(57)【特許請求の範囲】
【請求項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でタイヤ軸方向内側から外側に向かって巻上げるカーカス、トレッド部の内方かつカーカスの半径方向外側に配されるベルト層、及び前記カーカスの本体部と巻上げ部との間で前記ビードコアから半径方向外側に、先細状にのびるビードエーペックスを設けるとともに、
前記カーカスの巻上げ部をハイターンナップ（ＨＴＵ）構造とし、
かつタイヤ側部の外壁面と、カーカスの前記巻上げ部の外側面との間に、前記巻上げ部の上端よりも下方、かつビードコアの半径方向外端である下方点までの範囲で、半径方向にのびかつゴム成分１００重量部に対して２〜５０重量部の短繊維を配合したゴム組成物からなる補強ゴム層を設けるとともに、
該補強ゴム層の半径方向外端は前記ビードエーペックスの半径方向外端よりも外側とし、
さらにこの補強ゴム層は、短繊維の向きを揃えた第１の補強ゴム層と、この第１の補強ゴム層とは短繊維の向きが１０度以上の交差角を有して異ならせた第２の補強ゴム層とを有し、
かつ第１、第２の補強ゴム層はタイヤ軸方向に重なり合う重合部を有して配置されてなる空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記短繊維は、有機繊維であって、その平均長さＬ（μ）は１０〜１０００、前記平均長さＬと平均短繊維径Ｄ（μ）との比であるアスペクト比Ｌ／Ｄは１００〜２０００であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記重合部のタイヤ半径方向の長さＪＨは、ビードベースラインからカーカスの半径方向最外点までのカーカス高さＣＨの２０％以上であるとともに、第１、第２の補強ゴム層は、前記重合部において密着するとともに、この補強ゴム層はその下端を前記下方点に位置させたことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記第１の補強ゴム層の短繊維と、第２の補強ゴム層の短繊維とは、タイヤ周方向に対して５度以上かつ６０度以下の傾きで配向したことを特徴とする請求項１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、タイヤ側部の剛性を高めうるとともに、乗心地と直進走行性とコーナリング性とを向上した空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤにおいて燃費の節減を目的とした転がり抵抗を低減する手段として、従来、タイヤ内圧を高める、タイヤ重量を低減するなどが知られている。しかしこのような改善策では転がり抵抗を低減しうるものの、乗心地を低下させ、又操縦安定性を損ねるなどタイヤ走行性能を大きく劣化させる。
【０００３】
前記問題点の一端の解決を図るべく、特開平４−２７４０９０３号に開示する如くベルト層の外側に短繊維入りのキャッププライを配設するという提案、又サイドウォール部を短繊維入りのゴム層によって補強するという提案がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし前者にあっては、サイドウォール部の剛性は向上し得ず、又後者にあっては、短繊維入りのゴム補強層が一層のみであったため、サイドウォール部の剛性は若干向上することによって、操縦安定性と乗心地を高めうるものの充分ではなく、一層の剛性を高める処置が必要となった。
【０００５】
発明者は、前記問題点を解決するため研究を重ねた結果、２枚のゴム補強層を用いて、それぞれのゴム補強層に配合される短繊維の向きを小角度で交差するよう形成することによりサイドウォール部の剛性が顕著に高まり、前記問題点を解決しうることを見出し、本発明を完成させたのである。
【０００６】
本発明は、乗心地及び走行性能を向上しうる空気入りタイヤの提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、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でタイヤ軸方向内側から外側に向かって巻上げるカーカス、トレッド部の内方かつカーカスの半径方向外側に配されるベルト層、及び前記カーカスの本体部と巻上げ部との間で前記ビードコアから半径方向外側に、先細状にのびるビードエーペックスを設けるとともに、
前記カーカスの巻上げ部をハイターンナップ（ＨＴＵ）構造とし、
かつタイヤ側部の外壁面と、カーカスの前記巻上げ部の外側面との間に、前記巻上げ部の上端よりも下方、かつビードコアの半径方向外端である下方点までの範囲に、半径方向にのびかつゴム成分１００重量部に対して２〜５０重量部の短繊維を配合したゴム組成物からなる補強ゴム層を設けるとともに、
該補強ゴム層の半径方向外端は前記ビードエーペックスの半径方向外端よりも外側とし、
さらにこの補強ゴム層は、短繊維の向きを揃えた第１の補強ゴム層と、この第１の補強ゴム層とは短繊維の向きが１０度以上の交差角を有して異ならせた第２の補強ゴム層とを有し、
かつ第１、第２の補強ゴム層はタイヤ軸方向に重なり合う重合部を有して配置されてなる空気入りタイヤである。
【０００８】
前記補強ゴム層は、第１、第２の２つの補強ゴム層からなり、しかも各補強ゴム層を形成するゴム組成の中に含まれる短繊維の向きが１０度以上の交差角を有して異ならせている。これによってタイヤ側部の剛性が高まり、しかも乗心地と操縦安定性の向上とを図りうる。
【０００９】
又、第１、第２の補強ゴム層は、タイヤ軸方向に重なり合う重合部を有して配置されており、このような重合部を設けることによってタイヤ側部を効果的に補強しうる。
【００１０】
なお第１の補強ゴム層の短繊維と、第２の補強ゴム層の短繊維とは、タイヤ周方向に対して５度以上かつ６０度以下の傾きで配向するのが好ましい。又、前記短繊維は、有機繊維であって、その平均長さＬ（μ）は１０〜１０００、前記平均長さＬと平均短繊維径Ｄ（μ）との比であるアスペクト比Ｌ／Ｄは１００〜２０００であることが好ましい。
【００１１】
なお請求項３に記載するように、重合部のタイヤ半径方向の長さＪＨは、ビードベースラインからカーカスの半径方向最外点までのカーカス高さＣＨの２０％以上であるとともに、第１、第２の補強ゴム層は、前記重合部において密着するするよう形成するのが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の態様の一例を図面に基づき説明する。
【００１３】
図１〜３において、空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５の廻りをタイヤ軸方向内側から外側に向かって巻上げる巻上げ部６ｂを有するカーカス６と、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内方に配されるベルト層７と、前記カーカスの本体部と巻上げ部との間で前記ビードコアから半径方向外側に、先細状にのびるビードエーペックス８とが配される。
成される。
【００１４】
前記カーカス６は、本例ではカーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して６５〜９０度の範囲の角度で傾けたラジアル構造をなす１枚以上、本例では１枚のカーカスプライからなる。又カーカスコードは、ナイロン、レーヨン、ポリエステル、芳香族ポリアミドなどの有機繊維の他、スチールコードなどを適宜用いることができ、好ましくはタイヤ重量を低減すべく有機繊維コードを採用する。
【００１５】
前記カーカス６の前記巻上げ部６ｂは、本例ではその先端を、タイヤ最大巾点Ｂ近傍に位置させたいわゆるハイターンナップ（ＨＴＵ）構造としている。
【００１６】
前記ベルト層７は、本例ではタイヤ半径方向内外に重なる２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂからなり、かつ内のベルトプライ７Ａのタイヤ軸方向巾ＢＷは、外のベルトプライ７Ｂよりも大で、しかも本例ではトレッド巾ＴＷの０．８〜１．２倍程度とする。
【００１７】
前記ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ナイロン、ポリエステル、芳香族ポリアミドなどの有機繊維、又はスチールコードからなるベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して、例えば３０度以下、好ましくは２０度以下の小角度でかつベルトプライ７Ａ、７Ｂ間で互いに交差させて配することにより、前記カーカス６にタガ効果を付与してトレッド部２を強固に補強する。又本例では前記ベルト層７の半径方向外側にベルト層７を略全面に亘って覆いベルト層７のリフティングを防止するバンド層２１が設けられる。
【００１８】
前記ビードエーペックス８は、硬質ゴム、例えばＪＩＳＡ硬度が６５〜９５度程度のゴム組成物からなり、タイヤ子午断面において先細状にタイヤ半径方向外側にのびる如く形成される。
【００１９】
タイヤ側部９の外壁面９ａとカーカス６の外側面との間の外壁ゴム１６の中に補強ゴム層１０が設けられる。
【００２０】
タイヤ側部９とは、トレッド部２の各端部からサイドウォール部３をへてビード部に至る間であり、本例では内のベルトプライ７Ａのタイヤ軸方向端縁がなすベルト層７の外端縁Ｆを通るカーカス６への垂線Ｖがカーカス６の外側面と交わる上方点Ｐと、ビードコア５の半径方向外端５ａである下方点Ｑとの間の範囲として設定している。
【００２１】
補強ゴム層１０は、第１の補強ゴム層１１と第２の補強ゴム層１２との２枚のゴム層によって形成され、これら第１、第２のゴム層１１、１２は、タイヤ軸方向に重なり合う重合部１３を有して配置されている。また補強ゴム層１０は、前記タイヤ側部９の領域において、図１に明示するように、前記巻上げ部６ｂの上端よりも下方、かつビードコアの半径方向外端である下方点Ｑまでの範囲で、半径方向にのびかつゴム成分１００重量部に対して２〜５０重量部の短繊維を配合したゴム組成物からなる補強ゴム層を設けている。
【００２２】
前記第１、第２の補強ゴム層１１、１２は、ゴム成分１００重量部に対して２〜５０重量部の短繊維を向きを整一させて配合したゴム組成物によって形成される。
【００２３】
本例では、ゴム成分としてブタジエンゴム（ＢＲ）４０〜７０重量部に対して、天然ゴムＮＲおよび／またはイソプレンゴム（ＩＲ）を３０〜６０重量部混合することにより形成され、又ゴム組成物形成に際して、前記短繊維の他、カーボンブラックを１５〜２５重量部を含有させている。
【００２４】
短繊維としては、例えば、ナイロン、ポリエステル、アラミド、レーヨン、ビニロン、芳香族ポリアミド、コットン、セルロース樹脂、結晶性ポリブタジエンなどの有機繊維の他、金属繊維、ウイスカ、ボロン、ガラス繊維等の無機材質が挙げられ、これらは単独でも、又２種以上を組合わせて使用することもでき、さらに好ましくは、短繊維はゴム成分との接着性を向上させるために表面処理を施してもよい。
【００２５】
該短繊維の配合量は、前記ゴム成分１００重量部に対して、２〜５０重量部、好ましくは１０〜２０重量部である。短繊維が２重量部未満では後述のタイヤ周方向の剛性確保をなしえず、操縦安定性の改良に効果がなく、５０重量部を越えると剛性が高すぎて乗心地も悪化するため好ましくない。
【００２６】
なお短繊維の平均長さＬ（μ）は１０〜１０００、特に５０〜１０００の範囲が好ましい。また、繊維長（Ｌ）と繊維径（Ｄ）の比であるアスペクト比（Ｌ／Ｄ）は１００〜２０００、特に２００〜２０００が好ましい。この比（Ｌ／Ｄ）が１００未満、つまり繊維径に対する繊維長さが小さいと、ゴムに後述する短繊維の配向性による十分な強度を付与できないためである。短繊維の平均長さＬ、及び平均短繊維径は、それぞれの呼称長さ、呼称径に対して±５０％の範囲で長さ又は径が分布していることを意味する。
【００２７】
なお、前記短繊維の９０％以上をタイヤ周方向に対して±２０°の角度で配向させることが重要であり、それにより、一定方向の剛性のみを高めることが可能で操縦安定性と乗心地を同時に向上させることができる。短繊維が前記の所定方向に配向されないと、タイヤ周方向の剛性を高めることができず、操縦安定性の改善効果が少ない。
【００２８】
また、このような短繊維の配向は、具体的には短繊維の配向方向の複素弾性率Ｅ＊ａ、と配向方向に直角な方向の複素弾性率Ｅ＊ｂとの比（Ｅ＊ａ／Ｅ＊ｂ）により測定され、この比が５以上、好ましくは７〜２０であることが必要である。この比（Ｅ＊ａ／Ｅ＊ｂ）が５より小さいと、乗り心地は向上するが操縦安定性、特にハンドル応答性が低下するので好ましくない。尚、複素弾性率と、前述の損失正接（tan δ）とは実施例に記載する如く、岩本製作所（株）製の粘弾性スペクトロメーターを使用して測定する。
【００２９】
なお、前記カーボンブラックとしては、例えば、昭和キャボット社、三菱化学社，東海カーボン社等から市販されているＨＡＦ（８２）、ＦＥＦ（４３）、ＧＰＦ（３６）等を好適に用いることが出来、そのヨウ素吸着量が３０〜９０ｍｇ／ｇのものを使用するのが好ましい。
【００３０】
前記カーボンブラックのヨウ素吸着量が３０ｍｇ／ｇ未満ではゴム補強性が低く、強度、耐カット性が共に劣り、逆に９０ｍｇ／ｇを越えると発熱性が高く、転がり抵抗が悪化することがある。
【００３１】
又このカーボンブラックの添加量は、前述の如く、ゴム成分１００重量部に対して１５〜２５重量部程度である。前記カーボンブラックの含有量が２５重量部を越えるとゴムの発熱性が高くなり、転がり抵抗も大きくなる。すなわち、本発明では、短繊維を前記の周方向に配向させることによって、タイヤ周方向を高弾性率化でき、ゴム全体の硬度、及び発熱性を高めるカーボンブラックの量を少なくしうる。これによって、転がり抵抗と操縦安定性をバランスさせた上、軽量化を図ることができる。
【００３２】
なお補強ゴム層１０のゴム成分には、更に添加剤としてオイル、老化防止剤、ワックス、加硫促進剤等を配合してもよい。
【００３３】
前記成分を、常法に従って、押出機カレンダー等により混練して押出すことにより、この押出方向に前記短繊維の９０％以上を配向させた短繊維によって補強されたゴムシート体が形成される。
【００３４】
前記第１、第２の補強ゴム層１１、１２は、それぞれ厚さを０．３〜１．０mm、好ましくは０．５〜１．０mmとする。この厚さが１．０mmを越えると短繊維の配向性が劣り、期待しうる剛性差が得られない結果、操縦安定性の向上が小さく、又タイヤ重量も増加して転がり抵抗を増大させる。又０．３mmより小では、生産が困難となるためである。
【００３５】
又、第１、第２の補強ゴム層１１、１２は、図２、３に示すように、それぞれの短繊維１４の向きが１０度以上の交差角θで交わるよう配向する。交差角θが１０度未満では短繊維１４、１４によるタガ効果が発揮し得ず、タイヤ側部９の剛性が高まらず、操縦安定性及び乗心地の向上が達成し得ない。より好ましくは前記交差角θを２０度以上とすることである。
【００３６】
又、本例においては、第１、第２の各ゴム補強層１１、１２間で前記短繊維１４、１４のタイヤ周方向に対する傾きα、α１をそれぞれ５度以上かつ６０度以下としている。これによりタイヤの周方向剛性が高まり、旋回安定性、直進安定性が高まる一方、タイヤの半径方向の剛性が大巾に増加することがなく、乗心地性能も保持される。より好ましくは前記傾きαを５〜３０度の範囲とするのがよい。
【００３７】
前記第１の補強ゴム層１１と第２の補強ゴム層１２とは、タイヤ軸方向に密接して重なり合う重合部１３を有して接続している。この重なり部１３のタイヤ半径方向の長さＪＨは、ビードベースラインＨからカーカス６の半径方向最外点Ｋまでのタイヤ半径方向の距離であるカーカス高さＣＨの２０％以上とする。重なり部ＪＨの長さＪＨがカーカス高さＣＨの２０％未満では、重なり部の長さが少ないため、タイヤ側部９の剛性増加が期待できず、操縦安定性に劣る。さらに、前記のように、前記カーカス６の巻上げ部６ｂをハイターンナップ（ＨＴＵ）構造とするとともに、補強ゴム層１０の上端を前記巻上げ部６ｂの上端よりも下方、かつビードコアの半径方向外端である下方点Ｑまでの範囲とし、しかも補強ゴム層１０の半径方向外端は前記ビードエーペックス８の半径方向外端よりも外側としている。
【００３８】
なお、補強ゴム層１０と外壁面９ａの間、又は補強ゴム層１０とカーカス６との間に、短繊維を含まないゴム組成物からなる通常のゴムプライをさらに配設してもよい。
【００３９】
又、カーカス６が本例のように巻上げ部６ａを有して形成される場合には、この巻上げ部６ａのタイヤ軸方向外側に補強ゴム層１０を配設することによって、タイヤ成形が容易となる。
【００４０】
【実施例】
タイヤサイズが１８５／６０Ｒ１４でありかつ図１に示す構成のタイヤについて表１に示す仕様により試作する（実施例１〜４）とともにその性能についてテストを行った。なお本願構成外のタイヤ（比較例１〜３）についても併せてテストを行いその性能の比較を行った。又、カーカス、ベルト層の構成及び補強ゴム層のゴム組成は、実施例、比較例ともに同一仕様とし、その構成を表２に示す。
【００４１】
【表１】
0003673026.tif 000002
【００４２】
【表２】
0003673026.tif 000003
【００４３】
直進安定性、乗心地、コーナリング性は、各テストタイヤを５．５Ｊ×１４のリムに取付け、２．０kgｆ／cm2 の内圧のもとで２０００ｃｃ級のＦＦ車の前輪及び後輪にそれぞれ装着するとともに舗装路を走行させ、ドライバーの官能にてそれぞれ評価し、比較例１を１００とする指数で示した。数値が大きいほど良好であることを示す。
【００４４】
テストの結果、実施例のものは比較例のものに比べて乗心地を保持しつつ直進安定性、コーナリング性などの走行性能が向上したことが確認出来た。
【００４５】
【発明の効果】
叙上の如く本発明の空気入りタイヤは、タイヤ側部に短繊維を配合したゴム組成物からなる２つの補強ゴム層を、各補強ゴム層の短繊維の向きが１０度以上の角度で交わるよう配し、しかも２つの補強ゴム層は重なり合う重合部を有して配置することを要旨としたため、タイヤ側部の剛性を高め、乗心地と、直進走行性、コーナリング性などの走行性能を向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の態様の一例を示すタイヤ右半分断面図である。
【図２】その補強ゴム層を示す側面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）ともに補強ゴム層の短繊維の向きを示す線図である。
【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
５ａ  外端
６  カーカス
７  ベルト層
９  タイヤ側部
９ａ  外壁面
１０  補強ゴム層
１１  第１の補強ゴム層
１２  第２の補強ゴム層
１３  重合部
１４  短繊維
Ｄ  平均短繊維径
Ｆ  ベルト層の外端縁
Ｈ  ビードベースライン
Ｌ  短繊維の平均長さ
Ｐ  上方点
Ｑ  下方点
Ｖ  垂線
α、α′  短繊維の周方向に対する傾き
θ  交差角
【図１】
0003673026.tif 000004
【図２】
0003673026.tif 000005
【図３】
0003673026.tif 000006