカスプライに用いてもよい。具体的には、ブルーイング処理したフィラメントを１本又は複数本撚り合わせてなるコード（例えば１＋ｎ、１×ｎ構造）でもよいし、伸線したコードを１本または複数本撚り合わせたコードをブルーイング処理するのでもよい。ブルーイング処理後に接着処理をすることで接着性を高めることが好ましい。
【００１６】
上述のスチールコードは、従来のスチールコードに比べて耐圧縮疲労性が大幅に向上し、スチールコード自体の変形で圧縮入力を吸収することが可能になる。この圧縮疲労性の大幅な向上は、スチールコードの欠点を克服したもので、一方スチールコードの曲げ剛性が高い等の他の特徴が活用できることから、本発明のランフラット耐久性に優れた空気入り安全タイヤが実現可能となる。
【００１７】
かかるスチールコードの構造は、好ましくは１×ｎ構造を有し、ｎは２〜７、より好ましくは３〜６の自然数である。ｎが７を超えると、フィラメントの配列がくずれ易くなり、その結果、スチールコード内部へのマトリックスゴムの浸透性が低下する、コードとしての引き揃え性が悪化する、高破断伸度が得にくくなる等の点で好ましくない。また、このスチールコードのフィラメント繊維の素線径は、好ましくは０．１２５〜０．２７５ｍｍ、より好ましくは０．１２５〜０．２３０ｍｍであり、径が０．１２５ｍｍ未満では製造の際、伸線がしにくく、抗張力が出にくいため、コード強力が低下し、結果として、タイヤのケース部材の強度が低下し、一方、０．２７５ｍｍを超えると耐疲労性が悪化するため、好ましくない。
【００１８】
次に、カーカスプライの埋設コードとして有機繊維コードを用いる場合、ランフラット走行時のタイヤ温度が２００℃以上の高温となることから、融点が２４５℃以上の耐熱安定性を有する有機繊維を使用することが好ましく、具体的には、６６−ナイロン（６６Ｎｙ）、４６−ナイロン（４６Ｎｙ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）、アラミド、レーヨン、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）、ポリオレフィンケトン（ＰＯＫ）などが挙げられる。
【００１９】
カーカスプライに使用されるゴム成分は特に限定されないが、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）を挙げることができ、中でも天然ゴム、ブタジエンゴムが好ましい。なお、通常ゴム業界で使用されている配合剤、例えばカーボンブラック等の補強剤、加硫剤、加硫助剤、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤等を適宜配具することができるのは勿論のことである。上記ゴムに対する、カーボンブラックの種類や量、硫黄の量、オイルの量等を調整することによって、５０％伸長時の引張応力を、好ましくは０．５〜３．０ＭＰａ、より好ましくは０．５〜２．０ＭＰａとする。このゴム層の引張応力が０．５ＭＰａよりも低いと、ベルト端近傍およびカーカスプライ端近傍の耐久性が通常内圧走行において劣ることになり、ベルトとカーカスのセパレーション等の故障を引き起こす。一方、３．０ＭＰａよりも高いと、通常内圧走行時の乗り心地の改善を図ることができない。
【００２０】
本発明の空気入り安全タイヤにおいては、図１の（イ）に示すように、カーカスプライ２が、タイヤ半径方向に対し上下一対のビードコア８ａ、８ｂからなるビード部８において該一対のビードコア８ａ、８ｂの間を通りかつ該ビードコア近傍で終焉している。好ましくは、カーカスプライ２をタイヤ半径方向に対し上下一対のビードコア８ａ、８ｂからなるビード部８において該一対のビードコア８ａ、８ｂの間を通り折り下げるか、またはゴム補強層のタイヤ軸方向外側およびビードフィラー９の軸方向内側を通りかつ該ビードフィラー９の軸方向外側には該カーカスプライ端が位置しないようにする。尚、本発明においては、図１の（ロ）に示すように、カーカスプライ２がビードコア８ａ、８ｂの間を通り、再度８ｂを２分間してその間を通り終焉していてもよい。かかるカーカスプライ構造とすることで、ランフラット走行時にビード部のカーカスプライ折り返し部に極度の圧縮歪がかかりプライ材の故障に結びつくという従来構造の問題を解消することができると同時に、サイドのゴム補強層の重量の軽減が可能となる。
【００２１】
サイドのゴム補強層に使用するゴム組成物の物性に関しては、５０％伸長時の引張り応力（Ｍ５０）が２．０〜９．０ＭＰａで、１００％伸長時の引張り応力（Ｍ１００）が４．０〜１５．０ＭＰａであることが好ましい。また、ビードフィラーに関してはＭ５０が２．０〜１２．０ＭＰａで、Ｍ１００が４．０〜１７．０ＭＰａであることが好ましい。
【００２２】
本発明の空気入り安全タイヤにおいては、図２に示すように、ビードフィラー９のタイヤ軸方向外側に、カーカスプライ２とは独立した補強層１０を設けてもよい。この補強層１０は、例えばタイヤ半径方向に対して０〜４５°の角度を持つテキスタイルコードまたはスチールコードとゴムとからなる補強層とすることができる。
【００２３】
本発明の空気入り安全タイヤは、従来の方法で製造することができる。本発明に係るカーカスプライ構造を適用してグリーンタイヤに加硫成型を施し、所望の空気入り安全タイヤが得られる。
【００２４】
【実施例】
以下に、実施例および比較例の空気入り安全タイヤの構造を図面を用いて説明する。
図３のタイヤの断面図は、タイヤサイズ２２５／６０  Ｒ１６サイズの供試乗用車用タイヤ１を示している。カーカス２は下記の表３、４に示す条件にて、赤道面０とほぼ直交する向きに配列したプライの２〜３枚からなり、その両端部は、タイヤ半径方向に対し上下一対のビードコア８ａ、８ｂからなるビード部８において該一対のビードコア８ａと８ｂの間を通り折り下げられ、先細りに埋設されている硬質ゴムのビードフィラー９の軸方向外側には該カーカスプライ端２’が位置してない。
【００２５】
カーカス２のサイド部５内周面には、三日月状断面のゴム補強層７（ショアＡ硬度８０°、最大厚み１３ｍｍ）が、カーカス２を介してビードフィラー９と重なる位置からサイド部５全体に亘り配置されている。なお、符号３はトレッド、６は空気不透過性のインナーライナーである。ベルト４は、撚り構造が１×５のスチールコードを赤道面０に対して２６°の角度で傾斜配列した２枚（第１ベルト層４ａ，第２ベルト層４ｂ）を互いのコードが交差するように重ね合わせたものである。
【００２６】
また、比較のため図４に示す従来のプライ構造の空気入り安全タイヤについても試作した（比較例１，比較例２）。これら比較例のタイヤでは、カーカス２として下記の表３、４に示す条件のものを用い、図４に示すようにカーカスプライの両端部はビードリング８の周りに巻き上げられ、巻き上げ端２’を形成すると共に、ビードコア１８上カーカス２とそのプライ巻き上げ端部２’との間に硬質ゴムのビードフィラー９が先細りに埋設されている。その他の構造等の条件はすべて実施例と同じである。
【００２７】
なお、三日月状断面のゴム補強層およびカーカスプライのゴム組成物の配合内容は下記の表１〜２に示す通りである。
【００２８】
【表１】
0003998164.tif 000002
１）ＪＳＲ（株）製  ＢＲ０１
２）ＦＥＦ
３）スピンドルオイル
４）ノクセラーＮＳ（商品名、大内新興化学工業（株）製）
５）ノクラック６Ｃ（商品名、大内新興化学工業（株）製）
Ｍ５０＝４．５ＭＰａ
Ｍ１００＝１０．５ＭＰａ
【００２９】
【表２】
0003998164.tif 000003
１）ＨＡＦ
２）スピンドルオイル
３）ノクセラーＣＺ（商品名、大内新興化学工業（株）製）
４）ノクラック６Ｃ（商品名、大内新興化学工業（株）製）
５）有効成分はコバルト金属として１０％含有
Ｍ５０＝２．４ＭＰａ
Ｍ１００＝４ＭＰａ
【００３０】
実施例および比較例のタイヤに用いた各種の評価方法は次の通りである。
（イ）ランフラット耐久性
内圧３．０ｋｇ／ｃｍ２でリム組みし、３８℃の室温中に２４時間放置後、バルブのコアを抜き内圧を０ｋｇ／ｃｍ２にして、荷重５７０ｋｇ、速度８９ｋｍ／時、室温３８℃の条件でドラム走行テストを行った。この時の故障発生までの走行距離をランフラット耐久性とし、比較例１の値を１００として指数表示した。指数が大きい程、ランフラット性は良好である。
【００３１】
（ロ）乗り心地性能
通常内圧において実地走行を行い、ドライバーによる官能評価を行った。評価は、比較例１の値を１００として指数表示した。指数が大きい程、乗り心地性能は良好である。
【００３２】
（ハ）補強ゴム層重量
比較例１の値を１００として指数表示した。指数が大きい程、重量が大であることを示す。
【００３３】
【表３】
0003998164.tif 000004
１）ＪＩＳ  Ｇ３５１０−１９９２に従って測定した切断時全伸びである。
【００３４】
【表４】
0003998164.tif 000005
【００３５】
表３および４に示されるように、本発明の空気入り安全タイヤは内圧充填時の通常走行での乗り心地性能を損なうことなくランフラット走行性能が大幅に改善されていることがわかる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の空気入り安全タイヤにおいては、特定のカーカスプライ構造を採用することにより、内圧充填時の通常走行での性能、特には乗り心地性能が高レベルに維持され、しかもランフラット走行性能が大幅に改善されるという効果が得られる。また、かかる効果を得るにあたり、サイドのゴム補強層の重量の軽減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例空気入り安全タイヤのビード部におけるプライ構造を示す部分断面図である。
【図２】本発明の他の一例空気入り安全タイヤのビード部におけるプライ構造を示す部分断面図である。
【図３】実施例の空気入り安全タイヤの断面図である。
【図４】従来例の空気入り安全タイヤの断面図である。
【符号の説明】
１  空気入り安全タイヤ
２  カーカス
２’  カーカスプライ端
３  トレッド
４  ベルト
４ａ  第１ベルト層
４ｂ  第２ベルト層
５  サイド部
６  インナーライナー
７  ゴム補強層
８  ビード部
８ａ，８ｂ  ビードコア
９  ビードフィラー
１８  ビードコア
【図１】
0003998164.tif 000006
【図２】
0003998164.tif 000007
【図３】
0003998164.tif 000008
【図４】
0003998164.tif 000009