(57)【要約】【課題】タイヤの性能を改善し得るトリート部材を備えた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】トレッド部１と、サイドウォール部２と、ビード部３と、ビード部３間に跨ってトロイド状に延在する少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカス４と、カーカス４のタイヤ径方向外側に配置された少なくとも２層のベルト層５ａ、５ｂからなるベルト５と、を備えた空気入りタイヤ１０であり、金属コード２１が２本以上束ねられてなる金属コード２１の束と、非金属コード２２が２本以上束ねられてなる非金属コード２２の束と、が被覆ゴム２３で被覆されてなるトリート部材２０がカーカスおよび／または少なくとも1層のベルト層に用いられ、トリート部材２０における、金属コード２１と非金属コード２２との体積比率が、５：９５〜９５：５である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部と、サイドウォール部と、ビード部と、該ビード部間に跨ってトロイド状に延在する少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスと、該カーカスのタイヤ径方向外側に配置された少なくとも２層のベルト層からなるベルトと、を備えた空気入りタイヤにおいて、
金属コードが２本以上束ねられてなる金属コードの束と、非金属コードが２本以上束ねられてなる非金属コードの束と、が被覆ゴムで被覆されてなるトリート部材が前記カーカスおよび／または少なくとも1層のベルト層に用いられ、
前記トリート部材における、前記金属コードと前記非金属コードとの体積比率が、５：９５〜９５：５であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記トリート部材における、前記金属コードと前記非金属コードとの質量比が、５：９５〜９５：５である請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記トリート部材における、前記金属コードと前記非金属コードとの直径比率が、２０：８０〜９５：５である請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記トリート部材が、少なくとも１層のベルト層である請求項１〜３のうちいずれか一項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、空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称す）に関し、詳しくは、タイヤの耐久性等を改善し得るトリート部材を備えた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空気入りタイヤの骨格をなすカーカスの補強部材であるベルトは、主としてタイヤの赤道面に対し傾斜配列されたスチールコードのゴム引き層であるスチールベルト層からなり、このスチールベルト層を２枚以上用い、スチールコードが互いに交差するように配置して構成されている。しかしながら、スチールコードからなるベルト層は重量増に働くため、燃費性能とトレードオフの関係にある。このような状況の中、タイヤの軽量化のために、スチールベルト層のスチールコードを有機繊維コードに置き換える技術が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、スチールコードと有機繊維コードとを間隔をあけて多数並列に配置し、このコードをゴム材料で被覆してなるコード入りゴムシート（トリート）が提案されている。そして、このコード入りゴムシートを、タイヤのベルト層やカーカスプライ等の構成材料に用いることで、タイヤの走行性能および運動性能を改善し、かつ軽量化による低燃費性を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−７２１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年、タイヤに求められる性能は、ますます高度になり、特許文献１で提案されているコード入りゴムシートを、カーカスプライやベルト層に適用したとしても、必ずしも満足いくものではない場合もあり、さらなる改善か望まれているのが現状である。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、タイヤの耐久性等を改善し得るトリート部材を備えた空気入り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、金属コードを２本以上束ねた金属コードの束と、非金属コード２本以上を束ねられた非金属コードの束と、を被覆ゴムで被覆したトリート部材をタイヤの補強材として用いることで、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、本発明の空気入りタイヤは、トレッド部と、サイドウォール部と、ビード部と、該ビード部間に跨ってトロイド状に延在する少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスと、該カーカスのタイヤ径方向外側に配置された少なくとも２層のベルト層からなるベルトと、を備えた空気入りタイヤにおいて、
金属コードが２本以上束ねられてなる金属コードの束と、非金属コードが２本以上束ねられてなる非金属コードの束と、が被覆ゴムで被覆されてなるトリート部材が前記カーカスおよび／または少なくとも1層のベルト層に用いられ、
前記トリート部材における、前記金属コードと前記非金属コードとの体積比率が、５：９５〜９５：５であることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明のタイヤにおいては、前記トリート部材における、前記金属コードと前記非金属コードの質量比は、５：９５〜９５：５であることが好ましい。また、本発明のタイヤにおいては、前記トリート部材における、前記金属コードと前記非金属コードとの直径比率は、２０：８０〜９５：５であることが好ましい。特に、本発明のタイヤにおいては、前記トリート部材は、少なくとも１層のベルト層に好適である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、タイヤの耐久性等を改善し得るトリート部材を備えた空気入りタイヤを提供することができる。特に、上記トリート部材をベルト層として用いることで、タイヤ重量が低減し、かつ、転がり抵抗、操縦安定性および耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一好適な実施の形態に係る空気入りタイヤのタイヤ幅方向における概略断面図である。
【図２】本発明の一好適な実施の形態に係る空気入りタイヤに用いるトリート部材の幅方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の空気入りタイヤについて、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の一好適な実施の形態に係る空気入りタイヤのタイヤ幅方向における概略断面図であり、図示する空気入りタイヤ１０は、接地部を形成するトレッド部１と、このトレッド部１の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部２と、各サイドウォール部２の内周側に連続するビード部３と、を備えている。図示するタイヤ１０においては、トレッド部１、サイドウォール部２およびビード部３は、一方のビード部３から他方のビード部３にわたってトロイド状に延びる一枚のカーカスプライからなるカーカス４により補強されているが、本発明のタイヤ１０においては、カーカス４は複数枚のカーカスプライからなるものとしてもよい。
【００１３】
本発明のタイヤ１０では、カーカス４のタイヤ径方向外側に配設された少なくとも２層のベルト層、図示例においては、２層の第１ベルト層５ａと第２ベルト層５ｂとからなるベルト５により補強されているが、本発明のタイヤ１０においては、ベルト層は３層以上であってもよい。また、図示するタイヤ１０においては、ベルト５のタイヤ径方向外側にベルト補強層６が配置されている。ベルト補強層６としては、ベルト５の全幅以上にわたり配置されるキャップ層６ａ、ベルト５の両端領域に配置されるレイヤー層６ｂのいずれか一方、または両方とすることができる。
【００１４】
図２に、本発明の一好適な実施の形態に係る空気入りタイヤに用いるトリート部材の幅方向断面図を示す。本発明のタイヤ１０は、金属コード２１が２本以上、図示例では４本束ねられてなる金属コードの束と、非金属コード２２が２本以上、図示例では４本束ねられてなる非金属コードの束と、が被覆ゴム２３で被覆されてなるトリート部材２０を、例えば、カーカスプライ、ベルト層５ａ、５ｂ等、好ましくはベルト層５ａ、５ｂとして用いる。ここで、金属コード２１および非金属コード２２は、トリート部材２０の幅方向に並べられて引き揃えられている。本発明のタイヤ１０は、金属コード２１と非金属コード２２とを併用したトリート部材２０を用いているため、金属コードのみからなるトリート部材を用いた場合と比較して、軽量化を図ることができる。また、金属コード２１と非金属コード２２をそれぞれ束にすることで、トリート部材２０の面内剛性が大きくなる。そのため、本発明に係るトリート部材２０をベルト層５ａ、５ｂに用いた場合、操縦安定性を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明のタイヤ１０においては、トリート部材２０は、金属コード２１の束と、非金属コード２２の束とを併用しているので、金属コードの束のみを用いた場合と比較して、被覆ゴム２３と非金属コードの束との間の剛性段差が小さいため、トリート部材２０の耐久性が向上し、その結果、タイヤ１０の耐久性を向上させることができる。例えば、本発明に係るトリート部材２０をベルト層５ａ、５ｂに用いることで、ベルト幅方向端部のコード端を起点としたゴムの剥離が隣接コード間に伝播するベルトエッジセパレーション（ＢＥＳ）を抑制することができ、カーカスプライに用いると、カーカスプライ端部を起点とするプライエンドセパレーションを抑制することができる。
【００１６】
本発明のタイヤ１０においては、トリート部材２０における金属コード２１と非金属コード２２との体積比率は、５：９５〜９５：５である。かかる範囲とすることで、本発明の効果を良好に得ることができる。金属コードの束と、非金属コードの束とを併用しているのであれば、トリート部材２０内における金属コード２１の束と非金属コード２２の束の配置形態については特に制限はなく、例えば、金属コード２１の束と非金属コード２２の束とが交互に配置されていてもよく、トリート部材２０内において、一部、金属コード２１の束が連続する箇所や、非金属コード２２の束が連続する箇所が存在していてもよい。なお、本発明のタイヤ１０においては、金属コード２１の束および非金属コード２２の束においては、それぞれ束ねる本数については、２本以上であれば、その上限については特に制限はないが、好ましくは２〜１５本、より好ましくは２〜１０本である。また、金属コード２１の束と非金属コード２２の束のコード本数は、同じであっても異なっていてもよい。
【００１７】
ここで、本発明のタイヤ１０においては、金属コード２１としては、金属フィラメント（金属鋼線）を複数本撚り合わせてなるものを用いてもよく、または、金属フィラメントの単線からなるものを用いてもよい。金属フィラメントを複数本撚り合わせてなるコード（撚りコード）の構造としては特に制限はない。例えば、（１×２）構造、（１×３）構造、（１×５）構造等の（１×Ｎ）構造や、（１＋１）構造、（２＋１）構造、（２＋２）構造等の（Ｎ＋Ｍ）構造を好適に用いることができる。これら撚りコードの中では、（１×Ｎ）構造が好ましい。特に、（１×２）構造のコード２本の束は、他の撚りコードの構造と比較して直径が小さいため、トリート部材２０を薄くすることができ、軽量性の面で優れている。なお、金属フィラメントの撚り方向、撚りピッチ等の条件については、特に制約されるものではなく、常法に従い適宜設計することができる。
【００１８】
金属コード２１に用いる金属フィラメントとしては、例えば、スチール、ブラス、銅、合金等で形成されたフィラメントを用いることができるが、スチールフィラメントを用いるのが最も一般的である。スチールフィラメントはスチールを主成分とし、炭素、マンガン、ケイ素、リン、硫黄、銅、クロム等の種々の微量含有物を含むことができる。スチールフィラメントとしては、引張り強さが２７００Ｎ／ｍｍ２以上のものを用いることが好ましい。
【００１９】
なお、本発明のタイヤ１０においては、金属コード２１を構成する金属フィラメントは、その表面に常法により形成されるめっき層を有することが好ましい。めっき層としては、特に限定されないが、例えば、亜鉛めっき層、銅めっき層、ブラス（真鍮）めっき層等が挙げられるが、これらの中でも、ゴムとの接着性の観点から、ブラス（真鍮）めっき層が好ましい。
【００２０】
また、本発明のタイヤ１０においては、非金属コード２２としては、例えば、ナイロン、アラミド等のポリアミド、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル、レーヨン、ポリケトン、ビニロン等の有機繊維からなる撚りコードを、好適に用いることができるが、これら以外にも、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維等も用いることができる。
【００２１】
本発明のタイヤ１０においては、トリート部材２０における、金属コード２１と非金属コード２２の質量比は、５：９５〜９５：５であることが好ましい。かかる範囲とすることで、トリート部材２０における剛性段差と重量のバランスを良好に保つことができる。
【００２２】
また、本発明のタイヤ１０においては、トリート部材２０における、金属コード２１と非金属コード２２との直径比率が、２０：８０〜９５：５であることが好ましく、より好ましくは３０：７０〜９０：１０である。これにより、コード間のゴム層の歪みを低減することができる。トリート部材２０の軽量化および剛性の確保の観点から、金属コード２１の直径は０．１５〜０．７０ｍｍとすることが好ましい。
【００２３】
さらに、本発明のタイヤ１０においては、トリート部材２０への金属コード２１の束および非金属コード２２の束の打込み数は、少なすぎるとトリート部材２０の剛性の確保でない場合があり好ましくなく、一方、打込み数が大きすぎると、トリート部材２０におけるコードの束同士の幅方向の間隔が狭くなり、トリート部材２０の端部のコード端を起点としたゴム剥離が、容易に隣り合うコードの束間に伝播する、セパレーションの抑制が困難になる場合があるため好ましくない。したがって、トリート部材２０への束コードの打込み数は、金属コード２１の束および非金属コード２２の束を構成する、それぞれのコード本数を加味したうえで、適宜設計すればよい。
【００２４】
さらにまた、本発明のタイヤ１０においては、タイヤの軽量化と耐久性の向上の観点から、トリート部材２０の厚みは０．７１ｍｍ〜１．５０ｍｍであることが好ましい。トリート部材２０の厚みが０．７１ｍｍ未満では、十分な耐久性を得ることができない場合がある。一方、トリート部材２０の厚みが１．５０ｍｍを超えると、十分な軽量効果を得ることができない場合がある。
【００２５】
本発明のタイヤ１０は、上記トリート部材２０を用いたものであれば、それ以外の具体的なタイヤ構造、材質については特に制限されるものではなく、既知の構造および材質を採用することができる。例えば、図示するタイプのタイヤ１０においては、ベルト層５ａ、５ｂに、上記トリート部材２０を用いて、カーカス４やベルト補強層６については、既知の構造を採用してもよい。この場合、ベルト層５ａ、５ｂは、金属コード２１の束および非金属コード２２の束をタイヤ周方向に対し、例えば、１５〜４０°の角度で傾斜するように配置することができる。また、カーカス４には、タイヤ周方向に対してほぼ直交する方向、例えば、７０〜９０°の角度で延びる有機繊維コードを用いることができる。また、ベルト補強層６（キャップ層６ａ、レイヤー層６ｂ）には、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用いることができる。有機繊維コードとしては、高弾性の有機繊維からなるコードを用いることが好ましい。例えば、芳香族ポリアミド（アラミド）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、レーヨン、ザイロン（登録商標）（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維）、脂肪族ポリアミド（ナイロン）、ポリケトン等の有機繊維を少なくとも一種からなるものを用いることができる。
【００２６】
また、図示するように、本発明のタイヤ１０の一対のビード部３には、それぞれビードコア７が埋設され、カーカス４はこのビードコア７の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止された構造としてもよく、ビードコア７に巻き付けて係止した構造としてもよく（図示せず）、また、両側からビードワイヤで挟み込んで係止した構造としてもよく（図示せず）、いずれの固定方法を用いてもよい。さらに、本発明のタイヤ１０においては、トレッド部１の表面には適宜トレッドパターンが形成されていてもよく、最内層にはインナーライナー（図示せず）が形成されていてもよい。さらにまた、本発明のタイヤ１０において、タイヤ内に充填する気体としては、通常のまた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。本発明のタイヤ１０は、乗用車用空気入りタイヤに好適である。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明のタイヤを、実施例を用いてより詳細に説明する。
＜比較例１〜４および実施例１〜６＞
タイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤを以下の条件で製造した。カーカスプライ（レーヨン、１８４０ｄｔｅｘ／３、撚り数：４０×４０／１０ｃｍ、打込み数：８０本／１０ｃｍ、タイヤ周方向に対する角度：９０°）は１枚とし、ベルトは２層のベルト層とし、タイヤ周方向に対する角度が±３５°で交錯するように配置した。また、ベルトのタイヤ径方向外側に、１層のキャップ層（打込み数１００本／１０ｃｍ、タイヤ周方向に対する角度：０°）を配置した。ベルト層の構成は表１、２に示すとおりである。なお、同表中のＳＣはスチールコードを、ＴＥＸは有機繊維コードを意味する。得られた各供試タイヤにつき、下記の手順に従い評価を行った。
【００２８】
＜タイヤ重量＞
比較例１のタイヤを基準の△とし、これよりも５０〜３００ｇ未満軽量なものを○、３００ｇ以上軽量なものを◎、とした。得られた結果を表１、２に併記する。
【００２９】
＜転がり抵抗＞
リム組みした各タイヤの内圧を２１０ｋＰａに設定し、各タイヤをＳＡＥ  Ｊ１２６９に準拠して、負荷質量を４５０ｋｇとし、８０ｋｍ／ｈで、タイヤを転動させ、直径１．７ｍの鉄板表面を持つドラム試験機を用いて、車軸の転がり抵抗を測定して評価した。測定した転がり抵抗を指数化し、１００（同等）を△、９９〜９７を〇、９６以下を◎とした。得られた結果を表１、２に併記する。
【００３０】
＜操縦安定性＞
各供試タイヤをＪＡＴＭＡ規格に定める標準リムに装着後、乾燥状態（ドライ）のサーキットにおけるドライバーのフィーリング走行により、操縦安定性の評価を行った。比較例１のタイヤと同等を△、非常に優れている場合を◎、優れている場合を〇、劣っている場合を×、大きく劣っている場合を××、著しく劣っている場合を×××とした。得られた結果を表１、２に併記する。
【００３１】
＜耐久性＞
リム組みした各タイヤの内圧を１８０ｋＰａに設定し、その供試タイヤを直径３ｍのスチール製のドラム試験機に、キャンバー角（ＣＡ）−１度、スリップアングル（ＳＡ）０度、負荷荷重８ｋＮで押し付け、１５０ｋｍ／ｈで、１００時間連続走行させた。その後、タイヤ全周にわたって解体し、交錯ベルト層の亀裂の長さを測定した。測定した亀裂のうち、最も長い亀裂を評価対象とした。評価基準は比較例１のタイヤと同等を△、優れている場合を〇とした。得られた結果を表１、２に併記する。
【００３２】
【表１】
2019199199.tif 000003
※１：スチールコードと非金属コードの体積比
※２：スチールコードと非金属コードを束ねず均等に打ち込んだ構造
※３：１×２構造のスチールコード
【００３３】
【表２】
2019199199.tif 000004
※４：炭素繊維
【００３４】
以上より、本発明のタイヤは、諸機能がを改善されていることがわかる。
【符号の説明】
【００３５】
１  トレッド部
２  サイドウォール部
３  ビード部
４  カーカス
５  ベルト
６  ベルト補強層
７  ビードコア
１０  空気入りタイヤ（タイヤ）
２０  トリート部材
２１  金属コード
２２  非金属コード
２３  被覆ゴム
【図１】
2019199199.tif 000005
【図２】
2019199199.tif 000006