(57)【要約】【課題】安価にかつ容易に製造することができるとともに、従来は廃棄していた端材を活用することが可能な補強部材を用いることで、タイヤとしての基本性能を満足しつつ、所望の補強効果を実現した空気入りタイヤを提供する。【解決手段】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間に連なるトレッド部１３とを有する空気入りタイヤである。めっきまたは接着剤処理された補強繊維と、補強繊維を被覆するゴムと、からなる補強部材５が、サイドウォール部の少なくとも一部に、タイヤ周方向に環状に配設されてなり、補強繊維がサイドウォール部において実質的にタイヤ半径方向に配向され、補強繊維の少なくとも一端が補強部材内で終端し、かつ、補強部材に対し垂直な方向に補強繊維を投影した投影部が、少なくとも一部で交差している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のビード部およびサイドウォール部と、両サイドウォール部間に連なるトレッド部とを有する空気入りタイヤにおいて、
めっきまたは接着剤処理された補強繊維と、該補強繊維を被覆するゴムと、からなる補強部材が、前記サイドウォール部の少なくとも一部に、タイヤ周方向に環状に配設されてなり、該補強繊維が、該サイドウォール部において実質的にタイヤ半径方向に配向され、該補強繊維の少なくとも一端が該補強部材内で終端し、かつ、該補強部材に対し垂直な方向に該補強繊維を投影した投影部が、少なくとも一部で交差していることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記一対の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を骨格とし、該カーカスプライが、前記補強部材からなる請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記補強部材の目付け密度が、１００ｇ／ｍ２以上１５００ｇ／ｍ２以下である請求項２記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記補強繊維の長さが、５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内である請求項２または３記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記補強繊維の径が、０．０７ｍｍ〜０．３４ｍｍの範囲内である請求項２〜４のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。  
【請求項６】
前記一対の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を骨格とし、前記サイドウォール部の、該カーカスプライの外側の少なくとも一部の領域に、前記補強部材が配置されている請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項７】
前記補強部材の目付け密度が、３００ｇ／ｍ２以上１５００ｇ／ｍ２以下である請求項６記載の空気入りタイヤ。
【請求項８】
前記補強繊維の長さが、１５ｍｍ以上である請求項６または７記載の空気入りタイヤ。
【請求項９】
前記補強繊維の径が、０．０７ｍｍ〜０．６０ｍｍの範囲内である請求項６〜８のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。  
【請求項１０】
前記補強繊維が無機繊維である請求項１〜９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、補強部材の改良に係る空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空気入りタイヤにおいては、ビード部からトレッド部にわたる各部位について、有機繊維コードやスチールコードを一定方向に引き揃えてゴム引きしてなる補強部材を配置して、補強を図ることが行われている。例えば、特許文献１には、サイドウォールの、カーカス層とベルト層との間に、有機繊維コードにゴム成分が含浸されてなるサイド補強層を配置することが開示されている。
【０００３】
また、サイドウォール部の補強に係る改良技術としては、例えば、特許文献２に、モノフィラメント繊維から成る不織布をゴムで被覆した繊維補強部材を、カーカス層の近傍に設置した空気入りラジアルタイヤが開示されており、特許文献３には、ラジアルカーカスのタイヤ幅方向内外に、不織布をゴム被覆して形成してなる補強層をそれぞれ設けて、これら補強層によりラジアルカーカスを挟み込んでなる空気入りラジアルタイヤが開示されている。さらに、特許文献４，５には、ランフラット走行性能を向上するために、サイドウォール部にゴム−フィラメント繊維複合体を配設した空気入り安全タイヤが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１４２８７７号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特開平８−４００２３号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献３】特開２００２−３３１８０８号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献４】特開平１１−１２９７１２号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献５】特開平１１−２４０３０７号公報（特許請求の範囲等）
【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、従来一般的に使用されている補強部材は、有機繊維やスチールの単線または撚りコードを一定方向に引き揃えてなるゴム複合材からなるので、製造上、撚り線工程や引き揃え圧延工程などに多大な工数がかかるという難点があった。
【０００６】
また、上記補強部材の端部には、ゴムとの接着作用を有しないコード切断面が一定間隔で並ぶ状態となるので、この切断面がコードとゴムとの剥離の起点となって、悪路走行や重荷重走行により、補強層端部を起点とするセパレーションが発生するおそれが避けられないという問題もあった。一方で、タイヤの製造過程においては、ベルトやカーカスなどの製造時に、有機繊維やスチールの単線または撚りコードの端部が半端な長さで残ることになるが、上記補強部材においては補強コードの規則的な配置が必須となるので、このような半端な長さの端材は使用できず、廃棄処分せざるを得なかった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、従来の補強部材における上記のような問題点を解消して、安価にかつ容易に製造することができるとともに、従来は廃棄していた端材を活用することが可能な補強部材を用いることで、タイヤとしての基本性能を満足しつつ、所望の補強効果を実現し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、所定の条件を満足する補強繊維を用いた特定構造の補強部材を用いることで、安価に、かつ、タイヤ性能を損なわずに所望の補強効果を得ることができ、また、端材の活用にも寄与できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、左右一対のビード部およびサイドウォール部と、両サイドウォール部間に連なるトレッド部とを有する空気入りタイヤにおいて、
めっきまたは接着剤処理された補強繊維と、該補強繊維を被覆するゴムと、からなる補強部材が、前記サイドウォール部の少なくとも一部に、タイヤ周方向に環状に配設されてなり、該補強繊維が、該サイドウォール部において実質的にタイヤ半径方向に配向され、該補強繊維の少なくとも一端が該補強部材内で終端し、かつ、該補強部材に対し垂直な方向に該補強繊維を投影した投影部が、少なくとも一部で交差していることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明のタイヤは、前記一対の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を骨格とし、該カーカスプライが、前記補強部材からなるものとすることが好ましい。この場合、前記補強部材の目付け密度は、好適には１００ｇ／ｍ２以上１５００ｇ／ｍ２以下であり、前記補強繊維の長さは、好適には５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内であり、前記補強繊維の径は、好適には０．０７ｍｍ〜０．３４ｍｍの範囲内である。
【００１１】
また、本発明のタイヤは、前記一対の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を骨格とし、前記サイドウォール部の、該カーカスプライの外側の少なくとも一部の領域に、前記補強部材が配置されているものとすることも好ましい。この場合、前記補強部材の目付け密度は、好適には３００ｇ／ｍ２以上１５００ｇ／ｍ２以下であり、前記補強繊維の長さは、好適には１５ｍｍ以上であり、前記補強繊維の径は、好適には０．０７ｍｍ〜０．６０ｍｍの範囲内である。  
【００１２】
本発明のタイヤにおいて、前記補強繊維としては、無機繊維を好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、上記構成としたことにより、従来に比し安価にかつ容易に製造することができ、端材を活用することが可能な補強部材を用いることで、タイヤ性能を損なうことなく所望の補強効果を実現した空気入りタイヤを得ることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一例を示す幅方向片側断面図である。
【図２】本発明に係る補強部材の一例を示す模式図である。
【図３】本発明の空気入りタイヤの他の例を示す幅方向片側断面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、タイヤサイド部に対する突起入力の状態を示す説明図である。
【図５】補強繊維の長さが短い場合（ａ）と長い場合（ｂ）との、突起入力に対する効果の違いを示すグラフである。
【図６】比較例における補強繊維の分散状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１に、本発明の空気入りタイヤの一例の幅方向断面図を示す。図示する空気入りタイヤは、一対のビード部１１と、それに連なる一対のサイドウォール部１２と、両サイドウォール部１２間に跨るトレッド部１３とからなり、これら各部をビード部１１内にそれぞれ埋設された一対のビードコア１相互間にわたって補強する少なくとも１枚、図示例では２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、カーカス２のクラウン部タイヤ半径方向外側には、層間で互いに交錯するよう配置された２枚のベルト層３と、その全幅を覆うように配置されたベルト補強層４とが配置されている。さらに、ビードコア１のタイヤ半径方向外側には、ビードフィラー６が配置されている。
【００１６】
本発明のタイヤは、補強繊維と、これを被覆するゴムとからなる補強部材が、サイドウォール部１２の少なくとも一部に、タイヤ周方向に環状に配設されている点に特徴を有する。図２に、本発明に係る補強部材の一例を示す模式図を示す。この図は、補強部材の面に対し垂直な方向から見た際の、補強繊維の分散状態を示している。図示するように、本発明に係る補強部材は、めっきまたは接着剤処理された補強繊維２１と、ゴム２２とからなる。また、補強繊維２１は、図示するように一方向に配向され、その少なくとも一端が補強部材内で終端しており、すなわち、補強部材の幅方向端部間で連続して延在しない長さの短い繊維からなる。さらに、補強繊維２１は、図示するように、補強部材に対し垂直な方向に補強繊維２１を投影した投影部が、少なくとも一部で交差するように、ゴム２２内に埋設されている。なお、本発明に係る補強部材は、厚みを有する平面状をなす。
【００１７】
このような構成としたことで、補強部材の補強繊維２１として、従来は廃棄物となっていた端材を利用することが可能となり、廃材の有効利用を図ることが可能となった。また、本発明に係る補強部材は、従来のコード補強層とは異なり、製造上、撚り線や引き揃え圧延などの工程を要しないので、製造が容易であって、この点でもコスト性に優れている。さらに、本発明に係る補強部材においては、その端部に補強繊維の断面が並ぶことがないので、補強部材端部を起点とするセパレーションの問題も有しない。
【００１８】
本発明においては、図示するように、補強繊維２１が実質的に一方向に配向された補強部材を用い、この補強部材を、サイドウォール部において補強繊維２１の配向方向がタイヤ半径方向となるように配置する。このように、補強繊維２１が実質的にタイヤ半径方向に配向された補強部材を用いることで、後述するように、カーカスプライとしての用途、または、サイドウォール部においてカーカスプライの外側に配置する補強層としての用途において、所期の効果を得ることができるものとなる。ここで、本発明において、補強繊維２１が実質的にタイヤ半径方向に配向されているとは、補強部材の製造上、補強繊維２１の配向方向にはある程度の分布が生ずるので、この配向方向の誤差範囲を含むとの意味であり、具体的には例えば、補強繊維２１の配向方向がタイヤ半径方向に対しなす角度で±１０°程度の範囲である。
【００１９】
本発明においては、上記補強部材をカーカスプライに適用することができる。上記補強部材をカーカスプライに適用し、すなわち、従来一般的にカーカスプライとして使用されていた、有機繊維やスチール繊維の撚りコード等からなる補強コードのゴム被覆部材に代えて、上記補強部材を用いることで、廃材をカーカスプライに適用することが可能となるので、製品コストを大幅に低減することが可能となる。
【００２０】
カーカスプライは、タイヤの内圧容器として機能する骨格部材であり、カーカスプライが張力を発揮することで内圧と釣り合うものとなるため、空気入りタイヤにおいて最も重要な部材の一つである。安全面を考慮すると、通常使用の数倍の内圧を保持できる必要がある。例えば、乗用車用タイヤにおいては、カーカスプライには１．５ＭＰａ以上の内圧を保持できることが必要とされ、トラック・バス等の重荷重用タイヤにおいては、２．０ ＭＰａ以上の内圧を保持できることが必要とされる。カーカスプライ材料として特に重要となるのは引っ張り強度であり、これは、内圧を上げ続けて、通常内圧の何倍の圧力でタイヤが壊れるかを評価する水圧試験をクリアするためには欠かせない条件である。また、タイヤ成型時の拡張性も重要である。よって、カーカスプライ材料には、タイヤ半径方向における高い剛性および強度と、タイヤ周方向における拡張性（成形性）が必要となる。本発明においては、補強繊維２１が実質的にタイヤ半径方向に配向しているので、補強繊維２１の密度（目付け密度）や繊維長に大きく左右されることなく、タイヤ半径方向の剛性および強度を確保できるとともに、タイヤ周方向の剛性を低く保持でき、成形に耐え得る拡張性についても満足できる。
【００２１】
本発明において、上記補強部材をカーカスプライに適用する際には、補強部材として、目付け密度が１００ｇ／ｍ２以上１５００ｇ／ｍ２以下、特には６００ｇ／ｍ２以上９００ｇ／ｍ２以下のものを用いることが好ましい。目付け密度が１００ｇ／ｍ２未満では、補強部材の強度が不十分となるおそれがある。一方、目付け密度が１５００ｇ／ｍ２を超えると、拡張性、成形性が悪化する。ここで、本発明において、補強層３の目付け密度とは、１層の補強部材内における単位面積あたりの補強繊維の総重量を意味する。すなわち、単位面積（１ｍ２）内に含まれる、補強部材の１層あたりの補強繊維２１の総重量（ｇ）が、本発明における目付け密度である。
【００２２】
また、上記補強部材をカーカスプライに適用する際には、補強繊維として、長さが、好適には５ｍｍ〜５０ｍｍ、より好適には２５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲内のものを用いる。また、その径は、０．０７ｍｍ〜０．３４ｍｍ、特には０．１５ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲内であることが好ましい。補強繊維の長さが、短すぎるとカット工数が増加し、長すぎると、生タイヤの成形後の拡張工程における成形性が悪化するので、いずれも好ましくない。また、補強繊維の径が小さすぎると、細い線径とするための伸線工程におけるコストが嵩むことに加え、散布する補強繊維の本数が増加するので、コスト高となる。一方、補強繊維の径が大きすぎると、曲げ剛性が増大して縦バネが増加し、曲げ疲労性が悪化して、低内圧走行時に補強繊維が折れてしまうおそれが生ずる。
【００２３】
なお、本発明においては、補強部材に用いる全ての補強繊維が単一長さおよび径である必要はなく、複数種の長さおよび径を有する補強繊維を混合して使用してもよいが、上記範囲内の長さおよび径のものを用いることが好適である。特に、補強繊維の長さが長すぎると、補強部材の均一性が損われるので、ユニフォミティを決定する成分である、タイヤ形状やタイヤ剛性の周方向均一性が低下するという点から好ましくない。また、補強繊維の断面形状は、基本的に円形であるが、楕円または三角形などの多角形状のものを用いてもよい。
【００２４】
また、本発明においては、上記補強部材を、サイドウォール部の、カーカスプライの外側の少なくとも一部の領域に配置することもできる。図３に、本発明の空気入りタイヤの他の例の幅方向断面図を示す。図示する空気入りタイヤにおいては、ベルト層３の端部からカーカスプライの巻上げ端部２ａ近傍までの領域に、補強部材５が配置されている。上記補強部材をサイドウォール部の少なくとも一部の領域に配置することで、耐サイドカット性を向上することができ、特に、タイヤ軽量化のためにプライ構造を簡素化した場合であっても、耐サイドカット性の著しい低下を抑制することができる。
【００２５】
すなわち、２枚のカーカスプライを１枚に削減したり、カーカスプライの巻上げ高さを低くしたりしてプライ構造を簡素化することで、タイヤ軽量化に加えて、直材費や成型工数などの面で絶大な効果が得られるが、この場合、一方で、プライの強度が不足する懸念がある。特に、突起入力に対し、カーカスプライは高い張力により抵抗するので、この強度が不足することで、サイド部におけるカット性能の大幅な低下が懸念される。図４に、タイヤサイド部に対する突起入力の状態を示す説明図を示す。図示するように、タイヤサイド部が路面や縁石から突起２０の入力を受けると、特に、先端のＲが２０ｍｍ以下であるような鋭利な突起により、カーカスプライが破断に至る故障の発生する場合が多い。その理由は、図４（ａ）に示すように、突起２０がタイヤ内に押し込まれるときに、カーカスプライに対し局所的に引っ張り応力が作用するためであり、この応力がプライコードの強力を超えると、カーカスプライは破断に至る。これに対し、図４（ｂ）に示すように、カーカスプライの外側に補強部材５を配置することで、突起２０の貫入時には、この補強部材５がカーカスプライに掛かる張力を効率良く分担するので、これにより、カーカスプライの破断を防止することが可能となる。よって、この場合、補強繊維は、カーカスプライと同程度の強力を持つことが好ましい。
【００２６】
また、補強繊維の長さは、１５ｍｍ以上であることが好ましく、２０ｍｍ以上であることがより好ましく、上限については、適用されるタイヤのサイドウォール部の高さまでであれば特に制限はないが、特に好ましくは２５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲内とする。補強繊維５の長さが短すぎると、突起２０の入力の際に突起の貫入を包みきれず、局所的な引張りからカーカスプライ２を保護できずに、プライコードが破断してしまうおそれがあり、耐サイドカット性の向上効果が薄れてしまう（図５（ａ）参照）。一方、補強繊維の長さが１５ｍｍ以上であれば、鋭利な突起入力に対しても効果を発揮できる（図５（ｂ）参照）。なお、Ｒが２０ｍｍ以上の突起に対しては、カーカスプライに生ずる引っ張りは局所的ではなくなる。そのため、カーカスプライの破断の頻度が下がるので、ここでは、先端のＲが２０ｍｍ以下であるような突起の場合を想定している。
【００２７】
本発明において、上記補強部材をサイド補強に用いる場合には、補強部材として、目付け密度が３００ｇ／ｍ２以上１５００ｇ／ｍ２以下、特には４５０ｇ／ｍ２以上９００ｇ／ｍ２以下のものを用いることが好ましい。目付け密度が３００ｇ／ｍ２未満では、補強部材の強度が不十分となるおそれがある。一方、目付け密度が１５００ｇ／ｍ２を超えると、拡張性、成形性が悪化する。
【００２８】
また、上記補強部材をサイド部補強に用いる際には、補強繊維として、径が０．０７ｍｍ〜０．６０ｍｍ、特には０．１２ｍｍ〜０．３４ｍｍの範囲内のものを用いることが好ましい。補強繊維の径が小さすぎると、細い線径とするための伸線工程におけるコストが嵩むことに加え、散布する補強繊維の本数が増加するので、コスト高となる。一方、補強繊維の径が大きすぎると、曲げ疲労性が悪化して、低内圧走行時に圧縮変形により補強繊維が折れてしまうおそれが生ずる。
【００２９】
補強部材をサイドウォール部に配置する場合のその配置領域としては、ベルト層３の端部からビードコア１の上端近傍までの領域のうちの少なくとも一部とすればよいが、好適には、上記領域の全体に配置する。これにより、サイドウォール部全体の耐カット性を向上することができる。
【００３０】
本発明において、上記補強繊維としては、いかなる材質のものを用いてもよく、通常、タイヤの補強部材に用いられている各種材料のうちから、適宜選択して用いることが可能である。具体的には例えば、無機繊維としては、スチールフィラメント等の金属繊維やガラス繊維など、有機繊維としては、芳香族ポリアミド繊維や脂肪酸ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリパラフェニレンベンゼンオキサゾール繊維、ポリビニルアルコール系合成繊維、炭素繊維などが挙げられる。本発明においては、短繊維として、上記のうちでも、無機繊維、特にはスチールフィラメントを用いることが好ましい。
【００３１】
上記無機繊維ないし有機繊維からなる補強繊維は、タイヤ補強用のコード製造過程において、めっき後伸線工程や撚り線工程等で発生する端材（残糸からなる廃棄物）や、タイヤ製造工場のコード圧延工程で発生する端材などから製造することができる。本発明においては、このような従来は廃棄されていた端材を使用することができるため、従来に比して大幅なコストダウンを図ることができるとともに、廃棄物の削減にも寄与できるものである。
【００３２】
すなわち、スチールコード等の金属コードは、めっき処理されたフィラメントの単線が巻かれた複数のリールからフィラメントを巻き出して、張力を利用してフィラメント束を撚り合わせることにより製造される。また、有機繊維等からなる非金属コードは、撚ったフィラメント束に接着剤を塗布するディッピング処理を施すことにより、製造される。金属の撚りコードを製造する際には、各リールのいずれか一つが空となった時点で、他のリールにフィラメントが残っていたとしても、残ったフィラメントは廃棄される。また、調整などのために製造工程を停止した後、再開する際にも、コード端部の調整部分は廃棄される。さらに、金属コードおよび非金属コードのいずれも、張力を利用して補強部材を製造しているため、物理的に張力を確保できないコード端部についても廃棄される。本発明においては、このようなタイヤ製造における各プロセスで生ずるコードの端材を有効利用して、補強部材を形成することができるものである。
【００３３】
なお、短繊維として、長さ５．０ｍｍ以下程度、通常２ｍｍ〜３ｍｍの極めてミクロな繊維を、トレッドゴム中に含有させることで氷上性能を向上させる技術は、従来よりよく知られている。しかし、上記のように廃材を有効利用することを考慮した場合、コードの端材をミクロな短繊維に切断して用いると、製造工数およびコストの増加となる。また、本発明においては、使用する補強繊維がある程度の長さおよび目付け密度を有しないと、補強繊維同士が交差しないか、または、交差しても強度および剛性における補強効果が十分得られない。したがって、上記のような長さおよび目付け密度等を有する補強繊維を用いることが好適である。但し、長さの短い補強繊維のみ、または、長さの長い補強繊維のみを用いると、十分な補強効果が得られないか、または、耐久性に問題を生ずるおそれがある。
【００３４】
また、上記補強繊維は、ゴム中に埋設されて補強部材を形成するものであるため、ゴムとの接着性を確保するために、めっきまたは接着剤処理されていることが必要である。すなわち、本発明においては、補強繊維が金属繊維の場合はめっき処理されているもの、補強繊維が有機繊維の場合は接着剤処理されているものを用いる。スチールフィラメント等の金属繊維において、例えば、一般的なＣｕ＋Ｚｎめっきを施した場合には、めっき中のＣｕが、補強部材を形成する際にゴムと補強繊維とを接着する役割を担う。金属コード表面にめっき処理が施されていない場合、ゴムと補強繊維とが剥離しやすくなり、補強繊維に沿って剥離の進展が容易に発生してしまう懸念もある。したがって、本発明においては、補強繊維として金属繊維を用いる場合には、めっきされたものを用いることが必要であり、撚り線コードを原料とする場合も、単線がめっきされていることが必要である。なお、金属コードが銅線からなる場合は、銅線そのものが接着効果を持つため、めっき処理は要しない。また、有機繊維等からなる非金属コードの場合には、常法に従い接着剤のディッピング処理を施したものを用いることで、めっきされた金属コードと同様に、ゴムとの間の接着性を確保することが可能である。
【００３５】
ここで、補強繊維としての金属繊維表面に設けるめっきとしては、特に制限はなく、ブラスやブロンズ、Ｃｕ，Ｚｎめっきなどでもよい。特に、補強繊維として上記廃棄端材を用いる場合には、これらはすでにめっき処理されているため、さらにめっき処理を行うことなく、ゴムとの良好な接着性が得られるというメリットもある。
【００３６】
なお、上記補強部材に用いるゴムは、従来よりタイヤの補強部材用途等に使用されているゴム種のうちから適宜選択して用いることができ、特に制限されるものではない。また、補強部材自体の厚みについては特に制限はなく、目的とする補強性能に応じて、適宜決定することができるが、例えば、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍとすることができる。これは、乗用車用タイヤに適用した場合に想定される最も薄い補強層３の厚みが０．５ｍｍである一方、重荷重用タイヤに適用した場合に想定される最も厚い補強層３の厚みが３．０ｍｍであることを意味している。
【００３７】
上記のような、補強繊維が実質的に一方向に配向されている補強部材は、例えば、以下のようにして製造することができる。
すなわち、まず、所定厚みの未加硫ゴムのシートを作製し、所定の長さに切断した補強繊維の束を、単位時間に所定の量、所定の高さからこのゴムシート上に、全体が均一の密度になるよう落下させる。この際、ゴムシートの上方に、上下方向に開口し、ゴムシートの長手方向に沿う幅が、上端部より下端部で狭く、かつ、上端部からゴムシート側に向かい漸減する部分を有するガイド体を設けて、このガイド体の中を通じて、ゴムシート上に補強繊維を落下させる。これにより、補強繊維は、ガイド体の下方開口部の形状に沿って、ゴムシートの幅方向に配向した状態でゴムシート上に落下することになるので、補強繊維が実質的に一方向に配向されている補強部材を得ることができる。このガイド体は、弾き飛んだ補強繊維が必要以上に広く分散して密度が低下しないようにする効果も有し、下方に配置したゴムシートの幅に合わせて設計することができる。特には、ガイド体は、上記ゴムシートの長手方向に沿う幅が漸減する部分に続いて、この幅が変動しない部分を有していることが好ましく、これにより、補強繊維をより確実に配向させることができる。
【００３８】
次に、落下させた補強繊維の上から未加硫ゴムシートを被せることにより、ゴム中に補強繊維が埋設された補強部材を製造することができる。この際、下方のゴムシートを一方向に所定の速度で移動させることで、上記補強繊維の落下量とこのゴムシートの移動速度との比によって、補強部材における補強繊維の密度を決定することができる。
【００３９】
ここで、上記所定量の補強繊維を落下させるための方法としては、あらかじめ切断した補強繊維の束をベルトコンベア等により搬送して、ゴムシート上の所定部位に落下させる方法の他、未切断の補強繊維を切断しながら落下させる方法を用いてもよい。後者の場合、補強繊維同士の絡み合いを解す作業や、補強繊維の束を一定時間に一定量にて供給する作業が不要となるので、より効率良く補強部材の製造を行うことが可能となる。
【００４０】
本発明に係る補強部材は、上記のようにして一工程で容易に製造することができるため、製造に多大な工数を要する従来の補強部材と比較して製造が容易であり、消費エネルギーも少なく、製造コスト的にも安価であるというメリットがある。
【００４１】
本発明のタイヤにおいては、上記補強部材を、配向方向がタイヤ半径方向となるよう配置した点のみが重要であり、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。
【００４２】
例えば、ベルト層３は、タイヤ周方向に対し所定の角度をもって平行に配列されたスチールコードをゴム引きしてなり、少なくとも１層にて設けることが必要であるが、通常は図示するように、２層にて交錯配置される。また、図示するように、カーカスはビードコア１の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止されている。さらに、ベルト補強層４は、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列された補強コードのゴム引き層からなり、図示例ではベルト層３の全幅以上にわたり１枚にて配置されているが、本発明においてはこれには限られず、ベルト層３の両端部を覆う領域に、一対にて配置するものであってもよい。また、これらを組み合わせて配置してもよく、各ベルト補強層の枚数についても、上記には制限されない。
【００４３】
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（図示せず）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。さらにまた、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】
【００４４】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
タイヤサイズ１５５／６５Ｒ１３にて、カーカスプライに下記表中に示す条件を満足する補強部材を用いて、各実施例および比較例の乗用車用空気入りタイヤを作製した。補強部材は１枚とした。この補強部材は、常法に従いめっき処理を施したスチールフィラメントと、これを被覆するゴムとからなり、厚みは、１．０ｍｍであった。各実施例において、スチールフィラメントは、補強層の幅方向端部間で連続して延在せず、すなわち、その少なくとも一端が補強層内で終端しており、また、補強層に対し垂直な方向にスチールフィラメントを投影した投影部は、少なくとも一部で交差していた。また、ベルト層としては、補強コード（材質：スチールコード）を、打込み数３０本／５０ｍｍで、タイヤ周方向に対し２２°の角度で配置したものを、２層にて交錯させた。
【００４５】
また、従来例１−１としては、タイヤサイズ１５５／６５Ｒ１３の市販の乗用車用空気入りタイヤ（（株）ＢＲＩＤＧＥＳＴＯＮＥ製，ＳＮＥＡＫＥＲ２）を用いた。
得られた各供試タイヤにつき、下記に従い評価を行った。その結果を、下記の表中に併せて示す。
【００４６】
＜水圧強度試験＞
各供試タイヤをリムサイズ１３×４．５Ｊのリムに装着した後、内圧を上げ続けて、通常内圧の何倍の圧力でタイヤが壊れるかを評価する水圧試験を行い、破壊時の圧力を計測した。破壊時の圧力は、１５００ｋＰａ以上であれば実用上問題ないと言え、高いほど良好である。
【００４７】
＜ＣＢＵ試験＞
各供試タイヤに内圧１００ｋＰａを充填し、荷重３．６ｋＮを負荷して、時速６０ｋｍで直径１．７０７ｍの平滑路面を有する鋼製のドラム上を走行させた。数時間おきに定期的にタイヤ外表面をチェックし、ゴムの割れなどが生じていた場合、そこで停止とした。１００００ｋｍ走行させて、問題なければ完走とした。
【００４８】
【表１】
2012245829.tif 000003
＊１）図６に示すような補強繊維の分散状態を意味する。
【００４９】
【表２】
2012245829.tif 000004
【００５０】
上記表中の結果より、本発明の条件を満足する補強部材を用いた各実施例の供試タイヤにおいては、水圧試験およびＣＢＵ試験のいずれについても良好な結果が得られており、本発明に係る補強部材が、従来のカーカスプライ代替として有用であることが確かめられた。これに対し、補強繊維をランダム配置とした各比較例においては、強度、耐久性および成型性を同時に満足する条件の組合せが少なく、水圧試験において十分な性能が確認できない場合が多かった。特に、補強繊維の長さが長く、かつ、目付け密度が高い比較例１−５，１−８では、補強部材が拡張性に乏しく、すなわち、未加硫時における剛性が高くタイヤ周方向に延びないために、タイヤの成形自体が行えなかった。
【００５１】
タイヤサイズ１５５／６５Ｒ１３にて、サイドウォール部の、カーカスプライの外側に、ベルト層の端部からカーカスプライの巻上げ端部の近傍までの領域にて、下記表中に示す条件を満足する補強部材をタイヤ周方向に環状に配置して、各実施例および比較例の乗用車用空気入りタイヤを作製した。この補強部材は、常法に従いめっき処理を施したスチールフィラメントと、これを被覆するゴムとからなり、厚みは、１．０ｍｍであった。各実施例において、スチールフィラメントは、補強層の幅方向端部間で連続して延在せず、すなわち、その少なくとも一端が補強層内で終端しており、また、補強層に対し垂直な方向にスチールフィラメントを投影した投影部は、少なくとも一部で交差していた。
【００５２】
カーカスプライ（コード材質：ＰＥＴ、コード構造：２本撚り）は１枚とし、その巻上げ高さは、標準リムに装着し規定の内圧を充填した状態にて、リム径ラインを基準として８８ｍｍの位置とした。また、ベルト層としては、補強コード（材質：スチールコード（φ０．３０ｍｍ），構造：１×３）を、打込み数３０本／５０ｍｍで、タイヤ周方向に対し２２°の角度で配置したものを、２層にて交錯させた。
【００５３】
また、従来例２−１としては、カーカスプライの巻上げ高さを１０ｍｍに変え、補強部材を配置しないタイヤを作製し、従来例２−２としては、カーカスプライの巻上げ高さは変えず、補強部材を配置しないタイヤを作製した。従来例２−２においては、従来例２−１よりもサイド部のゴム量が削減されており、サイド部の厚みは、従来例２−１が厚く、従来例２−２と各実施例および比較例は同等であった。
得られた各供試タイヤにつき、下記に従い評価を行った。その結果を、下記の表中に併せて示す。
【００５４】
＜補強部材の重量指数＞
各供試タイヤにつき、使用した補強部材の重量を計測した。ここで、各実施例および比較例では約１１００ｍｍ×約９０ｍｍのシート状の材料を用いており、補強部材の重量は、その重量を示している。また、従来例２−１，２−２については、サイド部に貼り付けるゴムの重量を計測した。結果は、従来例２−１の重量を１００とした指数で表示した。数値が小さいほど軽量であって良好である。
【００５５】
＜タイヤの重量指数＞
各供試タイヤの重量を計測して、従来例２−１の重量を１００とした指数で表示した。数値が小さいほど軽量であって良好である。
【００５６】
＜操縦安定性＞
各供試タイヤを４輪に装着した車両にて、直線、レーンチェンジおよびコーナリング走行を行って、操縦安定性を総合的に評価した。結果は、テストドライバー２名の平均値を求めて、コントロールタイヤ（従来例２−１）のレベルを１００とする指数値にて示した。計算上、小数点以下は四捨五入した。また、このとき、補強部材を有しない従来例２−１のタイヤと従来例２−２のタイヤとの差を１０とした。数値が大なるほど結果は良好である。
【００５７】
＜水圧強度試験＞
上記と同様にして行った。
【００５８】
＜耐カット性＞
一片が８ｃｍの金属製の四角柱を路面に配置し、各供試タイヤをテスト車両の前輪に装着して内圧を１００ｋＰａに調整し、平均荷重を３００ｋｇとした状態で、約３０度の角度でこの四角柱に乗り上げる試験を行った。速度３０ｋｍ／ｈから開始して５ｋｍ／ｈずつ試験速度を上げていき、サイド部のプライコード切れが発生した速度をそのタイヤのカット速度とし、従来例２−１を１００とする指数にて表示した。この値が大きいほど耐カット性に優れ、良好である。
【００５９】
＜ビード部耐久性試験（ＢＦ（Ｂｅａｄ  Ｆａｔｉｇｕｅ）ドラムテスト）＞
各供試タイヤを２５±２℃の室内で内圧３．０ｋｇ／ｃｍ２に調整した後、２４時間放置した。その後、空気圧の再調整を行い、ＪＩＳ荷重の２倍荷重をタイヤに負荷して、直径約３ｍのドラム上で速度６０ｋｍ／ｈで２万ｋｍ走行させた。
【００６０】
【表３】
2012245829.tif 000005
【００６１】
上記表中の結果より、本発明の条件を満足する補強部材を用いた各実施例の供試タイヤは、軽量であるとともに、各評価項目について良好な性能を有していることが確かめられた。これに対し、補強繊維をランダム配置とした比較例２−１は、操縦安定性および耐カット性において十分なものではなかった。
【符号の説明】
【００６２】
１  ビードコア
２  カーカス
２ａ  カーカスプライの巻上げ端部
３  ベルト層
４  ベルト補強層
５  補強部材
６  ビードフィラー
１１  ビード部
１２  サイドウォール部
１３  トレッド部
２０  突起
２１  補強繊維
２２  ゴム
【図１】
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【図２】
2012245829.tif 000007
【図３】
2012245829.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
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