(57)【要約】【課題】タイヤの軽量化を図りつつ、操縦安定性を向上させた乗用車用タイヤを提供する。【解決手段】一対のビードコア１とビードフィラー３とを含むビード部１１と、ビード部１１の内側から外側に折り返されたカーカス２と、カーカス２のタイヤ半方向外側にトレッド部１３と、カーカス３のタイヤ幅方向外側でビード部１１とトレッド部１３との間に配置された一対のサイドウォールゴム１２とを備えた乗用車用タイヤ１０である。正規リムに組み込み、正規内圧を充填した状態で、ビードコア１の上端からビードフィラー３の高さｈ１がタイヤ断面高さｈ４の４０％以下であり、かつ、ビードコア１の上端からカーカスの折返し部２Ｂの上端の高さｈ２がｈ４の５０％以下であり、カーカスの折返し部２Ｂのタイヤ幅方向外側に、ポリフェニレンエーテルを含む樹脂からなるフィルム等が配置されてなる。【選択図】図１
2011168183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビードコアとビードコアのタイヤ半径方向外側に配置されたビードフィラーとを含むビード部と、該ビード部の内側から外側に折り返されたカーカスと、該カーカスのタイヤ半方向外側に配置されたトレッド部と、前記カーカスのタイヤ幅方向外側で前記ビード部と前記トレッド部との間に配置された一対のサイドウォールゴムとを備えた乗用車用タイヤであって、正規リムに組み込み、正規内圧を充填した状態で、前記ビードコアの上端から前記ビードフィラーのタイヤ半径方向の高さｈ１がタイヤ断面高さｈ４の４０％以下であり、かつ、前記ビードコアの上端から前記折り返されたカーカスの上端の高さｈ２がタイヤ断面高さｈ４の５０％以下である乗用車用タイヤにおいて、
前記折り返されたカーカスのタイヤ幅方向外側に、ポリフェニレンエーテルを含む樹脂からなるフィルムまたは成形体が配置されてなることを特徴とする乗用車用タイヤ。
【請求項２】
前記ビードコアの上端から前記フィルムまたは成形体の上端のタイヤ半径方向の高さｈ３がタイヤ断面高さｈ４の６０％以下である請求項１記載の乗用車用タイヤ。
【請求項３】
前記ポリフェニレンエーテルが、ポリ−２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル樹脂である請求項１または２記載の乗用車用タイヤ。
【請求項４】
前記フィルムまたは成形体がタイヤ周方向に同心円状に１つ以上配置されている請求項１〜３のうちいずれか一項記載の乗用車用タイヤ。
【請求項５】
前記フィルムまたは成形体に隣接するゴムにスチレン−ブタジエンゴムが含まれている請求項１〜４のうちいずれか一項記載の乗用車用タイヤ。
【請求項６】
前記樹脂が、ポリフェニレンエーテル樹脂と相溶するポリスチレン樹脂を含む請求項１〜５のうちいずれか一項記載の乗用車用タイヤ。
【請求項７】
前記樹脂が、長繊維、短繊維および充填材からなる群から選択される補強材で補強されている請求項１〜６のうちいずれか一項記載の乗用車用タイヤ。
【請求項８】
前記フィルムまたは成形体が、タイヤ内に、隣接、中抜きおよび積層からなる群から選択される１以上の方法で配置されている請求項１〜７のうちいずれか一項記載の乗用車用タイヤ。
【請求項９】
前記成形体の断面形状が、三角形、長方形、台形、楕円形、円形、三日月形、凹形、凸形からなる群から選択される形状である請求項１〜８のうちいずれか一項記載の乗用車用タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車用タイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称す）に関し、詳しくは、タイヤの軽量化を図りつつ、操縦安定性を向上させた乗用車用タイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の燃費を向上させるために、タイヤを軽量化する要求は益々高まっている。タイヤの軽量化の手法として、ビードフィラーのゴムを小さくすることや、プライコードの折り返し高さを低くして使用するコード量を減らすことが考えられる。しかしながら、単純に上記手法を適用するとタイヤの操縦安定性を著しく損なうことになる。
【０００３】
操縦安定性を向上させるために、一般にビード部、サイドウォール部付近に高剛性の部材を配置することが知られているが、ビードフィラーのゴムを小さくし、プライ折り返し高さを低くすることはこれに反する。これを解消する方法としては、例えば、特許文献１には、第２のビードフィラーを用いる手法が開示されている。また、特許文献２には、周方向に渦巻状の帯状のコード部材をタイヤ半径方向で第１のビードフィラーより高い位置に配置する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２９０２９９号公報
【特許文献２】特開２００２−５９７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の手法を適用するためには、ビードフィラーを構成するゴム組成物を硬化させる必要がある。この場合、フェノール系、エポキシ系等の硬化性樹脂とアミン等の硬化剤を加硫中に反応させて硬化物を得ることが多いが、アミンは乗用車用タイヤのプライ材として広く用いられているポリエステル系繊維と化学反応を起こして劣化させる作用を持ち、積極的に用いることは好ましくない。また、補強材として用いる以上、高剛性であることが望ましいが、ゴム組成物の場合、樹脂単独と比較して剛性は低くなる。一方、特許文献２に記載の手法は、剛性として十分であるが、タイヤ成形方法を工夫する必要があり、簡便とは言い難い。何れにしても、これまでは、タイヤの軽量化を図りつつ、簡便な手法にて、操縦安定性を十分に向上させることは困難であった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、タイヤの軽量化を図りつつ、操縦安定性を向上させた乗用車用タイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、タイヤを下記構成とすることにより、上記課題を解消することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の乗用車用タイヤは、一対のビードコアとビードコアのタイヤ半径方向外側に配置されたビードフィラーとを含むビード部と、該ビード部の内側から外側に折り返されたカーカスと、該カーカスのタイヤ半方向外側に配置されたトレッド部と、前記カーカスのタイヤ幅方向外側で前記ビード部と前記トレッド部との間に配置された一対のサイドウォールゴムとを備えた乗用車用タイヤであって、正規リムに組み込み、正規内圧を充填した状態で、前記ビードコアの上端から前記ビードフィラーのタイヤ半径方向の高さｈ１がタイヤ断面高さｈ４の４０％以下であり、かつ、前記ビードコアの上端から前記折り返されたカーカスの上端の高さｈ２がタイヤ断面高さｈ４の５０％以下である乗用車用タイヤにおいて、
前記折り返されたカーカスのタイヤ幅方向外側に、ポリフェニレンエーテルを含む樹脂からなるフィルムまたは成形体が配置されてなることを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、「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」とする。また、「正規内圧」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、各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」とする。
【００１０】
本発明においては、前記ビードコアの上端から前記フィルムまたは成形体の上端のタイヤ半径方向の高さｈ３がタイヤ断面高さの６０％以下であることが好ましい。また、前記ポリフェニレンエーテルは、ポリ−２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル樹脂であることが好ましい。さらに、前記フィルムまたは成形体はタイヤ周方向に同心円状に１つ以上配置されることが好ましい。さらにまた、前記フィルムまたは成形体に隣接するゴムにスチレン−ブタジエンゴムが含まれていることが好ましい。さらにまた、前記樹脂は、ポリフェニレンエーテル樹脂と相溶するポリスチレン樹脂を含むことが好ましい。さらにまた、前記樹脂は、長繊維、短繊維および充填材からなる群から選択される補強材で補強されていることが好ましい。さらにまた、前記フィルムまたは成形体は、タイヤ内に、隣接、中抜きおよび積層からなる群から選択される１以上の方法で配置されていることが好ましい。さらにまた、前記成形体の断面形状は、三角形、長方形、台形、楕円形、円形、三日月形、凹形、凸形からなる群から選択される形状であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、タイヤの軽量化を図りつつ、操縦安定性の優れたタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一好適実施の形態に係る乗用車用タイヤの一例を示す幅方向断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ実施例１〜３の乗用車用タイヤのＰＰＥフィルムを含む樹脂からなるフィルムまたは成形体の配置位置を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
図１に、本発明の乗用車用タイヤの一例の幅方向断面図を示す。図示する乗用車用タイヤ１０は、左右一対のビード部１１およびサイドウォール部１２と、両サイドウォール部１２間に連なるトレッド部１３とを有し、ビード部１１間にトロイド状に延在して、これら各部を補強する少なくとも１枚、図示する例では１枚のカーカスプライからなるカーカス２を備えている。また、各ビード部１１にはそれぞれビードコア１が埋設され、そのタイヤ半径方向外側であってカーカス２の本体部２Ａと折り返し部２Ｂとの間には、ビードフィラー３が配置されている。
【００１４】
図示する例では、トレッド部１３におけるカーカス２のタイヤ半径方向外側には、２枚のベルト層５が配置されている。ベルト層５は、平行に配列されたスチールコードをゴム引きして形成され、そのコード角度は、タイヤ周方向に対し０°〜４５°とすることができる。また、ベルト層５のタイヤ半径方向外側には、必要に応じ、キャップ層６およびレイヤー層７を配置することができる。キャップ層６は、図示例では、ベルト層５の全幅以上にわたり１層配置され、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列された有機繊維コードをゴム引きしてなる。また、レイヤー層７は、図示例では、ベルト層５の両端領域に１層配置され、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列された有機繊維コードをゴム引きしてなる。さらにまた、トレッド部１３の表面には適宜トレッドパターンが形成されており、トレッド部１３の最内層にはインナーライナーが形成されている（図示せず）。
【００１５】
本発明の乗用車用タイヤにおいては、正規リムに組み込み、正規内圧を充填した状態で、ビードコア１の上端からビードフィラー３のタイヤ半径方向の高さｈ１がタイヤ断面高さｈ４の４０％以下であり、かつ、ビードコア１の上端から折り返されたカーカス２の折り返し部２Ｂの上端の高さｈ２がタイヤ断面高さの５０％以下であって、カーカス２の折り返し部２Ｂのタイヤ幅方向外側に、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）を含む樹脂からなるフィルム４または成形体（図示例では、フィルム）が配置されてなることが重要である。ＰＰＥを含む樹脂からなるフィルム４または成形体を配置することにより、ゴム組成物を配置した場合と比較して、軽量でありながら高剛性を得ることができ、タイヤの軽量化と操縦安定性の向上を両立させることができる。また、タイヤ成形過程の最後にサイドにフィルム４または成形体を張るのみであり、硬化剤を用いる必要がないため、簡便な方法であるという利点も有している。
【００１６】
ここで、ｈ１がｈ４の４０％より大きい場合や、ｈ２がｈ４の５０％より大きい場合は、現在一般的に市場で用いられているタイヤ対比、軽量化の利点を出すことができない。好適には、ｈ１はｈ４の１５〜２５％であり、ｈ２はｈ４の１５〜３０％である。
【００１７】
一般に、このような樹脂を用いた方法では樹脂とゴムとの接着が問題となるが、ＰＰＥはスチレンと容易に相溶する性質を持ち、タイヤに一般的に用いられているスチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）のスチレンセグメントがゴム加硫で加熱中にＰＰＥ内に拡散して分子レベルで混じり合う（ポリマーダイジェスト  ２００２．１  ｐ９０−１０５  六田充輝  著：参照）。そのため、特に接着加工を施すことなく、強固な接着を得ることができる。従って、十分な接着性を得る上で、スチレン−ブタジエン共重合ゴムは、ゴム成分中１０質量％以上であることが好ましく、特に２５質量％以上であることが好ましい。このスチレン−ブタジエン共重合ゴムがブレンドされる場合、他のゴムとしては、特に限定されるものではないが、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ニトリル・ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、イソブチレン・イソプレンゴム（ＩＩＲ）等のゴムを挙げることができる。
【００１８】
なお、乗用車用とした理由は、第一として、大型タイヤの場合は、肉厚なので加硫温度が乗用車用と比較して低いため、接着に際しＰＰＥポリマーセグメントの拡散を前提とする本発明においては、温度が低い分、接着に不利となるためである。第二として、ＰＰＥの引張破壊強力は数十〜百数十ＭＰａ程度であるため、重荷重向きではないからである。第三として、一般にインサート材等の補強材を必要とするのは乗用車用タイヤであるからである。
【００１９】
本発明に使用されるＰＰＥとしては、ポリ（１，４−フェニレンエーテル）又はその誘導体が好ましく、特にポリ−（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）が好ましい。
【００２０】
本発明においては、ビードコア１の上端からフィルム４または成形体の上端のタイヤ半径方向の高さｈ３がタイヤ断面高さｈ４の６０％以下であることが好ましい。ｈ３がｈ４の６０％を超えると、操縦安定性へ与える寄与が明確でなくなる場合がある。好ましくは、ｈ４の３０〜６０％である。
【００２１】
本発明においては、ポリフェニレンエーテル樹脂を含むフィルム４または成形体がタイヤ周方向に同心円状に１つ以上配置されていることが好ましい。これにより、タイヤの補強効果を有意に高めることができる。
【００２２】
また、ＰＰＥを含む樹脂は、ＰＰＥと相溶するポリスチレンを含むことが好ましい。ポリスチレンと相溶させることにより樹脂の溶融粘度が低下して、フィルム状等に成形し易くなるためである。
【００２３】
さらに、ＰＰＥを構成単位として含む二以上のモノマーからなる共重合体、さらに、作業性などの改良を目的としての、例えば、ポリスチレンなどのビニル芳香族化合物とポリフェニレンエーテルとのグラフト又はブロック共重合による変性ＰＰＥも含まれる。本発明においては、より良好な効果を得る上で、樹脂中に５０質量％以上のＰＰＥが含まれていることが好ましい。さらに、所望により、当該樹脂には可塑剤、安定剤などの添加剤を適宜配合することができる。
【００２４】
本発明に係るフィルム４や成形体は、従来のものと比較して補強材の幅、厚さの選択範囲が広いという利点がある。すなわち、従来のタイヤ用補強材では裁断工程が必要で、補強層内部の繊維材料の性状を崩さずに裁断しなければならないために幅の狭い補強層を作る事が困難であったが、本発明のようにフィルム４または成形体の形態においては、かかる制約を殆ど受けないためである。
【００２５】
さらに、従来の繊維材料によるタイヤ用補強材（特に織物）は嵩高いものが多く、更に補強材自身の厚みに加えてカレンダーの工程を必要とするため、その分、ゴムの厚みを必要としてきたが、本発明においては、かかるカレンダーを必要としないため、追加のゴムの厚みを省くことが可能となる。これにより、フィルム４のように薄層化および軽量化に有利となる。また、本発明の補強材は破壊核となり難く、耐久性の面で有利であるばかりではなく、破壊核になり難いが故に、適用位置の選択が広くなる点も有利である。
【００２６】
本発明においては、フィルム４または成形体が、タイヤ内に、隣接、中抜きおよび積層されてなる構造であることが好ましい。従来技術では、ビード部、サイド部付近に高剛性材料を配置すると、乗り心地レベルが低下するおそれがあった。しかしながら、本発明のように樹脂による補強であれば、タイヤ内に単一に配置するだけではなく、隣接、中抜き、積層等で配置することで、乗り心地レベルへの影響を抑えることができる。
【００２７】
また、本発明に係る成形体は、その断面形状（厚さ）を変化させることにより補強効果に変化を持たせることが可能である。例えば、タイヤの半径方向内側から外側に向かうに従い、徐々に高い補強効果を必要とする場合、従来の補強材ではタイヤの径方向外側に幅の狭い補強層をもう１層追加して積層するしか方法がなかったが、本発明においては、成形体の断面形状を、例えば、鋭角三角形とし、タイヤの半径方向外側に当該鋭角三角形の底辺が位置するように配置すれば無理なく上方の補強効果を高くすることが可能となる。その他、用途に応じ、補強材の断面形状を長方形、台形、楕円形、円形、三日月形、凹形、凸形等、適宜選定することができる。かかる補強材を用いる補強は、本発明において使用する樹脂がゴムと十分に接着することで初めて可能になるものである。
【００２８】
さらにまた、本発明においては、樹脂中に有機繊維、ガラス繊維、セラミック繊維等の長繊維または短繊維や、充填材を配合し、強力および弾性率を適宜高めることができる。また、本発明に係るフィルム４または成形体は、その平面形状を波形、のこぎり型、三角形等の波形とすることができる。
【００２９】
本発明の乗用車用タイヤにおいては、ＰＰＥを含む樹脂を上記範囲に配置することのみが重要であり、それ以外のタイヤ構造の詳細や各部材の材質などについては特に特に制限されず、従来公知のもののうちから適宜選択して構成することができる。
【００３０】
例えば、本発明のタイヤにおいて、トレッド部１３の表面には適宜トレッドパターンが形成されており、最内層にはインナーライナー（図示せず）が形成されている。また、本発明のタイヤにおいて、タイヤ内に充填する気体としては、通常の又は酸素分圧を変えた空気、もしくは窒素等の不活性ガスを用いることができる。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明について、実施例に基づき、詳細に説明する。
（実施例１）
図１に示すタイプのタイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６（カーカスプライ：ポリエステル１６７０ｄｔｅｘ／２、１プライ）の乗用車用タイヤに、厚さ０．８ｍｍのＰＰＥを含む樹脂からなるフィルム４を下記表１および図２（ａ）に示す位置に同心円状に配置した。ここで、表１中および図２中のｈ１〜ｈ４は、タイヤをサイズ６．５ＪＪ×１６のリムに組み込み、内圧は２１０ｋＰａとした際の値であり、ｈ１はビードコア１の上端からビードフィラー３のタイヤ半径方向の高さであり、ｈ２は、ビードコア１の上端からカーカス２の折り返し部２Ｂ上端の高さであり、ｈ３は、ビードコア１の上端からフィルム４の上端のタイヤ半径方向の高さであり、ｈ４はタイヤ断面高さである。これらの条件を表１にまとめる。なお、ＰＰＥを含む樹脂としては、ダイセル・テグサ株式会社製  ベストラン  １９００を用いた。
【００３２】
（実施例２）
実施例１のＰＰＥを含むフィルムを、図２（ｂ）に示す様に、ＰＰＥを含む樹脂で成形した成形体１４としたこと以外は、実施例１と同様にしてタイヤを製作した。成形体１４の形状は、同心円状であり、その断面形状は、成形体１４の下端から半径方向外側に向かって徐々に厚みが増加し、成形体１４の下端から１２ｍｍで最大厚み２ｍｍに達する。その後、４３ｍｍかけて徐々に厚みが減少する。成形体１４の配置位置は、表１および図２（ｂ）に示すとおりである。なお、ＰＰＥを含む樹脂として、ダイセル・テグサ株式会社製  ベストラン  １９００ＧＦ２０を用いた。
【００３３】
（実施例３）
実施例１のＰＰＥを含むフィルムを、図２（ｃ）に示す様に、ＰＰＥを含む樹脂で成形した成形体２４としたこと以外は、実施例１と同様にしてタイヤを製作した。成形体２４の形状は、厚み１.３ｍｍ、高さ１２ｍｍの成形体２４を３ｍｍピッチで３個、タイヤ半径方向に同心円状に並べたものである。成形体２４の配置位置は表１および図２（ｃ）に示すとおりである。ＰＰＥを含む樹脂として、ダイセル・テグサ株式会社製  ベストラン  １９００ＧＦ２０を用いた。
【００３４】
（比較例１および比較例３）
ＰＰＥを含む樹脂からなるフィルムまたは成形体を配置しなかったこと以外は、実施例１と同様にしてタイヤを作製した。
【００３５】
（比較例２）
実施例１のＰＰＥを含むフィルムの配置位置を変更したこと以外は、実施例１と同様にしてタイヤを製作した。フィルムの配置位置は表１に示すとおりである。ＰＰＥを含む樹脂として、ダイセル・テグサ株式会社製  ベストラン  １９００ＧＦ２０を用いた。
【００３６】
＜操縦安定性および乗り心地＞
実車に得られたタイヤ４本を装着して、速度４０〜１２０ｋｍ／時で直進、レーンチェンジなどの実車走行を行い、ドライバーによるフィーリングにより評価した。その際、比較例１を基準とした。数値が大きい程、結果が良好である。
【００３７】
【表１】
2011168183.tif 000003
【００３８】
表１より、本発明の乗用車用タイヤは、軽量化を図りつつ、操縦安定性が向上していることがわかる。
【符号の説明】
【００３９】
１  ビードコア
２  カーカス（２Ａ  本体部，２Ｂ  折り返し部）
３  ビードフィラー
４  フィルム
５  ベルト層
６  キャップ層
７  レイヤー層
１０  乗用車用タイヤ
１１  ビード部
１２  サイドウォール部
１３  トレッド部
１４，２４  成形体
【図１】
2011168183.tif 000004
【図２】
2011168183.tif 000005