JP4548870B2

JP4548870B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4548870B2
Application number: JP03151799A
Authority: JP
Inventors: 一臣小林; 智久西川; 健司松尾
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1999-02-09
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2019-02-09
Also published as: JPH11321251A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気入りタイヤ、より詳細にはパンクなどにより内圧がゼロ乃至ゼロに近い微圧状態で所定距離走行可能な、いわゆるランフラットタイプのラジアルタイヤに関し、特に優れたランフラット（パンク状態での走行）耐久性を備えた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ランフラットタイプのラジアルタイヤ（以下ランフラットタイヤという）は、主としてタイヤの負荷荷重が比較的小さな乗用車などの車両の使途に供するもので、タイヤがフラット（パンク）状態となっても、それがたとえ急速に生じたとしても一般道路走行中はもとより高速道路の高速中であっても、車両、特に乗用車の操縦安定性を損なうことなく安全に走行可能で、かつ走行を継続しても使用リム（適用リム）から離脱することなく、しかもタイヤが破壊することなく、安全かつ確実にタイヤ交換が可能な場所まで所定距離、例えば８０〜１６０km走行可能であることが要求される。
【０００３】
そのため各種の構造をもつランフラットタイヤが、ときには工夫をこらした特殊使用リムとの組合わせで提案されている。しかし特殊リムとの組合わせは高価過ぎるうえ汎用性にも欠け、タイヤのリムからの離脱防止に効果は認められる反面、タイヤ耐久性の向上には直接、間接を問わずそれほど寄与するところがないため、以下ランフラットタイヤ単体について例を挙げ述べるものとする。
【０００４】
特開昭５５−６８４０６号公報では、ビード部からサイドウォール部を経てトレッド部の端部に至る間の最内側カーカスプライのタイヤ内面又はカーカスプライ相互間に、対をなす断面三日月状の厚肉ゴム補強を配設し、このゴム補強は少なくとも７０度のＪＩＳ硬度を有し、１４０℃±１℃の不活性環境における２４時間の老化試験後の引張応力Ｍ₂₅が１０kgf/cm²以上でかつ、ダンロップトリプソメータ式反発弾性が６５％以上のゴム物性を有する、パンク耐久走行性能に優れた空気入り安全タイヤを提案している。
【０００５】
また特開平１−２７８８０６号公報は、サイドウォール部内面に断面三日月状のサイドウォール補強ゴム層を設け、該補強ゴム層をタイヤ回転軸方向に内側層、中間層及び外側層の３層に分け、内側層及び外側層に、ショアＡ硬度が５０〜７０°かつ１００％伸長モジュラスが１０〜３０kgf/cm²の軟質ゴムを適用し、中間層にショアＡ硬度が７０〜９０°かつ１００％伸長モジュラスが３０〜７０kgf/cm²の硬質ゴムを適用し、さらにショアＡ硬度が７４〜９５°のビードエーペックスゴムを配置した安全タイヤを提案している。
【０００６】
また特開平３−１７６２１３号公報では、カーカスをアップ−ダウンの２プライ構成とし、サイドウォール部のカーカスプライ内側に、１００％モジュラスが６０kgf/cm²以上、１００℃での損失正接が０．３５以下のゴムからなる断面三日月状の補強ライナー層を設けると共に、ＪＩＳＡ硬度６０〜８０のビードフィラーゴムを配設するランフラット空気入りラジアルタイヤを提案している。
【０００７】
最後に、特開平４−３４５５０５号公報は、アップ−ダウン構造のカーカスプライを有し、サイドウォール部の内側カーカスの内面に、タイヤ半径方向内側の第一補強ゴム層と外側の第二補強ゴム層とに分けた、合わせて断面三日月状の肉厚補強ゴムを配置すると共にビードフィラーゴムを配設し、これらゴムのショアＡ硬度が第一補強ゴム層、第二補強ゴム層、ビードフィラーゴムの順に高い空気入り安全タイヤを提案している。
【０００８】
上に述べた各種提案のなかでコスト−パーフォーマンスに優れ、従って最も多く市場で実用に供されているランフラットタイヤは、ビード部のビードコア近傍位置からサイドウォール部を経てトレッド部の端部までにわたる最内側ターンアッププライ内面側に対をなす、断面三日月状の硬質一体の厚肉補強ストリップゴムを有し、フラット転動下で成るべく潰れ変形度合いを軽減する上で効果を発揮するアップ−ダウン構造のラジアルカーカスプライを有し、ここにアップ−ダウン構造プライとはビードコアの周りをタイヤ内側から外側へ巻上げるターンアッププライと、このターンアッププライを外包みするダウンプライとの２プライ乃至２プライ以上のプライ構成を言い、かつターンアッププライとダウンプライとで包み込む、ビードコア外周面からタイヤ最大幅位置近くまで延びる硬質のビードフィラーゴムを備える空気入りラジアルタイヤであり、ときにビード部からサイドウォール部に至る間にケブラーコード又はスチールコードのゴム被覆層（インサートプライと呼ばれる層）を配置するタイヤである。
【０００９】
それでも上に述べたこの種のタイヤは汎用タイヤに比しコスト高を免れず、よってスポーツカー、スポーツタイプカー、高級乗用車などいずれも高価な車種に装着されることが多く、従いランフラットタイヤは偏平比の呼びが５５以下の偏平タイヤが主たる対象であった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし先に述べた各公報が提案する、上記のような構成を有するタイヤであっても、急激な内圧ゼロ状態となったとき、高速走行中の車両の操縦安定性確保は十分としても、ランフラット状態での高速走行継続と長距離走行とにおける耐久性は未だに十分とは言えず、成るべく低コストを確保した上でランフラット耐久性を一層改善したタイヤが望まれている。
【００１１】
これまでに見られるランフラット耐久性に係わる主たる故障形態は、フラット走行が進むにつれビード部寄りのビードフィラーゴムとターンアッププライ（内側プライ）との間にセパレーションの核が発生し、このセパレーション核がサイドウォール部の最大幅位置まで進展し、その結果この最大幅位置より僅かトレッド部寄りの部位における厚肉補強ストリップゴムに著しく大きなクラックが発生し、結局タイヤ破壊から走行継続不可能に至るものである。
【００１２】
従ってこの発明の請求項１又は２に記載した発明は、パンクなどによる急速なエアー抜け時点での乗用車などの車両の安全走行を保証するのは勿論のこと、特にフラット走行を継続したときのタイヤの耐久性能をランフラットタイヤとして使用者に満足される性能まで向上させた空気入りタイヤの提供を目的とする。
【００１３】
【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の請求項１に記載した発明は、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１プライ以上のラジアル配列コードのゴム被覆になるカーカスと、カーカスの外周でトレッド部を強化する２層以上のコード交差層を有するベルトとを備え、ビードコアからトレッド部に向け延びるビードフィラーゴムを有し、ビード部のビードコア近傍位置からサイドウォール部を経てトレッド部の端部までにわたる最内側カーカスプライ内面側に対をなす、断面三日月形状の厚肉補強ストリップゴムを有する空気入りタイヤにおいて、上記ビードフィラーゴムと補強ストリップゴムとの双方は、２５℃におけるＪＩＳＡ硬さが７０度以上であると共に２５℃における反ぱつ弾性が６５％以上であるゴム物性を有し、かつビードフィラーゴムの上記ＪＩＳＡ硬さＨS (F) に対する補強ストリップゴムの上記ＪＩＳＡ硬さＨS (R) の比ＨS (R) ／ＨS (F) の値が０．９〜１．１５の範囲内にあり、
前記カーカスの各プライのコードは１×ｎ、または１＋ｎ構成のスチールコードよりなり、コードの、最外側素線から外にはみ出した部分を除くコード複合体面積に占める素線合計面積の割合（素線合計の面積占有率Ｒ）が０．４５〜０．９５の範囲内であり、かつ、前記１×ｎ、または１＋ｎ構成におけるｎは２〜７の範囲内の整数であり、コードの素線径は０．１２５〜０．２７５mmの範囲内であることを特徴とする空気入りタイヤである。
【００１４】
請求項１に記載した１プライ以上のカーカスは、ビードコアの周りをタイヤ内側から外側に巻上げるターンアッププライのみで構成する場合と、ターンアッププライと、このターンアッププライをビードフィラーゴムと共に外包みするダウンプライとで構成する場合（２プライ以上）との双方を含む。また、ターンアッププライの場合、巻上げ端をビード部からサイドウォール部に位置させる構成と、トレッド部にて、巻上げ端をベルトと最外側カーカスプライとの間に位置させる構成（いわゆるエンベロープ構成その一）と、ベルトのタイヤ半径方向外側に位置させる構成（エンベロープ構成その二）とのいずれをも含む。
【００１６】
請求項１に記載したＪＩＳＡ硬さ及び反ぱつ弾性の測定は、ＪＩＳＫ６３０１−１９９５の「加硫ゴム物理試験方法」に記載されている「硬さ試験」のうちスプリング式硬さ試験（Ａ形）及び「反ぱつ弾性試験」に従うものとする。
【００１７】
請求項１に記載した発明を実施するに当り、ビードフィラーゴム厚さと補強ストリップゴム厚さとの関係を規定するのが実用上有効であり、よって請求項２に記載した発明のように、タイヤの最大幅位置近傍の最内側カーカスプライ内面に立てた法線方向に測った全補強ゴムストリップの最大厚さＧR （ｍｍ）に対する、ビードコア外周近傍の最内側カーカスプライの外面に立てた法線方向に測った全ビードフィラーゴムの最大厚さＧF （ｍｍ）の比ＧF ／ＧR の値は０．５〜０．９の範囲内にあるものとする。
また、請求項１もしくは２に記載した発明を実施するに当り、前記カーカスを、１プライのターンアッププライで構成し、折返し部の終端をトレッド部のベルト領域の位置に配置するのが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１〜図３に基づき説明する。
図１は、この発明による乗用車用空気入りラジアルタイヤの左半断面図であり、
図２は、カーカスプライの１本のスチールコードとその素線内部に存在するゴム（斜線で示す）とのＸ線撮影図であり、
図３は、図２に斜線で示すゴム分を取り除いた１本のスチールコードのみのＸ線撮影図である。
【００１９】
図１において、乗用車用空気入りラジアルタイヤ（以下タイヤという）１は、一対のビード部２（片側のみ示す）と、一対のサイドウォール部３（片側のみ示す）と、両サイドウォール部３に連なるトレッド部４とを有し、一対のビード部２内に埋設したビードコア５相互間にわたり上記各部２、３、４を補強する１プライ以上、図示例は２プライのラジアル配列コードのゴム被覆になるカーカス６と、カーカス６の外周でトレッド部４を強化するベルト７とを有する。
【００２０】
図示例のカーカス６は、ビードコア５をタイヤ１の内側から外側へ向け巻上げる折返し部６−１ｕを有するターンアッププライ６−１と、ターンアッププライ６−１の外側でビードコア５近傍に終端を有するダウンプライ６−２とを備える。この種のプライ構成をもつカーカス６は、一般にアップ−ダウンカーカスと呼ぶ。図示例のアップ−ダウンカーカス６ではターンアッププライ６−１が最内側カーカスプライを形成する。ただし、図示を省略したが、カーカス６は、１プライのターンアッププライ６−１のみの構成、２プライのターンアッププライと１プライのダウンプライとのアップ−ダウン構成及び１プライのターンアッププライと２プライのダウンプライとのアップ−ダウン構成など、各種のプライ構成をとることができる。
【００２１】
カーカス６が、１プライのターンアッププライ６−１のみの構成になる場合、折返し部６−１ｕの終端６−１ｕＥを、図示するビード部２の近傍位置から、図示を省略したが、トレッド部４のベルト７領域の位置までにわたる間に配置する。ベルト７領域における折返し部６−１ｕの終端６−１ｕＥは、ベルト７とプライ６−１との間及びベルト７とトレッドゴム８との間のいずれかに位置させる。
このタイプは、特にエンベロープカーカス６と呼ばれている。エンベロープカーカス６の折返し終端６−１ｕＥは、ベルト７領域内であれば位置は問わないが、タイヤ１の半径方向曲げ剛性の向上を考慮して、成るべくタイヤ赤道面Ｅ近傍に位置させるのが望ましい。
【００２２】
カーカス６のプライコードには、スチールコードを適用する。スチールコードは、２プライ以上のアップ−ダウン構成のカーカス６に適用する他に、１プライ構成のカーカス６に適用するのが特に有効である。スチールコードの詳細は後述する。
【００２３】
ベルト７は２層以上、図示例は２層のコード交差層、望ましくは２層のスチールコード交差層７−１、７−２を有する他、これら交差層の外周に図１で破線で示す有機繊維コード層、例えばナイロン６６コードの螺旋巻回層７−３を有する。スチールコード交差層７−１、７−２はタイヤ赤道面Ｅを挟んでそれぞれの層のスチールコードが交差する配置になり、図示例ではカーカス６に隣接する層７−１の幅が層７−２の幅より広い。
【００２４】
またタイヤ１は、ランフラットタイヤに固有の、対をなす断面三日月形状の厚肉補強ストリップゴム８（片側のみ示す）を、カーカス６のターンアッププライ６−１の内面側に備える。補強ストリップゴム８は内圧ゼロでも走行中の車両総重量を安定して支持し、タイヤ１の使用リムからの離脱を防止し、タイヤ１の破壊を阻止するため、さらには、例えば８０〜１６０km/hでの高速走行での急速なパンク時にも走行安定性を保持可能とするため、タイヤ半径方向中央領域を８〜１６ｍｍの厚肉部とする一方、タイヤ半径方向両端部は先細り状とする。
【００２５】
また先に述べた図示省略のカーカス６が２プライのターンアッププライと１プライのダウンプライとを有するタイヤ１の場合は、上記厚肉補強ストリップゴム８の他に、最外側ターンアッププライの外面とダウンプライの内面との間に厚肉補強ストリップゴム（図示省略）を備えるものとする一方、カーカス６が１プライのターンアッププライと２プライのダウンプライとを有するタイヤ１の場合は、上記厚肉補強ストリップゴム８の他に、最内側ダウンプライと最外側ダウンプライとの間に厚肉補強ストリップゴム（図示省略）を備えるものとする。
【００２６】
さらに上記の補強ストリップゴム８に加え、ビードコア５の外周面からタイヤ半径方向外方に向かい先端部先細り状に延びるビードフィラーゴム９を、ターンアッププライ６−１とダウンプライ６−２との間に配置する。ビードフィラーゴム９のタイヤ半径方向外方終端を少なくともタイヤ最大幅位置Ｍまで延ばす。よってダウンプライ６−２はビードフィラーゴム９を挟んでターンアッププライ６−１を外包みする形態をとる。これはターンアッププライが２プライの場合も同じである。
【００２７】
カーカス６が１プライのタイヤ１におけるビードフィラーゴム９は、ターンアッププライ６−１本体（一対のビードコア５相互間にわたり延びるプライ）と折返し部６−１ｕとの間で、プライ６−１本体に沿って上記同様に延びる。なお、符号１０で示す部分は空気不透過性に優れるハロゲン化ブチルゴムのインナーライナである。よってタイヤ１はチューブレスタイヤである。
【００２８】
ここで補強ストリップゴム８及びビードフィラーゴム９の双方は、２５℃におけるＪＩＳＡ硬さが共に７０度以上であり、かつ２５℃における反ぱつ弾性が共に６５％以上であるゴム物性を有することが必要である。しかも同時に補強ストリップゴム８のＪＩＳＡ硬さＨ_S(R) の、ビードフィラーゴム９のＪＩＳＡ硬さＨ_S(F) に対する比Ｈ_S(R) ／Ｈ_S(F) の値が０．９〜１．１５の範囲内にあることを要する。
【００２９】
上記のゴム物性と比Ｈ_S(R) ／Ｈ_S(F) の値の範囲との根拠を、乗用車用タイヤの代表として、サイズが２２５／６０Ｒ１６のタイヤでの実験結果に基づき以下に述べる。タイヤの構成は図１に示すところに従い、カーカス６のプライ６−１、６−２にはポリエステルコードを適用した。
【００３０】
まず実験その一は、補強ストリップゴム８の最大ゲージＧ_R（詳細は後述する）を１１．０ｍｍ、タイヤ半径方向高さを１３５ｍｍとし、ビードフィラーゴム９の最大ゲージＧ_F（詳細は後述する）を６．０ｍｍ、タイヤ半径方向高さを４５ｍｍとし、補強ストリップゴム８のＪＩＳＡ硬さ８０度、反ぱつ弾性７０％を共通とし、比Ｈ_S(R) ／Ｈ_S(F) の値を４水準にとり、従来タイヤＰは比の値が下限値で０．８８（Ｈ_S(F) の値は９０度）、実験用タイヤＱの比の値が１．００、実験用タイヤＲの比の値が１．１０、実験用タイヤＳは比の値が上限値で１．２０とした。
【００３１】
従来タイヤＰ及び実験用タイヤＱ、Ｒ、Ｓの内圧をゼロとし、該タイヤを装着する車両総重量に見合うタイヤ荷重５７０kgf をタイヤＰ、Ｑ、Ｒ、Ｓに負荷させ、これらタイヤを周速度９０km/hで回転するドラムに押し当て、ランフラット耐久性を比較評価した。評価はタイヤ故障が生じるまでに走行した距離（km) によるものとし、従来タイヤＰの走行距離を１００とする指数にてあらわした。この指数が大きいほどに優れるタイヤであることはいうまでもなく、結果は、実験タイヤＱの指数が１４０、実験タイヤＲの指数が１３０であったのに対し、実験タイヤＳの指数は７０に過ぎなかった。これら指数を図４に小さなマル（○）印にて示すと共に、これらマル印を滑らかな曲線にて連ねらてあらわした。
【００３２】
図４に示すところから明らかなように、従来タイヤＰを上回るランフラット耐久性を得るには、比Ｈ_S(R) ／Ｈ_S(F) の値が０．９〜１．１５の範囲内にあることを要することがわかる。
【００３３】
先に述べた補強ストリップゴム８の最大ゲージＧ_Rを１０．０ｍｍ及びビードフィラーゴム９の最大ゲージＧ_Fを６．０ｍｍとしたのは、通常のタイヤ重量に対するタイヤ重量増加を成るべく最少限度に止める上で上限ゲージとみるべきであるが、さらに実験の普遍性を確かめるため、実験その二として、補強ストリップゴム８のＪＩＳＡ硬さ８０度、反ぱつ弾性７０％をそのままとし、補強ストリップゴム８の最大ゲージＧ_Rを１２．０ｍｍ（高さは同じ１３５ｍｍ）、ビードフィラーゴム９の最大ゲージＧ_Fを８．０ｍｍ（高さは同じ４５ｍｍ）とし、従来タイヤＰに対応する実験タイヤＴ、実験タイヤＱに対応する実験タイヤＵ及び実験タイヤＲに対応する実験タイヤＶの３種のタイヤを、上記と同じ試験条件にてドラムによるランフラット耐久性テストを実施した。
【００３４】
実験用タイヤＴの比Ｈ_S(R) ／Ｈ_S(F) （以下同じ）の値は０．８８、実験用タイヤＵの比の値は１．００、実験用タイヤＶの比の値は１．１０とした。テスト結果は、従来タイヤＰを１００とするドラム走行距離指数で、実験タイヤＴが１２５であったのに対し、実験タイヤＵが１７８、実験タイヤＶが１６４の高レベルであり、かつ実験タイヤＵがピークを示す点を含め、先の実験その一の正当性を裏付けている。これら指数を図４に小さな四角形（□）印にて示すと共に、これら四角形（□）印を滑らかな曲線（破線）にて連ねらてあらわした。
【００３５】
以下、図１同様にタイヤ左半断面を示す図５を参照して、従来タイヤＰ及び実験タイヤＴ共に、比Ｈ_S(R) ／Ｈ_S(F) の値が０．８８のようにビードフィラーゴム９の硬さＨ_S(F) が補強ストリップゴム８の硬さＨ_S(R) に比し大幅に硬い、従ってより剛性が高いビードフィラーゴム９とカーカス６のターンアッププライ６−１との間にひずみが集中する結果、図５に破線ｂで示すプライセパレーション核が発生し、このセパレーション核ｂからタイヤ半径方向外側に向けプライセパレーションが進展し、遂には図５にマルで囲んだ符号ｃ部分にクラックが発生してタイヤ破損に至り、走行継続不可能となることが分かった。
【００３６】
その反面、実験タイヤＳの例が示すように、補強ストリップゴム８の硬さＨ_S(R) がビードフィラーゴム９の硬さＨ_S(F) に比し限度を超えて硬すぎと、今度は補強ストリップゴム８の剛性がビードフィラーゴム９の剛性に比し過大に高くなるので、補強ストリップゴム８とカーカス６のターンアッププライ６−１との間にひずみが集中する結果、図５に示す破線ａ位置でプライセパレーション核が発生し、上記同様にセパレーション核ａからタイヤ半径方向外側に向けプライセパレーションが進展し、遂には符号ｃ部分にクラックが発生してタイヤ破損に至り、走行継続不可能となることも分かった。
【００３７】
タイヤ１の荷重負荷ランフラット走行下で、ターンアッププライ６−１を挟んで互いに向かい合う補強ストリップゴム８とビードフィラーゴム９との間の剛性差が大きい場合にこれらゴム８、９相互間に「ずれ」が生じることになり、この「ずれ」が大きいときターンアッププライ６−１との間に大きなせん断ひずみが集中的に作用することにより上に述べたプライセパレーション核ａ、ｂが発生するものである。
【００３８】
その一方で、実験タイヤＱ、Ｒ、Ｕ、Ｖの場合は、補強ストリップゴム８の硬さＨ_S(R) とビードフィラーゴム９の硬さＨ_S(F) とが適度なバランスを保持しているので、両者ゴム８、９相互間に適度な剛性配分を有する結果、破線ａ、ｂ部にひずみ集中が生じることなく、よってプライセパレーション核ａ、ｂは発生せず、セパレーションのタイヤ半径方向外側への進展もなく、符号ｃ部分又は符号ｄ部分に単独でクラックが生じるのみである。このことは符号ｃ部分又は符号ｄ部分のクラック発生時期を大幅に遅らせることになるので、先に述べたドラム走行距離で従来タイヤＰ及び実験タイヤＴに対し２０〜４０％もの大幅延長が可能となり、ランフラット耐久性が大幅に向上することになる。
【００３９】
またタイヤ１の荷重負荷下のランフラット走行中に、ターンアッププライ６−１を挟んで互いに向かい合う補強ストリップゴム８部分とビードフィラーゴム９部分との発熱量が増大して高温度になり勝ちであり、特にビードフィラーゴム９の高温度によるブローアウト故障を防止するのも重要である。そこで実験その三は、実験タイヤＱを代表として、２５℃における反ぱつ弾性（％）が５０％、６５％、８０％の３種類のビードフィラーゴム９を備えるタイヤ１を準備し、実験その一と同じ条件でドラム走行距離と、ビードフィラーゴム９内部の最高温度（℃）とを測定した。結果を図６に示す。
【００４０】
図６において、左側の縦軸は先の従来タイヤＰの走行距離を１００とする指数を示し、右側の縦軸はビードフィラーゴム９内部の最高温度（℃）を示す。図６から反ぱつ弾性が６５％を下回るとドラム走行距離の低下度合いが著しく、また反ぱつ弾性が６５％を下回るとビードフィラーゴム９の温度上昇度合いも著しくなることがわかる。ビードフィラーゴム９の高温度によるブローアウト故障を防止する上から最高温度を１５０℃以下とすることを必要とし、指数１４０以上のドラム走行距離を確保する上でも、ビードフィラーゴム９の反ぱつ弾性は６５％以上であることを必要とする。勿論図示を省略したが補強ストリップゴム８の場合も同じである。
【００４１】
以上は乗用車用タイヤの１サイズについて述べたが、その他の多くのサイズについても同じ実験を繰り返したが、得られる結果は全て同じであった。よって、少なくとも乗用車用タイヤ１について、２５℃におけるＪＩＳＡ硬さが７０度以上であり、２５℃における反ぱつ弾性が６５％以上であるゴム物性を有する補強ストリップゴム８とビードフィラーゴム９とを備え、そして補強ストリップゴム８の硬さＨ_S(R) の、ビードフィラーゴム９の硬さＨ_S(F) に対する比、Ｈ_S(R) ／Ｈ_S(F) の値が０．９〜１．１５の範囲内にあるタイヤ１のランフラット耐久性は大幅に向上する。
【００４２】
さらに図１を参照して、実際上、タイヤの最大幅位置Ｍを結ぶ線分（片側のみ示す）近傍の最内側ターンアッププライ６−１内面に立てた法線方向に測った全補強ゴムストリップ８の最大厚さＧ_R（ｍｍ）に対する、ビードコア５の外周近傍の最内側ターンアッププライの外面に立てた法線方向に測った全ビードフィラーゴム９の最大厚さＧ_F（ｍｍ）の比Ｇ_F／Ｇ_Rの値を０．５〜０．９の範囲内とすることが、より一層のランフラット耐久性向上に有効である。
【００４３】
ここに全補強ゴムストリップ８の最大厚さＧ_R（ｍｍ）及び全ビードフィラーゴム９の最大厚さＧ_F（ｍｍ）とは、前者につきカーカス６が２プライのターンアッププライを有し、これら２プライ間に補強ゴムストリップ（図示省略）を有するときは、これら補強ゴムストリップの厚さ（ｍｍ）を全て足し合わせた値を用いること、２プライのダウンプライを有し、これらプライ間に補強ゴムストリップ（図示省略）を有するときはこれら補強ゴムストリップの厚さ（ｍｍ）を全て足し合わせたＧ_R（ｍｍ）値を用いることを意味し、また後者についても上記同様にビードフィラーゴム９が二つ以上に分割されている場合も全て足し合わせた最大厚さＧ_F（ｍｍ）を用いることを意味する。
【００４４】
最大厚さＧ_R（ｍｍ）位置及び最大厚さＧ_F（ｍｍ）位置は以下のようにして定めるのが良い。まず最大厚さＧ_R（ｍｍ）位置については、図１において、ビードベースＢｂの延長線とリムのフランジと接するビード部２下部表面の延長線との交点を通る、タイヤの回転軸線と平行なビードベースラインＢＬから測ったタイヤ最大幅位置Ｍの高さＨ（ｍｍ）に関し、タイヤの最大幅位置Ｍを結ぶ線分よりのタイヤ半径方向外側高さｈ₁を０．６Ｈとし、上記線分よりのタイヤ半径方向内側高さｈ₂を０．３Ｈとして、これら高さの和（ｈ₁＋ｈ₂）の範囲内に最大厚さＧ_R（ｍｍ）部分を位置させる。次に最大厚さＧ_F（ｍｍ）位置については、図１に示すように、ビードコア外周面からタイヤ半径方向外側に測った最大高さＪ（ｍｍ）がタイヤ最大幅位置Ｍの高さＨ（ｍｍ）の０．３倍となる範囲内に収める。
【００４５】
ここでタイヤ１の荷重負荷の下でのランフラット走行時に、比Ｇ_F／Ｇ_Rの値が０．５未満では、符号ｃ（図５参照）近傍における補強ゴムストリップ８の撓曲変形度合いに比しビードフィラーゴム９の符号ｄ（図５参照）近傍の撓曲変形度合いがより大きくなり、その結果符号ｄ近傍のビードフィラーゴム９に早期の故障が生じる一方、比Ｇ_F／Ｇ_Rの値が０．９を超えると、ビードフィラーゴム９の符号ｄ近傍の撓曲変形度合いに比し符号ｃ近傍における補強ゴムストリップ８の撓曲変形度合いがより大きくなり、その結果符号ｃ近傍における補強ゴムストリップ８に早期の故障が生じるため、いずれも不可である。
【００４６】
これに対し、比Ｇ_F／Ｇ_Rの値を０．５〜０．９の範囲内とすれば、符号ｃ近傍における補強ゴムストリップ８の撓曲変形度合いと、符号ｄ近傍におけるビードフィラーゴム９の撓曲変形度合いとが適当にバランスをとり、このことは符号ｃ近傍における補強ゴムストリップ８及び符号ｄ近傍におけるビードフィラーゴム９双方のひずみがほぼ同等となり、符号ｃ近傍ゴム故障と符号ｄ近傍ゴム故障がほぼ同時に生じることを意味し、よってランフラット走行距離が最長となるのである。
【００４７】
以下実験その四として、先に述べた実験その一と同じサイズのタイヤ、同じ荷重条件及び同じ周速度で、比Ｇ_F／Ｇ_Rの値を変えたときのランフラットドラム走行距離を測定した結果をコントロールタイヤを１００とする指数であらわしたプロット図及び線図を図７に示し、加えて比Ｇ_F／Ｇ_Rの値を変えたときのランフラット走行距離指数を、（補強ゴムストリップ８の重量(kg 重) ））＋（ビードフィラーゴム９の重量(kg 重) ）＝合計重量(kg 重) で除した値を算出した結果をコントロールタイヤを１００とする指数であらわしたプロット図及び線図を図８に示す。合わせて厚さＧ_F（ｍｍ）、Ｇ_R（ｍｍ）、比Ｇ_F／Ｇ_Rの値、走行距離指数、上記各種重量(kg 重) 、（走行距離指数）／合計重量(kg 重) などを表１に示す。
【００４８】
【表１】

【００４９】
以下、カーカス６のプライ６−１（１プライ構成、エンベロープを含む）及びプライ６−１、６−２（アップ−ダウン構成）に適用するスチールコードについて詳述する。
スチールコード構造は１×ｎ、１＋ｎの２種類が適合し、ただしｎ＝２〜７の範囲内の整数とし、素線径は０．１２５〜０．２７５ｍｍの範囲内である。
【００５０】
ここで、実験その五として、図１に示すタイヤ１構造で実験その一と同じサイズのタイヤを用い、カーカス６のプライ６−１、６−２に、１×５×０．１５（素線径＝０．１５ｍｍ）構造のスチールコードを適用した実験用タイヤＷ₁、１６５０Ｄ／２（ＳＩで１８４０dtex（デシテックス）／２）のレーヨンコードを適用した実験用タイヤＷ₂、１５００Ｄ／２（ＳＩで１６７０dtex（デシテックス）／２）のポリエステルコードを適用した実験用タイヤＷ₃を製造し、まず、内圧ゼロでの撓み率（％）を測定し、その後、内圧ゼロ状態のまま、実験その一と同じ荷重条件及び同じ周速度の下で、故障発生までのドラム走行距離を測定した。
【００５１】
撓み率（％）は、タイヤ荷重５７０kgf に対応する内圧１．５kgf/cm²（ＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫ、１９９８年による）充てん時のタイヤ高さＳＨ（ｍｍ）に対する、内圧ゼロのタイヤに荷重５７０kgf を負荷したときの撓みδ（ｍｍ）の比の値の１００分率（δ／ＳＨ）×１００（％）であらわす。撓み率（％）の測定結果は、実験用タイヤＷ₁が３５．０％、実験用タイヤＷ₂が３７．８％、実験用タイヤＷ₃が３８．５％であった。また、故障発生までのドラム走行距離は、実験用タイヤＷ₂を１００とする指数であらわしたプロット図及び線図を図９に示す。これから、曲げ剛性が高いスチールコード適用プライのタイヤのランフラット耐久性が優れていることが分かる。
【００５２】
また、用いるスチールコードは生コードの状態での切断時全伸び（ＪＩＳＧ３５１０１９８６制定に従う）が３．５％以上、望ましくは４．０％以上の高い伸び特性を有するコードが適合する。ただしこのスチールコードは以下に記す試験による特性を有するのが望ましい。
【００５３】
図２及び図３において、カーカス６のプライ６−１、６−２に埋設した１本のスチールコード〜ゴム複合体のＸ線撮影像から任意に選択したコード軸方向長さ１５ｍｍ部分の、最外側素線から外にはみ出した部分を除くコード複合体面積に占める素線合計面積の割合（素線合計の面積占有率Ｒ）が０．４５〜０．９５の範囲内である。ここでコード軸方向長さ１５ｍｍとは、Ｘ線撮影像でのコード長さとして１５ｍｍということであり、またコード〜ゴム複合体全体（斜線部分）の面積をＡ、素線の占有面積をＦとしたとき、素線の面積占有率Ｒ＝Ｆ／Ａであらわす。
【００５４】
面積占有率Ｒは、ソフテック社製Ｋ−２型を用い、カーカス６が１プライの場合はサイドウォール部３のタイヤ１の最大幅位置Ｓ付近で、サイドウォール部３の表面の法線方向からＸ線を照射した撮影像をタイヤ１の周方向に１０箇所から得て、１０箇所の平均値とする。カーカス６が２プライの場合は各プライのスチールコード−ゴム複合体が重なり合い、正確な測定が困難であるから、それぞれ１プライをタイヤ１から取り出して各、プライにつき上記同様にＸ線撮影像を得て、１０箇所の面積占有率Ｒの平均値を求める。
【００５５】
面積占有率Ｒが０．４５未満であると、各素線とゴムとの接触面積が大きくなり水分による腐食伝播性をより一層抑制することができる反面、スチールコードとしての引張弾性率が低くなり過ぎ、カーカス６として必要とする曲げ剛性を満たすことができなくなり、また面積占有率Ｒが０．９５を超えると素線自体が変形し難くなり耐圧縮疲労性が低下するのでいずれも不可である。面積占有率Ｒは０．５０〜０．９０の範囲内であるのが望ましく、０．５５〜０．７５の範囲内であるのがより望ましい。
【００５６】
特に、０．５５〜０．７５の範囲内の面積占有率Ｒをもつスチールコードは、素線相互が実質上ゴムマトリックス中に独立してせいぜい点接触し、コード外側の包絡線内部に広い空間を有する、いわゆるオープン撚りコードである。オープン撚りスチールコードを用いることにより、
（１）スチールコード内部に多量のゴムが侵入するのでスチールコードの曲げ剛性を大きくすることができ、その結果、フラット走行時のタイヤ１の撓み量δをより一層小さくすることができ、ランフラット耐久性の一層の向上に寄与し、
（２）スチールコードの各素線とゴムとの接触面積を最大限に増加させ、素線相互間の摩擦による摩滅、すなわちフレッティングを抑制し、フレッティングに基づくスチールコードの耐腐食性を大幅に改善することができ、
（３）さらに、各素線とゴムとの接触面積増加は、スチールコード素線相互間への水分の進入を抑制し、水分によるスチールコードの腐食伝播性を抑制することとができ、
タイヤ１の全走行距離にわたり、ランフラット耐久性を一層向上させることができる。
【００５７】
【実施例】
参考例となる空気入りラジアルプライタイヤは、サイズが２１５／６５Ｒ１５であり、構成は図１に従い、カーカス６はターンアッププライ６−１、ダウンプライ６−２の２プライ構成になり、これらプライはラジアル配列１６５０Ｄ／２（ＳＩで１８４０dtex（デシテックス）／２）のレーヨンコードのゴム被覆になり、ベルト７は２層のスチールコード交差層７−１、７−２と１層のゴム被覆ナイロン６６コードの螺旋巻回層７−３とを有する。
【００５８】
参考例１〜６の各タイヤにつき、２５℃における補強ストリップゴム８のＪＩＳＡ硬さＨ_S (R) 及びビードフィラーゴム９のＪＩＳＡ硬さＨ_S (F) 、比Ｈ_S (R) ／Ｈ_S (F) の値、２５℃における補強ストリップゴム８の反ぱつ弾性Ｒ_R （％）、ビードフィラーゴム９の反ぱつ弾性Ｒ_F （％）、補強ストリップゴム８の最大厚さＧ_R （ｍｍ）、ビードフィラーゴム９の最大厚さＧ_F （ｍｍ）及び比Ｇ_F ／Ｇ_R の値のそれぞれを従来例タイヤ及び比較例タイヤと共に表２に示す。なお補強ストリップゴム８のタイヤ半径方向高さは１４０（ｍｍ）とし、ビードフィラーゴム９のタイヤ半径方向高さは４７（ｍｍ）とし、これらは各タイヤに共通とした。
【００５９】
【表２】

【００６０】
参考例１〜６、従来例及び比較例の各タイヤを供試タイヤとし、内圧ゼロの下で荷重５４０kgf （ＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫ−１９９８に記載された最大負荷能力の７６％に相当する荷重）を負荷させてドラムによるランフラット耐久性テストを実施した。故障が発生するまでの走行距離(km)を計測してこれをランフラット耐久性とし、計測した値は従来例タイヤを１００とする指数にてあらわし、この指数を先に述べた（走行距離指数）／合計重量（kg重）の指数と共に表２の下欄に記載し、さらに図５に示す故障部位を符号ａ〜ｄにて表２の下欄に記載した。指数の値は大なるほど良い。なお表２では（走行距離指数）／合計重量（kg重）を距離／合計重量と略記した。
【００６１】
表２に記載したドラム走行距離（指数）の値、すなわちランフラット耐久性の値が示すように参考例１〜６のタイヤは従来例タイヤ及び比較例タイヤ対比で格段に優れたランフラット耐久性を発揮しているばかりでなく、距離／合計重量、すなわち（走行距離指数）／合計重量（kg重）の指数値も参考例１〜６のタイヤは従来例タイヤ及び比較例タイヤに比し顕著に優位にあることを実証している。
【００６２】
なお、カーカス６が１プライのターンアッププライ６−１のみに、２プライのターンアッププライ６−１とダウンプライ６−２とに、それぞれスチールコードを適用したタイヤ１（前記と同じタイヤサイズ）の実施例タイヤについても、別途に、同種スチールコードプライを有する従来タイヤに対し、参考例１〜６のタイヤ１と同様に、ランフラット耐久性と、走行距離指数／合計重量（kg重）との顕著な向上が得られることを確かめている。よって、僅かなタイヤ重量増加なら許容できる用途には、カーカスプライにスチールコードを適用したこの発明のタイヤが適合する。
【００６３】
【発明の効果】
この発明の請求項１又は２に記載した発明によれば、ビードフィラーゴムと補強ストリップゴムとのＪＩＳ硬さの値及び反ぱつ弾性の値を特定し、かつ両ゴムのＪＩＳ硬さの比の値の範囲を特定し、さらに補強ストリップゴム最大厚さとビードフィラーゴム最大厚さとの比の値の範囲を特定することにより、カーカスプライに有機繊維コードを適用するタイヤ相互間で、スチールコードを適用するタイヤ相互間で、それぞれ従来タイヤと同じ重量で従来タイヤより顕著に優れたランフラット耐久性を発揮する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】この発明の一実施形態例の空気入りタイヤの左半断面図である。
【図２】カーカスプライの１本のゴム被覆スチールコードのＸ線撮影図である。
【図３】図２に示すスチールコードのみのＸ線撮影図である。
【図４】補強ストリップゴム硬さのビードフィラーゴム硬さに対する比の値とドラム走行距離との関係をあらわす線図である。
【図５】図１に示すタイヤの故障箇所の説明図である。
【図６】反ぱつ弾性とドラム走行距離及びビードフィラーゴム最高温度との関係をあらわす線図である。
【図７】補強ストリップゴムの最大厚さに対するビードフィラーゴム最大厚さの比の値とドラム走行距離との関係をあらわす線図である。
【図８】図７に示す線図のうちドラム走行距離を補強ストリップとビードフィラーゴムとの合計重量で除した値に置き換えた線図である。
【図９】撓み率とランフラット耐久性との関係を示す線図である。
【符号の説明】
１空気入りタイヤ
２ビード部
３サイドウォール部
４トレッド部
５ビードコア
６カーカス
６−１、６−２カーカスプライ
７ベルト
７−１、７−２スチールコード層
７−３ナイロンコード巻回層
８補強ストリップゴム
９ビードフィラーゴム
１０インナーライナゴム
Ｅタイヤ赤道面
Ｓタイヤ最大幅位置

Claims

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１プライ以上のラジアル配列コードのゴム被覆になるカーカスと、カーカスの外周でトレッド部を強化する２層以上のコード交差層を有するベルトとを備え、ビードコアからトレッド部に向け延びるビードフィラーゴムを有し、ビード部のビードコア近傍位置からサイドウォール部を経てトレッド部の端部までにわたる最内側カーカスプライ内面側に対をなす、断面三日月形状の厚肉補強ストリップゴムを有する空気入りタイヤにおいて、
上記ビードフィラーゴムと補強ストリップゴムとの双方は、２５℃におけるＪＩＳＡ硬さが７０度以上であると共に２５℃における反ぱつ弾性が６５％以上であるゴム物性を有し、かつ、ビードフィラーゴムの上記ＪＩＳＡ硬さ（ＨS (F) ）に対する補強ストリップゴムの上記ＪＩＳＡ硬さ（ＨS (R) ）の比（ＨS (R) ／ＨS (F) ）の値が０．９〜１．１５の範囲内にあり、
前記カーカスの各プライのコードは１×ｎ、または１＋ｎ構成のスチールコードよりなり、コードの、最外側素線から外にはみ出した部分を除くコード複合体面積に占める素線合計面積の割合（素線合計の面積占有率Ｒ）が０．４５〜０．９５の範囲内であり、かつ、前記１×ｎ、または１＋ｎ構成におけるｎは２〜７の範囲内の整数であり、コードの素線径は０．１２５〜０．２７５mmの範囲内であることを特徴とする空気入りタイヤ。
タイヤの最大幅位置近傍の最内側カーカスプライ内面に立てた法線方向に測った全補強ゴムストリップの最大厚さ（ＧR ）に対する、ビードコア外周近傍の最内側カーカスプライの外面に立てた法線方向に測った全ビードフィラーゴムの最大厚さ（ＧF ）の比（ＧF ／ＧR ）の値は０．５〜０．９の範囲内にある請求項１に記載した空気入りタイヤ。
前記カーカスを、１プライのターンアッププライで構成し、折返し部の終端をトレッド部のベルト領域の位置に配置する請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。