(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のリング状のビードコアと、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カーカスプライの両端部が該ビードコアの周りに折り返し巻回されて円環状に形成されたカーカス部と、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を具備してなる空気入りタイヤにおいて、
少なくとも１枚のカーカスプライの埋設スチールコードが破断伸度３．５％以上であり、カーカスプライの被覆ゴムの５０％伸長時の引張応力が０．５〜３．０ＭＰａであり、かつ、前記サイドウォール部におけるカーカスプライの内側に三日月状の断面のゴム補強層が配設されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記カーカスプライの埋設スチールコードがｌ×ｎ（ｎは２〜７）構造で、そのフィラメントの素線径が０．１２５〜０．２７５ｍｍである請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記サイドウォール部と前記カーカスプライの外面との間に、さらにダウンカーカスプライの少なくとも１枚が配設されている請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
【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タイヤに関し、特には、良好なランフラット走行を可能ならしめる同時に、通常内圧走行時における乗り心地および転がり抵抗性をも改善した空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境への配慮からタイヤの寿命、すなわち耐久性の向上が一層望まれており、また、乗り心地等の品質の向上についてもユーザーから望まれている。一方、空気入りタイヤでタイヤ内圧が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。また、テキスタイルプライ適用のタイヤに比べ、転がり抵抗性が劣るという欠点もある。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タイヤ、特には、良好なランフラット走行を可能ならしめると同時に、通常内圧走行時における乗り心地および転がり抵抗性をも改善した乗用車用空気入り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、前記課題を解決すべく空気入りタイヤのランフラット走行性能と乗り心地性能および転がり抵抗性との関係について鋭意検討した結果、カーカスプライに特定のスチールコードを用いると同時に、カーカスプライの被覆ゴムの引張応力を特定範囲に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、本発明の空気入りタイヤは、左右一対のリング状のビードコアと、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カーカスプライの両端部が該ビードコアの周りに折り返し巻回されて円環状に形成されたカーカス部と、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を具備してなる空気入りタイヤにおいて、
少なくとも１枚のカーカスプライの埋設スチールコードが破断伸度３．５％以上であり、カーカスプライの被覆ゴムの５０％伸長時の引張応力が０．５〜３．０ＭＰａであり、かつ、前記サイドウォール部におけるカーカスプライの内側に三日月状の断面のゴム補強層が配設されていることを特徴とする。
【００１０】
（２）前記空気入りタイヤにおいて、前記カーカスプライの埋設スチールコードがｌ×ｎ（ｎは２〜７）構造で、そのフィラメントの素線径が０．１２５〜０．２７５ｍｍである空気入りタイヤである。
【００１２】
（３）前記空気入りタイヤにおいて、前記サイドウォール部と前記カーカスプライの外面との間に、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空気入りタイヤである。
【００１３】
本発明では、（ａ）上記スチールコードは一定伸長時の低引張応力及び高破断伸度の特性を有するコードであり、一般にスチールコードの欠点とされる耐圧縮疲労性について大幅な向上が見られること、つまりこの高破断伸度のスチールコードはスチールフィラメント繊維自体の変形で圧縮入力を吸収することが可能となるため、耐圧縮疲労性に関し、大幅な改良効果をもたらすことが見出されたこと、（ｂ）ランフラット走行時のタイヤの極めて高い内部発熱に対して、スチールコードはゴムと強固に接着しているため、接着性に問題はなく（ランフラット走行での故障は他の部分のゴム部に起こる）、ランフラット走行性は前記の例えばＰＥＴ対比高レベルになること、及び（ｃ）ランフラット走行時の内部発熱をいかに低減させるかが非常に重要な点であるが、例えばＰＥＴコードとスチールコードを比較した場合、スチールコードの方が曲げ剛性が高いため、タイヤの内圧０ｋｇ／ｃｍ２のたわみ量が小さくなりタイヤとしての発熱量が小さくなること、の３つの知見に基づいてランフラット耐久性の向上を図り、同時にカーカスプライとベルトプライの被覆ゴムの引張応力を最適化することにより通常内圧走行時における乗り心地をも改善するものである。
【００１４】
【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スチールコードは、タイヤから取り出して測定したときの破断伸度が３．５％以上、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、本発明においては、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：ｎ＝２〜７）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タイヤが実現可能となる。
【００１７】
本発明に用いられ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】
本発明において、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％伸長時の引張応力が０．５〜３．０ＭＰａ、好ましくは０．５〜２．０ＭＰａである被覆ゴムが得られる。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。
【００１９】
本発明の空気入りタイヤは、カーカスプライがスチールコードにより補強されており、従来の方法で製造することができる。このカーカスプライを適用してグリーンタイヤに加硫成型を施し、所望の空気入りタイヤが得られる。
【００２０】
本発明では、スチールコードを用いたカーカスプライの内面及び／又は外面に三日月状断面のゴム補強層を配設することによって、特に内面に配設することによって、ランフラット耐久性がより向上する。
【００２１】
本発明の空気入りタイヤにおいて、サイドウォール部とスチールコードからなるカーカスプライの外面との間に、さらにダウンカーカス層の少なくとも１枚が配設されていてもよい。
【００２２】
【実施例】
以下に、実施例および比較例の空気入りタイヤの構造を図面を用いて説明する。
図１のタイヤの概略断面図は、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、ビードリング８上カーカス２とそのプライ巻き上げ端部２’との間には、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。
【００２３】
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１０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。
【００２４】
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に示す通りである。
【００２５】
【表１】
0003982902.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
【００２６】
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。
【００２７】
（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。
【００２８】
（ハ）転がり抵抗性
２．５ｋｇ／ｃｍ２の内圧を充填したタイヤを外径１７０７．６ｍｍ、幅４００ｍｍの、スチール平滑面を有する回転ドラムに１５０ｋｇｆの力で押圧して回転させたときの、タイヤ軸の転がり抵抗係数を下記式により求め、その逆数をとり比較例１を１００として指数表示した。指数が大きくなるほど結果が良好である。
転がり抵抗ＦＲ＝Ｆｔ（１＋（ｒＴ／ＲＤ））
転がり抵抗係数ＲＲＣ＝ＦＲ／Ｗ
（式中、Ｆｔは軸上の転がり抵抗−スキム値、ＲＤはドラム半径、ｒＴはタイヤ転動負荷半径、Ｗは荷重である。）
【００２９】
（ニ）通常内圧走行耐久性
ＦＭＶＳＳ  Ｎｏ．１０９に準じた耐久試験で、３ステップでの故障までの走行時間を指数表示した。数字が大きいほど故障までの走行時間が長いことを表わす。具体的試験法は、次の通りである。
内圧２００ｋｐａでリム組後、少なくとも３時間３８±２℃放置した。次いで、放置後の内圧を２００ｋｐａに再調整した。テストエリアの温度は３８±２℃に保持した。かかる条件下で、供試タイヤを直径１７０７．６ｍｍで幅７００ｍｍの平滑スチールテストホイールに、速度８０ｋｍ／ｈｒにて、ＪＡＴＭＡの内圧２００ｋｐａに対する正規荷重を１００として８５の荷重で４時間、９０の荷重で６時間、１００の荷重で故障まで押付けて走行させた。得られた結果を下記の表２および表３に示す。
【００３０】
【表２】
0003982902.tif 000003
【００３１】
【表３】
0003982902.tif 000004
１）ＪＩＳ  Ｇ３５１０−１９９２に従って測定した切断時全伸びである。
２）スチレンブタジエンゴム  日本合成ゴム（株）製＃１５００
３）１００％伸長時の引張応力：ＪＩＳ  Ｋ６３０１の引張試験に従い、試験片は３号を用いた。
４）Ｂ／Ｆ折れ：ビードフィラー折れ、補強ゴム折れ：三日月状断面のゴム補強層折れ、ビードＣＢＵ：ビードコード切れ、Ｐ．Ｅ．Ｓ：プライ端セパレーション、Ｇ／ＣＨ割れ：ゴムチェーファー割れ
【００３２】
表２および３に示されるように、本発明の空気入りタイヤは内圧充填時の通常走行での耐久性などの性能を高水準で維持しながら乗り心地性能が改善され、しかも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。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の空気入りタイヤにおいては、特定のスチールコード使用カーカスプライを用いると同時に、カーカスプライの被覆ゴムの引張応力を最適化したことにより、内圧充填時の通常走行での性能、特には乗り心地性能および転がり抵抗性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。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例において用いた空気入りタイヤの概略断面図である。
【符号の説明】
１  空気入りタイヤ
２、２’  カーカス
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  ビードリング
９  ビードフィラー
【図１】
0003982902.tif 000005