(57)【要約】【課題】ベルト部剛性を高めても、乗心地を損なうことない操縦安定性に優れた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】  １対のビード部、該ビード部にトロイド状をなして連なるカーカス、該カーカスのクラウン部をたが締めするベルト、及びトレッドを有する空気入りタイヤであって、３軸織物とゴムとからなるベルト補強層、および、フィラメント弾性率が１．５ＧＰａ以上の有機繊維を少なくとも一部に含むコードからなるベルト補強プライ層を備えることを特徴とする空気入りタイヤ。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対のビード部、該ビード部にトロイド状をなして連なり、両端部がビードコアをタイヤ内側から外側へ巻き上げられるカーカス層、該カーカス層のクラウン領域のタイヤ径方向外側に配置されて接地部を形成するトレッドゴム層、該トレッドゴム層とカーカス層のクラウン領域の間に配置されて補強ベルトを形成する少なくとも２枚のベルトプライ層、該補強ベルトのタイヤ径方向外側で補強ベルトの全体及び／又は両端部を覆うように配置され、タイヤ周方向に対し平行に配列した補強素子のゴム引き層からなるベルト補強プライ層、該カーカス層のタイヤ内方全面に配置されて機密膜を形成するインナーライナー、及び、該カーカス層本体部分とビード部におけるビードコアに巻き上げられる巻上部分との間に配置されるビードフィラー、を備えた空気入りタイヤであって、
（１）前記ベルト層の、径方向内側、半径方向外側、ベルト補強プライ層の外側、及び、カーカス層の内側の少なくとも１箇所に３軸織物とゴムとからなるベルト補強層を備え、且つ、
（２）前記ベルト補強プライ層を構成する補強素子が、フィラメント弾性率が１．５ＧＰａ以上の有機繊維を少なくとも一部に含むコードからなる、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
３軸織物が、高剛性の、有機繊維、無機繊維及び金属繊維から選択される少なくとも１種で形成された請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
ベルト補強層を構成する補強素子の少なくとも一部が、芳香族ポリアミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾオキサゾール繊維、ポリビニルアルコール系合成繊維、ポリケトン繊維及び炭素繊維からなることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
３軸織物を形成する有機繊維が、芳香族ポリアミド繊維、脂肪族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリパラフェニレンベンゾオキサゾール繊維、ポリビニルアルコール系合成繊維、及び、ポリケトン繊維からなる群より選択される請求項２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
３軸織物を形成する無機繊維が、炭素繊維、及び、ガラス繊維から選択される請求項２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
３軸織物を形成する金属繊維が、スチールワイヤーから選択される請求項２に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤのトレッド部の面内及び面外剛性を高めることで、乗心地を悪化させることなく、操縦安定性を改良した空気入りタイヤに関する。  
【背景技術】
【０００２】
従来、空気入りタイヤにおけるクラウン部は、一般に、スチールコード等を１軸方向に配置してなる補強層を交錯するようにして重ね合わせることにより形成されたベルト層から、あるいは更に周方向に螺旋状に巻き付けられてなるキャップ層との組み合わせとから形成されることを特徴としていた（例えば、特許文献１〜３参照。）。
しかし、これらのクラウン部補強構造の場合、タイヤの操縦安定性向上を目的としてベルト部剛性を高めると、振動吸収特性などの乗心地が低下するという問題があった。
【特許文献１】特開２００２−００２２１８号公報
【特許文献２】特開平５−１１６５０６号公報
【特許文献３】特開平４−３０３００２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、前記従来における問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。
即ち、本発明は、タイヤの補強構造における剛性を高めることで、乗心地を損なうことなく、タイヤの操縦安定性を向上させた空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
即ち、
＜１＞  １対のビード部、該ビード部にトロイド状をなして連なり、両端部がビードコアをタイヤ内側から外側へ巻き上げられるカーカス層、該カーカス層のクラウン領域のタイヤ径方向外側に配置されて接地部を形成するトレッドゴム層、該トレッドゴム層とカーカス層のクラウン領域の間に配置されて補強ベルトを形成する少なくとも２枚のベルトプライ層、該補強ベルトのタイヤ径方向外側で補強ベルトの全体及び／又は両端部を覆うように配置され、タイヤ周方向に対し平行に配列した補強素子のゴム引き層からなるベルト補強プライ層、該カーカス層のタイヤ内方全面に配置されて機密膜を形成するインナーライナー、及び、該カーカス層本体部分とビード部におけるビードコアに巻き上げられる巻上部分との間に配置されるビードフィラー、を備えた空気入りタイヤであって、
（１）前記ベルト層の、径方向内側、半径方向外側、ベルト補強プライ層の外側、及び、カーカス層の内側の少なくとも１箇所に３軸織物とゴムとからなるベルト補強層を備え、且つ、
（２）前記ベルト補強プライ層を構成する補強素子が、フィラメント弾性率が１．５ＧＰａ以上の有機繊維を少なくとも一部に含むコードからなる、
ことを特徴とする空気入りタイヤである。
＜２＞  ３軸織物が、高剛性の、有機繊維、無機繊維及び金属繊維から選択される少なくとも１種で形成されたことを特徴とする。
＜３＞  ベルト補強層を構成する補強素子の少なくとも一部が、芳香族ポリアミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾオキサゾール繊維、ポリビニルアルコール系合成繊維、ポリケトン繊維及び炭素繊維からなることを特徴とする。
＜４＞  ３軸織物を形成する有機繊維が、芳香族ポリアミド繊維、脂肪族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリパラフェニレンベンゾオキサゾール繊維、ポリビニルアルコール系合成繊維、及び、ポリケトン繊維からなる群より選択されることを特徴とする。
＜５＞  ３軸織物を形成する無機繊維が、炭素繊維、及び、ガラス繊維から選択されることを特徴とする。
＜６＞  ３軸織物を形成する金属繊維が、スチールワイヤーから選択されることを特徴とする。
【０００５】
本発明の空気入りタイヤにおいては、ベルト層の半径方向内側、半径方向外側、ベルト補強プライ層の外側、及び、カーカス層の内側の少なくともいずれかに１箇所に配置された３軸織物とゴムとからなる補強層と、フィラメント弾性率が１．５ＧＰａ以上の有機繊維を少なくとも一部に含むコードからなるベルト補強層が、クラウン部の周方向及び幅方向の面内剛性、面外剛性を効果的に向上させるため、スチールコードのみを高剛性化したり、使用量を増加させて補強した場合に比較して、補強効果に対して過剰な高剛性化が生じにくく、乗心地を損なうことなく操縦安定性を向上させることができるものと考えられる。
【０００６】
また、本発明の好ましい態様である前記＜２＞に記載の空気入りタイヤにおいては、前記＜１＞に記載の空気入りタイヤにおける前記３軸織物が、高剛性の、有機繊維、無機繊維及び金属繊維から選択される少なくとも１種で形成されているので、該ベルトは強度・剛性に優れ、かつ重量が軽く、その結果、乗心地を損なうことなく操縦安定性を向上させることができる。
【０００７】
前記＜３＞に記載の空気入りタイヤにおいては、前記＜１＞に記載の空気入りタイヤにおける、前記ベルト補強層を構成する補強素子の少なくとも一部が、芳香族ポリアミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾオキサゾール繊維、ポリビニルアルコール系合成繊維、ポリケトン繊維及び炭素繊維から選択されるので、該ベルト補強層は強度・剛性に優れ、かつ重量が軽く、その結果、乗心地を損なうことなく操縦安定性を向上させることができる。
【０００８】
前記＜４＞に記載の空気入りタイヤにおいては、前記＜２＞に記載の空気入りタイヤにおける、前記有機繊維が、芳香族ポリアミド繊維、脂肪族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリパラフェニレンベンゾオキサゾール繊維、ポリビニルアルコール系合成繊維、及び、ポリケトン繊維からなる群より選択され、前記＜５＞に記載の空気入りタイヤにおいては、前記無機繊維が、炭素繊維、及び、ガラス繊維から選択され、前記＜６＞に記載の空気入りタイヤにおいては、金属繊維が、スチールワイヤーから選択されるので、いずれの場合においても、この３軸織物を含むベルト補強層は強度・剛性に優れ、かつ重量が軽く、その結果、乗心地を損なうことなく操縦安定性を向上させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、タイヤの補強構造における剛性を高めることで、乗心地を損なうことなく、タイヤの操縦安定性を向上させた空気入りタイヤを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の空気入りタイヤについて説明する。
本発明の空気入りタイヤは、１対のビード部、該ビード部にトロイド状をなして連なるカーカス、該カーカスのクラウン部をたが締めするベルト、ベルトの半径方向外側に配置されたベルト補強層及びトレッドを有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材を有してなる。
本発明の空気入りタイヤにおいては、汎用部材であるカーカス層、トレッドゴム層、ベルトプライ層、インナーライナー、ビードフィラーなどに加え、（１）３軸織物とゴムとからなるベルト補強層と、（２）特殊な補強素子を用いたベルト補強プライ層とを備えることを特徴とする。
本発明の空気入りタイヤにおいては、前記（１）３軸織物とゴムとからなるベルト補強層と（２）特定の補強層を用いたベルト補強プライ層を除く部分については特に制限はなく、前記ビード部、前記カーカス及び前記トレッドなどは公知のものを目的に応じて採用することができる。
以下、本発明の特徴的な構成について説明する。
【００１１】
（１）３軸織物とゴムとからなるベルト補強層
本発明においては、前記ベルト補強層が３軸織物を含むことが必要とされる。
この３軸織物は、２種の縦糸（Ｘ軸系、Ｙ軸系）と横糸（Ｚ軸系）とが約６０°の角度で交差した状態で織られた２Ｄ−３軸織物である。
前記ベルト補強層が３軸織物を含まず、２軸織物等を含んで形成されていると、該ベルトは、使用時にパンタグラフ変形を生ずるため、強度・剛性に劣り、操縦安定性向上の効果が小さい。
一方、前記ベルトが３軸織物を含む本発明のタイヤでは、そのような問題がなく、多方向に十分な強度・剛性を有する。
【００１２】
前記３軸織物は、高剛性の、有機繊維、無機繊維及び金属繊維から選択される少なくとも１種で形成されているのが好ましい。本発明において高剛性とは、ヤング率が１０ＧＰａ以上のものを指し、好ましくは３０ＧＰａ以上である。
前記有機繊維としては、高剛性のものであれは特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、芳香族ポリアミド繊維、脂肪族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリパラフェニレンベンゾオキサゾール繊維、ポリビニルアルコール系合成繊維、ポリケトン繊維、などが挙げられる。
前記無機繊維としては、高剛性のものであれは特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、炭素繊維（カーボンファイバー）、及び、ガラス繊維などが挙げられる。
前記金属繊維としては、高剛性のものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スチールワイヤーなどが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００１３】
前記３軸織物が、前記高強度有機繊維或いは無機繊維で形成されていると、金属ワイヤーのみで形成されている場合に比べて該ベルトを十分に軽量化することができる点で有利であり、芳香族ポリアミド繊維、ポリケトン繊維及び炭素繊維の少なくともいずれかを、好ましくは７５質量％以上含むような繊維により形成されていると、該ベルトを十分な強度・剛性を維持したまま軽量化することができる点で特に有利である。
【００１４】
前記３軸織物を構成する繊維の構造としては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができるが、通常５５０〜６６８０デシテックス（ｄｔｅｘ）が好ましく、１１００〜３３４０デシテックス（ｄｔｅｘ）がより好ましい。
前記繊維の構造が、５５０デシテックス（ｄｔｅｘ）未満であると、前記ベルトに必要な強度や剛性を得るのに前記３軸織物を高密度化する必要があり、高密度化した３軸織物では、内部にマトリックスゴムが含浸し難くなり、複合体としての機能が十分でなく、前記ベルトの剛性が低下してしまう。また、歪みが集中し易くなるため前記ベルトの耐久性も低下してしまうことがある。
一方、６６８０デシテックス（ｄｔｅｘ）を超えると、ワイヤーが太くなり前記ベルト層が厚くなり、該ベルトの重量が増してしまう。また、各軸のワイヤーの接触圧が高くなるので、該ワイヤー同士の接触部においてフレッティングが起き易くなり、前記ベルトの耐久性が低下してしまうことがある。
【００１５】
前記３軸織物の態様としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、ベイシック  ウエーブ（Ｂａｓｉｃ  Ｗｅａｖｅ）、バイ−プレイン  ウエーブ（Ｂｉ−Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）、ベイシック  バスケット  ウエーブ（Ｂａｓｉｃ  Ｂａｓｋｅｔ  Ｗｅａｖｅ）のいずれであってもよい。
３軸織物の市販品としては、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ  ）１１００ｄｔｅｘ／２、カーボンファイバー織物等が挙げられる。
【００１６】
（１）３軸織物とゴムとからなるベルト補強層は、前記３軸織物をゴムで被覆して形成される。被覆に用いるゴム組成物には特に制限はなく、天然ゴム（ＮＲ）、合成ゴム、或いは、これらのブレンドゴム系を選択し、補強性充填剤としてカーボンブラック及び無機充填剤から選択される一種又は二種以上の充填剤を混合して使用すればよい。ここで用いられるカーボンブラックの種類には特に制限はなく、ＳＲＦ、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦ等を用いることができ、ゴム組成物の用途に応じて適宜選択されることが好ましい。
本発明においてベルト補強層に用いられるゴム組成物には、必要に応じて他のゴム配合剤、例えば、硫黄、加硫促進剤、プロセスオイル、老化防止剤などを適宜配合できる。
【００１７】
上記ベルト補強層は、３軸織物を前記したゴム組成物で被覆して形成されるが、その被覆方法は、３軸織物をゴムに浸漬する方法、３軸織物を２枚のゴムシートで挟み込み、その後、シート状に一体化する方法など、常法により適宜実施することができる。
【００１８】
（２）特定の補強層を用いたベルト補強プライ層
次に（２）特定の補強層を用いたベルト補強プライ層について説明する。
このベルト補強プライ層は、タイヤ径方向外側で補強ベルトの全体及び／又は両端部を覆うように配置され、タイヤ周方向に対し平行に配列した補強素子のゴム引き層からなる。補強素子が「タイヤの周方向に対し並列に配列した」とは、必ずしも厳密に並列に配置されていることを指すものではなく、製造工程において実質的に並列に配置されていればよく、補強素子の材料の特性、製造条件などにより配置幅や配置方向に誤差がある場合も本発明でいう「並列配置」に包含されることはいうまでもない。
本発明においては、このベルト補強層を構成する補強素子として、フィラメント弾性率が１．５ＧＰａ以上の有機繊維を少なくとも一部に含むコードを用いる。有機繊維のフィラメント弾性率の上限には特に制限はなく、繊維の製法に応じてハンドリング性などの観点から好ましいフィラメント弾性率を適宜設定すればよい。
【００１９】
前記ベルト補強層を構成する補強素子が、フィラメント弾性率が１．５ＧＰａ未満の有機繊維から形成された場合には、クラウン部面内及び面外剛性を向上させる効果が小さいため、使用量が増加し、結果としてタイヤ重量の増加や転がり抵抗の悪化につながる。
【００２０】
ベルト補強層を構成する補強素子は、前記フィラメント弾性率の条件を満たすもので、コード状の形状を示すものであれば、任意に選択して用いることができるが、効果の観点からは、その少なくとも一部が、芳香族ポリアミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾオキサゾール繊維、ポリビニルアルコール系合成繊維、ポリケトン繊維及び炭素繊維からなる繊維から選択されたものであることが好ましい態様である。
具体的には、例えば、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）１６７０ｄｔｅｘの下撚り２本と、６６ナイロン（６６Ｎｙｌｏｎ）９４０ｄｔｅｘの下撚り１本からなる３本撚り複合コードを４０本程度用いて構成することが好ましい。
また、ここでフィラメント弾性率は、島津製作所製オートグラフを用いて、室温にて３００ｍｍ／分の速度で測定した値を指す。
ベルト補強層は、前記補強素子をゴム引きして形成されるが、その製造方法及び用いるゴム組成物は、前記したように、天然ゴム、合成ゴム或いはそれらの混合物に、カーボンブラックなどの充填剤やゴム配合剤を適宜添加して構成されたゴム組成物を、目的とする性能に応じて適宜選択して用い、常法により、ゴム引きすればよい。
【００２１】
本発明の空気入りタイヤは、公知の方法により製造することができる。
本発明の空気入りタイヤは、いわゆる乗用車用のみならず、トラック・バス用等の各種の乗物にも好適に適用できる。
【実施例】
【００２２】
以下に、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これの実施例に何ら限定されるものではない。
（実施例１〜３）
表１に示す各ベルトを用いて空気入りタイヤを公知の方法に従って製造した。
該空気入りタイヤは、１対のビード部、該ビード部にトロイド状をなして連なるカーカス、該カーカスのクラウン部をたが締めするベルト、ベルトの半径方向外側に配置された、フィラメント弾性率が１．５ＧＰａ以上の有機繊維を一部に含むコードからなるベルト補強層及びトレッドを有してなり、さらに、前記ベルト層の半径方向内側に、１枚の３軸織物とゴムとからなる補強層を有する。更に必要に応じて適宜選択したその他の部材を有する。
【００２３】
ここで、３軸織物とゴムとからなるベルト補強層は、表１に記載の３軸織物を用い、また、以下に示す配合のゴム組成物からなるシートを用い以下のように製造した。
上下より供給されるゴム組成物からなる２枚のシート間に、３軸織物を挟み込み、圧延ロールにて、圧延速度１０ｍ／分にて圧着して製造した。
表１に記載のＫｅｖｌａｒ  １００ｄｔｅｘ／２は、市販の３軸織物（ＤｕＰｏｎｔ社製）である。
【００２４】
（ゴム組成物）
・天然ゴム                                              ４０    重量部
・スチレン−ブタジエンゴム（＊１）                      ６０    重量部
・カーボンブラック                                      ４５    重量部
・ステアリン酸                                            ３    重量部
・ＺｎＯ                                                  ５    重量部
・老化防止剤６Ｃ（＊２）                                  ２    重量部
・加硫促進剤ＣＺ（＊３）                              ０．６    重量部
・硫黄                                                １．５    重量部
但し、＊１：日本合成ゴム（株）製  商品名  ＳＬ５５２
＊２：Ｎ−（１，３ジメチル−ブチル）−Ｎ′−フェニル−Ｐ−フェニレンジアミン
＊３：Ｎ−シクロメチル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド
【００２５】
また、フィラメント弾性率が１．５ＧＰａ以上の有機繊維を少なくとも一部に含むコードを補強素子として用いたベルト補強プライ層は、表１に記載の補強素子を用い、常法により、即ち、上下より供給されるゴムシート間に、補強素子を挟み込み、圧延ロールにて、圧延速度１０ｍ／分にて圧着して製造した。
表１に記載の補強素子に用いた繊維は：ＰＥＮ（帝人社製）１６７０ｄｔｅｘ／２、Ｋｅｖｌａｒ（ＤｕＰｏｎｔ社製）１６７０ｄｔｅｘ／２、６６Ｎｙ（Ｎｙｌｏｎ）（旭化成社製）１４００ｄｔｅｘ／１及びＰＫ（旭化成社製）１７６０ｄｔｅｘ／２である。
また、用いたゴム組成物は前記と同様である。
【００２６】
（比較例１〜２）
表１に示す各ベルトを用いて空気入りタイヤを公知の方法に従って製造した。
該空気入りタイヤは、１対のビード部、該ビード部にトロイド状をなして連なるカーカス、該カーカスのクラウン部をたが締めするベルト、ベルトの半径方向外側に配置されたベルト補強層及びトレッドを有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材を有する。比較例の空気入りタイヤは、ベルト補強剤として公知のポリアミド繊維を用いており、３軸織物とゴムとからなるベルト補強層を有しない態様である。
得られた各空気入りタイヤについて下記の評価を行い、それらの結果を表１に示した。
【００２７】
〔各種測定法〕各種の試料の性能評価は下記の方法に従って行った。
１．操縦安定性
試験タイヤを車輌（国産ＦＦ２０００ｃｃ）に装着し、速度４０〜１２０ｋｍ／ｈで直進、レーンチェンジの条件にて実車走行を行い、ドライバーのフィーリングにより操縦安定性を評価した。
評価は１００点満点として行った。
【００２８】
２．乗心地性
試験タイヤを車輌（国産ＦＦ２０００ｃｃ）に装着し、速度４０〜８０ｋｍ／ｈで良路、継ぎ目路及び悪路の実車走行を行い、ドライバーのフィーリングにより乗心地を評価した。
評価は１００点満点として行った。
以上の結果を表１に記載した。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
表１の結果より、本発明品は、操縦安定性及び乗心地に優れていることが判る。また、比較例１及び２との対比により、本発明によれば、スチールコード打込み数を多くすることなく剛性を高めることができるため、乗り心地を低下させることなく操縦安定性を高めることができることが判る。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明によれば、タイヤの操縦安定性向上を目的としてベルト部剛性を高めても、乗心地を損なうことない空気入りタイヤを提供することができる。