(57)【要約】【課題】本発明は、耐突起貫入性に優れた空気入りタイヤを提供することを目的とする。【解決手段】本発明の空気入りタイヤは、被覆材料で被覆されたコードがタイヤ周方向に螺旋状に巻回された状態のベルトと、前記ベルトのタイヤ径方向外側又は内側に配置された樹脂部材と、を備え、前記樹脂部材内に、タイヤ周方向に対して傾斜した所定の方向に配向した繊維を配置してなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被覆材料で被覆されたコードがタイヤ周方向に螺旋状に巻回された状態のベルトと、
前記ベルトのタイヤ径方向外側又は内側に配置された樹脂部材と、を備え、
前記樹脂部材内に、タイヤ周方向に対して傾斜した所定の方向に配向した繊維を配置したことを特徴とする、空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記繊維は、長さが１０ｍｍ以下の短繊維である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記被覆材料は、ゴムである、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記所定の方向は、タイヤ幅方向に対して、±２０°以下の範囲にある、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記樹脂部材は、前記ベルトのタイヤ径方向内側に配置された、請求項１〜４のいずれか一項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、空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気入りタイヤにおいては、タイヤ性能の向上を所期して、カーカスのタイヤ径方向外側にベルトが配置されることが、通常行われている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
当該ベルトは、コードを樹脂又はゴム等の被覆材料で被覆した樹脂被覆コード又はゴム被覆コード等がタイヤ周方向に螺旋状に巻回された状態のもの（いわゆる、スパイラルベルト）とすることも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−０３５２２０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、樹脂被覆コード又はゴム被覆コード等がタイヤ周方向に螺旋状に巻回された状態のベルトは、タイヤ幅方向への拘束力を殆ど有しないため、突起等による入力に対して弱いという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、耐突起貫入性に優れ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】
【０００７】
本発明の要旨構成は、以下の通りである。
本発明の空気入りタイヤは、被覆材料で被覆されたコードがタイヤ周方向に螺旋状に巻回された状態のベルトと、前記ベルトのタイヤ径方向外側又は内側に配置された樹脂部材と、を備え、前記樹脂部材内に、タイヤ周方向に対して傾斜した所定の方向に配向した繊維を配置したことを特徴とする。
本発明の空気入りタイヤによれば、耐突起貫入性を向上させることができる。
【０００８】
本発明の空気入りタイヤでは、前記繊維は、長さが１０ｍｍ以下の短繊維であることが好ましい。
繊維長が長い方が衝撃強度は向上するが、成型時に繊維束が残り分散性の課題を残すためである。
【０００９】
本発明の空気入りタイヤでは、前記被覆材料は、ゴムであることが好ましい。
ゴム被覆コードは製造性に優れている。また、被覆材料がゴムである場合に、耐突起貫入性向上効果を有効に得ることができるからである。
【００１０】
本発明の空気入りタイヤでは、前記所定の方向は、タイヤ幅方向に対して、±２０°以下の範囲内にあることが好ましい。
上記の範囲とすることにより、樹脂部材のタイヤ幅方向の剛性を向上させて、耐突起貫入性をより一層向上させることができる。
【００１１】
本発明の空気入りタイヤでは、前記樹脂部材は、前記ベルトのタイヤ径方向内側に配置されていることが好ましい。
この構成によれば、耐突起貫入性をさらに向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、耐突起貫入性に優れた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】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる空気入りタイヤを示す、タイヤ幅方向概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に例示説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態にかかる空気入りタイヤを示す、タイヤ幅方向概略断面図である。図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１（以下、単にタイヤとも称する）は、一対のビード部２に埋設されたビードコア２ａにトロイダル状に跨るカーカス３を備えている。このタイヤ１は、カーカス３のクラウン部のタイヤ径方向外側に、ベルト４と、トレッド５とを順に備えている。なお、図１に示すように、本実施形態のタイヤ１は、タイヤ赤道面ＣＬを境界とするタイヤ幅方向半部間で同様の構成を有しているが、非対称な構成とすることもできる。
【００１６】
本実施形態のタイヤ１は、スチールコードを束ねたビードコア２ａを有している。ビードコアの材質や形状は特に限定されず、あるいは、ビードコア２ａを有しない構造とすることができる。また、本実施形態では、有機繊維からなる１枚のカーカスプライでカーカス３を構成しているが、カーカスプライの材料や枚数も特に限定されない。
【００１７】
本実施形態では、ベルト４は、コード４ｂが被覆ゴム４ａにより被覆されたゴム被覆コードがタイヤ軸周りに螺旋状に巻き回された状態のスパイラルベルトである。本実施形態では、ベルト４は１層とすることが好ましい。軽量化の観点から好ましいからである。ベルト４のタイヤ幅方向の幅は、例えば、タイヤ接地幅の９０〜１２０％とすることができる。ベルト４の厚さ（最大厚さ）は、特に限定しないが、例えば、０．３〜３．５ｍｍとすることができる。コード４ｂは、任意の既知の材料を用いることができ、例えばスチールコードを用いることができる。スチールコードは、例えば、スチールのモノフィラメント又は撚り線からなるものとすることができる。また、コード４ｂは、有機繊維やカーボン繊維等を用いることもできる。有機繊維は、例えばナイロン等を用いることができ、単繊維又は複数本の単繊維を撚り合わせたものを用いることができる。また、被覆ゴム４ａは、ベルトコーティングゴムに通常用いるゴム材料等、任意の既知のゴム材料を用いることができる。
【００１８】
ここで、「タイヤ接地幅」は、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、最大負荷荷重を負荷した状態での接地面のタイヤ幅方向最外側位置を接地端とし、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷状態とした状態での接地端間のタイヤ幅方向距離とする。
また、本明細書内のその他の寸法は、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷状態とした状態で測定されるものとする。
【００１９】
本明細書において、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会） のＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（Ｔｈｅ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｔｙｒｅ  ａｎｄ  Ｒｉｍ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）のＳＴＡＮＤＡＲＤＳ  ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（Ｔｈｅ  Ｔｉｒｅ  ａｎｄ  Ｒｉｍ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，  Ｉｎｃ．）のＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ等に記載されている、または将来的に記載される適用サイズにおける標準リム（ＥＴＲＴＯのＳＴＡＮＤＡＲＤＳ  ＭＡＮＵＡＬではＭｅａｓｕｒｉｎｇ  Ｒｉｍ、ＴＲＡのＹＥＡＲ  ＢＯＯＫではＤｅｓｉｇｎ  Ｒｉｍ）を指す（すなわち、上記の「リム」には、現行サイズに加えて将来的に上記産業規格に含まれ得るサイズも含む。「将来的に記載されるサイズ」の例としては、ＥＴＲＴＯのＳＴＡＮＤＡＲＤＳ  ＭＡＮＵＡＬ  ２０１３年度版において「ＦＵＴＵＲＥ  ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴＳ」として記載されているサイズを挙げることができる。）が、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、タイヤのビード幅に対応した幅のリムをいう。また、「規定内圧」は、適用サイズのタイヤにおける上記ＪＡＴＭＡ等の規格のタイヤ最大負荷能力に対応する空気圧（最高空気圧）をいう。なお、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、「規定内圧」は、タイヤを装着する車両ごとに規定される最大負荷能力に対応する空気圧（最高空気圧）をいうものとする。「最大負荷荷重」は、適用サイズのタイヤにおける上記ＪＡＴＭＡ等の規格のタイヤ最大負荷能力、又は、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、タイヤを装着する車両ごとに規定される最大負荷能力に対応する荷重を意味する。
【００２０】
他の実施形態として、ベルト４は、被覆材料である被覆樹脂４ａにより被覆されたコード４ｂがタイヤ周方向に螺旋状に巻回された状態のスパイラルベルトとすることもできる。この場合も、ベルト４は１層とすることが好ましい。軽量化の観点から好ましいからである。この場合も、ベルト４のタイヤ幅方向の幅は、例えば、タイヤ接地幅の９０〜１２０％とすることができる。この場合も、ベルト４の厚さ（最大厚さ）は、特に限定しないが、例えば、０．３〜３．５ｍｍとすることができる。この場合も、コード４ｂは、任意の既知の材料を用いることができ、例えばスチールコードを用いることができる。スチールコードは、例えば、スチールのモノフィラメント又は撚り線からなるものとすることができる。また、コード４ｂは、有機繊維やカーボン繊維等を用いることもできる。有機繊維は、例えばナイロン等を用いることができ、単繊維又は複数本の単繊維を撚り合わせたものを用いることができる。また、被覆樹脂４ａは、例えば、熱可塑性エラストマーや熱可塑性樹脂を用いることができ、また、熱や電子線によって架橋が生じる樹脂や、熱転位によって硬化する樹脂を用いることもできる。熱可塑性エラストマーとしては、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）、ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡ）、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、ポリエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）、動的架橋型熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）等が挙げられる。また、熱可塑性樹脂としては、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。さらに、熱可塑性樹脂としては、例えば、ＩＳＯ７５−２又はＡＳＴＭ  Ｄ６４８に規定されている荷重たわみ温度（０．４５ＭＰａ荷重時）が７８°Ｃ以上、かつ、ＪＩＳ  Ｋ７１１３に規定される引張降伏強さが１０ＭＰａ以上、かつ、同じくＪＩＳ  Ｋ７１１３に規定される引張破壊伸びが５０％以上、かつ、ＪＩＳ  Ｋ７２０６に規定されるビカット軟化温度（Ａ法）が１３０°Ｃ以上であるものを用いることができる。コード４ｂを被覆する被覆樹脂４ａの引張弾性率（ＪＩＳ  Ｋ７１１３：１９９５に規定される）は、５０ＭＰａ以上が好ましい。また、コード４ｂを被覆する被覆樹脂４ａの引張弾性率は、１０００ＭＰａ以下とすることが好ましい。なお、ここでいう被覆樹脂４ａには、ゴム（常温でゴム弾性を示す有機高分子物質）は含まれないものとする。上記の樹脂被覆コードは、例えば、溶融状態の被覆樹脂４ａをコード４ｂの外周側に被覆し、冷却により固化させることによって形成することができる。
【００２１】
また、図１に示すように、このタイヤ１は、ベルト４のタイヤ径方向内側に、この例ではプレート状の、タイヤ幅方向に連続して延在する樹脂部材６を備えている。なお、本実施形態では、樹脂部材６は、ベルト４のタイヤ径方向内側に配置されているが、樹脂部材６は、ベルト４のタイヤ径方向外側に配置しても良い。図１に示すように、本実施形態では、樹脂部材６のタイヤ幅方向の幅は、ベルト４のタイヤ幅方向の幅より大きいが、同じ又は小さくすることもできる。樹脂部材６のタイヤ幅方向の幅は、例えば、タイヤ接地幅の８０〜１３０％とすることができる。また、樹脂部材６の樹脂は、ベルトのコード４ａの被覆材料４ｂを樹脂とした場合と同じ種類の樹脂を用いることができるが、異なる種類の樹脂を用いることもできる。
【００２２】
本実施形態のタイヤ１では、樹脂部材６内に、タイヤ周方向に対して傾斜した所定の方向に配向した短繊維が配置されている。上記所定の方向は、タイヤ幅方向に対して、±８０°以下とすることができるが、±４５°以下とすることが好ましく、±２０°以下とすることが特に好ましく、±１０°以下とすることが最も好ましい（本実施形態では、当該方向は、タイヤ幅方向に対して、±２０°以下で傾斜した方向である）。なお、短繊維を配向させるに当たっては、短繊維を含む溶融した樹脂を射出又は押し出して成型することにより、射出又は押し出しの方向に短繊維を配向させることができる。
短繊維は、有機短繊維又は無機短繊維を用いることができ、例えば、有機短繊維としては、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリビニルアルコール系、及びセルロース系等の短繊維が挙げられる。一方、無機短繊維は、例えば、鉄、銅、アルミニウム、カーボン等の短繊維を用いることができる。これらの短繊維は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
本実施形態において、繊維（短繊維）が、上記「所定の方向」と１０°以内の角度で延びている。
以下、本実施形態の空気入りタイヤの作用効果について説明する。
【００２３】
本実施形態の空気入りタイヤでは、まず、ベルト４の他に樹脂部材６が配置されているため、ベルト４の剛性を十分に補強して高めて、操縦安定性等を向上させることができる。
さらに、本実施形態の空気入りタイヤでは、樹脂部材６内に、タイヤ周方向に対して傾斜した所定の方向に配向した短繊維を配置しているため、樹脂部材６のタイヤ幅方向剛性を高めることができ、突起貫入時に生じる、タイヤ幅方向への引張力を樹脂部材６が負担することで耐突起貫入性を向上させることができる。本実施形態では、短繊維は、タイヤ幅方向に対して、±２０°以下の角度で傾斜した方向に配向しているため、特にタイヤ幅方向の剛性を高めて上記の作用効果を有効に得ることができる。また、タイヤ幅方向への引張力は、タイヤ径方向内側においてより強く生じるところ、本実施形態では、樹脂部材６をベルト４のタイヤ径方向内側に配置していることで、より効果的にタイヤ幅方向への引張力を樹脂部材６が負担することができる。また、樹脂部材６とは別の部材で補強する場合と比べて、製造における工程増や当該別の部材による重量増を招かなくて済み、あるいは、樹脂部材６自体の材質を高剛性のものにする場合と比べて、乗り心地性の悪化や大変形時の樹脂部材６の割れ等を抑制することができる。
以上のように、本実施形態の空気入りタイヤによれば、耐突起貫入性を向上させることができる。
【００２４】
本発明の空気入りタイヤでは、上記実施形態のように、繊維として、長さ１０ｍｍ以下の短繊維を用いることが好ましい。繊維長が長い方が衝撃強度は向上するが、成型時に繊維束が残り分散性の課題を残すからである。一方で、本発明では、長さ１０ｍｍ超の長繊維を用いることもできる。
【００２５】
本発明の空気入りタイヤでは、ベルト４のコード４ｂの被覆材料４ａは、ゴムであることが好ましい。製造性に優れているからである。また、被覆材料４ａがゴムである場合に、耐突起貫入性を有効に得ることができるからである。一方で、上述したように、ベルト４のコード４ｂの被覆材料４ａは、樹脂とすることも好ましい。樹脂は、重量に比して剛性が高いためである。
【００２６】
本発明の空気入りタイヤでは、タイヤ周方向に対して傾斜した所定の方向は、タイヤ幅方向に対して、±２０°以下であることが好ましく、±１０°以下であることが最も好ましい。樹脂部材６のタイヤ幅方向剛性をより一層向上させることができるからである。
【００２７】
本発明の空気入りタイヤでは、樹脂部材６は、ベルト４のタイヤ径方向内側に配置されていることが好ましい。タイヤ幅方向への引張力がより強く生じる箇所に、配向した短繊維を有する樹脂部材６が配置されることにより、より効果的にタイヤ幅方向への引張力を樹脂部材６が負担して、耐突起貫入性を効果的に向上させることができるからである。
【００２８】
本発明において、樹脂部材６における繊維（短繊維）の含有量は、０．１〜４５重量％の範囲内であることが好ましい。繊維（短繊維）の含有量を０．１重量％以上とすることにより、繊維（短繊維）による上記の補強効果をより確実に発揮することができ、一方で、繊維（短繊維）の含有量を４５重量％以下とすることにより、乗り心地性の悪化を防ぐことができるからである。
本発明において、繊維（短繊維）は、樹脂部材６中の全体に、例えば上記の含有量の範囲で、均一に配置されていることが好ましいが、樹脂部材６の一部（例えばタイヤ幅方向中央部又はタイヤ幅方向片側端部又は両端部）のみに配置されていても良い。
【００２９】
繊維を長さ１０ｍｍ以下の短繊維とする場合、上記の配向による効果をより確実に得るために、短繊維の長さは、０．０１ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００３０】
短繊維に無機短繊維、特に金属短繊維を用いる場合、樹脂と金属短繊維との接着性を向上させる観点から、金属短繊維の表面にコーティング層を有することが好ましい。コーティング層は、樹脂と金属短繊維との接着性を有する任意の接着層とすることが好ましい。このようなコーティング層を設けることで、製造時等における短繊維同士の接触による樹脂部材６の耐久性の低下を抑制することもできる。
【００３１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には何ら限定されるものではない。例えば、図１に示した実施形態では、樹脂部材６は、ベルト４のタイヤ径方向内側に配置されているが、ベルト４のタイヤ径方向外側に配置しても良い。また、図１に示した実施形態では、樹脂部材６のタイヤ幅方向の幅は、ベルト４のタイヤ幅方向の幅より大きいが、樹脂部材６のタイヤ幅方向の幅は、ベルト４のタイヤ幅方向の幅より小さいか、又は、略同じ幅とすることもできる。また、樹脂部材６の厚さは、ベルト４の厚さより大きくするか、ほぼ同じとするか、あるいは、小さくすることができる。また、図１に示した実施形態では、樹脂部材６は、タイヤ幅方向に連続して延在するプレート状のものであるが、樹脂部材６は、タイヤ幅方向に断続したもの（例えば、断続的に延在するプレート状のもの）であっても良い。
なお、図１に示した実施形態では、タイヤ周方向に連続して延びる（図示例で４本の）周方向主溝８を有するものとしているが、周方向主溝８の本数は特に限定されず、周方向主溝８を有しない構成とすることもできる。
【符号の説明】
【００３２】
１：空気入りタイヤ、  ２：ビード部、  ２ａ：ビードコア、  ３：カーカス、
４：ベルト、  ４ａ：被覆樹脂（被覆ゴム、被覆樹脂）、４ｂ：コード、
５：トレッド、  ６：樹脂部材、  ８：周方向主溝、
ＣＬ：タイヤ赤道面
【図１】
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