(57)【要約】【課題】タイヤ重量を増加させることなく、十分な高速耐久性および操縦安定性を確保した空気入りタイヤを提供する。【解決手段】一対のビード部間でトロイダル状に跨るカーカスのクラウン部の径方向外側に、タイヤ赤道面に沿って延びる複数のコードをゴムで被覆した２層の周方向ベルト層およびトレッドを順に有し、前記２層の周方向ベルト層の間に、繊維補強層が配設され、該繊維補強層は、直径または最大径が０．０００１ｍｍ〜０．１ｍｍ、長さが８ｍｍ以上のフィラメント繊維とゴム成分を具え、厚さが０．０５ｍｍ〜１．６ｍｍのゴム−フィラメント繊維複合体である。【選択図】図１
2012030650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部間でトロイダル状に跨るカーカスのクラウン部の径方向外側に、タイヤ赤道面に沿って延びる複数のコードをゴムで被覆した２層の周方向ベルト層およびトレッドを順に有し、
前記２層の周方向ベルト層の間に、繊維補強層が配設され、該繊維補強層は、直径または最大径が０．０００１ｍｍ〜０．１ｍｍ、長さが８ｍｍ以上のフィラメント繊維とゴム成分を具え、厚さが０．０５ｍｍ〜１．６ｍｍのゴム−フィラメント繊維複合体であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記繊維補強層が、目付けが１０ｇ／ｍ２〜３００ｇ／ｍ２である不織布とゴム成分とを具え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３】
タイヤ径方向内側の周方向ベルト層の幅をＷｉｎ、タイヤ径方向外側の周方向ベルト層の幅をＷｏｕｔ、前記繊維補強層の幅をＷとすると、
Ｗｏｕｔ＜Ｗ＜Ｗｉｎ
の関係が満たされることを特徴とする請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
０．４×Ｗｉｎ＜Ｗｏｕｔ＜０．６×Ｗｉｎ
の関係が満たされることを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記周方向ベルト層のコードは、引張強さが２７００Ｎ／ｍｍ２以上のスチールフィラメントの複数本を撚り合わせてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか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、タイヤ重量を増加させることなく、十分な高速耐久性および操縦安定性を確保した空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軽量化を企図した従来の空気入りタイヤとしては、例えば、タイヤ赤道面に対して比較的小さな角度で傾斜した向きに延びる複数本のコードをゴムで被覆した傾斜ベルト層の２層を、層間でコードが相互に交差する向きに配置してなる傾斜ベルト層を有するものがある（例えば、特許文献１）。この空気入りタイヤでは、コードがタイヤ赤道面に対して比較的小さな角度で傾斜しているため、いわゆる「たが効果」を得ることができるとともに、コードが層間で相互に交差しているため、ベルトの面内剛性を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−０９４９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、空気入りタイヤには更なる高速耐久性が求められていきている。そこで、２層の傾斜ベルト層の代わりに２層の周方向ベルト層を配置すると、要求されている高速耐久性を満たすことはできるものの、ベルトの面内剛性が低いため、操縦安定性に劣るという問題が生ずる。また、２層の傾斜ベルト層のタイヤ径方向外側にさらに周方向ベルト層を配置すれば、操縦安定性および高速耐久性を満たすことはできるものの、タイヤ重量が増加するため、燃費を悪化させるという新たな問題が生ずることとなる。
そこで、本発明では、タイヤ重量を増加させることなく、十分な高速耐久性および操縦安定性を確保し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】
【０００５】
本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）一対のビード部間でトロイダル状に跨るカーカスのクラウン部の径方向外側に、タイヤ赤道面に沿って延びる複数のコードをゴムで被覆した２層の周方向ベルト層およびトレッドを順に有し、
前記２層の周方向ベルト層の間に、繊維補強層が配設され、該繊維補強層は、直径または最大径が０．０００１ｍｍ〜０．１ｍｍ、長さが８ｍｍ以上のフィラメント繊維とゴム成分を具え、厚さが０．０５ｍｍ〜１．６ｍｍのゴム−フィラメント繊維複合体であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【０００６】
ここで、「コードがタイヤ赤道面ＣＬに沿って延びる」とは、コードがタイヤ赤道面に平行の場合および、コードを埋設したストリップをタイヤ周方向に螺旋巻回した際にタイヤ赤道面に対してわずかに傾斜している場合（傾斜角度２°程度）も含むものとする。
【０００７】
（２）前記繊維補強層が、目付けが１０ｇ／ｍ２〜３００ｇ／ｍ２である不織布とゴム成分とを具えることを特徴とする上記（１）に記載の空気入りタイヤ。
【０００８】
（３）タイヤ径方向内側の周方向ベルト層の幅をＷｉｎ、タイヤ径方向外側の周方向ベルト層の幅をＷｏｕｔ、前記繊維補強層の幅をＷとすると、
Ｗｏｕｔ＜Ｗ＜Ｗｉｎ
の関係が満たされることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の空気入りタイヤ。
【０００９】
（４）０．４×Ｗｉｎ＜Ｗｏｕｔ＜０．６×Ｗｉｎ
の関係が満たされることを特徴とする上記（３）に記載の空気入りタイヤ。
【００１０】
（５）前記周方向ベルト層のコードは、引張強さが２７００Ｎ／ｍｍ２以上のスチールフィラメントの複数本を撚り合わせてなることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、タイヤ重量を増加させることなく、十分な高速耐久性および操縦安定性を確保し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】
【００１２】
【図１】本発明の空気入りタイヤの幅方向断面図である。
【図２】本発明の空気入りタイヤのベルトの展開図である。
【図３】参考例タイヤのベルトの展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、図面を参照しながら本発明の空気入りタイヤを詳細に説明する。
図１は、本発明の空気入りタイヤの幅方向断面図であり、図２は、本発明の空気入りタイヤのベルトの展開図である。本発明の空気入りタイヤ１０は、ビードコア１を埋設した一対のビード部間にトロイダル状に跨るカーカス２を骨格として、このカーカス２のクラウン部のタイヤ径方向外側に、タイヤ赤道面ＣＬに沿って延びる複数のコードをゴムで被覆した２層の周方向ベルト層３ａ、３ｂおよびトレッド４を配置してなる。タイヤ径方向内側の周方向ベルト層３ａおよびタイヤ径方向外側の周方向ベルト層３ｂは、タイヤ赤道面ＣＬに沿って延びる複数のコードをゴムで被覆したストリップをタイヤ周方向に螺旋巻回して形成することが、製造が容易となる点およびユニフォミティの点で好ましい。
なお、図示例のビード部、カーカス構造は一例であり、本発明はこれに限定されることはない。例えば、図示例では、カーカス２は、１枚のラジアルカーカスプライから構成されているが、複数枚のラジアルカーカスプライから構成されてもよいし、カーカスプライコードの延在角度は、タイヤ赤道面ＣＬに対して、８５°程度とすることもできる。
【００１４】
周方向ベルト層３ａ、３ｂの間に、繊維補強層５が配設されている。この繊維補強層５は、フィラメント繊維とゴム成分とを具え、フィラメント繊維の間までゴム成分が含浸するゴム−フィラメント繊維複合体である。また、この繊維補強層５は、比較的広い範囲でフィラメント繊維とゴム成分とが相互に連続層を形成できる構造を有している。フィラメント繊維の直径または最大径は０．０００１ｍｍ〜０．１ｍｍ、長さは８ｍｍ以上である。フィラメント繊維の直径または最大径が０．０００１ｍｍ未満の場合、フィラメント繊維が細すぎて、繊維補強層５の強度および剛性が不足する。一方、フィラメント繊維の直径または最大径が０．１ｍｍ超の場合、フィラメント繊維が太すぎて、繊維補強層５が厚くなり、タイヤ重量が増加してしまう。
また、フィラメント繊維の長さが８ｍｍ未満の場合、フィラメント繊維間のからみ合いが十分ではなく、繊維補強層５が強度および剛性が不足する。
なお、フィラメント繊維が長くなると、フィラメント繊維が絡み合いすぎて、均一な繊維補強層５を製造することが困難になるため、フィラメント繊維の長さの上限は１００ｍｍ程度である。
また、繊維補強層５の厚さは０．０５ｍｍ〜１．６ｍｍである。繊維補強層５の厚さが０．０５ｍｍ未満の場合、フィラメント繊維のゴム中における均一性を維持することが困難になるとともに、繊維補強層５の強度および剛性が不足する。一方、繊維補強層５の厚さが１．６ｍｍ超の場合、繊維補強層５が厚くなり、タイヤ重量が増加してしまう。
また、フィラメント繊維の断面形状は円状のもの、または円と異なる断面形状のもの、中空部を有するもの等を用いることができる。
なお、フィラメント繊維の直径または最大径が０．０００１ｍｍ〜０．０５ｍｍ、長さが１０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１５】
本発明では、２層の周方向ベルト層３ａ、３ｂを配置しているため、高速走行時のタイヤ回転に伴う遠心力による径成長（発熱）を十分に抑制することができる。
さらに、２層の周方向ベルト層３ａ、３ｂの間に、繊維補強層５を配置しているため、２層の周方向ベルト層３ａ、３ｂのみを配置した場合に不足するベルトの面内剛性を高め、タイヤに横力が加わった際などの操縦安定性を確保することができる。
また、２層の周方向ベルト層３ａ、３ｂは、周方向剛性が高いので、周方向ベルト層３ａ、３ｂ内に埋設されたコードが、当該コードよりタイヤ径方向内側のゴムに食い込むという問題が生ずるおそれがある。しかし、本発明では、繊維補強層５を層間に配置することによって、この食い込みの問題を解消し、層間ゲージを確保することもできる。
【００１６】
また、繊維補強層５は、シートとして貼り付けることができるという製造の観点および、色々な方向からの力に強いという強度の観点から、不織布とゴム成分とを具えることが好適である。特に、不織布の目付けが１０ｇ／ｍ２〜３００ｇ／ｍ２であることが好適である。目付けが１０ｇ未満の場合、フィラメント繊維のゴム中における均一性を維持することが困難になり、ムラの多い不織布となるおそれがある。それゆえ、加硫後の繊維補強層５の強度、剛性、破断伸度のバラツキが大きくなるおそれがある。一方、目付けが３００ｇ超の場合、ゴムの流動性にもよるが、フィラメント繊維間の空隙にゴム成分が浸透しなくなり、フィラメント繊維とゴム成分が剥離しやすいおそれがある。
【００１７】
不織布の製法としては、カーディング法、抄紙法、エアレイ法、メルトブロー、スパンボンド法などがあり、これら製法によりウェブを作製する。メルトブロー、スパンボンド法以外のウェブでの繊維の結合方法として、熱融着、バインダによる方法、水流または針の力で繊維を交絡させる水流絡合法、ニードルパンチ法を好適に利用することができる。とりわけ、水流または針で繊維を交絡させる水流絡合法、ニードルパンチ法およびメルトブロー、スパンボンド法により得られた不織布が好適である。
【００１８】
フィラメント繊維の材質としては、綿、レーヨン、セルロースなどの天然高分子繊維、脂肪族ポリアミド、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリイミド、芳香族ポリアミドなどの合成高分子繊維、およびカーボン繊維、ガラス繊維、スチールワイヤのうちから選択される一種又は複数種の繊維を混合することができる。また、隣接層と素材が異なる多層構造のフィラメント繊維でもよい。更に、異なる材質を内層と外層に配置した芯鞘構造、あるいは米字型、花弁型、層状型等の複合繊維も用いることができる。
【００１９】
フィラメント繊維とゴムとの複合化は、その未加硫部材の段階にて予め繊維に未加硫ゴム組成物を適用して複合化する。具体的には、ゴムシートを製造する際の混練りは、ロール、バンバリーミキサーなど、通常ゴム業界で用いるどの方法によってもよい。但し、繊維の分散性の点から、フィラメント繊維は、少量ずつ投入することが好ましい。不織布を用いる場合は不織布に対して、プレスまたはロールなどによりシート状未加硫ゴム組成物を上下両表面または片面から圧着して、不織布内部の空気を未加硫ゴム組成物と十分に置換する。未加硫ゴム組成物の流動性によっては、実質的に加硫反応が開始しない程度の温度条件下で圧着を行うことも必要である。あるいは、他の方法としては、未加硫ゴム組成物を溶媒を用いて液状化させ、不織布に塗布することでタッキネスを付与する方法もある。このようにして得られた未加硫複合部材を複合体として適用してグリーンタイヤを成型し、これに加硫成型を施す。
【００２０】
なお、上述の複合化に際し、加硫後におけるゴムとの接着性が十分であれば、繊維に予め接着処理を施さずともよいが、接着が不十分な時にはタイヤ用繊維コードとゴムとの接着力を高める場合と同様にディッピィング・ヒートセット処理をフィラメント繊維に施してもよい。
【００２１】
図２に示すように、タイヤ径方向内側の周方向ベルト層３ａの幅をＷｉｎ、タイヤ径方向外側の周方向ベルト層３ｂの幅をＷｏｕｔ、繊維補強層５の幅をＷとすると、
Ｗｏｕｔ＜Ｗ＜Ｗｉｎ
の関係が満たされることが好適である。
トレッド中央部は、遠心力による径成長が大きいため、最も周方向剛性を確保する必要がある。また、トレッド中央部は、高速耐久性への寄与が大きい。それゆえ、２層の周方向ベルト層３ａ、３ｂを、トレッド全体ではなく、トレッド中央部のみに配置することにより、タイヤの軽量化を達成しながら十分な高速耐久性を確保することができる。
また、トレッド中央部の剛性を高めることにより、操舵初期（小スリップアングル）の応答性が高まり、操縦安定性を向上させることができる。これは、タイヤの接地形状は四角形ではなく、楕円形に近い形状をしており、トレッド中央部での接地長が長く、トレッド中央部のベルト剛性を高めることが操縦安定性の向上につながるためである。
さらに、２層の周方向ベルト層３ａ、３ｂが直接接すると、故障の核となる上、上述した層間ゲージを確保できないという問題が生ずるため、繊維補強層５の幅Ｗは、周方向ベルト層３ｂの幅Ｗｏｕｔより大きいことが好ましい。
【００２２】
また、周方向ベルト層３ａの幅Ｗｉｎおよび周方向ベルト層３ｂの幅Ｗｏｕｔに関して、
０．４×Ｗｉｎ＜Ｗｏｕｔ＜０．６×Ｗｉｎ
の関係が満たされることが好適である。操縦安定性および耐久性の観点から周方向ベルト層３ａの幅Ｗｉｎは、タイヤの断面幅と同程度まで幅広に設定されることが多い。Ｗｏｕｔ≦０．４×Ｗｉｎの場合、トレッド中央部の高い剛性を必要とする領域に十分な幅の周方向ベルト層３ｂが配置されず、操縦安定性が大きく低下するおそれがある。周方向ベルト層３ｂは、操縦安定性の観点からはトレッド中央部での寄与が大きいので、Ｗｏｕｔを大きくしすぎても、すなわち、０．６×Ｗｉｎ≦Ｗｏｕｔの場合でも、操縦安定性を大きく向上することはなく、かえってタイヤ重量が増加してしまう。
【００２３】
周方向ベルト層３ａ、３ｂのコードは、引張強さが２７００Ｎ／ｍｍ２以上のスチールフィラメントの複数本を撚り合わせてなることが好適である。撚り合わせることによって、引張および圧縮の両方の力に対して耐久性を発揮することができる。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれだけに限定されるものではない。
発明例タイヤ、比較例タイヤおよび参考例タイヤを試作し、高速耐久性能、操縦安定性能およびタイヤ重量を測定した。
各供試タイヤは１９５／６５Ｒ１５のタイヤサイズを有し、表１に示す仕様を有する。
参考例タイヤは、図３にベルトの展開図を示すように、カーカス２のタイヤ径方向外側に、スチールコードが層間で交差配置された２層の傾斜ベルト層６ａ、６ｂと、ナイロンコードがタイヤ周方向に配置された１層の周方向ベルト層７を有する。
発明例タイヤおよび比較例タイヤは、図１および図２に示すベルト構造を有し、周方向ベルト層３ａ、３ｂは、スチールフィラメントの１１本を撚り合わせたスチールコード（引張強さが３２００Ｎ／ｍｍ２）をゴムで被覆したストリップをタイヤ周方向に螺旋巻回して形成している。比較例タイヤ１のみ、繊維補強層５を設けていない。
【００２５】
（高速耐久性能）
各試験タイヤをドラム径１７０７ｍｍの試験機に装着し、ＪＩＳ−Ｄ４２３０に規定される高速耐久性能試験を行い、さらに３０分ごとに１０ｋｍ／ｈ加速して、タイヤが破壊するまでの走行距離を測定した。結果は、比較例タイヤ１の走行距離を１００として指数表示した。なお、指数が大きいほど、性能に優れていることを示す。
【００２６】
（操縦安定性能）
各試験タイヤを、６Ｊ×１５のリムに組み込み、内圧を２００ｋＰａに調整した上で、２０００ｃｃの前輪駆動車（試験車両）の全輪に装着した。この試験車両には、前席２名乗車の荷重を与え、ドライバーが所定のコースを走行して操縦安定性能をフィーリング評価した。結果は、比較例タイヤ１のフィーリングを１００として指数表示した。なお、指数が大きいほど、性能に優れていることを示す。
【００２７】
（タイヤ重量）
各試験タイヤのタイヤ重量を測定した。結果は、参考例タイヤのタイヤ重量を１００として指数で表す。値が小さい程タイヤ重量が軽いことを意味する。
【００２８】
【表１−１】
2012030650.tif 000003
【表１−２】
2012030650.tif 000004
【表１−３】
2012030650.tif 000005
【００２９】
表１より、発明例タイヤは、比較例タイヤより高速耐久性および操縦安定性が向上し、さらに、参考例タイヤよりタイヤ重量が減少していることが分かる。
【符号の説明】
【００３０】
１      ビードコア
２      カーカス
３ａ    周方向ベルト層
３ｂ    周方向ベルト層
４      トレッド
５      繊維補強層
６ａ    傾斜ベルト層
６ｂ    傾斜ベルト層
７      周方向ベルト層
１０    空気入りタイヤ
【図１】
2012030650.tif 000006
【図２】
2012030650.tif 000007
【図３】
2012030650.tif 000008