JP2009132234A - ランフラットタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ランフラット耐久性を向上する。
【解決手段】サイド補強ゴム層１１を具えたランフラットタイヤ１において、カーカスコード２０として、コードの撚り係数Ｔが０．５〜０．７のアラミド繊維コード２１を用いる。サイド補強ゴム層１１は、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、チッ素吸着比表面積が３０〜１００ｍ^２／ｇで、かつジブチルフタレート吸油量が５０ｍｌ／１００ｇ以上であるカーボンブラックを１０〜１００質量部、アスペクト比が３〜３０で、かつ平均粒子径が２〜３０μｍである薄板状天然鉱石を５〜１２０質量部、および、硫黄または硫黄化合物を２質量部以上含有するゴム組成物からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、パンク等によりタイヤ内の空気が抜けたデフレート状態においても比較的長距離を走行しうるランフラットタイヤに関する。

このようなランフラットタイヤとして、タイヤの骨格をなすカーカスの内側（内腔側）かつサイドウォール部に、断面三日月状のサイド補強ゴム層を設け、デフレート状態におけるタイヤの負荷荷重をこのサイド補強ゴム層で支えることによりランフラット走行を可能とした所謂サイド補強タイプのものが知られている。

このタイプのタイヤでは、ランフラット走行時のタイヤ温度が、インフレート状態での通常走行時に比して著しく高くなることから、ランフラット耐久性の確保の観点から、カーカスコードとして耐熱性に優れるレーヨン繊維コードが使用されている。一方、ランフラット走行距離は、サイド補強ゴム層に大きく依存しているため、ランフラット走行性能や耐久性を向上させるために、サイド補強ゴム層のゴムボリューム（長さや厚さ）及び／又はゴム弾性率を高め、タイヤ変形を抑えることでこの変形による破壊を抑制している。

そして近年のランフラット走行における高速化、長距離化の傾向から、ランフラット耐久性のさらなる向上が強く望まれている。

しかしながら、前記ゴムボリュームの増加は、タイヤ質量の上昇を招き、通常走行において燃費性や乗り心地性を悪化させるという問題がある。又カーボンブラックなどの補強用充填剤を増量してゴム弾性率を高める場合、ゴムの発熱性の上昇を招き、又加硫剤、加硫促進剤を多量に用いることによって加硫密度を上げてゴム弾性率を高める場合には、ゴムの破断伸度が小さくなって破壊強度が低下してしまうという問題があるなど、何れの場合にもランフラット耐久性の向上には限界があり、充分に満足しうる結果を得るに至っていない。

そこで本発明は、カーカスコードに、撚り係数を特定したアラミド繊維コードを採用するとともに、サイド補強ゴム層に、例えば雲母等の薄板状天然鉱石を配合したゴム組成物を採用することを基本として、タイヤ質量の増加を低く抑えながらランフラット耐久性を大巾に向上しうるランフラットタイヤを提供することを目的としている。

特開２００５−２６４１５０号公報 特許第２９９４９８９号公報

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、前記サイドウォール部に配されかつ最大厚さを有する中央部分から半径方向内外に厚さを減じてのびる断面三日月状のサイド補強ゴム層とを具えるランフラットタイヤであって、
正規リムに装着されかつ正規内圧を充填した正規内圧状態におけるタイヤ軸心を含むタイヤ子午断面において、タイヤ外面のプロファイルは、曲率半径が異なる複数の円弧からなる曲面によって形成され、
かつ前記カーカスは、タイヤ周方向に対して４５〜９０°の角度で配列したアラミド繊維コードをトッピングゴムで被覆したカーカスプライからなるとともに、
前記アラミド繊維コードは、次式（１）で示す撚り係数Ｔを０．５〜０．７の範囲とし、
しかも前記サイド補強ゴム層は、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、チッ素吸着比表面積が３０〜１００ｍ^２／ｇで、かつジブチルフタレート吸油量が５０ｍｌ／１００ｇ以上であるカーボンブラックを１０〜１００質量部、アスペクト比が３〜３０で、かつ平均粒子径が２〜３０μｍである薄板状天然鉱石を５〜１２０質量部、および硫黄または硫黄化合物を２質量部以上含有するゴム組成物からなることを特徴としている。
Ｔ＝Ｎ×√｛（０．１２５×Ｄ／２）／ρ｝×１０^−３ −−−（１）
（ただし、Ｎは上撚り数（回／１０cm）、Ｄはトータル表示デシテックス（繊度）、ρはコード材料の比重である。）

又請求項２の発明では、前記薄板状天然鉱石が雲母類であることを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記雲母類が、カオリナイト、セリサイト、フロゴバイトおよびマスコバイトからなる群から１種以上選ばれることを特徴としている。

なお前記「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" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。また前記「正規内圧」とは、前記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" を意味するが、乗用車用タイヤの場合には１８０ｋＰａとする。なお「正規荷重」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、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 "LOAD CAPACITY"である。

本発明は、カーカスコードとして、特に耐熱性に優れるアラミド繊維コードを採用している。従って、ランフラット走行時の温度上昇によるコード損傷を抑制できる。又アラミド繊維コードは高弾性であり、荷重支持能力を高めうるため、前述の耐熱性の向上と相俟って、ランフラット耐久性を向上させることができ、その向上代の一部を、サイド補強ゴム層のボリューム減に充てることが可能となる。

又サイド補強ゴム層に、カーボンブラック、薄板状天然鉱石、ならびに硫黄または硫黄化合物を配合したゴム組成物を採用している。このゴム組成物は、「発明を実施するための最良の形態」にて示す如く、低発熱性および破断強度に優れているため、前記アラミド繊維コードの採用との相乗効果により、タイヤ質量の増加を低く抑えながらランフラット耐久性を大巾に向上させることができる。

しかしながら、アラミド繊維は耐疲労性に劣るため、カーカスコードに使用した場合には、逆にランフラット耐久性を低下させる恐れを招く。そこで本発明では、その撚り係数Ｔを０．５〜０．７の範囲に規制することで、前記効果を発揮させながら耐疲労性を克服している。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は、本発明のランフラットタイヤ１を示す正規内圧状態におけるタイヤ子午断面図である。

図１において、本実施形態のランフラットタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、前記サイドウォール部３に配されかつランフラット機能を確保するための断面三日月状のサイド補強ゴム層１１とを具える。

前記カーカス６は、タイヤ周方向に対して４５〜９０°の角度で配列されるカーカスコード２０（図４（Ａ）、（Ｂ）に示す）をトッピングゴム２５により被覆した１枚以上のカーカスプライ６Ａから形成される。本例では、カーカスコードを８０〜９０°の角度で配列した１枚のカーカスプライ６Ａからなる場合が示されている。前記カーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間を跨るプライ本体部６ａの両側に、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るプライ折返し部６ｂを一連に具える。

前記プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、例えばゴム硬度が６５〜９８度の硬質のゴムからなり、前記ビードコア５から半径方向外側に先細状にのびるビード補強用のビードエーペックスゴム８が配される。本明細書においては、「ゴム硬度」は、ＪＩＳ（Ｋ６２５３）に準拠し、温度２３℃で測定したデュロメータータイプＡによる硬さを意味する。このビードエーペックスゴム８のビードベースラインＢＬからのタイヤ半径方向の高さｈａは、特に限定はされないが、小さすぎるとランフラット耐久性が不充分となり、逆に大きすぎるとタイヤ質量の過度の増加や乗り心地の悪化を招くなど、本発明に不利となる。このような観点より、ビードエーペックスゴム８の前記高さｈａは、タイヤ断面高さＳＨの１０〜６０％、より好ましくは２０〜５０％が望ましい。

本例では、前記カーカス６のプライ折返し部６ｂが、前記ビードエーペックスゴム８を半径方向外側に超えて巻き上がり、その外端部６ｂｅが、プライ本体部６ａと前記ベルト層７との間に挟まれて終端する所謂超ハイターンアップの折り返し構造を具える。これにより、１枚のカーカスプライ６Ａを用いて、サイドウォール部３を効果的に補強しうる。また前記プライ折返し部６ｂの外端部６ｂｅが、ランフラット走行時に大きく撓むサイドウォール部３から離れるため、該外端部６ｂｅを起点とした損傷を好適に抑制しうる。前記プライ折返し部６ｂとベルト層７との重なり部のタイヤ軸方向巾ＥＷは、５mm以上、さらには１０mm以上が好ましく、その上限は、軽量化の観点から４０mm以下、さらには３０mm以下が好ましい。なお前記カーカス６が複数枚のカーカスプライから形成される場合には、少なくとも１枚のカーカスプライがこの態様をなすのが好ましい。

又前記カーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内部には、トレッド補強用のベルト層７が配される。このベルト層７は、タイヤ周方向に対して例えば１０〜３５゜の角度で配列されたスチール製のベルトコードをトッピングゴムで被覆した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。このベルト層７は、ベルトコードがプライ間で互いに交差することによりベルト剛性が高められる。なお前記ベルト層７の幅（本例では幅の広い内のベルトプライ７Ａの幅）ＢＷは、タイヤ最大幅ＳＷの０．７０〜０．９５倍が好ましく、これにより、トレッド部２のほぼ全域に亘ってタガ効果を付与し、後述するタイヤ外面の特殊プロファイルを保持する。前記タイヤ最大幅ＳＷは、前述の正規内圧状態において、タイヤ最大幅位置Ｍ、Ｍ間のタイヤ軸方向距離である。またタイヤ最大幅位置Ｍは、正規内圧状態において、サイドウォール部３に設けられた文字、模様及びリムプロテクタ１２などを除外したタイヤ断面輪郭形状（以下基準輪郭線ｊという場合がある）から定められ、具体的にはカーカス６の最大幅の位置ｍと実質的に同じ高さにある。

なお前記ベルト層７の外側には、高速走行性能の向上を主目的としてバンド層（図示しない）を設けることができる。このバンド層は、タイヤ周方向に対して５°以下の角度で螺旋状に巻回されるバンドコードをトッピングゴムにて被覆した１枚以上のバンドプライからなる。バンドプライとしては、ベルト層７のタイヤ軸方向外端部のみを被覆する左右一対のエッジバンド、及びベルト層７の略全巾を覆うフルバンドがあり、これらを単独で或いは組み合わせて使用される。

又本例では、前記ビード部４には、リムプロテクタ１２が凸設される場合が例示される。このリムプロテクタ１２は、図２に示すように、リムフランジＪＦを覆うように基準輪郭線ｊから突出するリブ体であり、前記リムフランジＪＦの先端を越えてタイヤ軸方向外側に最も突出する突出面部１２ｃと、この突出面部１２ｃからビード外側面に滑らかに連なる半径方向内側の斜面部１２ｉと、前記突出面部１２ｃからタイヤ最大幅位置Ｍの近傍位置で前記基準輪郭線ｊに滑らかに連なる半径方向外側の斜面部１２ｏとで囲まれる断面台形状をなす。前記内側の斜面部１２ｉは、リムフランジＪＦの円弧部よりも大きい曲率半径ｒを有する凹円弧面で形成され、通常走行時においては、縁石等からリムフランジＪＦを保護する。又ランフラット走行時には、内側の斜面部１２ｉがリムフランジＪＦの円弧部に寄りかかって接触するため、ビード変形量を軽減でき、ランフラット時の操縦安定性及びランフラット耐久性の向上に役立つ。

そして本発明では、前記カーカスコード２０に、アラミド繊維コード２１を採用してる。

アラミド繊維は、１００〜１５０℃の高温下においても弾性率の低下が、他の有機繊維コード材料に比べて小さく、耐熱性に優れるという特性を有する。従って、ランフラット走行時のタイヤ温度上昇によっても、カーカスコードが強度低下して損傷を招いたり、又弾性率の低下によるタイヤ変形量の増加や、それに伴うさらなるタイヤ温度上昇を招くことを防止できる。さらに、アラミド繊維コードは高弾性であるため、カーカス６に用いることにより荷重支持能力を高めうる。従って、ランフラット時のタイヤ変形を低減でき、前述の耐熱性の向上と相俟って、ランフラット耐久性をさらに向上させることができる。又前記荷重支持能力の上昇代の分だけ、サイド補強ゴム層１１における荷重支持能力の負担を減じることができるため、サイド補強ゴム層１１の最大厚さｔを従来に比して減じ、タイヤ質量の低減、及び乗り心地性の向上を図ることが可能となる。

しかしながらアラミド繊維は、弾性率が高い分、耐疲労性に劣るため、ランフラット走行時の大なるタイヤ変形によって、アラミド繊維コードが疲労破断を起こすという問題がある。そのため本発明では、アラミド繊維コード２１を、従来よりも高い０．５〜０．７の範囲の撚り係数Ｔにて形成している。本例では、図４（Ｂ）に略示するように、アラミド繊維コード２１として、下撚りしたアラミド繊維フィラメント束２２（即ちストランド２２）の２本を、上撚りにて互いに撚り合わせた２本撚り構造を採用している。

ここで前記「撚り係数Ｔ」は、周知の如く、コードの上撚り数をＮ（単位：回／１０cm）、コード１本のトータル表示デシテックス（繊度）をＤ（単位：dtex）、コード材料の比重をρとしたとき、次式（１）で示される。
Ｔ＝Ｎ×√｛（０．１２５×Ｄ／２）／ρ｝×１０^−３ −−−（１）

そして、この撚り係数Ｔを０．５〜０．７の範囲まで高めることにより、ランフラット走行時のコードの疲労破断を克服しながら高い荷重支持能力を発揮し、前述の優れたランフラット耐久性を奏することができる。前記撚り係数Ｔが０．５を下回ると、耐疲労性の改善効果が不充分であり、ランフラット走行時の疲労破断を抑制しえず、逆にランフラット耐久性を損ねる結果を招く。前記撚り係数Ｔが０．７を上回ると、コードの撚り加工が難しくなり生産性に不利となる他、アラミド繊維の重要な特性である高弾性が充分に活かされず、コードの弾性率が減じて荷重支持能力が小となるなど、ランフラット耐久性の向上効果に不利となる。このような観点から、撚り係数Ｔの下限は、特に０．６以上が好ましい。

又カーカスコード２０では、アラミド繊維の高弾性を活かして優れた荷重支持能力を発揮させるために、２本撚り構造が採用されている。そのとき、下撚り数と、上撚り数とが等しい所謂バランス撚りが好ましいが、撚り数の比（下撚り数／上撚り数）が０．２〜２．０の範囲内、好ましくは０．５〜１．５の範囲内で、下撚り数と上撚り数とを相違させても良い。

又前記トータル表示デシテックスＤ（繊度）は、特に限定されるものではないが、ランフラットタイヤの場合、１５００〜５０００dtexの範囲が好ましい。又カーカスプライ６Ａにおけるコードエンド数ｎ（本／５ｃｍ）と前記トータル表示デシテックスＤとの積（ｎ×Ｄ）は、７００００〜１５００００の範囲が好ましく、７００００未満では、アラミド繊維コード２１とはいえプライ強度が不充分となり、逆に１５００００を越えると、カーカス剛性が過大となって乗り心地性に不利を招くとともに、質量や材料コストの不必要な増加を招く。このような観点から前記積（Ｄ×ｎ）の下限は１０００００以上がさらに好ましく、上限は１２００００以下がさらに好ましい。

又カーカスコード２０の疲労破断は、タイヤ変形時に圧縮歪みを受ける部位、即ち図２に示すように、プライ折返し部６ｂのうちのビード側部分６ｂ１にて発生しやすい。しかしながら本例では、前述の如くビード部４にリムプロテクタ１２を凸設しているいため、ランフラット走行時におけるビード変形が軽減され、カーカスコード２０に圧縮歪みが作用しにくくなる。その結果、アラミド繊維を採用した場合のカーカスコード２０の疲労破断をさらに抑えることができ、ランフラット耐久性のいっそうの向上が図れる。言い換えると、アラミド繊維をカーカスコード２０に用いたタイヤでは、リムプロテクタ１２を用いることが、コードの疲労破断抑制の観点から好ましい。

又本例では、前記カーカスプライ６Ａのトッピングゴム２５として、複素弾性率（Ｅ＊）が、５ＭＰａ以上と、従来のカーカストッピングゴムに比して高弾性のゴムを採用している。なお従来のカーカストッピングゴムの複素弾性率（Ｅ＊）は３．８ＭＰａ程度である。このように高弾性のゴムをトッピングゴムに採用することで、タイヤ変形時にカーカスコード２０に掛かる歪みを低減でき、カーカスコード２０の疲労破断をさらに抑制し、ランフラット耐久性のいっそうの向上を達成しうる。なお複素弾性率（Ｅ＊）が５ＭＰａを下回ると前記効果が期待できず、逆に１３ＭＰａを上回ると、ゴムが硬くなり過ぎて、乗り心地性が一気に悪化してしまう。このような観点から、複素弾性率（Ｅ＊）の下限値は、５．５ＭＰａ以上、６ＭＰａ以上、７ＭＰａ以上、さらには８ＭＰａ以上が好ましく、又上限値は１２ＭＰａ以下が好ましい。

次に、前記サイド補強ゴム層１１は、最大厚さｔを有する中央部分１１ａから、タイヤ半径方向内端１１ｉ及び外端１１ｏに向かってそれぞれ厚さを徐々に減じてのびる断面三日月状をなす。前記内端１１ｉは、ビードエーペックスゴム８の外端よりもタイヤ半径方向内側に位置し、前記外端１１ｏは、ベルト層７の外端７ｅよりもタイヤ軸方向内側に位置する。このとき、サイド補強ゴム層１１とビードエーペックスゴム８とのタイヤ半径方向の重なり巾Ｗｉを５〜５０ｍｍ、かつサイド補強ゴム層１１とベルト層７とのタイヤ軸方向の重なり巾Ｗｏを０〜５０ｍｍとするのが好ましく、これにより前記外端１１ｏ及び内端１１ｉでの剛性段差の発生を抑える。

前記サイド補強ゴム層１１は、本例では、カーカス６のプライ本体部６ａの内側（タイヤ内腔側）に配される。そのため、サイドウォール部３の曲げ変形時には、サイド補強ゴム層１１には主として圧縮荷重が、またコード材を有するカーカスプライ６Ａには主として引張荷重が作用する。ゴムは圧縮荷重に強く、かつコード材は引張荷重に強いため、上記のようなサイド補強ゴム層１１の配設構造は、サイドウォール部３の曲げ剛性を効率良く高め、ランフラット走行時のタイヤの縦撓みを効果的に低減しうる。

なお図中の符号１３は、インナーライナーゴムであって、タイヤ内圧を保持するために、前記サイド補強ゴム層１１の内側を含み、ほぼビード部４、４間を跨るようにトロイド状に配されている。該インナーライナーゴム１３は、ガスバリア性を有する例えばブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム及び／又は臭素化ブチルゴムなどを含む低空気透過性ゴムから形成される。

次に、前記サイド補強ゴム層１１は、ゴム成分に、少なくともカーボンブラックと、薄板状天然鉱石と、硫黄または硫黄化合物とを配合したゴム組成物から形成される。特に雲母などの薄板状天然鉱石は、発熱を低く抑えながら、ゴムの破断強度を高めるという作用効果を奏するため、ランフラット耐久性の向上に大きく貢献することができる。

具体的に説明すると、前記ゴム成分として、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン（１，２ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＩＢＲ）、スチレン−イソプレン共重合ゴム、イソプレン−ブタジエン共重合ゴムなどのジエン系ゴムが好適であり、これらを単独で或いは２種以上を組み合わせて用いうる。

しかし前記ゴム成分として、ＢＲを２０質量％以上含有することが好ましく、ＢＲの含有率が２０質量％未満では、発熱性が高くなる傾向がある。またＢＲの含有率の上限は８０質量％以下、さらには６０質量％以下であることが好ましく、８０質量％をこえると、ゴム強度が低下する傾向がある。

前記カーボンブラックとしては、そのチッ素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が、３０ｍ^２／ｇ以上、さらには３５ｍ^２／ｇ以上のものが好ましい。Ｎ_２ＳＡが３０ｍ^２／ｇ未満では補強性が不足し、充分な耐久性が得られない。またＮ_２ＳＡの上限値は、１００ｍ^２／ｇ以下、さらには８０ｍ^２／ｇ以下、さらには６０ｍ^２／ｇ以下が好ましく、Ｎ_２ＳＡが１００ｍ^２／ｇをこえた場合、発熱性が高くなる。

前記カーボンブラックは、そのジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ吸油量）が５０ｍｌ／１００ｇ以上、さらには８０ｍｌ／１００ｇ以上であるのが好ましい。ＤＢＰ吸油量が５０ｍｌ／１００ｇ未満では、充分な補強性を得ることが困難になる。

又前記カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、１０質量部以上であり、好ましくは２０質量部以上、より好ましくは３０質量部以上である。カーボンブラックが１０質量部より少ないと、充分なゴム強度が得られない。また、カーボンブラックの含有量は１００質量部以下であり、好ましくは７０質量部以下、より好ましくは６０質量部以下である。カーボンブラックが１００質量部をこえると、配合粘度が上昇し、ゴムの混練り、押出しが困難になる。

次に、前記薄板状天然鉱石としては、特に雲母類が好ましい。この雲母類としては、たとえば、カオリナイト、セリサイト、フロゴバイトおよびマスコバイトが好ましく、これらのなかでも、特に硬度および破壊強度のバランスの点で、セリサイトがより好ましい。これらは１種、または２種以上組み合わせて用いてもよい。

前記薄板状天然鉱石のアスペクト比（厚さに対する最大径の比）は、３以上であり、好ましくは５以上、より好ましくは１０以上である。薄板状天然鉱石のアスペクト比が３未満では、充分なゴム硬度が得られない。また、薄板状天然鉱石のアスペクト比は、３０以下であり、好ましくは２０以下である。アスペクト比が３０より大きいと、ゴムへの分散が低下し、破壊強度が落ちる。なお、アスペクト比は、薄板状天然鉱石を電子顕微鏡で観察し、任意の粒子５０個について長径と厚さとを測定し、その平均長径ａと平均厚さｂとにより、ａ／ｂとして求められる。

前記薄板状天然鉱石の平均粒子径は、２μｍ以上であり、好ましくは５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上である。平均粒子径が２μｍ未満では、粉砕にコストがかかるうえ、充分なゴム硬度が得られない。また、薄板状天然鉱石の平均粒子径は、３０μｍ以下であり、好ましくは２０μｍ以下である。平均粒子径が３０μｍをこえると、薄板状天然鉱石が破壊の起点となり、耐屈曲疲労性が低下する。なお、平均粒子径は、薄板状天然鉱石の長径の平均値をいう。

前記薄板状天然鉱石の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して５質量部以上であり、好ましくは１０質量部以上、特に好ましくは１５質量部以上である。配合量が５質量部未満では、薄板状天然鉱石を配合することにより得られる効果が充分に得られない。また、薄板状天然鉱石の配合量は１２０質量部以下であり、好ましくは８０質量部以下、特に好ましくは６０質量部以下である。配合量が１２０質量部をこえると、ゴムへの分散が困難になるうえ、発熱しやすくなる。

又前記サイド補強ゴム層１１のゴム組成物には、前記薄板状天然鉱石と併用してシランカップリング剤を添加することが好ましい。このシランカップリング剤としては、たとえば、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、２−メルカプトエチルトリメトキシシランなどがあげられ、これらをそれぞれ単独で、または任意に組み合わせて用いることができる。

前記シランカップリング剤の配合量は、薄板状天然鉱石１００質量部に対して２質量部以上、さらには４質量部以上であることが好ましい。２質量部未満では、シランカップリング剤を配合することによる効果が充分に得られない。また該配合量は、薄板状天然鉱石の２０質量部以下、さらには１５質量部以下であることが好ましい。２０質量部をこえると、コストがかかる割に得られる効果を充分に得ることができない。

又前記サイド補強ゴム層１１のゴム組成物に用いる硫黄または硫黄化合物としては、硫黄の表面析出を抑える点で、不溶性硫黄が好ましい。この不溶性硫黄としては、平均分子量が１００００以上、特には１０００００以上で、５０００００以下、特には３０００００以下の硫黄が好ましく用いられる。平均分子量が１００００未満では、低温での分解が起こりやすく表面析出しやすい傾向があり、５０００００をこえるとゴム中での分散性が低下する傾向がある。

前記硫黄または硫黄化合物の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して２質量部以上、さらには３質量部以上であることが好ましく、又その上限は、１０質量部以下、さらには８質量部以下であることが好ましい。硫黄または硫黄化合物が２質量部未満では、充分な硬さが得られない傾向があり、１０質量部をこえると、未加硫ゴムの貯蔵安定性が損なわれる傾向がある。

さらに、前記サイド補強ゴム層１１のゴム組成物には、通常のゴム配合に用いられる酸化亜鉛、ワックス、ステアリン酸、オイル、老化防止剤、加硫促進剤などを含んでもよい。

前記加硫促進剤として用いられる化合物は多種にわたるが、なかでもスルフェンアミド系促進剤は、遅延系加硫促進剤として、製造過程において焼けが起こりにくく、加硫特性に優れているので、最も良く使用される。また、スルフェンアミド系促進剤を用いたゴム配合は、加硫後ゴム物性においても外力による変形に対して発熱性が低いため、本発明における最大の目的であるランフラットタイヤの耐久性向上に対する効果も大きい。

スルフェンアミド系促進剤としては、たとえば、ＴＢＢＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）、ＣＢＳ（Ｎ-シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）、ＤＺ（Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）などがあげられる。その他の加硫促進剤としては、たとえば、ＭＢＴ（メルカプトベンゾチアゾール）、ＭＢＴＳ（ジベンゾチアジルジスルフィド）、ＤＰＧ（ジフェニルグアニジン）などを用いることができる。

このようなゴム組成物は、加硫後のゴム物性において、優れた低発熱性と破断強度（ＴＢ）とを発揮することができ、従って、前記アラミド繊維コードの採用との相乗効果により、タイヤ質量の増加を低く抑えながらランフラット耐久性を大巾に向上することが可能となる。

ここで、前記サイド補強ゴム層１１の破断強度（ＴＢ）として１０ＭＰａ以上、さらには１２ＭＰａ以上、さらには１４ＭＰａ以上であるのが好ましく、１０ＭＰａを下回るとランフラット走行時の屈曲変形によって破壊されやすく、ランフラット耐久性を著しく低下させる結果を招く。又サイド補強ゴム層１１では、その損失弾性率（Ｅ”）および複素弾性率（Ｅ＊）は、下記式を満たすことが好ましい。
Ｅ”／（Ｅ＊）^２≦７．０×１０^−９Ｐａ^−１

Ｅ”／（Ｅ＊）^２が７．０×１０^−９Ｐａ^−１を上回ると、ランフラット走行時の屈曲変形によって発熱が大となり、ゴムの熱劣化を促進し、早期に破壊に至る結果を招く。このような観点から、Ｅ”／（Ｅ＊）^２は、６．０×１０^−９Ｐａ^−１以下であるのがより好ましい。

そして、前記ゴム物性を採用した場合、前記破断強度（ＴＢ）、及びＥ”／（Ｅ＊）^２を前述の範囲に容易に設定することができる。

次に、前記正規内圧状態のタイヤ子午断面において、タイヤ外面２Ａのプロファイルは、曲率半径が異なる複数の円弧からなる曲面によって形成されている。特に、ランフラットタイヤの場合、前記タイヤ外面２Ａとタイヤ赤道面Ｃとの交点であるタイヤ赤道点ＣＰから、接地端側に向かって曲率半径Ｒが漸減する複数の円弧からなる曲面によって、前記プロファイルを形成することが好ましい。これにより、前記サイド補強ゴム層１１のゴムボリュームをさらに低く抑え、タイヤの軽量化、及び乗り心地性の向上をさらに図ることができる。特に、特許第２９９４９８９号公報で提案する如き特殊プロファイルを採用することで、前述の効果をさらに高く発揮させることができる。

詳しく説明すると、先ず図４に示すように、タイヤ赤道面Ｃから前記タイヤ最大幅ＳＷの４５％の距離ＳＰを隔てるタイヤ外面２Ａ上の点をＰとするとき、タイヤ外面２Ａの曲率半径ＲＣは、前記タイヤ赤道点ＣＰから前記点Ｐに至るまでの間で徐々に減少するように設定される。

又前記タイヤ赤道面Ｃからタイヤ最大幅ＳＷの半巾（ＳＷ／２）の６０％、７５％、９０％及び１００％の距離Ｘ60、Ｘ75、Ｘ90及びＸ100 を夫々隔てる各タイヤ外面２Ａ上の点をＰ60、Ｐ75、Ｐ90及びＰ100 とする。又この各タイヤ外面２Ａ上の点Ｐ60、Ｐ75、Ｐ90及びＰ100 と、前記タイヤ赤道点ＣＰとの間の半径方向の距離をＹ60、Ｙ75、Ｙ90及びＹ100 とする。

そして、前記正規内圧状態においてビードベースラインＢＬから前記タイヤ赤道点ＣＰまでの半径方向高さであるタイヤ断面高さをＳＨとするとき、前記半径方向距離Ｙ60、Ｙ75、Ｙ90及びＹ100 は、それぞれ以下の関係を満足することを特徴としている。
０．０５＜ Ｙ60 ／ＳＨ ≦０．１
０．１＜ Ｙ75 ／ＳＨ ≦０．２
０．２＜ Ｙ90 ／ＳＨ ≦０．４
０．４＜ Ｙ100 ／ＳＨ ≦０．７
ここで、ＲＹ60＝Ｙ60／ＳＨ
ＲＹ75＝Ｙ75／ＳＨ
ＲＹ90＝Ｙ90／ＳＨ
ＲＹ100 ＝Ｙ100 ／ＳＨ
として前記関係を満足する範囲ＲＹｉを図４に例示する。図４、５のように、前記関係を満足するプロファイルは、トレッドが非常に丸くなるため、フットプリントが、接地巾が小かつ接地長さを大とした形状となり、騒音性能及びハイドロプレーニング性能の向上に役立つ。

このような特殊プロファイルでは、サイドウォール部３の領域が短いという特徴を有するため、ランフラットタイヤ１に採用することにより、サイド補強ゴム層１１のゴムボリュームを低減でき、ランフラットタイヤにおける質量低下と乗り心地性の向上とをさらに達成しうる。しかし、ゴムボリューウムが大なトレッド部２では、変形量が通常プロファイルのタイヤに比して大きく発熱が大となる。そのため耐熱性を高めたアラミド繊維のカーカスコードは、この特殊プロファイルのタイヤにとって、耐熱性の観点からもより有利となりうる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１に示す構造をなすタイヤサイズ２４５／４０Ｒ１８のランフラットタイヤを表１の仕様で試作するとともに、各試供タイヤの、ランフラット耐久性についてテストし、その結果を表１に記載した。表１に記載以外は、実質的に同仕様である。
・カーカスは、プライ枚数（１枚）、コード角度（９０°）、
・ベルト層は、プライ枚数（２枚）、コード角度（＋２６°／−２６°）、スチールコード（２＋７／0.２２）、コード打ち込み数（２４本／５cm）、としている。

表１中、撚り係数Ｔは次式（１）で表される。
Ｔ＝Ｎ×√｛（０．１２５×Ｄ／２）／ρ｝×１０^−３ −−−（１）
又レーヨン繊維コードの比重ρは１．５１，アラミド繊維コードの比重ρは１．４４である。

又トレッドのプロファイルとして、通常プロファイルでは、ＲＹ６０＝０．０６、ＲＹ７５＝０．０８、ＲＹ９０＝０．１９、ＲＹ１００＝０．５７とし、特殊プロファイルでは、ＲＹ６０＝０．０９、ＲＹ７５＝０．１４、ＲＹ９０＝０．３７、ＲＹ１００＝０．５７とした。

又サイド補強ゴム層として、ベルト層との重なり長さＷｏ＝１５mm、ビードエーペックスゴムとの重なり長さＷｉ＝１０mm、タイヤ半径方向の長さＬ＝３０mm、厚さ中心線に沿った全長さＳ＝３５mm、最大厚さｔ＝７mmとした。

又サイド補強ゴム層に用いるゴム組成物Ｇ１、Ｇ２の組成は、表２に示されるとともに、表２中の材料を下記に示す。
・ＮＲ：ＲＳＳ＃３、
・ＢＲ：宇部興産（株）製のＶＣＲ４１２、
・カーボンブラック（ＦＥＦ）：三菱化学（株）製のダイヤブラックＥ（Ｎ_２ＳＡ４１ｍ^２／ｇ、ＤＢＰ吸油量１１５ｍｌ／１００ｇ）、
・薄板状天然鉱石（セリサイト）：日本フォラム（株）製のＫＭ−８（アスペクト比１５、平均粒子径１７μｍ）、
・ステアリン酸：日本油脂（株）製の椿、
・酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種、
・老化防止剤：住友化学工業（株）製のアンチゲン６Ｃ、
・シランカップリング剤：デグッサ・ヒュルス（株）製のＳｉ−７５、
・不溶性硫黄：四国化成工業（株）製のミュークロンＯＴ、
・加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）、

テストの方法は、次の通りである。
＜破断強度（ＴＢ）＞
タイヤのサイド補強ゴム層から厚さ２ｍｍのシートを切り出し、ＪＩＳ Ｋ６２５１にしたがって、破断強度（ＴＢ）を測定した。

＜Ｅ”／（Ｅ＊）^２＞
粘弾性スペクトロメータで測定温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み±１％、周波数１０ＨｚにてＥ”（損失弾性率）、Ｅ＊（複素弾性率）を測定し、Ｅ”／（Ｅ＊）^２を求めた。

＜ランフラット耐久性＞
タイヤをバルブコアを取り去ったリム（１８×８．５Ｊ）に装着し、デフレート状態にてドラム試験機上を速度（８０ｋｍ／ｈ）、縦荷重（正規荷重の６５％の荷重）、室温（３８°±２°）の条件にて走行させ、タイヤが破壊するまでの走行距離を測定し、比較例４を１００とする指数で表示し、数値が大きい方がランフラット耐久性に優れている。

本発明のランフラットタイヤの一実施例を示す断面図である。 その要部拡大図である。 （Ａ）はカーカスプライを示す断面図、（Ｂ）はカーカスコードを示す斜視図である。 タイヤ外面のプロファイルを示す線図である。 タイヤ外面の各位置におけるＲＹｉの範囲を示す線図である。

符号の説明

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
６Ａ カーカスプライ
１１ サイド補強ゴム層
２０ カーカスコード
２１ アラミド繊維コード
２５ トッピングゴム

Claims (3)

1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、前記サイドウォール部に配されかつ最大厚さを有する中央部分から半径方向内外に厚さを減じてのびる断面三日月状のサイド補強ゴム層とを具えるランフラットタイヤであって、
   正規リムに装着されかつ正規内圧を充填した正規内圧状態におけるタイヤ軸心を含むタイヤ子午断面において、タイヤ外面のプロファイルは、曲率半径が異なる複数の円弧からなる曲面によって形成され、
   かつ前記カーカスは、タイヤ周方向に対して４５〜９０°の角度で配列したアラミド繊維コードをトッピングゴムで被覆したカーカスプライからなるとともに、
   前記アラミド繊維コードは、次式（１）で示す撚り係数Ｔを０．５〜０．７の範囲とし、
   しかも前記サイド補強ゴム層は、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、チッ素吸着比表面積が３０〜１００ｍ^２／ｇで、かつジブチルフタレート吸油量が５０ｍｌ／１００ｇ以上であるカーボンブラックを１０〜１００質量部、アスペクト比が３〜３０で、かつ平均粒子径が２〜３０μｍである薄板状天然鉱石を５〜１２０質量部、および硫黄または硫黄化合物を２質量部以上含有するゴム組成物からなることを特徴とするランフラットタイヤ。
   Ｔ＝Ｎ×√｛（０．１２５×Ｄ／２）／ρ｝×１０^−３ −−−（１）
   （ただし、Ｎは上撚り数（回／１０cm）、Ｄはトータル表示デシテックス（繊度）、ρはコード材料の比重である。）
2. 前記薄板状天然鉱石が雲母類であることを特徴とする請求項１記載のランフラットタイヤ。
3. 前記雲母類が、カオリナイト、セリサイト、フロゴバイトおよびマスコバイトからなる群から１種以上選ばれることを特徴とする請求項２記載のランフラットタイヤ。

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