(57)【要約】【課題】タイヤ重量の軽量化を図りつつベルトエッヂセパレーションの発生を抑制することで、タイヤ軽量性とベルト耐久性とを高度に両立させた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】ベルトの１層目の第１ベルト層５ａと２層目の第２ベルト層５ｂがともに、フィラメント径０．１８〜０．２６ｍｍのモノフィラメントコード６が、５〜７本にて引き揃えた束を単位としベルト幅方向に並置されてコーティングゴム８中に埋設されてなり、かつ、第２ベルト層端部における第１ベルト層と第２ベルト層とのモノフィラメントコード６間のゴム層のゲージがタイヤ中央部における当該ゲージの１．３〜３．０倍である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のビードコア間にわたりトロイド状をなして跨る少なくとも１枚のカーカス層からなるカーカスと、該カーカスのクラウン領域のタイヤ径方向外側に配設されて接地部を形成するトレッド部と、該トレッド部と前記カーカスのクラウン領域との間に配置されて補強部を形成する、少なくとも２枚のベルト層からなるベルトと、を備える空気入りタイヤにおいて、
前記ベルトの１層目の第１ベルト層と２層目の第２ベルト層がともに、フィラメント径０．１８〜０．２６ｍｍのモノフィラメントコードが、５〜７本にて引き揃えた束を単位としベルト幅方向に並置されてコーティングゴム中に埋設されてなり、かつ、前記第２ベルト層端部における第１ベルト層と第２ベルト層とのモノフィラメントコード間のゴム層のゲージがタイヤ中央部における当該ゲージの１．３〜３．０倍であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記モノフィラメントコード束間のベルト幅方向距離が、０．４ｍｍを超え１．２ｍｍ未満である請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記モノフィラメントコード束の打ち込み数が、１８〜３２束／５０ｍｍ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】
前記第２ベルト端における第１ベルト層と第２ベルト層との間にベルト間ゴムが配設され、該ベルト間ゴムの弾性率が前記コーティングゴムの弾性率の１．０２〜２．０倍である請求項１〜３のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記ベルト間ゴムのｔａｎδ（２５℃）が０．２０以下である請求項４記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記ベルト間ゴムのｔａｎδ（２５℃）が、前記ベルトコーティングゴムのｔａｎδ（２５℃）の０．８５〜０．９８倍である請求項４または５記載の空気入りタイヤ。
【請求項７】
前記ベルト間ゴムにビスマレイミドがゴム成分１００重量部に対し０．５〜３．０重量部配合されている請求項４〜６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」とも称する）に関し、詳しくは、ベルトコードの改良により耐久性と軽量性とを両立させた空気入りタイヤ、特には、乗用車用として好適な空気入りタイヤに関する。
【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きている。従来の撚りスチールコードを用いるベルト部での軽量化を考える際、引張強度を一定以上確保することを前提とすると、スチールベルト層のコーティングゲージを薄くするしかない。
【０００３】
このような観点から、金属モノフィラメントを撚らずにベルト用コードとして使用する技術が開発され、これまでに種々提案がなされている。例えば、特許文献１では、燃費の向上および乗り心地の改良を目的として、金属線材（モノフィラメント）の３または４本を撚り合わせることなくベルトの幅方向に並べて引き揃えた束を単位としてゴムに埋設して成るベルトを備える空気入りラジアルタイヤが提案されている。また、特許文献２では、タイヤの軽量化ニーズに対応するためと、金属線の折れによる耐久性の低下等の不具合を解決するために、ベルト層が、金属モノフィラメントがベルトプライ幅方向に所定の条件下で並べられて被覆ゴム中に埋設されている３枚のベルトプライで構成されている空気入りラジアルタイヤが提案されている。
【０００４】
さらに、特許文献３には、ベルト端セパレーションの発生を抑制し、ベルト耐久性の改善と、タイヤ重量の軽量化とを両立した空気入りラジアルタイヤを得るために、２層目の第２ベルト層端部における第１ベルトと第２ベルトのモノフィラメントコード間のゲージをタイヤ中央部におけるゲージの１．３〜３．０倍とする技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２０８２１０号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特開２００１−３３４８１０号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献３】特開２００５−３４９９９９号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これまでに提案されているように、モノフィラメントコードをベルトに適用することで、コード中心間のゲージをあわせて設計した場合でも層間のゴムゲージを確保することができ、層間のゲージを合わせて設計することにより、タイヤの軽量化を図ることが可能となるが、その一方で、以下のような問題があった。まず、タイヤ径方向のコード間隔が密になるため、隣接コードからの亀裂が進展し易いという問題である。次に、ベルト面内に占めるスチールコード使用量が大きいため、層間せん断歪みが増加するという問題である。このような問題がある結果として、モノフィラメントコードを用いたベルトでは、通常の撚りコードを使用した場合に比べてベルトエッヂセパレーション（ＢＥＳ）が起こり易くなっていた。なお、コーティングゴムのゲージを増加させることで、ＢＥＳの発生は抑制されるが、当然、重量増となるため、所期の目的であるタイヤの軽量化には背反することとなる。
【０００６】
上記特許文献３に記載の技術によれば、ベルト層にモノフィラメントコードを用いたタイヤにおいて、ＢＥＳの起点となるベルト端部においてベルト間ゴムのゲージを増加させることで、ベルト端における歪を抑制して、耐ＢＥＳ性を向上することが可能である。しかしこの場合も、コードの配置条件によっては十分な耐ＢＥＳ性を得ることができない場合があり、より優れた耐ＢＥＳ性を得るための技術が求められていた。
【０００７】
そこで本発明の目的は、上記従来技術における問題を解消して、タイヤ重量の軽量化を図りつつベルトエッヂセパレーションの発生を抑制することで、タイヤの軽量性とベルト耐久性とをより高度に両立させ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】
【０００８】
本発明者は鋭意検討した結果、モノフィラメントコードを適用したベルトにおいて、コード間のゴムゲージを厚くすることに加えて、コードのフィラメント径およびコード本数を所定範囲に限定することで、モノフィラメントコードに特徴的な、隣接コード間における亀裂進展、および、層間せん断歪の大きなタイヤでの耐ＢＥＳ性の問題をともに解消することが可能となり、軽量性と耐久性との両立をより高度に実現したタイヤが得られることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明は、左右一対のビードコア間にわたりトロイド状をなして跨る少なくとも１枚のカーカス層からなるカーカスと、該カーカスのクラウン領域のタイヤ径方向外側に配設されて接地部を形成するトレッド部と、該トレッド部と前記カーカスのクラウン領域との間に配置されて補強部を形成する、少なくとも２枚のベルト層からなるベルトと、を備える空気入りタイヤにおいて、
前記ベルトの１層目の第１ベルト層と２層目の第２ベルト層がともに、フィラメント径０．１８〜０．２６ｍｍのモノフィラメントコードが、５〜７本にて引き揃えた束を単位としベルト幅方向に並置されてコーティングゴム中に埋設されてなり、かつ、前記第２ベルト層端部における第１ベルト層と第２ベルト層とのモノフィラメントコード間のゴム層のゲージがタイヤ中央部における当該ゲージの１．３〜３．０倍であることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明においては、前記モノフィラメントコード束間のベルト幅方向距離が、０．４ｍｍを超え１．２ｍｍ未満であることが好ましい。また、本発明において好適には、前記モノフィラメントコード束の打ち込み数が、１８〜３２束／５０ｍｍである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、モノフィラメントコードをベルトに適用することでタイヤ重量の低減が可能となり、その一方で生じるベルト耐久性の懸念については、モノフィラメントコード間のゴム層のゲージを適正化することに加えてコードのフィラメント径およびコード本数を所定範囲に限定することにより、ベルトエッヂセパレーションの発生をより効果的に抑制することが可能となり、結果として、タイヤ重量の軽量化とベルト耐久性の向上とを高度に両立させた空気入りタイヤを実現することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。
図１に、本発明の一実施の形態に係る空気入りタイヤを示す。図示するタイヤは、カーカスのクラウン領域に配設されて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。
【００１３】
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層からなるカーカス４により補強されている。また、トレッド部１は、以下で詳述する、カーカス４のクラウン領域のタイヤ径方向外側に配設した少なくとも２層、図示する例では２層の第１ベルト層５ａと第２ベルト層５ｂとからなるベルトにより補強されている。ここで、カーカス４のカーカス層は複数枚としてもよく、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好適に用いることができる。
【００１４】
図２に、本発明のタイヤにおけるベルト端部の幅方向断面を拡大して示す。図示するように、本発明においては、ベルトの、１層目の第１ベルト層５ａと２層目の第２ベルト層５ｂがともに、モノフィラメントコード６が５〜７本、図示する例では６本にて引き揃えた束を単位とし、ベルト幅方向に並置されてコーティングゴム８中に埋設されてなる。
【００１５】
即ち、前述したように、ＢＥＳの起点となるベルト端の歪を抑制するため、コード間ゴムのゲージを増加させることで、耐ＢＥＳ性を向上することは可能である。但し、コード間のタイヤ幅方向距離、即ちコード間隔ｗが０．４ｍｍ以下と密である場合には、隣接コード間で亀裂がつながりやすく、ベルト間ゴムの効果だけでは不十分で、従来コード対比では耐ＢＥＳ性に劣る結果となってしまう。また、コード間隔ｗが１．２ｍｍ以上と極めて疎である場合においても、コードに沿った亀裂進展が速く、やはり耐ＢＥＳ性に劣る結果となってしまう。そこで本発明においては、モノフィラメントコードを５〜７本の束にしてベルトに適用することで、総強力を保ちつつ、コード間隔ｗを適切な範囲に確保して、良好な耐ＢＥＳ性を得たものである。従って、以上のような理由より、本発明においては、モノフィラメントコード束間のベルト幅方向距離ｗが、０．４ｍｍを超え１．２ｍｍ未満であることが好ましい。
【００１６】
また、ベルト折れ性を考慮すると、モノフィラメントコードのフィラメント径は、０．１８〜０．２６ｍｍ、特には、０．２０〜０．２４ｍｍとすることが必要である。フィラメント径が０．１８ｍｍより細くなると８の字旋回走行時のバックリング波長が短くなり、その際に生ずる表面歪が大きくなり、ベルト折れ性に劣る結果となる。一方、０．２６ｍｍより大きくなると表面歪が大きくなり、やはりベルト折れ性に劣る結果となる。
【００１７】
また、モノフィラメントコード６の引張り強さは、好適には２７００Ｎ／ｍｍ2以上である。高い抗張力を有するモノフィラメントコードとしては、少なくとも０．７質量％、特には少なくとも０．８質量％の炭素を含有するものを、好適に用いることができる。
【００１８】
また、本発明において、第２ベルト層５ｂ端部における第１ベルト層５ａと第２ベルト層５ｂとのモノフィラメントコード６間のゴム層のゲージＨEは、タイヤ中央部における当該ゲージＨCの１．３〜３．０倍、好ましくは１．８〜２．６倍である。薄ゲージでコーティングしたモノフィラメントコードに、ベルト端において厚ゲージのベルト間ゴムを適用することで、タイヤの軽量化とベルト耐久性を両立させることができる。この値が１．３倍未満であるとベルト端セパレーションの抑制が十分ではなく、一方、３．０倍を超えるとタイヤの軽量化が十分とはいえなくなる。
【００１９】
従って本発明においては、上記所定のフィラメント径を満足するモノフィラメントコードを所定のコード本数にて束にしてベルトに適用し、コード間隔を確保しつつ、ベルト端部のゴムゲージをセンター対比１．３〜３．０倍に増加させることで、ベルト折れ性を悪化させることなく所望の耐ＢＥＳ性を確保することができ、結果として、優れた耐久性と軽量性とを両立した空気入りタイヤを得ることが可能となった。
【００２０】
なお、本発明において、モノフィラメントコード束の打ち込み数は、好適には１８〜３２束／５０ｍｍ程度である。打ち込み数が少なすぎると引っ張り強度を確保することが困難となり、多すぎるとコード間隔を確保することが困難となり、いずれも好ましくない。
【００２１】
本発明において、上記のように、ベルト端における第１ベルト層５ａと第２ベルト層５ｂのモノフィラメントコード６間のゴム層のゲージＨEをタイヤ中央部のゲージＨCに比し厚くするには、第２ベルト層５ｂ端部における第１ベルト層５ａと第２ベルト層５ｂとの間にベルト間ゴム７を配設すればよい。ベルト間ゴム７の弾性率は、好ましくはベルトコーティングゴム８の弾性率の１．０２〜２．０倍、特には１．１〜１．８倍とする。この弾性率の範囲内とするとき、ベルト端の歪が良好に抑制され、高次元にタイヤ重量の軽量化とベルト耐久性とを両立させることができる。
【００２２】
また、ベルト間ゴム７の正接損失ｔａｎδ（２５℃）は、好ましくは０．２０以下であり、特には、ベルトコーティングゴム８のｔａｎδ（２５℃）の０．８５〜０．９８倍である。ベルト間ゴム７として、このように低ロスのゴムを使用することにより、ベルト端の歪が抑制されるとともに、タイヤ温度の上昇が抑制される。
【００２３】
さらに、本発明においては、ベルト間ゴム７にビスマレイミドをゴム成分１００重量部に対し０．５〜３．０重量部配合することが好ましい。これにより弾性率を向上させながら、正接損失ｔａｎδ（２５℃）を低く抑えることができる。ビスマレイミドとしては、下記一般式（１）、
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（式中、Ｒは炭素数６〜１８の芳香族基、または炭素数７〜２４のアルキル芳香族基を表し、ｘおよびｙは０〜３のいずれかの整数をそれぞれ独立に表す）で表されるビスマレイミドを好適に用いることができる。具体的には例えば、Ｎ，Ｎ’−１，２−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−１，３−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−１，４−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−（４，４’−ジフェニルメタン）ビスマレイミド、２，２−ビス［４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル］プロパン、ビス（３−エチル−５−メチル−４−マレイミドフェニル］メタン等を例示することができ、特に好ましくは、Ｎ，Ｎ’−（４，４’−ジフェニルメタン）ビスマレイミドであり、ゴム配合中に、これらを１種以上含むことができる。
【００２４】
カーカス４側のベルト層である第１ベルト層５ａおよび第２ベルト層５ｂは、そのコード打込み角度をタイヤ周方向に対して、好ましくは１０°〜３０°とし、かつ、第１ベルト層５ａおよび第２ベルト層５ｂを互いに交錯させる。
【００２５】
なお、本発明のタイヤはベルト構造の改良に係るものであり、その他の構造および材質については特に制限されるべきものではなく、既知の構造および材料を採用することができる。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明を、実施例を用いてより具体的に説明する。
下記表１に示す条件にて、図１に示す２層のスチールベルトを備える構造の空気入りタイヤを作製した。タイヤサイズは１９５／６５Ｒ１５とし、第１ベルト層５ａと第２ベルト層５ｂのモノフィラメントコード６の打込み角度は、タイヤ周方向に対して夫々＋２２°および−２２°とした。また、ベルト間ゴム７の配合ゴムとしては、天然ゴム１００重量部、カーボンブラック（Ｎ３３０）５０重量部、コバルト塩（ナフテン酸コバルト）１．０重量部、酸化亜鉛１０重量部、加硫促進剤（Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド，大内新興化学工業（株）製  ノクセラーＤＺ）１．０重量部、硫黄６．０重量部、ビスマレイミド（Ｎ，Ｎ’−（４，４’−ジフェニルメタンビスマレイミド））２．０重量部からなるものを用いた。
【００２７】
得られた各実施例および比較例のタイヤを、比較例１を基準とした重量増加の度合い（重量差）について評価した。また、耐ＢＥＳ性について、下記に従い評価を行った。その結果を、下記の表１中に併せて示す。
【００２８】
（耐ＢＥＳ性の評価）
各供試タイヤをＪＡＴＭＡで規定する正規リムに組みつけ、２２０ｋＰａの内圧を充填して、ＢＥＳドラム上を、サイドフォース（ＳＦ）一定で横力をかけて走行させた後、タイヤを解剖して、ベルト層端部に発生している亀裂の長さを測定した。各供試タイヤの亀裂長さを、比較例１のタイヤの亀裂長さを１００とした指数にて示した。この指数の値が小さいほど耐ＢＥＳ性が良好である。
【００２９】
【表１】
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＊１）軽量性（重量減が大きいほど良好）  ◎：−１００ｇ以上、○：−１０〜−９９ｇ、△：−９〜＋９ｇ、×：＋１０ｇ
＊２）耐ＢＥＳ性（耐ＢＥＳ性の指数が小さいほど良好）◎：８０以下、○：８１〜９５、△：９６〜１０４、×：１０５以上
＊３）総合評価  ◎：（性能大幅改良）軽量性および耐ＢＥＳ性が共に◎，○：（性能改良）◎と○のみ，△：（性能同等〜やや改良）×がなく、◎または○または△，×：（性能悪化）×がある
【００３０】
上記表１に示すように、２層のベルト層に夫々モノフィラメントコードを適用し、ベルト層端部におけるコード間のゴムゲージをタイヤ中央部における当該ゲージよりも所定の割合で厚くするとともに、コードのフィラメント径およびコード本数を所定範囲に限定した実施例１〜４のタイヤにおいては、従来の撚りコードを用いた比較例１に比し、軽量性および耐ＢＥＳ性の向上がともに図られていることが確かめられた。一方、モノフィラメントコードを用いてはいるが束本数が少ない比較例２，３のタイヤは、軽量性については向上しているものの、耐ＢＥＳ性の改良については不十分なものであった。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一好適例の空気入りタイヤを示す片側断面図である。
【図２】ベルト層の端部近傍を示す拡大部分断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
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
５ａ  第１ベルト層
５ｂ  第２ベルト層
６  モノフィラメントコード
７  ベルト間ゴム
８  ベルトコーティングゴム
【図１】
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【図２】
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